KR101097697B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커플링 현상에 의한 전압 강하 후에도 화소의 충전 전압을 일정하게 유지시켜 화질 저하를 방지하기 위한 액정표시장치로서, 기판 상에 배열된 복수의 화소와; 상기 화소에 개별적으로 구비되어 수평 전계를 형성하는 제 1전극 및 제 2전극과; 상기 기판에 횡방향으로 배열되어 상기 화소에 주사신호를 전달하는 복수의 게이트라인과; 상기 기판에 종방향으로 배열되어 상기 화소에 영상정보를 전달하는 복수의 데이터라인과; 상기 기판에 횡방향으로 배열되어 공통전압을 전달하는 복수의 공통전압라인과; 상기 화소에 개별적으로 구비되며, 상기 주사신호에 의해 도통되어 상기 데이터라인으로부터 인가된 영상정보를 상기 제 1전극에 인가하는 제 1스위칭소자와; 상기 화소에 개별적으로 구비되고, 주사신호에 의해 도통되어 상기 공통전압라인으로부터 인가된 공통전압을 상기 제 2전극에 인가하며, 상기 제 1전극의 전압 변동시 상기 제 1,2전극 간의 전압차를 일정하게 유지시키는 제 2스위치소자를 포함하여 구성된다.
화질, 커플링, 플리커, 공통전압, 충전

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도1a는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 평면구성을 보인 예시도.
도1b는 도1a의 등가 회로를 나타낸 도면.
도2는 도트 인버젼 방식에서 화소의 전압 파형을 나타낸 예시도.
도3은 도트 인버젼 방식에서 계조 보상을 위한 구동 방법의 일 예를 나타낸 도면.
도4는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 평면도.
도5는 도4의 액정표시장치의 화소의 전압 파형을 나타낸 예시도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
CL11∼CL1n: 공통전압라인 GL11∼GL1n: 게이트라인
DL11∼DL1m: 데이터라인 P11: 화소
T11: 제 1스위칭소자 T12: 제 2스위칭소자
Clc: 액정 커패시터
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히, 박막트랜지스터의 턴-오프시 발생되는 커플링 현상에 의한 전압 강하 후에도 화소에 충전된 전압을 일정하게 유지시켜 목적하는 계조의 화상을 표시할 수 있도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 다양한 정보의 시각적 표현을 통해 인간과 정보의 편리한 인터페이스 역할을 하는 디스플레이 장치들이 많이 사용되고 있다. 특히, 액정표시장치는 선명한 화질, 낮은 소비전력 및 가벼운 무게 등의 장점으로 인해 종래에 많이 사용되던 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 대체하는 차세대 디스플레이 장치로서 수요가 점점 증가하고 있다.
액정표시장치(liquid crystal display)는 액정의 광학적 이방성을 이용한 디스플레이 장치로서, 박막 트랜지스터 어레이 (thin film transistor array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 사이에 충진된 액정에 일정한 전계를 가하여 액정을 재배열시켜 광원으로부터 공급되는 광의 투과율을 조절함으로써, 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 액정표시장치에는 통상 트위스트 네마틱(twisted nematic) 액정이 주로 적용되어 왔다. 그런데, 트위스트 네마틱 액정은 박막 트랜지스터 어레이 기판에 형성되는 화소전극과 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극의 수직전계에 의해 액정이 구동되기 때문에 상하좌우의 시야각에 따라 광투과율이 달라지는 특성이 나타나 대면적의 액정표시장치를 제작하는데 제한이 있었다.
즉, 상기 수직전계에 의해 액정이 구동되는 트위스트 네마틱 방식의 액정표 시장치는 광투과율이 좌우방향의 시야각에 대해서는 넓은 범위에서 대칭적으로 분포하지만, 상하방향의 시야각에 대해서는 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향에서 이미지가 반전되는 범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 문제가 있다.
상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 수평 전계에 의해 액정을 구동시키는 횡전계방식(in-plane switching: IPS) 액정표시장치가 제안되었다.
