KR100303822B1 - 듀얼형액정표시소자 - Google Patents

Abstract

듀얼(Dual)형 액정표시소자를 개시한다. 개시된 듀얼(Dual)형 액정표시소자는, 두매의 투명판 내에 액정이 개입되고 각 투명판의 내면에는 액정에 전계를 형성하는 전극과 상기 전극 위에 형성되는 것으로 일방향으로 러빙처리된 배향막이 형성되어 있는 단위 액정표시판 두매가 중첩되어 있고, 각 단위 액정표시판의 인접한 투명판에 형성되어 있는 배향막은 동방향으로 러빙처리되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 하나의 액정표시소자가 갖는 도메인(domain)현상의 발생 요인을 갖으며, 두 개의 액정표시소자가 수행하는 전위각(twist angle)의 합성효과를 갖는다. 그러므로, 도메인(domain)현상의 증가를 예방하면서, 고화질의 색순도와 높은 콘트라스트(contrast)를 얻을 수 있다.

Description

듀얼형 액정표시소자{LCD of dual type}

본 발명은 듀얼(Dual)형 액정표시소자에 관한 것으로서, 특히 도메인(domain)의 발생을 방지하면서 전위각(twist angle)을 높게 하여 고화질의 색순도와 높은 콘트라스트(contrast)를 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 듀얼(Dual)형 액정표시소자에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시소자는 외부로부터 광을 받아 눈에 보이게 되는 수광소자로서, 소비전력이 다른 디바이스(device)에 비하여 매우 작고 초소형에서 대형까지 각종 크기의 생산이 가능하며 표시패턴을 다양화 할 수 있다는 이점이 있어 표시장치 분야에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.

도 1은 종래의 액정표시소자의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 액정표시소자는 투명한 재질로 이루어진 상,하부 기판(112,102)이 상호 대향되도록 설치된다. 상기 상,하부 기판(112,102)의 상호 바깥쪽 일측면에 자연광을 직선편광으로 바꾸는 상,하부 편광판(110,100)이 상호 대향되도록 설치된다. 그리고, 상기 상,하부 기판(112,102)의 상호 안쪽 일측면에 소정의 매트릭스 타입으로 형성된 상,하부 전극(115,105)이 상호 대향되도록 설치된다. 또한, 상기 상,하부 전극(115,105)의 상호 내측면에는 액정분자(미도시)의 배열방향에 영향을 미치는 상,하부 배향막(119,109)이 상호 대향되도록 설치되어 있고, 상기 상,하부 배향막(119,109)의 사이에 액체상태에서 결정을 가지는 물질인액정(130)이 개입된다. 상기 상,하부 기판(112,102)의 상호 내측면의 가장자리에서, 상기 상,하부 기판(112,102)을 봉착함으로써 액정(130)이 주입되는 폐쇄공간과 액정 주입구(미도시)를 형성하는 실링 부재(120)가 설치된다. 상기와 같이 구성된 액정표시소자는 상,하부 기판(112,102)의 폐쇄공간에 액정(130)을 주입하기 위해서, 폐쇄공간을 고진공으로 유지시킨 후 상기 주입구(미도시)가 액정에 잠기도록 하고 액정(130)이 위치되는 주위를 대기압 상태로 유지함으로써 폐쇄공간에 액정(130)이 주입되도록 한다.

도 2a,2b는 종래의 액정표시소자의 액정분자의 동작원리를 설명하기 위한 간략도이다.

도 2a를 참고하면, 상, 하부 전극(도 1의 115,105를 참고)에 전압이 가해지지 않은 경우, 액정분자(130a)는 일정한 트위스트(twist)를 형성한다. TN(Twist Nematic)형 액정표시소자의 상기 트위스트 각(twist angle)은 90。 정도이고, STN(Super Twist Nematic)형 액정표시소자의 상기 트위스트 각(twist angle)은 180。 ~ 270。 정도이다. 예컨대, 액정표시소자의 일측에 투사된 자연광은 하부 편광판(100)을 통과하면서 편광으로 바뀐다. 상기 편광은 트위스트(twist)되어 있는 액정분자(130a)를 따라 이동하면서 일정각이 트위스트(twist)된 후에, 상부 기판(112)과 상부 편광판(110)을 통과해 상기 액정표시소자의 타측으로 방사된다. 도 2a는 종래의 액정표시소자의 액정분자의 동작원리를 설명하기 위하여 액정표시소자의 세부적 구조가 생략되었다.

