KR101158621B1 - Liquid crystal display - Google Patents

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김재훈
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 액정표시장치는 액정 셀갭에 상당하는 간격을 두고 대향 배치되고, 서로 대향하는 대향면들을 갖는 상부 기판 및 하부 기판을 구비한다. 상기 대향면들 사이에 액정층이 개재된다. 상기 대향면들 중 어느 하나와 상기 액정층 사이에 이중 배향막이 형성되며, 상기 이중 배향막은 수직 배향막과 수평 배향막을 갖는다. 상기 수직 배향막의 두께는 0.1 내지 10nm이다. 본 발명의 액정표시장치는 수직 배향막과 수평 배향막을 포함하는 이중 배향막을 사용함으로써, 액정의 프리틸트 각의 조절이 용이하며, 0~90°의 프리틸트 각을 안정적으로 확보할 수 있다. 이와 같은 성질로 인해 특히 대면적 디스플레이에 효과적으로 활용될 수 있다.The present invention relates to a liquid crystal display device. The liquid crystal display device of the present invention has an upper substrate and a lower substrate that are disposed to face each other with a gap corresponding to the liquid crystal cell gap, and have opposing surfaces facing each other. A liquid crystal layer is interposed between the opposing surfaces. A double alignment layer is formed between any one of the opposing surfaces and the liquid crystal layer, and the double alignment layer has a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer. The thickness of the vertical alignment layer is 0.1 to 10 nm. In the liquid crystal display device of the present invention, by using a dual alignment layer including a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer, the pretilt angle of the liquid crystal can be easily adjusted, and the pretilt angle of 0 to 90 ° can be stably secured. This property makes it particularly effective for large area displays.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display}Liquid crystal display

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정의 프리틸트 각의 조절이 용이하며 0~90°의 프리틸트 각을 안정적으로 확보할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device that can easily adjust the pretilt angle of the liquid crystal and can stably secure a pretilt angle of 0 to 90 °.

오늘날 정보화 시대의 도래와 함께 다양한 정보의 신속한 전달을 위해, 영상, 그래픽, 문자 등의 각종 정보를 표시하는 고성능의 디스플레이에 대한 요구가 급증하고 있다. 이와 같은 요구에 따라 최근 디스플레이 산업은 급속한 성장을 보이고 있다.Today, with the advent of the information age, the demand for high performance displays displaying various information such as images, graphics, and characters is rapidly increasing for the rapid delivery of various information. In response to such demands, the display industry is showing rapid growth.

특히, 액정표시장치(LCD)는 음극선관(CRT)에 비해 소비 전력이 낮고, 경량박형이 가능하며, 유해 전자파를 방출하지 않는 차세대 첨단 디스플레이 소자로 수년간 크게 진보하여 왔다. 한편, 최근에는 고화질의 디지털 방송 시대를 맞이하여 30인치급 이상의 대화면 디스플레이로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP)과 함께 액정표시장치가 주목을 받고 있다. In particular, liquid crystal displays (LCDs) have been greatly advanced for many years as next-generation advanced display devices that have lower power consumption, lighter weight, and do not emit harmful electromagnetic waves compared to cathode ray tubes (CRTs). Recently, in the era of high quality digital broadcasting, liquid crystal displays have attracted attention along with plasma display panels (PDPs) for large-screen displays of 30 inches or larger.

액정표시장치는 2개의 기판 사이에 고체와 액체의 중간 물질인 액정을 주입하여 두 기판에 배치된 전극 간에 형성되는 전계에 의해 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서, 전자시계, 전자계산기, PC 및 TV 등에 폭 넓게 사용되고 있다. A liquid crystal display device is a display device which displays an image by generating a contrast by changing the arrangement of liquid crystal molecules by an electric field formed between electrodes disposed on two substrates by injecting a liquid crystal, which is an intermediate material between solid and liquid, between two substrates. It is widely used in electronic clock, electronic calculator, PC and TV.

그러나, 액정표시장치는 컬러 필터의 사용으로 인한 휘도, 대비비(CR비), 색재현율이 떨어지는 문제, 액정의 입사각에 따른 광 투과율 차이로 인해 시야각이 좁아지는 문제, 그리고 액정 분자의 배열을 제어하는데 걸리는 시간 때문에 응답 속도가 느린 문제을 갖고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. However, the liquid crystal display device controls the problem of the luminance, the contrast ratio (CR ratio), the color reproducibility dropping due to the use of the color filter, the narrowing of the viewing angle due to the light transmittance difference according to the incident angle of the liquid crystal, and the arrangement of the liquid crystal molecules. Due to the time it takes, there is a problem that the response speed is slow, and active researches are being conducted to solve this problem.

