KR101222957B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 패널로 향하는 백라이트 광을 블랙 휘도시에만 차단하여 블랙 휘도를 감소시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정표시장치는 액정패널의 하부면에 부착되어 액정패널로 향하는 백라이트 광을 서브화소 단위로 차단시키거나 투과시키는 액체 파우더 디스플레이 패널을 구비하고; 액체 파우더 디스플레이 패널은, 액정패널을 구성하는 제1 서브화소들에 각각 대응하고, 투명한 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 제2 서브화소들을 구비하고, 제2 서브화소들 각각은 제1 기판 및 제2 기판 사이에서 셀갭을 유지하고, 백라이트 광을 투과하는 셀영역의 외곽부를 둘러싸는 셀벽과; 셀벽과 셀영역 사이에서 셀영역을 둘러싸는 형태를 갖고, 제1 기판 상에 형성된 제1 전극과; 셀영역 및 제1 전극에 대응하는 제2 서브화소의 전 영역에서 제2 기판 상에 형성된 투명한 제2 전극과; 제1 기판 및 제2 기판과 셀벽에 의해 마련된 내부 공간에 주입되고, 제1 전극 및 제2 전극에 각각 인가되는 전압의 극성에 따라 응답하여 이동하는 블랙 파티클을 구비하고, 제2 서브화소에 대응하는 액정 패널의 제1 서브화소가 블랙 구동시, 제2 서브화소는 블랙 파티클이 제2 전극에 모이게 하여 백라이트 광을 차단하고, 제1 서브화소가 블랙을 제외한 나머지 그레이나 화이트 구동시, 제2 서브화소는 블랙 파티클이 제1 전극에 모이게 하여 백라이트 광을 셀영역을 통해 투과시킨다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일실시예 구성도.
도 2는 일반적인 IPS모드의 액정패널의 셀 단면을 나타낸 도면.
도 3은 일반적인 IPS모드의 액정패널에서 빛이 새는 상태를 간략하게 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치 중 액정표시패널에서의 빛 투과 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 중 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 타이밍 제어부 400 : 데이터 구동부
800, 70 : 액정패널 600 : 게이트 구동부
71 : 상판 72 : 하판
73 : 액정 81 : 플라스틱 상판
80 : 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널
82 : 플라스틱 하판 83 : 상부 전극
84 : 하부 전극 85 : 블랙 파티클
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 블랙(Black) 휘도를 감소시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
통상의 액정표시장치는 게이트라인들과 데이터라인들간의 교차부에 배열되어진 화소매트릭스를 이용하여 비디오신호에 대응하는 화상을 표시하게 된다. 이러한 각 화소들은 데이터라인으로부터 액정셀에 공급될 비디오신호를 절환하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT" 라 함)와, 데이터라인으로부터 공급되는 비디오신호가 액정셀로 공급될 수 있도록 게이트 구동신호를 공급하는 게이트라인으로 구성된다. 또한, 액정표시장치에는 게이트라인 및 데이터라인에 구동신호를 공급하기 위한 게이트 및 데이터 구동회로들이 마련되어 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일실시예 구성도이다.
즉, 도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 액정셀 매트릭스를 갖는 액정패널(800), 상기 액정패널의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 구동부(600), 상기 액정패널의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(400), 상기 게이트 구동부와 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부(200)를 구비한다.
상기 타이밍 제어부(200)는 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 제어신호들(GDC,DDC)을 발생하고, 상기 데이터 구동부에 화소데이터 신호(R,G,B)를 공급한다. 이때, 상기 타이밍 제어부(200)에서 발생되는 게이트 제어신호들(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 게이트 출력 이네이블 신호(GOE) 등이 포함된다. 또한, 타이밍 제어부(200)에서 발생되는 데이터 제어신호들(DDC)에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.
상기 게이트 구동부(600)는 게이트 제어신호들(GDC)을 이용하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔신호를 순차적으로 공급한다. 상기 게이트 구동부(600)의 스캔신호에 응답하여 박막트랜지스터(120)들이 수평라인 단위로 구동된다.
