KR20160130894A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 관련된 액정 표시 장치는 서로 교차하는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 제1 기판, 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극 및 제1 전극 위에 배치되는 화소 전극을 포함하는 제1 표시판, 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되는 제2 전극을 포함하는 제2 표시판 및 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 개재되고, 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고, 적어도 일부가 곡면으로 형성되는 표시 패널, 표시 패널로 영상을 표시하는 하나의 프레임 이전 기간 내에 제1 전극과 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 공통 전압 공급부, 기간 이후에, 게이트 라인들로 인에이블 레벨의 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 게이트 신호에 대응하여, 화소 전극에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
실시 예는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 빛샘 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치에서는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
이러한 액정 표시 장치는 통상적으로 유리를 기판으로 사용하였으나, 최근 들어 플라스틱과 같이 유연한 소재를 기판으로 사용함으로써 휘거나 접을 수 있는 가요성(flexible) 표시 장치가 개발되고 있다.
곡면 액정 표시 장치는 표시판이 소정 곡률로 휘어지므로, 표시판 사이에 들어있는 액정층에 외력이 작용한다. 액정층에 작용한 외력에 의해, 액정 분자 배열에 왜곡이 발생한다. 왜곡된 액정 분자는 액정층에 생성된 전계에 의해 적절하게 제어될 수 없어 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하기 힘들고, 이에 따라 곡면 액정 표시 장치에서 빛샘 현상이 발생한다.
실시 예는 액정 표시 장치에서 빛샘 현상을 방지할 수 있는 곡면 액정 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시 예에 관련된 액정 표시 장치는 서로 교차하는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 제1 기판, 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극 및 제1 전극 위에 배치되는 화소 전극을 포함하는 제1 표시판, 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되는 제2 전극을 포함하는 제2 표시판 및 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 개재되고, 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고, 적어도 일부가 곡면으로 형성되는 표시 패널, 표시 패널로 영상을 표시하는 하나의 프레임 이전 기간 내에 제1 전극과 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 공통 전압 공급부, 기간 이후에, 게이트 라인들로 인에이블 레벨의 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 게이트 신호에 대응하여, 화소 전극에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
표시 패널은 화소 전극과 액정층 사이에 배치되고 화소 전극에 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제1 배향막 및 제2 전극과 액정층 사이에 배치되고, 제2 전극과 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
제1 배향막 및 제2 배향막의 배향 방향은 서로 평행한 곡면 액정 표시 장치.
액정층은 액정 분자의 선경사를 돕는 반응성 메조겐을 더 포함할 수 있다.
공통 전압 공급부는 기간 이후, 화소 전극으로 데이터 전압이 인가되기 전에, 제1 전극과 제2 전극으로 대체적으로 동일한 값을 갖는 두 전압을 각각 인가할 수 있다.
외부로부터 입력되는 제어 신호 및 영상 신호를 이용하여, 공통 전압 공급부, 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고, 신호 제어부는 제어 신호 및 영상 신호가 최초로 입력되면, 기간 내에 제1 전극과 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하도록 공통 전압 공급부의 동작을 제어할 수 있다.
실시 예에 관련된 액정 표시 장치의 구동 방법은 서로 교차하는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 제1 기판, 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극 및 제1 전극 위에 배치되는 화소 전극을 포함하는 제1 표시판, 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되는 제2 전극을 포함하는 제2 표시판 및 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 개재되고, 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고, 적어도 일부가 곡면으로 형성되는 표시 패널을 포함하는 곡면 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 제1 전극과 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 단계, 제1 전극과 제2 전극으로 대체적으로 동일한 값을 갖는 두 전압을 각각 인가하는 단계 및 표시 패널에 영상이 표시되도록, 화소 전극에 데이터 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
외부로부터 곡면 액정 표시 장치에 공급되는 제어 신호 및 영상 신호에 따라 영상이 표시 패널에 표시되고, 제어 신호 및 영상 신호가 최초로 입력되면, 기간 내에 제1 전극과 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
표시 패널은, 화소 전극과 액정층 사이에 배치되고 화소 전극에 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제1 배향막 및 제2 전극과 액정층 사이에 배치되고, 제2 전극과 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
제1 배향막 및 제2 배향막의 배향 방향은 서로 평행할 수 있다.
