KR101071259B1 - Display device and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치는, 행렬 형태로 배열되어 있으며 각각 제1 및 제2 부화소를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 부화소에 연결되어 있으며 제1 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제1 게이트선, 상기 제2 부화소에 연결되어 있으며 제2 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하고 상기 제1 및 제2 부화소에 연결되어 있으며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 제1 및 제2 아날로그 계조 전압 집합을 생성하는 제1 및 제2 아날로그 전압 생성 회로, 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합을 번갈아 선택하여 출력하는 아날로그 멀티플렉서, 상기 아날로그 멀티플렉서로부터의 계조 전압 집합에서 영상 데이터에 대응하는 아날로그 계조 전압을 선택하여 상기 데이터 전압으로서 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 제1 및 제2 게이트선에 차례로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부를 포함한다.A display device according to an aspect of the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix form, each pixel including first and second subpixels, and a plurality of pixels connected to the first subpixel and transferring a first gate-on voltage. A first gate line of, a plurality of second gate lines connected to the second subpixel and transferring a second gate-on voltage, intersecting the first and second gate lines, and connecting to the first and second subpixels A plurality of data lines for transmitting data voltages, first and second analog voltage generation circuits for generating first and second analog gray voltage voltage sets, and an analog alternately selecting and outputting the first and second gray voltage voltage sets; A multiplexer selects an analog gray voltage corresponding to image data from a set of gray voltages from the analog multiplexer and applies it to the data line as the data voltage. The data driver includes a data driver and a gate driver configured to sequentially apply the first and second gate-on voltages to the first and second gate lines.
시인성, 화소분할, 이중감마, 계조전압, 멀티플렉서, 저항열, 디지털감마Visibility, Pixel Division, Double Gamma, Gray Voltage, Multiplexer, Resistance String, Digital Gamma
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고,1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이고,2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 부화소에 대한 등가 회로도이고,3 is an equivalent circuit diagram of one subpixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시한 액정 표시 장치에 사용되는 여러 가지 신호의 파형도이고,4 is a waveform diagram of various signals used in the liquid crystal display shown in FIGS. 1 to 3;
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감마 곡선을 나타낸 그래프이고,5 is a graph illustrating a gamma curve of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고,6 is a block diagram of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 계조 전압 생성부의 블록도이고,7 is a block diagram of a gray voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계조 전압 생성부의 블록도이고,8 is a block diagram of a gray voltage generator according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 도 6 내지 도 8에 도시한 액정 표시 장치에 사용되는 여러 가지 신호의 파형도이고,FIG. 9 is a waveform diagram of various signals used in the liquid crystal display shown in FIGS. 6 to 8.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 하부 표시판의 배치도이고,10 is a layout view of a lower panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 상부 표시판의 배치도이고, 11 is a layout view of an upper panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 12은 도 10의 하부 표시판과 도 11의 상부 표시판을 포함하는 액정 표시판 조립체의 배치도이며,FIG. 12 is a layout view of a liquid crystal panel assembly including the lower panel of FIG. 10 and the upper panel of FIG. 11.
도 13 및 도 14는 각각 도 12의 액정 표시판 조립체를 XIII-XIII'선 및 XIV-XIV' 선을 따라 절단한 단면도이다.13 and 14 are cross-sectional views of the liquid crystal panel assembly of FIG. 12 taken along lines XIII-XIII 'and XIV-XIV', respectively.
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a driving method thereof.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two display panels on which field generating electrodes such as a pixel electrode and a common electrode are formed, and a liquid crystal layer interposed therebetween. Is applied to generate an electric field in the liquid crystal layer, thereby determining the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer and controlling the polarization of incident light to display an image.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.Among them, the vertical alignment mode liquid crystal display in which the long axis of the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the upper and lower display panels without an electric field is applied, and thus a high contrast ratio and a wide reference viewing angle can be easily realized. Here, the reference viewing angle refers to a viewing angle having a contrast ratio of 1:10 or a luminance inversion limit angle between gray levels.
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부와 돌기로 액정 분자가 기우는 방향을 결정할 수 있으므 로, 이들을 사용하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.Means for implementing a wide viewing angle in a vertical alignment mode liquid crystal display include a method of forming a cutout in the field generating electrode and a method of forming a protrusion on the field generating electrode. Since the inclination and the projection can determine the direction in which the liquid crystal molecules are inclined, the reference viewing angle can be widened by using these to disperse the oblique directions of the liquid crystal molecules in various directions.
그러나 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어지는 문제점이 있다. 예를 들어, 절개부가 구비된 PVA(patterned vertically aligned) 방식 액정 표시 장치의 경우에는 측면으로 갈수록 영상이 밝아져서, 심한 경우에는 높은 계조 사이의 휘도 차이가 없어져 그림이 뭉그러져 보이는 경우도 발생한다.However, the liquid crystal display of the vertical alignment type has a problem in that the side visibility is inferior to the front visibility. For example, in the case of a patterned vertically aligned (PVA) type liquid crystal display device having an incision, the image becomes brighter toward the side, and in a severe case, the luminance difference between the high grays disappears and the picture may appear clumped.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고 두 부화소를 용량성 결합시킨 후 한 쪽 부화소에는 직접 전압을 인가하고 다른 쪽 부화소에는 용량성 결합에 의한 전압 하강을 일으켜 두 부화소의 전압을 달리 함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되었다.In order to solve this problem, one pixel is divided into two subpixels, two subpixels are capacitively coupled, and one subpixel is directly applied with voltage, and the other subpixel causes voltage drop due to capacitive coupling. A method of changing the transmittances by changing the voltages of the two subpixels has been proposed.
그러나 이러한 방법은 두 부화소의 투과율을 원하는 수준으로 정확하게 맞출 수 없는 문제점이 없고, 특히 색상에 따라 광투과율이 다르므로 각 색상에 대한 전압 배합을 달리 하여야 함에도 불구하고 이를 행할 수 없다. 또한 용량성 결합을 위한 도전체의 추가 등으로 인한 개구율의 저하가 나타나고 용량성 결합에 의한 전압 강하로 인하여 투과율이 감소하는 문제가 있다.However, this method does not have a problem in that the transmittances of the two subpixels cannot be accurately adjusted to a desired level, and in particular, since the light transmittance is different according to the color, this cannot be done despite the fact that the voltage combination for each color must be different. In addition, there is a problem in that the opening ratio decreases due to the addition of a conductor for capacitive coupling, and the transmittance decreases due to the voltage drop caused by the capacitive coupling.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve this problem.
