KR100599962B1 - Fringe field switching mode lcd device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투과율 및 개구율을 개선함과 동시에 응답속도 및 시야각 특성을 개선할 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 단위 화소 공간이 한정되었으며, 소정 거리를 두고 대향하는 상하부 기판; 상기 상하부 기판 사이에 개재되며, 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 하부 기판의 단위 화소 공간에 각각 형성되며, 공통 신호를 인가받는 카운터 전극; 상기 카운터 전극과 각각 오버랩되도록 하부 기판의 단위 화소 공간에 형성되며, 상기 카운터 전극 함께 대칭된 두 방향의 프린지 필드를 형성하는 화소 전극; 상기 하부 기판 외측면에 배치되는 제1 편광판 상기 상부 기판 외측면에 배치되는 제2 편광판; 상기 상부 기판 외측면에 배치되며, 소정의 편광축을 갖는 제1 편광판; 상기 하부 기판 외측면에 배치되며, 상기 편광축과 직교하는 흡수축을 갖는 제2 편광판; 상기 하부 기판 내측면 표면에 배치되는 제 1 수직 배향막; 및 상기 상부 기판 내측면 표면에 배치되는 제 2 수직 배향막을 포함하며, 상기 제 2 수직 배향막은 상기 대칭된 두 방향의 프린지 필드와 10 내지 90°를 이루는 러빙축을 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a fringe field driving liquid crystal display device which can improve response rate and viewing angle characteristics while improving transmittance and aperture ratio. The present invention has a unit pixel space defined, the upper and lower substrates facing each other at a predetermined distance; A liquid crystal layer interposed between the upper and lower substrates and including several liquid crystal molecules; A counter electrode formed in each unit pixel space of the lower substrate and receiving a common signal; A pixel electrode formed in a unit pixel space of a lower substrate so as to overlap with the counter electrode, and forming fringe fields in two directions symmetrical with the counter electrode; A first polarizer disposed on the outer surface of the lower substrate a second polarizer disposed on the outer surface of the upper substrate; A first polarizer disposed on an outer surface of the upper substrate and having a predetermined polarization axis; A second polarizer disposed on an outer surface of the lower substrate and having an absorption axis orthogonal to the polarization axis; A first vertical alignment layer disposed on an inner surface of the lower substrate; And a second vertical alignment layer disposed on an inner surface of the upper substrate, wherein the second vertical alignment layer has a rubbing axis that forms 10 to 90 ° with the fringe fields in two symmetrical directions.
Description
도 1은 일반적인 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 평면도.1 is a plan view of a typical fringe field driving liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 평면도.2 is a plan view of a fringe field driving liquid crystal display for explaining an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 일실시예에 적용되는 편광축 및 러빙축을 보여주는 도면.3 is a view illustrating a polarization axis and a rubbing axis applied to the exemplary embodiment of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 평면도.4 is a plan view of a fringe field driving liquid crystal display for explaining another embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 실시예에 적용되는 편광축 및 러빙축을 보여주는 도면.5 is a view illustrating a polarization axis and a rubbing axis applied to the embodiment of FIG. 4.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10 - 하부 기판 11 - 게이트 버스 라인10-bottom substrate 11-gate bus line
13 - 데이타 버스 라인 15 - 카운터 전극13-data bus line 15-counter electrode
16 - 공통 전극선 17 - 화소 전극
P1 - 제1 편광판의 평광축 P2 - 제2 편광판의 평광축
x - 게이트 버스 라인 y - 데이타 버스 라인
r,r' - 제2 수직 배향막의 러빙축16-common electrode line 17-pixel electrode
P1-flat axis of first polarizer P2-flat axis of second polarizer
x-gate bus line y-data bus line
r, r '-rubbing axis of second vertical alignment layer
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 응답 특성 및 시야각을 확보하면서, 고투과율 및 고개구율을 확보할 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 일반적인 IPS 모드 액정 표시 장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여 제안된 것으로, 이에 대하여는 대한민국 특허출원 제98-9243호로 출원되었다.In general, a fringe field driving liquid crystal display is proposed to improve a low aperture ratio and transmittance of a general IPS mode liquid crystal display, and has been filed in Korean Patent Application No. 98-9243.
