KR101744872B1 - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
KR101744872B1
KR101744872B1 KR1020100128545A KR20100128545A KR101744872B1 KR 101744872 B1 KR101744872 B1 KR 101744872B1 KR 1020100128545 A KR1020100128545 A KR 1020100128545A KR 20100128545 A KR20100128545 A KR 20100128545A KR 101744872 B1 KR101744872 B1 KR 101744872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
pixel electrode
crystal molecules
axis
Prior art date
Application number
KR1020100128545A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120067109A (en
Inventor
임은정
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020100128545A priority Critical patent/KR101744872B1/en
Publication of KR20120067109A publication Critical patent/KR20120067109A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101744872B1 publication Critical patent/KR101744872B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133738—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homogeneous alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133773—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers the alignment material or treatment being different for the two opposite substrates
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상의 내측에 위치하는 화소전극과; 상기 제 1 기판의 외측에 위치하며 제 1 투과축을 갖는 제 1 편광판과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 내측에 위치하며 상기 화소전극과 마주하는 공통전극과; 상기 제 2 기판의 외측에 위치하며 상기 제 1 투과축과 수직한 제 2 투과축을 갖는 제 2 편광판과; 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 위치하며, 나선 형태로 꼬여 있는 구조를 갖고, 나선축이 상기 제 1 기판에 평행하게 배열된 액정분자를 포함하고, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성되지 않은 상태에서 상기 나선축은 상기 제 1 투과축과 기울어지도록 제 1 방향을 가져 화이트 상태를 표시하고, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성된 상태에서 상기 액정분자는 상기 나선축은 상기 제 1 방향을 갖고 상기 액정분자의 장축은 상기 전계에 평행하게 배열되어 블랙 상태를 표시하는 것이 특징인 액정표시장치를 제공한다.The present invention provides a light emitting device comprising: a first substrate; A pixel electrode located on the inner side of the first substrate; A first polarizer disposed outside the first substrate and having a first transmission axis; A second substrate facing the first substrate; A common electrode located inside the second substrate and facing the pixel electrode; A second polarizer having a second transmission axis located outside the second substrate and perpendicular to the first transmission axis; A liquid crystal molecule disposed between the pixel electrode and the common electrode and twisted in a helical shape and having a helical axis arranged in parallel with the first substrate, Wherein the liquid crystal molecules are aligned in a first direction so that the spiral axis is inclined with respect to the first transmission axis in a state where the pixel electrode and the common electrode are not formed, And the long axis of the liquid crystal molecules is arranged in parallel to the electric field to display a black state.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}[0001] Liquid crystal display device [0002]

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 응답속도, 시야각 및 명암비에서 장점을 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly to a liquid crystal display having advantages in response speed, viewing angle, and contrast ratio.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치로서 액정표시장치가 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다. In recent years, as the society has become a full-fledged information age, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed, and as a flat panel display device having excellent performance of thinning, light weighting and low power consumption, Is replacing a conventional cathode ray tube (CRT).

일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.Generally, the driving principle of a liquid crystal display device utilizes the optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal. Since the liquid crystal has a long structure, it has a directionality in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Therefore, when the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular alignment direction of the liquid crystal by optical anisotropy, so that image information can be expressed.

현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.At present, an active matrix liquid crystal display (AM-LCD: hereinafter referred to as liquid crystal display) in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner has excellent resolution and video realization capability, It is attracting attention.

이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계 모드 액정표시장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a general transverse electric field mode liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG.

도 1은 일반적인 횡전계 모드 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field mode liquid crystal display device.

도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판(1, 2)이 서로 마주하여 위치하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판(1, 2) 사이에는 액정층(3)이 개재되어 있다. 상기 액정층(3)은 다수의 액정분자(5)를 포함하고 있다. 또한, 상기 제 1 기판(1)에는 서로 이격하고 있는 화소전극(7) 및 공통전극(9)이 위치하고 있으며, 상기 화소전극(7)과 상기 공통전극(9)에 전압이 인가되면 수평전계를 형성하게 된다.As shown in the figure, the first and second substrates 1 and 2 are opposed to each other, and a liquid crystal layer 3 is interposed between the first and second substrates 1 and 2. The liquid crystal layer 3 includes a plurality of liquid crystal molecules 5. A pixel electrode 7 and a common electrode 9 are spaced apart from each other on the first substrate 1. When a voltage is applied to the pixel electrode 7 and the common electrode 9, Respectively.

먼저 액정표시장치의 오프(OFF) 상태에서는 상기 화소전극(7)과 상기 공통 전극(9) 사이에 전계가 형성되지 않으며, 액정분자(5)가 초기 배열 상태를 유지하며 블랙 색상을 표현하게 된다.An electric field is not formed between the pixel electrode 7 and the common electrode 9 in the OFF state of the liquid crystal display device so that the liquid crystal molecules 5 maintain the initial alignment state and express a black color .

한편, 액정표시장치가 온(ON) 상태에서는 상기 화소전극(7)과 상기 공통전극(9) 사이에 수평 전계가 형성되며, 상기 수평 전계를 따라 액정이 배열되어 화이트 색상을 표현하게 된다.On the other hand, when the liquid crystal display device is in an ON state, a horizontal electric field is formed between the pixel electrode 7 and the common electrode 9, and liquid crystals are arranged along the horizontal electric field to express a white color.

상기 횡전계 모드 액정표시장치는 시야각에서 장점을 가지나, 오프 상태에서의 빛샘이 발생하여 명암비(contrast ratio)가 낮은 단점을 갖는다.Although the transverse electric field mode liquid crystal display device has advantages in view angle, it generates a light leakage in the off state and has a low contrast ratio.

