KR100226785B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 공통전압을 인접한 박막트랜지스터마다 서로 다르게 인가하여 전력소모를 최소화하고 화질을 개선시키는데 적당한 액정표시장치를 제공하기 위한 것으로서 게이트라인과, 게이트라인에 수직한 방향으로 형성된 데이타라인 그리고 화소영역을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 화소영역에 대응하여 수평 및 수직방향으로 형성된 복수개의 박막트랜지스터들과, 상기 박막트랜지스터들중 서로 인접한 수직방향의 박막트랜지스터들에 서로 다른 공통전압을 인가하기 위하여 분리형성된 제 1, 제 2 투명전극을 포함하여 구성된다.

Description

액정표시장치
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 공통전극전압을 인접한 라인별로 서로 다르게 인가하여 저전압 도트 인버젼 동작이 가능하도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 두 장의 유리기판을 대향시켜 그 사이에 액정을 봉입한 것으로서 하판(bottom plate)은 매트릭스상에 배치된 데이타라인과 게이트라인 및 각각의 교차점에 박막 트랜지스터와 화소전극이 배치되고, 상판(top plate)은 공통전극과 R(적), G(녹), B(청)의 칼라필터층이 배치된다.
그리고 상판과 하판 사이에 액정을 주입하고 이를 편광판에 끼워 백색광을 입사시키면 투과형의 액정표시장치가 된다.
여기서, 하판을 상세히 설명하면 다음과 같다.
유리 또는 석영등의 투명기판에 일정간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트라인이 형성되고, 상기 게이트라인과 수직한 방향으로 복수개의 데이타라인이 일정간격을 갖고 형성된다.
그리고 각 화소영역에는 화소전극이 형성되고 상기 게이트라인을 게이트전극으로 하고 데이타라인을 소오스전극으로 하여 게이트라인의 신호에 따라 데이타라인의 신호를 화소전극에 인가하는 박막트랜지스터가 각 화소영역마다 형성된다.
즉, 도 1에 도시한 바와같이 하판(1)에는 상기 주사라인을 게이트전극으로 하고 데이타라인을 소오스전극으로 하는 게이트전극(G)과 소오스전극(S) 및 드레인전극(D)을 구비한 박막트랜지스터(2)가 일정간격을 갖고 각 화소영역마다 형성된다.
그리고 각 화소영역에는 상기 각각의 박막트랜지스터(2)의 드레인전극(D)에 화소전극(2a)이 연결된다.
한편, 상판(3)에는 상기 하판(1)에 형성된 화소전극(2a)을 제외한 부분에서의 빛의 투과를 차단하기 위해 블랙 매트릭스층(4)이 망사형으로 형성되고, 각 블랙 매트릭스층(4)사이의 상판(3)에 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(5)이 형성되며, 상기 칼라필터층(5) 및 블랙 매트릭스층(4)에 걸쳐 공통전극(6)이 형성된다.
이하, 종래 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 종래 액정표시장치에 따른 박막트랜지스터 액정판넬의 등가회로도이다.
도 2에 도시한 바와같이 종래의 액정표시장치는 박막트랜지스터의 게이트전극(G)은 액정판넬의 외부에 배치되는 게이트 드라이버(11)와 연결되어 있고 소오스전극(S)은 게이트전극(G)과 마찬가지로 외부에 배치된 소오스 드라이버(12)에 연결되어 있다.
또한 각 박막트랜지스터(2)의 드레인전극(D)에는 액정캐패시터(CLC)가 연결된다.
그리고 도 1에서도 나타난 바와같이 공통전압(Vcom)을 인가하기 위한 투명전극(ITO : Indium Tin Oxide)이 각 박막트랜지스터(2)의 드레인전극(D)에 공통으로 연결된다.
