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KR20030065814A - 투과율이 개선된 에이에스엠 모드 액정표시장치 - Google Patents

투과율이 개선된 에이에스엠 모드 액정표시장치 Download PDF

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KR20030065814A
KR20030065814A KR1020020005831A KR20020005831A KR20030065814A KR 20030065814 A KR20030065814 A KR 20030065814A KR 1020020005831 A KR1020020005831 A KR 1020020005831A KR 20020005831 A KR20020005831 A KR 20020005831A KR 20030065814 A KR20030065814 A KR 20030065814A
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정연학
이승희
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비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
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Abstract

본 발명은 디스클리네이션 라인(disclination line)l 발생에 기인하는 투과율 저하를 개선시킨 에이에스엠(ASM : Axially Symmetric aligned Microcell) 모드 액정표시장치를 개시하며, 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 소정 간격으로 대향 배치된 하부기판과 상부기판; 상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재되며, d/p 비율이 대략 1/4 정도되는 액정과 모노머(monomer)가 혼합되어 채워지면서 UV 조사에 의해 폴리머 벽(polymer walls)이 형성되고, λ/2의 위상지연치(d·Δn)를 갖도록 설계된 액정층; 상기 하부기판과 상부기판의 각 외측면에 각각 부착되며, 선편광의 빛만을 투과시키는 하부편광판과 상부편광판; 및 상기 하부기판과 하부편광판 사이와 상기 상부기판과 상부편광판 사이 각각에 설치된 λ/4의 위상보상판을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 각 λ/4 위상보상판의 축은 상기 하부편광판 및 상부편광판의 투과축 또는 흡수축과 45°를 이루며, 상기 상부기판의 내측면 또는 외측면에 설치된 0.01∼0.2의 위상지연치를 갖는 광보상필름을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 상기 하부기판에 설치되는 하부편광판과 λ/4의 위상보상판 대신에 콜레스테릭 편광판과 같은 원편광 편광판을 설치할 수 있다.

Description

투과율이 개선된 에이에스엠 모드 액정표시장치{ASM MODE LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITH IMPROVED TRANSMITTANCE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 투과율을 개선한 에이에스엠(ASM: Axially Symmetric aligned Microcell) 모드 액정표시장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 액정표시장치는 그 구동 방식으로서 TN 모드를 채택하여 왔다. 이것은 TN 모드 액정표시장치가 비교적 간단한 구조이고, 특히, 광효율이 우수함은 물론 제조 공정상의 잇점을 갖고 있기 때문이다. 그러나, 상기 티엔(TN: Twist Nematic) 모드 액정표시장치는 광효율이 우수한 잇점은 있으나, 시야각 특성이 불량한 단점이 있다.
이에, 상기 TN 모드 액정표시장치가 갖는 시야각 특성의 불량함을 개선하기 위해, 광 보상(optical compensation) 방식, 다중-배향을 이용하여 하나의 화소내에서 대칭적 액정 배열이 이루어지도록 하는 다중-도메인 형성 방식, 및 새로운 구동 모드를 이용하는 방식들이 제안되었다.
상기에서, 새로운 구동 모드로서는 브이에이(VA : Vertical Aligned) 모드, 아이피에스(IPS : In-Plane Switching) 모드, 에프에프에스(FFS : Fringe Field Switching) 모드 및 에이에스엠(ASM : Axially Symmetric aligned Microcell) 모드 등이 개발되었고, 현재 실용화되고 있다.
특히, 상기 ASM 모드 액정표시장치는 샤프(sharp)사에 의해 개발된 구동 모드로서, 액정층이 폴리머 벽에 의하여 복수의 액정영역으로 분할되면서 각 액정영역 내의 액정분자들이 기판면에 대해 수직인 축을 중심으로 축 대칭 배향된 것과 관련하여, 어느 방향에서 관찰하여도 콘트라스트의 변화가 적으며, 그래서, 광시야각 특성을 갖는다.
