KR20110008365A - Viewing angle controllable liquid crystal display using fringe-field switching mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정면을 제외한 좌우상하 시야각 방향에서 동시에 시야각을 조절할 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display using a fringe field switching mode capable of simultaneously adjusting the viewing angle in the left and right and up and down viewing angle directions excluding the front.
최근 모바일 폰, MP3, PDA, 디지털 카메라 등 다양한 개인 휴대용 디스플레이의 수요가 높아짐에 따라 실내뿐만 아니라 실외에서도 디스플레이의 사용빈도가 높아지게 되었다. 디스플레이의 중요한 장점 중에 하나인 광 시야각 특징은 공공장소에서 휴대용 디스플레이 사용으로 인하여 개인정보의 노출이라는 새로운 문제를 초래하였다. 이에 여러 사람이 화면을 볼 때에는 광 시야각 특성이 필요하고 개인 휴대용 디스플레이를 사용할 때에는 사생활 보호 차원에서 협 시야각 특징이 필요해졌으며 이러한 협 시야각 특성과 광 시야각 특성을 모두 충족할 수 있는 다양한 형태의 시야각 조절이 가능한 액정표시장치들이 최근 보고되고 있다.Recently, as the demand for various personal portable displays such as mobile phones, MP3s, PDAs, and digital cameras increases, the frequency of use of the displays increases as well as indoors. The wide viewing angle feature, one of the important advantages of displays, has caused a new problem of personal information exposure due to the use of portable displays in public places. Therefore, wide viewing angle characteristics are required when several people see the screen, and narrow viewing angle characteristics are required for privacy protection when using a personal portable display. Various types of viewing angle adjustments that can satisfy both narrow viewing angle characteristics and wide viewing angle characteristics are required. Possible liquid crystal displays have recently been reported.
이러한 액정표시장치의 하나로서, 기존 시야각 조절 액정표시장치의 특징을 살펴보면 액정 셀 구조적인 측면에서, 정보를 표현하는 액정 셀에 추가적으로 액정 셀을 적층하여 액정 층 자체의 복굴절 이방성을 이용한 시야각 조절 방법과 하나의 화소를 두 영역으로 나누어 정보를 표현하는 주 화소 부분과 시야각 조절 역할을 하는 보조 화소 부분으로 나뉜 방법이 제시되어 있다.As one of the liquid crystal display devices, in view of the characteristics of the conventional viewing angle control liquid crystal display device, in terms of the structure of the liquid crystal cell, a method of adjusting the viewing angle using birefringent anisotropy of the liquid crystal layer itself by stacking additional liquid crystal cells on the liquid crystal cell representing the information; A method of dividing a pixel into two regions is divided into a main pixel portion representing information and an auxiliary pixel portion serving as a viewing angle control.
하지만 종래의 기술은 좌우 또는 상하 방향에서만 시야각 조절이 가능하므로 전 방향에서 사생활을 완전히 보호하는 측면에서 만족하지 못한다는 단점을 갖는다.However, the conventional technology has a disadvantage in that the viewing angle can be adjusted only in the left and right or up and down directions, so that the privacy is not completely satisfied in all directions.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, R, G, B, W의 4개의 단위 화소로 이루어진 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 액정표시장치에 있어서, 인접한 두 화소 안의 W 단위 화소의 화소 전극을 각각 가로, 세로 방향으로 패턴하여 좌우상하 시야각방향에서 동시에 시야각을 조절할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, in the liquid crystal display device using the fringe field switching mode consisting of four unit pixels of R, G, B, W, each pixel electrode of the W unit pixel in two adjacent pixels It is to provide a liquid crystal display device which can adjust the viewing angle at the same time in the left and right viewing angle direction by patterning in the horizontal and vertical directions.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 한 화소를 4개의 R, G, B, W 단위 화소로 나누어 R, G, B 단위 화소는 정보를 표현하는 화소로 사용하고 W 단위 화소는 시야각을 조절하는 시야각 조절용 화소로 사용하는 액정표시장치를 제공한다. 이때, 좌우상하에서 시야각 스위칭을 구현하기 위해서 인접한 두 화소에 있는 W 단위 화소의 화소전극을 각각 가로, 세로방향으로 패턴한다.In order to achieve the above object, the present invention divides one pixel into four R, G, B, and W unit pixels, and uses the R, G, and B unit pixels as pixels representing information, and the W unit pixel adjusts the viewing angle. Provided is a liquid crystal display device used as a viewing angle adjustment pixel. In this case, in order to implement viewing angle switching in left and right and up and down, the pixel electrodes of the W unit pixels in two adjacent pixels are patterned in the horizontal and vertical directions, respectively.
