KR20080051536A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도1 is a layout view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 및 III-III 선을 따라 잘라 도시한 각각의 단면도2 and 3 are cross-sectional views of the liquid crystal display of FIG. 1 taken along lines II-II and III-III, respectively.
도 4는 도 1의 액정 표시 장치의 상부 표시판의 상부 전극과 색필터의 구조를 나타낸 도면4 is a diagram illustrating a structure of an upper electrode and a color filter of an upper panel of the liquid crystal display of FIG. 1.
도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 시야각 제어부(B)의 상부 전극에 전압을 인가한 경우에 정면에서 바라본 액정 표시 장치의 화상을 나타낸 도면5 is a view showing an image of a liquid crystal display viewed from the front when a voltage is applied to the upper electrode of the viewing angle controller B of the liquid crystal display according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 상부 전극에 전압을 인가하지 않은 경우 즉 광시야각이 요구되는 경우의 액정 배열을 시뮬레이션한 도면FIG. 6 is a view illustrating a liquid crystal arrangement when the voltage is not applied to the upper electrode in the liquid crystal display according to the present invention, that is, when a wide viewing angle is required. FIG.
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 협시야각이 요구되는 경우의 액정 배열을 시뮬레이션한 도면7 is a view simulating a liquid crystal arrangement when a narrow viewing angle is required in the liquid crystal display according to the present invention.
<도면 부호의 설명><Description of Drawing>
110, 210: 기판 121, 129: 게이트선110 and 210:
124: 게이트 전극 131: 공통 전극124: gate electrode 131: common electrode
125: 공통 전극선 140: 게이트 절연막 125: common electrode line 140: gate insulating film
154: 반도체 163, 165: 저항성 접촉 부재154:
171, 179: 데이터선 173: 소스 전극 171 and 179: data line 173: source electrode
175: 드레인 전극 180: 보호막175: drain electrode 180: protective film
181, 182, 185: 접촉 구멍 191: 화소 전극 181, 182, and 185: contact hole 191: pixel electrode
81, 82: 접촉 보조 부재 220 : 차광 부재81, 82: contact auxiliary member 220: light blocking member
230 : 색필터 250 : 덮개막230: color filter 250: overcoat
270 : 상부 전극270: upper electrode
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two display panels on which field generating electrodes such as a pixel electrode and a common electrode are formed, and a liquid crystal layer interposed therebetween. Is applied to generate an electric field in the liquid crystal layer, thereby determining the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer and controlling the polarization of incident light to display an image.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향(VA, vertical alignment) 모드 액정 표시 장치는 대비비가 커서 각광받고 있다. Among them, the vertical alignment (VA) mode liquid crystal display in which the long axis of the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the upper and lower display panels without an electric field applied to the display panel has a high contrast ratio.
그러나, 광시야각에 문제가 있어 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 절개부를 적용한 PVA(patterned vertically aligned) 모드의 액정 표시 장치, IPS(in- plane switching) 모드의 액정 표시 장치 및 PLS(plane to line switching) 모드의 액정 표시 장치가 개발되었다. 이때, 액정 물질은 유전율 이방성이 양(positive) 및 음(negative)인 모두를 사용할 수 있다.However, there is a problem in the wide viewing angle, so that the liquid crystal display in the patterned vertically aligned (PVA) mode, the liquid crystal display in the in-plane switching (IPS) mode, and the plane to line switching are applied. Mode liquid crystal display device has been developed. In this case, the liquid crystal material may use both positive and negative dielectric anisotropy.
이와 같은 액정 표시 장치에서 시야각 특성은 매우 중요하며, 넓은 범위에서도 정상적으로 표시될 수 있는 액정 패널을 만드는 것이 중요한 인자이다. 따라서 뚜렷하고 넓은 시야각을 얻기 위한 연구가 계속되어 왔다. The viewing angle characteristic is very important in such a liquid crystal display device, and it is an important factor to make a liquid crystal panel that can be displayed normally even in a wide range. Therefore, research to obtain a clear and wide viewing angle has been continued.
그러나 액정 표시 장치는 개인적인 이유로 컴퓨터를 사용하는 경우, 예를 들어 비밀 문서를 작성, 열람하거나 보안이 필요한 작업을 할 경우 또는 ATM 기기 등을 사용할 경우에 있어서는 광시야각 보다는 협시야각이 더욱 요구된다.However, the liquid crystal display device requires a narrower viewing angle than a wide viewing angle when using a computer for personal reasons, for example, when writing, reading a secret document, performing a work requiring security, or when using an ATM device.
