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KR101703678B1 - 편광판과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

편광판과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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KR101703678B1
KR101703678B1 KR1020100134024A KR20100134024A KR101703678B1 KR 101703678 B1 KR101703678 B1 KR 101703678B1 KR 1020100134024 A KR1020100134024 A KR 1020100134024A KR 20100134024 A KR20100134024 A KR 20100134024A KR 101703678 B1 KR101703678 B1 KR 101703678B1
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Abstract

본 발명은 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과, 상기 제1기판 외면에 위치하는 제1편광판과, 상기 제1기판 내면에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 제1기판 내면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응되어 전기장을 생성하는 공통 전극과, 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층과, 상기 제2기판의 외면과 내면 중 어느 하나에 위치하는 제2편광판을 포함하고, 상기 제2편광판은 엇갈리게 배열된 제1 및 제2전극과, 상기 제1 및 제2전극 상부에 위치하고 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 편광층을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

편광판과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 액정표시장치{Polarizing plate, manufacturing method thereof, and LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE including THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편광판과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 전기발광 표시장치(electroluminescence display device: ELD), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이중 액정표시장치는 액정층의 액정분자의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다.
액정분자는 그 구조가 가늘고 길기 때문에 액정분자의 배열에 방향성을 지니고 있으며, 인위적으로 액정분자에 전기장을 인가하여 액정분자의 배열방향을 제어할 수 있다. 액정분자의 배열방향을 변경하면, 액정분자의 광학적 이방성에 의해 액정분자의 배열방향으로 빛이 굴절하고, 그에 따라 영상을 표시할 수 있다.
즉, 액정표시장치에 있어서, 빛의 투과율은 액정층을 통과할 때 액정분자의 광학적 특성에 의해 발생하는 위상지연에 의해 결정되며, 이러한 위상지연은 액정 분자의 굴절률 이방성과 어레이 기판과 컬러필터 기판 간의 이격거리인 셀 갭(cell gap)에 의해 결정된다.
따라서, 액정표시장치는 내부에 전계생성전극이 형성된 두 기판과 두 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 전계생성전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정분자 배열을 조절함으로써 빛을 투과시켜 영상을 표시한다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치는 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(20, 50)과, 제1 및 제2기판(20, 50) 사이에 형성된 액정층(70)을 포함한다.
제1기판(20) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극(22)이 형성되고, 게이트 배선 및 게이트 전극(22) 상부에는 게이트 절연층(24)이 형성된다.
게이트 전극(22)에 대응되는 게이트 절연층(24) 상부에는 반도체층(26)이 형성되고, 반도체층(26) 상부에는 서로 이격하는 소스 전극(28) 및 드레인 전극(30)과, 소스 전극(28)에 연결되는 데이터 배선(32)이 형성된다.
데이터 배선(32)은 게이트 배선과 교차하여 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb)을 정의한다.
여기서, 게이트 전극(22), 반도체층(26), 소스 전극(28) 및 드레인 전극(30)은 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
소스 전극(28), 드레인 전극(30) 및 데이터 배선(32) 상부에는 보호층(34)이 형성되는데, 보호층(34)은 드레인 전극(30)을 노출하는 드레인 콘택홀(36)을 포함한다. 보호층(34)은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질로 이루어진다.
보호층(34) 상부에는 드레인 콘택홀(36)을 통하여 드레인 전극(30)에 연결되는 화소 전극(38)이 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb) 각각에 형성된다.
제2기판(50) 하부에는 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb) 각각에 대응되는 개구부를 가지며 게이트 배선, 데이터 배선(32) 및 박막트랜지스터(T)에 대응되는 블랙매트릭스(52)가 형성되고, 블랙매트릭스(52) 하부와 블랙매트릭스(52)의 개구부를 통하여 노출된 제2기판(50) 하부에는 컬러필터층(54)이 형성된다.
컬러필터층(54)은 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터(R, G, B)를 포함한다.
그리고, 컬러필터층(54) 하부에는 투명한 공통 전극(56)이 형성된다.
