KR101329423B1 - 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

컬러 액정 표시 장치로 흑백 영상을 구현하는 경우 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공한다.
액정 표시 장치는 액정 패널과, 액정 패널의 일 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인들, 복수의 게이트 라인에 수직하는 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들에 스캔 신호를 인가하는 게이트 구동부, 스캔 신호에 동기되어 복수의 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부, 및 데이터 구동부와 접속되는 복수의 신호 인가 배선 그룹들을 포함하며, 복수의 신호 인가 배선 그룹들 각각은 데이터 신호를 인가하기 위한 신호 인가 배선 3개로 구성되는 신호연결부를 포함한다.
액정 표시 장치, 흑백모드, 데이터라인

Description

액정 표시 장치 및 이의 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 흑백 구동을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2는 일반적인 액정 표시 장치의 픽셀과 데이터 라인의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일반적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀과 데이터 라인의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 라인과 데이터 구동부 및 게이트 구동부의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 흑백 구동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 흑백 구동시 흑백 휘도를 설정하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀과 데이터 신호라인의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 신호라인과 데이터 구동부 및 게이트 구동부의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀과 일반적인 액정 표시 장치의 픽셀을 비교 설명하기 위한 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
110, 210: 액정 패널 120: 게이트 구동부
130: 데이터 구동부 130a: 신호 인가 배선
140: 타이밍 콘트롤러 132: 감마전압 발생부
111, 211: 박막트랜지스터 115, 215: 신호연결부
113a, 113b, 113c, 213a, 213b, 213c: 화소
115-1 내지 115-k, 215-1 내지 215-k: 복수의 신호 인가 배선
117a, 117b, 217a, 217b: 패드부
본 발명은 컬러 액정 표시 장치로 흑백 영상을 구현하는 경우 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 비디오 신호에 따라 액정셀들의 광 투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 최근, 액정 표시 장치의 여러 종류 중, 박막 트랜지스터와 이와 연결되는 화소 전극이 매트릭스 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정 표시 장치가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 가장 많이 사용되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 구동에 필요한 구성요소로서, 각종 제어 신호(스캔 신호 및 디지털 제어 신호 등) 및 RGB 디지털 데이터 신호를 조절하는 타이밍 콘트롤러와, 타이밍 콘트롤러의 스캔 신호를 인가받아 액정 패널을 구동하는 게이트 구동부, 타이밍 콘트롤러의 데이터 제어 신호를 인가받아 액정 패널의 영상 표시에 필요한 화상 정보를 전달하는 데이터 구동부를 포함한다.
따라서, 화면 표시를 위한 액정 표시 장치의 구동 방법은, 외부에서 신호 전압이 액정 패널에 전달되면 액정 패널의 각 화소의 광투과율 특성에 따라 액정이 구성되어 원하는 색상을 표시하는 것이다.
이하, 기존의 화면 표시를 위한 구동 방법을 도 1 내지 도 2를 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 흑백 구동을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 일반적인 액정 표시 장치의 픽셀과 데이터 라인의 구조를 나타낸 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 일반적인 액정 표시 장치는 외부로부터 RGB 디지털 데이터(50a)가 입력되면 타이밍 콘트롤러(10)에서 RGB 디지털 데이터(50b) 각각을 데이터 구동부(20)에 입력하고, 이와 동시에 감마전압 발생부(30)에서 RGB 디지털 데이터(50b)에 상응하는 감마(gamma)전압을 데이터 구동부(20)에 입력하여 RGB 디 지털 데이터(50b)를 아날로그 출력전압(50c)으로 변환한다. 아날로그 출력전압(50c)은 액정 패널(40)의 화소들(44a, 44b, 44c)에 입력되어 외부의 신호에 상응하는 컬러 및 흑백 영상을 표시하게 된다.
화소들(44a, 44b, 44c)은 도 2에 도시된 바와 같이 액정 패널(40)의 일방향으로 배열된 복수의 게이트 라인들(GL1, GL2)과, 게이트 라인들(Gl1. GL2)과 수직한 방향으로 배열된 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)에 의해 그 영역이 정의된다. 그리고, 각 화소(44a, 44b, 44c)의 측부에는 스위치 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)(42)가 구성된다.
