JP4638862B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に係り、より詳しくは、インセルタイプ(In cell type)の側面視野角制限用液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
液晶表示装置に使用される液晶は、構造が細く長いために、分子の配列において方向性を有しており、任意に液晶に電界を加えると、分子配列の配列方向が制御できる。従って、液晶に加えられる電界の強度を制御し、分子配列の配列方向によって光透過率を調節して望む映像をディスプレーする。
薄膜トランジスタと薄膜トランジスタに連結された画素電極が行列方式で配列された能動行列の液晶表示装置が解像度及び動映像の具現能力に優れていて、一般的に使用される。
一般の液晶表示装置は、画素電極が構成されている第１基板と、カラーフィルタ層及び共通電極が構成されている第２基板と、両基板間に充填された液晶層とで構成されて、第１基板の画素電極と第２基板の共通電極間に形成される垂直電界によって液晶を駆動する方式であって、透過率と開口率等の特性が優れている一方、広視野角の実現が困難な短所がある。
このような短所を改善して広視野角が具現できる方法として、ＩＰＳ(In-Plane Switching)モード、ＶＡ(Vertical Alignment)モード、ＦＦＳ(Fringe Field)モードの液晶表示装置が提案された。
以後、前記モードの液晶表示装置に関して図１ないし図３を参照して簡単に説明する。図１ないし図３では、説明の便宜上、共通的な要素は、同一番号を付与する。
図１は、一般のＩＰＳモードの液晶表示装置の断面図である。
図１に示したように、一般のＩＰＳモードの液晶表示装置は、第１基板１０と第２基板２０間に液晶層３０が介されており、第１基板１０上に、画素電極１２及び共通電極１４を備えて、電圧が印加される場合、画素電極１２及び共通電極１４間に生成される水平電界４０で液晶分子の配列方向を制御して映像をディスプレーする。
このようなＩＰＳモードの液晶表示装置は、見る方向によって液晶分子の屈折率の変化が小さいので、視野角が改善され広視野角を実現することができる。
図２は、一般のＶＡモードの液晶表示装置の断面図である。
図２に示したように、ＶＡモードの液晶表示装置は、第１基板１０と第２基板２０間に液晶層３０を介して、第１基板１０と第２基板２０各々には、画素電極１２及び共通電極２４が形成される。また、画素電極１２及び共通電極２４には、各々画素電極スリット１２ａ及び共通電極スリット２４ａが形成されている。ここで、電圧が印加される場合、画素電極１２及び共通電極２４間に生成される電界５０は、画素電極スリット１２ａ及び共通電極スリット２４ａによって歪曲され垂直方向に左右に傾いた第１傾斜電界５０ａ及び第２傾斜電界５０ｂを構成して、これによって、液晶層３０も両方向に駆動され２つのドメイン(two domain)構造になる。従って、視野角が改善され広視野角を実現することができる。
図３は、一般のＦＦＳモードの液晶表示装置の断面図である。
図３に示したように、ＦＦＳモードの液晶表示装置は、第１基板１０と第２基板２０間に液晶層３０を介して、第１基板１０の上部には、共通電極１４、絶縁膜１６、画素電極１２が順に形成される。共通電極１４は、基板全面に形成されて、画素電極１２は、棒(bar)のようなアイランド状であって、相互に離隔して形成される。絶縁膜１６は、画素電極１２及び共通電極１４間に介され画素電極１２及び共通電極１４の電気的段落を防ぐ。画素電極１２及び共通電極１４が同一な第１基板１０に形成されているので、電圧が印加される場合、画素電極１２及び共通電極２４間に生成される電界６０は、液晶層３０内で部分的に逆Ｕ字状である。逆Ｕ字状の頂上部分の電界は、一種の水平電界であるので、ＩＰＳモードの液晶表示装置の場合と類似に液晶分子の配列方向は水平電界によって制御される。このようなＦＦＳモードの液晶表示装置は、見る方向によって液晶分子の屈折率の変化が小さいので、視野角が改善され広視野角を実現することができる。
このような広視野角の液晶表示装置は、液晶の配向方向による複屈折を相互に相殺させカラーシフト現象を最小化して、階調反転を改善することができる。従って、広い視野角で同一な良質の映像が見られるので、多くの使用者が多様な角度で同一映像を見ようとする時、有用に使用される。
ところが、液晶表示装置が狭い視野角が要求されたりもする。すなわち、インターネットバンキング、ＡＴＭ等のように、ユーザー一人または限定された視野角内に位置した人々のみに映像がディスプレーされるのが有利な場合があるが、このために視野角制限用フィルタを利用して側面視野角を制限する方法が提案されている。しかし、視野角制限用フィルタを利用して視野角を制限する方法は、フィルタによって輝度が低下し、フィルタの駆動によって消費全力が増加して、工程及び費用が増加する短所がある。
特開平１１−３０７８３号公報
本発明は、視野角制限用フィルタを使用しないながらも効果的に視野角を制限することができると同時に、輝度を補償する液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
本発明は、前述した目的を達成するために、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成されて、前記第１共通電極と交互に配列される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、視野角制限モード動作のとき、前記輝度補償部から出力される信号に応じて、前記駆動回路によって前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極に印加される各電圧は、相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
本発明は、さらに、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第３共通電極と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、視野角無制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記第１ないし第３サブ画素の映像輝度に比例し、さらに、前記第３共通電極は前記第２共通電極と同電位であり、視野角制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２共通電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記輝度補償部から出力される信号に応じて相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定される、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
前記第１ないし第３共通電極は、平板形状であって、前記第１及び第２画素電極は、棒形状であることを特徴とする。
前記第１及び第２画素電極は、１回以上折れた棒形状であることを特徴とする。
相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線をさらに含み、前記第１及び第２画素電極は、少なくとも１回以上折れた形状であることを特徴とする。
前記第１及び第２画素電極は、相互に平行であることを特徴とする。
前記第１共通電極と前記第１画素電極間と、前記第３共通電極と前記第２画素電極間とに介される絶縁膜をさらに含むことを特徴とする。
前記第１画素電極と前記第１共通電極間、前記第２画素電極と前記第３共通電極間各々には、逆Ｕ字状の第１電界が形成されて、前記第２及び第３共通電極間には、前記第１及び第２基板の、少なくともいずれかの基板に対して垂直である第２電界が形成されることを特徴とする。
前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（２ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（２ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されることを特徴とする。
さらに、本発明は、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記第１及び第２基板に定義される第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第３共通電極と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、視野角無制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記第１ないし第３サブ画素の映像輝度に比例し、さらに、前記第３共通電極は前記第２共通電極と同電位であり、視野角制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２共通電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記輝度補償部から出力される信号に応じて相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（３ｎ−２）番目の画素行と（３ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（３ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列され、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
前記第１画素電極及び前記第１共通電極は、棒形状であることを特徴とする。
前記第１画素電極及び前記第１共通電極は、１回以上折れた棒形状であることを特徴とする。
前記第２画素電極及び前記第２共通電極は、平板形状であることを特徴とする。
前記第１基板上に形成される多数のゲート配線と；前記多数のゲート配線と交差して、前記第１ないし第６サブ画素を定義する多数のデータ配線と；前記多数のゲート配線及びデータ配線に連結される多数の薄膜トランジスタをさらに含み、前記第１及び第２画素電極は、前記多数の薄膜トランジスタに連結されることを特徴とする。
前記多数のゲート配線及びデータ配線と前記多数の薄膜トランジスタとに対応して、前記第２基板に形成されるブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする。
前記第１共通電極と前記第１画素電極間に介される絶縁膜をさらに含むことを特徴とする。
