KR101308353B1 - liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치(LCD ; Liquid Crystal Display device)에 관한 것으로, 특히 광시야각 모드와 협시야각 모드로 전환이 가능한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제 1 기판과, 제 2 기판과, 그 사이에 개재된 액정층으로 이루어지며, 적색 서브픽셀(red sub-pixel; Pr), 녹색 서브픽셀(green sub-pixel; Pg), 청색 서브픽셀(blue sub-pixel; Pb), 시야제어용 서브픽셀(viewing angle controlling sub-pixel; Pv)을 구비하며, 상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb), 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 VA(Vertical Alignment) 방식으로 구동된다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb)은 4도메인 구조를 가지며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 2도메인 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광시야각을 구현하는 멀티도메인 수직배향(VA) 모드 액정 표시 장치에서 광시야각 모드 또는 협시야각 모드를 선택하여 구현할 수 있어, 개인의 보안성을 확보할 수 있다.
수직배향, 멀티도메인, 시야제어
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and more particularly, to a liquid crystal display device capable of switching between a wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode, and a manufacturing method thereof.
The liquid crystal display according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer interposed therebetween, and includes a red sub-pixel (Pr) and a green sub-pixel; Pg), a blue sub-pixel (Pb), a viewing angle controlling sub-pixel (Pv), and the red subpixel (Pr), green subpixel (Pg), and blue sub The pixel Pb and the view control subpixel Pv are driven in a vertical alignment (VA) method. In the liquid crystal display according to the present invention, the red subpixel Pr, the green subpixel Pg, and the blue subpixel Pb have a 4 domain structure, and the view control subpixel Pv has a 2 domain structure. It is characterized by.
The present invention can be implemented by selecting a wide viewing angle mode or a narrow viewing angle mode in a multi-domain vertical alignment (VA) mode liquid crystal display device that implements a wide viewing angle, thereby securing individual security.
Vertical Orientation, Multi Domain, Field of View Control
Description
도 1은 종래 광시야각 모드와 협시야각 모드로 동작할 수 있는 액정 표시 장치를 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device capable of operating in a conventional wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 평면도.2 is a plan view showing a pixel of a liquid crystal display as a first embodiment according to the present invention;
도 3은 도 2의 액정 표시 장치의 픽셀에 대응하는 제 2 기판을 보여주는 평면도.3 is a plan view illustrating a second substrate corresponding to a pixel of the liquid crystal display of FIG. 2.
도 4는 도 2 및 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIGS. 2 and 3.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 광시야각 모드에서의 투과 특성을 보여주는 그래프.5A and 5B are graphs showing transmission characteristics in the wide viewing angle mode of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 광시야각모드시 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 시야각에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프.FIG. 6 is a graph showing contrast-ratio according to viewing angle in a subpixel Pv for viewing control in the wide viewing angle mode in the liquid crystal display according to the present invention. FIG.
도 7a는 협시야각 모드에서 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압 무인가시와 전압 인가시의 투과 특성을 보여주는 그래프.7A is a graph showing transmission characteristics when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in the narrow viewing angle mode.
도 7b는 협시야각 모드에서 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 투과 특성을 보여주는 그래프.7B is a graph showing transmission characteristics of the subpixel Pv for view control in the narrow viewing angle mode.
도 8은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 협시야각 모드시 시야제어용 서브 픽셀에서 시야각에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프.FIG. 8 is a graph illustrating contrast-ratio according to a viewing angle in a subpixel for controlling a field of view in a narrow viewing angle mode in the liquid crystal display according to the present invention. FIG.
도 9는 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 단면도.9 is a sectional view showing a pixel of a liquid crystal display as a second embodiment according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서, 시야제어용 서브픽셀의 셀갭 증가에 따른 휘도 곡선의 변화를 보여주는 그래프.10 is a graph showing a change in luminance curve according to an increase in a cell gap of a visual control subpixel in the liquid crystal display according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 제 3 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 단면도.Fig. 11 is a sectional view showing a pixel of a liquid crystal display as a third embodiment according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 제 4 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 평면도.12 is a plan view showing a pixel of a liquid crystal display as a fourth embodiment according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
100, 200, 300 : 제 1 기판 123 : 게이트 전극100, 200, 300: first substrate 123: gate electrode
125, 225, 325, 425 : 게이트 배선 129, 229, 329 : 게이트 절연막125, 225, 325, 425:
131 : 반도체층 135 : 소스 전극131: semiconductor layer 135: source electrode
137 : 드레인 전극 139, 439 : 데이터 배선137:
145, 245, 345 : 보호막 161, 261, 361, 461 : 제 1 화소 전극145, 245, 345:
162, 262, 362, 462 : 제 2 화소 전극 170, 270, 370 : 액정층162, 262, 362, 462:
180, 280, 380 : 제 2 기판 181, 281, 381 : 블랙 매트릭스180, 280, 380:
182, 282, 382 : 컬러필터층 185, 285, 385 : 공통 전극182, 282, 382:
191, 291, 391 : 제 1 편광판 192, 292, 392 : 제 2 편광판191, 291, 391: first polarizing
383 : 백색 컬러필터층 488a : 리브 패턴383: white
488b : 막대 패턴488b: Bar Pattern
본 발명은 액정 표시 장치(LCD ; Liquid Crystal Display device)에 관한 것으로, 특히 광시야각 모드와 협시야각 모드로 전환이 가능한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 계속해서 주목받고 있는 평판 표시 장치 중 하나인 액정 표시 장치는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathod Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고 부피가 작으며 대형화 및 고정세가 가능하여 널리 사용되고 있다.Recently, a liquid crystal display device, which is one of the flat panel display devices that are continuously attracting attention, is a device for changing optical anisotropy by applying an electric field to a liquid crystal having both liquidity and optical properties of crystals. Compared with the low power consumption, small volume, large size, and high definition, it is widely used.
상기 액정표시장치는 액정의 성질과 패턴의 구조에 따라서 여러 가지 다양한 모드가 있다.The liquid crystal display device has various modes depending on the nature of the liquid crystal and the structure of the pattern.
구체적으로, 액정 방향자가 90°트위스트(twist) 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN 모드(Twisted Nematic Mode)와, 한 화소를 여러 도메인으로 나눠 각각의 도메인의 주시야각 방향을 달리하여 광시야각을 구현하는 멀티도메인 모드(Multi-Domain Mode)와, 보상필름을 기판 외주면에 부착하여 빛의 진행방향에 따른 빛의 위상변화를 보상하는 OCB 모드(Optically Compensated Birefringence Mode)와, 한 기판 상에 두개의 전극을 형성하여 액정의 방향자가 배향막의 나란한 평면에서 꼬이게 하는 횡전계방식(In-Plane Switching Mode)과, 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하여 액정 분자의 장축이 배향막 평면에 수직 배열되도록 하는 VA 모드(Vertical Alignment) 등 다양하다.Specifically, TN mode (Twisted Nematic Mode) for arranging the liquid crystal directors to be twisted by 90 ° and controlling voltage by applying a voltage, and dividing one pixel into several domains to change the field of view angle of each domain. Multi-domain mode that realizes wide viewing angle, OCB mode (Optically Compensated Birefringence Mode) that compensates for the phase change of light according to the direction of light by attaching a compensation film to the outer peripheral surface of the substrate, and on one substrate In-plane switching mode in which two electrodes are formed in the liquid crystal to twist in parallel planes of the alignment layer, and a long axis of the liquid crystal molecules is vertically aligned with the alignment layer plane using a negative type liquid crystal and a vertical alignment layer. VA mode (Vertical Alignment) is various.
최근까지 액정 표시 장치는 가능한 넓은 시야각을 가질 수 있도록 하는 연구가 활발히 진행되었으나, 발상을 전환하여 최근에는 넓은 시야각뿐 아니라 좁은 시야각을 가지는 액정 표시 장치에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.Until recently, studies have been actively conducted to have a wide viewing angle as much as possible, but recently, researches on liquid crystal displays having a narrow viewing angle as well as a wide viewing angle have been actively conducted.
예를 들어, 회사 기밀이나 국가 기밀, 사생활 보호를 위하여 액정 표시 장치를 사용할 경우 넓은 시야각만을 가진다면 인접한 위치에 있는 사람들에게 정보가 누출되거나 사생활을 침해받을 수 있다.For example, if a liquid crystal display device is used to protect company secrets, state secrets, or privacy, a wide viewing angle may cause information to be leaked or invaded by people in adjacent locations.
이런 이유로 최근에는 액정 표시 장치를 제어하여 원하는 때에 원하는 시야각으로 액정 표시 장치를 볼 수 있도록 하는 기술이 활발히 연구되고 있다.For this reason, in recent years, technologies for controlling the liquid crystal display device to view the liquid crystal display device at a desired viewing angle when desired are actively studied.