따라서, 본 발명은 광시야각과 협시야각의 스위칭이 가능하도록 함으로써 사생활 보호 기능을 동시에 구현하고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, an object of the present invention is to implement a privacy protection function at the same time by enabling the switching of wide viewing angle and narrow viewing angle.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 상기 공통 전극과 중첩하고 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 그리고 상기 제2 기판의 일부 위에 형성되어 있는 상부 전극, 상기 상부 전극이 형성되어 있지 않은 제2 기판과 상기 제1 기판 사이에 삽입되어 있는 제1 액정 층, 그리고 상기 상부 전극이 형성되어 있는 제2 기판과 상기 제1 기판 사이에 삽입되어 있는 제2 액정층을 포함하고, 상기 화소 전극은 서로 연결되어 있으며 서로 평행하게 뻗어 있는 복수의 가지 전극을 포함한다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first substrate, a gate line formed on the first substrate, a common electrode formed on the first substrate, and made of a transparent conductor, a data line crossing the gate line, and A thin film transistor connected to a gate line and the data line, a pixel electrode connected to the thin film transistor and overlapping the common electrode, a second substrate facing the first substrate, and a portion of the second substrate; An upper electrode, a first liquid crystal layer interposed between the second substrate on which the upper electrode is not formed, and the first substrate, and a second substrate on which the upper electrode is formed, and the first substrate. And a plurality of second liquid crystal layers, wherein the pixel electrodes are connected to each other and extend in parallel to each other. A ground electrode.
상기 공통 전극은 상기 가지 전극 사이에서 연속적인 면으로 이루어져 있을 수 있다.The common electrode may be formed of a continuous surface between the branch electrodes.
상기 공통 전극을 공통으로 연결하는 공통 전극선을 더 포함할 수 있다.The display device may further include a common electrode line connecting the common electrode in common.
상기 상부 전극에 전압이 인가되면 상기 제1 액정층의 액정 분자의 장축 방향은 상기 제2 액정층의 액정 분자의 장축 방향과 수직을 이룰 수 있다.When a voltage is applied to the upper electrode, the long axis direction of the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer may be perpendicular to the long axis direction of the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer.
상기 상부 전극에 전압이 인가되면 상기 제2 액정층의 액정 분자의 장축 방향은 상기 제1 및 제2 기판에 대하여 수직을 이룰 수 있다.When a voltage is applied to the upper electrode, the long axis direction of the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer may be perpendicular to the first and second substrates.
상기 상부 전극은 ITO 또는 IZO 로 이루어질 수 있다.The upper electrode may be made of ITO or IZO.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.First, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 및 III-III 선을 따라 잘라 도시한 각각의 단면도이고, 도 4는 도 1의 액정 표시 장치의 상부 표시판의 상부 전극과 색필터의 구조를 나타낸 도면이다.1 is a layout view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of the liquid crystal display of FIG. 1 taken along lines II-II and III-III, respectively. 4 is a diagram illustrating a structure of an upper electrode and a color filter of an upper panel of the liquid crystal display of FIG. 1.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주 보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.The liquid crystal display according to the present exemplary embodiment includes a
또한 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 표시부(A)와 협시야각을 구현하기 위한 시야각 제어부(B)로 구분된다.In addition, the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment is divided into a display unit A for displaying an image and a viewing angle controller B for implementing a narrow viewing angle.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 광시야각이 요구되는 경우에는 표시부(A)와 시야각 제어부(B)가 동일하게 동작하고, 협시야각이 요구되는 경우에는 표시부(A)와 시야각 제어부(B)가 다르게 동작한다.When the wide viewing angle is required for the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the display unit A and the viewing angle control unit B operate in the same manner, and when the narrow viewing angle is required, the display unit A and the viewing angle control unit B ) Behaves differently.
