KR102351508B1

KR102351508B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR102351508B1
Application number: KR1020150060003A
Authority: KR
Inventors: 창학선; 신철; 신기철
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2022-01-14
Also published as: KR20160128551A; CN106094362A; EP3089153A1; JP2016212408A; CN106094362B; JP7012419B2; US20200380930A1; US20160321978A1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 게이트 구동부 및 데이터 구동부, 그리고 상기 데이터 구동부에 연결되어 있는 보상 제어부를 포함하고, 상기 복수의 화소는 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 제1 도메인 분할 수단을 가지는 복수의 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판 위에 형성되어 있으며, 제2 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함하고, 동일 평면 상에서 볼 때, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 간격은 위치에 따라 다르고, 상기 보상 제어부는 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격에 따라 다른 보상 전압을 상기 복수의 화소에 전달한다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치가 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다.

이러한 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위하여 하나의 화소에 액정의 배향 방향이 다른 복수의 도메인(domain)을 형성할 수 있다.

이와 같이 복수의 도메인을 형성하는 수단의 한 예로는 전기장 생성 전극에 슬릿 등의 절개부를 형성하여 도메인 분할 수단으로 이용하는 등의 방법이 있다. 이 방법은 절개부의 가장자리(edge)와 이와 마주하는 전기장 생성 전극 사이에 형성되는 프린지 필드(fringe field)에 의해 액정이 재배열됨으로써 복수의 도메인을 형성할 수 있다.

이처럼, 전기장 생성 전극에 절개부 등의 도메인 분할 수단을 형성할 때, 서로 마주하는 전기장 생성 전극 사이에 미스 얼라인이 발생하면, 도메인 분할 수단 사이의 간격이 변화하게 되고, 이에 따라 도메인 내의 액정 분자의 응답 속도가 변화할 수 있다.

도메인의 위치에 따라 액정 분자의 응답 속도가 변화하게 되면, 표시 장치의 표시 품질이 저하될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 도메인을 포함하는 액정 표시 장치의 위치에 따라 액정 분자의 불규칙한 움직임 및 응답 속도가 느려지는 것을 방지하여, 표시 품질 저하를 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 액정 표시 장치는 곡면화 되어있을 수 있다.

상기 화소 전극의 상기 제1 도메인 분할 수단은 상기 화소 전극에 형성되어 있는 복수의 제1 절개부이고, 상기 제2 공통 전극의 상기 제2 도메인 분할 수단은 상기 공통 전극에 형성되어 있는 복수의 제2 절개부이고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격은 상기 제1 절개부와 상기 제2 절개부 사이의 최대 간격일 수 있다.

상기 화소 전극은 판형 부분과 상기 판형 부분으로부터 뻗어 나와 있는 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 공통 전극은 상기 화소 전극의 상기 판형 부분과 중첩하는 십자형 절개부를 가지고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격은 상기 공통 전극의 상기 십자형 절개부의 중심 부분과 상기 화소 전극의 상기 판형 부분의 가장자리 사이의 최대 간격일 수 있다.

상기 보상 전압은 상기 복수의 화소에 인가되는 계조 전압보다 크기가 크고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 클수록 상기 보상 전압의 크기는 클 수 있다.

상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 약 5㎛ 커질수록 상기 보상 전압의 크기는 약 0.3V 내지 약 0.4V 커질 수 있다.

상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 약 20㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 약 1.5V이고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 약 25㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 약 1.8V 내지 1.9V이고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 약 30㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 약 2.1V 내지 2.2V이고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 약 35㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 약 2.4V 내지 2.5V일 수 있다.

상기 보상 제어부는 상기 복수의 화소의 위치에 따라 보상이 필요한 지 여부를 판단하는 보상 판단부, 그리고 상기 보상 전압의 값이 저장되어 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.

상기 보상 제어부는 상기 복수의 화소의 위치에 따라 보상이 필요한 지 여부를 판단하는 보상 판단부, 상기 보상 전압의 값이 저장되어 있는 룩업 테이블, 그리고 상기 룩업 테이블로부터 상기 보상 전압의 값을 읽어 상기 복수의 화소의 위치에 따라 상기 보상 전압의 값을 계산할 수 있다.

상기 계산부는 상기 룩업 테이블에 저장되어 있는 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격의 두 개의 값과, 상기 간격의 상기 두 개의 값에 따른 두 개의 상기 보상 전압의 크기를 이용하여, 1차 함수를 계산하고, 상기 1차 함수를 이용하여, 상기 복수의 화소의 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격에 따른 상기 보상 전압의 값을 계산할 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 액정층의 액정 분자는 상기 액정층에 전기장이 가해지지 않은 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면과 거의 수직을 이루도록 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 복수의 도메인을 포함하는 액정 표시 장치의 위치에 따라 액정 분자의 불규칙한 움직임 및 응답 속도가 느려지는 것을 방지하여, 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조와 두 부화소에 대한 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 V??V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 간략 단면도이고, 도 6c는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 영역을 도시하는 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부의 블록도이다.
도 8b는 도 8a의 보상 제어부의 동작을 설명하는 파형도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 한 실험예에 따른 그래프이다.
도 10a는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부의 블록도이다.
도 10b는 도 10a의 보상 제어부의 동작을 설명하는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 12는 도 11의 액정 표시 장치를 XII??XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 영역의 기본 영역을 도시한 배치도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소가 포함하는 두 부화소를 나타낸 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.

