KR100766634B1 - Liquid crystal display apparatus - Google Patents
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Abstract
액정 표시 장치는 액정 표시 패널과 광학 유닛을 포함한다. 액정 표시 패널은 제1 기판, 제2 기판, 복수의 픽셀 전극(18), 복수의 투영부(32)를 포함한다. 각각의 픽셀 전극(18)은 160 ㎛ 이하의 길이의 주축을 갖는다. 투영부(32)의 높이를 제1 및 제2 기판 사이의 간극(d)으로 나누어서 얻어진 값은 0.14 내지 0.6이다. 투영부(32)는 제1 방향으로 측정되었을 때 15 ㎛ 이하의 폭을 갖는다. 장치는 MIN(la, lb) / d < 10 인 관계식을 만족한다. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel and an optical unit. The liquid crystal display panel includes a first substrate, a second substrate, a plurality of pixel electrodes 18, and a plurality of projection units 32. Each pixel electrode 18 has a major axis of length 160 mu m or less. The value obtained by dividing the height of the projection portion 32 by the gap d between the first and second substrates is 0.14 to 0.6. The projection portion 32 has a width of 15 μm or less when measured in the first direction. The device satisfies the relation MIN (la, lb) / d <10.
액정 표시 장치, 액정 표시 패널, 광학 유닛, 픽셀 전극, 투영부, 제1 기판, 제2 기판 Liquid crystal display device, liquid crystal display panel, optical unit, pixel electrode, projection unit, first substrate, second substrate
Description
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도2는 도1에 도시된 액정 표시 장치의 다른 단면도.FIG. 2 is another cross-sectional view of the liquid crystal display shown in FIG.
도3은 도1과 도2에 도시된 어레이 기판의 평면도.3 is a plan view of the array substrate shown in FIGS. 1 and 2;
도4는 대향 기판으로부터 봤을 때, 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀 전극 및 투영부를 도시하는 평면도.Fig. 4 is a plan view showing a pixel electrode and a projection portion of the liquid crystal display device according to the first embodiment when seen from the opposing substrate.
도5는 도4에 도시된 픽셀 전극들 중 하나와 투영부들 중 하나를 도시하는 확대 평면도.Fig. 5 is an enlarged plan view showing one of the pixel electrodes and one of the projections shown in Fig. 4;
도6은 대향 기판으로부터 봤을 때, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀 전극 및 투영부를 도시하는 평면도.Fig. 6 is a plan view showing a pixel electrode and a projection portion of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention as viewed from the opposing substrate.
도7은 도6에 도시된 픽셀 전극들 중 하나와 투영부들 중 하나를 도시하는 확대 평면도.Fig. 7 is an enlarged plan view showing one of the pixel electrodes and one of the projections shown in Fig. 6;
도8은 대각선방향 화상 크기, 픽셀 피치, 픽셀 크기 및 투영부 폭이 변화될 때, 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구경비 및 광학적 특성이 어떻게 변하는 지를 도시하는 표.Fig. 8 shows how the aperture ratio and optical characteristics of the liquid crystal display device according to the first to fourth embodiments of the present invention change when the diagonal image size, pixel pitch, pixel size, and projection portion width change. table.
도9는 대향 기판으로부터 봤을 때, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀 전극 및 투영부를 도시하는 평면도.Fig. 9 is a plan view showing a pixel electrode and a projection portion of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment of the present invention as viewed from the opposing substrate.
도10은 도9에 도시된 픽셀 전극들 중 하나와 투영부들 중 하나를 도시하는 확대 평면도.Fig. 10 is an enlarged plan view showing one of the pixel electrodes and one of the projections shown in Fig. 9;
도11은 대향 기판으로부터 봤을 때, 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀 전극 및 투영부를 도시하는 평면도.Fig. 11 is a plan view showing a pixel electrode and a projection portion of the liquid crystal display device according to the sixth embodiment of the present invention as viewed from the opposing substrate.
도12는 도11에 도시된 픽셀 전극들 중 하나와 투영부들 중 하나를 도시하는 확대 평면도.FIG. 12 is an enlarged plan view showing one of the pixel electrodes and one of the projections shown in FIG.
도13은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 반응 속도의 변화와, 제1 방향으로 측정된 대응하는 픽셀 전극의 일 단부와 각각의 투영부의 일 측부 사이의 최단 거리 사이의 관계를 나타내는 그래프.FIG. 13 is a graph showing a relationship between a change in a reaction speed of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention and a shortest distance between one end of a corresponding pixel electrode measured in the first direction and one side of each projection portion; FIG. .
도14는 대향 기판으로부터 봤을 때, 본 발명의 실시예의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀 전극 및 투영부를 도시하는 평면도. Fig. 14 is a plan view showing a pixel electrode and a projection portion of a liquid crystal display device according to a comparative example of an embodiment of the present invention as viewed from the opposite substrate.
도15는 도14에 도시된 픽셀 전극들 중 하나와 투영부들 중 하나를 도시하는 확대 평면도.Fig. 15 is an enlarged plan view showing one of the pixel electrodes and one of the projections shown in Fig. 14;
도16은 본 발명의 실시예의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 구경비 및 광학적 특성을 도시하는 표. Fig. 16 is a table showing the aperture ratio and optical characteristics of the liquid crystal display according to the comparative example of the embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 액정 표시 패널1: liquid crystal display panel
2 : 광학 유닛2: optical unit
3 : 백라이트 유닛3: backlight unit
4 : 어레이 기판4: array substrate
5 : 대향 기판5: counter substrate
6 : 액정층6: liquid crystal layer
10 : 유리 기판10: glass substrate
14 : 픽셀 유닛14 pixel unit
15 : 절연층15: insulation layer
16 : TFT16: TFT
18 : 픽셀 전극18: pixel electrode
32 : 투영부32: projection unit
50 : 제1 광학 유닛50: first optical unit
51 : 위상 대비 판51: phase contrast plate
52 : 편광판52: polarizing plate
60 : 제2 광학 유닛60: second optical unit
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device.
일반적으로, 액정 표시 장치는 어레이 기판, 기판 사이에 유지되는 간극을 갖고 어레이 기판의 반대측에 배열된 대향 기판, 어레이 기판과 대향 기판 사이에 유지되는 액정층을 갖는다. 액정 표시 장치는 가볍고 얇으면서도 전기를 적게 소비한다. 따라서, 액정 표시 장치는 사무 자동화(OA) 장치, 정보 단말기, 시계 및 텔레비전 수신기와 같은 다양한 장치에서 사용된다. 액정 표시 장치가 절환 요소로서 사용되는 박막 트랜지스터(TFT)을 가질 경우, 액정 표시 장치는 고속으로 입력 신호에 반응하고 고품질의 화상을 표시할 수 있다. 이것이 액정 표시 장치가 휴대용 TV 수신기, 컴퓨터 등과 같은 많은 양의 정보를 표시하는 다양한 전자 장치에서 사용하기 위한 표시 유닛으로서 사용되는 이유이다. In general, a liquid crystal display device has an array substrate, an opposing substrate having a gap maintained between the substrates and arranged on an opposite side of the array substrate, and a liquid crystal layer held between the array substrate and the opposing substrate. Liquid crystal display devices are light and thin and consume less electricity. Accordingly, liquid crystal displays are used in various devices such as office automation (OA) devices, information terminals, watches, and television receivers. When the liquid crystal display has a thin film transistor (TFT) used as a switching element, the liquid crystal display can respond to an input signal at high speed and display a high quality image. This is why liquid crystal displays are used as display units for use in various electronic devices that display large amounts of information such as portable TV receivers, computers, and the like.
최근, 많은 양의 정보가 처리됨에 따라, 화상이 고해상도로 표시되고 표시 속도가 증가되는 것에 대한 요구가 증가하고 있다. 화상 해상도는 예를 들어, 상술한 TFT를 갖는 어레이 기판을 구성하는 소자의 크기를 감소시킴으로써 증가된다. 수직 정렬 모드, 즉 하나의 표시 모드에서, 액정 표시 장치는 종래의 비틀린 네마틱(twisted nematic; TN) 모드에서 보다 더 빨리 입력 신호에 반응한다. 또한, 수직 정렬 모드에서는, 예를 들어, 정전기적 손상과 같은 결함으로 이어지는 임의의 문지르는 공정이 수행될 필요가 없다. In recent years, as a large amount of information is processed, there is an increasing demand for images to be displayed in high resolution and display speed to be increased. Image resolution is increased, for example, by reducing the size of the elements constituting the array substrate having the above-described TFT. In the vertical alignment mode, i.e., one display mode, the liquid crystal display responds to the input signal faster than in the conventional twisted nematic (TN) mode. In addition, in the vertical alignment mode, no rubbing processes need to be performed, leading to defects such as, for example, electrostatic damage.
