KR20070050613A - Dual domain lcd device - Google Patents

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KR20070050613A
KR20070050613A KR1020050108017A KR20050108017A KR20070050613A KR 20070050613 A KR20070050613 A KR 20070050613A KR 1020050108017 A KR1020050108017 A KR 1020050108017A KR 20050108017 A KR20050108017 A KR 20050108017A KR 20070050613 A KR20070050613 A KR 20070050613A
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KR1020050108017A
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김미숙
정연학
신승민
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비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
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Abstract

개시된 듀얼 도메인 액정표시장치는, 상부 기판과, 상기 상부 기판에 이격 대향하며, 러빙 방향이 서로 수직인 두 영역에 의하여 이루어진 화소 영역이 형성된 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 하부 기판에는 상기 화소 영역의 중심부를 기준으로, 일측에 (90-θ), 타측에 θ로 기울어진 슬릿 형태의 투명 전극이 마련됨으로써, 전기장에 의한 액정 분자들의 회전 시, 동일한 회전 방향을 갖도록 하여 상호 충돌을 방지함에 의해, 액정 분자들의 동력학적 구동을 안정화시키는 효과를 제공할 수 있다.The disclosed dual domain liquid crystal display includes an upper substrate, a lower substrate having a pixel region formed by two regions facing away from the upper substrate, and having rubbing directions perpendicular to each other, and a liquid crystal interposed between the upper substrate and the lower substrate. The lower substrate includes a slit-shaped transparent electrode inclined at one side (90-θ) and the other side at θ based on the center of the pixel region, so that when the liquid crystal molecules are rotated by an electric field, By having the same direction of rotation to prevent mutual collisions, it is possible to provide the effect of stabilizing the dynamic driving of liquid crystal molecules.

Description

듀얼 도메인 액정표시장치{Dual domain LCD device}Dual domain LCD device

도 1a 및 도 1b는 종래의 듀얼 도메인 액정표시장치를 나타낸 평면도,1A and 1B are plan views illustrating a conventional dual domain liquid crystal display device;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 도메인 액정표시장치를 나타낸 평면도,2 is a plan view illustrating a dual domain liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 듀얼 도메인 액정표시장치에 전압 인가 시, 액정 분자의 회전 방향을 나타낸 평면도.3 is a plan view illustrating a rotation direction of liquid crystal molecules when voltage is applied to the dual domain liquid crystal display of FIG. 2.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100... 듀얼 도메인 액정표시장치 110... 게이트 버스 라인100 ... Dual Domain Liquid Crystal Display 110 ... Gate Bus Line

120... 데이터 버스 라인 130... 화소 영역120 ... data bus line 130 ... pixel area

140... 투명 전극 150... 액정 분자140 ... transparent electrode 150 ... liquid crystal molecules

본 발명은 듀얼 도메인 액정표시장치에 관한 것으로써, 특히 true 컬러를 구현하기 위하여 듀얼 도메인에서 액정 분자의 러빙 방향과 투명 전극의 형성에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dual domain liquid crystal display, and more particularly, to the rubbing direction of liquid crystal molecules and the formation of a transparent electrode in a dual domain in order to realize true color.

일반적으로 액정표시장치는 인가 전압에 따른 액정의 투과도 변화를 이용하 여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자로서, 휴대용 단말기의 정보 표시창, 노트북 컴퓨터의 화면 표시기 등의 정보 표시창으로 사용되고 있다.In general, a liquid crystal display device is an electronic device that changes and transmits various electrical information generated by various devices into visual information by using a change in transmittance of liquid crystal according to an applied voltage. An information display window of a portable terminal, a screen display of a notebook computer, etc. It is used as an information display window.

이러한 액정표시장치 중 TV용 FFS 모드 어레이 구조 설계시, 일반적으로 듀얼 도메인 기술을 적용하는데, 이는 싱글 도메인의 경우, 특정 각도에서 원하지 않는 컬러의 색띰 문제가 발생하여, 액정표시장치를 통한 true 컬러의 실현이 어렵기 때문인데, 여기서 듀얼 도메인 기술은 한 화소 내에 서로 표면 배향 방향이 다른 두 영역이 형성된 것으로서, 이러한 듀얼 도메인 기술이 사용된 종래의 액정표시장 치로는 도 1a 또는 도 1b와 같은 구조가 일반적으로 채용되고 있다.When designing an FFS mode array structure for a TV among such LCD devices, dual domain technology is generally applied. In the case of a single domain, a color problem of unwanted color occurs at a specific angle, and thus a true color through the LCD is applied. This is because it is difficult to realize the dual domain technology in which two regions having different surface alignment directions are formed in one pixel, and the conventional liquid crystal display device in which the dual domain technology is used has a structure as shown in FIG. 1A or 1B. It is generally adopted.

