KR20040059067A - 액정 패널의 구조 및 그 구동방법 - Google Patents

액정 패널의 구조 및 그 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040059067A
KR20040059067A KR1020020085594A KR20020085594A KR20040059067A KR 20040059067 A KR20040059067 A KR 20040059067A KR 1020020085594 A KR1020020085594 A KR 1020020085594A KR 20020085594 A KR20020085594 A KR 20020085594A KR 20040059067 A KR20040059067 A KR 20040059067A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
common voltage
liquid crystal
electrode
lines
crystal panel
Prior art date
Application number
KR1020020085594A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100923675B1 (ko
Inventor
이재균
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020020085594A priority Critical patent/KR100923675B1/ko
Publication of KR20040059067A publication Critical patent/KR20040059067A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100923675B1 publication Critical patent/KR100923675B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3696—Generation of voltages supplied to electrode drivers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/13629—Multilayer wirings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/136295—Materials; Compositions; Manufacture processes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

본 발명은 액정 패널의 구조 및 그 구동방법에 관한 것으로, 기판 상의 단위 화소에 형성되어 액정층에 수평 전계를 인가하는 화소전극 및 공통전극이 구비된 횡전계 방식 액정 패널에서 홀수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들의 공통전극에 제1공통전압 배선들을 통해 매 프레임 단위로 천이되는 펄스 형태의 제1공통전압을 공급하고, 아울러 짝수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들의 공통전극에 제2공통전압 배선들을 통해 상기 제1공통전압이 반전된 펄스 형태의 제2공통전압을 공급하는 액정 패널의 구조 및 그 구동방법을 제공한다.

Description

액정 패널의 구조 및 그 구동방법{STRUCTURE OF LIQUID CRYSTAL DISPALY PANEL AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 패널의 구조 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 횡전계(in plane switching : IPS) 방식을 적용한 액정 패널의 구조 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 패널은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판의 내면이 서로 대향하여 일정한 간격(통상, 셀-갭(cell-gap)이라 한다)을 갖도록 합착되고, 그 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판의 이격된 간격에 액정을 충진시켜 형성된다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외면에는 편광판과 위상차판 등이 구비되며, 이와같은 다수의 구성요소를 선택적으로 구성함으로써, 빛의 진행상태를 바꾸거나 굴절률을 변화시켜 높은 휘도와 콘트라스트 특성을 갖는 액정 표시장치가 구성된다.
상기 액정 표시장치로서 근래에 적용되는 액정 패널은 통상 트위스트 네마틱 액정을 채택하고 있으며, 이와같은 트위스트 네마틱 액정은 시야각에 따라서 계조표시에서의 광투과율이 달라지는 특성이 있기 때문에 액정 패널의 대면적화에 제한이 있다.
상기 트위스트 네마틱 액정을 적용한 액정 패널은 광투과율이 좌우방향의 시야각에 대해서는 넓은 범위에서 대칭적으로 분포하지만, 상하방향의 시야각에 대해서는 광투과율이 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향에서는 이미지가 반전되는범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 문제가 있었다.
상기한 바와같은 문제를 해결하기 위하여 수평전계를 이용하는 횡전계 방식의 액정 패널이 제안되었다.
상기 횡전계 방식의 액정 패널은 기존의 트위스트 네마틱 액정을 적용한 액정 패널에 비해 콘트라스트(contrast), 그레이 인버젼(gray inversion) 및 컬러 쉬프트(color shift) 등의 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
상기 횡전계 방식의 액정 패널은 박막 트랜지스터 어레이 기판의 동일 평면 상에 화소전극과 공통전극이 형성되고, 따라서 액정은 화소전극과 공통전극 사이의 수평전계에 의해 구동된다.
상기한 바와같은 횡전계 방식의 액정 패널을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1a와 도1b는 횡전계 방식에서 온/오프(on/off)일 경우에 액정의 상 변위를 보인 예시도이다.
도1a 및 도1b를 참조하면, 상기 횡전계 방식 액정 패널은 박막 트랜지스터 어레이 기판(17)과 컬러필터 기판(19)이 일정하게 이격되어 서로 대향하고, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(17)과 컬러필터 기판(19)의 이격된 간격에 액정(15A,15B)이 충진되어 있다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(17)과 컬러필터 기판(19)의 외면에는 각각 제1,제2편광판(21,23)이 구비된다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(17) 상에는 화소전극(11)과 공통전극(13)이 소정거리 이격되어 패터닝된다. 이때, 화소전극(11)과 공통전극(13)은 불투명한 도전성 금속 또는 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO) 및 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide : IZO)와 같은 투명한 도전성 금속 등이 적용될 수 있다.
