KR20040037830A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 인접하는 데이터선마다 스위칭 소자를 삽입하며, 이 스위칭 소자는 데이터 구동부로부터 신호가 입력되는 데이터선의 초기단과 데이터 구동부로부터 가장 멀리 떨어진 데이터선의 종단에 각각 위치된다. 각 스위칭 소자는 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하기 직전에 데이터선을 단락시킨다. 이와 같이 인접하는 데이터선을 단락시키면 전하 공유 효과에 의해 데이터선을 미리 충전시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 인접하는 데이터선을 단락시킴으로써 기생 커패시턴스에 의한 데이터선의 왜곡을 상당히 개선할 수 있으며, 또한 데이터선의 양단에서 전하 공유가 발생함으로써, 액정 패널 전체에 걸쳐서 균일한 전하 공유가 발생하게 된다.

Description

액정 표시 장치{A LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
박막 트랜지스터가 형성되는 표시판에는 복수의 게이트선과 데이터선이 각각 행과 열 방향으로 형성되어 있고, 박막 트랜지스터를 통하여 이들 게이트선과 데이터선에 연결된 화소 전극이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터는 게이트선을 통해 전달되는 게이트 신호에 따라 데이터선을 통해 전달되는 데이터 신호를 제어하여 화소 전극으로 전송한다. 게이트 신호는 구동 전압 생성부에서 만들어진 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압을 공급받는 복수의 게이트 구동 IC(integrated circuit)가 타이밍 제어부로부터의 제어 신호에 따라 이들을 조합하여 만들어낸다. 데이터 신호는 타이밍 제어부로부터의 계조 신호를 복수의 데이터 구동 IC가 아날로그 전압으로 변환함으로써 얻어진다.
한편, LCD가 대형화됨에 따라 각 데이터선이 가지는 기생 커패시턴스가 점점 커지게 되어, 데이터선에 인가되는 데이터 전압이 충분히 충전되지 못한다는 문제점이 있다.
예를 들어, 데이터 구동 IC로부터 인가되는 데이터 전압은 데이터 구동 IC로부터 멀어질수록 실제 데이터선에 충전되는 전압이 데이터선의 기생 커패시턴스 성분에 의해 상당히 왜곡된다. 즉, 데이터선이 소정 전압으로 충전되기 위해서는 상당히 많은 시간이 걸리고, 이에 따라 각 화소에 데이터 전압이 충분히 충전되지 못하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여 각 데이터선에 데이터 전압이 충분히 충전될 수 있도록 전하 공유(charge sharing) 효과에 의해 데이터선을 미리 충전시키는 방법이 고안되었다.
그러나 LCD 패널이 점점 더 대형화되어 가고 있는 상태에서 종래의 전하 공유 방식은 데이터선의 한쪽 끝에서만 데이터선을 단락시켜 전하 공유를 수행하기 때문에, 데이터 구동 IC로부터 멀리 떨어진 부분에서는 전하 공유 효과가 발생되지 않는다. 따라서 여전히 각 화소에 데이터 전압이 충분히 충전되지 못하고, 전하 공유를 위한 시간이 많이 소모되어 전력 소비가 증가되는 문제점이 있다.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각 데이터선에 데이터 전압이 충분히 충전될 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전 데이터선에 걸쳐서 전하 공유 효과가 균일하게 발생되도록 하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 공유 신호 생성부의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공유 신호 배선의 배치도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공유 신호 배선의 배치도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공유 신호 배선의 배치도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 데이터선에 인가되는 전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공유 제어 신호의 하나의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공유 제어 신호의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 액정표시 장치는, 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 각각 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스 전극을 가지는 다수의 화소 스위칭 소자를 포함하는 액정패널; 상기 화소 스위칭 소자를 구동시키기 위한 게이트 전압을 상기 게이트선에 공급하는 게이트 구동부; 인가되는 화상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 상기 데이터선에 공급하는 데이터 구동부; 상기 데이터 구동부와 가장 가까운 곳에 위치되어 있고 인접하는 상기 데이터선에 각각 형성되며, 인접하는 데이터선을 도통시키는 다수의 제1 스위칭 소자를 포함하는 제1 데이터선 공유 스위칭부; 상기 데이터 구동부와 가장 멀리 떨어진 곳에 위치되어 있고 인접하는 상기 데이터선에 각각 형성되며, 인접하는 데이터선을 도통시키는 다수의 제2 스위칭 소자를 포함하는 제2 데이터선 공유 스위칭부; 및 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 온시키는 공유 제어 신호를 출력하는 공유신호 생성부를 포함한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부는 상기 액정 패널 상에 형성될 수 있다.
