KR100756791B1 - Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치 - Google Patents

Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100756791B1
KR100756791B1 KR1020060072779A KR20060072779A KR100756791B1 KR 100756791 B1 KR100756791 B1 KR 100756791B1 KR 1020060072779 A KR1020060072779 A KR 1020060072779A KR 20060072779 A KR20060072779 A KR 20060072779A KR 100756791 B1 KR100756791 B1 KR 100756791B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
phase delay
crystal layer
lower substrate
upper substrate
Prior art date
Application number
KR1020060072779A
Other languages
English (en)
Inventor
김희철
이승민
Original Assignee
비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 filed Critical 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority to KR1020060072779A priority Critical patent/KR100756791B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100756791B1 publication Critical patent/KR100756791B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134372—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for fringe field switching [FFS] where the common electrode is not patterned

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 FFS-VA 모드 액정표시장치를 개시하며, 개시된 본 발명의 FFS-VA 모드 액정표시장치는, 플레이트 형상의 상대전극 및 슬릿패턴을 갖는 형상의 화소전극이 프린지 필드를 형성하도록 구비된 하부기판과, 상기 하부기판과 대향 배치되고 외측면에 λ/4 위상지연필름이 구비된 상부기판과, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층과, 상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막과, 상기 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 편광판을 포함하며, 상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하며, 상기 상대전극은 불투명 금속으로 이루어져 반사형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＦＦＳ-ＶＡ 모드 액정표시장치{FFS-VA MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치의 구동 특성을 설명하기 위한 분해 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 하부기판 110 : 상대전극
120 : 절연막 130 : 화소전극
140 : 제1 수직 배향막 200 : 상부기판
210 : λ/4 위상지연필름 240 : 제2 수직 배향막
250 : 편광판 300 : 액정층
310 : 액정분자
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 프린지 필드 스위칭 수직 배향 모드 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 CRT(Cathode-ray tube)를 대신하여 개발되어져 왔으며, 최근들어, CRT에 필적할만한 표시화면의 고화질화, 대형화 및 컬러화 등을 실현하였기 때문에 노트북 PC 및 모니터 시장에서 크게 각광 받고 있고, 향후 TV 시장도 잠식할 것으로 예상되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 투명한 상하부기판 사이에 액정층이 개재되고 각 기판의 내측면에는 배향막이, 외측면에는 편광판이 부착된 구조를 가지며, 각 기판에 구비된 전극에 입력한 전기신호에 따라 액정을 움직이게 하여 편광판을 지난 빛의 편광방향, 투과 및 차단을 제어하여 소정의 화상을 표시한다.
이러한 액정표시장치는 광원으로 백라이트(backlight)를 이용하는 것이 일반적인데, 백라이트를 장착한 투과형 액정표시장치는 필연적으로 소비전력 증가라는 문제를 갖는다. 따라서, 소비전력의 문제를 해결코자 백라이트를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치가 제안되었다.
반사형 액정표시장치는 백라이트가 필요치 않으므로 소비전력이 감소할 뿐 아니라, 경량화 및 소형화를 기할 수 있는 장점이 있기 때문에 휴대용 표시장치에 유용하며, 휴대 전화와 휴대 기기의 시장이 넓어짐에 따라 그 수요가 점차 증가되고 있다.
이러한 반사형 액정표시장치는 하부기판에 반사판이 구비되며, 외부광의 빛이 상부 편광판 및 액정층을 통과하여 반사판에서 반사가 이루어지도록 하는데, 액정분자들의 움직임을 제어하여 다시 외부로 나오는 빛의 양 및 명암을 조절함으로써 소정의 화상을 표시한다.