도 1은 종래 광시야각 모드와 협시야각 모드로 동작할 수 있는 액정 표시 장치를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device that may operate in a conventional wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 광시야각 모드와 협시야각 모드로 구동되는 액정 표시 장치는 제 1 액정 패널(11)과 제 2 액정 패널(12)이 합착되어 형성된다.As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device driven in the conventional wide viewing angle mode and the narrow viewing angle mode is formed by combining the first
상기 제 1 액정 패널(11)은 제 1 기판(10)과 제 2 기판(20)이 서로 대향하며 일정 간격 이격되어 합착되어 있고, 상기 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20) 사이에는 제 1 액정층(30)이 형성되어 있다.The first
도시하지는 않았지만, 제 1 기판(10)의 안쪽 면에는 박막 트랜지스터(TFT)와 화소 전극이 형성될 수 있고, 제 2 기판(20)의 안쪽 면에는 컬러 필터와 공통 전극이 형성될 수 있다.Although not shown, a thin film transistor TFT and a pixel electrode may be formed on an inner surface of the
상기 제 2 기판(20) 외측면에는 제 2 액정 패널(12)이 형성되어 있다.The second
상기 제 2 액정 패널(12)은 제 3 기판(50)과 제 4 기판(60)이 서로 대향하며 일정 간격 이격되어 합착되어 있고, 상기 제 3 기판(50) 및 제 4 기판(60) 사이에는 제 2 액정층(70)이 형성되어 있다.The second
도시하지는 않았지만, 제 3 및 4 기판(50, 60)의 안쪽 면에는 각각 제 1 및 2 전극이 형성되어 있으며, 상기 제 1 및 2 전극은 상기 제 2 액정층(70)에 전기장을 인가하기 위하여 소정의 제어부와 연결된다.Although not shown, first and second electrodes are formed on inner surfaces of the third and
상기 제 2 액정층(70)은 인가된 전기장(electric field)에 의해 수평 혹은 수직으로 정렬된다.The second
상기 제 1 액정 패널(11)의 제 1 기판(10)의 외측면에는 제 1 편광판(81)이 형성되어 있고, 상기 제 2 액정 패널(12)의 제 4 기판(60)의 외측면에는 제 2 편광판(82)이 형성되어 있다.A first polarizing
상기 제 1 액정 패널(11)과 상기 제 2 액정 패널(12) 사이에 적어도 하나 이상의 편광판이 더 구비될 수 있다.At least one polarizer may be further provided between the first
광시야각 모드 구동시에, 상기 제 2 액정 패널(12)은 상기 제 2 액정층(70)에 전기장이 인가되거나 무인가되어 상기 제 1 액정 패널(11)로부터 만들어진 이미지를 그대로 통과시킨다.When driving the wide viewing angle mode, the second
협시야각 모드 구동시에, 상기 제 2 액정 패널(12)은 소정의 전기장이 무인가되거나 인가되어 상기 제 2 액정 패널(12)로부터 가공된 빛을 일정한 방향으로만 통과시킨다. 따라서 상기 제 1 액정 패널(11)로부터 만들어져 상기 제 2 액정 패널(12)을 통과한 이미지는 특정 협시야에서만 볼 수 있게 된다.When driving the narrow viewing angle mode, the second
이와 같이, 종래 액정 표시 장치의 시야각을 제어하기 위하여 시야각 제어용 액정 패널을 주 화상을 제공하는 메인 액정 패널 상에 부착하는 경우, 시야각 제어용 액정 패널을 추가로 제작해야될 뿐만 아니라, 제품의 두께 및 무게가 두 배 이상으로 증가하게 된다.As described above, when the viewing angle control liquid crystal panel is attached on the main liquid crystal panel providing the main image in order to control the viewing angle of the conventional liquid crystal display device, not only the viewing angle control liquid crystal panel should be additionally manufactured but also the thickness and weight of the product. Will be more than doubled.
또한, 상기 시야각 제어용 액정 패널과 메인 액정 패널을 합착시에 오정렬(misalign)이 발생할 수 있으며, 광시야각 모드로 사용시 백라이트에서 입사된 광이 상기 시야각 제어용 액정 패널 항상 투과해야 하므로 전면 휘도가 현저히 떨어지는 문제점이 있다. In addition, when the viewing angle control liquid crystal panel and the main liquid crystal panel is bonded, misalignment may occur. When using the wide viewing angle mode, light incident from a backlight must always pass through the viewing angle control liquid crystal panel, so that the front luminance is significantly lowered. There is this.
본 발명은 넓은 시야각에서도 우수한 화질의 화면을 볼 수 있고, 선택에 따라 좁은 시야각에서만 화면을 볼 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can view a screen having excellent image quality even at a wide viewing angle, and can view the screen only at a narrow viewing angle according to selection.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 제 1 내 지 제 4 서브픽셀 영역들이 정의된 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되며 음의 유전율을 가지고 제 1 기판에 대하여 장축이 수직하게 배열된 액정 분자를 가지는 액정층; 상기 제 1 기판 상의 상기 제 1 내지 제 4 서브픽셀 영역들에 형성된 제 1 내지 제 4 박막 트랜지스터들; 상기 제 1 내지 제 4 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제 1 내지 제 4화소 전극들; 상기 제 1 내지 제 3 서브픽셀 영역들과 대응되는 제 2 기판의 영역 상에 형성된 컬러필터층; 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극; 상기 제 1 내지 제 3 서브픽셀 영역의 상기 제 2 기판 상에 형성되며, 상기 액정 분자를 적어도 네 방향으로 틸트시키는 제 1 패턴; 및 상기 제 4 서브픽셀 영역의 상기 제 2 기판 상에 형성되며, 상기 액정 분자를 적어도 두 방향으로 틸트시키는 제 2 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a first substrate and a second substrate on which first to fourth subpixel regions are defined; A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal layer having a negative dielectric constant and having liquid crystal molecules arranged vertically with respect to the first substrate; First to fourth thin film transistors formed in the first to fourth subpixel regions on the first substrate; First to fourth pixel electrodes electrically connected to the first to fourth thin film transistors; A color filter layer formed on an area of a second substrate corresponding to the first to third subpixel areas; A common electrode formed on the entire surface of the second substrate; A first pattern formed on the second substrate in the first to third subpixel regions and tilting the liquid crystal molecules in at least four directions; And a second pattern formed on the second substrate in the fourth subpixel region, and tilting the liquid crystal molecules in at least two directions.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제 1 내지 제 4 서브픽셀 영역들이 정의된 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판 상의 상기 제 1 내지 제 4 서브픽셀 영역들에 제 1 내지 제 4 박막 트랜지스터들을 형성하는 단계; 상기 제 1 내지 제 4 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제 1 내지 제 4화소 전극들을 형성하는 단계; 상기 제 1 내지 제 3 서브픽셀 영역들과 대응되는 제 2 기판의 영역 상에 컬러필터층을 형성하는 단계; 상기 제 1 내지 제 3 서브픽셀 영역의 상기 제 2 기판 상에 상기 액정 분자를 적어도 네 방향으로 틸트시키는 제 1 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 4 서브픽셀 영역의 상기 제 2 기판 상에 상기 액정 분자를 적어도 두 방향으로 틸트시키는 제 2 패턴 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a liquid crystal display according to the present invention may include preparing a first substrate and a second substrate on which first to fourth subpixel regions are defined; Forming first to fourth thin film transistors in the first to fourth subpixel regions on the first substrate; Forming first to fourth pixel electrodes electrically connected to the first to fourth thin film transistors; Forming a color filter layer on a region of a second substrate corresponding to the first to third subpixel regions; Forming a first pattern on the second substrate in the first to third subpixel regions to tilt the liquid crystal molecules in at least four directions; And forming a second pattern on the second substrate in the fourth subpixel region to tilt the liquid crystal molecules in at least two directions.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제 1 기판과, 제 2 기판과, 그 사이에 개재된 액정층으로 이루어지며, 적색 서브픽셀(red sub-pixel; Pr), 녹색 서브픽셀(green sub-pixel; Pg), 청색 서브픽셀(blue sub-pixel; Pb), 시야제어용 서브픽셀(viewing angle controlling sub-pixel; Pv)을 구비하고 있다.The liquid crystal display according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer interposed therebetween, and includes a red sub-pixel (Pr) and a green sub-pixel; Pg), a blue sub-pixel (Pb), and a viewing angle controlling sub-pixel (Pv).
상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb)은 각각 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 구비하고 있으며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 컬러필터를 구비하지 않거나 백색(white color) 컬러필터를 구비한다.The red subpixel Pr, the green subpixel Pg, and the blue subpixel Pb each have red, green, and blue color filters, and the visual control subpixel Pv does not have a color filter. Or a white color color filter.
상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb), 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 VA(Vertical Alignment) 방식으로 구동된다.The red subpixel Pr, the green subpixel Pg, the blue subpixel Pb, and the view control subpixel Pv are driven in a vertical alignment (VA) method.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb)은 4도메인 구조를 가지며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 2도메인 구조를 가진다.In the liquid crystal display according to the present invention, the red subpixel Pr, the green subpixel Pg, and the blue subpixel Pb have a 4 domain structure, and the view control subpixel Pv has a 2 domain structure. .
