KR20070055060A

KR20070055060A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20070055060A
Application number: KR1020050113336A
Authority: KR
Inventors: 다케시타후사유키
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-05-30

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 행렬로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치로서, 상기 각 화소는, 제1 부화소, 상기 제1 부화소와 분리되어 있는 제2 부화소, 그리고 한 색상의 색필터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 부화소는 렌더링(rendering) 구동된다.

렌더링, 2TFT, 해상도, 측면 시인성

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도.

도 5 및 도 6은 도 4에 도시한 액정 표시판 조립체를 Ⅴ-Ⅴ 및 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 잘라 도시한 단면도.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배열을 도시하는 개략도.

도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "A"자를 도시한 도면.

도 8b는 도 8a의 일부를 확대한 도면.

도 9a는 종래 기술의 한 예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "A"자를 도시한 도면.

도 9b는 도 9a의 일부를 확대한 도면.

도 10a는 종래 기술의 다른 예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "A"자를 도시한 도면.

도 10b는 도 10a의 일부를 확대한 도면.

도 11a는 종래 기술의 다른 예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "A"자를 도시한 도면.

도 11b는 도 11a의 일부를 확대한 도면.

도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "木"자를 도시한 도면.

도 12b는 종래 기술의 다른 예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "木"자를 도시한 도면.

도 12c는 종래 기술의 다른 예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "木"자를 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도.

<도면 부호의 설명>

12, 22: 편광판 11, 21: 배향막

81, 81a, 81b, 82: 접촉 보조 부재 110, 210: 기판

121, 121a, 121b, 129a, 129b: 게이트선

124, 124a, 124b: 게이트 전극 131: 유지 전극선

137: 유지 전극 140: 게이트 절연막

154, 154a, 154b: 반도체

163a, 165a, 163b, 165b: 저항성 접촉 부재

171, 179: 데이터선 173a, 173b: 소스 전극

175a, 175b, 177a, 177b: 드레인 전극 180: 보호막

181, 181a, 181b, 182, 185a, 185b: 접촉 구멍

191, 191a, 191b: 화소 전극 220: 차광 부재

230: 색필터 250: 덮개막

270: 공통 전극 300: 액정 표시판 조립체

400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부

600: 신호 제어부 800: 계조 전압 생성부

본 발명은 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 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치는 화소 전극과 적색, 녹색, 청색의 색필터가 형성되어 있는 다수의 화소를 가지며, 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 각 화소들이 구동되어 표시 동작이 이루어진다. 배선에는 게이트 신호를 전달하는 게이트선, 데이터 신호를 전달하는 데이터선이 있으며, 각 화소는 하나의 게이트선 및 하나의 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며 이를 통하여 화소에 형성되어 있는 화소 전극에 전달되는 화상 신호가 제어된다.

이러한 액정 표시 장치는 점점 대형화되어 표시 장치로부터 근거리에서 문자 또는 화상이 엉성하게 보일 수 있다. 이에 따라 신호선의 수효를 증가시키고 화소의 크기를 작게 하려는 시도가 있었으나 이는 가로 및 세로의 주사선 수가 증가하여 비용이 많이 들고, 투과율이 크게 감소된다. 투과율의 감소를 방지하기 위해서 배선의 폭을 작게 할 수도 있지만 이 또한 미세 가공에 따른 비용이 증가한다.

이에 따라, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화소 크기를 줄이지 않고 표시되는 문자나 화상을 깨끗하게 표현하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 행렬로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치로서, 상기 각 화소는, 제1 부화소, 상기 제1 부화소와 분리되어 있는 제2 부화소, 그리고 한 색상의 색필터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 부화소는 렌더링(rendering) 구동된다.

상기 제1 부화소는 제1 부화소 전극을 포함하고, 상기 제2 부화소는 상기 제1 부화소 전극과 함께 화소 전극을 이루는 제2 부화소 전극을 포함할 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 면적은 서로 다를 수 있다.

상기 제1 부화소 전극의 면적과 상기 제2 부화소 전극의 면적비는 1:9 내지 9:1일 수 있다.

