KR101154284B1

KR101154284B1 - Liquid crystal display device of in-plane switching type

Info

Publication number: KR101154284B1
Application number: KR1020090081747A
Authority: KR
Inventors: 전철규; 권순범
Original assignee: 호서대학교 산학협력단
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2012-06-13
Also published as: KR20110023946A

Abstract

본 발명의 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치는 상호 대향하여 배치되는 제1, 2 기판과, 위치별로 다른 밝기를 구현하기 위하여 상기 제1, 2 기판 중 한 기판에 각각의 간격을 부분적으로 다르게 배치하여 평행을 이루는 전극과, 상기 제1, 2 기판 사이에 배치되고 인가되는 전압에 의하여 상기 전극 사이에 정렬되는 액정분자와, 상기 전극과 전기적으로 연결되어 상기 전극에 전체적으로 동일한 전압을 인가하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 전극과 인접한 전극과의 간격이 좁으면 상기 액정분자는 상기 전극과 직교 상태에 가깝게 회전하고, 상기 전극과 인접한 전극과의 간격이 넓으면 상기 액정분자는 상기 전극과 평행 상태에 가깝게 회전한다.In the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention, the first and second substrates disposed to face each other and the intervals are partially differently disposed on one of the first and second substrates so as to realize different brightness for each position. A parallel electrode, a liquid crystal molecule arranged between the electrodes by a voltage applied between the first and second substrates, and a controller electrically connected to the electrode to apply the same voltage to the electrode as a whole If the distance between the electrode and the adjacent electrode is narrow, the liquid crystal molecules rotate close to the orthogonal state of the electrode, and if the distance between the electrode and the adjacent electrode is wide, the liquid crystal molecules rotate close to the parallel state with the electrode do.

횡전계, 액정디스플레이, 계조, 전극, 액정분자, 컨트롤러 Transverse electric field, liquid crystal display, gradation, electrode, liquid crystal molecule, controller

Description

Transverse electric field liquid crystal display device {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE OF IN-PLANE SWITCHING TYPE}

본 발명은 수평전기장을 이용하여 가동되는 액정디스플레이에 적용할 수 있는 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device which can be applied to a liquid crystal display operated by using a horizontal electric field.

일반적으로 액정디스플레이 장치의 구동은 액정분자의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.In general, the driving of a liquid crystal display device uses optical anisotropy and polarization of liquid crystal molecules.

상기 액정분자는 가늘고 긴 분자 구조를 지니므로 분자 배열에 방향성을 지니며, 상기 액정분자들에 전기장을 인가하면 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.Since the liquid crystal molecules have a thin and long molecular structure, the liquid crystal molecules have an orientation in the molecular arrangement, and when an electric field is applied to the liquid crystal molecules, the direction of the molecular arrangement may be controlled.

따라서, 상기 액정분자는 인가된 전기장에 의하여 회전하게 되고, 상기 액정분자가 지닌 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 변조되면서 특정한 화상 정보를 표현할 수 있다.Therefore, the liquid crystal molecules may be rotated by an applied electric field, and the polarized light may be modulated by the optical anisotropy of the liquid crystal molecules, thereby expressing specific image information.

현재 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 매트릭스 방식으로 배열된 능동행렬 액정디스플레이(Active Matrix LCD)가 가장 주목받고 있다.Currently, active matrix LCDs, in which thin film transistors and pixel electrodes connected to the thin film transistors are arranged in a matrix manner, are receiving the most attention.

이 중에서 TN(Twisted Nematic) 액정디스플레이 장치과 같은 것은 공통 전극과 화소 전극이 수직으로 형성된 구조이며, 전압이 인가되면 유전율 이방성이 양(+)이면서 배향 방향에서부터 평면적으로 보아 상, 하 액정이 90°로 꼬인 수평적 배열 상태를 이룬다.Among them, the TN (Twisted Nematic) liquid crystal display device has a structure in which the common electrode and the pixel electrode are formed vertically, and when voltage is applied, the dielectric anisotropy is positive (+) and the upper and lower liquid crystals are 90 ° in plan view from the alignment direction. A twisted horizontal arrangement is achieved.