상기 도1a는 상기 화소전극(11)과 공통전극(13)에 전계가 인가되지 않아 액정(15A)의 상 변위가 일어나지 않은 오프 상태를 도시하고 있다. 즉, 액정(15A) 분자들은 화소전극(11)과 공통전극(13)의 수평방향에 대하여 90°의 각도를 이루고 있다.
한편, 상기 도1b는 상기 화소전극(11)과 공통전극(13)에 전압이 인가될 경우에 상기 도1a의 오프 상태와 비교해서, 액정(15B) 분자들은 화소전극(11)과 공통전극(13)의 수평방향과 평행하게 배열된다.
상술한 바와같이 횡전계 방식의 액정 패널은 화소전극(11)과 공통전극(13)이 동일 평면 상에 형성되기 때문에 평행장을 이용한다는 특징이 있다. 상기 횡전계 방식 액정 패널은 광시야각의 장점을 갖는다. 즉, 횡전계 방식 액정 패널은 상/하/좌/우 방향으로 약 70°의 각도에서 화상을 볼 수 있다.
도2는 일반적인 횡전계 방식 액정 패널에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 평면구성을 보인 예시도이다.
도2를 참조하면, 다수의 게이트 배선(G1∼Gn)들이 횡으로 일정하게 이격되어 배열되고, 다수의 데이터 배선(D1∼Dm)들이 종으로 일정하게 이격되어 배열된다.
따라서, 상기 게이트 배선(G1∼Gn)들과 데이터 배선(D1∼Dm)들은 수직 교차하며, 그 교차영역에 화소(P1)가 정의된다.
상기 각각의 화소(P1)에는 화소전극(11)에 인가되는 화상정보를 스위칭하기 위하여 박막 트랜지스터(TFT1)와 같은 스위칭 소자가 구비된다.
상기 박막 트랜지스터(TFT1)들의 게이트 전극은 상기 게이트 배선(G1∼Gn)들에 각각 연결되고, 소스 전극은 상기 데이터 배선(D1∼Dm)들에 각각 연결되며, 드레인 전극은 화소(P1) 내의 화소전극(11)에 각각 연결된다.
따라서, 액정 패널의 주사신호가 상기 게이트 배선(G1∼Gn)들에 순차적으로 인가되면, 상기 박막 트랜지스터(TFT1)들은 게이트 배선(G1∼Gn) 단위로 턴온된다.
상기 게이트 배선(G1∼Gn) 단위로 턴온된 박막 트랜지스터(TFT1)들의 소스 전극과 드레인 전극 사이에는 도전 채널이 형성된다. 이때, 상기 데이터 배선(D1∼Dm)들을 통해 박막 트랜지스터(TFT1)들의 소스 전극에 화상정보가 공급되면, 그 화상정보는 상기 도전 채널을 통해 박막 트랜지스터(TFT1)들의 드레인 전극에 공급된다.
그런데, 상기 드레인 전극이 화소전극(11)에 연결되므로, 화상정보가 화소전극(11)에 공급된다. 이때, 화소전극(11)은 상기 데이터 배선(D1∼Dm)들과 평행한 방향으로 상기 화소(P1) 내에 한개 또는 다수개가 패터닝된다.
한편, 상기 화소(P1) 내에는 상기 화소전극(11)에 대응하도록 형성된 공통전극(13)이 상기 화소전극(11)과 함께 수평 전계를 발생시켜 액정을 횡전계 방식으로 구동한다.
즉, 상기 공통전극(13)은 상기 데이터 배선(D1∼Dm)들과 평행한 방향으로 상기 화소(P1) 내에 한개 또는 다수개가 패터닝된다.
상기 화소(P1) 내에 형성된 공통전극(13)에는 공통전압 배선(Vcom1∼Vcomn)들을 통해 공통전압이 공급된다.
상기 공통전압 배선(Vcom1∼Vcomn)들은 상기 게이트 배선(G1∼Gn)들과 일정하게 이격되어 게이트 배선(G1∼Gn)들과 평행하게 배열되며, 일측 단부가 서로 전기적으로 연결되어 모든 화소에 동일한 공통전압이 인가되도록 한다.