본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치는, 행렬 형태로 배열되어 있으며 각각 제1 및 제2 부화소를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 부화소에 연결되어 있으며 제1 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제1 게이트선, 상기 제2 부화소에 연결되어 있으며 제2 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하고 상기 제1 및 제2 부화소에 연결되어 있으며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 제1 및 제2 아날로그 계조 전압 집합을 생성하는 제1 및 제2 아날로그 전압 생성 회로, 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합을 번갈아 선택하여 출력하는 아날로그 멀티플렉서, 상기 아날로그 멀티플렉서로부터의 계조 전압 집합에서 영상 데이터에 대응하는 아날로그 계조 전압을 선택하여 상기 데이터 전압으로서 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 제1 및 제2 게이트선에 차례로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부를 포함한다.A display device according to an aspect of the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix form, each pixel including first and second subpixels, and a plurality of pixels connected to the first subpixel and transferring a first gate-on voltage. A first gate line of, a plurality of second gate lines connected to the second subpixel and transferring a second gate-on voltage, intersecting the first and second gate lines, and connecting to the first and second subpixels A plurality of data lines for transmitting data voltages, first and second analog voltage generation circuits for generating first and second analog gray voltage voltage sets, and an analog alternately selecting and outputting the first and second gray voltage voltage sets; A multiplexer selects an analog gray voltage corresponding to image data from a set of gray voltages from the analog multiplexer and applies it to the data line as the data voltage. Includes a data driver and a gate driver which applies the first and second gate turn-on voltage to the first and second gate lines.
상기 제1 및 제2 아날로그 전압 생성 회로는 각각 복수의 저항열을 포함할 수 있다.The first and second analog voltage generation circuits may each include a plurality of resistor strings.
상기 표시 장치는 상기 데이터 구동부에 상기 영상 데이터를 제공하고, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하며, 상기 아날로그 멀티플렉서에 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합을 번갈아 선택하도록 하는 선택 신호를 제공하는 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.The display device provides the image data to the data driver, controls the gate driver and the data driver, and provides a selection signal to alternately select the set of first and second gray voltages to the analog multiplexer. The control unit may further include.
상기 아날로그 멀티플렉서는 상기 데이터 구동부가 한 묶음의 데이터 전압을 인가하는 동안 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합을 한 번씩 출력할 수 있다.The analog multiplexer may output the first and second gray voltage voltage sets once while the data driver applies a bundle of data voltages.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 행렬 형태로 배열되어 있으며 각각 제1 및 제2 부화소를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 부화소에 연결되어 있으 며 제1 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제1 게이트선, 상기 제2 부화소에 연결되어 있으며 제2 게이트 온 전압을 전달하는 복수의 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하고 상기 제1 및 제2 부화소에 연결되어 있으며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 제1 및 제2 디지털 계조 데이터 집합을 기억하는 제1 및 제2 레지스터, 상기 제1 및 제2 디지털 계조 데이터 집합을 번갈아 선택하는 선택 회로, 상기 선택 회로가 선택한 디지털 계조 데이터 집합의 각 계조 데이터를 아날로그 변환하여 복수의 계조 전압을 생성하는 디지털-아날로그 변환기, 상기 디지털-아날로그 변환기로부터의 복수의 계조 전압 중에서 영상 데이터에 대응하는 계조 전압을 선택하여 상기 데이터 전압으로서 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 제1 및 제2 게이트선에 차례로 상기 제1 및 제2 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a display device includes a plurality of pixels arranged in a matrix form, each pixel including a first subpixel and a second subpixel, and connected to the first subpixel to transfer a first gate-on voltage. A plurality of first gate lines, a plurality of second gate lines connected to the second subpixel and transferring a second gate-on voltage, and intersecting the first and second gate lines, respectively, to the first and second subpixels. A plurality of data lines connected to each other and transferring data voltages, first and second registers storing first and second digital grayscale data sets, and a selection circuit for alternately selecting the first and second digital grayscale data sets, wherein A digital-to-analog converter for generating a plurality of gray voltages by analog-converting each gray data of the selected digital gray data set by the selection circuit; A data driver which selects a gray voltage corresponding to image data from among a plurality of gray voltages, and applies the first and second gate-on voltages to the first and second gate lines in order; And a gate driver.
상기 선택 회로는 상기 제1 및 제2 레지스터에 연결되어 있는 복수의 멀티플렉서를 포함할 수 있다.The selection circuit may include a plurality of multiplexers connected to the first and second registers.
상기 표시 장치는 상기 데이터 구동부에 상기 영상 데이터를 제공하고, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하며, 상기 멀티플렉서에 상기 제1 및 제2 계조 디지털 계조 데이터 집합을 번갈아 선택하도록 하는 선택 신호를 제공하는 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.The display device provides the image data to the data driver, controls the gate driver and the data driver, and provides a selection signal to alternately select the first and second grayscale digital grayscale data sets to the multiplexer. The apparatus may further include a signal controller.
상기 멀티플렉서는 상기 데이터 구동부가 한 묶음의 데이터 전압을 인가하는 동안 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합을 한 번씩 선택하여 상기 디지털-아날로그 변환기에 출력할 수 있다. The multiplexer may select the first and second gray level voltage sets once and output them to the digital-to-analog converter while the data driver applies a bundle of data voltages.
본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 제1 및 제2 부화소를 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서, 영상 데이터를 전송하는 단계, 제1 계조 전압 집합을 출력하는 단계, 상기 영상 데이터를 상기 제1 계조 전압 집합의 계조 전압 중에서 선택된 제1 데이터 전압으로 변환하는 단계, 상기 제1 데이터 전압을 상기 제1 부화소에 인가하는 단계, 멀티플렉서를 이용하여 상기 제1 계조 전압 집합을 상기 제1 계조 전압 집합과 값이 다른 제2 계조 전압 집합으로 대체하여 출력하는 단계, 상기 영상 데이터를 상기 제2 계조 전압 집합의 계조 전압 중에서 선택된 제2 데이터 전압으로 변환하는 단계, 그리고 상기 제2 데이터 전압을 상기 제2 부화소에 인가하는 단계를 포함한다.A driving method of a display device according to an aspect of the present invention is a driving method of a liquid crystal display device including a plurality of pixels each including first and second subpixels, the method comprising: transmitting image data and a first gray voltage; Outputting a set, converting the image data into a first data voltage selected from among the gray voltages of the first gray voltage set, applying the first data voltage to the first subpixel, using a multiplexer Substituting the first gray voltage set with a second gray voltage set having a different value from the first gray voltage set, and converting the image data into a second data voltage selected from gray voltages of the second gray voltage set. And applying the second data voltage to the second subpixel.