이러한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 카운터 전극과 화소 전극을 투명 전도체로 형성하면서, 카운터 전극과 화소 전극과의 간격을 상하 기판 사이의 간격보다 좁게 형성하여, 카운터 전극과 화소 전극 상부에 프린지 필드(fringe field)가 형성되도록 한다.In the fringe field driving liquid crystal display, the counter electrode and the pixel electrode are formed of a transparent conductor, and the gap between the counter electrode and the pixel electrode is formed to be narrower than the gap between the upper and lower substrates, and the fringe field is formed on the counter electrode and the pixel electrode. field).
이러한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치가 도 1에 도시되어 있다. Such a fringe field driving liquid crystal display is shown in FIG. 1.
도면을 참조하여, 하부 기판(1) 상에는 게이트 버스 라인(2) 및 데이타 버스 라인(4)이 교차,배열되어, 단위 화소를 한정한다. 게이트 버스 라인(2)과 데이타 버스 라인(4)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된다. Referring to the drawing, the gate bus line 2 and the
카운터 전극(5)은 투명한 도전체로서, 단위 화소별로 형성되고, 사각 플레이트 형상으로 형성된다. 이러한 카운터 전극(5)은 공통 전극선(7)과 콘택되어, 지속적으로 공통 신호를 인가받는다. 공통 전극선(7)은 게이트 버스 라인(2)과 평행하면서 카운터 전극(5)의 소정 부분과 콘택되는 제 1 부분(7a)과, 제 1 부분(7a)으로 부터 데이타 버스 라인(4)과 평행하게 연장되면서 카운터 전극(5)과 데이타 버스 라인(4) 사이에 각각 배치되는 제 2 부분(7b)을 포함한다. 이때, 제 2 부분(7b)은 데이타 버스 라인(4)과는 절연된다. 또한, 공통 전극선(7)의 제 1 부분(7a)은 게이 트 버스 라인(2) 사이에 배치된다.The
화소 전극(9)은 카운터 전극(5)과 오버랩되도록, 단위 화소 공간 각각에 형성된다. 화소 전극(9)은 데이타 버스 라인(4)과 평행하면서 등간격으로 형성된 빗살부(9a)와, 빗살부(9a)들 간을 연결하는 바(9b)를 포함한다. 이때, 바(9b)는 빗살부 (9a)의 양 단부간을 연결할 수 있도록 한 쌍이 구비된다. 또한, 한 쌍의 바(9b)중 어느 하나는 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극과 소정 부분 콘택된다. 화소 전극(9)은 카운터 전극(5)과 마찬가지로, 투명 도전층으로 형성된다. 또한, 카운터 전극(5)과 화소 전극(9)은 게이트 절연막을 사이에 두고 절연되어 있다. The
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 하부 기판(1)과 대향하는 상부 기판은 화소 전극(9)과 카운터 전극(5)과의 거리보다 큰 폭으로 대향,대치된다. On the other hand, although not shown in the figure, the upper substrate facing the
아울러, 공통 전극선(7)의 제 2 부분(7b)은 데이타 버스 라인(4)와 화소 전극(9), 보다 구체적으로는 화소 전극(9)의 빗살부(9b) 사이에 배치되어, 광차폐 역할을 한다. In addition, the
하부 기판(1)의 내측면 표면 및 상부 기판(도시되지 않음)의 결과물 표면에는 수평 배향막(도시되지 않음)이 각각 형성되어 있고, 이때, 수평 배향막은 게이트 버스 라인(2)에 대하여 소정 각도를 이루는 러빙각을 갖는다. On the inner surface of the
이러한 구성을 갖는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 다음과 같이 동작한다. A fringe field drive liquid crystal display device having such a configuration operates as follows.
