KR20070073309A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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이민철
문승환
박행원
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삼성전자주식회사
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Abstract

액정 표시 장치에서 상이한 전압 레벨을 갖는 게이트 전압을 픽셀의 분리된 두 영역에 각각 인가하여, 두 영역의 액정에 각각 충전되는 전하의 양에 차이가 발생된다. 두 영역에 대한 액정의 충전율 차이는 액정의 투과율 차이를 유도한다. 이에 따라, 액정 표시 장치의 시야각을 향상시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널 내의 한 픽셀에 대한 등가 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 라인과 게이트 라인들로 인가되는 전압 레벨을 보여주는 파형도이다.
도 3은 도 1에 도시된 픽셀을 갖는 액정 표시 장치의 블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 액정 표시 장치 100: 액정 패널
110: 픽셀 200: 타이밍 컨트롤러
300: 소스 구동부 400: 게이트 구동부
410: 제 1 게이트 구동부 420: 제 2 게이트 구동부
본 발명은 표시 장치(Display Device)에 관한 것으로, 구체적으로 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display Device)에 관한 것이다.
음극선관(Cathode Ray Tube)을 이용한 표시 장치와 더불어 영상 표시 장치의 중요한 분야를 차지하고 있는 것 중에 하나가 액정 표시 장치이다. 액정 표시 장치는 일정한 공간을 갖고 합착된 두 개의 기판(유리 기판) 사이에 액정이 주입된 표시장치이다. 액정 표시 장치는 액정에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절함으로써 기판에 투과되는 빛의 양을 조절하는 것이 가능하다. 이러한 제어 방식으로 원하는 화상 신호가 표시된다.
근래, 액정 표시 장치는 더 많은 화상 정보를 표현하기 위해 대형화되는 추세이다. 대면적 액정 패널을 채용한 액정 표시 장치는 화면을 바라보는 위치에 따라 표시된 영상 이미지가 왜곡되어 표시 품질이 저하된다.
본 발명의 목적은 시야각이 향상된 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널, 타이밍 컨트롤러, 그리고 구동부를 포함한다. 액정 패널은 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 갖는다. 각 픽셀은 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 드레인과 각각 연결되는 제 1 및 제 2 화소 전극, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 소스에 공통으로 연결되는 데이터 라인, 및 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 게이트에 각각 연결되며, 상기 각각의 게이트로 상이한 전압 레벨을 인가하는 제 1 및 제 2 게이트 라인을 포함한다. 타이밍 컨트롤러는 영상 데이터 신호를 입력받아 제어 신호를 출력하고, 구동부는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 액정 패널을 구동한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널, 소스 구동부, 그리고 게이트 구동부를 포함한다. 액정 패널은 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터와, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 드레인과 각각 연결되는 제 1 및 제 2 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 소스에 공통으로 연결되는 데이터 라인과, 그리고 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 게이트에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 게이트 라인을 포함한다. 소스 구동부는 상기 데이터 라인으로 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압을 인가하고, 게이트 구동부는 상기 제 1 및 제 2 게이트 라인으로 상이한 레벨을 갖는 전압을 각각 인가하여 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 동작을 제어한다.
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
본 발명을 설명함에 있어, 액정 표시 장치는 광 시야각을 확보하기 위해 액정의 수직 배향(Vertical Alignment) 모드를 이용한다. 수직 배향 모드는 초기에 액정 분자가 수직으로 분포하며, 액정에 전압이 인가되면 전기장 방향에 수직하게 배열되는 액정을 이용한다. 수직 배향 모드 중 S-PVA(Super-Patterned Vertical Alignment)는 한 픽셀을 두 개의 영역으로 구분하여 각 영역에 대한 액정의 충전율을 서로 다르게 조절한다. 두 영역의 충전율 차이는 투과율 차이를 유도한다. 이에 따라, 두 영역의 투과율 차이에 의해 액정 표시 장치의 광 시야각을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널 내의 한 픽셀에 대한 등가 회 로도이다.
도 1을 참조하면, S-PVA를 구현하기 위한 픽셀(110)은 하나의 데이터 라인(DL)과 두 개의 게이트 라인들(GLA, GLB) 사이에 형성된 박막 트랜지스터들(T1, T2), 스토리지 커패시터들(CS1, CS2), 화소 전극들(110a, 110b)을 포함한다.
제 1 박막 트랜지스터(T1)의 게이트는 제 1 게이트 라인(GLA)과 연결되고, 소스는 데이터 라인(DL)과 연결되며, 드레인은 제 1 스토리지 커패시터(CS1)와 A-픽셀 화소 전극(110a)과 연결된다. 제 1 박막 트랜지스터(T1)는 제 1 게이트 라인(GLA)을 통해 인가되는 게이트 전압에 응답하여 턴 온/턴 오프(turn on/turn off)되며, 제 1 박막 트랜지스터(T1)가 턴 온된 경우, 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압이 액정에 충전된다.
제 1 스토리지 커패시터(CS1)는 제 1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인과 스토리지 라인(SL) 사이에 연결된다. 제 1 스토리지 커패시터(CS1)는 액정으로부터의 전류 누설을 감소시켜, 액정에 충전된 전하들이 한 프레임 동안 유지되도록 돕는다.
A-픽셀 화소 전극(110a)은 제 1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인과 제 1 스토리지 커패시터(CS1)의 일단과 연결된다. A-픽셀 화소 전극(110a)에는 제 1 박막 트랜지스터(T1)가 턴 온되면, 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압이 공급된다. A-픽셀 화소 전극(110a)과 공통 전극(미 도시됨) 사이에 위치한 액정은 A-픽셀 화소 전극(110a)으로 공급된 전압에 의해 충전된다. 이때 액정의 충전율은 제 1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전류 량에 의해서도 달라진다. 제 1 박막 트랜지스 터(T1)의 드레인 전류 량은 제 1 박막 트랜지스터(T1)의 게이트로 인가되는 게이트 전압에 따라 달라진다.
제 2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트는 제 2 게이트 라인(GLB)과 연결되고, 소스는 데이터 라인(DL)과 연결되며, 드레인은 제 2 스토리지 커패시터(CS2)와 B-픽셀 화소 전극(110b)과 연결된다. 제 2 박막 트랜지스터(T2)는 제 2 게이트 라인(GLB)을 통해 인가되는 게이트 전압에 응답하여 턴 온/턴 오프(turn on/turn off)되며, 제 2 박막 트랜지스터(T2)가 턴 온된 경우, 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압이 액정에 충전된다.
제 2 스토리지 커패시터(CS2)는 제 2 박막 트랜지스터(T2)의 드레인과 스토리지 라인(SL) 사이에 연결된다. 제 2 스토리지 커패시터(CS2)는 액정으로부터의 전류 누설을 감소시켜, 액정에 충전된 전하들이 한 프레임 동안 유지되도록 돕는다.
B-픽셀 화소 전극(110b)은 제 2 박막 트랜지스터(T2)의 드레인과 제 2 스토리지 커패시터(CS2)의 일단과 연결된다. B-픽셀 화소 전극(110b)에는 제 2 박막 트랜지스터(T2)가 턴 온되면, 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압이 공급된다. B-픽셀 화소 전극(110b)과 공통 전극(미 도시됨) 사이에 위치한 액정은 B-픽셀 화소 전극(110b)으로 공급된 전압에 의해 충전된다. 이때 액정의 충전율은 제 2 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전류 량에 의해서도 달라진다. 제 2 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전류 량은 제 2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트로 인가되는 게이트 전압에 따라 달라진다.
A-픽셀 화소 전극(110a)과 B-픽셀 화소 전극(110b) 영역에 대한 액정의 충전율을 다르게 하기 위해, 제 1 및 제 2 게이트 라인(GLA, GLB)을 통해 인가되는 게이트 전압의 레벨을 달리한다. 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 게이트로 각각 인가되는 서로 다른 전압 레벨을 갖는 게이트 전압은 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 드레인 전류 량을 다르게 한다. 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 상이한 드레인 전류 량은 A-픽셀 화소 전극(110a) 영역과 B-픽셀 화소 전극(110b) 영역에 대한 액정 충전율의 차이가 발생한다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 라인과 게이트 라인들로 인가되는 전압 레벨을 보여주는 파형도이다.
도 2를 참조하면, 데이터 라인(DL)을 통하여 동일한 전압 레벨을 갖는 데이터 전압(VDATA)이 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 소스로 각각 입력된다.
제 1 게이트 라인(GLA)을 통하여 제 1 박막 트랜지스터(T1)의 게이트로 인가되는 제 1 게이트 전압(VGLA)의 레벨(a)은 제 2 게이트 라인(GLB)을 통하여 제 2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트로 인가되는 제 2 게이트 전압(VGLB)의 레벨(b)보다 크다. 상이한 전압 레벨을 갖는 제 1 및 제 2 게이트 전압(VGLA, VGLB)은 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 드레인 전류 량의 차이를 발생한다. 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 드레인 전류 량의 차이는 A-픽셀 화소 전극(110a) 영역과 B-픽셀 화소 전극(110b) 영역에 대한 액정 충전율의 차이를 발생한다.
도 3은 도 1에 도시된 픽셀을 갖는 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(10)는 액정 패널(100), 타이밍 컨트롤러 (200), 소스 구동부(300), 그리고 게이트 구동부(400)를 포함한다.
액정 패널(100)은 도 1에 도시된 다수의 픽셀(110)로 구성된다.
타이밍 컨트롤러(200)는 소스 구동부(300) 및 게이트 구동부(400)에서 요구되는 타이밍에 맞도록 영상 데이터 신호들(Data)을 조절하여 출력한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(200)는 소스 구동부(300) 및 게이트 구동부(400)를 제어하기 위한 제어 신호들을 출력한다.
소스 구동부(300)는 복수의 소스 드라이버 IC들로 구성된다. 소스 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력된 제어 신호에 응답하여, 액정 패널(100)의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
게이트 구동부(400)는 제 1 게이트 구동부(410)와 제 2 게이트 구동부(420)로 구성되어, 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력된 제어 신호에 응답하여 액정 패널(100)의 제 1 및 제 2 게이트 라인(GLA, GLB)을 구동한다. 제 1 게이트 구동부(410)는 액정 패널(100)의 제 1 게이트 라인(GLA)으로 제 1 게이트 전압(VGLA)을 인가하고, 제 2 게이트 구동부(420)는 액정 패널(100)의 제 2 게이트 라인(GLB)으로 제 2 게이트 전압(VGLB)을 인가한다. 제 1 게이트 구동부(410)로부터 출력되는 제 1 게이트 전압(VGLA)과, 제 2 게이트 구동부(420)로부터 출력되는 제 2 게이트 전압(VGLB)의 레벨은 서로 다르게 된다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 상이한 전압 레벨을 갖는 게이트 전압을 픽셀의 분리된 두 영역에 각각 인가하여, 두 영역의 액정 충전율 차이로 인한 투과율 차이를 유도한다. 이에 따라, 액정 표시 장치의 시야각을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 갖는 액정 패널;
    영상 데이터 신호를 입력받아 제어 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 액정 패널을 구동하는 구동부를 포함하며,
    상기 각 픽셀은,
    제 1 및 제 2 박막 트랜지스터;
    상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 드레인과 각각 연결되는 제 1 및 제 2 화소 전극;
    상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 소스에 공통으로 연결되는 데이터 라인; 및
    상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 게이트에 각각 연결되며, 상기 각각의 게이트로 상이한 전압 레벨을 인가하는 제 1 및 제 2 게이트 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 픽셀은, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 드레인과 스토리지 라인 사이에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 스토리지 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 게이트 라인을 통해 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 게이트로 인가되는 전압에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터는 동일 시간 동안 동시에 턴온되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 라인을 통해 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 소스로 각각 인가되는 전압의 레벨은 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 픽셀은,
    상기 제 1 및 제 2 화소 전극과 대향되는 공통 전극;
    상기 제 1 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배열되는 제 1 액정; 및
    상기 제 2 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배열되는 제 2 액정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 액정에 충전되는 전하의 양은 상이한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터와, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 드레인과 각각 연결되는 제 1 및 제 2 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 소스에 공통으로 연결되는 데이터 라인과, 그리고 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 게이트에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 게이트 라인을 포함하는 액정 패널;
    상기 데이터 라인으로 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 소스 구동부; 및
    상기 제 1 및 제 2 게이트 라인으로 상이한 레벨을 갖는 전압을 각각 인가하여 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 동작을 제어하는 게이트 구동부를 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액정 패널은, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 드레인과 스토리지 라인 사이에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 스토리지 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는,
    상기 제 1 게이트 라인으로 제 1 게이트 전압을 인가하는 제 1 게이트 구동부; 및
    상기 제 2 게이트 라인으로 상기 제 1 게이트 전압과 상이한 레벨을 갖는 제 2 게이트 전압을 인가하는 제 2 게이트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 게이트 전압은 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터를 동일 시간 동안 동시에 턴온시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 라인을 통해 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터의 소스로 각각 인가되는 상기 데이터 전압의 레벨은 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 액정 패널은,
    상기 제 1 및 제 2 화소 전극과 대향되는 공통 전극;
    상기 제 1 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배열되는 제 1 액정; 및
    상기 제 2 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 배열되는 제 2 액정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 액정에 충전되는 전하의 양은 상이한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012051768A1 (zh) * 2010-10-18 2012-04-26 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示装置及其驱动方法
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