KR20070072161A

KR20070072161A - 액정표시소자 및 그의 구동방법

Info

Publication number: KR20070072161A
Application number: KR1020050136150A
Authority: KR
Inventors: 이경언
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04
Also published as: KR101264867B1

Abstract

본 발명은 이웃하는 화소가 하나의 데이터라인을 공유할 수 있는 액정표시소자를 제공하기 위한 것으로, 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 게이트라인과; 상기 게이트라인과 나란한 제1 방향으로 배열된 복수의 스토리지라인과; 상기 게이트라인 및 스토리지라인과 제2 방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하며, 이웃하는 제1 및 제2 화소를 공유하는 복수의 데이터라인과; 상기 제1 화소를 스위칭하는 제1 스위칭소자와; 상기 제2 화소를 스위칭하는 제2 스위칭소자와; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다.

공통전극, 화소전극, 데이터라인

Description

액정표시소자 및 그의 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD FOR IT}

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시소자를 보인 예시도이다.

도 2는 도 1에 있어서, 액정 표시패널(10)에 매트릭스 형태로 배열되는 각각의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도이다.

도 3∼도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타낸 것으로, 도 3은 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I'의 단면도이고, 도 5는 도 3의 II-II'의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시소자의 구동방법을 나타낸 순서도이다.

도 7은 본 발명에 따른 액정표시소자에서의 시간에 따른 전압 파형도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

311n, 311n-1: 게이트라인 312n, 312n-1: 스토리지라인

313m: 데이터라인 I1, I2, I3, I4: 절연막

314a,314b: 제1, 제2 게이트전극 324a,324b: 제3, 제4 게이트전극

315, 325: 반도체층 316a,326a: 소스전극

316b, 326b: 드레인전극 317a,317b,327a,327b: 컨택홀

318: 제1 화소전극 328: 제2 화소전극

319a,319b: 제1,제2 스토리지 전극 329a,329b: 제3,제4 스토리지 전극

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 이웃하는 화소가 하나의 데이터라인을 공유하는 액정표시소자 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(cathode ray tube : CRT)은 텔레비젼을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 하중과 부피가 크기 때문에 전자 제품의 소형화 및 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.

따라서, 상기 음극선관을 대체하기 위해 소형, 경량화 및 저소비전력의 장점을 갖는 액정표시소자(liquid crystal display : LCD), 플라즈마 표시장치(plasma display panel : PDP), 전계방출 표시장치(field emission display : FED), 그리고 전계발광 표시장치(electroluminescence display : ELD) 등의 다양한 평판 표시장치가 활발하게 연구 및 개발되고 있다.

상기 평판 표시장치 중에 액정표시소자는 방향성을 갖고 있는 액정 분자의 배향 방향을 분극성을 이용하여 인위적으로 조절함으로써, 액정의 배향 방향에 따른 광학적 이방성에 의해 빛을 투과 및 차단시킬 수 있게 되며, 이를 응용하여 평판 표시장치로 사용한다. 최근에는 복수의 화소들을 매트릭스 형태로 배열하고, 각 각의 화소에 구비된 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT)와 같은 스위칭 소자를 통해 화상정보를 각각의 화소에 선택적으로 공급하는 액티브 매트릭스 형태(active matrix type)가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 보편적으로 사용되고 있다.

상기와 같은 액정표시소자를 첨부한 도 1을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시소자를 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 액정표시소자는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널(10)과; 상기 액정 표시패널(10)의 일측 단변과 결합되어 액정 표시패널의 게이트라인들에 주사신호를 인가하는 게이트 구동부(20)와; 상기 액정 표시패널(10)의 일측 장변과 결합되어 액정 표시패널의 데이터라인들에 화상신호를 인가하는 데이터 구동부(30)로 구성된다.

상기 액정 표시패널(10)은 일정한 셀-갭(cell-gap)이 유지되도록 합착된 제1,제2기판과, 상기 제1, 제2기판의 셀-갭에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 제1기판 상에는 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)가 형성되고, 제2기판 상에는 컬러필터 어레이(color filter array)가 형성된다.

상기 제1기판과 제2기판이 대향하여 합착된 액정 표시패널(10)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 즉, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.