그러나, 상기 TN 액정디스플레이 장치는 시야각에 따른 C/R(Contrast Ratio)과 휘도의 변화가 심한 이유로 넓은 시야각을 마련할 수 없는 문제점이 있었다.However, the TN liquid crystal display device has a problem that it is not possible to provide a wide viewing angle because the change in the contrast ratio (C / R) and luminance according to the viewing angle is severe.

이를 개선하기 위하여 안출된 것이 횡전계 방식(In Plane Switching Type, 이하 'IPS 모드')의 액정디스플레이 장치이며, 한 쌍의 기판 중 일측 기판 상에 상기 화소전극과 상기 공통전극이 모두 형성된다.In order to improve this, a liquid crystal display device having an in-plane switching type (hereinafter, referred to as an 'IPS mode') is formed, and both the pixel electrode and the common electrode are formed on one side of a pair of substrates.

여기서, 상기 액정분자는 상기 한 쌍의 기판 중 일측 기판 상에 상기 화소전극과 상기 공통전극의 수평 전계에 의하여 작동한다.Here, the liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field of the pixel electrode and the common electrode on one of the pair of substrates.

이때, 상기 액정분자는 유전율 이방성 Δε(electric permittivity), 인가된 전압으로 형성되는 전기장과 상기 액정분자가 이루는 각도 θ, 상기 인가된 전압의 크기 E에 따라 상기 액정분자가 회전하는 정도 τ의 벡터값이 달라진다.In this case, the liquid crystal molecule is a vector value of the degree τ of the degree of rotation of the liquid crystal molecules according to the dielectric anisotropy Δε (electric permittivity), the electric field formed by the applied voltage and the angle θ of the liquid crystal molecules, the magnitude E of the applied voltage This is different.

이를 관계식으로 나타내면 다음과 같다.This is expressed as a relational expression as follows.

........(1)

........(One)

상기 식 (1)에서

는 유전율 이방성 Δε이며, 상기 ε₀은 공기 의 유전율이고, 상기 ε_||은 상기 화소전극 및 상기 공통전극과 평행을 이루는 상태에서의 유전율이며, 상기 ε_⊥은 상기 화소전극 및 상기 공통전극과 직교를 이루는 상태에서의 유전율이다.In the above formula (1)

Is the dielectric anisotropy Δε, and ε ₀ is the dielectric constant of air, ε _|| Is a dielectric constant in a state parallel to the pixel electrode and the common electrode, and ε _이다 is a dielectric constant in a state orthogonal to the pixel electrode and the common electrode.

이때, 상기 액정분자의 회전 정도는 유전율 이방성과 전압의 크기에 좌우된다.At this time, the degree of rotation of the liquid crystal molecules depends on the dielectric anisotropy and the magnitude of the voltage.

그러나, 지금까지 IPS 모드에서는 상기 화소전극 및 상기 공통전극을 동일한 폭과 동일한 간격으로 형성하여 전극 구조를 형성하였다.However, until now, in the IPS mode, the pixel electrode and the common electrode are formed at the same width and at the same interval to form an electrode structure.

따라서, 전압이 상기 화소전극 및 상기 공통전극에 인가되면 상기 한 쌍의 기판 사이에 마련된 상기 액정분자들은 모두 동일한 각도로 회전하게 되므로, 모든 화소가 동일한 밝기를 나타낸다.Therefore, when a voltage is applied to the pixel electrode and the common electrode, the liquid crystal molecules provided between the pair of substrates all rotate at the same angle, so that all the pixels display the same brightness.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 동일한 전압을 인가하여도 위치별로 다른 밝기, 즉 계조(gray scale)의 구현이 가능한 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a liquid crystal display device of a transverse electric field method that can implement a different brightness, that is, gray scale for each position even if the same voltage is applied to improve the above problems.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

