KR20060049339A - 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

편광축을 갖는 제1편광자; 제1편광자의 편광축과 교차하는 편광축을 갖는 제2편광자; 제1편광자의 편광축과 제2편광자의 편광축에 대해 0°~ 90°범위의 각도를 형성하는 다수의 돌기를 갖는 제1기판; 다수의 픽셀전극을 갖는 제2기판; 그리고 제1기판과 제2기판 사이에 충진된 액정층을 포함하는 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치를 개시한다. 그리하여, 본 발명은 상부기판에 있는 도메인 분할 돌기 주위에 발생하는 빛-누설을 줄일 수 있으며 액정표시장치의 화질을 좋게할 수 있다.

액정표시장치, 도메인, 수직, 정렬, 빛-누설, 픽셀, 전극, 기판

Description

멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치{Multi-domain vertical alignment liquid crystal display device}

도 1a은 종래의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 측면도;

도 1b는 종래의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 평면도;

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예의 측면도;

도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예의 평면도;

도 3a는 어두운 상태에서의 본 발명의 바람직한 실시예의 평면도;

도 3b는 밝은 상태에서의 본 발명의 바람직한 실시예의 평면도;

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예의 평면도;

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예의 평면도; 및

도 6은 종래 액정표시장치의 개략적인 사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 상부편광자 2 : 하부편광자

3 : 돌기 4 : 픽셀전극

5 : 슬릿 7 : 액정층

10 : 상부기판 20 : 하부기판

11, 22 : 편광축 71 : 종축

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치에 관한 것이다.

종래의 액정표시장치는 도 6에 도시된 바와 같이 대개 화상의 콘트라스트비를 높이기 위하여 편광자(1,2)를 가지며, 또한 둘 사이에 액정(7)이 끼워지는 상부기판(10)과 하부기판(20)를 갖는다. 일반적으로, 편광자는 하부기판의 편광축(21)에 직교하는 상부기판의 편광축(11)을 갖도록 배치된다. 그리하여, 화상의 콘트라스트비를 높이고 화상의 화질을 좋게하기 위하여 액정분자(7)에 의해 회절된 편광만이 투과될 수 있다.

그러나, 이러한 종래구성이, 도 1a(측면도) 및 도 1b(평면도)에 도시된 바와 같이, 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치에 적용될 때, 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 상부기판에 있는 돌기(3)와 액정분자(7)간의 상호작용으로 인해 액정표시장치는 상부기판(10)의 돌기(3)의 모서리를 따라 빛이 다소 누설되는 빛-누설현상이 생기는 결과를 종종 가져온다. 따라서, 상의 화질과 콘트라스트비가 저하된다. 빛-누설현상은 돌기(3) 부근의 액정분자(7)에 의해 형성된 기하학공간이 압축되고 왜곡되어 액정분자의 종축(또는 장축)방향(71)이 돌기(3)쪽 방향으로 경사지기 때문에 발생한다. 액정분자의 종축방향(71)이 상부기판(10) 옆에 있는 편광자(1)의 투과축(31)쪽으로 향할 때, 즉, 액정분자의 종축방향(71)과 상부기판(10) 옆 에 있는 편광자의 편광축(11)이 45°의 각도를 형성할 때, 이와 같은 경사방향은 전원이 꺼진 어두운 상태에서 빛-누설을 제어할 수 없게 한다. 따라서, 화질이 저하된다. 화상의 화질이나 콘트라스트비를 개선하기 위해서는 돌기와 액정분자의 종축방향에 의해 생기는 빛-누설을 제어하는 것이 절실히 필요하며, 이로 인해 액정표시장치의 화질을 좋게할 수 있다.

