KR20070006834A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20070006834A
KR20070006834A KR1020067021106A KR20067021106A KR20070006834A KR 20070006834 A KR20070006834 A KR 20070006834A KR 1020067021106 A KR1020067021106 A KR 1020067021106A KR 20067021106 A KR20067021106 A KR 20067021106A KR 20070006834 A KR20070006834 A KR 20070006834A
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resistive
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KR1020067021106A
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배리 모스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 횡전계방식(IPS:In-Plane Switching) 액정 표시 장치에 관한 것이다. 표시장치의 스위칭 특성을 향상시키고 표시된 이미지에서의 콘트라스트를 개선하기 위해, 표시장치의 기판상의 각 화소영역은 저항물질의 띠에 의해 에워싸이게 된다. 상이한 위치에서 저항물질에 연결된 적어도 3개의 연결단자에 구동신호를 인가함으로써, 화소영역에 균일하고 스위칭의 전 과정동안 화소에 있는 액정분자에 최대의 토크를 가하도록 스위칭과정 동안 역동적으로 변경될 수 있는 전계가 얻어질 수 있다.
횡전계, 디스플레이, 액정, LCD, 화소

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 첫 번째 및 두 번째 기판 사이에 놓이는 액정물질, 복수의 개별 제어가능한 화상 요소를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 각 화상 요소는 화상 요소에 있는 액정물질에 영향을 끼치기 위해 2개 이상의 방향으로 전계를 발생시키는 전계 발생 수단을 포함하는 액정 표시 장치에 대한 것이다.
2개의 직선과 1개의 L형 전극을 사용하는 장치가 국제특허출원공보(WO) 제03/012537 A1호에 공개되어 있다. 이러한 구성은 화소에 있는 액정분자의 회전속도를 증가시키기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 LCD 표시장치의 스위칭 속도를 증가시키기 위해서도 사용된다. 왜냐하면, 평균적으로 더 큰 토크가 스위칭 과정동안 각 액정분자에 제공될 수 있기 때문이다. 그러나 이러한 표시장치는 콘트라스트 및 휘도 교란에 의해, 특히 화소의 모서리에서 손상될 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 콘트라스트 및/또는 휘도 특성으로 위에서 언급된 형태의 표시장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 표시장치에 의해 성취된다.
더 상세하게는, 본 발명의 일측면에 따른 액정 표시 장치는, 제 1 및 제 2 기판 사이에 놓인 액정 물질과, 복수의 개별 제어가능한 화상 요소를 포함하는 액정 표시 장치로서, 각 화상 요소는 상기 화상요소부에 있는 상기 액정 물질에 영향을 미치기 위해 2개 이상의 방향으로 전계를 발생시키는 전계 발생 수단을 포함하고, 상기 전계 발생 수단은 상기 제 1 기판상에 놓이고 실질적으로 화상 구성요소의 영역을 에워싸는 저항 물질층 경로 및 상기 저항 물질층 경로에 전압을 공급하는 적어도 3개의 연결단자를 포함한다.
이는 전계가 스위칭과정 동안 액정 분자상에 강력한 토크(torque)를 가하게 하며, 이는 스위칭 과정이 빠르게 진행되도록 한다. 저항 물질층 경로는 종래기술의 전도전극과 다르게, 길이에 따라 전위 강하(potential drop)를 허용한다. 그러므로 저항 경로는 전계에 수직이 아니라면, 전도전극이 교란하는 것보다 훨씬 적게 전계를 교란한다. 이는 더 균일한 전계로 이어지고, 결국 화소영역에 대하여 액정 물질의 편광(polarization)을 더 균일하게 한다. 더 균일한 편광은 화소와 표시를 위한 개선된 콘트라스트 및 휘도특성을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 저항 물질층 경로는 상기 화상 요소에 의해 한정된 영역을 에워싸는 연속층을 형성한다. 이는 전계가 기판의 평면에서 사실상 임의의 각도로 비교적 적은 연결단자로 발생되도록 한다.