일 실시예로, 본 발명은 상호 대향하여 배치되는 제1, 2 기판과, 위치별로 다른 밝기를 구현하기 위하여 상기 제1, 2 기판 중 한 기판에 각각의 간격을 부분적으로 다르게 배치하여 평행을 이루는 전극과, 상기 제1, 2 기판 사이에 배치되고 인가되는 전압에 의하여 상기 전극 사이에 정렬되는 액정분자와, 상기 전극과 전기 적으로 연결되어 상기 전극에 전체적으로 동일한 전압을 인가하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 전극과 인접한 전극과의 간격이 가장 좁으면 상기 액정분자는 상기 전극과 직교 상태에 가깝게 회전하고, 상기 전극과 인접한 전극과의 간격이 가장 넓으면 상기 액정분자는 상기 전극과 평행 상태에 가깝게 회전한다.According to an embodiment of the present invention, the first and second substrates which are disposed to face each other and are arranged in parallel by partially arranging respective intervals on one of the first and second substrates in order to achieve different brightness for each position. An electrode, a liquid crystal molecule arranged between the electrodes by a voltage applied between the first and second substrates, and a controller electrically connected to the electrode to apply the same voltage to the electrode as a whole; When the distance between the electrode and the adjacent electrode is the narrowest, the liquid crystal molecules rotate close to the orthogonal state with the electrode, and when the distance between the electrode and the adjacent electrode is widest, the liquid crystal molecules rotate near the parallel state with the electrode. do.

일 실시예로, 상기 전극과 인접한 전극의 가장 좁은 간격은 상기 액정분자의 단변과 장변중 장변의 길이보다 상대적으로 같거나 크다.In one embodiment, the narrowest gap between the electrode and the adjacent electrode is the same or greater than the length of the long side of the short side and long side of the liquid crystal molecule.

일 실시예로, 상기 전극과 인접한 전극의 가장 넓은 간격은 1nm 내지 100㎛이며, 상기 전극과 인접한 전극의 가장 좁은 간격은 1nm 내지 50㎛이다.In one embodiment, the widest gap between the electrode and the adjacent electrode is 1 nm to 100 μm, and the narrowest gap between the electrode and the adjacent electrode is 1 nm to 50 μm.

일 실시예로, 상기 컨트롤러는 인가되는 전압의 세기를 가변할 수 있는 전압가변기를 포함하며, 상기 전압가변기로 인가되는 전압이 크면 클수록 상기 전극과 인접한 전극 사이에 배치되는 상기 액정분자는 상기 전극과 수직에 가깝게 회전한다.In one embodiment, the controller includes a voltage variable that can vary the intensity of the applied voltage, the larger the voltage applied to the voltage variable is the liquid crystal molecules disposed between the electrode and the adjacent electrode and the electrode Rotate close to vertical.

본 발명은 상기와 같이 제1, 2 기판 중 일측 기판에 전극의 간격을 부분적으로 다르게 배치하고 액정분자를 배치한 후 각각의 전극에 컨트롤러를 통하여 전체적으로 동일한 세기의 전압을 인가시켜 상기 액정분자들의 회전각도를 각각 다르게 하는 구조를 채택함으로써 상기 액정분자들이 배치된 공간의 전기장 크기가 불균일하면 액정 분자의 회전 정도가 위치에 따라 다름을 활용하여 동일한 전압으로도 계조를 구현해 낼 수 있다.The present invention is to rotate the liquid crystal molecules by applying a voltage of the same intensity as a whole through the controller to each electrode after arranging the electrode spacing differently on one side of the first, second substrate and the liquid crystal molecules as described above as described above By adopting a structure in which angles are different from each other, when the electric field size of the space in which the liquid crystal molecules are arranged is uneven, the degree of rotation of the liquid crystal molecules may vary depending on the position, and grayscales may be realized even at the same voltage.