상기 제1 부화소 전극의 면적과 상기 제2 부화소 전극의 면적비는 3:7 에서 7:3일 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 전압은 서로 다를 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 하나의 영상 정보로부터 얻어진 서로 다른 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 신호선, 상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제2 신호선, 그리고 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며 상기 제1 및 제2 신호선과 교차하는 제3 신호선을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터는 각각 상기 제1 및 제2 신호선으로부터의 신호에 따라 턴온되어 상기 제3 신호선으로부터의 신호를 전달할 수 있다.

상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터는 각각 상기 제3 신호선으로부터의 신호에 따라 턴온되어 상기 제1 및 상기 제2 신호선으로부터의 신호를 전달할 수 있다.

상기 제1 및 제2 부화소 전극은 서로 용량성 결합되어 있을 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 신호선, 그리고 상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하는 제2 신호선을 더 포함할 수 있다.

상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극, 그리고 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 들어 있으며, 액정 분자로 이루어져 있는 액정층을 더 포함하고, 상기 액정 분자는 상기 화소 전극에 수직하게 배향되어 있으며, 음의 이방성 유전율을 갖을 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 각각 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 제1 및 제2 부화소는 렌더링 구동되며, 상기 렌더링 구동은, 영상 데이터를 공급받는 단계, 상기 영상 데이터를 제1 및 제2 부화소에 따라 선택적으로 렌더링하는 단계, 그리고 상기 선택적으로 렌더링된 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 상기 제1 및 제2 부화소 전극에 각각 인가하는 단계를 포함한다.

상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 면적은 서로 다를 수 있다.

상기 제1 부화소의 면적과 상기 제2 부화소의 면적비는 1:9 내지 9:1일 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(도시하지 않음)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함하며, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb)를 포함한다. 두 부화소 중 적어도 하나는 게이트선, 데이터선 및 액정 축전기(Clca, Clcb)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함한다.

액정 축전기(Clca/Clcb)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEa/PEb)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 부화소 전극(PEa/PEb)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 한 쌍의 부화소 전극(PEa, PEb)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 상부 표시판(200)의 영역에 기 본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(CF)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEa, PEb) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다. 직교 편광자인 경우 전기장이 없는 액정층(3)에 들어온 입사광을 차단한다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 복수의 계조 전압(또는 기준 계조 전압)을 생성한다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호(Vg)를 게이트선에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 도 3 내지 도 6 및 앞에서 설명한 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수 쌍의 게이트선(GLa, GLb), 복수의 데이터선(DL) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 각 부화소(PXa/PXb)는 각각 해당 게이트선(GLa/GLb) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Qa/Qb)와 이에 연결된 액정 축전기(Clca/Clcb), 그리고 스위칭 소자(Qa/Qb) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(storage capacitor)(Csta/Cstb)를 포 함한다.

각 스위칭 소자(Qa/Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GLa/GLb)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca/Clcb) 및 유지 축전기(Csta/Cstb)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clca/Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta/Cstb)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Csta, Cstb)는 부화소 전극(PEa, PEb)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

액정 축전기(Clca, Clcb) 등에 대해서는 앞에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치에서는, 신호 제어부(600)가 한 화소(PX)에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)를 수신하여 두 부화소(PXa, PXb)에 대한 출력 영상 신호(DAT)로 변환하여 데이터 구동부(500)에 전송할 수 있다. 이와는 달리, 계조 전압 생성부(800)에서 두 부화소(PXa, PXb)에 대한 계조 전압 집합을 따로 만들고 이를 번갈아 데이터 구동부(500)에 제공하거나, 데이터 구동부(500)에서 이를 번갈아 선택함으로써, 두 부화소(PXa, PXb)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 단, 이때 두 부화소(PXa, PXb)의 합성 감마 곡선이 정 면에서의 기준 감마 곡선에 가깝게 되도록 영상 신호를 보정하거나 계조 전압 집합을 만드는 것이 바람직하다. 예를 들면 정면에서의 합성 감마 곡선은 이 액정 표시판 조립체에 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다.

도 3에 도시한 액정 표시판 조립체의 한 예에 대하여 도 4 내지 도 6, 그리고 앞서 설명한 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도이고, 도 5및도 6은 각각 도 4에 도시한 액정 표시판 조립체를 Ⅴ-Ⅴ 및 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 복수의 유지 전극선(storage electrode lines)(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.

제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 게이트 신호를 전달하고 주로 가로 방향으로 뻗으며, 각각 위쪽 및 아래쪽에 위치한다.