이때, 일반적인 컬러 구동의 경우, 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)과 제1 및 제2 데이터 라인(DL1, DL2)에 의해 정의되는 제1 화소 영역(44a)과, 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)과 제2 및 제3 데이터 라인(DL2, DL3)에 의해 정의되는 제2 화소 영역(44b), 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)과 제3 및 제4 데이터 라인(DL3, DL4)에 의해 정의되는 제3 화소 영역(44c)이 하나의 쌍으로 형성되고, 이 하나의 쌍을 반복하여 원하는 영상을 표시한다.
이를 테면, 데이터 구동부(도 1의 20)를 통해 제1 데이터 라인(DL1)에 적색 데이터 신호가 출력되고, 제2 데이터 라인(DL2)에는 녹색 데이터 신호가 출력되며, 제3 데이터 라인(DL3)에는 청색 데이터 신호가 출력되어 한 픽셀의 영상을 표시할 수 있다.
그런데, 종래의 컬러 액정 표시 장치로 흑백 영상을 구현함에 있어, 흑백 영상을 구현하는 방법은 각각의 RGB 데이터 신호의 크기가 같을 때만 흑백 화면으로 표시되고, 그 이외의 신호(RGB 데이터 신호의 크기가 다를 때)일 경우는 흑백 화면으로 표시가 되지 않는다.
즉, 흑백 구동시, RGB 데이터 신호가 동일함에도 불구하고 각각의 화소를 구동하므로, 표시하고자 하는 흑백 화면에서 박막트랜지스터(42)가 배치되는 영역에 의해 개구율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 컬러 액정 표시 장치로 흑백 영상을 구현하는 경우 개구율을 향상시킬 수 있는 흑백 모드 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 흑백 모드 액정 표시 장치에 사용되는 어레이 기판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 액정 패널, 상기 액정 패널의 일 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인들, 상기 복수의 게이트 라인에 수직하는 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들에 스캔 신호를 인가하는 게이트 구동부, 상기 스캔 신호에 동기되어 상기 복수의 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부, 및 상기 데이터 구동부와 접속되는 복수의 신호 인가 배선 그룹들을 포함하며, 상기 복수의 신호 인가 배선 그룹들 각각은 상기 데이터 신호를 인가하기 위한 신호 인가 배선 3개로 구성되는 신호연결부를 포함한다.
상기 신호연결부는, 상기 각 신호 인가 배선 그룹을 이루는 신호 인가 배선 3개가 모두 상기 데이터 구동부의 데이터 라인 하나에 전기적으로 단락(short)되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 신호연결부는, 상기 각 신호 인가 배선 그룹을 이루는 신호 인가 배선 3개 중 하나의 신호 인가 배선이 상기 데이터 구동부의 데이터 라인 하나에 전기적으로 단락(short)되는 것을 특징으로 한다.
상기 신호연결부는 상기 액정 패널 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 신호 인가 배선 그룹은 상기 액정 패널의 한 화소를 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 신호 인가 배선 그룹을 이루는 신호 인가 배선 각각은 적색(R) 데이터 신호를 인가하는 적색 신호선, 녹색(G) 데이터 신호를 인가하는 녹색 신호선, 청색(B) 데이터 신호를 인가하는 청색 신호선인 것을 특징으로 한다.
