KR20070070015A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

광시야각을 실현하고 있는 FFS 구조를 갖는 액정표시장치에서, 디스플레이로 표시된 정보를 공유화하고 싶을 때는 시야각을 넓게 하고, 사유화하고 싶을 때는 시야각을 좁게 할 수 있도록 한 시야각 제어기능을 구비한 액정표시장치를 얻는다.
제 1 기판(10) 위에 형성된 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12) 사이에 횡전계를 발생시키는 FFS 구조를 갖는 액정표시장치에 있어서 제 1 기판(10)과 대향하는 제 2 기판(20) 위에 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12)과 종전계를 발생시키는 제 3 전극을 더 구비한다.
횡전계, 종전계, 시야각, 액정표시장치, 전극, 유전체막

Description

액정표시장치{liquid crystal display device}
도 1은 본 발명의 실시예에서 FFS 구조를 갖는 액정표시장치의 광시야각 모드의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 FFS 구조를 갖는 액정표시장치의 협시야각 모드의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 통상의 FFS 단일 도메인 구조의 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 제 3 전극을 이용한 경우의 제 1 시뮬레이션 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 제 3 전극을 이용한 경우의 제 2 시뮬레이션 결과이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 제 3 전극을 이용한 경우의 제 3 시뮬레이션 결과이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 제 3 전극을 이용한 경우의 제 4 시뮬레이션 결과이다.
도 8은 종래 기술의 FFS 구조를 나타낸 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 기판 11 : 제 1 전극
12 : 제 2 전극 13 : 절연막
20 : 기판 21 : 제 3 전극
22 : 유전체막
본 발명은 시야각 제어가 가능한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 FFS(Fringe Field Switching) 방식에서 종(縱)전계의 제어에 의해 시야각 제어를 행하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치, 특히 TFT(Thin Film Transistor : 박막트랜지스터)를 이용한 액정표시장치가 넓게는 휴대전화에서 대형 텔레비전까지 이용되고 있다.
이 중에서 개인적으로 사용하는 표시장치에서는, 사용하고 있는 본인에게는 보이지만, 횡(橫)에서 들여다보아도 보이지 않는 표시장치가 요구되고 있다.
특히, 어느 때에는 표시화면을 다수가 공유하거나 개인만 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
종래 시야각 특성을 향상하기 위해 여러 가지 기술이 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한, 시야각 특성을 향상하기 위해 FFS 기술이 제안되고, 현재 여러 가지 제품으로서 양산되고 있다.
도 8은 종래 기술의 FFS 구조를 나타낸 도면이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, FFS 구조에 있어서는 동일 기판상에 절연막을 개재하여 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12)이 형성되고, 이들의 전극 사이에 전계를 인가하는 것으로 액정을 응답시켜 계조표시를 행하고 있다.
실제로 동일 기판상에 전극을 형성하고 있기 때문에 기판에 평행한 전계 성분이 크고, 결과적으로 시야각이 넓은 특성을 얻을 수 있다.
특허문헌 1 일본공개특허 특개평 5-108023호 공보
그러나 종래 기술에 의한 FFS 구조의 액정표시장치는 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래 기술에 의하면 시야각 특성은 향상되지만 상황에 따라 시야각을 넓게 혹은 좁게 하여 표시정보의 비밀성을 제어하는 것까지는 할 수가 없었다.
본 발명은 종래와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 광시야각을 실현하고 있는 FFS 구조를 갖는 액정표시장치에서 디스플레이로 표시된 정보를 공유화하고 싶을 때는 시야각을 넓게 하고, 사유화하고 싶을 때에는 시야각을 좁게 할 수 있도록 한 시야각 제어 기능을 갖는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 제 1 기판상에 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 횡(橫)전계를 발생시키는 FFS 구조를 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판상에 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 종(縱)전계를 발생시키는 제 3 전극을 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명에 의한 액정표시장치의 바람직한 실시형태에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 FFS 구조를 갖는 액정표시장치의 광시야각 모드의 구성도이다.
도 1에서, 기판(10)상에는, 종래의 FFS 구조와 동일하게 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12)이 절연막(13)을 개재하여 형성되어 있다.
그리고 본 발명에서는 기판(10)에 대향하는 기판(20)상에 제 3 전극(21)을 갖고 있는 점을 특징으로 하고 있다.
여기서, 종전계를 저감하도록 제 3 전극(21)의 전압을 조정하는 것에 의해 광시야각 모드가 된다.
상기 제 3 전극(21)의 전압을 조정하는 것으로, 광시야각 모드와 협시야각 모드의 절환을 행하는 것이 가능하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 FFS 구조를 갖는 액정표시장치의 협시야각 모드의 구성도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제 3 전극(21)에 전압을 인가하여 종전계를 발생시키는 것에 의해 액정분자를 기울어지게 할 수 있어 시야각 제어를 행하게 된다. 그리고 협시야각 모드가 된다.