바람직하게는, 저항 물질층 경로는 띠(strip)를 포함하며, 이 띠는 사각형을 형성하며, 화상 구성요소는 상기 사각형의 모서리에 부착되는 4개의 연결단자를 포함한다. 이러한 실시예는 행과 열로 배열된 화소의 어레이를 갖는 대부분의 형태의 표시장치에 적용가능하다.
그러나 대안적인 실시예에서, 저항 물질층 경로는 삼각형이나 육각형을 형성할 수 있는 띠를 포함하고, 삼각형을 형성하는 띠의 화상 요소는 상기 삼각형의 모서리에 부착되는 3개의 연결단자를 조합하고 또는 육각형을 형성하는 띠의 화상요소는 육각형의 모든 제 2 모서리에 부착되는 3개의 연결단자를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 사각형 화소를 갖는 표시 장치는 제 1 모서리에서 연결단자에 접지에 관한 제 1 전압을, 상기 제 1 모서리에 대칭인 제 2 모서리에서 연결단자에 제 2 전압을, 중간의 제 3 및 제 4 모서리에서 연결단자에 상기 제 1 및 제 2 전압 사이에 전압을 공급하도록 조절된 구동수단을 포함한다. 이는 화소의 기하학적 구성에 관해 비스듬하고 훨씬 균일한 전계의 발생을 허용한다.
바람직한 실시예에서, 표시 장치는 액정분자가 상기 제 1 및 제 2 기판에 평행인 평면으로 실질상 연장하는 한, 액정물질의 액정분자가 자유롭게 회전하도록 허용하는 배향층을 포함한다. 이러한 전계 발생 수단과 배향층을 구비하는 액정 표시 장치는 쌍안정이 될 수 있으며, 즉 액정 물질의 분자가 어떤 인가된 전계가 없이도 2개 이상의 상태를 선택적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 상기 양상 및 다른 양상은 이후 기술된 실시예를 참조하면 명료하고 명백해 질 것이다.
도 1은 종래의 횡전계방식(IPS:In-Plane Switching) 액정 표시 장치에서의 화소의 작동원리를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서 전계 발생 수단의 평면도.
도 3a 내지 3d는 도 2의 전계 발생 수단의 작동원리를 예시한 도면.
도 4a 내지 4c는 도 3a 내지 3c에 대응하고 실행된 시뮬레이션을 예시한 도면.
도 5는 IPS 화소를 위한 구동회로를 개략적으로 예시한 도면.
도 6 내지 도 8은 화소내의 전계 발생 수단을 위한 대안적인 레이아웃을 예시한 도면.
액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 텔레비전 스크린, 개인용 컴퓨터 모니터, 휴대폰 디스플레이 등으로 사용될 수 있다. LCD는 어레이로 배열된 대규모의 개별 제어가능한 화상 구성요소(이후 화소로 불림)를 포함한다. 각 화소를 통하여 통과하는 광을 제어함으로써, LCD 표시장치는 사용자에 의해 보여질 수 있는 이미지를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 IPS 액정 표시 장치에서의 화소의 작동원리를 개략적으로 도시한 것이다.
오프상태에서, 입사광(1)은 제 1 편광방향을 가지는 제 1 편광자(2)를 통과 하게 되고, 따라서 편광된다. 따라서 편광된 광은 제 1 및 제 2의 투명 유리기판(4,5)사이에 포함된 액정 물질(3)을 투과하게 된다. 어두운오프(dark off)상태에서, 액정물질(3)의 편광방향은 그 결과 투과한 광의 편광방향이 변하지 않는 상태가 된다. 그러므로 광은 즉, 제 1 편광자(2)의 편광방향과 직각으로된 제 2 편광방향을 갖는 제 2 편광자(6)에 의해 차단된다.
