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KR19990068732A - 브이에이-1/4파이셀액정표시장치기술 - Google Patents

브이에이-1/4파이셀액정표시장치기술 Download PDF

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Publication number
KR19990068732A
KR19990068732A KR1019990022412A KR19990022412A KR19990068732A KR 19990068732 A KR19990068732 A KR 19990068732A KR 1019990022412 A KR1019990022412 A KR 1019990022412A KR 19990022412 A KR19990022412 A KR 19990022412A KR 19990068732 A KR19990068732 A KR 19990068732A
Authority
KR
South Korea
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mode
cell
liquid crystal
viewing angle
domain
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Application number
KR1019990022412A
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English (en)
Inventor
이정호
서대식
Original Assignee
서대식
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Publication date
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone
    • C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/10—Dischargers used for production of ozone
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01B2201/90—Control of the process

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

본 발명은 VA (vertical alignment) mode에서 러빙방향을 45도 각도로 어긋나게 셀을 조합한 새로운 개념의 모드로서, 이른바 VA 1/4π cell mode에 관한 발명이다. 기존의 VA mode는 수직배향막에 액정분자가 수직으로 배향되기 때문에 액정 cell 내부에서는 positive 타입의 일축성 광학 이방체가 기판의 법선 방향으로 서 있게 되어, 법선 방향에서 고콘트라스트를 얻을 수 있어 광시야각에 적합한 모드로 제안되었다. 하지만, VA mode의 mono-domain의 경우 전계를 인가하게 되면 액정분자가 한쪽 방향으로 넘어지면서 액정의 장축방향을 바라보는 곳을 제외한 나머지 세 부분에서는 white의 휘도가 낮아지기 때문에 콘트라스트의 비가 저하된다. 그러므로 VA mode에서는 four domain의 형성이 필수적이다. 한편 OCB (opticall compensated birefringence) 모드는 3차원을 보상하는 위상차 필름을 필요시하며 π cell 을 실현하기 위해서는 초기 배향 (프리틸트) 이 매우 어려운 것이 알려져 있다. 이 OCB mode는 normally dark를 만들기 위하여 약 2-3V의 초기전압이 필요하며 셀과 위상차 필름과의 조합이 매우 복잡하다. 그리고 OCB cell은 구동전압이 높고 bend cell를 형성하기 어려운 단점을 가지고 있다. 그래서 본 발명에서는 VA mode와 π cell의 장점을 살린 VA-1/4π cell mode를 제안한다. 이 모드는 기존의 π 셀의 장점인 광학보상 특성과 VA mode의 고콘트라스트 특성 및 고속응답 특성을 이용하여 multi-domain이 아닌 mono-domain만으로도 광시야각을 실현시키고 동시에 액정의 응답속도를 매우 짧게 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서 제안하는 VA-1/4 π cell mode는 광시야각, 고속응답, 그리고 고콘트라스트를 실현시킬 수 있는 매우 우수한 특성을 실현시킨다. 이 신 개념의 모드의 기본원리는 제 1 도로 표시된다.

