KR20110115155A - 개선된 시야각 및 컬러 시프트를 위한 의사 멀티 도메인 설계 - Google Patents

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KR20110115155A
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Abstract

본 명세서의 양태들은 "의사 멀티 도메인" 효과를 제공하기 위해, FFS(fringe field switching) LCD와 같은 LCD 장치(34)의 단위 화소들(60)에서 구현될 수 있는 싱글 도메인 전극 구성에 관한 것으로, 여기에서는 종래의 싱글 도메인 및 멀티 도메인 화소 구성 장치 둘 다의 이득이 유지된다. 본 기술의 양태들에 따르면, 싱글 도메인 단위 화소들(60)은 각각의 주사 라인, 데이터 라인 또는 주사 및 데이터 라인 둘 다의 결합을 따라 상이한 각도의 화소 전극들(110)의 교대하는 및/또는 주기적인 배열을 제공하기 위해, LCD 패널의 수직축(예를 들어, y축)에 대해 상이한 방향들로 치우치거나 기울어진다. 이러한 방식으로, 종래의 멀티 도메인 LCD 패널에 전형적인 개선된 시야각 및 컬러 시프트 특성들을 가능하게 하면서, 종래의 싱글 도메인 LCD 패널(34)의 투과율이 유지될 수 있다.

Description

개선된 시야각 및 컬러 시프트를 위한 의사 멀티 도메인 설계{PSEUDO MULTI-DOMAIN DESIGN FOR IMPROVED VIEWING ANGLE AND COLOR SHIFT}
본 명세서의 실시예들은 일반적으로 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 액정 디스플레이(LCD) 장치에 관한 것이다.
본 섹션은 이하에 설명되고/거나 청구되는 본 기술들의 다양한 양태들에 관련될 수 있는 기술분야의 다양한 측면들을 독자에게 소개하도록 의도된 것이다. 본 논의는 본 명세서의 다양한 양태들을 더 잘 이해하는 것을 쉽게 하기 위해, 독자에게 배경 정보를 제공하는 데에 있어서 도움이 될 것으로 생각된다. 따라서, 이 서술은 종래 기술의 인정으로서가 아니라 이러한 견지에서 읽혀져야 하는 것으로 이해되어야 한다.
액정 디스플레이(LCD)는 텔레비전, 컴퓨터 및 핸드핼드형 장치(예를 들어, 셀룰러 전화기, 오디오 및 비디오 플레이어, 게이밍 시스템 등)과 같은 소비자 가전을 포함하는 광범위하게 다양한 전자 장치들을 위한 스크린 또는 디스플레이로서 흔하게 이용된다. 그러한 LCD 장치들은 전형적으로 다양한 전자 제품들에서 이용하기에 적합한 비교적 얇은 패키지로 된 평면 디스플레이를 제공한다. 또한, 그러한 LCD 장치들은 전형적으로 비슷한 디스플레이 기술들보다 더 적은 전력을 이용하여, 배터리에 의해 전력을 공급받는 장치들에서, 또는 전력 사용을 최소화하는 것이 바람직한 다른 맥락들에서 이용하기에 적합하게 된다. LCD 장치는 전형적으로 매트릭스로 배열된 복수의 단위 화소를 포함한다. 단위 화소들은 사용자에 의해 감지될 수 있는 이미지를 디스플레이하기 위해 주사 라인 및 데이터 라인 회로에 의해 구동될 수 있다.
FFS(fringe-field switching) LCD 디스플레이 패널의 종래의 단위 화소들은 멀티 도메인(multi-domain) 또는 싱글 도메인(single-domain) 구성을 이용할 수 있으며, 전형적으로 스트립 형상 또는 손가락 형상의 화소 전극들을 포함할 수 있다. 화소 전극들은 일반적으로 광원의 적어도 일부가 화소들 내의 액정 재료를 통과하는 것을 허용하는 전기장을 생성하기 위해 트랜지스터들에 의해 제어된다. 종래의 싱글 도메인 화소 구성에서, 화소 전극들이 일반적으로 서로에 평행하게 배열되어, LCD 패널 내의 모든 화소 전극들이 동일 방향으로 배향되게 된다. 일반적으로, 이에 의해, 싱글 도메인 단위 화소 내에서 발생된 전기장들이 단위 화소 전체에 걸쳐서 동일한 방향으로 있게 되고, 그에 의해 멀티 도메인 화소 구성에 비해 더 높은 광 투과율을 제공한다. 그러나, 종래의 싱글 도메인 화소 구성은 일반적으로 멀티 도메인 구성에 비교하여 불량한 시야각 및 컬러 시프트 특성을 제공한다.
종래의 멀티 도메인 화소 구성에서, 각각의 단위 화소 내의 화소 전극들은 하나보다 많은 방향으로 배향될 수 있다. 이러한 방식으로, LCD 패널의 전체적인 시야각 및 컬러 시프트 특성이 개선될 수 있다. 그러나, 전기장들의 상이한 방향들로 인해, 멀티 도메인 단위 화소들의 광 투과성 부분들에 디스클리네이션들(disclinations)이 유발될 수 있다. 그러한 디스클리네이션은 화소를 통해 투과되는 광의 일부분을 차단하여 LCD 패널의 전체적인 투과율을 감소시킬 수 있다는 점에서 특히 문제가 된다.
여기에 개시된 실시예들의 일부 양태들은 예로서 이하에 요약된다. 이러한 양태들은 단지 여기에 개시된 및/또는 청구된 다양한 기술들이 취할 수 있는 일부 형태들의 간략한 개요를 독자에게 제공하기 위해 제시된 것일 뿐이며, 이러한 양태들은 여기에 개시된 및/또는 청구된 임의의 기술의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아님을 이해해야 한다. 실제로, 여기에 개시된 및/또는 청구된 임의의 기술은 이하에 제시되지 않을 수 있는 다양한 양태들을 포괄할 수 있다.
본 명세서는 일반적으로 "의사 멀티 도메인(pseudo-multi-domain)" 효과를 제공하기 위해, FFS(fringe field switching) LCD와 같은 LCD 장치의 단위 화소들에서 구현될 수 있는 싱글 도메인 전극 구성에 관한 것으로, 여기에서는 종래의 싱글 도메인 및 멀티 도메인 화소 구성 장치들 둘 다의 이득이 유지된다. 본 기술의 양태들에 따르면, (멀티 도메인 패널 투과율에 반대되는 것으로서) 종래의 싱글 도메인 LCD 패널들에 전형적인 비교적 높은 투과율(멀티 도메인 투과율에 반대됨)을 유지하기 위해, 싱글 도메인 단위 화소들이 제공된다. 일 실시예에서, 싱글 도메인 단위 화소들은 각각의 주사 라인, 데이터 라인 또는 주사 및 데이터 라인 둘 다의 결합을 따라 상이한 각도의 화소 전극들의 교대하는 및/또는 주기적인 배열을 제공하기 위해, LCD 패널의 수직축(예를 들어, y축)에 대해 상이한 방향들로 치우치거나 기울어질 수 있다. 이러한 방식으로, 종래의 멀티 도메인 LCD 패널에 전형적인 개선된 시야각 및 컬러 시프트 특성들을 가능하게 하면서, 종래의 싱글 도메인 LCD 패널의 투과율이 유지될 수 있다.
본 명세서의 다양한 양태들에 관련하여, 위에 언급된 특징들의 다양한 개선들이 존재할 수 있다. 다른 특징들도 물론 이러한 다양한 양태들에 포함될 수 있다. 이러한 개선들 및 추가의 특징들은 개별적으로, 또는 임의의 조합으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 설명된 실시예들 중 하나 이상에 관련하여 이하에 논의되는 다양한 특징들은 본 명세서의 위의 설명된 양태들 중 임의의 것에 단독으로 또는 임의의 조합으로 포함될 수 있다. 다시, 위에 제시된 간략한 개요는 청구되는 발명의 주제에 대한 제한 없이, 단지 독자가 본 명세서의 일부 양태들 및 실시예들의 맥락에 친숙해지게 하도록 의도된 것일 뿐이다.
이러한 것들과 그 외의 본 명세서의 특징들, 양태들 및 이점들은, 일부 예시적인 실시예들에 관한 이하의 상세한 설명을, 도면들 전체에 걸쳐서 유사한 기호들이 유사한 부분들을 나타내고 있는 첨부 도면을 참조하여 읽으면 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 명세서의 양태들에 따른 전자 장치의 예시적인 컴포넌트들을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 양태들에 따른 핸드핼드형 전자 장치의 정면도이다.
도 3은 본 명세서의 양태들에 따른 컴퓨터의 도면이다.
도 4는 본 명세서의 양태들에 따른 LCD 디스플레이 패널의 단위 화소의 예시적인 층들의 분해도이다.
도 5는 본 명세서의 양태들에 따른 LCD 디스플레이 패널과 함께 이용될 수 있는 스위칭 및 디스플레이 회로를 도시한 회로도이다.
도 6은 본 명세서의 양태들에 따른 LCD 디스플레이 패널의 단위 화소의 내부 측단면도이다.
도 7은 본 명세서의 양태들에 따른 2개의 인접한 단위 화소에 대응하는 전극 배치의 단순화된 평면도이다.
도 8은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 LCD 디스플레이 패널의 일부분의 상세 평면도이다.
도 9는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 LCD 디스플레이 패널의 일부분의 상세 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 명세서의 다른 실시예들에 따른 LCD 디스플레이 패널의 일부분의 단순화된 평면도들이다.
도 11은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 LCD 디스플레이 패널의 일부분의 상세한 평면도이다.
이하에서는, 본 명세서의 하나 이상의 구체적인 실시예가 설명될 것이다. 이러한 설명된 실시예들은 현재 개시되는 기술들의 예시일 뿐이다. 또한, 이러한 예시적인 실시예들의 구체적인 설명을 제공하기 위한 노력으로, 실제 구현의 모든 특징들이 명세서 내에 설명되지는 않을 수도 있다. 임의의 공학기술 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 임의의 그러한 실제 구현의 개발에서는, 시스템 관련 및 비지니스 관련 제약들의 준수와 같은 구현마다 다를 수 있는 개발자의 구체적인 목표를 달성하기 위해, 다수의 구현 특유의 결정이 이루어져야 함을 알아야 한다. 또한, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 명세서의 혜택을 받는 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서는 설계, 제조 및 제작의 일상적인 일일 것임을 알아야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들의 구성요소들을 소개할 때, 관사들("a", "an", "the" 및 "said")은 그 구성요소들이 하나 이상 존재함을 의미하도록 의도된다. "포함한다(comprising, including)" 및 "갖는다(having)"는 용어는 포괄적인 것으로 의도되며, 나열된 구성요소들 이외의 추가의 요소들이 존재할 수 있음을 의미하도록 의도된다.
