KR100488962B1 - Dstn mode lcd device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디에스티엔형 액정표시장치에 관한 것으로, 시야각 특성을 향상시켜 콘트라스트 특성을 개선시킬 수 있는 디에스티엔형 액정표시장치를 제공한다. 본 발명의 디에스티엔형 액정표시장치는, 표시셀 액정판과 보상셀 액정판이 상호 맞대어 있고, 상기 보상셀 액정판 및 상기 표시셀 액정판의 외측 표면에 제1 및 제2 편광판이 부착된 구조를 구비하는 디에스티엔 액정표시장치에 있어서, 상기 표시셀 액정판은 유리기판으로 서로 대향하고 있는 하부기판 및 상부기판과, 상기 하부기판 및 상부기판에 각각 대향하며 그 내면상에 소정 패턴을 갖는 서로 교차된 각각의 화소전극 및 카운터 전극과, 상기 화소전극 및 상기 카운터 전극 내측면에 형성되며 액정 분자를 일정방향으로 배향시키는 각각의 배향막 및 상기 각각의 배향막 사이에 게재된 액정층을 포함하며, 상기 보상셀 액정판은 유리기판으로 서로 대향되는 하부기판 및 상부기판과, 상기 각각의 기판 내측면에 액정 분자를 일정한 방향으로 배향시키는 각각의 배향막 및 상기 각각의 배향막 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 표시셀 액정판내에 존재하는 액정을 180도 트위스트하여 형성하고, 상기 액정의 굴절율은 적어도 0.165 이상의 값을 갖는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dienesene type liquid crystal display device, and provides a dienesene type liquid crystal display device capable of improving contrast characteristics by improving viewing angle characteristics. In the DTI liquid crystal display device of the present invention, a display cell liquid crystal plate and a compensation cell liquid crystal plate are opposed to each other, and the first and second polarizing plates are attached to outer surfaces of the compensation cell liquid crystal plate and the display cell liquid crystal plate. In the DTI liquid crystal display device provided, the display cell liquid crystal plate is a glass substrate, and the lower substrate and the upper substrate facing each other, and the lower substrate and the upper substrate respectively opposite to each other having a predetermined pattern on the inner surface Each pixel electrode and counter electrode, each alignment layer formed on the inner surface of the pixel electrode and the counter electrode, and a liquid crystal layer interposed between the alignment layers to align liquid crystal molecules in a predetermined direction, and the compensation layer; The cell liquid crystal panel is a glass substrate, and the lower substrate and the upper substrate facing each other, and the liquid crystal molecules are oriented in a predetermined direction on the inner surface of each substrate And a liquid crystal layer interposed between each alignment film and the respective alignment films, wherein the liquid crystal present in the display cell liquid crystal plate is twisted by 180 degrees, and the refractive index of the liquid crystal has a value of at least 0.165 or more. do.
Description
본 발명은 디에스티엔(DSTN : Double twisted nematic)형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 시야각 특성 및 콘트라스트비를 향상시킬 수 있는 디에스티엔형 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a double twisted nematic (DSTN) type liquid crystal display device and a diesterene type liquid crystal display device capable of improving viewing angle characteristics and contrast ratio.
액정분자의 뒤틀림 각도가 90도인 TN(twistec nematic)형 액정셀은 저전압, 저소비전력, 긴 수명 등의 특징을 갖기 때문에 소형 표시기 예컨대, 손목시계, 계측기 등의 표시소자에 널리 이용되어 왔다. 그러나 액정표시소자의 화소수가 증가되면서 대면적화, 고화질화의 요구에 대응하기 위해 액정분자의 뒤틀리기 시작하는 임계전압범위가 급격하고, 뒤틀리는 각도가 큰 액정셀이 필요하다. 이와같이 임계전압범위가 급격하고, 뒤틀리는 각도가 180도 내지 270도로 큰 표시모드를 에스티엔(STN : super twisted nematic) 모드라 한다.TN (twistec nematic) liquid crystal cells having a twist angle of 90 degrees of liquid crystal molecules have low voltage, low power consumption, and long life, and thus have been widely used in small display devices such as wristwatches and measuring instruments. However, as the number of pixels of the liquid crystal display increases, a liquid crystal cell having a sharp threshold voltage range and a large twisting angle are required in order to meet the demand for large area and high image quality. The display mode in which the threshold voltage range is sharp and the twisting angle is 180 degrees to 270 degrees is referred to as a super twisted nematic (STN) mode.