그 중 응답 속도를 향상시키기 위한 방법으로 액정을 기울어지게 배향하여 액정의 동작을 빠르게 하는 프리틸트 기술이 활용되고 있으나, 수평 배향에 가까운 영역(0~10°)과 수직 배향에 가까운 영역(80~90°) 외에는 안정적인 프리틸트 각의 확보가 어려웠다. Among them, pretilt technology is used to speed up the operation of the liquid crystal by tilting the liquid crystal as a method for improving the response speed. However, an area close to the horizontal alignment (0 to 10 °) and an area close to the vertical alignment (80 to It was difficult to secure a stable pretilt angle except for 90 °).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액정의 프리틸트 각의 조절이 용이하며, 0~90°의 프리틸트 각을 안정적으로 확보할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can easily adjust the pretilt angle of a liquid crystal and can stably secure a pretilt angle of 0 to 90 °.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 액정 셀갭에 상당하는 간격을 두고 대향 배치되는 상부 기판 및 하부 기판; 상기 상부 기판 및 하부 기판의 대향하는 면에 각각 형성되며, 수직 배향막과 수평 배향막을 포함하는 제1 및 제2 이중 배향막; 및 상기 제1 및 제2 이중 배향막 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 액정표시장치를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention, the upper substrate and the lower substrate facing each other with a gap corresponding to the liquid crystal cell gap; First and second dual alignment layers formed on opposite surfaces of the upper substrate and the lower substrate, respectively, and including a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer; And a liquid crystal layer interposed between the first and second dual alignment layers.

상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되고, 상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. The first double alignment layer may be formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on the upper substrate, and the second double alignment layer may be formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on the lower substrate.

상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되고, 상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. The first double alignment layer may be formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on the upper substrate, and the second double alignment layer may be formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on the lower substrate.

상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되고, 상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. The first double alignment layer may be formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on the upper substrate, and the second double alignment layer may be formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on the lower substrate.

상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되고, 상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. The first double alignment layer may be formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on the upper substrate, and the second double alignment layer may be formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on the lower substrate.

상기 수직 배향막에는 공지의 재료를 포함하여 액정을 수직 배향시킬 수 있는 재료라면 특별히 제한되지 않으며, 대표적으로 폴리이미드(polyimide), 레시틴(lecithin) 또는 SiOx 등이 사용될 수 있다. The vertical alignment layer is not particularly limited as long as it is a material capable of vertically aligning a liquid crystal including a known material, and typically polyimide, lecithin, SiOx, or the like may be used.

상기 수평 배향막에는 공지의 재료를 포함하여 액정을 수평 배향시킬 수 있는 재료라면 특별히 제한되지 않으며, 대표적으로 폴리이미드(polyimide), 폴리스티렌(polystyrene), 나일론(nylon) 또는 광 배향제 등이 사용될 수 잇다. The horizontal alignment layer is not particularly limited as long as it is a material capable of horizontally aligning a liquid crystal including a known material, and typically polyimide, polystyrene, nylon, or a photo alignment agent may be used. .

상기 수직 배향막의 두께는 0.1 내지 20 nm인 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. The thickness of the vertical alignment layer is preferably 0.1 to 20 nm. However, the present invention is not limited thereto.

상기 수평 배향막의 두께는 10 내지 300 nm인 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. The thickness of the horizontal alignment layer is preferably 10 to 300 nm. However, the present invention is not limited thereto.

상기 수직 배향막 또는 상기 수평 배향막은 러빙 처리될 수 있다. The vertical alignment layer or the horizontal alignment layer may be rubbed.

