KR101296669B1 - 듀얼 뷰 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 화면을 통해 시야각에 따라 서로 다른 영상을 보여줄 수 있는 듀얼 뷰 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것으로, 수평 전계에 의해 제1 액정층을 구동하여 영상을 표시하는 액정 패널과; 수평 전계에 의해 제2 액정층을 구동하여 상기 표시 패널에 표시된 영상이 서로 다른 방향으로 분리되어 표시되게 하는 듀얼 뷰 모드와, 상기 표시 패널에 표시된 영상을 그대로 투과시키는 싱글 뷰 모드로 구동되는 스위칭 패널을 포함하는 듀얼 뷰 액정 표시 장치를 개시한다.

시야각, 듀얼 뷰, 스위칭 패널, 싱글 뷰, IPS

Description

듀얼 뷰 액정 표시 장치{DUAL VIEW LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 뷰 액정 표시 장치를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 뷰 액정 표시 장치의 듀얼 뷰 원리를 도시한 도면.

도 3은 도 1에 도시된 듀얼 뷰 액정 표시 장치를 구체적으로 도시한 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 듀얼 뷰 액정 표시 장치의 싱글 뷰 원리를 도시한 도면.

도 5는 도 3에 도시된 듀얼 뷰 액정 표시 장치의 듀얼 뷰 원리를 도시한 도면.

도 6은 도 3에 도시된 액정 패널의 서브 화소 배치 구조를 도시한 평면도.

도 7은 도 3에 도시된 스위칭 패널의 전극 배치 구조를 도시한 평면도.

<도면의 간단한 부호에 대한 설명>

10 : 제1 하판 12 : 제1 하부 기판

14 : 박막 트랜지스터 16 : 절연막

17 : 공통 전극 18 : 화소 전극

20 : 제1 상판 22 : 제1 상부 기판

24 : 블랙 매트릭스 26 : 칼라 필터

30 : 제1 액정층 40 : 액정 패널

50 : 제2 하판 51 : 제2 하부 기판

52 : 제1 전극 54 : 제2 전극

60 : 제2 상판 70 : 제2 액정층

80 : 스위칭 패널 42 : 제1 편광판

44 : 제2 편광판 46 : 제3 편광판

P1 : 제1 화소 P2 : 제2 화소

D1 : 제1 영역 D2 : 제2 영역

본 발명의 표시 장치에 관한 것으로, 특히 시야각에 따라 서로 다른 영상을 보여줄 수 있는 듀얼 뷰 액정 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치로 각광 받고 있는 평판 표시 장치로는 액정을 이용한 액정 표시 장치(LCD), 불활성 가스의 방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 전계발광 표시 장치(OLED) 등이 대표적이다. 이들 중 플라즈마 디스플레이 패널은 대형 TV로만 응용되고 반면에 액정 표시 장치 및 유기 전계발광 표시 장치는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 모니터, TV 등과 같이 소형부터 대형까지 다양한 크기로 많은 분야에 응용되고 있다

여기서 액정 표시 장치는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용한다. 이는 액정이 굴절율, 유전율 등의 물성값이 분자 장축 방향과 단축 방향에 따라 서로 다른 이방성 성질을 갖고 분자 배열과 광학적 성질을 쉽게 조절할 수 있는 장점을 갖고 있기 때문이다. 다시 말하여 액정 표시 장치는 전계에 따라 액정 분자들의 배열 방향을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다.

구체적으로 액정 표시 장치는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널을 통해 영상을 표시한다. 액정 패널의 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 박막 트랜지스터를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압의 차전압을 충전하여 액정을 구동한다. 그리고 액정 표시 장치는 액정 패널이 비발광 소자이므로 액정 패널의 후면에서 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 구비한다.

한편, 최근에는 다양한 사용자들의 욕구를 충족시키기 위하여 하나의 액정 표시 장치를 통해 좌우 시야각에 따라 서로 다른 영상을 보여줄 수 있는 듀얼 뷰(Dual View) 액정 표시 장치의 개발이 요구되고 있다. 나아가 사용자는 듀얼 뷰 모드 뿐만 아니라 전 시야각 영역에서 한 영상을 볼 수 있는 싱글 뷰 모드를 원하는 경우도 있으므로 듀얼 뷰 모드와 싱글 뷰 모드로 전환될 수 있는 액정 표시 장치가 요구된다.

