KR20110045803A - 액정표시장치 - Google Patents

액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110045803A
KR20110045803A KR1020090102510A KR20090102510A KR20110045803A KR 20110045803 A KR20110045803 A KR 20110045803A KR 1020090102510 A KR1020090102510 A KR 1020090102510A KR 20090102510 A KR20090102510 A KR 20090102510A KR 20110045803 A KR20110045803 A KR 20110045803A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
viewing angle
wide
crystal display
vic
Prior art date
Application number
KR1020090102510A
Other languages
English (en)
Inventor
송효식
박경호
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020090102510A priority Critical patent/KR20110045803A/ko
Publication of KR20110045803A publication Critical patent/KR20110045803A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323—Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13718—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a change of the texture state of a cholesteric liquid crystal
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은, 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 구비된 쌍안정 광협 시야각 조절필름과; 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름 하부에 위치한 다수의 광학시트와; 상기 다수의 광학시트 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 콜레스테릭 액정층을 가지며, 상기 콜레스테릭 액정층은 광시야각 모드로 구현 시 포칼콘(focal cone) 상을 이루며 협시야각 모드로 구현 시 플라나(planar) 상을 이루는 것이 특징인 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치를 제공한다.
액정표시장치, 광시야각, 협시야각, VIC, 콜레스테릭액정

Description

액정표시장치{Liquid crystal display}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 광시야각 모드와 협시야각 모드 구동을 선택적으로 실시함으로서 시야각 보호 기능을 활용할 수 있으며, 소비전력을 저감시킨 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 그 구조에 대해 설명하면, 도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.
그리고, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant) 등으로 봉함된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판(미도시)이 구비되어 있다.
또한, 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(미도시)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터 배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.
최근에는 전술한 구성을 갖는 액정표시장치는 개인용 단말기 또는 휴대용 컴퓨터와 휴대폰 등에 사용되고 있으며, 이러한 기기들은 공공장소에서도 사용자의 요구에 의해 사용되고 있다. 따라서, 사용자 자신만이 상기 액정표시장치를 포함하는 휴대 기기를 이용하여 정보를 얻기를 희망하며, 상기 표시장치를 통해 보여지는 정보가 주변에 위치하는 타인에게는 보여지지 않기를 희망하고 있다.
따라서, 이러한 사용자의 요구에 의해 최근에는 서로 다른 2개의 시야각을 갖는 즉, VIC(viewing angle image control) 기술이 적용된 액정표시장치가 개발되고 있다.
이러한 VIC 기술이 적용된 액정표시장치(이한 VIC 액정표시장치라 칭함)는 그 내부적으로 화소영역별로 광시야각을 구현할 수 있도록 하는 화소영역과, 협시야각이 구현될 수 있는 화소영역을 각각 구성함으로서 구현할 수 있다.
하지만, 이러한 화소영역의 구성을 달리하는 구조를 갖는 VIC 액정표시장치의 경우 마스크 공정수가 증가하고 이에 의해 그 제조 방법이 복잡하므로 제조 비용이 상승되며, 제조 시간 또한 증가하므로 생산성이 저감되는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 표시영역 전체에 걸쳐 동일한 구조를 갖는 화소영역이 구성되어 제조공정을 단순화할 수 있으면서도 선택적으로 광시야각 및 협시야각 모드로 구동될 수 있는 VIC 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
또한, 광시야각 및 협시야각의 선택적 구동 시 큰 전압을 인가하지 않음으로써 소비전력을 저감시킬 수 있는 VIC 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따른 VIC 액정표시장치는, 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 구비된 쌍안정 광협 시야각 조절필름과; 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름 하부에 위치한 다수의 광학시트와; 상기 다수의 광학시트 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 콜레스테릭 액정층을 가지며, 상기 콜레스테릭 액정층은 광시야각 모드로 구현 시 포칼콘(focal cone) 상을 이루며 협시야각 모드로 구현 시 플라나(planar) 상을 이루는 것이 특징이다.
상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 제 1 베이스 필름과, 제 1 전극과, 상기 콜레스테릭 액정층과, 제 2 전극과, 제 2 베이스 필름을 포함하여 구성된다.