R, G, B 단위 화소 영역에 위치하는 화소 전극의 프린지 전기장의 수평성분은 액정의 배열 방향과 이루는 각이 90±40도를 유지하도록 형성하고, 인접한 두 화소의 W 단위 화소 영역에 위치하는 화소 전극의 프린지 전기장의 수평성분은 각각 액정의 배열 방향과 이루는 각이 0±5도를 이루도록 형성한다. 상기 액정의 배열 방향은 광배향법을 이용하여 전체적으로는 상하로 배열하고, 인접한 두 화소에 있는 각각의 W 단위 화소 중 세로방향으로 패턴된 화소 전극 부분에만 액정을 좌우로 배열시킨다. W 단위 화소에 전압 인가 시 협 시야각 모드가 되고 전압 무 인가 시 광 시야각 모드가 되는 단일 패널을 적용한 시야각 조절이 가능한 액정표시소자를 제공한다.The horizontal component of the fringe electric field of the pixel electrode positioned in the R, G, and B unit pixel areas is formed such that the angle formed with the arrangement direction of the liquid crystal is maintained at 90 ± 40 degrees, and the pixels are located in the W unit pixel areas of two adjacent pixels. The horizontal component of the fringe electric field of the electrode is formed such that the angle formed with the alignment direction of the liquid crystal is 0 ± 5 degrees. The alignment direction of the liquid crystals is arranged up and down as a whole by using the optical alignment method, and the liquid crystals are arranged left and right only in the pixel electrode portions patterned in the vertical direction among the respective W unit pixels in two adjacent pixels. Provided is a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle by applying a single panel to which a narrow viewing angle mode is applied when a voltage is applied to a W unit pixel, and a wide viewing angle mode is applied when no voltage is applied.
본 발명은 기존에 있는 좌우 혹은 상하방향에서만 시야각 조절이 가능한 기술에 비하여 상하, 좌우 시야각방향에서 모두 시야각 조절이 가능하게 함으로써 사생활을 보호하는 면에 있어서 유리한 특징을 갖는 시야각 조절이 가능한 액정표시장치를 제공할 수 있다.The present invention provides a liquid crystal display device having an adjustable viewing angle, which is advantageous in terms of protecting privacy by enabling viewing angle adjustment in both up, down, left and right viewing angle directions as compared to existing technologies capable of only adjusting the viewing angle in left and right or up and down directions. Can provide.
또한, 본 발명은 하나의 패널을 사용하기 때문에 두께가 얇고, 가벼우며, 제조비용이 감소하는 시야각 조절이 가능한 액정표시장치를 만들 수 있다.In addition, since the present invention uses a single panel, a liquid crystal display capable of controlling a viewing angle having a thin thickness, light weight, and reduced manufacturing cost can be manufactured.
본 발명은 한 화소의 R, G, B, W 컬러필터가 "田" 자 모양으로 형성되어있는 액정표시소자에 있어서, R, G, B 단위 화소는 정보를 표현하는 화소로 사용하고 인접한 두 화소에 있는 W 단위 화소는 화소전극을 각각 가로, 세로 방향으로 패턴하여 정면에서는 화질에 영향을 주지 않고 좌우상하 시야각 방향에서만 빛샘이 발생하여 명암 대비율을 떨어지게 하여 시야각을 조절할 수 있는 액정표시장치에 대한 것을 요지로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display device in which R, G, B, and W color filters of one pixel are formed in a “田” shape, wherein R, G, and B unit pixels are used as pixels representing information, and two adjacent pixels are used. The W unit pixels in the pixel patterns are arranged in the horizontal and vertical directions, respectively, so that light leakage occurs only in the left and right viewing angle directions without affecting the image quality on the front side, thereby decreasing the contrast ratio. Let's make a point.