KR101276004B1 - Liquid Crystal Display and Manufacturing Method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정의 응답속도를 개선할 수 있도록 한 액정 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same to improve the response speed of the liquid crystal.
이 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 기판과; 상기 제1 기판과 셀 갭을 사이에 두고 대면되게 형성됨과 아울러 상기 제1 기판과 대면되는 면에 칼라 필터 어레이가 형성된 제2 기판과; 상기 셀 갭에 탄소 나노 튜브 및 액정이 혼합된 액정물질을 구비한다.A first substrate on which the thin film transistor array is formed; A second substrate formed to face the first substrate and the cell gap therebetween and having a color filter array formed on a surface facing the first substrate; The cell gap is provided with a liquid crystal material in which carbon nanotubes and a liquid crystal are mixed.
Description
도 1은 종래 액정표시장치를 나타내는 도면.1 is a view showing a conventional liquid crystal display device.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면.2A and 2B illustrate a liquid crystal display device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정을 개략적으로 나타내는 도면.3 is a view schematically showing a manufacturing process of a liquid crystal display according to the present invention;
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정 물질 제조 과정을 나타내는 도면.4A and 4B illustrate a process of manufacturing a liquid crystal material of a liquid crystal display according to the present invention.
도 5a 및 도 5b는 PDLC를 설명하기 위한 도면.5A and 5B are diagrams for explaining PDLC.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 PDLC를 설명하기 위한 도면.6A and 6B illustrate a PDLC according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
24, 172 : 액정 180 : 탄소나노튜브24, 172: liquid crystal 180: carbon nanotubes
174 : 계면 활성제 190, 290 : 액정 물질174:
272 : 고분자 분산형 액정272: polymer dispersed liquid crystal
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액정의 응답속도를 개선할 수 있도록 한 액정 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can improve the response speed of a liquid crystal.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 액정셀 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 표시 패널(이하, 액정 패널)과, 그 액정 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다.The liquid crystal display displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal having dielectric anisotropy using an electric field. To this end, the liquid crystal display includes a liquid crystal display panel (hereinafter referred to as a liquid crystal panel) for displaying an image through a liquid crystal cell matrix, and a driving circuit for driving the liquid crystal panel.
도 1을 참조하면, 종래의 액정 패널은 서로 대향하여 합착된 칼라 필터 기판(10) 및 박막 트랜지스터 기판(20)과, 두 기판(10, 20) 사이에 마련되는 액정공간에 채워진 액정(24)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional liquid crystal panel includes a
칼라 필터 기판(10)은 상부 기판(2) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(4)와 칼라 필터(6) 및 공통 전극(8)을 구비한다. 블랙 매트릭스(4)는 상부 기판(2)에 매트릭스 형태로 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(4)는 상부 기판(2)의 영역을 칼라 필터(6)가 형성되어질 다수의 셀 영역들로 나누고, 인접한 셀들간의 광 간섭 및 외부광 반사를 방지한다. 칼라 필터(6)는 블랙 매트릭스(4)에 의해 구분된 셀영역에 적(R), 녹(G), 청(B)으로 구분되게 형성되어 적, 녹, 청색 광을 각각 투과시킨다. 공통 전극(8)은 칼라 필터(6) 위에 전면 도포된 투명 도전층으로 액정(24) 구동시 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 공급한다. 그리고, 칼라 필터(6) 의 평탄화를 위하여 칼라 필터(6)와 공통 전극(8) 사이에는 오버코트층(Overcoat Layer)(미도시)이 추가로 형성되기도 한다.The
박막 트랜지스터 기판(20)은 하부 기판(12)에서 게이트 라인(14)과 데이터 라인(16)의 교차로 정의된 셀영역마다 형성된 박막 트랜지스터(18)와 화소 전극(22)을 구비한다. 박막 트랜지스터(18)는 게이트 라인(12)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(16)으로부터의 데이터 신호를 화소 전극(22)으로 공급한다. 투명 도전층으로 형성된 화소 전극(22)은 박막 트랜지스터(18)로부터의 데이터 신호를 공급하여 액정(24)이 구동되게 한다.The thin
한편, 상술한 공통 전극(8)은 도 1에 도시된 바와 같이 칼라 필터 기판(10)에 형성되지 않고 박막 트랜지스터 기판(20)의 화소 전극(22)과 나란하게 형성되기도 한다.Meanwhile, the
유전 이방성을 갖는 액정(24)은 화소 전극(22)의 데이터 신호와 공통 전극(8)의 공통 전압(Vcom)에 의해 형성된 전계에 따라 회전하여 광 투과율을 조절함으로써 계조가 구현되게 한다.The
이러한 액정 표시장치는 동영상을 표시할 때 액정의 응답속도의 영향으로 이전 화면의 잔상이 남아 화상이 움직인 부분이 번진 것처럼 보이는 현상이 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 액정의 응답 속도를 개선할 필요가 있다.Such a liquid crystal display has a problem in that a phenomenon in which an afterimage of a previous screen remains and a portion where an image is moved is blurred due to the response speed of the liquid crystal when displaying a moving image. In order to solve this problem, it is necessary to improve the response speed of the liquid crystal.