그러면, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 액정 표시 장치용 하부 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the lower panel for the liquid crystal display will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121), 복수의 공통 전극선(125) 및 복수의 공통 전극(common electrode)(131)이 형성되어 있다.A plurality of
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위아래로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 집적 회로 칩의 형태로 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착될 수 있고, 또는 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.The
공통 전극선(125)은 공통 전압(common voltage)을 전달하며, 게이트선(121)과 거의 평행하게 가로 방향으로 뻗어 있다. 공통 전극선(125)은 게이트선(121)과 동일한 층으로 이루어져 있는데, 이웃하는 두 게이트선(121) 사이의 중앙에 위치하며, 누설되는 빛을 차단하기 위해 아래위로 돌출한 확장부(125')를 가진다.The
게이트선(121) 및 공통 전극선(125)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.The
게이트선(121) 및 공통 전극선(125)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30도 내지 약 80도인 것이 바람직하다.Side surfaces of the
복수의 공통 전극(131)은 공통 전극선(125)에 공통으로 연결되어 공통 전극선(125)으로부터 공통 전압(common voltage)을 인가 받는다. 공통 전극(131)은 직사각형으로 모양을 이루고 매트릭스 형태로 배열되어 게이트선(121) 사이의 공간을 거의 채우고 있다. 공통 전극(131)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어지며, 공통 전극선(125)은 공통 전극(131)과 동일한 층으로 만들어질 수 있다. The plurality of
게이트선(121), 공통 전극선(125) 및 공통 전극(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 게이트선(121)과 공통 전극(131)이 서로 단락되는 것을 방지하고, 이들 위에 형성되는 다른 도전성 박막과의 절연을 도모한다.A
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 섬형 반도체(154)가 형성되어 있다. 섬형 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치하며, 게이트선(121)의 경계를 덮는 연장부(extension)를 포함하는데, 연장부는 섬형 반도체(154)로부터 분리될 수 있다.On the
섬형 반도체(154) 위에는 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 섬형 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 섬형 반도체(154) 위에 배치되어 있다.A plurality of island type
섬형 반도체(154)와 저항성 접촉 부재(163, 165)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30도 내지 80도 정도이다.Side surfaces of the island-
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.A plurality of
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있 다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다. The
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다. 각 드레인 전극(175)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있으며, 막대형 끝 부분은 U자형으로 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다. The
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 섬형 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.One
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.The
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체(154)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 게이트선(121) 위에 위치한 반도체(154)의 연장부는 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.The
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 우기 절연물 따위로 만들어지며, 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상부(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.A
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.In the
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode line)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. A plurality of
화소 전극(191) 각각은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적 및 전기적으로 연결되어 있으며, 각각 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. Each
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 공통 전극(131)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 131) 위에 위치하는 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.The
화소 전극(191)과 공통 전극(131)은 액정층(3)을 유전체로 액정 축전기(Clc, 도시하지 않음)를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 이들(191, 131)은 또한 게이트 절연막(140) 및 보호막(180)을 유전체로 유지 축전기(Cst, 도시하지 않음)를 이루어 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화시킨다.The
화소 전극(191)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전극(31)과 중첩하고 서로 분리되어 있는 복수의 가지 전극(191a)과 가지 전극(191a)을 서로 연결하는 연결부(191b)를 포함한다. The
복수의 가지 전극(191a)은 게이트선(121)에 대하여 소정의 각도(øs)로 기울어져 있으며 게이트선(121)과 평행한 화소 전극(191)의 중심선에 대하여 대칭을 이루는 복수의 하부 및 상부 가지 전극을 포함한다. 여기서, 수직 방향(R)은 액정 분자(310)의 러빙 방향이고, 상부 및 하부 가지 전극(191a)이 뻗은 방향에 대한 수직 방향은 "S1" 및 "S2"이다. The plurality of
연결부(191b)는 화소 전극(191)의 가장자리 둘레를 정의하면서 가지 전 극(191a)의 양쪽 끝과 상부 및 하부 부분을 연결하고 있다. The
접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.The contact