상기 데이터 구동부(400)는 입력된 화소 데이터를 아날로그 화소신호로 변환하여 게이트라인(GL)에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 화소신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이 경우, 상기 데이터 구동부(400)는 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여 화소데이터를 화소신호로 변환하게 된다.
상기 액정패널(800)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 어레이 기판과 하부 어레이 기판을 포함한다.
이때, 상기 상부 어레이 기판은 적색, 녹색 및 청색의 칼라필터와, 칼라필터들 사이에 위치하는 블랙매트릭스와, 액정층에 기준전압을 공급하는 공통전극을 포함한다.
또한, 상기 하부 어레이 기판은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차로 정의된 서브 화소영역마다 형성된 박막트랜지스터(120)와, 박막트랜지스터와 접속된 화소전극(100)을 구비한다. 상기 박막트랜지스터(120)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 화소신호를 화소전극(100)에 공급한다. 상기 화소전극(100)은 화소신호에 응답하여 공통전극(미도시)과의 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율을 조절하여 해당 칼라필터의 색을 구현하게 된다.
이러한 종래의 액정표시장치는 나란하게 배치된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하는 서브화소의 조합으로 하나의 화소를 표현하게 된다. 이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브화소 각각은 백라이트 유닛(BL)에서 출사된 광량 중 27~33% 정도만이 칼라필터를 통해 상부기판으로 출사되며, 이로 인하여, 액정표시장치의 휘도는 저하된다.
한편, 상기 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계방향에 따라 수직방향 전계를 이용하는 TN(Twisted Nematic)모드와 수평방향 전계를 이용하는 IPS(In plan Switch)모드로 대별된다.
TN모드는 상부기판에 대항하게 배치된 화소전극과 공통전극간의 수직전계에 의해 액정을 구동하는 모드로 개구율이 큰 장점을 가지는 반면에 시야각이 좁은 단점을 가진다.
IPS모드는 하부기판상에 나란하게 배치된 화소전극, 공통전극간의 수평전계에 의해 액정을 구동하는 모드로 시야각이 큰 장점이 있는 반면에 개구율이 작은 단점이 있다.
도 2는 일반적인 IPS모드의 액정패널의 셀 단면을 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시된 액정패널(800)을 이루는 하나의 서브화소의 단면을 나타낸 것이다
즉, 도 2에 도시된 액정패널은 이면에 정전기 등을 방지하기 위한 투명전극성 물질이(미도시) 있는 상부기판(1) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(2), 컬러필터(6), 평탄화층(7), 스페이서(13), 상부 배향막(8)으로 구성되는 상판, 하부기판(5)상에 형성된 박막 트랜지스터, 공통전극(4), 화소전극(100) 및 하부 배향막(10)으로 구성되는 하판 및 상기 상판과 하판 사이의 내부공간에 주입되는 액정(미도시)을 포함한다.
먼저, 상기 상판에 있어서, 블랙 매트릭스(2)는 하부기판(5)의 TFT 영역과 도시되지 않은 게이트라인들 및 데이터라인들 영역과 중첩되게 형성되며 컬러필터(6)가 형성될 셀영역(A)을 구획한다. 이때, 상기 블랙 매트릭스(2)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
상기 컬러필터(6)는 상기 블랙 매트릭스(2)에 의해 분리된 셀영역(A) 및 블랙 매트릭스(2)에 걸쳐 형성된다. 또한, 컬러필터(6)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다.
상기 평탄화층(7)은 컬러필터를 덮도록 형성되어 상부기판(1)을 평탄화한다.
상기 스페이서(13)는 상부기판(1)과 하부기판(5)사이에 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.