따라서, 상기 화소전극(11)에 인가되는 화상정보와 상기 공통전극(13)에 인가되는 공통전압의 전압차에 의해 액정이 구동된다.
한편, 도면상에 도시되지 않았지만, 상기 화소전극(11)은 액정 셀 별로 구비된 스토리지 커패시터의 스토리지 전극에 전기적으로 접속된다.
따라서, 상기 화소전극(11)에 인가된 화상정보는 주사신호가 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-온 기간 동안 스토리지 커패시터에 충전된다.
상기 스토리지 커패시터에 충전된 화상정보는 주사신호가 인가되지 않는 박막 트랜지스터의 턴-오프 기간 동안 화소전극(11)에 공급되어 액정의 구동이 유지되도록 한다.
상기 횡전계 방식의 액정 패널에서 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 형성되는 화소전극(11)과 공통전극(13)의 형상은 다양하게 변형이 가능하다.
한편, 상기 액정에 지속적으로 일정한 방향의 전계가 인가될 경우에는 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 액정 패널에 잔상이 발생하는 결과를 초래한다. 따라서, 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해서 공통전압을 기준으로 화상정보의 전압을 양/음(positive/negative)이 반복되도록 인가하는데, 이와같은 구동방식을 인버젼 방식이라 한다.
상기 인버젼 구동방식은 화상정보의 극성이 화상의 한 프레임(frame) 단위로 상반되게 공급되는 프레임 인버젼 방식, 화상정보의 극성이 게이트 배선 단위로 상반되게 공급되는 라인(line) 인버젼 방식, 그리고 화상정보의 극성이 서로 인접하는 액정 셀 별로 상반되게 공급됨과 아울러 화상의 한 프레임 단위로 상반되게 공급되는 돗트 인버젼 방식으로 구분된다.
상기한 바와같은 인버젼 구동방식 중에서 돗트 인버젼 방식은 플리커(flicker)나 크로스 토크(cross talk)와 같은 화면 왜곡을 최대한 억제할 수 있기 때문에 이를 적용한 액정 패널은 뛰어난 화상을 제공한다.
도3은 상기 돗트 인버젼 방식에서 액정 패널에 인가되는 신호파형을 보인 예시도이다.
도3을 참조하면, 공통전압(Vcom)은 일정한 레벨의 직류전압으로 공급되고, 주사신호(VG1-VGn)가 매 프레임 마다 게이트 배선에 순차적으로 인가된다.
한편, 화상정보(VDATA)는 서로 인접하는 액정 셀 별로 공통전압(Vcom)에 대해 양/음의 극성이 교번하여 인가되며, 또한 매 프레임 단위로 공통전압(Vcom)에 대해 양/음의 극성이 교번하여 인가된다.
상기 주사신호(VG1-VGn)가 고전위로 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-온 구간에서 화소전극에 인가되는 화상정보(VDATA)는 액정 용량 및 스토리지 커패시터의 영향으로 인해 점차로 충전(charging)되므로, 도3에 도시한 화소전압(VP) 파형으로 나타난다. 이와같은 화소전압(VP)은 스토리지 커패시터에 충전된다.
그리고, 상기 주사신호(VG1-VGn)가 저전위로 천이될 때, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극의 오버-랩에 따른 기생 용량의 커플링(coupling)으로 인해 상기 화소전압(VP)으로부터 전압강하가 발생하는데, 이를 화소전압의 변동분(△VP)이라 지칭한다.
한편, 상기 주사신호(VG1-VGn)가 저전위로 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-오프 구간에서는 상기 스토리지 커패시터에 충전된 화소전압(VP)이 화소전극에 지속적으로 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.
따라서, 종래에는 상기 화상정보(VDATA)에서 공통전압(Vcom)을 뺀 전압(VDATA-Vcom)이 액정에 인가된다.
상기 화상정보(VDATA)에서 공통전압(Vcom)을 뺀 전압(VDATA-Vcom)이 액정을 구동시키기 위해서는 화상정보(VDATA)가 공통전압(Vcom)에 비해 소정의 전압 레벨 이상으로 인가되어야 한다. 이는 액정 패널의 전력소비를 증가시키게 된다.
따라서, 배터리를 사용하는 휴대형 기기에 적용될 경우에, 사용시간이 줄어들어 사용이 불편한 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 횡전계 방식을 적용한 액정 패널의 전력소비를 감소시킬 수 있는 액정 패널의 구조 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.
