(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に向かい合って離隔された第１及び第２基板と、
前記第１基板の内部面に形成されたゲート配線と、
前記第１基板の内部面に、前記ゲート配線と交差してカラーを表示する多数の第１サブ画素領域と視野角を制御する第２サブ画素領域を定義するように形成されたデータ配線と、
前記多数の第１サブ画素領域および前記第２サブ画素領域の各々において、前記ゲート配線及びデータ配線に接続され、それらの交差地点に形成された薄膜トランジスタと、
前記多数の第１サブ画素領域各々の薄膜トランジスタと接続された多数の第１画素電極と、
前記第１基板の内部面に、前記ゲート配線と平行に形成された第１共通配線と、
前記第１共通配線に接続され、前記多数の第１サブ画素領域各々において前記多数の第１画素電極と交互に配置された多数の第１共通電極と、
前記第２サブ画素領域の薄膜トランジスタと接続された第２画素電極と、
前記第２基板の内部面の前記第２サブ画素領域に相当する領域において、前記第２画素電極と向かい合うように形成された第２共通電極と、
前記第１及び第２基板間に介される液晶層と、
各第１サブ画素領域における第１画素電圧変化量を補償するために、ソース電圧を使用して第１共通電圧を生成し、前記多数の第１共通電極に前記第１共通電圧を印加する第１共通電圧生成部と、
フリッカーを最小化するように前記第１画素電圧変化量とは別個に各第２サブ画素領域における第２画素電圧変化量を補償するために、前記ソース電圧を使用して第２共通電圧を生成し、前記第２共通電極に前記第１共通電圧と異なる前記第２共通電圧を印加する第２共通電圧生成部とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１サブ画素領域の画素電圧変化量が前記第２サブ画素領域の画素電圧変化量よりも大きい場合、前記第２共通電圧生成部により生成された前記第２共通電圧の電位レベルが、前記第１共通電圧生成部により生成された前記第１共通電圧の電位レベルよりも高く構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２基板の内部面に形成されたブラックマトリックスと、前記第２基板の内部面の前記第１サブ画素領域に形成されたカラーフィルター層とをさらに含み、
前記ブラックマトリックスは、前記ゲート配線、データ配線、及び薄膜トランジスタに対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記多数の第１画素電極及び前記多数の第１共通電極各々は、ジグザグ状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記多数の第１画素電極及び前記多数の第１共通電極各々は、バー状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶層の第１基板側及び第２基板側の初期配列方向は、各々前記ゲート配線に平行な方向に対して９０゜及び２７０゜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１及び前記第２基板各々の外部面に形成された第１及び第２偏光板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１及び第２偏光板の透過軸の方向は、各々前記ゲート配線に平行な方向に対して０゜及び９０゜であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１サブ画素領域の液晶層は、水平電界によって駆動され、前記第２サブ画素領域の液晶層は、垂直電界によって駆動されることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
相互に向かい合って離隔される第１及び第２基板と、
前記第１及び第２基板間に介される液晶層と、
前記第１基板の内部の第１サブ画素領域に形成される、少なくとも一つの第１画素電極と、
前記第１基板の内部に形成されて、前記第１サブ画素領域で、その間に実質的に水平な電場が生成されるように、前記少なくとも一つの第１画素電極と、交互に形成されている少なくとも一つの第１共通電極と、
前記第１基板の内面の前記第１サブ画素領域に隣接した第２サブ画素領域に形成される第２画素電極と、
前記第２基板の内面の前記第２サブ画素領域で、その間に実質的に垂直な電場が生成されるように、前記第２画素電極と相互に向かい合って形成されている第２共通電極と、
各第１サブ画素領域における第１画素電圧変化量を補償するために、ソース電圧を使用して第１共通電圧を生成し、前記少なくとも一つの第１共通電極に前記第１共通電圧を印加する第１共通電圧生成部と、