前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（２ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（２ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されることを特徴とする。
さらに、本発明は、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記第１及び第２基板に定義される第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第３共通電極と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、視野角無制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記第１ないし第３サブ画素の映像輝度に比例し、さらに、前記第３共通電極は前記第２共通電極と同電位であり、視野角制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２共通電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記輝度補償部から出力される信号に応じて相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（３ｎ−２）番目の画素行と（３ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（３ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列され、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
さらに、本発明は、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記カラーフィルタ層の上部に形成される第１共通電極と；前記第１画素電極及び第１共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第１及び第２スリットと；前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；前記第２画素電極及び第２共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第３及び第４スリットと；相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、前記第１及び第２スリットは、少なくとも１回以上折れた形状であって、前記第３及び第４スリットは、前記ゲート配線に対して平行であり、視野角制限モード動作のとき、前記輝度補償部から出力される信号に応じて、前記駆動回路によって前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極に印加される各電圧は、相互に異なり、、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
前記第１画素電極と前記第１共通電極間には、少なくとも１回以上折れた形状の第１電界が形成されて、前記第２画素電極と前記第２共通電極間には、前記ゲート配線に対して垂直である第２電界が形成されることを特徴とする。
前記第１及び第２スリットは１回以上折れた棒形状であって、前記第３及び第４スリットは、一直線の棒形状であることを特徴とする。
前記第１基板上に形成される多数のゲート配線と；前記多数のゲート配線と交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義する多数のデータ配線と；前記多数のゲート配線及びデータ配線に連結される多数の薄膜トランジスタをさらに含み、前記第１及び第２画素電極は、前記多数の薄膜トランジスタに連結されることを特徴とする。
前記多数のゲート配線及びデータ配線と前記多数の薄膜トランジスタとに対応して、前記第２基板に形成されるブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする。
前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（２ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（２ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されることを特徴とする。
さらに、本発明は、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記カラーフィルタ層の上部に形成される第１共通電極と；前記第１画素電極及び第１共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第１及び第２スリットと；前記第１及び第２基板に定義される第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；前記第２画素電極及び第２共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第３及び第４スリットと；相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、前記第１及び第２スリットは、少なくとも１回以上折れた形状であって、前記第３及び第４スリットは、前記ゲート配線に対して平行であり、視野角制限モード動作のとき、前記輝度補償部から出力される信号に応じて、前記駆動回路によって前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極に印加される各電圧は、相互に異なり、、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（３ｎ−２）番目の画素行と（３ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（３ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列され、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
さらに、本発明は、相互に向かい合う第１及び第２基板と；前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；前記カラーフィルタ層の上部に形成される第１共通電極と；前記第１画素電極及び第１共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第１及び第２スリットと；前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；前記第２画素電極及び第２共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第３及び第４スリットと；相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線と；駆動回路と；基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、前記第１及び第２スリットは、少なくとも１回以上折れた形状であって、前記第３及び第４スリットは、前記ゲート配線に対して平行であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法において、基準グレーレベルを選定する段階と；前記第１ないし第３カラー表示用サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する段階と；映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第１ないし第３視野角制御用サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める段階と；視野角制限モード動作のとき、前記第１ないし第３視野角制御用サブ画素に、特定視野角における映像のグレーレベルが同一となるように、電圧を印加する段階とを含み、前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供する。
前記第１ないし第３視野角制限用サブ画素からの視野角制限映像は、前面視野角で最小輝度を有して、前記前面視野角と異なる視野角で最大輝度を有することを特徴とする。
以下、添付された図面を参照して、本発明による実施例を詳しく説明する。
本発明による液晶表示装置は、相互に一対一対応する第１ないし第３カラー表示用サブ画素及び第１ないし第３視野角制限用サブ画素で構成された単位画素を含み、第１ないし第３視野角制限用サブ画素は、各々液晶表示装置の特定視野角の映像のグレーレベルを補償するように駆動されるので、視野角制限効果を改善する。
また、このような液晶表示装置をＩＰＳモード、ＶＡモード、ＦＦＳモードに適用する構造を提示して、必要によって、広視野角及び狭視野角で動作できる範囲を拡大改善する。
図４Ａ及び図４Ｂは、各々本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置用アレイ基板及びカラーフィルタ基板の平面図である。
図５は、図４Ａ及び図４ＢのＶ−Ｖ線に沿って切断した視野角制限用液晶表示装置の断面図であって、図６は、視野角制限用サブ画素の光透過特性を示した図である。
図４Ａ及び図４Ｂと図５に示したように、本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置は、所定間隔離隔して合着された第１基板１１０及び第２基板１５０と、両基板１１０、１５０間に介される液晶層１３０とで構成される。
カラー映像を表示する最小単位である単位画素は、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成される。すなわち、列の方向に三つのカラー表示用サブ画素と三つの視野角制限用サブ画素が相互に一対一対応して一つの単位画素を構成する。
第１基板１１０の上部には、一方向に沿ってゲート配線ＧＬと、ゲート配線ＧＬと交差するデータ配線ＤＬと、ゲート配線ＧＬと平行に離隔された第１共通配線Ｖｃｏｍ１が形成される。ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差によって各サブ画素が定義されて、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬに連結される薄膜トランジスタＴがサブ画素ごとに形成されている。一方、第２基板１５０の下部には、ゲート配線ＧＬ、データ配線ＤＬ及び薄膜トランジスタＴに対応する領域にブラックマトリックスＢＭが形成されている。