이러한 에스티엔 모드는 액정분자가 뒤틀리는 각도가 크기 때문에 전계인가 유무에 따른 색의 표시가 흑 백으로 나타나지 않고, 노랑, 녹색 또는 청색 계통의 색으로 착색된다. 따라서 표시색이 흑백의 색으로 나타나도록 위상차를 보상해주기 위해 색 소거용 보상셀 액정판을 광학 보상판으로 덧붚여 착색을 해소하는 디에스티엔형 액정표시장치기 사용되고 있다.Since the angle of the liquid crystal molecules is large, the styrene mode is colored in yellow, green, or blue color, instead of black or white. Therefore, in order to compensate for the phase difference so that the display color appears as a black and white color, a diene-type liquid crystal display device which adds a color erasing compensation cell liquid crystal panel with an optical compensation plate and eliminates coloration is used.
그러나, 240도 트위스트된 DSTN 네거티브 모드의 경우, 도 1에 도시된 바와같이 러빙의 두 광축 사이가 협소한 형태의 ISO-CR 특성인 콘트라스트(Contrast, 이하 CR) 등고선이 보인다. 이를 살펴보면 시야각 방향에 따라 IS0-CR 커브가 왜곡되어 나타나므로 12시 방향 및 두 광축 사이로 시야각을 변동함에따라 빛의 누설이 생겨 바탕 컬러의 변화가 심해진다.However, in the case of the DSTN negative mode twisted at 240 degrees, as shown in FIG. 1, a contrast (CR) contour, which is a narrow ISO-CR characteristic between the two optical axes of rubbing, is seen. As a result, the IS0-CR curve appears distorted according to the viewing angle direction, so that light leakage occurs as the viewing angle varies between the 12 o'clock direction and the two optical axes, resulting in a change in background color.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위해 시야각 특성 및 콘트라스트비를 향상시킬 수 있는 디에스티엔형 액정표시장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a diethiene type liquid crystal display device capable of improving the viewing angle characteristics and contrast ratio in order to solve the above problems.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 디에스티엔형 액정표시장치는, 표시셀 액정판과 보상셀 액정판이 상호 맞대어 있고, 상기 보상셀 액정판 및 상기 표시셀 액정판의 외측 표면에 제1 및 제2 편광판이 부착된 구조를 구비하는 디에스티엔 액정표시장치에 있어서, 상기 표시셀 액정판은 유리기판으로 서로 대향하고 있는 하부기판 및 상부기판과, 상기 하부기판 및 상부기판에 각각 대향하며 그 내면상에 소정 패턴을 갖는 서로 교차된 각각의 화소전극 및 카운터 전극과, 상기 화소전극 및 상기 카운터 전극 내측면에 형성되며 액정 분자를 일정방향으로 배향시키는 각각의 배향막 및 상기 각각의 배향막 사이에 게재된 액정층을 포함하며, 상기 보상셀 액정판은 유리기판으로 서로 대향되는 하부기판 및 상부기판과, 상기 각각의 기판 내측면에 액정 분자를 일정한 방향으로 배향시키는 각각의 배향막 및 상기 각각의 배향막 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 표시셀 액정판내에 존재하는 액정을 180도 트위스트하여 형성하고, 상기 액정의 굴절율은 적어도 0.165 이상의 값을 갖는 것을 특징으로 한다.또한, 본 발명의 디에스티엔형 액정표시장치는, 표시셀 액정판과 보상셀 액정판이 상호 맞대어 있고, 상기 보상셀 액정판 및 상기 표시셀 액정판의 외측 표면에 제1 및 제2 편광판이 부착된 구조를 구비하는 디에스티엔 액정표시장치에 있어서, 상기 표시셀 액정판은 유리기판으로 서로 대향하고 있는 하부기판 및 상부기판과, 상기 하부기판 및 상부기판에 각각 대향하며 그 내면상에 소정 패턴을 갖는 서로 교차된 각각의 화소전극 및 카운터 전극과, 상기 화소전극 및 상기 카운터 전극 내측면에 형성되며 액정 분자를 일정방향으로 배향시키는 각각의 배향막 및 상기 각각의 배향막 사이에 게재된 액정층을 포함하며, 상기 보상셀 액정판은 유리기판으로 서로 대향되는 하부기판 및 상부기판과, 상기 각각의 기판 내측면에 액정 분자를 일정한 방향으로 배향시키는 각각의 배향막 및 상기 각각의 배향막 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 표시셀 액정판내에 존재하는 액정을 180도 트위스트하여 형성하고, 상기 액정의 굴절율은 적어도 0.165 이상의 값을 가지며, 액정의 프리틸트 각을 적어도 1도 이하로 배열하는 것을 특징으로 한다.In the DTI liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object, the display cell liquid crystal plate and the compensation cell liquid crystal plate abut each other, the first and second polarizing plate on the outer surface of the compensation cell liquid crystal plate and the display cell liquid crystal plate In the DTI liquid crystal display device having the attached structure, the display cell liquid crystal plate is a glass substrate, and the lower substrate and the upper substrate are opposed to each other, and the lower substrate and the upper substrate are respectively opposed to each other. A pixel electrode and a counter electrode each having a pattern