KR20160048572A - Liquid Crystal Display and Driving Method of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide an in-plane switching mode liquid crystal display device which drives liquid crystal molecules by generating an electric field between pixel electrodes without using a common electrode to overcome a process limit that occurs as a pixel becomes increasingly fine in ultra high definition. To this end, the liquid crystal display device according to the present invention comprises: a plurality of gate lines and data lines crossing each other to define pixels; a data driver which is connected to the data lines and applies different data voltages for each data line; a thin film transistor which is provided in each pixel, and in which a gate electrode is connected to the gate line and a drain electrode is connected to the data line; and a pixel electrode connected to a source electrode of the thin film transistor. An electric field is generated between the pixel electrode and a pixel electrode of the other pixel adjacent to the pixel by using a potential difference caused by a data voltage with a different value applied from the data driver to each data line, and a liquid crystal is driven by the generated electric field.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법 {Liquid Crystal Display and Driving Method of the same} [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device,

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 공통 전극 없이 액정 표시 장치를 구동하여, 초미세공정화에 유리한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device which drives a liquid crystal display device without a common electrode and is advantageous for ultrafine processing, and a driving method thereof.

종래 사용되던 TN(Twisted Nematic)방식 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 각각 화소 전극 및 공통 전극을 구비하고, 액정 방향자가 90°트위스트하도록 배열한 후 상기 화소 전극과 공통 전극 사이로 전압을 가하여 액정 방향자를 구동한다. 상기 TN 방식의 액정 표시 장치는 시야각이 좁다는 단점이 있기에, 횡전계방식 액정 표시 장치(In-Plate switching Liquid Crystal Display)가 각광을 받고 있다. A TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display device conventionally used has a pixel electrode and a common electrode between two substrates, arranges the liquid crystal director to twist by 90 degrees, applies a voltage between the pixel electrode and the common electrode, . Since the TN type liquid crystal display device has a disadvantage in that the viewing angle is narrow, an in-plate switching liquid crystal display (LCD) receives the spotlight.

횡전계방식 액정 표시 장치는 액정 분자를 기판에 대해서 수평을 유지한 상태로 구동시키기 위하여 화소 전극 및 공통 전극을 동일한 기판상에 형성하고, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이로 전압을 인가하여 수평 방향으로 전계를 발생시켜, 액정 분자를 회전시키는 방식으로 구동한다.In the transverse electric field type liquid crystal display, a pixel electrode and a common electrode are formed on the same substrate in order to drive the liquid crystal molecules in a state of being kept horizontal with respect to the substrate, and a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, And drives the liquid crystal molecules in such a manner as to rotate the liquid crystal molecules.

그로 인하여, 시각 방향에 대한 액정의 복굴절률의 변화가 작아 시야각 특성이 우수하다.Thereby, the change of the birefringence of the liquid crystal with respect to the viewing direction is small and the viewing angle characteristic is excellent.

그런데, 최근 횡전계방식 액정 표시 장치의 공정이 미세화됨에 따라, 화소 전극 및 공통 전극의 크기가 미세화될뿐 아니라, 상기 화소 전극 및 공통 전극 사이 간격이 점차 좁아지고 있다. 화소 전극과 공통 전극의 간격이 임계치 이상으로 좁아지게 되면 제작/공정적인 한계에 봉착하여 공통 전극 형성에 어려움이 발생하게 된다. 따라서, 현재의 횡전계방식의 액정 표시 장치는 조만간 초미세공정을 진행하는 데 있어서 한계에 봉착하게 되므로, 향후 초미세공정을 위한 액정 표시 장치를 디자인하는 것은 매우 중요한 과제이다.However, as the process of the transverse electric field type liquid crystal display device has become finer in recent years, not only the size of the pixel electrode and the common electrode is reduced but also the interval between the pixel electrode and the common electrode is gradually narrowed. If the distance between the pixel electrode and the common electrode is narrowed to a threshold value or more, it becomes difficult to form the common electrode by sealing the process / process limit. Therefore, the liquid crystal display device of the present transverse electric field system is faced with a limit in progressing the ultrafine process in the near future, so designing a liquid crystal display device for ultrafine process in the future is a very important problem.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 횡전계방식 액정 표시 장치에서, 공통 전극 없이 화소 전극간의 전위차만으로 구동되도록 하여, 초미세 공정이 가능함으로써 높은 집적도를 가진 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a transverse electric field type liquid crystal display device which can be driven only by a potential difference between pixel electrodes without a common electrode, And a liquid crystal display device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 서로 교차하여 화소를 정의하는 복수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인, 상기 복수 개의 데이터 라인과 접속되어 각 데이터 라인마다 서로 다른 데이터 전압을 인가하는 데이터 드라이버, 상기 각 화소마다 구비된, 상기 게이트 라인에 게이트 전극이 접속되고, 상기 데이터 라인에 드레인 전극이 접속된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 접속된 화소 전극을 구비하고, 상기 화소 전극은, 상기 데이터 드라이버로부터 각 데이터 라인마다 다른 값으로 인가되는 데이터 전압으로 인한 전위차에 의해 인접한 다른 화소 전극과의 사이에 전계를 발생시키고 상기 발생된 전계에 액정 분자가 회전하는 것을 주 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a plurality of gate lines and data lines crossing each other to define pixels, and a plurality of data lines connected to the plurality of data lines, A data driver, a thin film transistor provided for each of the pixels, the thin film transistor having a gate electrode connected to the gate line and a drain electrode connected to the data line, and a pixel electrode connected to the source electrode of the thin film transistor, Is characterized in that an electric field is generated between the adjacent pixel electrodes by a potential difference due to a data voltage applied to each data line from the data driver, and the liquid crystal molecules rotate in the generated electric field.