따라서 본 발명은 한 화면을 통해 시야각에 따라 서로 다른 영상을 보여줄 수 있는 듀얼 뷰 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 듀얼 뷰 모드와 싱글 뷰 모드를 전환할 수 있는 듀얼 뷰 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 한 특징에 따른 듀얼 뷰 액정 표시 장치는 수평 전계에 의해 제1 액정층을 구동하여 영상을 표시하는 액정 패널과; 수평 전계에 의해 제2 액정층을 구동하여 상기 표시 패널에 표시된 영상이 서로 다른 방향으로 분리되어 표시되게 하는 듀얼 뷰 모드와, 상기 표시 패널에 표시된 영상을 그대로 투과시키는 싱글 뷰 모드로 구동되는 스위칭 패널을 포함한다.

상기 액정 패널은 다수의 제1 화소들로 구성된 제1 화소 라인과, 다수의 제2 화소들로 구성된 제2 화소 라인을 포함하고, 상기 제1 및 제2 화소 라인은 교번하면서 반복 배열된다. 상기 스위칭 패널은 제1 영역과 제2 영역이 교번하면서 반복 배열된 구조를 갖고, 상기 제1 및 제2 영역은 상기 제1 및 제2 화소 라인과 같은 방향으로 긴 라인 형태를 갖는다.

상기 싱글 뷰 모드인 경우 상기 표시 패널은 상기 제1 및 제2 화소 라인들의 조합으로 한 영상을 표시하고, 상기 스위칭 패널은 상기 제1 및 제2 영역을 모두 투과 모드로 제어한다.

상기 듀얼 뷰 모드에서 상기 표시 패널은 상기 제1 화소 라인들의 조합으로 제1 영상을, 상기 제2 화소 라인들의 조합으로 제2 영상을 표시하고, 상기 스위칭 패널은 상기 제1 영역을 차단 모드로, 상기 제2 영역을 투과 모드로 제어하여 상기 제1 영상이 제1 시야각 영역으로, 상기 제2 영상이 제2 시야각 영역으로 표시되게 한다. 또한, 상기 스위칭 패널은 상기 제1 영역을 투과 모드로, 상기 제2 영역을 차단 모드로 제어하여 상기 제1 영상이 상기 제2 시야각 영역으로, 상기 제2 영상이 상기 제1 시야각 영역으로 표시되게 한다.

상기 액정 패널은 상기 제1 액정층을 상기 수평 전계로 구동하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 하판과; 칼라 필터 어레이가 형성된 제1 상판과; 상기 제1 하판과 상기 제1 상판의 내면에 각각 형성된 제1 및 제2 배향막을 포함한다. 상기 스위칭 패널은 제2 상판과; 상기 제2 액정층을 상기 수평 전계를 구동하는 제1 및 제2 전극이 교번적으로 형성된 제2 하판과; 상기 제2 하판 및 상기 제2 상판 내면에 각각 형성된 제3 및 제4 배향막을 포함한다. 상기 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향은 서로 동일하고, 상기 제3 및 제4 배향막의 러빙 방향은 서로 동일하며, 상기 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향은 상기 제3 및 제4 배향막의 러빙 방향과 직교한다.

그리고 본 발명에 따른 듀얼 뷰 액정 표시 장치는 상기 액정 패널의 배면에 부착된 제1 편광판과; 상기 스위칭 패널 및 액정 패널의 사이에 부착된 제2 편광판과; 상기 스위칭 패널의 전면에 부착된 제3 편광판을 추가로 포함한다. 상기 제1 및 제3 편광판의 투과축은 동일하고, 상기 제2 편광판의 투과축은 상기 제1 및 제2 편광판의 투과축과 직교한다.

상기 제1 전극에는 공통 전압이 공급되고, 상기 제2 전극에는 상기 공통 전압을 기준으로 한 온 전압 및 오프 전압 중 어느 한 전압이 공급된다. 상기 제2 전 극에 온 전압이 인가된 영역은 상기 투과 모드로, 상기 제2 전극에 오프 전압이 인가된 영역은 상기 차단 모드로 제어된다. 상기 온 전압이 인가되는 상기 제2 전극들의 수를 조절하여 상기 투과 모드인 영역의 수평 방향 선폭을 조절하고, 상기 오프 전압이 인가되는 상기 제2 전극들의 수를 조절하여 상기 차단 모드인 영역의 수평 방향 선폭을 사용자의 시야각에 따라 조절한다.

상기 액정 패널의 제1 및 제2 화소 라인 각각의 양측변이 나란한 지그재그 형태를 갖고, 상기 스위칭 패널의 제1 및 제2 전극 각각도 상기 지그재그 형태를 갖는다.

이러한 본 발명의 특징들 외에 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

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이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 뷰 액정 표시 장치의 단면 구조를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 듀얼 뷰 표시 장치는 영상을 표시하는 액정 패널(40)과, 액정 패널(40)과 함께 싱글 뷰 모드 및 듀얼 뷰 모드로 전환 가능한 스위칭 패널(80)을 포함한다.

