KR101026035B1 - Viewing angle switching liquid crystal display device using vertical electric field and optically isotropic liquid crystal mixture - Google Patents
Viewing angle switching liquid crystal display device using vertical electric field and optically isotropic liquid crystal mixture Download PDFInfo
- Publication number
- KR101026035B1 KR101026035B1 KR1020090062142A KR20090062142A KR101026035B1 KR 101026035 B1 KR101026035 B1 KR 101026035B1 KR 1020090062142 A KR1020090062142 A KR 1020090062142A KR 20090062142 A KR20090062142 A KR 20090062142A KR 101026035 B1 KR101026035 B1 KR 101026035B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- pixel electrode
- viewing angle
- electrode
- pixel
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 230000005684 electric field Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
- 230000005374 Kerr effect Effects 0.000 description 1
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
-
- 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
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134318—Electrodes characterised by their geometrical arrangement having a patterned common electrode
-
- 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
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134372—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for fringe field switching [FFS] where the common electrode is not patterned
-
- 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
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
본 발명은 추가적인 패널 없이 하나의 패널을 각각 메인 이미지를 표현하는 주 화소 영역과 시야각을 조절하는 보조 화소 영역으로 나누어 구동하는 시야각 조절 액정 표시 소자에 관한 것으로, 전기장에 의해 광학적으로 등방성에서 비등방성으로 변화하는 양의 유전율 이방성을 가진 액정을 이용하여 주 화소에는 프린지(fringe) 방향 전기장을 보조 화소에는 수직 방향 전기장을 형성시켜 시야각 조절이 가능하게 한 액정 표시 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a viewing angle control liquid crystal display device which is driven by dividing one panel into a main pixel region representing a main image and an auxiliary pixel region adjusting a viewing angle without an additional panel, and is optically isotropic to anisotropic by an electric field. The present invention relates to a liquid crystal display device in which a fringe direction electric field is formed in a main pixel and a vertical electric field is formed in an auxiliary pixel by using a liquid crystal having a variable amount of dielectric anisotropy.
광학적 등방성, 광학적 비등방성, 액정 표시 소자, 시야각 조절. Optical isotropic, optically anisotropic, liquid crystal display device, viewing angle adjustment.
Description
본 발명은 전기장에 의해 광학적으로 등방성에서 비등방성으로 변화하는 양의 유전율 이방성을 가진 액정과 함께 추가적인 공정 없이 프린지 방향 전기장을 이용하여 메인 이미지를 표현하는 전극과 수직방향 전기장을 이용하여 시야각을 조절하는 전극을 하나의 기판에 따로 패턴 하는 방식으로 유도되는 복굴절율의 방향을 각각 다르게 함으로써 보는 방향에 따라 위상지연 값이 달라짐을 이용하여 시야각을 조절하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.The present invention uses a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy that varies optically isotropically anisotropically by an electric field, and adjusts the viewing angle using a vertical electric field and an electrode representing a main image using a fringe electric field without further processing. The present invention relates to a liquid crystal display device for controlling a viewing angle by using a phase delay value different according to a viewing direction by varying directions of birefringence induced by a method of separately patterning electrodes on one substrate.
액정 표시 소자는 현재까지 TN (twisted nematic) 모드의 한계를 뛰어넘고자 광시야각 특징에 초점을 맞추어 발전 되어 왔으며 광시야각 특징이 있는 대표적인 구동방식 중 초기 액정이 수평으로 배향된 모드에 IPS (in-plane switching) 모드와 FFS (fringe field switching) 모드가 있다. 이 중 FFS 모드는 좋은 광특성과 투과율을 보일 뿐 아니라 구동 전압이 낮아 특히 소형 포터블 디바이스에 적합하여 많은 연구가 진행되어 왔고 상용화 되어 왔다. 하지만 포터블 디바이스들의 경우 광시야각 특징이 있는 액정 표시 소자는 공적인 장소에서 사용하게 되면 자연스럽게 정보가 노출되고 이는 정보화 사회에서 개인정보 유출이나 사생활 침해에 따른 문제를 발생시키기 때문에 이러한 문제점을 해결하기 위하여 협 시야각 특징을 갖는 액정 표시 소자에 관한 연구가 제안되었다. 협 시야각 특징을 갖는 액정 표시 소자의 경우에는 사생활 보호를 위하여 단지 정면에서만 정보가 표현되기 때문에 환경이 바뀌어 광 시야각 특징이 요구되면 디스플레이를 사용하는데 있어 또 다른 문제를 야기하여 응용분야가 아주 좁다. 이러한 이유로 최근 광 시야각 특징과 협 시야각 특징의 전환이 자유로운 시야각 조절이 가능한 액정 표시 소자가 개발되고 있다.The liquid crystal display device has been developed to focus on the wide viewing angle characteristic to overcome the limitation of the twisted nematic (TN) mode to date, and among the typical driving schemes having the wide viewing angle characteristic, IPS (in- There are plane switching mode and fringe field switching mode. Among them, the FFS mode not only shows good optical characteristics and transmittance but also has a low driving voltage, which is particularly suitable for small portable devices. However, in the case of portable devices, when the liquid crystal display device having the wide viewing angle characteristic is used in a public place, information is naturally exposed, which causes problems due to leakage of personal information or privacy in the information society. A study on the liquid crystal display device having the characteristics has been proposed. In the case of a liquid crystal display device having a narrow viewing angle feature, since information is only displayed in front of the user for privacy protection, if the environment is changed and a wide viewing angle feature is required, another problem in using the display is caused, and thus the application field is very narrow. For this reason, recently, a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle in which switching between a wide viewing angle feature and a narrow viewing angle feature is freely developed has been developed.