도1a와 도1b는 횡전계 방식에서 온/오프(on/off)일 경우에 액정의 상 변위를 보인 예시도.
도2는 일반적인 횡전계 방식 액정 패널에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 평면구성을 보인 예시도.
도3은 돗트 인버젼 방식에서 액정 패널에 인가되는 신호파형을 보인 예시도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 패널에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 평면구성을 보인 예시도.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 인가되는 신호파형을 보인 예시도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
G11∼G1n:게이트 배선들 D11∼D1m:데이터 배선들
P11:화소 111:화소전극
TFT11:박막 트랜지스터 113:공통전극
Vcom11∼Vcom1n:공통전압 배선
먼저, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 패널의 구조는 대향하는 제1,제2기판과; 상기 제1,제2기판의 사이에 형성된 액정층과; 상기 제1기판 상에 종횡으로 배열되어 화소들을 정의하는 게이트 배선들 및 데이터 배선들과; 상기 제1기판 상의 단위 화소에 형성되어 액정층에 수평 전계를 인가하는 제1,제2전극과; 상기 단위 화소의 일측 모서리에 구비되어 화상정보를 상기 제1전극에 공급 또는 차단하는 스위칭소자와; 상기 홀수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들의 제2전극에 제1공통전압을 공급하는 제1공통전압 배선들과; 상기 짝수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들의 제2전극에 제2공통전압을 공급하는 제2공통전압 배선들을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 패널의 구동방법은 게이트 배선들 및 데이터 배선들이 종횡으로 배열되어 화소들을 정의하고, 상기 단위 화소에 화상정보와 공통전압을 수평 방향으로 인가하여 액정을 구동하는 횡전계 방식의 구동방법에 있어서, 상기 홀수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들에는 매 프레임 단위로 천이되는 펄스 형태의 제1공통전압을 공급하고, 아울러 상기 짝수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들에는 상기 제1공통전압이 반전된 펄스 형태의 제2공통전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 패널 및 그 구동방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 패널에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 평면구성을 보인 예시도이다.
도4를 참조하면, 다수의 게이트 배선(G11∼G1n)들이 횡으로 일정하게 이격되어 배열되고, 다수의 데이터 배선(D11∼D1m)들이 종으로 일정하게 이격되어 배열된다. 따라서, 상기 게이트 배선(G11∼G1n)들과 데이터 배선(D11∼D1m)들은 수직 교차하며, 그 교차영역에 화소(P11)가 정의된다.
상기 각각의 화소(P11)에는 화소전극(111)에 인가되는 화상정보를 스위칭하기 위하여 박막 트랜지스터(TFT11)와 같은 스위칭 소자가 구비된다.
상기 박막 트랜지스터(TFT11)들의 게이트 전극은 각각 상기 게이트 배선(G11∼G1n)들에 연결되고, 소스 전극은 각각 상기 데이터 배선(D11∼D1m)들에 연결되며, 드레인 전극은 각각 상기 화소(P11) 내의 화소전극(111)에 연결된다.
따라서, 액정 패널의 주사신호가 상기 게이트 배선(G11∼G1n)들에 순차적으로 인가되면, 상기 박막 트랜지스터(TFT11)들은 게이트 배선(G11∼G1n) 단위로 턴온된다.
상기 게이트 배선(G11∼G1n) 단위로 턴온된 박막 트랜지스터(TFT11)들의 소스 전극과 드레인 전극 사이에는 도전 채널이 형성된다. 이때, 상기 데이터 배선(D11∼D1m)들을 통해 박막 트랜지스터(TFT11)들의 소스 전극에 화상정보가 공급되면, 그 화상정보는 상기 도전 채널을 통해 박막 트랜지스터(TFT11)들의 드레인전극에 공급된다.
그런데, 상기 드레인 전극이 화소전극(111)에 연결되므로, 화상정보가 화소전극(111)에 공급된다.