본 발명의 액정표시장치는 수직 배향막과 수평 배향막을 포함하는 이중 배향막을 사용함으로써, 액정의 프리틸트 각의 조절이 용이하며, 0~90°의 프리틸트 각을 안정적으로 확보할 수 있다. 이와 같은 성질로 인해 특히 대면적 디스플레이에 효과적으로 활용될 수 있다. In the liquid crystal display device of the present invention, by using a dual alignment layer including a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer, the pretilt angle of the liquid crystal can be easily adjusted, and the pretilt angle of 0 to 90 ° can be stably secured. This property makes it particularly effective for large area displays.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 제1 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정이 배향되는 모습의 일 예를 모식적을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 실험예에서 얻어진 수직 배향막과 수평 배향막의 두께 비 변화에 따른 프리틸트 각의 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
2A to 2C are diagrams schematically showing an example of a state in which liquid crystals are aligned in the liquid crystal display according to the first embodiment.
3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view briefly illustrating a configuration of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram briefly illustrating a configuration of a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a change in the pretilt angle according to the change in the thickness ratio of the vertical alignment film and the horizontal alignment film obtained in the above experimental example.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 본 명세서에서 막, 층, 필름, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "위에 있다" 또는 "위에 형성된다"라고 기재될 때, 그러한 문구의 의미는 표면 위에 있거나 형성되는 경우뿐만 아니라, 상기 요소들 사이에 다른 요소가 개재되는 경우까지 포함한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. When an element such as a film, layer, film, region or substrate is described herein as being "on" or "formed on" another element, the meaning of such phrase is not only when it is on or formed on the surface, but also on the elements This includes until other elements are intervened.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 제1 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정이 배향되는 모습의 예들을 모식적을 나타낸 도면이다. 도 2a 내지 도 2c의 경우 설명의 편의를 위하여 액정표시장치의 구성을 간략화하여 나타내었다.1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are schematic views illustrating examples of a state in which liquid crystals are aligned in the liquid crystal display device according to the first embodiment. 2A to 2C, the configuration of the liquid crystal display device is simplified for convenience of description.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 액정 셀갭에 상당하는 간격을 두고 대향 배치되는 상부 기판(10) 및 하부 기판(20), 상부 기판(10) 및 하부 기판(20) 사이에 내재된 액정층(30) 및 상부 기판(10) 및 하부 기판(20)의 대향하는 면에 각각 형성되는 제1 이중 배향막(40) 및 제2 이중 배향막(50)을 구비한다.As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device is embedded between the upper substrate 10 and the lower substrate 20, the upper substrate 10, and the lower substrate 20 disposed to face each other with a gap corresponding to the liquid crystal cell gap. And a first double alignment layer 40 and a second double alignment layer 50 formed on opposite surfaces of the liquid crystal layer 30 and the upper substrate 10 and the lower substrate 20, respectively.

상기 하부 기판(20)은 제1 절연 기판(21) 위에 매트릭스 형태로 형성된 다수의 화소가 구비된다. 다수의 화소 각각은 데이터 신호 전달을 위한 데이터 라인(DL)과 게이트 신호 전달을 위한 게이트 라인(GL)에 연결된 박막 트랜지스터(23)와 박막 트랜지스터(23)에 연결된 화소 전극(25)을 포함한다. The lower substrate 20 includes a plurality of pixels formed in a matrix form on the first insulating substrate 21. Each of the plurality of pixels includes a thin film transistor 23 connected to a data line DL for transmitting a data signal, a gate line GL for transmitting a gate signal, and a pixel electrode 25 connected to the thin film transistor 23.

상기 박막 트랜지스터(23)는 게이트 라인으로부터 전달된 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 전달된 데이터 신호를 선택적으로 화소전극(25)에 공급한다. 이를 위해, 박막 트랜지스터(23)는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인과 접속된 소스 전극, 화소 전극(25)과 접속된 드레인 전극, 게이트 전극과 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층, 그 활성층과 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층을 구비한다.The thin film transistor 23 selectively supplies the data signal transmitted from the data line to the pixel electrode 25 in response to the gate signal transmitted from the gate line. To this end, the thin film transistor 23 overlaps the gate electrode connected to the gate line, the source electrode connected to the data line, the drain electrode connected to the pixel electrode 25, the gate electrode and the gate insulating layer interposed therebetween. An active layer forming a channel between the drain electrodes, and an ohmic contact layer for ohmic contact between the active layer and the source electrode and the drain electrode.

상기 화소 전극(25)은 각 화소 영역에서 컬러 필터(R, G, B)(15)와 중첩되도록 형성되고, 콘택홀을 통해 노출된 드레인 전극과 접속된다. 이러한 화소 전극(25)은 박막 트랜지스터(23)를 통해 공급된 화소 데이터 신호에 의해 공통 전극(19)과 전위차를 발생시킨다. 이 전위차에 의해 액정(31)이 회전하게 되며 액정(31)의 회전 정도에 따라서 광투과량이 결정된다.The pixel electrode 25 is formed to overlap the color filters R, G, and B 15 in each pixel area, and is connected to the drain electrode exposed through the contact hole. The pixel electrode 25 generates a potential difference from the common electrode 19 by the pixel data signal supplied through the thin film transistor 23. The potential difference causes the liquid crystal 31 to rotate, and the light transmittance is determined according to the degree of rotation of the liquid crystal 31.

