KR20080049451A - Liquid crystal display controllable viewing angle and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 구성도이다.1 and 2 are diagrams illustrating a liquid crystal display according to the related art.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 협시야각 모드를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a narrow viewing angle mode of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 평면도이다.4 is a plan view of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광시야각 모드를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a wide viewing angle mode of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 평면도이다.6 is a plan view of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 협시야각 모드를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a narrow viewing angle mode of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 평면도이다.8 is a plan view of FIG. 7.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광시야각 모드를 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a wide viewing angle mode of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 평면도이다.10 is a plan view of FIG. 9.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
110: 액정 패널 120, 220: 배리어(Barrier)110:
121, 221: 차단부 122, 222: 슬릿부121, 221: blocking
223: 개구부 223: opening
130: 백라이트 어셈블리(Backlight assembly)130: backlight assembly
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시야각 제어가 가능한 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of viewing angle control and a manufacturing method thereof.
액정 표시 장치는 투명 절연 기판인 상, 하부 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성한 후, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 표시면인 컬러 필터 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.The liquid crystal display device forms a liquid crystal layer having anisotropic dielectric constant between upper and lower substrates, which are transparent insulating substrates, and then adjusts the intensity of the electric field formed in the liquid crystal layer to change the molecular arrangement of the liquid crystal material, thereby A display device expresses a desired image by adjusting the amount of light transmitted through a color filter substrate.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 구성도로서, 특히, 시야각 제어가 가능한 형태의 액정 표시 장치가 광시야각 모드로 구동되는 경우와 협시야각 모드로 구동되는 경우를 각각 도시하고 있다.FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams of a liquid crystal display according to the related art. In particular, FIGS. 1 and 2 illustrate a case in which a liquid crystal display having a view angle control mode is driven in a wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode, respectively. .
도 1 및 도 2에 나타난 시야각 제어 방식의 기본적인 원리는 다음과 같다.Basic principles of the viewing angle control method shown in FIGS. 1 and 2 are as follows.
우선, 화상 표시를 위하여 광시야각을 갖는 횡전계 구조의 액정 패널을 구성 하고, 이 액정 패널의 상부 또는 하부에 시야각 조절을 위한 액정 패널을 추가한 후, 추가된 액정 패널을 구동하여 광시야각과 협시야각 모드를 조절하는 것이다. 시야각 조절을 위하여 추가되는 액정 패널은 기본적으로 화상을 표시하는 액정 패널이 갖는 광시야각 특성을 저해하지 않는 기능과 보안이나 사생활적인 측면에서 필요한 협시야각을 유도하는 기능을 가진다.First, a liquid crystal panel having a transverse electric field structure having a wide viewing angle is configured for image display, a liquid crystal panel for adjusting the viewing angle is added to the upper or lower portion of the liquid crystal panel, and then the added liquid crystal panel is driven to narrow the wide viewing angle. To adjust the viewing angle mode. The liquid crystal panel added for adjusting the viewing angle basically has a function of not inhibiting the wide viewing angle characteristic of the liquid crystal panel displaying an image and a function of inducing a narrow viewing angle necessary in terms of security or privacy.
도 1 및 도 2에서, 제1 액정층(80)을 포함하는 액정 패널은 시야각을 조절하는 패널이며, 제2 액정층(90)을 포함하는 액정 패널은 광시야각을 갖도록 화상을 표시하는 패널이다. 제1 액정층(80)에 전압을 가하지 않으면, 액정 분자(81)가 두 기판(10, 21) 사이에 평행하게 배열되어 본래의 광시야각을 유지하므로 광시야각 모드가 되고, 제1 액정층(80)에 전압을 가하면, 액정 분자(81)가 두 기판(10, 21) 사이에 수직하게 배열되면서 시야각이 감소하므로 협시야각 모드가 된다.1 and 2, the liquid crystal panel including the first
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(10, 21, 22, 30)이 서로 평행하게 배치되어 있고, 제1 기판(10)과 제2 기판(21) 사이의 안쪽 면에는 각각 투명 전극(70, 60)이 형성되어 서로 마주보며, 제3 기판(22)의 상부 면에는 두 개의 선형 전극(40, 50)이 서로 평행하게 형성되어 있다.1 and 2, the first, second, third, and
그리고, 제1 기판(10)과 제2 기판(21) 및 제3 기판(22)과 제4 기판(30) 사이에는 각각 제1 및 제2 액정층(80, 90)이 형성되어 있다.The first and second
제1 및 제2 기판(10, 21)과 두 기판(10, 21)의 사이에 있는 제1 액정층(80)을 포함하는 액정 패널은 광시야각 및 협시야각을 조절할 수 있는 시야각 제어용 액정 패널이다.The liquid crystal panel including the first and
전계를 인가하지 않은 상태에서는 도 1과 같이, 제1 액정층(80)의 액정 분자(81)가 제1 및 제2 기판(10, 21)에 평행하게 배향된다. 도 1과 같은 광시야각 모드에서는 제2 액정층(90)의 액정 분자(91) 역시 동일한 방향으로 배향되므로, 액정 패널이 하나인 일반적인 횡전계 구조의 액정 표시 장치가 갖는 광시야각과 동일한 시야각을 갖게 되며, 횡전계 구조가 갖는 다른 특성에도 영향을 미치지 않는다.In the state in which no electric field is applied, as shown in FIG. 1, the
제1 기판(10)과 제3 기판(30)의 바깥 면에는 통과하는 빛을 편광시키는 두 장의 편광판(11, 31)이 각각 부착되어 있다. 이때, 편광판(11, 31)의 투과축 방향은 액정 분자(81, 91)의 배향 방향에 대하여 수직하거나 평행하도록 배치된다.On the outer surfaces of the
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 협시야각 모드로 사용하는 경우를 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates a case where the liquid crystal display of FIG. 1 is used in the narrow viewing angle mode.
