KR101385455B1 - 액정 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시야각을 제어할 수 있는 액정 표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시장치는 메인 화상을 표시하는 제 1 액정패널과, 상기 제 1 액정패널 상부에 배치되어 정면 시야각을 제외한 특정 시야각 모드시 특정 패턴을 제공하는 제 2 액정패널을 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 제 2 액정패널에 특정 패턴들을 형성하여 정면 시야각에서는 화상이 밝게 투과되지만 좌우 시야각에서는 제 2 액정패널에 형성된 특정 패턴들이 표시되어 사생활 보호기능을 향상 시킬 수 있다.
액정 표시장치, 스위칭 액정셀, 시야각 제어, 문자, 패턴

Description

액정 표시장치 및 그의 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 단면도.
도 2a는 도 1에 도시된 제 1 기판을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2b는 도 1에 도시된 제 2 기판을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3a는 도 1에 도시된 제 2 액정패널의 오프 상태의 액정 상태를 나타내는 도면.
도 3b는 도 1에 도시된 제 2 액정패널의 온 상태의 액정 상태를 나타내는 도면.
도 3c는 도 1에 도시된 제 2 액정패널의 시야각 특성을 나타내는 도면.
도 4a는 도 1에 도시된 제 2 액정패널에 공급되는 구동전압을 나타내는 파형도.
도 4b는 도 1에 도시된 제 2 액정패널에 공급되는 구동전압에 의해 표시되는 시야각에 따른 화상을 나타내는 도면.
도 5a는 도 1에 도시된 제 2 액정패널에 공급되는 다른 구동전압을 나타내는 파형도.
도 5b는 도 1에 도시된 제 2 액정패널에 공급되는 다른 구동전압에 의해 표시되는 시야각에 따른 화상을 나타내는 도면.
도 6a는 도 1에 도시된 제 2 액정패널에 공급되는 또 다른 구동전압을 나타내는 파형도.
도 6b는 도 1에 도시된 제 2 액정패널에 공급되는 또 다른 구동전압에 의해 표시되는 시야각에 따른 화상을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
102 : 제 3 편광판 104 : 제 2 기판
106 : 제 2 액정층 108 : 제 1 기판
110 : 제 2 편광판 112 : 상부 기판
114 : 컬러필터 116 : 제 1 액정층
118 : 하부 기판 120 : 제 1 편광판
220 : 제 1 전극 222 : 제 2 전극
250 : 제 3 전극 252 : 제 4 전극
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히, 시야각을 제어할 수 있는 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 평판 표시장치 중 액정 표시장치는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
그리고, 액정 표시장치는 액정의 성질과 패턴의 구조에 따라서 여러 가지 다양한 모드가 있다. 구체적으로, 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN 모드(Twisted Nematic Mode), 한 화소를 여러 도메인으로 나눠 각각의 도메인의 주시야각 방향을 달리하여 광시야각을 구현하는 멀티도메인 모드(Multi-Domain Mode), 보상필름을 기판 외주면에 부착하여 빛의 진행방향에 따른 빛의 위상변화를 보상하는 OCB 모드(Optically Compensated Birefringence Mode), 한 기판 상에 두개의 전극을 형성하여 액정의 방향자가 배향막의 나란한 평면에서 꼬이게 하는 횡전계방식(In-Plane Switching Mode) 및 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하여 액정 분자의 장축이 배향막 평면에 수직 배열되도록 하는 VA 모드(Vertical Alignment) 등 다양하다.
이중, 근래에 주로 사용되고 있는 액정 표시장치의 모드는 TN 모드로서, 입사한 편광이 분자의 장축과 단축의 배열에 따라 각기 다른 시야각 특성을 나타낸다. 즉, 액정 표시 장치의 시야각은 나선 구조의 액정 분자들의 장축을 따라 형성되므로, 보는 방향에 따라 시야각이 변하게 된다.
그러나, 여러 각도에서 볼 수 있는 액정 표시장치는 공공장소와 같이 사람들이 많은 장소에서 사용시 다른 사람들이 엿볼수 있는 가능성이 높아지게 되고, 이에 따라 액정 표시장치의 제한적인 시야각 특성이 중요한 문제가 되고 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 시야각을 제어할 수 있는 액정 표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 메인 화상을 표시하는 제 1 액정패널과; 상기 제 1 액정패널 상부에 배치되어 정면 시야각을 제외한 특정 시야각 모드시 특정 패턴을 제공하는 제 2 액정패널을 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 메인 화상을 표시하는 제 1 액정패널(LCD1)과, 제 1 액정패널(LCD1) 상부에 배치되어 정면 시야각을 제외한 특정 시야각 모드시 특정 패턴을 제공하는 제 2 액정패널(LCD2)을 포함하여 구성된다.