다음으로, 상기 하판에 있어서, TFT는 게이트라인(미도시)과 함께 하부기판 (5) 위에 형성되는 게이트전극(16), 상기 게이트전극과 게이트 절연막(129)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(126) 및 상기 반도체층을 사이에 두고 데이터라인(미도시)과 함께 형성되는 소스/드레인전극(128,130)을 포함한다.
상기 TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 인가된 화소신호를 화소전극(100)에 공급한다. 상기 화소전극(100)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(108)을 사이에 두고 TFT의 드레인 전극(130)과 접촉된다. 상기 공통전극(4)은 화소전극(100)과 교번되도록 스트라입 형태로 형성된다.
상기 공통전극(4)에는 액정구동시 기준이 되는 공통전압이 공급된다. 이 공통전압과 화소전극(100)에 공급되는 화소전압과의 수평전계에 의해 액정은 수평방향을 기준으로 회전하게 된다.
마지막으로, 액정배향을 위한 상/하부 배향막(8,10)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙공정을 수행함으로써 형성된다.
한편, 상기와 같은 구성을 갖는 액정패널(800)은, 액정패널의 하부에 장착된 백라이트(미도시)로부터 인가되는 광이, 상기 화소전극(100)과 공통전극(4)이 형성된 셀영역(A)을 통해 상기 컬러필터(6)를 통과하므로써, R, G, B의 색상을 발하게 된다.
이때, 상기 셀영역(A)을 통과하는 빛의 양은, 상기한 바와 같이 상기 전극들(100, 4)에 공급되는 전계에 의한 액정의 회전에 의해 조절된다.
도 3은 일반적인 IPS모드의 액정패널에서 빛이 새는 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.
상기한 바와 같이 상기 셀영역(A)을 통과하는 빛의 양은, 상기 전극들화소전극(100) 및 공통전극(4))에 공급되는 전계에 의한 액정의 회전에 의해 조절되는데, 이때, 상기 액정의 응답속도는 상기 전극의 변화속도보다 느리기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 상기 셀영역(A)의 액정이 상기 백라이트(B/L)로부터 인가되는 빛을 완전히 차단하지 못하게 되어, 블랙(Black) 휘도가 저하된다는 문제점이 있다.
즉, 일반적으로 액정의 응답속도는 5~10ms 인데, 이러한 응답속도로는 전극의 변화를 따라갈 수 없으며, 따라서 상기 셀영역(A)의 모든 빛을 차단하는 블랙(Black) 상태에서 상기 백라이트(B/L)의 빛을 완전히 차단하지 못하고 빛의 일부를 투과시키게 되므로 매우 높은 블랙(Black) 휘도를 나타낸다는 문제점이 발생하는데, 이러한 현상은 특히 공통전극(4)과 화소전극(100)이 하부기판 상에 나란하게 형성되는 IPS모드에서 주로 발생된다.
상기 IPS모드에서 상기와 같은 문제점이 주로 발생되는 그 이유는, IPS가 초기 배향상태에서 블랙(Black)을 띄므로 블랙(Black) 휘도가 전기장으로 제어불가능하기 때문이다.
