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KR20130055205A - Driving method of liquid crystal display device including cholesteric liquid crystal layer - Google Patents

Driving method of liquid crystal display device including cholesteric liquid crystal layer Download PDF

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KR20130055205A
KR20130055205A KR1020110120838A KR20110120838A KR20130055205A KR 20130055205 A KR20130055205 A KR 20130055205A KR 1020110120838 A KR1020110120838 A KR 1020110120838A KR 20110120838 A KR20110120838 A KR 20110120838A KR 20130055205 A KR20130055205 A KR 20130055205A
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liquid crystal
electrode
substrate
voltage
cholesteric liquid
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박상훈
임홍열
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A method for driving a liquid crystal display device comprising a cholesteric liquid crystal layer is provided to improve transmittance and luminance characteristics without using a polarization plate. CONSTITUTION: A liquid crystal display device comprises a liquid crystal panel(102) and a backlight unit(180). The liquid crystal panel comprises a first substrate(110) and a second substrate(170) which are facing with each other. A cholesteric liquid crystal layer(190) is formed between the first and the second substrate. The first and the second substrate comprise a number of first electrodes(150) and a number of second electrodes(178) respectively. A clear voltage applying a first voltage and 0V in sequence is applied to every frame blank period and then a signal voltage is applied to the first electrode, before the signal voltage is applied to each pixel region through the first electrode. The first voltage has a higher value than a threshold voltage changing into homootropic state so that cholesteric liquid crystal in the cholesteric liquid crystal layer forms the homootropic state and then is converted into planar state.

Description

콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 구동방법{Driving method of liquid crystal display device including cholesteric liquid crystal layer} Driving method of a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer {Driving method of liquid crystal display device including cholesteric liquid crystal layer}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 그레이 계조 표현을 위한 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a driving method for expressing gray scales of a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer.

최근 정보화 사회로 시대가 급 발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치의 필요성이 대두되었고, 이에 따라 평판표시장치(flat panel display)에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 특히 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 컴퓨터의 모니터에 활발하게 적용되고 있다.Recently, as the information society has evolved rapidly, the necessity of a display device having excellent characteristics such as thinning, light weight, and low power consumption has emerged. Accordingly, development of flat panel displays has been actively conducted. In particular, liquid crystal displays are excellent in resolution, color display, image quality, and the like, and are being actively applied to monitors of notebook computers and desktop computers.

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.In general, in a liquid crystal display device, two substrates on which electrodes are formed are arranged so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, a liquid crystal material is injected between the two substrates, and then an electric field And moving the liquid crystal molecules, thereby expressing the image by the transmittance of light depending on the liquid crystal molecules.

좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 단면도인 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 갖는 액정패널(30)과, 상기 액정패널(30)의 양 외측면에 서로 수직한 투과축을 가지며 부착된 제 1 및 제 2 편광판(51, 53 )과, 상기 제 1 편광판(51) 외측면에 구비된 백라이트 유닛(40)을 포함하여 구성되고 있다.In more detail, the structure thereof will be described with reference to FIG. 1, which is a cross-sectional view of a general liquid crystal display. As shown, the liquid crystal display includes an array substrate 10 and a color filter substrate with a liquid crystal layer 30 therebetween. A liquid crystal panel 30 having a configuration in which the surfaces 20 are bonded to each other, first and second polarizing plates 51 and 53 attached to both outer surfaces of the liquid crystal panel 30 and having transmission axes perpendicular to each other; The backlight unit 40 is provided on the outer surface of the first polarizing plate 51.

이때, 하부의 어레이 기판(10)에는 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트 배선과 데이터 배선을 포함하며, 이들 두 배선의 교차지점에는 박막트랜지스터가 구비되어 각 화소영역에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.In this case, the lower array substrate 10 includes a plurality of gate wires and data wires arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel areas, and thin film transistors are provided at intersections of the two wires to provide pixels in each pixel area. One-to-one correspondence is connected with the electrode 18.

또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)의 내측면에는 상기 게이트 배선과 데이터 배선 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스가 형성되어 있으며, 이들 격자의 내부에서 각 화소영역에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴)을 포함하는 컬러필터층이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스와 컬러필터층의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.In addition, the inner side of the color filter substrate 20 facing the array substrate 10 has a grid-shaped black bordering each pixel region so as to cover non-display regions such as the gate wiring, the data wiring, and the thin film transistor. A matrix is formed, and a color filter layer including red (R), green (G), and blue (B) color filter patterns) sequentially and repeatedly arranged in correspondence with each pixel region is formed inside these grids. In addition, a transparent common electrode 28 is provided over the entire surface of the black matrix and the color filter layer.

그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 상기 액정패널(30)에는 상기 두 기판(10, 20) 사이에 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant)가 구비되고 있으며, 상기 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되고 있다. Although not shown in the drawings, the liquid crystal panel 30 is provided with a sealant along an edge to prevent leakage of the liquid crystal layer 30 interposed between the two substrates 10 and 20. The upper and lower alignment layers interposed between the substrates 10 and 20 and the liquid crystal layer 30 provide reliability in the molecular alignment direction of the liquid crystal.

이러한 구성을 갖는 종래의 액정표시장치(1)는 상기 백라이트 유닛(40)으로부터 빛이 공급되면, 게이트 배선으로 박막트랜지스터의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역의 화소전극(18)에 데이터배선의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다In the conventional liquid crystal display device 1 having such a configuration, when light is supplied from the backlight unit 40, the on / off signal of the thin film transistor is sequentially scanned and applied to the gate wiring to select the selected pixel area. When the image signal of the data wiring is transmitted to the pixel electrode 18 of the liquid crystal molecules therebetween, the liquid crystal molecules are driven by the vertical electric field therebetween, and various images can be displayed by the change of the transmittance of light.

이와 같은 액정표시장치(1)에 있어서, 상기 액정층(35)은 배열이 흐트러져 있을 때 빛을 가장 강하게 산란시키는 성질을 갖고 있는 네마틱형 액정으로 이루어지고 있다. In the liquid crystal display device 1 as described above, the liquid crystal layer 35 is made of a nematic liquid crystal having a property of scattering light most strongly when the arrangement is disturbed.

액정의 전기/광학적 효과(electro optic effect)는 액정셀의 광학적 성질이 바뀜으로써, 전기적인 광변조가 생기는 현상을 말하며, 이들은 액정분자가 어떠한 배열상태에서 전기장 인가로 다른 배열상태로 바뀌는 것에 기인한다.The electro-optic effect of liquid crystals refers to the phenomenon in which the optical properties of a liquid crystal cell change, resulting in electrical optical modulation, which is caused by the change of liquid crystal molecules from one array state to another by application of an electric field. .

