KR100476621B1 - Electrode array structure of liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

이 발명은 액정 표시 장치의 전극 배열 구조에 관한 것으로서, 한 화소내에서 액정의 초기 배향 방향과 배향 전극 및 화소 전극이 이루는 각이 + 각을 갖도록 사선 형태로 배향 전극과 화소 전극을 배열하고; 인접한 화소내에서, 액정의 초기 배향 방향과 배향 전극 및 화소 전극이 이루는 각이 - 각을 갖도록 사선 형태로 배향 전극과 화소 전극을 배열하는 구조로 이루어져, 전극 사이에 형성되는 전기장에 영향을 미치는 전극의 굽은 부분을 제거하여, 액정의 트위스트 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 하므로, 액정의 비정상적인 동작으로 인해 LCD 패널이 검게 표시되는 부분을 감소시킬 수 있고, 액정의 트위스트시키기에 적당한 전기장이 형성되지 않는 화소내의 가장 자리 전극의 바깥 부분의 면적을 감소시켜 LCD패널의 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 발생한다.The present invention relates to an electrode array structure of a liquid crystal display device, comprising: arranging an alignment electrode and a pixel electrode in a diagonal form so that an angle between an initial alignment direction of the liquid crystal and an angle formed by the alignment electrode and the pixel electrode in one pixel has a + angle; In an adjacent pixel, the initial alignment direction of the liquid crystal and the angle formed by the alignment electrode and the pixel electrode are configured to arrange the alignment electrode and the pixel electrode in a diagonal form so that the angle affects an electric field formed between the electrodes. By removing the bent portion of the liquid crystal, the twist operation of the liquid crystal can be normally performed. Therefore, the LCD panel can be blackened due to abnormal operation of the liquid crystal, and an electric field suitable for twisting the liquid crystal is not formed. The effect of reducing the area of the outer portion of the edge electrode to improve the aperture ratio of the LCD panel is generated.

Description

액정 표시 장치의 전극 배열구조Electrode array structure of liquid crystal display device

이 발명은 전극 배열 구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게 말하자면, IPS 모드에서 전기장을 이용하여 액정 분자를 배향시킬 경우 개구율을 향상시킬 수 있는 구조로 액정 분자를 배향시키기 위한 IPS 모드에서 컬러 시프트 현상을 감소시키기 위한 액정 표시 장치의 전극 배열 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode array structure, and more specifically, to the color shift phenomenon in the IPS mode for orienting the liquid crystal molecules in a structure that can improve the aperture ratio when the liquid crystal molecules are aligned using an electric field in the IPS mode. The electrode array structure of the liquid crystal display device for reducing.

기판에 평행한 전기장을 이용하는 IPS 모드(In Plate Switching mode)는 종래의 TN 모드에 비해 CR, 그레이 인버젼(gray inversion), 컬러 시프트(color shift) 등의 시야각 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.IPS mode (In Plate Switching mode) using the electric field parallel to the substrate can significantly improve the viewing angle characteristics such as CR, gray inversion, color shift, etc. compared to the conventional TN mode There is this.

도1 및 도2를 참고로 하여, 기판에 평행한 전기장을 이용하는 종래의 IPS 모드에 관하여 설명한다.1 and 2, a conventional IPS mode using an electric field parallel to the substrate will be described.

도1은 종래의 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이고,1 is an electrode array structure diagram in a conventional IPS mode,

도2는 종래의 다른 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이다.2 is a diagram illustrating an electrode arrangement in another conventional IPS mode.

도1에 도시된 것처럼, 한 기판위에 대향 전극(10)과 화소 전극(20)을 모두 형성하여, 평행한 전기장을 이용할 수 있도록 하나의 기판위에 대향 전극(10)과 화소 전극(20)을 서로 엇갈리게 형성하여, 주입되는 액정이 형성되는 자기장의 영향으로 동작 상태가 변화될 수 있도록 한다.As shown in FIG. 1, both the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 are formed on one substrate, and the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 are disposed on each other so as to use parallel electric fields. By staggering, the operation state can be changed under the influence of the magnetic field in which the injected liquid crystal is formed.

이때, 대향 전극(10)과 화소 전극(20)을 도1과 같은 구조로 배열할 경우, 투과율의 특성은 다음의 수학식과 같다.In this case, when the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 are arranged in the structure as shown in FIG. 1, the characteristics of the transmittance are as follows.