두 투명 전극(70, 60)에 전압을 인가하여 제1 및 제2 기판(10, 21) 사이에 수직 방향의 전기장을 형성했을 때, 제1 액정층(80)의 액정 분자(81)들은 전기장의 방향을 따라 두 기판(10, 21)에 수직하게 배열된다. 이때, 두 기판(10, 21)에 인접한 액정 분자(82)들은 전기장이 미치는 힘보다는 러빙에 따른 배향력이 크기 때문에 두 기판(10, 21)에 평행하게 배열된다.When a voltage is applied to the two
이러한 협시야각 모드에서는, 두 기판(10, 21)에 수직하게 배열된 액정 분자(81)들은 두 기판(10, 21)의 정면으로 진행하는 빛에 대한 지연(retardation)에 영향을 미치지 않는다.In this narrow viewing angle mode, the
그러나, 선편광된 빛이 액정 분자(81)로 이루어진 제1 액정층(80)을 통과하면서 지연에 의해 편광 상태가 바뀌게 되는데, 편광 상태가 바뀌는 비율의 차이가 정면에서 멀리 벗어날수록 심하게 발생하기 때문에 대비비가 감소하게 되어 시야각이 좁아지게 된다.However, as the polarized light passes through the first
즉, 시야각 제어를 목적으로 추가된 제1 액정층(80)에 전기장을 인가함으로써, 액정 표시 장치의 시야각이 떨어지게 되어 협시야각화가 이루어진다.That is, by applying an electric field to the first
그런데, 이러한 구조를 통하여 액정 표시 장치의 시야각 특성을 조절하게 되면, 화상을 표시하는 액정 패널 이외에 시야각 조절을 위한 별도의 액정 패널이 사용된다.However, when the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device is adjusted through such a structure, a separate liquid crystal panel for adjusting the viewing angle is used in addition to the liquid crystal panel displaying an image.
그러므로, 액정 표시 장치의 전체 두께가 과도하게 증가하고, 그에 따른 비용이나 제조 공정이 추가적으로 발생하며, 러빙(rubbing)이나 스크라이브(scribe), 기판의 합착 등의 공정 수행이 어려워지고, 불필요하게 소비 전력이 증가되는 문제점이 있다.Therefore, the overall thickness of the liquid crystal display device is excessively increased, resulting in additional costs and manufacturing processes, making it difficult to perform processes such as rubbing, scribing, and bonding the substrate, and unnecessary power consumption. There is an increasing problem.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이중의 액정 패널을 이용하는 방식에 비하여 제조 공정이 용이하고, 비용이 절감되는 범위 내에서 빛의 차단/투과와 시야각 특성을 제어할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is a liquid crystal display device which can control light blocking / transmission and viewing angle characteristics within a range in which a manufacturing process is easier and a cost is reduced as compared to a method using a double liquid crystal panel, and its It is to provide a driving method.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 액정 패널에 수동형 배리어(Passive barrier)를 적용하고, 액정 패널에 인가되는 신호를 효율적으로 제어함으로써, 색의 왜곡 없이 광/협시야각 모드를 제어할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to apply a passive barrier to a liquid crystal panel and to efficiently control a signal applied to the liquid crystal panel, thereby enabling a liquid crystal display to control a wide / narrow viewing angle mode without color distortion. It is to provide an apparatus and a driving method thereof.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
일 측면에 따르면, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 복수의 컬러 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 액정 패널과, 상기 액정 패널의 상부에 배치되고, 상기 복수의 컬러 픽셀 중 서로 인접하는 좌측 픽셀, 기준 픽셀, 우측 픽셀을 기준으로 상기 기준 픽셀의 상부에 위치하여 빛을 투과시키는 슬릿부와 상기 좌측 픽셀 및 우측 픽셀의 상부에 위치하여 빛을 차폐하는 차단부를 갖도록 형성된 배리어와, 상기 액정 패널의 하부에 위치하여 상기 액정 패널로 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, including a liquid crystal panel in which a plurality of color pixels are arranged in a matrix form, and disposed on an upper portion of the liquid crystal panel, among the plurality of color pixels. A barrier formed on the left pixel, the reference pixel, and the right pixel adjacent to each other to have a slit portion for transmitting light and a blocking portion for shielding the light on the left and right pixels; And a backlight assembly positioned under the liquid crystal panel to supply light to the liquid crystal panel.