이와같이 구성된 액정판넬에 있어서, 소오스 드라이버(12)가 화상데이타를 로딩(loading)한 후 한 개의 로우(Row)라인의 박막트랜지스터(2)의 게이트전극(G)을 턴-온시키기 위해서 상기 게이트 드라이버(11)에서 신호가 인가되면 각 R, G, B데이타는 상기 박막트랜지스터(2)의 액정캐패시터(CLC)에 저장된다.
따라서 상기 액정캐패시터에 저장된 전압레벨에 따라 액정이 이동하여 색상을 구현하게 된다.
이와같은 종래 액정표시장치의 구동방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 액정표시장치에서 데이타 인버젼의 종류는 데이타신호를 필드(field)에 따라 (+)신호와 (-)신호를 번갈아서 인가하는 필드 인버젼(field inversion)과, 데이타신호를 게이트라인에 따라 (+)신호와 (-)신호를 번갈아 인가하는 라인 인버젼(line inversion)과, 데이타신호를 데이타라인에 따라서 (+)신호와 (-)신호를 번갈아 인가하는 칼럼 인버젼(column inversion) 그리고 상기 라인 인버젼과 칼럼 인버젼을 합친 구동방법으로서 수평, 수직방향으로 인접한 화소의 극성이 반대가 되는 도트 인버젼(dot inversion)이 있다.
도 3a 내지 3b은 종래 도트 인버젼에 따른 (+)신호 및 (-)신호가 인가된 경우 화면형태를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3b에서 (+)신호는 소오스 드라이버 IC에서 Vcom보다 높은 화상데이타 전압이 LCD판넬에 전달되어 CLC에 저장된 상태를 나타낸 것으로서 전 화소영역의 수평 및 수직방향에 걸쳐 서로 인접한 화소들간의 극성이 서로 반대가 된 것을 도시하였고것이고 (-)신호는 Vcom보다 낮은 화상데이타 전압이 CLC에 저장된 상태를 나타낸 것으로서 도 3a와 마찬가지로 인접한 화소들간의 극성이 서로 반대가 된 것을 알 수 있다.
이와같은 도트 인버젼에 의한 구동방법에 따른 공통전압(또는 화소전압)의 파형은 다음과 같다.
도 4a 내지 4d는 종래 액정표시장치에 따른 도트 인버젼에 의한 공통전압에 대한 화상데이타가 CLC에 저장된 상태를 도시한 것이다.
먼저, 도 4a는 홀수프레임의 첫 번째 로우(Row)열을 구동할 때의 공통전압에 대한 화상데이타가 CLC에 저장된 상태를 도시한 것이고 도 4b는 홀수프레임의 두 번째 로우(Row)열을 구동할 때의 공통전압에 대한 화상데이타가 CLC에 저장된 상태를 도시한 것이다.
도 4a 및 4b에서와 같이 각 로우열 별로 서로 인접한 화소들간의 전압이 (+)와 (-)가 서로 번갈아 인가되는 것을 볼 수 있다.
도 4c는 짝수프레임의 첫 번째 로우열을 구동할 때 공통전압에 대한 화상데이타가 CLC에 저장된 상태를 도시한 것이고 도 4d는 짝수프레임의 두 번째 로우열을 구동할 때 공통전압에 대한 화상데이타가 CLC에 저장된 상태를 도시한 것이다.
즉, 도 4c 및 4d에서와 같이 짝수프레임에 있어서도 서로 인접한 화소들간 전압의 극성이 서로 반대인 것을 볼 수 있다.