따라서, 본 발명의 목적은 액정의 응답속도를 개선할 수 있도록 한 액정 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can improve the response speed of the liquid crystal.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 기판과; 상기 제1 기판과 셀 갭을 사이에 두고 대면되게 형성됨과 아울러 상기 제1 기판과 대면되는 면에 칼라 필터 어레이가 형성된 제2 기판과; 상기 셀 갭에 탄소 나노 튜브 및 액정이 혼합된 액정물질을 구비한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the present invention comprises: a first substrate on which a thin film transistor array is formed; A second substrate formed to face the first substrate and the cell gap therebetween and having a color filter array formed on a surface facing the first substrate; The cell gap is provided with a liquid crystal material in which carbon nanotubes and a liquid crystal are mixed.
본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 기판 및 칼라 필터 어레이가 형성된 제2 기판을 각각 마련하는 단계와; 셀 갭을 사이에 두고 상기 제1 기판 및 제2 기판의 어레이 면이 대면되도록 합착하는 단계와; 상기 셀 갭에 탄소 나노 튜브 및 액정이 혼합된 액정 물질을 주입하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a liquid crystal display according to the present invention includes the steps of: preparing a first substrate on which a thin film transistor array is formed and a second substrate on which a color filter array is formed; Adhering the array surfaces of the first substrate and the second substrate to face each other with a cell gap therebetween; Injecting a liquid crystal material mixed with carbon nanotubes and a liquid crystal into the cell gap.
상기 제1 기판 및 제2 기판을 마련하는 단계는 상기 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 어느 하나의 액정 배열면에 배향막을 형성한다.In the preparing of the first substrate and the second substrate, an alignment layer is formed on at least one of the liquid crystal array surfaces of the first substrate and the second substrate.
상기 액정 물질에는 계면활성제가 포함된다.The liquid crystal material includes a surfactant.
상기 탄소 나노 튜브의 길이는 상기 액정의 장축 길이와 동일하다.The length of the carbon nanotubes is the same as the long axis length of the liquid crystal.
상기 탄소 나노 튜브의 길이는 상기 셀 갭 미만이다.The length of the carbon nanotubes is less than the cell gap.
상기 셀 갭에 상기 액정 물질을 주입하기 전에 상기 액정 및 계면 활성제에 탄소 나노 튜브를 분산시키는 단계를 더 포함한다.Dispersing carbon nanotubes in the liquid crystal and surfactant before injecting the liquid crystal material into the cell gap.
상기 액정은 고분자 분산형 액정을 포함한다.The liquid crystal includes a polymer dispersed liquid crystal.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention other than the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 2a 내지 도 4b를 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 4B.