다른 측면에 따르면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 복수의 컬러 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 액정 패널과, 상기 액정 패널의 상부에 배치되고, 상기 복수의 컬러 픽셀 중 서로 인접하는 좌측 픽셀, 기준 픽셀, 우측 픽셀을 기준으로 상기 기준 픽셀의 상부에 위치하는 슬릿부, 상기 좌측 픽셀 및 우측 픽셀의 상부에 위치하는 개구부, 상기 좌측 및 우측 픽셀과 상기 기준 픽셀 사이에 위치하는 차단부를 갖는 배리어와, 상기 액정 패널의 하부에 위치하여 상기 액정 패널로 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a liquid crystal display according to the present invention includes a liquid crystal panel in which a plurality of color pixels are arranged in a matrix form, a left pixel disposed on an upper portion of the liquid crystal panel, and adjacent to each other among the plurality of color pixels; A barrier having a pixel, a slit portion positioned above the reference pixel with respect to the right pixel, an opening positioned above the left and right pixels, a blocking portion positioned between the left and right pixels and the reference pixel; Located at the bottom of the liquid crystal panel includes a backlight assembly for supplying light to the liquid crystal panel.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 a) 빛이 공급되는 단계, b) 광시야각 모드 또는 협시야각 모드가 선택되는 단계, c) 상기 광시야각 모드에서, 액정 패널을 이루는 복수의 컬러 픽셀 모두에 이미지 신호가 인가되는 단계, d) 상기 공급된 빛이 상기 액정 패널의 상부에 위치하는 배리어를 투과하여 정면 및 측면 시야각 범위로 확산되는 단계, e) 상기 협시야각 모드에서, 상기 액정 패널의 기준 픽셀에 이미지 신호가 인가되고, 상기 기준 픽셀의 양측에 위치하는 좌측 픽셀 및 우측 픽셀에 시야각 차단 신호가 인가되는 단계, f) 상기 액정 패널의 상부에 위치하고, 상기 기준 픽셀에 대응하는 영역에 슬릿부가 형성된 배리어에 의해 측면 시야각이 차단되는 단계를 포함한다.A method of driving a liquid crystal display according to the present invention includes a) supplying light, b) selecting a wide viewing angle mode or a narrow viewing angle mode, and c) in the wide viewing angle mode, all of the plurality of color pixels constituting the liquid crystal panel. (D) the supplied light is transmitted through a barrier positioned above the liquid crystal panel to diffuse into a front and side viewing angle range, and e) in the narrow viewing angle mode, the reference of the liquid crystal panel. Applying an image signal to a pixel, and applying a viewing angle blocking signal to left and right pixels positioned at both sides of the reference pixel, and f) a slit portion located at an upper portion of the liquid crystal panel and corresponding to the reference pixel. And the side viewing angle is blocked by the formed barrier.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display and a driving method thereof according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 협시야각 모드를 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 3의 평면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a narrow viewing angle mode of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view of FIG. 3.
