KR20080022355A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 제1기판의 배치도이고,1 is a layout view of a first substrate in a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이고,2 is a cross-sectional view taken along II-II of FIG. 1,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 화소전극을 설명하기 위한 도면이고,3 is a view for explaining a pixel electrode in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 화소전극 절개패턴과 공통전극 절개패턴의 관계를 설명하기 위한 도면이고,4 is a view for explaining a relationship between a pixel electrode cut pattern and a common electrode cut pattern in a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 배선과 화소전극의 배치를 설명하기 위한 도면이고,5 is a view for explaining the arrangement of wirings and pixel electrodes in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 화소의 구성을 설명하기 위한 도면이고,6 is a view for explaining the configuration of a pixel in a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서 배선과 화소전극의 배치를 설명하기 위한 도면이고,7 is a view for explaining the arrangement of wirings and pixel electrodes in the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치에서 제1기판의 배치도이다.8 is a layout view of a first substrate in a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *Explanation of Signs of Major Parts of Drawings
121 : 게이트선 122 : 게이트 전극121: gate line 122: gate electrode
141 : 데이터선 142 : 소스 전극141: data line 142: source electrode
143 : 드레인 전극 151 : 보호막143: drain electrode 151: protective film
161 : 화소전극 162 : 화소전극 절개패턴161: pixel electrode 162: pixel electrode incision pattern
200 : 제2기판 251 : 공통전극200: second substrate 251: common electrode
252 : 공통전극 절개패턴252: common electrode incision pattern
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device.
액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 제1기판에 대향 배치되어 있는 제2기판, 그리고 이들 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. The liquid crystal display device includes a first substrate on which a thin film transistor is formed, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a liquid crystal layer disposed therebetween.
액정표시장치 중 PVA(patterned vertically aligned) 모드는 시야각을 개선하기 위한 모드로서, VA모드 중 화소전극과 공통전극에 각각 절개패턴을 형성한 것을 가리킨다. 이들 절개패턴으로 인하여 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정 분자들이 눕는 방향을 조절함으로써 시야각이 향상된다.The patterned vertically aligned (PVA) mode of the liquid crystal display is a mode for improving the viewing angle, and refers to the formation of cutout patterns on the pixel electrode and the common electrode in the VA mode. The viewing angle is improved by controlling the direction in which the liquid crystal molecules lie down by using a fringe field formed by these incision patterns.
PVA모드에서는 절개패턴에 의해 액정층이 복수의 도메인으로 분할되며, 액정 분자는 도메인 별로 눕는 방향이 결정된다. 그런데 화소전극의 모서리 부분에서 액정의 구동이 제어되지 못하여 개구율이 저하되는 문제가 있다.In the PVA mode, the liquid crystal layer is divided into a plurality of domains by the incision pattern, and the direction in which the liquid crystal molecules lay down for each domain is determined. However, there is a problem that the aperture ratio is lowered because the driving of the liquid crystal is not controlled at the corners of the pixel electrode.
따라서 본 발명의 목적은 개구율이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having an improved aperture ratio.
상기의 목적은 게이트선, 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선에 전기적으로 연결되어 있는 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터에 연결되어 있는 화소전극을 포함하는 제1기판과; 상기 제1기판에 대향 배치되어 있으며 공통전극을 포함하는 제2기판과; 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 VA(vertical alignment) 모드의 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 화소전극에는 화소전극 절개패턴이 형성되어 있고, 상기 공통전극에는 공통전극 절개패턴이 형성되어 있으며, 상기 액정층은 상기 화소전극 절개패턴 및 상기 공통전극 절개패턴에 의해 길게 연장된 복수의 도메인으로 나누어지며, 상기 화소전극의 둘레는 인접한 상기 도메인의 연장방향과 나란한 것에 의하여 달성된다. The object of the present invention is a first substrate including a gate line, a data line, a thin film transistor electrically connected to the gate line and the data line, and a pixel electrode connected to the thin film transistor; A second substrate disposed opposite the first substrate and including a common electrode; A liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer in a vertical alignment (VA) mode positioned between the first substrate and the second substrate, wherein the pixel electrode is formed with a pixel electrode incision pattern, and the common electrode is a common electrode. An incision pattern is formed, and the liquid crystal layer is divided into a plurality of domains extended by the pixel electrode incision pattern and the common electrode incision pattern, and the circumference of the pixel electrode is parallel to an extension direction of the adjacent domain. Is achieved.
상기 화소전극의 둘레는 정사각형 형상인 것이 바람직하다. The circumference of the pixel electrode is preferably a square shape.
상기 화소전극의 둘레는 상기 게이트선의 연장방향과 나란하지 않은 것이 바람직하다. The circumference of the pixel electrode is preferably not parallel to the extending direction of the gate line.