상기 횡전계방식 액정표시장치는 상기 수직전계에 의해 액정이 구동되는 액정표시장치에 비해 콘트라스트(contrast),그레이 인버젼(gray inversion) 및 컬러 쉬프트(color shift) 등의 시야각 특성을 향상시킬 수 있으므로, 광시야각을 확보할 수 있게 되어 대면적의 액정표시장치의 제작에 널리 사용되고 있다.
도1a는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 평면구성을 보인 예시도이고, 도1b는 도1a의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도1a를 참조하면, 기판 상에 횡방향으로 배열된 다수의 게이트라인(GL1∼GLn)과 종방향으로 배열된 다수의 데이터라인(DL1∼DLm)은 서로 수직 교차하며, 그 교차부마다 화소(P1)가 정의된다. 각 화소(P1)에는 화소전극(11)과 스위칭소자(T1)가 구비된다.
상기 기판에는 상기 게이트라인(GL1∼GLn)과 교대로 횡방향으로 공통전압라인(CL1∼CLn)이 배열된다.
상기 스위칭소자(T1)는 통상 박막트랜지스터(thin film transistor)가 적용된다. 도시된 바와 같이 상기 스위칭소자(T1)의 소스전극은 상기 데이터라인(DL1∼DLm)과 접속되고, 게이트전극은 상기 게이트라인(GL1∼GLn)에 접속되며, 드레인전 극은 화소전극(11)과 접속된다.
상기 화소(P1) 내에는 상기 화소전극(11) 외에 또 다른 전극인 공통전극(13)이 구비되며, 이 공통전극(13)은 상기 공통전압라인(CL1∼CLn)에 전기적으로 접속된다. 상기 공통전극(13)은 상기 화소(P1)에서 상기 화소전극(11)과 평행하게 배열되며, 교대로 배치된다.
상기와 같이 구성된 횡전계방식 액정표시장치에서 게이트 구동부로부터 상기 게이트라인(GL1∼GLn)에 순차적으로 주사신호(scan signal)에 인가되면, 해당 게이트라인(GL1∼GLn)에 게이트전극이 접속된 스위칭소자(T1)들은 상기 주사신호의 전위에 의해 턴-온(turn-on)되며, 이 때, 데이터 구동부로부터 출력된 영상신호가 상기 스위칭소자(T1)의 소스전극을 통해 화소전극(11)에 인가된다. 상기 화소전극(11)에는 영상신호에 따른 전압이 인가된다.
상기 공통전극(13)은 상기 공통전압라인(CL1∼CLn)을 통해 전달되는 공통전압은 인가받게 되어 평행하게 배열된 상기 화소전극(11)과 공통전극(13) 사이에는 일정한 전압차가 생긴다. 이러한 전압차에 의해 형성되는 수평 전계가 화소(P1) 내에 구비된 액정을 재배열시킨다. 이 때, 전계의 크기에 따라 액정의 배열정도가 달라져 램프에서 공급되는 광의 투과율이 달라지게 된다. 상기 공통전압라인(CL1∼CLn)의 일측은 공통적으로 연결되어 있어 모든 공통전압라인(CL1∼CLn)을 통해 동일한 공통전압이 인가된다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 게이트구동부로부터 출력되는 주사신호는 한 프레임동안 각 게이트라인(GL1∼GLn)에 순차적으로 인가되기 때문에 주사신호의 인 가가 중지된 게이트라인(GL1∼GLn)에 대응하는 화소(P1)들은 한 프레임동안 액정의 배열을 유지시켜 일정한 휘도를 유지해야 한다. 상기 공통전극(13)과 화소전극(11)은 액정을 사이에 두고 일정한 이격을 갖기 때문에 커패시터로서 상호 작용한다. 이하, 상기 커패시터를 액정 커패시터(Clc)로 칭하도록 하겠다. 상기 공통전극(13)에 인가된 공통전압과 상기 화소전극(11)에 인가된 영상신호에 따른 전압 간의 전압차는 상기 액정 커패시터(Clc)에 충전되므로, 한 프레임동안 각 화소(P1)의 액정 배열상태를 일정하게 유지시키게 된다.