이러한 명암비의 단점을 해결하기 위한 것으로, 수직 배열(vertical alignment) 모드 액정표시장치가 제안되었다. 종래 수직배열 모드 액정표시장치를 도시한 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2 기판(11, 12)이 서로 마주하여 위치하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판(11, 12) 사이에 액정층(13)이 개재되어 있다. 상기 액정층(13)은 다수의 액정분자(15)를 포함하고 있다.A vertical alignment mode liquid crystal display device has been proposed in order to solve the drawbacks of the contrast ratio. Referring to FIG. 2 showing a conventional vertical alignment mode liquid crystal display, first and second substrates 11 and 12 are disposed opposite to each other, and a liquid crystal layer (not shown) is interposed between the first and second substrates 11 and 12, (13) is interposed. The liquid crystal layer 13 includes a plurality of liquid crystal molecules 15.

상기 제 1 기판(11) 상에는 화소전극(17)이 위치하고 있으며, 화소전극(17)의 일부가 제거됨으로써 슬릿(18)이 구성된다. 또한, 상기 제 2 기판(12)에는 적어도 하나의 돌출부(20)가 위치하고 있으며, 상기 돌출부(20) 및 상기 제 2 기판(12) 상에 공통전극(19)이 위치하고 있다. 상기 공통전극(19)과 상기 화소전극(17)에 전압이 인가되면 수직 전계가 형성되어 상기 액정분자(15)를 제어하게 된다.A pixel electrode 17 is disposed on the first substrate 11 and a part of the pixel electrode 17 is removed to form a slit 18. At least one protrusion 20 is located on the second substrate 12 and a common electrode 19 is located on the protrusion 20 and the second substrate 12. When a voltage is applied to the common electrode 19 and the pixel electrode 17, a vertical electric field is formed to control the liquid crystal molecules 15.

상기한 구성의 수직 배열 모드 액정표시장치는 높은 명암비를 가지나 시야각이 제한되는 문제를 갖는다.The vertical alignment mode liquid crystal display device having the above-described configuration has a high contrast ratio but has a problem that the viewing angle is limited.

전술한 바와 같이, 횡전계 모드 액정표시장치는 시야각 등에서 장점을 갖는 반면 명암비에서 단점을 갖고, 수직 배열 모드 액정표시장치는 명암비에서 장점을 가지나 시야각에서 단점을 갖게 된다.As described above, the transverse electric field mode liquid crystal display device has advantages in the viewing angle and the like, but has a disadvantage in the contrast ratio, and the vertical alignment mode liquid crystal display device has advantages in contrast ratio but has a disadvantage in the viewing angle.

한편, 최근에는 고품질의 화상을 구현하기 위해 액정의 응답속도가 중요한 요소가 되었다.On the other hand, in recent years, the response speed of liquid crystal has become an important factor in realizing high quality images.

따라서, 응답속도, 시야각, 명암비 등에서 우수한 특성을 갖는 액정표시장치의 개발이 요구되고 있다.
Therefore, development of a liquid crystal display device having excellent characteristics such as a response speed, a viewing angle, and a contrast ratio has been demanded.

본 발명에서는 액정표시장치에서의 응답속도, 시야각, 명암비를 향상시키고자 한다.In the present invention, it is desired to improve the response speed, the viewing angle, and the contrast ratio in the liquid crystal display device.

또한, 낮은 구동 전압에 의해 구동되면서 우수한 특성을 영상을 제공하는 액정표시장치를 제공하고자 한다.
Also, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which is driven by a low driving voltage and provides an image with excellent characteristics.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상의 내측에 위치하는 화소전극과; 상기 제 1 기판의 외측에 위치하며 제 1 투과축을 갖는 제 1 편광판과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 내측에 위치하며 상기 화소전극과 마주하는 공통전극과; 상기 제 2 기판의 외측에 위치하며 상기 제 1 투과축과 수직한 제 2 투과축을 갖는 제 2 편광판과; 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 위치하며, 나선 형태로 꼬여 있는 구조를 갖고, 나선축이 상기 제 1 기판에 평행하게 배열된 액정분자를 포함하고, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성되지 않은 상태에서 상기 나선축은 상기 제 1 투과축과 기울어지도록 제 1 방향을 가져 화이트 상태를 표시하고, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성된 상태에서 상기 액정분자는 상기 나선축은 상기 제 1 방향을 갖고 상기 액정분자의 장축은 상기 전계에 평행하게 배열되어 블랙 상태를 표시하는 것이 특징인 액정표시장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal display comprising: a first substrate; A pixel electrode located on the inner side of the first substrate; A first polarizer disposed outside the first substrate and having a first transmission axis; A second substrate facing the first substrate; A common electrode located inside the second substrate and facing the pixel electrode; A second polarizer having a second transmission axis located outside the second substrate and perpendicular to the first transmission axis; A liquid crystal molecule arranged between the pixel electrode and the common electrode and twisted in a helical shape and having a helical axis arranged in parallel to the first substrate, Wherein the liquid crystal molecules are aligned in a first direction so that the spiral axis is inclined with respect to the first transmission axis in a state where the pixel electrode and the common electrode are not formed, And the long axis of the liquid crystal molecules is arranged in parallel to the electric field to display a black state.

상기 제 1 방향은 상기 제 1 투과축과 35~55°의 각을 갖는 것이 특징이다.And the first direction has an angle of 35 to 55 degrees with respect to the first transmission axis.