제 1 액정패널(LCD1)은 대향합착된 하부 및 상부 기판(118, 112) 사이에 형성된 제 1 액정층(116)을 포함하여 구성된다.
하부 기판(118)은 복수의 게이트 배선들과 복수의 데이터 배선들에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소 영역과, 각 화소 영역에 형성된 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터에 접속되도록 각 화소 영역에 형성된 화소전극을 포함하여 구성된다.
상부 기판(112)은 하부 기판(118)의 각 화소 영역에 중첩되도록 형성된 적 색, 녹색 및 청색의 컬러필터층(114)과, 각 화소 영역의 빛샘을 방지하기 위한 차광층과, 화소전극에 대향하도록 형성되어 화소전극과 함께 제 1 액정층(116)을 구동시키기 위한 전계를 형성하는 공통전극을 포함하여 구성된다.
제 1 액정층(116)은 TN 모드, 멀티도메인 모드, OCB 모드, IPS 모드, VA 모드 중 어느 하나가 될 수 있다. 이에 따라 공통전극은 제 1 액정층(116)의 액정 모드에 따라 하부 기판(118)에 형성될 수 있다.
이러한, 제 1 액정패널(LCD1)의 전면 및 배면 각각에는 입사되는 광을 편광시키기 위한 제 1 및 제 2 편광판(110, 120)이 부착된다.
이와 같은, 제 1 액정패널(LCD1)은 각 화소 영역에 공급되는 데이터 신호에 따라 입사되는 광의 투과율을 조절하여 데이터 신호에 대응되는 화상을 표시한다.
제 2 액정패널(LCD2)은 대향합착된 제 1 및 제 2 기판(108, 104) 사이에 형성된 제 2 액정층(106)을 포함하여 구성된다.
제 1 기판(108)은 도 2a에 도시된 바와 같이 표시영역에 형성된 제 1 전극(220)과, 제 1 전극(220)을 제외한 제 1 기판(108)의 표시영역에 형성된 제 2 전극(222)을 포함하여 구성된다.
제 1 전극(220)은 표시영역의 일측 가장자리에 공통으로 접속되어 제 1 기판(108)의 비표시영역에 형성된 제 1 전극 패드부(230)에 접속된다. 이때, 제 1 전극(220)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 인듐 징크 옥 사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 등과 같이 투명한 재질을 가지며, 도형 형태로 패터닝된다. 이러한, 제 1 전극(220)은 제 1 전극 패드부(230)를 통해 외부로부터 제 1 구동전압이 공급된다.
제 2 전극(222)은 제 1 전극(220)을 제외한 제 1 기판(108)의 표시영역 전면에 형성된다. 이때, 제 2 전극(222)은 제 1 전극(220)과 전기적으로 접속되지 않도록 절연된다. 그리고, 제 2 전극(222)은 제 1 기판(108)의 비표시영역에 형성된 제 2 전극 패드부(232)에 접속되어 외부로부터 제 2 구동전압이 공급된다.
제 2 기판(104)은 도 2b에 도시된 바와 같이 제 1 전극(220)에 대향하도록 표시영역에 형성된 제 3 전극(250)과, 제 3 전극(250)을 제외한 제 2 기판(104)의 표시영역에 형성된 제 4 전극(252)을 포함하여 구성된다.
제 3 전극(250)은 표시영역의 일측 가장자리에 형성된 공통배선(254)에 공통으로 접속된다. 이때, 제 3 전극(250)은 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥 사이드 등과 같이 투명한 재질을 가지며, 문자 형태로 패터닝된다. 또한, 제 3 전극(250)은 적어도 하나의 은(Ag) 도트(255a, 255b)를 통해 제 1 기판(108)으로부터 제 3 구동전압을 공급받는다. 이를 위해, 제 1 기판(108)의 비표시영역에는 제 3 전극 패드부(240)와, 제 3 전극 패드부(240)에 접속된 제 3 구동전압 공급배선(244)과, 제 3 구동전압 공급배선(244)의 끝단에 형성된 접점(248)이 형성된다. 그리고, 제 2 기판(104)의 비표시영역에는 공통배선(254)의 일측 끝단에 형성되어 제 3 전극 패드부(240)에 접속되는 제 1 은 도트(255a) 및 공통배선(254)의 타측 끝단에 형성되어 제 1 기판(108)의 접점(248)에 접속되는 제 2 은 도트(255b)가 형성된다.