액정층은 액정 분자의 선경사를 돕는 반응성 메조겐을 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 액정 표시 장치에서 발생하는 빛샘 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시 예에 관련된 액정 표시 장치를 나타내는 개략적인 블록도(block diagram)이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 Ⅰ-Ⅰ’ 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 실시 예와 관련된 곡면으로 형성되는 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 실시 예에 관련된 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5의 구동 방법에 따라 그 배열이 변경되는 표시 패널 내의 액정 분자를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시 예에 관련된 액정 표시 장치(1)를 나타내는 개략적인 블록도(block diagram)이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1)는 영상을 표시하는 표시 패널(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(gate driver)(400)와 데이터 구동부(data driver)(500), 표시 패널(300)로 제1 공통 전압(Vcom1) 및 제2 공통 전압(Vcom2)을 공급하는 공통 전압 공급부(700), 표시 패널(300)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(backlight unit)(미도시) 및 이들을 제어하는 신호 제어부(timing controller)(600) 등을 포함한다.
표시 패널(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)는 행렬의 형태로 배열되어 있을 수 있다. 표시 신호선은 게이트 신호("주사 신호" 또는 "스캔 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트 라인(G1~Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터 라인(D1~Dm)을 포함한다. 각 화소(PX)는 대응하는 게이트 라인(G1~Gn) 및 데이터 라인(D1~Dm)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자와 이에 연결된 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
표시 패널(300)은 화소 전극에 인가되는 데이터 전압을 광학 신호로 변환하여 영상을 표시할 수 있는 액정층을 포함한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 공통 전압 공급부(700) 등의 동작을 제어한다.
신호 제어부(600)는 외부로부터 입력 영상 신호(IS)와 입력 제어 신호를 입력받는다. 화상 정보(IS)는 표시부(10)의 화소(PX) 각각의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024, 256 또는 64개의 계조(gray)로 구분될 수 있다. 입력 제어 신호는 영상 표시와 관련하여 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(Mclk), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(IS) 및 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(IS)를 표시 패널(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고, 영상 데이터 신호(DATA), 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2) 및 제3 제어 신호(CONT3) 등을 생성할 수 있다.
제1 제어 신호(CONT1)는 수평 동기 시작 신호, 클럭 신호, 극성 반전 신호 및 라인 래치 신호를 포함하고, 제2 제어 신호(CONT2)는 출력 인에이블 신호 및 게이트 펄스 신호를 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)는 제2 제어 신호(CONT2)를 게이트 구동부(400)로 출력하고, 제1 제어 신호(CONT1) 및 영상 데이터 신호(DATA)를 데이터 구동부(500)로 출력할 수 있다.
데이터 구동부(500)는 표시 패널(300)의 데이터 라인(D1~Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(미도시)로부터의 받은 계조 기준 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하거나 복수의 계조 전압을 계조 전압 생성부로부터 입력 받을 수 있다.
데이터 구동부(500)는 제1 제어 신호(CONT1)에 따라 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터 신호(DATA)를 수신하고 계조 전압으로부터 각 영상 데이터 신호(DATA)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터 신호(DATA)를 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터 라인(D1~Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 게이트 라인(G1~Gn)에 연결되어 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트 라인(G1~Gn)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 제2 제어 신호(CONT2)에 따라 게이트 온 전압을 게이트 라인(G1~Gn)에 인가하여 이 게이트 라인(G1~Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 그러면 데이터 라인(D1~Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소(PX)에 전달될 수 있다.
공통 전압 공급부(700)는 표시 패널(300)에 형성된 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극에 전기적으로 연결된다. 공통 전압 공급부(700)는 신호 제어부(600)로부터 제공되는 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여, 소정 타이밍에 하이 레벨 또는 로우 레벨을 갖는 제1 공통 전압(Vcom1) 및 제2 공통 전압(Vcom2)을 생성한다.
백라이트 유닛(미도시)는 표시 패널(300)의 뒤쪽에 위치할 수 있으며 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 광원의 예로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)과 같은 형광 램프, LED(light emitting diode) 등을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(미도시)가 포함하는 광원은 소정 시간 켜지거나 꺼질 수 있다. 백라이트 유닛(미도시)는 표시 패널(300)과 마주하는 적어도 하나의 직진성 도광판을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(300)은 1 수평 주기("1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호 및 데이터 인에이블 신호의 한 주기와 동일함)를 단위로 하여 모든 게이트 라인(G1~Gn)에 대하여 게이트 온 전압을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 영상을 표시할 수 있다. 이하에서는 1 수평 주기를 하나의 프레임(1 frame)인 것으로 설명한다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 표시 패널(300)에 배치된 화소(PX)의 구조에 대해 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 일부를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도2에 Ⅰ-Ⅰ’ 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도2 및 도 3을 참조하면, 도시된 바와 같이, 표시 장치(1)는 액정층(3)을 사이에 두고 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)이 대면 합착된 구성을 가질 수 있다.