intersecting with each other, a respective alignment film formed on the inner surface of the pixel electrode and the counter electrode, and having a liquid crystal layer interposed between the alignment films for aligning liquid crystal molecules in a predetermined direction; The compensation cell liquid crystal plate includes a lower substrate and an upper substrate facing each other with a glass substrate, and liquid crystal molecules on inner surfaces of the respective substrates. And a liquid crystal layer interposed between each alignment film to be aligned in a predetermined direction and the respective alignment films, wherein the liquid crystal present in the display cell liquid crystal plate is formed by twisting 180 degrees, and the refractive index of the liquid crystal is at least 0.165 or more. In addition, the diethiene type liquid crystal display device of the present invention has a display cell liquid crystal plate and a compensation cell liquid crystal plate facing each other, and the first and second surfaces of the compensation cell liquid crystal plate and the display cell liquid crystal plate. In a DTI liquid crystal display device having a structure in which a second polarizing plate is attached, the display cell liquid crystal plate is a glass substrate and faces a lower substrate and an upper substrate facing each other, and faces the lower substrate and the upper substrate, respectively. A pixel electrode and a counter electrode crossing each other having a predetermined pattern on the pixel electrode, and an inner surface of the pixel electrode and the counter electrode; And a liquid crystal layer interposed between each of the alignment layers for aligning the liquid crystal molecules in a predetermined direction and the respective alignment layers, wherein the compensation cell liquid crystal plate comprises a lower substrate and an upper substrate facing each other with a glass substrate, and the respective substrates. A liquid crystal layer interposed between each of the alignment layers for aligning the liquid crystal molecules in a predetermined direction and the respective alignment layers on the inner side, and formed by twisting the liquid crystal present in the display cell liquid crystal plate by 180 degrees, and the refractive index of the liquid crystal Has a value of at least 0.165 and is characterized in that the pretilt angle of the liquid crystal is arranged at least 1 degree or less.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예인 디에스티엔형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view for explaining a diene type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와같이, 디에스트엔형 액정표시장치는 표시셀 액정판(10)과 보상셀 액정판(30)이 상호 맞대어 있고, 보상셀 액정판(30) 및 표시셀 액정판(10)의 외측 표면에 제1 및 제2 편광판(11)(29)이 부착된 구조를 갖는다. 또한, 표시면을 균일하게 면조사하는 광원(미도시)이 제1 편광판(11) 하부에 위치되어 제1 편광판(11)을 향하여 광이 조사되도록 배치된다.As shown, the display device liquid crystal panel 10 and the compensation cell liquid crystal panel 30 are in contact with each other, and the outside of the compensation cell liquid crystal panel 30 and the display cell liquid crystal panel 10. The first and second polarizing plates 11 and 29 are attached to the surface thereof. In addition, a light source (not shown) for uniformly irradiating the display surface is disposed under the first polarizing plate 11 so that light is irradiated toward the first polarizing plate 11.
표시셀 액정판(10)의 구성요소는 다음과 같다.The components of the display cell liquid crystal panel 10 are as follows.