따라서, 본 발명은 각 전극마다 걸리는 전압의 크기를 다르게 하는 등의 번거롭고 복잡한 액정디스플레이 패널의 설계가 일체 불필요하다.Therefore, in the present invention, the design of a complicated and complicated liquid crystal display panel such as varying the magnitude of the voltage applied to each electrode is unnecessary.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.In the process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention according to the intention or custom of the user or operator And definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치의 작동 실시예를 나타낸 개념도이다.1 and 2 is a conceptual diagram showing an embodiment of the operation of the transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치는 제1, 2 기판(100, 100')과, 전극(200)과, 액정분자(300) 및 컨트롤러(400)를 포함한다.The transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention includes first and second substrates 100 and 100 ', an electrode 200, a liquid crystal molecule 300, and a controller 400.

상기 제1, 2 기판(100, 100')은 상호 대향하여 배치되며, 후술할 전극(200)과 액정분자(300)들이 배치될 공간을 제공한다.The first and second substrates 100 and 100 'are disposed to face each other, and provide a space in which the electrode 200 and the liquid crystal molecules 300 to be described later are disposed.

상기 전극(200)은 계조(gray scale) 구현을 위하여 상기 제1, 2 기판(100, 100') 중 한 기판에 각각의 간격을 부분적으로 다르게 배치하여 평행을 이루는 복수의 것으로 투명한 상태를 유지한다.The electrode 200 maintains a transparent state in a plurality of parallel parts by partially arranging respective intervals on one of the first and second substrates 100 and 100 'to realize gray scale. .

상기 전극(200)은 알루미늄과 같은 금속 물질, 또는 증착되면 투명해지는 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide)이나 산화 아연(ZnO)과 같은 물질을 상기 제1, 2 기판(100, 100') 중 한 기판(여기서는 제2 기판(100')이라 정의한다)에 증착시켜서 형성된다.The electrode 200 may be formed of a metal material such as aluminum, or a material such as indium tin oxide or zinc oxide (ZnO) that becomes transparent when deposited. It is formed by depositing on a board | substrate (it is defined here as 2nd board | substrate 100 ').

상기 전극(200)의 증착은 여러가지 방법에 의하여 형성될 수 있으나, 가장 일반적으로 스퍼터링(sputtering)에 의한 물리적인 방법을 통하여 상기 제2 기판(100')에 증착시킨다.Although the deposition of the electrode 200 may be formed by various methods, most commonly, the deposition on the second substrate 100 ′ is performed by a physical method by sputtering.

상기 스퍼터링은 진공 챔버에 아르곤 가스를 주입하여 증착물인 상기 인듐-주석 산화물 또는 산화 아연 등에 전원을 공급하면 플라즈마가 형성되고, 이때 피증착물인 상기 제2 기판(100')을 향하여 상기 증착물과 Ar⁺형태의 아르곤 가스가 강한 충격을 가하면 입자 형태의 상기 증착물들은 상기 제2 기판(100')에 부착되는 방식이다.The sputtering was performed with argon gas injected into the vacuum chamber of the indium deposit - when power is supplied to such as tin oxide or zinc oxide, the plasma is formed, wherein the blood deposits in the claim the deposition material toward the second substrate 100 'and Ar ⁺ When the argon gas in the form of a strong impact is applied to the deposits in the form of particles attached to the second substrate (100 ').

증착된 상기 증착물은 투명 재질인 상기 제2 기판(100') 상에서도 투명한 상태로 전도성을 가지게 되므로, 전극의 역할을 하게 된다.Since the deposited material is conductive in a transparent state on the second substrate 100 ′, which is a transparent material, it serves as an electrode.

상기 전극(200)은 상호 인접하는 각 전극(200) 각각에 전원을 인가하면 접지를 제공하는 전극은 공통전극이 되고 양전하 및 음전하를 발생시키는 전극은 화소전극이 된다.When power is applied to each of the electrodes 200 adjacent to each other, the electrode 200 becomes a common electrode, and an electrode that generates positive and negative charges becomes a pixel electrode.