표시 패널(300)은 하부 표시판(100), 상부 표시판(200) 및 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)을 포함할 수 있다.
하부 표시판(100)은 제1 기판(110), 게이트 라인(GL), 게이트 절연층(140), 데이터 라인(DL), 스위칭 소자(TFT), 제1 공통 전극(172), 보호 절연층(150), 화소 전극(191) 및 제1 배향막(11)을 포함할 수 있다.
제1 기판(110)은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(110)은 유리 기판, 소다 라임 기판, 플라스틱 기판 등일 수 있다.
게이트 라인(GL)은 제1 기판(110) 위에 형성된다. 게이트 라인(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 복수개가 평행하게 배열될 수 있다.
게이트 절연층(140)은 스위칭 소자(TFT)의 게이트 전극(GE) 위에 배치된다. 게이트 절연층(140)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx) 등의 절연물질로 형성할 수 있다.
데이터 라인(DL)은 제2 방향(D2)으로 연장되고, 제1 방향(D1)으로 복수개가 평행하게 배열될 수 있다.
스위칭 소자(TFT)는 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 반도체 패턴(154) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 게이트 전극(GE)은 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결되고, 소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된다. 반도체 패턴(154)은 게이트 전극(GE)과 대응하여 게이트 절연층(140) 위에 형성된다. 반도체 패턴(154) 위에는 저항성 접촉층(165)이 위치한다. 저항성 접촉층(165) 및 게이트 절연층(140) 위에는 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 소정 간격 이격되어 배치된다.
데이터 도전체 및 그 아래에 위치되어 있는 반도체 및 저항성 접촉 부재는 하나의 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수 있으며, 실질적으로 동일한 평면 형상을 가진다.
제1 공통 전극(172)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 화소 영역에 대응되어 형성된다. 제1 공통 전극(172)은 게이트 절연층(140) 위에 형성된다. 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 공통 전극(172)은 인듐 틴 옥사이드(Indium tin oxide, ITO) 및 인듐 징크 옥사이드(Indium zinc oxide, IZO) 등으로 형성될 수 있다.
보호 절연층(150)은 스위칭 소자(TFT) 및 제1 공통 전극(172)이 형성된 제1 기판(110) 위에 배치된다. 보호 절연층(150)은 게이트 절연층(140)과 동일하게 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx)과 같은 무기 물질로 형성할 수 있다. 또한, 보호 절연층(150)은 유기 물질로 형성할 수 있다. 보호 절연층(150)에는 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 콘택홀(CNT)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 보호 절연층(150)이 형성된 제1 기판(110) 위에 배치되고, 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 화소 전극(191)은 인듐 틴 옥사이드(Indium tin oxide, ITO) 및 인듐 징크 옥사이드(Indium zinc oxide, IZO) 등으로 형성될 수 있다. 화소 전극(191)은 콘택홀(CNT)을 통해 노출된 드레인 전극(DE)과 접촉하여 스위칭 소자(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 전극(191)은 복수의 슬릿 패턴(192)들을 포함한다. 슬릿 패턴(192)들은 데이터 라인(DL)의 연장 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어 있다.
제1 배향막(11)은 화소 전극(191)이 형성된 제1 기판(110) 위에 형성된다. 제1 배향막(11)은 액정층(3)에 포함된 액정 분자(31)의 광축을 제1 기판(110)의 표면에 대하여 실질적으로 수평하게 배향하는 수평 배향막이다. 제1 배향막(11)은 액정 분자(31)를 무전계 상태에서 수평으로 배열시킨다.
상부 표시판(200)은 제2 기판(210), 차광 패턴(220), 컬러 필터(230), 오버 코팅층(250), 제2 공통 전극(272) 및 제2 배향막(21)을 포함할 수 있다.
제2 기판(210)은 제1 기판(110)과 동일하게 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다.
차광 패턴(220)은 제2 기판(210) 위에 배치되어 광을 차단한다. 차광 패턴(220)는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)이라고도 한다. 예를 들면, 차광 패턴(220)은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 스위칭 소자(TFT)가 형성된 영역에 대응하여 배치될 수 있다.