한편, 액정표시장치의 액정층에 지속적으로 일정한 전계가 인가될 경우에 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 잔상이 발생하는 결과를 초래한다. 따라서, 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해서 공통전압을 기준으로 영상정보의 전압을 양과 음이 반복되도록 인가하는데, 이와 같은 구동방식을 인버젼(inversion) 방식이라 한다.
상기 인버젼 구동방식은 화상정보의 극성이 화상의 한 프레임(frame)단위로 반전되어 공급되는 프레임 인버젼 방식, 화상정보의 극성이 게이트라인 단위로 반전되어 공급되는 라인 인버젼 방식, 그리고 화상정보의 극성이 서로 인접하는 화소별로 반전되어 공급되고 아울러 화상의 한 프레임 단위로 반전되어 공급되는 도트 인버젼 방식이 있다.
상기한 인버젼 구동방식 중 도트 인버젼 방식은 플리커(flicker)나 크로스 토크(cross talk)와 같은 화면 왜곡에 대한 억제력이 다른 인버젼 방식에 비해 뛰어나기 때문에 최근에는 도트 인버젼 방식이 적용된 액정표시장치가 주로 제작되고 있다.
도2는 도트 인버젼 방식에서 화소의 전압 파형을 나타낸 예시도이다.
일반적으로, 공통전압라인에 인가되는 공통전압(Vcom1)은 도시된 바와 같이 일정한 레벨의 정전압으로 인가된다. 게이트라인에 주사신호(Vgate)가 인가되면, 그 주사신호(Vgate)가 인가되는 시간동안 해당 게이트라인에 대응하는 각 화소에 영상신호(Vdata)가 인가된다. 영상신호(Vdata)는 화소 내의 화소전극에 인가되어 도시된 화소전압(Vp)의 파형으로 나타난다. 주사신호(Vgate)의 인가 구간이 완료되어 주사신호가 저전위로 천이될 때, 상기 화소전압(Vp)도 순간적으로 일정 레벨만큼 강하되는데, 이러한 전압 강하현상은 스위칭소자(T1)의 드레인전극과 게이트전극이 기판에 일정 영역 중첩되도록 형성되기 때문에 이 두 전극 사이의 커플링 현상에 의해 발생된다.
상기 화소전압(Vp)의 변동분(△Vp)만큼 화소전압(Vp)의 전압이 떨어지므로, 상기 화소전압(Vp)과 공통전압(Vcom1)과의 전압차는 달라지게 되고, 액정에 인가하는 전계의 크기도 달라진다. 액정에 인가되는 전계가 달라지면 액정의 배열이 달라지게 되어 원하는 계조의 화상을 표시할 수 없게 된다.
특히, 공통전압(Vcom1)을 기준으로 양과 음으로 번갈아 인가되는 화소전압(Vp)에서 모두 커플링 현상에 의한 전압 강하가 발생하는 경우 전압강하된 양의 화소전압과 공통전압(Vcom1)의 전압차인 제 1액정구동전압(Vcel1)과, 전압강하된 음의 화소전압과 공통전압(Vcom1)의 전압차인 제 2액정구동전압(Vcel2)은 상이한 값을 갖게 된다. 만일, 도트 인버젼 방식의 구동에서 화소에 동일한 계조의 화상을 표시한다고 할 경우 양의 화소전압(Vp)과 공통전압(Vcom1)의 전압차와 음의 화소전압(Vp)과 공통전압(Vcom1)의 전압차가 동일하면, 화소에서 동일한 계조의 화상을 표시할 수 있다. 그러나, 상기와 같이, 제 1액정구동전압(Vcel1)과 제 2액정구동전압(Vcel2)이 크기가 달라지면 화소에서는 불규칙적인 계조의 화상이 표시되는 플리커(flicker) 현상이 일어난다. 이러한 현상이 액정패널의 전체 화소에서 발생될 경우 심각한 화질 저하를 초래할 수 있다.
상기와 같은 화질 저하 현상을 방지하기 위하여 공통전압(Vcom1) 레벨을 조절함으로써, 계조 보상을 해주는 방법이 고안되었는데, 도3에 도시된 바와 같다.