특히, 다중 도메인 수직 정렬(MVA) 모드는, 이러한 모드에서 시각(visual angle)을 비교적 용이하게 증가시킬 수 있으므로, 실제로 폭넓게 사용된다. MVA 모드에서, 전압은 투영부를 갖는 각각의 픽셀에 인가되어, 액정 분자를 다양한 방향으로 배열하여 결과적으로 시각 특성의 대칭성을 개선하고 반전을 억제한다. 다른 모드에서, 음의 위상 대비 판이 사용되어, 액정 분자가 수직으로 설 때 액정층이 검게 보이게 하는 위상차의 시각 의존도를 보상한다. 그에 따라, 대비 시각은 적절한 값으로 변화된다. 또 다른 모드에서, 평면 내 위상차가 음의 위상 대비 판에 전해지면, 이러한 판을 2축 위상 대비 판으로 전환시켜, 편광판의 시각 의존도 를 보상하고 원하는 CR 시각 특성을 얻는다. In particular, the multi-domain vertical alignment (MVA) mode is actually widely used, since it can relatively easily increase the visual angle in this mode. In the MVA mode, a voltage is applied to each pixel having a projection to arrange liquid crystal molecules in various directions, thereby improving symmetry of visual characteristics and suppressing inversion. In another mode, a negative phase contrast plate is used to compensate for the visual dependence of the phase difference, which makes the liquid crystal layer appear black when the liquid crystal molecules stand vertically. Accordingly, the contrast time is changed to an appropriate value. In another mode, when the in-plane retardation is transmitted to the negative phase contrast plate, the plate is converted to a biaxial phase contrast plate to compensate for the visual dependence of the polarizer and obtain the desired CR visual characteristics.
MVA에 관한 기술은 예를 들어, 미국 특허 제6,724,452 B1호에 개시되어 있다. 상술한 투영부는 픽셀 내에 배열된다. 이러한 투영부에 의해 형성된 단차로 인한 국부적인 광 발산 또는 전압 강하는 픽셀의 투과율을 감소시킨다. 따라서, 투영부는 화질을 저하시키는 요소이다. 어레이 기판에 형성된 임의의 2개의 인접하는 픽셀 전극 사이의 공간이 크면, 구경비(aperture ratio)가 감소하여 불가피하게 투과율을 감소시킨다. 따라서, 높은 투과율 및 높은 화상 대비를 보장하기 위해 투영부의 크기와 픽셀 전극 사이의 공간이 가능한 한 작게 되는 것이 바람직하다. 투영부의 크기와 픽셀 전극 사이의 공간은 광학적 특성 및 정렬 안정성 사이의 균형에 의해 결정된다. Techniques for MVA are disclosed, for example, in US Pat. No. 6,724,452 B1. The aforementioned projection is arranged in a pixel. Local light divergence or voltage drop due to the step formed by this projection reduces the transmittance of the pixel. Therefore, the projection unit is a factor that degrades the image quality. If the space between any two adjacent pixel electrodes formed in the array substrate is large, the aperture ratio is reduced to inevitably reduce the transmittance. Therefore, in order to ensure high transmittance and high image contrast, it is desirable that the size of the projection and the space between the pixel electrodes be as small as possible. The size of the projection and the space between the pixel electrodes is determined by the balance between the optical properties and the alignment stability.
최근, 휴대용 단말기에서 사용되는 액정 표시 장치는 높은 대비 및 높은 휘도의 화상을 표시하는 것이 강력하게 요구된다. 또한, 액정 표시 장치는 300ppi 이상의 고해상도로 화상을 표시하는 것이 요구된다. 해상도가 높아질수록, 픽셀 전극은 더 작게 된다. 투영부 대 픽셀 전극의 표면 비는, MVA 모드가 사용될 경우 현저하게 증가된다. 명암비와 투과율은 불가피하게 상당히 떨어진다. 액정 표시 장치는 충분히 고 품질의 화상을 표시하지 않는다. 따라서, 높은 투과율과 높은 명암비를 얻는 것과 종래의 균형의 관계에 적합하게 높은 선명도를 갖는 것과의 공존이 요구된다. Recently, liquid crystal displays used in portable terminals are strongly required to display images of high contrast and high luminance. In addition, the liquid crystal display device is required to display an image at a high resolution of 300 ppi or more. The higher the resolution, the smaller the pixel electrode. The surface ratio of the projection to the pixel electrode is significantly increased when the MVA mode is used. Contrast ratio and transmittance inevitably fall considerably. Liquid crystal displays do not display images of sufficiently high quality. Therefore, coexistence of obtaining a high transmittance and a high contrast ratio and having a high sharpness suitable for a conventional balance relationship is required.
본 발명은 상기의 관점에서 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 높은 투과율과 높은 명암비를 얻는 높은 선명도의 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. The present invention has been made in view of the above. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device of high definition, which obtains high transmittance and high contrast ratio.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따르면, In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention,
제1 기판과, 간극을 가지고 제1 기판에 대향되게 배열된 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 사이에 유지되고 음의 이방성 유전 상수를 갖는 액정으로 제작된 액정층과, 제1 방향 및 제1 방향과 직각으로 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 제1 기판 상에 배열되고 제1 방향으로 연장되는 주축을 각각 갖는 복수의 픽셀 전극과, 제2 기판 상에 제공되고 픽셀 전극과 중첩되고 제1 방향으로 측정되었을 때 픽셀 전극의 측부로부터 이격되고 제1 기판을 향해 돌출되고 액정 분자가 정렬되는 방향을 제어하도록 구성된 복수의 투영부를 포함하는 액정 표시 패널과,A first substrate, a second substrate having a gap and arranged opposite to the first substrate, a liquid crystal layer made of a liquid crystal held between the first and second substrates and having a negative anisotropic dielectric constant, the first direction and A plurality of pixel electrodes each having a major axis arranged on the first substrate in the form of a matrix in a second direction perpendicular to the first direction and extending in the first direction, and provided on the second substrate and overlapping the pixel electrodes; A liquid crystal display panel comprising a plurality of projections spaced from the side of the pixel electrode and measured toward the first substrate and configured to control the direction in which the liquid crystal molecules are aligned when measured in the first direction;
제1 기판의 외측에 제공되고 광을 받아서 상기 광을 원형 편광으로서 액정 표시 패널로 방사하도록 구성된 제1 광학 유닛과, 제2 기판의 외측에 제공되고 액정 표시 패널을 통해 입사하는 원형 편광을 받아서 이러한 광을 선형 편광으로서 방사하도록 구성된 제2 광학 유닛을 포함하는 광학 유닛을 포함하고,A first optical unit provided outside the first substrate and configured to receive light and radiate the light as a circularly polarized light to the liquid crystal display panel; and a circular polarized light provided outside the second substrate and incident through the liquid crystal display panel. An optical unit comprising a second optical unit configured to emit light as linearly polarized light,
각각의 픽셀 전극의 주축은 160 ㎛ 이하의 길이를 갖고,The major axis of each pixel electrode has a length of 160 μm or less,
투영부의 높이를 제1 및 제2 기판 사이의 간극(d)으로 나누어서 얻어진 값은 0.14 내지 0.6이고,The value obtained by dividing the height of the projection by the gap d between the first and second substrates is 0.14 to 0.6,
투영부는 제1 방향으로 측정되었을 때 15 ㎛ 이하의 폭을 갖고,The projection has a width of 15 μm or less when measured in the first direction,
MIN (la, lb)/d < 10, 여기서, la는 픽셀 전극들의 픽셀 전극 위치 좌표와 픽셀 전극과 중첩되는 투영부들 중의 하나 사이의 최단 거리이고, lb는 상기 위치 좌표와 임의의 다른 픽셀 전극보다 위치 좌표에 더 가까운 픽셀 전극의 단부 사이 의 최단 거리이고, MIN(la, lb)은 이러한 거리 la와 lb 중의 더 작은 값인 액정 표시 장치가 제공된다.MIN (la, lb) / d <10, where la is the shortest distance between the pixel electrode position coordinates of the pixel electrodes and one of the projections overlapping the pixel electrode, lb is greater than the position coordinates and any other pixel electrode A liquid crystal display device is provided wherein the shortest distance between the ends of the pixel electrodes closer to the position coordinates, and MIN (la, lb) is the smaller of these distances la and lb.