상기 액정 표시 장치의 가장 외곽에 위치한 화소를 구동하기 위하여, 수평 방향으로 가장 외곽에 위치한 화소 바깥쪽에 더미 화소를 더 구비할 수 있다.In order to drive a pixel located at the outermost side of the liquid crystal display device, a dummy pixel may further be provided outside the pixel located at the outermost side in the horizontal direction.

상기 데이터 라인의 상부에 상기 데이터 라인에 대응되도록 화소 전극이 위치할 수 있다.A pixel electrode may be positioned on the data line to correspond to the data line.

상기 데이터 라인과 화소 전극 사이에 금속 실드층을 더 구비할 수 있으며, 상기 금속 실드층은 스토리지 커패시터일 수 있다.A metal shield layer may further be provided between the data line and the pixel electrode, and the metal shield layer may be a storage capacitor.

상기 액정 표시 장치를 구동하는 방법은, 상기 게이트 드라이버는 게이트 전압을 인가하여 상기 트랜지스터가 온 구동 하도록 하고, 상기 데이터 드라이버는 N 번째 데이터 라인을 통하여 N 번째 화소 의 화소 전극에 제 1 데이터 전압을 인가하고, 상기 N+1 번째 데이터 라인을 통하여 상기 N+1 번째 화소의 화소 전극에 제 2 데이터 전압을 인가하여, 상기 제 1 데이터 전압 및 상기 제 2 데이터 전압의 전위차로 인한 전계를 발생시키고, 상기 전계로 인하여 액정 분자가 회전함으로써 휘도를 조절하는 것을 특징으로 한다.The method of driving the liquid crystal display device according to claim 1, wherein the gate driver applies a gate voltage to turn on the transistor, and the data driver applies a first data voltage to the pixel electrode of the Nth pixel through the Nth data line And applying a second data voltage to the pixel electrode of the (N + 1) th pixel through the (N + 1) th data line to generate an electric field due to a potential difference between the first data voltage and the second data voltage, And the brightness is controlled by rotating the liquid crystal molecules due to the electric field.

인접한 화소간에는 서로 다른 크기의 데이터 전압을 인가하여 화소 전극 사이에 전위차로 인한 전계가 발생하여야 한다.An electric field due to a potential difference must be generated between the pixel electrodes by applying data voltages of different sizes between adjacent pixels.

또한, 기수 번째 데이터 라인 및 우수 번째 데이터 라인 중 어느 하나에 공통 전압을 공급하여, 각 프레임별로 기수 번째, 또는 우수 번째 화소를 구동시킬 수도 있다.Also, a common voltage may be supplied to either the odd-numbered data line or the even-numbered data line to drive odd-numbered or even-numbered pixels for each frame.