액정 패널(40)은 실링재에 의해 합착된 제1 상판(20) 및 제1 하판(10)과, 제1 상판(20) 및 제1 하판(10) 사이의 셀갭에 형성된 제1 액정층(30)과, 제1 상하판(20, 10) 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 포함한다.

제1 하판(10)은 하부 절연 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이를 포함한다. 박막 트랜지스터 어레이는 서로 절연되게 교차하고 각 서브화소 영역을 구분하는 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속되어 개별적으로 서브화소를 구동하는 박막 트랜지스터들과, 각 서브화소 영역에 구분되게 형성되고 박막 트랜지스터들과 각각 접속된 화소 전극들을 포함한다. 또한 박막 트랜지스터 어레이에는 화소 전극과 전계를 형성하여 제1 액정층(30)을 구동하는 공통 전극이 형성되기도 한다.

제1 상판(20)은 상부 절연 기판에 형성된 칼라 필터 어레이를 포함한다. 칼라 필터 어레이는 각 서브화소 영역을 구분하는 블랙 매트릭스와, 서브화소 영역에 각각 형성된 적(이하 R), 녹(이하 G), 청(이하 B) 칼라 필터를 포함한다. 이러한 칼라 필터 어레이는 하판(10)에 형성되기도 한다. 또한 제1 하판(10)에 공통 전극이 형성되지 않은 경우 칼라 필터 어레이 위에 공통 전극이 형성되기도 한다.

제1 하판(10) 및 제1 상판(20) 각각은 제1 액정층(30)과 접촉하는 내면에 제1 액정층(30)을 구성하는 액정 분자들의 초기 배향 상태를 결정하는 배향막이 더 형성된다. 그리고 제1 하판(10) 및 제1 상판(20) 중 어느 한 기판에는 셀갭 유지를 위한 칼럼 스페이서가 더 형성되기도 한다. 제1 액정층(30)은 제1 하판(10) 및 제1 상판(20)이 실링재에 의해 합착되기 이전에 어느 한 기판에 액정 적하 방법으로 형성된다. 한편 제1 액정층(30)은 제1 하판(10) 및 제1 상판(20)이 합착된 다음 액정 주입 방법으로 형성되기도 하며, 칼럼 스페이서가 형성되지 않은 경우 액정 주입 전에 볼 스페이서가 산포되기도 한다.

이 결과 액정 패널(40)은 다수의 화소들로 구성된 화소 매트릭스를 갖게 되고 화소 매트릭스가 백라이트 유닛으로부터 입사된 광의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 R, G, B 서브화소의 조합으로 구현된다. 각 서브화소는 박막 트랜지스터를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와 공통 전극에 공급된 공통 전압의 차전압을 충전하여 액정 배열을 가변시킨다.

구체적으로 액정 패널(40)의 화소 매트릭스는 다수의 제1 화소들이 수직(칼 럼) 방향으로 길게 배열된 제1 화소 라인과, 다수의 제2 화소들이 수직 방향으로 길게 배열된 제2 화소 라인을 포함한다. 그리고 제1 및 제2 화소 라인이 수평 방향으로 교번하면서 반복 배열된 구조를 갖는다. 액정 패널(40)은 싱글 뷰 모드와 듀얼 뷰 모드로 구동된다. 싱글 뷰 모드로 설정되면 액정 패널(40)의 제1 및 제2 화소 라인들에는 한 영상의 데이터 신호들이 공급된다. 반면에, 듀얼 뷰 모드로 설정되면 액정 패널(40)의 제1 화소 라인들에는 제1 영상의 데이터 신호가, 제2 화소 라인들에는 제2 영상의 데이터 신호가 공급된다.

스위칭 패널(80)은 실링재에 의해 합착된 제2 상판(60) 및 제2 하판(50)과, 제2 상판(60) 및 제2 하판(50) 사이의 셀갭에 형성된 제2 액정층(70)과, 제2 상하판(60, 50) 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 포함한다. 제2 하판(50)과 제2 상판(60)에는 제2 액정층(70)을 차단 및 투과 영역으로 구분하여 제어하는 다수의 전극이 형성된다. 그리고 스위칭 패널(80)은 액정 패널(40)과 함께 싱글 뷰 모드와 듀얼 뷰 모드로 구동된다. 싱글 뷰 모드로 설정되면 스위칭 패널(80)의 모든 영역은 투과 모드로 구동되어 액정 패널(40)에 표시된 한 영상이 그대로 투과되게 한다. 반면에, 듀얼 뷰 모드로 설명되면 스위칭 패널(80)은 전극에 인가되는 전압에 따라 차단 영역과 투과 영역이 교번되도록 제어된다. 이에 따라 액정 패널(40)에 표시된 제1 및 제2 영상은 스위칭 패널(80)의 투과 영역을 통해 서로 다른 방향, 즉 좌우 시야각 영역으로 투과된다.