상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 그 내부에 구성된 상기 콜레스테릭 액정층이 상기 플라나(planar) 상을 이루도록 하기 위해 양의 값과 음의 값의 순차 반복하는 제 1 펄스파 형태의 파형을 갖는 전압을 상기 협시야각 모드로 구동시 최초 1회 인가하고, 상기 포칼콘(focal cone) 상을 이루도록 하기 위해 양의 값을 갖는 제 2 펄스파 형태의 파형을 갖는 전압을 광시야각 모드로 구동 시 최초 1회 인가하는 것이 특징이며, 이때, 상기 제 1 펄스파 또는 제 2 펄스파 형태의 파형을 갖는 전압을 인가 후에는 상기 제 1 및 제 2 전극이 0V 내지 2V의 전압차를 유지하도록 함으로서 상기 콜레스테릭 액정층이 상기 플라나(planar) 상 또는 상기 코칼콘 상을 유지하도록 하는 것이 특징이다.
상기 액정패널은, 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과; 상기 각 화소영역 내에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터의 일 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성된 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하며 구비된 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 내측면에 상기 화소영역에 대응하여 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층을 덮으며 형성된 공통전극과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
또한, 상기 다수의 광학시트는, 상기 백라이트 유닛의 상부에 순차적으로 확산시트와, 프리즘 상이 직교하는 형태로 배치된 제 1 및 제 2 프리즘 시트로 구성되며, 상기 백라이트는, 도광판과, 상기 도광판의 측면에 구비된 광원으로 구성된 것이 특징이다.
본 발명에 따른 VIC 액정표시장치는 광협 시야각 조절필름을 이용하여 광시야각 및 협시야각을 선택적으로 구현하는 구성을 가짐으로서 표시영역 전체에 걸쳐 동일한 구조를 갖는 화소영역이 구성되어 제조공정을 단순화하는 효과가 있다.
또한, 나아가 광시야각 및 협시야각의 선택적 구동 시 이를 유지시키기 위한 큰 전압을 인가하지 않아도 되므로 소비전력을 저감시키는 효과가 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 VIC 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명에 따른 VIC 액정표시장치(101)는 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(130)과 이들 두 기판(110, 130) 사이에 개재된 액정층(140)을 갖는 액정패널(102)과, 그 하부로 확산시트(151)와 제 1 및 제 2 프리즘 시트(153, 155)를 포함하는 광학시트(150)와, 램프 또는 LED 등 빛을 발산하는 광원(163) 및 반사시트(미도시)와 도광판(163)을 포함하는 백라이트 유닛(160)과, 상기 액정패널(102)과 광학시트(150) 사이에 위치하는 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)을 포함하여 구성되고 있다.
도면에는 나타내지 않았지만, 상기 어레이 기판(110)의 상기 컬러필터 기판(130)과 마주하는 내측면에는 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 형성되고 있으며, 각 화소영역(미도 시) 내의 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)의 교차지점 부근에는 박막트랜지스터(미도시)가 구비되어 있다. 이때 상기 박막트랜지스터(미도시)는 상기 어레이 기판(110)상에 순차 적층된 게이트 전극(미도시)과 게이트 절연막(미도시)과 반도체층(미도시)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(미도시)으로 구성되고 있으며, 상기 게이트 배선(미도시)은 상기 게이트 전극(미도시)과 연결되고 상기 데이터 배선(미도시)은 상기 드레인 전극(미도시)과 연결되고 있다. 또한, 각 화소영역(미도시) 내에는 상기 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 연결되며 화소전극(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 상기 어레이 기판(110)과 마주보는 상기 컬러필터 기판(130)의 내측면에는 상기 어레이 기판(110)에 구성된 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 그리고 박막트랜지스터(미도시) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(미도시)을 테두리하며 격자 형태를 갖는 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있으며, 이들 블랙매트릭스(미도시)로 둘러싸인 영역 내부에는 각 화소영역에 대응되어 순차 반복하며 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(미도시)을 포함하는 컬러필터층(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(미도시)와 컬러필터층(미도시)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(미도시)이 구비되어 있다.
그리고, 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(130)의 테두리에는 상기 액정층(140)의 누설을 방지하기 위하여 실란트(미도시)가 구비되고 있다. 또한, 이러한 구성을 갖는 액정패널(102)의 양 외측면에는 직교하는 편광축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판(111, 131)이 부착됨으로써 액정패널(102)을 이루고 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 액정패널(102)의 상기 어레이 기판(110)의 배면에는 본 발명의 가장 특징적인 구성으로서 광협시야각 조절이 가능한 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)이 구비되고 있다. 이의 구조 대해서는 추후 상세히 설명한다.
