KR102159682B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호가 인가되는 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 데이터 신호가 인가되는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 각각 인가되는 제1 기준 전압선 및 제2 기준 전압선, 하나의 화소 영역에 포함된 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 중 어느 하나의 게이트선, 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이트선 중 어느 하나의 데이터선 및 상기 제3 부화소 전극에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 기준 전압선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제4 스위칭 소자 그리고 상기 제1 게이트선, 상기 제2 기준 전압선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제5 스위칭 소자를 포함한다.

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 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 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. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.
이러한 방식의 액정 표시 장치의 경우에는 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하기 위하여, 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고, 어느 한 화소의 전압을 낮추거나 높여, 두 개의 부화소의 전압을 다르게 함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되었다.
그러나, 이처럼, 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고, 어느 한 화소의 전압을 낮추거나 높여 두 개의 부화소 전압을 다르게 하는 경우, 고계조에서 휘도 손실이 발생하거나, 중간 계조에서 범프 현상으로 인한 색상 왜곡 등의 문제가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3분할 고시인성 구조를 갖는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호가 인가되는 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 데이터 신호가 인가되는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 각각 인가되는 제1 기준 전압선 및 제2 기준 전압선, 하나의 화소 영역에 포함된 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 중 어느 하나의 게이트선, 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이트선 중 어느 하나의 데이터선 및 상기 제3 부화소 전극에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 기준 전압선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제4 스위칭 소자 그리고 상기 제1 게이트선, 상기 제2 기준 전압선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제5 스위칭 소자를 포함한다.
상기 제1 데이터선에 인가되는 제1 데이터 전압과 상기 제1 기준 전압선에 인가되는 상기 제1 기준 전압은 공통 전압에 대해 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 제1 데이터선에 인가되는 상기 제1 데이터 전압과 상기 제2 기준 전압선에 인가되는 상기 제2 기준 전압은 상기 공통 전압에 대하여 반대 극성을 가지거나 상기 제2 기준 전압선에 인가되는 상기 제2 기준 전압은 상기 공통 전압과 동일할 수 있다.
상기 제1 부화소 전극에 충전되는 제1 부화소 전압, 상기 제2 부화소 전극에 충전되는 제2 부화소 전압, 및 상기 제3 부화소 전극에 충전되는 제3 부화소 전압은 서로 다를 수 있다.
상기 제1 기준 전압선의 상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압선의 상기 제2 기준 전압은 일정한 크기를 갖고, 프레임 반전할 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 데이터선에 연결될 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 게이트선에 연결될 수 있다.
상기 제1 부화소 전압은 상기 제2 부화소 전압보다 크고, 상기 제2 부화소 전압은 상기 제3 부화소 전압보다 클 수 있다.
상기 제1 기준 전압선 또는 상기 제2 기준 전압선 중 적어도 하나는 상기 제1 게이트선 또는 상기 제2 게이트선과 동일한 방향으로 뻗을 수 있다.
상기 제1 기준 전압선 또는 상기 제2 기준 전압선 중 적어도 하나는 상기 제1 게이트선 또는 상기 제2 게이트선과 동일한 층에 위치할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호가 인가되는 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 데이터 신호가 인가되는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 제1 기준 전압이 인가되는 기준 전압선, 상기 제1 데이터선 또는 상기 제2 데이터선과 동일한 방향으로 뻗어 있는 차폐 전극선, 하나의 화소 영역에 포함된 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 중 어느 하나의 게이트선, 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이트선 중 어느 하나의 데이터선 및 상기 제3 부화소 전극에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자, 상기 제1 게이트선, 상기 기준 전압선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제4 스위칭 소자 그리고 상기 제1 게이트선, 상기 차폐 전극선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제5 스위칭 소자를 포함한다.
상기 차폐 전극선은 상기 제2 데이터선과 중첩할 수 있다.
상기 차폐 전극선은 상기 제1 부화소 전극, 상기 제2 부화소 전극 및 상기 제3 부화소 전극과 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 차폐 전극선은 공통 전압이 인가될 수 있다.
상기 제1 데이터선에 인가되는 제1 데이터 전압과 상기 제1 기준 전압선에 인가되는 제1 기준 전압은 공통 전압에 대해 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 제1 데이터선에 인가되는 상기 제1 데이터 전압과 상기 제2 기준 전압선에 인가되는 제2 기준 전압은 상기 공통 전압에 대하여 반대 극성을 가지거나 상기 제2 기준 전압선에 인가되는 상기 제2 기준 전압은 상기 공통 전압과 동일할 수 있다.