그러나 밝은 온(light on) 상태에서, 액정물질(3)의 편광방향은 액정물질(3)을 통과할 경우, 광의 편광방향이 90˚회전된다. 그러므로, 결과적으로 광은 제 2 편광기(6)를 투과할 수 있다. 따라서, 액정물질(3)의 편광방향을 변경시킴으로써 화소를 통과하는 광을 조절하는 것이 가능하다. 이는 제 1 기판(4)상의 제 1 전도전극(7) 및 제 2 전도 전극(8) 사이의 전계를 발생시킴으로써 성취된다. 전압(V1 - V2)가 제 1 전극(7)과 제 2 전극(8) 사이에 인가되는 경우, 액정분자는 강제로 온상태로 회전된다. 전계가 방출된 경우, 배향층(미도시)은 액정분자를 오프상태(off-state)로 역으로 천천히 회전시키게 된다.
횡전계방식(IPS:In-Plane Switching) 액정 표시 장치에서, 액정분자의 분극방향은 제 1 및 제 2의 기판(4,5)에 평행인 평면에서 회전하게 된다. 그러므로, 인가된 전계도 기판(4,5)과 평행하게 된다.
액정분자에 가해지는 토크는 전계의 방향과 길게 연장된 액정분자의 방향 사이의 각(θ)에 의존한다. 음의 유전성 이방체를 갖는 액정물질에 대하여, 토크는 sin(2θ)에 비례한다. 따라서, θ가 45˚가 되는 경우, 최대 토크가 미치게 된다. 종래의 횡전계방식의 액정 표시 장치에서, 이 각도는 스위칭온(on-switching) 과정의 짧은 시간 동안만 45˚에 가깝다. 이는 스위칭온 과정이 느리다는 것을 의미한다. 더욱이, 스위칭오프(off-switching) 과정동안, 종래의 표시장치는 분자를 역으로 회전시키는 배향층에 의존하게 되며, 이는 스위칭오프를 훨씬 느리게 만든다.
그러나, θ가 항시 45˚에 근접한 방식으로 화소의 스위칭 과정 동안 만일 전계가 역동적으로 변화될 수 있다면, 표시장치의 스위칭 특성을 실질적으로 개선하는 것이 가능하다. 게다가, 만일 전계가 온상태에서 오프상태로 분자를 역으로 적어도 부분적으로 회전하도록 사용될 수 있다면, 이러한 과정은 실질적으로 더 빨라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 횡전계방식 표시장치의 화소에 있는 전계 발생 수단을 예시한 것이다. 이 실시예에서, 기판상의 화소 영역은 저항 경로, 바람직하게는 기판상에 놓인 띠 요소(10,11,12,13)의 형태로 에워싸이게 된다. 따라서, 이 저항 요소(10,11,12,13)는 도 1의 전도전극(7,8)을 대체할 수 있다. 띠 요소(10,11,12,13)는 사각형 모양 또는 더 특징적으로는 2차원 모양으로 배열될 수 있다. 이러한 실시예에서, 각 화소는 4개의 연결단자(15,16,17,18) 또는 연결부를 구비하며, 이들 각각은 2개의 저항성 띠 구성요소의 종단에 전압을 공급할 수 있다. 예를 들면, 제 1 연결단자(15)는 제 1 저항성 띠 요소(10)의 좌측 종단(도면에 도시된 바와 같이)과 제 4 저항성 띠 요소(13)의 상측 종단에 전압을 공급할 수 있다. 저항성 띠 요소(10,11,12,13)는 화소 영역 내에 있는 전계를 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 전위 경사(potential gradient)가 공지된 기술의 전도전극을 따르 지 않고, 저항성 구성소자를 따라 가능하므로, 종래기술과 비교하여 2가지 중요한 이점이 있다. 첫째로, 아래에서 도시된 바와 같이, 전계 발생 수단이 연장되는 방향에 관하여 비스듬해진 전계를 발생시키는 것이 가능한 것을 들 수 있다. 둘째로, 전계에 놓이는 저항성 띠는 대응하는 전도띠만큼 이러한 전계를 교란시키지 않을 것이다.
