KR100193656B1 - 이중 도메인 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 투명화소전극에 두 가지의 배향모드를 갖는 이중 도메인 액정표시소자를 개시한다. 이 액정표시소자는 투명전극을 구동하기 위한 개개의 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 투명전극을 하나는 스프레이드 구조, 다른 하나는 트위스티드 구조를 포함하는 두 개 이상의 분할화소로 나누고, 그 각각의 해당 영역과, 그 사이의 연결영역에 각각 다른 전압을 인가하여 준다.

Description

이중 도메인 액정표시소자

제1도는 종래의 실시예에 따른 액정표시소자의 배향상태를 보여주는 평면도.

제2도는 종래의 실시예에 따른 액정표시소자의 러빙방법을 보여주는 도면.

제3도는 종래의 실시예에 따른 액정표시소자의 상하판에서의 배향상태를 보여주는 평면도.

제4도는 종래의 실시예에 따른 보상형 액정표시소자에서 단위 화소의 연결상태 및 액정의 배향상태를 보여주는 도면.

제5도는 종래의 실시예에 따른 액정표시소자에서 인가전압에 따른 투과율의 변화를 나타낸 그래프.

제6도는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자에서 단위 화소의 연결상태를 보여주는 도면.

제7도는 본 발명외 실시예에 따른 액정표시소자에서 단위 화소의 회로구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스프레이 영역 2 : 저항영역

3 : 트위스티드 영역

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로서, 특히 보상형 트위스티드 네마틱 액정을 사용한 박막 트랜지스터 액정표시소자에 관한 것이다.

종래의 액정표시소자로는 트위스티드 네마틱 모드가 가장 많이 응용되는데, 이는 액정을 배향하기 위해 상하판을 90도 러빙한다.

이러한 티엔 구조의 액정표시소자는 상하판의 러빙을 90도로 하고, 왼나선형(Left-handed) 치랄(Chiral) 도펀트를 사용한다.

상기와 같이 상하판을 러빙했을 때 콘트라스트 비가 10이상 기준으로 시야각은 일반적으로 좌우 45도, 상 10도, 하 30도이여서 화면을 볼 수 있는 각도가 한정되어 있다.

이러한 시야각에 따른 단점을 보완하기 위하여 보상형 트위스티드 네마틱(Complementary-Twisted Nematic) 구조가 제안되었는데, 이는 시야각을 향상시키기 위해 한 기판에 단일 러빙하는 기존의 방식과는 달리 상하판 중의 하나를 두 번 러빙하는 방법으로 분할 배향해 시야각을 향상시키고자 하였다.

위와 같이, 사진석판 기술을 이용하여 상판을 두 번 러빙할 경우, 한 화소에는 제3도에 도시한 것과 같이, 일반적인 트위스티드 구조와 스프레이드(Splayed)구조가 공존하게 된다. 도면에서 화살표는 러빙방향을 표시한다.

이러한 공존형 액정표시소자는 시야각이 상하 40도 정도로 향상된다.

보상형 티엔 구조에서 트위스티드 구조와 스프레이드 구조가 한 화소 내에 공존하는데 각각 모드에서 액정분자들의 배열상태가 다르다. 이 때문에 두 구조의 문턱전압이 달라지게 된다.

제4도는 종래의 보상형 액정표시소자에서 단위 화소의 연결상태 및 액정의 배향상태를 보여주는 도면으로서, 게이트 라인, 데이터 라인, 트랜지스터 및 트랜지스터에 연결된 하나의 분할 배향된 화소를 보여준다. 트랜지스터의 드레인에 연결된 투명전극은 상판의 스프레이드 영역과 하판측의 트위스티드 영역으로 분할되어 있다.

종래기술은 문턱전압의 차이를 무시하고 이 방법을 적용한다. 이는 화소에 전압 인가시 각 모드의 투과율이 달라 화질의 저하를 초래하는 문제점이 존재한다.

또한, 이 투명전극 서브 화소에 데이터 라인을 통차여 전압이 인가되었을 때, 기존의 표시소자 방식으로는 스프레이드 구조와 트위스티드 구조에 동일한 전압이 인가된다.

동일한 전압 인가시 동일 인가전압에 따라 빛의 투과율이 달라지게 되는데, 첨부한 도면 제5도는 동일 전압 인가시 스프레이드 모드와 트위스티드 모드에서의 투과율을 나타낸 그래프이다. 도면에서 사각형은 스프레이드 모드의 경우이고, 흑색의 마름모 표시는 트위스티드 모드의 경우이다.

이처럼, 투과율이 달라지므로 인하여 종래의 액정표시소자는 그레이 스케일(Grey scale) 구현시 화질의 저하를 가져올 뿐만 아니라 그레이 스케일구현을 위해 투과를 나누어야 되는데 이 경우 정확한 색 재현을 하기가 어렵다.