상기 화소전극(111)은 상기 데이터 배선(D11∼D1m)들과 평행한 방향으로 상기 화소(P11) 내에 한개 또는 다수개를 패터닝할 수 있다. 이때, 상기 화소(P11) 내에서 화소전극(111)으로 다수개의 수직한 패턴들이 적용될 경우에는 상기 데이터 배선(D11∼D1m)들과 평행한 방향으로 서로 일정한 거리가 이격되도록 형성되며, 게이트 배선(G11∼G1n)들과 평행한 하나의 수평 패턴을 통해 상기 화소전극(111)의 수직한 패턴들이 서로 접속되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 화소(P11) 내에는 상기 화소전극(111)에 대응하도록 형성된 공통전극(113)이 상기 화소전극(111)과 함께 수평 전계를 발생시켜 액정을 횡전계 방식으로 구동한다. 따라서, 상기 공통전극(113)은 상기 데이터 배선(D11∼D1m)들과 평행한 방향으로 상기 화소(P11) 내에 한개 또는 다수개를 패터닝할 수 있다.
상기 화소(P11) 내에서 공통전극(113)으로 다수개의 수직한 패턴들이 적용될 경우에는 상기 화소전극(111)의 다수개의 수직한 패턴들과 대응되도록 형성되며, 상기 화소전극(111)의 수평 패턴과 동일하게 게이트 배선(G11∼G1n)들과 평행한 하나의 수평 패턴을 통해 상기 공통전극(113)의 수직한 패턴들이 서로 접속되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 화소(P11) 내에 형성된 공통전극(113)에는 공통전압 배선(Vcom11∼Vcom1n)들을 통해 공통전압이 공급된다.
상기 공통전압 배선(Vcom11∼Vcom1n)들은 게이트 배선(G11∼G1n)들과 일정하게 이격되어 평행하게 배열되고, 홀수번째 공통전압 배선(Vcom11,Vcom13,Vcom15, .... Vcom1n-1)들이 서로 전기적으로 연결되도록 형성되며, 짝수번째 공통전압 배선(Vcom12,Vcom14,Vcom16, .... Vcom1n)들이 서로 전기적으로 연결되도록 패터닝된다.
경우에 따라, 상기 공통전압 배선(Vcom11∼Vcom1n)들은 상기 데이터 배선(D11∼D1m)들과 일정하게 이격되어 평행하게 배열되도록 형성할 수도 있다.
상기 홀수번째 공통전압 배선(Vcom11,Vcom13,Vcom15, .... Vcom1n-1)들은 매 프레임 단위로 천이되는 펄스 형태의 제1공통전압을 화소들의 공통전극(113A)에 공급한다.
또한, 상기 짝수번째 공통전압 배선(Vcom12,Vcom14,Vcom16, .... Vcom1n)들은 상기 제1공통전압이 반전된 펄스 형태의 제2공통전압을 화소들의 공통전극(113B)에 공급한다.
따라서, 본 발명에 의한 횡전계 방식 액정 패널은 상기 화소전극(111)에 인가되는 화상정보와 상기 공통전극(113A,113B)에 각각 인가되는 제1,제2공통전압의 전압차에 의해 구동된다.
한편, 도면상에 도시되지 않았지만, 상기 화소전극(111)은 단위 화소(P11)에 구비된 스토리지 커패시터의 스토리지 전극에 전기적으로 접속된다.
따라서, 상기 화소전극(111)에 인가된 화상정보는 주사신호가 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-온 기간 동안 스토리지 커패시터에 충전된다.
상기 스토리지 커패시터에 충전된 화상정보는 주사신호가 인가되지 않는 박막 트랜지스터의 턴-오프 기간 동안 화소전극(111)에 공급되어 액정의 구동이 유지되도록 한다.
또한, 상기 횡전계 방식의 액정 패널은 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정이 충진되고, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 화소전극(111)과 공통전극(113)이 다양한 형상으로 패터닝된다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 인가되는 신호파형을 보인 예시도이다.
도5를 참조하면, 제1공통전압(Vcom_odd)은 매 프레임 마다 천이되는 펄스 형태로 홀수번째 공통전압 배선을 통해 대응하는 화소들의 공통전극에 공급된다. 그리고, 제2공통전압(Vcom_even)은 상기 제1공통전압(Vcom_odd)이 반전된 펄스 형태로 짝수번째 공통전압 배선을 통해 대응하는 화소들의 공통전극에 공급된다.
그리고, 주사신호(VG11∼VG1n)가 매 프레임 마다 게이트 배선에 순차적으로 인가된다.
한편, 화상정보(VDATA)는 상기 주사신호(VG11∼VG1n)가 고전위로 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-온 구간에서 액정 용량 및 스토리지 커패시터의 영향으로 인해 점차로 충전되므로, 도5에 도시한 화소전압(VP) 파형으로 나타난다. 이와같은 화소전압(VP)은 스토리지 커패시터에 충전된다.