상기 적색 신호선, 녹색 신호선, 청색 신호선을 통해 인가되는 적색, 녹색, 청색 데이터 신호는 동일한 신호인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판은, 기판 상에 형성되고 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 복수의 박막트랜지스터, 상기 게이트 전극으로부터 연장되어 형성된 복수의 게이트 라인들, 상기 소스 전극으로부터 연장되어 형성되며, 상기 복수의 게이트 라인들과 수직한 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들과 복수의 상기 데이터 라인들에 의해 정의된 화소 영역에 형성되는 복수의 화소 전극, 및 상기 복수의 데이터 라인들과 각각 접속되는 복수의 그룹들을 포함하며, 상기 복수의 그룹들 각각은 데이터 신호를 인가할 배선 3개로 구성되는 신호 인가 배선 그룹들을 포함한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 외부로부터 적색, 녹색, 청색 데이터 신호들이 입력되는 단계, 상기 적색, 녹색, 청색 데이터 신호들이 동일한 신호를 가질 때의 흑백 휘도를 결정하는 단계, 상기 흑백 휘도를 포함한 적색, 녹색, 청색 데이터 신호들을 데이터 제어 신호에 따라 데이터 구동부로 공급하는 단계, 및 상기 흑백 휘도를 포함한 적색, 녹색, 청색 데이터 신호를 감마 전압으로 보정한 뒤, 보정된 데이터 신호들을 상기 데이터 제어 신호에 따라 액정 패널의 데이터 라인들에 공급하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 흑백모드 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예는 컬러 액정 표시 장치에서, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 신호 인가 배선이 쌍을 이루어, 하나의 쌍이 하나의 화소를 구동하도록 함으로써 흑백 구동시 개구율을 향상시킨 구조를 개시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일반적인 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 패널(110)과, 액정 패널(110)의 게이트 라인들(GL)에 스캔 신호를 인가하는 게이트 구동부(120), 액정 패널(110)의 데이터 라인들(DL)에 화상 정보를 인가하는 데이터 구동부(130), 게이트 구동부(120)와 데이터 구동부(130)의 타이밍 동작을 제어하는 타이밍 콘트롤러(140)를 포함한다.
액정 패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 두 장의 유리기판 중 하부 유리기판 상에는 횡방향으로 일정하게 이격되어 배열된 게이트 라인들(GL)과, 종방향으로 일정하게 이격되어 배열된 데이터 라인들(DL)이 상호 직교되도록 형성된다. 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차부에는 데이터 라인들(DL)로부터 입력되는 영상을 액정셀(Clc)에 선택적으로 공급하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다. 이를 위하여, 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 단자는 액정셀(Clc)의 화소 전극에 접속된다.
타이밍 콘트롤러(140)는 외부로부터 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 인가받아, 데이터 제어 신호에 따라 데이터 구동부(130)에 공급한다.
또한, 타이밍 콘트롤러(140)는 외부로부터 입력되는 수평/수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 도트클럭(Dclk) 및 게이트 스타트 펄스(Gsp) 등의 데이터 및 게이트 제어신호를 생성함으로써 데이터 구동부(130) 및 게이트 구동부(120)의 타이밍을 제어한다. 도트클럭(Dclk) 등의 데이터 제어신호는 데이터 구동부(130)에 공급되며, 게이트 스타트 펄스(Gsp) 등의 게이트 제어신호는 게이트 구동부(120)에 공급된다.
게이트 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(140)로부터 입력되는 게이트 스타트 펄스(Gsp)에 응답하여 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 스캔 신호를 공급한다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 콘트롤러(140)로부터 공급되는 데이터 제어 신호에 응답하여 타이밍 콘트롤러(140)로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색의 디지털 데이터(R,G,B)를 래치한 후에, 래치된 데이터를 감마 전압에 따라 보정한다. 그리고, 데이터 구동부(130)는 감마 전압에 의해 보정된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 1 라인분씩 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
이때, 데이터 구동부(130)로 출력되는 신호 인가 배선(130a)은 데이터 라인들(DL)에 데이터 신호를 인가하기 위한 신호선으로, 통상 데이터 라인들(DL)과 전기적으로 일대일로 연결되어 하나의 신호 인가 배선(130a)의 하나의 화소를 구동하지만, 본 실시예에서는 3개의 신호 인가 배선(130a)이 하나의 그룹을 형성하여 하 나의 화소를 구동한다.
이하에서는 신호 인가 배선(130a)과 데이터 라인들(DL)간 연결 구조에 따라 본 발명의 실시예에 따른 다양한 실시예를 후술하기로 한다.
