KR101167929B1 - 수평전계방식 액정표시소자 - Google Patents

수평전계방식 액정표시소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수평전계방식 액정표시소자에 관한 것으로, 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 N개의 게이트라인과; 상기 N개의 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 M× N개의 화소를 정의하는 복수의 M개의 데이터라인과; 상기 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인의 교차영역에 형성된 제1 스위칭소자와; 상기 화소내에 수평전계를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극과; n-1번째의 게이트라인 및 n번째의 게이트라인으로부터 공통전압을 발생시키고, 상기 발생된 공통전압을 상기 제2 전극에 인가하는 공통전압 공급부와; 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된 수평전계 액정표시소자이다.
화질, 커플링, 플리커, 공통전압, 저항소자

Description

수평전계방식 액정표시소자{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 일반적인 수평전계방식 액정표시소자에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 등가 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수평전계 액정표시소자의 등가 회로를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수평전계 액정표시소자의 단위화소를 확대한 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자에 나타나는 전압의 파형을 나타낸 예시도이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
R1, R2: 제1 및 제2 저항소자 GL11~GL1n: 게이트라인
DL11~DL1m: 데이터라인 P11: 화소
T11: 제 1스위칭소자 T12: 제 2스위칭소자
Clc: 액정 커패시터 30: 공통전압 공급부
본 발명은 액정표시소자(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히, 공통전압을 공급하기 위한 회로 및 그에 따른 부가요소가 제거될 수 있고, 또한 플리커 현상이 개선될 수 있는 수평전계 액정표시소자에 관한 것이다.
최근, 다양한 정보의 시각적 표현을 통해 인간과 정보의 편리한 인터페이스 역할을 하는 디스플레이 장치들이 많이 사용되고 있다. 특히, 액정표시소자는 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.
액정표시소자(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 액정표시소자에는 액정분자의 구동방식에 따라 TN모드(Twisted Nematic Mode)와 IPS모드(In Plane Switching Mode)로 구분된다.
TN모드의 액정표시소자는 화소전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판 및 상기 두기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 액정층은 상기 공통전극 및 화소전극 사이에 발생되는 수직 전계에 의해 구동하게 된다. 이 때, 상기 화소전극은 단위화소별로 형성되어 있으며, 상기 공통전극은 컬러필터기판의 걸쳐서 형성되어 있다.
IPS모드의 액정표시소자는 공통전극 및 화소전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이기판과 공통전극을 포함하는 컬러필터기판 및 상기 두기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 액정층은 공통전극 및 화소전극 사이의 수평전계에 의해 구동한다. 이때, 상기 공통전극 및 화소전극은 단위화소별로 일정한 거리를 두고 반복적으로 형성되어 있다.
TN모드의 액정표시소자는 박막 트랜지스터 어레이 기판에 형성되는 화소전극과 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극의 수직전계에 의해 액정이 구동되기 때문에 상하좌우의 시야각에 따라 광투과율이 달라지는 특성이 나타나 대면적의 액정표시소자를 제작하는데 제한이 있었다. 즉, 상기 수직전계에 의해 액정이 구동되는 TN모드의 액정표시소자는 광투과율이 좌우방향의 시야각에 대해서는 넓은 범위에서 대칭적으로 분포하지만, 상하방향의 시야각에 대해서는 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향에서 이미지가 반전되는 범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 수평 전계에 의해 액정을 구동시키는 수평전계방식(in-plane switching: IPS) 액정표시소자가 제안되었다.
상기 수평전계방식 액정표시소자는 상기 수직전계에 의해 액정이 구동되는 액정표시소자에 비해 콘트라스트(contrast),그레이 인버젼(gray inversion) 및 컬러 쉬프트(color shift) 등의 시야각 특성을 향상시킬 수 있으므로, 광시야각을 확 보할 수 있게 되어 대면적의 액정표시소자의 제작에 널리 사용되고 있다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 수평전계방식 액정표시소자를 첨부된 도 1과 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 수평전계방식 액정표시소자에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구성을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 등가 회로를 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 상에 수평방향으로 배열된 다수의 게이트라인(GL1~GLn)과 수직방향으로 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 화소(P1)에 공통전압(Vcom)을 공급하기 위해서 상기 게이트라인(GL1?GL1n)과 교대로 수평방향으로 공통전압라인(CL1?CLn)이 배열된다.