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 뷰 표시 장치의 듀얼 뷰 모드 구동 원리를 도시한 것이다.

도 2에서 액정 패널(40)과 스위칭 패널(80)은 도 1에 도시된 제1 및 제2 액정층(30, 70)을 중심으로 도시된 것이다. 액정 패널(40)은 제1 및 제2 화소(P1, P2)가 수평 방향으로 교번적으로 배열된 구조를 갖고, 스위칭 패널(80)은 제1 및 제2 영역(D1, D2)이 수평 방향으로 교번적으로 배열된 구조를 갖는다. 또한 액정 패널(40)에서 제1 화소(P1)는 다수의 제1 화소들(P1)과 함께 수직 방향으로 배열되고, 제2 화소(P2)는 다수의 제2 화소들(P2)과 함께 수직 방향으로 배열되어 각각의 수직 라인을 구성한다. 따라서 스위칭 패널(80)의 제1 및 제2 영역(D1, D2) 각각도 수직 방향으로 긴 수직 라인 형태로 형성된다. 제1 및 제2 영역(D1, D2)은 그의 경계부가 제1 및 제2 화소(P1, P2) 각각의 일부분, 예를 들면 중앙부와 중첩되도록 정렬된다. 제1 및 제2 영역(D1, D2) 각각의 수평 방향 선폭은 서로 동일하거나 다르게 설정되고, 제1 및 제2 화소(P1, P2) 각각의 수평 방향 선폭과 동일하거나 다르게 설정된다. 이러한 제1 및 제2 영역(D1, D2)의 선폭은 시야각에 따라 다르므로 원하는 시야각에 따라 설정된다.

듀얼 뷰 모드로 설정되면 액정 패널(40)의 제1 화소들(P1)에는 제1 영상(A)의 데이터 신호가, 제2 화소들(P2)에는 제2 영상(B)의 데이터 신호가 공급된다. 이때 스위칭 패널(80)의 제1 영역(D1)은 차단 모드로, 제2 영역(D2)은 투과 모드로 구동된다. 이에 따라 액정 패널(40)의 제1 화소들(P1)에 표시된 제1 영상(A)은 스위칭 패널(80)의 제2 영역(D2)을 우측 시야각 방향으로 투과하여 우측 시야각 영역에 표시된다. 그리고 액정 패널(40)의 제2 화소들(P2)에 표시된 제2 영상(B)은 스위칭 패널(80)의 제2 영역(D2)을 좌측 시야각 방향으로 투과하여 좌측 시야각 영역에 표시된다. 다시 말하여, 스위칭 패널(80)의 제2 영역(D2)의 좌측에 위치한 제1 화소들(P1)의 제1 영상(A)을 우측으로, 제2 영역(D2)의 우측에 위치한 제2 화소들(P1)의 제2 영상(B)을 좌측으로 투과시킴으로써 액정 패널(40)로부터의 제1 및 제2 영상(A, B)을 좌우 시야각 영역으로 분리시킨다. 이에 따라 우측 시야각 영역에 위치한 사용자는 스위칭 패널(80)을 통해 액정 패널(40)의 제1 화소들(P1)의 조합으로 표시된 제1 영상(A)을 볼 수 있고, 좌측 시야각 영역에 위치한 사용자는 스위칭 패널(80)을 통해 표시 패널(40)의 제2 화소들(P2)의 조합으로 표시된 제2 영상(B)을 볼 수 있다.

그리고 듀얼 뷰 모드에서 좌우 시야각 영역에 표시된 제1 및 제2 영상(A, B)을 전환하고자 하는 경우 액정 패널(40)의 제1 화소들(P1)에는 제2 영상(B)을, 제2 화소들(P2)에는 제1 영상(A)을 공급하기도 한다. 이와 달리, 스위칭 패널(80)의 제1 영역(D1)을 투과 모드로, 제2 영역(D2)를 차단 모드로 반전 구동하기도 한다. 이 경우 액정 패널(40)에 공급되는 데이터를 변경하지 않고도 좌우 시야각 영역에 표시된 제1 및 제2 영상(A, B)을 상호 전환할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 듀얼 뷰 액정 표시 장치를 구체적으로 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 듀얼 뷰 액정 표시 장치에서 액정 패널(40)의 제1 액정층(30)과 스위칭 패널(80)의 제2 액정층(70)은 수평 전계에 의해 구동되어 광시야각 특성을 갖는다. 또한 듀얼 뷰 액정 표시 장치는 액정 패널(40)의 배면에 부착된 제1 편광판(42), 스위칭 패널(80)과 액정 패널(40) 사이에 부착된 제2 편광판(44), 스 위칭 패널(80)의 전면에 부착된 제3 편광판(46)을 더 포함한다.