본 발명에 따르면, 화소 전극만으로 액정 표시 장치를 구동할 수 있으므로, 따로 공통 전극을 구비할 필요가 없어 인접한 화소 전극 사이에 전계를 발생시키므로, 회로 패턴을 더욱 미세하게 형성할 수 있어 초미세 공정을 진행할 수 있고, 그에 따라 높은 집적도를 가진 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.According to the present invention, since the liquid crystal display device can be driven only by the pixel electrodes, it is not necessary to provide a common electrode separately, and an electric field is generated between adjacent pixel electrodes, so that the circuit pattern can be finely formed, So that a liquid crystal display device having a high integration degree can be realized.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡전계방식 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소(100)를 도시한 것이다.
도3은 도 2 의 A-A` 의 단면도를 도시한 것이다.
도 4 는 도 1 의 B-B`의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 결과를 도시한 그래프이다.
도 6a 및 도 6b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동방법을 상세히 도시한 것이다.1 is an equivalent circuit diagram of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a pixel 100 of a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG.
4 shows a cross-sectional view of BB 'in Fig.
5 is a graph showing driving results of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B illustrate a method of driving a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡전계방식 액정 표시 장치의 등가 회로도이다. 도 1 에서는 게이트 라인을 하나만 도시하였지만, 본 발명은 복수 개의 게이트 라인(GLn) 및 데이터 라인(DL1-DLn)이 교차하여 형성되는 복수 개의 화소(100a-100n)를 구비한다. 각 화소(100)는 박막 트랜지스터(TR)를 구비하고 있으며, 상기 박막 트랜지스터(TR)는 게이트 전극이 게이트 라인(GL)에 접속되고, 드레인 전극이 데이터 라인에 접속되어 있으며, 소스 전극이 화소 내의 화소 전극과 접속되어 있다. 인접하는 두 개의 화소 전극을 사이에 두고 상기 화소 전극들의 상부에 액정 분자가 채워져 있어, 상기 인접하는 두 개의 화소 전극 사이에 전계가 발생하면 액정 커패시터(CLC)로서 구동한다. 1 is an equivalent circuit diagram of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Although only one gate line is shown in FIG. 1, the present invention includes a plurality of pixels 100a-100n formed by intersecting a plurality of gate lines GLn and data lines DL1-DLn. Each pixel 100 includes a thin film transistor TR having a gate electrode connected to a gate line GL and a drain electrode connected to a data line, And is connected to the pixel electrode. Liquid crystal molecules are filled in the upper portion of the pixel electrodes with two adjacent pixel electrodes interposed therebetween. When an electric field is generated between the adjacent two pixel electrodes, the liquid crystal capacitor CLC is driven.

복수 개의 게이트 라인(GL)은 게이트 드라이버(미도시)와 연결되어, 게이트 전압을 공급받고, 복수 개의 데이터 라인(DL)은 데이터 드라이버(미도시)와 연결되어 각 화소에 데이터 전압을 공급한다.The plurality of gate lines GL are connected to a gate driver (not shown) to receive gate voltages, and the plurality of data lines DL are connected to a data driver (not shown) to supply data voltages to the pixels.

종래의 횡전계방식 액정 표시는 서로 평행하도록 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에서 전계를 발생시키는 구조이다. 그러나, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 공통 전극이 구비되어 있지 않고, 인접한 다른 화소의 데이터 라인의 화소 전극에 인가되는 전압을 조절하여, 화소 전극 사이에 전위차를 발생시킨다.A conventional transverse electric field type liquid crystal display is a structure for generating an electric field between a pixel electrode and a common electrode arranged so as to be parallel to each other. However, the liquid crystal display according to the present invention does not have a common electrode, and generates a potential difference between the pixel electrodes by adjusting the voltage applied to the pixel electrodes of the data lines of the adjacent pixels.

예를 들어, x번째 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터와 접속된 화소 전극은 상기 x+1 번째 데이터 라인으로부터 제 1 전압을 공급받고 x+1번째 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터와 접속된 화소 전극은 상기 x+1 번째 데이터 라인으로부터 제 1 전압과 전위차가 있는 제 2 전압을 공급받음으로써 상기 x 번째 화소 전극 및 x+1번째 데이터 라인과 접속된 화소 전극 사이에 횡전계가 발생하게 되고, 그에 따라 액정 분자가 회전함으로써 영상의 휘도를 조절하게 된다. For example, the pixel electrode connected to the thin film transistor connected to the x-th data line receives the first voltage from the (x + 1) -th data line and the pixel electrode connected to the thin film transistor connected to the (x + A horizontal electric field is generated between the (x + 1) -th data line and the pixel electrode connected to the (x + 1) th data line by receiving the second voltage having the potential difference from the first voltage, And the brightness of the image is adjusted by rotating the liquid crystal molecules.