상기 화소전극과 상기 액정분자 사이에 위치하는 제 1 배향막과, 상기 공통전극과 상기 액정분자 사이에 위치하는 제 2 배향막을 포함하는 것이 특징이다.A first alignment layer positioned between the pixel electrode and the liquid crystal molecule; and a second alignment layer positioned between the common electrode and the liquid crystal molecule.

상기 제 1 및 제 2 배향막 각각은 산화실리콘 또는 폴리이미드로 이루어지는 것이 특징이다.Each of the first and second alignment layers is made of silicon oxide or polyimide.

상기 산화실리콘은 사방증착법에 의해 형성되는 것이 특징이다.The silicon oxide is characterized by being formed by a four-sided vapor deposition method.

상기 액정분자는 100~700nm의 피치를 갖는 것이 특징이다.The liquid crystal molecules have a pitch of 100 to 700 nm.

상기 제 1 기판 상에 위치하며 일 방향으로 연장된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 화소전극은 상기 박막트랜지스터에 연결되는 것이 특징이다.A gate wiring formed on the first substrate and extending in one direction; A data line crossing the gate line; And a thin film transistor connected to the gate line and the data line, wherein the pixel electrode is connected to the thin film transistor.

상기 스위칭 소자에 대응되며 상기 제 2 기판 상에 위치하는 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 상에 위치하는 컬러필터를 포함하는 것이 특징이다.
A black matrix corresponding to the switching element and positioned on the second substrate; And a color filter disposed on the black matrix.

본 발명에서는, 수직 전계에 의해 구동되며 나선축이 기판에 평행하게 배열되는 액정을 이용함으로써, 응답속도 및 시야각에서 우수한 액정표시장치를 제공하게 된다. According to the present invention, a liquid crystal display device which is superior in terms of response speed and viewing angle can be provided by using a liquid crystal driven by a vertical electric field and having a helical axis arranged parallel to the substrate.

특히, 나선축이 편광판의 투과축에 기울어져 배열되도록 함으로써, 명암비가 향상되는 장점을 갖는다.
Particularly, since the helical axis is aligned with the transmission axis of the polarizing plate, the contrast ratio is improved.

도 1은 일반적인 횡전계 모드 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 일반적인 수직배열 모드 액정표시장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시자이에서의 액정 분자의 배열을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 오프 상태와 온 상태에서의 액정분자와 편광판의 투과축의 위치 관계를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 오프 상태와 온 상태에서의 액정분자 배열을 보여주는 개략적인 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field mode liquid crystal display device.
2 is a cross-sectional view of a general vertical alignment mode liquid crystal display device.
3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
4A and 4B are schematic views showing the arrangement of liquid crystal molecules in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.
5A and 5B are schematic cross-sectional views of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
6A and 6B are schematic views showing the positional relationship between the liquid crystal molecules in the OFF state and the ON state and the transmission axis of the polarizing plate.
7A and 7B are schematic diagrams showing the arrangement of liquid crystal molecules in the OFF state and the ON state.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

빠른 응답속도와 광시야각을 얻기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명한다.A liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention for obtaining a fast response speed and a wide viewing angle will be described.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치에 대한 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 기판(110)과, 상기 제 1 기판(110)과 마주하는 제 2 기판(120)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120) 사이에 위치하는 액정분자(130)을 포함한다.3, the liquid crystal display includes a first substrate 110, a second substrate 120 facing the first substrate 110, a first substrate 110 and a second substrate 120, And liquid crystal molecules 130 positioned between the liquid crystal molecules.

상기 제 1 기판(110) 내측면에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 화소전극(112)이 위치하며, 상기 화소전극(112) 상부에는 제 1 배향막(114)이 위치한다. 또한, 상기 제 1 기판(110)의 외측면에는 제 1 투과축(118)을 갖는 제 1 배향막(116)이 위치한다.A pixel electrode 112 made of a transparent conductive material is disposed on the inner surface of the first substrate 110 and a first alignment layer 114 is disposed on the pixel electrode 112. A first alignment layer 116 having a first transmission axis 118 is positioned on the outer surface of the first substrate 110.

도시하지 않았으나, 상기 제 1 기판(110) 상에는 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 화소영역을 정의하고, 각 화소영역에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(thin film transistor)가 형성될 수 있다. Although not shown, a gate line and a data line intersect each other on the first substrate 110 to define a pixel region, and a thin film transistor, which is a switching device, may be formed in each pixel region.

예를 들어, 상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선에 연결된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부의 반도체층과, 상기 반도체층 상에서 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극은 상기 데이터 배선에 연결되며, 상기 드레인 전극은 상기 화소전극에 연결된다.For example, the thin film transistor may include a gate electrode connected to the gate wiring, a semiconductor layer over the gate electrode, and a source electrode and a drain electrode spaced from each other on the semiconductor layer. The source electrode is connected to the data line, and the drain electrode is connected to the pixel electrode.

즉, 상기 게이트 배선을 통해 상기 박막트랜지스터가 제어되며, 영상 신호가상기 데이터 배선을 통해 상기 화소전극에 인가된다.That is, the thin film transistor is controlled through the gate line, and a video signal is applied to the pixel electrode through the data line.