상기 상부 기판(10)은 제2 절연 기판(11) 상에 빛샘 방지를 위해 형성되는 블랙 매트릭스(13)와, 블랙 매트릭스(13)에 의해 구획된 영역에 형성된 컬러 필터(15)와, 컬러 필터(15)와 블랙 매트릭스(13) 상에 형성되는 오버코트층(17)과, 오버코트층(17) 위에 형성되는 공통 전극(19)을 포함한다.The upper substrate 10 may include a black matrix 13 formed on the second insulating substrate 11 to prevent light leakage, a color filter 15 formed in a region partitioned by the black matrix 13, and a color filter. And an overcoat layer 17 formed on the black matrix 13 and a common electrode 19 formed on the overcoat layer 17.

블랙 매트릭스(13)는 액정(31)을 제어할 수 없는 영역을 통해 투과되는 빛을 차단하고, 박막 트랜지스터(23)의 채널로의 직접적인 광조사를 차단하여 박막 트랜지스터(23)의 광누설 전류를 막기 위한 것으로, 불투명한 유기물질 또는 불투명한 금속으로 형성된다.The black matrix 13 blocks light transmitted through a region that cannot control the liquid crystal 31 and blocks direct light irradiation to a channel of the thin film transistor 23 to prevent light leakage current of the thin film transistor 23. For the purpose of preventing, it is formed of an opaque organic material or an opaque metal.

컬러 필터(15)는 색을 구현하기 위해 적색, 녹색, 청색 컬러 필터 (R, G, B) (15)를 포함하며, 박막 트랜지스터(23) 기판에 구비된 다수의 화소 각각에 대응하도록 상부 기판(11) 상에 구비된다. 적색, 녹색, 청색 컬러 필터(R, G, B) (15)는 각각 자신이 포함하고 있는 적색, 녹색, 청색 안료를 통해 특정 파장의 광을 흡수 또는 투과시킴으로써 적색, 녹색, 청색을 구현하게 된다. 아울러, 적색, 녹색, 청색 컬러 필터(R, G, B) (15)를 각각 투과한 적색, 녹색, 청색 광의 가법혼색을 통해 다양한 색상이 구현된다. The color filter 15 includes red, green, and blue color filters (R, G, B) 15 to implement color, and the upper substrate to correspond to each of the plurality of pixels provided in the thin film transistor 23 substrate. It is provided on (11). The red, green, and blue color filters (R, G, and B) 15 respectively implement red, green, and blue colors by absorbing or transmitting light of a specific wavelength through the red, green, and blue pigments contained therein. . In addition, various colors are realized through additive color mixing of red, green, and blue light transmitted through the red, green, and blue color filters R, G, and B 15, respectively.

오버코트층(17)은 블랙 매트릭스(13)와 컬러 필터(15) 상에 형성되어, 컬러 필터(15)를 보호하고 블랙 매트릭스(13)와 컬러 필터(15) 사이에 발생하는 단차를 감소시킨다. 오버코트층(17)은 투명 유기물질로 형성될 수 있다. The overcoat layer 17 is formed on the black matrix 13 and the color filter 15 to protect the color filter 15 and reduce the step difference generated between the black matrix 13 and the color filter 15. The overcoat layer 17 may be formed of a transparent organic material.

공통 전극(19)은 오버코트층(17) 위에 형성되며, 공통 전극(19)에 인가된 공통 전압과 화소 전극(25)에 인가된 화소 전압의 차이에 의해 액정층(30)에 전계가 형성되며, 그에 의해 액정(31)의 광투과량이 조절된다. The common electrode 19 is formed on the overcoat layer 17, and an electric field is formed in the liquid crystal layer 30 by a difference between the common voltage applied to the common electrode 19 and the pixel voltage applied to the pixel electrode 25. The light transmittance of the liquid crystal 31 is thereby adjusted.