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예 1Example 1
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시야각 조절이 가능한 액정표시장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도시한 바와 같이, 한 화소에 있는 R, G, B, W 단위 화소 는 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)가 수직하도록 배열되어 있으며, R, G, B 단위 화소에는 상기 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)의 교차부에는 스위칭 소자(100)가 형성되고 W 단위 화소에는 스위칭 소자(200)가 형성된다. 상기 게이트 배선(1)과 평행하게 배치되는 공통전극 신호배선(3)에 연결된 공통 전극(4)은 평면 형태이며, R, G, B 단위 화소에는 상기 공통전극(4) 상부에 세로방향의 격자 형상(8)을 포함하는 단위 화소전극(5)(이하 제1 화소전극으로 지칭함)이 위치하고, 인접한 두 화소에 있는 W 단위 화소에는 상기 공통전극(4) 상부에 각각 가로방향으로 패턴된 화소전극(9)(이하 제2 화소전극으로 지칭함)과 세로방향으로 패턴된 화소전극(10)(이하 제3 화소전극으로 지칭함)이 위치한다.1 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown, the R, G, B, and W unit pixels in one pixel are arranged so that the
R, G, B 단위 화소 영역에 위치하는 제1 화소전극(5)의 프린지 전기장의 수평성분은 액정의 배열방향과 이루는 각이 90±40도를 유지하도록 형성하고, 인접한 두 화소의 W 단위 화소 영역에 위치하는 화소전극의 프린지 전기장의 수평성분은 각각 액정의 배열 방향과 이루는 각이 0±5도를 이루도록 형성한다. 상기 액정의 배열 방향은 광배향법을 이용하여 전체적으로는 상하방향(6, 6')으로 배열하고, 인접한 두 W 단위 화소 중에서 세로방향으로 패턴된 제3 화소전극(10)부분에만 액정을 좌우방향(7)으로 배열시키는 것을 특징으로 한다. W 단위 화소에서 액정 배향 공정 시 이상적인 방향은 격자방향의 수직이지만 공정상에 액정의 배향방향과 화소전극의 패턴된 방향이 서로 어긋남이 발생할 수 있기 때문에 그 범위를 한정하였으나 미스매치가 발생한 경우 정면에서의 빛샘이 발생할 수 있다. The horizontal component of the fringe electric field of the
상기 화소전극의 너비는 1~10㎛, 화소전극간 거리는 2~20㎛의 일정 값으로 제안할 수 있으며, 필요에 따라 화소전극과 전극간 거리의 폭을 조절할 수 있다.The width of the pixel electrode can be proposed as a constant value of 1 ~ 10㎛, the distance between the
R, G, B 단위 화소의 하부에 위치하는 공통전극(4)은 격자 형상(8)을 포함하고, 인접한 두 화소 안에 있는 두 개의 W 단위 화소의 하부 기판에 위치한 공통전극(4)은 각각 가로, 세로방향으로 패턴된 전극을 포함한 평면 형태가 될 수 있다.The
도 2a, 2b는 도 1에서 A-A', B-B'의 단면도로써 전압 인가 시 액정배열을 보여준다. 하부 편광판(51) 상부에는 공통전극(4)이 위치하고 상기 공통전극(4)의 상부에는 절연체 층(Passivation layer)(12)이 존재하며, 절연체 층(12)의 상부에는 각각의 단위 화소전극을 패턴하도록 한다. 각각의 단위 화소전극 상부에는 액정을 수평하게 배열하는 배향막(13)이 존재하고, 수평 배향막(13)의 상부에는 각각의 액정 층(11)이 존재하고, 액정 층(11)의 상부에는 상부 편광판(52)가 존재한다.2A and 2B are cross-sectional views taken along line A-A 'and B-B' of FIG. 1, showing a liquid crystal array when voltage is applied. The
도 2a는 정보를 표현하는 화소에서 전압 인가 시 밝음 상태의 액정 배열을 나타낸 것으로서, R, G, B의 단위 화소에 포함되는 경우이다. 한 화소에 있는 R, G, B 단위 화소에 위치하는 제1 단위 화소전극(5)에 전압 인가 시, 제1 단위 화소전극(5)의 격자방향(8)에 수직한 방향으로 전기장이 발생하게 되므로 액정 층(11)은 비틀림이 발생하여 투과율이 발생한다.FIG. 2A illustrates a liquid crystal array in a bright state when voltage is applied from a pixel representing information and is included in a unit pixel of R, G, and B. FIG. When a voltage is applied to the first