[수학식 1][Equation 1]

{ T }over{ TO }=sin(2alpha )TIMES sin(2alpha )TIMES sin(pi TIMES dTIMES DELTA n/lambda )TIMES sin(pi TIMES dTIMES DELTA n/lambda ){T} over {TO} = sin (2alpha) TIMES sin (2alpha) TIMES sin (pi TIMES dTIMES DELTA n / lambda) TIMES sin (pi TIMES dTIMES DELTA n / lambda)

(여기에서, α는 액정의 광축과 편광판의 투과축이 이루는 각, (Where α is an angle between the optical axis of the liquid crystal and the transmission axis of the polarizing plate,

d는 액정층의 두께, d is the thickness of the liquid crystal layer,

△n은 복굴절(birefrigence)이다.)Δn is birefrigence.)

만일 경사각이 액정의 장축방향으로 커질 경우 액정층의 두께(d)가 커지는 것에 비하여 복굴절(△n)이 더욱 작아지므로, d×△n이 작아지게 되어 최대 투과율 특성은 파장이 작은쪽으로 이동하여 푸른색 컬러 특성(bluish)을 갖는다.If the inclination angle is increased in the long axis direction of the liquid crystal, the birefringence Δn becomes smaller than the thickness d of the liquid crystal layer, so that d × Δn becomes smaller and the maximum transmittance characteristic moves toward the smaller wavelength. Color Has bluish color.

그리고 경사각이 액정의 단축 방향으로 커질 경우 액정층의 두께(d)가 커지는 것에 비해 복굴절(△n)이 거의 변하지 않게 되어 d×△n이 커져, 최대 투과율 특성은 파장이 큰쪽으로 이동하게 되어 노란색 컬러 특성(yellowish)을 갖게 되어, 컬러 시프트 현상이 발생한다.When the inclination angle is increased in the shorter direction of the liquid crystal, the birefringence (Δn) hardly changes as compared with the increase of the thickness (d) of the liquid crystal layer, so that d × Δn becomes large, and the maximum transmittance characteristic is shifted toward the larger wavelength. It has color characteristics (yellowish), color shift phenomenon occurs.

이러한 컬러 시프트는 10%의 그레이 레벨(gray level)에서 더욱 선명하게 나타난다.This color shift is more pronounced at the gray level of 10%.

따라서 이러한 현상을 방지하기 위하여, 도2에 도시된 것처럼, 대향 전극(10)과 화소 전극(20)의 배열을 지그재그 형태로 배열함으로써, 한쪽 방향으로의 러빙(unidirectional rubbing)동작을 실행하여, 주입된 액정에 인가되는 전기장의 방향을 실선의 화살표로 도시된 것처럼 변화시킨다.Therefore, in order to prevent such a phenomenon, as shown in FIG. 2, by arranging the arrangement of the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 in a zigzag form, a unidirectional rubbing operation in one direction is performed to inject The direction of the electric field applied to the liquid crystal is changed as shown by the solid arrow.

그러므로 한 화소의 액정이 모두 해당하는 한방향으로 배향되지 않고, 다양한 방향으로 배향될 수 있도록 하여, 한 화소에서 배향되는 액정의 배향 방향을 다각화할 수 있는 멀티도메인(multidomain)화를 꾀할 수 있도록 함으로써 경사각이 커짐에 따른 d×△n의 변화를 상호 상쇄시켜 컬러 시프트 현상을 최소화할 수 있도록 한다.Therefore, the liquid crystals of one pixel are not aligned in the corresponding one direction, but can be aligned in various directions, so that the multidomain can be diversified to diversify the alignment direction of the liquid crystals aligned in one pixel. The change of d x Δn due to this increase is canceled out to minimize the color shift phenomenon.

그러나, 도2에 도시된 것처럼, 굽어지는 밴딩 에지부(bending edge, A)가 발생하도록 대향 전극(10)과 화소 전극(20)을 지그재그 형태로 배열할 경우, 밴딩 에지부(A)에서 전기장의 방향이 러빙 방향에 의해 결정되는 액정의 초기 배향 방향과 90도가 됨으로써, 전기장의 세기와 관계없이 액정이 트위스트 되지 못하기 때문에 검은 상태로 남게 되고(A부분), 전극이 액정의 초기 배향 방향과 일정한 각(0도 이상 45도 미만)을 갖고 있기 때문에 화소내의 가장 자리에 위치한 전극의 바깥부분(B부분)에서는 전기장의 상태가 액정을 정상적으로 트위스트시키기에 적당한 상태로 형성되지 않는다.However, as shown in FIG. 2, when the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 are arranged in a zigzag form so that a bending edge A occurs, an electric field is formed at the bending edge A. FIG. Since the direction of s becomes 90 degrees with the initial alignment direction of the liquid crystal determined by the rubbing direction, the liquid crystal cannot be twisted regardless of the electric field strength, and thus remains black (part A). Since it has a constant angle (more than 0 degrees and less than 45 degrees), the state of the electric field is not formed in a state suitable for twisting the liquid crystal normally at the outer portion (B portion) of the electrode located at the edge in the pixel.