한편, 상기 제 2 기판(120)의 내측면에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 공통전극(122)이 위치하며, 상기 공통전극(122) 상부에는 제 2 배향막(124)이 위치한다. 또한, 상기 제 2 기판(120)의 외측면에는 제 2 투과축(128)을 갖는 제 2 배향막(126)이 위치한다. 상기 제 2 배향막(126)의 제 2 투과축(128)은 상기 제 1 배향막(116)의 제 1 투과축(118)에 수직하다.A common electrode 122 made of a transparent conductive material is disposed on the inner surface of the second substrate 120 and a second alignment layer 124 is disposed on the common electrode 122. A second alignment layer 126 having a second transmission axis 128 is positioned on the outer surface of the second substrate 120. The second transmission axis 128 of the second alignment layer 126 is perpendicular to the first transmission axis 118 of the first alignment layer 116.

도시하지 않았으나, 상기 제 2 기판(120) 상에는 상기 제 1 기판(110) 상에위치하는 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막트랜지스터에 대응하여 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스가 형성되고, 상기 블랙매트릭스 상에는 각 화소영역에 대응하여 적색, 녹색, 청색의 컬러필터가 형성된다.Although not shown, a black matrix for blocking light corresponding to gate wirings, data lines, and thin film transistors located on the first substrate 110 is formed on the second substrate 120, and a black matrix is formed on the black matrix And red, green, and blue color filters are formed corresponding to the pixel regions.

상기 액정분자(130)는 상기 제 1 배향막(114) 및 상기 제 2 배향막(124)에 의해 초기 배열된다. 본 발명에서는 짧은 피치(pitch)의 키랄 네마틱 (chiral nematic) 액정분자(130)가 수십번 꼬여있는 나선형 구조를 가지며 배열된다. 예를 들어, 상기 액정분자(130)는 약 100~700nm의 피치를 갖는다. 이때, 액정분자(130)의 나선축(132)은 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에 평행하게 위치하며, 상기 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118) 또는 상기 제 2 편광판(126)의 제 2 나선축(128)과 평행하게 배열된다. 도면에서는 액정분자(130)의 나선축(132)이 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118)에 평행한 경우를 도시하였다.The liquid crystal molecules 130 are initially arranged by the first alignment layer 114 and the second alignment layer 124. In the present invention, chiral nematic liquid crystal molecules 130 having a short pitch are arranged with a twisted twisted structure. For example, the liquid crystal molecules 130 have a pitch of about 100 to 700 nm. At this time, the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is parallel to the first and second substrates 110 and 120, and the first transmission axis 118 of the first polarizer 116, Polarizing plate 126 and the second helical axis 128 of the second polarizing plate 126. In the drawing, the case where the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is parallel to the first transmission axis 118 of the first polarizing plate 116 is shown.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 오프 상태에서의 액정 분자의 배열을 보여주는 개략도인 도 4a를 참조하면, 액정분자(130)의 나선축(132)이 상기 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118)과 평행하게 배열된다. 이러한 상태에서 상기 제 1 기판(110) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(미도시)으로부터 상기 제 1 기판(110)에 수직하게 빛이 공급되는데, 액정층에 의한 복굴절이 구현되지 않기 때문에, 서로 수직한 제 1 및 제 2 투과축(118, 128)을 갖는 제 1 및 제 2 편광판(116, 126)에 의해 블랙 상태가 된다.4A, which is a schematic view showing the arrangement of liquid crystal molecules in the OFF state of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is parallel to the first polarizer 116, The first transmission axis 118 and the second transmission axis 118 are parallel to each other. In this state, light is vertically supplied to the first substrate 110 from a backlight unit (not shown) located below the first substrate 110. Since birefringence due to the liquid crystal layer is not realized, It is brought into a black state by the first and second polarizing plates 116 and 126 having the first and second transmission axes 118 and 128.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 온 상태에서의 액정 분자 배열을 보여주는 개략도인 도 4b를 참조하면, 액정분자(130)의 나선축(132)이 기울어지게 된다. 즉, 액정분자(130)의 나선축(132)이 상기 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118)과 기울어지게 된다. Referring to FIG. 4B, which is a schematic view showing the arrangement of liquid crystal molecules in the ON state of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is inclined. That is, the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is inclined with respect to the first transmission axis 118 of the first polarizing plate 116.

다시 말해, 상기 화소전극(112)과 상기 공통전극(122)에 전압이 인가되어 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에 수직한 전계가 형성되면, 상기 액정분자(130)가 틀어지게 되어 액정분자(130)의 나선축(132)이 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 120)에 수평한 상태에서 상기 제 1 및 제 2 편광판(116, 126)의 제 1 및 제 2 투과축(118, 128)으로부터 기울어지게 된다. 따라서, 액정분자(130)의 복굴절이 구현되며 화이트 상태를 표시하게 된다.In other words, when a voltage is applied to the pixel electrode 112 and the common electrode 122 to form an electric field perpendicular to the first and second substrates 110 and 120, the liquid crystal molecules 130 may be distorted 126 of the first and second polarizing plates 116, 126 in a state where the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is horizontal to the first and second substrates 110, 0.0 > 118 < / RTI > Accordingly, the birefringence of the liquid crystal molecules 130 is realized and the white state is displayed.

이때, 액정분자(130)의 나선축(132)이 상기 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118)과 정확히 평행하게 배열되는 경우에, 완벽한 블랙 상태를 얻을 수 있다. At this time, when the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is arranged in exactly parallel with the first transmission axis 118 of the first polarizer 116, a perfect black state can be obtained.