하지만, 이러한 구성을 갖는 네마틱형 액정을 액정층(35)으로 하는 종래의 액정표시장치(1)는 그레이 계조 구현을 위해 서로 수직한 투과축을 갖는 2매의 편광판(51, 53)을 필요로 하고 있다. However, the conventional liquid crystal display device 1 using the nematic liquid crystal having such a configuration as the liquid crystal layer 35 requires two polarizing plates 51 and 53 having transmission axes perpendicular to each other in order to realize gray gradation. have.

따라서, 네마틱형 액정을 이용한 액정표시장치(1)는 상기 백라이트 유닛(40)의 광원(미도시)으로부터 나온 빛은 2매의 편광판(51, 52)을 투과하면서 대부분이 소실되어 투과율 저하를 일으키고 있다. Accordingly, in the liquid crystal display device 1 using nematic liquid crystals, most of the light emitted from the light source (not shown) of the backlight unit 40 passes through the two polarizing plates 51 and 52, causing a decrease in transmittance. have.

즉, 네마틱형 액정을 이용한 액정표시장치(1)는 백라이트 유닛(40)의 광원(미도시)으로부터 나온 빛량을 100이라 할 때 최종적으로 상기 액정표시장치(1)를 투과하여 나온 빛량은 5 내지 10 정도가 되므로 투과효율이 매우 낮다. That is, in the liquid crystal display device 1 using the nematic liquid crystal, when the amount of light emitted from the light source (not shown) of the backlight unit 40 is 100, the amount of light finally transmitted through the liquid crystal display device 1 is 5 to Since it is about 10, the transmission efficiency is very low.

따라서 네마틱 액정을 이용한 액정표시장치(1)는 표시소자로서 적절한 휘도 구현을 위해 백라이트 유닛(40)으로부터 나오는 빛의 휘도를 늘려야 하므로 소비전력이 증가되고 있다. Therefore, the liquid crystal display device 1 using nematic liquid crystal has to increase the brightness of the light emitted from the backlight unit 40 in order to implement the appropriate brightness as a display element is increasing the power consumption.

따라서 최근에는 이러한 네마틱 액정을 이용한 액정표시장치(1)의 저투과율의 문제를 해결하여 소비전력을 저감시키고 구비되는 구성요소가 작아 제조 비용을 저감시킬 수 있는 액정표시장치가 요구되고 있다. Therefore, in recent years, there has been a demand for a liquid crystal display device capable of reducing the power consumption by reducing the problem of low transmittance of the liquid crystal display device 1 using the nematic liquid crystal and reducing the manufacturing cost.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 편광판을 필요로 하지 않아 투과율 및 휘도특성을 향상시키며 소비전력을 저감시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a driving method thereof, which can improve transmittance and luminance characteristics and reduce power consumption, without requiring a polarizing plate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 구동방법은, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 다수의 화소영역에 구비되는 제 1 전극과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 내측면에 구비된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재된 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정패널을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 제 1 전극을 통해 각 화소영역에 신호전압을 인가하기 전 매 프레임 블랭크 구간에, 상기 콜레스테릭 액정층 내의 콜레스테릭 액정이 호모에트로픽 상을 이룬 후 플라나 상으로 전이하도록 상기 호모에트로픽 상으로 변이하는 임계전압 이상의 큰 값을 갖는 제 1 전압과 OV를 순차적으로 인가하는 클리어 전압을 인가한 후, 상기 제 1 전극에 신호전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a driving method of a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to the present invention includes a first substrate in which a plurality of pixel regions are defined, and a plurality of pixel regions of the first substrate. A cholesteric liquid crystal interposed between the first electrode, the second substrate facing the first substrate, the second electrode provided on the inner side of the second substrate, and the first electrode and the second electrode. A method of driving a liquid crystal display device including a liquid crystal panel having a layer, the method comprising: a cholesteric liquid crystal layer in a cholesteric liquid crystal layer in each frame blank period before a signal voltage is applied to each pixel region through the first electrode. After applying a clear voltage for sequentially applying the first voltage and OV having a large value above the threshold voltage transitioning to the homo- tropic phase so that the liquid crystal forms a homo- tropic phase and transition to the planar phase, The signal voltage is applied to the first electrode.

이때, 상기 클리어 전압은 모든 화소영역에 동시에 인가하는 것이 특징이다.In this case, the clear voltage is applied to all pixel areas at the same time.

또한, 상기 액정표시장치는 포칼 코닉 상에서 인가되는 신호전압에 따라 투과율이 변하는 것을 이용하는 것이 특징이며, 상기 신호전압은 11V 내지 14V의 범위 내에서 결정되는 것이 특징이다.In addition, the liquid crystal display device is characterized in that the transmittance is changed according to the signal voltage applied on the focal conic, the signal voltage is characterized in that it is determined within the range of 11V to 14V.

그리고, 상기 액정패널의 일 외측면에 백라이트 유닛을 포함함으로써 상기 백라이트 유닛을 광원으로 구동하거나, 또는 상기 백라이트 유닛없이 외부광을 광원으로 하여 구동하는 것이 특징이다. And, by including a backlight unit on one outer surface of the liquid crystal panel is characterized in that to drive the backlight unit as a light source, or to drive the external light as a light source without the backlight unit.

또한, 상기 제 1 기판에는 서로 교차하여 상기 각 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 것이 특징이며, 이때, 상기 클리어 전압은 상기 모든 화소영역 내에 구비된 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극을 온(on) 상태가 되도록 한 상태에서 상기 데이터 배선을 통해 각 화소영역 내의 제 1 전극에 인가되며, 상기 클리어 전압을 인가한 후에는 상기 게이트 전압을 오프(off) 상태가 되도록 하는 것이 특징이다. The first substrate may include a gate line and a data line crossing each other to define the pixel areas, and a thin film transistor connected to the gate line and the data line in each pixel area, wherein the first electrode is formed in the thin film. The drain voltage of the transistor may be connected to the transistor. In this case, the clear voltage may be formed in the pixel region through the data line in a state in which the gate electrode of the thin film transistors in all the pixel regions is turned on. The gate voltage is applied to one electrode, and the gate voltage is turned off after the clear voltage is applied.

그리고, 상기 제 2 기판에는 적, 녹, 청색이 각 화소영역별로 순차 반복하는 형태의 컬러필터층이 구비된 것이 특징이며, 또한 상기 제 2 기판에는 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭스가 형성된 것이 특징이다.In addition, the second substrate is characterized in that the color filter layer of red, green, and blue are sequentially repeated for each pixel region, and the second substrate is characterized in that a black matrix is formed on the boundary of each pixel region. .