フリッカーを最小化するように前記第１画素電圧変化量とは別個に各第２サブ画素領域における第２画素電圧変化量を補償するために、前記ソース電圧を使用して第２共通電圧を生成し、前記第２共通電極に前記第１共通電圧と異なる前記第２共通電圧を印加する第２共通電圧生成部とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１サブ画素領域の画素電圧変化量が前記第２サブ画素領域の画素電圧変化量よりも大きい場合、前記第２共通電圧生成部により生成された前記第２共通電圧の電位レベルが、前記第１共通電圧生成部により生成された前記第１共通電圧の電位レベルよりも高く構成されることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第２共通電極と第２画素電極間に垂直電界を生成させるためのスイッチング素子をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板の外部面に取り付けられたバックライトユニットをさらに含む請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第２基板の内部面に形成されるブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記ブラックマトリックスが形成された前記第２基板の内部面に形成されるカラーフィルター層をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの第１画素電極は、バー状であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの第１画素電極は、ジグザグ状であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第１基板の内面に形成されるゲート配線と、
前記ゲート配線と交差して前記第１及び第２サブ画素領域を定義するデータ配線と、
前記第１サブ画素領域で、前記ゲート配線及び前記データ配線に連結されて、前記第１共通電極と第１画素電極間に水平電界を生成させるためのスイッチング素子と、
前記第２サブ画素領域で、前記ゲート配線及び前記データ配線に連結されて、前記第２共通電極と第２画素電極間に垂直電界を生成させるためのスイッチング素子をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
相互に向かい合って離隔される第１及び第２基板と、
前記第１及び第２基板間に介される液晶層と、
前記第１基板の内部面の第１サブ画素領域に形成される、少なくとも一つの第１画素電極と、
前記第１サブ画素領域に、前記少なくとも一つの第１画素電極と交互に形成される、少なくとも一つの第１共通電極と、
前記第１基板の内面の前記第１サブ画素領域に隣接した第２サブ画素領域に形成される第２画素電極と、
前記第２基板の内面の前記第２サブ画素領域に、前記第２画素電極と相互に向かい合って形成される第２共通電極と、
前記少なくとも一つの第１共通電極に第１共通電圧を印加する第１共通電圧生成部と、
前記第２共通電極に前記第１共通電圧と異なる第２共通電圧を印加する第２共通電圧生成部とを含む液晶表示装置の駆動方法において、
前記第１共通電極生成部が、前記第１サブ画素領域で前記少なくとも一つの第１画素電極と前記少なくとも一つの第１共通電極間に、実質的に水平な電場が生成されるように、前記少なくとも一つの第１共通電極に前記第１共通電圧を印加する段階と、
前記第２共通電極生成部が、前記第２サブ画素領域で前記第２画素電極と前記共通電極間に、実質的に垂直な電場が生成されるように、前記第２共通電極に前記第２共通電圧を印加する段階とを含み、
前記第１サブ画素領域の画素電圧変化量と前記第２サブ画素領域の画素電圧変化量がフリッカーを最小化するように別個に補償されることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記第１サブ画素領域の画素電圧変化量が前記第２サブ画素領域の画素電圧変化量よりも大きい場合、前記第２共通電圧の電位レベルが前記第１共通電圧の電位レベルよりも高く構成されることを特徴とする請求項１９記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記第２共通電極と第２画素電極間に垂直電界を生成させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、より詳しくは、視野角制御用サブ画素を含むインセルタイプ(In cell type)の視野角制御用液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に使用される液晶は、構造が細く長いために、分子の配列において方向性を有しており、任意に液晶に電界を加えると、分子配列の配列方向が制御できる。従って、液晶に加えられる電界の強度を制御し、分子配列の配列方向によって光透過率を調節して所望の映像をディスプレーする。