이러한 상기의 특징들을 염두에 두고서, 본 명세서의 양태들에 따른 의사 멀티 도메인 특성들을 구현할 수 있는 LCD 디스플레이를 이용하는 적합한 전자 장치들의 개략적인 설명이 이하에 제공된다. 도 1에는, 본 기술과 함께 이용하기에 적합한 전자 장치들 내에 존재할 수 있는 다양한 컴포넌트들을 도시한 블록도가 제공된다. 도 2에는, 여기에서 핸드핼드형 전자 장치로서 제공되는 적합한 전자 장치의 일례가 도시되어 있다. 도 3에는, 여기에서 컴퓨터 시스템으로서 제공되는 적합한 전자 장치의 다른 예가 도시되어 있다. 이러한 유형의 전자 장치들, 및 비슷한 디스플레이 능력을 제공하는 다른 전자 장치들은 본 기술과 함께 이용될 수 있다.
적합한 전자 장치의 예는 장치의 기능에 기여하는 다양한 내부 및/또는 외부 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 도 1은 그러한 전자 장치(10) 내에 존재할 수 있으며 장치(10)가 여기에 논의되는 기술들에 따라 기능하는 것을 허용할 수 있는 컴포넌트들을 도시한 블록도이다. 본 기술분야에 통상의 지식을 가진 자들은 도 1에 도시된 다양한 기능 블록들이 하드웨어 요소들(회로를 포함), 소프트웨어 요소들(컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 컴퓨터 코드를 포함), 또는 하드웨어 및 소프트웨어 요소 둘다의 조합을 포함할 수 있음을 알 것이다. 또한, 도 1은 구체적인 구현의 일례일 뿐이며, 장치(10) 내에 존재할 수 있는 컴포넌트들의 유형들을 설명하도록 의도된 것일 뿐임에 더 유의해야 한다. 예를 들어, 현재 설명되는 실시예에서, 이러한 컴포넌트들은 디스플레이(12), I/O 포트(14), 입력 구조물(16), 하나 이상의 프로세서(18), 메모리 장치(20), 비휘발성 저장소(22), 확장 카드(들)(24), 네트워킹 장치(26) 및 전원(28)을 포함할 수 있다.
이러한 컴포넌트들 각각에 관련하여, 디스플레이(12)는 장치(10)에 의해 생성되는 다양한 이미지를 디스플레이하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이(12)는 액정 디스플레이(LCD)일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(12)는 FFS(fringe field switching), IPS(in-plane switching), 또는 그러한 LCD 장치들을 동작시키는 데에 유용한 다른 기술들을 이용하는 LCD일 수 있다. 또한, 전자 장치(10)의 일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 장치(10)를 위한 제어 인터페이스의 일부로서 이용될 수 있는 터치스크린과 같은 터치 감지형 소자와 함께 제공될 수 있다.
I/O 포트들(14)은 전원, 헤드셋 또는 헤드폰, 또는 다른 전자 장치(예를 들어, 핸드핼드 장치 및/또는 컴퓨터, 프린터, 프로젝터, 외장 디스플레이, 모뎀, 도킹 스테이션 등)와 같은 다양한 외부 장치에 접속하도록 구성된 포트들을 포함할 수 있다. I/O 포트들(14)은 USB(universal serial bus) 포트, 비디오 포트, 직렬 접속 포트, IEEE-1394 포트, 이더넷 또는 모뎀 포트, 및/또는 AC/DC 전력 접속 포트와 같은 임의의 인터페이스 유형을 지원할 수 있다.
입력 구조물(16)은 사용자 입력 또는 피드백이 프로세서(18)에 제공되게 하는 다양한 장치, 회로 및 경로를 포함할 수 있다. 그러한 입력 구조물(16)은 장치(10)의 기능, 장치(10) 상에서 실행 중인 애플리케이션들, 및/또는 전자 장치(10)에 접속되거나 그에 의해 이용되는 임의의 인터페이스들 또는 장치들을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 입력 구조물(16)은 사용자가 디스플레이된 사용자 인터페이스 또는 애플리케이션 인터페이스를 네비게이트하는 것을 허용할 수 있다. 입력 구조물(16)의 예는 버튼, 슬라이더, 스위치, 제어 패드, 키, 노브(knob), 스크롤 휠, 키보드, 마우스, 터치패드 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 터치 감지 메커니즘이 디스플레이(12)와 함께 제공되는 터치 스크린의 경우에서와 같이, 입력 구조물(16)과 디스플레이(12)가 함께 제공될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 사용자는 터치 감지 메커니즘을 통해, 디스플레이된 인터페이스 요소들을 선택하거나 그와 상호작용할 수 있다. 이러한 방식으로, 디스플레이된 인터페이스는 상호작용 기능성을 제공하여, 사용자가 디스플레이(12)를 터치함으로써 디스플레이된 인터페이스를 네비게이트하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(12) 상에 디스플레이된 사용자 또는 애플리케이션 인터페이스와 상호작용하는 것과 같은 입력 구조물(16)과의 사용자 상호작용은 사용자 입력을 나타내는 전기 신호들을 발생시킬 수 있다. 이러한 입력 신호들은 추가의 처리를 위해, 입력 허브 또는 데이터 버스와 같은 적합한 경로를 경유하여 하나 이상의 프로세서(18)에 라우팅될 수 있다.
입력 구조물(들)(16)을 통해 수신된 다양한 입력 신호들을 처리하는 것에 더하여, 프로세서(들)(18)는 장치(10)의 일반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(들)(18)는 운영 체제, 프로그램, 사용자 및 애플리케이션 인터페이스, 및 전자 장치(10)의 임의의 다른 기능들을 실행하기 위한 처리 능력을 제공할 수 있다. 프로세서(들)(18)는 하나 이상의 "범용" 마이크로프로세서, 하나 이상의 특수 목적 마이크로프로세서들 및/또는 애플리케이션-특정 마이크로프로세서들(application-specific microprocessors, ASICs), 또는 그러한 처리 컴포넌트들의 소정의 조합과 같은 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(18)는 그래픽 프로세서, 비디오 프로세서, 오디오 프로세서 및/또는 관련 칩셋뿐만 아니라, 하나 이상의 명령어 세트(RISC) 프로세서를 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 프로세서(들)(18)는 장치(10)의 다양한 컴포넌트들 간에서 데이터 및 명령어를 전달하기 위한 하나 이상의 데이터 버스에 연결될 수 있다.
프로세서(들)(18)에 의해 처리될 명령어 또는 데이터는 메모리(20)와 같은 컴퓨터 판독가능 매체 내에 저장될 수 있다. 그러한 메모리(20)는 RAM(random access memory)과 같은 휘발성 메모리로서, 또는 ROM(read-only memory)과 같은 비휘발성 메모리로서, 또는 하나 이상의 RAM 및 ROM 장치의 조합으로서 제공될 수 있다. 메모리(20)는 다양한 정보를 저장할 수 있으며, 다양한 목적을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 메모리(20)는 BIOS(basic input/output system), 운영 체제, 다양한 프로그램, 애플리케이션, 또는 사용자 인터페이스 기능, 프로세서 기능 등을 포함하는 전자 장치(10) 상에서 실행될 수 있는 임의의 다른 루틴과 같은 전자 장치(10)를 위한 펌웨어를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(20)는 전자 장치(10)의 동작 동안 버퍼링 또는 캐싱을 위해 이용될 수 있다.
메모리(20)에 더하여, 장치(10)는 데이터 및/또는 명령어들의 영구적인 저장을 위해 비휘발성 저장소(22)를 더 포함할 수 있다. 비휘발성 저장소(22)는 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 임의의 다른 광학, 자기 및/또는 고상 저장 매체, 또는 그들의 소정 조합을 포함할 수 있다. 비휘발성 저장소(22)는 펌웨어, 데이터 파일, 소프트웨어 프로그램 및 애플리케이션, 무선 접속 정보, 개인 정보, 사용자 개인설정, 및 임의의 다른 적합한 데이터와 같은 데이터 파일들을 저장하기 위해 이용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예는 하나 이상의 카드 또는 확장 슬롯을 더 포함할 수 있다. 카드 슬롯은 추가 메모리, I/O 기능성 또는 네트워크 기능성과 같은 기능성을 전자 장치(10)에 추가하기 위해 이용될 수 있는 확장 카드(24)를 수용하도록 구성될 수 있다. 그러한 확장 카드(24)는 임의의 유형의 적합한 커넥터를 통해 장치에 접속할 수 있으며, 전자 장치(10)의 하우징에 대하여 내부적으로 또는 외부적으로 액세스될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 확장 카드(24)는 SD(SecureDigital) 카드, 미니 또는 마이크로SD, 컴팩트 플래시 카드, MMC(Multimedia card) 등과 같은 플래시 메모리 카드일 수 있다. 또한, 확장 카드(24)는 이동 전화 능력을 제공하는 전자 장치(10)의 실시예와 함께 이용하기 위한 SIM(Subscriber Identity Module) 카드일 수 있다.
도 1에 도시된 컴포넌트들은 네트워크 제어기 또는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 같은 네트워크 장치(26)도 포함한다. 일 실시예에서, 네트워크 장치(26)는 임의의 802.11 표준 또는 임의의 다른 적합한 무선 네트워킹 표준을 통한 무선 접속성을 제공하는 무선 NIC일 수 있다. 네트워크 장치(26)는 전자 장치(10)가 LAN(Local Area Network), 3G 데이터 네트워크(예를 들어, IMT-2000 표준에 기반을 두는 것)를 위한 EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 네트워크와 같은 WAN(Wide Area Network) 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통해 통신하는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로, 네트워크 장치(26)는 Bluetooth® 네트워크, IEEE 802.15.4(예를 들어, ZigBee) 네트워크 또는 UWB(ultra wideband network)와 같은 개인 영역 네트워크(personal area network)로의 접속성을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크 장치(26)는 ISO 18092, ISO 21481 또는 TransferJet® 프로토콜과 같은 하나 이상의 표준에 따라 동작하는 NFC(near-field communication) 인터페이스를 이용하는 근거리 통신(close-range communications)을 더 가능하게 할 수 있다.
이해될 바와 같이, 장치(10)는 휴대용 전자 장치, 개인용 컴퓨터, 프린터 등과 같은 공통 네트워크 상의 임의의 장치에 접속하고, 그와 데이터를 주고 받기 위해 네트워크 장치(26)를 이용할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 전자 장치(10)는 네트워크 장치(26)를 포함하지 않을 수 있다. 그러한 실시예에서, NIC는 위에서 설명된 것과 같은 유사한 네트워킹 능력을 제공하기 위해 확장 카드(24)로서 추가될 수 있다.