액정 패널(40)은 박막 트랜지스터 어레이를 포함하는 제1 하판(10), 칼라 필터 어레이를 포함하는 제1 상판(20)과, 제1 상판(20) 및 제1 하판(10) 사이의 셀갭에 형성된 제1 액정층(30)과, 제1 상하판(20, 10) 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 포함한다.

제1 하판(10)은 제1 하부 절연 기판(12) 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이를 포함한다. 박막 트랜지스터 어레이는 서로 절연되게 교차하고 각 서브화소 영역을 구분하는 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속되어 개별적으로 서브화소를 구동하는 박막 트랜지스터들(14)과, 다수의 신호 라인들과 박막 트랜지스터들(14)을 보호하는 절연막(16)과, 각 서브화소 영역에 구분되게 형성되고 절연막(16)을 관통하여 박막 트랜지스터들(14)과 각각 접속된 화소 전극들(18)과, 화소 전극(18)과 나란하게 형성되어 수평 전계를 형성하여 제1 액정층(30)을 구동하는 공통 전극(17)을 포함한다. 여기서 화소 전극들(18)과 공통 전극(17)은 절연막(16) 위에 투명 도전층으로 형성된다.

제1 상판(20)은 제1 상부 절연 기판(22)에 형성된 칼라 필터 어레이를 포함한다. 칼라 필터 어레이는 각 서브화소 영역을 구분하는 블랙 매트릭스(24)와, 서브화소 영역에 각각 형성된 적(이하 R), 녹(이하 G), 청(이하 B) 칼라 필터(26)를 포함한다. 이러한 칼라 필터 어레이는 하판(10)에 형성되기도 한다.

제1 하판(10) 및 제1 상판(20) 각각은 제1 액정층(30)과 접촉하는 내면에 제1 액정층(30)을 구성하는 액정 분자들의 초기 배향 상태를 결정하는 제1 및 제2 배 향막을 더 포함한다. 제1 하판(10)의 내면에 형성된 제1 배향막과 제1 상판(20)의 내면에 형성된 제2 배향막의 러빙 방향은 동일하다. 예를 들면, 제1 및 제2 배향막은 180도의 러빙 방향을 갖는다. 그리고 제1 하판(10) 및 제1 상판(20) 중 어느 한 기판에는 셀갭 유지를 위한 칼럼 스페이서가 더 형성되기도 한다. 제1 액정층(30)은 제1 하판(10) 및 제1 상판(20)이 실링재에 의해 합착되기 이전에 어느 한 기판에 액정 적하 방법으로 형성된다. 한편 제1 액정층(30)은 제1 하판(10) 및 제1 상판(20)이 합착된 다음 액정 주입 방법으로 형성되기도 하며, 칼럼 스페이서가 형성되지 않은 경우 액정 주입 전에 볼 스페이서가 산포되기도 한다.

액정 패널(40)은 다수의 화소들로 구성된 화소 매트릭스를 갖게 되고 화소 매트릭스가 백라이트 유닛으로부터 입사된 광의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 R, G, B 서브화소의 조합으로 구현된다. 각 서브화소는 박막 트랜지스터(14)를 통해 화소 전극(18)에 공급된 데이터 신호와 공통 전극(17)에 공급된 공통 전압의 차전압을 충전하여 액정 배열을 가변시킨다.

스위칭 패널(80)은 실링재에 의해 합착된 제2 상판(60) 및 제2 하판(50)과, 제2 상판(60) 및 제2 하판(50) 사이의 셀갭에 형성된 제2 액정층(70)과, 제2 상하판(60, 50) 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 포함한다.

제2 하판(50)은 제2 하부 절연 기판(51) 위에 나란하게 형성되어 수평 전계를 형성하는 다수의 제1 전극들(52)과, 다수의 제2 전극들(54)을 포함한다. 제1 전극(52)과 제2 전극(54)은 교번하면서 반복적으로 배치된다. 제1 및 제2 전극 들(54)은 제2 액정층(70)에 수평 전계를 인가하여 싱글 뷰 모드이면 제1 및 제2 영역(D1, D2)을 모두 투과 모드로 제어하고, 듀얼 뷰 모드이면 제1 및 제2 영역(D1, D2)을 구분하여 차단 모드와 투과 모드로 제어한다.