제1 실시예
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀과 데이터 라인의 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 라인과 데이터 구동부 및 게이트 구동부의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
먼저 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 라인들(GL1, GL2)과 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)에 의해 구획되어진 영역에 의해 복수의 화소(113a, 113b, 113c)가 정의되며, 각 화소(113a, 113b, 113c)에 흑백 영상을 표시하기 위한 신호 인가 배선들(115-1 내지 115-k)이 전기적으로 연결되는 신호연결부(115)를 포함한다.
세부적으로 설명하면, 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)과 제1 및 제2 데이터 라인(DL1, DL2)에 의해 둘러싸인 영역에 제1 화소(113a)가 정의되고, 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)과 제2 및 제3 데이터 라인(DL2, DL3)에 의해 둘러싸인 영역에 제2 화소(113b)가 정의되며, 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)과 제3 및 제4 데이터 라인(DL3, DL4)에 의해 둘러싸인 영역에 제3 화소(113c)가 정의된다.
그리고, 게이트 라인들(GL1, GL2)과 데이터 라인들(GL1 내지 GL4)이 교차하는 지점에는 박막트랜지스터(TFT: 111)가 형성되고, 박막트랜지스터(111)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL1)과 접속되며, 소스 전극은 데이터 라인(DL1 내지 DL3)과 접속된다. 또한, 박막트랜지스터(111)의 드레인 단자는 각 화소(113a, 113b, 113c)의 화소 전극과 접속된다.
게이트 라인들(GL1, GL2)은 일 끝단에 패드부(117a)가 구비되며, 도 5에 도시된 바와 같이 게이트 구동부(120)와 연결되어 화상 구동에 필요한 스캔 신호를 공급받는다.
신호연결부(115)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 신호 인가 배선들(1151-1 내지 115-k)과 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)을 전기적으로 연결하여 데이터 구동부(130)로부터 공급되는 데이터 신호를 각 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)에 인가하기 위한 것으로, 데이터 구동부(130)와 접속되는 복수의 신호 인가 배선 그룹들(115-G1, 115-G2)을 포함한다.
복수의 신호 인가 배선 그룹들(115-G1, 115-G2)은 데이터 신호를 인가하기 위한 신호 인가 배선 3개(115-1 내지 115-3, 115-4 내지 115-6)를 포함한다.
이러한 신호연결부(115)는 액정 패널(110) 상에 구비될 수 있다. 더욱 상세하게는 액정 패널(110)의 게이트 라인들(GL1, GL2)과 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)이 형성되는 하부 기판인 어레이 기판 상에 구비될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 신호연결부(115)에서, 하나의 신호 인가 배선 그룹(115-G1, 115-G2)을 이루는 3개의 신호 인가 배선(115-1 내지 115-3, 115-4 내지 115-6)은 하나의 데이터 라인들(DL1, DL2)에 모두 전기적으로 단락(short)된다. 따라서, 하나의 화소(113a, 113b)를 구동하게 된다.
그리고, 복수의 신호 인가 배선들(115-1 내지 115-k)은 일 끝단에 패드부(117b)가 구비되며, 도 5에 도시된 바와 같이 데이터 구동부(130)와 접속되어 데이터 구동부(130)로부터 데이터 신호를 공급받는다.
일반적인 컬러 액정 표시 장치에 따르면, 신호연결부(115)에서 하나의 그룹을 이루는 신호 인가 배선들(115-1 내지 115-3, 115-4 내지 115-6)은 각각 적색(R) 데이터 신호를 인가하는 적색 데이터 신호선, 녹색(G) 데이터 신호를 인가하는 녹색 데이터 신호선, 청색(B) 데이터 신호를 인가하는 청색 데이터 신호선이 될 수 있다.
이때, 각각의 적색 데이터 신호선과 녹색 데이터 신호선, 청색 데이터 신호선을 통해 인가되는 적색, 녹색, 청색 데이터 신호는 동일한 크기를 가짐으로써, 흑백 영상을 구현할 수 있다.