또한, 컴포넌트들은 전원(28)도 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전원(28)은 리튬 이온 폴리머 배터리와 같은 하나 이상의 배터리로서 제공될 수 있다. 배터리는 사용자 제거가능형일 수 있거나, 전자 장치(10)의 하우징 내에 고정될 수 있고 재충전가능형일 수 있다. 추가적으로, 전원(28)은 전기 콘센트에 의해 제공되는 것과 같은 AC 전력을 포함할 수 있고, 전자 장치(10)는 하나 이상의 배터리가 존재하는 경우에는 그것을 재충전하기 위해서도 이용될 수 있는 전력 어댑터를 통해 전원(28)에 접속될 수 있다.
상기를 염두에 두고서, 도 2는 여기에서 셀룰러 전화기로서 제공되는 휴대용 핸드핼드형 장치(30)의 형태로 된 전자 장치(10)를 도시하고 있다. 예시된 장치(30)가 일반적으로는 셀룰러 전화기의 맥락에서 설명되지만, 몇몇 예를 들자면, 음악 및/또는 비디오를 재생하기 위한 디지털 미디어 플레이어, 개인용 데이터 오거나이저, 게이밍 플랫폼과 같은 다른 유형의 핸드핼드형 장치들이 핸드핼드형 장치(30)로서 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 핸드핼드형 장치(30)의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기 기능, 디지털 미디어 플레이어, 카메라, 휴대용 게이밍 플랫폼, 개인용 데이터 오거나이저, 또는 이들의 소정 조합과 같은 하나 이상의 유형의 장치의 기능성들을 포함할 수 있다. 따라서, 핸드핼드형 전자 장치(30)에 의해 제공되는 기능성들에 따라, 사용자는 장치(30)를 들고서 자유롭게 이동하면서, 음악을 듣고, 비디오 게임을 플레이하고, 사진을 찍고, 전화를 걸 수 있다.
도 1에 도시된 전자 장치(10)에 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 핸드핼드형 장치(30)는 사용자가 인터넷, 또는 LAN 또는 WAN과 같은 다른 네트워크들을 통해 (예를 들어, 네트워크 장치(26)를 이용하여) 접속하고 통신하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 핸드핼드형 장치(30)는 사용자가 이메일, 문자 메시지, 인스턴트 메시지, 또는 다른 형태의 전자 통신을 이용하여 통신하는 것을 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 핸드핼드형 장치(30)는 또한 블루투스 또는 NFC(near field communication)와 같은 단거리 접속 프로토콜을 이용하여 다른 장치들과 통신할 수 있다. 오직 예시로서, 핸드핼드형 장치(30)는 캘리포니아 쿠퍼티노의 Apple Inc.로부터 입수할 수 있는 iPod® 또는 iPhone®의 모델일 수 있다.
도시된 실시예에서, 핸드핼드형 장치(30)는 내부 컴포넌트들을 물리적인 손상으로부터 보호하고 그들을 전자기 간섭으로부터 차폐하도록 기능할 수 있는 인클로저(32)를 포함한다. 인클로저(32)는 플라스틱, 금속 또는 합성 재료와 같은 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있고, 무선 통신을 용이하게 하기 위해, 소정 주파수의 전자기 방사가 핸드핼드형 장치(30) 내의 무선 통신 회로까지 통과하는 것을 허용할 수 있다.
본 실시예에 도시된 바와 같이, 인클로저(32)는 사용자 입력 구조물(16)을 포함하는데, 사용자는 이를 통해 장치(30)와 인터페이스할 수 있다. 예를 들어, 각각의 입력 구조물(16)은 눌려지거나 작동될 때 하나 이상의 개별 장치 기능을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 전화기 구현에서, 입력 구조물(16) 중 하나 이상은 디스플레이될 "홈" 스크린 또는 메뉴를 호출하고, 슬립, 웨이크 또는 끄기/켜기 모드 간을 토글하고, 셀룰러 전화기 응용에 대하여 벨소리를 끄고, 볼륨 출력을 증가시키거나 감소시키는 등을 위해 구성될 수 있다. 예시된 입력 구조물(16)은 단순히 예시일 뿐이며, 핸드핼드형 전자 장치(30)는 구체적인 구현 목표 및/또는 요구조건에 따라, 버튼, 스위치, 제어 패드, 키, 노브, 스크롤 휠 등을 포함하는 다양한 형태로 존재하는 임의의 개수의 적합한 사용자 입력 구조물을 포함할 수 있다.
예시된 실시예에서, 핸드핼드형 장치(30)는 액정 디스플레이(LCD)(34)의 형태로 된 상기 논의된 디스플레이(12)를 포함한다. LCD(34)는 핸드핼드형 장치(30)에 의해 생성되는 다양한 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, LCD(34)는 전력 상태, 신호 강도, 통화 상태, 외부 장치 접속 등과 같은 핸드핼드형 장치(30)의 하나 이상의 상태와 관련하여 사용자에게 피드백을 제공하는 다양한 시스템 표시기(36)를 디스플레이할 수 있다.
또한, LCD(34)는 사용자가 핸드핼드형 장치(30)와 상호작용하는 것을 허용하는 그래픽 사용자 인터페이스("GUI")(38)를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. GUI(38)는 LCD(34)의 전체 또는 일부에 디스플레이될 수 있는 다양한 층, 윈도우, 스크린, 템플릿 또는 기타 그래픽 요소를 포함할 수 있다. 일반적으로, GUI(38)는 전자 장치의 기능들 및 애플리케이션들을 표현하는 그래픽 요소들을 포함할 수 있다. 그래픽 요소들은 아이콘들(40), 및 버튼, 슬라이더, 메뉴 바 등을 표현하는 기타 이미지들을 포함할 수 있다. 아이콘들(40)은 각각의 아이콘(40)의 사용자 선택을 검출한 때에 열리거나 실행될 수 있는 전자 장치의 다양한 애플리케이션들에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 아이콘(40)의 선택은 계층적인 네비게이션 프로세스로 이어질 수 있어서, 아이콘(40)의 선택이 하나 이상의 추가의 아이콘 또는 다른 GUI 요소들을 포함하는 스크린으로 이어지게 한다. 이해될 바와 같이, 아이콘들(40)은 디스플레이(12) 내에 포함된 터치스크린을 통해 선택될 수 있고, 또는 휠 또는 버튼과 같은 사용자 입력 구조물(16)에 의해 선택될 수 있다.
핸드핼드형 전자 장치(30)는 추가적으로, 핸드핼드형 장치(30)를 하나 이상의 외부 장치에 접속하는 것을 허용하는 다양한 입력 및 출력(I/O) 포트(14)를 포함한다. 예를 들어, 하나의 I/O 포트(14)는 핸드핼드형 전자 장치(30)와, 컴퓨터 시스템과 같은 다른 전자 장치 간의 데이터 또는 커맨드들의 송신 및 수신을 허용하는 포트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 일부 I/O 포트들(14)은 예를 들어 I/O 포트(14)를 통해 핸드핼드형 장치(30)에 연결되어 있는 외부 컴포넌트에 따라 이중 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 전자 장치에 접속될 때의 데이터의 수신의 송신을 가능하게 하는 것에 더하여, 일부 I/O 포트들(14)은 또한 전기 콘센트와 같은 외부 전원으로부터 전력을 끌어오거나/제공하도록 구성된 전력 어댑터에 연결될 때, 핸드핼드형 장치(30)의 배터리(전원(28))를 충전할 수 있다. 그러한 I/O 포트(14)는 Apple Inc.로부터의 독점적인 포트(proprietary port)일 수 있고, 또는 USB(universal serial bus) 포트와 같은 공개된 표준 I/O 포트일 수 있다.
도 2에 도시된 셀룰러 전화기와 같은 핸드핼드형 장치(30)에 더하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치(10)는 컴퓨터 또는 다른 유형의 전자 장치의 형태도 취할 수 있다. 예를 들어, 그러한 컴퓨터는 일반적으로 휴대용이 아닌 컴퓨터(예를 들어, 종래의 데스크탑 컴퓨터, 워크스테이션 및/또는 서버)뿐만 아니라, 일반적으로 휴대용인 컴퓨터(예를 들어, 랩탑, 노트북 및 태블릿 컴퓨터)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터의 형태로 된 전자 장치(10)는 Apple Inc.로부터 입수할 수 있는 MacBook®, MacBook® Pro, MacBook Air®, iMac®, Mac® mini, 또는 PowerBook®의 모델일 수 있다. 예를 들어, 랩탑 컴퓨터(50)의 형태로 된 전자 장치(10)가 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3에 도시되어 있다. 도시된 컴퓨터(50)는 하우징(52), 디스플레이(12)(예를 들어, 도 2에 도시된 LCD(34)), 입력 구조물(16) 및 I/O 포트들(14)을 포함한다.
일 실시예에서, 입력 구조물(16)은 키보드, 터치 패드, 및 컴퓨터를 켜거나 시작시키고, 컴퓨터(50) 상에서 실행되는 GUI 또는 애플리케이션을 조작하고, 컴퓨터(50)의 동작에 관련된 다양한 다른 양태들(예를 들어, 사운드 볼륨, 디스플레이 밝기 등)을 조절하는 것 등을 위해, 컴퓨터(50)와 상호작용하기 위해 이용될 수 있는 다양한 다른 버튼들 및/또는 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 키보드 및/또는 터치패드는 사용자가 LCD(34) 상에 디스플레이된 사용자 인터페이스(예를 들어, GUI) 또는 애플리케이션 인터페이스를 네비게이트하는 것을 허용할 수 있다.
본 도면에 도시된 바와 같이, 컴퓨터(50)의 형태로 된 전자 장치(10)는 또한 추가의 장치들로의 접속성을 가능하게 하는 다양한 I/O 포트들(14)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(50)는 USB 포트, Fire Wire®(IEEE 1394) 포트, HDMI(high definition multimedia interface) 포트, 또는 다른 컴퓨터 또는 핸드핼드형 장치, 프로젝터, 보조 디스플레이, 외부 저장 장치 등과 같은 외부 장치에의 접속에 적합한 임의의 다른 유형의 포트와 같은 I/O 포트(14)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 컴퓨터(50)는 도 1에 관련하여 위에서 설명된 것과 같은 네트워크 접속성(예를 들어, 네트워크 장치(26)), 메모리(예를 들어, 메모리(20)), 및 저장 기능(예를 들어, 저장 장치(22))을 포함할 수 있다. 따라서, 컴퓨터(50)는 GUI 및 다양한 다른 애플리케이션들을 저장하고 실행할 수 있다.
상기의 논의를 염두에 두고서, 핸드핼드형 장치(30)(도 2) 또는 컴퓨터(50)(도 3)의 형태로 된 전자 장치(10)가 LCD(34)의 형태로 된 디스플레이 장치(10)를 구비할 수 있음을 알 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, LCD(34)는 전자 장치(10) 상에서 실행 중인 디스플레이된 각각의 운영 체제 및/또는 애플리케이션 그래픽 사용자 인터페이스들을 위해, 및/또는 텍스트, 이미지, 비디오 데이터, 또는 전자 장치(10)의 동작에 연관될 수 있는 임의의 다른 유형의 시각적 출력 데이터를 포함하는 다양한 데이터 파일들을 디스플레이하기 위해 이용될 수 있다.
전자 장치(10)가 LCD(34)를 포함하는 실시예들에서, LCD(34)는 전형적으로 픽처 엘리먼트들(즉, 화소들)의 어레이 또는 매트릭스를 포함할 수 있다. 동작에서, LCD(34)는 일반적으로 각각의 화소에 의해 방출되는 방출 또는 반사광의 양이 제어되도록 각 화소에 배치된 액정의 배향을 제어함으로써, 각 화소를 통한 광의 투과를 변조하도록 동작한다. 일반적으로, 액정들의 배향은 각각의 개별 화소에 연관된 가변 전기장에 의해 제어되며, 액정들은 임의의 주어진 순간에, 인가된 전기장의 특성(예를 들어, 강도, 형상 등)에 의해 배향된다.
알 수 있는 바와 같이, 상이한 유형들의 LCD는 이러한 전기장들 및/또는 액정들을 조작하기 위해 상이한 기술들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 일부 LCD들은 액정들의 층에 인-플레인(in-plane) 전기장을 인가함으로써 액정들이 배향되는 횡전기장 모드(transverse electric field mode)를 이용할 수 있다. 그러한 기술들의 예는 IPS(in-plane switching) 및 FFS(fringe field switching) 기술을 포함하는데, 이들은 각각의 전기장을 발생시키기 위해 이용되는 전극 구성의 유형에 있어서 차이가 있다.
그러한 디스플레이들에서의 액정의 배향의 제어가 화소에 의해 방출되는 광의 양을 변조하는 데에 있어서 충분할 수 있긴 하지만, 특정 컬러의 광이 각 화소에 의해 방출되는 것을 허용하기 위해, 컬러 필터들이 LCD(34) 내의 각 화소에 연관될 수 있다. 예를 들어, LCD(34)가 컬러 디스플레이인 실시예들에서, 화소들의 그룹의 각 화소는 상이한 원색(primary color)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 화소들의 그룹은 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함할 수 있으며, 이들은 각각 적절한 컬러의 필터 소자에 연관될 수 있다. (예를 들어, 대응하는 액정들의 변조에 의한) 각 화소를 통과하도록 허용되는 광의 강도, 및 그러한 광과 다른 인접하는 화소들로부터 방출되는 광과의 결합은, 디스플레이를 보고 있는 사용자가 어떤 컬러 또는 컬러들을 감지하는지를 결정한다. 볼 수 있는 컬러들은 컬러 화소 중 하나 또는 그들의 조합에 의해 제공되는 개별 컬러 성분들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)로부터 형성되므로, 각각의 컬러 화소들 자체가 또한 "화소들" 또는 "단위 화소들" 또는 그와 유사한 것으로서 여기에서 참조될 수 있다.
상기의 사항을 염두에 두고서, 그리고 도면들을 다시 참조하면, 도 4는 LCD(34)의 단위 화소 내에 구현될 수 있는 상이한 층들을 보여주는 분해도를 도시하고 있다. 여기에서 참조 번호(60)로 참조되는 화소는 백라이트 어셈블리 유닛 또는 광 반사성 표면으로서 제공될 수 있는 광원(66)에 의해 방출되는 광을 편광시키는 상부 편광층(62) 및 하부 편광층(64)을 포함한다. 광원(66)이 백라이트 어셈블리 유닛인 실시예들에서, CCFL(cold cathode fluorescent lamps), HCFL(hot cathode fluorescent lamps) 및/또는 LED(light emitting diodes)와 같은 임의의 유형의 적합한 조명 장치가 조명을 제공하기 위해 이용될 수 있다.
본 실시예에 도시된 바와 같이, 하부 기판(68)은 하부 편광층(64) 위에 배치된다. 하부 기판(68)은 일반적으로 유리, 석영 및/또는 플라스틱과 같은 광 투과성 재료로 형성된다. TFT 층(70)은 하부 기판(68) 위에 배치된 것으로서 도시되어 있다. 설명을 간단하게 하기 위해, TFT 층(70)은 도 4에서 일반화된 구조물로서 도시된다. 실제로, TFT 층(70)은 그 자체가 일반적으로 단위 화소(60)의 동작을 구동하는 전자 장치들 및 경로들을 형성하는, 다양한 도전성, 비도전성 및 반도체 층들 및 구조물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화소(60)가 FFS LCD 패널의 일부인 실시예에서, TFT 층(70)은 화소(60)의 각각의 데이터 라인들("소스 라인들"이라고도 칭해짐), 주사 라인들("게이트 라인들"이라고도 칭해짐), 화소 전극들 및 공통 전극들(그리고, 다른 도전성 트레이스들 및 구조물들)을 포함할 수 있다. 그러한 도전성 구조물들은 화소(60)의 광 투과성 부분들에서, 예를 들어 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명한 도전성 재료들을 이용하여 형성될 수 있다. TFT 층(70)은 적합한 투명 재료들(예를 들어, 실리콘 산화물)로 형성된 절연층들(예를 들어, 게이트 절연층), 및 적합한 반도체 재료들(예를 들어, 비정질 실리콘)로 형성된 반도체층들을 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 각각의 도전성 구조물들 및 트레이스들, 절연 구조물들 및 반도체 구조물들은, 이하에서 도 5에 관련하여 더 상세하게 설명되는 바와 같이 단위 화소(60)를 동작시키는 데에 이용되는 각각의 데이터 및 주사 라인들, TFT, 및 각각의 화소 전극들 및 공통 전극들을 형성하기 위해 적절하게 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 폴리이미드 또는 기타 적합한 재료로 형성될 수 있는 하부 정렬층(71)은 TFT 층(70)과 액정층(72) 사이에 배치될 수 있다.
액정 디스플레이(72)는 유체 내에 현수되거나 폴리머 망 내에 삽입된 액정 분자들을 포함할 수 있다. 액정 분자들은 TFT 층(70)에 의해 발생된 전기장에 대하여 배향 또는 정렬될 수 있다. 실제로, 액정층(72) 내의 액정 분자들의 배향은 화소(60)를 통해 투과되는 (예를 들어, 광원(66)에 의해 제공되는) 광의 양을 결정한다. 따라서, 액정층(72)에 인가되는 전기장의 변조에 의해, 화소(60)를 통해 투과되는 광의 양이 그에 따라 변조될 수 있다.
TFT 층(70)에 반대되는 액정층(72)의 면에는 액정층(72)과 위의 컬러 필터(76) 사이에 접하는 하나 이상의 정렬 및/또는 오버코팅 층(74)이 배치된다. 일부 실시예들에서, 광원(66)으로부터의 광이 액정층(72) 및 컬러 필터(76)를 통해 투과될 때 LCD(34)의 각각의 단위 화소(60)가 원색에 대응하도록, 컬러 필터(76)는 적색, 녹색 또는 청색 필터일 수 있다.
컬러 필터(76)는 단위 화소(60)의 광 투과성 부분을 선으로 둘러싸는, 흔히 "블랙 마스크"라고 칭해지는 광 불투과성(light-opaque) 마스크 또는 매트릭스(78)에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 블랙 마스크(78)는 액정층(72) 위에, 그리고 컬러 필터(76) 주위에 광 투과성 개구를 정의하고, 주사 라인 및 데이터 라인 구동 회로, TFT 및 화소(60)의 주변부와 같이 광을 투과시키지 않는 단위 화소(60)의 부분들을 커버하거나 마스킹하기 위한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 또한, 광 투과성 개구를 정의하는 것에 더하여, 블랙 마스크(78)는 개구 및 컬러 필터(76)를 통해 투과된 광이 인접 단위 화소들로 확산 또는 "블리딩(bleeding)"하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도시된 실시예에서, 상부 기판(80)은 컬러 필터(76)(블랙 마스크(78)를 포함)와 상부 편광층(64) 사이에 더 배치될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상부 기판은 광 투과성 유리, 석영 및/또는 플라스틱으로 형성될 수 있다.
이제, 도 5를 보면, LCD(34) 내에서 발견되는 화소 구동 회로의 개략적인 회로 표현이 도시되어 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같은 그러한 회로는 도 4와 관련하여 위에서 설명된 TFT 층(70) 내에 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각 도 4에 도시된 단위 화소(60)에 따라 형성될 수 있는 복수의 단위 화소(60)는, 총괄적으로 LCD(34)의 이미지 디스플레이 영역을 형성하는 단위 화소들의 복수의 행 및 열을 정의하는 화소 어레이 또는 매트릭스로 배치될 수 있다. 그러한 어레이 내에서, 각각의 단위 화소(60)는 각각 도시된 데이터(또는 "소스") 라인들(100) 및 주사(또는 "게이트") 라인들(102)에 의해 정의될 수 있는 행들 및 열들의 교점에 의해 정의될 수 있다.
본 예에서는, 간단함을 위하여, 개별적으로 각각 참조 번호(60a-60f)에 의해 참조되는 단 6개의 단위 화소만이 도시되었지만, 실제의 LCD 구현에서는, 각각의 데이터 라인(100) 및 주사 라인(102)이 수백개, 또는 심지어는 수천개의 단위 화소를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 1024×768의 디스플레이 해상도를 갖는 컬러 LCD 패널(34)에서, 화소 어레이의 열을 정의할 수 있는 각각의 데이터 라인(100)은 768개의 단위 화소를 포함할 수 있는 한편, 화소 어레이의 행을 정의할 수 있는 각각의 주사 라인(102)은 1024개의 화소 그룹을 포함할 수 있고, 여기에서 각각의 그룹은 적색, 청색 및 녹색 화소를 포함하므로, 주사 라인(102)당 총 3072개의 단위 화소가 된다. 본 예에서, 단위 화소들(60a-60c)의 그룹은 적색 화소(60a), 청색 화소(60b) 및 녹색 화소(60c)를 갖는 화소 그룹을 나타낼 수 있다. 단위 화소들(60d-60f)의 그룹도 마찬가지로 배열될 수 있다.
본 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 단위 화소(60)는 화소 전극(110), 및 화소 전극(110)을 스위칭하기 위한 TFT(thin film transistor)(112)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 각각의 TFT(112)의 소스(114)는 각각의 데이터 라인 구동 회로(120)로부터 연장되는 데이터 라인(100)에 전기 접속된다. 마찬가지로, 도시된 실시예에서, 각각의 TFT(112)의 게이트(122)는 각각의 주사 라인 구동 회로(124)로부터 연장되는 주사 또는 게이트 라인(102)에 전기 접속된다. 도시된 실시예에서, 화소 전극(110)은 각각의 TFT(112)의 드레인(128)에 전기 접속된다.
일 실시예에서, 데이터 라인 구동 회로(120)는 각각의 데이터 라인들(100)에 의해 화소들(60)에 이미지 신호를 송신할 수 있다. 그러한 이미지 신호들은 라인 시퀀스로 인가될 수 있다. 즉, 데이터 라인들(100)(열들을 정의함)은 LCD(34)의 동작 동안 순차적으로 활성화될 수 있다. 주사 라인들(102)(행들을 정의함)은 주사 라인 구동 회로(124)로부터의 주사 신호들을, 각각의 주사 라인들(102)이 접속되어 있는 각각의 TFT(112)의 각각의 게이트들(122)에 인가할 수 있다. 그러한 주사 신호들은 미리 결정된 타이밍을 갖는 라인 시퀀스로, 및/또는 펄스 방식으로 인가될 수 있다.
각각의 TFT(112)는 TFT(112)의 게이트(122)에서의 주사 신호의 각각의 존재 또는 부재에 기초하여 미리 정해진 기간 동안 활성화 또는 비활성화(예를 들어, 턴온 및 오프)될 수 있는 스위칭 소자로서 기능한다. 활성화될 때, TFT(112)는 미리 결정된 타이밍에서 화소 전극(110) 내의 전하로서 각각의 데이터 라인(100)을 통해 수신된 이미지 신호들을 저장할 수 있다. 화소 전극(110)에 의해 저장된 이미지 신호들은 각각의 화소 전극(110)과 공통 전극(도 5에 도시되지 않음) 간에 전기장을 발생시키기 위해 이용될 수 있다. 그러한 전기장은 액정층(72)을 통한 광 투과를 변조하기 위해, 액정층(72)(도 4) 내의 액정 분자들을 정렬할 수 있다. 일부 실시예들에서, 화소 전극(110)에 의해 저장된 이미지 신호의 누설을 방지하기 위해, 저장 커패시터(도시되지 않음)가 또한 화소 전극(110)과 공통 전극 사이에 형성된 액정 커패시터에 병렬로 제공될 수 있다. 예를 들어, 그러한 저장 커패시터는 각각의 TFT(112)의 드레인(128)과 별개의 커패시터 라인 사이에 제공될 수 있다.
단위 화소(60)의 동작, 특히 도 5에 논의된 화소 전극들(110) 및 공통 전극들의 구성은, 내부 측단면도를 통해 단위 화소(60)의 동작을 도시하는 도 6에 관련하여 더 잘 이해될 수 있다. 도시된 바와 같이, 도 6의 단위 화소(60)의 도면은 상부 편광층(62), 하부 편광층(64), 하부 기판(68), TFT 층(70), 액정층(72), 정렬층(71 및 74), 컬러 필터(76) 및 상부 기판(80)을 포함하여, 도 4를 참조하여 위에서 개괄적으로 설명된 층들을 포함한다.
위에서 언급된 바와 같이, 도 4에서 일반화된 구조로서 도시되었던 TFT 층(70)은 화소(60)의 동작을 구동하기 위한 전자 장치들 및 경로들을 정의하는 다양한 도전성, 비도전성 및/또는 반도체 층들 및 구조물들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, TFT 층(70)은 FFS LCD 디스플레이 장치의 맥락에서 도시되어 있으며, 화소 전극(110), 절연층(132) 및 공통 전극층(134)을 포함한다. 공통 전극층(134)은 하부 기판(68) 위에 배치되고, 절연층(132)은 화소 전극(110)과 공통 전극(134) 사이에 배치된다.
화소 전극(110) 및 공통 전극층(134)은 위에서 언급된 바와 같이, ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전성 재료로 만들어질 수 있다. 공통 전극층(134)은 일반적으로 각각의 단위 화소(60)의 표면을 커버하며, 도시된 단위 화소(60)가 접속되어 있는 주사 라인(102)에 평행할 수 있는 공통 라인(도시되지 않음)에 접속될 수 있다. 화소 전극들(110)은 복수의 슬릿형 보이드(slit-like voids)(138)를 갖는 싱글 도메인 구성으로 형성되어, 슬릿들(138) 각각 사이의 화소 전극(110)의 부분들이, 도 6에 나타낸 기준축들에 의해 도시된 것과 같은 x축 및 y축에 의해 정의되는 단위 화소(60)의 평면(xy 평면) 내에 대체적으로 놓여지는 실질적으로 직선인 (싱글 도메인) "스트립형(strip-like)" 또는 "손가락형(finger-like)" 전극 형상들을 정의하게 할 수 있다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 하부 정렬층(71)의 부분들은 슬릿들(138)에 의해 정의된 영역 내로 적어도 부분적으로 돌출할 수 있다. 이하에서 도 7 내지 도 11에 관련하여 더 상세하게 논의될 본 명세서의 양태들에 따르면, 화소 전극(110)은 그것의 전극 "스트립들"이 xy 평면 내에서 (y축에 대하여) 비스듬하게 기울어지도록 배치될 수 있다.
FFS LCD 동작 원리에 따르면, 액정 층(72) 내의 액정 분자들(136)은 하부 정렬층(71) 및 상부 정렬층(74)의 구성에 기초하여 제1 방향으로 "디폴트" 배향을 가질 수 있다. 단위 화소(60)에 전압이 인가될 때, 화소 전극들(110)과 공통 전극층(134) 사이에 전기장이 형성된다. 위에서 논의된 바와 같이, (여기에서 참조 라벨 E에 의해 참조되는) 전기장은 액정층(72) 내의 액정 분자들(136)의 배향을 제어하여, 디폴트 배향에 대하여 배향이 변화하게 하고, 그에 따라 광원(66)(도 6에는 도시되지 않음)으로부터 투과된 광의 적어도 일부가 화소(60)를 통해 투과되는 것을 허용하게 된다. 따라서, 전기장 E를 변조함으로써, 광원(66)에 의해 제공되고 단위 화소(60)를 통해 투과되는 광(참조 라벨 T로 표시됨)이 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 데이터 라인들(100) 및 주사 라인들(102)을 따라 송신된 이미지 데이터가 LCD(34)를 보고 있는 사용자에 의해 이미지로서 감지될 수 있다.
계속하기 전에, 도시된 FFS LCD 패널의 전극들(110) 및 전극층(134)은 FFS LCD 패널(34)이 어떻게 구성되는지에 따라 반대로도 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 즉, 일부 실시예들에서, 전극들(110)은 공통 전극들로서 기능할 수 있고, 전극층(134)은 화소 전극으로서 기능할 수 있다. 따라서, 도 7 내지 도 11에 관련된 이하의 논의는 본 기술의 다양한 양태들을 단위 화소들의 화소 전극들에 관련하여 구현되는 것으로서 설명할 것이지만, 여기에 설명되는 기술들은 전극들(110)이 공통 전극들로서 기능하는 경우에도 적용될 수 있음을 알아야 한다.
위에서 논의된 바와 같이, 본 명세서의 일부 실시예들은 LCD(34)의 y축에 대하여 기울어진 화소 전극들(110)을 갖는 단위 화소들(60)을 가능하게 한다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, (위에서 도 5에 도시된 것과 같은) 2개의 인접한 화소(60a 및 60b)에 대응하는 화소 전극들(110a 및 110b)의 단순화된 평면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 화소 전극들(110a 및 110b) 각각은 싱글 도메인 설계를 가지며, LCD(34)의 y축에 대하여 각각 각도 α 및 β를 통해 반대방향으로 기울어져 있다. 즉, 화소 전극(110a)의 (슬릿들(138) 사이의) 전극 스트립들 각각은 y축에 대하여 각도 α만큼 기울어지고, 화소 전극(110b)의 전극 스트립들 각각은 y축에 대하여 각도 β만큼 기울어진다.
도시된 실시예에서, 각도 α 및 β의 크기는 y축에 대하여 동일한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 각도 α 및 β는 상이한 크기를 가질 수 있다. 또한, 일 실시예에서, y축에 대한 각도 α 및 β의 값은 0°≤│α│ 및 │β│≤90°이도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 각도 α 및 β는 0°≤│α│ 및 │β│≤15°이도록 선택될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각도 α 및 β는 75°≤│α│ 및 │β│≤90°이도록 선택될 수 있다. 바람직하게는, 각도 α 및 β는 적어도 15° 내지 75°의 범위로부터 선택된 크기들을 각각 가질 수 있다. 아래에 논의될 바와 같이, 본 기술의 양태들을 구현하는 LCD(34)는 (각도 α로 기울어진) 화소 전극들(110a)을 갖는 제1 집합의 단위 화소들(60), 및 (각도 β로 기울어진) 화소 전극들(110b)을 갖는 제2 집합의 단위 화소들(60)이 주사 라인(102)을 따라, 데이터 라인(100)을 따라, 또는 그들의 조합으로 교대하여 배열되는 다양한 구성을 가능하게 할 수 있다.
상기의 사항을 염두에 두고서, 도 8은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 LCD(34)의 일부분의 더 상세한 평면도를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 8에 도시된 LCD(34)의 부분은 도 5를 참조하여 위에서 논의된 단위 화소들(60a-60f)과, 단위 화소들(60g-60k)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 3개의 주사 라인(102a, 102b 및 102c), 및 3개의 데이터 라인(100a, 100b 및 100c)이 도시되어 있다. 단위 화소들(60a-60c)은 각각 주사 라인(102a) 및 각각의 데이터 라인들(100a-100c)에 연결된다. 마찬가지로, 단위 화소들(60d-60f)은 각각 주사 라인(102b) 및 각각의 데이터 라인들(100a-100c)에 연결되고, 단위 화소들(60g-60i)은 각각 주사 라인(102c) 및 각각의 데이터 라인들(100a-100c)에 연결된다. 위에서 논의된 바와 같이, LCD(34)가 컬러 디스플레이인 경우, 단위 화소들(60a-60c, 60d-60f 및 60g-60i)의 각 그룹은 적색, 청색 및 녹색 단위 화소를 갖는 단위 화소들의 그룹을 나타낼 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 각각의 단위 화소(60)는 일반적으로 데이터 라인(100) 및 주사 라인(102)의 교점에 의해 정의된다. 구체적으로, 데이터 라인(100)과 주사 라인(102)의 교점은, 대응하는 단위 화소(60) 내에서 데이터 라인(100)으로부터 액정 분자들(136)로 전압을 인가(스위치 온)하거나, 인가된 전압을 제거(스위치 오프)하는 역할을 하는 TFT(112)를 정의한다.
도시된 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 도시된 화소들(60a-60i)은 그들 각각의 화소 전극들이 각각의 주사 라인(102a-102c) 및 각각의 데이터 라인(100a-100c)을 따라 교대하는 방식으로 y축에 대하여 기울어지도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 주사 라인(102a)을 따라, 단위 화소들(60a 및 60c)은 각도 α로 기울어진 화소 전극들(110a)을 가질 수 있고, 단위 화소(60b)는 각도 β로 기울어진 화소 전극(110b)을 가질 수 있다. 따라서, 공통 주사 라인(예를 들어, 102a)에 연결된 적색, 청색, 녹색 단위 화소의 각 그룹에 대하여, 그룹 내의 단위 화소들 중 두 개는 y축에 대하여 제1 방향으로 (예를 들어 α 또는 β로) 기울어질 수 있고, 나머지 단위 화소는 제2 방향으로 기울어질 수 있다. 마찬가지로, 데이터 라인(100a)을 따라, 단위 화소들(60a, 60d 및 60g)은 교대하는 방식으로 배열될 수 있는데, 여기에서 단위 화소들(60a 및 60g)은 각도 α의 화소 전극들(110a)을 갖고, 단위 화소(60d)는 각도 β의 화소 전극(110b)을 갖는다.
추가적으로, 단위 화소(60j 및 60k)를 참조하면, 블랙 마스크(78) 소자가 도시되어 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 광 불투과성일 수 있는 블랙 마스크(78)는 단위 화소들 각각에 대해 액정층(72) 위에 광 투과성 개구를 정의할 수 있고, TFT(112) 및 주사/데이터 라인 회로와 같이 광을 투과시키지 않는 단위 화소(60)의 부분들을 커버 또는 마스킹할 수 있다. 또한, 현재 설명되는 기술들의 양태들에 따르면, 블랙 마스크(78)는 상이한 각도(α 또는 β)의 방향들로 배치된 화소 전극들(110a 및 110b)에 의해 발생되는 전기장들(E) 사이의 간섭으로 인해 발생할 수 있는 인접 단위 화소들(60)의 액정층들(72) 내에서의 디스클리네이션을 마스킹하는 역할을 할 수 있다.
본 실시예에 도시되는 바와 같이, 블랙 마스크(78)의 에지들(140)은 y축 및 데이터 라인들(100a-100c) 둘 다에 실질적으로 평행하다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 광이 투과될 때, 각각의 단위 화소(60)가 특정한 원색에 대응하도록, 정의된 개구 내에 적색, 녹색 또는 청색 필터일 수 있는 컬러 필터(76)가 제공될 수 있다. 설명을 위하여, 블랙 마스크(78)는 단위 화소들(60j 및 60k)을 커버하는 것으로서만 도시된다. 실제에서, 블랙 마스크(78)는 LCD(34) 내의 단위 화소들 전부 위에 매트릭스를 형성할 수 있음을 알아야 한다.
이제 도 9를 보면, 현재 개시되는 기술의 양태들을 구현하는 LCD 패널(34)의 일부분의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 9에 도시된 실시예는, 화소 전극들(110a 및 110b)이 주사 라인들(102a-102c)을 따라 교대하는 방식으로 배열되되, 각각의 데이터 라인(100a-100c)을 따라 평행하게 배열된 것을 제외하고는 도 8의 실시예와 유사하다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 단위 화소 각각을 포함할 수 있는 화소 그룹(60a-60c)은 도 8에 도시된 실시예와 유사한 방식으로 배열되고, 그에 의해, 단위 화소들(60a-60c)은 각도 α의 화소 전극들(110a)을 갖고, 단위 화소(60b)는 각도 β의 화소 전극(110b)을 갖게 된다. 도시된 실시예에서, 화소 그룹들(60d-60f 및 60g-60i)은 유사한 방식으로 배열된다.
각각의 데이터 라인(100a-100c)을 따라, 단위 화소들은 특정한 데이터 라인을 따르는 각 단위 화소의 화소 전극들(110)이 동일한 방향으로 기울어지도록 평행하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 본 도면에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(100a)에 연결된 단위 화소들(60a, 60d 및 60g) 각각과 데이터 라인(100c)에 연결된 단위 화소들(60c, 60f 및 60i) 각각은 각도 β의 화소 전극들(110b)을 갖는다. 마찬가지로, 데이터 라인(100b)에 연결된 단위 화소들(60b, 60e 및 60h) 각각은 각도 α의 화소 전극들(110a)을 갖는 것으로서 도시되어 있다. 또한, 본 도면에는 도시되어 있지 않지만, 도 8에 도시된 블랙 마스크(78)는 또한 도 9에 도시된 LCD(34) 실시예의 액정층(72) 위에 적용 및 배치될 수 있음을 알아야 한다.
이제, 도 10a 및 도 10b를 보면, 본 명세서의 양태들에 따른 LCD 패널(34)의 추가의 실시예들이 예시로서 간략화된 평면도를 이용하여 도시되어 있다. 먼저 도 10a를 참조하면, 화소 전극들(110a 및 110b)은 주기적인 방식으로 배열되지만, 주사 라인(102a-102c) 내에서 모든 다른 화소에 대하여 반드시 교대하지는 않는다. 도시된 실시예에서, 단위 화소들(60)은 적색, 청색 및 녹색 화소를 나타낼 수 있는 3개의 화소(60a-60c)의 그룹 내에서, 2개의 인접한 단위 화소가 동일 방향으로 기울어진 화소 전극들을 이용하고, 나머지 단위 화소가 다른 2개의 화소에 반대되는 방향으로 기울어진 화소 전극을 이용하도록, 주사 라인(102a)을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 인접한 단위 화소들(60a 및 60b)은 본 도면에서 각도 α의 화소 전극들(110a)을 갖는 것으로서 도시되는 한편, 화소 그룹(60a-60c) 내의 나머지 단위 화소(60c)는 각도 β의 화소 전극(110b)을 갖는다. 주사(102a) 바로 아래의 주사 라인(102b) 내의 단위 화소들(60d-60f)은 반대 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 화소 그룹(60d-60f) 내에서, 인접하는 단위 화소들(60d 및 60e)은 각도 β의 화소 전극들(110b)을 가질 수 있는 한편, 나머지 단위 화소(60f)는 각도 α의 화소 전극(110a)을 갖는다.
위에서 논의된 바와 같이, 일부 실시예들에서, LCD 패널(34) 내에서 단위 화소(60)가 y축에 대하여 기울어지는 각도 α 및 β의 크기는 그 크기가 다를 수 있다. 예를 들어, 도 10b를 참조하면, 도 8에 도시된 구성과 유사하지만 각도 β가 각도 α보다 크기가 큰 방식으로 주사 라인들(102a-102c) 및 데이터 라인들(100a-100c)을 따라 교대하는 화소 구성이 도시되어 있다. 따라서, 화소 그룹(60a-60c)을 참조하면, 단위 화소들(60a 및 60c)은, y축에 대하여 더 큰 각도로 기울어질 수 있지만 방향은 단위 화소들(60a 및 60c)에 반대인 단위 화소(60b)에 비교할 때, y축에 대하여 더 적은 각도로 기울어질 수 있다. 단위 화소들(60a 및 60b)에 전압이 인가될 때, 광원(66)(도시되지 않음)으로부터의 광이 각각의 개별 단위 화소(60a 및 60b)를 통해 적어도 부분적으로 투과하는 것을 허용하도록 액정 분자들을 조작하기 위해, 개별 전기장 Ea 및 Eb가 발생될 수 있다.
또한, 액정 정렬 방향(흔하게는, 액정 "러빙 각도(rubbing angle)"라고도 칭해짐)이 전형적으로 패널의 수직 또는 수평축의 방향인 종래의 LCD 패널 설계와는 달리, 본 실시예는 도시된 LCD 패널(34)의 y축에 대하여 기울어져서 오프셋된 정렬 방향 LC를 갖는 액정층(72)을 도시하고 있다. 도시된 실시예에서, 정렬 방향 LC가 y축으로부터 오프셋되는 각도의 크기는 증가된 투과를 제공하기 위해 각도 α의 크기와 β의 크기 사이일 수 있다. 오직 예시로서, 각도 α(단위 화소(60a))는 약 15°의 크기를 가질 수 있고, 각도 β(단위 화소(60b))는 약 83°의 크기를 가질 수 있는 한편, 정렬 방향 LC가 y축으로부터 오프셋되는 각도는 약 30°의 크기를 가질 수 있다.
오프셋된 액정 정렬 방향 LC를 갖는 현재 설명되는 구성은, 특히 예를 들어 사용자가 착용하고 있는 편광된 선글래스와 같은 편광 매체 뒤에서 LCD 패널(34)을 볼 때 소정의 추가의 관찰 이득을 가능하게 할 수 있다. 액정 정렬 방향이 수평 또는 수직축의 방향인 종래의 LCD 패널들에서, 장치의 LCD 디스플레이가 수직 또는 수평으로 배향되도록 장치(예를 들어, 30 또는 50)를 들고 있고, 동시에 편광 매체(예를 들어, 선글래스) 뒤에서 LCD 디스플레이를 보고 있는 사용자는 (광원(66)으로부터) LCD 디스플레이를 통해 투과된 광의 양이 감소되거나 부분적으로 가려진 것으로 감지할 수 있다. 따라서, LCD 패널(34)의 수직 또는 수평축으로부터 오프셋된 정렬 방향 LC를 갖는 액정층을 제공함으로써, 그러한 상황들에서 사용자에 의해 감지되는 투과율이 개선될 수 있다.
계속하기 전에, 본 실시예는 여기에서 단지 예시로서만 제공되는 것이며, 대안적인 실시예에서는 각도 β의 크기가 각도 α의 크기보다 작을 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 전극들(110a 및 110b)은 대응하는 단위 화소 내에서 상이한 수의 전극 스트립들을 포함할 수 있다. 본 예에서, 전극(110a)은 3개의 스트립을 포함하는 한편, 전극(110b)은 4개의 스트립을 포함한다. 또한, 도 8에 도시된 블랙 마스크(78)는 도 10a 및 도 10b에 도시된 실시예들에 유사하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, α 방향 및 β 방향 둘 다에서의 복수의 각도 크기가 이용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 실시예에서, 단위 화소들(60a 및 60c)은 y축에 대하여 동일한 방향으로, 그러나 상이한 크기들만큼 기울어질 수 있다.
이제, 도 11로 가면, LCD 패널(34)의 다른 실시예를 나타낸 평면도가 도시되어 있다. 도 11에 도시된 실시예에서, 개별 주사 라인들(102a-102c) 각각에 연결된 단위 화소들(60)은 동일한 방식으로(예를 들어, α 또는 β) 기울어지지만, 모든 다른 주사 라인(예를 들어, 화소 어레이의 모든 다른 행) 간에서 교대한다. 예를 들어, 주사 라인(102a)에 연결된 (적색, 녹색 및 청색 화소일 수 있는) 단위 화소들(60a-60c), 및 주사 라인(102c)에 연결된 단위 화소들(60g-60i)은 각각 각도 β의 화소 전극들(110b)을 포함하는 한편, 주사 라인(102b)에 연결된 단위 화소들(60d-60f)은 각각 각도 α의 화소 전극들(110a)을 포함한다.
본 실시예는 또한 데이터 라인들(100a-100c)이 서로에 대해서는 평행하지만 도 11에서 기준축들로 도시된 것과 같은 y축에 대해서는 평행하지 않다는 점에서, 상기 논의된 실시예들과 차이가 있다. 대신에, 데이터 라인들(100a-100c)이 y축의 방향을 따라 대체적으로 지그재그 구조를 형성하도록, 데이터 라인들(100a-100c)은 각각의 주사 라인(102a-102c)에 연결된 화소 전극들(110a 또는 110b)에 대해 평행하다. 예시로서 데이터 라인(110a)을 참조하면, 주사 라인(102a) 위의 단위 화소(60a)와 접하고 있는 데이터 라인(100a)의 부분은 화소 전극(110b)의 각도에 평행하다. 즉, 단위 화소(60a)와 접하고 있는 데이터 라인의 부분은 y축에 대하여 또한 각도 β만큼 기울어진다. 마찬가지로, 단위 화소(60d)와 접하고 있는 데이터 라인(100a)의 부분은 각도 α만큼 반대 방향으로 기울어지고, 따라서 단위 화소(60d)의 화소 전극(110a)에 평행하다. 위에서 논의된 바와 같이, 단위 화소(60g)와 접하고 있는 데이터 라인(100a)의 부분은 단위 화소(60a)와 접하고 있는 데이터 라인(110a)의 부분과 (각도 b 만큼) 동일한 방식으로 기울어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 데이터 라인들(100a-100c)이 각각의 주사 라인(102a-102c) 사이에서 접하고 있는 단위 화소들의 화소 전극들(110a 또는 110b)에 평행하도록, 데이터 라인들(110a-100c)은 y축에 대하여 교대하는 방식으로(예를 들어, 모든 다른 주사 라인 사이에서) 기울어지거나 치우쳐질 수 있다.
또한, 수정된 블랙 마스크 구조(78)가 도 11에 도시된 실시예와 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 단위 화소(60k)를 참조하면, 블랙 마스크(78)에 의해 정의된 개구의 (y축에 대한) 에지들(140k)은 y축에 평행하지 않다. 오히려, 에지들(140k)은, 그 에지들(140k)이 주사 라인들(102a 및 102b) 사이의 데이터 라인들(110a, 110b 및 110c)의 기울어진 부분들뿐만 아니라, 단위 화소(60k) 내의 화소 전극(110a)과 평행하도록 α를 통해 기울어진다. 마찬가지로, 단위 화소(60l)의 액정층(72) 위의 블랙 마스크 구조(78)의 부분은, 에지들(140l)이 단위 화소(60l) 내에서의 화소 전극(110b)과, 주사 라인들(102b 및 102c) 사이의 데이터 라인들(110a, 110b 및 110c)의 기울어진 부분들과 평행하도록 β를 통해 기울어진 에지들(140l)을 갖는 개구를 갖는 것으로 도시되어 있다. 또한, 위에서 설명된 바와 같이, LCD 패널(34)이 컬러 디스플레이인 경우, 개별 컬러 필터들(76)(예를 들어, 적색, 청색 또는 녹색)은 블랙 마스크(78)에 의해 정의되는 개구들 각각 내에 배치될 수 있다.
위에 설명된 다양한 예시적인 실시예들에 의해 설명된 현재 개시된 기술들은 다양한 LCD 장치들, 특히 FFS LCD 장치들에서 이용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 여기에 설명되는 "의사 멀티 도메인(pseudo-multi-domain)" 구성들을 이용하는 LCD 장치는 싱글 도메인 및 멀티 도메인 화소 구성 장치들 둘 다의 이득을 유지할 수 있다. 예를 들어, 본 기술에 따라 단위 화소들의 싱글 도메인 화소 구성을 이용하는 것의 결과는, (멀티 도메인 패널 투과율에 반대되는 것으로서) 종래의 싱글 도메인 LCD 패널들에 전형적인 비교적 높은 투과율의 유지일 수 있다. 구체적으로, LCD 패널 전체에서 싱글 도메인 화소 구성을 이용하면, 전형적으로 멀티 도메인 화소 설계들에 존재하는 원하지 않는 디스클리네이션(예를 들어, 상이한 방향의 전기장들 간의 간섭에 의한 것임)이 각 단위 화소의 투과 영역 내에서 발생하는 것을 방지할 수 있다. 위에 언급된 바와 같이, 그러한 디스클리네이션은 각각의 단위 화소를 통해 투과되는 광의 양을 감소시킬 수 있고, 따라서 LCD의 전체적인 투과율을 감소시킬 수 있다. 또한, 각각의 싱글 도메인 단위 화소들 내에서의 상이한 각도의 화소 전극들(예를 들어, 각도 α 또는 β에 의한 것)의 교대하는 및/또는 주기적인 배열은 일반적으로, 종래의 멀티 도메인 LCD 패널에 전형적인 개선된 시야각 및 컬러 시프트 특성을 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 기술분야에 숙련된 자들은 상기의 기술들 중 하나 이상을 포함하는 LCD 패널들이 화학적 기상 증착(CVD 또는 PECVD)과 같은 임의의 유형의 적합한 적층 프로세스를 이용하여 제조될 수 있음을 알 것이다.
본 발명은 다양한 수정들 및 대안적인 형태들을 허용할 수 있지만, 구체적인 실시예들은 도면들에서 예로서 도시되어 있으며 여기에 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 명세서에 제시된 기술들은 개시된 특정한 형태들로 한정되도록 의도된 것이 아님을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 이하에 청구된 청구항들에 의해 정의되는 본 명세서의 취지 및 범위 내에 드는 모든 수정, 균등물 및 대안들을 포함하여야 한다.

Claims (36)

  1. 액정 디스플레이(LCD) 패널로서,
    각각 싱글 도메인 구성(single-domain configuration)으로 되어 있는 복수의 단위 화소(unit pixels)를 갖는 화소 어레이
    를 포함하고, 상기 화소 어레이는,
    제1 집합의 단위 화소들 - 상기 제1 집합의 단위 화소들 각각은 대체적으로 서로 평행한 전극들을 포함함 -; 및
    제2 집합의 단위 화소들 - 상기 제2 집합의 단위 화소들 각각은 대체적으로 서로 평행하지만, 상기 제1 집합의 단위 화소들의 전극들에는 대체적으로 평행하지 않은 전극들을 포함함 -
    을 포함하고,
    상기 복수의 단위 화소는 복수의 그룹으로 배열되고, 각각의 그룹은 공통 주사 라인에 연결된 3개의 바로 인접한 단위 화소를 포함하며, 상기 3개의 단위 화소는 적색 단위 화소, 청색 단위 화소 및 녹색 단위 화소를 포함하고, 각각의 그룹 내의 상기 3개의 단위 화소는 상기 제1 집합으로부터의 2개의 단위 화소와 상기 제2 집합으로부터의 1개의 단위 화소를 포함하거나, 상기 제1 집합으로부터의 1개의 단위 화소와 상기 제2 집합으로부터의 2개의 단위 화소를 포함하는 LCD 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집합으로부터의 2개의 단위 화소 또는 상기 제2 집합으로부터의 2개의 단위 화소는 상기 공통 주사 라인을 따라 바로 인접하는 LCD 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집합의 단위 화소들의 전극들은 상기 LCD 패널의 수직 축에 대하여 제1 각도 방향으로 제1 각도만큼 기울어지고, 상기 제2 집합의 단위 화소들의 전극들은 상기 수직 축에 대하여 제2 각도 방향으로 제2 각도만큼 기울어지고, 상기 제1 및 제2 각도 방향은 서로 반대되는 것인 LCD 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각도의 크기는 실질적으로 동일하지 않은 LCD 패널.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각도의 크기는 실질적으로 동일한 LCD 패널.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 각도의 크기는 상기 수직 축에 대하여 0°보다 크고, 상기 제2 각도의 크기는 상기 수직 축에 대하여 90°보다 작은 LCD 패널.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 각도의 크기는 상기 수직 축에 대하여 0°보다 크고, 상기 제2 각도의 크기는 상기 수직 축에 대하여 15°보다 작거나 같은 LCD 패널.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 각도의 크기는 상기 수직 축에 대하여 75°보다 크거나 같고, 상기 제2 각도의 크기는 상기 수직 축에 대하여 90°보다 작은 LCD 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 각도의 크기는 15° 내지 75°의 범위를 갖는 LCD 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내의 복수의 단위 화소는 행들 및 열들로 배열되고, 상기 제1 및 제2 집합의 단위 화소들은 상기 제1 및 제2 집합으로부터의 단위 화소들이 상기 화소 어레이의 행을 따라 교대하거나, 열을 따라 교대하거나, 행들 및 열들을 따라 교대하도록 배열되는 LCD 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 집합의 단위 화소들의 전극들은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide) 또는 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide) 중 하나 이상을 포함하는 LCD 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 LCD 패널은 FFS(fringe field switching) LCD 패널을 포함하는 LCD 패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 LCD 패널은 상기 복수의 단위 화소 각각의 위에 광 투과성 개구(light-transmissive aperture)를 정의하는 광 불투과성 매트릭스(light-opaque matrix)를 포함하고, 상기 개구들 각각은 컬러 필터를 포함하고, 단위 화소들의 각각의 그룹의 적색, 청색 및 녹색 단위 화소들은 각각의 개구에 연관된 대응 컬러 필터에 의해 결정되는 LCD 패널.
  14. 액정 디스플레이(LCD) 패널로서,
    주사 라인들 및 데이터 라인들에 의해 각각 정의되는 행들 및 열들로 배열된 복수의 단위 화소를 갖는 화소 어레이
    를 포함하고, 상기 화소 어레이는,
    제1 집합의 단위 화소들 - 상기 제1 집합의 단위 화소들 각각은 대체적으로 서로 평행하지만 상기 LCD 패널의 수직 축에는 대체적으로 평행하지 않은 전극들을 포함함 -; 및
    제2 집합의 단위 화소들 - 상기 제2 집합의 단위 화소들 각각은 대체적으로 서로 평행하지만, 상기 제1 집합의 단위 화소들의 전극들 또는 상기 수직 축에는 대체적으로 평행하지 않은 전극들을 포함함 -
    을 포함하고, 상기 주사 라인들은 제1 집합의 주사 라인들 및 제2 집합의 주사 라인들을 포함하고, 상기 제1 집합의 단위 화소들 각각은 상기 제1 집합의 주사 라인들 중 하나 및 각각의 데이터 라인들에 연결되고, 상기 제2 집합의 단위 화소들로부터의 단위 화소들 각각은 제2 집합의 주사 라인들 중 하나 및 각각의 데이터 라인들에 연결되고, 상기 제1 및 제2 집합의 주사 라인들은 상기 LCD 패널의 상기 수직 축을 따라 교대하는 방식으로 배열되고, 상기 데이터 라인들 각각은, 인접하는 주사 라인들 사이에 배치된 각각의 데이터 라인의 부분들이 바로 인접하는 단위 화소들의 전극들에 대체적으로 평행하도록 배향되는 LCD 패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 단위 화소는 상기 주사 라인들 중 공통의 주사 라인에 연결되는 3개의 바로 인접하는 단위 화소의 그룹들로 배열되고, 상기 3개의 단위 화소는 적색 단위 화소, 청색 단위 화소 및 녹색 단위 화소를 포함하는 LCD 패널.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 집합의 단위 화소들의 전극들은 상기 수직 축에 대하여 제1 각도 방향으로 제1 각도만큼 기울어지고, 상기 제2 집합의 단위 화소들의 전극들은 상기 수직 축에 대하여 제2 각도 방향으로 제2 각도만큼 기울어지고, 상기 제1 및 제2 각도 방향은 서로 반대되는 것인 LCD 패널.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 데이터 라인들 각각은 대체적으로 상기 LCD 패널의 상기 수직 축을 따라 대체적으로 지그재그 형상을 형성하는 LCD 패널.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 주사 라인들 및 상기 데이터 라인들에 이미지 데이터를 송신하도록 구성된 구동 회로를 포함하는 LCD 패널.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 집합의 단위 화소들 각각의 위에 광 투과성 개구를 정의하는 광 불투과성 매트릭스를 포함하고, 상기 수직 축의 방향에서의 각 개구의 에지들은 그 개구의 개별 단위 화소의 전극들에 대체적으로 평행한 LCD 패널.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 광 불투과성 매트릭스는 바로 인접하는 주사 라인들에, 또는 바로 인접하는 데이터 라인들에 연결된 바로 인접하는 단위 화소들 사이의 디스클리네이션들(disclinations)을 마스킹하는 LCD 패널.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 단위 화소 각각의 전극들은 싱글 도메인 구성을 갖는 LCD 패널.
  22. 주사 라인들 및 데이터 라인들에 의해 각각 정의되는 행들 및 열들로 배열되는 단위 화소들의 어레이를 갖는 액정 디스플레이(LCD) 패널 내에서 이미지 데이터를 디스플레이하기 위한 방법으로서,
    상기 데이터 라인들 각각에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 나타내는 데이터 신호를 공급하는 단계; 및
    상기 주사 라인들 각각에 주사 신호를 공급하는 단계
    를 포함하고,
    상기 주사 라인들은 제1 집합의 주사 라인들 및 제2 집합의 주사 라인들을 포함하고, 상기 제1 집합의 주사 라인들은 상기 LCD 패널의 수직 축에 대하여 제1 각도 방향으로 제1 각도에서 배향된 화소 전극들을 갖는 제1 집합의 단위 화소들에 연결되고, 상기 제2 집합의 주사 라인들은 상기 수직 축에 대하여 제2 각도 방향으로 제2 각도에서 배향된 화소 전극들을 갖는 제2 집합의 단위 화소들에 연결되며, 상기 제1 및 제2 집합의 주사 라인들은 상기 수직 축을 따라 교대하는 방식으로 배열되고,
    상기 제1 및 상기 제2 각도 방향은 서로 반대되며, 각각의 데이터 라인은 대체적으로 상기 수직 축을 따라 대체적으로 지그재그 형상을 갖고, 인접하는 주사 라인들 사이의 각각의 데이터 라인의 부분들이 바로 인접하는 단위 화소들의 전극들에 대체적으로 평행하도록 배향되는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 데이터 신호들은 상기 데이터 라인들에 순차적인 방식으로 공급되는 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    활성화 시에, 상기 제1 집합으로부터의 단위 화소들 각각은 제1 방향의 전기장을 발생시키고, 상기 제2 집합으로부터의 단위 화소들 각각은 제2 방향의 전기장을 발생시키는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 LCD 패널 내의 단위 화소들 각각의 위에 광 투과성 개구를 정의하는 광 불투과성 매트릭스를 이용하여 제1 전기장과 제2 전기장 사이의 간섭으로부터 발생하는 디스클리네이션들을 마스킹하는 단계를 더 포함하는 방법.
  26. 액정 디스플레이(LCD) 패널에서의 디스클리네이션들을 마스킹하기 위한 방법으로서,
    주사 라인들 및 데이터 라인들에 의해 각각 정의되는 행들 및 열들로 배열된 복수의 단위 화소를 포함하는 화소 어레이 위에 배치되는 광 불투과성 재료를 제공하는 단계
    를 포함하고, 상기 복수의 단위 화소는,
    상기 LCD 패널의 수직 축에 대하여 제1 각도에서 제1 각도 방향으로 배향된 화소 전극들을 갖고, 제1 방향의 전기장을 발생시키도록 구성된 제1 집합의 단위 화소들; 및
    상기 제1 각도 방향에 반대되는 제2 각도 방향으로, 그리고 상기 수직 축에 대하여 제2 각도로 배향된 화소 전극들을 갖고, 제2 방향의 전기장을 발생시키도록 구성된 제2 집합의 단위 화소들
    을 포함하고,
    상기 제1 집합으로부터의 1개의 단위 화소 및 상기 제2 집합으로부터의 1개의 단위 화소를 포함하는 2개의 바로 인접하는 단위 화소들에 의해 각각 발생되는 상기 제1 방향의 전기장 및 상기 제2 방향의 전기장은 서로 간섭하고, 상기 바로 인접하는 단위 화소들 사이에 하나 이상의 디스클리네이션이 형성되도록 하고, 상기 하나 이상의 디스클리네이션은 광원으로부터 제공된 광이 제1 단위 화소 또는 제2 단위 화소를 통해 투과되는 것을 적어도 부분적으로 방지하며,
    상기 광 불투과성 재료는 상기 복수의 단위 화소 각각의 위에 상기 광 불투과성 재료에 의해 경계가 지어지는 광 투과성 개구를 정의하는 매트릭스를 형성하고, 상기 바로 인접하는 단위 화소들에 대응하는 광 불투과성 경계들은 상기 하나 이상의 디스클리네이션들을 마스킹하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 광원은 백라이트 어셈블리 또는 광 반사성 표면 중 하나를 포함하는 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내에서 상기 주사 라인들 중 공통의 주사 라인에 연결되는 단위 화소들은 3개의 단위 화소의 그룹들로 배열되고, 각각의 그룹은 적색 단위 화소, 청색 단위 화소 및 녹색 단위 화소를 포함하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    단위 화소들의 각각의 그룹은 상기 제1 집합으로부터의 2개의 단위 화소와 상기 제2 집합으로부터의 1개의 단위 화소를 포함하거나, 상기 제1 집합으로부터의 1개의 단위 화소와 상기 제2 집합으로부터의 2개의 단위 화소를 포함하는 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    각각의 데이터 라인에 연결된 단위 화소들은 모두 상기 제1 집합의 단위 화소들로부터의 것이거나, 모두 상기 제2 집합의 단위 화소들로부터의 것인 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    각각의 데이터 라인에 연결된 단위 화소들은 상기 제1 집합으로부터의 단위 화소와 상기 제2 집합의 단위 화소 간에서 교대하는 방법.
  32. 액정 디스플레이 (LCD) 패널로서,
    복수의 단위 화소를 갖는 화소 어레이
    - 상기 화소 어레이는,
    상기 LCD 패널의 수직 축에 대하여 90도보다 작은 제1 각도에서 제1 각도 방향으로 배향된 실질적으로 직선인 화소 전극들을 갖는 제1 집합의 단위 화소들; 및
    상기 제1 각도 방향에 반대되는 제2 각도 방향으로, 그리고 상기 수직 축에 대하여 90도보다 작은 제2 각도에서 배향된 실질적으로 직선인 화소 전극들을 갖는 제2 집합의 단위 화소들
    을 포함하고, 상기 제1 및 제2 각도의 크기는 동일하지 않음 -; 및
    하부 정렬층과 상부 정렬층 사이에 배치된 복수의 액정 분자를 포함하는 액정 층 - 상기 하부 및 상부 정렬층은 상기 LCD 패널의 수직 축으로부터 상기 제1 각도의 크기와 상기 제2 각도의 크기 사이의 크기를 갖는 제3 각도만큼 오프셋된 방향으로 상기 액정층을 정렬하도록 구성됨 -
    을 포함하는 LCD 패널.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내의 상기 복수의 단위 화소는 행들 및 열들로 배열되고, 상기 제1 및 제2 집합의 단위 화소들은 상기 제1 및 제2 집합으로부터의 단위 화소들이 상기 화소 어레이의 행을 따라 교대하거나, 열을 따라 교대하거나, 행들 및 열들을 따라 교대하도록 배열되는 LCD 패널.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 액정층의 액정 분자들은 유체 재료 또는 폴리머 망(polymer network) 중 하나 내에 배치되는 LCD 패널.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 정렬층과 상기 액정층은 상기 화소 전극들 위에 배치되고, 상기 LCD 패널은 상기 화소 어레이 아래에 배치되고 상기 액정층을 통해 광을 투과시키도록 구성된 광원을 포함하는 LCD 패널.
  36. 제35항에 있어서,
    수직 또는 수평 위치로 배향되고 편광된 매체를 통해 볼 때, 상기 제3 각도로 정렬된 액정층을 갖는 상기 LCD 패널은, LCD 패널의 수평 또는 수직 축에 평행한 방향으로 정렬된 액정층을 갖는 LCD 패널에 비해 더 높은 투과율을 갖는 것으로 인지되는 LCD 패널.
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