그리고, 상기 콜레스테릭 액정층과 제 1 전극 사이와 상기 콜레스테릭 액정층과 제 2 전극 사이에는 각각 배향막이 형성된 것이 특징이다.The alignment layer is formed between the cholesteric liquid crystal layer and the first electrode and between the cholesteric liquid crystal layer and the second electrode, respectively.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 포함하는 액정표시장치는 편광판을 필요로 하지 않음으로써 백라이트 유닛으부터 나온 빛이 편광판을 투과하면서 손실되는 빛량을 억제할 수 있으므로 고 휘도 및 고 투과율 특성을 갖는 장점을 가지며, 이러한 고 휘도 특성에 의해 소비전력을 저감시키는 효과를 갖는다.As described above, the liquid crystal display including the cholesteric liquid crystal layer according to the embodiment of the present invention does not require a polarizing plate, so that the amount of light lost while the light from the backlight unit passes through the polarizing plate can be suppressed. It has the advantage of having brightness and high transmittance characteristics, and has the effect of reducing power consumption by this high brightness characteristic.

또한, 콜레스테릭 액정의 매 프리임마다 액정의 초기 상태를 결정지어 주는 클리어 전압을 인가하는 구동을 실시함으로써 다양한 그레이 계조를 구현할 수 있는 장점을 갖는다. In addition, the driving of applying a clear voltage that determines the initial state of the liquid crystal at every frame of the cholesteric liquid crystal has an advantage of implementing various gray tones.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 갖는 타입 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 갖는 타입 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 갖는 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 갖는 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도.
도 6은 콜레스테릭 액정의 플라나 상일 때와 포칼 코닉 상 일때의 전압 변화에 따른 투과율을 나타낸 그래프.
도 7은 전압 인가에 따른 콜레스테릭 액정의 상 변이를 나타낸 도면.
1 is a sectional view of a general liquid crystal display device.
2 is a cross-sectional view showing a part of a display area of a type liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a part of a display area of a type liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a part of a display area of an active matrix type liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a part of a display area of an active matrix type liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to another embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the transmittance according to the voltage change in the planar phase and the focal conic phase of the cholesteric liquid crystal.
7 is a view illustrating a phase shift of cholesteric liquid crystals according to voltage application.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치 및 이의 구동방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display having a cholesteric liquid crystal layer and a driving method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a portion of a display area of a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치(101)는 콜레스테릭 액정층(190)을 사이에 두고 서로 마주하는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)으로 이루어진 액정패널(102)과, 상기 액정패널(102)의 일측 외면에 구비된 백라이트 유닛(180)으로 이루어지고 있다.As illustrated, the liquid crystal display device 101 having the cholesteric liquid crystal layer according to the embodiment of the present invention includes a first substrate 110 and a first substrate 110 facing each other with the cholesteric liquid crystal layer 190 therebetween. The liquid crystal panel 102 includes two substrates 170 and a backlight unit 180 provided on one outer surface of the liquid crystal panel 102.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(101)에 있어서 가장 특징적인 구성은 상기 액정패널(102) 내부에 구비되는 액정층(190)은 콜레스테릭 액정층(190)이라는 것과, 상기 액정패널(102)의 양 외측면에는 서로 수직한 투과축을 갖는 편광판이 생략되어 이를 구비하고 있지 않고 있다는 것이다. At this time, the most characteristic configuration of the liquid crystal display device 101 according to an embodiment of the present invention is that the liquid crystal layer 190 provided in the liquid crystal panel 102 is a cholesteric liquid crystal layer 190, On both outer surfaces of the liquid crystal panel 102, polarizing plates having transmission axes perpendicular to each other are omitted and thus not provided.

네마틱 액정을 액정층으로 하는 액정패널의 경우, 이의 양 외측면에는 통상적으로 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 구비되고 있으며, 이러한 제 1 및 제 2 편광판을 구비하지 않을 경우 그레이 계조를 구현하지 못한다. In the case of a liquid crystal panel having a nematic liquid crystal layer as a liquid crystal layer, first and second polarizing plates having transmission axes perpendicular to each other are generally provided on both outer surfaces thereof, and when the first and second polarizing plates are not provided, gray is provided. Can't implement gradation

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층(190)을 구비한 액정표시장치(101)의 경우, 서로 수직한 투과축을 갖는 2매의 편광판을 구비하지 않아도 그레이 계조를 표현할 수 있는 것이 특징이다.However, in the case of the liquid crystal display device 101 having the cholesteric liquid crystal layer 190 according to the embodiment of the present invention, gray gray levels can be expressed without having two polarizing plates having transmission axes perpendicular to each other. It is characteristic.

한편, 조금 더 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층(190)을 구비한 액정표시장치(101)의 구성에 대해 설명한다.Meanwhile, the configuration of the liquid crystal display device 101 including the cholesteric liquid crystal layer 190 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

우선, 상기 액정패널(102)을 이루는 구성요소인 제 1 기판(110)에는 투명한 도전성 물질로 이루어지며 일 방향으로 연장하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 전극(150)이 일정간격 이격하며 구비되어 있다. First, a plurality of first electrodes 150 formed of a transparent conductive material and having a bar shape extending in one direction are spaced apart from each other on the first substrate 110, which is a component of the liquid crystal panel 102. It is equipped.

또한, 이러한 구성을 갖는 제 1 기판(110)에 대향하는 제 2 기판(170)의 내측면에는 상기 제 1 기판(110)에 구비된 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 전극(150)과 수직하게 교차하며 투명한 도전성 물질로 이루어진 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 2 전극(178)이 형성되고 있다.In addition, a plurality of first electrodes 150 having a bar shape provided on the first substrate 110 may be formed on an inner side surface of the second substrate 170 that faces the first substrate 110 having the above configuration. A plurality of second electrodes 178 having a bar shape made of a transparent conductive material and perpendicularly intersecting with each other are formed.

이때, 상기 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(170)은 투명한 절연 기판 예를들면 투명한 유리재질의 기판 또는 플렉서블한 플라스틱 기판으로 이루어지는 것이 특징이다. In this case, the first substrate 110 and the second substrate 170 is characterized in that the transparent insulating substrate, for example, made of a transparent glass substrate or a flexible plastic substrate.

그리고, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(170)의 사이에는 본 발명의 특징적인 구성요소인 콜레스테릭 액정층(190)이 구비되고 있다. 이때, 상기 제 1 기판(110) 상기 콜레스테릭 액정층(190) 사이 및 상기 제 2 기판(170)과 상기 콜레스테릭 액정층(190) 사이에는 각각 배향막(미도시)이 구비된다.A cholesteric liquid crystal layer 190, which is a characteristic component of the present invention, is provided between the first substrate 110 and the second substrate 170. In this case, an alignment layer (not shown) is provided between the first substrate 110 and the cholesteric liquid crystal layer 190 and between the second substrate 170 and the cholesteric liquid crystal layer 190.

이러한 구성을 갖는 상기 액정패널(102)의 일 외측면에는 백라이트 유닛(180)이 구비되고 있다. 상기 백라이트 유닛(180)은 상기 백라이트 유닛(180)은 광원(182)과, 반사판(185)과, 상기 반사판(185) 상에 안착되는 도광판(187) 그리고 이의 상부로 위치하는 다수의 광학시트(186)를 포함하여 구성된다. The backlight unit 180 is provided on one outer surface of the liquid crystal panel 102 having such a configuration. In the backlight unit 180, the backlight unit 180 may include a light source 182, a reflector 185, a light guide plate 187 mounted on the reflector 185, and a plurality of optical sheets positioned thereon. 186).