상기 구동 방법은 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 계조 전압 집합 출력 단계는, 상기 멀티플렉서를 이용하여 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합 중에서 상기 제1 계조 전압 집합을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 제2 계조 전압 집합 출력 단계는, 상기 멀티플렉서를 이용하여 상기 제1 및 제2 계조 전압 집합 중에서 상기 제2 계조 전압 집합을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The driving method may further include generating the first and second gray voltage voltage sets, and the outputting of the first gray voltage voltage sets may include generating the first gray voltage voltage from the first gray voltage voltage set using the multiplexer. Selecting a first gray voltage set, and outputting the second gray voltage set includes selecting the second gray voltage set from the first and second gray voltage sets using the multiplexer. can do.
상기 구동 방법은 제1 및 제2 디지털 계조 데이터 집합을 기억하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 계조 전압 집합 출력 단계는, 상기 멀티플렉서를 이용하여 상기 제1 및 제2 디지털 계조 데이터 집합 중에서 상기 제1 디지털 계조 데이터 집합을 선택하는 단계, 그리고 상기 제1 디지털 계조 데이터 집합을 아날로그 변환하여 상기 제1 계조 전압 집합을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 계조 전압 집 합 출력 단계는, 상기 멀티플렉서를 이용하여 상기 제1 및 제2 디지털 계조 데이터 집합 중에서 상기 제2 디지털 계조 데이터 집합을 선택하는 단계, 그리고 상기 제2 디지털 계조 데이터 집합을 아날로그 변환하여 상기 제2 계조 전압 집합을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The driving method may further include storing first and second digital gradation data sets, and outputting the first gradation voltage sets using the multiplexer, wherein the first and second digital gradation data sets are selected from the first and second digital gradation data sets. Selecting a digital gradation data set; and analog converting the first digital gradation data set to generate the first gradation voltage set, and outputting the second gradation voltage set comprises: Selecting the second digital gradation data set from among the first and second digital gradation data sets using the second digital gradation data set, and generating the second gradation voltage set by analog-converting the second digital gradation data set. Can be.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.First, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 부화소에 대한 등가 회로도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. The equivalent circuit diagram of one subpixel of the liquid crystal display device is shown.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 연결된 한 쌍 또는 하나의 게이트 구동부(400a, 400b, 400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, a pair or one
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 둘 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.The liquid crystal panel assembly 300 includes a plurality of display signal lines and a plurality of pixels PX connected to the display signal lines and arranged in a substantially matrix form when viewed in an equivalent circuit. In contrast, in the structure shown in FIG. 3, the liquid crystal panel assembly 300 includes a lower and
표시 신호선은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1a- Gnb)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1a- Gnb)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal line is provided in the
도 2에는 표시 신호선과 화소의 등가 회로가 나타나 있는데, 도면 부호 GLa, GLb로 나타낸 상부 및 하부 게이트선과 도면 부호 DL로 나타낸 데이터선 이외에도 표시 신호선은 게이트선(G1- G2b)과 거의 나란하게 뻗은 유지 전극선(SL)을 포함한다.2 shows an equivalent circuit of a display signal line and a pixel. In addition to the upper and lower gate lines indicated by reference numerals GLa and GLb and the data lines indicated by reference numeral DL, the display signal lines are substantially parallel to the gate lines G 1 -G 2b . The extended sustain electrode line SL is included.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 각 부화소(PXa, PXb)는 해당 게이트선(GLa, GLb) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLCa, CLCb), 그리고 스위칭 소자(Qa, Qb) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(storage capacitor)(CSTa, CSTb)를 포함한다. 유지 축전기(CSTa, CSTb)는 필요에 따라 생략할 수 있으며 이 경우에는 유지 전극선(SL) 또한 필요 없다.Each pixel PX includes a pair of subpixels PXa and PXb, and each of the subpixels PXa and PXb is connected to a corresponding gate line GLa and GLb and a data line DL. Qa, Qb and liquid crystal capacitors C LC a and C LC b connected thereto, and a storage capacitor C connected to the switching elements Qa and Qb and the storage electrode line SL. ST a, C ST b). The storage capacitors C ST a and C ST b can be omitted if necessary, and in this case, the storage electrode lines SL are also not necessary.
도 3을 참고하면, 각 부화소(PXa, PXb)의 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등으로 이루어지며, 각각 게이트선(GL)에 연결되어 있는 제어 단자, 데이터선(DL)에 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 삼단자 소자이다.Referring to FIG. 3, the switching elements Q of each of the subpixels PXa and PXb are formed of a thin film transistor or the like provided on the
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PE)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 두 전극(PE, CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 부화소 전극(PE)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(CE)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(PE, CE) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.The liquid crystal capacitor C LC has two terminals of the subpixel electrode PE of the
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 부화소 전극(PE)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C ST , which serves as an auxiliary part of the liquid crystal capacitor C LC , is formed by overlapping the storage electrode line SL and the pixel electrode PE provided in the
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 원색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되 도록 한다. 원색의 예로는 적색, 녹색 및 청색을 들 수 있다. 도 3은 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 상부 표시판(200)의 영역에 원색 중 하나를 나타내는 색필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색필터(CF)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PE) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.On the other hand, in order to implement color display, each pixel uniquely displays one of the primary colors (spatial division) or each pixel alternately displays three primary colors over time (time division) so that the spatial and temporal combinations of these three primary colors can be achieved. To recognize the desired color. Examples of primary colors include red, green and blue. 3 illustrates an example of spatial division, in which each pixel includes a color filter CF representing one of primary colors in an area of the
도 1을 참고하면, 게이트 구동부(400a, 400b, 400)는 게이트선(G1a-Gnb)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1a-Gnb)에 인가한다.Referring to FIG. 1, the
계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800)는 화소의 투과율과 관련된 하나의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 계조 전압 집합은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 계조 전압과 음의 값을 가지는 계조 전압을 포함한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 계조 전압을 직접 생성하지 않고 계조 전압을 생성하는 기준이 되는 계조 기준 전압만을 생성하여 출력할 수도 있다.The
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 하나의 계조 전압을 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 계조 기준 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 계조 기준 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 전압을 선택한다.
