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KR20020002669A - In plane field switching mode lcd and method for manufactring the same - Google Patents

In plane field switching mode lcd and method for manufactring the same Download PDF

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KR20020002669A
KR20020002669A KR1020000036906A KR20000036906A KR20020002669A KR 20020002669 A KR20020002669 A KR 20020002669A KR 1020000036906 A KR1020000036906 A KR 1020000036906A KR 20000036906 A KR20000036906 A KR 20000036906A KR 20020002669 A KR20020002669 A KR 20020002669A
Authority
KR
South Korea
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liquid crystal
axis
alignment
field
unit pixel
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Ceased
Application number
KR1020000036906A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김향율
이승희
Original Assignee
주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 filed Critical 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지
Priority to KR1020000036906A priority Critical patent/KR20020002669A/en
Publication of KR20020002669A publication Critical patent/KR20020002669A/en
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Abstract

본 발명은 중간 계조 상태에서도 컬러 쉬프트 현상을 방지할 수 있는 IPS-LCD 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 소정 거리를 두고 배치되며, 단위 화소가 한정된 상,하부 기판; 상하 기판 사이에 개재되는 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 하부 기판의 단위 화소에 각각 형성되는 카운터 전극; 상기 카운터 전극과 함께 인플렌 필드를 발생시켜, 단위 화소내 대부분의 액정 분자를 동작시키는 화소 전극; 상기 하부 기판의 내측 표면에 형성되며, 소정의 배향축을 갖는 제 1 수평 배향막; 및 상기 상부 기판의 내측 표면에 형성되며, 상기 제 1 수평 배향막의 배향축과 비병렬한 배향축을 갖는 제 2 수평 배향막을 포함하며, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 단위 화소내에 대칭되는 두 방향의 제 1 인플렌 필드 및 제 2 인플렌 필드가 형성되도록 배치되고, 상기 제 1 인플렌 필드가 형성되는 영역의 제 1 배향막 부분은 제 1 배향축을 가지며, 제 2 인플렌 필드가 형성되는 영역의 제 1 배향막 부분은 제 1 배향축과 대칭을 이루는 제 2 배향축을 가지며, 상기 제 1 배향축 또는 제 2 배향축중 어느 하나는 상기 제 1 인플렌 필드와 소정 각도를 이루는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses an IPS-LCD and a method of manufacturing the same, which can prevent color shift even in a halftone state. The disclosed invention is disposed at a predetermined distance, the upper and lower substrates the unit pixel is limited; A liquid crystal layer comprising several liquid crystal molecules interposed between the upper and lower substrates; A counter electrode formed on each unit pixel of the lower substrate; A pixel electrode which generates an inflen field together with the counter electrode to operate most liquid crystal molecules in a unit pixel; A first horizontal alignment layer formed on an inner surface of the lower substrate and having a predetermined alignment axis; And a second horizontal alignment layer formed on an inner surface of the upper substrate, the second horizontal alignment layer having an alignment axis that is non-parallel to the alignment axis of the first horizontal alignment layer, wherein the counter electrode and the pixel electrode are formed in two directions symmetrical in the unit pixel. A first alignment layer portion of the region where the first influenza field and the second inflation field are formed, the first alignment layer portion of the region in which the first influenza field is formed has a first axis of orientation, and the first in the region where the second inflation field is formed. The alignment layer portion has a second alignment axis that is symmetrical with the first alignment axis, and either one of the first alignment axis and the second alignment axis forms a predetermined angle with the first influenza field.

Description

인플렌 필드 스위칭 모드 액정 표시 장치 및 그 제조방법{IN PLANE FIELD SWITCHING MODE LCD AND METHOD FOR MANUFACTRING THE SAME}INFLNE FIELD SWITCHING MODE LCD AND METHOD FOR MANUFACTRING THE SAME}

본 발명은 인플렌 필드 스위칭 모드 액정 표시 장치(In plane field switching mode LCD: 이하, IPS-LCD) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 중간 계조 상태에서도 완벽히 대칭된 시야각을 가지는 IPS-LCD 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an in-plane field switching mode LCD (hereinafter referred to as IPS-LCD) and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an IPS-LCD having a perfectly symmetrical viewing angle even in a medium gray scale state. And to a method for producing the same.

최근, LCD는 경량, 박형, 저소비 전력등의 특성을 갖고, 각종 정보기기의 단말기 또는 비디오기기등에 사용된다. 이러한 LCD의 대표적인 구동 방식으로는 TN(twist nematic), STN(super twist nematic)모드가 있다. 그러나, TN-LCD, STN-LCD는 실용화되고는 있지만, 시야각이 매우 좁다는 문제점을 갖는다.In recent years, LCDs have characteristics such as light weight, thinness, and low power consumption, and are used in terminals or video equipment of various information equipment. Typical driving methods of such LCDs include TN (twist nematic) and STN (super twist nematic) modes. However, although TN-LCD and STN-LCD have been put to practical use, there is a problem that the viewing angle is very narrow.

이러한 문제점을 해결코자, 종래에는 IPS-LCD가 제안되었다.In order to solve this problem, a conventional IPS-LCD has been proposed.

도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 게이트 버스 라인(11)이 하부 절연 기판(10) 상에 도면의 x 방향으로 서로 평행하게 배열되고, 다수개의 데이터 버스 라인(15)은 x 방향과 실질적으로 수직인 y 방향으로 서로 평행하게 배열되어, 단위 화소 공간을 한정한다. 이때, 도면에서는 하나의 단위 화소 공간을 나타내기 위하여, 한쌍의 게이트 버스 라인(11)과 한 쌍의 데이터 버스 라인(15)이 도시되어 있다. 여기서, 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(15)은 게이트 절연막(도시되지 않음)을 사이에 두고 절연되어 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of gate bus lines 11 are arranged on the lower insulating substrate 10 in parallel with each other in the x direction of the drawing, and the plurality of data bus lines 15 are substantially in the x direction. It is arranged parallel to each other in the vertical y direction, thereby defining the unit pixel space. In this case, a pair of gate bus lines 11 and a pair of data bus lines 15 are illustrated to show one unit pixel space. Here, the gate bus line 11 and the data bus line 15 are insulated with a gate insulating film (not shown) interposed therebetween.

카운터 전극(12)은 단위 화소 공간내에 예를들어, 사각틀 형태를 갖도록 각각 형성된다. 카운터 전극(12)은 게이트 버스 라인(11)과 동일한 평면에 배치된다.The counter electrodes 12 are formed in the unit pixel space so as to have a rectangular frame shape, for example. The counter electrode 12 is disposed on the same plane as the gate bus line 11.

화소 전극(14)은 카운터 전극(12)이 형성된 각 단위 화소공간에 형성된다. 화소 전극(14)은 사각틀 형태의 카운터 전극(12)이 둘러싸고 있는 영역을 y 방향으로 분할하는 웹(web) 부분(14a)과, 웹 부분(14a)의 일단과 연결되며 x 방향의 카운터 전극(12) 부분과 오버랩되는 제 1 플랜지 부분(14b) 및 제 1 플랜지 부분(14b)과 평행하면서 웹 부분(14a)의 타단과 연결되는 제 2 플랜지 부분(14c)으로 이루어진다. 즉, 화소 전극(14)은 문자 "I"자 형상이다. 여기서, 카운터 전극(12)과 화소 전극(14)은 불투명 금속막으로 형성된다. 카운터 전극(12)과 화소 전극(14)의 폭은 적정한 세기의 전계를 얻기 위하여, 바람직하게는 5 내지 10㎛ 정도 한다.The pixel electrode 14 is formed in each unit pixel space in which the counter electrode 12 is formed. The pixel electrode 14 is connected to one end of the web portion 14a for dividing the region surrounded by the square-shaped counter electrode 12 in the y direction and one end of the web portion 14a, and has a counter electrode in the x direction ( 12) a first flange portion 14b overlapping the portion and a second flange portion 14c parallel to the first flange portion 14b and connected to the other end of the web portion 14a. That is, the pixel electrode 14 is shaped like the letter "I". Here, the counter electrode 12 and the pixel electrode 14 are formed of an opaque metal film. The width of the counter electrode 12 and the pixel electrode 14 is preferably about 5 to 10 µm in order to obtain an electric field of an appropriate intensity.