第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の場合、第１基板１１０上に第１共通配線Ｖｃｏｍ１から延長される多数の第１共通電極１５２が形成されており、第１共通配線Ｖｃｏｍ１を通じて第１共通電極１５２に第１共通電圧が印加される。薄膜トランジスタＴに連結されて、多数の第１共通電極１５２と平行で交互に離隔された多数の第１画素電極１１２が形成される。ここで、第１画素電極１１２及び第１共通電極１５２は、１回以上折れたジグザグの棒形状であるが、他の実施例では、折れた部位のない一直線の棒形状であることもあって、データ配線ＤＬも第１画素電極１１２及び第１共通電極１５２と同一にジグザグの棒形状で形成することができる。
一直線の棒形状の第１画素電極１１２及び第１共通電極１５２は、モノドメイン(mono domain)を形成するが、視野角をさらに改善するために、第１画素電極１１２及び第１共通電極１５２をジグザグの棒形状によってツードメイン(two domain)に形成する。
従って、このような構造の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)で、第１画素電極１１２及び第１共通電極１５２にデータ信号に当たる電圧が印加される場合、第１画素電極１１２及び第１共通電極１５２間に形成される水平電界によって液晶層１３０が駆動される。第２基板１５０の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)には、カラーフィルタＣＦが形成される。例えば、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)が赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラーを表示するようにカラーフィルタＣＦの色を決めることができる。
第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)では、第１基板１１０上に薄膜トランジスタＴに連結される第２画素電極１１４が形成されて、第２基板１５０には、第２共通電極１５４と、第２共通電極１５４とに第２共通電圧を供給する第２共通配線Ｖｃｏｍ２が形成される。第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を全部覆うバー形状である。ここで、第２共通配線Ｖｃｏｍ２なしに第２共通電極１５４だけを形成して、サブ画素の外部の非表示領域に別途の配線を形成して第２共通電極１５４に共通電圧を供給することもできる。
従って、このような構造の第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)で、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４に同一な電圧が印加される場合は、液晶層１３０が駆動されないので、視野角全体にかけてブラックが表示されて、データ信号に当たる電圧が印加される場合は、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４間に形成される垂直電界によって液晶層１３０が駆動され左右の特定視野角で最大透過率を有してホワイトが表示される。
この時、第１基板１１０及び第２基板１５０間に介される液晶層１３０の初期配列方向は、ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して９０度または２７０度に配向されて、第１基板１１０及び第２基板１５０の外部面各々には、その透過軸の方向がゲート配線ＧＬに平行な方向に対して各々０度及び９０度になるように第１及び第２偏光軸(図示せず)が構成される。
ここで、各サブ画素での液晶層１３０の基本的な動作を察すると、前述したように、第１及び第２偏光軸の透過軸が相互に直交して、９０度または２７０度に初期配列される液晶１３０を水平電界によって駆動する場合、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)は、広視野角特性が優れる映像を表示する。一方、同一な構成の液晶層１３０及び第１及び第２偏光軸を有する第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４に印加される電圧の有無(オン、オフ)によって液晶層１３０が垂直電界によって駆動され、図６に示したような視野角による光透過特性を有する。
すなわち、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４に同一な電圧が印加される場合(オフ)は、すべての視野角で光透過率が実質的に０％になってブラックを表示するので、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像がすべての視野角で邪魔されずにそのまま表示される。一方、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４にデータ信号に当たる電圧差があるように電圧が印加される場合(オン)は、液晶表示装置の正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率が増加してから特定視野角以後にはまた減少するので、正面視野角ではブラックが表示されて、両側視野角ではホワイトが表現される。光透過率が最大になる特定視野角は、約６０度である。従って、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４にデータ信号に当たる電圧が印加される場合、側面視野角では、第１ないし第３カラー表示用サブ画素ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３の映像表示を邪魔して、結果的に、側面視野角を制限して、制限された使用者だけが映像を見ることができる。この時、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４には、第２画素電極１１４及び第２共通電極１５４間の電圧差が約３Ｖ以下の電圧が印加される。
一方、前述した第１基板１１０及び第２基板１５０の構成は、横電界駆動方式の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と垂直電界駆動方式の第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を具現するための、例えば、目的及び特性によって第１基板１１０及び第２基板１５０上の各配線及び電極の構造は、多様に変更できる。
すなわち、図５では、第１共通電極１５２とデータ配線ＤＬが第１絶縁膜１２２を間に上層及び下層に形成されて、データ配線ＤＬと第１画素電極１１２は、第２絶縁膜１２４を間に上層及び下層に形成されるが、他の実施例では、第１共通電極１５２と第１画素電極１１２が同一層で構成されて、この場合、間の絶縁膜が省略されることもある。
一方、本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置は、一つの単位画素が相互に一対一対応する第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成されることを特徴とする。すなわち、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)に対応する第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を各単位画素に形成して、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を単純オン/オフ駆動ではない、視野角制限動作時、特定視野角で液晶表示装置のすべての単位画素での映像が実質的に同一輝度に駆動することによって第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の単位画素別の輝度差を補償して視野角制限効果を改善する。
これを図を参照して詳しく説明する。
図７Ａ及び図７Ｂは、各々本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置のカラー表示用サブ画素のカラー別輝度及びグレーレベル(gray level)を示した図であって、図７Ｃ及び図７Ｄは、各々本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置のカラー表示用及び視野角制限用サブ画素のカラー別輝度及びグレーレベルを示した図である。
図７Ａ及び図７Ｂに示したように、液晶表示装置に表示される任意の第１ないし第３映像は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ別に相互に異なる輝度を有して、この時、これらのグレーレベルも相互に異なる。従って、液晶表示装置を視野角制限モードで駆動する場合、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)のホワイト表示によって特定視野角で第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔するとしても、相互に異なるグレーレベルの映像間の識別が完全に不可能になる訳ではない。
ここで、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を相互に異なるグレーレベルの映像によって各々別途に駆動して、特定視野角に透過される光量を調節する。すなわち、基準グレーレベルを選定して、すべての映像が選定された基準グレーレベルと同一グレーレベルで第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を映像別に異なるように制御する。また、このような映像別制御は、赤色、緑色、青色別に異なるように構成される。
図７Ｃ及び図７Ｄに示したように、液晶表示装置に表示される任意の第４ないし第６映像は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ別に相互に異なる輝度を有する。ここでは、理解のために、第４ないし第６映像の赤色、緑色、青色の輝度が各々図７Ａ及び図７Ｂに示した第１ないし第３映像の赤色、緑色、青色の輝度と同一な場合を例えている。また、第１ないし第３ホワイト(Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３)は、各々赤色、緑色、青色に対応する。