The
게이트 구동부(400a, 400b) 또는 데이터 구동부(500)는 복수의 구동 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착될 수도 있다. 이와는 달리, 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)가 표시 신호선(G1a-Gnb, D1
-Dm)과 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.The gate driver 400a or 400b or the
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.The
그러면 도 1 내지 도 3에 도시한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 도 4 및 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.Next, the operation of the liquid crystal display shown in FIGS. 1 to 3 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시한 액정 표시 장치에 사용되는 여러 가지 신호의 파형도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감마 곡선을 나타낸 그래프이다.4 is a waveform diagram of various signals used in the liquid crystal display shown in FIGS. 1 to 3, and FIG. 5 is a graph illustrating a gamma curve of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)의 하나의 입력 영상 신호(R, G, B)를 한 쌍의 출력 영상 신호(DATa, DATb)로 변환하는 등 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DATa, DATb)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 여기에서 영상 신호의 변환은 실험 등에 의하여 미리 정해져서 룩업 테이블(도시하지 않음)에 기억되어 있는 사상(mapping)을 통하여 이루어지거나 신호 제어부(600)의 연산을 통하여 이루어진다.The
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 시간을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 포함할 수 있다.The gate control signal CONT1 includes a scan start signal STV indicating the start of scanning and at least one clock signal controlling the output time of the gate-on voltage Von. The gate control signal CONT1 may also include an output enable signal OE that defines the duration of the gate-on voltage Von.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 부화소(PXa, PXb)에 대한 데이터의 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(TP) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 포함할 수 있다.The data control signal CONT2 is a load signal for applying a corresponding data voltage to the horizontal synchronization start signal STH and the data lines D 1 -D m indicating the transfer of data to a group of subpixels PXa and PXb. (TP) and data clock signal HCLK. The data control signal CONT2 may also include an inversion signal RVS that inverts the polarity of the data voltage with respect to the common voltage Vcom (hereinafter referred to as reducing the polarity of the data voltage with respect to the common voltage). have.
신호 제어부(600)로부터의 수평 동기 시작 신호(STH) 및 데이터 클록 신호(HCLK)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 부화소(PXa, PXb), 예를 들면 i 번째 화소행의 위쪽 부화소(PXa)에 대한 영상 데이터(dia)를 수신한다. 영상 데이터(dia)를 수신하는 동안 데이터 구동부(500)는 이전 화소행의 아래쪽 부화소(PXb)에 대한 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 영상 데이터(dia
)의 수신이 끝나면, 데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 로드 신호(TP)의 펄스에 따라 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중에서 각 영상 데이터(dia)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(dia)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.In response to the horizontal synchronization start signal STH and the data clock signal HCLK from the
앞서 설명한 것처럼 계조 전압 생성부(800)가 계조 기준 전압만을 제공하는 경우에는 데이터 구동부(500)는 계조 기준 전압을 분압하여 스스로 계조 전압을 만들어 낼 수도 있다.As described above, when the
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1a-Gnb), 예를 들면 i 번째 화소행의 상부 게이트선(Gia)에 인가하여 이 게이트선(Gia)에 연결된 스위칭 소자(Qa)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Qa)를 통하여 해당 부화소(PXa)에 인가된다. 도 4에서 gia, gib는 각각 i번째 화소행의 상부 및 하부 게이트선(Gia, Gib)에 인가되는 게이트 신호를 나타낸다.The
한편, 신호 제어부(600)는 i 번째 화소행의 위쪽 부화소(PXa)에 대한 영상 데이터(dia)의 전송을 마친 후, i 번째 화소행의 아래쪽 부화소(PXb)에 대한 영상 데이터(dib)를 수평 동기 신호(STH)의 새로운 펄스와 함께 데이터 구동부(500)에 전송한다. 그런 다음, 다시 로드 신호(TP)에 펄스를 주어 데이터 구동부(500)가 다시 계조 전압 중에서 각 영상 데이터(dib)에 대응하는 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가하도록 한다.Meanwhile, the
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 다음 게이트선(G1a-Gnb), 즉 i 번째 화소행의 하부 게이트선(Gib)에 인가하여 이 게이트선(Gib)에 연결된 스위칭 소자(Qb)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Qb)를 통하여 해당 부화소(PXb)에 인가된다.The
부화소(PXa, PXb)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.The difference between the data voltage applied to the subpixels PXa and PXb and the common voltage Vcom is shown as the charging voltage of the liquid crystal capacitor CLC, that is, the pixel voltage. The liquid crystal molecules have different arrangements according to the magnitude of the pixel voltage, and thus the polarization of light passing through the liquid crystal layer 3 changes. The change in polarization is represented by a change in transmittance of light by a polarizer (not shown) attached to the
앞서 설명한 바와 같이 하나의 입력 영상 데이터는 한 쌍의 출력 영상 데이터로 변환되고 이들은 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)에 서로 다른 투과율을 부여한다. 따라서 도 5에 도시한 바와 같이 두 부화소(PXa, PXb)는 서로 다른 감마 곡선(Ta, Tb)을 보여주며 한 화소(PX)의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선(T)이 된다. 두 감마 곡선(Ta, Tb)을 결정할 때에는 합성 감마 곡선(T)이 정면에서의 기준 감마 곡선에 가깝게 되도록 하는데, 예를 들면 정면에서의 합성 감마 곡선(T)은 액정 표시 장치에 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선(T)은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 도 5에서 GS1과 GSf는 가장 낮은 입력 계조와 가장 높은 입력 계조를 의미한다.As described above, one input image data is converted into a pair of output image data and they give different transmittances to the pair of subpixels PXa and PXb. Accordingly, as shown in FIG. 5, the two subpixels PXa and PXb show different gamma curves Ta and Tb, and the gamma curve of one pixel PX is a curve T obtained by combining them. When determining the two gamma curves Ta and Tb, the composite gamma curve T is close to the reference gamma curve at the front side. For example, the composite gamma curve T at the front side is determined to be most suitable for the liquid crystal display device. Match the reference gamma curve at the front and the composite gamma curve T at the side to be closest to the reference gamma curve at the front. In FIG. 5, GS1 and GSf mean the lowest input grayscale and the highest input grayscale.
1/2 수평 주기(또는 "1/2 H")[수평 동기 신호(Hsync) 및 게이트 클록(CPV)의 한 주기]를 단위로 하여 신호 제어부(600) 및 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gnb)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 도트 반전), 인접 데이터선을 통하여 동시에 흐르는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 도트 반전).The
그러면 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 6 내지 도 8과 앞서의 도 2 및 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Next, a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8 and FIGS. 2 and 3.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 계조 전압 생성부의 블록도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 계조 전압 생성부의 블록도이다.6 is a block diagram of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram of a gray voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a liquid crystal according to another exemplary embodiment of the present invention. A block diagram of a gray voltage generator of a display device is shown.