카운터 전극(5)과 화소 전극(9) 사이에 전계가 형성되면, 카운터 전극(5)과 화소 전극(9) 사이의 거리, 즉, 게이트 절연막의 두께 보다 상하부 기판 간의 거리가 크므로, 두 전극(5,9) 사이에 수직 성분을 포함하는 프린지 필드가 형성된다. 이 프린지 필드는 카운터 전극(5) 및 화소 전극(9) 상부에 전역에 미치게 되어, 전극 상부에 있는 액정 분자들은 모두 동작시킨다. 이에 따라, 고개구율 및 고투과율을 실현할 수 있다.When an electric field is formed between the
그러나, 상기한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 개구율 및 투과율 면에서는 매우 우수하지만, 배향막으로 수평 배향막을 사용하고 있어 응답 속도는 다소 느린편이다. 이에 따라, 동화상 화면으로 사용하는데는 어려움이 있다. However, although the fringe field drive liquid crystal display described above is very excellent in terms of aperture ratio and transmittance, the horizontal alignment film is used as the alignment film, so the response speed is rather slow. Accordingly, there is a difficulty in using it as a moving picture screen.
이에, 종래의 다른 방법으로는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 이러한 문제점을 보완하기 위하여, 프린지 필드 구동 모드에 수직 배향막을 적용하는 기술이 제안되었다. 그러면, 수직 배향막의 영향으로, 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 응답 속도는 개선되고, 전계가 형성되는 공간별로 두개의 도메인이 형성되므로, 좌우 방향으로 대칭된 시야각을 얻을 수 있다.Accordingly, in order to supplement the above problems of the fringe field driving liquid crystal display, another technique of applying a vertical alignment layer to the fringe field driving mode has been proposed. Then, the response speed of the fringe field driving liquid crystal display is improved by the influence of the vertical alignment layer, and two domains are formed for each space where the electric field is formed, thereby obtaining a viewing angle symmetrically in the left and right directions.
그러나, 상기한 수직 배향막을 사용하는 방법은, 응답 속도는 개선할 수 있었으나, 수직 배향막에는 방향성이 부여되어 있지 않으므로, 액정 분자들이 전계에 의하여 움직이는 방향이 일정하지 않아, 투과율이 부분적으로 상이하게 나타난다. 더욱이, 수직 배향막을 적용한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 화면의 좌우 방향에 대하여 이중 도메인이 형성되므로, 화면의 특정 부분 특히, 상하 방향에서는 시야각이 감소되는 문제점이 있다.However, in the method using the vertical alignment layer, the response speed can be improved, but since the direction is not imparted to the vertical alignment layer, the direction in which the liquid crystal molecules move by the electric field is not constant, so that the transmittance is partially different. . Furthermore, in the fringe field driving liquid crystal display device to which the vertical alignment layer is applied, a double domain is formed in the left and right directions of the screen, so that a viewing angle is reduced in a specific part of the screen, particularly in the vertical direction.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 투과율 및 개구율을 개선함과 동시에 응답속도 및 시야각 특성을 개선할 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a fringe field driving liquid crystal display device capable of improving the transmittance and aperture ratio, as well as improving response speed and viewing angle characteristics.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단위 화소 공간이 한정되었으며, 소정 거리를 두고 대향하는 상하부 기판; 상기 상하부 기판 사이에 개재되며, 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 하부 기판의 단위 화소 공간에 각각 형성되며, 공통 신호를 인가받는 카운터 전극; 상기 카운터 전극과 각각 오버랩되도록 하부 기판의 단위 화소 공간에 형성되며, 상기 카운터 전극 함께 대칭된 두 방향의 프린지 필드를 형성하는 화소 전극; 상기 하부 기판 외측면에 배치되는 제1 편광판 상기 상부 기판 외측면에 배치되는 제2 편광판; 상기 상부 기판 외측면에 배치되며, 소정의 편광축을 갖는 제1 편광판; 상기 하부 기판 외측면에 배치되며, 상기 편광축과 직교하는 흡수축을 갖는 제2 편광판; 상기 하부 기판 내측면 표면에 배치되는 제 1 수직 배향막; 및 상기 상부 기판 내측면 표면에 배치되는 제 2 수직 배향막을 포함하며, 상기 제 2 수직 배향막은 상기 대칭된 두 방향의 프린지 필드와 10 내지 90°를 이루는 러빙축을 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, according to an embodiment of the present invention, the unit pixel space is limited, the upper and lower substrates facing each other at a predetermined distance; A liquid crystal layer interposed between the upper and lower substrates and including several liquid crystal molecules; A counter electrode formed in each unit pixel space of the lower substrate and receiving a common signal; A pixel electrode formed in a unit pixel space of a lower substrate so as to overlap with the counter electrode, and forming fringe fields in two directions symmetrical with the counter electrode; A first polarizer disposed on the outer surface of the lower substrate a second polarizer disposed on the outer surface of the upper substrate; A first polarizer disposed on an outer surface of the upper substrate and having a predetermined polarization axis; A second polarizer disposed on an outer surface of the lower substrate and having an absorption axis orthogonal to the polarization axis; A first vertical alignment layer disposed on an inner surface of the lower substrate; And a second vertical alignment layer disposed on an inner surface of the upper substrate, wherein the second vertical alignment layer has a rubbing axis that forms 10 to 90 ° with the fringe fields in two symmetrical directions.