상기 제1 부화소 전극에 충전되는 제1 부화소 전압, 상기 제2 부화소 전극에 충전되는 제2 부화소 전압, 및 상기 제3 부화소 전극에 충전되는 제3 부화소 전압은 서로 다를 수 있다.
상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선은 프레임 반전할 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 데이터선에 연결될 수 있다.
상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 게이트선에 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 신규한 화소 구조를 적용하여 화소 영역을 3분할하고, 3개의 부화소 영역의 전압을 다르게 함으로써 측면 감마 곡선 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 2는 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 3은 도 2의 실시예에서 차폐 전극선을 나타내기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 5는 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 6은 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 7은 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전압에 따른 투과율 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 계조에 따른 투과율 변화를 나타내는 그래프이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "위"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호선 및 화소의 배치 그리고 그 구동 방법에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 등가 회로도이다. 도 1은 하나의 화소 영역을 나타내고 본 실시예에서 하나의 화소 영역을 나타내는 화소(PX)는 3개의 부화소 영역(SP1, SP2, SP3)를 포함한다. 화소(PX)는 상하좌우로 반복 배열될 수 있다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 신호선(Gn, Dn, C1, C2; n은 자연수)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(Dn), 그리고 소정의 기준 전압을 전달하는 복수 쌍의 기준 전압선(C1, C2)을 포함한다. 기준 전압선(C1, C2)은 서로 다른 극성의 기준 전압을 전달하는 제1 기준 전압선(C1)과 제2 기준 전압선(C2)을 포함한다. 제1 기준 전압선(C1)과 제2 기준 전압선(C2)에는 일정한 크기의 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 인가되며, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 프레임 별로 극성이 변화한다. 예를 들어, 공통 전압의 크기가 약 7.5V인 경우, 제1 기준 전압은 프레임 별로 약 15V 또는 약 0V의 값을 가지고, 제2 기준 전압은 이와 반대로 약 0V 또는 약 15V의 값을 가질 수 있다. 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 데이터 전압에 인가되는 최대 값보다 크거나 작을 수도 있다. 또한, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 공통 전압을 기준으로 양의 극성을 가지는 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과 공통 전압의 값의 차이는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 공통 전압을 기준으로 음의 극성을 가지는 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과 공통 전압의 값의 차이와 다를 수도 있다.
본 실시예에서 화소(PX)는 제1 게이트선(Gn), 제1 데이터선(Dn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제2 기준 전압선(C2), 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제3 스위칭 소자(Q3), 제4 스위칭 소자(Q4), 제5 스위칭 소자(Q5), 제1 액정 축전기(Clc_high)와 제2 액정 축전기(Clc_low), 제3 액정 축전기(Clc_middle) 그리고 복수의 유지 축전기(미도시)를 포함한다.
제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제3 스위칭 소자(Q3), 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 제4 스위칭 소자(Q4)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제5 스위칭 소자(Q5)는 제1 게이트선(Gn), 제2 기준 전압선(C2) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자에 연결되어 있다.
제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로써, 그 제어 단자는 제1 게이트선(Gn)에 연결되고, 입력 단자는 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자는 제1 부화소 전극(191a) 또는 제1 액정 축전기(Clc_high) 및 제4 스위칭 소자(Q4)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자는 제2 부화소 전극(191b) 또는 제2 액정 축전기(Clc_low) 및 제5 스위칭 소자(Q5)의 출력 단자에 연결되어 있다. 그리고, 제3 스위칭 소자(Q3)의 출력 단자는 제3 부화소 전극(191c) 또는 제3 액정 축전기(Clc_middle)에 연결되어 있다.
제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)의 제어 단자는 제1 게이트선(Gn)에 연결되고, 제4 스위칭 소자(Q4)의 입력 단자는 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 출력 단자는 제1 부화소 전극(191a) 또는 제1 액정 축전기(Clc_high)에 연결되어 있다. 그리고, 제5 스위칭 소자(Q5)의 입력 단자는 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 출력 단자는 제2 부화소 전극(191b) 또는 제2 액정 축전기(Clc_low)와 연결되어 있다.