기존의 시야각 조절이 가능한 액정표시소자는 두 개의 액정패널을 적층하여 사용되기 때문에 두께가 두껍고, 제조비용이 많이 드는 문제가 발생한다. 또, 이러한 액정표시소자에서 주로 사용하는 네마틱 (nematic) 액정 상은 초기에 액정의 광축을 일괄적으로 미리 배열하여 액정 분자의 방향에 따라서 광원으로부터 투과하는 빛의 편광 상태가 변화하는 방식을 이용하기 때문에 러빙 공정을 피할 수가 없다. 이러한 러빙 공정은 액정과 접하는 기판 표면에 도포된 배향막 표면을 천 등으로 문지르는 작업이고, 이로 인해 수율 저하에 따른 코스트나 액정표시소자의 품질 저하의 원인이 되고 있다.Conventional liquid crystal display device that can adjust the viewing angle is thick because the two liquid crystal panels are used, the problem of high manufacturing cost. In addition, the nematic liquid crystal phase mainly used in such a liquid crystal display device uses a method in which the optical axis of the liquid crystal is initially arranged in advance in a batch to change the polarization state of light transmitted from the light source according to the direction of the liquid crystal molecules. Therefore, rubbing process is inevitable. Such a rubbing process is an operation which rubs the surface of the oriented film apply | coated to the board | substrate surface which contact | connects a liquid crystal with cloth etc., and this causes the cost of a yield fall, or the quality deterioration of a liquid crystal display element.
따라서, 본 발명의 목적은 추가적인 패널 없이 하나의 패널에 메인 이미지를 표현하는 영역과 시야각을 조절하는 영역을 나누어 광 시야각 특징과 협 시야각 특징을 효과적으로 조절할 수 있는 시야각 조절이 가능한 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle that can effectively adjust a wide viewing angle feature and a narrow viewing angle feature by dividing an area representing a main image and an area for adjusting a viewing angle on one panel without an additional panel. will be.
본 발명의 다른 목적은 공정 수율을 저하시키는 러빙 공정을 없애고 액정의 반응 속도를 높일 수 있는 광학적으로 등방성에서 비등방성으로 변화하는 액정을 이용하여 공정 수율을 높이고 빠른 응답 속도를 통해 좋은 구동 특성을 갖는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the process yield by using an optically isotropically anisotropic liquid crystal that can eliminate the rubbing process to reduce the process yield and increase the reaction rate of the liquid crystal has a good driving characteristics through fast response speed It is to provide a liquid crystal display device.