この時、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)によって制御される特定視野角での第１ないし第３ホワイト(Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３)輝度は、一律に同一値ではなく、第４ないし第６映像の赤色、緑色、青色の輝度によって各映像及び色相別に相互に異なる値である。例えば、赤色、緑色、青色の輝度がすべて同一な第４映像の場合、赤色、緑色、青色各々に対応する特定視野角での第１ないし第３ホワイト(Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３)輝度は、すべて同一値で第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)が駆動されて、赤色、緑色、青色順に輝度が小さくなる第５映像の場合、青色に対応する特定視野角での第３ホワイトＷ３輝度が最も大きく、緑色に対応する特定視野角での第２ホワイトＷ２輝度が最も小さくなるように第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)が駆動される。また、赤色及び緑色の輝度が同じで、青色の輝度がこれより小さい第６映像の場合、赤色及び緑色に対応する各々第１ホワイトＷ１及び第２ホワイトＷ２の輝度は同一であって、青色に対応する第３ホワイトＷ３の輝度は、第１ホワイトＷ１及び第２ホワイトＷ２の輝度より大きい値で第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)が駆動される。
このような第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)の駆動によって第４ないし第６映像のカラー別輝度は、相互に異なるが、グレーレベルは実質的に同一な値である。すなわち、図７Ｂに示したのとは異なる、図７Ｄでは、ホワイトを除いた第２及び第３映像のグレーレベルが各々下部及び上部に移動され第４ないし第６映像が相互に同一なグレーレベルである。
従って、本発明の実施例１による液晶表示装置では、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)に一対一対応するように構成して、カラー別に透過率を異に駆動することによって映像別のグレーレベルを補償して、映像全体が実質的に同一なグレーレベルを有して、これによって、視野角制限効果を改善する。
前述したように、本発明による液晶表示装置の動作を全体的に説明すると、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)は、ゲート配線ＧＬの駆動信号によって薄膜トランジスタＴがターンオンされると、データ配線ＤＬのデータ信号が第１画素電極１１２に印加され第１画素電極１１２と第１共通電極１５２間に水平電界が生成されて、このような水平電界によって液晶層１３０を駆動して光透過率が調節されることによって望む映像を表示する。この時、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)は、広視野角特性が優れる映像をディスプレーする。
第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、ゲート配線ＧＬの駆動信号によって薄膜トランジスタＴがターンオンされると、データ配線ＤＬのデータ信号が第２画素電極１１４に印加され第２画素電極１１４と第２共通電極１５４間に垂直電界が生成されて、このような垂直電界によって液晶を駆動して光透過率が調節される。この時、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)の光透過特性は、前述したように、データ信号に当たる電圧が印加される場合、正面には光が透過されなく、側面の特定視野角には光が透過され、ホワイトを表示する。
従って、データ信号に当たる電圧が印加される場合、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)によって側面の特定視野角では、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔して、結果的に、側面視野角を制限する。そして、同一電圧が印加される場合、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)がこのような視野角制限機能をしないので、使用者は広い視野角の映像を多くの人が見ることができる。すなわち、本発明の実施例１による液晶表示装置は、必要によって狭視野角の視野角制限モード、広視野角の視野角無制限モードの両モードで作動できる。
また、本発明の実施例１による液晶表示装置が視野角制限モードで動作する時、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)の第２画素電極１１４には、赤色、緑色、青色に対応するサブ画素別に相互に異なる電圧が印加されて、この時の印加電圧は、実質的に各映像のグレーレベルが同一であるように決まる。
図面には示してないが、このような駆動のために液晶表示装置の駆動回路或いは外部の回路に基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)に表示される各映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部、各映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)に表示される各映像のホワイト輝度を決める輝度補償部を備えて、輝度補償部から出力される信号によって第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)の第２画素電極１１４に印加される電圧が映像別、色相別に相互に異なるように決まって供給される。
図８Ａないし図８Ｃは、各々本発明の実施例２ないし４による視野角制限用液晶表示装置のサブ画素の構造を示した平面図である。図８Ａないし図８Ｃでは、共通的に映像表示の最小単位である一つの単位画素が第１ないし第３カラー表示用サブ画素と、ここに一対一対応する第１ないし第３視野角制限用サブ画素で構成される。
第１ないし第３視野角制限用サブ画素は、液晶表示装置に表示される各映像によって、また、サブ画素に対応する色相によって相互に異なるホワイト輝度を表示するように駆動される。
図８Ａに示したように、本発明の実施例２による視野角制限用液晶表示装置では、第１ないし第３カラー表示用サブ画素が行に沿って順に反復配列されて、その次の行には、第１ないし第３視野角制限用サブ画素が配列される。また、第１ないし第３カラー表示用サブ画素行と第１ないし第３視野角制限用サブ画素の行は、交互に列を構成する。
図８Ｂ及び図８Ｃは、開口率を改善する一つの例である。図８Ｂは、任意の第ｎ行には、第１ないし第３カラー表示用サブ画素が行に沿って順に反復して配列されて、その次の第(ｎ＋１)行には、第１ないし第３視野角制限用サブ画素が配列される。また、その次の第(ｎ＋２)行には、第１ないし第３カラー表示用サブ画素が配列されるが、その次の第(ｎ＋３)行には、さらに第１ないし第３カラー表示用サブ画素が配列される。すなわち、一つの視野角制限用サブ画素の行に、二つのカラー表示用サブ画素行が対応するように配置されて、この場合、全体的には第１ないし第３視野角制限用サブ画素が占める面積の割合が減って、正面からの開口率及び輝度が改善する。図８Ｃのサブ画素構造は、図８Ｂのサブ画素構造の列と行を異にしており、同じく正面からの開口率及び輝度改善の効果がある。
一方、視野角制限用サブ画素の面積が単位画素全体の面積に比べて小さ過ぎると、側面視野角でのホワイト表示がうまくできなくなって視野角制限に困難があって、大き過ぎると、正面には光が透過しない領域が増加して開口率及び輝度が大変減少する短所がある。従って、開口率及び輝度を満足させながら視野角を適切に制限するためには、望ましくは、視野角制限用サブ画素の面積が単位画素全体の面積の１０〜５０％で構成する。このような視野角制限用サブ画素の面積調節は、液晶表示装置全体に一律に適用したり或いは各単位画素別に個別的に適用したりできる。
前述した本発明の実施例１による液晶表示装置は、ＩＰＳモードを利用しているが、本発明は、広視野角を得るための他の構造、すなわち、ＶＡモードやＦＦＳモードの液晶表示装置にも適用できるが、これを図を参照して順に説明する。
図９Ａ及び図９Ｂは、各々本発明の実施例５による視野角制限用液晶表示装置用アレイ基板及びカラーフィルタ基板の平面図であって、図１０は、図９Ａ及び図９ＢのＸ−Ｘ線に沿って切断した視野角制限用液晶表示装置の断面図である。
図９Ａ、図９Ｂ、図１０に示したように、本発明の実施例５による視野角制限用液晶表示装置は、所定間隔離隔して合着された第１基板２１０及び第２基板２５０と、両基板間に介される液晶層２３０とで構成される。
カラー映像を表示する最小単位である単位画素は第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成される。すなわち、三つのカラー表示用サブ画素と三つの視野角制限用サブ画素が相互に一対一対応して一つの単位画素を構成することは、実施例１ないし４の場合と同一である。
第１基板２１０の上部には、一方向に沿ってゲート配線ＧＬと、ゲート配線ＧＬと交差するデータ配線ＤＬが形成される。ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差によって各サブ画素が定義されて、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬに連結される薄膜トランジスタＴがサブ画素ごとに形成される。ここで、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬ間には、第１絶縁膜２２２が介されて、データ配線ＤＬの上部には、第２絶縁膜２２４が形成される。一方、第２基板２５０の下部には、ゲート配線ＧＬ、データ配線ＤＬ及び薄膜トランジスタＴに対応する領域にブラックマトリックスＢＭが形成される。
第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の場合、第１基板２１０上に薄膜トランジスタＴに連結される第１画素電極２１２が形成されているが、第１画素電極２１２には、データ配線ＤＬに沿って長く並んで、１回以上折れたジグザグの棒形状である、少なくとも一つの第１スリット２１２ａが形成される。この時、ジグザグの棒形状の各バー（ｂａｒ）は、ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して４５度及び３１５度である。
また、第２基板２５０の下部の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)には、カラーフィルタＣＦが形成されており、カラーフィルタＣＦの下部には、第１共通電極２５２が形成される。例えば、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)が赤色、緑色、青色のカラーを表示するように、カラーフィルタＣＦの色を決めることができる。第１共通電極２５２には、少なくとも一つの第１スリット２１２ａと平行で交互に離隔されて、１回以上折れたジグザグの棒形状である、少なくとも一つの第２スリット２５２ａが形成される。