자세하게, ASM 모드 액정표시장치에서의 어레이 기판 및 컬러필터 기판은 전형적인 TN 모드 액정표시장치에서의 그것들과 유사한 공정을 통해 유사한 구조를 갖도록 제작되며, 아울러, 어레이 기판 및 컬러필터 기판 각각에는 편광판이 부착된다. 반면, ASM 모드 액정표시장치는 러빙 등의 액정 배향을 위한 배향 공정은 필요치 않으며, 액정층이 d/p 비율이 대략 1/4 정도되는 액정과 모노머(monomer)가 혼합되어 채워지고, 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 폴리머 벽(polymer walls : 2)을 형성해주기 위해 UV가 조사된다. 도 1에서, 도면부호 1은 폴리머 벽(2)에 의해 구획되는 화소를 나타낸다.
상기에서, 액정으로서는 호모지니어스(Homogeneous) 배열을 갖는 액정이 사용되며, d/p 비율이 1/4 만큼 혼합되어 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 방향으로 액정(3)이 누운 상태에서 360°꼬인 액정의 배열을 하게 된다.
이와 같은 구조에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(11)로부터 액정층(13)에 입사되는 빛은 선편광의 빛만을 투과시키는 하부 편광판(12)에 의해 선편광이 되며, 전계의 인가 여부에 따라 좌측 도면에서와 같이 상기 액정층(13)을 통과하면서 90°트위스트된 선편광의 빛이 되거나, 또는, 우측 도면에서와 같이 상기 액정층(13)을 그대로 통과하게 되며, 이후, 선편광의 빛만을 투과시키면서 상기 하부 편광판(12)과 수직의 투과축을 갖는 상부 편광판(14)을 투과하거나, 또는, 상기 상부 편광판(14)에 흡수됨으로써, 화이트 상태 및 다크 상태를 구현한다.
그러나, 상기와 같은 ASM 모드 액정표시장치는 광시야각을 실현할 수는 있지만, 시야각, 즉, 극성 각도(Polar angle)에 따른 위상지연치(d·Δn)의 변화를 최소화하기 위해 한 화소들 분할하는 방식을 적용함에 따라 디스클리네이션 라인의 발생되어 실질적인 개구영역이 감소됨으로써, 투과율이 저하되는 문제점이 있다.
자세하게, 액정의 방향자가 상,하 교차되어 있는 하부 편광판과 상부 편광판의 투과축 및 흡수축과 일치하는 경우에, 도 2의 우측 도면과 같이, 빛이 편광판에 흡수되어 다크 라인(dark line), 즉, 디스클리네이션 라인(disclination line : 10)이 발생되게 되며, 이러한 디스클리에니션 라인(10)에 의해 투과율의 저하가 발생된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디스클리네이션 라인에 발생에 기인하는 투과율 저하를 개선시킬 수 있는 ASM 모드 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 ASM(Axially Symmetric aligned Microcell) 모드 액정표시장치에서의 폴리머 월 구조 및 화소내 디스클리네이션 라인을 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래 ASM 모드 액정표시장치에서의 초기 액정 방향을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래 ASM 모드 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ASM 모드 액정표시장치를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ASM 모드 액정표시장치를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 백라이트유니트 12 : 하부편광판
13 : 액정층 14 : 상부편광판
20 : 하부 λ/4 플레이트 30 : 상부 λ/4 플레이트
40 : 원편광판 50 : 반사판
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는, 소정 간격으로 대향 배치된 하부기판과 상부기판; 상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재되며, d/p 비율이 대략 1/4 정도되는 액정과 모노머(monomer)가 혼합되어 채워지면서 UV 조사에 의해 폴리머 벽(polymer walls)이 형성되고, λ/2의위상지연치(d·Δn)를 갖도록 설계된 액정층; 상기 하부기판과 상부기판의 각 외측면에 각각 부착되며, 선편광의 빛만을 투과시키는 하부편광판과 상부편광판; 및 상기 하부기판과 하부편광판 사이와 상기 상부기판과 상부편광판 사이 각각에 설치된 λ/4의 위상보상판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 각 λ/4 위상보상판의 축은 상기 하부편광판 및 상부편광판의 투과축 또는 흡수축과 45°를 이룬다.