이때, 상기 광원(182)은 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)와 EEFL(external electrode fluorescent lamp)를 포함하는 형광 램프 또는 LED(light emit diode) 중에서 선택된 하나로 이루어질 수 있으며, 도면에서는 일례로 형광 램프로 이루어진 것을 도시하였다.In this case, the light source 182 may be made of one selected from a fluorescent lamp including a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) and an external electrode fluorescent lamp (EEFL) or a light emit diode (LED). Is shown.

상기 광원(182)은 상기 도광판(187)의 입광부와 대면하도록 상기 도광판(187)의 일측에 위치하며, 상기 광원(182)이 형광 램프인 경우, 램프가이드(미도시)에 의해 그 외측이 가이드 되고 있다. The light source 182 is positioned at one side of the light guide plate 187 so as to face the light incident part of the light guide plate 187. When the light source 182 is a fluorescent lamp, the outside of the light source 182 is formed by a lamp guide (not shown). Being guided.

한편, 상기 도광판(187)은 상기 광원(182)으로부터 입사된 광을 여러 번의 전반사에 의해 그 내부를 진행하도록 하면서 상기 도광판(187) 면내로 고르게 퍼지도록 하여 상기 액정패널(102)에 면광원을 제공한다. Meanwhile, the light guide plate 187 evenly spreads the light incident from the light source 182 to the inside of the light guide plate 187 while propagating the light incident from the light source 182 to the inside of the light guide plate 187. to provide.

이때, 이러한 도광판(187)은 상기 액정패널(102)로의 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. In this case, the light guide plate 187 may include a pattern (not shown) having a specific shape on the rear surface to supply a uniform surface light source to the liquid crystal panel 102.

여기서, 특정 모양의 패턴(미도시)은 상기 도광판(187) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(187)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성된다. In this case, a pattern of a specific shape (not shown) is various, such as an elliptical pattern, a polygonal pattern, a hologram pattern, etc. to guide light incident into the light guide plate 187. The pattern may be formed on the lower surface of the light guide plate 187 by a printing method or an injection method.

또한, 상기 반사판(185)은 상기 도광판(187)의 배면에 위치하여, 상기 도광판(187)의 배면을 통과한 광을 상기 액정패널(102) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다. In addition, the reflective plate 185 is positioned on the rear surface of the light guide plate 187 to improve the brightness of the light by reflecting the light passing through the rear surface of the light guide plate 187 toward the liquid crystal panel 102.

그리고 상기 도광판(187) 상부에 구비된 상기 광학시트(186)는 확산시트(188)와 적어도 하나의 집광시트(189)를 포함한다. The optical sheet 186 provided on the light guide plate 187 includes a diffusion sheet 188 and at least one light collecting sheet 189.

한편, 이러한 구성을 갖는 백라이트 유닛(180)은 광원(182)이 도광판(187)의 측면에 구비되며 상기 도광판(187)에 의해 상기 퀀텀 로드 패널(102)에 면광원을 입사시키는 에지형 타입이 되고 있는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 백라이트 유닛(180)은 직하형 타입을 이룰 수도 있다. On the other hand, the backlight unit 180 having such a configuration has a light source 182 is provided on the side of the light guide plate 187 and the edge type type for injecting a surface light source into the quantum rod panel 102 by the light guide plate 187. Although being shown as an example, the backlight unit 180 may be a direct type.

직하형 타입 백라이트 유닛(미도시)의 경우, 도면에 나타내지 않았지만, 반사판의 상부로 다수의 광원으로서 형광 램프가 일정 간격을 가지며 배치되거나, 또는 다수의 LED가 배치된 LED용 구동기판이 구비되며, 이의 상부로 상기 도광판을 대신하여 확산판이 구비되며, 상기 확산판의 상부로 다수의 광학시트가 구비된다. In the case of a direct type backlight unit (not shown), although not shown in the drawings, a plurality of light sources are disposed at a predetermined interval as a plurality of light sources, or a driving substrate for an LED in which a plurality of LEDs are disposed is provided on the reflection plate. A diffusion plate is provided in place of the light guide plate, and a plurality of optical sheets are provided on the diffusion plate.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층(190)을 포함하는 액정표시장치(101)는 패시브 매트릭스 타입이 되며, 상기 제 1 기판(110)에 구비된 제 2 전극(178)과 상기 제 2 기판(170)에 구비된 제 2 전극(178)이 중첩하는 부분이 하나의 화소영역을 이루며, 이들 두 전극(150, 178)에 의해 발생되는 전압차에 의해 발생되는 전계에 콜레스테릭 액정이 반응하여 투과량이 조절됨으로써 그레이 계조를 표시하게 된다.The liquid crystal display device 101 including the cholesteric liquid crystal layer 190 according to the exemplary embodiment having the above configuration has a passive matrix type, and has a second electrode provided on the first substrate 110. The overlapping portion of the 178 and the second electrode 178 of the second substrate 170 constitutes one pixel region, and an electric field generated by the voltage difference generated by the two electrodes 150 and 178. The cholesteric liquid crystal reacts to control the transmission amount to display gray scales.

한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 2 기판(170)의 내측면 더욱 정확히는 상기 제 2 기판(170)과 상기 제 2 전극(178) 사이에는 각 화소영역 별로 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(미도시)이 더욱 구비될 수 있다. 이렇게 상기 제 2 기판(170)의 내측면에 상기 컬러필터층(미도시)이 구비되는 경우, 상기 액정표시장치(101)는 그레이 계조 이외에 풀 컬러의 화상을 표시할 수 있다. Although not shown in the drawings, a red, green, and blue color filter pattern may be formed between each of the pixel areas between the second substrate 170 and the second electrode 178, more precisely, on the inner surface of the second substrate 170. A color filter layer (not shown) of sequentially repeating form may be further provided. When the color filter layer (not shown) is provided on the inner surface of the second substrate 170, the liquid crystal display 101 may display a full color image in addition to gray gray.

이러한 구성을 갖는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(101)는 본 발명의 특성 상 편광판을 구비하지 않음으로 상기 액정패널(102)은 투명한 상태를 이룬다. Since the passive matrix type liquid crystal display device 101 having such a configuration does not include a polarizing plate due to the characteristics of the present invention, the liquid crystal panel 102 has a transparent state.

따라서, 도 3(본 발명의 또 다른 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도)에 도시한 바와같이 별도의 백라이트 유닛을 구비하지 않고 외부광을 이용해서 화상을 표시할 수도 있다. Accordingly, as shown in FIG. 3 (sectional view showing a part of a display area of a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to another embodiment of the present invention), external light is not provided without using a separate backlight unit. An image can also be displayed.