이에 대한 세부 설명은 하기 도 6 및 도 7을 참조한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 흑백 구동을 설명하기 위한 모식도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 흑백 구동시 흑백 휘도를 설정하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 외부로부터 RGB 디지털 데이터(150a)가 입력되면, 타이밍 콘트롤러(140)에서 RGB 디지털 데이터(150a)의 신호를 분석하여 동일한 데이터 신호를 가질 경우 흑백 휘도 설정부(142)를 통해 데이터 신호에 따른 흑백 휘도값을 출력한다.
이때, 타이밍 콘트롤러(140)로 입력되는 RGB 디지털 데이터(150a)의 신호 입 력 방법은 비트 수에 따라 달라지게 되며, 본 실시예에서는 일 예로, 도 7에 도시된 것처럼, 4비트의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 디지털 데이터가 입력된다고 가정한다.
도 7의 표에 나타낸 R, G, B는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 디지털 데이터 를 의미하며, 외부 단자를 통해 타이밍 콘트롤러(140)에 입력되면 흑백 휘도 설정부(142)에서 해당 흑백 휘도값이 결정된다.
이를 테면, 4비트의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 디지털 데이터는 R, G, B 각각이 4개의 신호데이터(R3, R2, R1, R0, G3, G2, G1, G0, B3, B2, B1, B0)를 가지며, 이들을 2진법(1, 0)으로 조합하면, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 디지털 데이터는 4096개(16*16*16)의 컬러 영상을 구현할 수 있게 된다.
그러나, 흑백 휘도는 표기된 바와 같이 0부터 15까지의 16단계로 구현될 수 있다. 즉, 흑백 휘도가 최소값인 0에 가까울수록 블랙 영상을 표시하며, 최대값인 15에 가까울수록 화이트 영상을 구현할 수 있다.
이에 따르면, 적색, 녹색, 청색 디지털 데이터 신호가 각각 n비트인 경우, 구현 가능한 흑백 휘도는 2n 단계로 구분될 수 있다.
상기한 바와 같이 입력되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 디지털 데이터 신호에 대하여 흑백 휘도값이 결정되면, 타이밍 콘트롤러(140)의 출력부로 흑백 영상 신호(150b)가 전송되어 외부에서 인가한 데이터 제어신호에 따라 데이터 구동부(130)로 인가한다.
그러면, 데이터 구동부(130)는 흑백 영상 신호(150b)를 인가받아 감마전압발생부(132)의 감마 전압(gamma전압)으로 보정을 한 뒤, 보정된 흑백 영상 신호(150c)를 데이터 제어신호에 따라 액정 패널(110)에 흑백 영상을 인가한다.
이때, 동일한 신호를 갖는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 디지털 데이터 신호는 데이터 구동부(130)에서의 감마 보정에 따라 흑백 휘도의 레벨을 조정할 수 있다.
그리고, 데이터 구동부(130)로부터 출력되는 보정된 흑백 영상 신호(150c)는 동일한 신호를 갖는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터 신호가 하나의 그룹을 이루어 액정 패널(110)의 한 화소(113a, 113b, 113c)로 인가한다. 즉, 제1 실시예에서의 신호연결부(도 4 및 도 5의 115)를 적용하여, 동일한 크기를 갖는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터 신호를 인가하는 3개의 신호 인가 배선이 그룹을 이루어 하나의 그룹이 액정 패널(110)의 하나의 화소(113a, 113b, 113c)를 구동한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 일반적인 컬러 액정 표시 장치와 동일한 데이터 구동부를 적용하여 흑백 구동을 할 수 있으며, 흑백 영상을 표시할 수 있는 화소의 개구율을 크게 할 수 있어 화질을 향상시킬 수 있다.
제2 실시예
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀과 데이터 신호라인의 구조를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 신호라인과 데이터 구동부 및 게이트 구동부의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 라인들(GL1 내지 GL3)과 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)에 의해 구획되어진 영역에 의해 복수의 화소(213a, 213b, 213c)가 정의되며, 각 화소(213a, 213b, 213c)에 흑백 영상을 표시하기 위한 신호 인가 배선들(215-1 내지 215-k)이 전기적으로 연결되는 신호연결부(215), 게이트 라인들(GL1 내지 GL3)을 구동하기 위한 게이트 구동부(220), 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)을 구동하기 위한 데이터 구동부(230)를 포함한다.