더욱 바람직하게, 상기 제 2 수직 배향막은 상기 대칭된 두 방향의 프린지 필드와 20 내지 60°를 이루는 러빙축을 갖는다. More preferably, the second vertical alignment layer has a rubbing axis of 20 to 60 ° with the fringe fields in the two symmetrical directions.
또한, 상기 액정 분자의 유전율 이방성은 음 또는 양일 수 있고, 유전율 이방성의 절대치는 3 내지 15임이 바람직하고, 액정층의 위상 지연값은 0.1 내지 0.8㎛인 것이 바람직하다.In addition, the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules may be negative or positive, the absolute value of the dielectric anisotropy is preferably 3 to 15, the phase retardation value of the liquid crystal layer is preferably 0.1 to 0.8㎛.
상기 상부 기판과 제2 편광판 사이에는 상기 액정층의 위상 지연값과 반대인 위상을 갖는 위상 보상판이 추가로 구비된다. 여기서, 위상 보상판의 위상 지연값은 상기 액정층의 위상 지연값과 동일한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제2 편광판의 편광축은 상기 제 2 수직 배향막의 러빙축과 평행하는 것을 특징으로 한다.A phase compensating plate having a phase opposite to a phase delay value of the liquid crystal layer is further provided between the upper substrate and the second polarizing plate. Here, the phase delay value of the phase compensation plate is the same as the phase delay value of the liquid crystal layer. The polarization axis of the second polarizing plate may be parallel to the rubbing axis of the second vertical alignment layer.
본 발명에 의하면, 단위 화소내에 대칭된 두 방향의 프린지 필드를 형성하면서, 기판의 내측부에 각각 수직 배향막을 형성한다. 아울러, 상부 기판쪽의 수직 배향막은 두 방향의 프린지 필드와 10 내지 90°를 이룰 수 있는 방향의 러빙축을 갖는다. According to the present invention, vertical alignment films are formed on the inner side of the substrate while forming fringe fields in two directions symmetrically in the unit pixels. In addition, the vertical alignment layer toward the upper substrate has a fringe field in two directions and a rubbing axis in a direction capable of forming 10 to 90 °.
이에 따라, 화소 전극에 전압 인가시, 액정 분자들이 4중 도메인을 이루면서 일정한 방향으로 틀어지게 되므로, 단위 화소의 전 영역에서 높고, 고른 투과율을 나타내고, 시야각 특성또한 우수해진다. Accordingly, when a voltage is applied to the pixel electrode, the liquid crystal molecules are deviated in a constant direction while forming a quadruple domain, and thus have high, even transmittance and excellent viewing angle characteristics in all regions of the unit pixel.