투명성 유리기판으로 서로 대향하고 있는 제1 하부기판(12) 및 제1 상부기판(20)이 제공된다. 이러한 제1 하부기판(12) 및 제1 상부기판(20) 각각 대향하는 내면상에 소정 패턴의 화소전극(13) 및 카운터 전극(19)이 서로 교차되게 형성되어 있으며, 액정을 접하는 면은 그 면 부근의 액정 분자를 일정방향으로 배향시키는 제1 배향막(14)과 제2 배향막(18)이 피복되어 있다. 그리고, 상기 제1 배향막(17) 및 제2 배향막(18) 사이에는 제1 액정층(15)이 개재되어 있다.A first lower substrate 12 and a first upper substrate 20 facing each other are provided as transparent glass substrates. The pixel electrode 13 and the counter electrode 19 of a predetermined pattern are formed to intersect with each other on the inner surface of the first lower substrate 12 and the first upper substrate 20 that face each other. The 1st alignment film 14 and the 2nd alignment film 18 which orientate the liquid crystal molecule of surface vicinity to a fixed direction are coat | covered. The first liquid crystal layer 15 is interposed between the first alignment layer 17 and the second alignment layer 18.
이때, 제1 액정층(15)은 트위스트 각도를 180도로 설정하여 시야각에 따른 빛의 누설을 감소시킬 수 있다. 또한, 시야각에 따른 좌/우 컬러 변화를 동일하게 하기 위해 6.0㎛ 셀갭 기준 액정 Δn을 0.165 이상으로 설계한다. 이때, Δn이 커지면 응답속도 저하 등이 야기될 수도 있으므로 주의해야 한다.In this case, the first liquid crystal layer 15 may reduce the leakage of light according to the viewing angle by setting the twist angle to 180 degrees. In addition, 6.0 µm cell gap reference liquid crystal Δn is designed to be 0.165 or more in order to make the left / right color change according to the viewing angle the same. At this time, if Δn becomes large, it may cause a drop in response speed.
그리고, 종래에는 240도 트위스트된 STN 모드의 경우, 트위스트 각에 따른 리버스 틸스(reverse tilt)와 같은 불량 발생을 방지하기 위하여 액정의 프리-틸트(pre-tilt) 각도를 3도 이상으로 설정하는 것이 일반적이다. 하지만, 본 발명의 실시예에서와 같이 트위스트 각도를 180도로 설계할 경우, 액정의 프리-틸트 각도를 0.5도로 설정하도라도 도메인 불량으로 부터 안전하며, DSTN 네거티브 모드는 표시셀 액정판과 보상셀 액정판의 프리-틸트 각도가 낮을수록 광학적 보상이 보다 완벽해져 바탕 컬러가 더욱 다크(dark)해 진다는 것이 실험적으로 증명되었다.In the conventional STN mode, which is twisted at 240 degrees, it is preferable to set the pre-tilt angle of the liquid crystal to 3 degrees or more in order to prevent defects such as reverse tilt caused by the twist angle. It is common. However, when the twist angle is designed to 180 degrees as in the embodiment of the present invention, even if the pre-tilt angle of the liquid crystal is set to 0.5 degrees, it is safe from domain defects, and the DSTN negative mode is used for the display cell liquid crystal panel and the compensation cell liquid crystal. It has been experimentally demonstrated that the lower the plate's pre-tilt angle, the more perfect the optical compensation, and the darker the background color.
따라서, 180도 트위스트된 DSTN 네거티브 모드인 경우 프리-틸트 각도를 1도 이하로 설계하면 정면 CR과 ISO-CR 특성의 향상에 효과적이다.Therefore, when the DSTN negative mode twisted 180 degrees, the pre-tilt angle is designed to be 1 degree or less, which is effective in improving the front CR and ISO-CR characteristics.
또한, 상기 보상셀 액정판(30)은 투명성 유리기판으로 서로 대향되는 제2 하부기판(22)과 제2 상부기판(28)을 제공한다. 이러한 각각의 기판 내측면에는 액정 분자를 일정한 방향으로 배향시키는 제3 배향막(23) 및 제4 배향막(27)이 피복되어 있다. 그리고, 상기 제3 배향막(23) 및 제4 배향막(27) 사이에는 제2 액정층(25)이 개재되어 있다.In addition, the compensation cell liquid crystal plate 30 is a transparent glass substrate and provides a second lower substrate 22 and a second upper substrate 28 facing each other. Each of these substrate inner surfaces is coated with a third alignment layer 23 and a fourth alignment layer 27 for orienting liquid crystal molecules in a predetermined direction. The second liquid crystal layer 25 is interposed between the third alignment layer 23 and the fourth alignment layer 27.
이와같은 구조로 형성된 액정표시장치의 위상보상 원리는 다음과 같다.The principle of phase compensation of a liquid crystal display device having such a structure is as follows.