한편, 상기 공유 신호 생성부는 상기 액정 패널이 형성된 표시 기판과 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판에 형성되어 있으며, 상기 표시 기판과 인쇄 회로 기판 사이에 상기 공유 신호 생성부에서 출력되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달하기 위한 전송용 필름이 형성되어 있다.
이 경우, 상기 게이트 구동부가 다수의 게이트 구동 IC를 포함하고, 각각의 게이트 구동 IC가 상기 하부 표시판에 연결된 게이트 신호 전송용 필름상에 장착되어 상기 인쇄 회로 가판으로부터 전송되는 게이트 전압을 게이트선으로 공급하고, 상기 전송용 필름을 통하여 전송되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달하는 공유 신호 배선이 상기 게이트 신호 전송용 필름상에 형성된 신호 전달 배선, 각각의 게이트 신호 전송용 필름 사이에 형성되고 상기 신호 전달 배선과 연결된 연결 배선, 상기 연결 배선과 연결되어 인가되는 공유 제어 신호를 제1 데이터선 공유 스위칭부로 전달하는 입력 배선, 및 상기 연결 배선 중 마지막 게이트 신호 전송용 필름상에 형성된 신호 전달 배선과 연결된 연결 배선과 연결되어 인가되는 공유 제어 신호를 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달하는 입력 배선으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공유 신호 생성부로부터 출력되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선으로 전달하는 공유 신호 배선이 상기 표시 기판에서 게이트 구동부로부터 가장 멀리 떨어진 위치에 형성될 수도 있다.
이러한 특징을 가지는 액정 표시 장치는 2-1 도트 반전 구동을 할 수 있으며, 상기 공유 신호 생성부는 상기 데이터 구동부가 계조 전압을 데이터선으로 출력하도록 하는 로드 신호에 동기하여 상기 공유 제어 신호를 출력하는 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
첨부한 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly, 또는 액정 패널)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(gate driver)(400)와 데이터 구동부(data driver)(500), 게이트 구동부(400)에 연결된 구동 전압 생성부(driving voltage generator)(700)와 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800), 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(910,920), 및 공유 신호 생성부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결된 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 각 화소는 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(switching element)(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호(scanning signal) 또는 게이트 신호(gate signal)를 전달하며 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사 신호선 또는 게이트선(G1-Gn)과 화상 신호(image signal) 또는 데이터 신호(data signal)를 전달하며 열 방향으로 뻗어 있는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있고 입력 단자는 데이터선(D1-Dm)에 연결되며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)의 한 단자에 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 스위칭 소자(Q)의 출력 단자와 공통 전압(common voltage, Vcom) 또는 기준 전압(reference voltage)에 연결되어 있다. 유지 축전기(Cst)의 다른 단자는 다른 전압, 예를 들면 기준 전압(Vcom)에 연결되어 있다. 그러나 유지 축전기(Cst)의 다른 단자는 바로 위의 게이트선[이하 "전단 게이트선(previous gate line)"이라 함]에 연결되어 있을 수 있다. 전자의 연결 방식을 독립 배선 방식이라고 하며, 후자의 연결 방식을 전단 게이트 방식(previous gate type)이라고 한다.