【０００３】
薄膜トランジスタと薄膜トランジスタに連結された画素電極が行列方式で配列された能動行列アクティブマトリクス方式の液晶表示装置が解像度及び動画像の具現能力に優れていて、一般的に使用される。
【０００４】
液晶表示装置は、画素電極が構成される第１基板と、カラーフィルタ層及び共通電極が構成される第２基板と、両基板間に介される液晶層とで構成されて、第１基板の画素電極と第２基板の共通電極間に形成される垂直電界によって駆動する方式であるので、透過率と開口率等の特性が優れる一方、広視野角の実現が困難であるという短所がある。このような短所を改善するために、横電界によって液晶を駆動する方式が提案される。
【０００５】
図１は、一般な横電界方式の液晶表示装置を説明するための図である。
図１に示したように、横電界方式の液晶表示装置は、第１基板１１０及び第２基板１２０間に液晶層１３０が介されていて、第１基板１１０上に画素電極１１２及び共通電極１１４を備えて、電圧の印加によって両電極１１２、１１４間に形成される横電界１００で液晶分子の配列方向を制御して映像をディスプレーする。
このような横電界方式の液晶表示装置は、見る方向によって液晶分子の屈折率の変化が小さいので、視野角が改善され、広視野角の実現が可能になる。
【０００６】
図２は、一般な横電界方式の液晶表示装置の一部を概略的に示した平面図である。
図２に示したように、横電界方式の液晶表示装置は、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬが交差して構成され、マトリックス状のサブ画素ＳＰ領域を定義して、ゲート配線ＧＬと一定間隔離隔されるように共通配線Ｖｃｏｍが構成されて、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差地点にスイッチング素子である薄膜トランジスタＴを備える。サブ画素領域には、共通配線Ｖｃｏｍからデータ配線ＤＬと平行な方向に分岐された多数の共通電極２５２が構成されて、薄膜トランジスタＴに連結される引出配線２２０から共通電極２５２間の離隔区間に共通電極２５２と交互に構成された多数の画素電極２１２が分岐される。このような構成において、画素電極２１２と共通電極Ｖｃｏｍの離隔区間２９０は、横電界によって液晶を駆動させる実質的な開口領域に当たる。
【０００７】
尚、画素電極２１２及び共通電極２５２が一字型に構成された横電界方式の液晶表示装置は、階調反転が起きる問題があって、このような問題を改善するために、ジグザグ方式の電極構造が提案されている。
【０００８】
図３は、ジグザグ状の電極構造で構成された横電界方式の液晶表示装置の一部を概略的に示した平面図である。
説明の便宜上、一般な横電界方式の液晶表示装置との相違点を主に説明する。
図３に示したように、画素電極２１２と共通電極２５２がジグザグ状に(１回以上曲がる構造)構成されて、場合によっては、データ配線ＤＬも電極構造に対応するようにジグザグ状に(１回以上曲がる構造)構成される。
【０００９】
このように、電極をジグザグ状に構成すると、画素に位置する液晶は一方向のみに配向されないで多様な方向に配向されるマルチドメイン構成が可能になる。このようなマルチドメイン構造によって液晶の配向方向による複屈折を相互に相殺させ、カラーシフト現象を最小化して階調反転を改善することができる。従って、横電界方式の液晶表示装置は、広視野角で同一な良質の映像が見れるため、ユーザーが多様な角度で同一な映像を見ようとする場合、大変有用に使用される。
【００１０】
また、インターネットバンキング、現金自動受払機等のように、場合によっては、ユーザー一人または正面の限定された視野角に位置した人々にだけディスプレーされる映像が見えるようにする。このために、現在はフィルターを利用して側面視野角を制限する方式が利用されている。ところが、フィルターを利用して視野角を制限する方式は、フィルターの駆動によって消費電力が増加するとともに、工程及び費用が増加する短所がある。