상기 제1기판 상에는 상기 데이터 구동부(30)로부터 공급되는 화상신호를 전송하는 데이터라인들과, 상기 게이트 구동부(20)로부터 공급되는 주사신호를 전송하는 게이트라인들이 교차하며, 그 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 화소들이 개별적으로 형성된다.

상기 게이트 구동부(20)는 상기 게이트라인들에 주사신호를 순차적으로 인가하여 매트릭스 형태로 배열된 화소들이 1개 라인씩 선택되도록 하고, 상기 데이터 구동부(30)는 상기 데이터라인들을 통해 선택된 1개 라인의 화소들에 화상신호인 데이터전압을 공급한다.

상기한 바와 같이 데이터라인들을 통해 인가되는 화상신호인 데이터전압을 화소들에 1개 라인씩 선택적으로 공급하기 위하여 각각의 화소에는 스위칭소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다.

상기 각각의 화소에 형성된 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인에 게이트전극이 접속되고, 상기 데이터라인에 소스전극이 접속되며, 상기 화소의 화소전극에 드레인전극이 접속되어 게이트라인의 주사신호에 따라 데이터라인을 통해 인가되는 데이터전압을 선택적으로 화소의 화소전극에 인가 또는 차단하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 화소는 게이트전극이 게이트라인(101)에 접속되고, 소스전극이 데이터라인(103)에 접속되는 박막 트랜지스터(100)와, 상기 박막 트랜지스터(100)의 드레인전극과 공통전압(Vcom) 사이에 병렬 접속된 액정용량 (102)과 스토리지 커패시터(104)로 구성된다.

상기와 같은 화소의 등가회로를 갖는 액정 표시패널의 구동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공통전압(Vcom)이 공통전극에 인가된 상태에서, 주사신호(Vg)가 게이트라인(101)을 통해 박막 트랜지스터(100)의 게이트전극에 인가되면, 상기 박막 트랜지스터(100)는 구동되어 턴-온된다.

상기 박막 트랜지스터(100)가 턴-온 상태인 동안에, 화상신호의 데이터전압(Vdata)이 데이터라인(103)을 통해 박막 트랜지스터(100)의 소스전극에 인가되고, 상기 인가된 데이터전압(Vdata)은 상기 턴-온 상태인 박막 트랜지스터(100)를 통해 상기 박막 트랜지스터(100)의 드레인전극에 전달되어, 상기 드레인전극에 연결된 화소전극에 인가된다. 따라서, 상기 공통전극에 인가된 공통전압(Vcom)과 상기 화소전극에 인가된 데이터전압의 차인 화소전압(Vp)은 액정을 구동시키면서, 상기 스토리지 커패시터(104)에 점차로 충전(charging)된다.

그리고, 상기 주사신호(Vg)가 저전위로 인가되어 박막 트랜지스터(100)가 턴-오프 상태인 동안에는, 상기 스토리지 용량(104)에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.

그러나, 상기에서 살펴본 바와 같이 종래 기술에 따른 액정표시소자에서, 하나의 화소는 하나의 게이트라인, 하나의 데이터라인, 하나의 구동소자, 하나의 스토리지 커패시터 그리고 그에 따른 부가요소(예를 들어, 화소전극, 데이터전극 등) 를 포함하여야만 한다.

따라서, 본 발명은 이웃하는 화소가 하나의 데이터라인을 공유함으로써, 개구율을 향상시킬 수 있는 액정표시소자 및 그의 구동방법을 제공함에 있다.

기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자는, 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 게이트라인과; 상기 게이트라인과 나란한 제1 방향으로 배열된 복수의 스토리지라인과; 상기 게이트라인 및 스토리지라인과 제2 방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하며, 이웃하는 제1 및 제2 화소를 공유하는 복수의 데이터라인과; 상기 제1 화소를 스위칭하는 제1 스위칭소자와; 상기 제2 화소를 스위칭하는 제2 스위칭소자와; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.

상기 제1 스위칭소자는 상기 게이트라인으로부터 인출된 제1 및 제2 게이트전극과; 상기 제1 및 제2 게이트전극 하부에 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 상에 형성된 소스/드레인전극을 포함하여 구성되고, 상기 제2 스위칭소자는 상기 스토리지라인으로부터 인출된 제1 게이트전극과; 상기 게이트라인으로부터 인출된 제2 게이트전극과; 상기 제1 및 제2 게이트전극 하부에 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 상에 형성된 소스/드레인전극을 포함하여 구성된다.