각 데이터 전압은 정극성이거나, 0V, 이거나, 부극성일 수 있다.Each data voltage may be positive, 0V, or negative.

상기 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방식을 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다. 상기 도 1 의 제 1 데이터 라인(DL1)은 게이트 드라이버와 가장 인접한 데이터 라인이라 가정하고 설명하도록 한다.The driving method of the liquid crystal display according to the present invention will be described in more detail as follows. It is assumed that the first data line DL1 of FIG. 1 is the data line closest to the gate driver.

게이트 드라이버(미도시)를 통하여 제 1 데이터 라인(DL1)과 접속된 제 1 트랜지스터(TR_1)에 게이트 신호가 인가되면, 제 1 트랜지스터(TR1)가 온 구동하게 되고, 제 1 데이터 라인을 통하여 데이터 드라이버(미도시)로부터 기준 데이터 전압이 인가된다. 본 실시예에서는 제 1 트랜지스터(TR1)에 5V의 전압을 인가하였다.When a gate signal is applied to the first transistor TR_1 connected to the first data line DL1 through a gate driver (not shown), the first transistor TR1 is turned on, and data A reference data voltage is applied from a driver (not shown). In this embodiment, a voltage of 5 V is applied to the first transistor TR1.

그와 동시에 제 1 데이터 라인(DL1)과 인접한 제 2 데이터 라인(DL2)에 드레인 전극이 접속된 제 2 트랜지스터(TR2)에도 게이트 신호가 인가되며, 상기 제 2 트랜지스터(TR2)도 온 구동한다. 이 때 제 2 데이터 라인(DL2)에는, 상기 기준 데이터 전압과 전위차를 가지는 제 2 데이터 전압을 인가한다. 본 실시예에서는 2V의 전압을 인가하였다. At the same time, the gate signal is also applied to the second transistor TR2 having the drain electrode connected to the second data line DL2 adjacent to the first data line DL1, and the second transistor TR2 is also turned on. At this time, a second data voltage having a potential difference with the reference data voltage is applied to the second data line DL2. In this embodiment, a voltage of 2 V was applied.

그에 따라 제 1 트랜지스터(TR1)의 소스 전극과 접속된 제 1 화소 전극과 제 2 트랜지스터(TR2)의 소스 전극과 접속된 제 2 화소 전극 사이에 전위차에 의한 수평 전계가 발생하고, 상기 수평 전계로 인하여 액정 분자가 회전하여 휘도를 조절한다.A horizontal electric field due to a potential difference is generated between the first pixel electrode connected to the source electrode of the first transistor TR1 and the second pixel electrode connected to the source electrode of the second transistor TR2, The liquid crystal molecule rotates to control the brightness.

마찬가지 방법으로 게이트 라인으로부터 제 3 트랜지스터(TR3)의 게이트 전극에 게이트 전압을 인가하고, 제 3 데이터 라인(DL3)에도 제 2 데이터 전압과 전위차를 가지는 제 3 데이터 전압을 인가한다. 본 실시예에서는 제 3 데이터 전압은 -1V 로 인가하였다.Similarly, a gate voltage is applied to the gate electrode of the third transistor TR3 from the gate line, and a third data voltage having a potential difference from the second data voltage is applied to the third data line DL3. In this embodiment, the third data voltage is applied at -1V.

상기와 같이 각 데이터 라인에는 인접한 데이터 라인과 충분한 전위차를 가지도록 인접한 데이터 라인들 간에는 서로 다른 크기의 데이터 전압이 인가된다.As described above, data voltages of different sizes are applied to adjacent data lines so that each data line has a sufficient potential difference with adjacent data lines.

그리고, 우측 가장자리에 위치한 화소(100n)를 구동하기 위하여, 상기 우측 가장자리에 위치한 화소(100n)의 바깥쪽에 더미 화소(101)를 구비한다. 상기 더미 화소(101)는 박막 트랜지스터(TRn+1) 및 화소 전극을 가지나, 비발광하는 영역으로서, 상기 우측 가장자리에 위치한 화소(100n)와의 사이에서 전계를 발생시킨다.In order to drive the pixel 100n located at the right edge, a dummy pixel 101 is provided outside the pixel 100n located at the right edge. The dummy pixel 101 has a thin film transistor TRn + 1 and a pixel electrode, but generates a non-luminescent region and an electric field with the pixel 100n located at the right edge.