한편, 액정 패널 즉, 액정 표시판 조립체(300)를 구조적으로 보면 도 2에서와 같이 개략적으로 나타낼 수 있다. 편의상 도 2에는 하나의 화소만을 나타내었다.
도 2에 도시한 것처럼, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주 보는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 둘 사이의 액정층(3)을 포함한다. 하부 표시판(100)에는 게이트선(Gi-1, Gi) 및 데이터선(Dj)과 스위칭 소자(Q) 및 유지 축전기(Cst)가 구비되어 있다. 액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 기준 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다.
화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 기준 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면(全面)에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)에 연결된다.
여기에서 액정 분자들은 화소 전극(190)과 기준 전극(270)이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
화소 전극(190)은 또한 기준 전압을 인가받는 별개의 배선이 하부 표시판(100)에 구비되어 화소 전극(190)과 중첩됨으로써 유지 축전기(Cst)를 이룬다. 전단 게이트 방식의 경우 화소 전극(190)은 절연체를 매개로 전단 게이트선(Gi-1)과 중첩됨으로써 전단 게이트선(Gi-1)과 함께 유지 축전기(Cst)의 두 단자를 이룬다.
도 2는 스위칭 소자(Q)의 예로 모스(MOS) 트랜지스터를 보여주고 있으며, 이 모스 트랜지스터는 실제 공정에서 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(polysilicon)를 채널층으로 하는 박막 트랜지스터로 구현된다.
도 2에서와는 달리 기준 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형으로 만들어진다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(color filter)(230)를 구비함으로써 가능하다. 색 필터(230)는 도 2에서처럼 주로 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되지만 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 구동 전압 생성부(700)는 각 화소의 스위칭 소자(Q)를 턴온시키는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭 소자(Q)를 턴오프시키는 게이트 오프 전압(Voff) 등을 생성한다.
게이트 구동부(400)는 스캔 구동부(scan driver)라고도 하며, 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(Gi)에 연결되어 있고, 구동 전압 생성부(700)로부터 제공되는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(Gi)에 인가한다. 게이트 구동부(400)는 적어도 하나 이상의 게이트 구동 IC로 이루어진다.
데이터 구동부(500)는 소스 구동부(source driver)라고도 하며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(Di)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 데이터선(Di)에 인가한다. 데이터 구동부(500)는 적어도 하나 이상의 데이터 구동 IC로 이루어진다.
제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(910,920)는 제어신호에 따라 인접하는 데이터선을 도통시키는 스위칭 소자(911,912)를 다수 포함하고 있다. 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)는 데이터 구동부(500)와 가장 가까운 곳에 위치되어 있으며, 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)는 데이터 구동부(500)와 가장 멀리 떨어진 곳에 위치되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 액정 표시판 조립체(300)와 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(910,920)를 별도로 도시하였으나, 이 공유 스위칭부(910,920)는 액정 표시판 조립체(300) 상에 형성될 수 있으며 액정 표시판조립체(300)와는 별도로 형성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 인접하는 데이터선을 도통시키는 스위칭 소자로 트랜지스터(911,921)를 사용하였다. 스위칭 소자(911,912)가 액정 표시판 조립체(300) 상에 형성되는 경우에는 박막 트랜지스터가 사용되는 것이 바람직하며, 이 경우 박막 트랜지스터로 비정질 트랜지스터(amorphous transistor)나 다결정 트랜지스터(poly-crystal transistor)가 사용될 수 있다. 특히 비정질 박막 트랜지스터를 사용하는 경우에는 화소 전극에 연결되는 각 화소의 스위칭 소자(Q)와 동일 공정에서 제조할 수 있기 때문에 제조 공정이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)가 액정 패널 상에 형성되지 않고 데이터 구동부(500)에 포함될 수도 있다. 이 경우에는 제1 데이터선 공유 스위칭부를 구성하는 각 스위칭 소자(911)가 데이터 구동부(500)의 각 데이터 구동 IC의 출력측에 형성될 수 있다.