다시 말해, 위와 같은 액정표시장치는 액정분자(130)의 나선축(132)이 상기 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118)으로부터 벗어나는 배열되는 경우 완벽한 블랙 상태를 얻을 수 없게 된다. 즉, 액정분자(130)의 나선축(132)이 상기 제 1 편광판(116)의 제 1 투과축(118)으로부터 벗어나는 경우 빛샘이 발생할 수 있고, 블랙상태에서는 이러한 빛샘이 큰 결함이 된다.In other words, when the spiral axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is arranged to deviate from the first transmission axis 118 of the first polarizer 116, the liquid crystal display device can not obtain a perfect black state. That is, light leakage may occur when the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 deviates from the first transmission axis 118 of the first polarizing plate 116, and this light leakage becomes a large defect in the black state.

결과적으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 응답속도와 시야각에서는 장점을 가지나, 블랙 특성이 저하되기 때문에 명암비에서는 단점을 갖게 된다.
As a result, the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention has advantages in response speed and viewing angle, but has a disadvantage in the contrast ratio because the black characteristic is lowered.

이러한 명암비에서의 문제를 극복하기 위한 액정표시장치를 제안한다.A liquid crystal display device for overcoming the problem in the contrast ratio is proposed.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 5a는 오프 상태를 보여주며, 도 5b는 온 상태를 보여준다.5A and 5B are schematic cross-sectional views of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5A shows the OFF state, and FIG. 5B shows the ON state.

도시된 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 기판(210)과, 상기 제 1 기판(210)과 마주하는 제 2 기판(220)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이에 위치하는 액정분자(230)을 포함한다.As shown in the figure, the liquid crystal display includes a first substrate 210, a second substrate 220 facing the first substrate 210, and a second substrate 220 facing the first substrate 210, The liquid crystal molecules 230 are formed.

상기 제 1 기판(210) 내측면에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 화소전극(212)이 위치하며, 상기 화소전극(212) 상부에는 제 1 배향막(214)이 위치한다. 또한, 상기 제 1 기판(210)의 외측면에는 제 1 투과축(218)을 갖는 제 1 배향막(216)이 위치한다.A pixel electrode 212 made of a transparent conductive material is disposed on the inner surface of the first substrate 210 and a first alignment layer 214 is disposed on the pixel electrode 212. A first alignment layer 216 having a first transmission axis 218 is disposed on an outer surface of the first substrate 210.

도시하지 않았으나, 상기 제 1 기판(210) 상에는 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하여 화소영역을 정의하고, 각 화소영역에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(thin film transistor)가 형성될 수 있다. Although not shown, a gate line and a data line intersect each other on the first substrate 210 to define a pixel region, and a thin film transistor, which is a switching device, may be formed in each pixel region.

예를 들어, 상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선에 연결된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부의 반도체층과, 상기 반도체층 상에서 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극은 상기 데이터 배선에 연결되며, 상기 드레인 전극은 상기 화소전극에 연결된다.For example, the thin film transistor may include a gate electrode connected to the gate wiring, a semiconductor layer over the gate electrode, and a source electrode and a drain electrode spaced from each other on the semiconductor layer. The source electrode is connected to the data line, and the drain electrode is connected to the pixel electrode.

즉, 상기 게이트 배선을 통해 상기 박막트랜지스터가 제어되며, 영상 신호가상기 데이터 배선을 통해 상기 화소전극에 인가된다.That is, the thin film transistor is controlled through the gate line, and a video signal is applied to the pixel electrode through the data line.

한편, 상기 제 2 기판(220)의 내측면에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 공통전극(222)이 위치하며, 상기 공통전극(222) 상부에는 제 2 배향막(224)이 위치한다. 또한, 상기 제 2 기판(220)의 외측면에는 제 2 투과축(228)을 갖는 제 2 배향막(226)이 위치한다. 상기 제 2 배향막(226)의 제 2 투과축(228)은 상기 제 1 배향막(216)의 제 1 투과축(218)에 수직하다.A common electrode 222 made of a transparent conductive material is disposed on the inner surface of the second substrate 220 and a second alignment layer 224 is disposed on the common electrode 222. A second alignment layer 226 having a second transmission axis 228 is disposed on the outer surface of the second substrate 220. The second transmission axis 228 of the second alignment layer 226 is perpendicular to the first transmission axis 218 of the first alignment layer 216.

도시하지 않았으나, 상기 제 2 기판(220) 상에는 상기 제 1 기판(210) 상에위치하는 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막트랜지스터에 대응하여 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스가 형성되고, 상기 블랙매트릭스 상에는 각 화소영역에 대응하여 적색, 녹색, 청색의 컬러필터가 형성된다.Although not shown, a black matrix is formed on the second substrate 220 to block light corresponding to gate wirings, data wirings, and thin film transistors located on the first substrate 210, and a black matrix is formed on the black matrix. And red, green, and blue color filters are formed corresponding to the pixel regions.

상기 액정분자(230)는 상기 제 1 배향막(214) 및 상기 제 2 배향막(224)에 의해 초기 배열된다. 상기 제 1 및 제 2 배향막(214, 224)는 산화실리콘 또는 폴리이미드로 이루어진다. 예를 들어, 산화실리콘을 사방증착에 의해 형성하여 수직 배향막을 얻을 수 있다.The liquid crystal molecules 230 are initially arranged by the first alignment layer 214 and the second alignment layer 224. The first and second alignment layers 214 and 224 are made of silicon oxide or polyimide. For example, silicon oxide can be formed by four-sided vapor deposition to obtain a vertical alignment film.