액정층(70)은 제1기판(20)의 화소 전극(38)과 제2기판(50)의 공통 전극(56) 사이에 위치한다. 도시하지 않았지만, 액정층(70)과 화소 전극(38) 사이 및 액정층(70)과 공통 전극(56) 사이에는 액정 분자(72)의 초기 배열을 결정하는 배향막이 각각 형성된다.
한편, 제1기판(20) 하부에는 제1편광판(82)이 위치하고, 제2기판(50) 상부에는 제2편광판(84)이 위치한다. 제1편광판(82)의 하부에는 백라이트(도시하지 않음)가 배치된다. 제1 및 제2편광판(82, 84)은 광투과축에 평행한 선편광만을 투과시키며, 제1편광판(82)의 광투과축은 제2편광판(84)의 광투과축과 수직으로 배치된다.
따라서, 백라이트로부터의 빛은 제1편광판(82)을 지나면서 제1선편광이 되고, 액정층(70)을 지나 제2편광판(84)에 도달하는데, 액정층(70)의 액정분자의 배열에 따라 제1선편광 상태를 유지하여 제2편광판(84)에서 차단되거나, 또는 제1선편광에 수직한 제2선편광이 되어 제2편광판(84)을 투과하게 된다.
이러한 제1 및 제2편광판(82, 84)에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 종래의 편광판 구조를 도시한 단면도이다. 도시한 바와 같이, 종래의 편광판(90)은 일방향의 편광축을 갖는 편광자층(92)을 포함하며, 편광자층(92)을 지지 보호하기 위한 TAC(tri-acetyl cellulose)층(94, 96)이 편광자층(92)의 하부 및 상부에 구비되어 있다. 도시하지 않았지만, 편광판은 일면에 기판 면과의 접착을 위해 점착층을 더 포함할 수 있으며, 타면에는 표면보호필름을 더 포함할 수 있다.
여기서, 편광자층(92)으로는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA) 필름이 널리 사용되며, 이색성의 성질을 갖는 요오드 분자나 이색성 염료를 PVA 필름에 흡착시킨 후, 이를 연신(stretch)하여 요오드 분자나 이색성 염료를 연신 방향과 평행하게 배열함으로써 형성된다. 따라서, 연신 방향으로 진동하는 빛은 투과시키고 나머지 빛은 흡수한다. 요오드를 포함하는 PVA 필름은 모든 가시광선 영역(400nm~800nm)에서 일정한 흡광도를 나타내어 뛰어난 투과도와 편광특성을 가지나, 열과 습도에 열악한 단점이 있다. 특히, 요오드 자체의 높은 승화성 때문에 높은 온도와 장시간 방치하는 경우, 편광특성은 물론 PVA 필름 자체의 내구성이 현저히 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 따라서, PVA 필름 상하 면에 TAC 필름을 부착하여 PVA 필름을 보호한다.
그러나, TAC 필름은 그 재료비가 상대적으로 매우 고가이므로, 이러한 편광판을 구비한 액정표시장치의 제조 비용을 상승시키는 요인이 되고 있다.
요오드 대신 이색성 염료를 PVA 필름에 염착 시키는 방법도 있으나, 투과도와 편광도를 만족시키지는 못하고 있다.
한편, 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 82, 84) 각각은 200㎛ 내지 300㎛ 정도의 두께를 가지므로, 이러한 두께를 갖는 편광판(82, 84)이 2매 부착됨으로써 경량 박형의 액정표시장치를 제조하는데 방해가 되고 있다.
따라서, 최근 반응성 액정 단량체(reactive mesogen: RM)에 소량의 이색성 염료를 섞은 후, 반응성 액정 단량체의 배열에 따라 이색성 염료를 일정한 방향으로 정렬시킴으로써, 편광자의 역할을 하도록 하는 게스트-호스트형(guest-host type) 편광판 및 그 제조 방법이 개발되고 있다.
그런데, 이러한 게스트-호스트형 편광판은 편광도가 낮다는 문제가 있다. 게스트-호스트형 편광판이 낮은 편광도를 갖는 이유는 호스트로 사용되는 반응성 액정 단량체의 질서 변수(order parameter)가 낮기 때문이다. 다시 말해, 게스트인 이방성 염료가 높은 정렬도를 확보하기 위해서는 호스트인 반응성 액정 단량체가 높은 정렬도를 가져야 하는데, 일반적인 반응성 액정 단량체는 약 0.5 내지 약 0.7 정도의 낮은 질서 변수를 가지고 있어, 정렬도를 높이는데 한계가 있고, 이 때문에 낮은 편광도를 나타낸다.