Description

브이에이-1/4 파이 셀 액정표시장치기술{LCD Technology of VA-1/4 π cell}
본 발명은 VA mode와 OCB cell의 특징을 살린 VA-1/4 π cell mode 모드로서 광시야각특성, 고속응답 그리고 고콘트라스트틀 실현할 수 있는 모드에 관한 것이다.
액정디스플레이 (LCD:liquid crystal display)는 평판디스플레이 소자의 한 종류로 휴대화가 가능, 평판, 박형, 저소비전력, 고화질 등의 장점을 가지고 많은 정보표시 분야에 이용되고 있다. 박막 트랜지스터(thin-film-transister)기술과 TN (twisted nematic) 모드를 사용한 TFT-LCD가 대화면, 고해상도, 풀칼러라는 고기능을 갖는 디스플레이에 적용되어 상품화되고 있다. 하지만 액정분자가 가늘고 긴 형태로 되어 있기 때문에 광학특성이 상하방향으로 비대칭이 되어 보는 각도를 바꾸면 시야각이 협소하고 중간조표시에서 화상이 반전하는 문제점과 완벽한 동화상을 구현하기에는 응답속도가 느리다는 문제점을 가지고 있다.
TN모드의 단점을 보완하기 위해 현재 연구되고 있는 모드로는 IPS(in-plane switch) 모드, OCB (optically compensated bend) 모드, VA (vertically aligned) 모드 등이 있다. 그러고, 이러한 광시야각 구현은 물론 차세대에 필요한 고속응답 LCD의 개발이 매우 중요하다. 그래서 본 개발에서는 광시야각, 고속응답 그리고 고콘트라스트 등을 구현할 수 있는 VA-1/4π cell mode 제안한다
그림 1도에 나타낸 VA-1/4π cell mode는 수직배향막에 네가티브액정(Δε<0)을 수직배향 시키고, 러빙축을 상하기판과 45도로 어긋나게 셀을 조합하였다. 기존의 VA mode의 경우는, 러빙축을 anti-parallel 구조로 cell을 제작하여 전압을 인가하면 액정분자들이 한쪽방향으로 넘어지게 되는 구조를 갖게되어 한쪽방향만 시야각이 좋은 형태를 갖게 되지만, 새로 제시한 VA-1/4π cell mode의 경우 전압 인가시 기존의 OCB cell과 같은 상하 액정분자에 의하여 광학보상이 되는 원리를 이용하여 mono-domain으로 광시야각을 실현시킬 수 있으며, 고속응답의 효과도 얻을 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 조건을 만족시킬 수 있는 VA-1/4π cell mode에서 광시야각, 고속응답 그리고 고콘트라스트를 구현하는 것이다.
제 1A 도 본 발명의 VA-1/4π cell mode의 전압무인가시(보상필름이 없는 경우)
제 1B 도 본 발명의 VA-1/4π cell mode의 전압인가시(보상필름이 없는 경우)
제 2 도 본 발명의 VA-1/4π cell mode의 전압-투과율곡선(보상 필름이 없는 경우)
제 3 도 VA-mode의 전압 - 투과율곡선(보상필름이 없는 경우)
제 4 도 본 발명의 VA-1/4π cell mode의 시야각특성(보상필름이 없는 경우)
제 5 도 VA-mode의 시야각특성(보상필름이 없는 경우)
제 6 도 본 발명의 VA-1/4π cell mode의 응답속도특성(보상필름이 없는 경우)
제 7 도 VA-mode의 응답속도특성(보상필름이 없는 경우)
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 제 1 도의 기본 VA-1/4π cell mode를 제안한다. 2장의 편광판은 직교로 되어 있으며 아래기판에는 러빙축과 편광판은 45도로 어긋나 있으며, 위쪽기판에는 러빙축과 편광판과의 축이 일치한 상태를 만든다. 액정분자의 프리틸트 (pretilt) 는 약 89도로서 한쪽이 편광축과 일치하여 VA mode 보다는 조금 큰 빛의 누설이 발생하지만 거의 확실한 암상태를 만들 수 있으며, 전압 인가시 45도의 비틀림에 의해 자연스럽게 액정분자가 전계방향에 눕게 되므로, 복굴절을 발생하여 백상태를 나타낼 수 있다. 러빙축이 45도로 어긋난 이유는 VA-1/4π cell mode처럼 45도로 twist 값을 가지면, 전압 인가시 비틀림에 의하여 자연스럽게 twist 효과를 유도하면서, 그림 제 2 도에서 나타낸 바와 같이 안정된 전압 - 투과율 곡선을 얻을 수 있다. 제 3 도는 VA mode의 전압 - 투과율 곡선을 나타낸 것으로 제 2 도 보다 임계치전압과 구동전압이 조금 더 높음을 알 수 있다. VA-1/4π cell mode의 임계치전압은 2.38[V], 투과율 포화전압은 4.17[V]이며, VA mode의 임계치전압은 2.56[V], 투과율 포화전압은 6.40[V]이다.
그림 제 4 도와 그림 제 5 도는 VA-1/4π cell mode와 VA mode의 시야각특성을 평가하는 iso-contrast curve를 나타낸다. 두 그림을 비교하면 mono-domain VA mode는 한쪽 방향에 대하여 우수한 시야각 특성을 나타냄을 알 수 있으며, 이에 반해 VA-1/4π cell mode의 시야각 특성은 등방적으로 매우 우수함을 알 수 있다. 여기에 보상필름을 부가하게 되면 이것 보다 매우 시야각이 향상된다. 즉, 광시야각을 실현시킬 수 있다.
그림 제 6 도와 제 7 도는 응답특성을 나타내는 그래프이다. VA-1/4π cell mode는 Ton(상승시간)은 12.4ms, Toff(하강시간)는 12.0ms로 Ttotal은 24.4ms이며, VA mode는 Ton은 18.1ms, Toff는 18.5ms로 Ttotal은 36.6ms로서 VA-1/4π cell mode가 응답속도가 매우 빠름을 실험을 통해서 알 수 있다. 즉, 고속응답을 실현시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 복잡하고 어려운 multi-domain이 아닌 단순한 mono-domain으로 광시야각, 고속응답, 그리고 고콘트라스트를 실현시킬 수 있으며, 실험을 통해 증명된 매우 우수한 모드이다.
본 발명은 VA-1/4π cell mode 관한 발명이다. 이 모드는 기존의 VA mode의 장점인 고콘트라스트 특성을 이용하여 π cell 이 갖고 있는 광보상의 방법을 이용하여 단순한 mode-domain으로 광시야각을 향상시킴은 물론 고속 응답특성을 얻을 수 있다. 그리고, 보상필름을 적절하게 사용하면, 초기 누설되는 빛과 시야각특성을 매우 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 액정 디스플레이에서 안고 있는 문제인 광시야각, 고속응답 및 고콘트라스 등의 문제를 해결하며, 셀 제작의 공정 수를 최소한으로 줄일 수 있는 매우 우수한 모드이며 액정표시장치의 산업에 크게 기여할 것으로 기대된다.

Claims (3)

  1. 수직배향 및 π 셀 구조를 가지며 mono-domain을 이용한 광시야각 및 고속응답 LCD (VA-1/4π cell mode) 장치기술
  2. 수직배향과 액정분자의 방향이 45도 twist 셀 구조를 가진 광시야각 및 고속응답 LCD (VA-1/4π cell mode) 장치기술
  3. 수직배향을 이용하며 편광자 (analyzer) 가 액정 분자의 방향과 일치한 광시야각 LCD (VA-1/4π cell mode) 장치기술
KR1019990022412A 1999-06-15 1999-06-15 브이에이-1/4파이셀액정표시장치기술 KR19990068732A (ko)

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