구체적으로, 제1 전극들(52)에는 공통 전압이 공급된다. 그리고 싱글 뷰 모드인 경우 제1 및 제2 영역(D1, D2)의 제2 전극들(52)에는 공통 전압과 최대 전압차를 갖는 온(또는 화이트) 전압이 공급되어 제1 및 제2 영역(D1, D2)은 모두 액정층이 구동됨으로써 투과 모드로 제어된다. 반면에, 듀얼 뷰 모드인 경우 제1 영역(D1)에 포함된 제2 전극들(54)에 공통 전압과 동일하거나 유사한 오프(또는 블랙) 전압이 공급되어 제1 영역(D1)은 액정층(70)이 구동되지 않음으로써 차단 모드로 제어된다. 그리고 제2 영역(D2)에 포함된 제2 전극들(54)에 온 전압이 공급되어 제2 영역(D2)은 액정층(70)이 구동됨으로써 투과 모드로 제어된다. 그리고 듀얼 뷰 모드에서는 오프 전압이 공급되는 제2 전극들(54)의 수, 또는 온 전압이 공급되는 제2 전극들(54)의 수를 조절하여 제1 및 제2 영역(D1, D2)의 선폭을 조절할 수 있다. 또한 제1 및 제2 영역(D1, D2)은 제2 전극들(54)에 인가된 전압을 전환하여 전술한 차단 모드와 투과 모드로 전환되기도 한다.

제2 하판(50) 및 제2 상판(60) 각각은 제2 액정층(70)과 접촉하는 내면에 제1 액정층(70)을 구성하는 액정 분자들의 초기 배향 상태를 결정하는 제3 및 제4 배향막을 더 포함한다. 제2 하판(50)의 내면에 형성된 제3 배향막과 제2 상판(60)의 내면에 형성된 제4 배향막의 러빙 방향은 서로 동일하지만 액정 패널(40)의 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향과는 직교하도록 한다. 예를 들면, 액정 패널(40)의 제1 및 제2 배향막이 180도의 러빙 방향을 갖는 경우 스위칭 패널(80)의 제3 및 제4 배향막은 90도의 러빙 방향을 갖는다. 그리고 제2 하판(50) 및 제2 상판(60) 중 어느 한 기판에는 셀갭 유지를 위한 칼럼 스페이서가 더 형성되기도 한다. 제2 액정층(70)은 제2 하판(50) 및 제2 상판(60)이 실링재에 의해 합착되기 이전에 어느 한 기판에 액정 적하 방법으로 형성된다. 한편 제2 액정층(70)은 제2 하판(50) 및 제2 상판(60)이 합착된 다음 액정 주입 방법으로 형성되기도 하며, 칼럼 스페이서가 형성되지 않은 경우 액정 주입 전에 볼 스페이서가 산포되기도 한다.

그리고 듀얼 뷰 액정 표시 장치는 액정 패널(40)의 배면에 부착된 제1 편광판(42)과, 스위칭 패널(80)과 액정 패널(40)의 사이에 부착된 제2 편광판(44)과, 스위칭 패널(42)의 전면에 부착된 제3 편광판(46)을 더 포함한다. 제1 및 제3 편광판(42, 46)은 동일한 투과축을 갖고, 제2 편광판(44)은 제1 및 제2 편광판(42, 46)과 직교하는 투과축을 갖는다.

도 4는 도 3에 도시된 듀얼 뷰 액정 표시 장치가 싱글 뷰 모드로 구동되는 원리를, 도 5는 듀얼 뷰 모드로 구동되는 원리를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 스위칭 패널(80)은 액정 패널(40)과 함께 싱글 뷰 모드로 구동된다. 액정 패널(80)은 제1 및 제2 화소들(P1, P2)의 조합으로 한 영상을 표시한다. 스위칭 패널(80)의 모든 영역은 투과 모드로 제어되어 액정 패널(40)에 표시된 한 영상이 그대로 투과되게 한다.

도 5를 참조하면, 스위칭 패널(80)은 액정 패널(40)과 함께 듀얼 뷰 모드로 구동된다. 액정 패널(80)은 제2 화소들(P2)의 조합으로 제1 영상(A)을 표시하고, 제1 화소들(P1)의 조합으로 제2 영상(B)을 표시한다. 스위칭 패널(80)은 제1 영역(D1)은 차단 모드로, 제2 영역(D2)은 투과 모드로 제어된다. 이에 따라 액정 패널(40)에 표시된 제1 및 제2 영상(A, B)은 스위칭 패널(80)의 투과 영역을 통해 서로 다른 방향, 즉 좌우 시야각 영역으로 투과된다. 또한 좌우 시야각 영역 각각에서 사용자의 시야각에 따라 제1 영상(A) 또는 제2 영상(B)을 볼 수 있다.