다시말해, 일반적인 IPS모드의 액정패널은 블랙(Black) 구동시, 셀(Cell)/TFT 구조, 재료, 공정(러빙) 등에 의해, 백라이트(B/L) 광을 완전히 차단하지 못하고, 빛의 일부를 투과시키게 되어, 이에 따라 블랙(Black) 휘도가 높아지게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 백라이트 광을 원천적으로 차단하여 블랙 휘도를 감소시킬 수 있도록, 액정패널의 하부면에 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널을 부착한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 어레이 기판과 하부 어레이 기판으로 구성되어 백라이트 광을 이용하여 비디오신호에 대응하는 화상을 표시하기 위한 액정패널과; 상기 액정패널의 하부면에 부착되어 상기 액정패널로 향하는 상기 백라이트 광을 서브화소 단위로 차단시키거나 투과시키는 액체 파우더 디스플레이 패널을 구비하고; 상기 액체 파우더 디스플레이 패널은, 상기 액정패널을 구성하는 제1 서브화소들에 각각 대응하고, 투명한 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 제2 서브화소들을 구비하고, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에서 셀갭을 유지하고, 상기 백라이트 광을 투과하는 셀영역의 외곽부를 둘러싸는 셀벽과; 상기 셀벽과 상기 셀영역 사이에서 상기 셀영역을 둘러싸는 형태를 갖고, 상기 제1 기판 상에 형성된 제1 전극과; 상기 셀영역 및 상기 제1 전극에 대응하는 상기 제2 서브화소의 전 영역에서 상기 제2 기판 상에 형성된 투명한 제2 전극과; 상기 제1 기판 및 제2 기판과 상기 셀벽에 의해 마련된 내부 공간에 주입되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극에 각각 인가되는 전압의 극성에 따라 응답하여 이동하는 블랙 파티클을 구비하고, 상기 제2 서브화소에 대응하는 상기 액정 패널의 제1 서브화소가 블랙 구동시, 상기 제2 서브화소는 상기 블랙 파티클이 상기 제2 전극에 모이게 하여 상기 백라이트 광을 차단하고, 상기 제1 서브화소가 상기 블랙을 제외한 나머지 그레이나 화이트 구동시, 상기 제2 서브화소는 상기 블랙 파티클이 상기 제1 전극에 모이게 하여 상기 백라이트 광을 상기 셀영역을 통해 투과시킨다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 투명한 플라스틱 재질로 형성된다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1 서브화소가 상기 블랙 구동시, 상기 제1 서브화소에 대응하는 상기 제2 서브화소의 상기 제1 전극 및 제2 전극에는 각각 정극성 및 부극성 전압이 각각 인가되어, 양극성을 갖는 상기 블랙 파티클이 상기 제2 전극에 모여서 상기 백라이트 광을 차단하고, 상기 제1 서브화소가 상기 블랙을 제외한 나머지 그레이나 화이트 구동시, 상기 제1 서브화소에 대응하는 상기 제2 서브화소의 상기 제1 전극 및 제2 전극에는 각각 부극성 및 정극성 전압이 각각 인가되어, 상기 양극성을 갖는 블랙 파티클이 상기 제1 전극에 모여서 상기 백라이트 광은 상기 셀영역을 통해 투과하게 된다.
삭제
또한, 본 발명에 있어서, 상기 블랙 파티클이 상기 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압의 극성 변화에 반응하는 속도는, 상기 액정패널 내부의 액정이 상기 액정패널 내부의 화소전극 및 공통전극의 변화에 반응하는 속도보다 빠르다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 셀벽은 상기 제2 서브화소를 이루는 각 셀을 사각 격자로 구획한다.
삭제
삭제
또한, 본 발명에 있어서, 상기 액정패널에 형성되는 블랙 매트릭스는, 상기 액체 파우더 디스플레이 패널의 상기 제1 전극 및 상기 셀벽과 대응한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 설명예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다. 이때, 상기 도 1 내지 도 3에서 언급된 구성요소와 동일한 구성요소들에 대하여는 동일한 부호를 이용하여 설명하도록 하겠다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치 중 액정표시패널에서의 빛 투과 상태를 나타낸 단면도로서, 도 4는 빛을 차단하고 있는 상태의 액정표시패널의 단면을 나타낸 예시도이며, 도 5는 빛을 통과시키고 있는 상태의 액정표시패널의 단면을 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치 중 액정표시패널의 구성을 설명하면 다음과 같다.
즉, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 액정셀 매트릭스를 갖는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 구동부, 상기 액정표시패널의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 구동부, 상기 게이트 구동부와 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부를 포함한다.