화소 전극(14)과 카운터 전극(12)은 게이트 절연막(도시되지 않음)에 의하여절연된다.The pixel electrode 14 and the counter electrode 12 are insulated by a gate insulating film (not shown).

박막 트랜지스터(16)는 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(12)의 교차 부분에 배치된다. 이 박막 트랜지스터(16)는 게이트 버스 라인(11)으로부터 연장된 게이트 전극, 데이터 버스 라인(15)으로부터 연장되어 형성된 드레인 전극, 화소 전극(14)으로부터 연장된 소오스 전극 및 게이트 전극의 상부에 형성된 채널층(17)을 포함한다. 보조 용량 캐패시터(Cst)는 카운터 전극(12)과 화소 전극(14)이 오버랩되는 부분에서 형성된다.The thin film transistor 16 is disposed at the intersection of the gate bus line 11 and the data bus line 12. The thin film transistor 16 includes a gate electrode extending from the gate bus line 11, a drain electrode extending from the data bus line 15, a source electrode extending from the pixel electrode 14, and a channel formed on the gate electrode. Layer 17. The storage capacitor Cst is formed at a portion where the counter electrode 12 and the pixel electrode 14 overlap each other.

그리고, 도 1에는 도시되지 않았지만, 컬러 필터(도시되지 않음)를 구비한 상부 기판(도시되지 않음)은 하부 기판(10)상에 소정거리를 갖으며 대향, 배치된다. 여기서, 하부 기판(10)과 상부 기판간이 거리는 카운터 전극(12)의 y 방향 부분과 화소 전극의 웹 부분과의 거리보다 좁게하여, 기판표면과 평행한 평행장을 형성하도록 한다. 또한, 하부 기판(10)과 상부 기판(도시되지 않음) 사이에는 액정 분자를 포함하는 액정층(도시되지 않음)이 개재된다.Although not shown in FIG. 1, an upper substrate (not shown) having a color filter (not shown) is disposed to face the lower substrate 10 at a predetermined distance. Here, the distance between the lower substrate 10 and the upper substrate is narrower than the distance between the y-direction portion of the counter electrode 12 and the web portion of the pixel electrode to form a parallel field parallel to the substrate surface. In addition, a liquid crystal layer (not shown) including liquid crystal molecules is interposed between the lower substrate 10 and the upper substrate (not shown).

또한, 수평 배향막(도시되지 않음)은 하부 기판의 결과물 상부 및 상부 기판의 내측면에 각각 형성되며, 카운터 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 형성되기 이전에 액정 분자(19)들이 기판과 평행하게 배열시키면서, 액정 분자의 배열 방향을 결정한다. 도면에서 "R" 방향은 하부 기판에 형성된 수평 배향막의 러빙축 방향이다.In addition, a horizontal alignment layer (not shown) is formed on the inner surface of the upper substrate and the upper substrate, respectively, and the liquid crystal molecules 19 before the electric field is formed between the counter electrode 12 and the pixel electrode 14. They are arranged in parallel with the substrate to determine the alignment direction of the liquid crystal molecules. In the figure, the "R" direction is a rubbing axis direction of the horizontal alignment layer formed on the lower substrate.

하부 기판(10)의 외측면에 제 1 편광판(도시되지 않음)이 배치되고, 상부 기판(도시되지 않음)의 외측면에 제 2 편광판(도시되지 않음)이 배치된다. 여기서,제 1 편광판의 편광축은 도면에서 "P" 방향과 평행하도록 배치된다. 즉, 배향막의 러빙축 방향(R)과 편광축(P)은 서로 평행하게 된다. 한편, 제 2 편광판의 편광축은 제 1 편광판의 편광축과 실질적으로 수직으로 배치된다.A first polarizing plate (not shown) is disposed on the outer surface of the lower substrate 10, and a second polarizing plate (not shown) is disposed on the outer surface of the upper substrate (not shown). Here, the polarization axis of the first polarizing plate is arranged to be parallel to the "P" direction in the figure. That is, the rubbing axis direction R and the polarization axis P of the alignment film are parallel to each other. On the other hand, the polarization axis of the second polarizing plate is disposed substantially perpendicular to the polarization axis of the first polarizing plate.

이러한 IPS-LCD는 선택된 게이트 버스 라인(11)에 주사 신호가 인가되고, 데이터 버스 라인(15)에 디스플레이 신호가 인가되면, 주사 신호가 인가된 게이트 버스 라인(11)과 디스플레이 신호가 인가된 데이터 버스 라인(15)의 교차부근의 박막 트랜지스터(16)가 턴온된다. 그러면, 데이터 버스 라인(15)의 디스플레이 신호는 박막 트랜지스터(16)를 통하여 화소 전극(14)에 전달된다. 따라서, 공통 신호가 인가되는 카운터 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계(E)가 발생한다. 이때, 전계(E)는 도면에서와 같이 "x" 방향이므로, 러빙축(R)과는 소정의 각도를 이루게 된다.When the scan signal is applied to the selected gate bus line 11 and the display signal is applied to the data bus line 15, the IPS-LCD has the gate bus line 11 to which the scan signal is applied and the data to which the display signal is applied. The thin film transistor 16 near the intersection of the bus lines 15 is turned on. Then, the display signal of the data bus line 15 is transmitted to the pixel electrode 14 through the thin film transistor 16. Therefore, an electric field E is generated between the counter electrode 12 and the pixel electrode 14 to which the common signal is applied. At this time, since the electric field E is in the "x" direction as shown in the drawing, the electric field E has a predetermined angle with the rubbing axis R.

이에 따라, 액정층내 분자들은 전계가 형성되기 전에는 기판 표면과 액정 분자의 장축이 평행하면서 러빙 방향(R) 장축이 일치되도록 배열된다. 이에따라, 제 1 편광판 및 액정층을 통과한 빛은 제 2 편광판을 통과하지 못하게 되어, 화면은 다크 상태가 된다.Accordingly, the molecules in the liquid crystal layer are arranged such that the major axis of the substrate surface and the liquid crystal molecules are parallel while the major axis of the rubbing direction R coincides with each other before the electric field is formed. Accordingly, the light passing through the first polarizing plate and the liquid crystal layer does not pass through the second polarizing plate, and the screen is dark.

한편, 전계(E)가 형성되면, 액정 분자의 장축(또는 광축)이 전계(E)와 평행하게 재배열되어, 입사된 빛이 제 2 편광판을 통과하게 된다. 따라서, 화면은 화이트 상태가 된다.On the other hand, when the electric field E is formed, the long axis (or optical axis) of the liquid crystal molecules is rearranged in parallel with the electric field E, and the incident light passes through the second polarizing plate. Thus, the screen is in a white state.

이때, 액정 분자는 전계에 따라 액정분자의 장축의 배열 방향만이 변화되고, 액정 분자 자체는 기판 표면에 평행하게 배열되므로, 사용자는 어느 방향에서나 액정 분자의 장축을 보게 되어, 액정 표시 장치의 시야각이 개선된다.In this case, since the liquid crystal molecules change only the direction in which the long axes of the liquid crystal molecules are aligned in accordance with the electric field, and the liquid crystal molecules themselves are arranged parallel to the surface of the substrate, the user sees the long axes of the liquid crystal molecules in any direction, and thus the viewing angle of the liquid crystal display device. This is improved.