그러면 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.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조와 두 부화소에 대한 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800), 신호 제어부(600) 및 보상 제어부(700)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(GLa, GLb, DL, CL 도 3 참고)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 및 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

도 3을 참고하면, 신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(GLa, GLb), 데이터 전압(Vd)을 전달하는 복수의 데이터선(DL) 및 공통 전압(Vcom)을 전달하는 복수의 용량 전극선(capacitor electrode line)(CL)을 포함한다. 복수의 게이트선(GLa, GLb)과 복수의 용량 전극선(CL)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 복수의 데이터선(DL)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수의 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함하며, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb)를 포함한다. 두 부화소는 게이트선(GLa, GLb), 데이터선(DL) 및 액정 축전기(Clca, Clcb)와 연결된 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc)를 포함한다. 그러나, 이와는 달리, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 각 화소(PX)는 하나의 화소를 포함할 수도 있다.

액정 축전기(Clca, Clcb)는 제1 표시판(100)의 부화소 전극(PEa/PEb)과 제2 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 부화소 전극(PEa/PEb)과 공통 전극(270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 한 쌍의 부화소 전극(PEa/PEb)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 제2 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(CE)이 제1 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(PE, CE) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 제1 표시판(100)의 부화소 전극(PEa, PEb) 위 또는 아래에 형성되어 있으며, 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터를 구비할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제2 표시판(200)의 영역에 색 필터가 형성될 수도 있다.

표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다. 직교 편광자인 경우 전기장이 없는 액정층(3)에 들어온 입사광을 차단한다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. 기준 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(GLa, GLb)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(GLa, GLb)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(DL)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 생성한다.

보상 제어부(700)는 액정 표시 장치의 영역에 따라 전압 보상이 필요한 지 여부를 판단하여, 보상 전압을 데이터 구동부(500)에 공급한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 700, 800) 각각은 적어도 하나의 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 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 700, 800)가 신호선(GLa, GLb, DL) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 700, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

다시 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 이웃하는 제1 및 제2 게이트선(GLa, GLb), 데이터선(DL) 및 용량 전극선(CL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다.

화소(PX)는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb) 및 제3 스위칭 소자(Qc), 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb) 및 감압 축전기(Cstd)를 포함한다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 각각 제1 게이트선(GLa) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 게이트선(GL)에 연결되어 있다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 제1 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제1 게이트선(GLa)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있다.

제3 스위칭 소자(Qc) 역시 제1 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 제2 게이트선(GLb)와 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 감압 축전기(Cstd)와 연결되어 있다.

감압 축전기(Cstd)는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자와 용량 전극선(CL)에 연결되어 있으며, 제1 표시판(100)에 구비된 용량 전극선(CL)과 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 전극이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어 진다.

그러면, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저 도 1을 참고하면, 신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 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(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 정해진 수효의 값(또는 계조)을 가진다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(DL)에 인가한다. 이 때, 보상 제어부(900)는 액정 표시 장치의 위치에 따라 보상 신호의 인가가 필요한 지 여부를 결정하여, 보상 신호를 데이터 구동부(500)에 공급한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(GLa, GLb)에 인가하여 이 게이트선(GLa, GLb)에 연결된 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 턴온된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

이제부터 특정 화소 행, 예를 들면 i 번째 행에 초점을 맞추어 설명한다.

i 번째 행의 제1 게이트선(GLa)에 제1 게이트 신호가 인가되며, 제2 게이트선(GLb)에는 제2 게이트 신호가 인가된다. 제1 게이트 신호가 게이트 오프 전압(Voff)에서 게이트 온 전압(Von)으로 바뀌면 이에 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)가 턴 온된다. 이에 따라 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 턴 온된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 제1 및 제2 부화소 전극(PEa, PEb)에 인가된다. 이 때 제1 및 제2 부화소 전극(PEa, PEb) 인가된 데이터 전압(Vd)은 서로 동일하다. 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)는 공통 전압과 데이터 전압(Vd)의 차이만큼 동일한 값으로 충전된다.

그런 후 제1 게이트 신호는 게이트 온 전압(Von)에서 게이트 오프 전압(Voff)으로 바뀌고, 동시에 제2 게이트 신호가 게이트 오프 전압(Voff)에서 게이트 온 전압(Von)으로 바뀌면, 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 턴 오프되고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온된다. 그러면 제2 부화소 전극(PEb)으로부터 제3 스위칭 소자(Qc)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)으로 전하가 이동한다. 그러면 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압은 낮아지고, 감압 축전기(Cstd)가 충전된다. 제2 액정 축전기(Cstb)의 충전 전압은 감압 축전기(Cstd)의 정전 용량만큼 낮아지므로 제2 액정 축전기(Cstb)의 충전 전압은 제1 액정 축전기(Csta)의 충전 전압보다 낮아진다.

이 때, 두 액정 축전기(Clca, Clca)의 충전 전압은 서로 다른 감마 곡선을 나타내며 한 화소 전압의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선이 된다. 정면에서의 합성 감마 곡선은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 이와 같이 영상 데이터를 변환함으로써 측면 시인성이 향상된다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다.

이와 같이 감압 축전기(Cstd)의 정전 용량에 따라 제1 및 제2 액정 축전기(Csta, Cstb)의 충전 전압을 조절할 수 있다.

본 실시예에서는 하나의 화소에 두 개의 부화소 전극이 배치되어, 두 개의 액정 축전기(Clca, Clca)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 하나의 화소에는 하나의 화소 전극이 배치되어, 하나의 액정 축전기를 포함할 수도 있다.

이제, 도 4 및 도 5와 함께 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 V??V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200), 그리고 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 제1 표시판(100)에 대하여 설명한다.

제1 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 용량 전압선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다.

용량 전압선(131)은 일정한 용량 전압을 전달하며, 위 아래로 확장된 제1 용량 전극(137)을 포함한다.

게이트 도전체(121, 131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다.