그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광시야각 모드를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 5의 평면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a wide viewing angle mode of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment, and FIG. 6 is a plan view of FIG. 5.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 액정 패널(110)과 빛의 차단/투과를 제어하기 위한 배리어(120), 빛을 발생시키기 위한 백라이트 어셈블리(130)를 포함한다.The liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
액정 패널(110)은 일정한 간격을 두고 합착된 상, 하부 기판과 두 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 액정 패널(110) 상에는 복수의 컬러 픽셀(R, G, B)이 행(Row)과 열(Column)을 이루며 매트릭스 형태로 배열된다.The
도시되지는 않았으나, 액정 패널(110)의 각 컬러 픽셀(R, G, B)에는 스위칭 소자로 동작하는 박막 트랜지스터가 구비되고, 박막 트랜지스터에 의해 픽셀별로 온/오프 여부 및 구동 전압의 크기가 제어된다.Although not shown, each color pixel (R, G, B) of the
각각의 컬러 픽셀(R, G, B)에는 색상을 표현하기 위한 컬러 필터층(111)이 형성되고, 서로 인접한 컬러 픽셀(R, G, B) 사이에는 빛샘을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(112)가 형성된다.Each color pixel (R, G, B) is formed with a
이러한 액정 패널(110)은 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 상, 하부 기판 사이에 형성된 액정층을 배향시키고, 액정층의 배향 정도에 따라 액정층을 투과하는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다.The
액정 패널(110)에 TN(Twist nematic) 구조가 채용된 경우, 공통 전극과 화소 전극이 상, 하부 기판 상에 각각 형성되어 수직 전계를 형성하고, IPS(In Plane Switching) 구조가 채용된 경우, 공통 전극과 화소 전극이 하부 기판 상에 함께 형성되어 수평 전계를 형성한다. 특히, IPS 구조가 채용된 경우, 광시야각 모드에서 시야각을 보다 넓힐 수 있는 장점이 있다.When the TN (Twist nematic) structure is adopted for the
배리어(120)는 액정 패널(110)의 전면에 배치되며, 백라이트 어셈블리(130)으로부터 출사되어 액정 패널(110)을 통과하는 빛을 차폐하는 차단부(121)와 빛을 투과시키는 슬릿부(122)를 구비한다.The
백라이트 어셈블리(130)는 액정 패널(110)의 후면에 위치하여 액정 패널(110) 측으로 빛을 공급한다.The
액정 패널(110)은 수평 방향으로 인접한 적색, 녹색, 청색 컬러 픽셀(R, G, B)이 하나의 화소를 이루도록 구성되며, 배리어(120)의 차단부(121)와 슬릿부(122)는 수직 방향으로 인접한 같은 종류의 컬러 픽셀, 즉, 열(Row)을 이루는 복수의 컬러 픽셀의 상부에 위치하도록 수직 방향으로 형성된다.The
결과적으로, 배리어(120)의 차단부(121)는 매트릭스 형태로 배열된 컬러 픽셀(R, G, B)들의 각 열(Row)을 이루는 컬러 픽셀(R, G, B)들에 교번적으로 구비된다.As a result, the blocking
그리고, 배리어(120)의 차단부(121)는 액정 패널(110)을 구성하는 각 열(Row)의 상부에 교번적으로 형성되어, 홀수번째 컬러 픽셀(R, G, B)들을 모두 덮거나, 짝수번째 컬러 픽셀(R, G, B)들을 모두 덮도록 구성된다.In addition, the blocking
복수의 컬러 픽셀(R, G, B) 중 서로 인접하는 좌측 픽셀, 기준 픽셀, 우측 픽셀을 정의하여 기준 픽셀을 기준으로 하면, 배리어(120)의 슬릿부(122)는 기준 픽셀의 상부에 위치하여 그 하부로부터 정면 방향으로 나오는 빛을 통과시킨다.When the left pixel, the reference pixel, and the right pixel that are adjacent to each other among the plurality of color pixels R, G, and B are defined and reference to the reference pixel, the
그리고, 기준 픽셀의 양측에 배치된 인접 픽셀, 즉, 좌측 픽셀과 우측 픽셀의 상부에는 배리어(120)의 차단부(121)가 위치하며, 좌측 픽셀과 우측 픽셀에 인 가되는 전압에 따라 기준 픽셀의 사선 방향에서 나오는 빛을 차단하거나 투과시킨다.In addition, the blocking
도 3에서, 제1, 제2, 제3 픽셀(P1, P2, P3)을 예로 들어 제2 픽셀(P2)을 기준 픽셀로 가정하면, 제2 픽셀(P2)의 좌우에 배치된 제1 픽셀(P1)과 제3 픽셀(P3)이 인접 픽셀이 된다. 이때, 배리어(120)의 슬릿부(122)는 제2 픽셀(P2)의 상부에 위치하며, 차단부(121)는 좌측 및 우측 픽셀인 제1, 제3 픽셀(P1, P3)의 상부에 위치한다.In FIG. 3, assuming that the second pixel P2 is a reference pixel by taking the first, second, and third pixels P1, P2, and P3 as an example, the first pixel disposed on the left and right of the second pixel P2. P1 and the third pixel P3 become adjacent pixels. In this case, the
액정 패널(110)은 협시야각의 범위 내에서 화상이 표시되는 도 3 및 도 4의 협시야각 모드와 광시야각의 범위 내에서 화상이 표시되는 도 5 및 도 6의 범위 내에서 화상이 표시되는 광시야각 모드가 선택적으로 스위칭된다.The
협시야각 모드에서는, 슬릿부(122)의 하부에 위치하는 액정 패널(110)의 기준 픽셀, 예를 들어, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)에 이미지 신호가 인가되고, 차단부(121)의 하부에 위치하는 인접 픽셀, 예를 들어, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)에 시야각 차단 신호가 인가된다. 여기서, 시야각 차단 신호는 컬러 픽셀(R, G, B)의 최저 휘도값에 해당하는 블랙 신호이다.In the narrow viewing angle mode, an image signal is applied to the reference pixels of the
결과적으로, 액정 패널(110)의 각 열(Row)에 이미지 신호와 블랙 신호가 교번되며 차례로 인가된다.As a result, the image signal and the black signal are alternately applied to each row of the
그리고, 광시야각 모드에서는, 액정 패널(110)의 모든 컬러 픽셀(R, G, B)에 이미지 신호가 인가된다.In the wide viewing angle mode, an image signal is applied to all the color pixels R, G, and B of the
도 3 및 도 4는 시야각 방향의 빛이 차단되는 협시야각 모드를 도시한 것이 고, 도 5 및 도 6은 빛이 광시야각 범위 내에서 확산되는 광시야각 모드를 도시한 것이다.3 and 4 illustrate a narrow viewing angle mode in which light in a viewing angle direction is blocked, and FIGS. 5 and 6 illustrate a wide viewing angle mode in which light is diffused within a wide viewing angle range.