도 1a를 참조하면, 듀얼 도메인 액정표시장치(10)는 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(12)의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역(13)이 두 영역으로 구획되며, 이 두 영역의 경계선을 중심으로 양측의 슬릿 화소 전극(16)은 서로 90°회전된 상태이다.Referring to FIG. 1A, in the dual domain liquid crystal display 10, a pixel region 13 defined by an intersection of a gate bus line 11 and a data bus line 12 is divided into two regions. The slit pixel electrodes 16 on both sides are rotated 90 degrees with respect to the boundary line.

즉, 일측 영역의 슬릿 화소 전극(17)은 90° 방향, 타측 영역의 슬릿 화소 전극(18)은 0°방향으로 형성된다.That is, the slit pixel electrode 17 in one region is formed in a 90 ° direction, and the slit pixel electrode 18 in the other region is formed in a 0 ° direction.

그리고 양측 영역에 존재하는 액정 분자(19)들은 초기 러빙각이 45°로 형성되어 양측 모두 한 방향의 러빙각을 이룬다.In addition, the liquid crystal molecules 19 present in both regions have an initial rubbing angle of 45 °, so that both sides form a rubbing angle in one direction.

그런데, 이와 같은 구조의 경우, 액정 방향자가 45°이상 회전할 수 없게 되어 투과율과 같은 액정의 최대 효율이 싱글 도메인 구조에 비해 낮아지는 문제점이 있고, 또한 전압 인가 시, 두 영역에 존재하는 액정 분자(19)들 각각은 전계에 의 해 서로 다른 방향으로 회전하게 되는데, 이때 두 영역의 경계 부근에 존재하는 액정 분자(19)들은 회전 시, 서로 충돌하는 경우가 발생되어 응답시간이 느려지고, 인가 전압이 더 필요하는 등 동력학적으로 불안정하게 되는 문제점이 있다.However, in such a structure, the liquid crystal director cannot be rotated by 45 ° or more, so that the maximum efficiency of the liquid crystal, such as transmittance, is lower than that of the single domain structure, and when the voltage is applied, the liquid crystal molecules present in the two regions are present. Each of the (19) is rotated in a different direction by the electric field, where the liquid crystal molecules 19 near the boundary of the two regions collide with each other during rotation, resulting in a slow response time and an applied voltage There is a problem in that it becomes more dynamic and unstable as it is needed.

그리고 도 1b의 경우, 두 영역의 경계를 중심으로 슬릿 화소 전극(16)이 서로 대칭을 이루며, 전압이 인가되기 전의 초기 액정 분자(19)의 러빙각은 양측 모두 0°로 형성된다.In the case of FIG. 1B, the slit pixel electrodes 16 are symmetrical with respect to the boundary between the two regions, and the rubbing angle of the initial liquid crystal molecules 19 before the voltage is applied is formed at 0 ° on both sides.

그런데, 이와 같은 구조의 경우, 전압 인가 전에는 싱글 도메인 구조를 이루기 때문에 낮은 레벨의 그레이에서 색띰 현상이 심하게 발생되는 문제점이 있고, 또한 상기 도 1a의 구조와 같이 전압 인가에 의한 액정 분자들의 회전 시, 충돌에 의해 동력학적으로 불안정한 문제점이 있다.However, in the case of such a structure, since a single domain structure is formed before voltage application, there is a problem in that color bleeding occurs severely at low levels of gray, and when the liquid crystal molecules are rotated by voltage application as shown in FIG. 1A, There is a problem of dynamic instability due to collisions.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 액정 분자들이 동력학적으로 안정적으로 회전되도록 개선된 듀얼 도메인 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a dual domain liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are dynamically and stably rotated.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 듀얼 도메인 액정표시장치는, 상부 기판과, 상기 상부 기판에 이격 대향하며, 러빙 방향이 서로 수직인 두 영역에 의하여 이루어진 화소 영역이 형성된 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 하부 기판에는 상기 화소 영역의 중심부를 기준으로, 일측에 (90-θ), 타측에 θ로 기울어진 슬릿 형태의 투명 전극이 마련된 것이 바람직하다.A dual domain liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object, the upper substrate, the lower substrate and the upper substrate formed with a pixel region formed by two regions facing away from the upper substrate, the rubbing direction is perpendicular to each other And a liquid crystal layer interposed between the substrate and the lower substrate, wherein the lower substrate is provided with a slit-shaped transparent electrode inclined at (90-θ) on one side and θ on the other side with respect to the center of the pixel region. Do.