그러나, 상기한 IPS모드의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 발생된다.However, the liquid crystal display of the IPS mode described above has the following problems.

액정내의 액정 분자들은 공지된 바와 같이, 장축과 단축의 길이가 상이하여 굴절율 이방성(Δn)을 갖으며, 보는 방향에 따라 굴절율 이방성(Δn)이 변화된다. 이에따라, 극각이 0°근처이고 방위각이 0°,90°,180°,270° 부근에서는 화이트 상태인데도 불구하고 소정의 색상이 나타난다. 이러한 현상을 컬러 쉬프트라 하며, 컬러 쉬프트는 다음의 식1에 의하여 더 자세히 설명된다.As is known, the liquid crystal molecules in the liquid crystal have refractive index anisotropy (Δn) due to different lengths of the long axis and the short axis, and the refractive index anisotropy (Δn) changes depending on the viewing direction. As a result, a predetermined color appears even though the polar angle is near 0 ° and the azimuth is near white at 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. This phenomenon is called color shift, and the color shift is explained in more detail by the following equation (1).

T≒T0sin2(2χ)·sin2(π·Δnd/λ)..............(식 1)T ≒ T 0 sin 2 (2χ) · sin 2 (π · Δnd / λ) .............. (Equation 1)

T: 투과율T: transmittance

T0: 입사광에 대한 투과율T 0 : transmittance for incident light

χ: 액정 분자의 광축과 편광자의 편광축이 이루는 각χ: angle formed between the optical axis of the liquid crystal molecules and the polarization axis of the polarizer

Δn : 액정의 굴절율 이방성Δn: refractive index anisotropy of the liquid crystal

d : 상하 기판사이의 거리 또는 갭(액정층의 두께)d: distance or gap between the upper and lower substrates (thickness of the liquid crystal layer)

λ: 입사되는 광 파장λ: incident light wavelength

상기 식 1에 의하면, 최대 투과율(T)을 얻기 위하여, χ가 π/4이든지, Δnd/λ가 π/2이 되어야 한다. 이때, Δnd가 변화되면(액정 분자의 굴절율 이방성값이 보는 방향에 따라 변화되기 때문이다.), λ값이 π/2를 만족시키기 위하여 변화된다. 이에따라, 변화된 광파장(λ)에 해당하는 색상이 화면에 나타내어진다.According to Equation 1, in order to obtain the maximum transmittance T, χ should be π / 4 or Δnd / λ should be π / 2. At this time, when Δnd is changed (because the refractive index anisotropy value of the liquid crystal molecules changes depending on the viewing direction), the λ value is changed to satisfy π / 2. Accordingly, the color corresponding to the changed light wavelength [lambda] is displayed on the screen.

따라서, 액정 분자의 단축을 바라보는 방향(ⓐ,ⓒ)에서는, Δn이 상대적으로 감소됨에 따라, 최대 투과율에 이르기 위한 입사광의 파장이 상대적으로 짧아진다. 이에 따라, 사용자는 화이트의 파장보다 더 짧은 파장을 갖는 파란색을 보게 된다.Therefore, in the direction (ⓐ, ⓒ) facing the short axis of the liquid crystal molecules, as Δn is relatively decreased, the wavelength of the incident light for reaching the maximum transmittance is relatively shortened. Accordingly, the user sees blue having a wavelength shorter than that of white.

한편, 액정 분자의 단축을 바라보는 방향(ⓑ,ⓓ)에서는, Δn이 상대적으로 증대됨에따라, 입사광의 파장이 상대적으로 길어진다. 이에따라, 사용자는 화이트의 파장보다 더 긴 파장을 갖는 노란색을 보게된다.On the other hand, in the directions (?, Ⓓ) facing the short axis of the liquid crystal molecules, as? N is relatively increased, the wavelength of the incident light becomes relatively long. Accordingly, the user sees yellow with a wavelength longer than that of white.

이로 인하여, IPS-LCD의 화질 특성이 저하된다.For this reason, the image quality characteristic of IPS-LCD falls.

이러한 컬러 쉬프트 문제를 해결하기 위하여, 종래에는 하나의 픽셀에 게이트 버스 라인과 평행하는 전계 및 데이타 버스 라인과 평행하는 전계를 동시에 유발시키는 기술이 대한민국 특허출원 1998-19605호로 출원된 바 있다. 그러나, 이 기술은 전계가 형성되어, 액정 분자들이 전계와 평행하도록 완전히 트위스트된 후에는 컬러 쉬프트를 달성할 수 있으나, 중간 계조 상태에서는 액정 분자들이 대칭적으로 트위스트되지 않아, 컬러 쉬프트를 완벽하게 개선하기 어렵다. 즉, 상기 기술은 두 방향의 전계가 형성됨에도 불구하고, 배향막이 단일 방향으로 러빙이 되어 있으므로, 중간 계조 상태에서는 완전하게 대칭을 이루지 않는다.In order to solve this color shift problem, a technique for generating an electric field parallel to the gate bus line and an electric field parallel to the data bus line in one pixel has been filed in Korean Patent Application No. 1998-19605. However, this technique can achieve color shift after the electric field is formed and the liquid crystal molecules are completely twisted parallel to the electric field, but the liquid crystal molecules are not symmetrically twisted in the halftone state, which perfectly improves the color shift. Difficult to do That is, in the above technique, although the electric fields in two directions are formed, the alignment layer is rubbed in a single direction, and thus the symmetry is not completely symmetric in the halftone state.

따라서, 본 발명의 목적은 중간 계조 상태에서도 컬러 쉬프트 현상을 방지할 수 있는 IPS-LCD 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an IPS-LCD and a method of manufacturing the same, which can prevent color shift even in a halftone state.

도 1은 종래의 인플렌 스위칭 모드 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a schematic view showing a conventional inflation switching mode liquid crystal display device.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.2 is a plan view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 유전율 이방성이 음인 액정을 사용할때 본 발명에 따른 배향막의 배향축을 보여주는 도면.3 is a view showing an alignment axis of an alignment film according to the present invention when using a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy.

도 4는 유전율 이방성이 양인 액정을 사용할때, 본 발명에 따른 배향막의 배향축을 보여주는 도면.4 is a view showing an alignment axis of an alignment film according to the present invention when using a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy.

도 5a는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되지 않았을때 액정 분자의 배열을 보여주는 도면.5A illustrates an arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is not formed in the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention.

도 5b는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치의 중간 계조 상태에서 액정 분자의 배열을 보여주는 도면.FIG. 5B is a view showing an arrangement of liquid crystal molecules in a half gray scale state of an inflen field driven liquid crystal display according to the present invention; FIG.

도 5c는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되었을때, 액정 분자의 배열을 보여주는 도면.FIG. 5C is a view showing an arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is formed in the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention. FIG.

도 6a는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되지 않았을때 액정 분자 및 편광 상태를 보여주는 도면.FIG. 6A is a view illustrating liquid crystal molecules and a polarization state when no electric field is formed in the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention. FIG.

도 6b는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치의 중간 계조 상태에서 액정 분자 및 편광 상태를 보여주는 도면.6B is a diagram illustrating liquid crystal molecules and a polarization state in a halftone state of an inflation field driving liquid crystal display according to the present invention;

도 6c는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되었을때, 액정 분자 및 편광 상태를 보여주는 도면.6C is a view showing liquid crystal molecules and a polarization state when an electric field is formed in the influenza field driving liquid crystal display according to the present invention.