도 2a 및 도 2b에서는 액정표시장치에서 가장 많이 적용되고 있는 트위스티드 네마틱 모드(Twisted Nematic Mode : 이하 "TN 모드"라 한다)에 대해서 도시하였으나, 본 발명은 액정표시장치의 특정모드에 제한되지 않고 적용될 수 있다. In FIGS. 2A and 2B, the twisted nematic mode (hereinafter, referred to as a "TN mode"), which is most commonly applied to a liquid crystal display, is illustrated. However, the present invention is not limited to a specific mode of the liquid crystal display. Can be applied.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막 트랜지스터 어레이 기판(170), 칼라 필터 어레이 기판(160)이 대향하여 합착된 구조를 가진다. 2A and 2B, the liquid crystal display according to the present invention has a structure in which the thin film
합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판(170)과 칼라필터 어레이 기판(160)은 스페이서(113)에 의해 일정한 셀갭을 유지하게 되고, 그 셀갭에는 전계에 따라 빛 투과율 조절을 위한 액정(172) 및 액정(172)의 응답속도를 개선하기 위해 액정(172) 분자들에 분산된 탄소 나노 튜브(180)를 포함한 액정 물질(190)이 채워진다.The bonded thin film
액정 물질(190)은 탄소 나노 튜브(180) 분말이 뭉치지 않고 잘 분산될 수 있도록 계면 활성제(174)를 더 포함할 수 있다.The
박막 트랜지스터 어레이 기판(170)은 제1 기판(132)상에 형성된 박막 트랜지스터(이하"TFT" 라고 한다), 화소전극(116) 및 하부 배향막(138)으로 구성된다.The thin film
칼라 필터 어레이 기판(160)은 제2 기판(102) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(104), 칼라필터들(106), 공통전극(107), 스페이서(113), 상부 배향막(108)으로 구성된다.The color
칼라필터 어레이 기판(160)에 있어서, 블랙 매트릭스(104)는 제1 기판(132)의 TFT 영역과, 도시하지 않은 게이트라인들 및 데이터라인들 영역과 중첩되게 형성되며 칼라필터들(106)이 형성될 셀영역을 구획한다. 그리고 블랙 매트릭스(104)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 칼라필터들(106)은 상기 블랙 매트릭스(104)에 의해 분리된 셀영역에 형성된다. 이 칼라필터들(106)은 R,G,B 별로 구분되며, R, G, B 색상을 구현한다. 공통전극(107)은 칼라필터들(106)을 덮도록 형성되어 액정(172)구동시 기준이 되는 공통전압을 공급한다. 이 공통전압은 화소전극(116)에 공급되는 화소전압과 수직 전계를 형성하여 액정(172)을 구동시킨다. 스페이서(113)는 제1 기판(132)과 제2 기판(102) 사이에 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.In the color
박막 트랜지스터 어레이 기판(170)에 있어서, TFT는 게이트라인(도시하지 않음)과 함께 제1 기판(132)위에 형성되는 게이트전극(121)과, 이 게이트전극(121)과 게이트 절연막(144)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(114,147)과, 반도체층(114,147)을 사이에 두고 데이터라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스전극(140) 및 드레인전극(142)을 구비한다. 이러한 TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 화소신호를 화소전극(116)에 공급한다. 화소전극(116)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(150)을 사이에 두고 TFT 의 드레인 전극(142)과 접촉된다. In the thin film
상/하부 배향막(108,138)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질로 형성되어 액정(172)을 배향한다. The upper and
액정(172)은 유전 이방성을 가지므로 화소 전극(116)의 데이터 신호와 공통 전극(107)의 공통 전압(Vcom)에 의해 형성된 전계에 따라 회전하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다.Since the
액정(172)과 함께 셀 갭에 주입된 탄소 나노 튜브(180)는 화소 전극(116)과 공통 전극(107) 사이에 전압 인가 전에는 도 2a에 도시된 바와 같이 불규칙한 배열 상태로 분산되어 있다.The
탄소 나노 튜브(180)는 육각형 고리로 결합된 탄소 원자들이 긴 튜브형태를 이루고 있는 물질이며, 튜브의 직경이 나노미터(nm = 10억분의 1 미터)크기인 미세한 분자이다. 보다 상세히 하면, 탄소 나노 튜브(180)는 한개의 탄소 원자가 3개의 인접 탄소원자와 결합해 벌집 모양을 이루는 평면구조가 튜브축을 따라서 나선형으로 배열된 구조이다. 이러한 탄소 나노 튜브(180)는 인장력이 강철보다 백배 이상 강하고 유연성이 뛰어나고, 열전도도가 다이몬드 만큼 우수하고, 전기적인 특성이 우수하며 가벼운 미래형 신소재로 널리 알려져 있다. 따라서 액정(172)보다 전기적인 특성이 우수한 탄소 나노 튜브(180)는 화소 전극(116)과 공통 전극(107) 사이에 전압 인가시 도 2b에 도시된 바와 같이 액정(172)보다 먼저 전계에 반응하여 규칙적인 배열을 한다. 또한 전계에 먼저 반응한 탄소 나노 튜브(180)는 액정(172)의 동작을 도와줌으로써 액정(172)의 응답 속도를 향상시킨다. 이와 더불 어 탄소 나노 튜브(180)의 규칙적인 배열은 액정(172)의 배열 상태를 더욱 우수하게 할 수 있다. 이와 같이 액정(172)의 배열 상태가 개선되면 배열 상태가 개선된 액정(172)은 빛의 투과율을 증대시키므로 액정표시장치의 표시 화질을 개선시킬수 있다.