도3은 도트 인버젼 방식에서 계조 보상을 위한 구동 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도트 인버젼 방식에서 수평주기마다 양과 음이 번갈아 인가되는 영상정보에서 커플링 현상에 의한 전압강하는 일 방향으로 발생하기 때문에 도2에서처럼 제 1액정구동전압(Vcel1)과 제 2액정구동전압(Vcel2)의 전압이 서로 달라지는 현상이 발생한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 양과 음의 화소전압의 기준이 되는 공통전압(Vcom1)의 레벨을 이동시킨 조절된 공통전압(Vcom2)을 사용하게 되었다.
도시된 바와 같이, 공통전압라인을 통해 각 화소에 조절된 공통전압(Vcom2)를 인가하게 되면, 상기 제 1액정구동전압(Vcel11)과 제 2액정구동전압(Vcel12)은 동일한 값을 갖게 된다.
공통전압(Vcom1)의 레벨 조절은 액정표시장치마다 달리해주어야 한다. 각 액정표시장치의 화소에 구비되는 박막트랜지스터의 특성이 다르기 때문에 커플링 현 상에 의해 강하되는 전압 변동분이 다르게 나타난다. 따라서, 각 액정표시장치마다 양의 영상정보와 음의 영상정보의 전압 변동분에 따른 보상을 하기위한 계조 보상회로가 추가적으로 구비되어야 한다. 그러나, 계조 보상회로 추가에 따른 제작비용 상승이 발생하며, 각 박막트랜지스터의 특성에 맞게 전압 강하분을 보상해주는 것도 사실상 한계가 있다.
한편, 상기와 같은 추가적인 계조 보상회로없이 제 1액정구동전압(Vcel11)과 제 2액정구동전압(Vcel12)을 동일하게 유지시키기 위해서 화소전압의 전압 강하 현상 자체를 최소화시키는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에도 화소전압의 전압 강하를 감소시키기 위해 액정 커패시터의 용량을 크게 해주어야하는데, 액정 커패시터의 사이즈를 크게 만들어야 하므로, 액정 패널의 면적을 증가시키는 결과를 가져온다.
그리고, 종래에는 화소에 공통전압은 정전압으로서 일정한 레벨로 인가되고, 영상정보는 주사신호가 인가되는 시간동안 화소전극에 충전되었다. 이러한 경우 각 게이트라인에 인가된 주사신호의 지연이나 왜곡이 발생하게 되면, 서로 다른 게이트라인에 접속된 화소에서 화소전극에 충전되는 영상정보의 충전량이 달라지게 된다. 따라서, 화면이 고르지 않게 표시될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 화소에 영상정보와 공통전압을 동일한 시간동안 충전시켜 주사신호의 지연 및 왜곡에 의해 각 게이트라인마다 발생할 수 있는 충전 편차를 해소할 수 있으며, 영상정보와 공통전압의 동일한 전압 변화를 유도함으로써, 추가적으로 계조 보상회로를 구비하지 않고서도 화소에 충전된 전압을 일정하게 유지시켜 플리커와 같은 화질 저하를 억제할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 기판 상에 배열된 복수의 화소와; 상기 화소에 개별적으로 구비되어 수평 전계를 형성하는 제 1전극 및 제 2전극과; 상기 기판에 횡방향으로 배열되어 상기 화소에 주사신호를 전달하는 복수의 게이트라인과; 상기 기판에 종방향으로 배열되어 상기 화소에 영상정보를 전달하는 복수의 데이터라인과; 상기 기판에 횡방향으로 배열되어 공통전압을 전달하는 복수의 공통전압라인과; 상기 화소에 개별적으로 구비되며, 상기 주사신호에 의해 도통되어 상기 데이터라인으로부터 인가된 영상정보를 상기 제 1전극에 인가하는 제 1스위칭소자와; 상기 화소에 개별적으로 구비되고, 주사신호에 의해 도통되어 상기 공통전압라인으로부터 인가된 공통전압을 상기 제 2전극에 인가하며, 상기 제 1전극의 전압 변동시 상기 제 1,2전극 간의 전압차를 일정하게 유지시키는 제 2스위치소자를 포함하여 구성된다.
도4는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.