상기 화소전극의 둘레 중 한 변은 상기 게이트선의 연장방향과 약 45도를 이루는 것이 바람직하다. One side of the circumference of the pixel electrode is preferably about 45 degrees to the extending direction of the gate line.
상기 화소전극의 한변은 이웃하는 상기 화소전극의 한변과 서로 마주하는 것이 바람직하다. One side of the pixel electrode may preferably face one side of the neighboring pixel electrode.
상기 박막트랜지스터는 동시에 구동되는 제1박막트랜지스터 및 제2박막트랜지스터를 포함하며, 상기 화소전극은 서로 분리되어 있으며 상기 제1박막트랜지스터에 연결되어 있는 제1화소전극과 상기 제2박막트랜지스터에 연결되어 있는 제2화소전극을 포함하는 것이 바람직하다. The thin film transistor includes a first thin film transistor and a second thin film transistor which are simultaneously driven, and the pixel electrode is separated from each other and connected to the first pixel electrode and the second thin film transistor which are connected to the first thin film transistor. It is preferable to include a second pixel electrode.
상기 제1박막트랜지스터 및 상기 제2박막트랜지스터는 서로 다른 상기 데이터선에 연결되어 있는 것이 바람직하다. Preferably, the first thin film transistor and the second thin film transistor are connected to different data lines.
상기 제1박막트랜지스터 및 상기 제2박막트랜지스터는 상기 화소전극의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다. The first thin film transistor and the second thin film transistor are preferably positioned at the center of the pixel electrode.
상기 전단 게이트선에 연결된 상기 화소전극과 상기 후단 게이트선에 연결된 상기 화소전극은 순차적으로 구동되는 것이 바람직하다. Preferably, the pixel electrode connected to the front gate line and the pixel electrode connected to the rear gate line are sequentially driven.
상기 화소전극에는 4개의 상기 데이터선이 가로질러 배치되며, 상기 박막트랜지스터는 내측에 위치한 한 쌍의 상기 데이터선에 연결되는 것이 바람직하다. Four data lines may be disposed across the pixel electrode, and the thin film transistor may be connected to a pair of the data lines located inside the pixel electrode.
상기 게이트선은 인접한 한 쌍씩 구동되는 것이 바람직하다. The gate lines are preferably driven in pairs adjacent to each other.
상기 게이트선은 상기 화소전극의 중심부를 지나는 것이 바람직하다. Preferably, the gate line passes through the center of the pixel electrode.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다. 이하에서 어떤 막(층)이 다른 막(층)의 ‘상부에’형성되어(위치하고) 있다는 것은, 두 막(층)이 접해 있는 경우 뿐 아니라 두 막(층) 사이에 다른 막(층)이 존재하는 경우도 포함한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a film is formed (located) on top of another film, not only when two films are in contact with each other but also when another film is between two layers. It also includes the case where it exists.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치를 설명한다.A liquid crystal display according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
도 2와 같이 액정표시장치(1)는 박막트랜지스터(T1, T2)가 형성되어 있는 제1기판(100), 제1기판(100)과 대향하는 제2기판(200), 양 기판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다. As shown in FIG. 2, the liquid
먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 제1기판(100)을 설명한다.First, the
제1절연기판(111) 상에 게이트 배선(121, 122)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(121, 122)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121), 게이트선(121)에서 연결되어 있는 게이트 전극(122)을 포함한다.
제1절연기판(111)위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선(121, 122)을 덮고 있다.On the first insulating substrate 111, a
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 소스 전극(142)과 드레인 전극(143) 사이의 채널부에서는 저항 접촉층(133)이 제거되어 있다.A
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143) 역시 금속층으로 이루어진 단 일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스전극(142)과 분리되어 있으며 소스전극(142)의 반대쪽 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 한 쌍으로 마련되어 있다.