도 2b는 가로 방향으로 패턴된 제2 화소전극(9)이 포함된 W 화소에서 제2 화소전극(9)에 일정한 전압을 인가하였을 때 액정 배열을 나타낸 것이다. 한 화소의 W 단위 화소에서 가로 방향으로 패턴된 제2 단위 화소전극(9)에 일정한 전압을 인가하면 액정 층(11)의 액정이 제2 단위 화소전극(9)의 격자 방향에 수직한 방향으로 생성되는 전기장(41)으로 인하여 액정 층(11)은 비틀림은 발생하지 않고 틸트 각(42)(tilt angle; 상기 하부 기판이 액정 방향자의 장축 방향과 이루는 각도)이 발생하여 좌우 방향의 빛샘을 초래하게 된다. 상기 도 1에 표시되어 있는 C-C'는 세로 방향으로 패턴된 제3 화소전극(10)이 포함된 W 화소로써 단지 상기 도 2b와 화소전극의 패턴방향만 다를 뿐 구조적인 면에 있어서는 동일하기 때문에, 구동 방법에 있어서 빛샘을 유발하는 과정은 같지만 화소전극의 다른 패턴 방향으로 인해 상하 방향으로 빛샘이 발생한다.FIG. 2B illustrates a liquid crystal array when a constant voltage is applied to the
도 3은 W 단위 화소에 다양한 전압을 인가하였을 때, 시야각 방향에서 어둠상태의 빛샘을 확인한 것이다. 도 3을 참고하면, W 단위 화소에 전압을 인가할수록 어둠 상태에는 정면에서는 빛이 누설되지 않는 반면에, 좌우상하 시야각 방향에서는 빛이 점점 더 누설됨을 알 수 있으며 W 단위 화소에 10V를 인가하였을 때가 가장 많은 빛샘을 보여 정면에서의 명암 대비율이 큰 손실 없이도 협 시야각 모드가 구현될 수 있음을 확인할 수 있다.3 illustrates light leakage in a dark state in a viewing angle direction when various voltages are applied to a W unit pixel. Referring to FIG. 3, when the voltage is applied to the W unit pixel, light is not leaked from the front in the dark state, while light is gradually leaked in the left and right viewing angle directions. When 10 V is applied to the W unit pixel, By showing the most light leakage, it can be seen that the narrow viewing angle mode can be realized without a large loss of contrast in the front.
협 시야각 모드를 표현하기 위한 W 단위 화소의 일정한 전압은 각 화소의 단위 화소전극의 너비와 전극간 거리에 따라 변할 수 있으며, 본 발명에 있어서 제안한 전극 구조에서는 W 단위 화소에 10V를 인가해야 가장 효과적인 협 시야각 모드를 표현할 수 있다.The constant voltage of the W unit pixel for expressing the narrow viewing angle mode may vary according to the width of the unit pixel electrode of each pixel and the distance between the electrodes. In the electrode structure proposed in the present invention, 10 V is applied to the W unit pixel. The narrow viewing angle mode can be expressed.
도 4는 광 시야각 모드와 협 시야각 모드에서 어둠상태의 휘도를 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 도 4(가)는 본 발명에 따른 광 시야각 모드에서 어둠 상태의 휘도를 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 4(나)는 협 시야각 모드일 때의 어둠 상태의 휘도를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.4 is a simulation result showing the brightness of the dark state in the wide viewing angle mode and narrow viewing angle mode. 4 (a) is a simulation result showing the brightness of the dark state in the wide viewing angle mode according to the present invention, Figure 4 (b) is a simulation result showing the brightness of the dark state in the narrow viewing angle mode.