본 발명은 상부기판에 있는 도메인 분할 돌기 부근에서 발생하는 빛-누설을 줄이고 액정표시장치의 화질을 좋게하기 위하여 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치는 편광축을 갖는 제1편광자; 제1편광자의 편광축과 교차하는 편광축을 갖는 제2편광자; 제1편광자의 편광축과 제2편광자의 편광축에 대해 0°~ 90°범위의 각도를 가지며 그 표면에 배치된 다수의 돌기를 갖는 제1기판; 제1편광자와 제2편광자 사이에 개재되며 그 표면에 배치된 다수의 픽셀전극을 갖는 제2기판; 및 제1기판과 제2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 또한, 제1기판의 돌기는 제1기판과 제2기판 사이에 배치된다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 픽셀전극의 표면은 밝기의 균일도를 향상시키기 위하여 선택적으로 다수의 슬릿을 더 포함할 수 있다. 슬릿은 픽셀전극의 모서리에 배치되며 제2기판 상의 돌기의 사영(射影)과 교차하는 방향으로 연장된다. 슬릿을 연장하여 돌기의 사영과 교차하는 각도는 공지의 각도와 다르게 구체적으로 한정하지 않는다. 슬릿을 연장하여 돌기의 사영과 교차하는 각도는 80°~ 100°범위인 것이 바람직하다. 슬릿의 길이 분포는 구체적으로 한정하지 않는다. 슬릿 중 적어도 두 개는 길이가 다른 것이 바람직하며, 슬릿의 길이는 픽셀전극의 동일 모서리의 양단으로부터 픽셀전극의 중심쪽으로 점차 감소하거나 증가하도록 정렬하는 것이 더욱 바람직하다. 슬릿간의 공간이나 간격의 폭 분포는 구체적으로 한정하지 않는다. 슬릿은 적어도 두 개의 다른 공간을 갖는 것이 바람직하며, 슬릿간의 간격의 폭이 픽셀전극의 동일 모서리의 양단으로부터 픽셀전극의 중심쪽으로 점차 감소하거나 증가하도록 정렬하는 것이 더욱 바람직하다. 제2편광자의 편광축과 제1편광자의 편광축간의 교차각도는 공지의 각도와 다르게 구체적으로 한정하지 않는다. 제2편광자의 편광축은 제1편광자의 편광축과 직교하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 돌기와 제1편광자의 편광축과 제2편광자의 편광축간의 각도는 0°~ 90°범위의 공지의 각도와 다르게 구체적으로 한정하지 않는다. 돌기와 제1편광자의 편광축과 제2편광자의 편광축은 서로 직교하거나 평행한 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 제1기판과 제2기판은 종래의 투명기판, 바람직하게는 유리기판일 수 있다. 본 발명의 픽셀전극은 종래의 투명전극, 바람직하게는 산화주석인듐(ITO) 또는 산화아연인듐(IZO)일 수 있다. 제1기판에 분포된 돌기의 형상은 구체적으로 한정하지 않으나, 지그재그인 것이 바람직하다. 본 발명에 적합한 액정은 구체적으로 한정하지 않는다. 액정분자는 음유전이방성(negative dielectric anisotropy)을 갖는 것들이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 이점, 그리고 신규특징은 첨부한 도면을 참조한 다음 의 상세한 설명으로부터 보다 명료해 질 것이다.

실시예 1

먼저, 본 발명의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치에 따른 바람직한 실시예의 측면도인 도 2a와 본 발명의 평면도인 도 2b를 참조한다. 도시한 바와 같이, 본 실시예의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치는 상부편광자(1), 하부편광자(2), 상부기판(제1기판; 10) 및 하부기판(제2기판; 20)을 포함한다. 본 실시예에서, 액정층(7)은 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이에 밀봉되도록 충진된다. 상부편광자(1)와 하부편광자(2)는 액정층이나 액정층 외측의 기판 표면에 마주 보는 상하부기판의 표면에 각각 배치할 수 있다. 본 실시예에서, 상부편광자(1)와 하부편광자(2)는 상부기판(1)과 하부기판(20)의 외측 표면에 각각 배치된다. 본 발명의 상부편광자(1)와 하부편광자(2)의 편광축은 교차하는 방식으로 각각 배치된다. 본 실시예에서, 점선 화살표로 지시된 상부편광자(1)의 편광축(11)과 점선 화살표로 지시된 제2편광축(2)의 편광축(22)은 서로 직교하게 배치된다.

본 실시예에서, 공간의 변화를 이용하여 액정분자의 종축방향(71)을 돌기(3) 쪽으로 경사지게 안내하기 위하여 다수의 돌기가 상부기판(10)에 형성되거나 놓인다. 일반적으로, 액정분자의 종축방향(71)은 평면도로 도시한 것처럼 돌기(3)에 직교한다. 본 실시예에서, 돌기(3)는 지그재그 형태이다. 하부기판(20)의 표면상의 지그재그 돌기(3)의 사영은 제1편광자(1)의 편광축(11)이나 제2편광자(2)의 편광축(22)에 평행하거나 직교한다. 돌기(3)의 이러한 정렬로, 액정분자의 종축방향(71)이 돌기(3)와 직교한다. 따라서, 액정분자의 종축방향(71)이 제1편광자(1)의 편광 축(11)이나 제2편광자(2)의 편광축(22)에 평행하거나 직교한다. 다시 말해, 액정분자의 종축방향(71)과 제1편광자(1)의 투과축(31) 또는 제2편광자(2)의 투과축(32)은 약 45°각도를 형성한다. 액정분자(7)와 돌기(3)의 상호작용으로 생기는 빛-누설은 본 실시예의 정렬을 통해 크게 감소될 수 있다. 본 실시예에서, 투과축(31,32)은 액정분자의 종축방향(71)과 평행하지 않기 때문에, 돌기(3) 부근에서의 액정 경사짐으로 인해 발생되는 빛-누설이 크게 감소될 수 있다.