또한, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 상기 상부기판의 내측면 또는 외측면에 설치된 0.01∼0.2의 위상지연치를 갖는 광보상필름을 더 포함한다.
게다가, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 하부기판에 설치되는 하부편광판과 λ/4의 위상보상판 대신에 콜레스테릭 편광판과 같은 원편광 편광판이 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하부기판 및 상부기판 각각에 선편광의 빛을 원편광의 빛으로 변형시키거나, 또는, 이와 반대로 변형시킬 수 있는 λ/4의 위상보상판을 추가시킴으로써, 디스클리네이션 라인이 발생되는 억제시킬 수 있으며, 따라서, 투과율이 개선된 액정표시장치를 제공할 수 있다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ASM 모드 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 3과 동일한 부분은 동일한 도면부호로 나타낸다.
우선, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 전형적인 TN 모드 액정표시장치와 마찬가지로 화소전극이 형성되어 구성된 하부기판과 컬러필터 및 블랙매트릭스와 상대전극이 형성되어 구성된 상부기판이 액정층(13)의 개재하에 합착된 구조로 제작되며, 여기서, 상기 액정층(13)은 종래와 마찬가지로 폴리머 벽에 의해 화소가 한정된 구조로 형성된다.
또한, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 러빙 등의 액정을 배향시키기 위한 공정은 수행되지 않으며, d/p 비율이 1/4인 액정에 의해 360°액정이 호모지니어스한 배열을 한다. 게다가, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 상기 액정층(13)의 위상지연치(d·Δn)가 바람직하게 λ/2가 되도록, 즉, 0.25∼0.6 정도의 값을 갖도록 설계된다.
부가해서, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 하부기판과 상부기판의 각 이면에 하부편광판(12)과 상부편광판(14)이 각각 부착되며, 아울러, 하부기판과 하부편광판(12) 사이 및 상부기판과 상부편광판(14) 사이에는 λ/4의 위상보상판(20,30 : 이하, λ/4 플레이트라 칭함)이 각각 추가 설치된다. 이때, 상기 λ/4 플레이트들(20, 30)은 각 편광판(12, 14)의 투과축 또는 흡수축과 45°각도의 투과축 방향을 갖도록 설치된다.
이와 같은 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는, 도시된 바와 같이, 백라이트유니트(11)로부터 나온 무편광의 빛이 선형의 빛만을 투과시키는 하부편광판(12)에 의해 선편광된 후, 하부 λ/4 플레이트(20)를 거치면서 원편광이 됨으로써, 상기 액정층(13)에 입사되는 빛이 원편광으로 되는 것과 관련하여 액정층(13)에서의 액정 방향자가 상,하 선형 편광판의 투과축 또는 흡수축과 일축이 되더라도 디스클리네이션 라인이 발생하지 않게 되며, 따라서, 상기 액정층(13)은 단지 전계의 인가 여부에 따라 λ/2 플레이트로 활용되거나, 빛이 투과되는 경로로만 활용된다.
계속해서, 액정층(13)에 입사된 원편광의 빛은 상기 액정층(13)을 투과하면서, 좌측 도면에서과 같이, 상기 액정층(13)이 λ/2 플레이트로 활용되는 경우에는 좌원편광의 빛을 우원편광의 빛으로, 또는, 우원편광의 빛을 좌원편광의 빛으로 변경되며, 반면, 전계 인가에 따라 액정층(13)의 위상지연치가 "0"으로된 경우에는 상기 액정층(13)을 그대로 통과하게 된다.