이러한 탄소 나노 튜브(180)는 레이저 증착법, 화학 기상 증착법 등의 방법으로 합성하여 성장시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 성장된 탄소 나노 튜브(180)의 길이는 액정(172)의 길이와 동일할수록 액정(172)의 응답 속도 및 배열 상태 개선에 유리하다. The
또한 탄소 나노 튜브(180)는 전도성이므로 탄소 나노 튜브(180)의 길이가 셀 갭 이상일 경우 박막 트랜지스터 어레이 기판(170)과 칼라 필터 어레이 기판(160)과 접촉하여 두 기판(170, 160)을 쇼트시킬 수 있다. 따라서 탄소 나노 튜브(180)의 길이는 셀 갭 미만으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, since the
도 3 내지 도 4b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 3 to 4b are views for explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present invention.
도 3을 참조하면 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정은 크게 기판 패터닝(S1), 기판합착(S2), 액정물질 제조공정(S3), 액정물질 주입공정(S4)으로 나뉘어진다. 여기서 액정 물질은 탄소나노튜브를 포함하고 있다.Referring to FIG. 3, the manufacturing process of the liquid crystal display according to the present invention is largely divided into substrate patterning (S1), substrate bonding (S2), liquid crystal material manufacturing process (S3), and liquid crystal material injection process (S4). Here, the liquid crystal material includes carbon nanotubes.
기판 패터닝 공정(S1)에서는 표면에 오염된 이물질이 제거된 기판을 이용하여 액정표시장치의 패턴을 형성하는 공정이다. 이러한 기판 패터닝 공정(S1)은 제1 기판 상에서 박막 트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 공정과 제2 기판 상에서 칼라 필터 어레이 기판을 형성하는 공정으로 나뉘어진다.In the substrate patterning process S1, a pattern of the liquid crystal display device is formed by using a substrate from which foreign substances contaminated on the surface are removed. The substrate patterning process S1 is divided into a process of forming a thin film transistor array substrate on a first substrate and a process of forming a color filter array substrate on a second substrate.
제1 기판에는 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선이 형성됨과 아울러 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 TFT가 형성되며, 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에 화소전극이 형성되며, 제2 기판에는 칼라필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. A signal line such as a data line and a gate line is formed on the first substrate, a TFT is formed at an intersection of the data line and the gate line, and a pixel electrode is formed in the pixel region between the data line and the gate line. A color filter, a common electrode, a black matrix, and the like are formed on the substrate.
기판합착 공정(S2)은 제1 기판 및 제2 기판상에 배향막을 도포하고 러빙하는 공정 제1 기판 및 제2 기판을 합착하는 공정을 포함한다.Substrate bonding process S2 includes the process of apply | coating and rubbing an alignment film on a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate, and the process of bonding a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate.
액정 물질 제조 공정(S3)은 액정 물질 주입 공정(S4)을 실시하기 이전에 액정(172)에 탄소 나노 튜브(180) 분말을 분산시켜 액정 물질을 마련하는 공정이다. The liquid crystal material manufacturing process S3 is a process of dispersing the
액정 물질주입 공정(S4)은 합착된 제1 기판 및 제2 기판 사이의 셀갭에 미리 마련된 액정물질을 주입하는 공정 및 액정 물질 주입구를 봉지하는 공정을 포함한다.The liquid crystal material injection process S4 includes injecting a liquid crystal material prepared in advance into a cell gap between the bonded first substrate and the second substrate and sealing the liquid crystal material injection hole.