즉, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀은 광시야각을 위한 멀티도메인 구조를 가지는 수직배향형이며, 상기 시야제어용 서브픽셀은 좌, 우 측면시야에서 빛샘을 유발시키기 위하여 액정이 상, 하로 눕도록 기울이는 2도메인 구조를 가지는 수직배향형이다.That is, the red, green, and blue subpixels are vertically aligned with a multi-domain structure for a wide viewing angle, and the subpixels for viewing control are inclined so that liquid crystals lie up and down to cause light leakage in the left and right side fields. It is a vertical alignment with a two domain structure.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 온-상태(on-state)와 오프-상태(off-state)로 제어함으로써 협시야각 모드와 광시야각 모드로 상호 전환이 가능하다. The liquid crystal display according to the present invention can switch between the narrow viewing angle mode and the wide viewing angle mode by controlling the visual control subpixel Pv in on-state and off-state. .
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀들(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 배열 순서에 대해서 다양한 배열 형태를 가질 수 있으며, 일례로 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb) 및 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 2행2열로 배치된 쿼드(quad) 타입 또는 일렬로 배치된 스트라이프(stirpe) 타입으로 배열될 수도 있다.The liquid crystal display according to the present invention may have various arrangements with respect to the arrangement order of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the visual control subpixel Pv. The blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the subpixel Pv for view control may be arranged in a quad type arranged in two rows or two columns or a stripe type arranged in a row.
본 발명은 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으며 보안성도 확보할 수 있다.The present invention provides the user with resilience to the security range, can be used not only for one person, but also when using more than one person can see the screen in high quality without inconvenience and secure security.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 평면도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치의 픽셀에 대응하는 제 2 기판을 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 4는 도 2 및 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 2 is a plan view showing a pixel of the liquid crystal display as a first embodiment according to the present invention, and FIG. 3 is a plan view showing a second substrate corresponding to the pixel of the liquid crystal display of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIGS. 2 and 3.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구비하며, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb) 및 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 VA(Vertical Alignment) 방식으로 구동된다.2 to 4, the liquid crystal display according to the present invention includes red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and a view control subpixel Pv. The subpixels Pr, Pg, and Pb and the subpixel Pv for view control are driven in a vertical alignment (VA) method.
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb) 및 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 액정층은 전계가 인가되기 전에 액정 분자의 장축이 기판에 대하여 수직 하게 배향되어 있다.In the liquid crystal layers of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the field control subpixel Pv, the long axis of the liquid crystal molecules is vertically aligned with respect to the substrate before an electric field is applied.
상기 액정층(170)은 네마틱 액정으로 이루어지며, 유전율 이방성이 음인 액정 분자들로 이루어져 있다.The
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)을 구동하기 위한 제 1 제어부와 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동하기 위한 제 2 제어부를 포함한다.The liquid crystal display according to the present invention includes a first control unit for driving the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, and a second control unit for driving the view control subpixel Pv. .
상기 제 2 제어부를 통하여 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 온 상태와 오프 상태로 구동함으로써 협시야각 모드와 광시야각 모드로 상호 전환할 수 있다.The sub-pixel Pv for controlling the field of view may be switched to the narrow viewing angle mode and the wide viewing angle mode through the second control unit.
상기 적색 서브픽셀(Pr), 녹색 서브픽셀(Pg), 청색 서브픽셀(Pb)은 4도메인 구조를 가지며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 2도메인 구조를 가진다.The red subpixel Pr, the green subpixel Pg, and the blue subpixel Pb have a 4 domain structure, and the view control subpixel Pv has a 2 domain structure.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(d2)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(d1)보다 클 수도 있다.The cell gap d2 of the field control subpixel Pv may be larger than the cell gap d1 of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb.
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)은 광시야각 모드에서 광시야각을 구현할 수 있도록 PVA 방식, MVA 방식으로 형성될 수 있다.The red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb may be formed in a PVA method and an MVA method to implement a wide viewing angle in the wide viewing angle mode.
상기 PVA(Patterned Vertical Alignment) 방식은 하나의 서브픽셀에 일정한 형태의 패턴을 가지는 공통 전극 또는 화소 전극을 형성하여 전기장을 왜곡시킴으로써 멀티 도메인을 구현하는 방법으로서, 액정 분자 배향을 기판에 수직으로 배열하고 화소 전극 및 공통 전극에 전압을 걸어 액정 분자를 여러 방향으로 자유롭게 눕히는 방식으로 어느 방향에서 보더라도 동일한 시야각 특성을 가지도록 하는 방법이다.The patterned vertical alignment (PVA) method is a method of realizing a multi-domain by distorting an electric field by forming a common electrode or a pixel electrode having a predetermined pattern in one subpixel, and arranging the alignment of liquid crystal molecules perpendicular to a substrate. By applying voltage to the pixel electrode and the common electrode, the liquid crystal molecules are freely laid in various directions so that they have the same viewing angle characteristics in any direction.
상기 MVA(Multidomain Vertical Alignment) 방식은 한쪽 기판에 유전체(dielectric) 돌기 또는 리브(rib)를 붙여서 수직 배향된 액정 분자를 미리 경사지게 하고 전압 인가시 액정 분자들이 경사진 방향으로 더 기울어지게 하는 방식이다.The MVA (Multidomain Vertical Alignment) method is a method of attaching a dielectric protrusion or rib to one substrate to incline the vertically aligned liquid crystal molecules and to incline the liquid crystal molecules in an inclined direction when voltage is applied.
본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 상기 PVA 방식, 상기 MVA 방식 등에 모두 적용될 수 있다.The vertical alignment mode liquid crystal display according to the present invention may be applied to both the PVA method, the MVA method, and the like.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 오프 상태(off-state)일때, 액정 표시 장치는 광시야각 모드로 구동되어 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)에 의해 구현되는 이미지를 넓은 시야각에서 양질의 화질로 볼 수 있다. When the visual field control subpixel Pv is in an off-state, the liquid crystal display is driven in a wide viewing angle mode to display an image implemented by the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. You can see high quality images from a wide viewing angle.
여기서, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 오프 상태라고 하는 것은 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 구동되지 않는 것을 말한다.Here, the off state of the field control subpixel Pv means that the field control subpixel Pv is not driven.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 전계가 형성되기 이전에는 액정 분자들이 기판에 수직으로 배열되어 있으며, 제 1, 2 편광판이 수직으로 교차되어 있으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 다크(dark)가 되며, 화면 상에는 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 구동에 의해 표시되는 화질에 영향을 미치지 않으므로 광시야각에서 화면을 볼 수 있다.Since the liquid crystal molecules are vertically arranged on the substrate and the first and second polarizers are vertically intersected before the field control subpixel Pv is formed, the field control subpixel Pv is dark. Since the image quality is not affected by the driving of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb on the screen, the screen can be viewed at a wide viewing angle.
그리고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 온 상태(on-state)일때, 상기 액정 표시 장치는 협시야각 모드로 구동되며 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 통과하는 빛이 액정의 복굴절 효과에 의해 측면 시야각에서 빛샘으로 작용하므로 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)에 의해 구현되는 이미지는 좁은 시야각 예를 들어, 정면 시야각에서만 양질의 화질로 볼 수 있게 된다.When the field of view control subpixel Pv is in an on-state, the liquid crystal display is driven in a narrow viewing angle mode and light passing through the field of view control subpixel Pv is affected by the birefringence effect of the liquid crystal. Since it acts as a light leakage at the side viewing angle, the image implemented by the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb can be seen with high quality only at a narrow viewing angle, for example, a front viewing angle.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 온 상태라고 하는 것은 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 구동되는 것을 말한다.When the visual field control subpixel Pv is turned on, the visual field control subpixel Pv is driven.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 상기 제 1, 2 기판의 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성되면 유전율 이방성이 음인 액정의 성질에 따라, 액정 분자들은 전계의 형태와 수직이 되도록 틀어지게 된다. 액정 분자는 그 형태가 봉상인 관계로, 장축과 단축의 굴절율이 서로 상이하므로 상기 액정 분자가 전계에 수직하게 배열되면 액정 분자를 통하여 광이 측면으로 투과되어 측면 빛샘으로 작용하게 된다. 따라서, 화면 상에는 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 구동에 의해 표시되는 화질에서 측면 화질에 크게 영향을 미치므로 정면의 협시야각에서만 우수한 화질로 화면을 볼 수 있다.When the electric field is formed between the pixel electrodes of the first and second substrates and the common electrode, the visual control subpixel Pv is twisted so that the liquid crystal molecules are perpendicular to the shape of the electric field according to the property of the liquid crystal having negative dielectric anisotropy. . Since the liquid crystal molecules are rod-shaped, the refractive indexes of the long axis and the short axis are different from each other, so that when the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the electric field, light is transmitted laterally through the liquid crystal molecules to act as side light leakage. Therefore, the image quality displayed by the driving of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb on the screen greatly affects the side image quality, so that the screen can be seen with excellent image quality only at the front narrow viewing angle.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 인가되는 전압을 조절하여 시야각 범위를 조절할 수도 있다.The viewing angle range may be adjusted by adjusting the voltage applied to the view control subpixel Pv.