본 발명의 다른 태양에 따르면, According to another aspect of the invention,
제1 기판과, 간극을 가지고 제1 기판에 대향되게 배열된 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 사이에 유지되고 음의 이방성 유전 상수를 갖는 액정으로 제작된 액정층과, 제1 방향 및 제1 방향과 직각으로 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 제1 기판 상에 배열되고 제1 방향으로 연장되는 주축을 각각 갖는 복수의 픽셀 전극과, 제2 기판 상에 제공되고 픽셀 전극과 중첩되고 제1 방향으로 측정되었을 때 픽셀 전극의 측부로부터 이격되고 제1 기판을 향해 돌출되고 0.5 내지 2 ㎛의 높이를 갖고 액정 분자가 정렬되는 방향을 제어하도록 구성된 복수의 투영부를 포함하는 액정 표시 패널과,A first substrate, a second substrate having a gap and arranged opposite to the first substrate, a liquid crystal layer made of a liquid crystal held between the first and second substrates and having a negative anisotropic dielectric constant, the first direction and A plurality of pixel electrodes each having a major axis arranged on the first substrate in the form of a matrix in a second direction perpendicular to the first direction and extending in the first direction, and provided on the second substrate and overlapping the pixel electrodes; A liquid crystal display panel comprising a plurality of projections spaced from the side of the pixel electrode when measured in the first direction and protruding toward the first substrate and having a height of 0.5 to 2 μm and configured to control the direction in which the liquid crystal molecules are aligned;
제1 기판의 외측에 제공되고 광을 받아서 상기 광을 원형 편광으로서 액정 표시 패널로 방사하도록 구성된 제1 광학 유닛과, 제2 기판의 외측에 제공되고 액정 표시 패널을 통해 입사하는 원형 편광을 받아서 이러한 광을 선형 편광으로서 방사하도록 구성된 제2 광학 유닛을 포함하는 광학 유닛을 포함하고,A first optical unit provided outside the first substrate and configured to receive light and radiate the light as a circularly polarized light to the liquid crystal display panel; and a circular polarized light provided outside the second substrate and incident through the liquid crystal display panel. An optical unit comprising a second optical unit configured to emit light as linearly polarized light,
각각의 픽셀 전극의 주축은 160 ㎛ 이하의 길이를 갖고,The major axis of each pixel electrode has a length of 160 μm or less,
제1 및 제2 기판은 2 내지 5 ㎛의 간극(d)으로 이격되어 배치되고, The first and second substrates are spaced apart by a gap d of 2 to 5 μm,
투영부는 제1 방향으로 측정되었을 때 15 ㎛ 이하의 폭을 갖고,The projection has a width of 15 μm or less when measured in the first direction,
투영부는 제2 방향으로 연장되는 줄무늬 형상이고, 각각 제2 방향을 따라 픽셀 전극 상에 제공되고, 제1 방향을 따라 픽셀 전극을 거의 동일한 크기의 2 부분 으로 각각 나누도록 배열되는 액정 표시 장치가 제공된다. Projections are provided in the form of stripes extending in a second direction, each provided on a pixel electrode along a second direction, and arranged to divide the pixel electrode into two parts of substantially the same size along the first direction, respectively. do.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, According to another aspect of the invention,
제1 기판과, 간극을 가지고 제1 기판에 대향되게 배열된 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 사이에 유지되고 음의 이방성 유전 상수를 갖는 액정으로 제작된 액정층과, 제1 방향 및 제1 방향과 직각으로 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 제1 기판 상에 배열되고 제1 방향으로 연장되는 주축을 각각 갖는 복수의 픽셀 전극과, 제2 기판 상에 제공되고 픽셀 전극과 중첩되고 제1 방향으로 측정되었을 때 픽셀 전극의 측부로부터 이격되고 제1 기판을 향해 돌출되고 액정 분자가 정렬되는 방향을 제어하도록 구성된 복수의 투영부를 포함하는 액정 표시 패널과,A first substrate, a second substrate having a gap and arranged opposite to the first substrate, a liquid crystal layer made of a liquid crystal held between the first and second substrates and having a negative anisotropic dielectric constant, the first direction and A plurality of pixel electrodes each having a major axis arranged on the first substrate in the form of a matrix in a second direction perpendicular to the first direction and extending in the first direction, and provided on the second substrate and overlapping the pixel electrodes; A liquid crystal display panel comprising a plurality of projections spaced from the side of the pixel electrode and measured toward the first substrate and configured to control the direction in which the liquid crystal molecules are aligned when measured in the first direction;
제1 기판의 외측에 제공되고 광을 받아서 상기 광을 원형 편광으로서 액정 표시 패널로 방사하도록 구성된 제1 광학 유닛과, 제2 기판의 외측에 제공되고 액정 표시 패널을 통해 입사하는 원형 편광을 받아서 이러한 광을 선형 편광으로서 방사하도록 구성된 제2 광학 유닛을 포함하는 광학 유닛을 포함하고,A first optical unit provided outside the first substrate and configured to receive light and radiate the light as a circularly polarized light to the liquid crystal display panel; and a circular polarized light provided outside the second substrate and incident through the liquid crystal display panel. An optical unit comprising a second optical unit configured to emit light as linearly polarized light,
각각의 픽셀 전극의 주축은 160 ㎛ 이하의 길이를 갖고,The major axis of each pixel electrode has a length of 160 μm or less,
투영부의 높이를 제1 및 제2 기판 사이의 간극(d)으로 나누어서 얻어진 값은 0.14 내지 0.6이고,The value obtained by dividing the height of the projection by the gap d between the first and second substrates is 0.14 to 0.6,
투영부는 제1 방향으로 측정되었을 때 15 ㎛ 이하의 폭을 갖고,The projection has a width of 15 μm or less when measured in the first direction,
투영부는 제2 방향으로 연장되는 줄무늬 형상이고, 각각 제2 방향을 따라 픽셀 전극 상에 제공되고, 제1 방향을 따라 픽셀 전극을 거의 동일한 크기의 2 부분으로 각각 나누도록 배열되고,The projections are stripe-shaped extending in the second direction, each provided on the pixel electrode along the second direction, arranged to divide the pixel electrode into two parts of substantially the same size, respectively, along the first direction,
제1 및 제2 광학 유닛의 각각은 투과축을 갖는 편광판과, 적어도 1/4의 위상차를 갖고 투과축과 30 내지 60°의 각을 형성하는 투과-용이 축을 갖고 편광판 위에 적층된 위상 대비 판을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.Each of the first and second optical units includes a polarizing plate having a transmission axis and a phase contrast plate stacked on the polarizing plate with a transmission-easy axis having a phase difference of at least 1/4 and forming an angle of 30 to 60 ° with the transmission axis. A liquid crystal display device is provided.