여기서, 신호연결부(215)는 도 8에 도시된 바와 같이 액정 패널(210) 상에, 더욱 상세하게는 액정 패널(210)의 게이트 라인들(GL1 내지 GL3)과 데이트 라인들(DL1 내지 DL4)이 형성되는 어레이 기판 상에 구비될 수 있다.
게이트 라인들(GL1 내지 GL3)과 데이터 라인들(DL1 내지 DL4)이 교차하는 지점에는 박막트랜지스터(TFT: 211)가 형성되고, 박막트랜지스터(211)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL1, GL2)과 접속되며, 소스 전극은 데이터 라인(DL1 내지 DL3)과 접속된다. 또한, 박막트랜지스터(211)의 드레인 전극은 각 화소(213a, 213b, 213c)의 화소 전극과 접속된다.
게이트 라인들(GL1 내지 GL3)의 일 끝단에는 패드부(217a)가 구비되며, 도 9에 도시된 바와 같이 게이트 구동부(220)와 전기적으로 연결되어 화상 구동에 필요한 스캔 신호를 공급받는다.
신호연결부(215)는 데이터 구동부(230)의 출력단과 접속되는 복수의 신호 인가 배선 그룹들(215-G1, 215-G2)을 포함하며, 복수의 신호 인가 배선 그룹들(215- G1, 215-G2) 각각은 데이터 신호를 인가하기 위한 신호 인가 배선 3개(215-1 내지 215-3, 215-4 내지 215-6)를 포함한다.
이때, 하나의 그룹을 이루는 3개의 신호 인가 배선(215-1 내지 215-3)은 제1 실시예와는 다르게, 하나의 신호 인가 배선(215-1, 215-2, 215-3)만이 선택적으로 하나의 데이터 라인들(DL1)에 전기적으로 단락(short)된다. 따라서, 하나의 화소(213a)를 구동한다.
이러한 구성에서, 제1 실시예에서와 마찬가지로 일반적인 컬러 액정 표시 장치에 따르면, 3개의 신호 인가 배선(215-1 내지 215-3)을 통해 인가되는 각각의 데이터 신호는 서로 동일한 신호를 가지므로, 하나의 화소(213a)에 3개의 신호 인가 배선(215-1 내지 215-3) 중 하나의 신호 인가 배선(215-1, 215-2, 215-3)만이 전기적으로 단락된다 하더라도 흑백 영상을 구현함에 있어 무리없이 흑백 구동이 가능하다.
복수의 신호 인가 배선(215-1 내지 215-k)의 일 끝단에는 패드부(217b)가 구비되며, 이 패드부(217b)는 도 9에 도시된 바와 같이 데이터 구동부(230)와 접속되어 데이터 구동부(230)로부터 데이터 신호를 공급받는다.
이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 흑백 영상을 구현하는 방법은 제1 실시예에서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 구동 원리와 동일하므로 생략한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 픽셀과 일반적인 액정 표시 장치의 픽셀을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (a)는 일반적인 컬러 액정 표시 장치로 흑백 구동을 하는 경우 픽셀 구조를 보인 도면이고, 도 10의 (b)는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치로 흑백 구동을 하는 경우의 픽셀 구조를 보인 도면이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 일반적인 컬러 액정 표시 장치로 흑백 구동을 하는 경우, 적색, 녹색, 청색 데이터 신호를 인가하기 위한 각각의 신호 인가 배선이 하나의 데이터 라인(dl1 내지 dl3)에 일대일로 연결되어 있어 각 화소(pxl1 내지 pxl3)를 구동한다.
이때, 게이트 라인들(gl1, gl2)과 데이터 라인들(dl1 내지 dl4)에 의해 둘러싸인 영역 내에서 박막트랜지스터가 배치되는 영역(n-pxl1 내지 n-pxl3)은 블랙매트릭스에 의해 차단된다.