그리고, 상기 주사신호(VG11∼VG1n)가 저전위로 천이될 때, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극의 오버-랩에 따른 기생 용량의 커플링으로 인해 상기 화소전압(VP)으로부터 전압강하가 발생하는데, 이를 화소전압의 변동분(△VP)이라 지칭한다.
한편, 상기 주사신호(VG11∼VG1n)가 저전위로 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-오프 구간에서는 상기 스토리지 커패시터에 충전된 화소전압(VP)이 화소전극에 지속적으로 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.
상기 화소전압(VP)은 상기 박막 트랜지스터의 턴-오프 구간에서 상기 제1공통전압(Vcom_odd)이나 제2공통전압(Vcom_even)이 천이될 때, 도5의 점선 원(C11)으로 도시한 바와같이 커플링에 의해 변동되지만, 실제 화소전극에는 상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압이 인가되므로, 액정의 구동에는 영향을 주지 않는다.
따라서, 본 발명에 의한 횡전계 방식 액정 패널은 화상정보(VDATA)의 극성이 게이트 배선(경우에 따라 데이터 배선) 단위로 상반되게 공급되는 라인 인버젼 방식으로 구동된다.
그리고, 홀수번째 게이트 배선에 대응하는 화소들에는 상기 화상정보(VDATA)에서 제1공통전압(Vcom_odd)을 뺀 전압(VDATA-Vcom_odd)이 인가되고, 짝수번째 게이트 배선에 대응하는 화소들에는 상기 화상정보(VDATA)에서 제2공통전압(Vcom_even)을뺀 전압(VDATA-Vcom_even)이 인가된다.
상기 제1공통전압(Vcom_odd)과 제2공통전압(Vcom_even)이 반전된 펄스 형태로 인가됨에 따라 본 발명에 의한 횡전계 방식 액정 패널의 화소들에 인가되는 전압은 종래에 비해 2배의 범위를 갖게 된다.
상술한 바와같이 본 발명에 의한 횡전계 방식 액정 패널의 구조 및 그 구동방법은 종래에 비해 2배의 범위를 갖는 전압이 화소들에 인가되므로, 화소들의 구동을 위한 전압을 보다 낮게 설정할 수 있게 되어 전력소비를 감소시킬 수 있다.
따라서, 배터리를 사용하는 휴대형 기기에 적용될 경우에, 휴대시간이 증가되어 사용이 편리해지는 효과가 있다.
또한, 종래와 동일한 전압을 인가할 경우에 화소전극과 공통전극의 이격되는 거리를 증가시킬 수 있게 되어 빛이 투과되는 면적을 최대화할 수 있게 됨에 따라 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 대향하는 제1,제2기판과; 상기 제1,제2기판의 사이에 형성된 액정층과; 상기 제1기판 상에 종횡으로 배열되어 화소들을 정의하는 게이트 배선들 및 데이터 배선들과; 상기 제1기판 상의 단위 화소에 형성되어 액정층에 수평 전계를 인가하는 적어도 한 쌍의 제1,제2전극과; 상기 단위 화소의 일측 모서리에 구비되어 화상정보를 상기 제1전극에 공급 또는 차단하는 스위칭소자와; 상기 홀수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들의 제2전극에 제1공통전압을 공급하는 제1공통전압 배선들과; 상기 짝수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들의 제2전극에 제2공통전압을 공급하는 제2공통전압 배선들을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전극은 화상정보가 인가되는 화소전극이고, 제2전극은 공통전압이 인가되는 공통전극인 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 게이트 전극이 게이트 배선에 접속되고, 소스 전극이 데이터 배선에 접속되며, 드레인 전극이 제1전극에 접속된 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1공통전압 배선들이 서로 전기적으로 연결되고,상기 제2공통전압 배선들이 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1공통전압 배선들과 제2공통전압 배선들은 게이트 배선들과 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1공통전압 배선들과 제2공통전압 배선들은 데이터 배선들과 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1공통전압 배선들을 통해 공급되는 제1공통전압과 제2공통전압 배선들을 통해 공급되는 제2공통전압은 서로 반전된 펄스 형태로 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전극은 상기 데이터 배선들과 평행한 방향으로 서로 일정하게 이격되도록 형성된 다수의 수직한 패턴들과; 상기 수직한 패턴들이 서로 접속되도록 상기 게이트 배선과 평행하게 형성된 적어도 하나의 수평한 패턴으로 구성되고, 상기 제2전극은 상기 데이터 배선들과 평행한 방향으로 서로 일정하게 이격되도록 형성된 다수의 수직한 패턴들과; 상기 수직한 패턴들이 서로 접속되도록 상기 게이트 배선과 평행하게 형성된 적어도 하나의 수평한 패턴으로 구성되며, 상기 제1전극의 다수의 수직한 패턴들과 제2전극의 다수의 수직한 패턴들이서로 대응되도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구조.