(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 2는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 일실시예에 적용되는 편광축 및 러빙축을 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 5는 도 4의 실시예에 적용되는 편광축 및 러빙축을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a plan view of a fringe field driving liquid crystal display for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a polarization axis and a rubbing axis applied to the embodiment of FIG. 2. 4 is a plan view of a fringe field driving liquid crystal display for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view illustrating a polarization axis and a rubbing axis applied to the embodiment of FIG. 4.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 설명한다. First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2를 참조하여, 하부 기판(10) 상부에는 다수개의 게이트 버스 라인(11)이 x축 방향으로 연장되고, 다수개의 데이타 버스 라인(13)은 x축 방향과 실질적으로 수직인 y축 방향으로 연장되어, 매트릭스 형태의 단위 화소를 한정한다. Referring to FIG. 2, a plurality of
게이트 버스 라인(11)과 데이타 버스 라인(13) 사이에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 개재되어 있어 두 라인사이를 절연시킨다. 즉, 하부 기판(10)의 표면에는 게이트 버스 라인(11)이 배치되어 있고, 그 상부에 게이트 절연막이 피복되어 있으며, 게이트 절연막 상부에 데이타 버스 라인(13)이 배치된다. A gate insulating film (not shown) is interposed between the
게이트 버스 라인(11)과 데이타 버스 라인(13)으로 둘러싸여진 단위 화소내에는 카운터 전극(15)이 배치된다. 카운터 전극(15)은 단위 화소를 축소시킨 플레이트 형태를 갖는다. 아울러, 카운터 전극(15)은 투명 도전층, 예를 들어, ITO층으로 형성된다. 이때, 카운터 전극(15)은 종래와 동일하게, 게이트 버스 라인(11)과 평행하게 배치되면서 카운터 전극(15)과 데이타 버스 라인(15) 사이로 연장되는 부분을 포함하는 공통 전극선(16)과 콘택되어, 공통 신호를 인가받는다. 공통 전극선(16)은 불투명 금속막으로 형성된다.The
화소 전극(17) 역시 단위 화소에 형성되며 투명 도전층, 예를 들어, ITO층으로 된다. 화소 전극(17)은 카운터 전극(15)의 2분의 1 영역에 형성되고 데이타 버스 라인과 평행한 수개의 세로 브렌치(17a)와, 세로 브렌치(17a)와 전기적으로 연결되며 카운터 전극(15)의 나머지 영역에 형성되고 게이트 버스 라인과 평행한 수개의 가로 브렌치(17d)를 포함한다. 또한, 화소 전극(17)은 세로 브렌치(12a)의 일측단부들을 연결하는 제 1 브렌치(17b)와 세로 브렌치(12a)의 타측단부들은 연결하는 제 2 브렌치(17c) 및 제 1 브렌치(17b)와 제 2 브렌치(17b) 및 가로 브렌치(17d)의 일측단을 연결하는 제 3 브렌치(17e)를 포함한다. 여기서, 세로 및 가로 브렌치(17a,17d)는 등간격으로 이격되면서, 노출되는 카운터 전극(15)과의 사이에 발생되는 필드에 의하여 전극 상부의 액정 분자가 모두 동작될 수 있을 정도의 폭을 갖는다. 제 1 및 제 2 브렌치(17b,17c)는 가로 브렌치(17d)와 평행하고, 제 3 브렌치(17e)는 세로 브렌치(17a)와 평행한다. 아울러, 제 1 및 제 2 브렌치(17b,17c)는 가로 브렌치(17d)의 폭보다 클 수 있다. The
여기서, 카운터 전극(15)과 화소 전극(17) 사이에는 게이트 절연막이 개재되어, 이들 둘 사이를 절연시킨다. Here, a gate insulating film is interposed between the
게이트 버스 라인(11)과 데이타 버스 라인(13)의 교차점 부근에는 데이타 버스 라인(13)의 신호를 화소 전극(17)으로 스위칭하는 박막 트랜지스터(TFT)가 포함된다. 이 박막 트랜지스터(TFT)는 화소 전극(17)의 가로 브렌치(17d)와 콘택된다. In the vicinity of the intersection of the