아래에서 도시된 바와 같이, 도 2 도시된 전계 발생 수단은 매우 균일한 전계를 달성하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 화소에 대하여 가변 각도로 향할 수 있다. 또한, 이는 화소의 빠른 스위칭온(on-switching)뿐만 아니라, 더 중요하게는 소의 빠른 스위칭오프도 허용한다. 이는 이러한 화소를 구비한 LCD표시장치를 포함하는 개선된 특징을 가지는 예를 들면 텔레비전 세트를 제공한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 저항성 띠 요소(10,11,12,13)가 완전히 연속층의 화소 영역을 에워싸도록 하는 것이 바람직하나, 더 많은 연속단자부가 도입되도록 미소틈(small gap)이 허용될 수 있다.
도 3a 내지 3d는 도 2의 전계 발생 수단의 작동원리를 예시한 것이다. 도 3a에서 액정 및 이의 종속적인 편광방향(P)의 방향성은 표시된 x축에서 45˚각도가 되는 것으로 가정한다. 편광자(즉, 기판의 상하)는 x축에 대하여 45˚로 되며, 따라서 하나의 편광방향은 다른 편광방향에 수직이 된다. 이러한 상태에서, 화소의 액정물질은 입사광의 편광을 회전시키지 않으므로, 결과적으로 화소는 암색이 된다. 연결단자(15,16,17,18)는 어두운오프(dark-off)상태로부터 액정분자를 회전시키기 시작하는 전압을 방금수신한다. 이 오프상태는 x축에 대해 45˚로 전계를 향 하게 하거나 또는 배향층을 사용하여 이 방향으로 분자를 멈추게 함으로써 얻어지게 된다.
제 1 및 제 2 연결단자(15,16)상에 전위 0V가 인가되고, 반면에 제 3 및 제 4 연결단자(17,18)는 전위 V+V(예를 들면 10V)를 인가받는다. 그러므로, 제 1 저항성 띠 요소(10)는 대체로 전위 0V 상에 있고, 반면에 제 3 저항성 띠 요소(12)는 대체로 전위 V+V상에 있다. 제 2 및 제 4 저항 요소(11,13)는 길이에 따라 전위경사를 나타내고, 이는 액정물질이 나타내는 것과 동일한 경사가 된다. 따라서, 전도전극의 경우에 생길 수 있는 전계선(electric field line)이 교란되지 않으며, 화소의 전체 폭에 대해 균일한 전계 및 액정의 균일한 재배향이 결과로서 생기게 된다. 전계는 액정의 편광방향으로 45˚를 이루어, 즉 최대 토크를 야기함을 주목해야 한다.
도 3b에서, 액정분자는 회전하기 시작하고, y축에 평행하게 배향된다. 만일 전계가 도 3a에서와 같이 동일하다면, 액정분자는 회전을 중지하게 된다. 그러나, 이때 제 2 및 제 4 연결단자(16,18)의 구동전위는 변경된다. 즉, 제 2 연결단자(16)는 0V에서 V+/2V로, 제 4 연결단자(18)는 V+V에서 V+/2V로 변경된다. 제 1 및 제 3 연결단자(15,17)는 도 3a에서와 같이 동일한 구동 전위를 받는다. 이 상태에서, 모든 저항성 띠 요소(10,11,12,13)는 전위경사를 겪게 되며, 전 화소 영역에 대해 인가된 전계는 x축에 135˚로 대응하는 방향을 갖는다. 따라서, 최대 토크가 여전히 획득된다.
도 3c에서, 액정분자는 여전히 조금 더 회전하게 된다. 만일 구동전위가 도 3b에서와 같이 동일하게 남게 된다면, 액정분자는 x축에 대해 135˚각도(광상태가 얻어지는 곳)로 향하여 회전을 계속하게 되나, 속도는 감소하게 된다. 그러므로, 도 3c에서, 제 2 및 제 4 연결단자의 전위는 다시 변하게 된다. 즉, 제 2 연결단자(16)는 V+/2V에서 V+V로, 제 4 연결단자(18)는 V+/2V에서 0V로 변경된다. 이때, 제 2 및 제 4 저항 요소(11,13)는 균일한 전위이고, 반면에 제 1 및 제 3 저항 요소(10,12)는 전위경사를 갖는다. 전계는 x축과 평행이 되고, 토크는 최대값에 근접하게 된다.
