KR0142767B1 - 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 게이트 라인과 데이타라인을 각각 다른 기판에 구성하여 액정패널의 특성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 절연기판상에, 매트릭스 형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며 서로 평행하게 배열된 복수개의 게이트라인과, 상기 게이트전극과 절연막을 개재하여 평면적으로 일부 중첩되고 다음 단의 게이트라인과 전기적으로 접속되어 박막트랜지스터의 한쪽 단자를 형성하는 공통전극과, 상기 각각의 박막트랜지스터의 다른 쪽 단자와 연결된 복수개의 액정용량전극을 포함하는 하부기판과, 상기 하부기판의 액정용량전극과 평면적으로 일대일 대응하는 형태로 형성된 데이타라인을 포함하는 상부기판으로 구성된 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법
제1도는 종래의 액정패널의 하부 기판 구조도
제2도는 종래의 액정패널의 하부 기판의 등가회로도
제3도는 본 발명의 액정패널의 하부 기판 구조도
제4도는 본 발명의 액정패널의 하부 기판의 등가회로도
제5도는 액정의 전기광학적 특성도
제6도는 박막트랜지스터의 전기적 특성도
제7도는 본 발명의 액정표시장치의 구동파형도
제8도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 구동방법을 도시한 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
i, i+1, i+2 : 신호라인 j-1, j, j+1 : 데이타라인
9 : 액정용량전극 10 : 게이트라인
11 : 공통전극 13 : 박막트랜지스터
본 발명의 액정표시장치 및 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 특히 액티브 매트릭스 박막트랜지스터-액정표시장치(Activr Matrix Thin Film Transistor-Lipuid Crystal Display ; 이하 AM TFT-LCD 라 한다)의 LCD 패널의 특성을 향상시키기 위한 새로운 게이트라인과 데이타라인의 구조 및 이에 따른 LCD 구동방법에 관한 것이다.
제1도는 종래의 AM TFT-LCD의 하부기판의 단위픽셀부의 평면구조를 나타낸 것으로, 하부기판에는 박막트랜지스터(1)가 형성되고, 그 한 열의 게이트(2)를 공통으로 구동하며 이에 따른 게이트라인(3)을 구동하고, 게이트라인(3)과 교차하는 데이타라인(4)으로 공급되는 신호를 상부기판(도시하지 않음)에 형성된 공통전극(도시하지 않음)의 전압에 대해 하부기판에 형성된 액정용량(5)을 충전시켜 광투과율을 조정함으로써 영상을 표시하게 되어 있는 구조이다.
제2도와 같은 구조를 가지는 종래의 TFT-LCD의 등가회로도를 제2도에 도시하였다.
즉, 게이트라인들이 3-1에서 3-n 까지의 n 라인이 서로 평행하게 구성되고, 데이타라인들이 4-1에서 4-n 까지 상기 게이트라인들과 교차되면서 서로 평행하게 구성되며, 게이트라인과 데이타라인이 교차되는 영역부근에 TFT(1)가 구성되고 나머지 영역에는 화소전극(7)이 구성된다.
제2도의 액정패널을 구동하는 방법은 게이트라인(3-1)을 선택(high)하여 데이타라인(4-1, ......, 2-n) 에 신호를 인가함으로써 액정패널의 상부기판의 공통접지와 하부기판의 화소전극(7)에 전압을 충전시켜 액정의 전압 대 광투과율 특성을 이용하여 액정패널을 구동한다.
상기한 종래의 액정패널구조는 게이트라인과 데이타라인이 같은 하부기판에 구성됨으로써 제2도에 도시된 바와 같이 교차부분(8)이 생기며, 제작시 두 라인이 단락되어 패널제작이 어렵게 되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 두 라인이 교차되는 부분에 정전용량이 형성되어 패널구동시 구동회로가 커져 구동이 어렵게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 게이트라인과 데이타라인을 각각 다른 기판에 구성하여 액정패널의 특성을 향상시킬 수 있도록 한 액정패널구조 및 액정패널 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 절연기판상에, 매트릭스 형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며 서로 평행하게 배열된 복수개의 게이트라인과, 상기 게이트전극과 절연막을 개재하여 평면적으로 일부 중첩되고 다음 단의 게이트라인과 전기적으로 접속되어 박막트랜지스터의 한쪽 단자를 형성하는 공통전극과, 상기 각각의 박막트랜지스터의 다른 쪽 단자와 연결된 복수개의 액정용량전극을 포함하는 하부기판과, 상기 하부기판의 액정용량전극과 평면적으로 일대일 대응하는 형태로 형성된 데이타라인을 포함하는 상부기판으로 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 구동방법은 절연기판상에, 매트릭스 형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며 서로 평행하게 배열된 복수개의 게이트라인과, 상기의 게이트전극과 절연막을 개재하여 평면적으로 일부 중첩되고 다음 단의 게이트라인과 전기적으로 접속되어 박막트랜지스터의 한쪽 단자를 형성하는 공통전극과, 상기 각각의 박막트랜지스터의 다른 쪽 단자와 연결된 복수개의 액정용량전극을 포함하는 하부기판과 ; 상기 하부기판의 액정용량전극과 평면적으로 일대일 대응하는 형태로 형성된 데이타라인을 포함하는 상부기판으로 구성된 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 게이트라인중에서 구동하고자 하는 라인을 선택하는 게이트신호 펄스를 인가하고, 그 게이트신호펄스 전단에 1수평주사기간동안 상기 공통전극의 전압에 해당하는 전압을 인가하고, 상기 상부기판의 데이타라인에 영상신호를 공급하여 액정용량에 전하를 충전시켜 액정을 구동하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제3도에 본 발명의 액정표시장치의 하부기판과 상부기판구조를 각각 (a)와 (b)에 나타내었다.
액정패널의 하부기판에는 제3도 (a)와 같이 데이타라인은 형성되지 않고 공통전극(11)과 전기적으로 연결되는 게이트라인(10)이 형성되고, 하부기판에 형성된 액정용량 하부전극(9)에 평면적으로 대응되는 상부기판 부분에 제3도 (b)와 같이 데이타라인(12) 형성이 형성된 구조로 되어 있다.
제3도 (a)와 같이 액정용량 하부전극(9)이 배치된 순서를 i, j 의 행렬로 나열하면, 하부기판의 신호라인(i)은 그 자신의 게이트라인(10)과 영상표시를 입력되는 순서에 따라 선주사하는 순서로 볼때 픽셀 열의 공통라인인 TFT(13)의 소오스에 연결된다. 상기 TFT(13)는 하부기판상의 절연막 상부에 형성된다.
제3도의 구조를 제4도에 등가회로도로 나타내었다.
제4도에 도시한 바와 같이 상부기판의 데이타라인(j-1, j, j+1, j+2) 과 하부기판상의 액정용량하부전극(9)간의 액정용량(14)이 존재한다.
상기와 같은 구조의 본 발명의 액정패널의 구동방법을 다음에 설명한다.
액정패널의 구동에 있어서 액정의 특징과 TFT의 전기적 특성을 먼저 살펴 보면, 제5도에 액정의 전기광학적 특성이 도시되어 있으며, 제6도에 TFT의 전기적특성이 도시되어 있다.
제5도에서 액정의 광학적 투과율을 조정하기 위해서는 ±Vmax이내의 전압을 인가해야 한다.
또한, 제6도의 TFT 의 전기적 특성으로 볼때 TFT의 오프전류가 최소가 되는 Vm보다 적은 VGS를 TFT에 인가해야 TFT를 정상적으로 오프시켰다고 할 수 있다.
이상과 같은 액정의 특성과 TFT의 특성에 의해 제4도의 액정패널을 제7도와 같이 구동시킬 수 있다.
i 번째 게이트열을 구동하여 i 번째 TFT를 온시키고, i+1 번째 게이트열에 공통 DC 전압(VCOM)을 인가하여 그에 맞는 영상신호를 주면 i 열에 (+) 극성의 영상신호가 액정용량(CLC(i, j)(j = 1, 2, 3 ... ))으로 충전된다.
또한, 제4도에서의 드레인전압(VDi, VDi+1)은 제7도에 도시된 바와 같이 항상 게이트전압(VGS)보다 높아지므로 액정용량에 필요한 전압의 충전이 가능하게 된다.
한편, 제7도에서는 영상신호를 제3도의 액정패널 구동시에 공통레벨(Vcom)의 변화가 없는 것으로 하였으나, 영상신호를 라인 인버젼시에 공통전압(Vcom), 즉, 게이트전압을 제8도와 같이 영상신호의 극성(액정용량의 극성)에 따라 교류성분을 부가하여 변화시키면 절대적인 VG(게이트전압)의 폭을 줄일 수 있다.
즉, 영상신호가 (+)이면 다음 라인의 게이트전압(VG), 즉, 공통전압을 VC+만큼 공급하고, 영상신호가 (-)이면 VC-을 공급하는 것이다. 이는 액정의 문턱전압(Vth)이 존재하므로 영상신호를 ｜Vth｜-｜Vmax｜만 공급하고 나머지는 VC를 조정하면 VG의 값을 줄여서도 구동이 가능하다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명은 액정패널의 게이트라인과 데이타라인의 교차부분을 제거함으로써 액정패널의 제조를 용이하게 할 수 있으며, 액정패널의 부가축적용량이 게이트라인과 데이타라인의 교차부분에서 많은 영향을 받아 발생하는 크로스토크(crosstalk) 등을 교차부분을 없앤 구조로 함으로써 방지할 수 있다.
또한 게이트라인과 데이타라인과의 교차점이 없어지므로 데이타라인과 게이트라인간의 용량이 적어져 구동이 용이하게 된다.

Claims (3)

  1. 절연기판상에, 매트릭스 형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며 서로 평행하게 배열된 복수개의 게이트라인과, 상기 게이트전극과 절연막을 개재하여 평면적으로 일부 중첩되고 다음 단의 게이트라인과 전기적으로 접속되어 박막트랜지스터의 한쪽 단자를 형성하는 공통 전극과, 상기 각각의 박막트랜지스터의 다른 쪽 단자와 연결된 복수개의 액정용량전극을 포함하는 하부기판과 ; 상기 하부기판의 액정용량전극과 평면적으로 일대일 대응하는 형태로 형성된 데이타라인을 포함하는 상부기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 절연기판상에, 매트릭스 형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며 서로 평행하게 배열된 복수개의 게이트라인과, 상기의 게이트전극과 절연막을 개재하여 평면적으로 일부 중첩되고 다음 단의 게이트라인과 전기적으로 접속되어 박막트랜지스터의 한쪽 단자를 형성하는 공통전극과, 상기 각각의 박막트랜지스터의 다른 쪽 단자와 연결된 복수개의 액정용량전극을 포함하는 하부기판과 ; 상기 하부기판의 액정용량전극과 평면적으로 일대일 대응하는 형태로 형성된 데이타라인을 포함하는 상부기판으로 구성된 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 게이트라인중에서 구동하고자 하는 라인을 선택하는 게이트신호펄스를 인가하고, 그 게이트신호펄스 전단에 1수평주사기간동안 상기 공통전극의 전압에 해당하는 전압을 인가하고, 상기 상부기판의 데이타라인에 영상신호를 공급하여 액정용량에 전하를 충전시켜 액정을 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공통전극에 인가하는 전압을 상기 영상신호의 극성에 따라 변화시켜 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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