데이터 배선(141, 142, 143) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 보호막(151)이 형성되어 있다. 보호막(151)에는 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(152)가 형성되어 있다. The passivation layer 151 is formed on the
보호막(151)의 상부에는 화소전극(161)이 형성되어 있다. 화소전극(161)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 화소전극(161)은 접촉구(152)를 통해 드레인 전극(143)과 연결되어 있다. 화소전극(161)에는 화소전극 절개패턴(162)가 형성되어 있다. The
화소전극(161)의 화소전극 절개패턴(162)은 후술하는 공통전극 절개패턴(252)과 함께 액정층(300)을 다수의 도메인으로 분할한다.The pixel
화소전극(161)은 도 3과 같이 2부분(161a, 161b)으로 분리되어 있으며, 전체적으로는 정사각형 형상이다. 제1화소전극(161a)은 제1박막트랜지스터(T1)에 연결되어 있으며, 제2화소전극(161b)은 제2박막트랜지스터(T2)에 연결되어 있다. 화소전극(161)의 형상에 대하여는 뒤에 상세히 설명한다.The
이어 제2 기판(200)에 대하여 설명하겠다.Next, the
제2절연기판(211) 위에 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(221)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 제1기판(100)에 위치하는 박막트랜지스터로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙매트릭스(221)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.The
컬러필터(231)는 블랙매트릭스(221)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필터가 반복되어 형성된다. 컬러필터(231)는 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(231)는 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.The
컬러필터(231)와 컬러필터(231)가 덮고 있지 않은 블랙매트릭스(221)의 상부에는 오버코트층(241)이 형성되어 있다. 오버코트층(241)은 컬러필터(231)를 평탄화하면서, 컬러필터(231)를 보호하는 역할을 한다. 오버코트층(241)은 감광성 아크릴계 수지일 수 있다.An
오버코트층(241)의 상부에는 공통전극(251)이 형성되어 있다. 공통전극(251)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극(251)은 박막트랜지스터 기판의 화소전극(161)과 함께 액정층(300)에 직접 전압을 인가한다. The
공통전극(251)에는 공통전극 절개패턴(252)이 형성되어 있다. 공통전극 절개패턴(252)은 화소전극(161)의 화소전극 절개패턴(162)과 함께 액정층(300)을 다수의 도메인으로 나누는 역할을 한다.The common
제1기판(100)과 제2기판(200)의 사이에는 액정층(300)이 위치한다. 액정층(300)은 VA(vertically aligned)모드로서, 액정분자는 전압이 가해지지 않은 상태에서는 길이방향이 수직을 이루고 있다. 전압이 가해지면 액정분자는 유전율 이방성이 음이기 때문에 전기장에 대하여 수직방향으로 눕는다. 그런데 절개패턴(162, 252)이 형성되어 있지 않으면, 액정분자는 눕는 방위각이 결정되지 않아서 여러 방향으로 무질서하게 배열하게 되고, 배향 방향이 다른 경계면에서 전경선(disclination line)이 생긴다. 절개 패턴(162, 252)은 액정층(300)에 전압이 걸릴 때 프린지 필드를 만들어 액정 배향의 방위각을 결정해 준다. 또한 액정층(300)은 절개 패턴(162, 252)의 배치에 따라 복수의 도메인으로 나누어진다.The
이하 화소전극(161) 및 공통전극(251)의 배치를 도 3및 도 4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the arrangement of the
화소전극(161)은 2부분(161a, 161b)으로 분리되어 있으며, 전체적으로는 정사각형 형상이다. 제1화소전극(161a)은 내부의 삼각형 부분(A)과 화소전극(161)의 둘레를 형성하는 사각띠 부분(B)을 포함한다. 제2화소전극(161b)는 내부의 삼각형 부분(C)과, 삼각형 부분(A, C)을 둘러싸고 있는 사각띠 부분(D)을 포함한다. 삼각형 부분(A, C)은 전체가 정사각형이 되도록 서로의 밑변을 마주하고 있다.The
화소전극 절개패턴(162)은 각 부분(A, B, C, D)을 구별하고 있다. 여기서 화소전극 절개패턴(162)은 게이트선(121)과 나란히 형성되어 있는 부분(E)을 제외하면 인접한 화소전극(161)의 둘레와 나란하게 형성되어 있다.The pixel
도 2 를 보면 삼각형 부분(A, C)의 상부의 대부분에는 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있으며, 공통전극(251)도 이 부분에 형성되어 있지 않다. 따라서 화소전극 절개패턴(162) 중 게이트선(121)과 나란히 형성되어 있는 부분(E)은 도메인 형성에 기여하지 않는다.Referring to FIG. 2, a
제1화소전극(161a)은 제1박막트랜지스터(T1)에 연결되어 있으며, 제2화소전극(161b)은 제2박막트랜지스터(T2)에 연결되어 있다. 도 1과 같이 제1박막트랜지스터(T1)와 제2박막트랜지스터(T2)는 서로 다른 데이터선(141)에 연결되어 있기 때문에, 제1화소전극(161a)과 제2화소전극(161b)에는 서로 다른 화소전압이 인가될 수 있다. The
제1화소전극(161a)과 제2화소전극(161b) 각각의 감마 커브가 달라지게 되면 측면시인성이 향상된다. 실제 사용자가 느끼는 투과율은 제1화소전극(161a)과 제2화소전극(161b)의 중간 정도가 된다.When the gamma curve of each of the
한편 드레인 전극(143)은 화소전극(161)과 중첩되어 저장용량(Cst)을 형성하는 역할을 하며, 저장용량은 드레인 전극(143)과 화소전극(161)의 중첩 면적에 비례한다. The
제1박막트랜지스터(T1)의 드레인 전극(143a)은 제2박막트랜지스터(T2)의 드레인 전극(143b)보다 크게 마련되어 있는데, 이는 제1화소전극(161a)의 면적이 제2화소전극(161b)의 면적보다 커, 더 큰 저장용량이 필요하기 때문이다.The