상기 스위칭소자(T1)는 일반적으로 박막트랜지스터(thin film transistor)가 적용되며, 상기 스위칭소자(T1)의 소스전극은 상기 데이터라인(DL1~DLm)과 접속되고, 게이트전극은 상기 게이트라인(GL1~GLn)에 접속되며, 드레인전극은 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 접속되어 공통전압(Vcom)을 인가받는다. 상기 공통전극(13)은 상기 화소(P1)에서 상기 화소전극(11)과 평행하게 배열되며, 교대로 배치된다.
상기와 같이 구성된 수평전계방식 액정표시소자에서 게이트 구동부로부터 상 기 게이트라인(GL1?GLn)에 순차적으로 주사신호(scan signal)에 인가되면, 해당 게이트라인(GL1~GLn)에 게이트전극이 접속된 스위칭소자(T1)들은 상기 주사신호의 전압에 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 상기 영상신호에 따른 전압인 데이터전압이 인가된다.
그리고 상기 공통전극(13)은 상기 공통전압라인(CL1~CLn)을 통해 전달되는 공통전압(Vcom)을 인가받고, 평행하게 배열된 상기 화소전극(11)과 함께 상기 화소(P1) 영역에 수평 전계를 발생시킨다. 그로 인해, 상기 화소(P1) 내에 구비된 액정은 상기 발생된 수평 전계에 의해서 재배열된다. 이때, 전계의 크기에 따라 액정의 배열정도가 달라짐으로써, 램프로부터 공급되는 광의 투과율이 다르게 된다. 여기서, 상기 공통전압라인(CL1~CLn)의 일측은 공통적으로 연결되어 있어 모든 공통전압라인(CL1~CLn)을 통해 동일한 공통전압이 상기 공통전극(13)에 인가된다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 게이트구동부로부터 출력되는 주사신호는 한 프레임동안 각 게이트라인(GL1~GLn)에 순차적으로 인가되기 때문에 주사신호의 인가가 중지된 게이트라인(GL1~GLn)에 대응하는 화소(P1)들은 한 프레임동안 액정의 배열을 유지시켜 일정한 휘도를 유지해야 한다. 따라서 한 프레임동안 액정의 배열을 유지시키는 전압을 발생시키는 커패시터가 필요하다. 그런데, 상기 공통전극(13)과 화소전극(11)은 액정을 사이에 두고 일정한 간격으로 이격되어 있기 때문에 커패시터로서 역할을 하고, 따라서 상기 공통전극(13)에 인가된 공통전압(Vcom)과 상기 화소전극(11)에 인가된 영상신호에 따른 전압(데이터전압) 간의 전압차를 충전하고, 한 프레임동안 각 화소(P1)의 액정 배열상태를 일정하게 유지시킨다. 여기서, 액정을 사이에 두고 일정한 간격으로 이격된 상기 공통전극(13)과 화소전극(11)이 형성하는 커패시터를 액정 커패시터(Clc)라 한다.
그러나, 위와 같이 구성된 종래기술에 따른 수평전계방식 액정표시소자에서는 액정분자의 평면구동을 위해 동일 기판 상에 공통전극과 화소전극이 함께 존재하기 때문에, 개구율이 낮고 휘도가 떨어지는 단점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 수평전계방식 액정표시소자에서는 주사신호가 저전위로 천이될 때, 스위칭소자의 드레인전극과 게이트전극의 커플링 현상 때문에 데이터전압도 순간적으로 일정 크기만큼 강하됨으로써, 불규칙적인 계조의 화상이 표시되는 플리커(flicker) 현상이 일어난다.
이러한 현상이 액정패널의 전체 화소에서 발생될 경우 심각한 화질 저하를 초래할 수 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 n-1번째 게이트전압과 n번째 게이트전압을 근거로 공통전압을 발생하고, 상기 발생된 공통전압을 공통전극에 공급함으로써, 공통전압을 공급하기 위한 회로 및 그에 따른 부가요소를 제거할 수 있는 수평전계 액정표시소자를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 영상정보를 나타내는 데이터전압과 공통전압을 동일한 시간동안 화소에 충전시켜 주사신호의 지연 및 왜곡에 의해 각 게이트라인 마다 발생할 수 있는 충전 편차를 해소할 수 있고, 데이터전압과 공통전압의 동일한 전압 변화를 유도함으로써, 플리커와 같은 화질 저하를 억제할 수 있는 수평전계 액정표시소자를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수평전계액정표시소자는 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 N개의 게이트라인과; 상기 N개의 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 M× N개의 화소를 정의하는 복수의 M개의 데이터라인과; 상기 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인의 교차영역에 형성된 제1 스위칭소자와; 상기 화소내에 수평전계를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극과; n-1번째의 게이트라인 및 n번째의 게이트라인으로부터 공통전압을 발생시키고, 상기 발생된 공통전압을 상기 제2 전극에 인가하는 공통전압 공급부와; 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 공통전압 공급부는, 상기 n-1번째의 게이트라인과 n번째 게이트라인에 직렬로 연결된 두개의 저항소자로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 두개의 저항소자는, 상기 게이트라인, 데이터라인 또는 제1 전극을 형성하는 공정 중에 형성되며, 메탈 또는 투명한 전도성물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극은 화소전극이고, 상기 제2 전극은 공통전극이다.
그리고, 상기 제1 스위칭소자는 박막트랜지스터이고, 상기 제1 스위칭소자의 소스전극은 상기 데이터라인에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인에 연결되 고, 드레인전극은 상기 제1 전극에 연결된다.
또한, 본 발명은 상기 공통전압 공급부로부터 발생되는 공통전압을 상기 게이트라인으로부터 공급되는 주사신호에 따라 상기 제2 전극에 공급하는 제2 스위칭소자를 더 포함한다. 여기서, 상기 제2 스위칭소자는 박막트랜지스터이고 상기 제2 스위칭소자의 소스전극은 상기 공통전압 공급부의 출력단에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인에 연결되고, 드레인전극은 상기 제2 전극에 연결된다.
상기 제1 전극은 투명한 전도성물질로 이루어진다.
본 발명은 n-1번째 게이트전압과 n번째 게이트전압을 근거로 공통전압을 발생하고 상기 발생된 공통전압을 공통전극에 공급하고 또한 영상정보를 나타내는 데이터전압과 공통전압을 동일한 시간동안 화소에 충전시킴으로써, 별도의 공통전압을 공급하기 위한 회로 및 그에 따른 부가 요소를 제거할 수 있고, 또한 플리커와 같은 화질 저하를 억제할 수 있다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수평전계 액정표시소자의 바람직한 실시예를 첨부된 도 3~도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 수평전계 액정표시소자의 등가 회로를 나타낸 회로도이고, 도 4는 도 3의 단위화소를 확대한 회로도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수평전계액정표시소자는, 제1 및 제2 기판(도시하지 않음)과; 상기 제1 기판 상에 제1 방향인 가로방향으로 배열된 복수의 N개의 게이트라인(GL11~GL1n)과; 상기 N개의 게이트라인(GL11~GL1n)과 수직방향으로 배열되어 복수의 M× N개의 화소(P11)를 정의하는 복수의 M개의 데이터라인(DL11~DL1m)과; 상기 N개의 게이트라인(GL11~GL1n)과 M개의 데이터라인 (DL11~DL1m)의 교차영역에 형성된 제1 스위칭소자(T11)와; 영상정보를 나타내는 데이터전압과 공통전압을 인가받고, 상기 인가된 전압의 차로 인해 상기 화소(P11)내에 수평전계를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극(E1,E2)과; 서로 다른 전압을 공급중인 n-1번째의 게이트라인(GL1n-1) 및 n번째의 게이트라인(GL1n)으로부터 공통전압(Vcom)을 발생시키고, 상기 발생된 공통전압(Vcom)을 상기 제2 전극(E2)에 인가하는 공통전압 공급부(30)와; 상기 공통전압 공급부(30)로부터 발생되는 공통전압 (Vcom)을 상기 게이트라인(GL11~GL1n)으로부터 공급되는 주사신호(게이트전압)에 따라 상기 제2 전극(E2)에 공급하는 제2 스위칭소자(T22)와; 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다.