따라서, 흑백 영상을 표시할 수 있는 표시 영역은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터가 배치되는 차광 영역(n-pxl1 내지 n-pxl3)을 제외한 화소(pxl1 내지 pxl3) 영역이 된다.
도 10의 (b)를 참조하면, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 데이터 신호를 인가하기 위한 3개의 신호 인가 배선이 하나의 데이터 라인(DL1)에 삼대일로 연결되어 있어 각 화소(PXL1)를 구동한다.
이때, 각 화소(PXL1)를 일반적인 화소(pxl1 내지 pxl3)의 면적보다 크게 하면, 흑백 영상을 표시할 수 있는 표시 영역은 박막트랜지스터가 배치되는 차광 영역(N-PXL1)을 제외한 화소(PXL1) 영역이 된다.
즉, 일반적인 컬러 액정 표시 장치의 화소보다 면적이 커짐으로써 개구율을 증대시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 흑백 모드 액정 표시 장치는 일반적인 컬러 액정 표시 장치와 동일한 데이터 구동부를 적용하여 흑백 구동을 할 수 있으며, 흑백 영상을 표시할 수 있는 화소의 개구율을 증대시킬 수 있어 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 액정 패널;
    상기 액정 패널의 일 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인들;
    상기 복수의 게이트 라인에 수직하는 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인들;
    상기 복수의 게이트 라인들에 스캔 신호를 인가하는 게이트 구동부;
    상기 스캔 신호에 동기되어 상기 복수의 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부; 및
    상기 데이터 구동부와 접속되는 복수의 신호 인가 배선 그룹들을 포함하며, 상기 복수의 신호 인가 배선 그룹들 각각은 상기 데이터 신호를 인가하기 위한 신호 인가 배선 3개로 구성되는 신호연결부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호연결부는,
    상기 각 신호 인가 배선 그룹을 이루는 신호 인가 배선 3개가 모두 상기 데이터 구동부의 데이터 라인 하나에 전기적으로 단락(short)되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호연결부는,
    상기 각 신호 인가 배선 그룹을 이루는 신호 인가 배선 3개 중 하나의 신호 인가 배선이 상기 데이터 구동부의 데이터 라인 하나에 전기적으로 단락(short)되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호연결부는 상기 액정 패널 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 신호 인가 배선 그룹은 상기 액정 패널의 한 화소를 구동하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 신호 인가 배선 그룹을 이루는 신호 인가 배선 각각은 적색(R) 데이터 신호를 인가하는 적색 신호선, 녹색(G) 데이터 신호를 인가하는 녹색 신호선, 청색(B) 데이터 신호를 인가하는 청색 신호선인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적색 신호선, 녹색 신호선, 청색 신호선을 통해 인가되는 적색, 녹색, 청색 데이터 신호는 동일한 신호인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 구동부와 상기 데이터 구동부의 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 추가로 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 기판 상에 형성되고, 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 복수의 박막트랜지스터;
    상기 게이트 전극으로부터 연장되어 형성된 복수의 게이트 라인들;
    상기 소스 전극으로부터 연장되어 형성되며, 상기 복수의 게이트 라인들과 수직한 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인들;
    상기 복수의 게이트 라인들과 복수의 상기 데이터 라인들에 의해 정의된 화소 영역에 형성되는 복수의 화소 전극; 및
    상기 복수의 데이터 라인들과 각각 접속되는 복수의 그룹들을 포함하며, 상기 복수의 그룹들 각각은 데이터 신호를 인가할 배선 3개로 구성되는 신호 인가 배선 그룹들
    을 포함하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 인가 배선 그룹들은,
    상기 복수의 그룹들을 이루는 배선 3개가 모두 데이터 라인에 전기적으로 단락되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 신호 인가 배선 그룹들은,
    상기 복수의 그룹들을 이루는 배선 3개 중 하나의 배선이 데이터 라인에 전기적으로 단락되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 신호 인가 배선 그룹들은 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 어레이 기판.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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