제1 이중 배향막(40) 및 제2 이중 배향막(50)은 각각 수직 배향막(41, 51)과 수평 배향막(42, 52)을 포함한다. 수직 배향막(41, 51)은 액정을 상, 하 기판에 대하여 수직하게 배치시키는 성질을 갖는 것으로서, 이와 같은 성질을 갖는 재료라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며 대표적으로 폴리이미드(polyimide), 레시틴(lecithin) 또는 SiOx 등이 사용될 수 있다. 수평 배향막(42, 52)은 액정(31)을 상, 하 기판에 대하여 수평하게 배치시키는 성질을 갖는 것으로서, 이와 같은 성질을 갖는 재료라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며 대표적으로 폴리이미드(polyimide), 폴리스티렌(polystyrene), 나일론(nylon) 또는 광 배향제 등이 사용될 수 있다. The first double alignment layer 40 and the second double alignment layer 50 include vertical alignment layers 41 and 51 and horizontal alignment layers 42 and 52, respectively. The vertical alignment layers 41 and 51 have a property of vertically arranging liquid crystals with respect to the upper and lower substrates. Any material having such a property may be used without particular limitation, and typically polyimide or lecithin. Or SiOx or the like can be used. The horizontal alignment layers 42 and 52 have a property of horizontally disposing the liquid crystal 31 with respect to the upper and lower substrates. Any material having such a property may be used without particular limitation, and typically polyimide or polystyrene. (polystyrene), nylon (nylon) or photo-alignment agent and the like can be used.

본 발명의 액정표시장치는 수직 배향막(41, 51) 및 수평 배향막(42, 52)의 상하 배치와 두께를 변화시켜, 수직 배향막(41, 51)과 수평 배향막(51, 52)이 액정(31)에 미치는 영향력을 조절하여, 액정(31)의 프리틸트 각을 제어할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 0 내지 90°의 범위에서 프리틸트 각을 안정적으로 확보할 수 있다. In the liquid crystal display device of the present invention, the vertical alignment layers 41 and 51 and the horizontal alignment layers 42 and 52 are changed in the vertical direction and thickness, so that the vertical alignment layers 41 and 51 and the horizontal alignment layers 51 and 52 are separated into liquid crystals 31. ), The pretilt angle of the liquid crystal 31 can be controlled. Through such a configuration, it is possible to stably secure the pretilt angle in the range of 0 to 90 °.

도 1의 경우, 제1 및 제2 이중 배향막의 수직 배향막(41, 51)이 액정과 접하고, 수평 배향막(42, 52)은 수직 배향막(41, 51)의 배후에 위치하므로, 대체적으로 수직 배향막(41, 51)의 영향력이 수평 배향막(42, 52)의 영향력에 비해 커서 큰 값의 프리틸트 각을 얻을 수 있다. 다만, 수직 배향막(41, 51)의 두께를 얇게 하면 수직 배향막(41, 51)의 영향력을 줄일 수 있으므로, 0°에 가까운 프리틸트 각을 얻을 수 있다. In the case of FIG. 1, since the vertical alignment layers 41 and 51 of the first and second dual alignment layers are in contact with the liquid crystal, and the horizontal alignment layers 42 and 52 are located behind the vertical alignment layers 41 and 51, the vertical alignment layers are generally used. The influence of (41, 51) is greater than the influence of the horizontal alignment films 42, 52, and a large pretilt angle can be obtained. However, when the thickness of the vertical alignment layers 41 and 51 is reduced, the influence of the vertical alignment layers 41 and 51 can be reduced, so that a pretilt angle close to 0 ° can be obtained.

본 발명의 액정표시장치는 이와 같은 방식으로 도 2a 내지 도 2c에 형태를 포함한 다양한 형태의 액정 배치를 구현할 수 있다. The liquid crystal display of the present invention may implement a liquid crystal arrangement of various forms including the form in FIGS. 2A to 2C in this manner.

도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 제2 실시예, 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 액정표시장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다. 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 경우 수직 배향막(41, 51)이 액정(31)과 접하도록 배치되고, 수평 배향막(42, 52)은 수직 배향막(41, 51)의 배후에 배치된 구조이나, 수평 배향막(42, 52) 및 수직 배향막(41, 51)은 이와 같은 구조 이외의 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 이중 배향막의 수평 배향막(42, 52)이 액정(31)과 접하도록 하고 수평 배향막(42, 52)은 수직 배향막(41, 51)의 배후에 배치시킬 수 있다. 아울러, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 이중 배향막(40)의 경우에 수평 배향막(42)이 액정(31)과 접하고 제2 이중 배향막(50)의 경우에 수직 배향막(51)이 액정(31)과 접하게 배치할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 이중 배향막(40)의 경우에 수직 배향막(41)이 액정(31)과 접하고 제2 이중 배향막(50)의 경우에 수평 배향막(52)이 액정(31)과 접하게 배치할 수 있다. 3 to 5 are views schematically showing the configuration of the liquid crystal display device according to the second, third and fourth embodiments of the present invention, respectively. In the liquid crystal display according to the first embodiment, the vertical alignment layers 41 and 51 are disposed to contact the liquid crystal 31, and the horizontal alignment layers 42 and 52 are disposed behind the vertical alignment layers 41 and 51. However, the horizontal alignment layers 42 and 52 and the vertical alignment layers 41 and 51 may be disposed in various forms other than such a structure. For example, as shown in FIG. 3, the horizontal alignment layers 42 and 52 of the first and second dual alignment layers are in contact with the liquid crystal 31, and the horizontal alignment layers 42 and 52 are vertical alignment layers 41 and 51. Can be placed behind. In addition, as shown in FIG. 4, in the case of the first double alignment layer 40, the horizontal alignment layer 42 is in contact with the liquid crystal 31, and in the case of the second double alignment layer 50, the vertical alignment layer 51 is the liquid crystal 31. 5, the vertical alignment layer 41 is in contact with the liquid crystal 31 in the case of the first double alignment layer 40, and the horizontal alignment layer (in the case of the second double alignment layer 50) as shown in FIG. 5. 52 may be disposed in contact with the liquid crystal 31.