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로써 본 발명은, 종래의 FFS 모드의 한 화소의 전극 구조를 정보를 표현하는 화소 영역 (이하 주 화소라 칭함)과 시야각을 조절하는 보조적인 화소 영역 (이하 보조 화소라 칭함)으로 분할한다. 주 화소에서는 기존의 FFS 모드에서의 전기장 방향에 따라 복굴절율이 유도되어 메인 이미지를 표현하고 보조 화소에는 공통 전극과 화소 전극을 상부, 하부 기판에 투명 ITO (indume tin oxide) 전극으로 각각 패턴 하여 보조 화소에 전압 인가시 광학적으로 등방성인 액정혼합물에 수직 전기장과 양의 유전율 이방성으로 인한 수직 방향으로의 복굴절율을 유도시켜 협 시야각 모드를 구현할 수 있으며, 전압을 인가하지 않을 때는 광시야각 모드가 되는 단일 패널을 적용한 시야각 조절이 가능 한 액정 표시 소자를 제공한다.As a technical means for solving the above-described problems, the present invention provides a pixel region (hereinafter referred to as a main pixel) representing an electrode structure of one pixel in a conventional FFS mode and an auxiliary pixel region (hereinafter referred to as an auxiliary pixel) for adjusting a viewing angle. (Called a pixel). In the main pixel, the birefringence is induced according to the electric field direction in the conventional FFS mode to express the main image. The auxiliary pixel is patterned by using a common electrode and a pixel electrode as upper and lower substrates with transparent ITO (indume tin oxide) electrodes. Narrow viewing angle mode can be realized by inducing birefringence in the vertical direction due to the vertical electric field and positive dielectric anisotropy in the optically isotropic liquid crystal mixture when voltage is applied to the pixel. Provided is a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle using a panel.
본 발명에 의하면, 추가적인 패널 없이 하나의 패널에 주 화소와 보조 화소를 분할하여 시야각을 조절하는 액정 표시 소자를 제공하기 때문에 두께가 얇고, 가벼우며, 제조 비용이 감소하는 시야각 조절이 가능한 액정 표시 소자를 만들 수 있다.According to the present invention, since the liquid crystal display device for dividing the main pixel and the auxiliary pixel on one panel to adjust the viewing angle without an additional panel is provided, the liquid crystal display device having a thin thickness, light weight, and a reduction in manufacturing cost is possible. Can make
또한, 본 발명에 의하면, 러빙 공정이 필요 없기 때문에 러빙 공정에 따른 수율 저하와 소자의 품질 저하를 피할 수 있다.Moreover, according to this invention, since a rubbing process is not necessary, the fall of a yield by the rubbing process and the fall of the element quality can be avoided.
또한, 본 발명에 의하면, 전압 인가에 의해 광학적으로 등방성에서 비등방성으로 변화하는 액정을 사용함으로써 μs의 응답속도를 구현하여 네마틱 액정을 사용할 경우에 비해 자연스러운 동영상을 구현하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by using a liquid crystal that is optically isotropically anisotropically changed by voltage application, a response speed of μs is realized, and thus, a natural video can be realized as compared with a nematic liquid crystal.
또한, 본 발명에 의하면, 하부에 강한 프린지 전기장이 형성되므로 IPS 모드 구동에 비해 낮은 구동 전압으로 소자를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since a strong fringe electric field is formed in the lower portion, there is an effect that can drive the device at a lower driving voltage than the IPS mode driving.
본 발명은 추가적인 패널 없이 하나의 패널을 각각 메인 이미지를 표현하는 주 화소 영역과 시야각을 조절하는 보조 화소 영역으로 나누어 구동하는 시야각 조절 액정 표시 소자의 구현에 있어 전기장에 의해 광학적으로 등방성에서 비등방성으로 변화하는 양의 유전율 이방성을 가진 액정을 이용하여 주 화소에는 프린지(fringe) 방향 전기장을 보조 화소에는 수직 방향 전기장을 이용하여 유도되는 복굴절의 정도를 조절하도록 하여 정면 외 시야각 방향에서 어둠 상태의 빛 샘을 조절함으로써 시야각 조절이 가능하게 한 액정 표시 소자에 관한 것이다.The present invention provides an optically isotropic to anisotropic method by an electric field in implementing a viewing angle control liquid crystal display device in which one panel is divided into a main pixel region representing a main image and an auxiliary pixel region adjusting a viewing angle without an additional panel. Using liquid crystals with varying amounts of dielectric anisotropy, the amount of induced birefringence is controlled by using a fringe direction electric field in the main pixel and a vertical electric field in the auxiliary pixel to adjust the degree of birefringence induced in the dark and the front of the viewing angle. The present invention relates to a liquid crystal display device that enables viewing angle adjustment by adjusting.