본 발명에서는 짧은 피치(pitch)의 키랄 네마틱 (chiral nematic) 액정분자(230)가 수십번 꼬여있는 나선형 구조를 가지며 배열된다. 예를 들어, 상기 액정분자(230)는 약 100~700nm의 피치를 갖는다. 이때, 액정분자(230)의 나선축(232)은 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 220)과 평행하게 위치하며, 상기 제 1 편광판(216)의 제 1 투과축(218) 또는 상기 제 2 편광판(226)의 제 2 나선축(228)과 기울어져 배열된다. 상기 액정분자(230)의 나선축(232)은 상기 제 1 편광판(216)의 제 1 투과축(218)과 약 35~55°의 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 액정분자(230)의 나선축(232)은 상기 제 1 편광판(216)의 제 1 투과축(218)과 45°의 기울기를 갖는다.In the present invention, chiral nematic liquid crystal molecules 230 having a short pitch are arranged with a twisted twisted structure. For example, the liquid crystal molecules 230 have a pitch of about 100 to 700 nm. At this time, the helical axis 232 of the liquid crystal molecules 230 is positioned parallel to the first and second substrates 210 and 220, and the first transmission axis 218 or the second transmission axis 218 of the first polarizer 216, Polarizing plate 226 and the second helical axis 228 of the second polarizing plate 226. The helical axis 232 of the liquid crystal molecules 230 may have a slope of about 35 to 55 degrees with respect to the first transmission axis 218 of the first polarizing plate 216. For example, the helical axis 232 of the liquid crystal molecules 230 has a slope of 45 ° with the first transmission axis 218 of the first polarizer 216.

오프 상태를 보여주는 도 5a를 참조하면, 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정분자(230)는 나선축(232)이 상기 제 1 편광판(216)의 제 1 투과축(218)과 45의 기울기를 가지며 배열되어 있다. 이때, 상기 제 1 기판(210) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(미도시)으로부터 공급된 빛은 제 1 편광판(216), 액정분자(230) 및 제 2 편광판(226)을 통과하여 화이트 상태를 표시하게 된다.Referring to FIG. 5A showing the OFF state, in a state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules 230 have a helical axis 232 having a slope of 45 with the first transmission axis 218 of the first polarizer plate 216 Respectively. At this time, light supplied from a backlight unit (not shown) located under the first substrate 210 passes through the first polarizer 216, the liquid crystal molecules 230, and the second polarizer 226 to display a white state .

한편, 온 상태를 보여주는 도 5b를 참조하면, 상기 화소전극(212)과 상기 공통전극(222)에 전압이 인가되어 수직 전계가 발생하면, 액정분자(230)는 나선축(232)을 유지한 상태로 장축이 상기 수직 전계를 따라 배열된다. 이때, 백라이트 유닛(미도시)으로부터 공급된 빛은 상기 제 1 편광판(216)과 상기 액정분자(230)을 통과하지만 상기 제 2 편광판(226)에 의해 차단됨으로써 블랙 상태를 표시하게 된다.5B, which shows the ON state, when a voltage is applied to the pixel electrode 212 and the common electrode 222 to generate a vertical electric field, the liquid crystal molecules 230 maintain the helical axis 232 A long axis is arranged along the vertical electric field. At this time, the light supplied from the backlight unit (not shown) passes through the first polarizing plate 216 and the liquid crystal molecules 230, but is blocked by the second polarizing plate 226, thereby displaying a black state.

이러한 오프 상태는 일반적인 VA 모드 액정표시장치에서와 유사한 액정분자 배열을 갖는다. 즉, 짧은 피치(pitch)의 키랄 네마틱 (chiral nematic) 액정분자(230)가 수십번 꼬여있는 나선형 구조로 배열되어 빠른 응답 특성을 가지면서, VA 모드와 유사하게 액정분자(230)의 장축이 광축과 평행하게 배열됨으로써, 우수한 블랙 특성을 얻게 된다.This OFF state has a liquid crystal molecular arrangement similar to that of a typical VA mode liquid crystal display. That is, the chiral nematic liquid crystal molecules 230 having a short pitch are arranged in a spiral structure twisted several tens of times to have a fast response characteristic, and a long axis of the liquid crystal molecules 230 And arranged in parallel with the optical axis, thereby obtaining excellent black characteristics.

제 1 실시예에서는 액정분자(130)의 나선축(132)을 제 1 평광판(116)의 제 1 투과축(118)과 평행하게 배열한 상태로 블랙 상태를 표시하므로, 나선축(132)이 제 1 평광판(116)의 제 1 투과축(118)으로부터 벗어나게 배열되면 블랙 특성이 저하된다. 그리고, 전압의 인가에 의해 액정분자(130)의 나선축(132)이 기울어지게 되어 화이트 상태를 표시한다. 즉, 제 1 실시예의 액정분자(130)는 이축성(biaxial) 특성을 갖는다.Since the spiral axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is arranged in parallel with the first transmission axis 118 of the first polarizer 116 in the first embodiment, Is arranged to deviate from the first transmission axis 118 of the first polarizer 116, the black characteristic is degraded. Then, when the voltage is applied, the helical axis 132 of the liquid crystal molecules 130 is inclined to display a white state. That is, the liquid crystal molecules 130 of the first embodiment have biaxial characteristics.