수직 배향막(41, 51)의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 0.1 내지 20 nm 인 것이 바람직한데, 이는 그 두께가 대략 20nm 초과하면 수직 배향 특성만 나타나며, 0.1nm 미만이면 배향막으로서의 기능을 하기가 어려워 바람직하지 못하기 때문이다. 수평 배향막(42, 52)의 두께 역시 특별히 제한되는 것은 아니나, 10 내지 300 nm인 것이 바람직한데, 이는 그 두께가 300 nm를 초과하면 투과율을 저하시키고 10nm 미만이면 배향막으로서의 기능을 하기가 어려워 바람직하지 못하기 때문이다. 수직 배향막(41, 51) 및 수평 배향막(42, 52)의 두께는 제1 이중 배향막(40) 및 제2 이중 배향막(50)에서 독립적으로, 즉 동일 또는 상이하게 조절될 수 있다.
Although the thickness of the vertical alignment layers 41 and 51 is not particularly limited, the thickness is preferably 0.1 to 20 nm. When the thickness exceeds about 20 nm, only the vertical alignment characteristics appear, and when the thickness is less than 0.1 nm, it is difficult to function as an alignment layer. This is because it is not desirable. The thickness of the horizontal alignment layers 42 and 52 is also not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm, which is not preferable because the thickness of the horizontal alignment layers 42 and 52 is less than 10 nm, and it is difficult to function as an alignment layer. Because you can't. The thicknesses of the vertical alignment layers 41 and 51 and the horizontal alignment layers 42 and 52 may be adjusted independently, that is, the same or differently in the first double alignment layer 40 and the second double alignment layer 50.

상기 수직 배향막(41, 51) 또는 상기 수평 배향막(42, 52)은 러빙 처리를 거친 후 사용될 수 있으며, 이를 통해 액정의 배향을 조절할 수 있다. 다만, 러빙 처리를 반드시 거쳐야 하는 것은 아니며, 광배향, 나노 그루브 패터닝(nano groove patterning) 등과 같은 다른 배향 방법을 이용할 수도 있다.
The vertical alignment layers 41 and 51 or the horizontal alignment layers 42 and 52 may be used after the rubbing treatment, and thus the alignment of the liquid crystal may be adjusted. However, it is not necessary to go through the rubbing treatment, and other alignment methods such as photoalignment, nano groove patterning, and the like may be used.

<< 실험예Experimental Example >>

수직 배향막 재료로 AL1H659(Nissan Chemical)을, 그리고 수평 배향막 재료로 JALs 1085(JALs)를 이용하여, 수평 배향막의 두께를 200nm로 유지하고 수직배향막의 두께를 변화시키면서, 액정의 프리틸트 각을 측정하였다. 여기서, 액정은 상용 네마틱(nematic) 액정을 사용하였으고, 셀갭은 Λn d = λ/2가 되도록 조절하였으며, 프리틸트 각은 크리스탈 로테이션 방법(crystal rotation method)을 사용하였다. Using AL1H659 (Nissan Chemical) as the vertical alignment film material and JALs 1085 (JALs) as the horizontal alignment film material, the pretilt angle of the liquid crystal was measured while maintaining the thickness of the horizontal alignment film at 200 nm and changing the thickness of the vertical alignment film. . Here, the liquid crystal used a commercial nematic liquid crystal, the cell gap was adjusted to be Λ n d = λ / 2, the pretilt angle was used a crystal rotation method (crystal rotation method).