편광판이 구비되는 경우 최종적으로 광원으로부터 나온 빛은 5% 수준이지만 본 발명에 따른 액정표시장치(102)는 2매의 편광판을 구비할 필요가 없으므로 그 투과도가 60% 정도 수준이 되므로 일반적인 광원 예를들면 가정에서 쓰는 일반 광원인 형광등 또는 태양광 등을 배면에 위치하도록 하여 이를 광원으로 이용하여 화상을 표시할 수도 있다. When the polarizing plate is provided, the light emitted from the light source is finally 5% level, but since the liquid crystal display device 102 according to the present invention does not need to have two polarizing plates, its transmittance is about 60%. For example, a fluorescent light or sunlight, which is a general light source used in homes, may be positioned on the back side, and an image may be displayed using the light source as a light source.

한편, 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정층(190)을 구비한 액정표시장치(101)는 전술한 구성을 갖는 패시브 매트릭스 타입 이외에 액티브 매트릭스 타입으로 형성될 수도 있다. Meanwhile, the liquid crystal display device 101 including the cholesteric liquid crystal layer 190 according to the present invention may be formed in an active matrix type in addition to the passive matrix type having the above-described configuration.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 하나의 화소영역에 대해서만 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 도시하였으며, 도 2에 도시된 패시브 타입 액정표시장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다. 이때, 설명의 편의를 위해 상기 각 화소영역(P) 내에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된 영역을 스위칭 영역(StgC)이라 정의하였다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of a display area of an active matrix type liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer according to an exemplary embodiment of the present invention, showing a thin film transistor as a switching element for only one pixel area. The same reference numerals are given to the same components as the passive type liquid crystal display shown. In this case, for convenience of description, an area in which the thin film transistor Tr is formed in each pixel area P is defined as a switching area StgC.

도시한 바와같이, 콜레스테릭 액정층(190)을 구비한 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치(101)의 경우, 패시브 타입 매트릭스 타입의 액정표시장치(도 2의 101)와 같이, 액정패널(102)과 백라이트 유닛(180)으로 구성되고 있다.As shown, in the case of the active matrix type liquid crystal display device 101 having the cholesteric liquid crystal layer 190, the liquid crystal panel 102 is the same as the passive type matrix type liquid crystal display device (101 in FIG. 2). And a backlight unit 180.

우선, 액정패널(102)을 살펴보면, 투명한 절연 기판 예를들면 투명한 유리재질의 기판 또는 플렉서블한 플라스틱 기판으로 이루어진 상기 제 1 기판(110) 상에는 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질로써 제 1 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. First, referring to the liquid crystal panel 102, a metal material such as aluminum (Al) having low resistance on the first substrate 110 formed of a transparent insulating substrate, for example, a transparent glass substrate or a flexible plastic substrate, may be used. , One or more materials selected from aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), copper alloy, molybdenum (Mo), and molybdenum alloy (MoTi) are formed in the gate wiring (not shown) extending in the first direction. .

또한, 상기 제 1 기판(110)의 각 화소영역(P) 내의 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(108)이 형성되어 있다. In addition, a gate electrode 108 is connected to the gate line (not shown) in the switching region TrA in each pixel region P of the first substrate 110.

그리고, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(108) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 게이트 절연막(115)이 형성되어 있다. In addition, the gate insulating layer 115 may be formed as an inorganic insulating material, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), on the entire surface of the first substrate 110 over the gate line and the gate electrode 108. Formed.

또한, 상기 게이트 절연막(115) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 전극(108)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 상기 액티브층 상부에서 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(120) 상부에는 서로 이격하며 상기 오믹콘택층(120b)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로는 상기 액티브층(120a)이 노출되고 있다. In addition, an ohmic contact layer of impurity amorphous silicon is spaced apart from the active layer 120a of pure amorphous silicon and the upper portion of the active layer in correspondence with the gate electrode 108 in the switching region TrA on the gate insulating layer 115. A semiconductor layer 120 formed of 120b is formed, and source and drain electrodes 133 and 136 are spaced apart from each other and contact the ohmic contact layer 120b, respectively. In this case, the active layer 120a is exposed between the source and drain electrodes 133 and 136 spaced apart from each other.

한편, 상기 각 화소영역(P) 내에 구비된 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(115)과 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.Meanwhile, the gate electrode 108, the gate insulating layer 115, the semiconductor layer 120, the source and drain electrodes 133 and 136 sequentially stacked on the switching region TrA included in each pixel region P. Is a thin film transistor (Tr).

그리고, 상기 게이트 절연막(115) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 제 2 방향으로 연장하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(133)과 연결되며 형성되어 있다. In addition, a data line 130 defining a pixel region P intersecting the gate line (not shown) may extend in a second direction on the gate insulating layer 115, and a source electrode of the thin film transistor Tr may be formed. 133 is formed and connected.

이때, 상기 데이터 배선(130) 하부에는 상기 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 반도체 패턴(121a, 121b)으로 이루어진 더미패턴(121)이 형성됨을 보이고 있지만, 이는 제조 공정 상의 특징에 의해 일례를 보인 것이며, 상기 더미패턴(121)은 생략될 수도 있다. In this case, a dummy pattern 121 formed of the first and second semiconductor patterns 121a and 121b is formed of the same material forming the active layer 120a and the ohmic contact layer 120b below the data line 130. Although shown, this is an example of the characteristics of the manufacturing process, the dummy pattern 121 may be omitted.

다음, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136) 상부에는 무기절연물질 또는 유기절연물질로 이루어진 보호층(140)이 구비되고 있다. 이때, 상기 보호층(140)에는 각 화소영역(P) 별로 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되어 있다. Next, a protective layer 140 made of an inorganic insulating material or an organic insulating material is provided on the data line 130 and the source and drain electrodes 133 and 136. In this case, the protective layer 140 is provided with a drain contact hole 143 exposing the drain electrode 136 of the thin film transistor Tr for each pixel region P. FIG.

또한, 상기 보호층(140) 상부에는 각 화소영역(P) 내에 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 투명 도전성 물질로 이루어진 제 1 전극(150)이 형성되어 있다.In addition, a first electrode formed of a transparent conductive material on the passivation layer 140 in contact with the drain electrode 136 of the thin film transistor Tr through the drain contact hole 143 in each pixel region P. 150) is formed.

이러한 구성을 갖는 제 1 기판(110)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있으며 이러한 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 연결되어 상기 제 1 전극(150)이 구비됨으로써 각 화소영역(P)별로 별도의 전압 인가가 가능하므로 패시브 타입 액정표시장치 대비 더욱 안정적으로 화상을 구현할 수 있다.In the first substrate 110 having the above structure, a thin film transistor Tr, which is a switching element, is formed, and is connected to the drain electrode 136 of the thin film transistor Tr so that the first electrode 150 is provided. Since a separate voltage can be applied to each region P, an image can be more stably realized than a passive type liquid crystal display.