도 7은 일반적인 IPS-LCD의 시야각 방향에 따른 투과율을 나타낸 그래프.7 is a graph showing transmittance according to a viewing angle direction of a general IPS-LCD.

도 8는 본 발명에 따른 IPS-LCD의 시야각 방향에 따른 투과율을 나타낸 그래프.8 is a graph showing transmittance in the viewing angle direction of the IPS-LCD according to the present invention;

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing

20 - 카운터 전극 25 - 화소 전극20-counter electrode 25-pixel electrode

30 - 배향막30-alignment layer

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 소정 거리를 두고 배치되며, 단위 화소가 한정된 상,하부 기판; 상하 기판 사이에 개재되는 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 하부 기판의 단위 화소에 각각 형성되는 카운터 전극; 상기 카운터 전극과 함께 인플렌 필드를 발생시켜, 단위 화소내 대부분의 액정 분자를 동작시키는 화소 전극; 상기 하부 기판의 내측 표면에 형성되며, 소정의 배향축을 갖는 제 1 수평 배향막; 및 상기 상부 기판의 내측 표면에 형성되며, 상기 제 1 수평 배향막의 배향축과 비병렬 혹은 병렬 배향축을 갖는 제 2 수평 배향막을 포함하며, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 단위 화소내에 대칭되는 두 방향의 제 1 인플렌 필드 및 제 2 인플렌 필드가 형성되도록 배치되고, 상기 제 1 인플렌 필드가 형성되는 영역의 제 1 배향막 부분은 제 1 배향축을 가지며, 제 2 인플렌 필드가 형성되는 영역의 제 1 배향막 부분은 제 1 배향축과 대칭을 이루는 제 2 배향축을 가지며, 상기 제 1 배향축 또는 제 2 배향축중 어느 하나는 상기 제 1 인플렌 필드와 소정 각도를 이루는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention, the upper and lower substrates are arranged at a predetermined distance, the unit pixel is limited; A liquid crystal layer comprising several liquid crystal molecules interposed between the upper and lower substrates; A counter electrode formed on each unit pixel of the lower substrate; A pixel electrode which generates an inflen field together with the counter electrode to operate most liquid crystal molecules in a unit pixel; A first horizontal alignment layer formed on an inner surface of the lower substrate and having a predetermined alignment axis; And a second horizontal alignment layer formed on an inner surface of the upper substrate, the second horizontal alignment layer having a non-parallel or parallel alignment axis with the alignment axis of the first horizontal alignment layer, wherein the counter electrode and the pixel electrode are in two directions symmetrical in the unit pixel. A first alignment layer portion of the region in which the first influenza field and the second inflation field are formed, the first alignment layer portion of the region in which the first influenza field is formed, has a first axis of orientation, The first alignment layer portion has a second alignment axis that is symmetrical with the first alignment axis, and either one of the first alignment axis and the second alignment axis forms a predetermined angle with the first influenza field.

여기서, 상기 제 1 인플렌 필드는 단위 화소의 단축 방향과 평행하고, 제 2 인플렌 필드는 단위 화소의 장축 방향과 평행하며, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 단위 화소의 소정 영역에 형성되는 장축 방향과 평행하는 브렌치와, 단위 화소의 나머지 영역에 형성되는 단위 화소의 단축 방향과 평행하는 브렌치를 각각 포함하고, 각각의 카운터 전극과 화소 전극의 브렌치는 서로 평행하도록 교대로 배치된다. 아울러, 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우, 제 1영역 기준으로 제 1 배향축은 단위 화소의 단축 방향과 ±0내지 ±45°를 이루도록 러빙되고, 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우, 제 1영역 기준으로 제 1 배향축은 단위 화소의 단축 방향과 ±45 내지 ±90°를 이루도록 러빙된다.Here, the first influenza field is parallel to the minor axis direction of the unit pixel, the second inflen field is parallel to the major axis direction of the unit pixel, and the counter electrode and the pixel electrode are formed in a predetermined axis of the unit pixel. And a branch parallel to the minor axis direction of the unit pixel formed in the remaining area of the unit pixel, and the counter electrode and the branch of the pixel electrode are alternately arranged to be parallel to each other. In addition, when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative, the first alignment axis is rubbed to form ± 0 to ± 45 ° with respect to the minor axis direction of the unit pixel, and when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive, the first region reference Thus, the first alignment axis is rubbed to form ± 45 ° to ± 90 ° with a short axis direction of the unit pixel.

또한, 본 발명의 다른 견지에 의하면, 단위 화소가 한정되어 있으며, 액정 분자를 구동시키는 대칭되는 두 방향의 제 1 및 제 2 인플렌 필드를 형성하는 구동 전극이 구비된 하부 기판을 제공하는 단계와, 상기 하부 기판 상부에 수평 배향막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 인플렌 필드를 형성하는 영역의 수평 배향막을 제 1 인플렌 필드와 소정 각도를 이루는 제 1 방향으로 광배향하는 단계, 및 상기 제 2 인플렌 필드를 형성하는 영역의 수평 배향막을 제 1 방향과 수직을 이루는 제 2 방향으로 광배향하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a lower substrate having a limited unit pixel and having a driving electrode forming first and second influenza fields in two symmetrical directions for driving liquid crystal molecules; Forming a horizontal alignment layer on the lower substrate, optically aligning the horizontal alignment layer in a region in which the first influenza field is formed in a first direction at a predetermined angle with the first inflation field, and the second And optically aligning the horizontal alignment layer in the region forming the influenza field in a second direction perpendicular to the first direction.

(실시예)(Example)

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도면 도 2은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고,도 3은 유전율 이방성이 음인 액정을 사용할때 본 발명에 따른 배향막의 배향축을 보여주는 도면이며, 도 4는 유전율 이방성이 양인 액정을 사용할때, 본 발명에 따른 배향막의 배향축을 보여주는 도면이다. 또한, 도 5a는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되지 않았을때 액정 분자의 배열을 보여주는 도면이고, 도 5b는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치의 중간 계조 상태에서 액정 분자의 배열을 보여주는 도면이며, 도 5c는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되었을때, 액정 분자의 배열을 보여주는 도면이다. 아울러, 도 6a는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시장치에서, 전계가 형성되지 않았을때 액정 분자 및 편광 상태를 보여주는 도면이고, 도 6b는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치의 중간 계조 상태에서 액정 분자 및 편광 상태를 보여주는 도면이며, 도 6c는 본 발명에 따른 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치에서, 전계가 형성되었을때, 액정 분자 및 편광 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 일반적인 IPS-LCD의 시야각 방향에 따른 투과율을 나타낸 도면이고, 도 8는 본 발명에 따른 IPS-LCD의 시야각 방향에 따른 투과율을 나타낸 도면이다.2 is a plan view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing an alignment axis of an alignment layer according to the present invention when a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used, and FIG. 4 is a positive dielectric anisotropy. When using a liquid crystal, it is a figure which shows the orientation axis of the alignment film which concerns on this invention. In addition, FIG. 5A illustrates an arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is not formed in the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention, and FIG. 5B illustrates an intermediate gray scale of the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention. 5C is a view showing an arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is formed in the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention. In addition, Figure 6a is a view showing the liquid crystal molecules and the polarization state when no electric field is formed in the inflation field-driven liquid crystal display according to the present invention, Figure 6b is the middle of the inflation field-driven liquid crystal display device according to the present invention FIG. 6C is a view illustrating liquid crystal molecules and a polarization state in a gray scale state, and FIG. 6C is a diagram showing liquid crystal molecules and polarization states when an electric field is formed in the inflation field driving liquid crystal display according to the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating transmittance along a viewing angle direction of a general IPS-LCD, and FIG. 8 is a diagram illustrating transmittance along a viewing angle direction of an IPS-LCD according to the present invention.

여기서, 도 2에서는 액티브 매트릭스 타입 IPS-LCD의 카운터 전극 및 화소 전극만을 개략적으로 나타낸 것으로, 상부 기판 구조물, 게이트 버스 라인, 데이타 버스 라인, 박막 트랜지스터 및 공통 전극선의 배열은 종래의 액티브 매트릭스 타입 IPS-LCD와 동일하므로, 이들에 대한 설명은 배제하도록 한다. 또한, 도 2에서는 다수개의 단위 화소중 하나의 단위 화소만을 나타낸다. 아울러, 도 2의 x 방향은 일반적으로 게이트 버스 라인이 연장되는 방향 즉, 단위 화소의 단축 방향이고, y 방향은 게이트 버스 라인과 수직인 데이타 버스 라인이 연장되는 방향 즉, 단위 화소의 장축 방향이다.2 schematically shows only the counter electrode and the pixel electrode of the active matrix type IPS-LCD, and the arrangement of the upper substrate structure, the gate bus line, the data bus line, the thin film transistor, and the common electrode line is a conventional active matrix type IPS- LCD. Since it is the same as the LCD, description thereof will be omitted. 2 illustrates only one unit pixel of the plurality of unit pixels. In addition, the x direction of FIG. 2 is generally a direction in which the gate bus line extends, that is, a short axis direction of the unit pixel, and a y direction is a direction in which the data bus line perpendicular to the gate bus line extends, that is, the long axis direction of the unit pixel. .

도 2를 참조하여, 카운터 전극(20)은 하부 기판(도시되지 않음) 상부에 단위 화소별로 각각 형성되며, 게이트 버스 라인(도시되지 않음)을 형성하는 물질인 MoW, AlNd와 같은 도전 특성이 우수한 금속막으로 형성된다. 카운터 전극(20)은 사각틀 형태의 제 1 전극(20a)과, 제 1 전극(20a)을 이등분하도록 x방향과 평행하게 연장되는 제 2 전극(20b)을 포함한다. 여기서, 제 2 전극(20b)에 의하여 제 1전극(20a)으로 한정된 공간은 제 1 영역(B1)과 제 2 영역(B2)으로 나뉜다. 또한, 카운터 전극(20)은 제 1 영역(B1)을 y 방향으로 구획하는 y 방향과 평행하는 적어도 하나 이상의 제 3 전극(20c)과, 제 2 영역(B2)을 x 방향으로 구획하는 x 방향과 평행하는 적어도 하나 이상의 제 4 전극(20d)을 포함한다. 여기서, 카운터 전극(20)이 틀 즉, 루프(loop)형상으로 형성됨에 따라, 인접하는 데이타 버스 라인들로 부터 신호 왜곡을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 2, the counter electrode 20 is formed on a lower substrate (not shown) for each unit pixel, and has excellent conductivity such as MoW and AlNd, which are materials forming gate bus lines (not shown). It is formed of a metal film. The counter electrode 20 includes a first electrode 20a having a rectangular frame shape and a second electrode 20b extending parallel to the x direction to bisect the first electrode 20a. Here, the space defined by the second electrode 20b as the first electrode 20a is divided into a first region B1 and a second region B2. In addition, the counter electrode 20 includes at least one third electrode 20c parallel to the y direction that partitions the first region B1 in the y direction, and the x direction that partitions the second region B2 in the x direction. At least one fourth electrode 20d parallel to the. Here, as the counter electrode 20 is formed in a frame, that is, a loop shape, signal distortion can be prevented from adjacent data bus lines.

화소 전극(25)은 카운터 전극(20) 상부에 오버랩된다. 즉, 카운터 전극(20)의 표면에는 절연막이 개재되고, 그 상부에 화소 전극(25)이 형성된다. 이때, 화소 전극(25)은 데이타 버스 라인(도시되지 않음)을 구성하는 물질, 예를들어, Mo/Al/Mo 또는 MoW과 같은 물질로 형성된다. 이러한 화소 전극(25)은 제 1 영역(B1)에 제 3 전극(20c) 양측에 각각 배치되는 제 1 브렌치(25a)와, 제 2 영역(B2)에 제 4 전극(20d) 사이에 각각 배치되는 제 2 브렌치(25b)와, 제 1 브렌치(25a)와 제 2 브렌치(25b)를 연결하는 제 3 브렌치(25c)와, 제 1 브렌치(25a)의 일측단을 연결하는 제 4 브렌치(25d)와, 제 2 브렌치(25b)의 일측단을 연결하는 제 5 브렌치(25e)를 포함한다. 여기서, 제 3 내지 제 5 브렌치(25c∼25e)는 카운터 전극(20)과 오버랩되어, 스토리지 캐패시터가 발생된다.The pixel electrode 25 overlaps the counter electrode 20. That is, an insulating film is interposed on the surface of the counter electrode 20, and a pixel electrode 25 is formed on the counter electrode 20. In this case, the pixel electrode 25 is formed of a material forming a data bus line (not shown), for example, a material such as Mo / Al / Mo or MoW. The pixel electrode 25 is disposed between the first branch 25a disposed on both sides of the third electrode 20c in the first region B1, and between the fourth electrode 20d in the second region B2, respectively. The second branch 25b to be connected, the third branch 25c connecting the first branch 25a and the second branch 25b, and the fourth branch 25d connecting one end of the first branch 25a. ) And a fifth branch 25e connecting one end of the second branch 25b. Here, the third to fifth branches 25c to 25e overlap with the counter electrode 20 to generate a storage capacitor.

화소 전극(25)은 단위 화소내에 x축 방향의 인플렌 필드(이하, 가로 인플렌 필드) 및 y축 방향의 인플렌 필드(이하, 세로 인플렌 필드)가 동시에 발생되도록, x축과 평행하는 다수개의 제 1 브렌치(25a)와, 제 1 브렌치(25a)와 실질적으로 수직하는 다수개의 제 2 브렌치(25b)를 포함한다. 이때, 제 1 브렌치들(25a) 및 제 2브렌치들(25b)은 각각 등간격으로 이격되고, 브렌치들간의 간격에 대한 폭의 비가 1 이하가 되도록 함이 바람직하다. 여기서, 제 1 브렌치들(25a)은 카운터 전극(20)의 2분의 1에 해당하는 영역(A: 이하, 제 1 영역)에 배치되고, 제 2 브렌치들(25b)은 카운터 전극(20)의 나머지 부분에 해당하는 영역(B: 이하, 제 2 영역에 배치된다. 또한, 화소 전극(25)은 카운터 전극과 마찬가지로, 불투명 도전 물질로 형성되고, 화소 전극(25)과 카운터 전극(20) 사이에는 절연막이 개재되어, 서로를 절연시킨다.The pixel electrode 25 is parallel to the x-axis so that an inflation field in the x-axis direction (hereinafter referred to as a horizontal inflation field) and an y-axis inflation field (hereinafter referred to as a vertical inflation field) are simultaneously generated in the unit pixel. A plurality of first branches 25a and a plurality of second branches 25b substantially perpendicular to the first branches 25a are included. In this case, the first branches 25a and the second branches 25b may be spaced at equal intervals, respectively, and the ratio of the width to the interval between the branches may be 1 or less. Here, the first branches 25a are disposed in an area A (hereinafter, referred to as a first area) corresponding to one half of the counter electrode 20, and the second branches 25b are disposed in the counter electrode 20. The pixel electrode 25 is formed of an opaque conductive material similarly to the counter electrode, and is disposed in the region B corresponding to the remaining part of the pixel B. The pixel electrode 25 and the counter electrode 20 are similar to the counter electrode. An insulating film is interposed between them to insulate each other.

이와같이 전극들(20,25)이 배치된 하부 기판(도시되지 않음) 상부에 소정 거리를 두고 상부 기판(도시되지 않음)이 대향된다. 이때, 상하 기판 사이의 거리는 카운터 전극(20)과 화소 전극(25)의 거리(d1,d2)보다 적음이 바람직하다.As such, the upper substrate (not shown) is opposed to the lower substrate (not shown) on the lower substrate (not shown) on which the electrodes 20 and 25 are disposed. In this case, the distance between the upper and lower substrates is preferably smaller than the distances d1 and d2 of the counter electrode 20 and the pixel electrode 25.

하부 기판과 상부 기판 사이에는 수개의 액정 분자(50a,50b)를 갖는 액정층(도시되지 않음)이 개재된다. 이때, 액정층은 유전율 이방성이 음 또는 양인 물질을 사용할 수 있다. 또한, 액정층의 위상 지연값(셀갭과 굴절율 이방성의 곱)은 최대 투과율을 만족할 수 있도록 0.2 내지 0.4㎛임이 바람직하다.A liquid crystal layer (not shown) having several liquid crystal molecules 50a and 50b is interposed between the lower substrate and the upper substrate. In this case, the liquid crystal layer may use a material having negative or positive dielectric anisotropy. In addition, the phase retardation value (the product of the cell gap and the refractive index anisotropy) of the liquid crystal layer is preferably 0.2 to 0.4 mu m so as to satisfy the maximum transmittance.

하부 기판 내측 표면과 액정층 사이 및 상부 기판 내측 표면과 액정층 사이 각각에 배향막(도시되지 않음)이 형성된다. 배향막은 프리틸트각이 5°이하인 수평 배향막이 이용된다. 또한, 본 실시예의 배향막은 중간 계조 상태에서도 완벽한 대칭이 이루어질수 있도록, 단위 화소당 대칭되는 두 방향으로 배향되도록 한다. 즉, 제 1 영역(B1)과 제 2 영역(B2)의 배향 방향을 직교가 되도록 하여, 중간 계조 상태에서도 정확히 대칭을 이루면서 트위스트시킨다. 이때, 배향 방향은 제 1영역(B1)과 제 2 영역(B2)이 서로 90°대칭을 이루어야 하며, 최대 투과율을 만족할 수 있도록, 유전율 이방성을 고려하여 방향을 지정한다. 여기서, 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우는 최대 투과율을 만족하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 기판에 형성되는 배향막(이하, 제 1 배향막:30)의 제 1 영역(B1)에 해당되는 부분은 x축으로 부터 ±0내지 ±45°, 바람직하게는 ±12°를 이루는 제 1 배향축(R1)을 갖도록 러빙되고, 제 2 영역(B2)에 해당되는 부분은 제 1 배향축(R1)과 수직을 이루는 제 2 배향축(R2)을 갖도록 배향된다. 아울러, 상부 기판에 형성되는 배향막(이하, 제 2 배향막:31)은 제 1 영역(A)에 해당하는 부분은 제 1 배향축(R1)과 비병렬(anti-parallel) 혹은 병렬(parallel)인 제 3 배향축(r1)을 갖도록 배향되고, 제 2 영역(B)에 해당하는 부분은 제 2 배향축(R2)과 비병렬한 혹은 병렬(parallel)인 제 4 배향축(r2)을 갖도록 배향된다. 한편, 유전율 이방성이 양인 액정을 사용할 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 배향막(30)의 제 1 영역(A)에 해당되는 부분은 x축으로 부터 ±45 내지 ±90°, 바람직하게는 ±78°를 이루는 제 1 배향축(R1)을 갖도록 배향되고, 제 2 영역(B)에 해당되는 부분은 제 1 배향축(R1)과 수직을 이루는 제 2 배향축(R2)을 갖도록 배향된다. 아울러, 상부 기판에 형성되는 배향막(이하, 제 2 배향막:31)은 제 1 0영역(A)에 해당하는 부분은 제 1 배향축(R1)과 비병렬(anti-parallel) 혹은 병렬(parallel)인 제 3 배향축(r1)을 갖도록 배향되고, 제 2 영역(B)에 해당하는 부분은 제 2 배향축(R2)과 비병렬 혹은 병렬(parallel)인 제 4 배향축(r2)을 갖도록 배향된다. 이때, 배향막(30)의 배향은 배향막의 손상을 방지하고, 정확도를 개선하기 위하여, 광 배향법으로 진행된다. 이와같이 광배향에 의하여 단위 화소 공간을 두 방향의 배향축을 갖도록 러빙시키면, 다수번의 러빙 공정의 진행되지 않으므로 배향막의 손상이 크게 방지되고, 배향축이 정확히 대칭을 이루게 된다.An alignment film (not shown) is formed between the lower substrate inner surface and the liquid crystal layer and between the upper substrate inner surface and the liquid crystal layer, respectively. As the alignment film, a horizontal alignment film having a pretilt angle of 5 ° or less is used. In addition, the alignment layer of the present embodiment is oriented in two directions symmetrical per unit pixel, so that perfect symmetry can be achieved even in the halftone state. That is, the orientation direction of the 1st area | region B1 and the 2nd area | region B2 is made orthogonal, and it twists, making it exactly symmetrical even in the halftone state. In this case, the direction of orientation should be 90 ° symmetrical between the first region B1 and the second region B2, and the direction is specified in consideration of the dielectric anisotropy so as to satisfy the maximum transmittance. Here, when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative, in order to satisfy the maximum transmittance, as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules correspond to the first region B1 of the alignment layer (hereinafter, referred to as the first alignment layer 30) formed on the lower substrate. The portion to be rubbed has a first alignment axis R1 that is ± 0 to ± 45 °, preferably ± 12 ° from the x-axis, and the portion corresponding to the second area B2 is the first alignment axis ( And a second alignment axis R2 perpendicular to R1). In addition, an alignment layer (hereinafter, referred to as a second alignment layer 31) formed on the upper substrate may have a portion corresponding to the first region A, which is non-parallel or parallel with the first alignment axis R1. The portion oriented to have the third alignment axis r1 and corresponding to the second region B is aligned to have the fourth alignment axis r2 that is non-parallel to or parallel to the second alignment axis R2. do. On the other hand, in the case of using a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, as shown in FIG. 4, the portion corresponding to the first region A of the first alignment layer 30 is ± 45 to ± 90 ° from the x-axis, preferably. Preferably, it is oriented to have a first alignment axis R1 forming ± 78 °, and a portion corresponding to the second area B has a second alignment axis R2 perpendicular to the first alignment axis R1. Oriented. In addition, an alignment layer (hereinafter, referred to as a second alignment layer 31) formed on the upper substrate may have a portion corresponding to the first 0 region A in a non-parallel or parallel manner with the first alignment axis R1. Oriented to have a third alignment axis (r1), the portion corresponding to the second region (B) is aligned to have a fourth alignment axis (r2) that is non-parallel or parallel to the second alignment axis (R2). do. At this time, the alignment of the alignment film 30 proceeds with the photo alignment method in order to prevent damage to the alignment film and to improve accuracy. In this way, when the unit pixel space is rubbed with two alignment axes due to the optical alignment, damage of the alignment layer is largely prevented because the rubbing process does not proceed a plurality of times, and the alignment axes are exactly symmetrical.

하부 기판의 외측면에는 편광자가 배치되고, 상부 기판의 외측면에는 분해자가 배치된다. 이때, 편광자의 편광축(P)은 제 1 배향축(R1) 또는 제 2 배향축(R2)과 평행하고, 분해자의 흡수축(A)은 편광축과 수직을 이룬다.The polarizer is disposed on the outer surface of the lower substrate, and the decomposer is disposed on the outer surface of the upper substrate. At this time, the polarization axis P of the polarizer is parallel to the first alignment axis R1 or the second alignment axis R2, and the absorption axis A of the decomposer is perpendicular to the polarization axis.

이러한 본 발명의 인플렌 필드 구동 액정 표시 장치의 동작에 대하여, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 5a 내지 도 5c는 실질적으로 전계가 형성되는 카운터 전극(20)과 화소 전극(25) 및 액정 분자(50a,50b)의 움직임을 나타낸 도면이고, 도 6a 내지 도 6c는 액정 분자(50a,50b)와 편광 방향만을 나타내었다.The operation of the inflation field driving liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5C and 6A to 6C. 5A through 5C illustrate the movement of the counter electrode 20, the pixel electrode 25, and the liquid crystal molecules 50a and 50b in which an electric field is substantially formed, and FIGS. 6A through 6C illustrate liquid crystal molecules 50a. 50b) and the polarization direction are shown only.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 카운터 전극(20)과 화소 전극(25) 사이에 전계가 형성되지 않으면, 제 1 영역(B1)에 있는 액정 분자(50a)는 제 1 및 제 3 배향축(R1,r1)과 장축이 나란하게 배열되고, 제 2 영역(B2)에 있는 액정 분자(50b)는 제 2 및 제 4 배향축(R2,r2)과 장축이 나란하게 배열된다. 이때, 도 6a에서와 같이, 편광자의 편광축(P)은 예를들어, 제 1 배향축(R1)과 평행하게 배열되고, 분해자의 흡수축(A)은 편광축(P)과 수직을 이루도록 배열되어 있으므로, 백라이트로 부터 편광자, 액정층을 통과한 광은 분해자에 의하여 흡수된다.First, as shown in FIG. 5A, when no electric field is formed between the counter electrode 20 and the pixel electrode 25, the liquid crystal molecules 50a in the first region B1 may have first and third alignment axes. The major axes (R1, r1) are arranged side by side, and the liquid crystal molecules 50b in the second region (B2) are arranged side by side with the second and fourth alignment axes (R2, r2). In this case, as shown in FIG. 6A, the polarization axis P of the polarizer is arranged to be parallel to the first alignment axis R1, and the absorption axis A of the decomposer is arranged to be perpendicular to the polarization axis P. Therefore, the light passing through the polarizer and the liquid crystal layer from the backlight is absorbed by the decomposer.

그후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 카운터 전극(20)과 화소 전극(25) 사이에 전압차가 발생되면, 카운터 전극(20)과 화소 전극(25)의 브렌치들(25a,25b) 사이에인플렌 필드(E)가 발생된다. 그러면, 액정 분자(50a,50b)는 인플렌 필드와 장축(유전율 이방성이 양인 물질을 사용하였을 경우)이 평행하도록 트위스트되어지는데, 본 도면은 액정 분자(50a,50b)가 소정 각도(초기배열로부터 45°이하의 각)만큼 움직였을경우, 즉, 중간 계조를 나타낸 것이다. 이때, 제 1 영역(B1)의 액정 분자(50a)는 인플렌 필드(E)와 평행하도록 반시계 방향으로 소정 각도, 예를들어 10.5° 만큼 트위스트되고, 제 2 영역(B2)의 액정 분자(50b)는 시계 방향으로 소정각도, 예를들어, 10.5°만큼 트위스트 된다. 여기서, 제 1 영역(B1)과 제 2 영역(B2)은 서로 대칭되도록 러빙되었으므로, 전계 인가시 중간 계조 상태에서도 동일한 각도로 트위스트되어, 도 6b에서와 같이, 중간 계조에서도 완벽한 90° 대칭을 이룬다. 이때, 액정 분자들(50a,50b)의 광축은 편광자의 편광축(P) 및 분해자의 흡수축(A)과 소정 각도를 이루므로, 백라이트로 부터 편광축(P), 액정층을 통과한 광은 흡수축(A)을 통과한다.Thereafter, as shown in FIG. 5B, when a voltage difference is generated between the counter electrode 20 and the pixel electrode 25, the branch between the counter electrode 20 and the branches 25a and 25b of the pixel electrode 25 is formed. The plen field E is generated. Then, the liquid crystal molecules 50a and 50b are twisted such that the inflen field and the long axis (when a material having positive dielectric anisotropy is used) are parallel. In this figure, the liquid crystal molecules 50a and 50b are arranged at a predetermined angle (from the initial arrangement). When moving by an angle of 45 degrees or less, that is, the middle gray scale is displayed. At this time, the liquid crystal molecules 50a of the first region B1 are twisted by a predetermined angle, for example, 10.5 ° in a counterclockwise direction so as to be parallel to the influenza field E, and the liquid crystal molecules of the second region B2 ( 50b) is twisted by a predetermined angle clockwise, for example 10.5 °. Here, since the first region B1 and the second region B2 are rubbed to be symmetrical with each other, the first region B1 and the second region B2 are rubbed at the same angle even in the mid-gradation state when the electric field is applied, thereby achieving a perfect 90 ° symmetry even in the middle gradation as shown in FIG. . At this time, since the optical axis of the liquid crystal molecules 50a and 50b forms a predetermined angle with the polarization axis P of the polarizer and the absorption axis A of the decomposer, light passing through the polarization axis P and the liquid crystal layer from the backlight is absorbed. Pass through axis A.

다음으로, 도 5c에서와 같이, 액정 분자들(50a,50b)이 인플렌 필드(E)와 장축이 완전히 평행하도록 배열되면, 제 1 영역(B1)과 제 2 영역(B2)에 있는 액정 분자들은 도 6c와 같이 서로 대칭을 이루면서, 편광축(P) 및 흡수축(A)과 각각 45°만큼 트위스트된다. 이에따라, 백라이트로 부터 입사된 광은 편광축(P), 액정층 및 흡수축(A)을 통과하게 된다.Next, as shown in FIG. 5C, when the liquid crystal molecules 50a and 50b are arranged to be completely parallel to the long axis of the influenza field E, the liquid crystal molecules in the first region B1 and the second region B2. They are symmetrical with each other as shown in FIG. 6C, and are twisted by 45 ° with the polarization axis P and the absorption axis A, respectively. Accordingly, the light incident from the backlight passes through the polarization axis P, the liquid crystal layer, and the absorption axis A.

이와같이, 본 발명의 IPS-LCD는 하나의 픽셀내에 대칭되는 두 방향의 전계를 형성할 수 있도록 카운터 전극 및 화소 전극을 배치하고, 광 배향에 의하여 하나의 단위 화소 영역을 두 방향으로 배향시킨다. 이에따라, 중간 계조에서도 액정 분자들이 대칭을 이루면서 배열되므로 컬러 쉬프트를 방지할 수 있다.As described above, the IPS-LCD of the present invention arranges a counter electrode and a pixel electrode so as to form an electric field in two directions that are symmetric in one pixel, and aligns one unit pixel region in two directions by light alignment. Accordingly, color shifts can be prevented because the liquid crystal molecules are arranged symmetrically even in the halftones.