본 발명의 다른 태양에 따르면,According to another aspect of the invention,
제1 기판과, 간극을 가지고 제1 기판에 대향되게 배열된 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 사이에 유지되고 음의 이방성 유전 상수를 갖는 액정으로 제작된 액정층과, 제1 방향 및 제1 방향과 직각으로 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 제1 기판 상에 배열되고 제1 방향으로 연장되는 주축을 각각 갖는 복수의 픽셀 전극과, 제2 기판 상에 제공되고 픽셀 전극과 중첩되고 제1 방향으로 측정되었을 때 픽셀 전극의 측부로부터 이격되고 제1 기판을 향해 돌출되고 액정 분자가 정렬되는 방향을 제어하도록 구성된 복수의 투영부를 포함하는 액정 표시 패널과,A first substrate, a second substrate having a gap and arranged opposite to the first substrate, a liquid crystal layer made of a liquid crystal held between the first and second substrates and having a negative anisotropic dielectric constant, the first direction and A plurality of pixel electrodes each having a major axis arranged on the first substrate in the form of a matrix in a second direction perpendicular to the first direction and extending in the first direction, and provided on the second substrate and overlapping the pixel electrodes; A liquid crystal display panel comprising a plurality of projections spaced from the side of the pixel electrode and measured toward the first substrate and configured to control the direction in which the liquid crystal molecules are aligned when measured in the first direction;
제1 기판의 외측에 제공되고 광을 받아서 상기 광을 원형 편광으로서 액정 표시 패널로 방사하도록 구성된 제1 광학 유닛과, 제2 기판의 외측에 제공되고 액정 표시 패널을 통해 입사하는 원형 편광을 받아서 이러한 광을 선형 편광으로서 방사하도록 구성된 제2 광학 유닛을 포함하는 광학 유닛을 포함하고,A first optical unit provided outside the first substrate and configured to receive light and radiate the light as a circularly polarized light to the liquid crystal display panel; and a circular polarized light provided outside the second substrate and incident through the liquid crystal display panel. An optical unit comprising a second optical unit configured to emit light as linearly polarized light,
각각의 픽셀 전극의 주축은 160 ㎛ 이하의 길이를 갖고,The major axis of each pixel electrode has a length of 160 μm or less,
투영부의 높이를 제1 및 제2 기판 사이의 간극(d)으로 나누어서 얻어진 값은 0.14 내지 0.6이고,The value obtained by dividing the height of the projection by the gap d between the first and second substrates is 0.14 to 0.6,
투영부는 제1 방향으로 측정되었을 때 15 ㎛ 이하의 폭을 갖고,The projection has a width of 15 μm or less when measured in the first direction,
투영부는 사실상 반원형이고 각각 픽셀 전극들의 중앙부들에 대해 대향되는 액정 표시 장치가 제공된다.The projection is substantially semicircular and a liquid crystal display device is provided which is opposed to the central portions of the pixel electrodes, respectively.
본 발명의 추가의 이점이 이하에서 설명되고, 그 일부는 이러한 설명으로부터 명백하고, 또는 본 발명의 실시예로부터 알 수 있다. 본 발명의 이점은 이하에서 특히 지적된 수단 및 조합에 의해 실현되고 얻어질 수 있다. Further advantages of the invention are described below, some of which are apparent from this description, or may be learned from the embodiments of the invention. The advantages of the invention can be realized and obtained by means and combinations particularly pointed out below.
명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고, 상기에서 주어진 대체적인 설명 및 이하에서 주어지는 실시예들의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명한다. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and illustrate the principles of the invention, together with the alternative descriptions given above and the detailed description of the embodiments given below.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 상세히 설명하기로 한다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 투과형의 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(1), 광학 유닛(2) 및 백라이트 유닛(3)을 포함한다. As shown in Figs. 1 to 3, the transmissive liquid crystal display device includes a liquid
액정 표시 패널(1)은 어레이 기판(4), 소정의 간극을 두고 어레이 기판의 반대측에 배열된 대향 기판(5), 어레이 기판(4)과 대향 기판(5) 사이에 유지되는 액정층(6)을 포함한다. 어레이 기판(4)은 제1 기판이다. 대향 기판(5)은 제2 기판이다. 액정 표시 패널(1)은 어레이 기판(4) 및 대향 기판(5)과 중첩되는 표시 구역(R1)을 갖는다. 액정 표시 패널(1)은 복수의 픽셀 구역(R2)을 갖는다. 픽셀 구역(R2)은 표시 구역(R1)에 제공된 투명 구역(R3)을 갖는다. 픽셀 구역(R2)은 열과 행으로 배열되어 매트릭스를 형성한다. 열은 제1 방향(d1)으로 연장되고, 행은 제2 방향(d2)으로 연장된다.The liquid
어레이 기판(4)은 투명 절연 기판으로 기능하는 유리 기판(10)을 포함한다. 유리 기판(10) 상에는, 스캔 라인(11)과 신호 라인(12)이 표시 구역(R1)에 매트릭스 형태로 배열된다. 유리 기판(10) 상에는, 또한 보조 커패시티 라인(13)이 제공되어 스캔 라인에 평행하게 연장된다. 본 실시예에서, 각각의 투명 구역(R3)은 2개의 인접하는 스캔 라인(11)과 2개의 인접하는 신호 라인(12)에 의해 둘러싸인다. 유리 기판(10) 상에는, 각각의 픽셀 구역(R2)을 위해 하나의 픽셀 유닛(14)이 형성된다.The
동일한 픽셀 유닛(14) 중의 하나가 상세히 설명된다.One of the
픽셀 유닛(14)은 픽셀 전극(18), TFT(16) 및 (도시되지 않은) 보조 커패시티 요소를 갖는다. 픽셀 전극(18)은 ITO(인듐 주석 산화물)과 같은 투명 전도 필름으로 제작된다. TFT(16)는 픽셀 전극(18)에 연결되고, TFT(16)는 절환 요소로서 작용한다. TFT(16) 및 보조 커패시티 요소는 스캔 라인(11), 신호 라인(12) 및 절연층(15)과 함께 유리 기판(10) 상에 형성된다. 내부층 절연 필름(17)은 절연층(15)과 TFT(16) 상에 형성된다. The
픽셀 전극(18)은 내부층 절연 필름(17) 상에 형성되어, 내부층 절연 필름(17)에 형성된 접촉 구멍(17a)을 통해 TFT(16)에 연결된다. 픽셀 전극(18)은 제1 방향(d1)으로 연장되는 주축을 갖는다. 픽셀 전극(18)의 에지는 스캔 라인(11) 및 신호 라인(12)과 중첩된다. 따라서, 픽셀 전극(18)은 픽셀 구역(R2) 및 투명 구역(R3)과 중첩된다. 수직 정렬 형태의 정렬 필름(19)은 유리 기판(10) 및 픽셀 전극(18) 상에 형성된다. The
대향 기판(5)은 투명 절연 기판으로 기능하는 유리 기판(30)을 포함한다. 표시 구역에서, 레드 컬러 층(40R), 그린 컬러 층(40G), 블루 컬러 층(40B)이 유리 기판(30) 상에 형성된다. 컬러 층(40R, 40G, 40B)은 컬러 필터(40)를 형성한다. ITO와 같은 투명 전도 필름으로 제작되는 대향 전극(31)이 유리 기판(30) 및 컬러 필터(40) 상에 형성된다. The opposing
복수의 투영부(32)가 대향 전극(31) 상에 형성된다. 투영부(32)는 대향 전극(31) 상에 제공되어 픽셀 전극(18)과 중첩된다. 투영부(32)는 제1 방향(d1)으로 봤을 때, 픽셀 전극(18)의 주연부의 대향 에지에 대해 이격되어 위치된다. 투영부(32)는 어레이 기판(4)을 향해 돌출된다. 투영부(32)는, 픽셀 전극(18)에 대향되는 액정층(6)의 액정 분자(6a)가 경사지는 경사 방향을 제어한다. 유리 기판(30) 및 투영부(32) 상에는, 수직 정렬형의 정렬 필름(33)이 형성된다. A plurality of
어레이 기판(4) 및 대향 기판(5)은 스페이서(spacer)로 기능하는 (도시되지 않은) 원주형의 스페이서에 의해 간극을 가지고 서로 대향되게 배열된다. 어레이 기판(4) 및 대향 기판(5)은 양 기판의 에지부에 제공된 (도시되지 않은) 밀봉 부재와 함께 결합된다. 액정층(6)은 어레이 기판(4), 대향 기판(5) 및 밀봉 부재에 의해 둘러싸인 공간에 형성된다. 액정층(6)은 플루오르계 액정 재료로 제작된다. 액정 재료는 n형이고, 0.09의 △n(이방성 굴절율), -5의 △ε(이방성 유전 상수), 100 mPa·S의 회전 점성 계수를 갖는다. 상술한 바와 같이, 액정층(6)은 음의 이방성 유전 상수를 갖는 액정 재료로 제작된다.The
광학 유닛(2)은 제1 광학 유닛(50)과 제2 광학 유닛(60)을 포함한다. 제1 광학 유닛(50)은 어레이 기판(4) 외측에 제공된다. 제2 광학 유닛(60)은 대향 기판(5) 외측에 제공된다. 제1 광학 유닛(50)은 위상 대비 판(51)과 편광판(52)을 갖는다. 위상 대비 판(51)은 1/4의 위상차와, 투과-용이(transmission-easy) 축(51a)을 갖는다. 편광판(52)은 위상 대비 판(51) 상에 형성되고, 투과-용이 축(51a)과 45°의 각을 형성하는 투과 축(52a)을 갖는다. 위상 대비 판(51) 및 편광판(52)은 하나씩 적층되어, 적층체를 형성한다. The
제2 광학 유닛(60)은 위상 대비 판(61)과 편광판(62)을 갖는다. 위상 대비 판(61)은 1/4의 위상차와, 투과-용이 축(61a)을 갖는다. 편광판(62)은 위상 대비 판(61) 상에 형성되고, 투과-용이 축(61a)과 45°의 각을 형성하는 투과 축(62a)을 갖는다. 위상 대비 판(61) 및 편광판(62)은 하나씩 적층되어, 적층체를 형성한다. The second
백라이트 유닛(3)은 편광판(52)의 외부면의 측부 상에 제공된다. 백라이트 유닛(3)은 광 가이드(3a), 광원(3b), 반사기(3c)를 갖는다. 광 가이드(3a)는 편광판(52)에 대향되고, 광 가이드 판을 포함한다. 광원(3b)과 반사기(3c)는 광 가이드(3a)의 일 측부와 대면한다.The
따라서, 제1 광학 유닛(50)은 백라이트를 받아서, 이를 액정 표시 패널(1)에 적용되는 원형 편광으로 변환한다. 제2 광학 유닛(60)은 액정 표시 패널(1)을 통해 전해진 원형 편광을 받아서, 이를 선형 편광으로 변환한다. 본 실시예에서, 광학 유닛(2)은 원형 편광 모드에서 작동한다.Therefore, the first
본 모드에서, 530 내지 580 nm 범위의 파장을 갖는 광 비임을 위해 타원율은 1로 설정된다.In this mode, the ellipticity is set to 1 for light beams having a wavelength in the range from 530 to 580 nm.