상기 제 1 기판(100)의 외측면에는 제 1 투과축을 가지는 제 1 편광판(191)이 형성되어 있고, 상기 제 2 기판(180)의 외측면에는 제 2 투과축을 가지는 제 2 편광판(192)이 형성되어 있다.A first
상기 제 1 투과축과 제 2 투과축은 서로 직교하는 것이 바람직하다.Preferably, the first transmission axis and the second transmission axis are perpendicular to each other.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 1 기판(100)은, 일렬로 배치된 복수개의 게이트 배선(125)들과 상기 게이트 배선(125)들과 교차하는 복수개의 데이터 배선(139)들에 의해 서브픽셀(Pr, Pg, Pb, Pv)들이 정의된다. As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the
상기 게이트 배선(125)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(예를 들어, AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 및 몰리브덴-텅스텐(MoW)으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.The
상기 게이트 배선(125)은 적어도 하나 이상의 금속층이 적층된 다중 배선 구조로 이루어질 수도 있다.The
상기 데이터 배선(139)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(예를 들어, AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 및 몰리브덴-텅스텐(MoW)으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.The
상기 서브픽셀들 중에서 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)들 각각은 상기 게이트 배선(125)과 데이터 배선(139)의 교차 지점에 형성되어 전압을 스위칭하는 제 1 내지 제 3 박막 트랜지스터들(T1, T2, T3)과, 상기 박막 트랜지스터들(T1, T2, T3)에 연결된 제 1 화소 전극(161)들이 구비된다.Among the subpixels, each of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb is formed at an intersection point of the
상기 서브픽셀들 중에서 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 게이트 배선(125)과 데이터 배선(139)의 교차 지점에 형성되어 전압을 스위칭하는 제 4 박막 트랜지스터(T4)와, 상기 제 4 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv) 내에 형성된 제 2 화소 전극(162)을 포함한다.Of the subpixels, the subpixel Pv for view control is formed at the intersection of the
상기 제 2 화소 전극(162)은 소정 방향, 여기서는 제 1 방향으로 긴 슬릿(slit;s)을 가지고 있다.The
상기 슬릿(s)은 수직 배향된 액정 분자들이 구동시에 일정한 방향으로 누워 지도록 하는 역할을 한다.The slit (s) serves to allow the vertically aligned liquid crystal molecules to lie in a predetermined direction when driven.
상기 제 1 화소 전극(161) 및 제 2 화소 전극(162)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 및 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)로 이루어진 투명 금속 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.The
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 배선(125)에서 돌출된 게이트 전극(123)과, 상기 게이트 전극(123)이 형성된 제 1 기판(100) 전면에 형성된 게이트 절연막(129)과, 상기 게이트 전극(123) 상부의 게이트 절연막(129) 상에 비정질 실리콘(a-Si) 및 불순물을 이온 주입한 비정질 실리콘(n+a-Si)이 적층된 반도체층(131)과, 상기 데이터 배선(139)에서 분기되어 상기 반도체층(131)의 일단에 형성된 소스 전극(135)과 상기 소스 전극(135)으로부터 이격되어 상기 반도체층(131)의 다른 일단에 형성된 드레인 전극(137)으로 이루어진다.The thin film transistor includes a
상기 박막 트랜지스터를 덮으며 상기 제 1 기판(100) 상에 보호막(145)이 형성되어 있으며, 상기 보호막(145)은 상기 드레인 전극(137)의 일부를 노출시키는 제 1 콘택홀(153a) 및 제 2 콘택홀(153b)이 형성되어 있다.A
그리고, 상기 제 1 화소 전극(161)은 상기 제 1 콘택홀(153a)을 통하여 상기 드레인 전극(137)과 접속되고, 상기 제 2 화소 전극(162)은 상기 제 2 콘택홀(153b)을 통하여 상기 드레인 전극(137)과 접속된다.The
상기 게이트 배선(125) 및 데이터 배선(139) 사이에는 게이트 절연막(129)이 개재된다.A
상기 게이트 절연막(129)은 실리콘 질화물(SiNx) 및 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어지는 무기 절연물질 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.The
상기 보호막(145)은 실리콘 질화물(SiNx) 및 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어지는 무기절연물질 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.The
그리고, 상기 보호막(145)은 BCB(Benzocyclobutene) 및 아크릴(Acryl)계 물질로 이루어지는 유기절연물질 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수도 있다.In addition, the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 컬러필터층이 형성되어 있지 않으므로 상기 시야제어용 서브픽셀의 셀갭(d2)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(d1)보다 컬러필터층만큼 더 클 수 있다.Since the color filter layer is not formed in the field control subpixel Pv, the cell gap d2 of the field control subpixel is smaller than the cell gap d1 of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb. It may be as large as the filter layer.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(100) 상에 블랙 매트릭스(181)와 컬러 필터층(182)이 형성되어 있는 제 2 기판(180)이 대향하고 있으며, 상기 제 2 기판(180)에는 공통 전극(185)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 3 and 4, the
상기 제 2 기판(180)에는 박막 트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(125), 데이터 배선(139) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역을 차단하기 위하여 이들과 대응하는 영역에 블랙 매트릭스(181)를 형성한다.A
상기 블랙 매트릭스(181)는 예를 들어, 광밀도(opticaldensity) 3.5 이상의 크롬산화물(CrOx) 또는 크롬(Cr) 등의 금속이나 카본(carbon) 계통의 유기물질을 이용하여 형성할 수 있다.The
상기 제 2 기판(180) 상의 상기 적색 서브픽셀(Pr)에는 적색 색상을 구현하는 안료가 함유된 적색 컬러필터(182)가 형성되어 있다.In the red subpixel Pr on the
상기 제 2 기판(180) 상의 상기 녹색 서브픽셀(Pg)에는 녹색 색상을 구현하는 안료가 함유된 녹색 컬러필터(182)가 형성되어 있다.The green subpixel Pg on the
상기 제 2 기판(180) 상의 상기 청색 서브픽셀(Pb)에는 청색 색상을 구현하는 안료가 함유된 청색 컬러필터(182)가 형성되어 있다.A
상기 제 2 기판(180) 상의 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 투명한 절연 물질로 이루어진 백색 컬러필터가 형성되어 있을 수도 있고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에는 컬러필터가 형성되어 있지 않을 수도 있다.A white color filter made of a transparent insulating material may be formed in the field control subpixel Pv on the
상기 제 2 기판(180) 전면에는 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층이 형성될 수도 있고 형성되지 않을 수도 있다.An overcoat layer for planarizing the surface may or may not be formed on the entire surface of the
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb) 및 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 포함하여 제 2 기판(180) 전면에는 공통 전극(185)이 형성되어 있다. The
상기 공통전극(185)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 및 인듐-징크-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO)로 이루어지는 투명 금속 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.The
그리고, 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 상기 공통 전극(185) 상에는 전계를 왜곡시켜 다중 도메인 효과를 구현하기 위한 돌기(protrusion)(188a)가 형성되어 있다. 상기 돌기(188a)는 유전체일 수 있다.A
상기 돌기(188a)는 서브픽셀 내의 중앙부에 위치하여 수직하게 배향된 액정 분자(171)가 상기 돌기(188a)를 향하여 약간 틸트되어 배열되어 있으며, 전계가 발생되면 상기 액정 분자(171)는 상기 돌기(188a)를 향하여 기울어지면서 상기 전계 에 수직하게 재배열하게 된다. The
즉, 상기 액정 분자(171)의 장축이 상기 돌기(188a)를 중심으로부터 방사 형태로 누움으로써 시야각특성이 좋아진다.That is, the viewing angle characteristic is improved by the long axis of the liquid crystal molecules 171 lying radially from the
상기 돌기(188a)는 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 중앙에 대응하여 한 개씩 구비될 수 있으며, 서브픽셀 내에 일정 간격을 두고 적어도 하나 이상 형성될 수도 있다.The
또한, 상기 돌기(188a)는 원형의 돌기뿐만 아니라, 다각형의 돌기를 형성하는 것도 가능하며, 전계 인가시 액정 분자(171)가 다양한 방향성을 가지고 누울 수 있도록 하는 리브(rib) 형상도 가능하다.In addition, the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 공통 전극(185) 상에는 시야제어 효과를 극대화하기 위하여 제 1 방향으로 긴 막대 패턴(188b)이 형성되어 있다.On the
상기 제 1 방향은 상기 제 1 편광판(191)의 제 1 투과축과 평행하거나 수직할 수 있다.The first direction may be parallel to or perpendicular to the first transmission axis of the
상기 제 1 방향은 상기 제 2 편광판(192)의 제 2 투과축과 평행하거나 수직할 수 있다.The first direction may be parallel or perpendicular to the second transmission axis of the second
이로써, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 액정 분자는 상기 제 1 방향으로 형성된 막대 패턴(188b)에 의해 액정층(170)에 전계 인가시에 상기 제 1 방향과 수직인 방향으로 눕게 되므로 좌, 우 시야각에 빛샘을 유발시킬 수 있다.As a result, the liquid crystal molecules of the visual control subpixel Pv are laid down in a direction perpendicular to the first direction when an electric field is applied to the
예를 들어, 상기 제 1 방향으로 긴 막대 패턴(188b)이 정면 시야각에서 좌, 우로 형성된 것이라면, 상기 액정 분자는 전계 인가시에 정면 시야각에 대해서 상, 하로 눕게 되어 상, 하 시야각에 대해서 시야각 특성이 좋아지게 되나 좌, 우 시야각에 대해서는 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 시야각특성이 나빠지게 된다.For example, if the
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)은 상기 돌기(188a)에 의해서 액정 구동시에 액정 분자를 다양한 방향으로 구동시킬 수 있으므로 멀티도메인 효과를 구현할 수 있다.The red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb may drive the liquid crystal molecules in various directions when driving the liquid crystal by the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 제 1 기판(100)의 제 2 화소 전극(162)의 제 1 방향의 슬릿(s)과 상기 제 1 방향의 막대 패턴(188b)에 의해서 액정 구동시에 액정 분자를 제 1 방향과 수직한 방향으로 구동시킴으로써 좌, 우 시야각에서 빛샘을 유발시킬 수 있으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 구동을 제어함으로써 광시야각 모드와 협시야각 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.The field control subpixel Pv is formed by the liquid crystal molecules driven by the slit s in the first direction of the
도 4를 참조하면, 액정 표시 장치의 제 1 기판(100)의 외측면에는 제 1 편광판(191)이 배치되어 있으며, 상기 제 2 기판(180)의 외측면에는 제 2 편광판(192)이 배치되어 있다.Referring to FIG. 4, a
상기 제 1 편광판(191)은 제 1 투과축을 가지고, 상기 제 2 편광판(192)은 제 2 투과축을 가지며 상기 제 1 투과축과 제 2 투과축의 방향은 서로 수직한 것이 바람직하다.It is preferable that the first
상기 제 1 편광판(191)의 제 1 투과축은 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 막대 패턴(188b)의 장방향인 제 1 방향과 평행하거나 수직하다.The first transmission axis of the first