実施例５で第１スリット２１２ａ及び第２スリット２５２ａは、ジグザグの棒形状であるが、他の実施例では、折れた部位のない一直線の棒形状で、また他の実施例では、データ配線ＤＬや第１画素電極２１２及び第１共通電極２５２も第１スリット２１２ａ及び第２スリット２５２ａと同一にジグザグの棒形状で形成する。第１スリット２１２ａ及び第２スリット２５２ａが一直線の棒形状である場合は、モノドメインを形成するが、これをジグザグの棒形状によってツードメインに形成して、視野角をさらに改善する。
従って、このような構造の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)から第１画素電極２１２及び第１共通電極２５２にデータ信号に当たる電圧が印加される場合、第１画素電極２１２及び第１共通電極２５２間に生成される電界は、第１スリット２１２ａ及び第２スリット２５２ａによって歪曲され傾いた電界になって、このような傾いた電界が液晶層２３０を駆動するので視野角が改善する。
ここで、傾いた電界の方向は、第１スリット２１２ａ及び第２スリット２５２ａ間を横切る方向であって、液晶層２３０も歪曲された電界の方向に沿って配列されるので、ジグザグの棒形状のスリットを採用した実施例５の場合、液晶層２３０の配列方向は、ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して４５度及び３１５度の視野角である。もし、データ配線ＤＬに平行で一直線状のスリットを採用する場合、液晶層２３０の配列方向は、ゲート配線ＧＬに平行になる。
第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)では、第１基板２１０上に薄膜トランジスタＴに連結される第２画素電極２１４が形成されて、第２基板２５０には、第２共通電極２５４が形成される。第２画素電極２１４には、ゲート配線ＧＬと平行で一直線の棒形状の、少なくとも一つの第３スリット２１４ａが形成されて、第２共通電極２５４には、少なくとも一つの第３スリット２１４ａとは平行で交互に離隔される第４スリット２５４ａが形成される。
従って、このような構造の第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)で、第２画素電極２１４及び第２共通電極２５４にデータ信号に当たる電圧が印加される場合、第２画素電極２１４及び第２共通電極２５４間に形成される電界は、第３スリット２１４ａ及び第４スリット２５４ａによって歪曲され傾いた電界になって液晶層２３０を駆動するが、この時、傾いた電界の方向は、第３スリット２１４ａ及び第４スリット２５４ａを横切る方向、すなわち、データ配線ＤＬと平行な方向(ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して９０度方向)になる。従って、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)とは異なり、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)では、傾いた電界がゲート配線ＧＬに平行な方向に対して９０度または２７０度であるので、正面の視野角では、透過率が実質的に０％であって、左右に進めば進むほど透過率が増加してから特定視野角で透過率が最大になった後、また減少する特性を有する。
このために、第１基板２１０及び第２基板２５０間に介される液晶層２３０は、ゲート配線ＧＬに対して９０度または２７０度に初期配向されて、第１基板２１０及び第２基板２５０の外部面各々には、その透過軸の方向がゲート配線ＧＬに平行な方向に対して各々０度及び９０度になるように第１及び第２偏光軸(図示せず)が構成される。
ここで、各サブ画素での液晶層２３０の基本的な動作は、実施例１と同じく、第１及び第２偏光軸の透過軸が相互に直交して、９０度または２７０度に初期配列される液晶層２３０を４５度または３１５度に傾いた電界によって駆動する第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)は、広視野角特性が優れる映像を表示する。一方、同一な液晶層２３０を９０度または２７０度に傾いた電界によって駆動する第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、左右の特定視野角でホワイトを表示して第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔する。
すなわち、第２画素電極２１４及び第２共通電極２５４に同一電圧が印加される場合は、すべての視野角で光透過率が実質的に０％になってブラックを表示するので、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像をすべての視野角で邪魔しないでそのまま表示して、液晶表示装置は、広視野角モードで動作される一方、第２画素電極２１４及び第２共通電極２５４にデータ信号に当たる電圧が印加される場合は、液晶表示装置の正面視野角では０％の光透過率によって第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔しないが、左右の特定視野角では１００％に近い最大光透過率によって第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔して、結果的に液晶表示装置は、狭視野角モードで動作される。この時、光透過率が最大になる特定視野角は、約６０度である。
一方、前述した第１基板２１０及び第２基板２５０の構成は、ＶＡモードの第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)及び第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を具現するための例であって、その目的及び特性によって第１基板２１０及び第２基板２５０上の各配線及び電極の構造は、多様に変更できる。特に、第１ないし第４スリット(２１２ａ、２５２ａ、２１４ａ、２５４ａ)の方向は、液晶層２３０の配向方向及び偏光軸の透過軸の方向と係わって多様に変更することができて、この時、カラー表示用サブ画素は、常に広視野角の映像を表示して、視野角制限用サブ画素は、データ信号に当たる電圧の印加の可否によってすべての視野角でブラックまたは特定視野角でホワイトを表示する条件を満足すれば良い。また、第１共通電極２１４及び第２共通電極２５４には、同一の直流電圧である共通電圧が印加されれば良いので、第１共通電極２１４及び第２共通電極２５４を相互に連結する一つの電極で形成することもできる。
一方、実施例１と同じく、本発明の実施例５による視野角制限用液晶表示装置では、一つの単位画素が相互に一対一対応する第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成されることを特徴とする。すなわち、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)に対応する第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を各単位画素に形成して、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を単純オン/オフ駆動ではない、視野角制限動作時の特定視野角で液晶表示装置のすべての映像が実質的に同一なグレーレベルで駆動する。従って、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)を色相別の輝度を補償して、カラー別に透過率が異なるように駆動することによって視野角制限効果を改善する。すなわち、図７Ａないし図７Ｄに示した駆動方法が実施例５にも同一に適用される。
従って、本発明の実施例５による視野角制限用液晶表示装置は、データ信号に当たる電圧が印加される場合は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)によって左右の特定視野角では、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔して、結果的に視野角を制限して、同一の電圧が印加される場合は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)がこのような視野角制限機能をしないので、広い視野角の映像を多くの人が見られる。すなわち、本発明の実施例５による液晶表示装置は、必要によって狭視野角の視野角制限モード、広視野角の視野角無制限モードの両モードで作動できる。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、各々本発明の実施例６による視野角制限用液晶表示装置用アレイ基板及びカラーフィルタ基板の平面図であって、図１２は、図１１Ａ及び図１１ＢのＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って切断した視野角制限用液晶表示装置の断面図である。
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２に示したように、本発明の実施例６による視野角制限用液晶表示装置は、所定間隔離隔して合着された第１基板３１０及び第２基板３５０と、両基板間に介される液晶層３３０とで構成される。
カラー映像を表示する最小単位である単位画素は、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成される。すなわち、三つのカラー表示用サブ画素と三つの視野角制限用サブ画素が相互に一対一対応して、一つの単位画素を構成することは、実施例１ないし５の場合と同一である。
第１基板３１０の上部には、一方向に沿ってゲート配線ＧＬと、ゲート配線ＧＬと交差するデータ配線ＤＬが形成される。ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差によって各サブ画素が定義されて、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬに連結される薄膜トランジスタＴがサブ画素ごとに形成される。ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬ間には、第１絶縁膜３２２が介されて、データ配線の上部には、第２絶縁膜３２４及び第３絶縁膜３２６が順に形成される。一方、第２基板３５０の下部には、ゲート配線ＧＬ、データ配線ＤＬ及び薄膜トランジスタＴに対応する領域に、ブラックマトリックスＢＭが形成される。
