KR19990016876A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 러빙된 배향막을 구비하는 하측 액정기판과, 상기 하측 액정기판 상측에 접합되는 러빙되지 않은 배향막을 구하는 상측 액정기판과, 상기 상측 액정기판과 하측 액정기판 사이의 셀갭에 주입되어 있으며, 카이알 스메틱 A 액정을 구비하는 것으로 용이하게 그레이 스케일(grey scale)를 구현할 수 있고, 칼라 LCD 의 경우 다양한 색상을 구현할 수 있으며 빠른 응답 속도를 구현할 수 있어 소자의 대형화를 가능하게 하는 기술이다.

Description

액정표시장치

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD라함)관한것으로 , 특히 카이날 스메틱A 액정의 경전효과를 이용하여 빠른 응답속도를 갖는 LCD에 관한 것이다.

평판표시장치(Flat pannel display)의 일종인 LCD는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 부피가 작으며 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

종래의 일반적이 LCD제조공정단계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 석영재질의 투명기판상에 인듐.틴.옥사이드(Indium thin oxide)로된 화소전극과 투명전극 패턴을 형성하고, 상기 투면전극 패턴의 단락을 방지하기 위한 보호막과 액정을 배열시키기 위한 배향막을 순차적으로 형성한다.

그 다음 상기 배향막에 방향성을 주기 위하여 원통형의 코아에 천이 감겨져 있는 러빙 롤을 사용하여 러빙을 실시한 후, 보호막과 칼라필터등을 형성하여 하측액정기판을 완성하고, 그 후, 공통전극을 갖는 상측 액정기판을 형성한 후, 상기 상측 액정기판과 하측 액정기판이 일정한 셀 갭을 갖도록 스페이서 및 실패턴을 형성하여 봉합시키고, 셀갭에 액정을 주입하고, 밀봉하여 LCD를 완성하는 단계로 이뤄진다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 카이날 스메틱 A 액정의 경전효과를 이용하여 빠른 응답속도를 가는 LCD를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b 는 각각 중심축을 기준으로 네메틱액정과 카이랄스메틱A액정을 도시한 모식도.

도2a 내지 도 2c는 전기장 인가 정도에 따른 카이랄 스메틱 A 액정으 경사정도를 도시한 모식도.

도3은 경전효과로 인한 카이랄 스메틱 A액정의 경사각을 도시한 그래프도.

이상의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LCD 는,

러빙된 배향막이 형성된 상, 하측의 유리기판, 상기 유리기판 외측에 편광판, 상기 상하측 유리기판이 구비된 액정표시장치에 있어서,

상기 유리기판 사이 셀갭에 주입된 카이랄 스메틱 A 액정이 구비되고, 상기 상, 하측 배향막은 상기 상측 내지 하측 편광판의 편광축 방향과 ±22.5의 방향인 것으로,

상기 카이랄 스메틱 A 액정은 전기장에 따라 러빙축의 왼쪽이나 오른쪽으로 경사지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 LCD를 설명하기 위한 모식도 및 그래프도이다.

상기 도1의 도1a는 일반적인 네마틱 액정을 도시한 모식도이고, 상기 도1의 도1b는 카이날 스메틱 A액정을 도시한 모식도이다.

여기서, 상기 카이날 스메틱 A액정은 스메틱 액정에 카이랄 첨가제를 첨가형 형성한 것으로, 일차원적으로는 네마틱 액정과 같은 정렬방식을 갖지만 다른 한방향으로는 규칙적이고 주기적인 층구조를 갖는다.

그리고, 상기 카이랄 스메틱A 액정은 그 분자가 카이랄리티를 가지고 있으며, ㅿε0(단, ε은 유전율)인 경우 편광판이 분자의 장축방향에 수직으로 존재한다.

상기 카이랄 스메틱 A 액정의 특징은, 분자의 장축 방향에 수직한 방법으로 전기장을 인가하면 도 2a 내지 도 2c에서와 같은 경사를 갖게 된다.