반도체(154a, 154b, 154c)는 유기 반도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체는 테트라센(tetracene) 또는 펜타센(pentacene)의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수 있고, 또한 티오펜 링(thiophene ring)의 2, 5 위치에서 연결된 4 내지 8개의 티오펜을 포함하는 올리고티오펜(oligothiophene)을 포함할 수 있다. 유기 반도체는 폴리티닐렌비닐렌(polythienylenevinylene), 폴리??3??헥실티오펜(poly 3??hexylthiophene), 폴리티오펜(polythiophene), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 금속화 프탈로시아닌(metallized phthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체는 또한 페릴렌테트라카르복실산 이무수물(perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NTCDA) 또는 이들의 이미드(imide) 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체는 페릴렌(perylene) 또는 코로넨(coronene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수도 있다.

반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 저항성 접촉 부재(163b, 165b)가 형성되어 있다. 반도체(154a, 154b, 154c)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163b, 165b)는 생략될 수 있다.

저항성 접촉 부재(163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 데이터선(171)과 연결되어 있는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b), 제3 소스 전극(173c), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 그리고 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.

제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa)를 이루고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 스위칭 소자(Qb)를 이루고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체(154c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 스위칭 소자(Qc)를 이룬다. 제3 드레인 전극(175c)의 끝 부분은 확장되어 제2 용량 전극(177)을 이룬다.

데이터 도전체(171, 173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어진다.

보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함하는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 간극(91)을 사이에 두고 배치되어 있으며, 제1 부화소 전극(191a)은 제2 부화소 전극(191b)에 의해 둘러싸여 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 복수의 제1 절개부(92, 92a, 92b, 93a, 93b)를 포함한다. 복수의 제1 절개부(92, 92a, 92b, 93a, 93b)는 복수의 제1 돌기부일 수도 있다.

제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통하여 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있으며, 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압(Vd)을 인가 받는다.

데이터 전압(Vd)이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.

제1 용량 전극(137)과 제2 용량 전극(177)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 서로 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이룬다. 이처럼, 감압 축전기(Cstd)를 게이트 도전체와 데이터 도전체를 이용하여 형성함으로써, 감압 축전기(Cstd) 형성을 위한 추가 공정이 필요하지 않아, 액정 표시 장치의 제조 공정을 간단하게 할 수 있다.

화소 전극(191) 및 보호막(180) 위에는 하부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 하부 배향막은 수직 배향막일 수 있다.

이제 제2 표시판(200)에 대하여 설명한다.

제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.

차광 부재(220)로 정의된 영역의 제2 기판(210) 위에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다.

색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있고, 삼원색 중 하나를 표시하는 안료를 포함하는 유기물로 이루어질 수 있다. 도시한 실시예에서는 제2 표시판(200)에 색필터(230)가 형성되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시판(100)에 형성되어 있는 색필터(230)를 포함할 수도 있다. 또한, 도시한 실시예에서는 차광 부재(220)가 제2 표시판(200)에 형성되어 있으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시판(100)에 형성되어 있는 차광 부재(220)를 포함할 수 있다.

차광 부재(220) 및 색필터(230) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)에는 복수의 제2 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b)가 형성되어 있다. 복수의 제2 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b)는 하나의 화소 전극(191)과 마주보며, 절개부 각각(71, 72, 73, 74a, 74b)은 화소 전극의 간극(91)과 복수의 제1 절개부(92, 91a, 91b, 93a, 93b) 사이에 배치되어 있다. 복수의 제2 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b)는 복수의 제2 돌기부일 수 있다.

공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 상부 배향막은 수직 배향막일 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.

공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전기장(전계)이 생성된다. 액정 분자들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다. 앞으로는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 통틀어 전기장 생성 전극이라 한다.

전기장 생성 전극(191, 270)의 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b, 92, 92a, 92b, 93a, 93b)와 간극(91) 그리고 화소 전극(191)의 변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b, 92, 92a, 92b, 93a, 93b)와 간극(91)의 변과 화소 전극(191)의 변에 거의 수직이다.

하나의 절개부 집합(71, 72, 73, 74a, 74b, 92, 92a, 92b, 93a, 93b) 및 화소 전극(191)의 간극(91)은 화소 전극(191)을 복수의 부영역(sub??area)으로 나누며, 각 부영역은 화소 전극(191)의 주 변과 빗각을 이루는 두 개의 주 변(major edge)을 가진다. 각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

이처럼, 화소 전극(191)에 형성되어 있는 복수의 제1 절개부(92, 92a, 92b, 93a, 93b)와 공통 전극(270)에 형성되어 있는 복수의 제2 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b)는 제1 도메인 분할 수단 및 제2 도메인 분할 수단이 된다. 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 제1 도메인 분할 수단 및 제2 도메인 분할 수단은 복수의 절개부인 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 제1 도메인 분할 수단 및 제2 도메인 분할 수단은 복수의 돌기부일 수도 있다.

그러면, 도 6a 내지 도 6c를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 특징에 대하여 설명한다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 간략 단면도이다. 도 6c은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 위치에 따른 특징을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함하고, 제1 방향(d)을 따라 곡률 반경을 가지도록 곡면화되어 있다. 제1 방향(d)은 앞서 설명한 게이트선이 뻗어 있는 방향과 거의 나란할 수 있고, 데이터선이 뻗어 있는 방향과 거의 나란할 수 있다. 또한, 제1 방향(d)은 게이트선 및 데이터선이 뻗어 있는 방향과 나란한 두 개의 방향일 수 있다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치를 곡면화할 때, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2 표시판(200)에는 액정 표시 장치의 중심을 향한 제1 힘(P1)이 가해지고, 제1 표시판(100)에는 액정 표시 장치의 가장자리를 향한 제2 힘(P2)이 가해진다. 이처럼 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 서로 다른 방향으로 외부의 힘이 가해지면, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 오정렬이 발생할 수 있다.