- 실시예 1 -Example 1
실시예 1은 하나의 픽셀을 주 화소와 보조 화소로 분할하여, 주 화소는 하부 기판 위에 평면 형태로 형성된 공통 전극과, 절연막을 사이에 두고 게이트 배선이나 데이터 배선과 평행 또는 수직인 방향으로 형성된 화소 전극 사이의 전위차에 의한 프린지 전기장을, 보조 화소는 상판 밑과 하판 위에 형성된 평면 전극에 의한 수직 전기장을 각각 이용하여 상하좌우 시야각 방향에서 어둠 상태의 빛 샘을 조절한다.In Example 1, a pixel is divided into a main pixel and an auxiliary pixel, and the main pixel is a pixel formed in a direction parallel or perpendicular to a gate wiring or a data wiring with a common electrode formed in a planar shape on a lower substrate, and an insulating layer therebetween. The fringe electric field due to the potential difference between the electrodes, and the auxiliary pixel controls the light leakage in the dark state in the vertical, vertical, left and right viewing angle directions by using the vertical electric field by the flat electrodes formed under the upper plate and the lower plate, respectively.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 블루상 액정의 구조이다. 도시한 바와 같이 블루상 액정(5)은 전기장의 인가에 따라 광학적으로 등방성인 상태(5-a)에서 광학적으로 비등방성인 상태(5-b)로 복굴절이 발생한다. 블루상 액정은 콜레스테릭 네마틱상과 등방상 사이의 온도범위에 존재하는 액정상으로 제1블루상 격자구조, 제2블루상 격자구조 (2-a, 2-b)를 갖고 격자 내부에 실린더 (1-a)가 존재하며 그 실린더 내부에 카이랄 도펀트에 의해 액정이 이중으로 꼬여있는 형태(1-b)로, 전압을 인가하기 전에는 광학적으로 등방상태(5-a)이다.1 is a structure of a blue phase liquid crystal. As shown in the figure, birefringence of the
하지만 전압을 인가하게 되면 수식 (1)에서 볼 수 있듯이 외부에 형성된 전기장에 의해 Kerr 효과가 발생하고 굴절율 이방성이 발생(5-b)하게 된다.However, when the voltage is applied, as shown in Equation (1), the Kerr effect is generated by the external electric field and refractive index anisotropy is generated (5-b).
Δ n = λ KE 2 (1)Δ n = λ KE 2 (One)
(Δ n = 유도된 굴절율 이방성, λ = 사용된 광원의 파장, K = Kerr 상수, E = 전기장 에너지)(Δ n = induced refractive anisotropy, λ = wavelength of light source used, K = Kerr constant, E = electric field energy)
그러나 블루상 액정이 존재하는 온도범위가 수 도 정도로 매우 좁아 디스플레이로 활용하기 부적합하여 블루상 격자 구조 내에 액정이 존재할 수 없는 모순 지역 (3-c), 즉 결함 지역(3-a, 3-b)에 자외선을 이용하여 광경화성 고분자 네트워크를 형성(4) 해 상온에서의 존재범위를 확대한다.However, the contradiction region (3-c), that is, the defect region (3-a, 3-b), in which the liquid crystal is not present in the blue phase lattice structure because the temperature range where the blue phase liquid crystal is present is so narrow that it is not suitable for use as a display. UV light is used to form a photocurable polymer network (4) to expand the range of existence at room temperature.
상기 광학적으로 등방성에서 비등방성으로 변화하는 액정층에 속하는 액정, 카이랄 도펀트, 단분자, 광개시제의 화학적 구조의 예는 다음과 같다.Examples of the chemical structure of the liquid crystal, chiral dopant, monomolecular, and photoinitiator belonging to the liquid crystal layer which changes optically isotropic to anisotropic are as follows.