상기에서 기술된 액정 표시 장치의 구성을 설명하기로 한다. The configuration of the liquid crystal display device described above will be described.
(제1 실시예) (First embodiment)
제1 실시예는 도1, 도2, 도4, 도5 및 도8로부터 알 수 있는 바와 같이 휴대용 단말기의 표시 유닛으로 사용될 수 있는 액정 표시 장치이다. 장치의 표시부의 크기는 대각선으로 2.4 인치(6.1 cm)이다. 장치는 640[수직 방향, 또는 제1 방향(d1)] 및 480[수평방향, 또는 제2 방향(d2)]으로 배열된 픽셀을 갖는다. 장치는 VGA 컬러 능동-매트릭스형의 액정 표시 장치이다. 각각의 픽셀은 3개의 픽셀 유닛, 즉 레드, 그린 및 블루 유닛으로 구성된다. 따라서, 장치는 640(수직 방향)×1440(수평 방향) 픽셀을 갖는다. 해상도(픽셀 피치)는 332 ppi 이다. The first embodiment is a liquid crystal display device which can be used as a display unit of a portable terminal as can be seen from FIGS. 1, 2, 4, 5 and 8. The size of the display of the device is 2.4 inches (6.1 cm) diagonally. The apparatus has pixels arranged in 640 (vertical direction, or first direction d1) and 480 (horizontal direction, or second direction d2). The device is a VGA color active-matrix liquid crystal display device. Each pixel consists of three pixel units, red, green and blue units. Thus, the device has 640 (vertical direction) x 1440 (horizontal direction) pixels. The resolution (pixel pitch) is 332 ppi.
픽셀 유닛(14)의 크기는 75 ㎛(수직 방향)×25 ㎛(수평 방향)이다. 픽셀 전극(18)은 직사각형이다. 임의의 2개의 인접하는 픽셀 전극(18)의 주연부 사이의 간극(lp)은 약 8 ㎛ 이다.The size of the
투영부(32)는 사실상 반원형 단면을 갖는다. 투영부는 줄무늬처럼 형성되어 제2 방향(d2)으로 연장된다(따라서, 각각의 픽셀 전극의 짧은 측부에 평행하게 연장된다). 투영부(32)는 제2 방향으로 배열된 픽셀 전극(18)에 하나씩 대응되어 제공된다. 각각의 투영부(32)는 (픽셀 중심의) 위치에 위치되어, 투명 구역(R3)에 제공된 하나의 픽셀 전극(18)을 제1 방향(d1)으로 나란히 배열되는 거의 동일한 크기의 2개의 부분으로 나눈다. 투영부(32)는 제1 방향(d1)으로 약 10 ㎛의 폭(W)과, 약 1.5 ㎛의 높이(h)를 갖는다. 투영부는 감광성의 아크릴 수지로 제작된다. 액정 표시 장치의 표시 모드는 2-분할 MVA 모드이다.
화상 요소 구역(R2)에 제공되고 투영부(32)와 중첩되지 않는 어레이 기판(4)은 대향 기판(5)으로부터 이격되어, 3 ㎛의 간극(d)을 형성한다. 투영부의 높이(h)는 간극(d)의 반(0.5)이다. 투영부(32)의 높이(h)를 간극(d)으로 나눈 값은 0.5이다.The
액정 표시 장치는 이하의 관계식 (1)을 만족하도록 구성된다.The liquid crystal display device is configured to satisfy the following relational expression (1).
MIN (la, lb) / d < 10 ....(1)MIN (la, lb) / d <10 .... (1)
여기서, 도5에 도시된 바와 같이, la는 투영부(32)와, 투영부(32)와는 중첩되지 않고 투명 구역(R3)과 중첩되는 픽셀 전극(18)의 위치 좌표(P) 사이의 최단 거리이고, lb는 다른 투명 구역보다 위치 좌표(P)에 더 가까운 투명 구역(R3)과 중첩되는 픽셀 전극의 단부와 위치 좌표(P) 사이의 최단 거리이고, MIN(la, lb)은 이러한 거리 la와 lb중의 더 작은 값이다.Here, as shown in FIG. 5, la is the shortest between the
도5에서, 주어진 위치 좌표 P1(la, lb) = (7㎛, 5㎛)에서, MIN(la, lb)은 5 ㎛이고, MIN(la, lb)/d 는 1.7(= 5/3 < 10)이다. 이러한 값은 관계식 (1)을 만족한다. 또한, 주어진 위치 좌표 P2 및 P3에서, MIN(la, lb)은 이하에 기술된 바와 같이 관계식 (1)을 만족한다.In Fig. 5, at a given position coordinate P1 (la, lb) = (7 μm, 5 μm), MIN (la, lb) is 5 μm, and MIN (la, lb) / d is 1.7 (= 5/3 < 10). This value satisfies relation (1). Further, at the given position coordinates P2 and P3, MIN (la, lb) satisfies the relation (1) as described below.
P2(la, lb) = (8 ㎛, 10 ㎛) : MIN(la, lb)/d = 8/3 = 2.7 < 10P2 (la, lb) = (8 μm, 10 μm): MIN (la, lb) / d = 8/3 = 2.7 <10
P3(la, lb) = (20 ㎛, 4 ㎛) : MIN (la, lb)/d = 4/3 = 1.3 < 10P3 (la, lb) = (20 μm, 4 μm): MIN (la, lb) / d = 4/3 = 1.3 <10
액정 표시 장치는 투영부(32)가 상술된 관계식 (1)을 만족시키면서, 유효 구경비를 최대화하도록 배열되도록 구성된다. 즉, 투영부와는 중첩되지 않고 투명 구역(R3)과는 중첩되는 픽셀 전극(18)의 전체 면적(S)(상대 구경비)이 최대값인 34%이다.The liquid crystal display device is configured such that the
도8에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치는 관계식 (1)을 만족하고, 투명 픽셀 전극의 최대 전체 면적(S)을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 표시 장치는 모든 픽셀 구역(R2)에서 충분한 정렬 안정성을 유지한다. 투과율은 3.3%이고, 명암비는 450이다. 따라서, 액정 표시 장치는 양호한 광학적 특성을 나타낸다.As shown in Fig. 8, the liquid crystal display satisfies relation (1) and has a maximum total area S of the transparent pixel electrode. Nevertheless, the display device maintains sufficient alignment stability in all pixel regions R2. The transmittance is 3.3% and the contrast ratio is 450. Thus, the liquid crystal display device exhibits good optical characteristics.