도면을 참조하면, 액정표시장치는 기판 상에 횡방향으로 교대로 배열된 복수의 공통전압라인(CL11∼CL1n) 및 복수의 게이트라인(GL11∼GL1n)과, 상기 공통전압라인(CL11∼CL1n) 및 게이트라인(GL11∼GL1n)과 수직 교차하도록 기판 상에 종방향으로 배열된 복수의 데이터라인(DL11∼DL1m)과, 상기 게이트라인(GL11∼GL1n)과 데 이터라인(DL11∼DL1m)의 교차부마다 구비된 복수의 화소(P11)와, 상기 화소(P11)에 구비되며, 상기 게이트라인(GL11∼GL1n)에 공통적으로 연결되고, 상기 게이트라인(GL11∼GL1n)을 통해 인가되는 주사신호에 의해 도통되어 상기 화소(P11)에 각각 영상정보 및 공통전압을 인가하며, 상기 화소(P11)에 충전된 전압을 동일하게 유지시키는 제 1스위칭소자(T11) 및 제 2스위칭소자(T12)를 포함하여 구성된다.
상기 공통전압라인(CL11∼CL1n)은 일측이 공통적으로 연결되므로, 각 공통전압라인(CL11∼CL1n)에는 동일한 공통전압이 인가된다. 상기 공통전압라인(CL11∼CL1n)과 교대로 기판 상에는 게이트라인(GL11∼GL1n)이 배열된다.
상기 화소(P11)에는 개별적으로 제 1스위칭소자(T11)와 제 2스위칭소자(T12)가 구비되는데, 상기 제 1스위칭소자(T11)와 제 2스위칭소자(T12)는 박막트랜지스터를 적용할 수 있다. 상기 제 1스위칭소자(T11)와 제 2스위칭소자(T12)의 게이트전극은 동일한 게이트라인(GL11∼GL1n)에 공통적으로 접속된다.
상기 제 1스위칭소자(T11)의 소스전극은 데이터라인(DL11∼DL1m)에 연결되고, 게이트전극은 게이트라인(GL11∼GL1n)에 연결되며, 드레인전극은 화소(P11)에 구비되는 화소전극(미도시)에 연결된다. 그리고, 상기 제 2스위칭소자(T12)의 드레인전극은 상기 화소(P11)에 구비되는 공통전극(미도시)에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인(GL11∼GL1n)에 연결되며, 소스전극은 상기 공통전압라인(CL11∼CL1n)에 연결된다.
상기 제 1스위칭소자(T11)와 제 2스위칭소자(T12)의 드레인전극에는 각각 화소전극과 공통전극이 접속되므로, 상기 화소전극에 인가되는 영상정보와 상기 공통 전극에 인가되는 공통전압은 상기 제 1,2스위칭소자(T11,T12)에 의해 차단 또는 전달된다.
상기 제 1,2스위칭소자(T11,T12) 사이에는 액정 커패시터(Clc)가 구비된다. 상기 액정 커패시터(Clc)는 일정한 이격으로 교차 배열된 화소전극과 공통전극이 커패시터의 기능을 수행하는 것이다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정 커패시터(Clc)의 충전 기능을 보완하기 위하여 상기 제 1스위칭소자(T11)와 제 2스위칭소자(T12) 사이에 액정 커패시터(Clc)와 병렬로 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 추가적으로 연결할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치의 구동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 게이트 구동부로부터 상기 게이트라인(GL11∼GL1n)에 하나의 라인 단위로 순차적으로 주사신호가 인가되면, 해당 게이트라인(GL11∼GL1n)에 접속된 제 1,2스위칭소자(T11,T12)들의 게이트전극에 고전위의 주사신호가 인가된다. 이 때, 상기 제 1,2스위칭소자(T11,T12)의 소스전극과 드레인전극 사이에는 도전채널이 형성되는 턴-온(turn-on)상태가 된다. 각 화소(P11)에 구비된 제 1,2스위칭소자(T11,T12)가 동시에 턴-온됨에 따라 상기 제 1스위칭소자(T11)의 소스전극을 통해 상기 데이터라인(DL11∼DL1m)의 영상정보가 인가되어 드레인전극을 통해 상기 화소전극에 인가되며, 상기 제 2스위칭소자(T12)의 소스전극을 통해 상기 공통전압라인(CL11∼CL1n)의 공통전압이 인가되어 드레인전극을 통해 상기 공통전극에 인가된다. 따라서, 상기 화소전극과 공통전극의 전압차에 의해 상기 화소전극과 공통전극 사이에는 액정을 재배열시킬 전계가 형성된다.