상기 본 발명에 따른 액정표시소자를 구성하는 하나의 단위화소(P11)는 개별적으로 제1 스위칭소자(T11), 제2 스위칭소자(T12), 공통전압 공급부(30)를 구비한다.
상기 공통전압 공급부(30)는 상기 n-1번째의 게이트라인(GL1n-1)과 n번째 게이트라인(GL1n)에 직렬로 연결된 두개의 저항소자(R1,R2)로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 공통전압 공급부(30)는 저전압(예를 들어, -5V)이 인가된 상기 n-1번째의 게이트라인(GL1n-1)과 고전압(예를 들어, 25V)이 인가된 n번째 게이트라인 (GL1n) 사이에 직렬로 연결된 두개의 저항소자(R1,R2)의 일단으로부터 공통전압 (Vcom)을 공급한다. 여기서, 상기 두개의 저항소자(R1,R2)의 크기는 공통전압 (Vcom)의 크기를 고려하여 전압분배 법칙에 따라 미리 설정된다.
여기서, 상기 두개의 저항소자(R1,R2)는, 상기 게이트라인(GL11~GL1n), 데이터라인(DL11~DL1m) 또는 제1 전극(E1)을 형성하는 공정 중에 형성되는 것이 바람직하고, 메탈 또는 투명한 전도성물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극(E1)은 데이터라인(DL11~DL1m)으로 영상정보를 나타내는 데이터전압이 인가되는 화소전극이고, 상기 제2 전극(E2)은 상기 공통전압 공급부(30)로부터 발생되는 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극이다. 여기서, 상기 제1 전극은 투명한 전도성물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1 스위칭소자(T11)와 제2 스위칭소자(T12)는 박막트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 단위화소(P11)를 구성하는 소자들의 연결 관계를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1 스위칭소자(T11)의 소스전극(S11)은 m번째 데이터라인(DL1m)에 연결되고, 제1 스위칭소자(T11)의 게이트전극(G11)은 n번째 게이트라인(GL1n)에 연결되고, 제1 스위칭소자(T11)의 드레인전극(D11)은 제1 전극(E1)에 연결된다.
그리고, 상기 제1 전극(E1)과 같이 상기 단위화소(P11)에 수평전계를 인가하는 제2 전극(E2)은 상기 제2 스위칭소자(T12)의 드레인전극(D12)에 연결된다.
상기 제2 스위칭소자(T12)의 게이트전극(G12)은 상기 n번째 게이트라인 (GL1n)에 연결된다. 즉, 상기 제1 스위칭소자(T11)의 게이트전극(G11)과 제2 스위칭소자(T12)의 게이트전극(G12)은 동일한 게이트라인(GL1n)에 공통적으로 접속된다.
그리고 상기 제2 스위칭소자(T12)의 소스전극(S12)은 상기 공통전압 공급부(30)의 출력단에 연결된다. 즉, 상기 공통전압 공급부(30)는 상기 n-1번째의 게이트라인(GL1n-1)과 n번째 게이트라인(GL1n)에 직렬로 연결된 두개의 저항소자 (R1,R2)로 구성된 경우, 상기 제2 스위칭소자(T12)의 소스전극(S12)은 상기 두개의 저항소자(R1,R2)의 연결노드에 연결된다.
상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12) 사이에는 액정 커패시터(Clc)가 구비된다. 즉, 일정한 이격으로 교차 배열된 제1 전극(E1)(화소전극)과 제2 전극(E2)(공통전극)이 커패시터의 기능을 수행하는 것이다. 그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정 커패시터(Clc)가 데이터전압과 공통전압의 차를 충전하는 충전 기능을 보완하기 위하여 상기 제1 스위칭소자(T11)와 제2 스위칭소자(T12) 사이의 액정 커패시터(Clc)와 병렬로 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 추가적으로 연결할 수도 있다.
여기서, 상기 제1 스위칭소자(T11) 및 제2 스위칭소자(T12)의 드레인전극은 각각 화소전극(E1) 및 공통전극(E2)에 접속되어 있음으로써, 상기 화소전극(E1)에 인가되는 데이터전압과 상기 공통전극(E2)에 인가되는 공통전압은 상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)에 의해 차단 또는 전달된다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정표시소자의 구동을 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자에 나타나는 전압의 파형을 나타낸 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 한 프레임(frame)동안 게이트 구동부로부터 상기 게이트라인(GL11~GL1n)에 하나의 라인 단위로 순차적으로 주사신호(게이트전압)가 인가된다.
즉, n-1번째 게이트라인(GL1n-1)에는 일정시간동안 고전압(VGH)이 인가되고, 그 이후에는 저전압(VGL)이 인가된다. 이어서, n번째 게이트라인(GL1n)에 일정시간동안 고전압(VGH)이 인가되고, 그 이후에는 저전압(VGL)이 인가된다. 여기서, 예를 들어, 고전압(VGH)은 25V이고, 저전압(VGL)은 -5V이다.
이때, 상기 n번째 게이트라인(GL1n)에 고전압(VGH)이 인가되는 동안, 상기 n번째 게이트라인(GL1n)에 접속된 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)들의 게이트전극(G11,G12)에 고전압의 주사신호(게이트전압)가 인가된다.
따라서, 상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)의 소스전극(S11,S12)과 드레인전극(D11,D12) 사이에는 도전채널이 형성됨으로써, 상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)는 턴-온(turn-on)상태가 된다.
그리고, 상기 n번째 게이트라인(GL1n)에 고전압(VGH)이 인가되는 동안, 상기 n-1번째 게이트라인(GL1n-1)에는 저전압(VGL)이 인가되어 있기 때문에, 상기 공통전압 공급부(30)는 상기 n번째 게이트라인(GL1n)에 인가된 고전압(VGH)과 상기 n-1번째 게이트라인(GL1n-1)에 인가된 저전압(VGL)을 근거로 공통전압(Vcom)을 공급한다. 즉, 상기 n-1번째 게이트라인(GL1n-1)과 상기 n번째 게이트라인(GL1n) 사이에 직렬로 연결된 저항소자(R1,R2)의 연결노드로부터 전압분배 법칙에 따라 공통전압(Vcom)을 공급받을 수 있다. 여기서, 상기 발생되는 공통전압(Vcom)의 크기는 아래의 식과 같다.
따라서, 상기 단위화소(P11)에 구비된 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)가 동시에 턴-온됨에 따라 상기 데이터라인(DL1m)으로부터 공급되는 데이터전압이 상기 제1 스위칭소자(T11)의 소스전극(S11) 및 드레인전극(D11)을 통해 상기 화소전극(E1)에 인가된다. 그리고, 상기 공통전압 공급부(30)로부터 출력된 공통전압(Vcom)이 상기 제2 스위칭소자(T12)의 소스전극(S12)에 인가되고, 드레인전극(D12)을 거쳐, 상기 공통전극(E2)에 인가된다. 따라서, 상기 화소전극(E1)과 공통전극(E2) 사이의 전압차에 의해 상기 화소전극(E1)과 공통전극(E2) 사이의 액정을 재배열시키는 전계가 형성된다.
상기 제1 스위칭소자(T11)의 턴-온 구간동안 상기 화소전극(E1)에는 영상정보에 따른 데이터전압이 인가되고, 상기 공통전극(E2)에는 상기 공통전압 공급부(30)로부터 발생된 공통전압(Vcom)이 인가된다.