따라서, 본 발명은 한 화소를 두 개 이상의 분할화소로 나누어 분할화소의 전기광학 투과곡선의 차이를 보상하여 줌으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있는 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 액정표시소자는 액정층에 인가되는 전압에 따라서 액정 분자 배열이 달라지는 액정표시소자로서, 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 각각의 투명전극을 하나는 스프레이드 구조, 다른 하나는 트위스티드 구조를 포함하는 두 개 이상의 분할화소와 연결영역으로 나누고, 그 각각의 해당 영역과, 그 사이의 연결영역에 각각 다른 전압을 인가하여 주는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

첨부한 도면 제6도는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자에서 서브화소의 구조와 그 서브화소에 연결된 박막 트랜지스터의 연결상태를 도시한 도면이고, 제7도는 제6도의 등가회로도이다.

제6도와 제7도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자는 하나의 스위칭소자에 연결된 하나의 투명전극을 하나는 스프레이드 구조(1), 다른 하나는 트위스티드 구조(3)를 포함하는 두 개 이상의 분할화소로 나누고, 그 각각의 해당 영역과, 두 가지 구조 사이에 연결된 영역(2)에는 각각 서로 다른 전압을 인가하여 줌으로써 분할화소의 전기광학 투과곡선의 차이를 보상하도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 액정표시소자에서 분할화소의 액정구조는 트위스티드 네마틱인 것이 바람직하고, 분할화소의 액정 셀의 트위스트 각은 85∼95도이고, 액정의 굴절율 이방성과 액정 셀의 두께 곱이 0.38∼0.60인 것이 바람직하다. 아울러, 상기 스프레이드 구조의 전극과 트위스티드 전극 사이에 연결된 물질(2)은 스프레이드 전극 및 트위스티드 전극과 동일한 저항체로서, 인듐주석산화물인 것이 바람직하다.

상기와 같이 화소전극을 패턴함으로써, 데이터 라인을 통해 스프레이드 구조의 영역(1)에는 원하는 전압 V1이 걸리고 전압이 트위스티드 영역(3)과의 연결영역(2)을 지날 때, 투명전극 자체의 저항 때문에 전압이 약간 떨어져 트위스티드 영역(3)에서는 V1보다 약간 감소된 전압이 걸린다. 즉 저항의 역할을 하는 영역 2를 만들어서 영역 3에 걸리는 전압을 감소시켰다.

위와 같은 방법으로 두 구조의 문턱전압의 차이를 보상할 수 있어 그레이 스케일 구현시 생기는 문제점들이 해결된다. 이 때 영역 2의 면적은 문턱전압의 차이에 따라 바뀌 수 있다.

또 문턱전압의 차이가 커 투명전극 패턴에 의해 보상이 불가능할 경우에는 비저항이 큰 물질을 영역 2에 증착하여 전압 보정을 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 보상형 트위스티드 네마틱 방식은 광시야 각을 위한 공정방법이 다른 방법들보다 단순해 현재 TFT 액정표시소자업계에서 활발히 연구중이다.

본 발명은 광시야 각을 위해 보상형 트위스티드 네마틱 방식 또는 스프레이드 구조와 트위스티드 구조가 동시 공존할 때, 구조 차이에서 오는 문턱전압의 차를 투명전극 패턴을 바꿈으로써 또는 저항 역할로 패턴된 부분에 비저항이 큰 물질을 증착하여 보상해 줌으로써, 화질의 큰 향상을 가져오는 효과를 제공한다.

여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

Claims (5)

1. 액정층에 인가되는 전압에 따라서 액정 분자 배열이 달라지는 액정표시소자로서, 스위칭소자와 전기적으로 연결된 각각의 투명전극을 하나는 스프레이드 구조, 다른 하나는 트위스티드 구조를 포함하는 두 개 이상의 분할화소와 연결영역으로 나누고, 그 각각의 해당 영역과, 그 사이의 연결영역에 각각 다른 전압을 인가하여 주는 것을 특징으로 하는 이중 도메인 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 분할화소의 액정구조는 트위스티드 네마틱인 것을 특징으로 하는 이중 도메인 액정표시소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 분할화소의 액정 셀의 트위스트 각이 85~95도이고, 액정의 굴절율 이방성과 액정 셀의 두께 곱이 0.38∼0.60인 것을 특징으로 하는 이중 도메인 액정표시소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 스프레이드 구조의 전극과 트위스티드 전극 사이를 저항으로 연결한 것을 특징으로 하는 이중 도메인 액정표시소자.
5. 제4항에 있어서, 상기 저항은 인듐주석산화물인 것을 특징으로 하는 이중 도메인 액정표시소자.