- 액정 -LCD
- 카이랄 도펀트 -Chiral Dopant
- 단분자 --Single molecule-
- 광개시제 --Photoinitiator-
도 2 는 본 발명의 실시예 1 에 따른 시야각 조절이 가능한 액정표시소자를 설명하기 위한 평면도이다. 도시한 바와 같이, 제 1 게이트 배선(12-a)과 제 2 게이트 배선(12-b)이 하나의 데이터 배선(11)과 수직 교차하도록 배열되어 있으며, 상기 제 1 게이트 배선(12-a)과 데이터 배선(11)의 교차부에는 제 1 스위칭 소자(100)가 형성되어 있고, 제 2 게이트 배선(12-b)과 데이터 배선(11)의 교차부에는 제 2 스위칭 소자(200)가 형성되어 있다. 상기 제 1 게이트 배선(12-a)과 평행하게 배치되는 제 1 공통 전극 신호 배선(13)에 연결된 제 1 공통 전극(9)과 제 1 스위칭 소자(100)와 연결된 제 1 화소 전극(8)은 데이터 배선(11)과 평행하게 배치되고 (혹은 제 1 게이트 배선(12-a)과 평행하게 배치되어도 무방하고), 상기 제 2 게이트 배선(12-b)과 평행하게 배치되는 제 2 공통 전극 신호 배선(도에 표현되어 있지 않음)에 연결된 제 2 공통 전극(10-a)은 평면 형태이며, 상기 제 2 스위칭 소자(200)와 연결된 제 2 화소 전극(10-b)도 평면 형태이다.2 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle according to
도 3 은 본 발명의 전압 인가 전 상태와 전압 인가 후 협 시야각 모드일 때 의 주 화소와 보조 화소의 단면도이다. 도시한 바와 같이 메인 이미지를 표현하는 주 화소 (A)와 보조 화소(B) 영역의 액정은 전압 인가 전 광학적으로 등방성인 상태이므로 모두 어둠 상태를 나타낸다. 전압이 인가되면 주 화소(A) 영역의 액정들은 프린지 전기장의 방향에 따라 복굴절이 유도되고 제 1 화소 전극(8)이 직교된 편광판 사이에서 45도를 이루고 있으므로 액정층을 지나는 빛이 액정층에서 λ/2 위상차를 느낄 때 최대의 투과율이 발생하면서 밝음 상태를 나타내게 된다. 또, 보조 화소(B) 영역의 액정들은 상판 바로 밑의 제 2 공통 전극(10-b)과 하판 바로 위의 제 2 화소 전극(10-a) 사이에 형성되는 수직 전기장의 방향에 따라 복굴절이 유도되므로 45, 135도로 직교 된 편광판 사이에서 정면이 아닌 상하좌우 시야각 방향에서 빛 샘이 발생하게 되고 협 시야각 모드를 구현한다.3 is a cross-sectional view of a main pixel and an auxiliary pixel in a state before voltage application and in a narrow viewing angle mode after voltage application according to the present invention. As shown in the drawing, the liquid crystals in the main pixel A and the auxiliary pixel B regions representing the main image are in an optically isotropic state before voltage is applied, and thus, both show dark states. When voltage is applied, the liquid crystals in the region of the main pixel A induce birefringence according to the direction of the fringe electric field, and the light passing through the liquid crystal layer is emitted from the liquid crystal layer because the
도 4 는 한 픽셀 내의 주 화소(A) 영역에서 이중 도메인이 형성되어 있는 것을 보여주는 평면도이다. 도시한 바와 같이, 제 1 게이트 배선(12-a)과 제 2 게이트 배선(12-b)이 하나의 데이터 배선(11)과 수직 교차하도록 배열되어 있으며, 상기 제 1 게이트 배선(12-a)과 데이터 배선(11)의 교차부에는 제 1 스위칭 소자(100)가 형성되어 있고, 제 2 게이트 배선(12-b)과 데이터 배선(11)의 교차부에는 제 2 스위칭 소자(200)가 형성되어 있다. 상기 제 2 공통 전극(10-a)은 평면 형태이며, 상기 제 2 스위칭 소자(200)와 연결된 제 2 화소 전극(10-b)도 평면 형태이다. 상기 제 1 공통 전극(9)은 하부 기판 위에 평면 형태로 형성되어 있고 그 위에 절연막을 사이에 두고 형성된 제 1 화소 전극(8)은 주 화소(A) 영역 안에서 상기 제 1 게이트 배선(12-a)과 평행하고 상기 데이터 배선(11)과 평행하게, 이중 도 메인을 형성한다.4 is a plan view showing that a double domain is formed in the main pixel A region in one pixel. As shown, the first gate wiring 12-a and the second gate wiring 12-b are arranged so as to vertically intersect with one