기판(20)상의 제 3 전극(21) 위에는 종전계의 영향을 줄이기 위해 유전체막(22)이 형성되어 있다.
이와 같은 유전체막(22)이 없더라도 광시야각 모드와 협시야각 모드의 절환 은 가능하다. 다만 그 경우는 광시야각 모드에서의 콘트라스트의 저하가 발생하게 된다. 이것에 대해 유전체막(22)을 더 형성하는 것에 의해 콘트라스트의 저하를 방지하면서 광시야각 모드와 협시야각 모드의 절환이 가능하게 된다.
이어서 도 3 내지 도 7을 이용하여 시야각의 시뮬레이션 결과에 관해서 설명한다.
도 3 내지 도 7은, 360도의 시야각에서 콘트라스트의 등고선(等高線) 분포를 나타낸 것이다.
시뮬레이션에 사용한 파라미터는 액정의 굴절율을 no=1.473, ne=1.550으로 하고, 셀 갭을 4.5㎛, 프리틸트각을 1°로 했다. 또한 광학보상 필름은 사용하지 않고 러빙 각(액정의 배열 방향)은 전극의 슬릿에 대해서 15°기울어져 있도록 했다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 통상의 FFS 구조의 시뮬레이션 결과이다.
통상의 FFS는 횡(橫) 슬릿의 구조로 되어 있는 경우가 많은데, 여기서는 단일 도메인의 IPS 구조와 같이, 위에서 아래로 제 1 전극(11)의 슬릿이 들어 있는 패턴을 사용한다.
더구나 제 1 전극(11)의 폭을 3㎛로 하고, 제 1 전극(11)의 간격을 10㎛로 하고, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12) 사이의 전압은 7.5V로 하고 있다.
시뮬레이션 결과로서 정면 콘트라스트비는 606이 되어 도 3과 같은 특성을 얻는다.
이에 비해 도 4는, 본 발명의 실시예에서 제 3 전극(21)을 이용한 경우의 제 1 시뮬레이션 결과이다.
보다 구체적으로는 제 1 전극(11), 제 2 전극(12)이 형성되어 있는 기판(10)의 대향측 기판(20)에 제 3 전극(21)만을 형성하고, 그리고 제 3 전극(21)의 전압을 제 1 전극(11)의 전압과 동전위로 한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 그 다른 조건은 도 3의 조건과 동일하다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 경향(傾向)은 거의 도 3과 동일하지만, 새롭게 형성한 제 3 전극(21)의 영향으로 정면(正面)의 콘트라스트가 작게 되어 있다(정면 콘트라스트비 : 270).
이어 도 5는 본 발명의 실시예에서 제 3 전극(21)을 이용한 경우의 제 2 시뮬레이션 결과이다.
보다 구체적으로는, 도 4와 동일 구성의 셀을 사용하고 제 3 전극(21)의 전위를 제 1 전극(11)의 전위보다 1.5V 높게 한 경우의 시뮬레이션 결과이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 정면 콘트라스트비는 더 작은 172가 되지만, 상하의 시야각 특성은 그 정도 변화시키지 않은 체 좌우의 시야각 특성을 나쁘게 할 수 있다.
이어, 도 6은 본 발명의 실시예에서 제 3 전극(21)을 이용한 경우의 제 3 시뮬레이션 결과이다.
보다 구체적으로는, 제 1 전극(11), 제 2 전극(12)이 형성되어 있는 기판(10)의 대향측 기판(20)에 형성된 제 3 전극(21) 위에 비유전율 3의 유전체막(22)을 3.5㎛로 형성하고, 제 3 전극(21)의 전압을 제 1 전극(11)의 전압과 동전 위로 한 경우의 시뮬레이션 결과이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 시야각 특성은 통상의 FFS 모드와 동일한 특성을 나타내고(도 3 참조), 그리고 유전체막(22)이 없는 경우에 비해 정면 콘트라스트비가 높고, 통상의 FFS 모드의 값과 가깝게 되는 것을 알 수 있다(정면 콘트라스트비: 592).
이어, 도 7은 본 발명의 실시예에서 제 3 전극(21)을 이용한 경우의 제 4 시뮬레이션 결과이다.
보다 구체적으로는 도 6과 동일 구성의 셀을 사용하고, 제 3 전극(21)의 전위를 제 1 전극(11)의 전위보다 3.3V 높게 한 경우의 시뮬레이션 결과이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 도 5의 경우와 동일하게 상하의 시야각 특성을 변화시키지 않은 채, 좌우의 시야각 특성을 나쁘게 할 수 있다.
또한, 유전체막(22)을 형성하지 않는 경우에 비해서 정면 콘트라스트비는 높게 되어 있다(정면 콘트라스트비 : 228)
이상과 같이 본 발명의 실시예에 의하면 제 1 전극 및 제 2 전극이 형성된 기판과 대향하는 기판에 제 3 전극을 형성하고, 제 3 전극의 전위를 제어하는 것에 의해 원하는 시야각 특성을 갖는 액정표시장치를 실현할 수 있다.
또한, 제 3 전극 위에 유전체막을 형성하는 것에 의해 종래의 IPS 구조와 동일 레벨의 정면 콘트라스트를 얻으면서 시야각 제어가 가능하게 된다.
본 발명에 의한 제 3 전극을 새롭게 형성해 종전계를 인가하는 구조를 갖는 것에 의해 광시야각을 실현하고 있는 FFS 구조를 갖는 액정표시장치에 있어서, 디스플레이로 표시된 정보를 공유화하고 싶을 때는 시야각을 넓게 하고, 사유화하고 싶을 때에는 시야각을 좁게 할 수 있도록 시야각 제어기능을 구비한 액정표시장치를 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 제 1 기판상에 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 횡(橫)전계를 발생시키는 FFS 구조를 갖는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판상에 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 종(縱)전계를 발생시키는 제 3 전극을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 기판은 상기 제 3 전극상에 형성된 유전체막을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극은 절연막을 개재하여 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 전극의 전압을 조정하는 것에 의해서 광시야각 모드와 협시야각 모드로 바꾸는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 전극의 전압은 상기 제 1 전극의 전압과 동전위로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 전극의 전압은 상기 제 1 전극의 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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