상기 본 발명에 따른 액정표시소자는, 상기 제1 화소의 일면에 형성된 제1 스토리지 전극과; 상기 제1 스토리지 전극과 중첩되어, 상기 제1 화소의 스토리지 커패시터를 형성하는 제2 스토리지 전극을 더 포함하고, 상기 제1 스토리지 전극은전단의 스토리지 라인이 연장되어 형성되고, 상기 제2 스토리지 전극은 상기 제1 화소에 형성되는 화소전극과 연결된다.

또한, 상기 본 발명에 따른 액정표시소자는 상기 제2 화소의 일면에 형성된 제3 스토리지 전극과; 상기 제3 스토리지 전극과 중첩되어, 상기 제2 화소의 스토리지 커패시터를 형성하는 제4 스토리지 전극을 더 포함하고, 상기 제3 스토리지 전극은 전단의 스토리지 라인이 연장되어 형성되고, 상기 제4 스토리지 전극은 상기 제2 화소에 형성되는 화소전극과 연결된다.

상기 제1 스토리지 전극 및 화소전극은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같이 투명한 전도성물질로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 제2기판 상에 형성된 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스 상에 형성된 컬러필터를 더 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시소자의 구동방법은, 공통전압을 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 인가하는 단계와; 미리 설정된 제1 시간동안 상기 제1 화소에 하나의 데이터라인을 통해 제1 데이터전압을 인가하는 단계와; 미리 설정된 제2 시간동안 상기 제2 화소에 상기 하나의 데이터라인을 통해 제2 데이터전압을 인가하는 단계와; 상기 인가된 제1, 제2 데이터전압을 근거로, 상기 액정층을 구동시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 데이터전압을 인가하는 단계는, 상기 게이트라인으로부터 인가되는 전압에 의해서 이루어지고, 상기 제2 데이터전압을 인가하는 단계는, 상기 게이트라인으로부터 인가되는 전압 및 상기 스토리지라인으로부터 인가되는 전압에 의해서 이루어진다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정표시소자는 이웃하는 화소가 하나의 데이터라인을 공유하고, 화소 영역 상에 형성되는 스토리지 영역을 줄임으로써 개구율을 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 이웃하는 제1 화소와 제2 화소의 구동소자를 각각 시간을 달리하여 턴-온(Turn-On)시킨다. 그리고 상기 제1 화소의 구동소자가 턴-온된 시간 동안 상기 제1 화소에 해당하는 데이터전압을 데이터라인을 통해 상기 제1 화소의 화소전극에 인가시키고, 다음으로 상기 제2 화소의 구동소자가 턴-온된 시간 동안 상기 제2 화소에 해당하는 데이터전압을 상기 데이터라인을 통해 상기 제2 화소의 화소전극에 인가시킨다. 따라서, 이웃하는 화소는 각각에 해당하는 데이터전압을 상기 하나의 데이터라인을 통해 공급받음으로써, 전체적으로 데이터라인의 개수를 줄일 수 있고 그로 인해 액정표시소자의 개구율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 액정표시소자와 그의 구동방법을 첨부한 도 3∼도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3∼도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자를 나타낸 것으로, 도 3은 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I'의 단면도이고, 도 5는 도 3의 II-II'의 단면도이다. 여기서, 설명의 편의를 위해 상하좌우로 배열된 4개의 화소(P1∼P4)만을 나타내었다. 그리고 실제의 액정표시소자에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하 여 MㅧN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 n-1번째 게이트라인과 m번째 데이터라인을 공유하는 좌우에 인접하는 픽셀들인 (m, n-1)번째 화소(P3), (m, n-1)번째 화소(P4)와 , n번째 게이트라인과 m번째 데이터라인을 공유하는 좌우에 인접하는 픽셀들인 (m, n)번째 화소(P1), (m, n)번째 화소(P2)를 예를 들어 나타내고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자는 투명한 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 게이트라인(311n, 311n-1)과; 상기 게이트라인(311n, 311n-1)과 나란한 제1 방향으로 배열된 복수의 스토리지라인(312n, 312n-1)과; 상기 게이트라인(311n, 311n-1) 및 스토리지라인(312n, 312n-1)과 수직인 제2 방향으로 배열되어 복수의 화소(P1,P2,P3,P4)를 정의하며, 이웃하는 제1 및 제2 화소(P1,P2)를 공유하는 복수의 데이터라인(313m)과; 상기 제1 화소(P1)를 스위칭하는 제1 스위칭소자(TR1)와; 상기 제2 화소(P2)를 스위칭하는 제2 스위칭소자(TR2)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 스위칭소자(TR1)는, n번째 게이트라인(311n)으로부터 인출된 제1 및 제2 게이트전극(314a,314b)과 상기 제1 및 제2 게이트전극(314a,314b) 하부에 형성된 반도체층(315) 상기 반도체층(315) 상에 형성된 소스/드레인전극(316a,316b)을 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 제1 스위칭소자(TR1)는 n번째 게이트라인(311n)으로 인가되는 전압에 의해서 상기 제1 화소(P1)를 스위칭하며, n번째 게이트라인(311n)에 전압이 인가되었을 때 상기 제1 스위칭소자(TR1)는 턴-온(Turn-on)된다. 그리고, 상기 소스전극(316a)은 상기 m번째 데이터라인(313m)과 연 결되어 있고, 상기 드레인전극(316b)은 컨택홀(317a)을 통해 상기 제1 화소(P1)에 형성되는 화소전극(318)과 연결된다. 따라서, 상기 화소전극(318)은 상기 m번째 데이터라인(313m)을 통해 데이터전압을 인가받는다. 여기서, 상기 제1 및 제2 게이트전극(314a,314b)과 상기 반도체층(315) 사이에는 제1 절연막(Insulator)(I1)이 형성되고, 상기 제1 및 제2 게이트전극(314a,314b)과 상기 소스/드레인전극(316a,316b) 사이에도 제2 절연막(I2)이 형성된다.