여기서, 상기 도 2a는 전기장, E가 0보다 작은 경우이고, 상기 도 2b는 전기장이 0인 경우이며, 상기 도2c는 전기장이 0보다 큰 경우를 도시한 것이다.

이와 같이 전기장에 의하여 분자가 경사지는 현상을 경전효과(electroclinic effect)라 하는데, 이 경사각이 22.5°이상이 되면 그레이 스케일(grey-scale)이 가능한 LCD를 만들수 있다.

즉, 러빙(rubbing) 한 두 액정기판을 트위스트되지 않도록 두 기판의 러빙 방향을 0°로 하여 셀을 제작한 후, 카이랄 스메틱 A 액정을 주입하면 기판 평면위로 수평배향된 네마틱 액정과 동일한 정렬상태를 갖는다.

그리고, 상측 편광판과 하측 편광판을 서로 90°의 각도가 되게 배치하고, 카이랄 스메틱 A 액정이 들어 있는 셀의 러빙축을 편광판과 22.5°가 되도록 배치한다.

도3은 하측 편광판과 상측 편광판을 각각 x, y축으로 하는 그래프도로서, 러빙축이 x축 편광판과45°의 각도를 이루는 경우는 가장 밝은 상태이고, 22.5°이하의 각도를 이루는 경우는 x축에 가까울수록 어두운 상태가 된다.

상기 카이랄 스메틱 A 액정은 인가되는 전기당의 세기에 따라 그 경사각을 달리한다. 따라서, 러빙축을 편광판의 흡수축, 즉 x 축과22.5°의 위치에 두고 전기장을 인가하며 카이랄 스메틱A 액정의 방향자가 전기장의 세기에 따라 편광판의 흡수축과 일치할 수도 있고, 편광판의 흡수축과 45°를 이룰수도 있다. 즉, 인가되는 전기장의 세기에 따라서 화이트 상태(white state)와 블랙상태(black state)를 모두 나타낼 수 있으며, 그 사이의 모든 빛을 인가하는 전압으로 조절할 수 있다.

다시말하면, 인가하는 전압의 세기에 따라서 그레이 스케일이 얼마든지 많이 될 수 있으며, 칼라 LCD를 구축할 경우에도 얼마든지 많은 종류의 컬라를 지원하는 LCD를 제작할 수 있다. 무엇보다도 뛰어난 장점은 이 그레이 스케일 외에도 응답속도가 빠르다는 것이다.

현재 상용중인 STN LCD 의 경우 응답속도가 200~300m.sec정도이며 빠른 TFT LCD 의경우 응답속도가 50m.sec정도이다. 하지만 상기 카이랄 스메틱 A 액정 경전효과의 응답속도는 20~200μ.sec로 STN LCD나 TFT LCD보다 응답속도가 약 1000배 정도 빠르며 FLCD 에서와 같은 배향상의 문제도 거의 없으므로 차세대 디스플레이로서 충분한 가치가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치는, 인가하는 전압의 세기에 따라서 그레이 스케일을 구현하며, 칼라 LCD를 구축할 경우에도 얼마든지 많은 종류의 칼라를 지원할 수 있고, 응답속도가 빨라 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖는 LCD를 형성할 수 있어 LCD소자의 대형화를 가능하게 하는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 러빙된 배향막이 형성된 상, 하측의 유리기판, 상기 유리기판 외측에 편광판, 상기 상하측 유리기판이 구비된 액정표시장치에 있어서,

   상기 유리기판 사이 셀갭에 주입된 카이랄 스메틱 A 애정이 구비되고, 상기 상, 하측 배향막은 상기 상측 내지 하측 편광판의 편광축 방향과 ±22.5의 방향인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 카이랄 스메틱 A 액정은 전기장에 따라 러빙축의 왼쪽이나 오른쪽으로 경사지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치