액정분자가 x축에 대해 135˚가 되는 경우, 전위는 도 3d에 표시된 바와 같이, 액정분자가 너무 많이 회전하지 못하도록 도 3b의 상태로 신속하게 다시 복귀하게 된다. 화소를 스위칭 오프하는 것도 동일한 방식으로 수행된다. 따라서, 연결단자는 분자가 회전을 시작하도록 도 3b에서의 상태로 전환될 수 있다. 오프상태 회전 과정의 후반부는 x축을 향해 대응하는 방식으로 전개된 전계를 이용하거나, 또는 배향층을 이용함으로써 얻어질 수 있다. 복수의 상이한 스위칭 설계가 액정물질을 위한 소정의 회전패턴을 얻기 위해 이용될 수 있다.
연결단자의 전압은 불연속적으로, 예를 들면 도 3b의 상태로부터 도 3c의 상태로 변경될 수 있다. 그러나, 구동신호가 하나의 상태로부터 다음상태로 원활하게 변경된다면, 더 높은 복잡성을 희생하여 훨씬 좋은 성능이 달성될 수 있다. 또한, 절충으로서 임의의 개수의 종속단계에서 전압을 변경하는 것도 가능하다.
능동적으로 인가된 전계 및 배향층 둘 다를 이용하는 서로 다른 조합도 가능하다.
4a 내지 4c는 도 3a 내지 3c에 대응하여 실행된 시뮬레이션을 예시한 것이다. 이 시뮬레이션은 2dimMOSTM 소프트웨어를 이용하여 수행된다. 저항성 요소는 단계적으로 시뮬레이션되었다. 즉 저항에 의해 상호 연결된 다수의 전도 구성소자의 분할로서, 등전위선[(20), 전계에 수직인 점선] 및 액정분자(21)의 배향의 표현이 도 4a 내지 도 4c에 도시된다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 등전위선은 화소에 걸쳐 균일하게 분포된다. 보일 수 있는 작은 교란은 단계적인 저항성 소자의 시뮬레이션 접근법에 의해 야기되며, 실제 저항성 소자가 사용되는 실 표시장치에서는 발생하지 않는다.
바람직하게는, 저항성 소자는 박막 저항으로 형성될 수 있다. 투명ITO(Indium Tin Oxide) 또는 반투명 니켈-크롬이 선호되는 재질이다. 왜냐하면, 이들은 매우저항이 크기 때문이다. 이는 전력소비를 최소화하며(즉 낮은 전류), 따라서 발생되는 열을 최소화한다. 이러한 특성을 갖는 다른 재질의 사용도 물론 가능하다.
만일 저항성 소자의 상단의 액정분자가 저항성 소자들 사이의 공간내에서의 분자와 동일한 방식으로 배향된다면, ITO가 선호될 수 있다. 그러나, 만일 저항성 소자 상단의 액정분자가 이탈되고 거짓 편광을 야기하게 되면, 니켈-크롬이 잘못된 방향으로 편광될 수 있는 광을 차단하기 위해 선호될 수 있다. 이는 콘트라스트를 향상시키나, 물론 개구(aperture)는 다소 작아지게 된다. 저항성 소자의 폭 및 두께는 고저항을 생성하기 위해 충분히 작지만 상당한 RC 스위칭시간이 야기되지 않도록 만큼만 작아지도록 선택되어야 한다. 일예로, 산소 농축 ITO(oxygen enriched ITO)를 사용하는 경우, 저항성 띠의 두께는 25㎚, 이 띠의 폭은 12㎚일 수 있다.
도 3a에 표시된 방향(x축에 대해 45˚)에서 전계 발생 수단에 의해 방출되는 전계가 없는 경우, 표시장치의 배향층은 액정물질을 특정의 방향으로 향하도록 배열될 수 있다. 이러한 표시장치에 있어서, 구동신호가 연결단자에 인가되지 않는 경우, 화소는 스위칭 오프된다.