컬러 필터(230)는 화소 영역에 대응하여 제2 기판(210) 위에 배치된다. 컬러 필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 컬러 필터(230)는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
오버 코팅층(250)은 차광 패턴(220) 및 컬러 필터(230)가 형성된 제2 기판(210) 위에 배치된다. 오버 코팅층(250)은 상부 표시판(200)을 평탄화시키는 역할을 한다. 오버 코팅층(250)을 형성하는 물질의 예로서는, 아크릴 수지를 들 수 있다.
제2 공통 전극(272)은 오버 코팅층(250)이 형성된 제2 기판(210) 위에 형성된다. 제1 공통 전극(172) 및 제2 공통 전극(272)은 투명 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하나, 불투명 금속 등과 같은 여타 도전성 물질로도 형성될 수 있다.
일례로, 제1 공통 전극(172) 및 제2 공통 전극(272)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon nanotube), AgNWs(Silver Nanowires) 등으로 형성될 수 있다.
제2 배향막(21)은 제2 공통 전극(272)이 형성된 제2 기판(210) 위에 형성된다. 제2 배향막(21)은 액정층(3)에 포함된 액정 분자(31)의 광축을 제2 기판(210)의 표면에 대하여 실질적으로 수평하게 배향하는 수평 배향막이다. 제2 배향막(21)은 액정 분자(31)를 무전계 상태에서 수평으로 배열시킨다. 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)의 배향 방향은 서로 실질적으로 평행(parallel)하다. 또한 각 배향막(11, 21)의 배향 방향도 일정하다.
액정층(3)은 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)를 포함한다. 액정층(3)은 액정 분자(31) 및 액정 분자(31)의 선경사를 돕는 반응성 메조겐(RM, Reactive Mesogen)을 포함할 수 있다.
액정층(3)에 포함된 액정은 무전계 상태에서 제1 및 제2 배향막(21)에 의해 수평 배열된다. 액정층(3)에 포함된 액정은 제1 및 제2 공통 전극(172, 272)에 인가된 전압에 의해 수직 배열된다. 즉, 제1 및 제2 공통 전극(172, 272)에 인가된 전압에 의해 수직 전기장이 형성되고, 수직 전기장에 의해 액정이 수직 배열된다.
제1 공통 전극(172)에는 제1 공통 전압이 인가되고, 제2 공통 전극(272)에는 제1 공통 전압의 레벨보다 큰 제2 공통 전압이 인가된다. 예를 들면, 제1 공통 전극(14)에는 0V의 전압이 인가되고, 제2 공통 전극(272)에는 10V 이상의 전압이 인가될 수 있다.
본 발명에 따르면 매 프레임이 시작할 때마다 설정된 제1 구간 동안 제1 및 제2 공통 전극(172, 272)에 전압을 인가하여 액정층(3)에 포함된 액정 분자(31)를 일시적으로 수직 배열시킨 후 제1 공통 전극(172), 제2 공통 전극(272) 및 화소 전극(191)에 전압을 인가하여 계조를 구현한다.
다음으로, 상기에서 설명한 표시 장치(1)의 표시 패널(300)에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 실시 예와 관련된 곡면으로 형성되는 표시 패널(300)의 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는 소정 곡률로 휘어진 표시 패널(300)을 포함한다.
표시판(100, 200)의 표현에 대해 수평으로 배향되는 액정 분자(31)는 표시판(100, 200)에 대해 수직으로 배향 액정 분자보다 상대적으로 더 유동적이다. 수평 배향된 액정 분자를 포함하는 표시 패널(300)이 곡면으로 형성되는 경우, 표시 패널(300)의 측면 영역(SA1, SA2)에서 액정층(3)에 대한 외력이 발생할 수 있다. 그러면, 액정층(3) 내의 액정 분자(31)가 유동적이므로, 외력에 의해 액정 분자 배열에 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 액정 분자 배열은 액정층에 생성된 전계에 의해 적절하게 제어될 수 없어 액정층(3)을 통과하는 빛의 투과율을 조절하기 힘들고, 표시 패널(300)의 중앙 영역(CA)보다 측면 영역(SA1, SA2)에서의 빛샘 현상이 발생할 가능성이 높아진다.
실시 예에 따른 액정 표시 장치(1)의 구동 방법은 왜곡된 액정 분자(31)의 배열을 재정렬시켜 빛샘 현상을 방지하기 위한 것으로, 이하의 도 4 내지 도 7을 참조하여 이에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5는 실시 예에 관련된 액정 표시 장치(1)의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이고, 도 6 내지 도 8은 도 5의 구동 방법에 따라 그 배열이 변경되는 표시 패널(300)의 측면 영역(SA1) 내의 액정 분자(31)를 나타낸 예시도이다.