도 6에 도시한 액정 표시 장치는 도 1에 도시한 액정 표시 장치와 거의 동일하다. 즉, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 연결된 한 쌍 또는 하나의 게이트 구동부(400a, 400b, 400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.The liquid crystal display shown in FIG. 6 is almost the same as the liquid crystal display shown in FIG. That is, the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment includes a liquid crystal panel assembly 300, a pair or one
도 1에 도시한 액정 표시 장치와는 달리, 본 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 외에도 계조 전압 생성부(600)를 제어하는 선택 신호(SE)를 생성하여 출력한다.Unlike the liquid crystal display shown in FIG. 1, the
또한, 본 실시예에 따른 계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800)는 두 개의 아날로그 계조 전압 집합을 별개로 생성하고 선택 신호(SE)에 따라 두 계조 전압 집합을 번갈아 출력하거나, 미리 저장되어 있는 두 개의 디지털 계조 데이터 집합을 선택 신호(SE)에 따라 번갈아 선택하고 선택한 디지털 계조 데이터 집합을 기초로 아날로그 계조 전압 집합을 생성하여 출력한다. 후자의 경우 두 개의 디지털 계조 데이터 집합에 각각 대응하는 두 개의 아날로그 계조 전압 집합이 번갈아 생성되는 것으로 볼 수 있다. 두 개의 계조 전압 집합은 하나의 화소를 이루는 두 부화소에 독립적으로 제공될 것이며, 각 계조 전압 집합은 공통 전압(Vcom) 에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함한다. 앞서 설명한 것처럼, 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 계조 전압을 직접 생성하지 않고 계조 전압을 생성하는 기준이 되는 계조 기준 전압만을 생성하여 출력할 수도 있다.In addition, the
도 7에 도시한 계조 전압 생성부(800)는 한 쌍의 디지털 레지스터(811, 812)를 포함하는 레지스터부(810), 디지털 레지스터(811, 812)에 연결되어 있는 복수의 멀티플렉서(MUX)를 포함하는 데이터 선택부(820) 및 멀티플렉서(MUX)에 각각 연결되어 있는 복수의 DC-AC 변환기(DAC)를 포함하는 변환부(830)를 포함한다.The
두 개의 디지털 레지스터(811, 812)는 서로 다른 디지털 계조 데이터 집합(γ1a-γXa, γ1b-γXb)을 기억하며, 두 계조 데이터 집합(γ
1a-γXa, γ1b-γXb)은 쌍을 이루어 서로 대응한다.Two
각 멀티플렉서(MUX)는 두 디지털 레지스터(811, 812)로부터 대응하는 한 쌍의 전압(r1a·r1b, r2a·r2b, , rXa·rXb
)을 입력으로 받아 선택 신호(SE)에 따라 둘 중 하나를 선택하여 출력한다.Each multiplexer MUX receives a pair of voltages r 1a r 1b , r 2a r 2b , r Xa r xb from two
각 DC-AC 변환기(DAC)는 멀티플렉서(MUX)로부터의 디지털 데이터를 아날로그 전압(r1, r2, , rX)으로 변환하여 출력한다.Each DC-AC converter DAC converts digital data from the multiplexer MUX into analog voltages r 1 , r 2 , and r X and outputs the converted data.
도 8에 도시한 계조 전압 생성부(800)는 한 쌍의 저항열(841, 842)을 포함하는 전압 생성부(840)와 이에 연결되어 있는 아날로그 멀티플렉서(AMUX)(850)를 포함한다.
The
각 저항열(841)은 복수의 계조 전압으로 이루어진 하나의 계조 전압 집합을 생성하며, 두 저항열(841)의 계조 전압은 서로 다르다.Each
아날로그 멀티플렉서(850)는 전압 생성부(840)로부터의 입력 받은 두 쌍의 계조 전압 집합 중에서 한 쌍의 계조 전압 집합을 선택 신호(SE)에 따라 선택하여 출력한다.The
그러면 도 6 내지 도 8에 도시한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 도 9를 참고로 하여 상세하게 설명한다.Next, the operation of the liquid crystal display shown in FIGS. 6 to 8 will be described in detail with reference to FIG. 9.
도 9는 도 6 내지 도 8에 도시한 액정 표시 장치에 사용되는 여러 가지 신호의 파형도이다.FIG. 9 is a waveform diagram of various signals used in the liquid crystal display shown in FIGS. 6 to 8.
도 9를 도 5와 비교하면, 본 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 도 1에 도시한 신호 제어부(600)의 주파수의 반만큼의 주파수로 동작한다. 따라서 수평 동기 시작 신호(STH), 로드 신호(TP), 데이터 클록 신호(HCLK)의 주기는 도 5의 경우의 두 배이다. 그 대신 데이터 구동부(500)에 공급되는 계조 전압 집합이 주기적으로 바뀐다. 이에 대하여 상세하게 설명한다.9, the
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 선택 신호(SE) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보내며, 선택 신호(SE)는 계조 전압 생성부(800)로 내보낸다. 도 1의 액정 표시 장치와는 달리 영 상 신호의 변환은 행하지 않는다.The
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 시간을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 포함할 수 있다. 여기에서 클록 신호는 전술한 선택 신호(SE)로 사용될 수 있다.The gate control signal CONT1 includes a scan start signal STV indicating the start of scanning and at least one clock signal controlling the output time of the gate-on voltage Von. The gate control signal CONT1 may also include an output enable signal OE that defines the duration of the gate-on voltage Von. The clock signal may be used as the above-described selection signal SE.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 데이터의 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(TP) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 포함할 수 있다.The data control signal CONT2 is a horizontal synchronization start signal STH for transmitting data to a group of pixels PX and a load signal TP for applying a corresponding data voltage to the data lines D 1 -D m . And a data clock signal HCLK. The data control signal CONT2 may also include an inversion signal RVS that inverts the polarity of the data voltage with respect to the common voltage Vcom (hereinafter referred to as reducing the polarity of the data voltage with respect to the common voltage). have.