도 7은 일반적인 IPS-LCD의 시야각 방향에 따른 투과율을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 IPS-LCD의 시야각 방향에 따른 투과율을 나타낸 도면이다. 도 7과 도 8을 비교하면, 본 발명의 IPS-LCD는 전 시야각 방향에서 일반적인 IPS-LCD보다 균일한 투과율을 보임을 알 수 있다.7 is a view showing the transmittance according to the viewing angle direction of a general IPS-LCD, Figure 8 is a view showing the transmittance along the viewing angle direction of the IPS-LCD according to the present invention. 7 and 8, it can be seen that the IPS-LCD of the present invention exhibits more uniform transmittance than the general IPS-LCD in the entire viewing angle direction.

본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 단위 화소에 가로 방향(게이트 버스 라인 방향) 및 세로 방향(데이타 버스 라인 방향)이 동시에 형성되는 액정 표시 장치에 대하여 설명하였지만, 이에 국한하지 않고, 하나의 단위 화소에 대칭되는 두 방향의 전계가 형성되는 액정 표시 장치에는 모두 적용할 수 있다.This invention is not limited only to the above-mentioned embodiment. In the present embodiment, a liquid crystal display in which a horizontal direction (gate bus line direction) and a vertical direction (data bus line direction) are simultaneously formed in a unit pixel has been described. However, the present invention is not limited thereto, and two directions are symmetrical to one unit pixel. The present invention can be applied to any liquid crystal display device in which an electric field is formed.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, IPS-LCD에 있어서, 단위 화소에 가로 인플렌 필드 및 세로 인플렌 필드가 형성되도록 화소 전극 및 카운터 전극이 배치되고, 배향막은 가로 인플렌 필드가 형성되는 영역 및 세로 인플렌 필드가 형성되는 영역이 서로 90°대칭되는 배향축을 가지도록 러빙된다. 이에따라, 중간 계조 상태에서도, 액정 분자들이 90°대칭을 이루면서 트위스트되어, 중간 계조 상태에서도 컬러 쉬프트 현상을 방지할 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, in the IPS-LCD, the pixel electrode and the counter electrode are arranged so that the horizontal inflation field and the vertical inflation field are formed in the unit pixel, and the alignment film is formed with the horizontal inflation field. The region to be formed and the region in which the longitudinal influenza field is formed are rubbed so as to have an alignment axis 90 ° symmetric with each other. Accordingly, even in the halftone state, the liquid crystal molecules may be twisted while forming 90 ° symmetry, thereby preventing the color shift phenomenon even in the halftone state.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.

Claims (7)

소정 거리를 두고 배치되며, 단위 화소가 한정된 상,하부 기판;Upper and lower substrates disposed at a predetermined distance and having unit pixels defined therein; 상하 기판 사이에 개재되는 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층;A liquid crystal layer comprising several liquid crystal molecules interposed between the upper and lower substrates; 상기 하부 기판의 단위 화소에 각각 형성되는 카운터 전극;A counter electrode formed on each unit pixel of the lower substrate; 상기 카운터 전극과 함께 인플렌 필드를 발생시켜, 단위 화소내 대부분의 액정 분자를 동작시키는 화소 전극;A pixel electrode which generates an inflen field together with the counter electrode to operate most liquid crystal molecules in a unit pixel; 상기 하부 기판의 내측 표면에 형성되며, 소정의 배향축을 갖는 제 1 수평 배향막; 및A first horizontal alignment layer formed on an inner surface of the lower substrate and having a predetermined alignment axis; And 상기 상부 기판의 내측 표면에 형성되며, 상기 제 1 수평 배향막의 배향축과 비병렬 혹은 병렬 배향축을 갖는 제 2 수평 배향막을 포함하며,A second horizontal alignment layer formed on an inner surface of the upper substrate and having a non-parallel or parallel alignment axis with an alignment axis of the first horizontal alignment layer, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 단위 화소내에 대칭되는 두 방향의 제 1 인플렌 필드 및 제 2 인플렌 필드가 형성되도록 배치되고,The counter electrode and the pixel electrode are disposed to form first and second inflation fields in two directions symmetrically within a unit pixel. 상기 제 1 인플렌 필드가 형성되는 영역의 제 1 배향막 부분은 제 1 배향축을 가지며, 제 2 인플렌 필드가 형성되는 영역의 제 1 배향막 부분은 제 1 배향축과 대칭을 이루는 제 2 배향축을 가지며,The first alignment layer portion of the region where the first influenza field is formed has a first alignment axis, and the first alignment layer portion of the region where the second inflen field is formed has a second alignment axis that is symmetric to the first alignment axis. , 상기 제 1 배향축 또는 제 2 배향축중 어느 하나는 상기 제 1 인플렌 필드와 소정 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 IPS-LCD.Wherein either the first orientation axis or the second orientation axis is at an angle to the first influenza field. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 인플렌 필드는 단위 화소의 단축 방향과 평행하고, 제 2 인플렌 필드는 단위 화소의 장축 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 IPS-LCD.2. The IPS-LCD of claim 1, wherein the first inflen field is parallel to the minor axis direction of the unit pixel, and the second inflen field is parallel to the major axis direction of the unit pixel. 제 1 항에 있어서, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 단위 화소의 소정 영역에 형성되는 장축 방향과 평행하는 브렌치와, 단위 화소의 나머지 영역에 형성되는 단위 화소의 단축 방향과 평행하는 브렌치를 각각 포함하고, 각각의 카운터 전극과 화소 전극의 브렌치는 서로 평행하도록 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 IPS-LCD.The display device of claim 1, wherein the counter electrode and the pixel electrode each include a branch parallel to a long axis direction formed in a predetermined region of the unit pixel, and a branch parallel to a short axis direction of the unit pixel formed in the remaining region of the unit pixel. And the branches of each counter electrode and pixel electrode are alternately arranged to be parallel to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우, 제 1영역 기준으로 제 1 배향축은 단위 화소의 단축 방향과 ±0내지 ±45°를 이루도록 러빙되는 것을 특징으로 하는 IPS-LCD.2. The IPS-LCD of claim 1, wherein when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative, the first alignment axis is rubbed to have a uniaxial direction of ± 0 to ± 45 ° of the unit pixel. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우, 제 1영역 기준으로 제 1 배향축은 단위 화소의 단축 방향과 ±45 내지 ±90°를 이루도록 러빙되는 것을 특징으로 하는 IPS-LCD.The IPS-LCD of claim 1, wherein when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive, the first alignment axis is rubbed to form ± 45 ° to ± 90 ° with respect to the minor axis direction of the unit pixel. 제 1 항에 있어서, 상기 액정층의 위상 지연값은 0.2 내지 0.4㎛ 인 것을 특징으로 하는 IPS-LCD.The IPS-LCD according to claim 1, wherein the phase retardation value of the liquid crystal layer is 0.2 to 0.4 mu m. 단위 화소가 한정되어 있으며, 액정 분자를 구동시키는 대칭되는 두 방향의 제 1 및 제 2 인플렌 필드를 형성하는 구동 전극이 구비된 하부 기판을 제공하는 단계;Providing a lower substrate having a unit pixel defined therein, and having a driving electrode forming first and second inflation fields in two symmetrical directions for driving the liquid crystal molecules; 상기 하부 기판 상부에 수평 배향막을 형성하는 단계;Forming a horizontal alignment layer on the lower substrate; 상기 제 1 인플렌 필드를 형성하는 영역의 수평 배향막을 제 1 인플렌 필드와 소정 각도를 이루는 제 1 방향으로 광배향하는 단계; 및Optically aligning a horizontal alignment layer of a region forming the first inflation field in a first direction at a predetermined angle with the first inflation field; And 상기 제 2 인플렌 필드를 형성하는 영역의 수평 배향막을 제 1 방향과 수직을 이루는 제 2 방향으로 광배향하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IPS-LCD의 제조방법.And optically aligning a horizontal alignment layer in a region forming the second influenza field in a second direction perpendicular to the first direction.
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