초기에 외부로부터 입력 제어 신호와 입력 영상 신호(IS)가 신호 제어부(600)에 인가되면, 신호 제어부(600)는 공통 전압 공급부(700)로 제3 제어 신호(CONT3)를 출력한다. 공통 전압 공급부(700)는 제3 제어 신호(CONT3)에 따라 제1 공통 전극(172)으로 제1 공통 전압(Vcom1)을 인가하고, 제2 공통 전극(272)으로 제2 공통 전압(Vcom2)을 인가한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 타이밍(t1)에서 제1 공통 전압(Vcom1)과 제2 공통 전압(Vcom2)은 모두 로우 레벨(Low)로 대응하는 공통 전극(172, 272)에 인가된다.
그리고, 제2 타이밍(t2)에서, 제2 공통 전압(Vcom2)은 하이 레벨(High)로 변경된다. 그러면, 제1 공통 전극(172)과 제2 공통 전극(272)에 인가되는 전압 차에 의해, 액정층(3)에는 전계가 형성된다. 액정층(3)에 형성된 전계에 의해, 액정층(3) 내의 액정 분자(31)가 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)에 대해 수직으로 배열될 수 있다.
다음으로, 제3 타이밍(t3)에서 제1 공통 전압(Vcom1)은 하이 레벨(High)로 변경된다. 이에 따라 제1 공통 전극(172)과 제2 공통 전극(272)에는 대체적으로 동일한 레벨(High)의 전압이 인가된다. 액정 분자(31)는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)에 대해 수평으로 배열될 수 있다.
초기화 기간(ST)이 종료되면, 게이트 구동부(400)는 제2 제어 신호(CONT2)에 따라 복수의 게이트 라인(G1~Gn)으로 인에이블 레벨(High)의 게이트 신호(G[1]~G[n])를 인가한다. 게이트 신호(G[1]~G[n])는 제1 게이트 라인부터 제n 게이트 라인(G1~Gn)까지 순차적으로 인가될 수 있다.
이에 따라, 복수의 화소 각각(PX)은 대응하는 게이트 라인으로 인에이블 레벨(High)의 게이트 신호(G[1]~G[n])가 인가되면, 대응하는 데이터 전압을 인가받는다. 즉, 게이트선(G1~Gn)에 연결된 화소들은 차례로 데이터 구동부(500)로부터의 해당 데이터 전압을 충전하게 된다.
이처럼, 하나의 프레임에 대한 데이터 전압이 차례로 데이터선(D1~Dm)에 인가되고, 첫 번째 게이트선(G1)에서부터 마지막 게이트선(Gn)까지 게이트 온 전압(High)이 차례로 인가되어 해당 화소에 모두 충전되면, 공통 전압 공급부(700)는 로우 레벨(Low)의 제1 공통 전압(Vcom1) 및 제2 공통 전압(Vcom2)을 제1 공통 전극(172) 및 제2 공통 전극(272)으로 공급한다.
게이트 신호(G[1]~G[n])가 공급되지 않는 블랭크 기간(BT) 내에, 신호 제어부(600)는 임펄시브 구동을 실시할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터 전달되는 제3 제어 신호(CONT3)에 따라, 공통 전압 공급부(700)는 블랭크 기간(BT) 내에 제1 공통 전압(Vcom1)과 제2 공통 전압(Vcom2)을 서로 다른 값으로 인가한다.
즉, 액정층(3) 내의 액정 분자(31)를 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)에 대해 수직으로 배열할 수 있는 전계를 생성하기 위해, 제1 공통 전압(Vcom1)과 제2 공통 전압(Vcom2)이 충분한 전압 차를 갖도록 제1 공통 전극(172)과 제2 공통 전극(272)으로 인가된다.
제5 시점(t5)에서 제1 공통 전압(Vcom1)은 로우 레벨(Low)로 유지되고, 제2 공통 전압(Vcom2)은 하이 레벨(High)로 변경된다. 제1 공통 전극(172)과 제2 공통 전극(272)에 인가되는 전압 차에 의해, 액정층(3)에는 전계가 형성된다. 액정층(3)에 형성된 전계에 의해, 액정층(3) 내의 액정 분자(31)가 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)에 대해 수직으로 배열될 수 있다.