선택 신호(SE)는 계조 전압 생성부(800)가 생성한 두 개의 계조 전압 집합 중에서 어느 하나를 선택하라는 신호로서, 수평 동기 시작 신호(STH), 로드 신호(TP) 등과 주기가 같다. 한편 앞에서 게이트 제어 신호 중 클록 신호의 주기는 수평 동기 시작 신호(STH)의 두 배일 수 있는데 이 경우 이를 선택 신호(SE)로서 사용할 수 있다.The selection signal SE is a signal for selecting one of two sets of gray voltages generated by the
신호 제어부(600)로부터의 수평 동기 시작 신호(STH) 펄스에 응답하여 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 화소(PX), 예를 들면 i 번째 화소행에 대한 영상 데이 터(di)를 데이터 클록 신호(HCLK)에 맞추어 수신한다. 영상 데이터(di)를 수신하는 동안 데이터 구동부(500)는 이전 화소행에 대한 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 영상 데이터(di)의 수신이 끝나면, 계조 전압 생성부(800)는 신호 제어부(600)로부터의 선택 신호(SE)에 따라 정해진 하나의 계조 (기준) 전압 집합을 출력하며, 데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 로드 신호(TP)의 펄스에 따라 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중에서 각 영상 데이터(di)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(di)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.In response to the horizontal synchronizing start signal STH pulse from the
앞서 설명한 것처럼 계조 전압 생성부(800)는 계조 기준 전압만을 제공하는 경우에는 데이터 구동부(500)는 계조 기준 전압을 분압하여 스스로 계조 전압을 만들어 낼 수도 있다.As described above, when the
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1a-Gnb), 예를 들면 i 번째 화소행의 위쪽 부화소(PXa)에 연결된 게이트선(Gia)에 인가하여 이 게이트선(Gia)에 연결된 스위칭 소자(Qa)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Qa)를 통하여 해당 부화소(PXa)에 인가된다.The
이어, 신호 제어부(600)는 선택 신호(SE)의 값을 바꾸어 계조 전압 생성부(800)가 다른 계조 (기준) 전압 집합을 생성하여 데이터 구동부(500)에 공급하도록 한다. 그러면 데이터 구동부(500)는 새로운 계조 전압 중에서 각 영상 데이터(di)에 대응하는 계조 전압을 다시 선택하고 이를 데이터 전압으로서 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.Subsequently, the
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 다음 게이트선(G1a-Gnb), 즉 i 번째 화소행의 아래쪽 부화소(PXb)에 연결된 게이트선(Gib)에 인가하여 이 게이트선(Gib)에 연결된 스위칭 소자(Qb)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Qb)를 통하여 해당 부화소(PXb)에 인가된다.The
이와 같이 하면 신호 제어부(600) 및 데이터 구동부(500)의 동작 주파수를 종래의 액정 표시 장치와 동일하게 유지할 수 있으므로 도 5에 도시한 경우에 비하여 효과적이다.In this case, the operating frequencies of the
상세하게 설명하자면, 도 5의 경우 하나의 화소행에 대한 영상 데이터를 부화소별로 두 가지로 만들어 전송해야 하므로 부화소를 가지지 않는 종래의 액정 표시 장치에 비하여 두 배 빠른 주파수로 동작하여야 한다. 예를 들면, 수평 동기 시작 신호(STH), 로드 신호(TP), 데이터 클록 신호(HCLK) 등의 주기가 반으로 줄고 이에 따라 영상 데이터(DAT)의 처리 및 전송 속도가 두 배 빨라야 하며, 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간도 반으로 준다. 즉 이들의 주파수는 통상의 60Hz가 아닌 120Hz가 된다. 신호 제어부(600)에서 데이터 구동부(500)로의 신호 전송은 주로 RSDS(Reduced Swing Differential Signaling) 방식으로 이루어지는데 신호 제어부(600)의 한 출력 채널을 통해서 RSDS 방식으로 전송되는 신호의 주파수를 두 배로 높이기는 매우 어렵다. 따라서 각 채널의 주파수를 높이기보다는 채널 수를 늘리는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 이와 같이 하면 신호 제어부(600)의 채널 수가 두 배가 될 뿐 아니라 신호 제어부(600)와 데이터 구동부(500) 사이의 신호선의 수와 데이터 구동부(500)의 입력 채널 수 또한 두 배가 되므로 신호 전송이 복잡해질 수 있다. 또한 하나의 입력 영상 데이터에 대해 한 쌍의 출력 영상 데이터를 생성하여 출력하므로 신호 제어부(600)에 라인 메모리(도시하지 않음)를 부가적으로 사용하여야 한다.In detail, in FIG. 5, since image data for one pixel row needs to be made in two subpixels and transmitted, the image data of one pixel row should be operated at a frequency twice as fast as a conventional liquid crystal display having no subpixels. For example, the period of the horizontal synchronization start signal STH, the load signal TP, the data clock signal HCLK, etc. should be cut in half, thereby processing and transmitting the image data DAT twice as fast. The duration of the on voltage (Von) is also given in half. That is, these frequencies are 120 Hz instead of the usual 60 Hz. The signal transmission from the
도 6 내지 도 9에 도시한 액정 표시 장치의 경우 이러한 문제점을 모두 해결할 수 있다.In the case of the liquid crystal display illustrated in FIGS. 6 to 9, all of these problems may be solved.
이제, 액정 표시판 조립체의 예에 대하여 도 10 내지 도 14를 참고로 하여 상세하게 설명한다.An example of the liquid crystal panel assembly will now be described in detail with reference to FIGS. 10 to 14.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 하부 표시판의 배치도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 상부 표시판의 배치도이고, 도 12은 도 10의 하부 표시판과 도 11의 상부 표시판을 포함하는 액정 표시판 조립체의 배치도이며, 도 13 및 도 14은 각각 도 12의 액정 표시판 조립체를 XIII-XIII'선 및 XIV-XIV'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 10 is a layout view of a lower panel according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 11 is a layout view of an upper panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 12 includes a lower panel of FIG. 10 and an upper panel of FIG. 11. 13 and 14 are cross-sectional views taken along the lines XIII-XIII 'and XIV-XIV' of the liquid crystal panel assembly of FIG. 12, respectively.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(400)는 하부 표시판(100), 이와 마주보고 있는 상부 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.10 to 14, the
먼저 도 10, 도 12 내지 도 14를 참고하여 하부 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.First, the
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)가 형성되어 있다.A plurality of pairs of first and
게이트선(121a, 121b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 물리적, 전기적으로 서로 분리되어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 각각 위쪽 및 아래쪽에 배치되어 있으며, 아래 및 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 연결을 위하여 면적이 넓으며 각각 왼쪽 및 오른 쪽에 배치되어 있는 끝 부분(129a, 129b)을 포함한다. 그러나 이들 끝 부분(129a, 129b)은 둘 다 왼쪽 또는 오른 쪽에 배치될 수 있다.The
유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 제2 게이트선(121b)보다 제1 게이트선(121a)에 가깝다. 각 유지 전극선(131)은 아래 위로 뻗은 복수 쌍의 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)을 포함하는데, 제1 유지 전극(137a)은 제2 유지 전극(137b)에 비하여 길이는 길고 너비는 좁다. 그러나 유지 전극(137a, 137b, 137)을 비롯한 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.The
게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루 미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.The gate line 121 and the
또한 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°이다.In addition, side surfaces of the gate line 121 and the
게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.A