이를 참조하여 액정 표시 장치의 구조와 동작을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Referring to the structure and operation of the liquid crystal display device in more detail as follows.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 배리어(120)의 슬릿부(122)는 기준 픽셀, 예를 들어, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)의 상부에 위치하고, 차단부(121)는 기준 픽셀을 제외한 인접 픽셀, 예를 들어, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)의 상부에 위치된다. 즉, 협시야광이 출사되는 기준 픽셀 부분에서는 배리어(120)가 오픈되고, 광시야광이 출사되는 인접 픽셀 부분에서는 배리어(120)가 차단된다.3 to 6, the
기준 픽셀을 기준으로 정면에 배리어(120)의 슬릿부(122)를 배치하고, 그 양측에 배리어(120)의 차단부(121)를 배치하는 것이다.The
그러면, 협시야각 모드에서는 도 3 및 도 4와 같이 바로 위의 슬릿부(122)를 통해 빛이 출사되므로, 액정 표시 장치가 협시야각 범위 내의 좁은 시야각을 갖게 된다. 반면, 광시야각 모드에서는 도 5 및 도 6과 같이 경사지게 위치한 슬릿부(122)를 통해 빛이 출사되므로, 액정 표시 장치가 광시야각 범위 내의 넓은 시야각을 갖는다.Then, in the narrow viewing angle mode, light is emitted through the
이러한 배리어(120)의 구조와 부가적인 신호 처리를 이용하면, 액정 표시 장치의 시야각 특성을 보다 효율적으로 가변할 수 있다.By using the structure of the
도 3 및 도 4의 협시야각 모드에서는, 기준 픽셀인 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)에 화상을 표시하기 위한 이미지 신호가 인가되고, 기준 픽셀을 제외한 인 접 픽셀인 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)에 시야각 제어 신호(블랙 신호)가 인가된다.In the narrow viewing angle modes of FIGS. 3 and 4, an image signal for displaying an image is applied to the second, fourth, and sixth pixels P2, P4, and P6, which are reference pixels, and are adjacent pixels except for the reference pixel. The viewing angle control signal (black signal) is applied to the first, third, fifth, and seventh pixels P1, P3, P5, and P7.
이때, 협시야각의 범위는 컬러 픽셀(R, G, B)과 배리어(120) 간의 간격(D), 차단부(121)의 폭(M), 슬릿부(122)의 폭(Q)에 의해 결정된다.At this time, the narrow viewing angle range is determined by the distance D between the color pixels R, G, and B and the
즉, 배리어(120)와 컬러 픽셀(R, G, B) 간 간격(D), 차단부(121)의 폭(M), 슬릿부(122)의 폭(Q)에 따라 협시야각 모드에서의 빛의 차폐량과 광시야각 모드에서의 빛의 투과량이 결정되기 때문에, 이러한 요소들은 배리어(120)의 설계에 중요 인자로 작용한다.That is, according to the distance D between the
광시야각 모드에서는, 모든 컬러 픽셀(P1 내지 P7)에 이미지 신호가 인가되어 도 5 및 도 6과 같이 넓은 광시야각의 범위를 가지고 빛이 투과된다.In the wide viewing angle mode, an image signal is applied to all the color pixels P1 to P7 to transmit light having a wide wide viewing angle range as shown in FIGS. 5 and 6.