다음으로, 제6 시점(t6)에서, 제1 공통 전압(Vcom1)은 하이 레벨(High)로 변경된다. 이에 따라 제1 공통 전극(172)과 제2 공통 전극(272)에는 대체적으로 동일한 레벨(High)의 전압이 인가된다. 액정 분자(31)는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)에 대해 수평으로 배열될 수 있다.
데이터 인가 기간(DT)과 블랭크 기간(BT)은 하나의 프레임 단위로 반복되며, 임펄시브 구동은 매 프레임 마다 수행되거나, 소정 프레임의 주기로 수행될 수 있다. 또한, 임펄시브 구동은 외부로부터 신호 제어부(600)에 최초로 입력 제어 신호와 영상 데이터 신호(IS)가 인가되는 초기화 기간(ST) 내에 수행될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 임펄시브 구동이 실시되기 전에 측면 영역(SA1)의 액정 분자(31)들의 배열은 왜곡되어 있다.
임펄시브 구동에 의해, 제1 공통 전극(172) 및 제2 공통 전극(272)으로 소정 전압 차를 갖는 제1 공통 전압(Vcom1)과 제2 공통 전압(Vcom2)이 인가되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 액정 분자(31)가 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)의 표면 방향에 대해 수직으로 배열된다.
그리고, 임펄시브 구동이 종료되어, 제1 공통 전극(172) 및 제2 공통 전극(272)에 대체적으로 동일한 전압이 인가되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 액정 분자(31)의 배열이 배향자(11, 21)의 방향에 따라 재정렬된다.
실시 예에 따른 액정 표시 장치(1)의 구동 방법에 따르면 재정렬된 액정 분자(31)에 의해, 측면 영역(SA1, SA2)에서의 빛샘 현상 발생이 감소하는 효과가 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 표시 장치의 신호 제어부(600)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 700: 공통 전압 공급부
300: 표시 패널 172: 제1 공통 전극
191: 화소 전극 272: 제2 공통 전극

Claims (11)

  1. 서로 교차하는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극 및 상기 제1 전극 위에 배치되는 화소 전극을 포함하는 제1 표시판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되는 제2 전극을 포함하는 제2 표시판 및 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 개재되고, 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고, 적어도 일부가 곡면으로 형성되는 표시 패널;
    상기 표시 패널로 영상을 표시하는 하나의 프레임 이전 기간 내에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 공통 전압 공급부;
    상기 기간 이후에, 상기 게이트 라인들로 인에이블 레벨의 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부; 및
    상기 게이트 신호에 대응하여, 상기 화소 전극에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부; 및
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고 상기 화소 전극에 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제1 배향막; 및
    상기 제2 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제2 전극과 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제2 배향막;
    을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막의 배향 방향은 서로 평행한 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 액정층은 상기 액정 분자의 선경사를 돕는 반응성 메조겐을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공통 전압 공급부는 상기 기간 이후, 상기 화소 전극으로 데이터 전압이 인가되기 전에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 대체적으로 동일한 값을 갖는 두 전압을 각각 인가하는 액정 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    외부로부터 입력되는 제어 신호 및 영상 신호를 이용하여, 상기 공통 전압 공급부, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호 제어부는 상기 제어 신호 및 상기 영상 신호가 최초로 입력되면, 상기 기간 내에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하도록 상기 공통 전압 공급부의 동작을 제어하는 액정 표시 장치.
  7. 서로 교차하는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극 및 상기 제1 전극 위에 배치되는 화소 전극을 포함하는 제1 표시판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되는 제2 전극을 포함하는 제2 표시판 및 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 개재되고, 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고, 적어도 일부가 곡면으로 형성되는 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 단계;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 대체적으로 동일한 값을 갖는 두 전압을 각각 인가하는 단계; 및
    상기 표시 패널에 영상이 표시되도록, 상기 화소 전극에 데이터 전압을 인가하는 단계;
    를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    외부로부터 상기 액정 표시 장치에 공급되는 제어 신호 및 영상 신호에 따라 상기 영상이 상기 표시 패널에 표시되고,
    상기 제어 신호 및 상기 영상 신호가 최초로 입력되면, 상기 기간 내에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극으로 소정 전압 차를 갖는 두 전압을 각각 인가하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고 상기 화소 전극에 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제1 배향막; 및
    상기 제2 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제2 전극과 인접한 액정 분자를 수평 배향시키는 제2 배향막;
    을 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막의 배향 방향은 서로 평행한 액정 표시 장치의 구동 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 액정층은 상기 액정 분자의 선경사를 돕는 반응성 메조겐을 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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