반면, 상기 제2 스위칭소자(TR2)는, 상기 n번째 게이트라인(311n)으로부터 인출된 제3 게이트전극(324a)과 n번째 스토리지라인(312n)으로부터 인출된 제4 게이트전극(324b)과; 상기 제3 및 제4 게이트전극(324a,324b) 하부에 형성된 반도체층(325)과 상기 반도체층(325) 상에 형성된 소스/드레인전극(326a,326b)을 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 제2 스위칭소자(TR2)는 n번째 게이트라인(311n)으로부터 인가되는 전압과 n번째 스토리지라인(312n)으로부터 인가되는 전압에 의해서 상기 제2 화소(P2)를 스위칭하며, n번째 게이트라인(311n)과 n번째 스토리지라인(312n)에 전압이 인가되었을 때 상기 제2 스위칭소자(TR2)는 턴-온(Turn-on)된다. 그리고, 상기 소스전극(326a)은 상기 m번째 데이터라인(323m)과 연결되어 있고, 상기 드레인전극(326b)은 컨택홀(327a)을 통해 상기 제2 화소(P2)에 형성되는 화소전극(328)과 연결된다. 따라서, 상기 화소전극(328)은 상기 m번째 데이터라인(323m)을 통해 데이터전압을 인가받는다. 여기서, 상기 제3 및 제4 게이트전극(324a,324b)과 상기 반도체층(325) 사이에는 제3 절연막(Gate Insulator)(I3)이 형성되고, 상기 제3 및 제4 게이트전극(324a,324b)과 상기 소스/드레인전극 (326a,326b) 사이에도 제4 절연막(I4)이 형성된다.

따라서, 데이터라인(313m)의 좌우에 형성되며, 상기 데이터라인(313m)을 공유하는 제1 화소(P1)와 제2 화소(P2)는 하나의 데이터라인을 통해 데이터전압을 인가받는다.

상기 제1 화소(P1)의 상기 제1 스토리지 전극(319a)은 상기 제1 화소(P1)의 일면 특히, 좌측면에 상기 제1 화소(P1)와 나란히 형성된다. 특히, 상기 제1 스토리지 전극(319a)은 전단의 스토리지 라인(312n-1)이 연장되어 형성된다.