본 실시예에서, 하부기판(제2기판; 20)은 다수의 정렬된 픽셀전극(4)을 갖는다. 본 실시예에서 픽셀전극(4)은 산화주석인듐(ITO)으로 만든다. 하부기판(제2기판; 20) 부근의 픽셀전극(4)은 이격되며, 다수의 슬릿(5)은 이격된 픽셀전극(4)의 모서리에 형성된다. 본 실시예에서, 슬릿(5)은 편광자의 편광축(21,22)에 대해 45°각도를 갖는 방향으로 연장된다. 슬릿은 길이가 다르다.

슬릿(5)은 픽셀전극(4)의 모서리에 배치되며, 하부기판(제2기판; 20) 상의 돌기(3)의 사영에 대해 약 45°의 교차각도를 갖는 방향으로 연장된다. 또한, 슬릿(5)의 길이(L)는 픽셀전극(4)의 동일 모서리의 양단으로부터 픽셀전극(4)의 중심으로 점차 감소하거나 증가하게 정렬된다. 액정표시장치에 전압이 인가될 때, 슬릿의 길이가 전기장에 영향을 미치기 때문에 음의 액정분자(7)가 그레이 스케일(grayscale)로 대개 다양한 경사각으로 경사진다. 다시 말해, 액정분자(7)는 픽셀전극(4) 내에서 돌기(3) 중 하나의 부근에 다양한 경사각을 갖는다. 그렇더라도, 슬릿이 규칙적인 방법으로 분포되기 때문에 액정분자(7)의 경사각이 규칙적인 방법으로 분포된다. 액정디스플레이의 투과율은 액정분자(7)의 경사각에 의해 생기는 전체 평균 회절지수와 연관되는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 기재한 바와 같은 슬릿의 정렬을 가지면, 돌기(3) 부근에 있는 액정분자(7)의 전체 평균 경사각이 거의 같아진다. 따라서, 액정분자(7)의 경사각에 의해 생기는 전체 평균 회절지수는 거의 같다. 따라서, 돌기(3)에 이웃하는 영역의 투과율도 거의 같다. 본 결합에서, 액정표시장치에 있는 다양한 픽셀전극(4)의 밝기 분포가 향상될 수 있으며, 이는 액정표시장치의 밝기가 균일해지는 결과를 낳는다. 상술한 장치의 정렬을 통해, 관찰자의 시선과 액정의 종축방향(71) 사이의 다양한 각도의 안정된 평균각도를 그레이 스케일로 얻을 수 있다. 액정표시장치가 다른 각도에서 관찰되면, 시선과 액정의 종축방향(71) 사이의 각도는 평균값으로 유지된다. 그러므로, 시선과 액정의 종축방향(71) 사이의 각도가 관찰각의 변화에 따라 변하지 않는다. 따라서, 액정표시장치는 관찰각에 상관없이 균일한 밝기를 갖는다.

어두운 상태에서의 본 바람직한 실시예의 평면도인 도 3a와 밝은 상태에서의 본 바람직한 실시예의 평면도 도 3b를 참조한다. 상술한 바와 같이, 어두운 상태에서, 돌기(3)의 경사진 정렬은 투과축(31,32)이 액정분자의 종축방향(71)과 평행하지 않게 하여, 액정분자(7)에 의해 생기는 빛-누설을 현격히 감소시켜 우수한 어두운 상태를 이룰 수 있다. 전압이 인가될 때, 액정분자의 종축방향(71)은 투과축(21,32)에 평행하게 회전할 것이며, 빛이 투과할 수 있다. 또한, 액정분자(7)의 경사각은 픽셀전극(4)상의 슬릿(4)에 의해 영향을 받을 것이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 액정분자의 종축방향(71)으로부터 얻어진 안정된 전체 평균 회절지수가 형성되며, 균일한 밝기를 만들 수 있다.

다시 말해, 액정분자(7)의 빛-누설에 의해 생기는 비균일한 밝기는 편광자의 편광축(11,22)의 방향과 돌기(3)의 경사각을 정렬함으로써 좋아질 수 있다. 또한, 돌기(3)의 두 이웃영역 주위에 동종으로 정렬된 액정분자의 경사각으로부터 얻어진 다른 전체 평균 회절지수간의 차이가 개선될 수 있다. 따라서, 종래의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 빛-누설과 밝기 분포가 효과적으로 개선될 수 있다. 또한, 종래 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 화상의 콘트라스트비가 증가될 수 있으며, 화질이 좋아질 수 있다.