여기서, 상기 θ는 0~45°이내의 값을 갖는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the said (theta) has a value within 0-45 degrees.

또한, 상기 화소 영역의 일측 표면 배향 방향은 90°인 것이 바람직하다.In addition, the surface orientation direction of one side of the pixel region is preferably 90 °.

또한, 상기 화소 영역의 일측에 마련된 화소 전극의 일측단부로부터 상기 화소 영역의 중심부까지의 거리는 1~10㎛ 이내인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the distance from one side end of the pixel electrode provided on one side of the pixel region to the center of the pixel region is within 1 to 10 μm.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 도메인 액정표시장치의 화소 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 듀얼 도메인 액정표시장치에 전압이 인가된 경우의 액정 분자들의 회전 방향을 나타낸 평면도이다.2 is a plan view schematically illustrating a pixel area of a dual domain liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a rotation direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied to the dual domain liquid crystal display of FIG. 2. It is the top view shown.

먼저, 듀얼 도메인 액정표시장치(100)는 상부 기판(미도시)과, 이 상부 기판에 이격 대향하는 하부 기판(미도시) 및 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.First, the dual domain liquid crystal display 100 includes an upper substrate (not shown), a lower substrate (not shown) facing the upper substrate, and a liquid crystal layer (not shown) interposed between the upper substrate and the lower substrate. do.

하부 기판에는 게이트 버스 라인(110)과 데이터 버스 라인(120)의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역(130)이 마련되고, 이 화소 영역(130)에는 화소 영역(130)의 중심부를 기준으로 두개의 영역(131,132)으로 구획되는데, 이 두 영역(131,132)은 하부 기판 상에 코팅된 배향막(미도시)의 러빙 방향에 따라 구획된다.The lower substrate is provided with a pixel region 130 defined by the intersection of the gate bus line 110 and the data bus line 120, and the pixel region 130 has two pixel regions 130 based on the center of the pixel region 130. The two regions 131 and 132 are partitioned according to the rubbing direction of an alignment layer (not shown) coated on the lower substrate.

이렇게 구획된 두 영역(131,132)의 러빙 방향은 서로 수직한 방향으로 형성된다. 따라서, 평면도로 봤을때, 두 영역(131,132) 중 일측 영역(131)에 있는 액정 분자(151)들은 장축이 세워져 있는 모습을 나타내고, 타측 영역에 있는 액정 분자 (152)들은 장축이 누워 있는 모습을 나타낸다. The rubbing direction of the two regions 131 and 132 thus partitioned is formed in a direction perpendicular to each other. Therefore, when viewed in plan view, the liquid crystal molecules 151 in one region 131 of the two regions 131 and 132 show the long axis standing up, and the liquid crystal molecules 152 in the other region show the long axis lying down. Indicates.

그리고 하부 기판 상에는 슬릿 형태의 투명 전극(140)이 마련되는데, 이 슬릿 형태의 투명 전극(140)은 러빙 방향이 서로 수직인 두 영역(131,132)에서 서로 다른 각도로 형성되는데, 즉 두 영역(131,132)의 경계를 기준으로 일측 영역(131)에 마련된 슬릿 형태의 투명 전극(141)은 (90-θ), 타측 영역(132)에 마련된 슬릿 형태의 투명 전극(142)은 θ의 각을 이루도록 기울어져 형성된다.In addition, a slit-shaped transparent electrode 140 is provided on the lower substrate, and the slit-shaped transparent electrode 140 is formed at different angles in two regions 131 and 132 whose rubbing directions are perpendicular to each other, that is, two regions 131 and 132. (90-θ) of the slit-shaped transparent electrode 141 provided in one region 131 based on the boundary of) and the slit-shaped transparent electrode 142 provided in the other region 132 is inclined to form an angle θ. It is formed.