도 5 는 도 2 와 전극 구조는 같고 신호배선을 다르게 가져간 시야각 조절 액정 표시 장치의 평면도이다. 도시한 바와 같이 하나의 게이트 배선(12)이 제 1 데이터 배선(11-a) 또는 제 2 데이터 배선(11-b)과 수직 교차 되도록 배열되어 있으며, 상기 게이트 배선(12)과 제 1 데이터 배선(11-a)의 교차부에는 제 1 스위칭 소자(100)가 형성되고 상기 게이트 배선(12)과 제 2 데이터 배선(11-b)의 교차부에는 제 2 스위칭 소자(200)가 형성된다. 주 화소(A) 영역의 전극 패턴과 보조 화소(B) 영역의 전극 모양은 도 2 와 같다.FIG. 5 is a plan view of a viewing angle control liquid crystal display having the same electrode structure and different signal wirings as in FIG. 2. As shown, one
도 6 은 실시예 1과 같은 전극 구조에서 시야각을 조절하는 부분에 컬러필터가 형성되어 있지 않아 화이트를 내는 픽셀 구조도 이다. 도시한 바와 같이 주 화소(111) 영역에 R,G,B 컬러 필터를 형성시키고, 보조 화소(222) 영역에는 컬러필터를 형성하지 않아 화이트를 내어 시야각을 조절하는 영역의 전압을 가변하여 중간계조를 표시할 수 있기 때문에 좌우 방향에서 화면을 볼 때 글자가 겹쳐보이거나 이미지가 겹쳐보이게 한다. 주 화소(111) 와 보조 화소(222)에 따로 전압을 인가하기 위해 게이트 배선(12)과 스위칭 소자(100, 200), 데이터 배선(11-a, 11-b)을 각각 형성하고, 이러한 부분들을 가려주기 위해 블랙 메트릭스(14)를 형성한다.FIG. 6 is a pixel structure diagram in which a color filter is not formed at a portion for adjusting a viewing angle in the same electrode structure as that of Example 1 to produce white color. As shown, R, G, and B color filters are formed in the
도 7 은 도 2 의 전극 구조에서 광시야각 모드 일 때와 협시야각 모드 일 때 어둠 상태에서의 등 휘도 곡선을 보여주고 있는 컴퓨터 시뮬레이션 결과이다.7 is a computer simulation result showing an isoluminescent curve in the dark state in the wide viewing angle mode and the narrow viewing angle mode in the electrode structure of FIG.
시뮬레이션 프로그램은 Shintech사의 LCD master를 사용하였다. 빛샘 수치는 광시야각 모드 일 때의 최대 빛 샘을 기준으로 각각 70%, 50% 30%의 빛샘이 발생하 는 영역이다. 도시한 바와 같이 (가)는 광시야각 모드 일 때의 어둠 상태의 빛 샘의 정도를 보여주고 있으며 (나)는 협 시야각 모드 일 때의 어둠 상태의 빛 샘의 정도를 보여주고 있다. 광시야각 모드일 때의 최대 빛 샘을 수치로 표현하면 0.016128이고, 협 시야각 모드 일 때의 최대 빛 샘을 수치로 표현하면 0.31129로 광시야각 모드 일 때는 빛 샘의 정도가 적은 반면 협 시야각 모드일 때는 좌우 방향에서 빛 새는 정도가 매우 큰 것을 알 수 있다.The simulation program used Shintech's LCD master. Light leakage value is the area where 70% and 50% 30% light leakage occurs based on the maximum light leakage in the wide viewing angle mode, respectively. As shown, (A) shows the degree of light leakage in the dark state in the wide viewing angle mode, and (B) shows the degree of light leakage in the dark state in the narrow viewing angle mode. The maximum light leakage in the wide viewing angle mode is expressed as 0.016128. The maximum light leakage in the narrow viewing angle mode is expressed as 0.31129. The light leakage in the wide viewing angle mode is small, whereas in the narrow viewing angle mode. It can be seen that the degree of light leakage from the left and right direction is very large.