(제2 실시예)(2nd Example)
제2 실시예의 액정 표시 장치는 예를 들어, 휴대용 단말기의 표시 유닛으로 사용된다. 장치의 표시부는 대각선으로 2.8 인치(7.1 cm)이고, 제1 실시예에 따른 표시부보다 약간 크다. 장치는 640(수직 방향)×480(수평방향) 픽셀을 갖는다. 장치는 VGA 컬러 능동-매트릭스형의 액정 표시 장치이다. 해상도[즉, 픽셀 피치(p)]는 286 ppi 이다. 각각의 픽셀(14)의 크기는 90 ㎛×30 ㎛이다.The liquid crystal display device of the second embodiment is used, for example, as a display unit of a portable terminal. The display of the device is 2.8 inches (7.1 cm) diagonally, slightly larger than the display according to the first embodiment. The device has 640 (vertical) x 480 (horizontal) pixels. The device is a VGA color active-matrix liquid crystal display device. The resolution (ie pixel pitch p) is 286 ppi. The size of each
제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기에 주어진 관계식 (1)을 만족한다. 투영부(32)는 관계식 (1)을 만족시키는 최적 상태로 배열된다. 즉, 투영부는 유효 구경비가 최대가 되도록 배열된다. 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)(즉, 상대 구경비)은 최대값인 45%이다.The liquid crystal display according to the second embodiment satisfies the relation (1) given above. The
도8에 도시된 바와 같이, 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)이 최대이면서도, 관계식 (1)을 만족하는 액정 표시 장치의 모든 픽셀 구역(R2)에서 충분한 정렬 안정성이 달성된다. 투과율은 4.3%이고, 명암비는 480이다. 따라서, 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 양호한 광학적 특성을 나타낸다. As shown in Fig. 8, sufficient alignment stability is achieved in all pixel regions R2 of the liquid crystal display device satisfying relation (1) while the total area S of the transparent pixel electrode is maximum. The transmittance is 4.3% and the contrast ratio is 480. Thus, the liquid crystal display device according to the second embodiment exhibits good optical characteristics.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
제3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 예를 들어, 휴대용 단말기의 표시 유닛으로 사용된다. 장치의 표시부는 대각선으로 2.8 인치(7.1 cm)의 크기를 갖고, 제2 실시예에 따른 표시부만큼 크다. 장치는 640(수직 방향)×480(수평방향) 픽셀을 갖는다. 장치는 VGA 컬러 능동-매트릭스형의 컬러 액정 표시 장치이다. 장치는 투영부(32)가 비교적 큰 종횡비를 갖도록 형성된 점만 제2 실시예에 따른 장치의 구조와 다르다. 더 정확하게는, 투영부(32)는 제1 방향(d1)으로 측정된 약 7 ㎛의 폭(W)과, 약 1.5 ㎛의 높이(h)를 갖는다. The liquid crystal display device according to the third embodiment is used as a display unit of a portable terminal, for example. The display of the device is diagonally 2.8 inches (7.1 cm) in size and as large as the display according to the second embodiment. The device has 640 (vertical) x 480 (horizontal) pixels. The device is a color liquid crystal display of VGA color active-matrix type. The device differs from the structure of the device according to the second embodiment only in that the
제3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상술한 관계식 (1)을 만족한다. 투영부(32)는 관계식 (1)의 범위 내에서 유효 구경비가 최대가 되도록 배열된다. 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)(즉, 상대 구경비)은 최대값인 48%이다.The liquid crystal display according to the third embodiment satisfies the above relation (1). The
도8로부터 명백한 바와 같이, 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)이 최대이면서도, 충분한 정렬 안정성이 관계식 (1)을 만족하는 액정 표시 장치의 모든 픽셀 구역(R2)에서 달성된다. 투과율은 4.6%이고, 명암비는 500이다. 따라서, 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 양호한 광학적 특성을 나타낸다. As is apparent from Fig. 8, while the total area S of the transparent pixel electrode is maximum, sufficient alignment stability is achieved in all pixel regions R2 of the liquid crystal display device satisfying the relation (1). The transmittance is 4.6% and the contrast ratio is 500. Thus, the liquid crystal display device according to the third embodiment exhibits good optical characteristics.
(제4 실시예) (Example 4)
제4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 예를 들어, 휴대용 단말기의 표시 유닛으로 사용된다. 장치의 표시부는 대각선으로 2.8 인치(7.1 cm)의 크기를 갖고, 제2 실시예와 제3 실시예에 따른 표시부만큼 크다. 장치는 640(수직 방향)×480(수평방향) 픽셀을 갖는다. 장치는 VGA 컬러 능동-매트릭스형의 컬러 액정 표시 장치이다. 장치는 투영부(32)에 관해서만 제2 실시예와 제3 실시예에 따른 장치와 다 르다. The liquid crystal display device according to the fourth embodiment is used as a display unit of a portable terminal, for example. The display portion of the device is diagonally 2.8 inches (7.1 cm) in size and as large as the display portion according to the second and third embodiments. The device has 640 (vertical) x 480 (horizontal) pixels. The device is a color liquid crystal display of VGA color active-matrix type. The device differs from the device according to the second and third embodiments only in terms of the
도6과 도7에 도시된 바와 같이, 투영부(32)는 대향 기판(5) 상에 제공되어 픽셀 전극(18)과 중첩된다. 각각의 투영부(32)는 투명 구역(R3)과 중첩되는 픽셀 전극(18)의 중앙부와 대면하도록 위치된다. 투영부(32)는 반원형이다. 투영부는 약 15 ㎛의 직경(D)[제1 방향(d1)으로 폭(W)과, 제2 방향(d2)으로의 폭]과, 약 1.5 ㎛ 의 높이(h)를 갖는다. 투영부(32)는 보통의 감광성 아크릴 수지로 제작된다. 따라서, 투영부는 저렴한 비용으로 마련될 수 있다. 6 and 7, the
투영부(32)는 하나의 픽셀 전극(18)을 위해 각각 제공된다. 각각의 투영부(32)는 제1 방향(d1) 및 제2 방향(d2)으로 각각 연장되는 픽셀 전극(18)의 측부들로부터 이격된다. 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 연속 반경방향 정렬 형태의 MVA 모드이다. 물론, 투영부(32)는 액정층(6)을 구성하는 액정 분자(6a)가 경사지는 방향을 제어한다. 투영부(32)와 대면하는 액정층(6)의 액정 분자(6a)는 투영부(32)로부터 반경 방향으로 정렬된다. The
제4 실시예의 액정 표시 장치는 상기 주어진 관계식 (1)을 만족한다. 관계식 (1)은 예를 들어, 위치 좌표 P4, P5, P6, P7에서 만족된다. 투영부(32)는 관계식 (1)의 범위 내에서 유효 구경비가 최대로 될 수 있도록 최적 상태로 배열된다. 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)(즉, 상대 구경비)은 최대값인 48%이다.The liquid crystal display of the fourth embodiment satisfies the relation (1) given above. The relation (1) is satisfied at the position coordinates P4, P5, P6 and P7, for example. The
도8로부터 알 수 있는 바와 같이, 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)이 최대이면서도, 충분한 정렬 안정성이 관계식 (1)을 만족하는 액정 표시 장치의 모든 픽셀 구역(R2)에서 달성된다. 투과율은 4.6%이고, 명암비는 500이다. 따라서, 제4 실 시예에 따른 액정 표시 장치는 양호한 광학적 특성을 나타낸다. As can be seen from Fig. 8, while the total area S of the transparent pixel electrode is maximum, sufficient alignment stability is achieved in all pixel regions R2 of the liquid crystal display device satisfying the relation (1). The transmittance is 4.6% and the contrast ratio is 500. Thus, the liquid crystal display according to the fourth embodiment shows good optical characteristics.