종래의 반사형 액정표시장치로는 주로 유전율 이방성이 양이고 꼬임 배향된 네마틱(nematic) 액정분자를 사용하는 트위스트 네마틱(twisted nematic ; 이하, TN) 모드 액정표시장치가 이용된다. 상기 반사형 TN 모드 액정표시장치는 저소비전력이라는 특징을 갖고, 전자식 탁장 시계, 디지탈 시계 등의 비교적 소형 액정표시장치에 이용된다. 그러나, 상기 반사형 TN 모드 액정표시장치는 수직전계를 이용하기 때문에 시야각 특성이 매우 나쁘고, 콘트라스트비(contrast ratio)가 낮으며, 응답속도가 느리다는 고질적인 문제점을 갖는다.
이에, 최근에는 TN 모드의 좁은 시야각 문제 등을 개선하기 위해서 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching ; 이하, FFS) 모드가 제안되었으며, 상기 FFS 모드를 적용한 반사형 액정표시장치의 개발을 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.
FFS 모드는 액정분자들의 제어를 위한 전극들(화소전극 및 상대전극)을 모두 하부기판에 배치시킨 횡전계(In Plane Field) 모드이기 때문에 액정분자들의 움직임이 TN 모드 액정표시장치의 그것 보다 빠르고, 아울러, 상기 화소전극과 상대전극의 거리를 상하부기판간의 거리(cell gap : 셀갭) 보다 좁게하여 프린지 필드를 발생시키기 때문에 전극들 상부에 존재하는 액정분자들 모두가 동작한다. 그러므로, FFS 모드 액정표시장치는 TN 모드 액정표시장치 보다 응답속도가 빠르고, 광시야각 및 고투과율(반사형인 경우 고반사율) 특성을 갖는다. 이때, 상기 FFS 모드 액정표시장치는 상하부기판 내측면 각각에 수평 배향막을 가지며, 액정층의 액정분자들은 기판들과 평행한 상태에서 횡전계에 의해 제어된다.
그러나, 상기 FFS 모드를 반사형 액정표시장치에 적용하는 것은 어려움이 있 는데, 이것은 상하부기판과 평행하게 배열된 액정분자들로 인해 액정층이 원치 않는 위상지연효과를 나타내기 때문이다.
보다 자세하게 설명하면, 반사형 액정표시장치에서는 일반적으로 빛의 위상지연을 유발시킬 수 있는 수단으로서 위상지연필름을 사용한다. 즉, λ/4 만큼의 위상지연효과를 나타내는 λ/4 위상지연필름을 편광판과 상부기판 사이에 개재시킴으로써 λ/4 만큼의 위상지연효과를 나타내는 액정과 함께 작용해서 편광판 → 위상지연필름 → 액정층 → 반사판 → 액정층 → 위상지연필름 → 편광판의 광경로를 갖게 하여 λ/1 만큼의 위상지연효과를 얻는다. 따라서, 전압을 인가하지 않는 오프(Off) 모드일 때, 화이트 상태를 나타낸다. 그리고, 전압을 인가하는 온(On) 모드일 때, 액정층의 위상지연효과인 λ/2가 제거되어 다크 상태가 된다.
그러나, FFS의 프린지필드 효과로 위상지연효과가 완전히 제거되지 않는다. 즉, 전압인가 시, 액정이 동일한 수직방향으로 제어되지 않는다. 따라서, 수평배향 및 수평 동작을 하는 액정표시장치 모드에서는 액정을 완전히 수직방향으로 제어하는 것이 불가능하다.
이러한 이유로, 종래의 FFS 모드에서의 기판들과 평행한 액정분자들을 갖는 액정층은 상기 광경로 중에 존재하는 또 다른 위상지연층의 역할을 하기 때문에 완전한 다크 상태의 구현이 불가능하다. 이러한 이유로 FFS 모드를 적용한 반사형 액정표시장치의 개발에 어려움을 겪고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으 로서, 액정층의 원치 않는 위상지연효과로 인한 완전한 다크 상태 구현의 어려움을 해결할 수 있는 새로운 구조의 FFS 모드 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 프린지 필드를 형성하도록 상대전극과 화소전극이 구비된 하부기판; 상기 하부기판과 대향 배치되고 외측면에 λ/4 위상지연필름이 구비된 상부기판; 상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층; 상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막; 및 상기 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 편광판;을 포함하며, 상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 하부기판의 상대전극 및 화소전극 각각은 플레이트 형상 및 슬릿패턴을 갖는 형상으로 구비된다.
상기 상대전극은 불투명 금속으로 이루어지는 것에 의해 반사판의 역할을 겸하여 반사형으로 구동되도록 기능한다.
상기 하부기판의 상대전극과 화소전극은 각각 투명 금속과 불투명 금속으로 이루어지는 것에 의해 상기 화소전극이 반사판의 역할을 겸하여 반투과형으로 구동되도록 기능한다.
상기 상대전극과 화소전극이 반투과형으로 구동하도록 기능하는 경우, 본 발명의 FFS-VA 모드 액정표시장치는 상기 하부기판의 외측면 상에 차례로 부착된 λ /4 위상지연필름과 편광판을 더 포함한다.
상기 하부기판과 상부기판은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치된다.
상기 λ/4 위상지연필름은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖는다.
상기 액정층은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖는다.
상기 액정층은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 갖는 액정분자들로 구성된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 플레이트 형상의 상대전극 및 슬릿패턴을 갖는 형상의 화소전극이 프린지 필드를 형성하도록 구비된 하부기판; 상기 하부기판과 대향 배치되고 외측면에 λ/4 위상지연필름이 구비된 상부기판; 상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층; 상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막; 및 상기 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 편광판;을 포함하며, 상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하며, 상기 상대전극은 불투명 금속으로 이루어져 반사형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 화소전극은 투명 금속 또는 반사판의 역할을 겸하도록 불투명 금속으로 이루어진다.