이때, 상기 액정표시패널은 상기 종래의 기술에서 언급된 바와 같은 구성을 갖는 액정패널(70) 및 상기 액정패널의 후면에 부착되어 블랙(Black) 구동시 상기 액정패널로 향하는 백라이트(B/L)의 빛을 완전히 차단할 수 있도록 블랙 파티클(Black Particle)로 구성된 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널(80)를 포함하여 구성되어 있다. 이때, 상기 액정패널(70) 및 액체 파우더 디스플레이 패널(80)로 구성된 상기 액정표시패널은 매트릭스 형태로 구성된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하는 서브화소의 조합으로 하나의 화소를 표현하게 되는바, 도 4 및 도 5는 상기 액정표시패널 중 하나의 서브화소의 단면을 나타낸 것이다.
상기 액정패널(70)은 상기 종래 기술에서 설명된 바와 같은 IPS모드의 액정패널로서, 이면에 정전기 등을 방지하기 위한 투명전극성 물질이(미도시) 있는 상부기판 상에 블랙 매트릭스, 컬러필터, 평탄화층, 스페이서, 상부 배향막으로 구성되는 상판(71), 하부기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 공통전극, 화소전극 및 하부 배향막으로 구성되는 하판(72) 및 상기 상판과 하판 사이의 내부공간에 주입되는 액정(73)을 포함하며, 상기 하판(72)에 형성된 공통전극 및 화소전극 사이의 셀영역(A)을 통해 백라이트(B/L)의 빛이 투과되어 상기 상판(71)의 컬러필터를 통과하므로써 상기 컬러필터에 해당하는 R, G, B의 색상을 발하게 된다.
상기 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD, Quick Response-Liquid Powder Display) 패널(80)은, 투명한 플라스틱 재질로 형성된 플라스틱 상판(81), 상기 플라스틱 상판의 하부면에 부착되어 상부의 전극을 형성하기 위한 것으로서 투명하면서도 전기가 통하는 인- 주석 산화물(Indium-Tin Oxide)(ITO)막으로 구성된 상부 전극(83), 상기 플라스틱 상판과 동일하게 투명한 플라스틱 재질로 형성된 플라스틱 하판(82), 상기 플라스틱 하판의 양쪽 모서리(Edge)에 형성되어 상기 상부 전극의 전극과 반대되는 하부의 전극을 형성하기 위한 하부 전극(84) 및 상기 플라스틱 상판과 플라스틱 하판 사이의 내부공간에 주입되는 블랙 파티클(Black Particle)(85)을 포함한다.
이때, 상기 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널(80)은, 상기한 바와 같이 블랙 파티클(Black Particle)(85)이 플라스틱 상판과 플라스틱 하판 사이에 주입된 형태로 구성되어, 상기 상부 전극(83)과 하부 전극(84)의 극성 변화에 따라 상기 블랙 파티클(85)이 신속하게 응답하므로써, 상기 플라스틱 하판(82)의 하부로부터 인가되는 백라이트(B/L)의 빛을 투과 또는 차단할 수 있는 디스플레이 장치를 말한다.
한편, 상기 액체 파우더 디스플레이 패널(80)은, 그 응답 속도가 1ms 이하로서, 일반적인 액정의 응답속도가 5~10ms 인 것에 비하여 상당한 속도를 가지고 있으며, 이때, 상기 블랙 파티클(85)은 양극(Positive)을 띄고 있다.
즉, 본 발명은 상기 액체 파우더 디스플레이 패널(80)의 빠른 응답 속도를 이용하기 위한 것으로서, 상기 액정패널(70)이 빛을 차단하는 상태로 전환될 때, 상기 액체 파우더 디스플레이 패널(80)을 함께 구동하여, 상기 액체 파우더 디스플레이 패널(80) 단에서 미리 빛을 완전히 차단시킴으로써, 상기 액정패널(70)의 블랙(Black) 휘도를 감소시키기 위한 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(70)이 상기 전극들(화소전극, 공통전극)에 의해 OFF 상태가 되어, 블랙(Black) 휘도를 구현할 때, 상기 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널(80) 내의 상기 상부 전극(83)에는 (-)전압이 인가 되며, 상기 하부(Edge) 전극(84)에는 (+) 전압이 인가된다.