이러한 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 발생하는 오정렬의 크기는 도 6c에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치의 위치에 따라 다를 수 있다. 도 6c를 참고하면, 액정 표시 장치는 중심에 위치하는 제1 영역(Ra), 제1 영역(Ra)의 양 옆에 위치하는 제2 영역(Rb), 제2 영역(Rb)의 옆에 위치하는 제3 영역(Rc), 제3 영역(Rc)의 옆에 위치하는 제4 영역(Rd), 그리고 제4 영역(Rd)의 옆에 위치하며, 액정 표시 장치의 가장자리에 위치하는 제5 영역(Re)을 포함할 수 있다. 액정 표시 장치가 곡면화된 경우, 제1 영역(Ra), 제2 영역(Rb), 제3 영역(Rc), 제4 영역(Rd), 그리고 제5 영역(Re)에 따라 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 오정렬 정도는 다를 수 있다. 구체적으로 액정 표시 장치의 중심에 위치하는 제1 영역(Ra)에서는 오정렬이 발생하지 않고나 작을 수 있고, 제1 영역(Ra)으로부터 액정 표시 장치의 가장자리 쪽을 향해 제2 영역(Rb), 제3 영역(Rc), 그리고 제4 영역(Rd)으로 갈수록 오정렬의 크기는 커질 수 있고, 액정 표시 장치의 가장자리에 위치하는 제5 영역(Re)에서 오정렬의 크기는 다시 작아질 수 있다.

이처럼 액정 표시 장치의 오정렬의 크기가 달라지면, 화소 전극과 공통 전극에 형성되어 있는 제1 도메인 분할 수단과 제2 도메인 분할 수단 사이의 간격도 달라질 수 있다.

그러면, 도 7a 및 도 7b를 참고하여, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 7a는 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생하지 않는 경우를 도시하고, 도 7b는 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생하는 경우를 도시한다.

도 7a를 참고하면, 제1 기판(110) 위에 형성되어 있는 화소 전극(191)의 제1 절개부 집합과 같은 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 기판(210) 위에 형성되어 있는 공통 전극(270)의 제2 절개부 집합과 같은 제2 도메인 분할 수단(70)에 의해 액정층(3)에는 제1 프린지 필드(FF1)가 형성된다. 이에 따라 액정 분자(31)는 제1 프린지 필드(FF)에 수직을 이루는 방향으로 기울어진다. 이 때, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70)에 의해 형성되는 제1 프린지 필드(FF)의 크기는 일정할 수 있다. 동일 평면 상에서 측정한 제 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70)의 간격은 일반적으로 약 20㎛일 수 있다.

도 7b를 참고하면, 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생하는 경우, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 변화한다. 도 7c를 참고하면, 제2 영역에서, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 최소 간격은 제1 간격(d1)이고, 제1 영역에서, 제 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 최소 간격은 제2 간격(d2)이다.

제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 상대적으로 좁은 제2 간격(d2)인 제1 영역에서는 제2 프린지 필드(FF1)가 형성되고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 상대적으로 제1 간격(d1)인 제2 영역에서는 제3 프린지 필드(FF2)가 형성된다.

이처럼, 위치에 따라서 프린지 필드의 크기가 서로 달라지면, 액정 분자가 이에 반응하는 정도도 서로 다르다. 예를 들어, 상대적으로 센 크기의 제2 프린지 필드(FF1)가 가해지는 영역에 위치하는 제1 액정 분자(31a)는 수직 배향 상태에서 상대적으로 빠르게 기울어지고, 상대적으로 작은 크기의 제3 프린지 필드(FF2)가 가해지는 영역에서 제2 액정 분자(31b)는 수직 배향 상태에서 상대적으로 느리게 기울어지고, 기울어지는 방향이 불규칙할 수 있다. 이처럼, 액정 분자가 기울어지는 속도가 느려지고 기울어지는 방향이 불규칙하면, 액정 분자의 불규칙한 거동이 발생할 수 있고, 이에 따라 표시 품질 저하가 발생할 수 있다.

그러면, 도 8a 및 도 8b를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생한 경우, 이를 보상하기 위한 보상 제어부(900)의 동작에 대하여 설명한다. 도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부의 블록도이고, 도 8b는 도 8a의 보상 제어부의 동작을 설명하는 파형도이다.

도 8a를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)는 보상 판단부(900a)와 보상 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블(LUT)(900b)를 포함한다.

보상 판단부(900a)는 액정 표시 장치의 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생했는 지 여부 및 액정 표시 장치의 영역에 따른 오정렬 정도에 따라 보상 여부를 판단한다.

보상 판단부(900a)에서 보상이 필요하다고 판단한 경우, 도 8b에 도시한 바와 같이, 데이터선에 목표 계조 전압(V1)보다 큰 크기의 보상 전압(V2)을 인가하여, 액정 분자의 거동을 규칙적으로, 빠르게 할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 액정 표시 장치가 곡면화된 경우, 제1 영역(Ra), 제2 영역(Rb), 제3 영역(Rc), 제4 영역(Rd), 그리고 제5 영역(Re)에 따라 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 오정렬 정도는 다를 수 있다.

따라서, 보상 판단부(900a)는 화소가 제1 영역(Ra), 제2 영역(Rb), 제3 영역(Rc), 제4 영역(Rd), 그리고 제5 영역(Re) 중 어느 영역에 위치하는 지에 따라, 보상 전압이 필요한 지 여부를 판단한다.

보상 판단부(900a)가 보상 전압이 필요한 지 여부를 판단하면, 보상 판단부(900a)는 룩업 테이블(LUT)(900b)로부터 보상 전압의 크기를 불러와서, 데이터 구동부(500)에 입력한다.