또한, 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170) 하부에는 서로 직교하는 프리즘 산(미도시)을 갖는 제 1 및 제 2 프리즘 시트(153, 155)와 확산시트(151)로 구성된 광학시트(150)가 구비되고 있으며, 상기 광학시트(150) 하부에는 도광판(163)과 그 측단에 구비된 광원(161)과 배면에 구비된 반사시트(미도시)를 포함하는 백라이트 유닛(160)이 구비되고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치에 이용되는 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)의 개략적인 단면도이다.
도시한 바와같이, 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)은 그 하부로부터 상부로 순차 적층된 형태로 제 1 베이스 필름(171)과, 제 1 전극(172)과, 콜레스테릭 액정층(175)와 제 2 전극(176)과 제 2 베이스 필름(177)으로 구성되고 있다.
이때 상기 콜레스테릭 액정층(175)은 인가되는 전압의 파형에 따라 그 상이 변하는 특성을 가지며, 이러한 콜레스테릭 액정층(175)의 상변이에 의해 선택적으로 광시야각 및 협시야각을 구현할 수 있는 것이 특징이다.
도 4a 내지 도 4c는 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)에 전압인가에 따는 3가지 상을 간략히 나타낸 도면이다.
도면에 나타낸 바와같이, 콜레스테릭 액정층(175)은 인가된 전압의 세기 또는 전기장의 세기에 따라 크게 플라나(planar) 상(도 4a), 포칼콘(focal cone) 상 (도 4b) 및 호모트로픽(homeotropic) 상(도 4c)을 갖게된다. 이때, 플라나(planar) 상태와 포칼콘(focal cone) 상은 거의 같은 수준의 전기장이 세기에서 발현되며, 상기 오모트로픽(homeotropic) 상태 상대적으로 매우 강한 전기장이 유지되는 경우 발현된다.
포칼콘(focal cone) 상에서는 그 특성상 콜레스테릭 액정분자의 배열 특성에 의해 그 내부에서 빛의 산란이 발생하여 최종적으로 시야각을 확대시키는 역할을 하며, 호모트로픽(homeotropic) 상에서는 입상되는 빛을 그대로 통과시킴으로써 시야각 확장이 발생하지 않음으로서 상대적으로 협시야각을 구현시키는 역할을 한다. 플라나(planar) 상태는 그 내부에서 빛의 산란은 발생하지 않고, 그대로 빛을 투과시키거나 또는 선택적으로 반사시키는 역할을 한다.
따라서, 이러한 구성을 갖는 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)에 대해 콜레스테릭 액정층(175)이 포칼콘(focal cone) 상태와 호모트로픽(homeotropic) 상을 갖도록 함으로서 액정표시장치가 선택적으로 광시야각 및 협시야각 구현을 할 수 있다.
하지만, 이렇게 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)에 있어 포칼콘(focal cone) 상태와 호모트로픽(homeotropic) 상태를 이용하여 광협시야각을 구현 할 경우 전력 소비가 심하게 발생된다. 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170) 내의 콜레스테릭 액정층(175)이 호모트로픽(homeotropic) 상태를 구현하기 위해서는 상기 제 1 및 제 2 전극간의 전위차가 30V 내지 40V정도가 되어야 하며, 이러한 전압 차이를 갖는 계속 유지시켜야 호모트로픽(homeotropic) 상을 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 있어서는 이러한 심한 전력 소비의 문제를 해결하기 위해 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)에 있어 플라나(planar) 상태와 포칼콘(focal cone) 상태를 구현하여 협시야각 및 광시야각을 구현하는 것을 특징으로 한다.
콜레스테릭 액정층(175)에 있어 플라나(planar) 상태와 포칼콘(focal cone) 상태는 상온에서 지속적인 전기장이 가하지 않아도 최초 한번만 특정 파형의 전압이 인가되면 그 상태를 계속 유지할 수 있는 것이 특징이다.
즉, 지속적으로 상대적으로 큰 값을 갖는 전압을 계속적으로 인가해야 그 상태가 유지되는 호모트로픽(homeotropic) 상태와는 달리 상기 플라나(planar) 상과 포칼콘(focal cone) 상은 최초 인가된 전압 파형에 의해 2개의 상중 어느 하나의 상이 발현되며, 이후 상기 호모트로픽(homeotropic) 상태와는 달리 특정 파형의 전압이 지속적으로 인가되지 않더라도 이러한 상을 그대로 유지하는 특징을 갖는다. 나아가 매우 약한 전기장이 인가되는 경우 더욱 안정적으로 상기 플라나(planar) 또는 포칼콘(focal cone) 상을 유지할 수 있다. 호모트로픽(homeotropic) 상태를 유지하기 위해서는 상기 제 1 및 제 2 전극이 35V 내지 40V정도의 전위차를 갖도록 전압을 인가해야 하지만, 상기 플라나(planar) 또는 포칼콘(focal cone) 상은 0V 내지 2V정도의 크기를 갖는 특정 파형을 갖는 전압(0V의 경우, 즉 전압을 인가하지 않아도 그 상을 유지할 수 있음)을 인가하는 경우 안정적으로 유지될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 있어서는 이러한 콜레스테릭 액정의 특성을 이용하여 광시야각 모드 및 협시야각 모드를 구현할 수 있는 액정표시장치를 제공하 고 있는 것이 특징이다.