이때, 상기 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널(80) 내의 파지티브 블랙 파티클(Positive Black Particle)(85)은, 상기 액정이 상기 전극들(화소전극, 공통전극)의 변화에 대한 응답속도보다 빠른 속도로, 상기 상부 전극(83)에 달라붙게 되며, 이에 따라 백라이트(B/L)로부터 인가된 빛은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 액체 파우더 디스플레 패널(80) 내에서 대부분 차단된다. 따라서, 상기 백라이트로부터 인가된 빛은 상기 액정패널(70)까지 도달하지 못하게 되므로, 상기 액정패널(70)을 통해 새어나가는 빛의 양 역시 줄어들게 되고, 결국 액정표시장치가 매우 낮은 블랙(Black) 휘도를 나타내게 된다. 이때, 상기 액정표시장치가 매우 낮은 블랙(Blacl) 휘도를 나타낸다는 것은 결국 개선된 블랙(Black) 휘도를 갖는다는 것이다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(70)이 상기 전극들(화소전극, 공통전극)에 의해 On 상태가 되어, 화이트(White) 또는 그레이(Gray)의 휘도를 구현할 때, 상기 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널(80) 내의 상기 상부 전극(83)에는 (+) 전압이 인가되며, 상기 하부 전극(84)에는 (-) 전압이 인가된다.
이때, 상기 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널(80) 내의 파지티브 블랙 파티클(Positive Black Particle)(85)은, 상기 액정이 상기 전극들(화소전극, 공통전극)의 변화에 대한 응답속도보다 액정보다 빠른 속도로, 상기 하부(Edge) 전극(84)에 달라붙게 되며, 이에 따라 백라이트(B/L)로부터 인가된 빛은 상기 액체 파우더 디스플레이(80) 및 상기 액정패널(70)의 셀영역(A)을 그대로 통과하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 중 액체 파우더 디스플레이(QR-LPD) 패널의 평면도로서, 도 4 및 도 5에 도시된 액체 파우더 디스플레이(80)를 평면에서 바라본 도면이다.
본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 상기 액체 파우더 디스플레이 패널(80)은, 도 4 및 도 5에 도시된 서브화소들이 매트릭스 형태로 구성된 것으로서, 상기 도 4 및 도 5에서 설명된 블랙 파티클(85), 하부 전극(84) 및 빛이 투과되는 셀영역(A)이 하나의 서브화소(R, G, B)를 구성하고 있다. 이때, 상기 상부 전극(83)은, 상기 블랙 파티클(85)이 형성된 층을 경계로 하여 상기 셀영역(A)과 상기 하부 전극(84)을 포함하는 전 영역에 걸쳐 형성되어 있다.
즉, 도 6에서 상기 블랙 파티클(85)이 상기 셀영역(A)에 모여있는 상태는 상기 도 4에 대한 설명에서 언급된 바와 같이 백라이트(B/L)의 빛이 차단되는 상태를 나타낸 것이며, 상기 블랙 파티클(85)이 상기 셀영역(A)의 모서리 즉, 상기 하부 전극(84)에 모여있는 상태는 상기 도 5에 대한 설명에서 언급된 바와 같이 백라이트(B/L)의 빛이 통과되어 상기 액정패널(70)로 통과되는 상태를 나타낸 것이다.
이때, 도 6에는 상기 하부 전극(84)과 하부 전극 사이에 별도의 막(86)이 형성되어 있는데, 이것은 상기 액체 파우더 디스플레이 패널(80) 내의 각각의 셀(R, G, B) 갭을 유지하기 위한 셀벽(86)으로서, 상기 도 2에 대한 설명에서 언급된 스페이서(13)와 동일한 기능을 수행하기 위한 것이다.