상기 액정분자(300)는 상기 제1, 2 기판(100, 100') 사이에 배치되고 인가되는 전압에 의하여 상기 전극(200) 사이에 정렬되며, 전술한 바와 같이 장변과 단변으로 이루어져 가늘고 길게 형성되며 방향성을 지닌 분자 구조로 되어 있다.The liquid crystal molecules 300 are arranged between the electrodes 200 by the voltages applied between the first and second substrates 100 and 100 'and are formed as long and short sides as described above. It has a directional molecular structure.

기존의 액정디스플레이 장치는 각 전극 사이에 서로 다른 전압을 인가하여 액정분자의 회전각도를 다르게 만들어 계조 구현을 해야 하므로 수많은 전극마다 인가되는 전압의 세기를 조절하기 위한 복잡한 장치가 필요한데 비하여, 상기 컨트롤러(400)는 상기 전극(200)과 전기적으로 연결되어 상기 전극(200)에 전체적으로 동일한 세기의 전압을 인가하기만 하면 계조의 구현이 가능하다.Conventional liquid crystal display device requires a complex device for adjusting the intensity of the voltage applied to a large number of electrodes because the gradation is implemented by varying the rotation angle of the liquid crystal molecules by applying different voltages between the electrodes, the controller ( 400 is electrically connected to the electrode 200, and gray scales can be realized by simply applying a voltage having the same intensity to the electrode 200 as a whole.

이는 상기 배경기술에서 이미 설명한 식(1)에서 알 수 있듯이 유전율 이방성, 즉 액정분자가 전극과 평행을 이루는 상태에서의 유전율과 상기 액정분자가 상기 전극과 직교를 이루는 상태에서의 유전율의 차이값이 상기 액정분자의 회전 정도를 좌우하는 변수 중 하나임에 착안한 것이다.As can be seen from Equation (1) described above in the background art, the difference between the dielectric constant anisotropy, that is, the dielectric constant in the state where the liquid crystal molecules are parallel to the electrode and the dielectric constant in the state where the liquid crystal molecules are orthogonal to the electrode is Attention was drawn to one of the variables that influence the degree of rotation of the liquid crystal molecules.

즉, 상기 전극(200)과 인접한 전극(200)과의 간격이 좁으면 상기 액정분자(300)는 상기 전극(200)과 직교 상태에 가깝게 회전하고, 상기 전극(200)과 인접한 전극(200)과의 간격이 넓으면 상기 액정분자(300)는 상기 전극(200)과 평행 상태에 가깝게 회전하는 점을 이용한다.That is, when the distance between the electrode 200 and the adjacent electrode 200 is narrow, the liquid crystal molecules 300 rotate close to the orthogonal state with the electrode 200, and the electrode 200 adjacent to the electrode 200. When the distance between the liquid crystal molecules 300 is wide, the electrode 200 uses a point close to the parallel state.

상기한 바와 같이 본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 적용 및 실시가 가능하며, 더욱 상세한 실시예의 설명을 위하여 아래와 같이 주요 구성요소별로 상세하게 기술한다.As described above, the present invention can be applied and implemented by the above-described configuration, and will be described in detail for each major component as described below for a more detailed embodiment.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치에 인가된 전압에 따라 회전하는 액정분자들의 상태를 나타낸 평면 개념도이다.3 and 4 are plan views showing the state of the liquid crystal molecules rotating in accordance with the voltage applied to the transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에서 표시되지 않은 도면의 부호는 도 1 및 도 2를 참고한다.Reference numerals not shown in FIGS. 3 and 4 refer to FIGS. 1 and 2.

우선, 상기 제1, 2 기판(100, 100')이 상호 대향하는 면 상에는 배향막을 장 착할 수 있으며, 상기 제1, 2 기판(100, 100')의 외면에는 편광판을 장착할 수도 있다.First, an alignment layer may be mounted on surfaces where the first and second substrates 100 and 100 'face each other, and a polarizing plate may be mounted on the outer surfaces of the first and second substrates 100 and 100'.