이와 같이 두 영역(131,132)의 투명 전극(140)을 소정 각도 기울여 서로 수직이 되게 하는 이유는 각 영역(131,132)에 존재하는 액정 분자(150)들을 각각 동일한 방향으로 회전시키기 위한 것이다. The reason why the transparent electrodes 140 of the two regions 131 and 132 are inclined at a predetermined angle to be perpendicular to each other is to rotate the liquid crystal molecules 150 present in the regions 131 and 132 in the same direction, respectively.

즉, 이와 같은 구조의 경우, 전압을 인가한 상태를 나타내는 도 3에서, 두 영역(131,132)에 존재하는 액정 분자(150)들은 전기장의 방향과 액정 분자(150)들의 장축 방향과 이루는 각 중 작은 각 측으로, 즉 반시계 방향으로 액정 분자(150)들이 회전하게 된다.That is, in such a structure, in FIG. 3 showing a state in which a voltage is applied, the liquid crystal molecules 150 present in the two regions 131 and 132 are smaller than the angle between the direction of the electric field and the long axis direction of the liquid crystal molecules 150. The liquid crystal molecules 150 rotate on each side, that is, counterclockwise.

그러면, 두 영역(131,132)의 경계 부근에 존재하는 액정 분자(150)들은 서로 동일한 방향으로 회전하게 되므로, 회전 시, 서로 충돌할 우려가 제거되게 된다.Then, since the liquid crystal molecules 150 located near the boundary between the two regions 131 and 132 rotate in the same direction, the possibility of collision with each other during rotation is eliminated.

한편, θ는 0~45°이내의 값을 가지는데, 이와 같은 값을 가지는 이유는, θ값이 작으면 투과율은 향상되면서, 구동 전압은 낮아지게 되고, 응답시간은 느려지게 되며, 반대로 θ값이 커지면 투과율이 낮아지면서, 구동 전압이 높아지게 되지만, 응답시간은 빨라지게 되기 때문에, 이를 조절하여 최대 효율을 얻기 위한 것이다.On the other hand, θ has a value within 0 to 45 °, but the reason for such a value is that when the value of θ is small, the transmittance is improved, the driving voltage is lowered, and the response time is slowed. The larger the transmittance is, the higher the driving voltage is, but the response time is faster, so it is adjusted to obtain the maximum efficiency.

그리고 화소 영역(130)의 일측에 마련된 투명 전극(141)의 일측단부(두 영역의 경계에 인접한 측 단부)로부터 상기 화소 영역(130)의 중심부까지의 거리(H)는 1~10㎛ 이내로써, 이는 화소 슬릿 가장자리 부분에서 발생하는 디스클러네이션 라인이 인접 하단부 화소에 영향을 주지 않도록 하는 거리이다. The distance H from one side end (side end adjacent to the boundary between the two regions) of the transparent electrode 141 provided on one side of the pixel region 130 is equal to or less than 1 μm and less than 1 μm. This is the distance so that the declination lines occurring at the edges of the pixel slit do not affect the adjacent lower pixel.

이와 같은 구조의 듀얼 도메인 액정표시장치(100)는 두개의 영역(131,132)으로 구획된 화소 영역에 액정 분자(150)들의 초기 러빙 각이 일측 영역에서는 0°, 타측 영역에서는 90°를 이루도록 배향막을 러빙하고, 또한 각 영역(131,132)에 마련된 투명 전극(140)이 소정 각도로 기울어지며, 양측 투명 전극(141,142) 사이에 서로 수직을 이루도록 함으로써, 전압 인가 전 완벽한 듀얼 도메인을 형성하여 낮은 레벨의 그레이에서 색띰 현상을 방지할 수 있어 LCD-TV에서 true 컬러를 실현할 수 있게 된다.The dual domain liquid crystal display device 100 having such a structure includes an alignment layer such that the initial rubbing angle of the liquid crystal molecules 150 is 0 ° in one region and 90 ° in the other region in the pixel region divided into two regions 131 and 132. By rubbing, the transparent electrodes 140 provided in each of the regions 131 and 132 are inclined at a predetermined angle and are perpendicular to each other between the two transparent electrodes 141 and 142, thereby forming a perfect dual domain before voltage application, thereby providing a low level of gray. This prevents color spurs on the display, making it possible to achieve true color on LCD-TVs.