다음, 도 2를 참고로 하여, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.Next, the
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어진다.A
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있으며, 앞으로 적색, 녹색 및 청색 색필터(230)와 마주하는 화소 전극(191)을 각각 적색, 녹색 및 청색 화소 전극이라 한다.A plurality of
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.An
시야각 제어부(B)의 덮개막(250) 위에는 상부 전극(270)이 형성되어 있다. 상부 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진다.An
시야각 제어부(B)의 상부 전극(270)은 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191) 및 공통 전압이 인가된 공통 전극(131)과 함께 전기장을 생성함으로써 그 사이에 위치하는 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 여기서 시야각 제어부(B)의 화소 전극(191) 및 공통 전극(131)은 동일한 전압이 인가된다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 시야각 제어부(B)의 상부 전극(270)은 두개의 화소 전극마다 하나씩 형성되어 있다. 그러나 상부 전극(270)은 액정 표시 장치의 측면 시야각 정도에 따라 다르게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, one
두 표시판(100, 200) 사이에는 액정층(3)이 들어 있다. The
두 표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(도시하지 않음)이 각각 형성되어 있다. 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광판(polarizer)(도시하지 않음)이 각각 구비되어 있다. 두 편광판의 편광축은 직교한다.Alignment layers (not shown) are formed on inner surfaces of the two
이와 같이 액정 표시 장치를 형성하여 시야각 제어부(B)의 상부 전극(270)에 전압을 인가하지 않고 화소 전극(191)과 공통 전극(131)에만 서로 다른 전압을 인가하면, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 공통 전극(131)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 131) 위에 위치하는 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.As such, when a liquid crystal display is formed to apply different voltages only to the
그런데 협시야각이 요구될 때에는, 시야각 제어부(B)의 상부 전극(270)에 전 압을 인가하고, 시야각 제어부(B)의 화소 전극(191)에는 표시부(A)의 화소 전극(191)에 인가하는 전압이 아닌 공통 전극(131)과 같은 전압을 전압을 인가하면, 상부 전극(270)은 화소 전극(191) 및 공통 전극(131)과 함께 전기장을 생성함으로써 그 사이에 위치하는 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. However, when the narrow viewing angle is required, voltage is applied to the
이와 같이 협시야각이 요구되는 경우의 액정 표시 장치의 동작에 의하면, 표시부(A)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 대체적으로 수평하게 배열되고 시야각 제어부(B)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 수직하게 배열된다. 따라서 측면 시야각이 작아지게 되어 측면 시인성이 떨어지게 된다.According to the operation of the liquid crystal display device in which the narrow viewing angle is required as described above, the liquid crystal molecules of the display portion A have their long axis directions substantially horizontally arranged on the
도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 시야각 제어부(B)의 상부 전극에 전압을 인가한 경우에 정면에서 바라본 액정 표시 장치의 화상을 나타낸 도면이다.5 is a view showing an image of the liquid crystal display viewed from the front when a voltage is applied to the upper electrode of the viewing angle controller B of the liquid crystal display according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 시야각 제어부(B)의 상부 전극(270)에 전압을 인가하면 상부 전극(270)이 형성되어 있는 화소는 검은 색을 나타내고 상부 전극(270)이 형성되어 있지 않은 화소는 색필터의 색을 나타냄을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, when voltage is applied to the
이러한 화면을 측면에서 바라보는 경우에는 시야각 대비비(CR)가 현저히 떨어지므로 측면 시야각을 줄일 수 있다.When the screen is viewed from the side, the viewing angle contrast ratio (CR) drops considerably, thereby reducing the side viewing angle.
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 상부 전극에 전압을 인가하지 않은 경우 즉 광시야각이 요구되는 경우의 액정 배열을 시뮬레이션한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a liquid crystal arrangement when a voltage is not applied to an upper electrode in the liquid crystal display according to the present invention, that is, when a wide viewing angle is required.
본 발명의 실험예에 따른 액정 표시 장치에서 하부 표시판(100, 도 1 내지 도 4참조)의 공통 전극(131)에는 0V의 공통 전압(Vcom)을 인가하고, 하부 표시 판(100, 도 1 내지 도 4참조)의 화소 전극(191)에는 5V의 데이터 전압(Vda)을 인가하였다.In the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, a common voltage Vcom of 0 V is applied to the
도 6에서 보는 바와 같이, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정 분자들(3)은 공통 전압(Vcom)과 데이터 전압(Vda) 사이의 전압차에 의해서 형성된 전기장에 의하여 재배열된다.As shown in FIG. 6, the
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 협시야각이 요구되는 경우의 액정 배열을 시뮬레이션한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a liquid crystal arrangement when a narrow viewing angle is required in the liquid crystal display according to the present invention.