상기 제 1스위칭소자(T11)의 턴-온 구간동안 상기 화소전극에는 영상정보에 의한 화소전압이 충전되고, 상기 제 1스위칭소자(T12)와 동일한 턴-온 구간동안 상기 공통전극에는 공통전압이 충전된다. 즉, 상기 제 1,2스위칭소자(T11,T12)는 동시에 턴-온되어 동일한 턴-온시간동안 화소전압과 공통전압이 각각 화소전극과 공통전극에 충전되므로, 각 게이트라인(GL11∼GL1n)에서 주사신호의 지연에 의해 각 화소(P11)에서 발생할 수 있는 충전량의 편차를 줄일 수 있게 된다.
상기 게이트라인(GL11∼GL1n)에 고전위로 인가되던 주사신호가 저전위로 천이되면, 상기 제 1,2스위칭소자(T11,T12)는 도전채널이 닫히면서 턴-오프(turn-off)상태가 된다. 이 때, 상기 화소전극은 상기 제 1스위칭소자(T11)에 의해 상기 데이터라인(DL11∼DL1m)과의 전기적 접속이 차단되어 플로팅(floating) 상태가 되며, 상기 공통전극은 상기 제 2스위칭소자(T12)에 의해 상기 공통전압라인(CL11∼CL1n)과의 전기적 접속이 차단되어 플로팅 상태가 되기 때문에 상기 화소전극과 공통전극에는 턴-온구간동안 충전된 화소전압과 공통전압이 유지된다. 그런데, 상기 제 1스위칭소자(T11)의 게이트전극에 인가되던 주사신호가 고전위에서 저전위로 바뀌는 순간 게이트전극과 드레인전극 간의 커플링 현상에 의해 상기 화소전극에 저장된 화소전압이 일정량 강하되어 상기 액정 커패시터(Clc)에 유지되어야 할 전압차가 줄어들거나 늘어날 수가 있다.
그러나, 상기 제 1스위칭소자(T11)의 게이트전극에 인가된 주사신호가 저전위로 바뀌는 순간 상기 제 2스위칭소자(T12)의 게이트전극에 인가된 주사신호도 마찬가지로 저전위로 바뀌기 때문에 상기 제 2스위칭소자(T12)에서도 동일한 커플링 현상에 의한 전압 강하가 일어난다. 상기 제 1,2스위칭소자(T11,T12)에서 발생되는 커플링 현상에 의한 화소전압과 공통전압의 전압 강하를 제거하는게 아니라 화소전압과 공통전압을 동일하게 전압 강하시킴으로써, 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 일정하게 유지시킨다.
상기 화소전압과 공통전압의 전압 변동분을 동일하게 해주기 위해서는 상기 제 1스위칭소자(T11)와 제 2스위칭소자(T12)에 동일한 전압 특성을 가지며, 동일한 사이즈(size)를 갖는 트랜지스터를 사용하면 될 것이다.
도5는 도4의 액정표시장치의 화소의 전압 파형을 나타낸 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 먼저, 게이트라인에 주사신호(Vgate10)가 고전위로 인가되면, 제 1스위칭소자가 턴-온되어 화소전극에 영상정보(Vdata10)에 따른 화소전압(Vp)이 충전된다. 그리고, 제 2스위칭소자도 턴-온되어 공통전극에 공통전압(Vcom20)이 충전된다. 이 때, 상기 공통전극에 충전되는 공통전압(Vcom20)은 공통전압라인의 공통전압(Vcom10)만큼 상승한다.