그러나, 다른 실시예의 경우, 방향이 z-축에 수직인 한, 배향층은 액정물질이 x-y 평면 내에서 자유롭게 회전하도록 할 수 있다. 이는 쌍안정형 표시장치의 제공을 가능하게 하며, 여기서 새로운 구동신호가 연결단자에 인가될 때까지 액정물질은 오프상태 또는 온상태에 남아있게 된다. 이는 저소비전력을 가능하게 하므로, 휴대형이고 배터리로 작동하는 응용제품에 바람직하다. 이 경우, 전계 발생 수단은 온상태와 오프상태(편광층에 의해 결정됨) 사이의 전 각도범위 내에서 전계를 발생할 수 있어야 한다. 또한, 바람직하게는 전계는 최적의 스위칭 속도를 제공하기 위해 이러한 범위 외부로 45˚까지 생성되어야 한다.
물론, 액정물질은 임의의 중간"회색"상태로 구동되어, n-안정성 표시장치가 될 수 있다.
도 2에 예시된 전계 발생 장치를 구비하는 화소를 포함하는 표시장치가 각 화소는 연속적으로 변경되는 화소콘텐츠를 위한 스위칭 수단을 포함하는 능동 매트 릭스 표시장치 또는 화소 콘텐츠는 일정간격으로 갱신되는 수동 매트릭스 표시장치와 같은 다른 종류의 LCD 표시장치에 적용될 수 있다.
매트릭스로 배열되는 개별 화소는 예를 들면 도 2의 제 3 연결단자(17)를 공통 행라인에 연결하고, 제 2 연결단자(16)를 공통 열라인에 연결함으로써 어드레싱될 수 있다. 따라서, 화소는 공통 행라인과 공통 열라인이 동시에 활성화되는 경우에만 활성화될 수 있어, 개별 화소의 어드레싱을 가능하게 한다.
도 5는 화소가 실행되도록 허용하는 횡전계방식(IPS) 화소를 위한 구동회로를 개략적으로 예시한 것이다. 일실시예에서, 도 2의 제 4 연결단자(18)를 위한 전위 V4는 V4=V3 - V2 에 의해 제 2 연결단자의 전위(V2)로부터 유도된다. 도 3a 내지 도 3d에서 제 3 연결단자를 위한 V3은 항시 V+V에 유지되고, 제 1 연결단자를 위한 V1은 항시 0V에서 유지됨을 주목해야 한다.
이는 도 5에 예시된 저항 및 차등 증폭기의 단순회로에 의해 달성될 수 있다. 이 회로는 일반적인 광식각 처리과정에 의해 만들어 질 수 있다. 또한 이 회로는 단지 하나의 연결부, 즉 제 2 연결단자(16)의 연결부를 이용하여, 모든 구동전압의 로컬 발생을 허용한다. 전압 V+ 및 0V는 차등 증폭기를 위한 전원으로서 사용될 수 있다. 도 3a 내지 도 3d의 모든 전위 조합은 이러한 구동회로를 이용하여 성취될 수 있으며, x축으로부터 90 - 180˚사이의 전계가 발생될 수 있다. 전계가 소멸되는 경우, 액정물질은 배향층을 이용하여 x축에 대해 45˚로 된다.
도 6 내지 도 8은 화소의 전계 발생 수단을 위한 대안적인 레이아웃을 예시한 것이다. 도 6은 저항물질층의 띠가 육각형을 형성하고, 화소는 육각형의 매 제 2 모서리에 부착되는 3개의 연결단자를 포함하는 경우를 예시한 것이다. 도 7에서, 저항물질층의 띠가 삼각형을 형성하고, 화소는 삼각형의 모서리에 부착된 3개의 연결단자를 포함한다. 비록 도 2에서의 2차원 실시예가 많은 경우에 바람직할 지라도, 도 8은 다른 사각형 실시예가 발안될 수 있음을 예시한 것이다.