도 4a 및 도 4b는 액정 물질(190)을 제조하는 공정을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 4A and 4B illustrate the process of manufacturing the
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 액정 물질(190)은 액정(172)에 탄소 나노 튜브(180)를 분산시킴으로써 형성된다. 이 액정 물질(190)은 탄소 나노 튜브(180)가 서로 뭉치지 않고 액정(172)에 고르게 분산될 수 있도록 계면 활성제(174)를 더 포함할 수 있다. 또한 탄소 나노 튜브(180)의 분산을 돕기 위해 액정 물질(190)을 제조하는 단계에서 액정 물질(190)에 초음파등을 이용한 진동을 가할 수 있다. 이러한 탄소 나노 튜브(180)의 분산은 초음파 외에도, 적용되는 탄소 나노 튜브(180) 의 조건에 따라, 볼 밀(Ball Mill) 또는 3-롤 밀(Roll Mill)등의 다양한 방법들을 통해 이루어질 수 있다.4A and 4B, the
탄소 나노 튜브를 포함하는 액정 물질을 구비하는 본 발명은 고분자 분산형 액정표시장치(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display Device : 이하, "PDLC" 라 함.)에 적용되었을 때 더욱 효과적이다. The present invention having a liquid crystal material including carbon nanotubes is more effective when applied to a polymer dispersed liquid crystal display device (hereinafter referred to as "PDLC").
PDLC는 일반적인 액정표시장치와 달리 빛의 투과를 빛의 산란 강도에 따라 제어하며 편광판 없이 상하좌우 어디서든 선명한 화질을 구현할 수 있는 장점이 있다. 이러한 PDLC는 액정 셀의 두께를 두껍게 해야만 콘트라스트비가 확보되기 때문에 일반적인 액정표시장치의 셀 갭보다 두꺼운 셀 갭을 갖는다. 따라서 상대적으로 두꺼운 셀 갭에 채워진 PDLC의 액정의 응답속도를 높이기 위해서 PDLC의 구동 전압은 높아질 수 밖에 없다. 그러나 본 발명에 따른 PDLC는 액정셀 내에 전계에 대한 반응성이 좋은 탄소나노튜브(180)를 구비하므로 낮은 구동 전압으로 PDLC액정의 응답속도를 증가시킬 수 있다.Unlike conventional liquid crystal display, PDLC controls the transmission of light according to the scattering intensity of light and has the advantage of realizing clear image quality anywhere in the top, bottom, left and right without polarizer. The PDLC has a cell gap thicker than the cell gap of a general liquid crystal display device because the contrast ratio is secured only when the thickness of the liquid crystal cell is thickened. Therefore, in order to increase the response speed of the liquid crystal of the PDLC filled in the relatively thick cell gap, the driving voltage of the PDLC is inevitably high. However, since the PDLC according to the present invention includes
도 5a 및 도 5b는 PDLC를 설명하기 위한 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 PDLC 즉, 탄소 나노 튜브 및 PDLC 액정 분자를 포함하는 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이다. 이하 도면에서는 칼라 필터 기판(160) 및 박막 트랜지스터 기판(170)을 간략하게 도시하였다.5A and 5B are views for explaining PDLC, and FIGS. 6A and 6B are views for explaining a liquid crystal display including PDLC, that is, carbon nanotubes and PDLC liquid crystal molecules according to the present invention. In the drawings, the
PDLC는 PDLC의 액정분자(272)가 칼라 필터 기판(160) 및 박막트랜지스터 기판(170) 사이의 셀 갭에 인가되는 전압(V)에 반응하여 광원으로부터 입사된 빛을 산란 또는 흡수함으로써 정보를 표시한다. PDLC의 액정분자(272)는 고분자 물질의 모체안에 수mm의 액정 분자립이 다수 분산되어 있는 것, 그물 모양의 고분자 물질 모체안에 액정이 포함되어 있는 것등의 일정한 구조로 형성된다. 이러한 PDLC의 액정분자(272)는 자외선이나 열에 의해서 경화되는 고분자 물질이 액정과 혼합되어 형성된다. PDLC displays information by
PDLC의 액정분자(272)는 열을 가하거나 자외선을 노광하는 과정을 거치면서 경화되며, 고분자 그물안에는 작은 액정 분자립이 형성된다. 칼라 필터 기판(160) 및 박막트랜지스터 기판(170) 사이에 전압(V)이 가해지지 않은 상태에서 PDLC의 액정분자(272) 내의 액정 분자립들의 장축방향은 도 5a에 도시된 바와 같이 불규칙한 방향으로 배열한다. 액정 분자립들의 장축방향이 불규칙하게 배열됨에 따라 PDLC의 액정분자(272)에 조사된 빛은 불규칙하게 산란된다. 반면, 칼라 필터 기판(160) 및 박막트랜지스터 기판(170) 사이에 전압(V)이 인가되면 도 5b에 도시된 바와 같이 PDLC의 액정분자(272) 내의 액정 분자립들은 전계의 방향에 따라 배향한다. 이와 같이 전압(V)이 인가된 상태에서는 PDLC액정 분자(272)들이 한 방향으로 정렬해서 액정의 장축 방향이 한 방향으로 정렬하므로 빛이 투과된다. 즉, PDLC의 액정분자(272)들은 투과 상태가 된다. The