(제5 실시예) (Example 5)
제5 실시예에 따른 액정 표시 장치는 예를 들어, 휴대용 단말기의 표시 유닛으로 사용된다. 장치의 표시부는 대각선으로 2.8 인치(7.1 cm)의 크기를 갖고, 제2 실시예에 따른 표시부만큼 크다. 장치는 640(수직 방향)×480(수평방향) 픽셀을 갖는다. 장치는 마찬가지로 VGA 컬러 능동-매트릭스형의 컬러 액정 표시 장치이다. 장치는 픽셀 전극(18)에 관해서만 제2 실시예에 따른 장치와 다르다. The liquid crystal display device according to the fifth embodiment is used as a display unit of a portable terminal, for example. The display of the device is diagonally 2.8 inches (7.1 cm) in size and as large as the display according to the second embodiment. The device has 640 (vertical) x 480 (horizontal) pixels. The device is likewise a color liquid crystal display of VGA color active-matrix type. The device differs from the device according to the second embodiment only in terms of the
도9과 도10에 도시된 바와 같이, 제2 실시예와는 달리, 각각의 픽셀 요소 전극(18)은 제1 방향(d1)으로 나란히 배열되고 약 IP/4만큼 제2 방향으로 서로에 대해 변위된 동일한 크기의 2개의 부분으로 구성된다. 제1 방향 또는 제2 방향에서 봤을 때, 임의의 인접하는 2개의 부분은 서로 대칭 형상을 갖는다.As shown in Figs. 9 and 10, unlike the second embodiment, each
제5 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상술한 관계식 (1)을 만족한다. 관계식 (1)은 예를 들어, 위치 좌표 P8, P9, P10에서 만족된다. 투영부(32)는 관계식 (1)의 범위 내에서 유효 구경비가 최대로 될 수 있도록 최적 상태로 배열된다. 픽셀 전극의 전체 면적(S)(즉, 상대 구경비)은 최대값으로 된다.The liquid crystal display according to the fifth embodiment satisfies the above relation (1). The relation (1) is satisfied at the position coordinates P8, P9, P10, for example. The
투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)이 최대이면서도, 관계식 (1)을 만족하는 액정 표시 장치의 모든 픽셀 구역(R2)에서 충분한 배향 안정성이 달성되고, 관계식 (1)을 만족하는 액정 표시 장치의 모든 픽셀 구역(R2)에서 충분한 정렬 안정성이 달성된다. 제1 방향(d1)으로 투영부(32)에 의해 분리된 각각의 픽셀 전극(18)의 측부는 서로 비대칭이다. 따라서, 제5 실시예는 정렬 안정성의 관점에서 제2 실시 예보다 우수하다. 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치 역시 양호한 광학적 특성을 나타낸다. Although the total area S of the transparent pixel electrode is maximum, sufficient orientation stability is achieved in all pixel regions R2 of the liquid crystal display device satisfying the relation (1), and all of the liquid crystal display apparatuses satisfying the relation (1). Sufficient alignment stability is achieved in the pixel region R2. The sides of each
(제6 실시예) (Example 6)
제6 실시예에 따른 액정 표시 장치는 예를 들어, 휴대용 단말기의 표시 유닛으로 사용된다. 장치의 표시부는 대각선으로 2.8 인치(7.1 cm)의 크기를 갖고, 제2 실시예에 따른 표시부만큼 크다. 장치는 640(수직 방향)×480(수평방향) 픽셀을 갖는다. 장치는 마찬가지로 VGA 컬러 능동-매트릭스형의 컬러 액정 표시 장치이다. 장치는 투영부(32)에 관해서만 제5 실시예에 따른 장치와 다르다. The liquid crystal display device according to the sixth embodiment is used as a display unit of a portable terminal, for example. The display of the device is diagonally 2.8 inches (7.1 cm) in size and as large as the display according to the second embodiment. The device has 640 (vertical) x 480 (horizontal) pixels. The device is likewise a color liquid crystal display of VGA color active-matrix type. The device differs from the device according to the fifth embodiment only in terms of the
도11과 도12에 도시된 바와 같이, 투영부(32)는 제4 실시예에서와 같이 반원형이다. 각각의 투영부(32)는 투명 구역(R3)과 중첩되는 픽셀 전극(18)의 중앙부 상에 제공된다. 투영부는 약 15 ㎛의 직경(D)[제1 방향(d1)으로 폭(W)과, 제2 방향(d2)으로의 폭]과, 약 1.5 ㎛의 높이(h)를 갖는다. 각각의 투영부(32)는 제1 방향(d1) 및 제2 방향(d2)으로 각각 연장되는 픽셀 전극(18)의 측부들로부터 이격된다. As shown in Figs. 11 and 12, the
제6 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 주어진 관계식 (1)을 만족한다. 관계식 (1)은 예를 들어, 위치 좌표 P11, P12, P13, P14에서 만족된다. 투영부(32)는 관계식 (1)의 범위 내에서 유효 구경비가 최대로 될 수 있도록 최적 상태로 배열된다. 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)(즉, 상대 구경비)은 최대값으로 된다.The liquid crystal display device according to the sixth embodiment satisfies the relation (1) given above. The relation (1) is satisfied at the position coordinates P11, P12, P13, and P14, for example. The
제6 실시예에 따른 액정 표시 장치는 관계식 (1)을 만족하고, 투명 픽셀 전 극의 전체 면적(S)이 최대이면서도, 충분한 정렬 안정성을 얻는다. 제1 방향(d1)으로 투영부(32)에 의해 분리된 각각의 픽셀 전극(18)의 측부는 서로 비대칭이다. 따라서, 제6 실시예는 높은 정렬 안정성을 갖는다. 이러한 액정 표시 장치는 양호한 광학적 특성을 나타낸다. The liquid crystal display device according to the sixth embodiment satisfies the relation (1), and obtains sufficient alignment stability while the total area S of the transparent pixel electrode is maximum. The sides of each
상술한 것과 다른 임의의 구조적 특징에서, 제2 실시예 내지 제6 실시예는 제1 실시예와 동일하다. 따라서, 제1 실시예의 것들과 동일한 요소는 동일한 도면부호로 표시되고, 상세히 기술하지 않았다.In any structural features other than those described above, the second to sixth embodiments are the same as the first embodiment. Thus, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and have not been described in detail.
더 낮은 투과율 및 더 작은 명암비를 갖는 액정 표시 장치의 비교예가 기술된다. 비교예는 상술한 실시예들과 유사하고, 임의의 실시예의 것들과 동일한 요소들은 동일한 도면부호로 표시되고 상세히 기술하지 않는다.A comparative example of a liquid crystal display device having a lower transmittance and a smaller contrast ratio is described. The comparative example is similar to the above-described embodiments, and the same elements as those of any embodiment are denoted by the same reference numerals and are not described in detail.
(비교예)(Comparative Example)
도14, 도15, 도16에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 액정 표시 장치는 대각선으로 2.4 인치(6.1 cm)의 크기를 갖는다. 장치는 640(수직 방향)×480(수평방향) 픽셀을 갖고, VGA 컬러 능동-매트릭스형의 컬러 액정 표시 장치이다. 해상도[즉, 픽셀 피치(p)]는 332 ppi 이다. 14, 15, and 16, the liquid crystal display according to the comparative example has a size of 2.4 inches (6.1 cm) diagonally. The device has 640 (vertical) x 480 (horizontal) pixels and is a VGA color active-matrix type color liquid crystal display device. The resolution (ie pixel pitch p) is 332 ppi.