이와 같은 하부 기판(10) 상부에는 소정 거리를 두고 상부 기판(도시되지 않음)이 배치된다. 이때, 상하부 기판간의 거리를 셀갭이라고 하며, 셀갭은 화소 전극의 가로 또는 세로 브렌치(17d,17a)와 카운터 전극(15) 사이의 거리(본 실시예의 경우, 게이트 절연막의 두께)보다는 크다. 상부 기판의 일 표면에는 컬러 필터(도시되지 않음)가 형성된다. The upper substrate (not shown) is disposed above the
하부 기판(10)과 상부 기판 사이에는 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층(도시되지 않음)이 개재된다. 여기서, 액정 분자는 유전율 이방성이 음 또는 양을 가질 수 있고, 음인 경우 -15 내지 -3 정도, 양인 경우 3 내지 15 정도의 유전율 이방성을 갖는다. 또한, 최적화된 화질을 얻기 위하여, 위상 지연값 즉, 셀갭과 액 정 분자의 굴절율 이방성의 곱(dΔn)은 0.1 내지 0.8㎛정도가 되도록 한다. A liquid crystal layer (not shown) including several liquid crystal molecules is interposed between the
하부 기판(10)과 액정층(도시되지 않음) 사이 및 상부 기판(도시되지 않음)과 액정층(도시되지 않음) 사이에는 제 1 및 제 2 수직 배향막(도시되지 않음)이 형성된다. 이때, 하부 기판(10)에 형성되는 제 1 수직 배향막은 러빙이 되지 않는다. 한편, 상부 기판에 형성되는 제 2 수직 배향막은 실질적으로 전계와 약 10 내지 80°, 더욱 바람직하는 20 내지 60°를 이루는 방향으로 러빙된다. 여기서, 도 3의 r은 제 2 수직 배향막의 러빙축을 나타낸다. First and second vertical alignment layers (not shown) are formed between the
그후, 하부 기판(10)의 외측면에는 소정의 편광축(P1)을 갖는 제1 편광판(도시되지 않음)가 부착되고, 상부 기판의 외측면에는 제1 편광판의 편광축(P1)과 수직을 이루는 편광축(P2)을 갖는 제2 편광판(도시되지 않음)이 부착된다. 이때, 제2 편광판은 편광축(P2)이 제 2 수직 배향막의 러빙축(r)과 평행하도록 부착되어, 도면의x 방향 즉, 게이트 버스 라인(11)과 약 10 내지 80°, 더욱 바람직하는20 내지 60°를 이룬다. 또한, 완전한 다크를 실현하기 위하여, 상부 기판과 제2 편광판 사이에는 액정층의 위상 지연값과 절대값은 같으며 위상이 반대인 위상 보상판(도시되지 않음)을 개재할 수 있다.Thereafter, a first polarizing plate (not shown) having a predetermined polarization axis P1 is attached to the outer surface of the
이하 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the liquid crystal display according to the present embodiment will be described.
먼저, 게이트 버스 라인(11)이 선택되지 않으면, 화소 전극(17)에 화상 신호가 인가되지 않아, 카운터 전극(15)과 화소 전극(17) 사이에 전계가 형성되지 않는다. 그러면, 제1 편광판을 통과하여 직선 편광된 광은 액정층을 지나면서 진행 방향이 바뀌지 않는다. 즉, 액정내 분자들(도시되지 않음)의 장축은 기판과 수직을 이루도록 배열되므로, 직선된 광은 진행 방향이 바뀌지 않는다. 따라서, 광은 편광판(45)를 통과하여 못하여, 화면은 다크 상태가 된다. 이때, 위상 보상판이 개재되어 있으므로, 완전한 다크를 실현할 수 있다. First, if the
한편, 게이트 버스 라인(11)에 주사 신호가 인가되고, 데이타 버스 라인(13)에 화상 신호가 인가되면, 게이트 버스 라인(11)과 데이타 버스 라인(13)의 교차점 부근에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT)가 턴온되어, 화상 신호가 화소 전극(17)에 전달된다. 이때, 카운터 전극(15)에는 화상 신호와 소정의 전압차를 갖는 공통 신호가 계속적으로 인가되고 있는 상태이므로, 카운터 전극(15)과 화소 전극(17) 사이에 필드가 형성된다. 이때, 화소 전극의 브렌치들이 매우 미세하고, 카운터 전극과 화소 전극의 간격이 셀갭보다 적으므로, 상기 전극 상부에도 전계가 충분히 미치는 프린지 필드가 형성된다.On the other hand, when a scan signal is applied to the
여기서, 이러한 프린지 필드가 형성되는 부분은 노출된 카운터 전극(15)과 세로 브렌치(17a) 및 노출된 카운터 전극(15)과 가로 브렌치(17d) 사이이고, 일반적인 필드는 전극의 법선 형태로 형성되므로, 세로 브렌치(17a)가 형성되는 부분에는 게이트 버스 라인과 평행한 가로 방향의 프린지 필드가 형성되고, 가로 브렌치(17d)가 형성되는 부분에는 데이타 버스 버스 라인과 평행한 세로 방향의 프린지 필드가 형성된다. 이에 따라, 기판 표면에 대하여 장축이 수직으로 배열되어 있으면서 러빙 방향을 따라 배열되었던 액정 분자들은 가로 및 세로 전계 방향으로 틀어진다. 따라서, 하나의 단위 화소내에는 대칭되는 두 방향의 전계가 형성되어 2개의 도메인을 형성함과 더불어, 수직 배향막을 사용하였으므로, 한 방향의 전계에 다시 2개의 도메인이 형성된다. 따라서, 단위 화소내에는 4개의 도메인이 형성된다. 따라서, 시야각 특성이 크게 개선된다. 아울러, 제 2 수직 배향막이 소정 방향으로 러빙되어 있음에 따라, 액정 분자들이 일정한 방향성을 가지면서, 두 방향으로 틀어지게 되어, 높고 균일한 투과율을 얻을 수 있다. 즉, 종래에는 수직 배향막에 어떠한 러빙처리를 하지 않으므로써, 랜덤한 방향으로 틀어지므로, 부분적으로 투과율이 상이하였다. 하지만, 본 발명에서는 액정 분자들이 방향성을 가진 상태에서 두 방향으로 틀어지므로, 단위 화소의 전 부분에서 균일한 투과율을 갖게된다. 또한, 수직 배향막을 사용하였으므로, 수평 배향막을 사용하는 경우보다 응답 특성이 개선된다. Here, the part where the fringe field is formed is between the exposed
도 4 및 도 5을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.4 and 5, another embodiment of the present invention will be described.
이때, 본 발명의 다른 실시예는 상기 일 실시예와 화소 전극, 제 2 수직 배향막, 제1 편광판 및 제2 편광판을 제외한 전 부분이 동일한 구성을 가지므로, 동일한 부분에 대하여는 중복 설명을 배제하면서 동일 부호를 부여한다.In this case, the other embodiment of the present invention has the same configuration as the above embodiment except for the pixel electrode, the second vertical alignment layer, the first polarizing plate, and the second polarizing plate, and thus, the same parts are excluded without overlapping descriptions. Give a sign.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 화소 전극(27)은 상기 실시예와 마찬가지로 ITO층으로 형성되고, 카운터 전극(15)과 오버랩되도록 형성된다. 화소 전극(27)은 카운터 전극의 일측 가장자리에 데이타 버스 라인과 평행하게 형성되는 제 1 바(27a)와, 제 1 바(27a)로 부터 카운터 전극(15)의 공간을 이분하도록 게이트 버스 라인(11)과 평행하게 연장되는 제 2 바(27b)를 포함한다. 제 2 바(27b)를 기준으로 상, 하부에는 제 1 및 제 2 바(27a,27b)로 부터 분기되며 사선 형태를 갖는 다수개의 제 3 및 제 4 바(27c,27d)가 형성된다. 이때, 실질적인 전계는 사선형태의 제 3 및 제 4 바(27c,27d)와, 제 3 바(27c) 사이 및 제 4 바(27d) 사이의 카운터 전극(15) 사이에서 형성된다. That is, as shown in FIG. 4, the
한편, 제 2 수직 배향막은 실질적으로 전계와 소정 각도, 바람직하게는, 10 내지 90°, 더욱 바람직하게는 20 내지 60°를 갖도록 러빙된다. 여기서, 제 2 수직 배향막의 러빙축은 r'로 나타내며, 본 실시예에서는, 예를 들어, 데이타 버스 라인(13)과 평행하게 형성된다. 이에 따라, 제2 편광판은 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 수직 배향막의 러빙축(r')과 편광축(P2)이 평행하도록 배치되고, 제1 편광판은 평광축(P1)이 제2 편광판의 편광축(P2)과 수직이 되도록 부착된다. On the other hand, the second vertical alignment layer is rubbing to have substantially an electric field and a predetermined angle, preferably, 10 to 90 degrees, more preferably 20 to 60 degrees. Here, the rubbing axis of the second vertical alignment film is represented by r ', and is formed in parallel with the
이와 같은 액정 표시 장치는, 전계가 인가되기 전에는 상기 일실시예와 동일하게 완전한 다크를 띤다.Such a liquid crystal display device is completely dark as in the above embodiment before the electric field is applied.
한편, 화소 전극(27)에 전압이 인가되면, 단위 화소내에는 사선 형태의 제 3 및 제 4 바(27c,27d)에 의하여, 대칭된 두 방향의 사선형 프린지 필드가 형성된다. 이에 따라, 기판 표면에 대하여 장축이 수직으로 배열되어 있으면서 러빙 방향을 따라 배열되었던 액정 분자들은 대칭된 두 방향의 사선형 프린지 필드의 형태로 틀어진다. 따라서, 하나의 단위 화소내에는 대칭되는 두 방향의 전계가 형성되어 2개의 도메인을 형성함과 더불어, 수직 배향막을 사용하였으므로, 한 방향의 전계에 각각 2개의 도메인이 형성된다. 따라서, 단위 화소내에는 4개의 도메인이 형성되어 시야각 특성이 크게 개선된다. 아울러, 제 2 수직 배향막이 소정 방향으로 러빙되어 있음에 따라, 액정 분자들이 일정한 방향성을 가지면서 두 방향으로 틀어지게 되어, 높고 균일한 투과율을 얻을 수 있다. On the other hand, when a voltage is applied to the
본 실시예에서는 카운터 전극을 플레이트 형태로 형성하였지만, 이에 국한하지 않고, 화소 전극과 대칭된 두 방향의 프린지 필드를 형성할 수 있도록 빗살 형태로 형성할 수도 있다. In the present exemplary embodiment, the counter electrode is formed in the form of a plate. However, the counter electrode is not limited thereto and may be formed in the form of a comb teeth so as to form a fringe field in two directions symmetric with the pixel electrode.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 단위 화소내에 대칭된 두 방향의 프린지 필드를 형성하면서, 기판의 내측부에 각각 수직 배향막을 형성한다. 아울러, 상부 기판쪽의 수직 배향막은 두 방향의 프린지 필드와 10 내지 90°를 이룰 수 있는 방향의 러빙축을 갖는다. As described in detail above, according to the present invention, vertical alignment films are formed on the inner side of the substrate while forming fringe fields in two directions symmetrically in the unit pixels. In addition, the vertical alignment layer toward the upper substrate has a fringe field in two directions and a rubbing axis in a direction capable of forming 10 to 90 °.
이에 따라, 화소 전극에 전압 인가시, 액정 분자들이 4중 도메인을 이루면서 일정한 방향으로 틀어지게 되므로, 단위 화소의 전 영역에서 높고, 고른 투과율을 나타내고, 시야각 특성또한 우수해진다. Accordingly, when a voltage is applied to the pixel electrode, the liquid crystal molecules are deviated in a constant direction while forming a quadruple domain, and thus have high, even transmittance and excellent viewing angle characteristics in all regions of the unit pixel.
또한, 수직 배향막을 아용하였으므로, 응답 속도가 크게 개선된다. In addition, since the vertical alignment film is used, the response speed is greatly improved.
아울러, 위상 보상판이 개재되어 있으므로, 완전한 다크를 실현할 수 있어, 콘트라스트 비도 크게 개선된다. In addition, since the phase compensation plate is interposed, complete dark can be realized, and the contrast ratio is also greatly improved.
또한, 종래의 수평 배향막을 사용하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치보다 한번의 러빙 공정을 줄일 수 있다. In addition, one rubbing process can be reduced compared to a fringe field driving liquid crystal display using a conventional horizontal alignment layer.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시 할 수 있다. In addition, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.
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