제1 게이트선(121a)은 아래로 돌출한 복수의 제1 게이트 전극(gate electrode)(124a)과 다른 층 또는 게이트 구동부(400)와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 제2 게이트선(121b)은 위로 돌출한 복수의 제2 게이트 전극(124b)과 다른 층 또는 게이트 구동부(400)와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 구동부(400)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121a, 121b)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

유지 전극선(131)은 공통 전압(Vcom) 등 소정의 전압을 인가 받으며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 유지 전극선(131)은 제1 게이트선(121a)과 제2 게이트선(121b) 사이에 위치한다. 각 유지 전극선(131)은 아래위로 연장되고, 다시 확장된 유지 전극(storage electrode)(137a, 137b)을 포함한다. 그러나 유지 전극(137a, 137b)을 비롯한 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131)는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접 촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 도전체(121a, 121b, 131)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 제1 및 제2 섬형 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다. 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)는 각각 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b) 위에 위치한다.

각각의 제1 반도체(154a) 위에는 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 165a)가 형성되어 있고, 각각의 제2 반도체(154b) 위에도 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163a, 165a)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.

반도체(154a, 154b)와 저항성 접촉 부재(163b, 165b)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30° 내지 80° 정도이다.

저항성 접촉 부재(163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 각각 뻗은 복수 쌍의 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)과 다른 층 또는 데이터 구동부(500)와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 구동부(500)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 서로 분리되어 있고 데이터선(171)과도 분리되어 있다. 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 제1/제2 게이트 전극(124a/124b)을 중심으로 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 마주하며, 넓은 한 쪽 끝 부분(177a/177b)과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175a)의 넓은 끝 부분(177a)이 제2 드레인 전극(175b)의 넓은 끝 부분(177b)보다 면적이 더 크다. 넓은 끝 부분(177a, 177b)은 유지 전극(137a, 137b)과 각각 중첩하며, 막대형 끝 부분은 구부러진 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)으로 일부 둘러싸여 있다.

제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 제1/제2 반도체(154a/154b)와 함께 제1/제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb)를 이루며, 제1/제2 박막 트랜지스터(Qa/Qb)의 채널(channel)은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 제1/제2 드레인 전극(175a/175b) 사이의 제1/제2 반도체(154a/154b)에 형성된다. 제1/제2 박막 트랜지스터(Qa/Qb)는 모두 데이터선(171)의 오른쪽에 위치한다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b)는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 175a, 175b)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(163a, 165a)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터 도전체(171, 175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171, 175a, 175b)로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터 도전체(171a, 171b, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 유기 절연물은 4.0 이하의 유전 상수를 가지는 것이 바람직하고, 감광성(photosensitivity)을 가질 수도 있다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154a, 154b) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)의 넓은 끝 부분(177a, 177b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.

화소 전극(191)은 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함한다. 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 면적은 서로 다르다. 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 면적비는 1:9 내지 9:1로 할 수 있으며, 3:7 에서 7:3인 것이 바람직하다.

제1 부화소 전극(191a)은 데이터선(171) 거의 나란한 세로변 및 게이트선(121)과 빗각을 이루는 한쌍의 굴곡변을 가지며 대략 갈매기 모양이다. 한 쌍의 굴곡변은 게이트선(121)과 예각을 이루며 만나는 오목한 왼쪽 변과 가로 변과 둔각을 이루며 만나는 볼록한 오른쪽 변을 포함한다. 제1 부화소 전극(191a)의 굴곡변은 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이룬다. 한 쌍의 굴곡변의 모서리는 모따기되어 있다. 제1 부화소 전극(191a)은 화소 전극(191)의 중앙부를 가로질러 이등분하는 유지 전극선(131)에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.

제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)와 행 방향으로 이웃하며 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 거의 평행한 네 개의 주 변을 가지며 왼쪽 모퉁이가 모따기되어 있다. 화소 전극(191)의 모딴 빗변은 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이룬다. 또한 제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)과 인접하는 변에 제1 부화소 전극(191a)의 굴곡부와 거의 평행하게 형성되어 있는 굴곡부를 포함한다.