한편, 이러한 구성을 갖는 제 1 기판(110)과 대향하는 제 2 기판(170)의 내측면에는 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(173)가 구비되고 있다. 이때 상기 블랙매트릭스(173)는 상기 각 화소영역(P)의 노출시키는 개구가 형성되고 있다. On the other hand, a black matrix 173 is provided on the inner surface of the second substrate 170 facing the first substrate 110 having the above configuration in correspondence with the boundary of each pixel region P. As shown in FIG. In this case, the black matrix 173 has openings for exposing the pixel regions P.

그리고 상기 각 개구에는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(176a, 176b, 176c)이 순차 반복되며 형성되고 있으며, 이러한 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(176a, 176b, 176c)은 컬러필터층(176)을 이룬다. The red, green, and blue color filter patterns 176a, 176b, and 176c are sequentially formed in the openings, and the red, green, and blue color filter patterns 176a, 176b, and 176c are formed in the color filter layer 176. To achieve.

그리고, 상기 컬러필터층(176)을 덮으며 투명한 도전성 물질로 이루어진 제 2 전극(178)이 표시영역 전면에 형성되고 있다.A second electrode 178 covering the color filter layer 176 and made of a transparent conductive material is formed on the entire display area.

이러한 구성을 갖는 제 1 및 제 2 기판(170) 사이에는 콜레스테릭 액정층(190)이 개재됨으로써 액정패널(102)을 이루고 있다. 이때, 상기 콜레스테릭 액정층(190)과 상기 제 1 전극(150) 사이에는 제 1 배향막(미도시)이 구비되며, 상기 콜레스테릭 액정층(190)과 제 2 전극(178) 사이에는 제 2 배향막(미도시)이 구비되고 있다.The cholesteric liquid crystal layer 190 is interposed between the first and second substrates 170 having such a configuration to form the liquid crystal panel 102. In this case, a first alignment layer (not shown) is provided between the cholesteric liquid crystal layer 190 and the first electrode 150, and between the cholesteric liquid crystal layer 190 and the second electrode 178. A second alignment film (not shown) is provided.

그리고, 상기 액정패널(102)의 상기 제 1 기판(110) 외측면에는 백라이트 유닛(180)이 구비됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치(101)가 완성되고 있다.In addition, the backlight unit 180 is provided on the outer surface of the first substrate 110 of the liquid crystal panel 102 so that the active matrix type liquid crystal display device 101 having the cholesteric liquid crystal layer according to the embodiment of the present invention. ) Is completed.

한편, 이러한 구성을 갖는 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치(101) 또한 도 5(본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치의 표시영역 일부를 나타낸 단면도)에 도시한 바와같이, 상기 액정패널의 외측면에 구비되는 백라이트 유닛없이 외부광원을 이용하여 구동될 수도 있다.On the other hand, the active matrix type liquid crystal display 101 having such a configuration is also shown in FIG. 5 (sectional view showing a part of the display area of the active matrix type liquid crystal display device having the cholesteric liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention). As shown in the drawing, it may be driven using an external light source without a backlight unit provided on the outer surface of the liquid crystal panel.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층(190)을 구비한 패시브 또는 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치(101)는 별도의 편광판을 필요로 하지 않으므로 기본적으로 표시영역이 투명한 상태를 이루는 것이 특징이다. Since the passive or active matrix type liquid crystal display device 101 having the cholesteric liquid crystal layer 190 according to various embodiments of the present invention having such a configuration does not require a separate polarizer, the display area is basically transparent. It is characterized by forming.

그리고, 상기 콜레스테릭 액정층(190) 내의 액정분자의 동작에 의해 그레이 계조를 갖는 화상이 구현되며, 이때, 콜레스테릭 액정 특성 상 화상이 구현되는 부분은 난반사 영역을 이루는 것이 특징이다. In addition, an image having gray gray scale is implemented by the operation of the liquid crystal molecules in the cholesteric liquid crystal layer 190. In this case, the portion where the image is implemented due to the cholesteric liquid crystal characteristics forms a diffuse reflection region.

이후에는 제 1 전극(150)과 제 2 전극(178) 사이에 위치하여 백라이트 유닛(180)으로부터 나온 빛량을 조절하여 계조를 표현하는 콜레스테릭 액정층(190)을 이루는 콜레스테릭 액정에 대해 설명한다.Subsequently, the cholesteric liquid crystal constituting the cholesteric liquid crystal layer 190 positioned between the first electrode 150 and the second electrode 178 to express gray scales by adjusting the amount of light emitted from the backlight unit 180. Explain.

콜레스테릭 액정은 크게 3가지 상을 갖는 것이 특징이다. 콜레스테릭 액정의 3가지 상은 플라나 상(planar state), 포칼 코닉상(focal conic state) 그리고 호메오트로픽상(homeotropic state)이 된다. Cholesteric liquid crystals are characterized by having three phases. The three phases of the cholesteric liquid crystal are the planar state, the focal conic state and the homeotropic state.

이때, 이러한 콜레스테릭 액정의 3가지 상은 특정 크기 이상 또는 특정 크기 이하의 전압이 인가되는 경우 상 변이가 발생되는 특징을 갖는다.At this time, the three phases of the cholesteric liquid crystal has a characteristic that a phase shift occurs when a voltage of a specific size or more or less than a specific size is applied.

그리고, 상기 콜레스테릭 액정의 3가지 상은 각각 안정한 상태를 가짐으로서 각 상을 이룬 상태에서 특정 크기의 전계가 가해지지 않는 한, 그 상태를 오랜 시간동안 유지하는 것이 특징이다.In addition, the three phases of the cholesteric liquid crystals each have a stable state, and the state of the cholesteric liquid crystal is maintained for a long time unless an electric field of a specific size is applied in each state.

따라서, 콜레스테릭 액정은 각 상이 모드 안정된 상태를 이루게 됨으로써 일단 각 상의 상태를 벗어나기 위해서는 각 상의 임계치 이상 또는 이하의 전압을 인가해야 한다.Therefore, the cholesteric liquid crystal is in a mode-stable state of each phase, so that once the phase of each phase is released, a voltage above or below the threshold of each phase must be applied.

한편, 이러한 3가지 상 상태를 갖는 콜레스테릭 액정을 이용하여 화상을 표시하는 표시장치로 이용하기 위해서는 인가되는 전압에 비례하여 투과율을 달리하는 구간을 가져야 하는데, 이러한 구간은 플라나 상 또는 포칼 코닉상이 되고 있다. On the other hand, in order to use the display device for displaying an image by using the cholesteric liquid crystal having the three phase states, the transmittance must be varied in proportion to the applied voltage. It is becoming.