이후, 이렇게 원편광으로 나온 빛은 상부 λ/2 플레이트(30)를 거치면서 선편광의 빛이 되어, 바로 위에 위치하고 있는 선형의 상부편광판(14)에 의해 선택적으로 투과 또는 흡수되며, 이 결과로 다크 상태(Dark state) 및 화이트 상태(White state)가 구현된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 종래의 구조를 그대로 유지하면서, 단지, 하부기판과 상부기판 각각에 λ/4 플레이트만를 추가시킴으로써, 액정의 방향자가 편광판이 투과축 또는 흡수축과 동일할 때 일어나는 디스클리네이션 라인의 발생을 억제시킬 수 있으며, 따라서, 상기 디스클리네이션 라인에 기인하는 투과율의 저하를 방지할 수 있어서, 광시야각을 갖으면서도 고투과율의 액정표시장치를 구현할 수 있게 된다.
한편, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 ASM 모드 액정표시장치는 상부기판의 내측 또는 외측면에 0.01∼0.2의 위상지연치를 갖는 광보상필름을 추가 설치할 수있으며, 이러한 광보상필름의 설치를 통해 다크 상태를 더 보상할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ASM 모드 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 4와 동일한 부분은 동일한 도면부호로 나타낸다.
도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 ASM 모드 액정표시장치는 이전 실시예에서의 그것과 비교해서, 선형 편광판인 하부편광판과 선편광의 빛을 원편광의 빛으로 변경시키기 위해 하부기판에 구비되는 λ/4 플레이트 대신에, 콜레스테릭 편광판, 즉, 원편광 편광판(40)이 구비된다.
이 경우, 반대방향으로 회전하는 빛 등을 백라이트유니트(11)에 구비된 반사판(50)에 의해서 재반사 및 투과시킬 수 있으며, 따라서, 이전 실시예와 비교해서 더 우수한 투과율을 얻을 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 하부기판 및 상부기판 각각에 λ/4의 위상보상판을 추가 설치함으로써, 백라이트유니트로부터 나온 선편광의 빛이 원편광의 빛으로 액정층을 투과 및 흡수되도록 하면서, 상기 액정층의 투과한 원편광의 빛을 다시 선편광의 빛으로 만들어 상부편광판을 투과 또는 상부편광판에 흡수되도록 함으로써, 디스클리네이션 라인이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 상기 디스클리네이션 라인 발생에 기인하는 투과율의 저하를 방지할 수 있고, 결국, 광시야각을 갖으면서 고투과율 특성을 갖는 액정표시장치를 제공할 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 소정 간격으로 대향 배치된 하부기판과 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재되며, d/p 비율이 대략 1/4 정도되는 액정과 모노머(monomer)가 혼합되어 채워지면서 UV 조사에 의해 폴리머 벽(polymer walls)이 형성되고, λ/2의 위상지연치(d·Δn)를 갖도록 설계된 액정층;
    상기 하부기판과 상부기판의 각 외측면에 각각 부착되며, 선편광의 빛만을 투과시키는 하부편광판과 상부편광판; 및
    상기 하부기판과 하부편광판 사이와 상부기판과 상부편광판 사이 각각에 설치된 λ/4의 위상보상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 ASM 모드 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 λ/4 위상보상판의 축은 상기 하부편광판 및 상부편광판의 투과축 또는 흡수축과 45°를 이루는 것을 특징으로 하는 ASM 모드 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상부기판의 내측면 또는 외측면에 설치된 0.01∼0.2의 위상지연치를 갖는 광보상필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ASM 모드 액정표시장치.
  4. 소정 간격으로 대향 배치된 하부기판과 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재되며, d/p 비율이 대략 1/4 정도되는 액정과 모노머(monomer)가 혼합되어 채워지면서 UV 조사에 의해 폴리머 벽(polymer walls)이 형성되고, λ/2의 위상지연치(d·Δn)를 갖도록 설계된 액정층;
    상기 하부기판의 외측면 상에 부착된 원편광 편광판;
    상기 상부기판의 외측면 상에 부착되며, 선편광의 빛만을 투과시키는 상부편광판; 및
    상기 상부기판과 상부편광판 사이에 설치된 λ/4의 위상보상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 ASM 모드 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 원편광 편광판은 콜레스테릭 편광판인 것을 특징으로 하는 ASM 모드 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101243789B1 (ko) * 2006-06-26 2013-03-18 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그의 구동 방법

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