빛샘의 수치는 광 시야각 모드의 최대 빛샘을 기준으로 70%, 50%, 30%의 빛샘이 발생하는 영역을 관찰하였다. 도 4(가)에서 광 시야각 모드에서 최대 빛샘의 70%인 영역의 수치는 0.0130984로 시야각방향 60°이상에서 나타났던 것에 비해 도 4(나)의 협 시야각 모드에서는 이에 해당하는 빛샘이 시야각 약 30°이상에서 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이는 액정층(6)의 틸트 각(18)의 발생으로 인해 상하좌우 시야각 방향에서 빛샘이 발생했다는 것을 예상할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 토대로 관찰된 빛샘을 통하여 정면 외 상하, 좌우 시야각 방향에서 완벽하게 시야각의 범위를 조절할 수 있는 액정표시장치라고 할 수 있다.The number of light leakage was observed in 70%, 50%, and 30% of the light leakage based on the maximum light leakage in the wide viewing angle mode. In the wide viewing angle mode of FIG. 4 (a), the value of 70% of the maximum light leakage in the wide viewing angle mode is 0.0130984, which is equivalent to the light leakage in the narrow viewing angle mode of FIG. It can be seen that it appears above °. This can be expected that light leakage occurs in the vertical, horizontal, left and right viewing angle directions due to the generation of the tilt angle 18 of the
광 시야각 모드와 협 시야각 모드의 어둠상태일 때의 정면에서의 빛샘을 수치로 표현한다면 0.000092이고, 각각의 최대 빛샘을 수치로 표현하면 0.018712, 0.117115로써 광 시야각 모드에 비해 협 시야각 모드에서 약 6배의 빛샘이 더 커지는 것을 알 수 있다.The light leakage from the front in the dark state of the wide viewing angle mode and the narrow viewing angle mode is 0.000092. The maximum light leakage is 0.018712 and 0.117115, respectively, about 6 times higher than the wide viewing angle mode. It can be seen that the light leakage of.
실시 예 2Example 2
본 발명의 실시 예 2는 상기 실시 예와 다르게, 한 화소가 일렬로 정렬된 3개의 단위 화소로 이루어져 있고, 하나의 단위 화소는 정보를 표현하는 주 화소와 시야각을 조절하는 보조 화소로 나눈 시야각 조절 액정표시장치이다. 이때 정보를 표현하는 주 화소는 각각 일렬로 R, G, B로 구성되어있고 시야각을 조절하는 보조 화소는 W로 구성되어있다. 시야각을 좌우상하 모든 방향에서 조절하기 위해 인접한 두 보조 화소인 W 영역의 화소전극의 패턴방향은 각각 가로 또는 세로방향으로 다르게 패턴한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 실시 예 2에 따른 단위 화소의 평면도로써, 주 화소와 보조 화소로 이루어진 하나의 화소에는, 두개의 데이터 배선과 한 개의 게이트 배선, 두 개의 스위칭 소자가 필요하다. 인접한 두 화소에 있는 보조 화소는 가로, 세로방향으로 배열된 전극을 통해 액정층의 틸트 각을 조절하여 협 시야각 모드와 광 시야각 모드를 조절할 수 있다.FIG. 5 is a plan view of a unit pixel according to a second embodiment, and two data lines, one gate line, and two switching elements are required for one pixel including a main pixel and an auxiliary pixel. The auxiliary pixels in two adjacent pixels may adjust the narrow viewing angle mode and the wide viewing angle mode by adjusting the tilt angle of the liquid crystal layer through electrodes arranged in the horizontal and vertical directions.
하나의 화소는 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)이 수직하도록 배열되어 있으며, 정보를 표현하는 주 화소에 있어서 상기 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)의 교차부에는 주 화소용 스위칭 소자(100)이 형성되고, 시야각을 조절하는 보조 화소에 있어서 상기 게이트 배선(1)과 보조 화소의 데이터 배선(2')의 교차부에는 보조 화소의 스위칭 소자(200)가 형성된다. 주 화소에 위치하며, 상기 게이트 배선(1)과 평행하게 배치되는 공통 전극 신호배선(3)에 연결된 공통 전극(4)은 평면 형태이며, 상기 공통 전극(4) 상부에 세로방향의 격자 형상(8)을 포함하는 제1 화소전극(5)이 위치한다.One pixel is arranged such that the