상기 하부기판과 상부기판은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치된다.
상기 λ/4 위상지연필름은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖는다.
상기 액정층은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖는다.
상기 액정층은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 갖는 액정분자들로 구성된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 투명 금속으로 이루어지면서 플레이트 형상을 갖는 상대전극과 불투명 금속으로 이루어지면서 슬릿패턴을 갖는 형상의 화소전극이 프린지 필드를 형성하도록 구비된 하부기판; 상기 하부기판과 대향 배치된 상부기판; 상기 하부기판의 외측면 상에 배치된 제1 λ/4 위상지연필름; 상기 상부기판의 외측면에 상에 배치된 제2 λ/4 위상지연필름; 상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층; 상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막; 상기 제1 λ/4 위상지연필름을 포함한 하부기판의 외측면에 부착된 제1편광판; 및 상기 제2 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 제2편광판;을 포함하며, 상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하며, 상기 화소전극은 반사판의 역할을 겸하여 반투과형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 하부기판과 상부기판은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치된다.
상기 제1 및 제2 λ/4 위상지연필름은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖는다.
상기 액정층은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖는다.
상기 액정층은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 갖는 액정분자들로 구성된다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 기술적 원리를 간략히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 다크 상태 구현시 액정층의 위상지연효과를 없애기 위해 액정층을 구성하는 액정분자들을 수직배향(Vertical Align ; VA)시킨 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치를 제안한다. 즉, 상하부 배향막을 모두 수직 배향막으로 구성하여 전압 미인가시 액정층의 액정분자들이 수직배향되도록 하여 액정층 내에서 빛의 위상지연이 유발되지 않도록 한다.
이 경우, 액정층에 의한 원치 않는 위상지연효과가 없기 때문에 보다 완전한 다크 상태를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치에서 전극들(상대전극 및 화소전극)에 전압이 인가되는 경우에는 액정분자의 움직임에 의해 λ/4의 위상지연이 유발하도록 하여 화이트(white) 상태가 구현되도록 한다.
자세하게, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치를 도시한 도면으로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치는 내측면에 플레이트 형상의 상대전극(110)과 슬릿패턴을 갖는 형상의 화소전극(130)이 절연막(120)의 개재하에 차례로 형성되어 프린지 필드가 형성되는 하부기판(100)과, 상기 하부기판(100)과 대향 배치되고 외측면에 λ/4 위상지연필름(210)이 구비된 상 부기판(200)과, 상기 하부기판(100)과 상부기판(100) 사이에 개재되고, 다수의 액정분자(310)들로 구성된 액정층(300)과, 상기 하부기판(100)과 액정층(300) 사이 및 상부기판(200)과 액정층(300) 사이 각각에 개재된 제1 및 제2 수직 배향막(140, 240)과, 상기 상부기판(200)의 외측면에 부착된 편광판(250)으로 구성된다.
여기서, 상기 상대전극(110)은 반사판의 역할을 겸하도록 불투명 금속으로 이루어지고, 상기 화소전극(130)은 투명 금속으로 이루어지거나 반사판의 역할을 겸하도록 불투명 금속으로 이루어진다.
그리고, 상기 하부기판(100)과 상부기판(200)은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치되며, 상기 액정층(300)은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖고 액정분자에 회전 특성을 부여하는 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 더 포함한다. 이에, 상기 액정분자(310)들은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 가지며, 바람직한 위상지연 특성 및 구동 특성을 나타낸다.
한편, 상기 λ/4 위상지연필름(210)은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖는다.