다시 말하면, 더미 화소의 화소 전극에 인가되는 전압은, 상기 우측 가장자리에 위치한 화소에 인가되는 전압과 전위차를 가지도록 인가되며, 상기 전위차로 인하여 상기 우측 가장자리에 위치한 화소(100n)와 상기 더미 화소(101)와의 사이에서 전계를 발생시켜 액정을 구동시킨다. 따라서 상기 더미 화소(101)를 구동시켜 상기 우측 가장자리의 화소(100n)가 발광 상태가 되도록 하기 위하여는 상기 더미 영역의 트랜지스터(TRn+1)의 게이트 전극 및 드레인 전극에 게이트 전압 및 데이터 전압을 인가하여야 한다.In other words, the voltage applied to the pixel electrode of the dummy pixel is applied so as to have a potential difference with the voltage applied to the pixel located at the right edge, and the pixel 100n positioned at the right edge due to the potential difference and the dummy pixel 101 to generate an electric field to drive the liquid crystal. Therefore, in order to drive the dummy pixel 101 to make the right edge pixel 100n emit light, a gate voltage and a data voltage are applied to the gate electrode and the drain electrode of the transistor TRn + 1 of the dummy region shall.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소(100)를 도시한 것이다. 본 실시예는, 화소 전극(120a-120d)이 데이터 라인(DL1-DL2)의 상부에 위치하여 더욱 미세한 구조의 패턴 형성이 가능한 것을 특징으로 한다.2 illustrates a pixel 100 of a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that the pixel electrodes 120a to 120d are located above the data lines DL1 to DL2 so that a pattern of a finer structure can be formed.

그런데, 데이터 라인(DL) 상부에 화소 전극(120)이 있는 경우 간섭에 의한 화질상의 문제가 생길 수 있다. 이 경우, 데이터 라인과 화소 전극의 사이에 실드층(110a-110b)을 추가할 수 있다. 상기 실드층(110)은 ITO, IGO, IZGO, ZnO 등의 투명 금속층으로 이루어지는 것이 개구율 확보에 유리하다.However, when the pixel electrode 120 is formed on the data line DL, a problem of image quality due to interference may occur. In this case, the shield layers 110a-110b can be added between the data lines and the pixel electrodes. The shield layer 110 is formed of a transparent metal layer such as ITO, IGO, IZGO, or ZnO.

상기와 같이 데이터 라인(DL)과 화소 전극(120)의 사이에 실드층(110)을 추가할 경우, 상기 실드층(110)과 화소 전극 사이에 스토리지 커패시터가 형성될 수 있다. 상기 스토리지 커패시터는 화소 전극으로부터의 데이터 전압을 저장하여, 데이터 전압이 인가되지 않은 때에도 상기 화소 전극(120)에 인가되는 데이터 전압을 유지시킬 수 있다.When a shield layer 110 is added between the data line DL and the pixel electrode 120 as described above, a storage capacitor may be formed between the shield layer 110 and the pixel electrode. The storage capacitor may store a data voltage from the pixel electrode to maintain the data voltage applied to the pixel electrode 120 even when the data voltage is not applied.

이하로는, 단면도를 이용하여 상기 화소(100)의 구조를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure of the pixel 100 will be described in more detail using a cross-sectional view.

도3은 도 2 의 A-A`의 단면도를 도시한 것이다. 기판(10) 위에는 활성층(11)을 구비하고, 상기 활성층을 감싸도록 게이트 절연막(12)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(12) 위에는 게이트 전극(13)을 구비한 박막 트랜지스터가 위치한다. 상기 박막 트랜지스터의 활성층(11)의 양 측면에는, 불순물 이온이 도핑된 소스(19a)/드레인 영역(19b)이 형성되어 있다.3 shows a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig. A gate insulating film 12 is formed on the substrate 10 so as to surround the active layer and a thin film transistor having a gate electrode 13 is formed on the gate insulating film 12. On both sides of the active layer 11 of the thin film transistor, a source 19a / drain region 19b doped with an impurity ion is formed.