도 6은 상기 측정을 통해 얻어진 수직 배향막의 두께 변화에 따른 프리틸트 각의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 6을 통해 수직 배향막의 두께가 커질수록 프리틸트 각이 점점 증가함을 알 수 있다.6 is a graph showing a change in the pretilt angle according to the thickness change of the vertical alignment layer obtained through the measurement. 6, it can be seen that as the thickness of the vertical alignment layer increases, the pretilt angle gradually increases.

구체적으로, 수직 배향막의 두께가 0.1nm 인 경우 프리틸트 각은 0°이고, 수직 배향막의 두께가 4nm일 때 프리틸트 각은 80°미만이며, 수직 배향막의 두께가 5nm일 때 프리틸트 각은 약 80°이며, 수직 배향막의 두께가 6nm 내지 10nm 이상일 때는 프리틸트 각이 거의 90°에 이르는 것을 알 수 있다. 즉 본 발명의 일실시예에 따라, 수직 배향막의 두께를 0.1nm 내지 10nm 범위 내에서 선택하는 경우 프리틸트 각을 0° 내지 90°의 범위 내에서 조절할 수 있다. Specifically, when the thickness of the vertical alignment layer is 0.1 nm, the pretilt angle is 0 °, when the thickness of the vertical alignment layer is 4 nm, the pretilt angle is less than 80 °, and when the thickness of the vertical alignment layer is 5 nm, the pretilt angle is about. It is found that the pretilt angle reaches almost 90 ° when the thickness of the vertical alignment film is 80 ° and the thickness is 6 nm to 10 nm or more. That is, according to an embodiment of the present invention, when the thickness of the vertical alignment layer is selected within the range of 0.1 nm to 10 nm, the pretilt angle may be adjusted within the range of 0 ° to 90 °.

또한, 도 6 그래프를 참조하면, 수직 배향막의 두께가 1nm인 경우 프리틸트 각은 약 10°이고, 수직 배향막의 두께가 4nm일 때 프리틸트 각은 80°미만이며, 수직 배향막의 두께가 5nm인 경우 프리틸트 각은 80°임을 알 수 있다. 즉 본 발명의 일실시예에 따라, 수직 배향막의 두께를 1nm 내지 5nm 범위 내에서 선택하는 경우 프리틸트 각을 10° 내지 80°의 범위 내에서 조절할 수 있고, 또한 수직 배향막의 두께를 1nm 내지 4nm 범위 내에서 선택하는 경우 프리틸트 각을 10°이상 80°미만의 범위 내에서 조절할 수 있어, 종래 수평 배향(0~10°)에 가까운 영역과 수직 배향에 가까운 영역(80~90°) 외 안정적인 프리틸트 각 확보가 어려운 문제점이 해소될 수 있다.In addition, referring to the graph of FIG. 6, when the thickness of the vertical alignment layer is 1 nm, the pretilt angle is about 10 °, when the thickness of the vertical alignment layer is 4 nm, the pretilt angle is less than 80 °, and the thickness of the vertical alignment layer is 5 nm. It can be seen that the pretilt angle is 80 °. That is, according to an embodiment of the present invention, when the thickness of the vertical alignment layer is selected within the range of 1 nm to 5 nm, the pretilt angle may be adjusted within the range of 10 ° to 80 °, and the thickness of the vertical alignment layer may be 1 nm to 4 nm. When selecting within the range, the pretilt angle can be adjusted within the range of 10 ° or more and less than 80 °, and stable in addition to the area close to the conventional horizontal orientation (0 to 10 °) and the area close to the vertical orientation (80 to 90 °) The difficulty of securing the pretilt angle can be solved.

본 발명의 실시예를 통해 수평 배향막 및 수직 배향막의 두께 비를 조절함으로써 소망하는 프리틸트 각을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
Through the embodiment of the present invention it can be seen that the desired pretilt angle can be obtained by adjusting the thickness ratio of the horizontal alignment layer and the vertical alignment layer.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art, those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope thereof.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

10: 상부 기판 11: 제2 절연 기판
13: 블랙 매트릭스 15: 컬러 필터
17: 오버코트층 19: 공통 전극
20: 하부 기판 21: 제1 절연 기판
23: 박막 트랜지스터 25: 화소 전극
30: 액정층 31: 액정
40: 제1 이중 배향막 41, 51: 수직 배향막
42, 52: 수평 배향막 50: 제2 이중 배향막10: upper substrate 11: second insulating substrate
13: black matrix 15: color filter
17: overcoat layer 19: common electrode
20: lower substrate 21: first insulating substrate
23 thin film transistor 25 pixel electrode
30: liquid crystal layer 31: liquid crystal
40: first double alignment layer 41, 51: vertical alignment layer
42, 52: horizontal alignment layer 50: second double alignment layer