도 6은 도 3에 도시된 액정 패널(40)의 서브 화소 배치 구조를, 도 7은 도 3에 도시된 스위칭 패널(80)의 전극 배치 구조를 도시한 것이다.

도 6에 도시된 액정 패널(40)에서 제1 및 제2 화소(P1, P2) 각각은 R, G, B 서브화소를 포함한다. 다수의 제1 화소들(P1)은 수직 방향으로 나란하게 배열되어 제1 화소 라인을 형성하고, 다수의 제2 화소들(P2)도 수직 방향으로 나란한게 배열되어 제2 화소 라인을 형성한다. 그리고 제1 화소 라인과 제2 화소 라인이 수평 방향으로 교번되면서 반복적으로 배열된다. R, G, B 서브 화소 각각은 수평 전계를 형성하는 화소 전극(18)과 공통 전극(17)을 각각 포함한다. 그리고 R, G, B 서브화소 각각은 액정층을 구동하는 개구율을 최대한 확보하기 위하여 도 5와 같이 각 서브화소에서 서로 나란한 좌측변과 우측변이 수평 방향의 중심축을 기준으로 대칭된 경사각을 갖는 구조로 형성되기도 한다. 다시 말하여, 각 서브 화소는 "V"자가 시계 방향으로 90도 회전된 형태를 갖기도 한다. 이때 화소 전극(18)과 공통 전극(17)은 각 서브화소의 좌측변 및 우측변과 나란하게 형성된다. 이에 따라 제1 및 제2 화소 라인들 각각의 좌측변과 우측변은 지그재그 형태를 갖는다.

도 7에 도시된 스위칭 패널(80)은 수평 방향으로 교번되면서 반복적으로 배 열된 제1 및 제2 전극들(52, 54)을 포함한다. 제1 및 제2 전극들(52, 54) 각각은 수직 방향으로 길게 형성된다. 특히 제1 및 제2 전극들(52, 54)은 수직 방향으로 액정 패널(40)의 제1 및 제2 화소라인들의 좌측변과 우측변과 같이 지그재그 형태를 갖는다. 제1 전극들(52)에는 공통 전압이 공급된다. 그리고, 제2 전극들(54)에 오프 전압이 공급되는 영역, 예컨대 제1 영역(D1)은 차단 모드 제어되고, 제2 전극들(54)에 온 전압이 공급되는 영역, 예컨대 제2 영역(D2)은 투과 모드로 제어된다. 여기서 오프 전압이 공급되는 제2 전극들(54)의 수와 온 전압이 각각 공급되는 제2 전극들(54)의 수를 조절함으로써 제1 및 제2 영역(D1, D2)의 수평 방향 선폭을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 뷰 표시 장치는 표시 패널 위에 배치된 스위칭 패널의 제어로 좌우 시야각 영역에 서로 다른 영상을 표시하는 듀얼 뷰 모드와 전 시야각 영역에 한 영상을 표시하는 싱글 뷰 모드로 전환될 수 있으므로 사용자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 듀얼 뷰 표시 장치는 듀얼 표시 모드에서 액정 패널과 스위칭 패널은 수평 전계에 의해 구동되어 광시야각 특성을 갖는다. 그리고 스위칭 패널에서 공통 전압을 기준으로 오프 전압이 공급되는 전극들의 수와 온 전압이 공급되는 전극들 수를 조절함으로써 차단 영역과 투과 영역 각각의 선폭을 사용자의 시야각에 따라 조절할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (21)

1. 수평 전계에 의해 제1 액정층을 구동하여 영상을 표시하는 표시 패널과;

   수평 전계에 의해 제2 액정층을 구동하여 상기 표시 패널에 표시된 제1 및 제2 영상이 서로 다른 제1 및 제2 시야각 방향으로 각각 분리되어 표시되게 하는 듀얼 뷰 모드와, 상기 표시 패널에 표시된 한 영상을 그대로 투과시켜서 전 시야각 영역으로 표시되게 하는 싱글 뷰 모드로 구동되는 스위칭 패널을 포함하고,

   상기 표시 패널은 다수의 제1 화소들로 구성된 제1 화소 라인과, 다수의 제2 화소들로 구성된 제2 화소 라인을 포함하고, 상기 제1 및 제2 화소 라인은 교번하면서 반복 배열된 구조를 갖고,

   상기 스위칭 패널은 교번하면서 반복 배열된 제1 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역은 상기 제1 및 제2 화소 라인과 같은 방향으로 긴 라인 형태를 갖으며,