그러나, 제 2 실시예에서는 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정분자(230)의 나선축(232)이 제 1 편광판(216)의 제 1 투과축(218)에 약 45° 기울어져 배열되어 화이트 상태를 표시한다. 그리고, 전압이 인가되면 액정분자(230)의 나선축(232)을 유지한 상태로 액정분자(230)의 장축이 수직 전계를 따라 배열되어 블랙상태를 표시하게 된다. 즉, 제 2 실시예의 액정분자(230)는 일축성(uniaxial) 특성을 갖는다.However, in the second embodiment, the spiral axis 232 of the liquid crystal molecules 230 is arranged at an angle of about 45 degrees with respect to the first transmission axis 218 of the first polarizer 216, . When the voltage is applied, the long axis of the liquid crystal molecules 230 is arranged along the vertical electric field while maintaining the helical axis 232 of the liquid crystal molecules 230 to display a black state. That is, the liquid crystal molecules 230 of the second embodiment have uniaxial characteristics.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 오프 상태에서의 액정분자 배열을 개략적으로 보여주는 도 6a 및 도 7a와, 온 상태에서의 액정분자 배열을 개략적으로 보여주는 도 6b 및 도 7b를 참조하여, 보다 자세히 설명한다.6A and 7A schematically showing the arrangement of liquid crystal molecules in the OFF state of the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention and Figs. 6B and 7B schematically showing the arrangement of liquid crystal molecules in the ON state , Will be described in more detail.

도 6a 및 도 7a를 참조하면, 오프 상태에서 액정분자(230)은 짧은 피치로 꼬여 있는 나선형 구조를 가지며, 나선축(132)이 제 1 및 제 2 편광판(216, 226)의 제 1 및 제 2 투과축(218, 228)과 기울어져 배열된 상태를 갖는다. 이러한 상태에서, 백라이트 유닛으로부터 빛이 공급되면, 제 1 편광판(216), 액정분자(230) 및 제 2 편광판(226)을 통과하여 화이트 상태를 표시하게 된다. 6A and 7A, in the OFF state, the liquid crystal molecules 230 have a helical structure twisted at a short pitch, and the helical axis 132 is perpendicular to the first and second polarizers 216 and 226 2 transmission shafts 218 and 228, respectively. In this state, when light is supplied from the backlight unit, the light passes through the first polarizing plate 216, the liquid crystal molecules 230, and the second polarizing plate 226 to display a white state.

한편, 도 6b 및 도 7b를 참조하면, 전계가 형성된 온 상태에서 액정분자(230)는 나선축(232)이 제 1 및 제 2 편광판(216, 226)의 제 1 및 제 2 투과축(218, 228)과 기울어진 상태를 유지하면서 액정분자(230)의 장축이 수직 전계에 평행하게 배열된다. 따라서, 백라이트 유닛으로부터 공급된 빛은 상기 제 1 편광판(216) 및 상기 액정분자(230)를 통과하지만 상기 제 2 편광판(226)에 의해 차단되어 블랙 상태를 표시하게 된다.6B and 7B, in the ON state in which an electric field is formed, the liquid crystal molecules 230 are arranged such that the helical axis 232 is parallel to the first and second transmission axes 218 and 218 of the first and second polarizers 216 and 226, And 228, while the long axis of the liquid crystal molecules 230 is arranged in parallel to the vertical electric field. Therefore, the light supplied from the backlight unit passes through the first polarizer 216 and the liquid crystal molecules 230, but is blocked by the second polarizer 226 to display a black state.

따라서, 액정분자의 배열 불량에 관계 없이, 뛰어난 블랙 특성을 얻을 수 있으며, 결과적으로 높은 명암비를 갖게 된다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 응답속도와 시야각에서 장점을 갖는 동시에, 뛰어난 명암비를 갖게 된다. 또한, 수직 전계에 의한 구동으로 소모 전력이 감소된다.
Therefore, excellent black characteristics can be obtained irrespective of poor alignment of liquid crystal molecules, resulting in a high contrast ratio. That is, the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention has advantages in response speed and viewing angle, and has excellent contrast ratio. Further, the driving power by the vertical electric field is reduced.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

110, 210: 제 1 기판
112, 212: 화소전극
114, 214: 제 1 배향막
116, 216: 제 1 편광판
120, 220: 제 2 기판
122, 222: 공통전극
124, 224: 제 2 배향막
126, 226: 제 2 평광판
130: 230: 액정분자110, 210: a first substrate
112, and 212:
114, 214: first alignment film
116, 216: first polarizing plate
120, 220: second substrate
122, 222: common electrode
124, 224: second alignment film
126, 226: a second polarizer plate
130: 230: liquid crystal molecule

Claims (8)