이러한 콜레스테릭 액정의 플라나(planar) 상과 포칼콘(focal cone) 상을 이용하는 경우, 포칼콘(focal cone) 상은 백라이트로부터 입사되는 빛의 대부분에 대해 산란을 발생시켜 상부로 투과시키는 역할을 하게 되므로 문제되지 않지만, 플라나(planar) 상의 경우 선택적인 반사와 투과가 동시에 발생하므로 특정 파장대의 빛에 대해 선택적 반사가 발생하게 되어 휘도 저하가 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서는 이러한 플라나(planar) 상을 이용할 때의 휘도 저하 문제를 해결하고자 가시광선 대역의 파장을 갖는 빛에 전면 투과가 발현되도록 상기 콜레스테릭 액정의 회전피치를 조절 조절한 것을 특징으로 한다.
콜레스테릭 액정의 회전피치는 도펀트를 첨가하거나 또는 자외선을 쬐임으로써 특정 파장대에 대해 선택반사를 일으키도록 조절될 수 있다.
도 5는 콜레스테릭 액정의 플라나(planar) 상태에서의 파장 변화에 따른 반사율을 나타내 그래프이며, 도 6은 콜레스테릭 액정의 회전피치 변화에 따른 밴드 폭의 위치 변화를 나타낸 그래프이다.
우선 도 5를 참조하면, 플라나(planar) 상을 갖는 콜레스테릭 액정의 경우 특정 파장값을 갖는 빛에 대응하여 급격한 반사가 발생하게 됨을 알 수 있다. 이때 급격한 반사가 발생하는 부분의 파장대의 폭(이를 밴드폭이라 칭함) 콜레스테릭 액정의 회전 피치와 굴절율에 의해 결정되며, 굴절율은 액정의 물성에 의해 결정되므로 회전피치를 조절함으로써 상기 밴드폭의 위치를 조절할 수 있다.
도 6을 참조하면, 콜레스테릭 액정층에 대해 자외선을 특정시간 조사하거나 또는 도퍼트를 첨가하여 회전피치의 파장대를 변경시킴으로써 급격한 반사가 발생하는 밴드폭의 위치를 옮길 수 있다. 회전피치가 350nm에서 220nm로 작아질수록 반사되는 파장의 영역이 가시광선의 파장대(통상 430nm 내지 680nm)에서 자외선의 파장대(430nm 이하의 영역)로 이동되고 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 VIC 액정표시장치는 전술한 특성을 갖는 콜레스테릭 액정층을 구비한 쌍안정 광협 시야각 조절필름을 포함하도록 하고, 상기 콜레스테릭 액정층이 플라나(planar) 상 또는 포칼콘(focal cone) 상을 갖도록 선택적으로 특정 형태의 파형을 갖는 전압을 인가하여 구동함으로서 광시야각 및 협시야각을 구현하도록 하고 있는 것이 특징이다.
도 7a는 콜레스테릭 액정이 플라나(planar) 상을 이루도록 하는 전압 파형이며, 도 7b는 콜레스테릭 액정이 포칼콘(focal cone) 상을 이루도록 하는 전압 파형을 도시한 것이다.
도 7a에 도시한 바와같이, 콜레스테릭 액정이 플라나(planar) 상을 이루도록 하는 경우 OV를 기준으로 순차적으로 양의 값과 음의 값의 순차 반복하는 펄스파 형태의 전압 파형을 가지며, 포칼콘(focal cone) 상을 이루도록 하는 경우의 전압파형은 양의 값을 갖는 펄스파 형태가 되고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치에 있어서, 광시야각 모드로 구현하는 경우 도 7b에 도시한 양의 펄스파 형태를 갖는 전압을 최초 1회 인가함으로써 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름 내의 콜레스테릭 액정이 포칼콘(focal cone) 상을 이루도록 하며, 협시야각 모드로 구현하는 경우 도 7a에 도시한 양과 음이 교대 하는 펄스파 형태를 갖는 전압을 최초 1회 인가함으로써 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름 내의 콜레스테릭 액정이 플라나(planar) 상을 이루도록 함으로써 구현할 수 있다.
도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치가 협시야각 모드와 광시야각 모드로 구현 했을 경우 광의 분포를 나타낸 도면이다.
도 8a에 도시한 바와같이, 백라이트 유닛(160)으로 나온 빛은 다수의 광학시트(150)를 통과하며 집광되어짐을 보이고 있으며 최종적으로 광학시트(150)를 투과한 빛은 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)을 통과후에도 상기 광학필름을 투과한 상태의 빛의 분토를 갖게 됨을 알 수 있다. 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)을 통과한 빛은 상기 액정패널(102)을 그 분포 형태 그대로를 유지하며 통과함으로써 협시야각을 구현하게 됨을 알 수 있다.
한편 도 8b를 참조하면, 백라이트 유닛(160)으로 나온 빛은 다수의 광학시트(150)를 통과하며 집광되어짐을 보이고 있으며, 이러한 집광된 형태의 분포를 갖는 빛은 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170) 내부로 입사하게 되고, 그 내부에는 포칼콘(focal cone) 상을 갖는 콜레스테릭 액정층(175)에 의해 산란되어 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170)을 투과한 후에는 상기 광학시트(150)를 투과한 빛의 분포대비 더욱 퍼진 형태의 빛의 분포를 갖게 되며, 이러한 확산된 분포 특성을 갖는 빛은 상기 액정패널(102)을 투과함으로써 광시야각을 구현하게 됨을 알 수 있다.
이 경우 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름(170) 내에서 콜레스테릭 액정 층(175)이 플라나(planar) 상을 갖도록 하는 경우와 포칼콘(focal cone) 형태를 갖도록 하는 경우는 최초 1회의 특정 파형을 갖는 전압을 인가함으로써 전환이 가능하며, 이후 지속적은 전압인가는 필요로 하지 않으므로 큰 전력 소비 없이 협시야각 및 광시야각 모드를 선택적으로 구현할 수 있는 것이 특징이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치에 이용되는 쌍안정 광협 시야각 조절필름의 개략적인 단면도.
도 4a 내지 도 4c는 쌍안정 광협 시야각 조절필름에 전압인가에 따는 3가지 상을 간략히 나타낸 도면.
도 5는 콜레스테릭 액정의 플라나(planar) 상태에서의 파장 변화에 따른 반사율을 나타내 그래프.
도 6은 콜레스테릭 액정의 회전피치 변화에 따른 밴드 폭의 위치 변화를 나타낸 그래프.
도 7a는 콜레스테릭 액정이 플라나(planar) 상을 이루도록 하는 전압 파형이며, 도 7b는 콜레스테릭 액정이 포칼콘(focal cone) 상을 이루도록 하는 전압 파형을 도시한 도면.
도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 VIC 액정표시장치가 협시야각 모드와 광시야각 모드로 구현 했을 경우 광의 분포를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : VIC 액정표시장치 102 : 액정패널
110 : 어레이 기판 130 : 컬러필터 기판
105 : 광학시트 151 : 확산시트
153 : 제 1 프리즘 시트 155 : 제 2 프리즘 시트
160 : 백라이트 유닛 161 : 광원
163 : 도광판

Claims (7)

  1. 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 구비된 쌍안정 광협 시야각 조절필름과;
    상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름 하부에 위치한 다수의 광학시트와;
    상기 다수의 광학시트 하부에 위치하는 백라이트 유닛
    을 포함하며, 상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 콜레스테릭 액정층을 가지며, 상기 콜레스테릭 액정층은 광시야각 모드로 구현 시 포칼콘(focal cone) 상을 이루며 협시야각 모드로 구현 시 플라나(planar) 상을 이루는 것이 특징인 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 제 1 베이스 필름과, 제 1 전극과, 상기 콜레스테릭 액정층과, 제 2 전극과, 제 2 베이스 필름을 포함하여 구성된 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 쌍안정 광협 시야각 조절필름은 그 내부에 구성된 상기 콜레스테릭 액 정층이 상기 플라나(planar) 상을 이루도록 하기 위해 양의 값과 음의 값의 순차 반복하는 제 1 펄스파 형태의 파형을 갖는 전압을 상기 협시야각 모드로 구동시 최초 1회 인가하고, 상기 포칼콘(focal cone) 상을 이루도록 하기 위해 양의 값을 갖는 제 2 펄스파 형태의 파형을 갖는 전압을 광시야각 모드로 구동 시 최초 1회 인가하는 것이 특징인 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스파 또는 제 2 펄스파 형태의 파형을 갖는 전압을 인가 후에는 상기 제 1 및 제 2 전극이 0V 내지 2V의 전압차를 유지하도록 함으로서 상기 콜레스테릭 액정층이 상기 플라나(planar) 상 또는 상기 코칼콘 상을 유지하도록 하는 것이 특징인 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널은,
    제 1 기판과;
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과;
    상기 각 화소영역 내에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터의 일 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성된 화소전극과;
    상기 제 1 기판과 마주하며 구비된 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판 내측면에 상기 화소영역에 대응하여 형성된 컬러필터층과;
    상기 컬러필터층을 덮으며 형성된 공통전극과;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재된 액정층
    을 포함하는 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 광학시트는, 상기 백라이트 유닛의 상부에 순차적으로 확산시트와, 프리즘 상이 직교하는 형태로 배치된 제 1 및 제 2 프리즘 시트로 구성된 것이특징인 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트는, 도광판과, 상기 도광판의 측면에 구비된 광원으로 구성된 것이 특징인 VIC(viewing angle image control) 액정표시장치.