   상기 듀얼 뷰 모드일 때,

   상기 표시 패널은 한 화면에서, 제1 영상용 데이터가 공급된 상기 제1 화소 라인들의 조합으로 상기 제1 영상을, 제2 영상용 데이터가 공급된 상기 제2 화소 라인들의 조합으로 상기 제2 영상을 표시하고,

   상기 스위칭 패널은 상기 제1 영역을 차단 모드로, 상기 제2 영역을 투과 모드로 제어하여, 상기 표시 패널의 한 화면에 표시되는 상기 제1 및 제2 영상이 상기 투과 모드인 제2 영역을 통해 상기 제1 및 제2 시야각 영역으로 각각 분리되어 표시되게 하고;

   상기 싱글 뷰 모드일 때,

   상기 표시 패널은 상기 제1 및 제2 화소 라인들의 조합으로 상기 한 영상을 표시하고,

   상기 스위칭 패널은 상기 제1 및 제2 영역을 모두 투과 모드로 제어하여 상기 한 영상이 상기 투과 모드인 제1 및 제2 영역을 통해 전 시야각 영역으로 표시되게 하며;

   상기 스위칭 패널은 상기 제2 액정층을 상기 수평 전계로 구동하는 제1 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역 각각에서 상기 제1 및 제2 전극은 교번하면서 반복 배열된 구조를 갖고,

   상기 제1 전극에는 공통 전압이 공급되고, 상기 제2 전극에는 상기 공통 전압을 기준으로 한 온 전압 및 오프 전압 중 어느 한 전압이 공급되고,

   상기 듀얼 뷰 모드일 때, 상기 각 제1 영역의 상기 제2 전극들에는 상기 오프 전압이 인가되어 상기 제1 영역이 상기 차단 모드로 제어되고, 상기 각 제2 영역의 제2 전극들에는 상기 온 전압이 인가되어 상기 제2 영역은 상기 투과 모드로 제어되고,

   상기 싱글 뷰 모드일 때, 상기 제1 및 제2 영역 각각에 포함된 상기 제2 전극들에는 상기 온 전압이 인가되어 상기 투과 모드로 제어되며,

   상기 듀얼 뷰 모드일 때, 상기 온 전압이 인가되어 상기 각 제2 영역에 포함될 상기 제2 전극들의 수를 조절하여 상기 투과 모드인 상기 각 제2 영역의 수평 방향 선폭을 조절하고, 상기 오프 전압이 인가되어 상기 각 제1 영역에 포함될 상기 제2 전극들의 수를 조절하여 상기 차단 모드인 상기 각 제1 영역의 수평 방향 선폭을 사용자의 시야각에 따라 조절하고,

   상기 각 제1 영역의 수평 방향 선폭은 상기 제1 및 제2 화소 각각의 수평 방향 선폭보다 크고, 상기 각 제2 영역의 수평 방향 선폭은 상기 제1 및 제2 화소 각각의 수평 방향 선폭보다 작은 것을 특징으로 하는 듀얼 뷰 액정 표시 장치.
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7. 제 1 항에 있어서,

   상기 표시 패널의 배면에 부착된 제1 편광판과;

   상기 스위칭 패널 및 표시 패널의 사이에 부착된 제2 편광판과;

   상기 스위칭 패널의 전면에 부착된 제3 편광판을 추가로 구비하고,

   상기 표시 패널은

   상기 제1 액정층을 상기 수평 전계로 구동하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 하판과;

   칼라 필터 어레이가 형성된 제1 상판과;

   상기 제1 하판과 상기 제1 상판의 내면에 각각 형성된 제1 및 제2 배향막을 구비하고,

   상기 스위칭 패널은

   제2 상판과;

   상기 제1 및 제2 전극이 형성된 제2 하판과;

   상기 제2 하판 및 상기 제2 상판 내면에 각각 형성된 제3 및 제4 배향막을 구비하고,

   상기 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향은 서로 동일하고, 상기 제3 및 제4 배향막의 러빙 방향은 서로 동일하며, 상기 제1 및 제2 배향막의 러빙 방향은 상기 제3 및 제4 배향막의 러빙 방향과 직교하고,

   상기 제1 및 제3 편광판의 투과축은 동일하고, 상기 제2 편광판의 투과축은 상기 제1 및 제2 편광판의 투과축과 직교하는 것을 특징으로 하는 듀얼 뷰 액정 표시 장치.
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15. 제 1 항에 있어서,

    상기 표시 패널의 제1 및 제2 화소 라인 각각의 양측변이 나란한 지그재그 형태를 갖고,

    상기 스위칭 패널의 제1 및 제2 전극 각각도 상기 지그재그 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 듀얼 뷰 액정 표시 장치.
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