그러나 상기와 같은 종래 액정표시장치는 도트 인버젼을 이용하므로 수평, 수직방향의 플리커(flicker)를 감소시킬 수는 있지만 공통전압을 인가하는 투명전극이 액정판넬 전영역에서 일체형으로 이루어지므로 모든 박막트랜지스터에 공통전압을 인가함에 있어서 전력소모가 크게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 공통전압을 박막트랜지스터에 인가하는 투명전극을 일체형이 아닌 서로 독립적으로 구성하여 인접한 라인별로 서로다른 레벨의 공통전압을 인가하여 전력소모를 최소화하는데 적당한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도
도 2는 종래기술에 따른 액정판넬의 등가회로도
도 3a 내지 3b는 종래 액정표시장치의 도트 인버젼에 따른 화면상태를 도시한 도면
도 4a 내지 4d는 액정표시장치의 도트 인버젼에 따른 공통전압의 파형도
도 5는 본 발명의 액정표시장치에 따른 투명전극의 평면도
도 6은 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이와 투명전극을 나타낸 도면
도 7a 내지 7b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 투명전극에 인가되는 공통전압을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 액정표시장치에 따른 다른 실시예를 도시한 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
51 : 제 1 투명전극52 : 제 2 투명전극
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 게이트라인과, 게이트라인에 수직한 방향으로 형성된 데이타라인 그리고 화소영역을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 화소영역에 대응하여 수평 및 수직방향으로 형성된 복수개의 박막트랜지스터들과, 상기 박막트랜지스터들중 서로 인접한 수직방향의 박막트랜지스터들에 서로 다른 공통전압을 인가하기 위하여 분리형성된 제 1, 제 2 투명전극을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 공통전극에 전압을 인가하기 위한 투명전극의 평면도이다.
도 5에 도시한 바와같이 본 발명의 액정표시장치에 따른 투명전극은 수직방향으로 홀수행의 박막트랜지스터에 전압을 인가하기 위한 제 1 투명전극(51)과, 수직방향으로 짝수행의 박막트랜지스터에 전압을 인가하기 위한 제 2 투명전극(52)으로 구성된다.
이때 제 1 투명전극(51)과 제 2 투명전극(52)에는 서로 다른 레벨의 전압을 동시에 인가한다.
도 6은 본 발명의 액정표시장치에 따른 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 공통전압을 인가하는 제 1, 제 2 투명전극을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와같이 제 1 레벨을 전압을 인가하기 위한 제 1 투명전극(51)과, 제 2 레벨의 전압을 인가하기 위한 제 2 투명전극(52)이 서로 분리형성되어 있다.
즉, 수직방향에 따른 홀수행들의 박막트랜지스터들에 제 1 레벨의 전압을 인가하는 제 1 투명전극(51)이 짝수행들의 박막트랜지스터들에 제 2 레벨의 전압을 인가하는 제 2 투명전극(52)과 분리형성되어 있다.
따라서 홀수프레임에서 수평방향으로 첫 번째 열(Row)의 박막트랜지스터들을 구동하고자 할 경우(즉, 첫 번째 열의 색상을 구현하고자 할 경우)에는 상기 제 1 투명전극(51)에는 Vcom+를 인가하고 제 2 투명전극(52)에는 Vcom-를 인가한다.
그리고 상기 Vcom+이 인가되는 박막트랜지스터의 소오스에는 Vcom+보다 낮은 전압의 데이타를 인가하고 상기 Vcom-이 인가되는 박막트랜지스터의 소오스에는 Vcom-보다 높은 전압의 데이타를 인가한다.
결과적으로 제 1 행 제 1 열의 박막트랜지스터의 공통전극에 인가되는 전압은 Vcom+이 되고 제 2 행 제 1 열의 박막트랜지스터의 공통전극에 인가되는 전압은 Vcom-이 된다.
이어서, 짝수프레임에서 수평방향으로 첫 번째 열(Row)의 박막트랜지스터들을 구동하고자 할 경우에는 상기 제 1 투명전극(51)에는 Vcom-를 인가하고 제 2 투명전극(52)에는 Vcom+를 인가한다.
그리고 상기 Vcom+이 인가되는 박막트랜지스터의 소오스에는 Vcom+보다 낮은 전압의 데이타를 인가하고 상기 Vcom-이 인가되는 박막트랜지스터의 소오스에는 Vcom-보다 높은 전압의 데이타를 인가한다.