따라서 액정 분자의 동작 상태가 정확하게 이루어지지 않고, LCD 패널의 개구율을 감소시키는 문제가 발생한다.Therefore, the operation state of the liquid crystal molecules is not made correctly, and there arises a problem of reducing the aperture ratio of the LCD panel.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 액정 표시 장치 패널에서 액정을 동작시키기 위한 자기장이 정상적으로 형성되지 않는 부분을 감소시켜 액정 표시 장치 패널의 개구율을 향상시킬 수 있도록 하는 액정 표시 장치의 전극 배열 구조를 제공하기 위한 것이다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to reduce the portion of the liquid crystal display panel in which the magnetic field for operating the liquid crystal is not normally formed to improve the aperture ratio of the liquid crystal display panel. An electrode array structure of a liquid crystal display device is provided.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,The configuration of the present invention for achieving the above object,

액정 표시 장치의 전극 배열 구조에 있어서,In the electrode array structure of the liquid crystal display device,

한 화소내에서 액정의 초기 배향 방향과 배향 전극 및 화소 전극이 이루는 각이 + 각을 갖도록 사선 형태로 배향 전극과 화소 전극을 배열하고;Arranging the alignment electrode and the pixel electrode in a diagonal line so that an initial alignment direction of the liquid crystal and an angle formed by the alignment electrode and the pixel electrode have a positive angle within one pixel;

인접한 화소내에서, 액정의 초기 배향 방향과 배향 전극 및 화소 전극이 이루는 각이 - 각을 갖도록 사선 형태로 배향 전극과 화소 전극을 배열하는 것으로 이루어져 있다.In the adjacent pixels, the alignment electrodes and the pixel electrodes are arranged in an oblique form such that the initial alignment direction of the liquid crystal and the angle formed by the alignment electrodes and the pixel electrodes have a -angle.

이때, 액정의 러빙 방향은 한 방향으로 러빙되는 것을 특징으로 한다.At this time, the rubbing direction of the liquid crystal is characterized in that the rubbing in one direction.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 이 발명의 실시예에 따른 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이고,3 is an electrode array structure diagram in an IPS mode according to an embodiment of the present invention;

도4는 이 발명의 다른 실시예에 따른 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이다.4 is an electrode array structure diagram in an IPS mode according to another embodiment of the present invention.

도3에 도시된 것처럼, 한 화소내에서의 대향 전극(10)과 화소 전극(20)의 전극 배열은 액정의 러빙 방향과 같은 방향인 초기 배향 방향과 + 각(+θ)을 갖도록 배열하고, 인접한 화소내에서는 전극 배열은 초기 배향 방향과 - 각(-θ)을 갖도록 배열한다.As shown in Fig. 3, the electrode arrays of the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 in one pixel are arranged to have a + angle (+ θ) and an initial alignment direction which is the same direction as the rubbing direction of the liquid crystal. In adjacent pixels, the electrode array is arranged to have an initial orientation direction and a -angle (-θ).

그러므로 전극이 굽어지는 밴딩 에지부가 형성되지 않는다. 따라서 대향 전극(10)과 화소 전극(20)에 의해 전기장의 실선의 화살표 방향으로 형성되어, 주입되는 액정의 분자가 최초 러빙 방향과 같은 방향에서 각 +, 또는 - 방향으로 회전하여 정상적으로 액정 분자가 트위스트 될 수 있도록 하여, 전극의 굽은 부분에 의해 정상적이 트위스트 동작이 이루어지지 않아 검은 상태로 표시되는 영역을 제거할 수 있다.Therefore, no bending edge portion in which the electrode is bent is formed. Therefore, the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 are formed in the direction of the solid line of the electric field, and the molecules of the injected liquid crystal rotate in the + or-direction in the same direction as the initial rubbing direction, so that the liquid crystal molecules are normally By being twisted, it is possible to remove a region displayed in a black state because a normal twist operation is not performed by the bent portion of the electrode.

또한 도4에 도시된 이 발명의 다른 실시예에서는, 러빙 방향과 같은 최초 액정 배향 방향과 대향 전극(10)과 화소 전극(20)의 전극 배열 방향을 90도 트위스트시켜 배열시킴으로써, 전극이 굽어지게 형성되는 밴딩 에지부의 형성을 제거하였다.Further, in another embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the electrode is bent by arranging the first liquid crystal alignment direction such as the rubbing direction and the electrode array direction of the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 by 90 degrees. The formation of the bending edge portion formed was eliminated.

