KR100228277B1

KR100228277B1 - 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법

Info

Publication number: KR100228277B1
Application number: KR1019960053733A
Authority: KR
Inventors: 박운용
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR19980035391A

Abstract

본 발명은 두 화소 라인 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다. 게이트 전극에 게이트 전압이 인가되는 동안 공통 전극의 공통 전극 전압이 두 화소 라인 단위마다 일정한 전압 차이로 번갈아 가며 인가되고, 화소 전극의 데이터 전압이 공통 전극 전압에 대하여 대응하는 값을 갖는다.

Description

평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법

본 발명은 두 화소 라인 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식(IPS mode : in-plane switching mode)의 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 최근 들어 가장 각광을 받고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서 액정 물질의 전기 광학적 효과를 이용한 표시 장치이다.

특히 현재 가장 활발하게 연구가 진행되고 있는 박막 트랜지스터 액정 표시장치는 화소 전극이 형성되어 있는 한 기판과 공통 전극이 형성되어 있는 다른 기판 그리고 그 사이에 주입되어 있는 액정 물질로 이루어져 있다.

이러한 액정 표시 장치에서 액정 분자들을 구동하기 위해서는 화소 전극과 공통 전극에 각각 전압을 인가하는 방식을 취한다. 그리고 이 경우 액정 분자들이 한 기판에서부터 다른 기판에 이르기까지 90°비틀리게 배열되어 있는 비틀린 네마틱 방식이 주로 이용된다.

그러나 이러한 액정 표시 장치는 특히 비틀린 네미틱 방식의 액정 물질을 이용하는 액정 표시 장치는 대비비가 보는 각도에 의존한다. 특히 이러한 대비의 각도 의존성은 상하 방향으로 매우 심하다. 뿐만 아니라 화소 전극과 공통 전극을 서로 다른 기판에 형성하여야 하며, 공통 전극에 전압을 인가하기 위하여 두 기판을 단락시켜야 하기 때문에 공정수가 많다는 문제점이 있다.

이러한 문제들을 해결하기 위한 방법으로 평면 구동 방식을 액정 표시 장치가 제안되고 있다.

평면 구동 방식은 한 기판에 화소 전극 및 공통 전극을 모두 형성하여 액정 표시 장치를 구동하는 방식으로서, 두 전극 사이에 전위차를 주어 액정 분자의 반응을 일으키는 것이다.

이러한 평면 구동 방식은 시야각이 좋으나 한 기판에 화소 전극 및 공통 전극이 모두 형성되어 있어 개구율이 줄어드는 단점이 있다.

도1은 두 화소 라인 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도1에 도시한 바와 같이 개구율이 줄어드는 단점을 해결하기 위한 것으로 공통 전극의 수를 줄인 구조를 가진 두 화소 라인 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식의 액정 표시 장치가 대두되었다.

도1에 도시한 바와 같이, 두 화소 라인 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식의 액정 표시 장치는, 게이트선(1)이 가로로 형성되어 있고 이와 직교하는 데이터선(11)이 세로로 형성되어 있다. 또 게이트선(1)과 평행한 공통 전극선(2)이 게이트선(1)과 동일한 물질로 형성되어 있으며, 공통 전극선(2)의 분지(3, 4)는, 게이트선(1)을 향하여 뻗은 세로부(3)와 게이트선(1) 부근에 위치하고 게이트선(1) 및 공통 전극선(2)과 평행한 가로부(4)로 이루어져 있다. 게이트선(1)과 데이터선(11)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있는데, 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트선(1)의 일부이고, 소스 전극은 데이터선(11)의 일부이다. 한편 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(12)은 데이터선(11)과 동일한 물질로 형성되어 있으며, 연장되어 화소 전극(16)이 된다.

화소 전극(16)은, 데이터선(11)과 평행한 세 부분과 수직인 두 부분으로 이루어진 모양이며, 데이터선(11)에 평행한 세 부분은 데이터선(11)에 인접해 있고, 데이터선(11)과 수직인 두 부분은 공통 전극선(2) 및 그와 평행한 분지(4)와 각각 중첩되어 있다.

이러한 액정 표시 장치에서는, 공통 전극선(2) 및 그 분지(3, 4)와 화소 전극(13, 14)의 전위 차, 특히 세로 방향의 공통 전극선 분지(3)와 이에 평행한 화소 전극(16)을 이용하여 액정 분자의 방향을 변화시키고 이에 따라 나타나는 빛의 투과율 변화를 이용하여 표시 동작을 한다.

이러한 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법은, 한 프레임 동안 동일한 극성을 갖는 공통 전극 전압이 인가된다.(단, 여기서 한 프레임이란 한 화면전체에 데이터 전압이 인가되는 단위를 말한다.) 즉, 1 프레임에서 데이터 전압이 공통 전극 전압에 대해서 양의 값을 갖는다고 하면, 2 프레임에서 데이터 전압이 공통 전극 전압에 대해서 음의 값을 갖는다. 이런 방식으로 데이터 전압이 공통 전극 전압에 대해서 한 프레임 단위로 번갈아 가며 극성이 반전된다. 이러한 방식을 필드 반전이라고도 한다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법을 상세히 설명한다.

도2의 (가)는 종래의 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 게이트 전압의 파형도이고, 도2의 (나)는 종래의 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 공통 전극 전압의 파형도이고, 도2의 (다)는 종래의 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 데이터 전압의 파형도이다.