광시야각 모드로 구동시, 상기 액정 표시 장치의 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 구동되지 않으며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 화소 전극(162)에 블랙 전압이 인가되거나 전압이 무인가되어 블랙 상태가 된다.When driving in the wide viewing angle mode, the field control subpixel Pv of the liquid crystal display is not driven, and a black voltage is applied or no voltage is applied to the
즉, 상기 액정 분자(171)는 기판에 수직하게 배열된 상태이고 상기 제 1 편광판(191)의 제 1 투과축과 상기 제 2 편광판(192)의 제 2 투과축과 수직하므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 구동되지 않을 때는 광이 상기 제 2 편광판(192)에서 차단되어 블랙 상태가 된다.That is, the liquid crystal molecules 171 are arranged perpendicular to the substrate and are perpendicular to the first transmission axis of the first
협시야각 모드로 구동시, 상기 액정 표시 장치의 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 구동되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 화소 전극(162)에 적정 전압이 인가되고 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 배치된 액정층(170)에 수직전계가 발생되어 수직으로 배열된 액정 분자(171)가 상기 막대 패턴(188b)의 제 1방향과 수직한 방향으로 누움에 따라 정면에서는 전압 인가에 상관없이 블랙 상태를 유지하고, 경사각에서는 액정 분자(171)의 복굴절에 의해 광의 위상지연이 발생하게 되므로 좌, 우 시야각에서 빛샘이 발생된다. When driving in the narrow viewing angle mode, the field control subpixel Pv of the liquid crystal display is driven, and a proper voltage is applied to the
즉, 상기 제 2 화소 전극(162)에 소정의 전압이 인가되어 상기 제 2 화소 전극(162)과 상기 공통 전극(185) 사이에 수직 전계가 발생되면 상기 액정 분자(171)가 일정한 방향으로 눕게 되고, 상기 제 1 편광판(191)의 제 1 투과축을 통과한 광이 상기 액정 분자에 의해 위상지연되어 상기 제 2 편광판(192)의 제 2 투과축을 통과하므로 측면 시야각에서 빛샘으로 관찰된다.That is, when a predetermined voltage is applied to the
도시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 , 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)을 구동하여 원하는 이미지를 제공하기 위한 제 1 제 어부와 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동하여 원하는 시야각에서만 상기 이미지를 볼 수 있도록 하기 위한 제 2 제어부를 포함한다.Although not shown, the liquid crystal display according to the present invention may include a first control unit for driving the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb to provide a desired image and the subpixel Pv for view control. And a second control unit for viewing the image only at a desired viewing angle.
상기 제 2 제어부는 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 인가되는 전계의 세기를 조절하여 상기 시야각의 범위를 조절할 수 있다.The second controller may adjust the range of the viewing angle by adjusting the intensity of the electric field applied to the visual control subpixel Pv.
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)에 형성된 돌기(188a)와 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 형성된 막대 패턴(188b)은 동일한 공정에서 형성된다.The
상기 시야각제어용 서브픽셀(Pv)에는 컬러필터층이 형성되어 있지 않으므로, 상기 제 1 기판(100)으로부터 상기 막대 패턴(188b)까지의 높이와 상기 제 1 기판(100)으로부터 상기 돌기(188a)까지의 높이가 동일해질 수 있다.Since the color filter layer is not formed in the viewing angle control subpixel Pv, the height from the
다른 예로서, 상기 막대 패턴(188b)과 상기 돌기(188a)는 상기 제 2 기판(180)으로부터의 높이가 동일할 수도 있다.As another example, the
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 광시야각 모드에서의 투과 특성을 보여주는 그래프이다.5A and 5B are graphs showing transmission characteristics in the wide viewing angle mode of the present invention.
그리고, 도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 광시야각모드시 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 시야각에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing contrast ratios according to viewing angles in the subpixel Pv for viewing control in the wide viewing angle mode in the liquid crystal display according to the present invention.
도 5a는 광시야각 모드에서 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압 무인가시와 전압 인가시의 투과 특성을 보여주는 그래프이고, 도 5b는 광시야각 모드에서 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 투과 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 5A is a graph illustrating transmission characteristics when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in the wide viewing angle mode, and FIG. 5B is a view control subpixel Pv in the wide viewing angle mode. Is a graph showing the permeation characteristics of
도시된 바와 같이, 광시야각 모드에서 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 투과 율이 0%에 가까워 항상 블랙 상태가 되고, 상기 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)의 온-오프 상태의 투과 특성은 전압 무인가시 투과율이 0%에 가까워 블랙 상태(off-state)가 되고 전압 인가시에는 전(全) 시야에서 균일하게 화이트 상태(on-state)가 되어 화면을 볼 수 있다.As shown, in the wide viewing angle mode, the visual control subpixel Pv is always black because the transmittance is close to 0%, and on-off of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb is performed. The transmittance characteristic of the state is black when the voltage is not applied and the transmittance is close to 0%, and when the voltage is applied, the screen is uniformly white in the entire state.
그리고, 상기 광시야각 모드에서는 색대비비(Contrast Ratio)도 전 시야에서 균일하고 양호한 특성을 가지며 이는 도 6에 도시된 그래프를 참조한다.In addition, in the wide viewing angle mode, the contrast ratio is also uniform and good in the whole field of view, which is referred to the graph shown in FIG. 6.
도 7a는 협시야각 모드에서 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)에 전압 무인가시와 전압 인가시의 투과 특성을 보여주는 그래프이고, 도 7b는 협시야각 모드에서 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 투과 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 7A is a graph showing transmission characteristics when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in the narrow viewing angle mode, and FIG. 7B is a subpixel Pv for controlling the view in the narrow viewing angle mode. Is a graph showing the permeation characteristics of
그리고, 도 8은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 협시야각 모드시 시야제어용 서브 픽셀에서 시야각에 따른 색대비비(contrast-ratio)를 보여주는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing contrast-ratios according to viewing angles in the subpixels for viewing control in the narrow viewing angle mode in the liquid crystal display according to the present invention.
협시야각 모드로 구동되는 액정표시장치는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 공통전극과 제 2 화소 전극 사이에 수직 전계가 형성되며 초기에 수직하게 배열되어 있던 액정 분자는 전계에 수직하게 누우면서 배열된다.In the liquid crystal display device driven in the narrow viewing angle mode, a vertical electric field is formed between the common electrode and the second pixel electrode in the visual control subpixel Pv, and the liquid crystal molecules initially arranged vertically are arranged while lying perpendicular to the electric field. .
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 형성된 슬릿(s) 및 막대 패턴(188b)은 제 1 투과축과 평행하거나 수직하게 형성되어 있으므로, 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 통과하는 광은 측면에서 투과율이 높아지게 된다.Since the slit s and the
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 전압 무인가 상태(off-state)에서 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 공통 전극(185)과 제 1 화소 전극(161) 사이에는 전계가 형성되지 않으므로 상기 공통 전극(185)과 제 1 화소 전극(161) 사이에 배향된 액정 분자(171)는 초기 수직하게 배열된 상태에서 움직임이 없으므로 노멀리 블랙(Normally Black) 모드로 표현된다.As shown in FIGS. 7A and 7B, between the
전압 인가 상태(on-state)에서 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)에서는 공통 전극(185)과 제 1 화소 전극(161) 사이에 전계가 형성되므로 상기 공통 전극(185)과 제 1 화소 전극(161) 사이에 수직으로 배향된 액정 분자(171)의 장축이 전기장에 수직하게 배열된다. In the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb in a voltage applied state, an electric field is formed between the
따라서, 정면 시야각에서는 전체적으로 화이트 상태를 이루게 되지만, 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 누운 액정 분자(171)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 좌, 우 시야각이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.Therefore, the front viewing angle is generally white, but in the left and right viewing angle directions, the retardation is largely generated by the liquid crystal molecules 171 lying in the visual control subpixel Pv, thereby reducing the contrast. As a result, the left and right viewing angles become worse and have a narrower viewing angle.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 액정 표시 장치는 협시야각 모드에서 좌, 우 시야각 방향에서는 시야제어용 서브픽셀(Pv)에서 액정 분자(171)에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 색대비비가 감소하고 정면 시야각에서만 색대비비가 좋아지게 된다.As shown in FIG. 8, in the liquid crystal display according to the present invention, retardation is largely generated by the liquid crystal molecules 171 in the view control subpixel Pv in the left and right viewing angle directions in the narrow viewing angle mode. The color contrast ratio is reduced and the color contrast ratio is improved only at the frontal viewing angle.