第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の場合、第１基板３１０上のサブ画素全面には、板(plate)形状の第１共通電極３５２が形成されており、第１共通電極３５２の上部には、第３絶縁膜３２６を介した状態で薄膜トランジスタＴに連結され１回以上折れたジグザグの棒形状の、少なくとも一つの第１画素電極３１２が形成される。この時、ジグザグの棒形状の各バーは、ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して４５度及び３１５度である。また、第２基板３５０の下部の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)には、カラーフィルタＣＦが形成される。例えば、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)が赤色、緑色、青色のカラーを表示するようにカラーフィルタＣＦの色を決めることができる。
実施例６では、第１画素電極３１２は、ジグザグの棒形状であるが、他の実施例では、折れた部位のない一直線の棒形状であったり、また他の実施例では、データ配線ＤＬが第１画素電極３１２と同一にジグザグの棒形状であったりする。第１画素電極３１２が一直線の棒形状である場合は、モノドメインを形成するが、これをジグザグの棒形状によってツードメインに形成して視野角をさらに改善する。
従って、このような構造の第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)で第１画素電極３１２及び第１共通電極３５２にデータ信号に当たる電圧が印加される場合は、第１画素電極３１２及び第１共通電極３５２間に生成された逆Ｕ字状の電界が液晶層３３０を駆動するので視野角が改善する。ここで、主にＵ字状の電界の水平成分によって液晶層３３０が駆動されるので、視野角を改善して広視野角になる。
第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)では、第１基板３１０上のサブ画素全面に、板形状の第１共通電極３５２が形成されて、第１共通電極３５２の上部には、薄膜トランジスタＴに連結されて、１回以上折れたジグザグの棒形状の、少なくとも一つの第２画素電極３１４が第３絶縁膜３２６を介した状態で形成されており、第２基板３５０の下部には、サブ画素全面に板形状の第２共通電極３５４が形成される。この時、ジグザグの棒形状のバーは、ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して４５度及び３１５度である。第１画素電極３１２と同じく実施例６では、第２画素電極３１４は、ジグザグの棒形状であるが、他の実施例では、折れた部位のない一直線の棒形状であったり、また他の実施例では、データ配線ＤＬが第２画素電極３１４と同一なジグザグの棒形状であったりする。第２画素電極３１４が一直線の棒形状である場合は、モノドメインを形成するが、これをジグザグの棒形状によってツードメインに形成して視野角をさらに改善する。
このような構造の第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、広視野角の視野角無制限モード動作と狭視野角の視野角制限モード動作時の駆動電極が異なることを特徴とする。
すなわち、視野角無制限モード動作の時は、第２画素電極３１４及び第１共通電極３５２にデータ信号に当たる電圧が印加されて、第２画素電極３１４及び第１共通電極３５２間に生成される逆Ｕ字状の電界によって液晶層３３０が駆動される。この時、第２共通電極３５４は第１共通電極３５２から電気的にフローティング(floating)され、第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４間には、電界が生成されないようにする。従って、視野角無制限モード動作の時は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)では、第２画素電極３１４及び第１共通電極３５２間で生成される電界によって液晶層３３０が駆動されて、その結果、すべての視野角で良質の映像を表示することができる。
この時のデータ信号は、隣接した第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)各々に印加されるデータ信号に対応する輝度を有して、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)に輝度補償サブ画素の役目をさせるが、これによって、液晶表示装置の視野角無制限モードの開口率ないし輝度が改善する。すなわち、実施例６とは異なる実施例では、第２画素電極３２４なしに第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４のみを形成するが、その場合、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、同一な電圧が印加された第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４によってすべての視野角でブラックを表示する役目のみをするので、液晶表示装置の輝度及び開口率を低下させる原因として作用することに比べて、実施例６では、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を視野角無制限モード動作の時にも輝度補償用として活用するので、輝度及び開口率を改善する。
また、視野角制限モード動作の時は、第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４にデータ信号に当たる電圧が印加されて、第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４間に生成される垂直電界によって液晶層３３０が駆動される。この時、第２画素電極３１４には、第１共通電極３５２と同一な電圧を印加して、第１共通電極３５２と第２画素電極３１４間には電界が生成されないようにする。従って、視野角制限モード動作の時は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)では、第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４間で生成される電界によって液晶層３３０が駆動されて、その結果、左右の特定視野角でホワイトの映像を表示して、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像を邪魔することによって視野角を制限する。
この時、データ信号は、液晶表示装置によって左右の特定視野角に表示される映像のグレーレベルを補償するために、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の輝度を考慮して適切に選択された信号である。従って、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、正面の視野角では、透過率が実質的に０％であって、左右に進めば進むほど透過率が増加してから特定視野角で透過率が最大になった後、また減少する特性を有する。
このために、第１基板３１０及び第２基板３５０間に介される液晶層３３０の初期配列方向は、ゲート配線ＧＬに平行な方向に対して９０度または２７０度に配向されて、第１基板３１０及び第２基板３５０の外部面各々には、その透過軸の方向がゲート配線ＧＬに平行な方向に対して各々０度及び９０度であるように第１及び第２偏光軸(図示せず)が構成される。
ここで、各サブ画素での液晶層３３０の基本的な動作は、実施例１と同じく、第１及び第２偏光軸の透過軸が相互に直交して、９０度または２７０度に初期配列される液晶層３３０を逆Ｕ字状の電界によって駆動する第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)は、広視野角特性が優れる映像を表示する一方、同一な液晶層２３０を垂直電界によって駆動する第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)は、左右の特定視野角でホワイトを表示して、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔する。
すなわち、第２画素電極３１４及び第１共通電極３５２に、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像輝度に比例するデータ信号に対応する電圧が印加される場合は、すべての視野角で輝度を補償して液晶表示装置は広視野角モードで動作される一方、第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４に液晶表示装置のグレーレベルを補償するデータ信号に対応する電圧が印加される場合は、液晶表示装置の正面視野角では、０％の光透過率によって第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔しないが、左右の特定視野角では、１００％に近い最大光透過率によって第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔して、結果的に、液晶表示装置は狭視野角モードで動作される。この時、光透過率が最大になる特定視野角は、約６０度である。ここで、第１共通電極３５２及び第２共通電極３５４には、その電圧差が約３Ｖ以下の電圧が印加される。
一方、前述した第１基板３１０及び第２基板３５０の構成は、ＦＦＳモードの第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)及び第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を具現するための例えであって、その目的及び特性によって第１基板３１０及び第２基板３５０上の各配線及び電極の構造は、多様に変更できる。特に、第１共通電極３５２と第１画素電極３１２は、第１ないし第３絶縁膜３２２、３２４、３２６との垂直構造関係で多様に変更されて、この時、カラー表示用サブ画素は、常に広視野角の映像を表示して、視野角制限用サブ画素は、電圧印加の可否によってすべての視野角で適正輝度、または特定視野角でホワイトを表示する条件を満足すれば良い。
さらに、実施例１と同じく、本発明の実施例６による視野角制限用液晶表示装置では、一つの単位画素が相互に一対一対応する第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)と第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成することを特徴とする。すなわち、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)に対応する第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を各単位画素に形成して、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)を単純オン/オフ駆動ではない、視野角制限動作時の特定視野角で液晶表示装置のすべての映像が実質的に同一なグレーレベルで駆動する。従って、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)を色相別の輝度を補償してカラー別に透過率を異にして駆動することによって視野角制限効果を改善する。すなわち、図７Ａないし図７Ｄに示した駆動方法が実施例６にも同一に適用される。