여기서, 상기 배향막 및 편광판은 위상차 효과를 구현하기 위한 액정디스플레이 장치에서는 장착되어야 할 것이고, 산란이나 흡수 또는 반사 효과를 도모하기 위한 액정디스플레이 장치에서는 상기 배향막의 장착을 생략할 수 있다.Here, the alignment layer and the polarizing plate may be mounted in a liquid crystal display device for implementing a phase difference effect, and mounting of the alignment layer may be omitted in a liquid crystal display device for scattering, absorption, or reflection effects.

상기 전극(200)과 인접한 전극(200)의 가장 좁은 간격(l_n)은 상기 액정분자(300)의 단변과 장변중 장변의 길이보다 상대적으로 같거나 크게 형성되도록 하며, 구체적으로는 1nm 내지 50㎛ 정도의 범위 내에서 적절하게 선택할 수 있다.The narrowest interval l _n of the electrode 200 and the adjacent electrode 200 is formed to be equal to or larger than the length of the long side of the short side and long side of the liquid crystal molecule 300, specifically, 1 nm to 50 It can select suitably within the range of about micrometer.

상기 전극(200)과 인접한 전극(200)이 1nm이하의 간격을 유지하는 것은 기술적으로도 어려울 뿐 아니라, 각 전극(200)이 거의 붙은 상태가 될 수 있어 쇼트가 일어날 수 있다.It is technically difficult for the electrode 200 and the adjacent electrode 200 to maintain an interval of 1 nm or less, and each electrode 200 may be almost stuck, so that a short may occur.

통상 산업 현장에서는 상기 가장 좁은 간격 (l_n)은 4㎛ 내외의 범위에서 형성되는 것이 바람직하다.In general, the narrowest interval l _n is preferably formed in the range of about 4 μm.

상기 전극(200)과 인접한 전극(200)의 가장 넓은 간격(l_w)은 1㎛ 내지 100㎛ 정도로 형성되도록 하고, 통상 산업 현장에서는 20㎛ 내외의 범위에서 형성되도록 하는 것이 바람직하다.The widest distance l _w between the electrode 200 and the adjacent electrode 200 is preferably formed in a range of about 1 μm to about 100 μm, and is typically formed in an industrial range of about 20 μm.

상기 전극(200)과 인접한 전극(200)이 100㎛ 이상으로 이격될 경우는 전기장의 세기가 미약해져서 상기 액정분자(300)들이 거의 회전하지 못한다.When the electrode 200 and the electrode 200 adjacent to each other are separated by 100 μm or more, the strength of the electric field is weak and the liquid crystal molecules 300 hardly rotate.

한편, 상기 컨트롤러(400)는 인가되는 전압의 세기를 가변할 수 있는 전압가 변기(410)를 포함하며, 전체적으로 스위치(420, 도 1 및 도 2 참고) 조작으로 제어된다.On the other hand, the controller 400 is a voltage that can vary the intensity of the voltage applied to the toilet 410, the overall control is controlled by the switch 420 (see FIGS. 1 and 2).

상기 컨트롤러(400)는 상기 전압가변기(410)에 의하여 인가되는 전압이 크면 클수록 상기 전극(200)과 인접한 전극(200) 사이에 배치되는 상기 액정분자(300)는 도 4와 같이 상기 전극(200)과 수직에 가깝게 회전하게 된다.As the voltage applied by the voltage variabler 410 is greater, the controller 400 is disposed between the electrode 200 and the adjacent electrode 200, as shown in FIG. 4. ) And close to vertical.

상기 액정분자(300)는 도 3과 같은 초기상태에서 도 4와 같이 상기 전극과 가장 가까운 액정분자(300d)와, 다음층의 액정분자(300m) 및 상부의 액정분자(300u)의 순으로 회전 정도가 작아진다.In the initial state as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules 300 rotate in the order of the liquid crystal molecules 300d closest to the electrode, the liquid crystal molecules 300m of the next layer, and the liquid crystal molecules 300u of the upper layer. The degree becomes smaller.