협시야각 구동시에 상기 시야 제어용 서브픽셀(Pv)에 인가되는 전압을 적절하게 조정하면, 상기 공통 전극(185)과 제 2 화소 전극(162) 사이에 형성되는 전계의 세기를 조절할 수 있으며, 이에 따른 액정 분자(171)의 좌, 우 시야각 방향에서의 리타데이션 값을 조절 할 수 있으므로 협시야각의 범위를 조절할 수 있다.When the voltage applied to the visual field control subpixel Pv is properly adjusted during narrow viewing angle driving, the intensity of the electric field formed between the
이는 액정 표시 장치의 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1 인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 원하는 시야각 범위로 조정하여 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으면서도 보안성도 확보할 수 있게 된다.This provides the users of the liquid crystal display with resilience to the security range, and can be used as a single person, and even when using more than one person by adjusting to the desired viewing angle range to ensure high-definition security without inconvenience You can do it.
한편, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 배열 순서에 대해서 다양한 배열 형태를 가질 수 있으며, 일례로 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb) 및 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 횡으로 배열될 수도 있으며, 배열 순서도 랜덤하게 배치될 수 있다.Meanwhile, the liquid crystal display according to the present invention may have various arrangements with respect to the arrangement order of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the subpixel Pv for view control. The green and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the visual control subpixels Pv may be arranged horizontally, and the arrangement order may be randomly arranged.
도 9는 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a pixel of a liquid crystal display as a second embodiment according to the present invention.
여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 녹색 서브픽셀(Pg)과 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 구조를 보여주며, 도 4와 동일한 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the structures of the green subpixel Pg and the view control subpixel Pv of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention will be described, and detailed descriptions of the same parts as those of FIG. 4 will be omitted.
도 9에 도시된 바와 같이, 녹색 서브픽셀(Pg)의 제 2 기판(280) 상의 컬러필터층(282)에는 중앙부에 홀(h)이 형성되어 있다.As illustrated in FIG. 9, a hole h is formed in the center of the
즉, 상기 홀(h)은 상기 컬러필터층(282)에 형성되며, 기판에 수직하게 배향된 액정 분자(271)가 상기 홀(h)을 향하여 약간 틸트되어 배열되며, 전계가 발생되면 상기 액정 분자(271)는 상기 홀(h)을 향하여 기울어지면서 상기 전계에 수직하게 재배열하게 된다. That is, the holes h are formed in the
즉, 상기 액정 분자(271)의 장축이 상기 홀(h)을 중심으로부터 방사 형태로 누움으로써 시야각특성이 좋아진다.That is, the viewing angle characteristic is improved by the long axis of the liquid crystal molecules 271 lying in the radial shape from the center of the hole h.
상기 홀(h)은 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 중앙에 대응하여 한 개씩 구비될 수 있으며, 서브픽셀 내에 일정 간격을 두고 적어도 하나 이상 형성될 수도 있다.The holes h may be provided one by one corresponding to the centers of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb, and at least one hole may be formed at predetermined intervals in the subpixels.
또한, 상기 홀(h)은 원형으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태로 형성할 수 있으며, 전계 인가시 액정 분자(271)가 다양한 방향성을 가지고 누울 수 있도록 길게 형성하는 것도 가능하다.In addition, the hole h may not only be formed in a circular shape, but may be formed in various shapes, and may be formed to be long so that the liquid crystal molecules 271 may lie down with various orientations when an electric field is applied.
상기 제 1 기판(200) 상의 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 대응하는 상기 제 2 화소 전극(262)은 제 1 방향으로 긴 제 1 슬릿(S1)이 형성되어 상기 제 2 화소 전극(162)을 적어도 두개 이상의 영역으로 분할한다.The
상기 제 2 기판(280) 상의 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 대응하는 상기 공통 전극(285)은 상기 제 1 방향으로 긴 제 2 슬릿(S2)이 형성되어 있다.A second slit S2 elongated in the first direction is formed in the
상기 제 2 슬릿(S2)은 상기 제 1 슬릿(S1)에 의해 분할된 제 2 화소 전극(262) 영역의 중앙을 따라 상기 제 1 슬릿(S1)에 평행하게 형성된다.The second slit S2 is formed parallel to the first slit S1 along the center of the region of the
본 발명에 따른 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 상기 제 2 화소 전극(262)의 제 1 슬릿(S1) 및 상기 공통 전극(285)의 제 2 슬릿(S2) 중 선택적으로 하나만 형성할 수 있다.In one embodiment, only one of the first slit S1 of the
상기 제 1 방향은 상기 제 1 기판(200) 외측에 배치된 제 1 편광판(291)의 제 1 투과축과 평행하거나 수직할 수 있다.The first direction may be parallel to or perpendicular to a first transmission axis of the first
상기 제 1 방향은 상기 제 2 기판(280) 외측에 배치된 제 2 편광판(292)의 제 2 투과축과 평행하거나 수직할 수 있다.The first direction may be parallel or perpendicular to a second transmission axis of the second
상기 제 1 편광판(291)의 제 1 투과축은 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제1 슬릿(S1) 및 제 2 슬릿(S2)의 장방향인 제 1 방향과 평행하거나 수직하다.The first transmission axis of the first
이로써, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 액정 분자는 상기 제 1 방향으로 형성된 제 2 슬릿(S2)에 의해 액정층(270)에 전계 인가시에 상기 제 1 방향과 수직인 방향으로 눕게 되므로 좌, 우 시야각에 빛샘을 유발시킬 수 있다.As a result, the liquid crystal molecules of the visual control subpixel Pv are laid down in a direction perpendicular to the first direction when an electric field is applied to the
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 돌기 또는 리브 패턴을 형성하기 위한 별도의 공정이 필요없으며, 컬러필터층의 소정 영역을 제거하여 홀을 형성하거나, 공통 전극의 소정 위치에 슬릿을 형성하여 수직 배향형 액정 분자에 방향성을 부여할 수 있다.According to the second embodiment of the present invention, a separate process for forming protrusions or rib patterns is not necessary, and holes are formed by removing a predetermined region of the color filter layer, or slits are formed at predetermined positions of the common electrode to vertically align. Aroma can be provided to a type liquid crystal molecule.
도 10은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서, 시야제어용 서브픽셀의 셀갭 증가에 따른 휘도 곡선의 변화를 보여주는 그래프이다.FIG. 10 is a graph illustrating a change in luminance curve according to an increase in a cell gap of a visual control subpixel in the liquid crystal display according to the present invention.
여기서, 상기 제 2 기판(200) 상에 오버코트층이 형성되지 않으며, 제 2 기판(200) 상의 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 대응하여 백색 컬러필터층이 형성되어 있지 않으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(d2)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(d1)보다 크다.Here, the overcoat layer is not formed on the
예를 들어, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(d2)은 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(d1)보다 컬러필터층(282) 두께만큼 클 수도 있다.For example, the cell gap d2 of the visual control subpixel Pv may be larger than the cell gap d1 of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb by the thickness of the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(d2)이 증가함에 따라 그래프의 화살표 방향으로 휘도 곡선이 이동하게 된다.As the cell gap d2 of the visual field control subpixel Pv increases, the luminance curve moves in the direction of the arrow of the graph.
즉, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동하여 협시야각 모드일 때 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 셀갭(d2)이 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)의 셀갭(d1)보다 커질 경우 좌, 우 시야각에서 휘도의 최대값이 더 증가하게 된다. 따라서, 좌, 우 시야각에서 화질은 더욱 악화되어 보안성이 향상되는 효과가 있다.That is, the cell gap d2 of the field control subpixel Pv is red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb when the field control subpixel Pv is driven to be in the narrow viewing angle mode. If it is larger than), the maximum value of luminance is further increased at left and right viewing angles. Therefore, the image quality is further deteriorated at the left and right viewing angles, thereby improving security.