제1 게이트선(Gn)에 게이트 온 신호가 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제3 스위칭 소자(Q3), 제4 스위칭 소자(Q4) 그리고 제5 스위칭 소자(Q5)가 턴 온 된다. 이에 따라, 제1 데이터선(Dn)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)를 통해 각각 제1 액정 축전기(Clc_high), 제2 액정 축전기(Clc_low)와 제3 액정 축전기(Clc_middle)의 한 단자인 부화소 전극(191a, 191b, 191c)에 인가된다. 이 때, 제1 액정 축전기(Clc_high), 제2 액정 축전기(Clc_low) 및 제3 액정 축전기(Clc_middle)는 동일한 전압으로 충전된다.
이와 동시에, 제1 액정 축전기(Clc_high)의 한 단자는 제4 스위칭 소자(Q4)의 출력 단자에 연결되어, 제4 스위칭 소자(Q4)를 통해, 제1 기준 전압선(C1)에 인가되는 제1 기준 전압에 의하여 승압된다. 이 때, 제1 기준 전압선(C1)에 인가되는 제1 기준 전압은 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압과 동일한 극성을 가지고, 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압보다 크기가 클 수 있다. 따라서, 제4 스위칭 소자(Q4)를 통하여, 상대적으로 높은 전압이 인가되는 제1 기준 전압선(C1)의 전압이 분압되어, 제1 액정 축전기(Clc_high)에 충전되는 전압은 제1 데이터선(Dn)을 통해 인가되는 데이터 전압보다 높은 값을 가지게 된다.
이와 동시에, 제2 액정 축전기(Clc_low)의 한 단자는 제5 스위칭 소자(Q5)의 출력 단자에 연결되어, 제5 스위칭 소자(Q5)를 통해, 제2 기준 전압선(C2)에 인가되는 제2 기준 전압에 의하여 강압된다. 이때, 제2 기준 전압선(C2)에 인가되는 제2 기준 전압은 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압과 반대 극성을 가지고, 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압보다 크기가 작을 수 있다. 따라서, 제5 스위칭 소자(Q5)를 통하여, 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 제2 기준 전압선(C2)의 전압이 분압되어, 제2 액정 축전기(Clc_high)에 충전되는 전압은 제1 데이터선(Dn)을 통해 인가되는 데이터 전압보다 작은 값을 가지게 된다.
제3 액정 축전기(Clc_middle)는 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압을 그대로 입력되기 때문에 제3 액정 축전기(Clc_middle)에 충전되는 전압은 제2 액정 축전기(Clc_low)에 충전되는 전압보다 크고, 제1 액정 축전기(Clc_high)에 충전되는 전압보다 작은 값을 가지게 된다.
앞에서 설명한 바와 같이 제1 액정 축전기(Clc_high)에 충전된 전압, 제2 액정 축전기(Clc_low) 및 제3 액정 축전기(Clc_middle)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clc_high)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clc_low)에 충전된 전압 및 제3 액정 축전기(Clc_middle)에 충전된 전압이 서로 다르므로 제1 부화소 영역(SP1), 제2 부화소 영역(SP2) 및 제3 부화소 영역(SP3)에서 액정 분자들이 기울어지는 각도가 다르게 되고, 이에 따라 세 부화소 영역의 휘도가 달라진다. 따라서, 제1 액정 축전기(Clc_high)에 충전된 전압, 제2 액정 축전기(Clc_low) 및 제3 액정 축전기(Clc_middle)을 적절히 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 측면 시인성을 개선할 수 있다.
도 2는 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
본 실시예에서 화소(PX)는 제1 게이트선(Gn), 제1 데이터선(Dn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제2 기준 전압선(C2), 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제3 스위칭 소자(Q3), 제4 스위칭 소자(Q4), 제5 스위칭 소자(Q5), 제1 액정 축전기(Clc_high)와 제2 액정 축전기(Clc_low), 제3 액정 축전기(Clc_middle) 그리고 복수의 유지 축전기(미도시)를 포함한다.
제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제3 스위칭 소자(Q3), 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 제4 스위칭 소자(Q4)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제5 스위칭 소자(Q5)는 제1 게이트선(Gn), 차폐 전극선(193) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자에 연결되어 있다.