従って、本発明の実施例６による視野角制限用液晶表示装置は、適正電圧が印加される場合は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)によって左右の特定視野角では、第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の映像表示を邪魔して、結果的に視野角を制限して、また他の適正電圧が印加される場合は、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)がこのような視野角制限の機能をしないので、広い視野角の映像を多くの人が見られる。すなわち、本発明の実施例６による液晶表示装置は、必要によって狭視野角の視野角制限モード、広視野角の視野角無制限モードの両モードで作動できる。
このように、本発明による液晶表示装置の単位画素は、相互に一対一対応する第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)及び第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)とで構成されて、第１ないし第３視野角制限用サブ画素(ＶＳＰ１、ＶＳＰ２、ＶＳＰ３)各々には、表示映像のグレーレベルを補償するように第１ないし第３カラー表示用サブ画素(ＣＳＰ１、ＣＳＰ２、ＣＳＰ３)の輝度を考慮した電圧を印加することによって視野角制限効果を改善する。
本発明は、前述した実施例に限られるのではなく、本発明の趣旨に反しない限度内で、多様に変更して実施できる。
一般のＩＰＳモードの液晶表示装置の断面図である。 一般のＶＡモードの液晶表示装置の断面図である。 一般のＦＦＳモードの液晶表示装置の断面図である。 本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置用アレイ基板の平面図である。 本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置用カラーフィルタ基板の平面図である。 図４Ａ及び図４ＢのＶ−Ｖ線に沿って切断した視野角制限用液晶表示装置の断面図である。 視野角制限用サブ画素の光透過特性を示した図である。 本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置のカラー表示用サブ画素のカラー別の輝度を示した図である。 本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置のカラー表示用サブ画素のグレーレベルを示した図である。 本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置のカラー表示用及び視野角制限用サブ画素のカラー別の輝度を示した図である。 本発明の実施例１による視野角制限用液晶表示装置のカラー表示用及び視野角制限用サブ画素のグレーレベル示した図である。 本発明の実施例２による視野角制限用液晶表示装置のサブ画素の構造を示した平面図である。 本発明の実施例３による視野角制限用液晶表示装置のサブ画素の構造を示した平面図である。 本発明の実施例４による視野角制限用液晶表示装置のサブ画素の構造を示した平面図である。 本発明の実施例５による視野角制限用液晶表示装置用アレイ基板の平面図である。 本発明の実施例５による視野角制限用液晶表示装置用カラーフィルタ基板の平面図である。 図９Ａ及び図９ＢのＸ−Ｘ線に沿って切断した視野角制限用液晶表示装置の断面図である。 本発明の実施例６による視野角制限用液晶表示装置用アレイ基板の平面図である。 本発明の実施例６による視野角制限用液晶表示装置用カラーフィルタ基板の平面図である。 図１１Ａ及び図１１ＢのＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って切断した視野角制限用液晶表示装置の断面図である。
符号の説明
ＧＬ：ゲート配線
ＤＬ：データ配線
ＣＳＰ１：第１カラー表示用サブ画素
ＣＳＰ２：第２カラー表示用サブ画素
ＣＳＰ３：第３カラー表示用サブ画素
ＶＳＰ１：第１視野角制限用サブ画素
ＶＳＰ２：第２視野角制限用サブ画素
ＶＳＰ３：第３視野角制限用サブ画素
１１２、２１２、３１２：第１画素電極
１１４、２１４、３１４：第２画素電極
１５２、２５２、３５２：第１共通電極
１５４、２５４、３５４：第２共通電極

Claims (27)

  1. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成されて、前記第１共通電極と交互に配列される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    視野角制限モード動作のとき、前記輝度補償部から出力される信号に応じて、前記駆動回路によって前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極に印加される各電圧は、相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第３共通電極と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    視野角無制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記第１ないし第３サブ画素の映像輝度に比例し、さらに、前記第３共通電極は前記第２共通電極と同電位であり、
    視野角制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２共通電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記輝度補償部から出力される信号に応じて相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定される、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 前記第１ないし第３共通電極は、平板形状であって、前記第１及び第２画素電極は、棒形状であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第１及び第２画素電極は、１回以上折れた棒形状であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線をさらに含み、前記第１及び第２画素電極は、少なくとも１回以上折れた形状であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第１及び第２画素電極は、相互に平行であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第１共通電極と前記第１画素電極間と、前記第３共通電極と前記第２画素電極間とに介される絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第１画素電極と前記第１共通電極間、前記第２画素電極と前記第３共通電極間各々には、逆Ｕ字状の第１電界が形成されて、前記第２及び第３共通電極間には、前記第１及び第２基板の、少なくともいずれかの基板に対して垂直である第２電界が形成されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（２ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（２ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  10. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記第１及び第２基板に定義される第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第３共通電極と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    視野角無制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記第１ないし第３サブ画素の映像輝度に比例し、さらに、前記第３共通電極は前記第２共通電極と同電位であり、
    視野角制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２共通電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記輝度補償部から出力される信号に応じて相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、
    前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（３ｎ−２）番目の画素行と（３ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（３ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列され、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置。
  11. 前記第１画素電極及び前記第１共通電極は、棒形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第１画素電極及び前記第１共通電極は、１回以上折れた棒形状であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
  13. 前記第２画素電極及び前記第２共通電極は、平板形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  14. 前記第１基板上に形成される多数のゲート配線と；
    前記多数のゲート配線と交差して、前記第１ないし第６サブ画素を定義する多数のデータ配線と；