그리고 전압 인가 시, 액정 분자(150)들의 회전 방향을 동일하게 형성함으로써, 종래 듀얼 도메인 구조에서 액정 분자들의 회전 시, 상호 충돌에 의해 필연적으로 발생하던 디스클러네이션 라인이 발생하지 않게 된다. In addition, when the voltage is applied, the rotation directions of the liquid crystal molecules 150 are formed to be the same, and thus, the rotation of the liquid crystal molecules in the conventional dual domain structure does not generate a declination line that is inevitably caused by mutual collision.

따라서, 종래 디스클러네이션 라인의 발생에 의한 빛샘 현상을 방지하기 위하여 마련하였던 블랙 매트릭스도 생략할 수 있게 되어, 화소 내 개구 영역을 넓힐 수 있게 되고, 액정 분자들의 충돌에 의한 응답시간 저하의 문제점도 해결할 수 있게 되어 동영상 구현에 유리하게 된다.Therefore, the black matrix, which has been prepared to prevent light leakage due to the generation of the declination line, can be omitted, thereby increasing the opening area in the pixel, and also reducing the response time due to the collision of liquid crystal molecules. It can be solved, which is advantageous for video implementation.

상술한 바와 같이 본 발명의 듀얼 도메인 액정표시장치에 의하면, 두개의 영 역으로 구획된 화소 영역의 초기 러빙 방향을 서로 수직한 방향으로 형성하고, 각 영역에 마련되는 투명 전극을 소정 각도로 기울어지며, 서로 수직한 상태로 형성하여, 전기장에 의한 액정 분자들의 회전 시, 동일한 회전 방향을 갖도록 하여 상호 충돌을 방지함으로써, 액정 분자들의 동력학적 구동을 안정화시키는 효과를 제공할 수 있다.As described above, according to the dual domain liquid crystal display of the present invention, the initial rubbing directions of the pixel regions divided into two regions are formed in a direction perpendicular to each other, and the transparent electrodes provided in the respective regions are inclined at a predetermined angle. By forming in a state perpendicular to each other, when the liquid crystal molecules are rotated by the electric field to have the same direction of rotation to prevent mutual collisions, it is possible to provide an effect of stabilizing the dynamic driving of the liquid crystal molecules.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings, and that more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.

Claims (4)

상부 기판과, 상기 상부 기판에 이격 대향하며, 러빙 방향이 서로 수직인 두 영역에 의하여 이루어진 화소 영역이 형성된 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한 듀얼 도메인 액정표시장치에 있어서,A dual domain liquid crystal display including an upper substrate, a lower substrate having a pixel region formed by two regions facing away from the upper substrate, and having rubbing directions perpendicular to each other, and a liquid crystal layer interposed between the upper substrate and the lower substrate. To 상기 하부 기판에는 상기 화소 영역의 중심부를 기준으로, 일측에 (90-θ), 타측에 θ로 기울어진 슬릿 형태의 투명 전극이 마련된 것을 특징으로 하는 듀얼 도메인 액정표시장치.And a slit-shaped transparent electrode inclined at (90-θ) on one side and θ on the other side of the lower substrate with respect to the center of the pixel area. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 θ는 0~45°이내의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 듀얼 도메인 액정표시장치.And wherein θ has a value within a range of 0 to 45 °. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화소 영역의 일측 표면 배향 방향은 90°인 것을 특징으로 하는 듀얼 도메인 액정표시장치.And a surface orientation direction of one side of the pixel area is 90 °. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화소 영역의 일측에 마련된 화소 전극의 일측단부로부터 상기 화소 영역의 중심부까지의 거리는 1~10㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 듀얼 도메인 액정표 시장치.And a distance from one side end of the pixel electrode provided at one side of the pixel region to a central portion of the pixel region is within 1 to 10 μm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017010608A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 부산대학교 산학협력단 In-plane switching liquid crystal display element

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