상기 제1 화소(P1)의 상기 제2 스토리지 전극(319b)은, 상기 제1 스토리지 전극(319a)의 일부와 중첩되어 형성됨으로써, 상기 제1 스토리지 전극(319a)과 함께 상기 제1 화소(P1)의 스토리지 커패시터를 형성한다. 특히, 상기 제2 스토리지 전극(319b)은 상기 제1 스토리지 전극(319a)의 일부와 상기 제1 스토리지 전극(319a)의 좌우에 전단의 스토리지라인(312n-1)을 따라 일정크기만큼 중첩되어 형성된다. 여기서, 상기 제2 스토리지 전극(319b)은 상기 제1 화소(P1)에 인가되는 데이터전압을 공급받기 위하여 제1 화소의 화소전극(318)과 컨택홀(317b)을 통해 연결된다. 상기 제2 스토리지 전극(319b)의 재질은 활성 폴리 실리콘(active poly Si)인 것이 바람직하다.

상기 제1 스토리지 전극(319a) 및 화소전극(318)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같이 투명한 전도성물질로 형성될 수 있다.

따라서, 제1 화소(P1)에 인가되는 데이터전압은 상기 제1 스토리지 전극(319a)과 제2 스토리지 전극(319b)에 충전된다.

상기 제2 화소(P2)의 상기 제3 스토리지 전극(329a)은 상기 제2 화소(P2)의 일면 특히, 우측면에 상기 제2 화소(P2)와 나란히 형성된다. 특히, 상기 제3 스토리지 전극(329a)은 전단의 스토리지 라인(312n-1)이 연장되어 형성된다.

상기 제2 화소(P2)의 상기 제4 스토리지 전극(329b)은, 상기 제3 스토리지 전극(329a)의 일부와 중첩되어 형성됨으로써, 상기 제3 스토리지 전극(329a)과 함께 상기 제2 화소(P2)의 스토리지 커패시터를 형성한다. 특히, 상기 제4 스토리지 전극(329b)은 상기 제2 스토리지 전극(319b)과 같은 층에 형성되고, 상기 제2 화소(P2)의 우측면을 따라 일정크기만큼 상기 제3 스토리지 전극(329a)과 중첩되어 형성된다. 여기서, 상기 제4 스토리지 전극(329b)은 상기 제2 화소(P2)에 인가되는 데이터전압을 공급받기 위하여 제2 화소의 화소전극(328)과 컨택홀(327b)을 통해 연결된다. 상기 제4 스토리지 전극(329b)의 재질은 활성 폴리 실리콘(active poly Si)인 것이 바람직하다.

상기 제3 스토리지 전극(329a) 및 화소전극(328)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같이 투명한 전도성물질로 형성될 수 있다.

따라서, 제2 화소(P1)에 인가되는 데이터전압은 상기 제3 스토리지 전극(329a)과 제4 스토리지 전극(329b)에 충전된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 제2 기판에는 빛이 새는 것을 막아주는 블랙매트릭스와 칼라필터가 형성되고, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 대향면에는 액정의 초기 배향방향을 결정하는 제1 및 제2 배향막이 도포되어 있으며, 그 사이에는 액정층이 형성되어 있다.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 액정표시소자의 구동방법을 첨부한 도 6∼도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 구동방법은, 본 발명에 따른 액정표시소자에 있어서, 공통전압을 제1 화소 및 제2 화소에 인가하는 단계(S61)와; 미리 설정된 제1 시간동안 상기 제1 화소에 하나의 데이터라인을 통해 제1 데이터전압을 인가하는 단계(S62)와; 미리 설정된 제2 시간동안 상기 제2 화소에 상기 하나의 데이터라인을 통해 제2 데이터전압을 인가하는 단계(S63)와; 상기 인가된 제1, 제2 데이터전압을 근거로, 상기 액정층을 구동시키는 단계(S64)를 포함하여 이루어진다.

상기 본 발명의 액정표시소자의 구동을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

여기서, 스토리지라인에 인가되는 전압은 게이트라인에 해당하는 화소들을 스위칭하는 전압 구간과 후단의 게이트라인에 해당하는 화소들 각각의 스토리지 전극에 인가되는 공통전압으로 이루어진다.