도 2의 실시예는 도 1의 실시예와 달리 제5 스위칭 소자(Q5)가 제2 기준 전압선(C2) 대신 차폐 전극선(193)에 연결되어 있다. 이하, 도 3을 참고하여, 차폐 전극선(193)에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 실시예에서 차폐 전극선을 나타내기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 차폐 전극선(193)은 데이터선(171)과 중첩할 수 있다. 하부 표시판(100)에서는 하부 기판(110) 위에 게이트선(미도시)과 동일한 층에 제1 기준 전압선(C1) 또는 제2 기준 전압선(C2)이 위치할 수 있다. 도시하지 않았으나, 제1 기준 전압선(C1) 또는 제2 기준 전압선(C2)과 데이터선(171) 사이 및 데이터선(171)과 부화소 전극(191b) 또는 차폐 전극선(193) 사이에는 층간 절연층이 개재될 수 있다. 차폐 전극선(193)은 화소 전극의 일부인 부화소 전극(191b)와 동일한 층에 위치할 수 있다. 상부 표시판(200)에서는 상부 기판(210) 위에 데이터선(171)과 중첩하는 부분에 데이터선(171)보다 넓은 폭은 갖는 차광 부재(220)가 위치할 수 있다. 상부 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 하부 표시판(100)에 위치하는 부화소 전극(191b)과 액정 축전기를 형성한다. 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이에 액정층(3)이 위치하고, 액정층(3)에 형성된 전계에 의해 액정 분자가 기울어진다.
다시 도 2를 참고하면, 차폐 전극선(193)에는 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압과 동일한 전압이 인가될 수 있다. 제2 액정 축전기(Clc_low)의 한 단자는 제5 스위칭 소자(Q5)의 출력 단자에 연결되어, 제5 스위칭 소자(Q5)를 통해, 차폐 전극선(193)에 인가되는 공통 전압에 의하여 강압된다.
이상에서 설명한 차이점 외에 도 1의 실시예에서 설명한 내용은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 4는 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 4를 참고하면, 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 본 실시예에서 제3 스위칭 소자(Q3)는 제1 데이터선(Gn)과 이웃하는 제2 데이터선(Dn+1)과 연결되어 있다. 본 실시예에서, 제4 스위칭 소자(Q4)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제5 스위칭 소자(Q5)는 제1 게이트선(Gn), 제2 기준 전압선(C2) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자에 연결되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 제3 스위칭 소자(Q3)가 제2 데이터선(Dn+1)에 연결되는 차이점을 제외하고 대체로 도 1의 실시예와 동일하다. 따라서, 이러한 차이점 외에 도 1의 실시예에서 설명한 내용은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 5는 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 5를 참고하면, 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 본 실시예에서 제3 스위칭 소자(Q3)는 제1 게이트선(Gn)과 이웃하는 제2 게이트선(Gn+1)에 연결되고, 제1 데이터선(Gn)과 이웃하는 제2 데이터선(Dn+1)과 연결되어 있다. 본 실시예에서, 제4 스위칭 소자(Q4)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제5 스위칭 소자(Q5)는 제1 게이트선(Gn), 제2 기준 전압선(C2) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자에 연결되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 제3 스위칭 소자(Q3)가 제2 게이트선(Gn+1) 및 제2 데이터선(Dn+1)에 연결되는 차이점을 제외하고 대체로 도 1의 실시예와 동일하다. 따라서, 이러한 차이점 외에 도 1의 실시예에서 설명한 내용은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 6은 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 6을 참고하면, 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 본 실시예에서 제3 스위칭 소자(Q3)는 제1 데이터선(Gn)과 이웃하는 제2 데이터선(Dn+1)과 연결되어 있다. 본 실시예에서, 제4 스위칭 소자(Q4)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제5 스위칭 소자(Q5)는 제1 게이트선(Gn), 차폐 전극선(193) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자에 연결되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 제3 스위칭 소자(Q3)가 제2 데이터선(Dn+1)에 연결되는 차이점을 제외하고 대체로 도 2의 실시예와 동일하다. 따라서, 이러한 차이점 외에 도 2의 실시예에서 설명한 내용은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 7은 도 1의 실시예를 변형한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 7을 참고하면, 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 본 실시예에서 제3 스위칭 소자(Q3)는 제1 게이트선(Gn)과 이웃하는 제2 게이트선(Gn+1)에 연결되고, 제1 데이터선(Gn)과 이웃하는 제2 데이터선(Dn+1)과 연결되어 있다. 본 실시예에서, 제4 스위칭 소자(Q4)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제5 스위칭 소자(Q5)는 제1 게이트선(Gn), 차폐 전극선(193) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 출력 단자에 연결되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 제3 스위칭 소자(Q3)가 제2 게이트선(Gn+1) 및 제2 데이터선(Dn+1)에 연결되는 차이점을 제외하고 대체로 도 2의 실시예와 동일하다. 따라서, 이러한 차이점 외에 도 2의 실시예에서 설명한 내용은 본 실시예에 적용될 수 있다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참고하여, 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전압에 따른 투과율 변화에 대하여 설명한다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전압에 따른 투과율 변화를 나타내는 그래프이다.
본 실험예에서는 제1 비교 대상의 액정 표시 장치로써, 화소 전극을 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극으로 구분한 후, 제2 부화소 전극에 인가되는 전압을 분압하여, 제2 부화소 전극의 전압을 입력된 데이터 전압보다 낮게 조절하도록 형성한 경우에서, 제1 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압에 따른 투과율 변화(H1)와 제2 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압에 따른 투과율 변화(L1)를 도 8에 나타내었다. 또한, 제2 비교 대상의 액정 표시 장치로써, 화소 전극을 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극으로 구분한 후, 제1 부화소 전극의 전압을 입력된 데이터 전압보다 높게 조절하도록 형성한 경우에서, 제1 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압에 따른 투과율 변화(H2)와 제2 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압에 따른 투과율 변화(L2)를 도 9에 나타내었다.
먼저 도 8을 참고하면, 데이터선을 통해 동일한 데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극 중 제2 부화소 전극의 전압이 일정한 값만큼 낮아지게 된다. 따라서, 입력되는 데이터 전압의 값이 상대적으로 낮은 경우, 예를 들어, 데이터 전압이 약 4V 이하인 경우, 전체 투과율은 제1 부화소 전극(H1)의 투과율에만 의존하게 된다. 따라서, 저계조 영역, 예를 들어, 약 20 그레이(20G) 까지는 투과율의 변화가 거의 없어, 계조 표현이 불가능함을 알 수 있었다. 또한, 약 20 그레이(20G)부터 약 40 그레이(40G) 영역까지, 인가되는 데이터 전압에 따른 투과율 증가율이 커져서, 투과율이 갑자기 상승함으로 인해, 화면이 흰색으로 보여지는 현상이 발생할 수 있음을 알 수 있었다. 이처럼, 저계조 영역에서는 데이터 전압에 따른 그레이 표현이 어려움을 알 수 있었다. 또한, 고계조 영역, 예를 들어, 데이터 전압이 약 6.7V 이상인 경우, 제2 부화소 전극의 전압에 따른 투과율이 감소하게 되어, 액정 표시 장치의 전체 투과율은 입력된 데이터 전압에 비하여 낮다. 따라서, 구동 전압에 비하여 액정 표시 장치의 투과율 효율이 낮아지게 된다.
그러면, 도 9를 참고하면, 데이터선을 통해 동일한 데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극 중 제1 부화소 전극의 전압이 일정한 값만큼 높아지게 된다. 따라서, 저계조 영역에서도 인가된 데이터 전압에 따른 투과율 변화가 명확하여, 저계조에서도 그레이 표현이 가능함을 알 수 있었다.
그러면, 도 10을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실험예에 따른 계조에 따른 투과율 변화에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치의 계조에 따른 투과율 변화를 나타내는 그래프이다.
본 실험예에서는 정면에서의 계조별 투과율 변화(X), 제1 비교 대상의 액정 표시 장치로써, 화소 전극을 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극으로 구분한 후, 제2 부화소 전극에 인가되는 전압을 분압하여, 제2 부화소 전극의 전압을 입력된 데이터 전압보다 낮게 조절하도록 형성한 경우에서 측면에서의 계조별 투과율 변화((A1), 제2 비교 대상의 액정 표시 장치로써, 화소 전극을 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극으로 구분한 후, 제1 부화소 전극의 전압을 입력된 데이터 전압보다 높게 조절하도록 형성한 경우에 대한 계조별 투과율 변화(A2)를 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이, 하나의 화소를 3분할하고 제1 부화소 전극에 인가된 전압을 입력된 데이터 전압보다 높고, 제2 부화소 전극에 인가된 전압을 입력된 데이터 전압보다 낮으며, 제3 부화소 전극에 인가된 전압은 입력된 데이터 전압과 동일하게 조절하도록 형성한 경우에 대한 계조별 투과율 변화(E)를 측정하여 도 10에 나타내었다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 영역 1에서 제1 비교 대상(Y1)에서 발생하는 문제인 명암비 및 색대비비가 떨어져서 이미지가 뿌옇게 보이는 현상이 개선되고, 제2 비교 대상(Y2)에서 발생하는 문제인 그래프가 갑자기 아래로 떨어지는 구간을 나타내는 범프 현상이 완화되어 색상 왜곡 현상이 개선된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 영역 2에서 제2 비교 대상(Y2)에서 발생하는 문제인 측면 감마가 누워있다가 갑자기 급경사를 이룸에 따른 고계조 이미지 왜곡이 심해지는 것이 개선될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110, 210 기판 171 데이터선
180 보호막 191a, 191b, 191c 부화소 전극
193 차폐 전극 220 차광 부재
270 공통 전극

Claims (20)

  1. 게이트 신호가 인가되는 제1 게이트선 및 제2 게이트선,
    데이터 신호가 인가되는 제1 데이터선 및 제2 데이터선,
    서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 각각 인가되는 제1 기준 전압선 및 제2 기준 전압선,
    하나의 화소 영역에 포함된 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극,
    상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자,
    상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자,
    상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 중 어느 하나의 게이트선, 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이터선 중 어느 하나의 데이터선 및 상기 제3 부화소 전극에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자,
    상기 제1 게이트선, 상기 제1 기준 전압선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제4 스위칭 소자 그리고
    상기 제1 게이트선, 상기 제2 기준 전압선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제5 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 기준 전압선에 인가되는 상기 제1 기준 전압은 상기 제1 데이터선에 인가되는 제1 데이터 전압과 같은 극성을 가지고, 상기 제1 기준 전압의 크기는 상기 제1 데이터 전압보다 크고,
    상기 제2 기준 전압선에 인가되는 상기 제2 기준 전압은 상기 제1 데이터 전압과 다른 극성을 가지고, 상기 제2 기준 전압의 크기는 상기 제1 데이터 전압보다 작은 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극에 충전되는 제1 부화소 전압, 상기 제2 부화소 전극에 충전되는 제2 부화소 전압, 및 상기 제3 부화소 전극에 충전되는 제3 부화소 전압은 서로 다른 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 기준 전압선의 상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압선의 상기 제2 기준 전압은 일정한 크기를 갖고, 프레임 반전하는 액정 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 데이터선에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 게이트선에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제4항에서,
    상기 제1 부화소 전압은 상기 제2 부화소 전압보다 크고, 상기 제2 부화소 전압은 상기 제3 부화소 전압보다 큰 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 기준 전압선 또는 상기 제2 기준 전압선 중 적어도 하나는 상기 제1 게이트선 또는 상기 제2 게이트선과 동일한 방향으로 뻗어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 기준 전압선 또는 상기 제2 기준 전압선 중 적어도 하나는 상기 제1 게이트선 또는 상기 제2 게이트선과 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  11. 게이트 신호가 인가되는 제1 게이트선 및 제2 게이트선,
    데이터 신호가 인가되는 제1 데이터선 및 제2 데이터선,
    기준 전압이 인가되는 기준 전압선,
    상기 제1 데이터선 또는 상기 제2 데이터선과 동일한 방향으로 뻗어 있는 차폐 전극선,
    하나의 화소 영역에 포함된 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극,
    상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자,
    상기 제1 게이트선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자,
    상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 중 어느 하나의 게이트선, 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이트선 중 어느 하나의 데이터선 및 상기 제3 부화소 전극에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자,
    상기 제1 게이트선, 상기 기준 전압선 및 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제4 스위칭 소자 그리고
    상기 제1 게이트선, 상기 차폐 전극선 및 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제5 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 기준 전압선에 인가되는 상기 기준 전압은 상기 제1 데이터선에 인가되는 제1 데이터 전압과 같은 극성을 가지고, 상기 기준 전압의 크기는 상기 제1 데이터 전압보다 크고,
    상기 차폐 전극은 공통 전압을 인가받는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 차폐 전극선은 상기 제2 데이터선과 중첩하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 차폐 전극선은 상기 제1 부화소 전극, 상기 제2 부화소 전극 및 상기 제3 부화소 전극과 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제12항에서,
    상기 제1 부화소 전극에 충전되는 제1 부화소 전압, 상기 제2 부화소 전극에 충전되는 제2 부화소 전압, 및 상기 제3 부화소 전극에 충전되는 제3 부화소 전압은 서로 다른 액정 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 제17항에서,
    상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 데이터선에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 제3 스위칭 소자는 상기 제2 게이트선에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
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