상기 n번째 게이트라인(GL1n)에 고전압으로 인가되던 주사신호가 저전압으로 천이하면, 상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)에 형성된 도전채널이 닫히면서 상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)는 턴-오프(turn-off)상태가 된다. 이 때, 상기 화소전극은 상기 제1 스위칭소자(T11)에 의해 상기 데이터라인(DL1m)과의 전기적 접속이 차단되어 플로팅(floating) 상태가 되고, 상기 공통전극은 상기 제2 스위칭소자(T12)에 의해 상기 공통전압 공급부(30)와 전기적 접속이 차단되어 플로팅 상태가 된다. 따라서, 턴-온구간동안 충전된 상기 화소전극과 공통전극에 충전된 화소전압과 공통전압의 전압차는 유지된다. 그런데, 상기 제1 스위칭소자(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 제1 스위칭소자(T11)의 게이트전극에 인가된 n번째 게이트라인(GL1n)의 주사신호가 저전압으로 바뀌는 순간 상기 제2 스위칭소자(T12)의 게이트전극에 인가된 주사신호도 마찬가지로 저전압으로 변하기 때문에 상기 제2 스위칭소자(T12)에서도 동일한 커플링 현상에 의한 전압 강하가 일어난다. 상기 제 1,2 스위칭소자(T11,T12)에서 발생되는 커플링 현상에 의한 화소전압과 공통전압의 전압 강하를 제거하는게 아니라 화소전압과 공통전압을 동일하게 전압 강하시킴으로써, 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압은 일정하게 유지된다.
상기 화소전압과 공통전압의 전압 변동분을 동일하게 해주기 위해서는 상기 제1 스위칭소자(T11)와 제2 스위칭소자(T12)에 동일한 전압 특성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 저항소자들로 이루어진 공통전압 공급부(30)를 데이터라인, 게이트라인 또는 화소전극을 형성할 때 동시에 형성함으로써, 종래와 다르게 공통전압(Vcom)을 발생시키는 별도의 공통전압 발생회로가 필요없다. 또한, 상기 제1, 2 스위칭소자(T11,T12)는 동시에 턴-온되어 동일한 턴-온시간동안 데이터전압과 공통전압이 각각 화소전극(E1)과 공통전극(E2)에 충전됨으로써, 각 게이트라인(GL11?GL1n)의 주사신호의 지연에 의해 각 화소(P11)에서 발생할 수 있는 충전량의 편차를 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자는 n-1번째 게이트전압과 n번째 게이트전압을 근거로 공통전압을 발생하고, 상기 발생된 공통전압을 공통전극에 공급함으로써, 공통전압을 공급하기 위한 회로 및 그에 따른 부가요소를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시소자는 영상정보를 나타내는 데이터전압과 공통전압을 동일한 시간동안 화소에 충전시켜 주사신호의 지연 및 왜곡에 의해 각 게이트라인마다 발생할 수 있는 충전 편차를 해소할 수 있고, 데이터전압과 공통전압의 동일한 전압 변화를 유도함으로써, 플리커와 같은 화질 저하를 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 제1 및 제2 기판과;
    상기 제1 기판상에 제1 방향으로 배열된 복수의 N개의 게이트라인과;
    상기 N개의 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 M× N개의 화소를 정의하는 복수의 M개의 데이터라인과;
    상기 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인의 교차영역에 형성된 제1 스위칭소자와;
    상기 화소내에 수평전계를 발생시키는 제1 전극 및 제2 전극과;
    n-1번째의 게이트라인 및 n번째의 게이트라인으로부터 공통전압을 발생시키고, 상기 발생된 공통전압을 상기 제2 전극에 인가하는 공통전압 공급부와; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된 것을 특징으로하는 수평전계 액정표시소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공통전압 공급부는,
    상기 n-1번째의 게이트라인과 n번째 게이트라인에 직렬로 연결된 두개의 저항소자로 구성된 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 두개의 저항소자는,
    상기 게이트라인, 데이터라인 또는 제1 전극을 형성하는 공정 중에 형성되는 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 두개의 저항소자는,
    메탈 또는 투명한 전도성물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 화소전극이고, 상기 제2 전극은 공통전극인 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 스위칭소자의 소스전극은 상기 데이터라인에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인에 연결되고, 드레인전극은 상기 제1 전극에 연결된 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 스위칭소자는 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 공통전압 공급부로부터 발생되는 공통전압을 상기 게이트라인으로부터 공급되는 주사신호에 따라 상기 제2 전극에 공급하는 제2 스위칭소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제2 스위칭소자의 소스전극은 상기 공통전압 공급부의 출력단에 연결되고, 게이트전극은 상기 게이트라인에 연결되고, 드레인전극은 상기 제2 전극에 연결된 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 제2 스위칭소자는 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명한 전도성물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수평전계 액정표시소자.
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