도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, n-1번째 게이트라인(311n-1)에 해당하는 화소들(P3, P4)을 스위칭하는 전압 구간(T1)과 n번째 게이트라인(311n)에 해당하는 화소들(P1, P2)의 제1 스토리지 전극(319a) 및 제3 스토리지 전극(329a)에 인가되는 공통전압 구간(T2)으로 이루어진 전압이 n-1번째 스토리지라인(312n-1)에 인가 된다.

그리고, n번째 게이트라인(311n)에 제1 일정시간(T3)동안 전압이 인가되고 n번째 스토리지라인(312n)에 제2 일정시간(T4)동안 전압이 인가된다. 여기서, 상기 제2 일정시간(T4)은 상기 제1 일정시간(T3)보다 작다.

상기와 같은 조건에서, 제1 화소의 구동을 살펴보면 아래와 같다.

상기 제1 화소를 스위칭하는 제1 스위칭소자(TR1)는 제1 및 제2 게이트전극(314a,314b)에 전압이 인가되었을 때, 턴-온(Turn-On)된다. 따라서, 상기 n번째 게이트라인(311n)에 전압이 인가되는 제1 일정시간(T3)동안 제1 스위칭소자(TR1)는 턴-온(Turn-On)된다. 이때, 상기 제1 일정시간(T3)동안 m번째 데이터라인(313m)을 통해 인가되는 데이터전압이 소스/드레인전극을 거쳐 상기 제1 화소의 화소전극(318)에 인가된다. 따라서, 상기 제1 화소의 화소전극(318)에 인가된 데이터전압은 관통홀(317b)을 통해 제2 스토리지 전극(319b)에 전달된다. 결국, 제1 화소(P1)의 스토리지 커패시터에 충전되는 전압은 n-1번째 스토리지라인(312n-1)에 의해서 제1 스토리지 전극(319a)에 공급된 공통전압과 n번째 화소(P1)의 제2 스토리지 전극(319b)에 공급된 데이터전압의 차이다. 따라서, 상기 전압의 차에 의해서 상기 제1 화소는 구동한다.

한편, 상기와 같은 조건에서, 제2 화소의 구동을 살펴보면 아래와 같다.

상기 제2 화소를 스위칭하는 제2 스위칭소자(TR2)는 제3 및 제4 게이트전극(324a,324b)에 전압이 인가되었을 때, 턴-온(Turn-On)된다. 따라서, 상기 n번째 게이트라인(311n)과 스토리지라인(312n)에 전압이 모두 인가되는 제2 일정시간(T4)동 안 제2 스위칭소자(TR1)은 턴-온(Turn-On)된다. 이때, 상기 제2 일정시간(T4)동안 m번째 데이터라인(313m)을 통해 인가되는 데이터전압이 소스/드레인전극을 거쳐 상기 제2 화소의 화소전극(328)에 인가된다. 따라서, 상기 제2 화소의 화소전극(328)에 인가된 데이터전압은 관통홀(326b)을 통해 제4 스토리지 전극(329b)에 전달된다. 결국, 제2 화소(P2)의 스토리지 커패시터에 충전되는 전압은 n-1번째 스토리지라인(312n-1)에 의해서 제3 스토리지 전극(329a)에 공급된 공통전압과 n번째 화소(P2)의 제4 스토리지 전극(329b)에 공급된 데이터전압의 차이다. 따라서, 상기 전압의 차에 의해서 상기 제2 화소는 구동한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 하나의 데이터라인을 통해 상기 데이터라인을 공유하는 제1 화소와 제2 화소에 각각 다른 데이터전압을 공급할 수 있다. 여기서, 데이터전압은 종래에서 제1 화소에 인가되는 데이터전압과 종래에서 제2 화소에 인가되는 데이터전압이 합쳐진 것이다.

따라서, 하나의 화소마다 하나의 데이터라인을 통해 데이터전압을 공급하는 종래기술과 다르게, 본 발명은 인접하는 화소마다 하나의 데이터라인을 통해 데이터전압을 각각 공급함으로써, 액정표시소자의 개구율을 향상시킨다.