제 1 기판과;
상기 제 1 기판 상의 내측에 위치하는 화소전극과;
상기 제 1 기판의 외측에 위치하며 제 1 투과축을 갖는 제 1 편광판과;
상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
상기 제 2 기판의 내측에 위치하며 상기 화소전극과 마주하는 공통전극과;
상기 제 2 기판의 외측에 위치하며 상기 제 1 투과축과 수직한 제 2 투과축을 갖는 제 2 편광판과;
상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 위치하며, 나선 형태로 꼬여 있는 구조를 갖고, 나선축이 상기 제 1 기판에 평행하게 배열된 액정분자를 포함하고,
상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성되지 않은 상태에서 상기 나선축은 상기 제 1 투과축과 기울어지도록 제 1 방향을 가져 화이트 상태를 표시하고, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성된 상태에서 상기 액정분자는 상기 나선축은 상기 제 1 방향을 갖고 상기 액정분자의 장축은 상기 전계에 평행하게 배열되어 블랙 상태를 표시하는 것이 특징인 액정표시장치.
A first substrate;
A pixel electrode located on the inner side of the first substrate;
A first polarizer disposed outside the first substrate and having a first transmission axis;
A second substrate facing the first substrate;
A common electrode located inside the second substrate and facing the pixel electrode;
A second polarizer having a second transmission axis located outside the second substrate and perpendicular to the first transmission axis;
A liquid crystal molecule disposed between the pixel electrode and the common electrode and having a spiral twisted structure and having a helical axis arranged in parallel with the first substrate,
Wherein a spiral axis has a first direction so as to be tilted with respect to the first transmission axis in a state in which no electric field is formed between the pixel electrode and the common electrode and a white state is displayed and an electric field is formed between the pixel electrode and the common electrode The liquid crystal molecules have the helical axis in the first direction and the long axis of the liquid crystal molecules are arranged in parallel to the electric field to display a black state.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 방향은 상기 제 1 투과축과 35~55°의 각을 갖는 것이 특징인 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first direction has an angle of 35 to 55 with respect to the first transmission axis.
제 1 항에 있어서,
상기 화소전극과 상기 액정분자 사이에 위치하는 제 1 배향막과, 상기 공통전극과 상기 액정분자 사이에 위치하는 제 2 배향막을 포함하는 것이 특징인 액정표시장치.
The method according to claim 1,
A first alignment layer disposed between the pixel electrode and the liquid crystal molecule; and a second alignment layer disposed between the common electrode and the liquid crystal molecule.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 배향막 각각은 산화실리콘 또는 폴리이미드로 이루어지는 것이 특징인 액정표시장치.
The method of claim 3,
Wherein each of the first and second alignment layers is made of silicon oxide or polyimide.
제 4 항에 있어서,
상기 산화실리콘은 사방증착법에 의해 형성되는 것이 특징인 액정표시장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the silicon oxide is formed by a four-sided vapor deposition method.
제 1 항에 있어서,
상기 액정분자는 100~700nm의 피치를 갖는 것이 특징인 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal molecules have a pitch of 100 to 700 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 상에 위치하며 일 방향으로 연장된 게이트 배선과;
상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과;
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 스위칭 소자를 포함하며,
상기 화소전극은 상기 스위칭 소자에 연결되는 것이 특징인 액정표시장치.
The method according to claim 1,
A gate wiring formed on the first substrate and extending in one direction;
A data line crossing the gate line;
And a switching element connected to the gate wiring and the data wiring,
And the pixel electrode is connected to the switching element.
제 7 항에 있어서,
상기 스위칭 소자에 대응되며 상기 제 2 기판 상에 위치하는 블랙매트릭스와;
상기 블랙매트릭스 상에 위치하는 컬러필터를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치.8. The method of claim 7,
A black matrix corresponding to the switching element and positioned on the second substrate;
And a color filter disposed on the black matrix.
KR1020100128545A 2010-12-15 2010-12-15 Liquid crystal display device KR101744872B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100128545A KR101744872B1 (en) 2010-12-15 2010-12-15 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100128545A KR101744872B1 (en) 2010-12-15 2010-12-15 Liquid crystal display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120067109A KR20120067109A (en) 2012-06-25
KR101744872B1 true KR101744872B1 (en) 2017-06-09

Family

ID=46686257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100128545A KR101744872B1 (en) 2010-12-15 2010-12-15 Liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101744872B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112198723A (en) * 2020-10-09 2021-01-08 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Liquid crystal display screen and liquid crystal display device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003098514A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Seiko Epson Corp Liquid crystal device, method for manufacturing the same and electronic appliance
JP2007277531A (en) * 2006-03-13 2007-10-25 Kyushu Univ Liquid-crystal composition and liquid-crystal element
JP2008202049A (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal and liquid crystal display using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003098514A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Seiko Epson Corp Liquid crystal device, method for manufacturing the same and electronic appliance
JP2007277531A (en) * 2006-03-13 2007-10-25 Kyushu Univ Liquid-crystal composition and liquid-crystal element
JP2008202049A (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal and liquid crystal display using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120067109A (en) 2012-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8094282B1 (en) Method of fabricating a liquid crystal display device having image-displaying and viewing angle-adjusting sub pixels and method of driving the same
US8054242B2 (en) Liquid crystal display device and method of driving the same
US7834971B2 (en) Multi-domain vertical alignment liquid crystal display having two sub-pixel regions
JP3066255B2 (en) Liquid crystal display
US8054426B2 (en) Liquid crystal display having circular shaped slits in the common and pixel electrodes
US20070200990A1 (en) Liquid crystal display device
US8111364B2 (en) In-plane switching mode liquid crystal display capable of improving an aperture ratio and fabrication method thereof
US20080192160A1 (en) Liquid crystal display device
US20130258255A1 (en) In-plane switching liquid crystal display device
US20120182512A1 (en) Liquid crystal display device
CN107621734B (en) Pixel structure
JP2004151525A (en) Liquid crystal display
KR101333614B1 (en) Liquid crystal display device
US7394512B2 (en) Liquid crystal display device
US7843534B2 (en) Image display system
US11822186B2 (en) Array substrates and liquid crystal display panels thereof
KR101744872B1 (en) Liquid crystal display device
KR100577299B1 (en) Liquid Crystal Display Device
KR101682433B1 (en) Liquid crystal display device
JP2007011270A (en) Liquid crystal display device
US20080225212A1 (en) Pixel designs for multi-domain vertical alignment liquid crystal display
US8018561B2 (en) Liquid crystal display element
KR101108387B1 (en) Twisted nematic mode liquid crystal display device and method for manufacturing lcd
KR100773875B1 (en) In Plane Switching mode Liquid crystal display device
KR20150138909A (en) Liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant