KR19990011943A

KR19990011943A - 계조화 액정 표시 소자

Info

Publication number: KR19990011943A
Application number: KR1019970035202A
Authority: KR
Inventors: 이종천
Original assignee: 손욱; 삼성전관 주식회사
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-18

Abstract

본 발명은 계조(gray scale) 표시가 가능한 계조화 액정 표시 소자(liquid crystal device)에 관한 것으로, 전면 유리 기판 혹은 배면 유리 기판 상의 전극들을 각 화소에 하나씩 대응하도록 설치하고 그 상부에 절연체층을 절반 정도 덮어 각 화소에 인가되는 일정 전압에 대하여 각기 다른 전압이 액정층에 인가 되도록함으로써 전극 수 및 구동 IC의 수를 늘리지 않고 계조를 표시할 수 있어 생산비가 절감되는 효과가 있다.

Description

계조화 액정 표시 소자

본 발명은 계조(gray scale) 표시가 가능한 계조화 액정 표시 소자(liquid crystal device)에 관한 것이다.

도 1은 종래의 계조화 액정 표시 소자의 수직 단면도이다. 이 도면을 참조하면, 계조화 액정 표시 소자는 일정한 간격을 두고 서로 대응하는 전면 및 배면 유리 기판(1,9), 이 두 유리 기판(1,9)의 대응 내측면 상에 서로 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 각각 형성된 제1 및 제2투명 전극(2, 8), 액정층(5), 이 액정층(5)과 제1투명 전극(2)이 형성된 배면 유리 기판(1) 사이에 순차로 샌드위치된 제1절연체층(3) 및 제1배향막(4), 액정층(5)과 제2투명 전극(8)이 형성된 전면 유리 기판(9) 사이에 순차로 샌드위치된 제2배향막(6) 및 제2절연체층(3)으로 이루어져 있다. 여기서, 제1 및 제2투명 전극(2,8)은 주지의 ITO 전극들로 이루어져 있다. 액정층(5)은 여러 가지 액정들(liquid crystals)로 이루어져 있다. 제1 및 제2절연체층(3,7)은, 예를들면, 폴리아미드 수지로 형성되고, 스트라이프 상의 ITO 전극들이 형성된 유리 기판 상에 배치되어 전극들 사이의 전기적 절연 상태를 유지한다.

이와 같은 구조의 액정 표시 소자는, 특히 한 화소에 대응하는 전극을 도 1에 도시된 바와 같이, 2개 이상 복수 개를 구비하여, 이를 각기 다른 레벨의 신호 전압을 인가하여 구동함으로써, 계조(gray scale) 표시를 하고 있다. 이러한 방식은, 각 화소에 해당하는 영역을 복수개의 서브 영역으로 나누고 이 서브 영역들 각각에 서로 대응하는 전극들을 구비하여 계조 표시 구동을 하게 됨으로써, 이들 전극들을 각각 구동하는 구동 IC의 개 수가 그 만큼 증가되며, 이로 인하여 가격의 상승이 야기되고 있다.

본 발명의 계조화 액정 표시 소자는 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 구동 IC의 증가 없이 계조(gray scale) 표시를 비교적 쉽게 구현할 수 있는 계조화 액정 표시 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 계조(gray scale)화 액정 표시 소자의 수직 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 계조화 액정 표시 소자의 수직 단면도이며, 그리고 도 3은 도 2의 액정 표시 소자에서 SiO₂절연체층이 있는 부분과 없는 부분에서의 임계 전압을 비교한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 전면 유리 기판 2. 제1투명 전극

3. 제1절연체층 4. 제1배향막

5. 액정층 6. 제2배향막

7. 제2절연체층 8. 제2투명 전극

9. 배면 유리 기판

11. 전면 유리 기판 12. 제1투명 전극

13. 제1절연체층 14. 제1배향막

15. 액정층 16. 제2배향막

17. 제2절연체층 18. 제2투명 전극

19. 배면 유리 기판

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 계조화 액정 표시 소자는, 소정의 간격을 두고 서로 대향하는 제1 및 제2투명 기판; 상기 제1 및 제2투명 기판의 대향면 상에 서로 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 각 화소 영역에 대응하도록 형성된 제1투명 전극 및 제2투명 전극; 상기 제1투명 전극들을 덮도록 상기 배면 기판 상에 적층된 제1절연체층; 각 화소영역에 대응하는 상기 제2투명 전극들을 소정의 폭으로 일부분만 덮도록 적층된 제2절연체층; 상기 제1절연체층 상에 적층된 제1배향막; 상기 제2투명 전극 및 상기 제2절연체층 상에 적층된 제2배향막; 및 상기 제1배향막 및 상기 제2배향막 사이에 주입되어 형성된 액정층;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 계조화 액정 표시 소자의 실시예를 설명한다.

쌍안정성을 가진 액정 표시 소자(예를 들면, surface stabilized ferroelectric LCD 또는 surface stabilized anti-ferroelectric LCD)를 이용하여 화상을 구현하려면 다중 구동 방법을 사용하여 수많은 화소들을 제어하여야 한다. 선명한 화상을 표현하기 위해서는 화소의 수가 많아야하고, 각 화소의 밝기에도 중간 계조 표시 기능이 있어야 한다. 일반적으로 액정 표시 소자에 있어서 화소 수의 증가는 한계가 있으며, SSFLCD에서 각 화소는 그 밝기가 온 아니면 오프로 두 상태만 존재하므로 중간 계조를 표시할 수 없다. 따라서 본 실시예에서는 SSFLCD의 해상도(화소수)에 영향을 주지 않고 중간 계조 표시가 가능한 구조를 제안한다.

도 2는 본 발명에 따른 실시예의 수직 단면도이다. 이 도면을 참조하면, 실시예는, 일정한 간격을 두고 서로 대응하는 전면 및 배면 유리 기판(11,19), 이 두 유리 기판(11,19)의 대응 내측면 상에 서로 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 각각 형성된 제1 및 제2투명 전극(12, 18), 액정층(15), 이 액정층(15)과 제1투명 전극(12)이 형성된 배면 유리 기판(11) 사이에 순차로 샌드위치된 제1절연체층(13) 및 제1배향막(14), 액정층(15)과 제2투명 전극(18)이 형성된 전면 유리 기판(19) 사이에 순차로 샌드위치된 제2배향막(16) 및 제2절연체층(13)으로 이루어진다. 여기서, 제1 및 제2투명 전극(12,18)은 주지의 ITO 전극들로 이루어지며, 제2투명 전극(혹은 제1투명 전극)은 각 화소 영역 마다 하나씩 배치된다. 액정층(15)은 여러 가지 액정들(liquid crystals)이 주입되어 이루어진다. 제1절연체층(13)은, 예를들면, SiO₂를 성장시켜 형성되고, 스트라이프 상의 ITO 전극들이 형성된 유리 기판 상에 배치되어 전극들과 액정 사이의 전기적 절연 상태를 유지한다. 그리고 본 발명의 특징부라 할 수 있는 제2절연체층(18)은 각 화소에 대응하는 영역 마다 하나씩 형성된 제2투명 전극들을 절반 정도만 덮도록 형성된다.

이와 같은 구조의 액정 표시 소자는 어느 한 쪽의 투명 전극(제1 혹은 제2투명 전극)들이 각 화소 영역 마다 하나씩 대응되도록 구비되고, 이들 전극들 상에 이들 전극들이 절반 정도 덮이도록 절연체층이 형성된다. 따라서, 한 화소에 대응하는 전극에 대하여 하나의 신호 전압이 인가되더라도 절반 정도 덮인 절연체층에 의하여 각기 다른 전압이 그 화소에 대응하는 액정층(A영역 및 B영역)에 인가되므로 각기 다른 계조(gray scale) 표시가 가능하게 된다. 즉, 각 화소는 'A'영역과 'B'영역의 임피던스(impedance)가 같지 않게 되며 같은 인가 전압에 대하여 액정층의 A영엮 및 B영역에 가해지는 전압은 각기 차이가 생기게 된다. 따라서 각 부분을 구동시킬 수 있는 임계 전압에 차이가 있게 되며 하나의 화소에 두 개 이상의 임계 전압이(스윗칭 전압) 존재하여, 한 화소 전체로 볼 때 '전체 off', 'A영역 on', 'B영역 on', '전체 on'과 같은 4계조의 표시가 가능하게 된다. 이러한 방식은, 각 화소에 해당하는 영역에 하나의 전극 만을 대응토록하여 계조를 표시하므로 이들 전극들을 구동하는 구동 IC의 수가 그 만큼 절약된다. 따라서 생산 가격을 낮출수 있는 장점이 있다.

도 3은 SSFLCD에 있어서, 셀 GAP(액정층의 두께)이 2㎛, 제2절연체층의 두께가 1400Å(SiO₂), 구동 전압 펄스의 폭이 64uS인 경우인 경우 펄스 전압에 따른 빛의 투과율을 보여주고 있다. 여기서, 펄스의 전압이 V_2s보다 커지면 화소의 'B'영역이 'On'되며, V_1s보다 커지면 'B'영역과 'A'영역이 같이 'On'상태가 된다. 연속적으로 V_2s'보다 큰 전압이 반대방향으로 인가되면 'B'영역은 off 상태로 되며, V_As' 보다 큰 전압이 반대 방향으로 인가되면 'B'영역과 'A'영역이 같이 off 상태로 변화된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 계조화 액정 표시 소자는 전면 유리 기판 혹은 배면 유리 기판 상에 전극들을 각 화소에 하나씩 대응하도록 설치하고 그 상부에 절연체층을 절반 정도 덮어 각 화소에 인가되는 일정 전압에 대하여 각기 다른 전압이 액정층에 인가 되도록함으로써 전극 수 및 구동 IC의 수를 늘리지 않고 계조를 표시할 수 있어 생산비가 절감되는 효과가 있다.

Claims

소정의 간격을 두고 서로 대향하는 제1 및 제2투명 기판;

상기 제1 및 제2투명 기판의 대향면 상에 서로 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 각 화소 영역에 대응하도록 형성된 제1투명 전극 및 제2투명 전극;

상기 제1투명 전극들을 덮도록 상기 배면 기판 상에 적층된 제1절연체층;

각 화소영역에 대응하는 상기 제2투명 전극들을 소정의 폭으로 일부분만 덮도록 적층된 제2절연체층;

상기 제1절연체층 상에 적층된 제1배향막;

상기 제2투명 전극 및 상기 제2절연체층 상에 적층된 제2배향막;

상기 제1배향막 및 상기 제2배향막 사이에 주입되어 형성된 액정층;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 계조화 액정 표시 소자.
제1항에 있어서,

상기 절연체층은 SiO₂로 형성된 것을 특징으로 하는 계조화 액정 표시 소자.