이하에서는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 본 발명의 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치의 구동원리를 설명하도록 한다.
도 2a는 다크 상태 구현을 위해 상기 상대전극(110)과 화소전극(130)에 전압이 인가되지 않은 경우이고, 도 2b는 화이트 상태 구현을 위해 상기 상대전극(110)과 화소전극(130)에 전압을 인가한 경우이다.
도 2a를 참조하면, 상대전극(110)과 화소전극(130)에 전압이 인가되지 않은 경우, 외부에서 입사된 빛은 편광판(250)을 통과하면서 선편광되고, λ/4 위상지연 필름(210)을 통과하면서 원편광되고, 수직배향된 액정층(300)을 위상 변화 없이 통과하여, 하부기판(100)의 상대전극(110) 등에서 반사된 후, 다시 수직배향된 액정층(300)을 위상 변화 없이 통과하여, λ/4 위상지연필름(210)을 통과하면서 선편광되어, 결과적으로 최초 편광판(250)을 통과한 후와 비교해 λ/2 만큼의 위상이 변화되므로 편광판(250)을 통과할 수 없게 된다. 이에, 다크 상태가 구현된다.
이와 같이, 본 발명의 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치는 액정층(300)의 액정분자(310)들이 제1 및 제2 수직 배향막들(140, 240)에 의해 수직배향되어 있으므로 전압 미인가시 액정층(300)이 원치 않는 위상지연효과가 유발되지 않아 빛샘의 문제 없이 보다 완전한 다크 상태를 구현해낼 수 있다.
한편, 상대전극(110)과 화소전극(130)에 전압이 인가되는 경우에는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 카이랄 도펀트에 의해 회전 특성이 부여된 액정분자(310)들은 횡전계에 의해 비틀리면서 눕게 되는데, 상기 횡전계의 분포 밀도는 액정층(300)의 상단부로 갈수록 완화되므로 상단부로 갈수록 액정분자들은 수직한 방향성을 갖는다. 여기서, 도시된 액정분자(310)는 양의 유전율 이방성을 갖는 액정분자로서, 전계에 수직한 방향으로 배열된다. 이렇게 횡전계에 의해 비틀려 눕게된 액정분자(310)를 갖는 액정층(300)은 입사된 빛을 λ/4 만큼 위상지연시키도록 기능하게 된다.
그러므로, 상대전극(110)과 화소전극(130)에 전압이 인가되는 경우에는, 외부에서 입사된 빛은 편광판(250)을 통과하면서 선편광되고, λ/4 위상지연필름(210)을 통과하면서 원편광되고, 수직배향된 액정층(300)을 통과하면서 λ/4 만 큼 위상지연되고, 하부기판(100)의 상대전극(110) 등에서 반사된 후, 다시 수직배향된 액정층(300)을 통과하면서 λ/4 만큼 위상지연되고, λ/4 위상지연필름(210)을 통과하면서 선편광되어, 결과적으로 최초 편광판(250)을 통과한 후와 동일한 편광상태를 갖게되므로, 편광판(250)을 통해 모두 외부로 나가게 된다. 이에, 화이트 상태가 구현된다.
이와 같이, 본 발명은 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치에서는 하부기판 및 상부기판의 내측면 각각에 부착되는 배향막이 모두 수직배향막이므로 전압 미인가시 액정층의 액정분자들이 수직하게 배향돼, 상기 액정층에 의한 빛의 위상지연 현상이 유발되지 않아 보다 완전한 다크 상태의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명은 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치에서는 액정분자에 적절한 회전력을 부여하고 셀갭 및 굴절률이방성 특성을 최적화시켜 전압 인가시 액정층에 의해 빛이 λ/4 만큼 위상지연되도록 하여 화이트 상태를 구현한다.
그러므로, 본 발명의 방법을 따르면, FFS 모드의 광시야각, 고개구율 및 빠른 응답속도라는 장점들을 가지면서도, 다크 및 화이트 상태 모두를 용이하게 구현할 수 있게한 반사형 액정표시장치를 구현할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 방법은 반사형 액정표시장치 뿐만 아니라 반투과형 액정표시장치에도 적용될 수 있는데, 이 경우, 상기 하부기판의 상대전극과 화소전극은 각각 투명 금속과 불투명 금속으로 이루어지는 것에 의해 상기 화소전극이 반사판의 역할을 겸하여 반투과형으로 구동되도록 기능한다. 그리고, 상기 하부기판의 외측면에는 λ/4 위상지연필름과 편광판이 차례로 더 부착된 다.
이때, 상기 하부기판과 상부기판의 간격(셀갭), 위상지연필름들의 위상지연값, 액정층의 굴절률 이방성 및 액정분자들의 나선형 피치(helical pitch)는 각각 2∼5㎛, 100∼200㎚, 0.1∼0.2 및 5∼15㎛으로서, 전술한 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치의 그것과 동일하다.
이상, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 FFS 모드에서 액정분자들이 초기 수직배향을 갖도록 하고, 전압 인가시 액정분자들이 적절한 위상지연 효과를 나타내도록 셀갭, 굴절률 이방성 등의 조건을 최적화하여, 액정층이 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하도록 함으로써, 다크 및 화이트 상태 구현이 모두 용이한 반사형 FFS-VA 모드 액정표시장치를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법을 반투과형 FFS 모드 액정표시장치의 제조에 활용하면, 다시 말해, 상대전극 및 화소전극을 각각 투명 금속 및 불투명 금속으로 구성하여 화소전극이 반사판으로, 화소전극 사이의 상대전극 부분이 투과판으로 기능하도록 하면, 다크 및 화이트 상태 구현이 용이한 반투과형 FFS-VA 모드 액정표시장 치도 구현할 수 있다.