게스트-호스트형 편광판의 낮은 편광도는 블랙 상태에서 빛샘을 야기하며, 이로 인해 콘트라스트비(contrast ratio)가 낮아지게 되고, 액정표시장치의 화질을 저하시키는 문제가 있다.
발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 제조 비용을 줄이고 편광도를 높일 수 있는 편광판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제조 비용을 줄이고 블랙 상태에서의 빛샘을 방지하여 콘트라스트비를 증가시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 경량 박형의 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과, 상기 제1기판 외면에 위치하는 제1편광판과, 상기 제1기판 내면에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 제1기판 내면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응되어 전기장을 생성하는 공통 전극과, 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층과, 상기 제2기판의 외면과 내면 중 어느 하나에 위치하는 제2편광판을 포함하고, 상기 제2편광판은 엇갈리게 배열된 제1 및 제2전극과, 상기 제1 및 제2전극 상부에 위치하고 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 편광층을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 엇갈리게 배열된 제1 및 제2전극과, 상기 제1 및 제2전극 상부에 위치하고 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 편광층을 포함하는 표시장치용 편광판을 제공한다.
상기 제1 및 제2전극과 상기 편광층 사이에 배향막을 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 기판 상에 엇갈리게 배열된 제1 및 제2전극을 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2전극 상부에 반응성 액정 단량체와 이색성 염료를 포함하는 편광층을 형성하는 단계와, 상기 편광층의 상기 반응성 액정 단량체를 중합시키는 단계를 포함하고, 상기 반응성 액정 단량체를 중합시키는 단계는 상기 제1 및 제2전극에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 표시장치용 편광판의 제조 방법을 제공한다.
상기 반응성 액정 단량체는 음의 유전율 이방성을 가진다.
본 발명의 표시장치용 편광판의 제조 방법은 상기 제1 및 제2전극과 상기 편광층 사이에 배향막을 도포하는 단계와, 상기 배향막을 러빙 또는 광배향하는 단계를 더 포함하며, 상기 반응성 액정 단량체를 중합시키는 단계는 자외선을 조사하거나 열을 가하여 수행된다.
본 발명에 따른 편광판은 반응성 액정단량체 및 이색성 염료를 이용하여 제조되어, 고가의 TAC 필름을 포함하지 않으므로, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 전극을 형성하여 반응성 액정단량체를 배열함으로써, 편광판의 편광도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 반응성 액정단량체 및 이색성 염료로 이루어지고 편광도가 향상된 편광판을 사용하여, 제조 비용을 줄일 수 있으며, 블랙 상태에서의 빛샘을 막을 수 있다. 따라서, 대비비를 증가시킬 수 있고, 경량 박형이 가능하다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 종래의 편광판 구조를 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 편광판에서 반응성 액정 단량체의 배열을 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(110) 상에 도전성 물질을 증착하고 패터닝하여 제1 및 제2전극(112, 114)을 형성한다. 도면 상에 나타나지 않았지만, 제1 및 제2전극(112, 114)의 각각은 빗살 모양으로 형성되고, 서로 마주보며 엇갈리게 배열된다. 여기서, 제1 및 제2전극(112, 114)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성되거나, 금속 물질을 얇게 증착하여 투명도를 가지도록 할 수 있다.
다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2전극(112, 114) 상부에 배향막(116)을 형성하고, 러빙포가 감겨진 롤러(120)를 이용하여 러빙함으로써, 배향막(116)의 표면이 일정 방향으로 배열되도록 한다.
여기서는 러빙법에 의해 배향하는 경우에 대하여 설명하였으나, 배향막(116)을 광배향이 가능한 물질로 형성하여 광배향법에 의해 배향할 수도 있다.
다음, 도 3c에 도시한 바와 같이, 러빙법 또는 광배향법에 의해 배향된 배향막(116) 상에 반응성 액정 단량체(132)와 이색성 염료(134)를 포함하는 용액을 도포하여 편광층(130)을 형성한다.