- 실시예 2 -Example 2
실시예 2 는 한 화소를 4개의 단위 화소로 분할하여 메인 이미지를 표현하는 3개의 주 화소는 레드(red : 이하 R로 칭함), 그린(green : 이하 G로 칭함), 블루(blue : 이하 B로 칭함)의 컬러 필터를 코팅하고, 나머지 한 개의 시야각을 조절하는 보조 화소는 컬러필터를 코팅하지 않아 화이트(white : 이하 W로 칭함)로 구동되는 시야각 조절이 가능한 액정 표시 장치에 관한 것이다.In
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 8 은 본 발명의 실시예 2 에 따른 시야각 조절이 가능한 액정 표시 소자를 설명하기 위한 평면도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 시야각 조절 액정 표시 장치는 시야각을 조절하는 단위 화소를 추가하여 4개의 단위 화소를 갖는 시야각 조절이 가능한 액정 표시 장치를 보여주고 있다. 정보를 표시하는 R, G, B의 단위 화소는 제 1 공통 전극(9)과 제 1 화소 전극(8)을 포함하고 있으며 제 1 스위칭 소자(100)에 의해 구동되고, 보조 화소W(222)의 단위 화소는 제 2 공통 전극(10-a) 과 제 2 화소 전극(10-b)을 포함하고 있으며 제 2 스위칭 소자(200)에 의해 구동된다.8 is a plan view illustrating a liquid crystal display device capable of adjusting a viewing angle according to
도 9 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 시야각 조절이 가능한 액정 표시 소자를 설명하기 위한 또 다른 구조의 평면도이다. 하나의 단위 화소를 구현하기 위해 각각 한 개의 게이트 배선(12)과 데이터 배선(11)이 필요하고, 상기 게이트 배선(12)과 평행하게 공통 전극 신호 배선(13)이 배치되고, R, G, B 각 주 화소 안에 각각 한 개씩, 총 세 개의 제 1 스위칭 소자(100)와 보조 화소 안에 한 개의 제 2 스위칭 소자(200)를 형성한다.9 is a plan view of another structure for explaining the liquid crystal display device capable of adjusting the viewing angle according to
또한, 실시예 2 의 제 1 공통 전극 모양과 제 1 화소 전극의 방향은 실시예 1과 같으며, 메인 이미지를 표현하는 3 개의 주 화소 영역은 R, G, B 컬러필터를 형성시키고, 시야각을 조절하는 1 개의 보조 화소 영역은 컬러필터를 형성하지 않아 W를 내어 시야각을 조절하는 영역의 전압을 가변하여 시야각 방향에서 중간 계조를 표시할 수 있기 때문에 시야각 방향에서 화면을 볼 때 글자나 이미지가 겹쳐 보이게 할 수 있다. In addition, the shape of the first common electrode of the second embodiment and the direction of the first pixel electrode are the same as those of the first embodiment, and the three main pixel areas representing the main image form R, G, and B color filters, One auxiliary pixel area to be adjusted does not form a color filter so that the voltage of the area for adjusting the viewing angle can be varied by displaying W so that gray scales can be displayed in the viewing angle direction. You can make it look
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명의 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없어 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.In the above described as a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to the above-described embodiment of the present invention, those who have ordinary knowledge in the field of the invention without departing from the gist of the invention claimed in the claims Anyone can make a variety of variations.
도 1 은 본 발명에 적용되는 블루상 액정의 구조 도면.1 is a structural diagram of a blue phase liquid crystal applied to the present invention.
도 2 는 본 발명의 실시예 1 에 따른 시야각 조절 액정 표시 소자를 설명하기 위한 평면도.2 is a plan view for explaining a viewing angle control liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 블루상 액정의 전기장 인가에 의한 광학적 등방성, 비등방성 변화 상태, 즉 전압 인가 on/off 상태의 광학적 모식도.3 is an optical schematic diagram of an optically isotropic and anisotropic change state by applying an electric field of a blue phase liquid crystal according to Example 1 of the present invention, that is, a voltage application on / off state.
도 4 는 도 2 구조에서 주 화소 영역에 이중 도메인 전극 구조를 형성시킨 시야각 조절 액정 표시 소자를 설명하기 위한 평면도.4 is a plan view illustrating a viewing angle control liquid crystal display device in which the dual domain electrode structure is formed in the main pixel region in the FIG. 2 structure; FIG.
도 5 는 도 2 와 전극 구조는 같고 신호배선을 다르게 가져간 시야각 조절 액정 표시 소자의 평면도.5 is a plan view of a viewing angle control liquid crystal display device having the same electrode structure and different signal wirings as in FIG. 2.
도 6 는 본 발명의 실시예 1 과 같은 전극 구조에서 시야각을 조절하는 부분에 컬러필터가 형성되어 있지 않아 화이트를 내는 픽셀 구조도.FIG. 6 is a pixel structure diagram in which a color filter is not formed at a portion for adjusting a viewing angle in an electrode structure as in
도 7 은 도 2 의 전극 구조에서 광시야각 모드 일 때와 협시야각 모드 일 때 어둠 상태에서의 등휘도 곡선을 보여주고 있는 컴퓨터 시뮬레이션 결과.7 is a computer simulation result showing an isoluminance curve in the dark state in the wide viewing angle mode and the narrow viewing angle mode in the electrode structure of FIG.