Claims (21)

  1. 프린지 필드를 형성하도록 상대전극과 화소전극이 구비된 하부기판;
    상기 하부기판과 대향 배치되고 외측면에 λ/4 위상지연필름이 구비된 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층;
    상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막; 및
    상기 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 편광판;을 포함하며,
    상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부기판의 상대전극 및 화소전극 각각은 플레이트 형상 및 슬릿패턴을 갖는 형상으로 구비된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상대전극은 불투명 금속으로 이루어지는 것에 의해 반사판의 역할을 겸 하여 반사형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부기판의 상대전극과 화소전극은 각각 투명 금속과 불투명 금속으로 이루어지는 것에 의해 상기 화소전극이 반사판의 역할을 겸하여 반투과형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부기판의 외측면 상에 부착된 λ/4 위상지연필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 λ/4 위상지연필름을 포함한 하부기판의 외측면 상에 부착된 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하부기판과 상부기판은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 λ/4 위상지연필름은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖 는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 액정층은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 액정층은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 갖는 액정분자들로 구성된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  11. 플레이트 형상의 상대전극 및 슬릿패턴을 갖는 형상의 화소전극이 프린지 필드를 형성하도록 구비된 하부기판;
    상기 하부기판과 대향 배치되고 외측면에 λ/4 위상지연필름이 구비된 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층;
    상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막; 및
    상기 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 편광판;을 포함하며,
    상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하며,
    상기 상대전극은 불투명 금속으로 이루어져 반사형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화소전극은 투명 금속 또는 반사판의 역할을 겸하도록 불투명 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부기판과 상부기판은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 λ/4 위상지연필름은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 액정층은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 액정층은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 갖는 액정분자들로 구성된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  17. 투명 금속으로 이루어지면서 플레이트 형상을 갖는 상대전극과 불투명 금속으로 이루어지면서 슬릿패턴을 갖는 형상의 화소전극이 프린지 필드를 형성하도록 구비된 하부기판;
    상기 하부기판과 대향 배치된 상부기판;
    상기 하부기판의 외측면 상에 배치된 제1 λ/4 위상지연필름;
    상기 상부기판의 외측면에 상에 배치된 제2 λ/4 위상지연필름;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층;
    상기 하부기판과 액정층 사이 및 상부기판과 액정층 사이 각각에 개재된 수직 배향막;
    상기 제1 λ/4 위상지연필름을 포함한 하부기판의 외측면에 부착된 제1편광판; 및
    상기 제2 λ/4 위상지연필름을 포함한 상부기판의 외측면에 부착된 제2편광판;을 포함하며,
    상기 액정층은 전압 미인가시에는 빛의 위상지연을 유발하지 않고, 전압 인가시에는 λ/4의 빛의 위상지연을 유발하며,
    상기 화소전극은 반사판의 역할을 겸하여 반투과형으로 구동되도록 기능하는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 하부기판과 상부기판은 2∼5㎛의 셀갭을 갖도록 대향 배치된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 λ/4 위상지연필름은 100∼200㎚의 위상지연값을 갖는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 액정층은 0.1∼0.2의 굴절률 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 액정층은 5∼15㎛의 나선형 피치(helical pitch)를 갖는 액정분자들로 구성된 것을 특징으로 하는 FFS-VA 모드 액정표시장치.
KR1020060072779A 2006-08-01 2006-08-01 Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치 KR100756791B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060072779A KR100756791B1 (ko) 2006-08-01 2006-08-01 Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060072779A KR100756791B1 (ko) 2006-08-01 2006-08-01 Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100756791B1 true KR100756791B1 (ko) 2007-09-07

Family

ID=38736979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060072779A KR100756791B1 (ko) 2006-08-01 2006-08-01 Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100756791B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101387830B1 (ko) 2012-07-09 2014-04-29 경희대학교 산학협력단 서브패널 및 이를 포함하는 입체영상 표시장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030061584A (ko) * 2002-01-15 2003-07-22 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 2-도메인 에프에프에스-브이에이 모드 액정표시장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030061584A (ko) * 2002-01-15 2003-07-22 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 2-도메인 에프에프에스-브이에이 모드 액정표시장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101387830B1 (ko) 2012-07-09 2014-04-29 경희대학교 산학협력단 서브패널 및 이를 포함하는 입체영상 표시장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5684551A (en) Reflective type liquid crystal display device with phase compensator and reflector with undulating surface
US8405806B2 (en) Liquid crystal display device that includes both a transmissive portion and a reflective portion
US7403246B2 (en) Liquid crystal display device and electronic apparatus
US20210088837A1 (en) Display panel and display device
JP2771392B2 (ja) 反射型液晶表示装置
US8345206B2 (en) Liquid crystal display
US20080013017A1 (en) Liquid crystal display
JP2892913B2 (ja) 反射型液晶表示装置
KR20010066252A (ko) 위상차 필름을 포함하는 반사형 액정표시장치와반사투과형 액정표시장치
KR100756791B1 (ko) Ｆｆｓ-ｖａ 모드 액정표시장치
US9007548B2 (en) Wide view angle liquid crystal display device operating in normally white mode
KR101398556B1 (ko) 반투과형 액정 표시 장치
EP2249196B1 (en) Transflective liquid crystal display device
KR100327444B1 (ko) 투과 및 반사형 겸용 액정표시장치
KR100446375B1 (ko) 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 반투과형 액정표시장치
KR101396938B1 (ko) 액정표시장치 및 그 설계 방법
JP2008076503A (ja) 液晶表示装置
KR20080047689A (ko) 액정표시장치
KR100734233B1 (ko) 컬러 액정표시장치
JPH10186359A (ja) 反射型液晶表示装置
JP2004219552A (ja) 液晶表示装置及び電子機器
KR100900883B1 (ko) 반투과 액정 표시 장치의 제조 방법
KR20090103316A (ko) 반투과형 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치
KR20040060037A (ko) 액정표시장치
KR20110075187A (ko) 횡전계 모드 반사투과형 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120807

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130814

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140820

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150817

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160822

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170822

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180822

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190827

Year of fee payment: 13