예를 들어, 도 3 및 도 4의 협시야각 모드에서는, 기준 픽셀과 인접 픽셀에 이미지 신호와 시야각 차단 신호(블랙 신호)가 교번적으로 인가된다. 즉, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)에는 이미지 신호로서 제1 녹색 데이터, 제2 적색 데이터, 제2 청색 데이터가 인가되고, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)에는 시야각 차단 신호가 인가된다.For example, in the narrow viewing angle mode of FIGS. 3 and 4, an image signal and a viewing angle blocking signal (black signal) are alternately applied to the reference pixel and the adjacent pixel. That is, the first green data, the second red data, and the second blue data are applied to the second, fourth, and sixth pixels P2, P4, and P6 as image signals, and the first, third, fifth, and fifth pixels are applied. The viewing angle blocking signal is applied to the seven pixels P1, P3, P5, and P7.
반면, 도 5 및 도 6의 광시야각 모드에서는, 제1 내지 제7 픽셀(P1 내지 P7) 모두에 제1 적색 데이터, 제1 녹색 데이터, 제1 청색 데이터, 제2 적색 데이터, 제2 녹색 데이터, 제2 청색 데이터, 제1 녹색 데이터가 차례로 인가된다.In contrast, in the wide viewing angle modes of FIGS. 5 and 6, the first red data, the first green data, the first blue data, the second red data, and the second green data are applied to all of the first to seventh pixels P1 to P7. , Second blue data and first green data are sequentially applied.
배리어(120)의 차단부(121)는 기준 픽셀의 전면을 포함하여 기준 픽셀의 양측 일부를 덮도록 형성된다. 구체적으로, 차단부(121)의 폭(M)은 기준 픽셀의 상부 영역과 기준 픽셀 양측에 위치한 블랙 매트릭스(112)의 상부 영역을 덮도록 형성한다.The blocking
제2 픽셀(P2)을 기준 픽셀로 하면, 제2 픽셀(P2) 상부의 차단부(121)는 제2 픽셀(P2)과 제2 픽셀(P2) 양측에 위치하는 블랙 매트릭스(112)를 덮도록 형성된다.When the second pixel P2 is used as the reference pixel, the blocking
배리어(120)는 크롬(Cr)이나 수지 물질 등 빛을 차단하는 불투명 물질로 이루어진 수동형 배리어(Passive barrier)이며, 액정 패널(110)의 상부 기판 상에 형성될 수도 있고, 독립된 기판 상에 형성될 수도 있다. 배리어(120)가 액정 패널(110)의 상부 기판 상에 형성되는 경우, 블랙 매트릭스(112)와 컬러 필터층(111)이 형성된 일면과 반대면에 형성되며, 배리어(120)와 컬러 픽셀(R, G, B) 간의 간격(D)은 상부 기판의 두께가 된다.The
액정 패널(110)에 이러한 배리어(120)를 부착한 후 액정 패널(110)의 각 컬러 픽셀(R, G, B)에 인가되는 신호를 제어하여 광/협시야각 모드를 스위칭한다.After the
또한, 이러한 구조에 따르면, 컬러 픽셀(R, G, B) 간의 간섭이 일어나지 않으므로, 색의 왜곡이 없는 이미지를 표시할 수 있다.In addition, according to this structure, since the interference between the color pixels R, G, and B does not occur, an image without color distortion can be displayed.
이와 같이, 적절한 구조의 배리어(120)와 신호 처리를 이용하면 시야각 범위를 제어할 수 있으며, 이를 통해 시야각 특성을 가변함으로써 시야각 제어를 위한 별도의 액정 패널 없이도 광시야각 모드와 협시야각 모드를 모두 구현할 수 있다.As such, the viewing angle range can be controlled by using the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 협시야각 모드를 나타낸 단면도이며, 도 8은 도 7의 평면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a narrow viewing angle mode of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. FIG. 8 is a plan view of FIG. 7.
그리고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광시야각 모드를 나타낸 단면도이며, 도 10은 도 9의 평면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a wide viewing angle mode of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment, and FIG. 10 is a plan view of FIG. 9.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 다른 액정 표시 장치는 화상이 표시되는 액정 패널(110)과 빛의 투과/차단을 제어하는 배리어(220), 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(130)를 포함한다.7 to 10, a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention includes a
액정 패널(110)은 협시야각의 범위 내에서 화상이 표시되는 협시야각 모드와 광시야각의 범위 내에서 화상이 표시되는 광시야각 모드가 스위칭된다.The
액정 패널(110) 상부의 배리어(220)는 차단부(221)와 슬릿부(222), 개구부(223)를 구비한다.The
복수의 컬러 픽셀(R, G, B) 중 차례로 서로 인접하는 좌측 픽셀, 기준 픽셀, 우측 픽셀을 가정하면, 배리어(220)의 슬릿부(222)는 기준 픽셀의 상부에 위치하고, 개구부(223)는 기준 픽셀의 인접 픽셀, 즉, 좌측 픽셀과 우측 픽셀의 상부에 위치하며, 차단부(221)는 좌측 픽셀과 기준 픽셀의 사이, 우측 픽셀과 기준 픽셀의 사이에 각각 위치한다.Assuming a left pixel, a reference pixel, and a right pixel which are adjacent to each other in sequence among the plurality of color pixels R, G, and B, the
도 7 내지 도 10에서, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)이 기준 픽셀이 되고, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)이 인접 픽셀이 된다.7 to 10, the second, fourth, and sixth pixels P2, P4, and P6 become reference pixels, and the first, third, fifth, and seventh pixels P1, P3, P5, and P7. This is adjacent pixel.