본 발명에 따른 PDLC는 칼라 필터 기판(160) 및 박막트랜지스터 기판(170) 사이에 PDLC의 액정분자(272) 및 탄소 나노튜브(180)를 포함하는 액정물질(290)을 구비하고 있다. 탄소 나노 튜브(180)는 도 2a 및 도 2b에서 상술한 바와 같이 칼라 필터 기판(160) 및 박막트랜지스터 기판(170) 사이에 전압(V)이 인가되면 PDLC의 액정분자(272)보다 먼저 전계에 반응하여 규칙적인 배열을 한다. 전계에 먼저 반응한 탄소 나노 튜브(180)는 PDLC의 액정분자(272)의 거동을 도와줌으로써 PDLC의 액정분자(272) 응답 속도를 향상시킨다. 탄소 나노 튜브(180)가 PDLC의 액정분자(272)의 거동을 도와주므로 본 발명을 PDLC의 액정분자(272)의 구동전압을 낮출 수 있다. 이와 더불어 본 발명에 따른 PDLC는 전압(V)인가 전 블랙 휘도가 증가하는 PDLC의 약점을 개선할 수 있다. 이를 보다 상세히 하면, 전압(V) 인가전 도 5a에 도시된 바와 같이 광원으로부터의 입사된 빛이 PDLC의 액정분자(272)에 의해 산란되어 외부로 누설됨으로써 블랙휘도가 증가될 수 있다. 본 발명에 따른 PDLC는 도 6a에 도시된 바와 같이 전압(V) 인가전 불규칙하게 배열된 탄소 나노 튜브(180)가 PDLC의 액정분자(272)에 의해 산란된 빛을 흡수함으로써 빛이 외부로 누설되는 것을 방지하므로 블랙 휘도를 낮출 수 있다. The PDLC according to the present invention includes a
본 발명에 따른 PDLC의 제조 방법은 액정 물질에 포함된 액정분자가 고분자 분산형 액정(272)인 것 외에는 도 3 내지 도 4b에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다. The method of manufacturing PDLC according to the present invention is omitted since the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal material are the same as those described with reference to FIGS. 3 to 4B except that the polymer dispersed
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조 방법은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라 필터 어레이 기판 사이의 셀 갭에 액정 이외에 전기적 반응 특성이 우수한 탄소나노튜브를 주입함으로써 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명은 액정의 느린 응답속도에 의해 잔상이 남아 액정 표시장치의 표시 품질이 저하되는 것을 개선할 수 있다. As described above, the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention improve the response speed of the liquid crystal by injecting carbon nanotubes having excellent electrical reaction characteristics in addition to the liquid crystal into the cell gap between the thin film transistor array substrate and the color filter array substrate. Can be. Accordingly, the present invention can improve that afterimages remain due to the slow response speed of the liquid crystal, thereby reducing display quality of the liquid crystal display.
이와 더불어 본 발명은 탄소나노튜브가 전기적인 신호에 응답하여 규칙적인 배열상태를 가지므로 이 탄소나노튜브의 배열 상태의 영향으로 액정의 배열 상태를 개선할 수 있다. 본 발명에 따라 배열 상태가 개선된 액정은 빛의 투과율을 증대시키므로 액정표시장치의 표시 화질을 개선시킬수 있다.In addition, the present invention can improve the arrangement of the liquid crystal under the influence of the arrangement state of the carbon nanotubes, since the carbon nanotubes have a regular arrangement state in response to the electrical signal. According to the present invention, the liquid crystal having an improved arrangement may increase light transmittance, thereby improving display quality of the liquid crystal display.
그리고 탄소 나노 튜브를 포함하는 본 발명은 고분자 분산형 액정표시장치에 적용됨으로써 고분자 분산형 액정표시장치의 구동 전압을 낮출 수 있으며, 고분자 분산형 액정표시장치의 블랙 휘도특성을 개선할 수 있다.In addition, the present invention including the carbon nanotubes can reduce the driving voltage of the polymer dispersed liquid crystal display by applying the polymer dispersed liquid crystal display and improve the black luminance characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
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