표시셀 액정판(10)의 제1 액정층(15)에 주입된 액정분자의 뒤틀림 각도에 대해 보상셀 액정판(30)의 제2 액정층(25)에 주입된 액정분자가 역 비틀림 각도를 갖는 즉, 뒤틀리는 방향이 반대인 보상셀 액정판(30)이 마련된다. 그리고 각 액정(15, 25)의 굴절률 이방성과 셀 갭(d1, d2)의 곱인 Δnㆍd1 과 Δnㆍd2의 값을 표시셀 액정판(10)과 보상셀 액정판(30)에 일치시킨다. 그런다음, 표시셀 액정판(10)과 보상셀 액정판(30)의 인접하는 액정 분자의 배향방향이 서로 직교하도록 제1 내지 제4 배향막(14, 18, 23, 27)이 러빙 등에 의해 배향처리된다.The twist angle of the liquid crystal molecules injected into the first liquid crystal layer 15 of the display cell liquid crystal plate 10 is determined by the inverse twist angle of the liquid crystal molecules injected into the second liquid crystal layer 25 of the compensation cell liquid crystal plate 30. That is, the compensation cell liquid crystal plate 30 having the opposite twisting direction is provided. The values of Δn · d1 and Δn · d2, which are the products of the refractive index anisotropy of each of the liquid crystals 15 and 25 and the cell gaps d1 and d2, are matched to the display cell liquid crystal panel 10 and the compensation cell liquid crystal plate 30. Then, the first to fourth alignment layers 14, 18, 23, and 27 are aligned by rubbing or the like so that the alignment directions of adjacent liquid crystal molecules of the display cell liquid crystal plate 10 and the compensation cell liquid crystal plate 30 are perpendicular to each other. Is processed.
따라서, 광원에서 조사된 광이 제1 편광판(11)을 통하여 생긴 직선편광은 표시셀 액정판(10)을 통과할 때, 액정 분자의 복굴절 효과로 파장에 따라 다른 타원 편광으로 변하고, 이 타원편광이 보상셀 액정판(30)을 통과하면서 원래의 직선편광으로 되돌아가 착색이 해소됨으로써 흑, 백의 표시색이 얻어진다.Therefore, when the linearly polarized light emitted from the light source passes through the first polarizing plate 11 passes through the display cell liquid crystal plate 10, the elliptical polarization changes to other elliptical polarizations depending on the wavelength due to the birefringence effect of the liquid crystal molecules. The display color of black and white is obtained by returning to original linearly polarized light while passing through this compensation cell liquid crystal plate 30, and discoloring.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
상술한 본 발명의 디에스티엔형 액정표시장치에 의하면, 트위스트 각도가 180도인 액정을 사용하고, 그 액정의 굴절율 Δn이 0.165 이상의 값을 가지며, 프리-틸트 각도를 1도 이하로 액정을 배열하므로써 시각에 따른 좌/우 동일한 컬러 변화 및 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와같이, 시야각 방향로 확장된 대칭적 ISO-CR 커브를 얻을 수 있다.According to the diethiene type liquid crystal display device of the present invention described above, a liquid crystal having a twist angle of 180 degrees is used, the refractive index Δn of the liquid crystal has a value of 0.165 or more, and the visual angle is obtained by arranging the liquid crystals at a pre-tilt angle of 1 degree or less. It is possible to improve the same color change and viewing angle characteristics according to the left / right. That is, as shown in FIG. 3, a symmetrical ISO-CR curve extended in the viewing angle direction can be obtained.
도 1은 종래의 디에스티엔형 액정표시장치의 문제점을 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining a problem of a conventional diethiene type liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디에스티엔형 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도.2 is a cross-sectional view for explaining a diene type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 디에스티엔형 액정표시장치의 ISO-CR 특성을 나타낸 도면.3 is a diagram showing the ISO-CR characteristics of the diene-type liquid crystal display device of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 표시셀 액정판 11 : 제1 편광판10 display cell liquid crystal plate 11 first polarizing plate
12 : 제1 하부기판 13 : 화소전극12: first lower substrate 13: pixel electrode
14 : 제1 배향막 15 : 액정층14 first alignment layer 15 liquid crystal layer
18 : 제2 배향막 19 : 공통전극18: second alignment layer 19: common electrode
20 : 제1 상부기판 30 : 보상셀 액정판20: first upper substrate 30: compensation cell liquid crystal plate
Claims (6)
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