예를 들어, 제2 픽셀(P2)을 기준 픽셀로 하면, 제1 픽셀(P1)과 제3 픽셀(P3)이 인접 픽셀, 즉, 좌측 픽셀 및 우측 픽셀이다.For example, when the second pixel P2 is a reference pixel, the first pixel P1 and the third pixel P3 are adjacent pixels, that is, left and right pixels.
협시야각 모드에서는, 기준 픽셀, 예를 들어, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)에 이미지 신호가 인가되고, 인접 픽셀, 예를 들어, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)에 시야각 차단 신호(블랙 신호)가 인가되어 도 7 및 도 8에 도 시된 것처럼, 협시야각의 범위에 해당하는 좁은 각도에서만 빛이 투과된다.In the narrow viewing angle mode, an image signal is applied to a reference pixel, for example, the second, fourth, and sixth pixels P2, P4, and P6, and the adjacent pixel, for example, the first, third, and fifth pixels. The viewing angle blocking signal (black signal) is applied to the seventh pixels P1, P3, P5, and P7 so that light is transmitted only at a narrow angle corresponding to the narrow viewing angle as shown in FIGS. 7 and 8.
광시야각 모드에서는, 모든 컬러 픽셀(R, G, B)에 이미지 신호가 인가되고, 도 9 및 도 10과 같이 넓은 각도를 가지고 빛이 투과된다.In the wide viewing angle mode, an image signal is applied to all the color pixels R, G, and B, and light is transmitted at a wide angle as shown in FIGS. 9 and 10.
이러한 구조의 경우, 배리어(220)의 차단부(221)를 인접 픽셀의 상부 전체에 형성하지 않고, 인접 픽셀의 상부에 개구부(223)를 형성하여 인접 픽셀을 오픈시킨다. 그럼으로써, 광시야각 모드에서 발생할 수 있는 해상도 저하가 최소화되고, 개구율이 확보되어 휘도가 전체적으로 향상된다.In such a structure, the blocking
도 7 내지 도 10의 구조에 따르면, 액정 패널(110)에서 기준 픽셀, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)을 제외한 인접 픽셀, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)은 어차피 이미지 신호가 아닌 시야각 차단 신호(블랙 신호)가 인가된다. 그러므로, 그 상부에 개구부(223)를 형성해 해당 영역으로 빛이 통과될 수 있도록 함으로써, 휘도 및 개구율을 전체적으로 개선하는 것이다.According to the structure of FIGS. 7 to 10, adjacent pixels excluding the reference pixel, the second, fourth, and sixth pixels P2, P4, and P6 in the
배리어(220)의 개구부(223)는 전체적인 휘도를 향상시킬 수 있도록 비교적 넓은 폭으로 형성되며, 슬릿부(222)는 정면 방향의 이미지를 표시하기 위하여 빛을 집광시키고, 인접 픽셀의 빛을 차단할 수 있도록 비교적 좁은 폭으로 형성된다.The
슬릿부(222)의 폭(Q1)과 개구부(223)의 폭(Q2)은 시야각 범위를 고려하여 비대칭적으로 설계하여, 슬릿부(222)의 폭(Q1)과 개구부(223)의 폭(Q2)이 서로 다른 값을 갖도록 한다.The width Q1 of the
구체적으로, 슬릿부(222)의 폭(Q1)은 개구부(223)의 폭(Q2)에 비해 작은 값을 갖도록 한다.In detail, the width Q1 of the
즉, 기준 픽셀, 예를 들어, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)에서는 기준 픽셀의 빛을 집광시키고, 인접 픽셀의 빛을 차단할 수 있도록 슬릿부(222)의 폭을 좁게 설계한다.That is, in the reference pixels, for example, the second, fourth, and sixth pixels P2, P4, and P6, the width of the
그리고, 인접 픽셀, 예를 들어, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)에서는 개구율과 휘도를 확보할 수 있도록 개구부(223)의 폭을 넓게 설계한다. In the adjacent pixels, for example, the first, third, fifth, and seventh pixels P1, P3, P5, and P7, the width of the
또한, 광협 시야각 조절을 위해서 블랙 매트릭스(112)도 좌우 비대칭으로 설계한다. 즉, 슬릿부(222)의 하부에 위치하는 기준 픽셀에서는 좌우에 배치된 블랙 매트릭스(112) 간 폭을 좁게 설계하고, 개구부(223)의 하부에 위치하는 인접 픽셀에서는 블랙 매트릭스(112) 간 폭을 넓게 설계한다.In addition, the
이와 같이, 광 경로를 설정할 때, 픽셀별로 블랙 매트릭스(112)를 비대칭으로 설계함으로써, 광협 시야각을 보다 명확하게 제어할 수 있다.As such, when the optical path is set, the wider viewing angle can be more clearly controlled by asymmetrically designing the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 흐름도이며, 이러한 구동 방법은 도 3 내지 도 6의 액정 표시 장치나 도 7 내지 도 10의 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and the driving method may be applied to the liquid crystal display of FIGS. 3 to 6 or the liquid crystal display of FIGS. 7 to 10.