한편, 각 데이터선 공유 스위칭부(910,920)의 트랜지스터(911,921)의 소스 전극과 드레인 전극은 각각 인접하는 데이터선(예를 들어, D1, D2)이 연결되며, 게이트 전극에는 공유 제어 신호(SH)가 인가된다.
공유 신호 생성부(600)는 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(910,920)의 스위칭 소자(911,921)를 도통시키기 위한 공유 제어 신호(SH)를 생성하여 출력한다. 이 때, 공유 신호 생성부(600)는 각 게이트선에 게이트 온 전압이 인가되기 직전에 스위칭 소자(911,921)를 도통시키기 위한 공유 제어 신호를 발생한다. 예를 들어, 공유 신호 생성부(600)는 데이터 구동부(500)가 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 데이터선으로 출력하도록 하는 로드 신호(TP 신호)에 동기하여 공유 제어 신호(SH)를 생성할 수 있다. 공유 신호 생성부(600)에서 출력되는 공유 제어 신호는 도 1에서와 같이 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)와 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)에 각각 공급된다.
도 3에 본 발명의 실시예에 다른 공유 신호 생성부(600)의 구조가 개략적으로 도시되어 있다.
본 발명의 실시예에서, 공유 신호 생성부(600)는 공유 제어 신호(SH)를 생성하는 신호 생성부(611), 생성된 공유 제어 신호(SH)의 전압을 상승시키는 레벨 시프터(level shifter)(612), 전압 상승된 공유 제어 신호(SH)를 증폭하여 출력하는 버퍼(613)를 포함한다. 여기서 버퍼(613)는 전류 버퍼로서 전압 팔로워(voltage flower)와 같은 구조를 가지는 연산 증폭기일 수 있다. 한편, 신호 생성부(611)는 일반적인 액정 표시 장치에서 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 그리고 구동 전압 생성부(700) 등의 동작을 제어하는 제어 신호(TP 신호 등)를 생성하는 타이밍 제어부일 수 있다.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 공유 신호 생성부(600)로부터 출력되는 공유 제어 신호(SH)를 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(910,920)로 공급하기 위한 배선 구조에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공유 제어 신호(SH)를 전달하는 신호선(이하에서는 공유 신호 배선이라고 명명함)의 배치도이다. 도 4에서는 게이트 신호를 각각의 게이트 구동 IC로 전달하는 게이트 신호 배선이나 데이터 신호를전달하는 신호 배선에 대해서는 도시하지 않고, 공유 신호 배선(L:L1∼L5)에 대해서만 개략적으로 도시하였다.
설명의 편의를 위하여, 하부 표시판(100)상에 다수의 게이트선과 데이터선이 교차하여 형성되는 다수의 화소 영역이 모여 화상을 표시하는 영역을 표시 영역(D)이라고 한다.
하부 표시판(100)의 위쪽에는 액정 표시 장치를 구동하기 위한 게이트용 및 데이터용 전기 신호를 출력하는 인쇄 회로 기판(550)이 위치하며, 하부 표시판(100)과 인쇄 회로 기판(100)은 데이터 신호 전송용 필름(505)을 통하여 서로 전기적으로 연결되어 있다. 데이터 신호 전송용 필름(505)에는 각 화소 영역으로 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동 IC(510∼513)가 실장되어 있다. 이러한 데이터 구동 IC(510∼513)는 하부 표시판(100)의 표시 영역(D)에 형성된 데이터선과 연결된다.
하부 표시판(100)의 왼쪽에는 다수의 게이트 신호 전송용 필름(405)이 하부 표시판(100)에 전기적으로 연결되어 있다. 각각의 게이트 신호 전송용 필름(405)에는 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동 IC(410∼412)가 실장되어 있다. 게이트 신호 전송용 필름(405)에는 다수의 게이트 신호용 배선(도시하지 않음)이 형성된다. 여기서, 게이트 구동 IC는 인쇄 회로 기판(100)으로부터 별도의 전송용 필름이나 데이터 신호 전송용 필름을 통하여 게이트 신호를 전송받아 게이트선으로 공급하거나, 게이트 신호 전송용 필름에 연결되는 별도의 게이트 인쇄 회로 기판으로부터 게이트 신호를 전송받아 게이트선으로 공급할 수 있다.