상기 게이트라인에 인가된 주사신호(Vgate10)가 저전위로 천이되면, 상기 화소전극에 충전된 화소전압과 공통전극에 충전된 공통전압은 동시에 전압 강하되며, 이 때, 상기 화소전압의 변동분(△Vp10)과 공통전압의 변동분(△Vp20)은 동일하다. 따라서, 상기 제 1,2스위칭소자의 턴-온 구간에서 충전되어 유지되던 화소전압과 공통전압의 전압차가 상기 제 1,2스위칭소자의 턴-오프시 발생된 전압 강하 후에도 동일하게 유지되어 액정 패널의 각 화소에서 한 프레임동안 동일한 계조의 화상을 표시할 수 있다.
특히, 도트 인버젼 방식의 구동에서 양의 화소전압과 음의 화소전압이 전압 강하되는 경우 공통전압(Vcom20)도 동일한 변동분(△Vp20)만큼 강하되므로, 양의 화소전압과 공통전압(Vcom20)의 전압차인 제 1액정구동전압(Vcel21)과 음의 화소전압과 공통전압(Vcom20)의 전압차인 제 2액정구동전압(Vcel22)은 매 프레임에서 동일한 크기를 갖는다.
따라서, 도트 인버젼 방식에서도 각 화소에서 커플링 현상에 의한 전압 강하가 발생되어도 원하는 계조의 화상을 표시할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 각 화소에 두 개의 스위칭소자를 구비하여 동일한 시간동안 화소에 영상정보와 공통전압을 충전시켜 일정한 전압차를 형성할 수 있게되어 각 게이트라인의 주사신호 지연에 따른 충전량의 편차를 줄일 수 있다.
그리고, 각 화소에서 주사신호가 저전위로 천이되는 순간 발생되는 전압 강하에 따른 화소전극의 전압 변동을 공통전극에서도 동일하게 유도하여 두 전극 간의 전압차를 동일하게 유지시킴으로써, 액정표시장치의 화질 저하를 방지할 수 있다.
특히, 도트 인버젼 구동에서 양의 영상정보 인가시와 음의 영상정보 인가시 화소에 충전된 전압차를 동일하게 유지시켜 플리커(flicker) 현상을 제거함으로써, 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판에 횡방향으로 배열되며, 주사신호를 전달하는 복수의 게이트라인과; 상기 기판에 종방향으로 배열되어 상기 게이트라인과 교차하며, 영상정보를 전달하는 복수의 데이터라인과; 상기 기판에 횡방향으로 배열되어 공통전압을 전달하는 복수의 공통전압라인과; 상기 데이터라인과 데이터라인의 교차부마다 구비되는 복수의 화소와; 상기 화소에 구비되어 수평 전계를 형성하는 제 1전극 및 제 2전극과; 상기 화소에 구비되며, 상기 주사신호에 의해 도통되어 상기 데이터라인으로부터 영상정보를 인가받아 상기 제 1전극에 인가하는 제 1스위칭소자와; 상기 화소에 구비되고, 주사신호에 의해 도통되어 상기 공통전압라인으로부터 공통전압을 인가받아 상기 제 2전극에 인가하며, 상기 제 1스위치소자와 함께 상기 제 1,2전극 간의 전압차를 일정하게 유지시키는 제 2스위치소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1전극은 화소전극이며, 상기 제 2전극은 공통전극인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1스위칭소자 및 제 2스위칭소자는 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1스위칭소자 및 제 2스위칭소자는 동일한 전압특성을 갖는 동일한 사이즈(size)의 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1스위칭소자의 소스전극은 상기 데이터라인에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인에 연결되며, 드레인전극은 상기 제 1전극에 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2스위칭소자의 소스전극은 상기 제 2전극에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인에 연결되며, 드레인전극은 공통전압라인에 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 각 화소에 함께 구비된 제 1스위칭소자 및 제 2스위칭소자의 게이트전극은 동일한 게이트라인에 공통적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2스위칭소자가 차단되는 경우 상기 제 2전극에는 공통전압이 충전된 상태로 플로팅(floating)되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1스위칭소자에 의한 제 1전극의 전압 변동분만큼 상기 제 2전극도 제 2스위칭소자에 의해 전압 변동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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