보조 화소에 위치하며, 상기 게이트 배선(1)과 평행하게 배치되는 보조 화소용 공통 전극 신호배선(3')에 연결된 공통 전극(4)은 평면 형태이며 상기 공통 전극(4) 상부에는 각각 가로방향으로 패턴된 제2 화소전극(9)과 세로방향으로 패턴된 제3 화소전극(10)이 형성된다.The
R, G, B 화소 영역에 위치하는 주 화소의 제1 화소전극(5)의 프린지 전기장의 수평성분은 액정의 배열 방향(6, 6')과 이루는 각이 90±40도를 유지하도록 형 성하고, 인접한 두 화소에 있는 보조 화소의 제2 화소전극(9)과 제3 화소전극(10)의 프린지 전기장의 수평성분은 각각 액정의 배열 방향과 이루는 각이 0±5도를 이루도록 형성한다. 상기 액정의 배열 방향은 광배향법을 이용하여 전체적으로는 상하방향(6, 6')으로 배열하고, 인접한 두 W 보조 화소 중에서 세로방향으로 패턴된 제3 화소전극(10) 부분에만 액정을 좌우방향(7)으로 배열시킨다.The horizontal component of the fringe electric field of the
상기 화소전극의 너비는 1~10㎛, 화소전극간 거리는 2~20㎛의 일정 값으로 제안할 수 있으며, 필요에 따라 화소전극과 전극간 거리의 폭을 조절할 수 있다.The width of the pixel electrode can be proposed as a constant value of 1 ~ 10㎛, the distance between the
R, G, B 주 화소의 하부에 위치하는 공통 전극(4)은 격자 형상(8)을 포함하고, 인접한 두 화소안에 있는 두 개의 W 보조 화소의 하부 기판에 위치한 공통 전극(4)은 각각 가로, 세로방향으로 패턴된 전극을 포함한 평면 형태가 될 수 있다.The
실시 예 3Example 3
본 발명의 실시 예 3은 상기 실시 예와 다르게, 한 화소를 R, G, B, W 단위 화소로 나누어 일렬로 정렬했을 때의 구조로써 R, G, B 단위 화소는 정보를 표현하고, W 단위 화소에는 전극을 상하로 반으로 나누어 각각 가로, 세로방향으로 배열시켜 시야각을 조절하는 화소로 사용하는 액정표시장치를 제공한다. (이하 W 단위 화소 영역에 위치하는 가로, 세로방향으로 패턴된 전극을 제4 화소전극으로 지칭함.) W 단위 화소 영역에 위치하는 가로, 세로방향으로 패턴된 제4 화소전극(14)에 전압을 인가하거나 제거함으로써, 정면외 상하, 좌우 시야각 방향에서 어둠 상태의 빛샘을 조절하여 협 시야각 모드나 광 시야각 모드를 표현할 수 있는 것을 특징으로 한다.Unlike
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 실시 예 3에 따른 단위 화소의 평면도로써, 한 단위 화소에는 데이터 배선(2)과 게이트 배선(1), 스위칭 소자(100)가 필요하다. 한 단위 화소는 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)가 수직하도록 배열되어 있으며, R, G, B 단위 화소에서 상기 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)의 교차부에는 정보를 표현하는 화소의 스위칭 소자(100)가 형성되고 W 단위 화소에는 시야각을 조절하는 화소의 스위칭 소자(200)가 형성된다. R, G, B 단위 화소에 위치하며, 상기 게이트 배선(1)과 평행하게 배치되는 공통 전극 신호배선(3)에 연결된 공통 전극(4)은 평면 형태이며, 한 화소에 있는 R, G, B 단위 화소에는 상기 공통 전극(4) 상부에 세로방향의 격자 형상(8)을 포함하는 제1 화소전극(5)이 위치한다. W 단위 화소에는 공통 전극(4) 상부에 가로, 세로방향으로 패턴된 제4 화소전극(14)이 형성된다. R, G, B 단위 화소 영역에 위치하는 제1 화소전극(5)의 프린지 전기장의 수평성분은 액정의 배열 방향(6, 6')과 이루는 각이 90±40도를 유지하도록 형성하고, W 단위 화소 영역에 위치하는 가로, 세로방향으로 패턴된 제4 화소전극(14)의 프린지 전기장 수평성분은 각각 액정의 배열 방향과 이루는 각이 0±5도를 이루도록 형성한다. 상기 액정의 배열 방향은 광배향법을 이용하여 전체적으로는 상하방향(6, 6')으로 배열하고, W 단위 화소의 가로, 세로방향으로 패턴된 제4 화소전극(14) 중에서 세로방향으로 패턴된 화소전극 부분에만 액정을 좌우방향(7)으로 배열시킨다. FIG. 6 is a plan view of a unit pixel according to a third embodiment, in which a
상기 화소전극의 너비는 1~10㎛, 화소전극간 거리는 2~20㎛의 일정 값으로 제안할 수 있으며, 필요에 따라 화소전극과 전극간 거리의 폭을 조절할 수 있다.The width of the pixel electrode can be proposed as a constant value of 1 ~ 10㎛, the distance between the
R, G, B 단위 화소의 하부에 위치하는 공통전극(4)은 격자 형상을 포함하고, W 단위 화소의 하부 기판에 위치한 공통전극(4)은 W 단위 화소의 화소전극이 패턴되어 있는 방향과 같은 방향으로 각각 가로, 세로방향으로 패턴된 전극을 포함한 평면 형태가 될 수 있다.The