또한, 하부 표시판(100)의 왼쪽 상단과 인쇄 회로 기판(550) 사이에 제어 신호 전송용 필름(905)이 연결되어 있다.
하부 표시판(100)의 왼쪽 모서리 부분에는 공유 제어 신호용 연결 배선(L1)이 형성되어 있으며, 이 연결 배선(L1)은 제어 신호 전송용 필름(905)에 형성된 배선과 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)로 공유 제어 신호를 입력하는 입력 배선(L2), 그리고 첫 번째 게이트 신호 전송용 필름(405)상에 형성된 신호 전달 배선(L3)을 전기적 및 물리적으로 연결한다.
또한, 하부 표시판(100)의 왼쪽의 각각의 게이트 구동 IC 사이에도 공유 제어 신호용 연결 배선(L4)이 형성되어 있으며, 각각의 공유 제어 신호용 연결 배선(L4)은 게이트 신호 전송용 필름(405)에 형성된 신호 전달 배선(L3)과 연결되어, 이전 단의 게이트 신호 전송용 필름(405)을 통하여 전달되는 공유 제어 신호를 다음 단의 게이트 신호 전송용 필름 상의 신호 전달 배선으로 전달하는 기능을 수행한다. 가장 하위에 위치되는 N번째 게이트 신호 전송용 필름(405)상에 형성된 신호 전달 배선(L3)은 표시 영역(D)의 하단에 위치한 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)에 연결된 입력 배선(L5)과 연결되어 있다.
이러한 구조의 액정 표시 장치에서는, 인쇄 회로 기판(550)의 공유 신호 생성부(600)에서 출력된 공유 제어 신호(SH)는 도면의 화살표 방향에서와 같이 제어 신호 전송용 필름(905)에 형성된 배선을 통하여 공유 신호용 연결 배선(L1)으로 전달된 다음에, 입력 배선(L2)을 통하여 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)로 인가되며, 또한 연결 배선(L1)과 연결된 가장 상위에 위치된 첫 번째 게이트 신호 전송용필름(405)상에 형성된 신호 전달 배선(L3)으로 전달된다.
첫 번째 전송용 필름(405) 상에 형성된 신호 전달 배선(L3)으로 전달된 공유 제어 신호(SH)는 다시 공유 신호용 연결 배선(L3)을 통하여 다음 단의 두 번째 게이트 신호 전송용 필름(405)상의 신호 전달 배선(L3)으로 전달된다.
이와 같이, 인쇄 회로 기판(550)의 공유 신호 생성부(600)에서 출력된 공유 제어 신호는 공유 신호 생성부(600)의 상단에 위치한 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)로 입력된다. 또한, 각각의 게이트 신호 전송용 필름(405)에 형성된 신호 전달 배선(L3)과 각각의 게이트 구동 IC 사이에 형성된 연결 배선(L3)을 통하여 가장 하위에 위치되는 N번째 게이트 신호 전송용 필름(405)상에 형성된 신호 전달 배선(L3)으로 전달된 다음에, 최종적으로 입력 배선(L5)을 통하여 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)로 전달된다.
한편, 위에 기술된 바와 같이, 공유 신호 생성부(600)에서 출력되는 공유 제어 신호(SH)가 인쇄 회로 기판(550)과 하부 표시판(100)에 연결된 제어 신호 전송용 필름(905)을 통하지 않고 전달될 수도 있다.
도 5는 이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 공유 신호 배선의 배치도이다.
첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제2 실시예에서는 위의 제1 실시예와 동일하게 공유 제어 신호(SH)가 연결 배선(L1)과 입력 배선(L2)을 통하여 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)로 전달되고, 또한 각각의 게이트 신호 전송용 필름(405) 상에 형성된 신호 전달 배선(L3)과 각각의 게이트 신호 전송용 필름(405) 사이에 형성된 연결 배선(L4)을 통하여 제2 데이터선 공유스위칭부(920)로 전달되는 것은 동일하며, 단지, 공유 신호 생성부(600)에서 출력되는 공유 제어 신호(SH)가 첫 번째 데이터 신호 전송용 필름(505)상에 형성된 더미(dummy) 배선을 통하여 하부 표시판(100)으로 전달되거나, 첫 번째 데이터 신호 전송용 필름(505)상에 형성된 데이터 구동 IC(510)의 더미 단자를 통하여 하부 표시판(100)으로 전달될 수 있다.
이 경우에는 공유 제어 신호를 전달하기 위한 별도의 전송용 필름이 요구되지 않으므로, 필름 장착에 따른 작업이 요구되지 않는다.
하부 표시판(100)의 연결 배선(L1)으로 입력된 공유 제어 신호(SH)가 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(910,920)로 입력되는 과정은 위의 제1 실시예와 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.
한편, 공유 제어 신호가 위의 제1 및 제2 실시예와 같이, 각각의 게이트 신호 전송용 필름에 형성된 배선을 통하여 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달되지 않을 수도 있다.
도 6은 이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 공유 신호 배선의 배치도이다.
첨부한 도 6에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제2 실시예에서는 위의 제1 및 제2 실시예와는 달리, 하부 표시판(100)의 표시 영역(D)의 오른쪽 바깥쪽에 공유 제어 신호를 전송하는 공유 신호 배선(L)이 형성되어 있다. 즉, 제1 및 제2 실시예와 같이 게이트 신호 전송용 필름을 통하지 않고 표시 영역(D)의 주변부 중에서 게이트 구동부의 반대편에 해당하는 부분에 공유 신호 배선(L)이 형성될 수 있다.
이 경우에는 제1 실시예와 동일하게 공유 신호 배선(L)이 인쇄 회로기판(550)과 하부 표시판(100) 사이에 형성된 전송용 필름(905)상에 형성된 배선과 연결될 수 있으며, 또한, 제2 실시예와 같이, 데이터 신호 전송용 필름(505) 상에 형성된 더미 배선이나 데이터 구동 IC의 더미 단자에 연결될 수 있다. 여기서는 제1 실시예와 동일하게 전송용 필름(905)을 사용하여 공유 제어 신호(SH)를 하부 표시판(100)에 형성된 공유 신호 배선(L)으로 전달한다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 표시 영역(D) 우측의 주변부에는 공유 신호 배선을 제외한 별도의 배선이 형성되지 않으므로, 배선간의 커플링에 의하여 신호가 왜곡되는 것이 방지된다.
한편, 공유 신호 배선을 게이트 신호 전송용 필름상에 형성하지 않고 도 1에서와 같이 제3 실시예와 동일한 형상으로 표시 영역(D) 좌측의 주변부에도 형성할 수 있다.
위에 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 공유 신호 생성부(600)에서 출력되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)로 전달하는 공유 신호 배선(L)을 다양하게 형성할 수 있다.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 7의 (a)는 공유 신호 생성부(600)로부터 출력되는 공유 제어신호(SH)를 나타내며, 도 7의 (b) 및 (c)은 각각 홀수 데이터선 및 짝수 데이터선에 인가되는 전압의 파형을 나타낸다. 도 7의 (b) 및 (c)에서 전압(Vd)은 데이터 구동부(500)로부터 데이터선에 인가되는 전압을 나타내며, 전압(Ve)은 데이터선에 충전되는 전압을 나타낸다.