이 경우, 플라나 상에서의 인가되는 전압대비 빛의 투과율 값과 포칼 코닉상에서의 인가되는 전압대비 빛의 투과율 값이 차이가 있으므로 이러한 각 상별로 투과율 값이 다른 콜레스테릭 액정을 이용하는 경우, 액정의 초기상태를 설정해 주지 않으면 의도한 바와는 다른 화상을 표시하는 문제가 발생될 수 있다.In this case, since the transmittance value of light to voltage applied to the planar phase and the transmittance value of light to voltage applied to the focal conic phase are different, the initial stage of the liquid crystal when the cholesteric liquid crystal having different transmittance values for each of these phases is used. If the state is not set, a problem of displaying an image different from the intended one may occur.

즉, 도 6(콜레스테릭 액정의 플라나 상일 때와 포칼 코닉 상 일때의 전압 변화에 따른 투과율을 나타낸 그래프)를 참조하면, 상기 콜레스테릭 액정의 상이 플라나 상에서 Gray 25를 표현하기 위해 V1의 전압을 인가하였으나, 상기 콜레스테릭 액정의 상이 포칼 코닉 상이라면 Gray10이 표현될 수 있다. That is, referring to FIG. 6 (a graph showing the transmittance according to the voltage change in the planar phase and the focal conic phase of the cholesteric liquid crystal), the voltage of V1 to represent Gray 25 on the plane of the cholesteric liquid crystal Although is applied, if the phase of the cholesteric liquid crystal is a focal conic phase, Gray10 may be expressed.

데이터 신호 전압은 투과율이 비례적으로 증가하는 부분을 이용할 것이고, 이러한 전압의 크기에 따라 비례적으로 투과율 값이 변하는 구간에서 플라나 상일 때와 포칼 코닉 상일 때의 투과율이 서로 다르기 때문에 콜레스테릭 액정의 초기 상태를 결정해 주는 것은 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치의 안정적인 구동을 위해 매우 중요한 요소가 된다. The data signal voltage will use a portion where the transmittance increases proportionally, and the transmittance is different between the planar phase and the focal conic phase in the period where the transmittance value is proportionally changed according to the magnitude of the voltage. Determining the initial state is a very important factor for stable driving of the liquid crystal display device having the cholesteric liquid crystal layer.

따라서, 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치는 이러한 콜레스테릭 액정의 상에 따라 다른 투과율 값을 갖게 됨으로서 발생되는 문제를 해결하고자 매 프레임 블랭크 구간마다 상기 콜레스테릭 액정의 상태를 리셋시킴으로써 안정적으로 인가되는 신호전압 크기에 반응하여 하나의 투과율 값을 갖도록 하는 구동을 실시하는 것이 특징이다.Therefore, the liquid crystal display device having the cholesteric liquid crystal layer according to the present invention has a transmittance value different according to the phase of the cholesteric liquid crystal to solve the problem caused by the cholesteric liquid crystal in every frame blank section. It is characterized in that the driving is performed to have one transmittance value in response to the magnitude of the signal voltage stably applied by resetting the state.

콜레스테릭 액정 특성 상 인가되는 신호전압 크기에 비례하여 투과율이 변하는 부분을 갖는 상은 플라나 상 또는 포칼 코닉 상이 되며, 본 발명의 실시예에 따른 콜레스테릭 액정층을 갖는 액정표시장치는 이들 두 개의 상 중 하나의 상만을 선택하여 투과율 변화를 나타내도록 하는 구동 방법을 제안한다.A phase having a portion whose transmittance changes in proportion to the magnitude of the signal voltage applied due to the cholesteric liquid crystal property is a planar phase or a focal conic phase, and a liquid crystal display having a cholesteric liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention is A driving method is proposed in which only one of the phases is selected to show a change in transmittance.

도 7은 전압 인가에 따른 콜레스테릭 액정의 상 변이를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating a phase shift of cholesteric liquid crystals according to voltage application.

액티브 매트릭스 타입 액정표시장치의 구동에 있어서 콜레스테릭 액정의 초기 상태를 결정할 수 있는 구간은 프레임 블랭크(Frame blank) 구간 즉, 데이터 배선을 통한 신호전압이 인가되지 않는 구간이 된다. 매 프레임 단위로 데이터 배선을 통한 신호전압의 개시는 Vsync 전압에 의해 이루어지며, 상기 Vsync 전압이 인가되는 시점에서는 신호전압은 인가되지 않으므로 이러한 Vsync 전압을 인가하는 시간 동안이 프레임 블랭크 구간이 된다. In the driving of the active matrix type liquid crystal display, a section in which the initial state of the cholesteric liquid crystal can be determined is a frame blank section, that is, a section in which no signal voltage is applied through the data line. The signal voltage is started by the Vsync voltage every frame unit, and since the signal voltage is not applied at the time when the Vsync voltage is applied, the frame blank period is applied during the time when the Vsync voltage is applied.

따라서, 이러한 프레임 블랭크 구간에 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치의 경우, 표시영역 내의 모든 화소영역에 구비된 박막트랜지스터의 모든 게이트 전극을 온(ON)시키고, 호모에트로픽 상을 갖도록 하기 위해 호모에트로픽 상으로 전이를 위한 임계 전압보다 큰 하이 전압 V(H) 일례로 17V 내지 25V 중 선택되는 값을 갖는 하이전압을 모든 데이터 배선을 통해 인가 후 바로 0V를 인가한 상태에서 모든 게이트 전극을 오프(OFF)시키면, 상기 콜레스테릭 액정은 상기 호모에트로픽 상에서 플라나 상을 지나 포칼 코닉 상을 이루게 된다. Therefore, in the case of an active matrix type liquid crystal display device in such a frame blank period, all the gate electrodes of the thin film transistors provided in all the pixel areas in the display area are turned on and have a homo-Erotic image. High voltage V (H) larger than threshold voltage for transition to For example, all gate electrodes are turned off with 0V applied immediately after applying a high voltage having a value selected from 17V to 25V through all data wires. In this case, the cholesteric liquid crystal forms a focal conic phase after passing through a planar phase on the homotropic.

한편, 패시브 패드릭스 타입 액정표시장치인 경우, 상기 액티브 매트릭스 타입 액정표시장치에서 게이트 전압을 온(ON)시키고 오프(OFF)시키는 동작없이 프레임 블랭크 구간에서 클리어 전압을 인가하면 상기 콜레스테릭 액정은 상기 호모에트로픽 상에서 플라나 상을 지나 포칼 코닉 상을 이루게 된다. On the other hand, in the case of a passive matrix type liquid crystal display device, the cholesteric liquid crystal is applied when a clear voltage is applied in a frame blank period without an operation of turning on and off a gate voltage in the active matrix type liquid crystal display device. The homotropic phase passes through the planar phase to form a focal conic phase.

이때, 상기 임계 전압(17V)보다 큰 하이 전압 인가 후 OV를 인가하는 전압을 통칭하여 클리어 전압이라 정의한다. In this case, a voltage for applying OV after applying a high voltage greater than the threshold voltage 17V is collectively defined as a clear voltage.