  9. 게이트 배선들 및 데이터 배선들이 종횡으로 배열되어 화소들을 정의하고, 상기 단위 화소에 화상정보와 공통전압을 수평 방향으로 인가하여 액정을 구동하는 횡전계 방식의 구동방법에 있어서, 상기 홀수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들에는 매 프레임 단위로 천이되는 펄스 형태의 제1공통전압을 공급하고, 아울러 상기 짝수번째 게이트 배선들에 대응하는 화소들에는 상기 제1공통전압이 반전된 펄스 형태의 제2공통전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 구동방법.
KR1020020085594A 2002-12-27 2002-12-27 액정 패널의 구조 및 그 구동방법 KR100923675B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020085594A KR100923675B1 (ko) 2002-12-27 2002-12-27 액정 패널의 구조 및 그 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020085594A KR100923675B1 (ko) 2002-12-27 2002-12-27 액정 패널의 구조 및 그 구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040059067A true KR20040059067A (ko) 2004-07-05
KR100923675B1 KR100923675B1 (ko) 2009-10-28

Family

ID=37351110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020085594A KR100923675B1 (ko) 2002-12-27 2002-12-27 액정 패널의 구조 및 그 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100923675B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7817123B2 (en) 2005-02-07 2010-10-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and driving method thereof
KR101108155B1 (ko) * 2009-10-28 2012-01-31 삼성모바일디스플레이주식회사 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법
US8231358B2 (en) * 2005-12-30 2012-07-31 Korea Pneumatic System Co., Ltd. Vacuum ejector pumps

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356356A (ja) * 2000-06-13 2001-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブマトリックス型ｉｐｓ液晶表示装置、その駆動方法及び情報機器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7817123B2 (en) 2005-02-07 2010-10-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and driving method thereof
US8629820B2 (en) 2005-02-07 2014-01-14 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and driving method thereof
US8231358B2 (en) * 2005-12-30 2012-07-31 Korea Pneumatic System Co., Ltd. Vacuum ejector pumps
KR101108155B1 (ko) * 2009-10-28 2012-01-31 삼성모바일디스플레이주식회사 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100923675B1 (ko) 2009-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7319448B2 (en) Liquid crystal display device and method for driving the same
US8866713B2 (en) Liquid crystal display device
KR100788392B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치의 구동방법
KR101607702B1 (ko) 액정 표시 장치
KR100741894B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치의 구동방법
US20090262061A1 (en) Liquid Crystal Panel and Display Apparatus Including Liquid Crystal Panel
KR20020042920A (ko) 화면 특성 개선을 위한 에프에프에스 모드의 박막 액정디스플레이
KR20040084443A (ko) 액정표시장치
US20070097052A1 (en) Liquid crystal display device
KR100752366B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 구동방법
KR20090001226A (ko) 표시 장치 및 그의 구동 방법
KR101122002B1 (ko) 액정 표시 패널 및 그 구동 방법
KR20020052137A (ko) 액정표시장치
US20170330522A1 (en) Thin film transistor-liquid crystal display device and its driving method
KR20050067682A (ko) 횡전계형 액정표시장치 및 그 구동방법
KR101074381B1 (ko) 횡전계방식 액정표시장치
KR101278003B1 (ko) 액정표시패널과 그 구동방법
US8766888B2 (en) In plane switching mode liquid crystal display device
KR100531478B1 (ko) 액정표시패널 및 그 구동방법
KR100218041B1 (ko) 액정표시소자 및 액정표시소자의 구동방법
KR100923675B1 (ko) 액정 패널의 구조 및 그 구동방법
KR100923678B1 (ko) 액정 표시장치
US20040119931A1 (en) Alignment method for ferroelectric liquid crystal material and liquid crystal display device using the same
KR100899630B1 (ko) 액정 표시패널의 구조
KR100898787B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140918

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150930

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180917

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 11