Claims (11)

액정 셀갭에 상당하는 간격을 두고 대향 배치되고, 서로 대향하는 대향면들을 갖는 상부 기판 및 하부 기판;
상기 대향면들 사이에 개재되는 액정층; 및
상기 상부 기판의 대향면 상에 형성되는 제1 이중 배향막; 및
상기 하부 기판의 대향면 상에 형성되는 제2 이중 배향막을 포함하되,
상기 제1 이중 배향막과 제2 이중 배향막의 각각은 수평 배향막과 수직 배향막을 가지고, 상기 수직 배향막과 수평 배향막의 상하 배치 및 두께를 변화시켜 액정의 프리틸트 각을 조절하며,
상기 수평 배향막의 두께는 10nm 내지 300nm이고, 상기 수직 배향막의 두께는 0.1nm 내지 10nm이며, 상기 프리틸트 각은 10° 내지 80°이고,
상기 수직 배향막의 두께 범위인 0.1nm 내지 10nm에서 조절되는 상기 프리틸트 각은 상기 수직 배향막 두께의 증가에 따라 10° 내지 80°의 범위에서 점진적으로 증가하는 액정표시장치.An upper substrate and a lower substrate disposed to face each other with a gap corresponding to the liquid crystal cell gap, and having opposing surfaces facing each other;
A liquid crystal layer interposed between the opposing surfaces; And
A first dual alignment layer formed on an opposite surface of the upper substrate; And
A second double alignment layer formed on an opposite surface of the lower substrate;
Each of the first double alignment layer and the second double alignment layer has a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer, and adjusts the pretilt angle of the liquid crystal by changing the vertical arrangement and thickness of the vertical alignment layer and the horizontal alignment layer,
The thickness of the horizontal alignment layer is 10nm to 300nm, the thickness of the vertical alignment layer is 0.1nm to 10nm, the pretilt angle is 10 ° to 80 °,
The pretilt angle adjusted in the thickness range of 0.1nm to 10nm of the vertical alignment layer is gradually increased in the range of 10 ° to 80 ° with the increase in the thickness of the vertical alignment layer. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판의 대향면 상에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되며,
상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판의 대향면 상에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되는 액정표시장치. The method of claim 1,
The first double alignment layer is formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on the opposite surface of the upper substrate,
And the second dual alignment layer is formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on opposite surfaces of the lower substrate. 제1항에 있어서,
상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판의 대향면 상에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되며,
상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판의 대향면 상에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되는 액정표시장치. The method of claim 1,
The first double alignment layer is formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on opposite surfaces of the upper substrate.
And the second dual alignment layer is formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on opposite surfaces of the lower substrate. 제1항에 있어서,
상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판의 대향면 상에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되며,
상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판의 대향면 상에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되는 액정표시장치. The method of claim 1,
The first double alignment layer is formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on opposite surfaces of the upper substrate.
And the second dual alignment layer is formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on opposite surfaces of the lower substrate. 제1항에 있어서,
상기 제1 이중 배향막은 상기 상부 기판의 대향면 상에 수직 배향막과 수평 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되며,
상기 제2 이중 배향막은 상기 하부 기판의 대향면 상에 수평 배향막과 수직 배향막이 순차적으로 적층되어 형성되는 액정표시장치.The method of claim 1,
The first double alignment layer is formed by sequentially stacking a vertical alignment layer and a horizontal alignment layer on the opposite surface of the upper substrate,
And the second dual alignment layer is formed by sequentially stacking a horizontal alignment layer and a vertical alignment layer on opposite surfaces of the lower substrate. 제1항에 있어서,
상기 수직 배향막은 polyimide, lecithin 및 SiOx 로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 액정표시장치.The method of claim 1,
And the vertical alignment layer comprises a material selected from the group consisting of polyimide, lecithin and SiOx. 제1항에 있어서,
상기 수평 배향막은 polyimide, polystyrene, nylon 및 광 배향제로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 액정표시장치.The method of claim 1,
The horizontal alignment layer is a liquid crystal display device comprising a material selected from the group consisting of polyimide, polystyrene, nylon and a photo alignment agent. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수직 배향막의 두께는 1 내지 5 nm인 액정표시장치.The method of claim 1,
The vertical alignment layer has a thickness of 1 to 5 nm liquid crystal display device. 삭제delete
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