본 발명의 실시예에서는 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압이 화소 단위로 반전하는 도트 반전 구동(예를 들어, 좌우에 인접하는 화소 전극간의 극성은 서로 반대이고 상하 좌우 인접하는 화소 전극간의 극성은 2개의 행단위로 반전되는 2-1 도트 반전 구동이 사용될 수 있음)을 채택하며, 이에 따라 인접하는 데이터선(예를 들어, D1, D2)에 인가되는 데이터 전압의 극성은 서로 반대이다. 즉, 도 7의 (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이 홀수 데이터선에 양의 극성의 데이터 전압(즉, 공통전압 보다 큰 데이터 전압)이 인가되는 경우에는 짝수 데이터선에 음의 극성의 데이터 전압(즉, 공통전압 보다 작은 데이터 전압)이 인가된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하기 직전에 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)의 스위칭 소자(911,921)를 온시켜 일정 시간 동안 인접하는 데이터선들을 단락시킨다. 그러면, 서로 다른 극성의 데이터 전압으로 충전되어 있는 데이터선 간의 전하 공유(charge sharing) 효과에 의해 데이터선의 전압이 스윙되는 전압의 중간 전압인 공통 전압(Vcom) 부근으로 된다. 따라서, 도 7의 (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이 공통 전압(Vcom) 부근에서 전압이 상승 또는 하강하기 때문에 데이터선을 소정의 데이터 전압으로 충분히 충전시킬 수 있다. 즉, 도 7의 (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이, 데이터선이 소정 전압으로 충전되는데 걸리는 시간(tr)을 종래 보다 단축시킬 수 있기 때문에 데이터선을 소정 전압으로 충분히 충전시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 데이터선 공유 스위칭부(910)에 의하여 데이터 구동부(500)에 가장 가까운 곳에 위치한 데이터선들의 단락이 이루어지면서, 제2 데이터선 공유 스위칭부(920)에 의하여 데이터 구동부(500)에서 가장 멀리 떨어진 곳에 위치한 데이터선들의 단락이 이루어지기 때문에, 데이터선의 양단에서 전하 고유 효과가 발생한다. 따라서, 데이터선의 전압이 패널 전체에 걸쳐서 균일하게 중간 전압인 공통 전압(Vcom) 부근으로 프리 챠지된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 데이터 구동부로부터 멀어질수록 증가하는 데이터선의 왜곡을 개선할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 사용하는 공유 제어 신호(SH)의 하나의 예를 나타내는 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 인접하는 게이트선에 인가되는 게이트 온 전압 사이에 데이터선을 단락(공유)시키기 위한 공유 신호 펄스(SH)가 존재한다. 이 경우에는 이전 게이트 선(예를 들어, G1)이 게이트 오프 전압으로 바뀐 후에 공유신호펄스에 의해 두 데이터선을 공유시키고, 데이터선 공유를 해제한 후 원하는 게이트선(G2)에 게이트 온 전압을 인가한다.
도 8에 도시한 예에 의하면, 인접하는 두 게이트선에 인가되는 게이트 온 전압 사이에 공유 신호 펄스가 존재하기 때문에, 두 게이트 온 전압간의 구간이 작아지는 경우에는 공유 신호 펄스 구간이 작아질 수 있다. 따라서, 데이터선 사이의 전하 공유가 충분히 일어나지 않을 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에서 사용하는 공유 제어 신호(SH)의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9에 도시한 공유 제어 신호에 의하면, 이전 게이트 선(Gi-1)이 게이트 오프 전압으로 바뀐 후에 공유신호펄스가 인가되며, 이 공유 신호 펄스는 원하는 게이트선(Gi)이 게이트 온 전압이 된 후 소정 시간 동안 지속된다. 이와 같은 방식에 의하면 두 게이트 온 전압간의 구간이 작아지는 경우에도 공유 신호 펄스 구간을 충분히 확보할 수 있다는 장점이 있다.