KR1020090102510A 2009-10-27 2009-10-27 액정표시장치 KR20110045803A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090102510A KR20110045803A (ko) 2009-10-27 2009-10-27 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090102510A KR20110045803A (ko) 2009-10-27 2009-10-27 액정표시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110045803A true KR20110045803A (ko) 2011-05-04

Family

ID=44240802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090102510A KR20110045803A (ko) 2009-10-27 2009-10-27 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110045803A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130055205A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 엘지디스플레이 주식회사 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 구동방법
WO2014104809A1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-03 제일모직 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치
WO2017074371A1 (en) * 2015-10-29 2017-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display control in display devices
KR20170068642A (ko) * 2015-12-09 2017-06-20 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20180127569A (ko) * 2017-05-18 2018-11-29 엘지디스플레이 주식회사 반사형 액정 필름 및 이를 포함하는 표시장치
CN113031319A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 和硕联合科技股份有限公司 显示装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130055205A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 엘지디스플레이 주식회사 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 구동방법
WO2014104809A1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-03 제일모직 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 광학표시장치
WO2017074371A1 (en) * 2015-10-29 2017-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display control in display devices
US10162211B2 (en) 2015-10-29 2018-12-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display control in display devices
KR20170068642A (ko) * 2015-12-09 2017-06-20 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20180127569A (ko) * 2017-05-18 2018-11-29 엘지디스플레이 주식회사 반사형 액정 필름 및 이를 포함하는 표시장치
CN113031319A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 和硕联合科技股份有限公司 显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10725228B2 (en) Electronic device display with switchable film structures
WO2016195786A1 (en) Electronic device display with switchable film structures
CN109656052B (zh) 液晶显示面板及其制作方法和显示装置
US8610845B2 (en) Display device having color filter and polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) layer
WO2009139199A1 (ja) 液晶表示装置
WO2017152521A1 (zh) 显示装置
US20150205163A1 (en) Transflective liquid crystal display device
WO2017170400A1 (ja) スイッチングミラーパネル、及び、スイッチングミラーデバイス
JP2008286993A (ja) 表示装置
KR20110045803A (ko) 액정표시장치
CN111679464A (zh) 视角可切换的显示装置
KR20080003072A (ko) 협시야각 표시장치 및 광/협시야각 전환이 가능한 표시장치
CN215813616U (zh) 视角可切换的显示装置
CN112540474B (zh) 宽窄视角可切换的显示装置
CN211426986U (zh) 一种显示装置
KR20080094286A (ko) 액정표시장치
US8310605B2 (en) Liquid-crystal display apparatus
KR20070001717A (ko) 시야각 조절이 가능한 표시장치 및 그 제조방법
TWI304497B (ko)
KR101191760B1 (ko) 협시야각모드 전환이 가능한 액정표시장치
CN1979284A (zh) 液晶显示器
KR101274027B1 (ko) 표시패널 및 이를 갖는 표시장치
CN219758605U (zh) 多功能显示面板及多功能显示装置
JP4602961B2 (ja) 液晶表示装置
CN219758625U (zh) 一种液晶显示模组和显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination