KR20060070177A - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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KR20060070177A KR1020040108832A KR20040108832A KR20060070177A KR 20060070177 A KR20060070177 A KR 20060070177A KR 1020040108832 A KR1020040108832 A KR 1020040108832A KR 20040108832 A KR20040108832 A KR 20040108832A KR 20060070177 A KR20060070177 A KR 20060070177A
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신경주
유재진
박철우
채종철
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Abstract

본발명은 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. 본발명에 따른 액정표시장치는 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층과, 제1계조전압을 생성하는 제1계조전압 생성부와 제2계조전압을 생성하는 제2계조전압 생성부를 포함하는 계조 전압 생성부와, 상기 계조전압 생성부로부터 계조전압을 인가받아 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부와, 상기 복수의 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에는 상기 제1계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하고 상기 제2영역에는 상기 제2계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하도록 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 포함한다. 이에 의하여 액정표시장치의 시인성을 개선할 수 있다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이고,
도 2는 본발명의 제1실시예에 따른 액정표시패널의 배치도이고,
도 3는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이고,
도 4는 본발명의 제1실시예에 따른 제1영역과 제2영역의 배치를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 시인성개선을 설명하기 위한 그래프이고,
도 6a 내지 도 6c는 각각 본발명의 제2실시예 및 제4실시예에 따른 제1영역과 제2영역의 배치를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 박막트랜지스터 기판 170 : 픽셀 171, 172, 173 : 서브픽셀 200 : 컬러필터 기판
300 : 액정표시패널 400 : 게이트 구동부
500 : 데이터 구동부 600 : 신호 제어부
700 : 구동전압 생성부 800 : 계조전압 생성부
801 : 제1계조전압 생성부 802 : 제2계조전압 생성부
본 발명은, 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복수의 서브 픽셀을 2개의 영역으로 나누어 서로 다른 계조전압을 적용하여 시인성을 개선하는 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판, 그리고 이들 사이에 액정층이 위치하고 있는 액정 표시 패널을 포함한다. 액정 표시 패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 위치할 수 있다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정층의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.
액정 표시 패널은 박형, 소형, 저소비전력에는 유리하나, 대형화, 풀컬러(full color) 실현, 컨트라스트(contrast) 향상 및 광시야각 등에 있어서는 약점이 있다.
액정 표시 패널의 단점인 광시야각 보상을 위해 다중영역(multi-domain) 기술, 위상 보상 기술, IPS 모드, VA 모드, 광경로 조절 기술 등의 많은 연구가 이루어져 적용되어 오고 있다. 나아가, VA모드에 다중영역 기술 중 픽셀전극의 부분적 식각 슬릿 및 다른 기술들(예를 들어, 콜레스테릭 도펀트, 배향조절전극, 돌기 및 러빙과 같은 배향법 등)을 각각 결합한 PVA(patterned vertical alignment), SE(surrounding electrode), REFMH(ridge fringe field multidomain homeotropic), LFIVA(lateral field induced VA) 등도 개발되어 있다.
이중 PVA(patterned vertically aligned)모드는 VA모드 중 픽셀전극층과 공통전극층에 각각 절개패턴을 형성한 것을 가리킨다. 이들 절개패턴으로 인하여 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정 분자들이 눕는 방향을 조절함으로써 시야각을 넓히는 방법이다.
PVA 모드는 액정이 수직거동하므로 정면과 측면에서 관찰할 때 액정 지연(retardation)변화가 크다. 이로 인해 측면에서의 액정 방향자(director) 왜곡으로 인한 감마 왜곡량을 크게 되며, 측면에서 낮은 계조의 휘도가 급격히 상승하여 대비비(contrast ratio)저하를 수반한 시인성 저하를 유발시키는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 측면시인성이 개선된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 측면시인성을 개선하는 액정표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층과, 제1계조전압을 생성하 는 제1계조전압 생성부와 제2계조전압을 생성하는 제2계조전압 생성부를 포함하는 계조 전압 생성부와, 상기 계조 전압 생성부로부터 상기 계조전압을 인가받아 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부와, 상기 복수의 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에는 상기 제1계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하고 상기 제2영역에는 상기 제2계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하도록 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호제어부를 포함하는 액정표시장치에 의하여 달성된다.
하나의 픽셀 내의 상기 서브 픽셀은 동일한 영역에 속하며, 상기 게이트선의 연장방향으로 서로 인접한 상기 픽셀은 서로 상기 영역이 다른 것이 바람직하다.
하나의 픽셀 내의 상기 서브 픽셀은 동일한 영역에 속하며, 상기 데이터선의 연장방향으로 서로 인접한 상기 픽셀은 서로 상기 영역이 다른 것이 바람직하다.
하나의 픽셀 내의 상기 서브 픽셀은 동일한 영역에 속하며, 적어도 일부의 상기 픽셀은 상기 데이터선의 연장방향으로 상기 제1영역과 상기 제2영역에 모두 접하고 있는 것이 바람직하다.
상기 데이터선의 연장방향으로 서로 인접한 픽셀 간에는 서브-픽셀의 색상배열이 서로 다른 것이 바람직하다.
상기 액정층은 수직배향(vertically aligned, VA) 모드인 것이 바람직하다.
상기 박막트랜지스터 기판은 픽셀전극 절개패턴이 형성되어 있는 픽셀전극층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 절연기판 상에 형성되어 있으며 공통전극 절개패턴이 형성되어 있는 공통전극층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본발명의 또 다른 목적은, 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에는 제1계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하고 상기 제2영역에는 제2계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하는 것에 의하여 달성될 수 있다.
상기 액정층은 수직배향(vertically aligned, VA) 모드인 것이 바람직하다.
상기 박막트랜지스터 기판은 픽셀전극 절개패턴이 형성되어 있는 픽셀전극층을 포함하며, 상기 절연기판 상에는 공통전극 절개패턴을 가지는 공통전극층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 본발명의 목적은, 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층과, 계조전압을 생성하는 계조 전압 생성부와, 상기 계조전압 생성부로부터 상기 계조전압을 인가받아 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀(sub pixel)에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부와, 상기 복수의 서브 픽셀을 제1계조 전압 에 응답하는 제1영역과 제2계조 전압에 응답하는 제2영역으로 나누어 외부로부터의 계조신호를 변환하는 계조변환부를 가지는 신호제어기를 포함하는 액정표시장치에 의하여도 달성될 수 있다.
상기 본발명의 또다른 목적은 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에 해당하는 외부로부터의 계조신호는 제1계조전압에 응답하여 변환하고 상기 제2영역에 해당하는 외부로부터의 계조신호는 제2계조전압에 응답하여 변환하는 것에 의하여도 달성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
상세한 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하였다. 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하며 다른 실시예에서는 설명하지 않을 수 있다.
도 1은 본발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
본발명의 액정표시장치(1)는 액정표시패널(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 게이트 구동부(400)에 연결된 구동 전압 생성부(700)와 데이터 구동부(500)에 연결된 계조전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
이 중 액정패널(300)을 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
액정패널(300)은 서로 대향하는 박막트랜지스터 기판(100)과 컬러 필터 기판(200), 그리고 양 기판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(260)을 포함한다.
우선 박막트랜지스터 기판(100)을 보면 제1절연기판(111)위에 게이트 배선(121, 122, 123)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터(Q)의 게이트 전극(122), 픽셀전극층(151)과 중첩되어 저장 용량을 형성하는 공통전극선(123)을 포함한다.
제1절연기판(111)위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선(121, 122, 123)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 저항 접촉층(133)은 게이트 전극(122)을 중심으로 2부분으로 나누어져 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 픽셀을 형성하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이 며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스전극(142)과 분리되어 있으며 게이트 전극(122)을 중심으로 소스전극(142)의 반대쪽 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
데이터 배선(141, 142, 143) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 질화규소, PECVD 방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O 막 또는 a-Si:O:F막 및 아크릴계 유기절연막 등으로 이루어진 보호막(134)이 형성되어 있다. 보호막(134)에는 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(161)가 형성되어 있다.
보호막(134)의 상부에는 픽셀전극층(151)이 형성되어 있다. 픽셀전극층(151)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다.
픽셀전극층(151)에는 픽셀전극 절개패턴(152)이 형성되어 있다. 픽셀전극 절개패턴(152)은 후술한 공통전극 절개패턴(252)과 함께 액정층(260)을 다수의 도메인으로 분할하기 위해 형성되어 있는 것이다.
컬러필터 기판(200)을 보면 제2절연기판(211) 위에 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(221)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 박막트랜지스터 기판(100)에 위치하는 박막트랜지스터(Q)로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙매트릭스(221)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터층(231)은 블랙매트릭스(221)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필 터가 반복되어 형성된다. 컬러필터층(231)은 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터의 조사되어 액정층(260)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터층(231)은 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.
컬러필터층(231)과 컬러필터층(231)이 덮고 있지 않은 블랙매트릭스(221)의 상부에는 오버코트막(241)이 형성되어 있다. 오버코트막(241)은 컬러필터층(231)을 평탄화하면서, 컬러필터층(231)을 보호하는 역할을 하며 통상 아크릴계 에폭시재료가 많이 사용된다.
오버코트막(241)의 상부에는 공통전극층(251)이 형성되어 있다. 공통전극층(251)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극층(251)은 박막트랜지스터 기판의 픽셀전극층(151)과 함께 액정층(260)에 직접 전압을 인가한다. 공통전극층(251)에는 공통전극 절개패턴(252)이 형성되어 있다. 공통전극 절개패턴(252)은 픽셀전극층(151)의 픽셀전극 절개패턴(152)과 함께 액정층(260)을 다수의 도메인으로 나누는 역할을 한다.
픽셀전극 절개패턴(152)과 공통전극 절개패턴(252)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 픽셀전극 절개패턴(152)과 공통전극 절개패턴(252) 모두 사선으로 형성되고 서로 직교하게 형성될 수 있다.
박막트랜지스터 기판(100)과 컬러필터 기판(200)의 사이에 액정층(260)이 위치한다. 액정층(260)은 VA(vertically aligned)모드로서, 액정분자는 전압이 가해지지 않은 상태에서는 길이방향이 수직을 이루고 있다. 전압이 가해지면 액정분자는 유전율 이방성이 음이기 때문에 전기장에 대하여 수직방향으로 눕는다. 그런데 픽셀전극 절개패턴(152)과 공통전극 절개패턴(252)이 형성되어 있지 않으면, 액정분자는 눕는 방위각이 결정되지 않아서 여러 방향으로 무질서하게 배열하게 되고, 배향방향이 다른 경계면에서 전경선(disclination line)이 생긴다. 픽셀전극 절개패턴(152)과 공통전극 절개패턴(252)은 액정층(260)에 전압이 걸릴 때 프린지 필드를 만들어 액정 배향의 방위각을 결정해 준다. 또한 액정층(260)은 픽셀전극 절개패턴(152)과 공통전극 절개패턴(252)의 배치에 따라 다중영역으로 나누어진다.
구동전압 생성부(700)는 박막트랜지스터(Q)를 턴온시키는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭소자를 턴오프시키는 게이트 오프 전압(Voff), 그리고 공통전극층(151)에 인가되는 공통 전압(Vcom) 등을 생성한다.
계조전압 생성부(800)는 액정표시장치(1)의 휘도와 관련된 복수의 계조전압(gray scale voltage)을 생성한다. 여기서 계조전압 생성부(800)는 서로 다른 제1계조전압과 제2계조전압을 생성하는 제1계조전압 생성부(801)과 제2계조전압 생성부(802)를 포함한다. 편의상 제1계조전압이 제2계조전압보다 크다고 보고 설명하겠다.
게이트 구동부(400)는 스캔 구동부(scan driver)라고도 하며 게이트선(121)에 연결되어 구동전압 생성부(700)로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(121)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 소스 구동부(source driver)라고도 하며, 계조전압 생성부(800)로부터 제1계조전압과 제2계조전압을 인가받고 신호제어부(600)의 제어에 따라 데이터선(141)별로 제1계조전압 또는 제2계조전압을 선택하여 데이터 신호로서 데이터선(141)에 인가한다.
신호제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 구동 전압 생성부(700) 및 계조 전압 생성부(800) 등의 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여, 각 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 구동전압 생성부(8000에 공급한다.
이하 액정표시장치(1)의 동작에 대하여 자세히 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(graphic controller)로부터 RGB 계조 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 제어입력신호(input control signal), 예를 들면 수직동기신호(vertical synchronizing signal, Vsync)와 수평동기신호(horizontal synchronizing signal, Hsync), 메인 클록(main clock, CLK), 데이터 인에이블 신호(data enable signal, DE) 등을 제공받는다. 신호제어부(600)는 제어 입력 신호를 기초로 게이트 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 전압선택제어신호(voltage selection control signal, VSC)를 생성하고, 외부로부터의 계조신호(R, G, B)를 액정표시패널(300)의 동작조건에 맞게 적절히 변환한 후, 게이트 제어신호를 게이트 구동부(400)와 구동 전압 생성부(700)로 내보내고 데이터 제어신호와 처리한 계조신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보내며, 전압 선택 제어신호(VSC)를 계조 전압 생성부(800)로 내보낸다.
게이트 제어신호는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직동기시작신호(vertical synchronization start signal, STV), 게이트 온 펄스의 출력시기를 제어하는 게이트 클록신호(gate clock) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 게이트 온 인에이블 신호(gate on enable signal, OE) 등을 포함한다. 이중에서 게이트 온 인에이블 신호(OE)와 게이트 클록 신호(CPV)는 구동 전압 생성부(700)에 공급된다. 데이터 제어 신호는 계조 신호의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(horizontal synchronization start signal, STH)와 데이터선에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드신호(load signal, LOAD 또는 TP), 데이터 전압의 극성을 반전시키는 반전 제어 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
먼저 계조전압생성부(800)는 전압선택 제어신호(VSC)에 따라 결정된 전압값을 가지는 계조 전압을 데이터 구동부(500)에 공급한다. 계조전압 생성부(800)는 제1계조전압 생성부(801)과 제2계조전압 생성부(802)를 포함하며, 각각은 제1계조전압과 제1계조전압보다 낮은 제2계조전압을 생성한다.
게이트 구동부(400)는 신호제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호에 따라 게이트 온 전압(Von)을 차례로 게이트선(121)에 인가하여 게이트선(121)에 연결된 박막트랜지스터(Q)를 턴온시킨다. 이와 동시에 데이터 구동부(500)는 신호제어부(600)로부터의 데이터 제어신호에 따라, 턴온된 스위칭 소자를 포함하는 픽셀에 대한 계조 신호(R',G',B')에 대응하는 계조 전압 생성부(800)로부터의 아날로그 데이터 전압을 데이터 신호로서 해당 데이터선(141)에 공급한다. 이 때 신호제어부(600)는 제1계조전압에 응답하여 데이터 전압이 공급되는 데이터선(141)과 제2계조전압에 응답하여 데이터 전압이 공급되는 데이터선(141)에 대한 제어신호를 데이터 구동부(500)로 보내게 되고, 데이터 구동부(500)는 이에 따라 데이터선(141)별로 적용되는 계조전압을 달리하게 된다.
데이터선(141)에 공급된 데이터 신호는 턴 온된 박막트랜지스터를 통해 해당 픽셀(170)에 인가된다. 이러한 방식으로 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(121)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 픽셀(170)에 데이터 신호를 인가한다. 한 프레임이 끝나고 구동 전압 생성부(700)와 데이터 구동부(500)에 반전 제어 신호(RVS)가 공급되면 다음 프레임의 모든 데이터 신호의 극성이 바뀐다.
다음 프레임에서는 제1계조전압을 따르는 데이터선(141)과 제2계조전압을 따르는 데이터선(141)이 서로 바뀔 수 있으며, 이 역시 신호 제어부(600)에 의해 제어된다.
이하에서는 본발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 시인성개선의 원리를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본발명의 제1실시예에 따른 제1영역과 제2영역의 배치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 시인성개선을 설명하기 위한 그래프이다.
각 픽셀(170)은 각각 적색, 녹색, 청색의 컬러필터층(231)이 형성되어 있는 3개의 서브 픽셀(171, 172, 173)을 포함한다. 이에 따라 각 데이터선(141)도 픽셀마다 3개씩 마련되어 있다. 여기서 각 픽셀(170)은 제1계조전압에 따르는 제1영역(빗금친 부분, 고계조 영역)과 제2계조전압에 따르는 제2영역(저계조 영역)으로 나누어져 있다. 즉, 제1영역에 속하는 픽셀(170)에는 제1계조전압에 의하여 데이터 전 압이 인가되고, 제2영역에 속하는 픽셀(170)에는 제2계조전압에 의하여 데이터 전압이 인가되는 것이다.
제1실시예에서 제1영역에 속하는 픽셀(170)과 제2영역에 속하는 픽셀(170)은 서로 인접하지 않도록 되어 있다. 즉, 게이트선(121)의 연장 방향으로 인접한 픽셀(170)은 서로 다른 영역에 속하며, 마찬가지로 데이터선(121)의 연장방향으로 인접한 픽셀(170)은 서로 다른 영역에 속한다.
이와 같은 구성에서 서로 인접한 픽셀(170)은 영역별로 서로 다른 투과율을 갖게 되어 시인성이 향상된다. 특히 제1계조전압과 제2계조전압을 적절히 조정하면 특히 취약한 중간 계조에서의 시인성 불량도 용이하게 해결할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 본발명의 제2실시예 내지 제4실시예에 따른 제1영역과 제2영역의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a에 도시한 제2실시예의 경우, 각 픽셀은 제1실시예와 같이 게이트선의 연장방향으로 인접한 픽셀은 서로 속하는 영역, 즉 적용되는 계조전압이 다르다. 데이터선의 연장방향으로는 제1실시예와 달리 서로 다른 영역에 속하는 2개의 픽셀과 인접하고 있다. 이러한 배열은 텍스트보다 이미지의 표현에 중점을 두는 텔레비젼용으로 바람직하다.
도 6b에 도시한 제3실시예의 경우, 제1실시예 및 제2실시예와 같이 게이트선의 연장방향으로 인접한 픽셀은 서로 영역이 다르다. 또한 데이터선의 연장방향으로 인접한 픽셀 역시 제1실시예와 같이 각 픽셀은 데이터선의 연장방향으로도 영역이 다른 하나의 픽셀과만 만나고 있다. 반면, 데이터선의 연장방향으로 서로 인접 한 상기 픽셀 간, 즉 연결된 게이트선이 서로 다른 픽셀간에는 서브픽셀의 색상배열이 서로 다르다.
도 6c의 경우 제1실시예 내지 제3실시예와 달리 하나의 픽셀 내에서도 서브 픽셀에 따라 영역이 서로 다르다.
도 7은 본발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
신호제어부(600)에는 외부로부터 계조신호(R, G, B)를 받아 처리하는 계조 변환부(610)가 마련되어 있다. 또한 계조 변환부(610)는 제1계조 변환부(611)와 제2계조 변환부(612)를 포함한다.
반면 계조전압 생성부(800)는 단일의 계조전압을 생성한다.
액정표시패널(300)의 서브 픽셀은 제1영역과 제2영역으로 나누어져 있다. 제1계조 변환부(611)는 제1영역에 해당하는 외부로부터의 계조신호(R, G, B)를 제1계조전압에 응답하도록 변환하고, 제2계조 변환부(612)는 제2영역에 해당하는 외부로부터의 계조신호(R, G, B)를 제2계조전압에 응답하도록 변환한다.
계조 변환부(610)에서 변환된 계조신호(R',G',B')는 데이터 구동부(500)에 입력되고 이에 해당하는 데이터 전압이 액정표시패널(300)에 인가된다. 계조 전압 생성부(800)에서는 단일의 계조 전압이 데이터 구동부(500)에 공급된다. 그러나 계조 변환부(610)에서 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어 적용되는 계조 전압을 서로 달리 하였기 때문에, 제1영역과 제2영역의 투과율은 상이하게 된다.
제 5실시예에 있어 제1영역과 제2영역의 배치는 제1실시예 내지 제4실시예의 배치가 적용될 수 있다.
본발명에 따르면 시인성이 개선되면서도 픽셀 별로 또는 서브 픽셀 별로 투과율을 달리하기 때문에 서브 픽셀 내에서 다른 투과율을 구현하는 경우와 달리 개구율이 저하되지 않으며 추가의 배선이 필요하지 않다. 또한 픽셀의 배치를 통해 서로 다른 투과율을 구현하기 때문에 픽셀의 투과율을 시간(프레임)에 따라 달리하는 경우와 달리 플리커 현상 또는 영역의 패턴이 사용자에게 인식되는 문제도 발생하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 측면시인성이 개선된 액정 표시 장치가 제공된다.

Claims (13)

  1. 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과;
    상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과;
    상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층과;
    제1계조전압을 생성하는 제1계조전압 생성부와 제2계조전압을 생성하는 제2계조전압 생성부를 포함하는 계조 전압 생성부와;
    상기 계조전압 생성부로부터 상기 계조전압을 인가받아 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀(sub pixel)에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부와;
    상기 복수의 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에는 상기 제1계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하고 상기 제2영역에는 상기 제2계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하도록 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    하나의 픽셀 내의 상기 서브 픽셀은 동일한 영역에 속하며,
    상기 게이트선의 연장방향으로 서로 인접한 상기 픽셀은 서로 영역이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    하나의 픽셀 내의 상기 서브 픽셀은 동일한 영역에 속하며,
    상기 데이터선의 연장방향으로 서로 인접한 상기 픽셀은 서로 영역이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    하나의 픽셀 내의 상기 서브 픽셀은 동일한 영역에 속하며,
    적어도 일부의 상기 픽셀은 상기 데이터선의 연장방향으로 상기 제1영역과 상기 제2영역에 모두 접하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터선의 연장방향으로 서로 인접한 상기 픽셀 간에는 서브-픽셀의 색상배열이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 액정층은 수직배향(vertically aligned, VA) 모드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    박막트랜지스터 기판은 픽셀전극 절개패턴이 형성되어 있는 픽셀전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 절연기판 상에 형성되어 있으며 공통전극 절개패턴이 형성되어 있는 공통전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에는 제1계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하고 상기 제2영역에는 제2계조전압에 응답하여 계조신호에 해당하는 데이터 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 액정층은 수직배향(vertically aligned, VA) 모드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터 기판은 픽셀전극 절개패턴이 형성되어 있는 픽셀전극층을 포함하며,
    상기 절연기판 상에는 공통전극 절개패턴을 가지는 공통전극층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  12. 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과;
    상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과;
    상기 박막트랜지스터 기판과 상기 절연기판 사이에 위치하는 액정층과;
    계조전압을 생성하는 계조 전압 생성부와;
    상기 계조전압 생성부로부터 상기 계조전압을 인가받아 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀(sub pixel)에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부와;
    상기 복수의 서브 픽셀을 제1계조 전압에 응답하는 제1영역과 제2계조 전압에 응답하는 제2영역으로 나누어 외부로부터의 계조신호를 변환하는 계조변환부를 가지는 신호제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 상호 교차하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판에 대향하는 절연기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상 기 절연기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 형성된 복수의 서브 픽셀을 제1영역과 제2영역으로 나누어, 상기 제1영역에 해당하는 외부로부터의 계조신호는 제1계조전압에 응답하여 변환하고 상기 제2영역에 해당하는 외부로부터의 계조신호는 제2계조전압에 응답하여 변환하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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