도 2b를 참고하면, 상, 하부 전극(도 1의 115,105를 참고)에 전압이 가해진경우, 액정분자(130b)는 상기 상, 하부 전극(도 1의 115,105를 참고)의 사이에서 일정한 방향으로 정렬하게 된다. 액정표시소자의 일측에 투사된 자연광(도 2b에 도시)은 하부 편광판(100)을 통과하면서 편광으로 바뀐다. 상기 편광은 일정한 방향으로 정렬되어 있는 액정분자(130b)를 따라 곧바로 이동된 후에, 상부 편광판(110)을 통과하지 못하여 상기 액정표시소자의 타측으로 방사되지 못한다. 도 2b는 종래의 액정표시소자의 액정분자의 동작원리를 설명하기 위하여 액정표시소자의 세부적 구조가 생략되었다.

상기와 같이 구성된 액정표시소자의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도1에 도시된 바와 같이, 하부 전극(105)과 상부 전극(115)의 사이에 전원이 주어진다. 그리고, 자연광(도 1에 도시)이 액정표시소자의 일측으로 투사되면, 상기 자연광(도 1에 도시)은 하부 편광판(100)을 통과하면서 편광(미도시)으로 바뀐다. 상기 편광(미도시)은 하부 기판(102), 하부 전극(105)과 하부 배향막(109)을 통과하고 액정(130)에 도달한다. 상기에서 설명된 원리에 의하여, 상기 편광(미도시)은, 상부 전극(115)과 하부전극(105)에 의하여 전압이 주어지지 않은 액정 분자(130a)를 따라 일정각을 회전하면서 경유한다. 상기 일정각은 TN형 액정표시소자의 경우에 90。이고, STN형 액정표시소자일 경우 180。 ~ 270。이다. 또한, 상기 편광(미도시)은, 상부전극(115)과 하부전극(105)에 의하여 전압이 주어진 액정 분자(130b)를 회전하지 않으면서 경유한다. 상부 배향막(119), 상부 전극(115) 과 상부 기판(112)을 통과하고 상부 편광판(110)에 도달한 상기 편광(미도시)은, 일정각이 회전된 경우에 상부 편광판(110)을 통과하고, 일정각이 회전되지 않은 경우에상부 편광판(110)을 통과하지 못한다.

이와 같이 구성된 종래의 액정표시소자는, 고화질의 색순도와 높은 콘트라스트(contrast)를 얻기 위하여 전위각(twist angle)을 높게하면, 상기 액정표시소자의 구동시 액정의 각층의 위치 에너지면이 경계면과 수평을 이루지 못하는 도메인(domain) 현상이 발생되어 화상에 얼룩이 발생하는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 도메인(domain) 현상의 발생을 방지하면서 전위각(twist angle)을 높게 하여 고화질의 색순도와 높은 콘트라스트(contrast)를 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 액정표시소자의 단면도.

도 2a,2b는 종래의 액정표시소자의 액정분자의 작동원리를 설명하기 위한 간략도.

도 3은 본 발명에 따른 듀얼(Dual)형 액정표시소자의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 듀얼(Dual)형 액정표시소자의 작동원리를 설명한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300...제1 액정표시소자 301...제1 하부 편광판

302...제1 하부 기판 305...제1 하부 전극

309...제1 하부 배향막 312...제1 상부 기판

315...제1 상부 전극 319...제1 상부 배향막

320...제1 실링 부재 330...제1 액정

352...제2 하부 기판 355...제2 하부 전극

359...제2 하부 배향막 360...제2 액정표시소자

361...제2 상부 편광판 362...제2 상부 기판

370...제2 실링 부재 380...제2 액정

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼(Dual)형 액정표시소자는, 두매의 투명판 내에 액정이 개입되고 각 투명판의 내면에는 액정에 전계를 형성하는 전극과 상기 전극위에 형성되는 것으로 일방향으로 러빙처리된 배향막이 형성되어 있는 단위 액정표시판 두매가 중첩되어 있고, 각 단위 액정표시판의 인접한 투명판에 형성되어 있는 양 배향막은 동방향으로 러빙처리되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 듀얼(Dual)형 액정표시소자의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 제1 액정표시소자(300)의 경우에, 제1 상,하부기판(312,302)이 상호 대향되도록 설치되고, 상기 제1 하부 기판(302)의 바깥쪽 일측면에 제1 하부 편광판(301)이 설치되어 있다. 상기 제1 상, 하부 기판(312,302)의 상호 안쪽 일측면에 소정의 매트릭스 타입으로 형성된 제1 상,하부 전극(315,305)이 상호 대향되도록 설치된다. 상기 제1 상,하부 전극(315,305)의 상호 내측면에 상호 대향되도록 제1 상,하부 배향막(319,309)이 설치된다. 상기 제1 상,하부 기판(312,302)의 가장자리에 제1 액정(330)이 주입되는 폐쇄공간을 형성하며 액정 주입구(미도시)를 형성하는 제1 실링부재(320)가 설치된다. 또한, 제2 액정표시소자(360)의 경우에, 상호 대향되도록 제2 상,하부 기판(362,352)이 설치되고, 상기 제2 상부 기판(362)의 바깥쪽 일측면에 제2 상부 편광판(361)이 설치되어 있다. 상기 제2 상, 하부 기판(362,352)의 상호 안쪽 일측면에 소정의 매트릭스 타입으로 형성된 제2 상,하부 전극(365,355)이 상호 대향되도록 설치된다. 상기 제2 상,하부 전극(365,355)의 상호 내측면에 상호 대향되도록 제2 상,하부 배향막(369,359)이 설치된다. 상기 제2 상,하부 기판(362,352)의 가장자리에 제2 액정(380)이 주입되는 폐쇄공간을 형성하며 액정 주입구(미도시)를 형성하는 제2 실링부재(370)가 설치된다. 상기 제1 액정표시소자(300)와 상기 제2 액정표시소자(360)는, 제1 상부 배향막(319)과 제2 하부 배향막(359)의 러빙(rubbing)방향이 상호 일치되도록 제1,2 액정표시소자(300,360)가 연속적으로 설치된다. 그리고, 상기 제1 액정표시소자(300)와 상기 제2 액정표시소자(360)에 동일한 전원을 공급하여, 상기 제1 액정표시소자(300)와 상기 제2 액정표시소자(360)의 상기 액정분자(미도시) 배열이 동일한 형태가 형성되도록 한다.

이러한 구조를 갖는 본 고안에 따른 듀얼(dual)형 액정표시소자의 동작을 도3 및 도 4를 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 액정표시소자와 제2 액정표시소자에 전원이 주어진다. 그리고, 자연광(도 3에 도시)이 제1 액정표시소자(300)의 일측으로 투사되면, 상기 자연광(도 3에 도시)은 제1 하부 편광판(301)을 통과하면서 편광(도4의 R1방향)으로 바뀐다. 상기 편광(도 4의 R1방향)은 제1 하부 기판(302), 제1 하부 전극(305)과 제1 하부 배향막(309)을 통과하고 제1 액정(330)에 도달한다. 상기에서 설명된 원리에 의하여, 상기 편광(미도시)은, 제1 상부 전극(315)과 제1 하부 전극(305)에 의하여 전압이 주어지지 않은 액정 분자(미도시)를 따라 일정각을 회전하면서 경유된다. 상기 일정각은 TN형 액정표시소자의 경우에 90。이고, STN형 액정표시소자일 경우 180。 ~ 270。이다. 또한, 상기 편광(도 4의 R2방향)은, 제1 상부전극(315)과 제1 하부전극(305)에 의하여 전압이 주어진 액정 분자(미도시)를 따라 회전하지 않으면서 경유한다. 제1 상부 배향막(319)에 도달한 상기 편광(도 4의 R2방향)은, 제1 상부 기판(312)을 통과한다. 상기 편광(도 4의 R2방향)은 제2 하부 기판(352), 제2 하부 전극(355)과 제2 하부 배향막(359)을 통과하고 제2 액정(380)에 도달한다. 상기에서 설명된 원리에 의하여, 상기 편광(도 4의 R3방향)은, 제2 상부 전극(365)과 제2 하부 전극(355)에 의하여 전압이 주어지지 않은 액정 분자(미도시)를 따라 일정각을 회전하면서 경유한다. 상기 일정각은 상기의 경우와 같다. 상기 편광(도 4의 R3방향)은 제2 상부 배향막(369), 제2 상부전극(365) 과 제2 상부 기판(362)을 통과하고 제2 상부 편광판(361)에 도달한다. 결국, 상기 편광(도 4의 R3방향)은, TN형 액정표시소자의 경우에 180。(즉, 도 4의 { theta }_{1} + { theta }_{2} )와 STN형 액정표시소자의 경우 360。 ~ 540。(즉, 도 4의 { theta }_{1} + { theta }_{2} )를 회전하여 상기 제2 상부 편광판(361)을 통과하여 상기 제2 액정표시소자(360)의 외부로 방출된다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼(Dual)형 액정표시소자는, 하나의 액정표시소자가 갖는 도메인(domain)현상의 발생 요인을 가지며, 두 개의 액정표시소자가 수행하는 전위각(twist angle)의 합성효과를 갖는다. 그러므로, 도메인(domain)현상의 증가를 예방하면서, 고화질의 색순도와 높은 콘트라스트(contrast)를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 두매의 투명판내에 액정이 개입되고 각 투명판의 내면에는 액정에 전계를 형성하는 전극과 상기 전극위에 형성되는 것으로 일방향으로 러빙 처리된 배향막이 형성되어 있는 단위 액정표시판 두매가 중첩되어 있고,

   각 단위 액정표시판의 인접판 투명판에 형성되어 있는 양 배향막은 동방향으로 러빙처리 되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼형의 TN형 또는 STN형 액정표시소자.

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