한편, 이렇게 클리어 전압을 우선 인가하여 호모에트로픽 상을 거쳐 플라나 상을 지나 포칼 코닉 상을 이룬 상태에서 투과율 값이 신호전압 크기에 비례하는 구간 범위 내의 신호전압인 11V 내지 14V 중 하나의 값을 갖는 전압 인가하게 되면, 항상 포칼 코닉 상에서의 투과율 값을 갖게 됨으로써 일관된 그레이 계조를 표시하게 된다. Meanwhile, in the state where the clear voltage is first applied, the homotropic phase, the planar phase, and the focal conic phase are used, the transmittance value has one of 11V to 14V, which is a signal voltage within an interval range proportional to the magnitude of the signal voltage. Applying a voltage will always have a transmittance value on the focal conic, resulting in consistent gray levels.

포칼 코닉 상 또는 플라나 상에서 상기 클리어 전압 인가없이 신호전압에 비례하여 투과율이 변하는 구간에 위치하는 신호전압 범위(11V 내지 14V)에서 바로 이전 상태의 투과율을 나타내는 신호전압 대비 크거나 혹은 작은 전압을 인가하는 경우, 이전 대비 감소할 때와 증가할 때 서로 다른 투과율 값을 갖게 되므로 안정적인 그레이 계조 상태를 표시할 수 없음을 실험적으로 알 수 있었다. On the focal conic phase or on the planar, a voltage larger or smaller than the signal voltage representing the transmissivity of the previous state is applied in the signal voltage range (11V to 14V) positioned in a section where the transmittance changes in proportion to the signal voltage without applying the clear voltage. In this case, it was experimentally found that the gray gray state could not be displayed because the transmittance values were different when the values were decreased and increased.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구동법에 따라 매 프레임 블랭크 구간에 클리어 전압을 선 인가하여 콜레스테릭 액정의 초기 상태를 항상 일정하게 해 주게 되면, 안정적으로 하나의 신호전압 크기에 대해 동일한 투과율 값을 갖는 그레이 계조를 표시할 수 있으므로 표시품질을 향상시키는 효과를 갖는다.However, if the initial state of the cholesteric liquid crystal is always constant by applying a clear voltage to each frame blank section according to the driving method of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, one signal voltage is stably increased. Since gray gradations having the same transmittance value can be displayed for, the display quality is improved.

101 : 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정표시장치
102 : 액정패널
110 : 제 1 기판
150 : 제 1 전극
170 : 제 2 기판
178 : 제 2 전극
180 : 백라이트 유닛
190 : 콜레스테릭 액정층 101: liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer
102: liquid crystal panel
110: first substrate
150: first electrode
170: second substrate
178: second electrode
180: backlight unit
190: cholesteric liquid crystal layer

Claims (10)

다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 다수의 화소영역에 구비되는 제 1 전극과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 내측면에 구비된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 개재된 콜레스테릭 액정층을 구비한 액정패널을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 제 1 전극을 통해 각 화소영역에 신호전압을 인가하기 전 매 프레임 블랭크 구간에, 상기 콜레스테릭 액정층 내의 콜레스테릭 액정이 호모에트로픽 상을 이룬 후 플라나 상으로 전이하도록 상기 호모에트로픽 상으로 변이하는 임계전압 이상의 큰 값을 갖는 제 1 전압과 OV를 순차적으로 인가하는 클리어 전압을 인가한 후, 상기 제 1 전극에 신호전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
A first substrate having a plurality of pixel regions defined therein, a first electrode provided in the plurality of pixel regions of the first substrate, a second substrate facing the first substrate, and an inner surface of the second substrate; In the driving method of a liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel having a second electrode and a cholesteric liquid crystal layer interposed between the first electrode and the second electrode,
In the frame blank section before applying the signal voltage to each pixel region through the first electrode, the cholesteric liquid crystal in the cholesteric liquid crystal layer forms a homo tropic phase and then transitions to a planar phase. And a signal voltage is applied to the first electrode after applying a first voltage having a large value greater than or equal to a threshold voltage shifting to a phase and a clear voltage sequentially applying OV.
제 1 항에 있어서,
상기 클리어 전압은 모든 화소영역에 동시에 인가하는 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 1,
And the clear voltage is applied to all pixel areas at the same time.
제 1 항에 있어서,
상기 액정표시장치는 포칼 코닉 상에서 인가되는 신호전압에 따라 투과율이 변하는 것을 이용하는 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 1,
The liquid crystal display device is a method of driving a liquid crystal display device characterized in that the transmittance is changed according to the signal voltage applied on the focal conic.
제 3 항에 있어서,
상기 신호전압은 11V 내지 14V의 범위 내에서 결정되는 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 3, wherein
And the signal voltage is determined within a range of 11V to 14V.
제 1 항에 있어서,
상기 액정패널의 일 외측면에 백라이트 유닛을 포함함으로써 상기 백라이트 유닛을 광원으로 구동하거나,
또는 상기 백라이트 유닛없이 외부광을 광원으로 하여 구동하는 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 1,
By including a backlight unit on one outer surface of the liquid crystal panel to drive the backlight unit as a light source,
Or driving external light as a light source without the backlight unit.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판에는 서로 교차하여 상기 각 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 1,
A gate line and a data line defining the pixel areas crossing each other, and a thin film transistor connected to the gate line and the data line in each pixel area are formed on the first substrate, and the first electrode is formed of the thin film transistor. A method of driving a liquid crystal display device, characterized in that connected to the drain electrode.
제 6 항에 있어서,
상기 클리어 전압은 상기 모든 화소영역 내에 구비된 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극을 온(on) 상태가 되도록 한 상태에서 상기 데이터 배선을 통해 각 화소영역 내의 제 1 전극에 인가되며, 상기 클리어 전압을 인가한 후에는 상기 게이트 전압을 오프(off) 상태가 되도록 하는 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method according to claim 6,
The clear voltage is applied to the first electrode in each pixel region through the data line while the gate electrodes of the thin film transistors in all the pixel regions are turned on, and the clear voltage is applied. And after the gate voltage is turned off.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 기판에는 적, 녹, 청색이 각 화소영역별로 순차 반복하는 형태의 컬러필터층이 구비된 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
7. The method according to claim 1 or 6,
And a color filter layer in which red, green, and blue are sequentially repeated for each pixel area on the second substrate.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 기판에는 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭스가 형성된 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.
The method of claim 8,
And a black matrix is formed on a boundary of each pixel region on the second substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 콜레스테릭 액정층과 제 1 전극 사이와 상기 콜레스테릭 액정층과 제 2 전극 사이에는 각각 배향막이 형성된 것이 특징인 액정표시장치의 구동방법.The method of claim 1,
And an alignment layer is formed between the cholesteric liquid crystal layer and the first electrode and between the cholesteric liquid crystal layer and the second electrode, respectively.
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