이어, 도 3d에 도시한 바와 같이, 자외선(UV)을 조사하여 반응성 액정 단량체(132)를 중합함으로써, 편광층(130)을 경화시킨다. 이때, 제1 및 제2전극(112, 114)에 전압을 인가하여 전기장을 생성함으로써, 반응성 액정 단량체(132)가 전기장의 방향에 대해 배열하도록 함으로써, 반응성 액정 단량체(132)의 정렬도를 높일 수 있다. 한편, 반응성 액정 단량체(132)의 중합은 열을 가하여 이루어질 수도 있다.
여기서, 반응성 액정 단량체(132)는 양(positive)의 유전율 이방성을 가지는 것과, 음(negative)의 유전율 이방성을 가지는 것 모두 사용할 수 있다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 평면 구조를 도시한 도면이고, 도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 편광판에서 반응성 액정 단량체의 배열을 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면으로, 도 4a와 도 5a는 양의 유전율 이방성을 갖는 반응성 액정 단량체를 사용한 경우에 해당하고, 도 4b와 도 5b는 음의 유전율 이방성을 갖는 반응성 액정 단량체를 사용한 경우에 해당한다.
도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1전극(112)과 제2전극(114) 각각은 평행하며 서로 전기적으로 연결된 다수의 패턴을 포함하는 빗살 모양을 가지며, 엇갈리게 배치되어 있다.
도 4a에서 양의 유전율 이방성을 갖는 반응성 액정 단량체(132a)는 제1 및 제2전극(112, 114)에 수직한 제1방향을 따라 러빙되고, 중합 과정에서 제1 및 제2전극(112, 114)에 전압을 인가할 경우, 제1 및 제2전극(112, 114) 사이에 생성된 전기장에 평행하게 배열하므로, 보다 균일하게 제1방향을 따라 정렬하게 된다. 이때, 이색성 염료(134a)는 반응성 액정 단량체(132a)의 정렬 방향을 따라 배열한다.
한편, 도 4b에서 음의 유전율 이방성을 갖는 반응성 액정 단량체(132b)는 제1 및 제2전극(112, 114)에 평행한 제2방향을 따라 러빙되고, 중합 과정에서 제1 및 제2전극(1123, 114)에 전압을 인가할 경우, 제1 및 제2전극(112, 114) 사이에 생성된 전기장에 수직하게 배열하므로, 보다 균일하게 제2 방향을 따라 정렬하게 된다. 이때, 이색성 염료(134b)는 반응성 액정 단량체(132b)의 정렬 방향을 따라 배열한다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 양의 유전율 이방성을 갖는 반응성 액정 단량체(132b)는 제1 및 제2전극(도 4a의 112, 114) 상부에 형성되는 수직 또는 대각 방향의 전기장으로 인해 일부가 틸트(tilt)되므로, 정렬도가 감소한다.
반면, 도 5b에 도시한 바와 같이, 음의 유전율 이방성을 갖는 반응성 액정 단량체(132b)는 틸트되는 부분이 발생하지 않으며, 높은 정렬도를 확보 할 수 있다.
따라서, 반응성 액정 단량체(도 3의 132d)는 양 또는 음의 유전율 이방성을 가지는 것을 모두 사용할 수 있으나, 보다 높은 정렬도를 확보하기 위해, 음의 유전율 이방성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 편광판은 필름 형태로 제작할 수 있으므로, 액정표시장치의 상부 편광판으로 사용될 수 있으며, 특히 셀 내부에 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 편광층을 셀 내부에 포함한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(220, 250)과, 제1 및 제2기판(220, 250) 사이에 형성된 액정층(270)을 포함한다.
제1기판(220) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극(222)이 형성되고, 게이트 배선 및 게이트 전극(222) 상부에는 게이트 절연층(224)이 형성된다.
게이트 전극(222)에 대응되는 게이트 절연층(224) 상부에는 반도체층(226)이 형성되고, 반도체층(226) 상부에는 서로 이격하는 소스 전극(228) 및 드레인 전극(230)과, 소스 전극(228)에 연결되는 데이터 배선(232)이 형성된다.
도시하지는 않았지만, 반도체층(226)은 순수 실리콘(intrinsic silicon)으로 이루어지는 액티브층과, 불순물 실리콘(impurity-doped silicon)으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다. 오믹 콘택층은 소스 및 드레인 전극(228, 230)과 동일한 모양을 가질 수 있다.
데이터 배선(232)은 게이트 배선과 교차하여 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb)을 정의한다.
여기서, 게이트 전극(222), 반도체층(226), 소스 전극(228) 및 드레인 전극(230)은 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
소스 전극(228), 드레인 전극(230) 및 데이터 배선(232) 상부에는 보호층(234)이 형성되는데, 보호층(234)은 드레인 전극(230)을 노출하는 드레인 콘택홀(236)을 포함한다. 보호층(234)은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질로 이루어진다.
보호층(234) 상부에는 드레인 콘택홀(236)을 통하여 드레인 전극(230)에 연결되는 화소 전극(238)이 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb) 각각에 형성된다.
제1기판(220) 하부에는 제1편광판(282)이 위치하고, 제1편광판(282)의 아래쪽에는 백라이트(도시하지 않음)가 배치된다.
제2기판(250) 하부에는 반응성 액정 단량체(도시하지 않음)와 이색성 염료(도시하지 않음)로 이루어진 편광층을 포함하는 제2편광판(251)이 형성된다. 제2편광판(251)은 반응성 액정 단량체의 정렬도를 높이기 위해 엇갈리게 배치된 제1 및 제2전극(도시하지 않음)을 포함하며, 도 3a 내지 도 3d의 방법을 통해 형성된다. 이때, 반응성 액정 단량체는 음의 유전율 이방성을 가지는 것이 바람직하며, 제1 및 제2전극에 평행한 배열 방향을 가진다.
제2편광판(251)의 하부에는 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb) 각각에 대응되는 개구부를 가지며 게이트 배선, 데이터 배선(232) 및 박막트랜지스터(T)에 대응되는 블랙매트릭스(252)가 형성되고, 블랙매트릭스(252) 하부와 블랙매트릭스(252)의 개구부를 통하여 노출된 제2기판(250) 하부에는 컬러필터층(254)이 형성된다.
컬러필터층(254)은 적, 녹, 청 화소영역(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터(R, G, B)를 포함한다.
그리고, 컬러필터층(254) 하부에는 투명한 공통 전극(256)이 형성된다.
액정층(270)은 제1기판(220)의 화소 전극(238)과 제2기판(250)의 공통 전극(256) 사이에 위치한다. 도시하지 않았지만, 액정층(270)과 화소 전극(238) 사이 및 액정층(270)과 공통 전극(256) 사이에는 액정 분자(272)의 초기 배열을 결정하는 배향막이 각각 형성된다.
제1편광판(282)과 제2편광판(251)은 광투과축에 평행한 선편광만을 투과시키며, 제1편광판(282)의 광투과축은 제2편광판(251)의 광투과축과 수직으로 배치된다. 제1편광판(282)은 이색성의 성질을 갖는 요오드 분자가 염착된 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 편광자층으로 포함할 수 있다.
본 발명의 제2편광판(251)은 약 1㎛ 내지 약 10㎛ 정도의 두께를 가진다.
여기서는, 화소 전극(238)과 공통 전극(256)이 제1기판(220)과 제2기판(250)에 각각 형성된 구조를 가지는데, 이러한 구조는 ECB(electrically controlled birefringence) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, VA(vertical alignment) 모드, TN(twisted nematic) 모드, STN(super-twisted nematic) 모드 등에 적용 가능하며, IPS(in-plane switching) 모드와 같이, 화소 전극(238)과 공통 전극(256)이 동일 기판에 형성된 구조에도 적용 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 제2기판(250)의 내면에 특정 방향으로의 빛만을 투과시키는 편광기능을 갖는 필름 형태의 제2편광판(251)을 구비함으로써 기존의 상용 편광판을 1매 생략할 수 있으므로, 경량 박형의 표시장치를 구현할 수 있다.
또한, 상용 편광판 1매를 생략함으로써 상용 편광판의 구성요소 중 고가의 재료로 형성되는 TAC층과 베이스 필름을 필요로 하지 않으므로, 액정표시장치의 제조 비용을 저감시킬 수 있는 효과를 가진다.
앞선 실시예에서는 제2편광판(251)이 제2기판(250)과 컬러필터층(254) 사이에 형성된 경우에 대하여 설명하였으나, 제2편광판(251)은 컬러필터층(254)과 공통 전극(256) 사이에 형성될 수도 있다. 이때, 컬러필터층(254)과 공통 전극(256) 사이에 오버코트층을 더 형성하여, 제2편광판(251)은 오버코트층과 공통 전극(256) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제2편광판(251)은 제2기판(250)의 바깥쪽 면에 위치할 수도 있다.
한편, 제1편광판(282)도 제2편광판(251)과 마찬가지로 도 3a 내지 도 3d의 방법에 따라 제조된 것을 사용할 수 있으며, 이때, 제1편광판(282)은 제1기판(220)의 안쪽 면이나 바깥쪽 면에 모두 위치할 수 있다. 제1편광판(282)이 제1기판(220)의 안쪽 면에 위치할 경우, 제1편광판(282)은 제1기판(220)과 박막트랜지스터(T) 사이에 위치할 수 있으며, 또는 박막 트랜지스터(T)와 화소 전극(238) 사이 등 다양하게 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 편광판이 액정표시장치에 사용되는 경우에 대하여 설명하였으나, 이러한 편광판은 다른 평판표시장치에도 사용될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
110: 기판 112: 제1전극
114: 제2전극 116: 배향막
130: 편광층 132: 반응성 액정 단량체
134: 이색성 염료

Claims (10)

  1. 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과;
    상기 제1기판 일면에 위치하는 제1편광판과;
    상기 제1기판 내면에 형성되는 박막트랜지스터와;
    상기 제1기판 내면에 형성되고, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과;
    상기 화소 전극에 대응되어 전기장을 생성하는 공통 전극과;
    상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층;
    상기 제2기판의 외면과 내면 중 어느 하나에 위치하는 제2편광판
    을 포함하고,
    상기 제2편광판은 엇갈리게 교대로 배열된 다수의 제1패턴과 제2패턴을 각각 포함하는 제1 및 제2전극과, 상기 제1 및 제2전극 상부에 위치하고 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 편광층을 포함하며,
    상기 제1 및 제2전극은 상기 제2기판과 상기 편광층 사이에 위치하는 액정표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반응성 액정 단량체는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정표시장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2편광판은 상기 제1 및 제2전극과 상기 편광층 사이에 배향막을 포함하는 액정표시장치.
  4. 기판 상에 엇갈리게 교대로 배열된 다수의 제1패턴과 제2패턴을 각각 포함하는 제1 및 제2전극과;
    상기 제1 및 제2전극 상부에 위치하고 반응성 액정 단량체와 이색성 염료로 이루어진 편광층
    을 포함하며,
    상기 제1 및 제2전극은 상기 기판과 상기 편광층 사이에 위치하는 표시장치용 편광판.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 반응성 액정 단량체는 음의 유전율 이방성을 가지는 표시장치용 편광판.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 및 제2전극과 상기 편광층 사이에 배향막을 더 포함하는 표시장치용 편광판.
  7. 기판 상에 엇갈리게 교대로 배열된 다수의 제1패턴과 제2패턴을 각각 포함하는 제1 및 제2전극을 형성하는 단계와;
    상기 제1 및 제2전극 상부에 반응성 액정 단량체와 이색성 염료를 포함하는 편광층을 형성하는 단계와;
    상기 편광층의 상기 반응성 액정 단량체를 중합시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 반응성 액정 단량체를 중합시키는 단계는 상기 제1 및 제2전극에 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 및 제2전극은 상기 기판과 상기 편광층 사이에 위치하는 표시장치용 편광판의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 반응성 액정 단량체는 음의 유전율 이방성을 가지는 표시장치용 편광판의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 및 제2전극과 상기 편광층 사이에 배향막을 도포하는 단계와, 상기 배향막을 러빙 또는 광배향하는 단계를 더 포함하는 표시장치용 편광판의 제조 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 반응성 액정 단량체를 중합시키는 단계는 자외선을 조사하거나 열을 가하여 수행되는 표시장치용 편광판의 제조 방법.
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