먼저, 도2의 (가)에 도시한 바와 같이, 게이트 신호(g)가 화소 라인 단위로 인가된다. 도2의 (나)에 도시한 바와 같이 공통 전극 전압은 일정하게 기준 전압을 갖는다. 이때 데이터 전압은 도2의 (다)에 도시한 바와 같이, 한 화면 단위인 프레임 단위(1F, 2F)로 기준 전압 보다 큰 양의 값으로 인가되거나 또는 기준 전압 보다 작은 값으로 인가된다.

예를들면, 도2의 (다)에 도시한 바와 같이, 기준 전압을 5볼트라고 하면, 1 프레임 동안(1F)에 데이터 전압은 5볼트에서 10볼트 사이의 크기를 갖는다. 다음 2 프레임 동안(2F)에 데이터 전압은 0볼트에서 5볼트 사이의 크기를 갖는다. 이때 공통 전압은 5볼트이다.

이와 같은 필드 반전 구동 방식은 소비 전력이 크고 크로스토크가 큰 단점이 있다.

따라서 종래의 문제점을 해결하고자 두 라인 단위의 라인 반전이 가능한 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.

도1은 두 화소 라인 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고,

도2의 (가)는 종래의 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 게이트 전압의 파형도이고,

도2의 (나)는 종래의 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 데이터 전압의 파형도이고,

도2의 (다)는 종래의 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 공통 전극 전압의 파형도이고,

도3의 (가)는 본 발명의 실시예에 따른 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 게이트 전압의 파형도이고,

도3의 (나)는 본 발명의 실시예에 따른 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 공통 전극 전압의 파형도이고,

도3의 (다)는 본 발명의 실시예에 따른 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 데이터 전압의 파형도이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 구동 방법은,

게이트 전극에 게이트 전압이 인가되는 동안 공통 전극의 공통 전극 전압이 5볼트 차이를 갖고 두 화소 라인 단위마다 번갈아 가며 인가되고, 화소 전극의 데이터 전압이 상기 공통 전극 전압에 대하여 양의 값 또는 음의 값을 갖는다.

따라서 공통 전극 전압의 극성은 두 화소 라인 단위로 데이터 전압에 대하여 양의 값 또는 음의 값을 번갈아 가면서 반전한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도3의 (가)는 본 발명의 실시예에 따른 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 게이트 전압의 파형도이고, 도3의 (나)는 본 발명의 실시예에 따른 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 공통 전극 전압의 파형도이고, 도3의 (다)는 본 발명의 실시예 따른 도1의 구동 방법을 설명하기 위한 데이터 전압의 파형도이다.

도3의 (가)에 도시한 바와 같이, 게이트 전극에 인가되는 게이트 신호(g)가 화소 라인 단위로 연속하여 인가된다.

이때 공통 전극에 인가되는 공통 전극 전압은 도3의 (나)에 도시한 바와 같이 두 화소 라인 단위(2L)로 5볼트 차이를 갖고 번갈아가며 인가된다.

이때 화소 전극에 인가되는 데이터 전압은 도3의 (다)에 도시한 바와 같이 공통 전극 전압에 대하여 양의 값 또는 음의 값을 갖도록 인가된다.

이와 같이, 두 화소 라인 단위(2L)로 공통 전극 전압이 반전하고 이에 대응하여 데이터 전압도 두 화소 라인 단위(2L)로 공통 전극에 대하여 반대의 극성을 갖도록 반전한다.

예를들면, 도3의 (가) 내지 (다)에 도시한 바와 같이, 처음 두 화소 라인(2L) 동안에 데이터 전압은 0볼트에서 5볼트 사이의 크기를 가지며, 이때 공통 전극은 0볼트이다. 계속해서 다음 두 화소 라인(2L) 동안에 데이터 전압은 0볼트에서 5볼트 사이의 크기를 갖는다. 이때 공통 전압은 5볼트이다.

이와 같이, 공통 전극에 인가되는 공통 전극 전압은 두 화소 라인마다 반전함으로써 크로스 토크를 줄일 수 있으며, 이에 따라 공통 전극 전압의 반전에 따라 데이터 전압도 동시에 공통 전극 전압에 대하여 반전함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다.

그러므로 본 발명은 두 화소 라인마다 단위마다 하나의 공통 전극이 형성되어 있는 평면 구동 방식의 액정 표시 장치의 크로스 토크 및 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

서로 교차하여 화소를 정의하는 네이트선 및 데이타선, 상기 화소에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선과 상기 데이타선이 교차하는 부근에는 게이트선의 일부인 게이트 전극과 화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극과 데이터선의 일부인 박막 트랜지스터 및 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서 ,

상기 게이트 전극에 게이트 신호를 인가하는 단계,

상기 공통 전극에 두 화소 라인 단위로서 서로 다른 제1 전압과 제2 전압으로 변화하는 공통 전극 전압을 인가하는 단계,

상기 데이터선을 통하여 상기 화소 전극에 상기 공통 전극 전압에 대한 극성이 두 화소 라인 단위로 반전되도록 데이터 전압을 인가하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,

상기 액정 표시 장치에서 상기 데이터선과 평행하게 형성된 상기 공통 전극과 상기 화소 전극 각각의 제1 분지는 상기 화소에서 서로 평행하게 마주하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제2항에 있어서,

상기 액정 표시 장치에서 상기 공통 전극과 상기 화소 전극 각각은 상기 게이트선과 평행하며, 서로 중첩되어 있는 제2분지를 가지고 있는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제3항에 있어서,

상기 액정 표시 장치에서 상기 공통 전극의 제2 분지의 한 부분은 상기 화소의 두 열 단위로 하나씩 형성되어 있으며, 상기 제2 분지의 한 부분은 상기 두 화소 열의 상기 화소 전극의 제2 분지와 공통으로 중첩되어 있는 액정 표시 장치의 구동 방법.