실시 예 4Example 4
본 발명의 실시 예4는 상기 실시 예와 다르게, 한 화소의 R, G, B, W 컬러필터가 "田" 자 모양으로 형성되어있는 액정표시소자에 있어서, R, G, B 단위 화소는 정보를 표현하고, W 단위 화소에는 전극을 상하로 반으로 나누어 각각 가로, 세로방향으로 배열시켜 시야각을 조절하는 화소로 사용하는 액정표시장치를 제공한다. (이하 W 단위 화소 영역에 위치하는 가로, 세로방향으로 패턴된 전극을 제4 화소전극으로 지칭함.) W 단위 화소 영역에 위치하는 가로, 세로방향으로 패턴된 제4 화소전극(14)에 전압을 인가하거나 제거함으로써, 정면 외 상하, 좌우 시야각 방향에서 어둠 상태의 빛샘을 조절하여 협 시야각 모드나 광 시야각 모드를 표현할 수 있는 것을 특징으로 한다.According to the fourth embodiment of the present invention, in the liquid crystal display device in which the R, G, B, and W color filters of one pixel are formed in a "? &Quot; shape, the R, G, and B unit pixels are information. In the W unit pixel, an electrode is divided into two halves and arranged in a horizontal and vertical direction, respectively, to provide a liquid crystal display device which is used as a pixel for adjusting a viewing angle. (Hereinafter, horizontally and vertically patterned electrodes positioned in the W unit pixel region are referred to as fourth pixel electrodes.) A voltage is applied to the
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7은 실시 예 4에 따른 단위 화소의 평면도로써, 한 화소에 있는 R, G, B, W 단위 화소는 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)가 수직하도록 배열되어 있으며, R, G, B 단위 화소에는 상기 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2)의 교차부에는 스위칭 소자(100)가 형성되고 W 단위 화소에는 스위칭 소자(200)가 형성된다. 상기 게이트 배선(1)과 평행하게 배치되는 공통전극 신호배선(3)에 연결된 공통 전극(4)은 평면 형태이며, R, G, B 단위 화소에는 상기 공통전극(4) 상부에 세로방향의 격자 형상(8)을 포함하는 제1 화소전극(5)이 위치하고, W 단위 화소 영역에 위치하는 상기 공통전극(4) 상부에는 좌우방향을 기준으로 위, 아래로 격자방향이 서로 수직을 이루도록 패턴된 제4 화소전극(14)이 위치한다.7 is a plan view of a unit pixel according to
R, G, B 단위 화소 영역에 위치하는 제1 화소전극(5)의 프린지 전기장의 수평성분은 액정의 배열방향과 이루는 각이 90±40도를 유지하도록 형성하고, 인접한 두 화소의 W 단위 화소 영역에 위치하는 화소전극의 프린지 전기장의 수평성분은 각각 액정의 배열 방향과 이루는 각이 0±5도를 이루도록 형성한다. 상기 액정의 배열 방향은 광배향법을 이용하여 전체적으로는 상하방향(6, 6')으로 배열하고, W 단위 화소의 가로, 세로방향으로 패턴된 제4 화소전극(14) 중에서 세로방향으로 패턴된 화소전극 부분에만 액정을 좌우방향(7)으로 배열시킨다. W 단위 화소에서 액정 배향 공정 시 이상적인 방향은 격자방향의 수직이지만 공정상에 액정의 배향방향과 화소전극의 패턴된 방향이 서로 어긋남이 발생할 수 있기 때문에 그 범위를 한정하였으나 미스매치가 발생한 경우 정면에서의 빛샘이 발생할 수 있다. The horizontal component of the fringe electric field of the
상기 화소전극의 너비는 1~10㎛, 화소전극간 거리는 2~20㎛의 일정 값으로 제안할 수 있으며, 필요에 따라 화소전극과 전극간 거리의 폭을 조절할 수 있다.The width of the pixel electrode can be proposed as a constant value of 1 ~ 10㎛, the distance between the
R, G, B 단위 화소의 하부에 위치하는 공통전극(4)은 격자 형상을 포함하고, W 단위 화소의 하부 기판에 위치한 공통전극(4)은 W 단위 화소의 화소전극이 패턴되어 있는 방향과 같은 방향으로 각각 가로, 세로방향으로 패턴된 전극을 포함한 평면 형태가 될 수 있다.The
상기 각각의 실시 예에서 W 화소영역에 전압인가 방식은 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.In each of the above embodiments, a voltage applying method to the W pixel region will be described with reference to FIG. 8.