먼저, S100 단계에서, 백라이트 어셈블리(130)로부터 빛이 출사되어 액정 패널(110) 측으로 공급된다.First, in step S100, light is emitted from the
다음으로, S110 단계에서, 액정 패널(110)이 광시야각 모드 또는 협시야각 모드로 스위칭된다.Next, in step S110, the
광시야각 모드가 선택된 경우, S120 단계가 수행되어, 액정 패널(110)을 이루는 복수의 컬러 픽셀(R, G, B) 모두에 이미지 신호가 인가된다.When the wide viewing angle mode is selected, step S120 is performed to apply an image signal to all of the plurality of color pixels R, G, and B constituting the
그 후, S130 단계가 수행되어, 백라이트 어셈블리(130)로부터 공급된 빛이 이미지 신호에 대응하여 일정량 투과된 후, 액정 패널(110)의 상부에 위치하는 배리어(120, 220)의 슬릿부(122, 222)를 통과한 빛이 정면 및 측면 시야각 범위로 확산된다.Thereafter, step S130 is performed, and after the light supplied from the
여기서, 배리어(120, 220)의 구조로는 도 3 내지 도 6의 구조나 도 7 내지 도 10의 구조가 적용될 수 있다.Here, the structures of the
도 3 내지 도 6의 경우, 배리어(120)는 기준 픽셀의 상부에 위치하여 빛을 투과시키는 슬릿부(122)와 인접 픽셀의 상부에 위치하여 빛을 차폐하는 차단부(121)를 구비한다.3 to 6, the
배리어(120)의 슬릿부(122)는 기준 픽셀, 예를 들어, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)의 상부에 위치하고, 차단부(121)는 인접 픽셀, 예를 들어, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)의 상부에 위치하여 시야각 차단 신호(블랙 신호)가 인가되는 협시야각 모드에서 시야각 방향의 빛을 차단하도록 형성된다.The
도 7 내지 도 10의 구조를 갖는 경우, 배리어(220)는 기준 픽셀과 인접 픽셀의 상부에 각각 위치하여 빛을 투과시키는 슬릿부(222)와 개구부(223), 인접 픽셀과 기준 픽셀 사이에 위치하는 차단부(221)를 구비한다.In the structure of FIGS. 7 to 10, the
협시야각 모드가 선택된 경우, S140 단계가 수행되어, 액정 패널(110)의 기준 픽셀, 예를 들어, 제2, 제4, 제6 픽셀(P2, P4, P6)에 이미지 신호가 인가되고, 기준 픽셀의 양측에 위치하는 인접 픽셀(좌측 픽셀 및 우측 픽셀), 예를 들어, 제1, 제3, 제5, 제7 픽셀(P1, P3, P5, P7)에 시야각 차단 신호(블랙 신호)가 인가된 다.When the narrow viewing angle mode is selected, step S140 is performed to apply an image signal to the reference pixels of the
다음으로, S150 단계가 진행되어 배리어(120, 220)의 차단부(121, 221)에 의해 측면 시야각이 차단된다.Next, the step S150 is progressed and the side viewing angle is blocked by the blocking
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법은 이중의 액정 패널을 이용하는 방식에 비하여 제조 공정이 용이하고, 비용이 절감되는 범위 내에서 빛의 차단/투과와 시야각 특성을 제어할 수 있다.The liquid crystal display device and the driving method thereof according to the present invention made as described above can control the light blocking / transmission and viewing angle characteristics within a range in which a manufacturing process is easier and a cost is reduced as compared to a method using a dual liquid crystal panel. Can be.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법은 액정 패널에 수동형 배리어(Passive barrier)를 적용하고, 액정 패널에 인가되는 신호를 효율적으로 제어함으로써, 색의 왜곡 없이 광/협시야각 모드를 제어할 수 있다.In addition, the liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention applies a passive barrier to the liquid crystal panel and efficiently controls the signal applied to the liquid crystal panel, thereby controlling the wide / narrow viewing angle mode without color distortion. can do.
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