상기 게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 제1 및 제2 돌출부(projection)(154a, 154b)가 각각 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 나와 있다. 또한 선형 반도체(151)는 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 만나는 지점 부근에서 폭이 커져서 게이트선(121a, 121b)의 넓은 면적을 덮고 있다.A plurality of
반도체(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165a)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163a)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163a)와 섬형 접촉 부재(165a)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154a) 위에 위치한다. 한편 도시하지는 않았으나 반도체(151)의 제2 돌출부(154b) 위에도 선형 접촉 부재(161)의 돌출부와 섬형 접촉 부재가 쌍을 이루어 구비되어 있다.A plurality of linear and island ohmic
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165a)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.Side surfaces of the
저항 접촉 부재(161, 165a) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.A plurality of
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)은 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 향하여 각각 뻗은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)과 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있는 끝 부분(179)을 포함한다.The
제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 각각 반도체(151)의 제1 및 제2 돌출부(154a, 154b) 위에 위치한 막대형 끝 부분에서 출발하며 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)과 중첩하는 면적이 넓은 확장부(177a, 177b)를 가진다. 각 소스 전극(173a, 173b)은 드레인 전극(175a, 175b)의 막대형 끝 부분을 감싸도록 휘어져 있다. 제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 반도체(151)의 제1/제2 돌출부(154a/154b)와 함께 제1/제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb)를 이루며, 박막 트랜지스터(Qa/Qb)의 채널(channel)은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 드레인 전극(175a/175b) 사이의 돌출부(154a/154b)에 형성된다.The first and
데이터선(171)과 드레인 전극(175a, 175b)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다.The
데이터선(171)과 및 드레인 전극(175a, 175b)도 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 경사져 있다.The
저항성 접촉 부재(161, 165a)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터 선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 선형 반도체(151)는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있으며, 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)의 폭이 데이터선(171)의 폭보다 작지만 앞서 설명했듯이 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 만나는 부분에서 폭이 커져서 표면의 프로파일을 부드럽게 하여 데이터선(171)의 단선을 방지한다.The
데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)과 노출된 반도체(151) 부분의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체(151) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.A
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179) 및 드레인 전극(175a, 175b)의 확장부(177a, 177b)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.
The
보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)을 각각 포함하는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190)과 복수의 차폐 전극(88) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)과 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체 또는 알루미늄 따위의 반사성 도전체로 이루어진다.On the
제1/제2 부화소 전극(190a/190b)은 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)과 물리적·전기적으로 연결되어 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.The first and
데이터 전압이 인가된 부화소 전극(190a, 190b)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자들의 배열을 결정한다.The
또한 앞서 설명하였듯이, 각 부화소 전극(190a, 190b)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(CLCa, CLCb)를 이루어 박막 트랜지스터(Qa, Qb)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하며, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기(CLCa, CLCb)와 병렬로 연결된 유지 축전기(CSTa, CSTb)는 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b) 및 이에 연결되어 되어 있는 드레인 전극(175a, 175b)과 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)의 중첩 등으로 만들어진다.In addition, as described above, each of the
각 화소 전극(190)은 왼쪽 모퉁이에서 모따기되어 있으며, 모따기된 빗변은 게이트선(121a, 121b)에 대하여 약 45도의 각도를 이룬다.
Each
하나의 화소 전극(190)을 이루는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)은 간극(gap)(94)을 사이에 두고 서로 맞물려 있으며, 그 바깥 경계는 대략 사각형 형태이다. 제1 부화소 전극(190a)은 회전한 등변 사다리꼴로서, 제2 유지 전극(137b) 부근에 위치한 왼쪽 변과 그 맞은편의 오른쪽 변, 그리고 게이트선(121a, 121b)과 대략 45°를 이루는 위쪽 빗변 및 아래쪽 빗변을 가진다. 제2 부화소 전극(190b)은 제1 부화소 전극(190a)의 빗변과 마주보는 한 쌍의 사다리꼴부와 제1 부화소 전극(190a)의 왼쪽 변과 마주보는 세로부를 포함한다. 따라서 제1 부화소 전극(190a)과 제2 부화소 전극(190b) 사이의 간극(94)은 대략 균일한 너비를 가지며 게이트선(121a, 121b)과 약 45°를 이루는 상부 및 하부 사선부(91, 93)와 실질적으로 균일한 너비를 가지는 세로부(92)를 포함한다.The pair of first and
제1 부화소 전극(190a)은 유지 전극선(131)을 따라 뻗은 절개부(cutout)(95)를 가지며, 이 절개부(95)에 의하여 상반부와 하반부로 이등분된다. 절개부(95)는 제1 부화소 전극(190a)의 오른쪽 변에 입구를 가지고 있으며 절개부(95)의 입구는 간극(94)의 상부 사선부(91) 및 하부 사선부(93)와 각각 실질적으로 평행한 한 쌍의 빗변을 가지고 있다. 간극(94)과 절개부(95)는 유지 전극선(131)에 대하여 대략 반전 대칭(inversion symmetry)을 이룬다.The
이 때, 나눠진 부분의 수효 또는 절개부의 수효는 화소의 크기, 화소 전극(190)의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라진다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 간극(94)도 절개부라고 표현한다.
In this case, the number of divided portions or the number of cutout portions varies depending on the size of the pixel, the ratio of the length of the horizontal side to the vertical side of the
또한, 제1 부화소 전극(190a)은 제1 게이트선(121a)과 중첩하며 제2 부화소 전극(190b)은 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b) 모두와 중첩하며, 제1 게이트선(121a)은 화소 전극(190)의 상반부 중심 부근을 지난다.In addition, the
차폐 전극(88)은 데이터선(171)을 따라 뻗어 있으며 데이터선(171)을 완전히 덮는다. 차폐 전극(88)에는 공통 전압이 인가되는데, 이를 위하여 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)의 접촉 구멍(도시하지 않음)을 통하여 유지 전극선(131)에 연결되거나, 공통 전압을 박막 트랜지스터 표시판(100)에서 공통 전극 표시판(200)으로 전달하는 단락점(short point)(도시하지 않음)에 연결될 수도 있다. 이때, 개구율 감소가 최소가 되도록 차폐 전극(88)과 화소 전극(190) 사이의 거리를 최소로 하는 것이 바람직하다.The shielding
이와 같이 공통 전압이 인가되는 차폐 전극(88)을 데이터선(171) 상부에 배치하면 차폐 전극(88)이 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이 및 데이터선(171)과 공통 전극(270) 사이에서 형성되는 전계를 차단하여 화소 전극(190)의 전압 왜곡 및 데이터선(171)이 전달하는 데이터 전압의 신호 지연이 줄어든다.As such, when the shielding
또한, 화소 전극(190)과 차폐 전극(88)의 단락을 방지하기 위하여 이들 사이에 거리를 두어야 하므로, 화소 전극(190)이 데이터선(171)으로부터 더 멀어져 이들 사이의 기생 용량이 줄어든다. 더욱이, 액정층(3)의 유전율(permittivity)이 보호막(180)의 유전율보다 높기 때문에, 데이터선(171)과 차폐 전극(88) 사이의 기생 용량이 차폐 전극(88)이 없을 때 데이터선(171)과 공통 전극(270) 사이의 기생 용량에 비하여 작다.