즉, 상기 액정분자(300)의 회전 정도는 상기 전극(200)의 간격이 좁은 C 지점이 상기 전극(200)의 간격이 넓은 D 지점에 비하여 훨씬 커서 상기 전극(200)과 거의 직교 상태에 가깝게 회전하게 된다.That is, the degree of rotation of the liquid crystal molecules 300 is much larger than the point D where the spacing of the electrode 200 is narrower than the point D where the spacing of the electrode 200 is large, so that the electrode 200 is almost orthogonal to the orthogonal state. Will rotate.

상기 컨트롤러(400)의 전압가변기(410)를 이용하여 상기 전극(200) 각각에 동일하게 인가되는 전압의 세기를 조절하면 상기 전극(200) 각각의 사이에 배치되는 액정분자(300) 들의 회전각도 또한 인가되는 전압과, 상기 전극(200) 각각의 간격에 따라 다양하게 변할 수 있다.Rotation angle of the liquid crystal molecules 300 disposed between each of the electrodes 200 when the intensity of the voltage applied to each of the electrodes 200 is equally adjusted using the voltage variable 410 of the controller 400. In addition, the voltage may vary depending on the applied voltage and the interval of each of the electrodes 200.

따라서, 상기 전극(200)에 충분히 높은 전압이 인가되면 모든 액정분자(300)는 회전되며, 상기 전극(200)에 매우 낮은 전압이 인가되면 모든 액정분자는 회전하지 않는다.Therefore, when a sufficiently high voltage is applied to the electrode 200, all of the liquid crystal molecules 300 are rotated. When a very low voltage is applied to the electrode 200, all of the liquid crystal molecules do not rotate.

이상과 같이 본 발명은 비교적 간단한 구조의 개선으로 계조의 구현이 가능한 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the present invention has a basic technical idea to provide a transverse electric field type liquid crystal display device capable of realizing gray scales by improving a relatively simple structure.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액정디스플레이 장치를 옥내외 광고판, 모니터, 휴대용 디스플레이 기기, 텔레비젼 등 화상 표현이 필요한 장치라면 어느 분야에서도 적용할 수 있게 되는 등 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those skilled in the art may use the liquid crystal display device according to various embodiments of the present invention indoors and outdoors, such as billboards, monitors, portable display devices, It will be understood that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible as long as the device requires an image representation such as a television.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치의 작동 실시예를 나타낸 개념도1 and 2 is a conceptual diagram showing an embodiment of the operation of the transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정디스플레이 장치에 인가된 전압에 따라 회전하는 액정분자들의 상태를 나타낸 평면 개념도3 and 4 are plan views showing the state of the liquid crystal molecules that rotate in accordance with the voltage applied to the transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100...제1 기판 100'...제2 기판100 ... first substrate 100 '... second substrate

200...전극 300...액정분자200 ... electrode 300 ... liquid crystal molecule

400...컨트롤러 410...전압가변기400 ... controller 410 ... voltage converter

Claims

First and second substrates disposed to face each other;

Electrodes arranged in parallel by partially arranging respective intervals on one of the first and second substrates to achieve partially different brightness;

Liquid crystal molecules arranged between the electrodes by the voltage applied between the first and second substrates; And

And a controller electrically connected to the electrode to apply a voltage having the same intensity to the electrode as a whole, the controller having a voltage variable to vary the intensity of the applied voltage.

The liquid crystal molecule,

When the distance between the electrode and the adjacent electrode is narrow, the first and second substrates are maintained in parallel while being rotated close to the orthogonal state with the electrode, and when the distance between the electrode and the adjacent electrode is wide, the liquid crystal molecules While rotating in parallel with the first and second substrates, close to parallel with the electrode,

And a liquid crystal molecule disposed between the electrode and an adjacent electrode as the voltage applied to the voltage variable is larger, so that the liquid crystal molecules are rotated to be perpendicular to the electrode.

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The method of claim 1,

The widest distance between the electrode and the adjacent electrode is 1㎛ 100㎛ horizontal liquid crystal display device.

The method of claim 1,

The narrowest gap between the electrode and the adjacent electrode is 1nm to 50㎛ horizontal liquid crystal display device.

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