실시예 2

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 개략적인 평면도이다. 본 실시예의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치는 슬릿(5)이 하부기판(제2기판; 20)에 다중 정렬된 픽셀전극(4)에 분포되는 것을 제외하고는 앞선 실시예와 동일한 방식으로 구성되고 정렬된다. 본 실시예에서, 슬릿(5)은 픽셀전극(4)의 모서리에 배치되고, 하부기판(제2기판; 20) 상의 돌기(3)의 사영에 대해 약 45°의 교차각을 갖는 방향으로 연장되며, 픽셀전극(4)의 동일 모서리의 양단으로부터 픽셀전극(4)의 중심으로 점차 감소하도록 정렬된 폭을 두고 이격된다.

본 실시예는 앞선 실시예와 동일한 효과를 갖는다. 액정분자(7)의 빛-누설에 의해 생기는 비균일한 밝기는 편광자의 편광축(11,22)의 방향과 돌기(3)의 경사각을 정렬함으로써 좋아질 수 있다. 또한, 돌기(3)의 두 이웃영역 주위에 동종으로 정렬된 액정분자의 경사각으로부터 얻어진 다른 전체 평균 회절지수간의 차이가 개 선될 수 있다. 따라서, 종래의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 빛-누설과 밝기 분포가 효과적으로 개선될 수 있다. 또한, 종래 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 화상의 콘트라스트비가 증가될 수 있으며, 화질이 좋아질 수 있다.

실시예 3

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 개략적인 평면도이다. 본 실시예의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치는 하부기판(제2기판; 20)의 다수의 정렬된 픽셀전극(4)에 분포된 슬릿(5)을 제외하고는 앞선 실시예와 동일한 방식으로 구성되고 정렬된다. 본 실시예에서, 슬릿(5)은 픽셀(4)의 모서리에 배치되고, 하부기판(제2기판; 20) 상의 돌기(3)의 사영에 대해 약 45°의 교차각을 갖는 방향으로 연장되며, 픽셀전극(4)의 동일 모서리의 양단으로부터 픽셀전극(4)의 중심으로 점차 증가하도록 정렬된 폭을 두고 이격된다.

본 실시예는 앞선 실시예와 동일한 효과를 갖는다. 액정분자(7)의 빛-누설에 의해 생기는 비균일한 밝기는 편광자의 편광축(11,22)의 방향과 돌기(3)의 경사각을 정렬함으로써 좋아질 수 있다. 또한, 돌기(3)의 두 이웃영역 주위에 동종으로 정렬된 액정분자의 경사각으로부터 얻어진 다른 전체 평균 회절지수간의 차이가 개선될 수 있다. 따라서, 종래의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 빛-누설과 밝기 분포가 효과적으로 개선될 수 있다. 또한, 종래 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 화상의 콘트라스트비가 증가될 수 있으며, 화질이 좋아질 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 이하에 청구한 것처럼 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 가능함을 알 수 있다.

본 발명의 액정표시장치에 따르면, 종래의 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 빛-누설과 밝기 분포가 효과적으로 개선될 수 있다.

또한, 종래 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치의 화상의 콘트라스트비가 증가될 수 있으며, 화질이 좋아질 수 있다.

Claims (11)

1. 제1편광자;

   상기 제1편광자의 편광축과 교차하는 편광축을 갖는 제2편광자;

   상기 제1편광자와 상기 제2편광자 사이에 배치되며, 상기 제1편광자의 상기 편광축과 상기 제2편광자의 상기 편광축에 대해 0°~ 90°범위의 각도로 그 표면에 다수의 돌기를 갖는 제1기판;

   상기 제1편광자와 상기 제2편광자 사이에 배치되며, 그 표면에 다수의 픽셀전극을 갖는 제2기판;

   상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 충진된 액정층을 포함하며,

   상기 돌기는 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티-도메인 수직 정렬 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 픽셀전극은 상기 픽셀전극의 모서리에 배치되는 다수의 슬릿을 더 포함하며, 상기 슬릿은 상기 제2기판 상의 상기 돌기의 사영과 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬릿과 상기 돌기의 상기 사영 사이의 교차각은 80°~ 100°범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 슬릿 중 적어도 두 개는 길이가 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 슬릿의 길이는 상기 픽셀전극의 동일 모서리의 양단으로부터 상기 픽셀전극의 중심으로 점차 감소하거나 증가하도록 정렬되는 것을 특징으로하는 액정표시장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 슬릿간의 간격의 폭은 상기 픽셀전극의 동일 모서리의 양단으로부터 상기 픽셀전극의 중심으로 점자 감소하거나 증가하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 슬릿간의 적어도 두 개의 간격은 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1기판과 상기 제2기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 사영은 지그재그 형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 제2편광자의 상기 편광축은 상기 제1편광자의 상기 편광축에 직교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 음유전이방성을 갖는 액정분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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