상기 박막 트랜지스터 위에 제 1 패시베이션층(16)이 형성되고, 제 1 콘택홀(21a) 및 제 2 콘택홀(21b)을 통해 상기 소스(19a)/드레인 영역(19b)과 접속되도록 형성된 소스(19a)/드레인 전극(19b)이 제 1 패시베이션층(16) 상부에 위치한다.A first passivation layer 16 is formed on the thin film transistor and a source 19a formed to be connected to the source 19a / drain region 19b through a first contact hole 21a and a second contact hole 21b. / Drain electrode 19b is located on top of the first passivation layer 16.

상기 드레인 전극(19b)은 데이터 라인(DL1)과 접속되고, 상기 소스 전극(19a)은 데이터 라인(DL1)과 이격되어 있다. 도 2, 3을 참조하면, 데이터 라인(DL1)은 상기 소스 전극(19a)과 이격되어 있음을 알 수 있다.The drain electrode 19b is connected to the data line DL1 and the source electrode 19a is separated from the data line DL1. Referring to FIGS. 2 and 3, it can be seen that the data line DL1 is spaced apart from the source electrode 19a.

상기 소스(19a)/드레인 전극(19b) 및 데이터 라인(DL1) 상부에는 제 2 패시베이션층(17)이 형성되며, 상기 제 2 패시베이션층(17) 상부에는 실드층(110a, 110b)이 형성될 수 있다.A second passivation layer 17 is formed on the source 19a / drain electrode 19b and the data line DL1 and a shield layer 110a or 110b is formed on the second passivation layer 17 .

상기 실드층(110a, 110b)이 형성되지 않은 경우, 상기 제 2 패시베이션층을 식각하여 소스 전극(14a)이 노출되도록 한 제 3 콘택홀(21c)을 형성한 후, 상기 소스 전극과 접속되도록 화소 전극(120c)을 형성할 수 있다.The third passivation layer is etched to form the third contact hole 21c to expose the source electrode 14a and the second contact hole 21c is formed to expose the source electrode 14a, The electrode 120c can be formed.

상기 실드층(110a, 110b)이 형성된 경우, 상기 실드층의 상부에는 제 3 패시베이션층(18)이 형성되며, 상기 제 3 패시베이션층(18)의 상부에는 화소 전극(120a, 120c)이 형성되어 있다. 상기 화소 전극(120a, 120c)은 제 2, 3 패시베이션층(17,18)을 식각하여, 상기 소스 전극(14a)이 노출되도록 형성된 제 3 콘택홀(21c)을 통하여, 상기 소스 전극(14a)과 접속된다.When the shield layers 110a and 110b are formed, a third passivation layer 18 is formed on the shield layer and pixel electrodes 120a and 120c are formed on the third passivation layer 18 have. The pixel electrodes 120a and 120c are formed by etching the second and third passivation layers 17 and 18 to form the source electrode 14a through the third contact hole 21c formed to expose the source electrode 14a. Respectively.

상기 실드층(110a, 110b)과 화소 전극(120a, 120c) 사이에 절연 물질로 이루어진 제 3 패시베이션층이 위치함에 따라 상기 실드층(110a, 110b)과 상기 화소 전극 사이에 스토리지 커패시터(15a, 15c)가 구비될 수 있다. 상기 스토리지 커패시터(15a, 15c)는 화소 전극(120a, 120c)으로부터의 데이터 전압을 저장하고, 상기 데이터 전압이 인가되지 않을 때에도 상기 화소 전극(120a, 120c)의 데이터 전압을 유지한다.A third passivation layer made of an insulating material is disposed between the shielding layers 110a and 110b and the pixel electrodes 120a and 120c so that the storage capacitors 15a and 15c are formed between the shielding layers 110a and 110b and the pixel electrodes, May be provided. The storage capacitors 15a and 15c store data voltages from the pixel electrodes 120a and 120c and maintain the data voltages of the pixel electrodes 120a and 120c even when the data voltage is not applied.