    前記多数のゲート配線及びデータ配線に連結される多数の薄膜トランジスタをさらに含み、前記第１及び第２画素電極は、前記多数の薄膜トランジスタに連結されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  15. 前記多数のゲート配線及びデータ配線と前記多数の薄膜トランジスタとに対応して、前記第２基板に形成されるブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
  16. 前記第１共通電極と前記第１画素電極間に介される絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  17. 前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（２ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（２ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  18. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記第１及び第２基板に定義される第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第３共通電極と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    視野角無制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記第１ないし第３サブ画素の映像輝度に比例し、さらに、前記第３共通電極は前記第２共通電極と同電位であり、
    視野角制限モード動作のときには、前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２共通電極及び第３共通電極間に印加される電圧が、前記輝度補償部から出力される信号に応じて相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、
    前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（３ｎ−２）番目の画素行と（３ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（３ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列され、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置。
  19. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記カラーフィルタ層の上部に形成される第１共通電極と；
    前記第１画素電極及び第１共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第１及び第２スリットと；
    前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    前記第２画素電極及び第２共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第３及び第４スリットと；
    相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    前記第１及び第２スリットは、少なくとも１回以上折れた形状であって、前記第３及び第４スリットは、前記ゲート配線に対して平行であり、
    視野角制限モード動作のとき、前記輝度補償部から出力される信号に応じて、前記駆動回路によって前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極に印加される各電圧は、相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置。
  20. 前記第１画素電極と前記第１共通電極間には、少なくとも１回以上折れた形状の第１電界が形成されて、前記第２画素電極と前記第２共通電極間には、前記ゲート配線に対して垂直である第２電界が形成されることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
  21. 前記第１及び第２スリットは１回以上折れた棒形状であって、前記第３及び第４スリットは、一直線の棒形状であることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
  22. 前記第１基板上に形成される多数のゲート配線と；
    前記多数のゲート配線と交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義する多数のデータ配線と；
    前記多数のゲート配線及びデータ配線に連結される多数の薄膜トランジスタをさらに含み、前記第１及び第２画素電極は、前記多数の薄膜トランジスタに連結されることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
  23. 前記多数のゲート配線及びデータ配線と前記多数の薄膜トランジスタとに対応して、前記第２基板に形成されるブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
  24. 前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（２ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（２ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
  25. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記カラーフィルタ層の上部に形成される第１共通電極と；
    前記第１画素電極及び第１共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第１及び第２スリットと；
    前記第１及び第２基板に定義される第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    前記第２画素電極及び第２共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第３及び第４スリットと；
    相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    前記第１及び第２スリットは、少なくとも１回以上折れた形状であって、前記第３及び第４スリットは、前記ゲート配線に対して平行であり、
    視野角制限モード動作のとき、前記輝度補償部から出力される信号に応じて、前記駆動回路によって前記第４ないし第６サブ画素各々に形成された第２画素電極に印加される各電圧は、相互に異なり、特定視野角における映像のグレーレベルが同一であるように決定され、
    前記第１及び第２基板は、多数の画素列と多数の画素行を含み、前記第１ないし第３サブ画素は、（３ｎ−２）番目の画素行と（３ｎ）番目の画素行各々に交互に配列されて、前記第４ないし第６サブ画素は、（３ｎ−１）番目の画素行各々に交互に配列され、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置。
  26. 相互に向かい合う第１及び第２基板と；
    前記第１及び第２基板間に形成される液晶層と；
    前記第１及び第２基板に定義されて、第１ないし第３サブ画素を含む多数のカラー表示用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第１ないし第３サブ画素各々に形成される第１画素電極と；
    前記第２基板に定義された第１ないし第３サブ画素各々に形成されるカラーフィルタ層と；
    前記カラーフィルタ層の上部に形成される第１共通電極と；
    前記第１画素電極及び第１共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第１及び第２スリットと；
    前記第１及び第２基板に定義されて、前記第１ないし第３サブ画素に一対一対応する第４ないし第６サブ画素を含む多数の視野角制限用サブ画素と；
    前記第１基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２画素電極と；
    前記第２基板に定義された前記第４ないし第６サブ画素各々に形成される第２共通電極と；
    前記第２画素電極及び第２共通電極各々に形成されて、平行で交互に配列される第３及び第４スリットと；
    相互に交差して前記第１ないし第６サブ画素を定義するゲート配線とデータ配線と；
    駆動回路と；
    基準グレーレベルを選定するグレーレベル選定部と；
    前記第１ないし第３サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する輝度感知部と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第４ないし第６サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める輝度補償部とを含み、
    前記第１及び第２スリットは、少なくとも１回以上折れた形状であって、前記第３及び第４スリットは、前記ゲート配線に対して平行であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法において、
    基準グレーレベルを選定する段階と；
    前記第１ないし第３カラー表示用サブ画素に表示される映像の色相別の輝度を把握する段階と；
    映像のグレーレベルが基準グレーレベルと同一であるように前記第１ないし第３視野角制御用サブ画素に表示される映像のホワイト輝度を決める段階と；
    視野角制限モード動作のとき、前記第１ないし第３視野角制御用サブ画素に、特定視野角における映像のグレーレベルが同一となるように、電圧を印加する段階とを含み、
    前記視野角制限用サブ画素は、視野角無制限モード動作のときに、すべての視野角で光透過率が実質的に０％となってブラックを表示し、視野角制限モード動作のときに、正面視野角での光透過率が実質的に０％であって、左右両側へと視野角が大きくなることによって光透過率を増加させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  27. 前記第１ないし第３視野角制限用サブ画素からの視野角制限映像は、前面視野角で最小輝度を有して、前記前面視野角と異なる視野角で最大輝度を有することを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
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