제 4 전극(252)은 제 3 전극(250)을 제외한 제 2 기판(104)의 표시영역 전면에 형성된다. 이때, 제 4 전극(252)은 제 3 전극(250)과 전기적으로 접속되지 않도 록 절연된다. 또한, 제 4 전극(252)은 적어도 하나의 은 도트(258a, 258b, 358c)를 통해 제 1 기판(108)로부터 제 4 구동전압을 공급받는다. 이를 위해, 제 1 기판(108)의 비표시영역에는 제 4 전극 패드부(242)와, 제 4 전극 패드부(242)에 접속된 제 4 구동전압 공급배선(246)과, 제 4 구동전압 공급배선(246)에 형성된 복수의 접점(247a, 247b)이 형성된다. 그리고, 제 2 기판(104)의 비표시영역에는 제 4 전극(252)에 접속됨과 아울러 적어도 하나의 은 도트(258a, 258b, 358c)를 통해 제 4 구동전압 하부배선(246)에 접속되는 제 4 구동전압 상부배선(256)이 형성된다.
제 2 액정층(106)은 트위스티드 네마틱(TN: Twisted Nematic) 모드가 될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 기판(108, 104)에는 액정의 초기 배향을 제어하기 위한 배향막이 형성된다.
이러한, 제 2 액정패널(LCD2)의 전면에는 입사되는 광을 편광시키기 위한 제 3 편광판(102)이 부착된다.
이러한 제 2 액정패널(LCD2)은 전면의 액정분자가 수평 방향으로 초기 배열되어 빛을 투과시키게 된다. 이때, 제 2 편광판(110)과 제 3 편광판(102)의 투과축은 동일하게 된다.
이와 같은, 제 2 액정패널(LCD2)은 도 3a에 도시된 바와 같이 제 2 액정층(106)에 전계가 인가되지 않은 오프(Off) 상태일 경우에는 화이트(White)의 영상을 표시하는 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 동작한다.
반면에, 도 3b에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 4 전극(220, 222, 250, 252) 각각에 구동전압이 인가되는 온(On) 상태일 경우에는 제 1 기판(108)에 형성된 전극(220, 222)과 제 2 기판(104)에 형성된 전극(250, 252) 사이의 전계에 의해 액정분자가 재배열된다.
이에 따라, 제 2 액정패널(LCD2)은 도 3c에 도시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않은 오프 상태에서는 정면 시야각과 측면 시야각이 넓게 형성되지만, 전압이 인가되는 온 상태에서는 정면에서는 정면 시야각을 제외한 특정 시야각이 감소하는 것을 볼 수 있다.
도 4a 내지 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치에 있어서, 시야각 제어를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 3 및 제 4 전극(220, 250, 252)에 상호 동일한 V1, V3, V4 전압이 인가되고, 나머지 제 2 전극(222)에 V1, V3, V4 전압과 상이한 V2 전압이 인가되면, 제 1 전극(220)과 그에 대향하는 제 3 및 제 4 전극(250, 252) 각각 사이에서는 전계가 발생하지 않는 반면, 제 2 전극(222)과 그에 대향하는 제 3 및 제 4 전극(250, 252) 각각 사이에서는 전계가 발생하여 액정분자가 재배열된다. 이로써, 도 4b에 도시된 바와 같이, 정면 시야각(B)에서는 화상이 밝게 투과되지만 좌, 우 시야각(A, C)에서는 도형 패턴이 표시된다.
이어, 도 5a에 도시된 바와 같이 제 1, 제 2 및 제 3 전극(220, 222, 250)에 상호 동일한 V1, V2, V3 전압이 인가되고, 나머지 제 4 전극(252)에 V1, V2, V3 전압과 상이한 V4 전압이 인가되면, 제 1 및 제 2 전극(220, 222) 각각과 그에 대향하는 제 3 전극(250) 사이에서는 전계가 발생하지 않는 반면, 제 1 및 제 2 전극(220, 222) 각각과 그에 대향하는 제 4 전극(252) 사이에서는 전계가 발생하여 액정분자가 재배열된다. 이로써, 도 5b에 도시된 바와 같이, 정면 시야각(B)에서는 화상이 밝게 투과되지만 좌, 우 시야각(A', B')에서는 문자 패턴이 표시된다.