공통전극 절개패턴(252)은 전체적으로 정사각형 형상으로, 각 사각띠 부 분(B, D)을 가로지르고 있다. 공통전극 절개패턴(252)은 인접한 화소전극(161)의 둘레와 평행하게 마련되어 있다.The common
이상 설명한 화소전극 절개패턴(162)과 공통전극 절개패턴(252)에 의해 액정층(300)은 복수의 도메인으로 분리된다. 각 도메인은 길게 연장되어 있는데 연장방향은 약 45도 또는 135도로서, 인접한 화소전극(161)의 둘레와 나란하다. 인접한 도메인 간에는 액정분자가 눕는 방향(구동방향)이 달라 시야각이 향상된다.The
이상과 같이 제1실시예에 따르면 각 도메인이 동일한 방향으로 연장되어 있어, 도메인의 단부나 인접한 화소전극(161)과의 경계부분(도 4의 F)에서 액정이 구동되지 않는 문제는 감소한다.As described above, according to the first embodiment, each domain extends in the same direction, so that the liquid crystal is not driven at the edge of the domain or at the boundary portion (F in FIG. 4) with the
또한 개구율을 감소시키는 박막트랜지스터(T1, T2)와 드레인 전극(143)이 화소전극(161)의 중앙부에 모여 있어 개구율이 향상된다.In addition, the thin film transistors T1 and T2 and the
이하 도 5 및 도 6을 참조하여 화소전극(161)의 배치 및 구동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the arrangement and driving of the
화소전극(161)은 도 5와 같이 전단열과 후단열이 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 각 화소전극(161)에는 2개의 데이터선(141)이 지나간다. 제1박막트랜지스터(T1)는 우측 데이터선(141)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)는 좌측 데이터선(141)에 연결된다.As illustrated in FIG. 5, the
게이트선(121)은 해당하는 화소전극(161)의 중심부를 통과한다.The
화소전극(161)은 도 6과 같이 3개가 모여 하나의 화소를 형성한다. 화소를 형성하는 3개의 화소전극(161)은 삼각형 또는 역삼각형 형태로 배치되어 있다.As shown in FIG. 6, three
화소전극(161)의 구동은 게이트선(121)을 하나씩 순차적으로 온 시키면서 이루어진다. 즉 하나의 화소를 구성하는 3개의 화소전극(161)은 동시에 구동되지 않는 것이다.The
도 7을 참조하여 제2실시예를 설명한다.A second embodiment will be described with reference to FIG.
화소전극(161)은 전단열과 후단열이 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 각 화소전극(161)에는 4개의 데이터선(141)이 지나간다. 2개의 데이터선(141)은 박막트랜지스터(T1, T2)의 오른쪽을 지나가며, 2개의 데이터선(141)은 박막트랜지스터(T1, T2)의 왼쪽을 지나간다. 제1박막트랜지스터(T1)는 안쪽 우측 데이터선(141)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)는 안쪽 좌측 데이터선(141)에 연결된다. The
게이트선(121)은 해당하는 화소전극(161)의 중심부를 통과하며, 2개의 게이트선(121) 끼리 서로 연결되어 있다. 즉 2개의 게이트선(121)끼리 동시에 구동되는 것이다.The
제2실시예에서는, 전단열의 화소전극(161)과 후단열의 화소전극(161)이 서로 다른 데이터선(141)에 연결되어 있기 때문에 2개의 게이트선(121)을 동시에 구동할 수 있는 것이다. 이에 의해 데이터 전압 충전시간을 증가시킬 수 있다.In the second embodiment, since the
도 8을 참조하여 제3실시예를 설명한다.A third embodiment will be described with reference to FIG.
화소전극(161)은 전체가 하나로 연결되어 있으며, 박막트랜지스터(T)도 하 나만 마련된다. 제3실시예를 따르면 데이터선(141) 등이 간단해지며, 구동역시 간단해진다.The
비록 본발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although embodiments of the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that the present embodiments may be modified without departing from the spirit or principles of the present invention. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 개구율이 향상된 액정표시장치가 제공된다.As described above, according to the present invention, a liquid crystal display device having an improved aperture ratio is provided.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060085705A KR20080022355A (en) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060085705A KR20080022355A (en) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=39396328
Family Applications (1)
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KR1020060085705A KR20080022355A (en) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-09-06 KR KR1020060085705A patent/KR20080022355A/en not_active Application Discontinuation
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US9459499B2 (en) | 2013-10-08 | 2016-10-04 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
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