Also, in order to prevent a short circuit between the
뿐만 아니라, 화소 전극(190)과 차폐 전극(88)이 동일한 층으로 만들어지기 때문에 이들 사이의 거리가 일정하게 유지되며 이에 따라 이들 사이의 기생 용량이 일정하다. 화소 전극(190)과 데이터선(171) 사이의 기생 용량이 여전히 분할 노광 과정에서 분할된 노광 영역에 따라 달라질 수 있지만 화소 전극(190)과 데이터선(171) 사이의 기생 용량이 상대적으로 줄기 때문에 전체 기생 용량은 거의 일정하다고 볼 수 있다. 그러므로 스티치 결함을 최소화할 수 있다.In addition, since the
접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 접촉 구멍(181a, 181b, 182)을 통하여 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다.The contact
도 1에 도시한 게이트 구동부(400a, 400b) 또는 데이터 구동부(500)가 조립체(300) 위에 집적되는 경우에는 게이트선(121a, 121b) 또는 데이터선(171)이 연장되어 이들과 직접 연결될 수 있고 이 경우에는 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)가 게이트선(121a, 121b) 또는 데이터선(171)과 이들 구동부(400a, 400b, 500)를 연결하는 등에 사용될 수 있다.When the gate drivers 400a and 400b or the
화소 전극(190), 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82) 및 보호막(180) 위에는 액정층을 배향할 수 있는 배향막(11)이 도포되어 있다.On the
다음, 도 11 내지 도 14를 참고로 하여, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
Next, the
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 마주보며 화소 전극(190)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있다. 이와는 달리 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수도 있다. 그러나 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 박막 트랜지스터(Qa, Qb) 부근에서의 빛샘을 차단하기 위하여 다양한 모양을 가질 수 있다.A
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 위치하며, 화소 전극(190)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 원색 중 하나를 표시할 수 있다.A plurality of
색필터(230) 및 차광 부재(230)의 위에는 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하기 위한 덮개막(250)이 형성되어 있다.An
덮개막(250)의 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.The
공통 전극(270)은 복수의 절개부(271, 273, 275) 집합을 가진다.The
하나의 절개부 집합(271, 273, 275)은 하나의 화소 전극(190)과 마주 보며 상부 절개부(271), 중앙 절개부(272) 및 하부 절개부(273)를 포함한다. 절개부(271, 273, 275) 각각은 화소 전극(190)의 인접 절개부(94, 95) 사이 또는 절개부(94)와 화소 전극(190)의 빗변 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(271, 273, 275)는 간극(94)의 상부 사선부(91) 또는 하부 사선부(93)와 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부(271o, 273o, 275o1, 275o2)를 포함하며, 유지 전극선(131)에 대하여 대략 반전 대칭이다.One set of
상부 및 하부 절개부(271, 273) 각각은 대략 화소 전극(190)의 왼쪽 변에서 위쪽 또는 아래쪽 변을 향하여 뻗은 사선부(271o, 273o), 그리고 사선부(271o, 273o)의 각 끝에서부터 화소 전극(190)의 변을 따라 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부(271o, 273o)와 둔각을 이루는 가로부(271t, 273t) 및 세로부(271l, 273l)를 포함한다.Each of the upper and
중앙 절개부(275)는 대략 화소 전극(190)의 왼쪽 변 중앙에서부터 비스듬하게 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 향하여 뻗은 한 쌍의 사선부(275o1, 275o2), 그리고 사선부(275o1, 275o2)의 각 끝에서부터 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 따라 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부(275o1, 275o2)와 둔각을 이루는 세로부(275l1, 275l2)를 포함한다.The
절개부(271, 273, 275)의 수효는 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(271, 273, 275)와 중첩하여 절개부(271, 273, 275) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.The number of
공통 전극(270) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(21)이 도포되어 있다.An
표시판(100, 200)의 바깥 면에는 직교 편광판(12, 22)이 구비되어 있는데, 두 편광판(12, 22)의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축(또는 흡수축)은 가로 방향 과 나란하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.Orthogonal
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며 액정 분자는 전계가 없을 때 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 실질적으로 수직을 이루도록 배향되어 있다.The liquid crystal layer 3 has negative dielectric anisotropy and the liquid crystal molecules are aligned such that their major axes are substantially perpendicular to the surfaces of the two
공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(190)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전계가 생성된다. 전극(190, 270)의 절개부(94, 95, 271, 273, 275)는 이러한 전계를 왜곡하여 절개부(94, 95, 271, 273, 275)의 변에 대하여 수직한 수평 성분을 만들어낸다. 이에 따라 전계는 표시판(100, 200)의 표면에 수직인 방향에 대하여 기울어진 방향을 가리킨다. 액정 분자들은 전계에 응답하여 그 장축이 전계의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 하는데, 이때 절개부(94, 95, 271, 273, 275) 및 화소 전극(190)의 변 부근의 전계는 액정 분자의 장축 방향과 나란하지 않고 일정 각도를 이루므로 액정 분자의 장축 방향과 전계가 이루는 평면 상에서 이동 거리가 짧은 방향으로 액정 분자들이 회전한다. 따라서 하나의 절개부 집합(94, 95, 271, 273, 275)과 화소 전극(190)의 변은 화소 전극(190) 위에 위치한 액정층(3) 부분을 액정 분자들이 기울어지는 방향이 다른 복수의 도메인으로 나누며, 이에 따라 기준 시야각이 확대된다.When a common voltage is applied to the
적어도 하나의 절개부(94, 95, 271, 273, 275)는 돌기나 함몰부로 대체할 수 있으며, 절개부(94, 95, 271, 273, 275)의 모양 및 배치는 변형될 수 있다.At least one
이와 같이 두 부화소의 전압을 원하는 수준으로 정확하게 맞춤으로써 시인성을 향상하고 개구율을 높이며 투과율을 향상시킨다. By precisely adjusting the voltages of the two subpixels to the desired level, the visibility is improved, the aperture ratio is increased, and the transmittance is improved.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
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