제2 부화소 전극(191b)에는 제1 상부 절개부(91a), 제1 하부 절개부(91b), 제2 상부 절개부(92a) 및 제2 하부 절개부(92b)가 형성되어 있으며, 제2 부화소 전극(192b)은 이들 절개부(91a-92b)에 의하여 복수의 영역(partition)으로 분할된다. 절개부(91a-92b)는 화소 전극(191)을 이등분하는 유지 전극선(131)에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.

하부 및 상부 절개부(91a-92b)는 대략 화소 전극(191)의 왼쪽 변에서부터 오른쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 유지 전극선(131)에 대하여 하반부와 상반부 에 각각 위치하고 있다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이루며 서로 수직으로 뻗어 있다.

따라서, 제2 부화소 전극(191b)의 하반부는 제1 및 제2 하부 절개부(91b, 92b)에 의하여 세 개의 영역(partition)으로 나뉘고, 상반부 또한 제1 및 제2 상부 절개부(91a, 92a)에 의하여 세 개의 영역으로 분할된다. 이 때, 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소 전극(191)의 크기, 화소 전극(191)의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라질 수 있다.

제1 부화소 전극(191a)은 접촉 구멍(185a)을 통하여 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있으며, 제2 부화소 전극(191b)는 접촉 구멍(185b)을 통하여 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있어, 각 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191a, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

제2 부화소 전극(191b) 및 이와 연결된 제2 드레인 전극(175b)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 유지 전극(137)과 중첩하여 유지 축전기(Cst)를 이루며, 유지 축전기(Cst)는 액정 축전기(Clca/Clcb)의 전압 유지 능력을 강화한다.

접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선 (121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 끝 부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

다음, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)의 굴곡변에 대응하는 굴곡부(도시하지 않음)와 박막 트랜지스터에 대응하는 사각형 부분(도시하지 않음)을 포함할 수 있으며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막고 화소 전극(191)과 마주하는 개구 영역을 정의한다.

기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.

색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 유기 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.

덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어지며 복수의 절개부(71-75)를 가진다.

하나의 절개부(71, 72a, 72b, 73a, 73b) 집합은 하나의 화소 전극(191)과 마주하며 제1 절개부(71), 제1 상부 절개부(72a), 제1 하부 절개부(72b), 제2 상부 절개부(73a) 및 제2 하부 절개부(73b)를 포함한다. 절개부(71-73b) 각각은 화소 전극(191)의 인접 절개부(91a-92b) 사이 또는 화소 전극(191)의 인접 절개부(91a-91b)와 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 경계부 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(71-73b)는 화소 전극(191)의 절개부(91a-92b)와 거의 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부를 포함하며, 각 사선부에는 움푹 팬 적어도 하나의 노치(notch)가 있다. 절개부(71-73b)는 유지 전극선(131)에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.

절개부(71-73b)의 수효 또한 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(71-73b)와 중첩하여 절개부(71-73b) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.

표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(11, 21)이 형성되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.

표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(12, 22)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교하며 부화소 전극(191a, 191b)의 빗변과 대략 45°의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.

액정 표시 장치는 편광자(12, 22), 위상 지연막, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.

절개부(71-73b)는 돌기(protrusion)(도시하지 않음)나 함몰부(depression)(도시하지 않음)로 대체할 수 있다. 돌기는 유기물 또는 무기물로 만들어질 수 있고 전기장 생성 전극(191, 270)의 위 또는 아래에 배치될 수 있다.

이제, 도 1 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 출력한다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 정해진 수효의 값(또는 계조)을 가진다

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 액정 표시판 조립체(300)에 데이터 신호(Vd)를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호(Vd)의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 화소에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호(Vd)로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(171)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(121a, 121b)에 인가하여 이 게이트선(121a, 121b)에 연결된 스위칭 소자(Q1, Q2)를 턴온시킨다. 그러면 데이터선(171)에 인가된 데이터 신호(Vd)가 턴온된 스위칭 소자(Q1, Q2)를 통하여 해당 부화소(PX1, PX2)에 인가된다.

이렇게 액정 축전기(Clca, Clcb)의 양단에 전위차가 생기면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 주 전기장(전계)(primary electric field)이 액정층(3)에 생성된다. [앞으로 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)을 아울러 "전기장 생성 전극(field generating electrode)"라 한다.] 그러면 액정층(3)의 액정 분자들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 기울어지며, 액정 분자가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라진다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나며 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.

액정 분자가 기울어지는 각도는 전기장의 세기에 따라 달라지는데, 두 액정 축전기(Clca, Clcb)의 전압이 서로 다르므로 액정 분자들이 기울어진 각도가 다르고 이에 따라 두 부화소의 휘도가 다르다. 따라서 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압을 적절하게 맞추면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 할 수 있으며, 즉 측면 감마 곡선을 정면 감마 곡선에 최대한 가깝게 할 수 있으며, 이렇게 함으로써 측면 시인성을 향상할 수 있다.

또한 높은 전압을 인가 받는 제1 부화소 전극(191a)의 면적을 제2 부화소 전극(191b)의 면적보다 작게 하면 측면 감마 곡선을 정면 감마 곡선에 더욱 가깝게 할 수 있다. 특히 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 면적비가 도 4a 내지 도 7b에 도시한 바와 같이 대략 1:2 내지 1:3인 경우 측면 감마 곡선이 정면 감마 곡선에 더욱더 가깝게 되어 측면 시인성이 더욱 좋아진다.

액정 분자들이 기울어지는 방향은 일차적으로 전기장 생성 전극(191, 270)의 절개부(71-75, 91-93)와 부화소 전극(191a, 191b)의 변이 주 전기장을 왜곡하여 만들어내는 수평 성분에 의하여 결정된다. 이러한 주 전기장의 수평 성분은 절개부(71-75, 91-93)의 변과 부화소 전극(191a, 191b)의 변에 거의 수직이다.

부화소 전극(191a, 191b)은 절개부(71-73b, 91a-92b)에 의하여 다수의 부영역(sub-area)으로 나뉘며, 각 부영역은 절개부(71-73b, 91a-92b)의 굴곡부 및 부화소 전극(191a, 191b)의 굴곡변에 의하여 정의되는 두 개의 주변(major edge)을 가진다. 각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

한편, 부화소 전극(191a, 191b) 사이의 전압 차에 의하여 부차적으로 생성되는 부 전기장(secondary electric field)의 방향은 부영역의 주 변과 수직이다. 따라서 부 전기장의 방향과 주 전기장의 수평 성분의 방향과 일치한다. 결국 부화소 전극(191a, 191b) 사이의 부 전기장은 액정 분자들의 경사 방향의 결정을 강화하는 쪽으로 작용한다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에 서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 묶음의 화소에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

한편, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)는각각 렌더링(rendering) 구동을 한다. 이하 도 7 내지 도 12c를 참고하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 부화소의 배치를 도시하는 도면이며, 도8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "A"자를 표시한 모습을 도시하는 도면이며, 도 9a, 도 10a, 도 11a는 각각 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 "A"자를 표시한 모습을 도시하는 도면이며, 도 8b, 도 9b, 도 10b, 도 11b는 각각 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a의 일부를 확대한 도면이며, 도 12a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "木"자를 표시한 도면이며, 도 12b 및 도 12c는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 표시한 "木"자를 표시한 도면이다.

렌더링 구동이란 특정 형상으로 이루어진 화상을 표시하기 위하여 특정 화소가 구동되는 경우, 특정 화소 만을 구동시키지 않고, 구동하고자 하는 특정 화소 주변의 주변 화소를 구동시켜 특정 화소가 구동되는 효과를 나타내고, 해당하는 특정 화상이 자연스럽게 표시되도록 하는 것이다. 본 실시예에서는 이러한 렌더링 구동이 화소 단위(PX) 별이 아닌 부화소(PXa, PXb) 별로 행해진다.

예를 들어 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정 표시판 조립 체는 도 7과 같이 적색 색필터, 녹색 색필터, 청색 색필터를 구비하는 화소(PX)가 행 방향 및 열 방향으로 6개 배열되어 있다. 각 화소(PX)는 서로 분리되어 있으며 면적이 서로 다른 제1 및 제2 부화소 전극(PXa, PXb)를 포함한다.

이러한 액정 표시 장치에서 각 화소에 해당하는 영상 데이터가 인가되면 이를 제1 및 제2 부화소에 따라 서로 다른 데이터 전압으로 나누어 달리 인가한다. 이를 녹색 색필터를 구비하는 화소 중 첫번째 열에 있는 화소를 기준으로 설명한다. 첫번째 열에 있는 녹색 색필터 구비 화소 중 제2 부화소(Gb1)(이하 "기준 부화소"라 한다)에 특정 계조가 표시되어야 하는 경우, 기준 부화소(Gb1)를 기준으로 그 주변의 부화소(Ra1, Rb1, Ga1, Ba1, Bb1, Ba2, Ga2, Ra2)를 모두 구동시켜 기준 부화소(Gb1)에 인가되는 영상 데이터를 보정하여 기준 부화소(Gb1)의 특정 계조를 표시한다.

제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)에 각각 인가되는 데이터 전압은, 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)에 인가되는 데이터 전압을 평균한 값이 전체 화소(PX)가 표현하고자 하는 계조에 해당하는 영상 데이터가 되도록 한다. 이렇게 기준 부화소(Gb1)도 표시하고자 하는 목표 계조에 따라 데이터 전압이 정해지는데 본 발명에서는 이를 그대로 기준 부화소(Gb1)에 인가하는 것이 아니라, 예를 들어 1/2 만이 기준 부화소(Gb1)에 인가하고, 나머지 1/2은 기준 부화소(Gb1)의 주변 부화소(Ra1, Rb1, Ga1, Ba1, Bb1, Ba2, Ga2, Ra2)에 나누어 인가하도록 영상 데이터 전압을 보정한다. 이 때 기준 부화소의 주변 부화소는 열 방향, 행 방향 및 대각선 방향의 총 8개의 부화소가 모두 구동될 수도 있고, 열 방향 및 행 방향의 총 4개의 부화소만 구동될 수도 있다. 또한 데이터 전압을 보정하는 수치는 여러 가지 실시예에 따라 다양하게 채택될 수 있으며, 구동되는 주변 부화소의 위치 및 개수는 다양하게 채택될 수 있다.

도 8a 및 도 8b를 참고하면, 부화소를 기준으로 렌더링 구동하여 표시하는 경우 문자의 사선 표현이 보다 매끄러워 진다. 도 8a의 원을 확대하여 도시한 도 8b를 살펴보면 이를 더욱 확실히 알 수 있다. 이에 반하여 도 9a 내지 도 11b에 도시한 바와 같이 종래 기술의 액정 표시 장치에서는 화소의 톱니 모양감이 쉽게 인지되어 문자의 사선 표현이 매끄럽지 못하다.

또한 도 12a를 참고하면, 문자의 곡선 부분이 부화소 단위로 표현되어 보다 매끄럽지만, 도 12b 및 도 12c의 경우에는 문자의 곡선 부분이 원래 곡선형을 제대로 표현하지 못하고 선의 연결감이 떨어진다.

즉 본 발명의 실시예와 같이 부화소를 단위로 렌더링 구동하면 화소 자체를 작게 구성하지 않고도 매끄럽게 문자 및 영상을 표현할 수 있다.

그러면 도 13과 앞에서 설명한 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 13을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수의 게이트선(GL), 복수 쌍의 데이터선(DLa, DLb) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 각 부화소(PXa/PXb)는 각각 해당 게이트선(GL) 및 데이터선(DLa/DLb)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Qa/Qb)와 이에 연결된 액정 축전기(Clca/Clcb), 그리고 스위칭 소자(Qa/Qb) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(storage capacitor)(Csta/Cstb)를 포함한다.

각 스위칭 소자(Qa/Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DLa/DLb)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca/Clcb) 및 유지 축전기(Csta/Cstb)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clca, Clcb)와 유지 축전기(Csta, Cstb) 및 이와 같은 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치의 동작 등에 대해서는 앞선 실시예와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 단, 도 8에 도시한 액정 표시 장치에서는 한 화소(PX)를 이루는 두 부화소(PXa, PXa))가 시차를 두고 데이터 전압을 인가 받는 반면, 본 실시예에서는 두 부화소(PXa, PXb)가 동일한 시간에 데이터 전압을 인가 받는다.

다음, 도 14와 앞에서 설명한 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 14을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수의 게이트선 (GL)과 복수의 데이터선(DL)을 포함하는 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)와 두 부화소(PXa, PXb) 사이에 연결되어 있는 결합 축전기(Ccp)를 포함한다.

제1 부화소(PXa)는 해당 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 제1 액정 축전기(Clca) 및 유지 축전기(Cst)를 포함하며, 제2 부화소(PXb)는 결합 축전기(Ccp)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcb)를 포함한다.

스위칭 소자(Q) 또한 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca), 유지 축전기(Csta) 및 결합 축전기(Ccp)와 연결되어 있다.

스위칭 소자(Q)는 게이트선(GL)으로부터의 게이트 신호에 따라 데이터선(DL)으로부터의 데이터 전압을 제1 액정 축전기(Clca) 및 결합 축전기(Ccp)에 인가하고, 결합 축전기(Ccp)는 이 전압을 그 크기를 바꾸어 제2 액정 축전기(Clcb)에 전달한다.

유지 축전기(Csta)에 공통 전압(Vcom)이 인가되고 축전기(Clca, Csta, Clcb, Ccp)와 그 정전 용량을 동일한 도면 부호로 나타낸다고 하면, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압(Va)과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압(Vb)은 다음과 같은 관계를 가진다.

Vb=Va×[Ccp/(Ccp+Clcb)]

Ccp/(Ccp+Clcb)의 값이 1보다 작기 때문에 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압(Vb)은 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압(Va)에 비하여 항상 작다. 이 관계는 유지 축전기(Csta)에 인가된 전압이 공통 전압(Vcom)이 아니라도 마찬가지로 성립한다.

제1 액정 축전기(Clca) 전압(Va)과 제2 액정 축전기(Clcb) 전압(Vb)의 적정한 비율은 결합 축전기(Ccp)의 정전 용량을 조절함으로써 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 화소 자체의 크기를 줄이지 않고도 문자나 영상의 선을 깨끗하게 표현할 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.

Claims

행렬로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치로서,

상기 각 화소는,

제1 부화소,

상기 제1 부화소와 분리되어 있는 제2 부화소, 그리고

한 색상의 색필터

를 포함하고,

상기 제1 및 제2 부화소는 렌더링(rendering) 구동되는

액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 부화소는 제1 부화소 전극을 포함하고,

상기 제2 부화소는 상기 제1 부화소 전극과 함께 화소 전극을 이루는 제2 부화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 면적은 서로 다른 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 제1 부화소 전극의 면적과 상기 제2 부화소 전극의 면적비는 1:9 내지 9:1인 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 부화소 전극의 면적과 상기 제2 부화소 전극의 면적비는 3:7 에서 7:3인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 전압은 서로 다른 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 하나의 영상 정보로부터 얻어진 서로 다른 데이터 전압을 인가 받는 액정 표시 장치.
제7항에서,

상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,

상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,

상기 제 1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 신호선,

상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제2 신호선, 그리고

상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며 상기 제1 및 제2 신호선과 교차하는 제3 신호선

을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제8항에서,

상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터는 각각 상기 제1 및 제2 신호선으로부터의 신호에 따라 턴온되어 상기 제3 신호선으로부터의 신호를 전달하는 액정 표시 장치.
제8항에서,

상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터는 각각 상기 제3 신호선으로부터의 신호에 따라 턴온되어 상기 제1 및 상기 제2 신호선으로부터의 신호를 전달하는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 및 제2 부화소 전극은 서로 용량성 결합되어 있는 액정 표시 장치.
제11항에서,

상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,

상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 신호선, 그리고

상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하는 제2 신호선

을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극, 그리고

상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 들어 있으며, 액정 분자로 이루어져 있는 액정층

을 더 포함하고,

상기 액정 분자는 상기 화소 전극에 수직하게 배향되어 있으며, 음의 이방성 유전율을 갖는 액정 표시 장치.
각각 제1 및 제2 부화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서,

상기 제1 및 제2 부화소는 렌더링 구동되며,

상기 렌더링 구동은,

영상 데이터를 공급받는 단계,

상기 영상 데이터를 제1 및 제2 부화소에 따라 선택적으로 렌더링하는 단계, 그리고

상기 선택적으로 렌더링된 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 상기 제1 및 제2 부화소 전극에 각각 인가하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제14항에서,

상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 면적은 서로 다른 액정 표시 장치의 구동 방법.
제15항에서,

상기 제1 부화소의 면적과 상기 제2 부화소의 면적비는 1:9 내지 9:1인 액정 표시 장치의 구동 방법.