보상 전압(V2)의 크기는 화소 전극(191)의 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격에 따라 다를 수 있다. 오정렬이 발생하지 않은 경우와 비교하여, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 5㎛씩 넓어질 때마다 보상 전압(V2)의 크기는 약 0.3V 내지 약 0.4V 커질 수 있다.

보다 구체적으로 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 약 20㎛인 경우 입력되는 보상 전압(V2)의 크기는 약 1.5V이고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 5㎛ 넓어져서 약 25㎛인 영역에 위치하는 화소에 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 1.8V 내지 1.9V일 수 있고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 10㎛ 넓어져서, 약 30㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우에 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 2.1V 내지 2.2V일 수 있고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 15㎛ 넓어져, 약 35㎛인 영역에 위치하는 화소에 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 2.4V 내지 2.5V일 수 있다.

그러면, 도 9a 및 도 9b를 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 대하여 설명한다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 한 실험예에 따른 그래프이다.

본 실험예에서는 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격을 약 23㎛, 28㎛, 그리고 34㎛로 형성한 후, 화소에 가해지는 보상 전압(V2)에 따른 응답 시간을 측정하여 그래프로 도시하였다. 도 9a는 보상 전압 범위가 0V에서 약 4V인 경우를 도시한 그래프이고, 도 9b는 도 9a의 일부를 확대 도시한 그래프이다.

먼저 도 9a를 참고하면, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 넓어질수록 응답 시간은 커지고, 이에 따라 응답 속도는 느려진다. 그러나, 보상 전압의 크기가 커지면, 응답 시간의 차이는 줄어들었다.

도 9b를 참고하면, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 약 23㎛인 경우 보상 전압의 크기가 약 1.8V보다 크면, 응답 시간은 약 25㎛s 이하가 된다. 수직 배향 액정 표시 장치에서 일반적으로 요구되는 응답 시간은 약 25㎛s 이하이다. 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 약 28㎛인 경우 보상 전압의 크기가 약 2.1V보다 크면 응답 시간은 약 25㎛s 이하가 된다. 그리고 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 약 34㎛인 경우, 보상 전압의 크기가 약 2.4V보다 크면 응답 시간은 약 25㎛s 이하가 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)에서 입력하는 보상 전압(V2)의 크기는 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 약 20㎛인 화소의 경우 약 1.5V이고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 25㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우, 약 1.8V 내지 1.9V일 수 있고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 30㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우, 약 2.1V 내지 2.2V일 수 있고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 35㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우, 약 2.4V 내지 2.5V일 수 있다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)에 의해 보상 전압(V2)을 인가하면, 수직 배향 액정 표시 장치에서 일반적으로 요구되는 응답 시간인 약 25㎛s 이하의 응답 시간을 가질 수 있음을 알 수 있었다.

그러면, 도 8a 및 도 8b와 함께, 도 10a 및 도 10b를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)의 동작에 대하여 설명한다. 도 10a는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부의 블록도이고, 도 10b는 도 10a의 보상 제어부의 동작을 설명하는 그래프이다.

도 10a를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)는 보상 판단부(900a)와 보상 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블(LUT)(900b), 보상 데이터 계산부(900c)를 포함한다.

보상 판단부(900a)에서 보상이 필요하다고 판단한 경우, 도 8b에 도시한 바와 같이, 데이터선에 목표 계조 전압(V1)보다 큰 크기의 보상 전압(V2)을 인가하여, 액정 분자가 규칙적으로, 빠르게 움직일 수 있게 한다.

도 10a 및 도 10b에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)는 도 8a 및 도 8b에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)와 달리 계산부(900c)를 포함한다. 이에 대하여, 도 10b에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)의 계산부(900c)는 룩업 테이블(LUT)(900b)에 저장되어 있는 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 두 간격(x1, x2)에 따른 두 보상 전압의 크기(y1, y2)를 이용하여, 1차 함수 값을 계산하고, 이 함수에 따라 입력된 화소의 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격(xp)에 따른 보상 전압의 크기(yp)를 계산한다.

이러한 계산에 따르면, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 룩업 테이블(LUT)(900b)에 저장되어 있지 않는 값을 가지는 경우에도 입력되는 보상 전압의 크기를 결정할 수 있다.

룩업 테이블(LUT)(900b)에 저장되어 있는 보상 전압의 크기는 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격에 따라 다를 수 있다. 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 간격이 약 20㎛인 경우 입력되는 보상 전압(V2)의 크기는 약 1.5V이고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 5㎛ 넓어져서 약 25㎛인 영역에 위치하는 화소에 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 1.8V 내지 1.9V일 수 있고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 10㎛ 넓어져서, 약 30㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우에 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 2.1V 내지 2.2V일 수 있고, 제1 도메인 분할 수단(90)과 제2 도메인 분할 수단(70) 사이의 제1 간격(d1)이 약 15㎛ 넓어져, 약 35㎛인 영역에 위치하는 화소에 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 2.4V 내지 2.5V일 수 있다.

그러면, 도 11 및 도 12를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 12는 도 11의 액정 표시 장치를 XII??XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 제1 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 제1 표시판(100)에 대하여 설명한다.

용량 전압선(131)은 일정한 용량 전압을 전달하며, 아래로 확장된 제1 용량 전극(137)을 포함한다.

반도체(154a, 154b, 154c)는 유기 반도체를 포함할 수 있다. 반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 저항성 접촉 부재(165a)가 형성되어 있다. 반도체(154a, 154b, 154c)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(165a)가 생략될 수 있다.

저항성 접촉 부재(165a) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 데이터선(171)과 연결되어 있는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b), 제3 소스 전극(173c), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 그리고 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.

제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 물리적 전기적으로 연결되고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 물리적 전기적으로 연결된다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 화소 영역의 위와 아래에 위치하여 열 방향으로 이웃한다. 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 마름모 형태를 가지는 판형 부분(193)과 판형 부분(193)으로부터 서로 다른 네 방향으로 뻗어 나와 있는 복수의 가지 전극(194)을 포함한다.

복수의 가지 전극(194)은 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 그리고 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있는 부분을 포함한다. 이처럼, 복수의 가지 전극(194)이 뻗어 있는 방향이 서로 다른 부분에서 액정층(3)의 액정 분자가 기울어지는 방향이 서로 다르게 된다. 따라서, 액정 분자가 기울어지는 방향이 서로 다른 네 개의 도메인이 액정층(3)에 형성된다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 스위칭 소자(Qa)를 이루고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 스위칭 소자(Qb)를 이루고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체(154c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 스위칭 소자(Qc)를 이룬다.

이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 제2 기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 복수의 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230) 위에는 덮개막(250)이 위치한다. 덮개막(250)은 색필터(230) 및 차광 부재(220)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지하며, 생략 가능하다. 덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 위치한다.

도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)와 색필터(230)는 상부 표시판(200)에 위치하지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 차광 부재(220) 및 색필터(230)는 제1 표시판(100)에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 표시판(100)의 보호막(180) 대신 색필터(230)가 위치할 수 있다.

공통 전극(270)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 각 기본 영역에 대응하는 위치에 형성되어 있는 십자형 제3 절개부(271)를 가진다. 공통 전극(270)의 제3 절개부(271)는 평면 형태로 볼 때, 십자 형태를 가질 수 있다.

액정 표시 장치를 위에서 바라볼 때, 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)와 화소 전극(191a, 191b)의 복수의 가지 전극(194)에 의하여 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 각 부영역은 네 개의 영역으로 구분된다.

화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)은 뒤에서 도 13a를 참고로 설명할 기본 영역을 적어도 복수 개 포함한다.

두 표시판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 복수의 액정분자를 포함한다. 액정 분자들은 액정층(3)에 전기장이 생성되지 않은 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 대체로 수직을 이루도록 배열된다.

제1 부화소 전극(191a)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clca)를 이루고, 제2 부화소 전극(191b)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcb)를 이룬다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)에 인가된 전압과 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압에 의해, 액정층(3)에 전기장이 가해지고, 전기장 세기에 따라 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.

그러면, 도 13a 및 도 13b를 참고하여, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 영역의 기본 영역에 대하여 설명한다. 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 영역의 기본 영역을 도시한 배치도이다. 도 13a는 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생하지 않는 경우를 도시하고, 도 13b는 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생하는 경우를 도시한다.

도 13a를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전기장 생성 전극의 기본 영역은 전체적으로 사각형태를 가진다.

기본 영역은 마름모 형태를 가지는 판형 부분(193) 및 판형 부분(193)으로부터 서로 다른 네 방향으로 뻗어 나와 있는 복수의 가지 전극(194)을 포함하는 화소 전극(191)과 이와 마주하는 공통 전극(270)의 제3 절개부(271)를 포함한다.

화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 중심 부분은 공통 전극(270)에 형성되어 있는 십자형의 제3 절개부(271)의 중심 부분과 중첩한다.

화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)은 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 그리고 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있는 부분을 포함한다.

앞서 설명하였듯이, 전기장 생성 전극의 기본 영역은 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)과 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)에 의하여 네 개의 부영역으로 구분된다. 각 부영역에서 액정 분자의 방향자가 기울어지는 방향, 보다 구체적으로 액정 분자의 방향자의 방향인 방위각(azimuthal angle)은 서로 다르다.

액정 분자가 기울어지도록 하는 액정 분자에 가해지는 프린지 필드의 크기는 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)에 따라 달라진다.

공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)이 좁아지면, 프린지 필드의 크기는 커지고, 제3 간격(d3)이 넓어지면, 프린지 필드의 크기는 작아진다.

도 13b를 참고하면, 서로 마주하는 두 기판(110, 210) 사이에 오정렬이 발생하는 경우, 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)은 넓어진다.

이처럼, 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)이 넓어지면, 수직 배향 상태에서 상대적으로 느리게 기울어지고, 기울어지는 방향이 불규칙할 수 있다. 이처럼, 액정 분자가 기울어지는 속도가 느려지고 기울어지는 방향이 불규칙하면, 액정 분자의 불규칙한 거동이 발생할 수 있고, 이에 따라 표시 품질 저하가 발생할 수 있다.

공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)에 따라 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)에서 데이터 구동부(500)에 입력되는 보상 전압의 크기는 달라진다.

오정렬이 발생하지 않은 경우와 비교하여, 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)이 약 25㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우, 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 1.8V 내지 1.9V일 수 있고, 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)이 약 30㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우, 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 2.1V 내지 2.2V일 수 있고, 공통 전극(270)의 십자형 제3 절개부(271)의 중심 부분에서부터 화소 전극(191)의 판형 부분(193)의 가장자리 사이의 제3 간격(d3)이 약 35㎛인 영역에 위치하는 화소의 경우, 가해지는 보상 전압(V2)의 크기는 약 2.4V 내지 2.5V일 수 있다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 보상 제어부(900)는 앞서 도 8a 및 도 10a에 도시한 보상 제어부(900)일 수 있고, 그 동작은 앞서 설명한 바와 같다.

그러면, 도 14 내지 도 18을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예들에 따른 액정 표시 장치들에 대하여 설명한다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소가 포함하는 두 부화소를 나타낸 도면이다. 도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소(PX)는 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)를 포함한다. 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)는 하나의 입력 영상 신호에 대해 서로 다른 감마 곡선에 따른 영상을 표시할 수도 있고 동일한 감마 곡선에 따른 영상을 표시할 수 있다. 즉, 한 화소(PX)의 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb)는 하나의 입력 영상 신호에 대해 측면 시인성 향상을 위해 서로 다른 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)의 면적은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

이와 같이 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)를 포함하는 화소(PX)는 서로 다른 휘도의 영상을 표시하기 위해 도 15 내지 도 18에 도시한 바와 같이 다양한 회로 구조 및 배치를 가질 수 있다.

도 15를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트선(121), 데이터선(171), 그리고 기준 전압을 전달하는 기준 전압선(178) 등의 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)를 포함한다. 제1 부화소(PXa)는 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제1 액정 축전기(Clca)를 포함하고, 제2 부화소(PXb)는 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc), 그리고 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)를 포함한다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 각각 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자 및 기준 전압선(178)에 연결되어 있다.

제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다. 제3 스위칭 소자(Qc)의 제어 단자는 게이트선(121)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 기준 전압선(178)에 연결되어 있다.

도 15에 도시한 화소(PX)의 동작에 대해 설명하면, 먼저 게이트선(121)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 된다. 이에 따라 데이터선(171)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)에 인가되어 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)는 데이터 전압(Vd) 및 공통 전압(Vcom)의 차이만큼 충전된다. 이 때, 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)에는 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통해 동일한 데이터 전압(Vd)이 전달되나 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압은 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압이 된다. 따라서, 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압은 제1 액정 축전기(Clca)의 충전 전압보다 작아지므로 두 부화소(PXa, PXb)의 휘도가 달라질 수 있다. 따라서, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전되는 전압을 적절히 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 측면 시인성을 개선할 수 있다.

도 16 내지 도 18은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도로서, 상기한 실시예 이외에 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)를 포함하는 화소(PX)의 다양한 회로 구조를 도시한다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)과 게이트선(121)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)를 포함한다. 제1 부화소(PXa)는 제1 스위칭 소자(Qa), 제1 액정 축전기(Clca) 및 제1 유지 축전기(Csta)를 포함하고, 제2 부화소(PXb)는 제2 스위칭 소자(Qb), 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제2 유지 축전기(Cstb)를 포함한다.

제1 스위칭 소자(Qa)는 게이트선(121)에 연결된 제어 단자 및 제1 데이터선(171a)에 연결된 입력 단자를 포함한다. 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제1 유지 축전기(Csta)와 연결되어 있다.

제2 스위칭 소자(Qb)는 게이트선(121)에 연결된 제어 단자 및 제2 데이터선(171b)에 연결된 입력 단자를 포함한다. 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제2 유지 축전기(Cstb)와 연결되어 있다.

제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)는 서로 다른 데이터선(171a, 171b)에 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통해 한 입력 영상 신호(IDAT)에 대한 서로 다른 데이터 전압(Vd)을 각각 인가받을 수 있다.

다음으로 도 17을 참조하면 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다. 각 화소(PX)는 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)를 포함한다.

제1 부화소(PXa)가 포함하는 제1 스위칭 소자(Qa)는 제1 게이트선(121a)에 연결된 제어 단자 및 데이터선(171)에 연결된 입력 단자를 포함한다. 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제1 유지 축전기(Csta)와 연결되어 있다.

제2 스위칭 소자(Qb)는 제2 게이트선(121b)에 연결된 제어 단자 및 데이터선(171)에 연결된 입력 단자를 포함한다. 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제2 유지 축전기(Cstb)와 연결되어 있다.

제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)는 서로 다른 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 데이터선(171)이 전달하는 한 입력 영상 신호(IDAT)에 대한 서로 다른 데이터 전압(Vd)을 다른 시간에 인가받을 수 있다.

다음 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 게이트선(121)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다. 각 화소(PX)는 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)와 두 부화소(PXa, PXb) 사이에 연결되어 있는 결합 축전기(Ccp)를 포함할 수 있다.

제1 부화소(PXa)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 제1 액정 축전기(Clca) 및 제1 유지 축전기(Csta)를 포함하며, 제2 부화소(PXb)는 결합 축전기(Ccp)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcb)를 포함한다.

스위칭 소자(Q)의 제어 단자는 게이트선(121)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca), 제1 유지 축전기(Csta) 및 결합 축전기(Ccp)와 연결되어 있다. 스위칭 소자(Q)는 게이트선(121)으로부터의 게이트 신호에 따라 데이터선(171)의 데이터 전압(Vd)을 제1 액정 축전기(Clca) 및 결합 축전기(Ccp)에 전달하고, 결합 축전기(Ccp)는 이 전압의 크기를 바꾸어 제2 액정 축전기(Clcb)에 전달할 수 있다. 결합 축전기(Ccp)에 의해 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압(Vb)은 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압(Va)에 비하여 항상 작을 수 있다. 따라서 결합 축전기(Ccp)의 정전 용량을 적절히 조절하면 제1 액정 축전기(Clca)이 충전 전압(Va)과 제2 액정 축전기(Clcb) 충전 전압(Vb)의 비율을 조절하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

이러한 여러 실시예에 따른 액정 표시 장치에서도 화소(PX)가 포함하는 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)의 한 단자를 이루는 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극은 각각 앞에서 설명한 여러 실시예에 따른 화소 전극(191)과 동일한 형태 및 기능을 가질 수 있고, 각 부화소(PXa, PXb)의 공통 전극(270)도 앞에서 설명한 여러 실시예에 따른 공통 전극(270)과 동일한 형태 및 기능을 가질 수 있다.

또한 앞서 설명한 실시예들에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 하나의 화소 영역을 두 개의 영역으로 구분하여 하나의 화소에 두 개의 액정 축전기를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 하나의 화소에 하나의 액정 축전기를 포함하는 경우에도 적용 가능하다.