요약하자면, 본 발명은 횡전계방식(IPS:In-Plane Switching) 액정 표시 장치에 관한 것이다. 표시장치의 스위칭 특성을 향상시키고 표시된 이미지에서의 콘트라스트를 개선하기 위해, 표시장치의 기판상의 각 화소영역은 저항물질의 띠에 의해 에워싸이게 된다. 상이한 위치에서 저항물질띠에 연결된 적어도 3개의 연결단자에 구동신호를 인가함으로써, 화소영역에 균일하고 스위칭의 전 과정 동안 화소에 있는 액정분자에 최대의 토크를 가하도록 스위칭 동안 역동적으로 변경될 수 있는 전계가 얻어질 수 있다.
본 발명은 상술된 실시예에 한정되지는 않는다. 또한 첨부된 청구범위의 보호범위 내에서 다양한 방법으로 변경이 가능할 수 있다. 예를 들면, 전계 발생 수단은 한쪽 기판상에만 놓일 수 있다.
위 실시예는 백라이트된 표시장치와 관련하여 기술되었다. 그러나, 이러한 전계 발생 수단을 구비하는 반사형 표시장치도 동일하게 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 첫 번째 및 두 번째 기판 사이에 놓이는 액정물질, 복수의 개별 제어가능한 화상 요소를 포함하는 액정 표시 장치에 이용 가능하다.

Claims (7)

  1. 제 1 및 제 2 기판(4,5) 사이에 놓인 액정 물질(3)과, 복수의 개별 제어가능한 화상 요소를 포함하는 액정 표시 장치로서, 각 화상 요소는 상기 화상요소부에 있는 상기 액정 물질(3)에 영향을 미치기 위해 2개 이상의 방향으로 전계를 발생시키는 전계 발생 수단을 포함하되, 상기 전계 발생 수단은 상기 제 1 기판(4)상에 놓이고 실질적으로 화상 구성요소의 영역을 에워싸는 저항 물질층 경로(10,11,12,13) 및 상기 저항 물질층 경로(10,11,12,13)에 전압을 공급하는 적어도 3개의 연결단자(15,16,17,18)를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 물질층 경로는 상기 화상 요소에 의해 한정된 영역을 에워싸는 연속층(10,11,12,13)을 형성하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저항 물질층 경로는 사각형을 형성하는 띠(strip)(10,11,12,13)를 포함하고, 상기 화상 구성요소는 상기 사각형의 모서리에 부착되는 4개의 연결단자를 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저항 물질층 경로는 삼각형을 형성하는 띠를 포함하고, 상기 화상 요소는 상기 삼각형의 모서리에 부착되는 3개의 연결단자를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저항 물질층 경로는 육각형을 형성하는 띠를 포함하고, 상기 화상 요소는 상기 육각형의 모든 제 2 모서리에 부착되는 3개의 연결단자를 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    제 1 모서리에서 연결단자(15)에 제 1 전압을, 상기 제 1 모서리에 대칭인 제 2 모서리에서 연결단자(17)에 제 2 전압을, 중간의 제 3 및 제 4 모서리에서 연결단자(16,18)에 상기 제 1 및 제 2 전압 사이에 전압을 공급하도록 조절된 구동수단을 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정분자가 상기 제 1 및 제 2 기판(4,5)에 평행인 평면으로 실질상 연장하는 한, 액정물질의 액정분자가 자유롭게 회전하도록 허용하는 배향층을 포함하는 액정 표시 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7952548B2 (en) * 2007-03-09 2011-05-31 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Electronic display device
CN105552068B (zh) 2016-03-11 2017-12-26 京东方科技集团股份有限公司 一种照明装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4589733A (en) * 1984-06-29 1986-05-20 Energy Conversion Devices, Inc. Displays and subassemblies having improved pixel electrodes
GB8622715D0 (en) * 1986-09-20 1986-10-29 Emi Plc Thorn Display device
KR100279257B1 (ko) * 1997-12-03 2001-01-15 김영환 액정표시장치
JP3775089B2 (ja) * 1999-01-22 2006-05-17 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
US6504592B1 (en) * 1999-06-16 2003-01-07 Nec Corporation Liquid crystal display and method of manufacturing the same and method of driving the same
KR100656911B1 (ko) * 2000-09-19 2006-12-12 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 기판
CN1537255A (zh) * 2001-08-01 2004-10-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 显示器件

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