위에 기술된 본 발명의 실시예에서는 하나의 데이터 구동부를 싱글 구동을 예를 들어 설명하였으나, 데이터 구동부가 두 개 사용되는 듀얼 구동에도 적용할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 데이터선을 공유시키기 위한 스위칭 소자로서 트랜지스터를 사용하였으나, 이외의 다른 스위칭 소자를 사용할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 게이트 온 전압을 인가하기 직전에 인접하는 두 데이터선을 공유시켜 데이터선의 전압을 공통전압 레벨로 유지키기 때문에, 데이터선에 데이터 전압을 충분히 충전시킬 수 있다.
또한, 데이터 구동부에 가장 가까운 곳에 위치한 부분과 데이터 구동부에서 가장 멀리 떨어진 곳에 위치한 부분에서 동시에 인접하는 데이터선간의 공유가 이루어지기 때문에, 액정 패널 전체에 걸쳐서 균일하게 데이터 전압을 공통전압 레벨로 유지시킬 수 있다. 그 결과, 대형 액정 표시 장치에서 용이하게 데이터 전압의왜곡을 효과적으로 개선시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 각각 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스 전극을 가지는 다수의 화소 스위칭 소자를 포함하는 액정패널;
    상기 화소 스위칭 소자를 구동시키기 위한 게이트 전압을 상기 게이트선에 공급하는 게이트 구동부;
    인가되는 화상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 상기 데이터선에 공급하는 데이터 구동부;
    상기 데이터 구동부와 가장 가까운 곳에 위치되어 있고 인접하는 상기 데이터선에 각각 형성되며, 인접하는 데이터선을 도통시키는 다수의 제1 스위칭 소자를 포함하는 제1 데이터선 공유 스위칭부;
    상기 데이터 구동부와 가장 멀리 떨어진 곳에 위치되어 있고 인접하는 상기 데이터선에 각각 형성되며, 인접하는 데이터선을 도통시키는 다수의 제2 스위칭 소자를 포함하는 제2 데이터선 공유 스위칭부; 및
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 온시키는 공유 제어 신호를 출력하는 공유신호 생성부
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부는 상기 액정 패널 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 공유 신호 생성부는 상기 액정 패널이 형성된 표시 기판과 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판에 형성되어 있으며, 상기 표시 기판과 인쇄 회로 기판 사이에 상기 공유 신호 생성부에서 출력되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달하기 위한 전송용 필름이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 게이트 구동부가 다수의 게이트 구동 IC를 포함하고, 각각의 게이트 구동 IC가 상기 하부 표시판에 연결된 게이트 신호 전송용 필름상에 장착되어 상기 인쇄 회로 가판으로부터 전송되는 게이트 전압을 게이트선으로 공급하고,
    상기 전송용 필름을 통하여 전송되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달하는 공유 신호 배선이 상기 게이트 신호 전송용 필름상에 형성된 신호 전달 배선, 각각의 게이트 신호 전송용 필름 사이에 형성되고 상기 신호 전달 배선과 연결된 연결 배선, 상기 연결 배선과 연결되어 인가되는 공유 제어 신호를 제1 데이터선 공유 스위칭부로 전달하는 입력 배선, 및 상기 연결 배선 중 마지막 게이트 신호 전송용 필름상에 형성된 신호 전달 배선과 연결된 연결 배선과 연결되어 인가되는 공유 제어 신호를 제2 데이터선 공유 스위칭부로 전달하는 입력배선으로 이루어지는 액정 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 공유 신호 생성부로부터 출력되는 공유 제어 신호를 제1 및 제2 데이터선으로 전달하는 공유 신호 배선이 상기 표시 기판에서 게이트 구동부로부터 가장 멀리 떨어진 위치에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 액정 표시 장치는 2-1 도트 반전 구동을 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 공유 신호 생성부는 상기 데이터 구동부가 계조 전압을 데이터선으로 출력하도록 하는 로드 신호에 동기하여 상기 공유 제어 신호를 출력하는 액정 표시 장치.
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