이와같이 제 1, 제 2 투명전극에 서로 다른 레벨의 공통전압을 인가할 경우 전체적인 공통전압을 도 7에 도시하였다.
도 7a는 홀수프레임에서 첫 번째 열(Row)의 박막트랜지스터에 인가되는 공통전압을 도시한 것이고 도 7b는 홀수프레임에서 두 번째 열(Row)의 박막트랜지스터에 인가되는 공통전압을 도시한 것이다.
다시말해서 홀수프레임에서 첫 번째 열(Row)의 박막트랜지스터에는 도 7a와 같이 인가되고 홀수프레임에서 두 번째 열의 박막트랜지스터에는 도 7b와 같이 인가된다.
이는 도 7a 내지 7b에 도시한 바와같이 해당 열에서 인접한 박막트랜지스터에 인가되는 전압이 Vcom+, Vcom-로 번갈아 가며 인가되므로 전체적인 Vcom의 피크-투-피크(peak-to-peak)전압이 종래에 비해 낮게된다.
한편, 도 8은 본 발명의 액정표시장치에 따른 제 2 실시예를 도시한 것이다.
본 발명의 제 2 실시예는 도 8에 도시한 바와같이 수직방향에 따른 3개의 칼럼(column)라인을 단위칼럼(단위행)라인으로 설정하여 인접한 행에 인가되는 공통전압을 서로 달리하는 것이다.
즉, 수직방향으로 3개의 칼럼라인을 하나의 단위칼럼라인으로 하여 상기 단위칼럼라인의 박막트랜지스터와 인접한 또다른 단위칼럼라인의 박막트랜지스터에 인가되는 공통전압을 서로 다르게 하여 도트 인버젼을 구현한 것이다.
이때 여러개의 칼럼라인을 합하여 하나의 단위칼럼라인으로 함에 있어서, 3개 또는 그 이상의 칼럼라인을 합하여 하나의 단위칼럼라인으로 설정하는 것이 가능하다.
그리고 이렇게 설정된 칼럼라인에 맞게 제 1, 제 2 투명전극(51,52)의 패턴을 변화시킨다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 액정표시장치는 박막트랜지스터에 인가되는 공통전압을 서로 달리 인가하여 픽셀마다 공통전압을 제어할 수 있으므로 낮은 전압으로 도트 인버젼을 구현할 수 있다.
따라서 전력소모를 감소시키고 화질을 개선시키는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 게이트라인과, 게이트라인에 수직한 방향으로 형성된 데이타라인 그리고 화소영역을 갖는 액정표시장치에 있어서,
    상기 화소영역에 대응하여 수평 및 수직방향으로 형성된 복수개의 박막트랜지스터들과,
    상기 박막트랜지스터들중 서로 인접한 수직방향의 박막트랜지스터들에 서로 다른 공통전압을 인가하기 위하여 분리형성된 제 1, 제 2 투명전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 투명전극은 ITO인것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 투명전극은 수직방향으로 홀수의 박막트랜지스터들의 Vcom단자에 제 1 레벨의 전압을 인가하고 제 2 투명전극은 짝수의 박막트랜지스터들의 Vcom단자에 제 2 레벨의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 홀수의 박막트랜지스터들의 Vcom단자에 전압을 인가하는 제 1 투명전극은 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 짝수의 박막트랜지스터들의 Vcom단자에 전압을 인가하는 제 2 투명전극은 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 투명전극은 수직방향으로 복수개의 행(column)을 단위행로 하여 홀수의 박막트랜지스터들에 제 1 레벨의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 투명전극은 수직방향으로 복수개의 행(column)을 단위행으로 하여 짝수의 박막트랜지스터들에 제 2 레벨의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 홀수의 박막트랜지스터들에 제 1 레벨의 전압을 인가하는 제 1 투명전극은 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 짝수의 박막트랜지스터들에 제 2 레벨의 전압을 인가하는 제 2 투명전극은 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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