앞서 설명하였듯이, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 도메인 분할 수단 사이의 간격에 따라 보상 전압을 인가함으로써, 액정 표시 장치의 위치에 따라 도메인 분할 수단 사이의 간격이 변화하는 경우에도, 액정 분자의 응답 속도를 높이고 액정 분자가 기울어지는 방향을 조절함으로써, 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.

100, 200: 표시판
110, 120: 기판
121, 121a, 121b, GLa, GLb: 게이트선
124a, 124b, 124c: 게이트 전극
154a, 154b, 154c: 반도체
171, 171a, 171b, DL: 데이터선
173a, 173b, 173c: 소스 전극
175a, 175b, 175c: 드레인 전극
185a, 185b: 접촉 구멍
191, PE: 화소 전극
191a, 191b, PEa, PEb: 부화소 전극
220: 차광 부재
230: 색필터
270: 공통 전극

Claims

복수의 화소,
상기 복수의 화소에 연결되어 있는 게이트 구동부 및 데이터 구동부, 그리고
상기 데이터 구동부에 연결되어 있는 보상 제어부를 포함하는 곡면화된 액정 표시 장치에서,
상기 복수의 화소는
제1 기판 위에 형성되어 있으며, 제1 도메인 분할 수단을 가지는 복수의 화소 전극,
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판 위에 형성되어 있으며, 제2 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함하고,
동일 평면 상에서 볼 때, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 간격은 상기 복수의 화소 중 상기 액정 표시 장치의 중심에 위치하는 중심 화소에서 상기 복수의 화소 중 상기 액정 표시 장치의 가장자리에 위치하는 주변 화소로 갈수록 커지도록 커지고,
상기 보상 제어부는 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격에 따라 다른 보상 전압을 상기 복수의 화소에 전달하고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 클수록 상기 보상 전압의 크기는 크고,
상기 보상 제어부는 상기 복수의 화소의 위치에 따라 보상이 필요한 지 여부를 판단하는 보상 판단부,
상기 보상 전압의 값이 저장되어 있는 룩업 테이블, 그리고
상기 룩업 테이블로부터 상기 보상 전압의 값을 읽어 상기 복수의 화소의 위치에 따라 상기 보상 전압의 값을 계산하는 계산부를 포함하고,
상기 계산부는 상기 룩업 테이블에 저장되어 있는 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격의 두 개의 값과, 상기 간격의 상기 두 개의 값에 따른 두 개의 상기 보상 전압의 크기를 이용하여, 1차 함수를 계산하고, 상기 1차 함수를 이용하여, 상기 복수의 화소의 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격에 따른 상기 보상 전압의 값을 계산하는 액정 표시 장치.
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제1항에서,
상기 화소 전극의 상기 제1 도메인 분할 수단은 상기 화소 전극에 형성되어 있는 복수의 제1 절개부이고,
상기 공통 전극의 상기 제2 도메인 분할 수단은 상기 공통 전극에 형성되어 있는 복수의 제2 절개부이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격은 상기 복수의 화소 각각에서 상기 제1 절개부와 상기 제2 절개부 사이의 최대 간격인 액정 표시 장치.
제3항에서,
상기 보상 전압은 상기 복수의 화소에 인가되는 계조 전압보다 크기가 큰 액정 표시 장치.
제4항에서,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 5㎛ 커질수록 상기 보상 전압의 크기는 0.3V 내지 0.4V 커지는 액정 표시 장치.
제5항에서,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 20㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 1.5V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 25㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 1.8V 내지 1.9V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 30㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 2.1V 내지 2.2V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 35㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 2.4V 내지 2.5V인 액정 표시 장치.
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제5항에서,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고,
상기 액정층의 액정 분자는 상기 액정층에 전기장이 가해지지 않은 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면과 거의 수직을 이루도록 배열되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,
상기 화소 전극은 판형 부분과 상기 판형 부분으로부터 뻗어 나와 있는 복수의 가지 전극을 포함하고,
상기 공통 전극은 상기 화소 전극의 상기 판형 부분과 중첩하는 십자형 절개부를 가지고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격은 상기 공통 전극의 상기 십자형 절개부의 중심 부분과 상기 화소 전극의 상기 판형 부분의 가장자리 사이의 최대 간격인 액정 표시 장치.
제11항에서,
상기 보상 전압은 상기 복수의 화소에 인가되는 계조 전압보다 크기가 큰 액정 표시 장치.
제12항에서,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 5㎛ 커질수록 상기 보상 전압의 크기는 0.3V 내지 0.4V 커지는 액정 표시 장치.
제13항에서,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 20㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 1.5V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 25㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 1.8V 내지 1.9V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 30㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 2.1V 내지 2.2V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 35㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 2.4V 내지 2.5V인 액정 표시 장치.
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제13항에서,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고,
상기 액정층의 액정 분자는 상기 액정층에 전기장이 가해지지 않은 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면과 거의 수직을 이루도록 배열되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,
상기 보상 전압은 상기 복수의 화소에 인가되는 계조 전압보다 크기가 큰 액정 표시 장치.
제19항에서,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 5㎛ 커질수록 상기 보상 전압의 크기는 0.3V 내지 약 0.4V 커지는 액정 표시 장치.
제20항에서,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 20㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 1.5V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 25㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 1.8V 내지 1.9V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 30㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 2.1V 내지 2.2V이고,
상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단 사이의 상기 간격이 35㎛인 경우 상기 보상 전압의 크기는 2.4V 내지 2.5V인 액정 표시 장치.
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제20항에서,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고,
상기 액정층의 액정 분자는 상기 액정층에 전기장이 가해지지 않은 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면과 거의 수직을 이루도록 배열되어 있는 액정 표시 장치.