【特許文献１】特開平１１−３０７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明による液晶表示装置は、視野角を制限するためのフィルターを必要としないながらも側面視野角を制限するインセルタイプの側面視野角制御用液晶表示装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述したような目的を達成するために、本発明による液晶表示装置は、相互に向かい合って離隔される第１及び第２基板と、前記第１基板の内面に形成されるゲート配線と、前記ゲート配線と交差してカラーを表示する多数の第１サブ画素領域と視野角を制御する第２サブ画素領域を定義するデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線に連結される薄膜トランジスタと、前記多数の第１サブ画素領域各々に形成される多数の第１画素電極と、前記多数の第１サブ画素領域各々に形成されて、前記多数の第１画素電極と交互に配置される多数の第１共通電極と、前記第２サブ画素領域に形成される第２画素電極と、前記第２サブ画素領域に形成されて、前記第２画素電極と向かい合う第２共通電極と、前記第１及び第２基板間に介される液晶層を含み、前記多数の第１共通電極には、第１共通電圧が印加されて、前記第２共通電極には、前記第１共通電圧と相異の第２共通電圧が印加されることを特徴とする。
【００１３】
前記多数の第１画素電極、多数の第１共通電極、第２画素電極は、前記第１基板の内面の上部に形成されて、前記第２共通電極は、前記第２基板の内面の上部に形成される。
【００１４】
前記液晶表示装置は、前記第２基板の内面の上部に形成されるブラックマトリックスと、前記第２基板の内面の上部の前記第１サブ画素領域に形成されるカラーフィルター層をさらに含み、前記ブラックマトリックスは、前記ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタに対応する。
【００１５】
前記液晶表示装置は、前記第１及び第２共通電圧を各々生成する第１及び第２共通電圧生成部をさらに含み、前記第２共通電圧は、前記第１共通電圧より大きい。
【００１６】
前記多数の第１画素電極及び多数の第１共通電極各々は、ジグザグ状またはバー状であって、前記液晶層の上部及び下部の初期配列方向は、各々前記ゲート配線に平行な方向に対して９０゜及び２７０゜である。
【００１７】
前記液晶表示装置は、前記第１及び第２基板各々の外部面に形成された第１及び第２偏光板をさらに含み、前記第１及び第２偏光板の透過軸の方向は、各々前記ゲート配線に平行な方向に対して０゜及び９０゜である。
【００１８】
前記第１サブ画素領域の液晶層は、水平電界によって駆動されて、前記第２サブ画素領域の液晶層は、垂直電界によって駆動される。
【００１９】
また、本発明による液晶表示装置は、相互に向かい合って離隔される第１及び第２基板と、前記第１及び第２基板間に介される液晶層と、前記第１基板の内面の第１サブ画素領域に形成される、少なくとも一つの第１画素電極と、前記第１基板の内面に形成されて、前記第１サブ画素領域で、その間に実質的に水平な電場が生成されるように、前記少なくとも一つの第１画素電極とに交互に形成される少なくとも一つの第１共通電極と、前記第１基板の内面の前記第１サブ画素領域に隣接した第２サブ画素領域に形成される第２画素電極と、前記第２基板の内面の前記第２サブ画素領域で、その間に実質的に垂直な電場が生成されるように、前記第２画素電極と相互に向かい合って形成される第２共通電極とを含むことを特徴とする。
【００２０】
前記少なくとも一つの第１共通電極には、第１共通電圧が印加されて、前記第２共通電極には、前記第１共通電圧と相異の第２共通電圧が印加される。
前記第１サブ画素領域での電圧の変化量が前記第２サブ画素領域での電圧の変化量より大きい場合、前記第１共通電圧は、前記第２共通電圧より小さい。
前記液晶表示装置は、側面視野角の方向に前記液晶層の透過率が増加するように、前記第２サブ画素領域をターンオン(turn-on)するためのスイッチング素子をさらに含み、広視野角の方向に前記液晶層が実質的に低透過率を有するように、前記第２サブ画素領域をターンオフ(turn-off)するためのスイッチング素子をさらに含む。
また、液晶表示装置は、側面視野角の方向に前記液晶層に百色の光が透過されるように、前記第２サブ画素領域をターンオンするためのスイッチング素子をさらに含み、前記第２サブ画素領域に形成され、前記第１サブ画素領域が側面視野角の方向に映像を表示するのを防ぐためのスイッチング素子を備える手段をさらに含む。
さらに、液晶表示装置は、バックライトユニットと、前記第２サブ画素領域に形成され、前記バックライトユニットの光を伝達するためのスイッチング素子を備える手段をさらに含み、または、バックライトユニットと、前記第２サブ画素領域に形成され、前記バックライトユニットの光を遮断するためのスイッチング素子を備える手段をさらに含む。
液晶表示装置は、前記第２基板の内面に形成されるブラックマトリックスをさらに含み、前記ブラックマトリックスが形成された前記第２基板の内面に形成されるカラーフィルター層をさらに含む。
前記少なくとも一つの第１画素電極は、バー状またはジグザグ状であって、前記第２画素電極は、ジグザグ状である。
液晶表示装置は、前記第１基板の内面に形成されるゲート配線と、前記ゲート配線と交差して前記第１及び第２サブ画素領域を定義するデータ配線と、前記第１及び第２サブ画素領域各々で、前記ゲート配線及び前記データ配線に連結されて、前記第１及び第２サブ画素領域のうちいずれかの一つ以上をターンオンするスイッチング素子をさらに含む。
前記第１共通電圧は、前記第１サブ画素領域各々の寄生容量、ストレージ容量、液晶容量のうち、少なくとも一つに依存して、前記第２共通電圧は、前記第２サブ画素領域の寄生容量、ストレージ容量、液晶容量のうち、少なくとも一つに依存する。
【００２１】
また、本発明による液晶表示装置の駆動方法は、相互に向かい合って離隔される第１及び第２基板と、前記第１及び第２基板間に介される液晶層と、前記第１基板の内面の第１サブ画素領域に形成される、少なくとも一つの第１画素電極と、前記第１基板の内面に形成される第２サブ画素領域と、前記第１サブ画素領域に、前記少なくとも一つの第１画素電極と交互に形成される、少なくとも一つの第１共通電極と、前記第１基板の内面の前記第１サブ画素領域に隣接した第２サブ画素領域に形成される第２画素電極と、前記第２基板の内面の前記第２サブ画素領域に、前記第２画素電極と相互に向かい合って形成される第２共通電極とを含む液晶表示装置の駆動方法において、 前記第１サブ画素領域各々で前記少なくとも一つの第１画素電極と前記少なくとも一つの第１共通電極間に、実質的に水平な電場が生成されるように、前記少なくとも一つの第１共通電極に、第１共通電圧を印加する段階と、前記第２サブ画素領域で前記第２画素電極と前記第２共通電極間に、実質的に垂直な電場が生成されるように、前記第２共通電極に第２共通電圧を印加する段階とを含むことを特徴とする。
【００２２】
前記第１共通電圧は、前記第２共通電圧と相異なって、前記第１共通電圧は、前記第１サブ画素領域各々の寄生容量、ストレージ容量、液晶容量のうち、少なくとも一つに依存して、前記第２共通電圧は、前記第２サブ画素領域の寄生容量、ストレージ容量、液晶容量のうち、少なくとも一つに依存する。
液晶表示装置の駆動方法は、側面視野角の方向に前記液晶層の透過率が増加するように、前記第２サブ画素領域をターンオンする段階をさらに含み、広視野角に沿って前記液晶層が実質的に低透過率を有するように、前記第２サブ画素領域をターンオフする段階をさらに含む。
また、液晶表示装置の駆動方法は、側面視野角に沿って前記液晶層で百色の光が透過されるように、前記第２サブ画素領域をターンオンする段階をさらに含み、前記第１サブ画素領域が側面視野角に添って映像を表示するのを防ぐ段階をさらに含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による液晶表示装置は、第１ないし第３カラー用サブ画素領域と視野角制御用サブ画素領域を備えて側面視野角を制限して、カラー用サブ画素領域と視野角制御用サブ画素領域に相互に異なる電位レベルの共通電圧を印加する。これによって発生する画素電圧変化量ΔＶｐが相互に異なるカラー用サブ画素領域と視野角制御用サブ画素領域全てに画素電圧変化量ΔＶｐによって発生するフリッカーを改善する。
【実施例】
【００２４】
以下、添付された図面を参照して、本発明による実施例を詳しく説明する。
図４Ａ及び図４Ｂは、各々本発明による液晶パネルの第１基板及び第２基板の一部を概略的に示した平面図である。
図５Ａは、図４Ａ及び図４ＢのＶａ−Ｖａ線に沿って切断したカラー用サブ画素を概略的に示した断面図であって、図５Ｂは、図４Ａ及び図４ＢのＶｂ−Ｖｂ線に沿って切断した視野角制御用サブ画素を概略的に示した断面図である。
図６は、視野角制御用サブ画素のオン、オフ動作の際の光透過特性を示した図である。
図４Ａ及び図４Ｂと図５Ａ及び図５Ｂに示したように、本発明による液晶パネルは、所定間隔離隔して対向する第１基板４１０及び第２基板４５０と、これら両基板４１０、４５０間に介された液晶４００を含む。
【００２５】
第１基板４１０には、多数のデータ配線ＤＬ及びゲート配線ＧＬが交差して構成され、マトリックス状の隣接した多数のサブ画素領域ＳＰを定義する。例えば、隣接して構成された４個、正確には、２ｘ２マトリックス状に隣接して構成された４個のサブ画素領域ＳＰは、各々第１、第２、第３カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と、一つの視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰで定義される。また、ゲート配線ＧＬと平行な方向に多数の第１共通配線Ｖｃｏｍ１が構成される。
【００２６】
この時、第１ないし第３カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３には、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差地点にゲート配線ＧＬの信号によって駆動されデータ配線ＤＬの信号を第１画素電極４１２に供給する薄膜トランジスタＴが構成され、第１共通配線Ｖｃｏｍ１からデータ配線ＤＬと平行な方向に分岐された多数の棒状の第１共通電極４５２が構成されて、薄膜トランジスタＴに連結される引出配線４２０から分岐され第１共通電極４５２間の離隔区間に第１共通電極４５２と交互に構成された多数の棒状の第１画素電極４１２が構成される。このような構成において、第１画素電極４１２と第１共通電極４５２の離隔区間は、横電界が形成され液晶層４００を駆動させる実質的な開口領域に当たる。
【００２７】
尚、棒状の第１画素電極４１２及び第１共通電極４５２は、図４Ａのようなジグザグ状以外に一字型に構成することもできるが、これら両電極４１２、４５２をジグザグ状に構成した場合は、マルチドメインを形成するので、視野角がさらに改善する。また、データ配線ＤＬを両電極４１２、４５２の形態に対応するようにジグザグ状に構成する場合もある。
【００２８】
視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰには、ゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬの交差地点にゲート配線ＧＬの信号によって駆動されデータ配線ＤＬの信号を第２画素電極４１４に供給する薄膜トランジスタＴが構成されて、薄膜トランジスタＴに連結され視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰに対応するようにプレート状の第２画素電極が構成される。
【００２９】
本発明による液晶パネルの第２基板４５０には、ゲート配線ＧＬ、データ配線ＤＬ、薄膜トランジスタＴに対応する領域には、透過される光を遮断するブラックマトリックスＢＭが構成されて、多数の第２共通配線Ｖｃｏｍ２が構成されており、第１ないし第３カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３には、各々第１ないし第３カラーフィルター層(図示せず)が構成されて、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰには、第２共通配線Ｖｃｏｍ２に連結され視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰに対応してプレート状の第２共通電極４５４が構成される。
【００３０】
この時、多数の第２共通配線Ｖｃｏｍ２は、第１共通配線Ｖｃｏｍ１と平行または垂直な方向に形成したり、図４Ｂのように、交差して構成したりして多数の第２共通電極４５４を相互に連結させており、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰには、カラーフィルター層が構成されない。
【００３１】
また、本発明による視野角制御用液晶パネルは、合着して構成された第１基板４１０及び第２基板４２０の外部面に、各々第１偏光板４７２及び第２偏光板４７４をさらに含み、第１偏光板４７２及び第２偏光板４７４の透過軸の方向は、各々０゜及び９０゜に相互に直交する方向に構成される。また、第１基板４１０及び第２基板４５０間に介される液晶層４００は、初期配列方向が上下方向、すなわち、各々９０゜及び２７０゜になるように配向する。さらに、視野角制御用液晶パネルの下部には、バックライトユニット(図示せず)が配置され、視野角制御用液晶パネルに光を供給する。
【００３２】
このような本発明による液晶パネルの動作を以下に概略的に説明する。第１ないし第３カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３では、順に印加されるゲート配線ＧＬの駆動信号によって薄膜トランジスタＴがターンオンされると、データ配線ＤＬに印加される映像データ信号を第１画素電極４１２に印加することによって映像データ信号が印加された第１画素電極４１２と第１共通電圧が印加された第１共通電極４５２間に水平電界が生成される。このような水平電界によって液晶分子の配列方向を変化させ光透過率を調節して所望の映像をディスプレーする。
【００３３】
視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰでの概略的な動作は、ゲート配線ＧＬの駆動信号に同期して薄膜トランジスタＴがターンオンされ、データ配線ＤＬのデータ信号が第２画素電極４１４に印加され、第２共通電圧が印加される第２共通電極４５４との間に垂直電界が生成されて、このように生成された垂直電界によって液晶を駆動する。
【００３４】
この時、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰでは、オンまたはオフ動作のみをして、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰでオフ動作の際には視野角を制限しなくなって広視野角の特性が優れた映像をディスプレーして、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰでオン動作の際には視野角が制限された映像をディスプレーする。
従って、液晶表示装置の視野角は、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰの状態によって変化する。すなわち、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰをターンオンして液晶表示装置が狭視野角になるようにしたり、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰをターンオフして液晶表示装置が広視野角になるようにしたりする。
【００３５】
図６に示したように、このような視野角制御用サブ画素領域のオン、オフ動作の際の光透過の特性において、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰは、オフ動作の際には全ての方向(広視野角)で光透過率がほぼゼロに近くなっており、オン動作の際には正面方向で光透過率がほぼゼロに近く、視野角が大きくなるほど光透過率が増加する。
【００３６】
これにより、本発明による液晶パネルは、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰのオフ動作の際には第１ないし第３カラー用サブ画素領域(図４ＡのＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３)の特性だけを有するので、究極的には、広視野角の特性が優れる映像をディスプレーし、視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰがオン動作の際には傾いている側面視野角に白色の光が透過されることによって側面視野角では第１ないし第３カラー用サブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３の映像のディスプレーを邪魔するようになり、結果的に側面視野角を制限する。
【００３７】
但し、液晶表示装置においては、ゲート電極とドレイン電極との間の寄生容量や画素電極と共通電極の構造等によって画素電圧Ｖｐが所望の値より劣る現象が発生する。これを画素電圧変化量(ΔＶｐ、キックバック電圧)と称するが、この画素電圧変化量ΔＶｐによって液晶表示装置にはフリッカーという不良が発生する。フリッカーは、共通電圧の調節によって改善するのが一般であるが、カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰでの電極構造は、相互に異なるために、発生する画素電圧変化量ΔＶｐも異なる。従って、同一な電位レベルの共通電圧には、両領域のフリッカーが全て改善されない問題がある。これを各々の画素電圧変化量ΔＶｐによって別途に改善するために、カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰに相互に異なる電位レベルの共通電圧を印加する。
【００３８】
図７は、本発明による液晶表示装置の構成ブロック図である。
図７に示したように、本発明による液晶表示装置は、液晶パネル７００と、ゲートドライバー７１０及びデータドライバー７２０と、タイミング制御部７３０と、第１共通電圧生成部７４０及び第２共通電圧生成部７５０で構成されている。液晶パネル７００は、横電界によって液晶を駆動する第１ないし第３カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と、垂直電界によって液晶を駆動する視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰを備えている。これらの詳しい説明は前述した通りであるので省略する。
【００３９】
ゲートドライバー７１０は、液晶パネル７００に形成された多数のゲート配線ＧＬに順にゲート駆動信号を印加し、データドライバー７２０は、液晶パネル７００に形成された多数のデータ配線ＤＬにゲート配線ＧＬの駆動信号に同期して１水平画素分のデータ信号を印加する。
【００４０】
タイミング制御部７３０は、外部から各種の同期信号及び映像データの入力を受けてゲートドライバー７１０及びデータドライバー７２０を駆動するための各種の制御信号を生成して供給し、映像データをデータドライバー７２０で処理可能な信号に変換処理して供給する。
【００４１】
第１共通電圧生成部７４０及び第２共通電圧生成部７５０は、相互に異なる電位レベルの第１共通電圧ＶＣ１及び第２共通電圧ＶＣ２を生成して各々第１及び第２共通配線(図示せず)に供給するが、このような相互に異なる第１共通電圧ＶＣ１及び第２共通電圧ＶＣ２によってカラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３及び視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰの画素電圧変化量ΔＶｐは、別個に補償されフリッカーを最小化する。例えば、横電界方式のカラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３の画素電圧変化量ΔＶｐが垂直電界方式の視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰの画素電圧変化量ΔＶｐより大きく発生する場合、各々のサブ画素でフリッカーを效果的に改善するために、第２共通電圧ＶＣ２の電位レベルが第１共通電圧ＶＣ１の電位レベルより高く構成することができる。
【００４２】
また、図面には示してないが、通常第１共通電圧生成部７４０及び第２共通電圧生成部７５０は、電源電圧の入力を受けて電圧分配する電圧分配部と、電圧分配された電源電圧を反転増幅して出力する反転増幅部に構成されて、電圧分配部は、並列に連結された多数の抵抗で構成され、反転増幅部は、演算増幅器で構成される。
【００４３】
このように、カラー用サブ画素領域ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と視野角制御用サブ画素領域ＶＳＰに相互に異なる電位レベルの第１及び第２共通電圧ＶＣ１、ＶＣ２を各々入力することによって、両領域全て同時に画素電圧変化量ΔＶｐによって発生するフリッカーを效果的に改善することができる。
【００４４】
本発明は、前述した実施例に限られるのではなく、本発明の趣旨に反しない限度内で、多様に変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一般な横電界方式の液晶表示装置を説明するための図である。
【図２】一般な横電界方式の液晶表示装置の一部を概略的に示した平面図である。
【図３】ジグザグ状の電極構造で構成された横電界方式の液晶表示装置の一部を概略的に示した平面図である。
【図４Ａ】本発明による液晶パネルの第１基板の一部を概略的に示した平面図である。
【図４Ｂ】本発明による液晶パネルの第２基板の一部を概略的に示した平面図である。
【図５Ａ】図４Ａ及び図４ＢのＶａ−Ｖａ線に沿って切断したカラー用サブ画素を概略的に示した断面図である。
【図５Ｂ】図４Ａ及び図４ＢのＶｂ−Ｖｂ線に沿って切断した視野角制御用サブ画素を概略的に示した断面図である。
【図６】視野角制御用サブ画素のオン、オフ動作の際の光透過特性を示した図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
７００：液晶パネル                
７１０：ゲートドライバー
７２０：データドライバー          
７３０：タイミング制御部
７４０：第１共通電圧生成部         
７５０：第２共通電圧生成部
ＳＰ１：第１カラー用サブ画素       
ＳＰ２：第２カラー用サブ画素
ＳＰ３：第３カラー用サブ画素       
ＶＳＰ：視野角制御用サブ画素
ＧＬ：ゲート配線                  
ＤＬ：データ配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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