본 발명에 따른 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 PVA 방식, MVA 방식 등에 모두 적용될 수 있다.The vertical alignment mode liquid crystal display according to the present invention may be applied to both a PVA method, an MVA method, and the like.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 제 1 기판(200) 상에 형성된 제 2 화소 전극(262)의 제 1 방향의 제 1 슬릿(S1)과 상기 제 2 기판(280) 상에 형성된 공통 전극(285)의 제 1 방향의 제 2 슬릿(S2)에 의해서 액정 구동시에 액정 분자(271)를 상기 제 1 방향과 수직한 방향으로 구동시킴으로써 좌, 우 시야각에서 빛샘을 유발시킬 수 있으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 구동을 제어하여 광시야각 모드와 협시야각 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.The visual control subpixel Pv includes a first slit S1 in a first direction of the
광시야각 모드로 구동시, 상기 액정 표시 장치의 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 구동되지 않으며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 화소 전극(262)에 블랙 전압이 인가되거나 전압이 무인가되어 블랙 상태가 된다.When driving in the wide viewing angle mode, the field control subpixel Pv of the liquid crystal display is not driven, and a black voltage is applied or no voltage is applied to the
즉, 상기 액정 분자(271)는 기판에 수직하게 배열된 상태이고 상기 제 1 편광판(291)의 제 1 투과축과 상기 제 2 편광판(292)의 제 2 투과축과 수직하므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 구동되지 않을 때는 광이 상기 제 2 편광판(292)에서 차단되어 블랙 상태가 된다.That is, the liquid crystal molecules 271 are arranged perpendicular to the substrate and are perpendicular to the first transmission axis of the first
협시야각 모드로 구동시, 상기 액정 표시 장치의 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 구동되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 화소 전극(262)에 적정 전압이 인가되고 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 배치된 액정층(270)에 수직전계가 발생되어 수직으로 배열된 액정 분자(271)가 상기 제 2 슬릿(S2)의 제 1 방향과 수직한 방향으로 누움에 따라 정면에서는 전압 인가에 상관없이 블랙 상태를 유지하고, 경사각에서는 액정 분자(271)의 복굴절에 의해 광의 위상지연이 발생하게 되므로 좌, 우 시야각에서 빛샘이 발생된다. When driving in the narrow viewing angle mode, the field control subpixel Pv of the liquid crystal display is driven, and an appropriate voltage is applied to the
즉, 상기 제 2 화소 전극(262)에 소정의 전압이 인가되어 상기 제 2 화소 전극(262)과 상기 공통 전극(285) 사이에 수직 전계가 발생되면 상기 액정 분자(271)가 일정한 방향으로 눕게 되고, 상기 제 1 편광판(291)의 제 1 투과축을 통과한 광이 상기 액정 분자(271)에 의해 위상지연되어 상기 제 2 편광판(292)의 제 2 투과축을 통과하므로 측면 시야각에서 빛샘으로 관찰된다.That is, when a predetermined voltage is applied to the
도시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 , 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)을 구동하여 원하는 이미지를 제공하기 위한 제 1 제어부와 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 구동하여 원하는 시야각에서만 상기 이미지를 볼 수 있도록 하기 위한 제 2 제어부를 포함한다.Although not shown, the liquid crystal display according to the present invention may include a first control unit for driving the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb to provide a desired image, and the subpixel Pv for view control. And a second control unit for driving the image to view the image only at a desired viewing angle.
상기 제 2 제어부를 통하여 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 온 상태와 오프 상태로 구동함으로써 협시야각 모드와 광시야각 모드로 상호 전환할 수 있다.The sub-pixel Pv for controlling the field of view may be switched to the narrow viewing angle mode and the wide viewing angle mode through the second control unit.
상기 제 2 제어부는 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 인가되는 전계의 세기를 조절하여 상기 시야각의 범위를 조절할 수도 있다.The second controller may adjust the range of the viewing angle by adjusting the intensity of the electric field applied to the visual control subpixel Pv.
도 11은 본 발명에 따른 제 3 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 단면도이다.11 is a cross-sectional view illustrating a pixel of a liquid crystal display as a third embodiment according to the present invention.
여기서, 도 4 및 도 9와 동일한 부분에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the detailed description of the same parts as in FIGS. 4 and 9 will be omitted.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 상기 녹색 서브픽셀(Pg)의 제 2 기판(300) 상에는 녹색 컬러필터층(382)이 형성되어 있고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 기판(380) 상에는 백색 컬러필터층(383)이 형성되어 있다.As illustrated in FIG. 11, a green
상기 녹색 서브픽셀(Pg)의 제 2 기판(380) 상에 형성된 녹색 컬러필터층(Pg)의 중앙부에는 액정 분자(371)에 다방향으로 틸트를 주기 위한 홀(h)이 형성되어 있다.A hole h is formed in the central portion of the green color filter layer Pg formed on the
상기 홀(h)은 상기 녹색 서브픽셀(Pg)의 제 1 기판(300)과 제 2 기판(380) 사이에 배열된 액정 분자(371)가 상기 홀(h)을 중심으로 방사형으로 누우면서 구동될 수 있도록 한다.The hole h is driven while the liquid crystal molecules 371 arranged between the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 1 기판(300) 상에 형성된 제 2 화소 전극(362)에는 제 1 슬릿(S1)이 형성되어 있다.A first slit S1 is formed in the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 기판(380) 상에 형성된 백색 컬러필터층(383)의 중앙부에는 액정 분자(371)에 틸트를 주기 위한 제 2 슬릿(S2)이 형성되어 있다.A second slit S2 for tilting the liquid crystal molecules 371 is formed at the center of the white
상기 제 2 슬릿(S2)은 상기 백색 컬러필터(383)가 제거되어 형성된다.The second slit S2 is formed by removing the
상기 제 2 슬릿(S2)은 상기 제 2 기판(380) 상의 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 적어도 하나 이상의 영역으로 분할한다.The second slit S2 divides the view control subpixel Pv on the
상기 제 2 슬릿(S2)은 상기 제 2 기판(380) 상의 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 가로질러 길게 형성될 수도 있다.The second slit S2 may be formed to cross the subpixel Pv for controlling the field of view on the
상기 제 1 슬릿(S1)과 상기 제 2 슬릿(S2)은 동일한 방향으로 형성되어 있다.The first slit S1 and the second slit S2 are formed in the same direction.
상기 녹색 컬러필터층(382)에 형성된 홀(h)은 액정 분자(371)를 방사형으로 눕게 하여 시야각 특성을 좋게 하기 위한 것이다.The hole h formed in the green
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 액정 분자(371)는 서브픽셀을 가로지르는 제 1 방향으로 형성된 제 1, 2 슬릿(S1, S2)에 의해 액정층(370)에 전계 인가시에 상기 제 1 방향과 수직인 방향으로 눕게 되므로 좌, 우 시야각에 빛샘을 유발시킬 수 있다. The first liquid crystal molecules 371 of the visual control subpixel Pv are applied when the electric field is applied to the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 제 1 기판(300)의 제 2 화소 전극(362)의 제 1 방향의 제 1 슬릿(S1)과 상기 제 2 기판(380)의 공통 전극(385)에 형성된 제 1 방향의 제 2 슬릿(S2)에 의해서 액정 구동시에 액정 분자(371)를 제 1 방향과 수직한 방향으로 구동시킴으로써 좌, 우 시야각에서 빛샘을 유발시킬 수 있으므로, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 구동을 제어함으로써 광시야각 모드와 협시야각 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.The field control subpixel Pv is formed in the first slit S1 in the first direction of the
도 12는 본 발명에 따른 제 4 실시예로서, 액정 표시 장치의 픽셀을 보여주는 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating a pixel of a liquid crystal display as a fourth embodiment according to the present invention.
여기서, 도 4 및 도 9와 동일한 부분에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the detailed description of the same parts as in FIGS. 4 and 9 will be omitted.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 픽셀은, 게이트 배선(425)과 데이터 배선(439)이 교차하며 정의된 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브픽셀(Pv)을 포함하며, VA 방식으로 구동된다.As illustrated in FIG. 12, the pixel of the liquid crystal display according to the present invention includes red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb defined by crossing the
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)과 대응하는 제 1 기판의 제 1 화소 전극(461)에 꺽임 구조의 제 1 슬릿(S1)을 형성하고, 제 2 기판의 공통 전극상에 꺽임 구조의 리브 패턴(488a)을 형성하여 액정 분자의 구동 방향이 서로 다른 4 도메인(A, B, C, D) 구조로 형성한다. A first slit S1 having a bent structure is formed in the
상기 리브 패턴(488a) 대신에 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)과 대응하는 제 2 기판의 상기 공통 전극에 슬릿 패턴이 꺽임 구조로 형성될 수 있다.Instead of the
또한, 상기 리브 패턴(488a) 대신 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)과 대응하는 제 2 기판 상에 백색 컬러필터층이 형성되고, 상기 백색 컬러필터층에 꺽임구조로 길게 홈이 파이거나 슬릿 패턴이 형성될 수도 있다.In addition, a white color filter layer may be formed on the second substrate corresponding to the view control subpixel Pv instead of the
상기 꺽임구조의 제 1 슬릿(S1)과 리브 패턴(488a)은 제 2 방향에서 제 3 방향으로 꺽어지며, 상기 제 2 방향과 제 3 방향은 서로 직교하는 방향인 것이 바람직하나 꼭 이에 한정되는 것은 아니다.The first slit S1 and the
상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(Pr, Pg, Pb)과 대응하는 제 2 기판 상에는 적색, 녹색, 청색 컬러필터층이 형성된다.Red, green, and blue color filter layers are formed on the second substrate corresponding to the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb.