도 8 은 실시예 2 와 같은 전극 구조에서 시야각을 조절하는 부분에 컬러필터가 형성되어 있지 않아 화이트를 내는 픽셀 구조도.8 is a pixel structure diagram in which a color filter is not formed at a portion for adjusting a viewing angle in an electrode structure as in Example 2, thereby giving white color;
도 9 는 실시예 2 와 같은 전극 구조에서 시야각을 조절하는 부분에 컬러필터가 형성되어 있지 않아 화이트를 내는 또 다른 픽셀 구조도.FIG. 9 is another pixel structure diagram in which a color filter is not formed at a portion for adjusting the viewing angle in the electrode structure as in Example 2 to give white color; FIG.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090062142A KR101026035B1 (en) | 2009-07-08 | 2009-07-08 | Viewing angle switching liquid crystal display device using vertical electric field and optically isotropic liquid crystal mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090062142A KR101026035B1 (en) | 2009-07-08 | 2009-07-08 | Viewing angle switching liquid crystal display device using vertical electric field and optically isotropic liquid crystal mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110004624A KR20110004624A (en) | 2011-01-14 |
KR101026035B1 true KR101026035B1 (en) | 2011-03-30 |
Family
ID=43612065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090062142A Expired - Fee Related KR101026035B1 (en) | 2009-07-08 | 2009-07-08 | Viewing angle switching liquid crystal display device using vertical electric field and optically isotropic liquid crystal mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101026035B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105204245A (en) * | 2015-10-28 | 2015-12-30 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Liquid crystal display panel with adjustable and controllable visual angle and visual angle regulation and control method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080006034A (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-16 | 전북대학교산학협력단 | Viewing angle adjustment method of the Princefield Switching LCD |
KR100873025B1 (en) | 2007-01-17 | 2008-12-10 | 전북대학교산학협력단 | Fringe-field switching liquid crystal display with adjustable viewing angle |
-
2009
- 2009-07-08 KR KR1020090062142A patent/KR101026035B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080006034A (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-16 | 전북대학교산학협력단 | Viewing angle adjustment method of the Princefield Switching LCD |
KR100873025B1 (en) | 2007-01-17 | 2008-12-10 | 전북대학교산학협력단 | Fringe-field switching liquid crystal display with adjustable viewing angle |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105204245A (en) * | 2015-10-28 | 2015-12-30 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Liquid crystal display panel with adjustable and controllable visual angle and visual angle regulation and control method thereof |
WO2017070996A1 (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Liquid crystal display panel having adjustable viewing angle, and method for adjusting viewing angle thereof |
CN105204245B (en) * | 2015-10-28 | 2017-12-05 | 深圳市华星光电技术有限公司 | A kind of regulatable liquid crystal display panel in visual angle and its visual angle regulation and control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110004624A (en) | 2011-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11860485B2 (en) | Liquid-crystal display device and electronic apparatus | |
JP4453694B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
CN101359118B (en) | Liquid crystal display device | |
JP4027941B2 (en) | Display element and display device | |
CN101617269B (en) | Viewing angle control device and display provided with the same | |
WO2009139199A1 (en) | Liquid crystal display device | |
KR20130067339A (en) | Viewing angle image controllable liquid crystal display | |
KR20090128927A (en) | Viewing angle control liquid crystal display using single panel | |
TWI498651B (en) | Display panel | |
KR101021032B1 (en) | Viewing Angle Switching Liquid Crystal Display Using Optically Isotropic Liquid Crystal Mixture and Vertical Electric Field | |
KR102364637B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR20100031963A (en) | Viewing angle controllable liquid crystal display device using one panel | |
CN101498871B (en) | Visual angle controllable liquid crystal display device and driving method thereof | |
CN100376938C (en) | Liquid crystal display with adjustable visual angle | |
JP2010256680A (en) | Liquid crystal display element | |
KR101026035B1 (en) | Viewing angle switching liquid crystal display device using vertical electric field and optically isotropic liquid crystal mixture | |
WO2012090838A1 (en) | Liquid-crystal panel and liquid-crystal display | |
WO2016031638A1 (en) | Liquid-crystal display | |
US9841643B2 (en) | Liquid crystal display apparatus | |
JP4566526B2 (en) | Liquid crystal display | |
CN202677027U (en) | Liquid crystal panel and display device thereof | |
KR101652866B1 (en) | Liquid crystal display device | |
JP2005535916A (en) | Substrate and liquid crystal display device including the same | |
JP7398926B2 (en) | liquid crystal display device | |
KR101204234B1 (en) | Single gap transflective liquid crystal display using Optically Isotropic Liquid Crystal Mixtures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20090708 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20110308 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20110323 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20110323 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140423 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140423 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160317 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160317 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20180103 |