본 발명의 실험예에 따른 액정 표시 장치에서 표시부(A)의 하부 표시판(100, 도 1 내지 도 4참조)의 공통 전극(131)에는 0V의 공통 전압(Vcom)을 인가하고, 하부 표시판(100, 도 1 내지 도 4참조)의 화소 전극(191)에는 5V의 데이터 전압(Vda)을 인가하였다. In the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, a common voltage Vcom of 0V is applied to the
이에 비하여 시야각 제어부(B)는 상부 표시판(200, 도 1 내지 도 4참조)의 상부 전극(270)에는 5V의 전압을 인가하고, 하부 표시판(100, 도 1 내지 도 4참조)의 화소 전극(191)에는 0V의 데이터 전압(Vda)과 공통 전극(131)에 0V의 공통 전압(Vcom)을 인가하였다. In contrast, the viewing angle controller B applies a voltage of 5 V to the
도 7에서 보는 바와 같이, 시야각 제어부(B)의 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정 분자들(3)은 상부 전극(270)의 5V의 전압과 0V의 데이터 전압(Vda)및 공통 전압(Vcom) 사이의 전압차에 의해서 수직 재배열된다. 또한 표시부(A)의 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정 분자들(3)은 0V의 공통 전압(Vcom)과 5V의 데이터 전압(Vda) 사이의 전압차에 의해서 형성된 전기장에 의하여 재배열된다.As shown in FIG. 7, the
이와 같이 시야각 제어부(B)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 수직하게 배열되므로 정면에서 바라본 경우에는 검은 색을 나타낸다.As described above, the liquid crystal molecules of the viewing angle controller B are black because their long axis directions are arranged perpendicular to the
또한 표시부(A)의 액정 분자 배열이 시야각 제어부(B)의 액정 분자의 배열과 대체적으로 수직을 이루므로, 측면에서 화상을 바라보는 경우에는 시야각 대비비(CR)가 현저히 떨어져 측면 시야각을 줄일 수 있다.In addition, since the arrangement of the liquid crystal molecules of the display unit A is substantially perpendicular to the arrangement of the liquid crystal molecules of the viewing angle controller B, when viewing an image from the side, the viewing angle contrast ratio CR is remarkably dropped to reduce the side viewing angle. have.
이와 같은 협시야각이 요구되는 경우에는 상부 전극에 전압을 인가하고 시야각 제어부(B)의 화소 전극에 표시부(A)의 전압과 다른 전압을 인가한다. When such a narrow viewing angle is required, a voltage is applied to the upper electrode, and a voltage different from that of the display unit A is applied to the pixel electrode of the viewing angle controller B.
이러한 액정 표시 장치를 동작시키기 위하여 시야각 제어부(B)의 화소를 표시부(A)의 화소와 따로 구동시킨다. 또는 시야각 제어부(B)의 화소에 전압을 인가하여 구동시키는 패턴 메모리를 따로 구비할 수도 있다.In order to operate the liquid crystal display, the pixel of the viewing angle controller B is driven separately from the pixel of the display unit A. FIG. Alternatively, a pattern memory for driving by applying a voltage to the pixel of the viewing angle controller B may be separately provided.
따라서 협시야각과 광시야각 모드의 전환이 가능하여, 사생활 보호 기능이 요구될 때에는 협시야각 모드로 사용할 수 있다.Therefore, it is possible to switch between the narrow viewing angle and the wide viewing angle mode, and when the privacy protection function is required, the narrow viewing angle mode can be used.
따라서, 본 발명에 다른 액정 표시 장치는 협시야각과 광시야각 모드의 전환이 가능하며, 필요에 따라 융통성 있는 시야각 특성을 보일 수 있다.Accordingly, the liquid crystal display according to the present invention can switch between narrow viewing angle and wide viewing angle mode, and can exhibit flexible viewing angle characteristics as necessary.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 협시야각과 광시야각 모드의 전환이 가능하여, 사생활 보호 기능이 요구될 때에는 협시야각 모드로 사용할 수 있다. 또한 상부 표시판에 상부 전극을 형성하는 하나의 공정만 추가하면 된다. 따라서 별도의 추가적인 공정이 들지 않아 제작 비용 및 개발 비용이 적게 들고 별도의 생산라인이 필요치 않으므로 비용면에서도 장점을 가진다.As described above, the liquid crystal display according to the present invention can switch between the narrow viewing angle and the wide viewing angle mode, and thus can be used in the narrow viewing angle mode when the privacy protection function is required. In addition, only one process of forming the upper electrode may be added to the upper panel. Therefore, it does not require any additional process, so the production cost and development cost is low and there is no need for a separate production line, which has advantages in terms of cost.
Claims (6)
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