각각의 픽셀(14)의 크기는 75 ㎛×25 ㎛이다. 픽셀 전극(18)은 직사각형이다.The size of each
비교예의 투영부(32)는 거의 반원형의 단면을 갖는다. 투영부는 제1 방향(d1)으로 연장되는 줄무늬 형상을 갖는다. 각각의 투영부(32)는 제1 방향(d1)으로 배열된 픽셀 전극(18)과 중첩되고, 투영부가 투명 구역(R3)과 중첩되는 각각의 픽셀 전극(18)을 픽셀 전극(18)의 중앙선을 따라 동일한 크기의 두 부분으로 나누는 것처럼 연장된다. 투영부(32)는 제2 방향(d2)으로 약 10 ㎛의 폭(W)과 약 1.5 ㎛의 높이(h)를 갖는다. 비교예에 따른 액정 표시 장치의 표시 모드는 2-분할 MVA 모드이다. The
비교예에 따른 액정 표시 장치는 관계식 (1)을 만족한다. 관계식 (1)은 예를 들어, 위치 좌표 P15, P16, P17에서 만족된다. 이러한 장치는 고해상도의 화상을 표시하기 위한 조건을 만족하고, 제1 방향(d1)으로 연장되는 투영부(32)를 갖는다. 따라서, 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)(즉, 상대 구경비)은 12% 정도로 낮고, 투과율은 1.1% 정도로 낮다. 또한, 명암비는 100 정도로 작다. 따라서, 비교예에 따른 액정 표시 장치는 양호한 광학적 특성을 나타내지 않는다. The liquid crystal display device according to the comparative example satisfies relation (1). The relation (1) is satisfied at the position coordinates P15, P16, P17, for example. This apparatus satisfies the condition for displaying a high resolution image and has a
이는 면적의 관점에서 투영부(32) 대 픽셀 전극(18)의 비가 화상의 고해상도와 투영부(32)로 인해 감소된 구경비보다 더 증가되기 때문에 불가피하다. 그 결과, 유효 구경비는 감소하고, 투영부(32)를 통과하는 광의 양은 증가된다. 액정 분자가 각각의 투영부(32)의 에지에서 미리 경사지므로, 투영부(32)를 통과하는 광의 양이 증가된다. This is inevitable because the ratio of the
투과율 및 명암비의 관점에서, 투영부(32)가 투명 구역(R3)에서 차지하는 면적이 가능한 한 많이 감소되는 것이 바람직하다. 비교예에 따른 액정 표시 장치에서, 높은 선명도, 높은 구경비 및 높은 명암비의 조합은 균형의 관계에 있으므로, 이들이 공존하는 것은 어렵다.In terms of transmittance and contrast ratio, it is preferable that the area occupied by the
실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 투영부(32)는 제2 방향(d2)으로 연장되 어, 각각 픽셀 전극(18)을 제1 방향(d1)으로 나란히 배열되고 줄무늬 형상을 갖는 동일한 크기의 2 부분으로 나눈다. 투영부(32)가 반원형일 경우, 각각은 픽셀 전극(18)의 중앙부 상에 제공되고, 각각 제1 방향(d1) 및 제2 방향(d2)으로 연장되는 픽셀 전극(18)의 측부들로부터 이격된다. 실시예의 투영부(32)는 최적 상태로 배열되어, 유효 구경비는 관계식 (1)의 범위 내에서 최대로 될 수 있다. 따라서, 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)은, 장치가 고해상도의 화상을 표시하기 위한 조건을 만족하면서도 최대값으로 될 수 있다. 본 발명의 임의의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 높은 투과율 및 높은 명암비와 같은 양호한 광학적 특성을 달성한다. 액정 표시 장치가 상기 주어진 관계식 (1)을 만족하므로, 투영부(32) 및/또는 픽셀 전극(18)의 에지 전기장은 모든 위치 좌표(P)에서 작용한다. 따라서, 표시부는 충분한 정렬 안정성을 유지할 수 있다. 따라서, 표시부는 높은 투과율 및 높은 명암비와 높은 정렬 안정성을 나타낸다.In the liquid crystal display according to the embodiment, the
본 발명의 실시예에서, 각각의 투영부(32)는 제2 방향(d2)으로 연장된다. 따라서, 액정 분자(6a)는 제1 방향(d1) 또는 제2 방향(d2)으로 배열된다. 다시 말하면, 액정 분자는 표시 스크린의 상향, 하향, 좌향 및 우향으로 정렬된다. 따라서, 액정 표시 장치는, 투영부(32)가 대각선에 수직으로 연장되는 경우보다 더 큰 시각을 갖는다. In an embodiment of the invention, each
줄무늬형 투영부(32)는, 주축 방향으로 픽셀 전극(18)을 각각 동일한 크기의 2부분으로 나누는 것처럼 배열된다. 각각의 픽셀 전극(18)의 2부분은 정사각형 또는 정사각형과 유사한 형상을 갖는다. 제1 방향(d1)에 대향되는 방향으로 액정(6) 에 인가된 에지 전기장과, 제2 방향(d2)에 대향되는 방향으로 액정(6)에 인가된 에지 전기장은 각각의 픽셀 전극(18)의 2부분 상에서 동일하게 작용한다. 따라서, 액정 분자(6a)는 제1 방향(d1) 및 제2 방향(d2)으로 균일하게 정렬된다. 이러한 경우, 물론 시각은 수직 방향 및 수평 방향 모두에 대해 증가된다. The
도13에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치는 원하는 화질의 화상을 표시하기 위해 특정 반응 시간을 가져야 한다. 본 발명의 실시예는, 제1 방향(d1)의 각각의 투영부(32)의 측부와 하나의 픽셀 전극(18)의 대응하는 단부 사이의 최단 거리가 80 ㎛ 이하일 경우, 적어도 30 ms의 반응 시간을 갖는다. 따라서, 액정 표시 장치는 상기 최단 거리가 80 ㎛ 이하인 경우 원하는 화질의 화상을 표시할 수 있다. As shown in Fig. 13, the liquid crystal display device must have a specific reaction time in order to display an image of desired image quality. An embodiment of the present invention provides a reaction of at least 30 ms when the shortest distance between the side of each
장치는 높은 투과율 및 높은 명암비를 달성한다. 따라서, 장치는 고해상도의 화상을 표시한다. 고해상도의 화상을 표시하는 액정 표시 장치가 높은 수율 및 저렴한 비용으로 제공될 수 있다. The device achieves high transmittance and high contrast ratio. Thus, the device displays a high resolution image. A liquid crystal display device for displaying a high resolution image can be provided with high yield and low cost.
본 발명은 상술한 실시예로 제한되지 않는다. 본 발명의 범위 및 기술사상 내에서 다양한 변화 및 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 투명 픽셀 전극의 전체 면적(S)이 최대값에 가까이 가지만, 최대값이 아닌 경우에도, 전체 면적(S)이 최대값을 갖는 경우와 마찬가지로 동일한 이점이 얻어질 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 최대값에 가까운 값은 최대값의 100%보다는 작은 적어도 70%를 의미한다. The invention is not limited to the embodiment described above. Various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the invention. For example, even though the total area S of the transparent pixel electrode is close to the maximum value, even if it is not the maximum value, the same advantages can be obtained as in the case where the total area S has the maximum value. As used herein, a value close to the maximum means at least 70% less than 100% of the maximum.
픽셀 전극(18)의 주축은 160 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 67.5 ㎛ 이하이어야 한다. h/d의 값은 0.14 내지 0.6 이어야 한다. 투영부(32)는 제1 방향(d1)으로 측정되었을 때 15 ㎛ 이하의 폭(W)을 가져야 한다. 투영부(32)는 높이 대 폭, h/d의 비가 0.14 내지 0.6의 범위로 제공되면, 0.5 내지 2 ㎛ 의 높이(h) 및 2 내지 5 ㎛의 폭(d)을 가져야 한다. 줄무늬 형상과 같은 경우, 투영부(32)는 삼각형 단면 또는 임의의 다른 다각형 단면을 가질 수 있다. The major axis of the
위상 대비 판(51, 61)은 적어도 1/4의 위상차를 갖는 것을 만족한다. 투과 축(52a)과 투과-용이 축(51a)이 만드는 각은 30 내지 60°의 범위를 가질 수 있다. 투과 축(62a)과 투과-용이 축(61a)이 만드는 각은 30 내지 60°의 범위를 가질 수 있다. 광학 유닛(2)은, 530 내지 580 nm 범위의 파장을 갖는 광 비임에서 타원율이 0.4 이상이고 1을 초과하지 않는 원형 편광 모드 또는 타원형 편광 모드로 설정될 수 있다. The
정렬 안정성은 픽셀 전극(18)에 슬릿, 구멍 또는 노치를 형성하여, 액정층(6)에 인가된 전기장의 비대칭을 개선함으로써, 또는 액정 분자(6a)의 전기장 반응을 최적화함으로써 향상될 수 있다. Alignment stability can be improved by forming slits, holes or notches in the
액정 표시 장치는, 해상도[즉, 픽셀 피치(P)]가 210 ppi 이상인 경우에도 상술한 이점을 달성할 수 있다. 여러 투영부(32)가 각각의 픽셀 전극 위에 하나씩 적층될 수 있다. 액정 표시 장치는 투명 형태로 제한되지 않고, 반투명 형태일 수도 있다. The liquid crystal display device can achieve the above-mentioned advantages even when the resolution (that is, the pixel pitch P) is 210 ppi or more.
본 발명에 따르면, 높은 투과율과 높은 명암비를 얻는 높은 선명도의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device with high definition that obtains high transmittance and high contrast ratio.
Claims (9)
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2006
- 2006-07-31 KR KR1020060071836A patent/KR100766634B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6724452B1 (en) | 1997-06-12 | 2004-04-20 | Fujitsu Display Technologies Corporation | Vertically aligned (VA) liquid crystal display device |
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