이어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 전극(220, 222)에 상호 동일한 V1, V2 전압을 인가하고, 제 3 및 제 4 전극(250, 252)에 V1, V2 전압과 상이하면서 상호 동일한 V3, V4 전압을 인가하면, 제 1 및 제 2 전극(220, 222)과, 그에 대향하는 제 3 및 제 4 전극(250, 252) 사이, 즉 제 1 및 제 2 기판(108, 104) 사이의 표시영역 전체에서, 전계가 발생하여, 액정분자가 재배열된다. 이로써, 도 6b에 도시된 바와 같이, 정면 시야각(B)에서는 화상이 밝게 투과되지만 좌, 우 측면 시야각(A", B")에서는 블랙 패턴이 표시된다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 제 2 액정패널에 특정 패턴들을 형성하여 정면 시야각에서는 화상이 밝게 투과되지만 좌우 시야각에서는 제 2 액정패널에 형성된 특정 패턴들이 표시되어 사생활 보호기능을 향상 시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 메인 화상을 표시하는 제 1 액정패널과,
    상기 제 1 액정패널 상부에 배치되어 정면 시야각을 제외한 특정 시야각 모드시 특정 패턴을 제공하는 제 2 액정패널을 포함하고,
    상기 특정 패턴은 문자 패턴, 도형 패턴 및 블랙 패턴 중 적어도 하나이며,
    상기 제 2 액정패널은
    대향 합착되는 제 1 및 제 2 기판과,
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층과,
    상기 제 1 기판의 표시영역에, 상기 도형 패턴으로 패터닝되어 형성되는 제 1 전극과,
    상기 제 1 기판의 표시영역 중 상기 제 1 전극을 제외한 나머지 영역에 형성되는 제 2 전극과,
    상기 제 2 기판의 표시영역에, 상기 문자 패턴으로 패터닝되어 형성되는 제 3 전극과,
    상기 제 2 기판의 표시영역 중 상기 제 3 전극을 제외한 나머지 영역에 형성되는 제 4 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 액정패널은 상기 제 1 내지 제 4 전극 각각에 공급되는 구동전압에 의해 상기 특정 시야각에서 상기 특정 패턴을 제공하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극에 인가되는 구동전압이, 상기 제 2 전극을 제외한 나머지 제 1, 제 3 및 제 4 전극에 인가되는 구동전압과 상이한 경우, 상기 특정 시야각에서 상기 도형 패턴을 표시하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 전극에 인가되는 구동전압이, 상기 제 4 전극을 제외한 나머지 제 1, 제 2 및 제 3 전극에 인가되는 구동전압과 상이한 경우, 상기 특정 시야각에서 상기 문자 패턴을 표시하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 구동전압이, 상기 제 3 및 제 4 전극에 인가되는 구동전압과 상이한 경우, 상기 특정 시야각에서 상기 블랙 패턴을 표시하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  10. 제 1 액정패널 상에 메인 화상을 표시하는 단계와,
    상기 제 1 액정패널 상부에 배치되는 제 2 액정패널을 이용하여 정면 시야각을 제외한 특정 시야각 모드시 특정 패턴을 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 특정 패턴은 문자 패턴, 도형 패턴 및 블랙 패턴 중 적어도 하나이며,
    상기 제 2 액정패널은
    대향 합착되는 제 1 및 제 2 기판과,
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성되는 액정층과,
    상기 제 1 기판의 표시영역에, 상기 도형 패턴으로 패터닝되어 형성되는 제 1 전극과,
    상기 제 1 기판의 표시영역 중 상기 제 1 전극을 제외한 나머지 영역에 형성되는 제 2 전극과,
    상기 제 2 기판의 표시영역에, 상기 문자 패턴으로 패터닝되어 형성되는 제 3 전극과,
    상기 제 2 기판의 표시영역 중 상기 제 3 전극을 제외한 나머지 영역에 형성되는 제 4 전극을 포함하며,
    상기 특정 패턴을 표시하는 단계에서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전극에 각각에 공급되는 구동전압을 조절하여, 상기 특정 시야각에서 상기 특정 패턴을 표시하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 특정 패턴을 표시하는 단계에서, 상기 도형 패턴이 표시되도록, 상기 제 2 전극에 공급되는 구동전압을, 상기 제 2 전극을 제외한 나머지 제 1, 제 3 및 제 4 전극에 공급되는 구동전압과 상이하게 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 특정 패턴을 표시하는 단계에서, 상기 문자 패턴이 표시되도록, 상기 제 4 전극에 공급되는 구동전압을, 상기 제 4 전극을 제외한 나머지 제 1, 제 2 및 제 3 전극에 공급되는 구동전압과 상이하게 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 특정 패턴을 표시하는 단계에서, 상기 블랙 패턴이 표시되도록, 상기 제 1 및 제 2 전극에 공급되는 구동전압을, 상기 제 3 및 제 4 전극에 공급되는 구동전압과 상이하게 조절하는 액정 표시장치의 구동방법.
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