도 8은 시야각을 조절하는 W 화소영역에 위치하는 전극에 전압을 인가하는 방식을 보여준다. 도 8a는 공통전극(4)에는 직류전압을 걸어주고 화소전극에는 교류전압을 걸어주는 종래의 방식이며, 도 8b는 공통전극(4)과 화소전극에 모두 교류전압을 걸어주어 시야각을 조절하는 W 화소에 전압 차를 발생시켜 기존의 방식보다 구동전압을 반으로 줄이는 것을 이용하는 것을 특징으로 하여 좌우상하 시야각 방향에서 시야각을 조절할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.8 illustrates a method of applying a voltage to an electrode positioned in a W pixel region for adjusting a viewing angle. 8A illustrates a conventional method of applying a DC voltage to the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예로서 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정치 않으며 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다. Although the above has been described as a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment and those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims Anyone can make a variety of variations.
도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 시야각 조절이 가능한 액정표시소자를 설명하기 위한 평면도.1 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle using a fringe field switching mode according to a first embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1의 화소전극에 전압 인가 시 A-A' 선의 액정 단면도.FIG. 2A is a cross-sectional view of a liquid crystal line A-A 'when voltage is applied to the pixel electrode of FIG. 1; FIG.
도 2b는 도 1의 화전전극에 전압 인가 시 B-B' 선의 액정 단면도.FIG. 2B is a cross-sectional view of the liquid crystal of line B-B 'when voltage is applied to the electrostatic electrode of FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1의 W 단위 화소의 화소전극에 전압이 인가됨에 따라 좌우 시야각 방향에서 빛샘의 정도를 보여주는 컴퓨터 시뮬레이션 결과.3 is a computer simulation result showing the degree of light leakage in the left and right viewing angle directions as voltage is applied to the pixel electrode of the W unit pixel of FIG. 1.
도 4는 도 1의 전극 구조에서 광 시야각 모드 일 때와 협 시야각 모드 일 때의 어둠상태에서의 등휘도 특성을 보여주는 컴퓨터 시뮬레이션 결과.4 is a computer simulation result showing the characteristics of the brightness in the dark state in the wide viewing angle mode and narrow viewing angle mode in the electrode structure of FIG.
도 5는 본 발명의 실시 예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 시야각 조절이 가능한 액정표시소자를 설명하기 위한 평면도.FIG. 5 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle using a fringe field switching mode according to a second embodiment of the present invention; FIG.
도 6은 본 발명의 실시 예 3에 따른 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 시야각 조절이 가능한 액정표시소자를 설명하기 위한 평면도.6 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle using a fringe field switching mode according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시 예 4에 따른 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 시야각 조절이 가능한 액정표시소자를 설명하기 위한 평면도. 7 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle using a fringe field switching mode according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8a는 시야각을 조절하는 W 화소전극에 전압을 인가하는 종래 방식을 설명하기 위한 W 화소의 동작 전압파형.8A is an operating voltage waveform of a W pixel for explaining a conventional method of applying a voltage to a W pixel electrode for adjusting a viewing angle.
도 8b는 시야각을 조절하는 W 화소전극에 전압을 인가하는 새로운 방식을 설명하기 위한 W 화소의 동작 전압파형.8B is an operating voltage waveform of a W pixel for explaining a new method of applying a voltage to the W pixel electrode for adjusting the viewing angle.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090065684A KR20110008365A (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Viewing angle controllable liquid crystal display using fringe-field switching mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020090065684A KR20110008365A (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Viewing angle controllable liquid crystal display using fringe-field switching mode |
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Publication Number | Publication Date |
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KR20110008365A true KR20110008365A (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=43614377
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090065684A KR20110008365A (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Viewing angle controllable liquid crystal display using fringe-field switching mode |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20110008365A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10274780B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-04-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
US10417978B2 (en) | 2015-12-02 | 2019-09-17 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid-crystal display device |
-
2009
- 2009-07-20 KR KR1020090065684A patent/KR20110008365A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10274780B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-04-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
US10417978B2 (en) | 2015-12-02 | 2019-09-17 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid-crystal display device |
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