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)과 대응하는 제 2 기판 상에는 백색 컬러필터층이 형성될 수도 있고 형성되지 않을 수도 있다.A white color filter layer may or may not be formed on the second substrate corresponding to the viewing control subpixel Pv.
그리고, 시야제어용 서브픽셀(Pv)과 대응하는 제 1 기판의 제 2 화소 전극(162)에는 상기 서브픽셀을 가로지르는 제 1 방향으로 적어도 하나 이상의 리브 패턴 또는 제 2 슬릿(S2)이 형성되고, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)과 대응하는 제 2 기판의 공통 전극 상에는 상기 제 1 방향으로 적어도 하나 이상의 막대 패턴(488b)이 형성된다.In addition, at least one rib pattern or second slit S2 is formed in the
상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 액정 분자의 구동 방향이 정반대인 2 도메인(E, F) 구조를 형성한다.The visual control subpixel Pv forms a two-domain (E, F) structure in which the driving direction of the liquid crystal molecules is opposite.
또한, 상기 막대 패턴(488b) 대신 상기 공통 전극(485)에 슬릿 패턴이 제 1 방향으로 길게 형성될 수 있다.In addition, instead of the
또한, 상기 막대 패턴(488b) 대신 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)과 대응하는 제 2 기판 상에 백색 컬러필터층이 형성되고, 상기 백색 컬러필터층에 상기 제 1 방향으로 길게 홈이 파이거나 슬릿 패턴이 형성될 수도 있다.In addition, a white color filter layer is formed on the second substrate corresponding to the visual field control subpixel Pv instead of the
상기 제 1 방향은 정면 시야각에서 좌, 우 방향일 수 있다.The first direction may be left and right directions in a front viewing angle.
상기 제 1 방향은 상기 제 1 기판 외측에 배치된 제 1 편광판의 제 1 투과축과 평행하거나 수직할 수 있다.The first direction may be parallel to or perpendicular to a first transmission axis of the first polarizing plate disposed outside the first substrate.
상기 제 1 방향은 상기 제 2 기판 외측에 배치된 제 2 편광판의 제 2 투과축과 평행하거나 수직할 수 있다.The first direction may be parallel or perpendicular to a second transmission axis of the second polarizing plate disposed outside the second substrate.
상기 제 1 편광판의 제 1 투과축은 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 슬 릿(S2) 또는 막대 패턴(488b)의 장방향인 제 1 방향과 평행하거나 수직하다.The first transmission axis of the first polarizing plate is parallel or perpendicular to the first direction that is the long direction of the second slit S2 or the
이로써, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 액정 분자는 액정층에 전계 인가시에 상기 제 1 방향으로 형성된 막대 패턴(488b)에 의해 상기 제 1 방향과 수직인 방향으로 눕게 되므로 좌, 우 시야각에 빛샘을 유발시킬 수 있다.As a result, the liquid crystal molecules of the visual control subpixel Pv are laid down in the direction perpendicular to the first direction by the
상기 리브 패턴(488a) 및 제 1 슬릿(S1)은 제 2 방향에서 제 3 방향으로, 제 3 방향에서 제 2 방향으로 꺽이면서 형성된다.The
상기 제 2 방향은 상기 제 1 편광판의 제 1 투과축을 기준으로 45°경사를 이루고, 상기 제 3 방향은 상기 제 1 투과축을 기준으로 135°경사를 이룬다.The second direction is inclined at 45 ° with respect to the first transmission axis of the first polarizing plate, and the third direction is inclined at 135 ° with respect to the first transmission axis.
또한, 상기 제 2 방향은 상기 제 2 편광판의 제 2 투과축을 기준으로 45°경사를 이룰 수도 있고, 상기 제 3 방향은 상기 제 2 투과축을 기준으로 135°경사를 이룰 수도 있다.The second direction may be inclined at 45 ° with respect to the second transmission axis of the second polarizing plate, and the third direction may be inclined at 135 ° with respect to the second transmission axis.
상기 리브 패턴(488a) 및 제 1 슬릿(S1)은 서브픽셀 내에서 수직으로 배열된 액정 분자가 전계 인가시에 누워지는 방향을 결정하며, 4 도메인(A, B, ,C, D) 구조를 형성하여, 액정 분자가 4 도메인에서 서로 다른 방향으로 누우며 구동되어 광시야각을 구현한다.The
협시야각 모드로 구동시, 상기 액정 표시 장치의 시야제어용 서브픽셀(Pv)은 구동되며, 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)의 제 2 화소 전극(462)에 적정 전압이 인가되고 상기 시야제어용 서브픽셀(Pv)에 배치된 액정층에 수직 전계가 발생되어 수직으로 배열된 액정 분자가 상기 막대 패턴(488b)의 제 1 방향과 수직한 방향으로 누움에 따라 정면에서는 전압 인가에 상관없이 블랙 상태를 유지하고, 경사각에서 는 액정 분자의 복굴절에 의해 광의 위상지연이 발생하게 되므로 좌, 우 시야각에서 빛샘이 발생된다. When driving in the narrow viewing angle mode, the field control subpixel Pv of the liquid crystal display is driven, and an appropriate voltage is applied to the
즉, 상기 제 2 화소 전극(462)에 소정의 전압이 인가되어 상기 제 2 화소 전극(462)과 상기 공통 전극 사이에 수직 전계가 발생되면 상기 액정 분자가 일정한 방향으로 눕게 되고, 상기 제 1 편광판의 제 1 투과축을 통과한 광이 상기 액정 분자에 의해 위상지연되어 상기 제 2 편광판의 제 2 투과축을 통과하므로 측면 시야각에서 빛샘으로 관찰된다.That is, when a predetermined voltage is applied to the
협시야각 구동시에 상기 시야 제어용 서브픽셀(Pv)에 인가되는 전압을 적절하게 조정하면, 상기 공통 전극과 제 2 화소 전극 사이에 형성되는 전계의 세기를 조절할 수 있으며, 이에 따른 액정 분자의 좌, 우 시야각 방향에서의 리타데이션 값을 조절 할 수 있으므로 협시야각의 범위를 조절할 수 있다.When the voltage applied to the visual field control subpixel Pv is properly adjusted during narrow viewing angle driving, the intensity of the electric field formed between the common electrode and the second pixel electrode can be adjusted, and thus the left and right sides of the liquid crystal molecules are adjusted. Since the retardation value in the viewing angle direction can be adjusted, the range of narrow viewing angle can be adjusted.
이는 액정 표시 장치의 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 원하는 시야각 범위로 조정하여 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으면서도 보안성도 확보할 수 있게 된다.This provides the users of the liquid crystal display with resilience to the security range, can be used for one person, and even when using more than one person by adjusting to the desired viewing angle range to ensure high-definition security without discomfort You can do it.
한편, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀(Pr, Pg, Pb)과 시야제어용 서브 픽셀(Pv)의 배열 순서에 대해서 다양한 배열 형태를 가질 수 있으며, 일례로 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀들(Pr, Pg, Pb) 및 시야제어용 서브픽셀(Pv)이 횡으로 배열될 수도 있으며, 배열 순서도 랜덤하게 배치될 수 있다.Meanwhile, the liquid crystal display according to the present invention may have various arrangements with respect to the arrangement order of the red, green, and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the subpixel Pv for view control. The green and blue subpixels Pr, Pg, and Pb and the visual control subpixels Pv may be arranged horizontally, and the arrangement order may be randomly arranged.
본 발명을 구체적인 실시예들을 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific embodiments, it is intended to describe the present invention in detail, and the liquid crystal display and its manufacturing method according to the present invention are not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible to those skilled in the art.
본 발명은 광시야각을 구현하는 멀티도메인 수직배향(VA) 모드 액정 표시 장치에서 광시야각 모드 또는 협시야각 모드를 선택하여 구현할 수 있어, 개인의 보안성을 확보할 수 있는 제 1의 효과가 있다.The present invention can be implemented by selecting a wide viewing angle mode or a narrow viewing angle mode in a multi-domain vertical alignment (VA) mode liquid crystal display which implements a wide viewing angle, and thus has a first effect of securing individual security.
또한, 본 발명은 액정 패널 내에 시야제어용 서프픽셀을 추가하여 시야각 제어를 함으로써 공정이 단순한 제 2의 효과가 있다.In addition, the present invention has a second effect in which the process is simple by adding a subpixel for view control in the liquid crystal panel to control the viewing angle.
또한, 본 발명은 별도의 시야제어 레이어를 추가할 필요가 없어 광효율이 우수하고 얇고 가벼운 액정 표시 장치를 제공할 수 있는 제 3의 효과가 있다.In addition, the present invention has a third effect of providing a thin and light liquid crystal display device having excellent light efficiency since there is no need to add a separate view control layer.
또한, 본 발명은 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으며 보안성도 확보할 수 있는 제 4의 효과가 있다.In addition, the present invention provides a user with resilience to the security range, and can be used not only for one person, but also when using more than one person can view the screen in high quality without inconvenience and secure a security It works.
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