그러므로 대향 전극(10)과 화소 전극(20) 사이에 정상적인 전기장이 형성되어 액정의 트위스트 동작이 정상적으로 이루어진다.Therefore, a normal electric field is formed between the counter electrode 10 and the pixel electrode 20 so that the twist operation of the liquid crystal is normally performed.

또한 도3과 도4에 도시된 것과 같은 배열로 전극이 형성될 경우, 화소내의 가장 자리 전극의 밖의 부분(B부분)을 최소화시킨다.Also, when the electrodes are formed in the arrangement as shown in Figs. 3 and 4, the outside portion (B portion) of the edge electrode in the pixel is minimized.

일반적으로 액정 초기 배향 방향과 전극 사이의 각이 커질수록 상기 B부분의 면적이 현저하게 커지게 되어, 개구부가 좁아지게 되는데 단위 화소의 가로, 세로 비가 1:3이기 때문에 도2와 같은 종래 기술은 더욱더 B부분의 면적이 커지게 된다. In general, as the angle between the liquid crystal initial alignment direction and the electrode increases, the area of the portion B becomes remarkably large, and the opening becomes narrow. However, the conventional technique as shown in FIG. The area of part B becomes larger.

특히, 도4와 같은 구조로 전극을 배열하면 화소를 더욱 작은 영역으로 나누게 됨으로써 화소내의 가장 자리 전극부 밖의 부분(B부분)의 면적을 종래의 면적보다 감소시킬 수 있으므로, 대향 전극(10)과 화소 전극(20) 사이의 자기장 형성이 정상적으로 이루어지지 않아 액정의 트위스트 동작에 영향을 미치는 면적을 감소시킬 수 있다.In particular, when the electrodes are arranged in the structure as shown in FIG. 4, the pixels are divided into smaller regions, so that the area of the portion (part B) outside the edge electrode portion in the pixel can be reduced than the conventional area, and thus the counter electrode 10 As the magnetic field is not normally formed between the pixel electrodes 20, the area affecting the twisting operation of the liquid crystal may be reduced.

전극 사이에 형성되는 전기장에 영향을 미치는 전극의 굽은 부분을 제거하여, 액정의 트위스트 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 하므로, 액정의 비정상적인 동작으로 인해 LCD 패널이 검게 표시되는 부분을 감소시킬 수 있다.By removing the bent portion of the electrode affecting the electric field formed between the electrodes, so that the twist operation of the liquid crystal can be performed normally, the portion where the LCD panel is displayed black due to abnormal operation of the liquid crystal can be reduced.

또한 액정의 트위스트시키기에 적당한 전기장이 형성되지 않는 화소내의 가장 자리 전극의 바깥 부분의 면적을 감소시킬 수 있으므로, LCD 패널의 개구율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the area of the outer portion of the edge electrode in the pixel in which no electric field suitable for twisting the liquid crystal can be reduced, the aperture ratio of the LCD panel can be improved.

도1은 종래의 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이고,1 is an electrode array structure diagram in a conventional IPS mode,

도2는 종래의 다른 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이고,2 is a schematic diagram of electrode arrangement in another conventional IPS mode;

도3은 이 발명의 실시예에 따른 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이고,3 is an electrode array structure diagram in an IPS mode according to an embodiment of the present invention;

도4는 이 발명의 다른 실시예에 따른 IPS 모드에서의 전극 배열 구조도이다.4 is an electrode array structure diagram in an IPS mode according to another embodiment of the present invention.

Claims (2)

액정 표시 장치의 전극 배열 구조에 있어서,In the electrode array structure of the liquid crystal display device, 한 화소내에서 액정의 초기 배향 방향과 대향 전극 및 화소 전극이 이루는 각이 + 각을 갖도록 사선 형태로 대향 전극과 화소 전극을 배열하고;Arranging the counter electrode and the pixel electrode in an oblique form so that the angle between the initial alignment direction of the liquid crystal and the angle formed between the counter electrode and the pixel electrode in one pixel has a + angle; 인접한 화소내에서, 액정의 초기 배향 방향과 대향 전극 및 화소 전극이 이루는 각이 - 각을 갖도록 사선 형태로 대향 전극과 화소 전극을 배열하는 것을 특징으로 하는 전극 배열 구조.An electrode array structure in which the opposite electrode and the pixel electrode are arranged in diagonal lines so that the angle between the initial alignment direction of the liquid crystal and the angle formed between the counter electrode and the pixel electrode in the adjacent pixels has an angle. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 액정의 러빙 방향은 한 방향으로 러빙되는 것을 특징으로 하는 전극 배열 구조.The rubbing direction of the liquid crystal is rubbed in one direction, the electrode array structure.
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