즉, 상기 셀벽(86)은 상기 셀영역(A)의 상부 전극과 하부 전극의 사방을 사각 격자 형태로 벽(wall)을 만들어, 액체 파우더 디스플레이 패널(80)의 셀 갭(Cell Gap)을 유지시키는 한편, 구동시 발생할 수 있는 크로스토크(Crosstalk)를 억제하기 위한 것이다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 액정패널의 상부 어레이 기판 중, 상기 액체 파우더 디스플레이 패널의 상기 하부 전극 및 셀벽 영역이 투영되는 영역에는, 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 도포되어 있어서, 상기 액정패널 중 상기 셀영역(A)이 투영되는 부분 이외의 부분으로 빛이 새어 나가는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 블랙 광을 고속 응답이 가능한 액체 파우더 디스플레이 패널을 통해 원천적으로 차단함으로써 블랙 휘도를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 어레이 기판과 하부 어레이 기판으로 구성되어 백라이트 광을 이용하여 비디오신호에 대응하는 화상을 표시하기 위한 액정패널과;
    상기 액정패널의 하부면에 부착되어 상기 액정패널로 향하는 상기 백라이트 광을 서브화소 단위로 차단시키거나 투과시키는 액체 파우더 디스플레이 패널을 구비하고;
    상기 액체 파우더 디스플레이 패널은,
    상기 액정패널을 구성하는 제1 서브화소들에 각각 대응하고, 투명한 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되는 제2 서브화소들을 구비하고,
    상기 제2 서브화소들 각각은
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에서 셀갭을 유지하고, 상기 백라이트 광을 투과하는 셀영역의 외곽부를 둘러싸는 셀벽과;
    상기 셀벽과 상기 셀영역 사이에서 상기 셀영역을 둘러싸는 형태를 갖고, 상기 제1 기판 상에 형성된 제1 전극과;
    상기 셀영역 및 상기 제1 전극에 대응하는 상기 제2 서브화소의 전 영역에서 상기 제2 기판 상에 형성된 투명한 제2 전극과;
    상기 제1 기판 및 제2 기판과 상기 셀벽에 의해 마련된 내부 공간에 주입되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극에 각각 인가되는 전압의 극성에 따라 응답하여 이동하는 블랙 파티클을 구비하고,
    상기 제2 서브화소에 대응하는 상기 액정 패널의 제1 서브화소가 블랙 구동시, 상기 제2 서브화소는 상기 블랙 파티클이 상기 제2 전극에 모이게 하여 상기 백라이트 광을 차단하고,
    상기 제1 서브화소가 상기 블랙을 제외한 나머지 그레이나 화이트 구동시, 상기 제2 서브화소는 상기 블랙 파티클이 상기 제1 전극에 모이게 하여 상기 백라이트 광을 상기 셀영역을 통해 투과시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 투명한 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 서브화소가 상기 블랙 구동시, 상기 제1 서브화소에 대응하는 상기 제2 서브화소의 상기 제1 전극 및 제2 전극에는 각각 정극성 및 부극성 전압이 각각 인가되어, 양극성을 갖는 상기 블랙 파티클이 상기 제2 전극에 모여서 상기 백라이트 광을 차단하고,
    상기 제1 서브화소가 상기 블랙을 제외한 나머지 그레이나 화이트 구동시, 상기 제1 서브화소에 대응하는 상기 제2 서브화소의 상기 제1 전극 및 제2 전극에는 각각 부극성 및 정극성 전압이 각각 인가되어, 상기 양극성을 갖는 블랙 파티클이 상기 제1 전극에 모여서 상기 백라이트 광은 상기 셀 영역을 통해 투과하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙 파티클이 상기 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압의 극성 변화에 반응하는 속도는, 상기 액정패널 내부의 액정이 상기 액정패널 내부의 화소전극 및 공통전극의 변화에 반응하는 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀벽은 상기 제2 서브화소를 이루는 각 셀을 사각 격자로 구획하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널에 형성되는 블랙 매트릭스는, 상기 액체 파우더 디스플레이 패널의 상기 제1 전극 및 상기 셀벽과 대응하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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