또한, 스토리지 영역이 화소 영역상에 넓게 차지하는 종래기술과 다르게, 본 발명은 화소 영역상에 형성되는 스토리지 커패시터의 영역을 줄임으로써, 액정표시소자의 개구율을 향상시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 구동방법은, 이웃하는 화소가 하나의 데이터라인을 공유함으로써, 액정표시소자의 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 구동방법은, 이웃하는 화소가 하나의 데이터라인을 공유하고, 화소 영역상에 형성되는 스토리지 영역을 줄임으로써, 액정표시소자의 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

제1 및 제2 기판과;

상기 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 게이트라인과;

상기 게이트라인과 나란한 제1 방향으로 배열된 복수의 스토리지라인과;

상기 게이트라인 및 스토리지라인과 제2 방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하며, 이웃하는 제1 및 제2 화소를 공유하는 복수의 데이터라인과;

상기 제1 화소를 스위칭하는 제1 스위칭소자와;

상기 제2 화소를 스위칭하는 제2 스위칭소자와; 그리고

상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된 액정표시소자.
제1 항에 있어서.

상기 제1 스위칭소자는,

상기 게이트라인으로부터 인출된 제1 및 제2 게이트전극과;

상기 제1 및 제2 게이트전극 하부에 형성된 반도체층과; 그리고

상기 반도체층 상에 형성된 소스/드레인전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1 항에 있어서.

상기 제2 스위칭소자는,

상기 스토리지라인으로부터 인출된 제1 게이트전극과;

상기 게이트라인으로부터 인출된 제2 게이트전극과;

상기 제1 및 제2 게이트전극 하부에 형성된 반도체층과; 그리고

상기 반도체층 상에 형성된 소스/드레인전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1 항에 있어서.

상기 제1 화소의 일면에 형성된 제1 스토리지 전극과;

상기 제1 스토리지 전극과 중첩되어, 상기 제1 화소의 스토리지 커패시터를 형성하는 제2 스토리지 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제4 항에 있어서,

상기 제1 스토리지 전극은,

전단의 스토리지 라인이 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제4 항에 있어서.

상기 제2 스토리지 전극은,

상기 제1 화소에 형성되는 화소전극과 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시 소자.
제1 항에 있어서.

상기 제2 화소의 일면에 형성된 제3 스토리지 전극과;

상기 제3 스토리지 전극과 중첩되어, 상기 제2 화소의 스토리지 커패시터를 형성하는 제4 스토리지 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 7항에 있어서,

상기 제3 스토리지 전극은,

전단의 스토리지 라인이 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 7항에 있어서.

상기 제4 스토리지 전극은,

상기 제2 화소에 형성되는 화소전극과 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1 항에 있어서,

상기 화소전극 및 공통전극은 투명한 전도성물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1 항에 있어서,

상기 제2기판 상에 형성된 블랙매트릭스; 그리고

상기 블랙매트릭스 상에 형성된 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 제1 방향으로 배열된 복수의 게이트라인과; 상기 게이트라인과 나란한 제1 방향으로 배열된 복수의 스토리지라인과; 상기 게이트라인 및 스토리지라인과 제2 방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하며, 이웃하는 제1 및 제2 화소를 공유하는 복수의 데이터라인과; 그리고 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된 액정표시소자에 있어서,

공통전압을 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 인가하는 단계와;

미리 설정된 제1 시간동안 상기 제1 화소에 하나의 데이터라인을 통해 제1 데이터전압을 인가하는 단계와;

미리 설정된 제2 시간동안 상기 제2 화소에 상기 하나의 데이터라인을 통해 제2 데이터전압을 인가하는 단계와; 그리고

상기 인가된 제1, 제2 데이터전압을 근거로, 상기 액정층을 구동시키는 단계를 포함하여 이루어진 액정표시소자의 구동방법.
제12 항에 있어서,

상기 제1 데이터전압을 인가하는 단계는,

상기 게이트라인으로부터 인가되는 전압에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
제12 항에 있어서,

상기 제2 데이터전압을 인가하는 단계는,

상기 게이트라인으로부터 인가되는 전압 및 상기 스토리지라인으로부터 인가되는 전압에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.