도 4 는 도 1 의 B-B`의 단면도를 도시한 것이다. 도 4 는, 제 1 패시베이션층(16) 상부에 서로 평행하게 형성된 복수 개의 데이터 라인(DL1, DL2), 상기 데이터 라인 상부에 형성된 제 2 패시베이션층(17), 상기 제 2 패시베이션층 상부에 형성된 실드층(110a), 상기 실드층 상부의 제 3 패시베이션층(18) 및 상기 제 3 패시베이션층 상부에 형성된 화소 전극(120a, 120b)을 도시하고 있다. 또한, 도 4는 제 1, 2 화소 전극 사이에서 수평 전계가 발생하는 것을 도시하고 있다.4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in Fig. FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device including a plurality of data lines DL1 and DL2 formed on the first passivation layer 16 in parallel with each other, a second passivation layer 17 formed on the data lines, Layer 110a, a third passivation layer 18 above the shield layer, and pixel electrodes 120a and 120b formed above the third passivation layer. 4 shows that a horizontal electric field is generated between the first and second pixel electrodes.

상기 스토리지 커패시터(15a, 15b)는 상기 화소 전극(120a, 120b)과 실드층(110a) 사이에 형성되어 있다. 상기 스토리지 커패시터(15a, 15b)는 각 화소 전극(120a, 120b)으로부터의 데이터 전압을 저장하였다가, 상기 화소 전극의 데이터 전압을 유지시킨다. The storage capacitors 15a and 15b are formed between the pixel electrodes 120a and 120b and the shield layer 110a. The storage capacitors 15a and 15b store the data voltages from the pixel electrodes 120a and 120b, and maintain the data voltages of the pixel electrodes.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 결과를 도시한 그래프이다. 화소 전극간의 전계 및 전위차에 따라 액정 분자의 회전 정도가 달라진다. 이와 같이 액정 분자의 회전 정도의 변화는 굴절율 및 광 투과율에 차이를 보이게 된다. 도 5를 참조하면, 제 1 화소(100a)에서는 약 22%의 투과율을 보이며, 제 2 화소 전극(100b)에서는 약 42%의 투과율을 보인다.5 is a graph showing driving results of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. The degree of rotation of the liquid crystal molecules varies depending on the electric field and the potential difference between the pixel electrodes. Thus, the change in the degree of rotation of the liquid crystal molecules shows a difference in refractive index and light transmittance. Referring to FIG. 5, the transmittance of the first pixel 100a is about 22%, and the transmittance of the second pixel electrode 100b is about 42%.

상기 투과율이 높을수록 액정 분자가 빛을 잘 투과하는 것으므로, 제 1 화소 의 화소의 휘도보다 제 2 화소의 휘도가 더 높다. As the transmittance is higher, the liquid crystal molecules transmit light well, so that the brightness of the second pixel is higher than the brightness of the pixel of the first pixel.

상기에서 설명한 구동방법 이외에도 다른 구동 방법을 적용하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구동할 수 있다. The liquid crystal display according to the present invention can be driven by applying a driving method other than the driving method described above.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시장치는 각 프레임을 기수열 데이터와 우수열 데이터로 구분하고, 기수열에 해당하는 화소와 우수열에 해당하는 화소를 한 프레임 기간 내에서 나누어 구동되도록 할 수 있다. 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 한 프레임 내에서 기수열 데이터와 우수열 데이터를 순차 출력하도록 데이터 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러(200)를 구비한다.The liquid crystal display according to another embodiment of the present invention can divide each frame into the matrix data and the excellent column data so that the pixels corresponding to the odd column and the pixels corresponding to the even column are divided and driven in one frame period. The liquid crystal display according to another embodiment of the present invention includes a timing controller 200 for generating a data control signal to sequentially output the arithmetic and logic unit data in one frame and controlling the data driver.

상기 타이밍 제어 신호에 따라, 상기 데이터 드라이버는, 영상 표시를 위한 데이터 전압이 공급되지 않는 화소열의 화소 전극에는 공통 전압을 인가한다. 그에 따라 상기 데이터 전압이 공급되지 않는 화소열의 화소 전극은 데이터 전압이 공급되는 화소열에 대한 공통전극의 역할을 하게 된다.According to the timing control signal, the data driver applies a common voltage to the pixel electrode of the pixel column in which the data voltage for image display is not supplied. The pixel electrode of the pixel column in which the data voltage is not supplied serves as a common electrode for the pixel column to which the data voltage is supplied.

도 6a 및 도 6b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동방법을 상세히 도시한 것이다. 6A and 6B illustrate a method of driving a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention.

상기 도 6a와 같이 한 프레임에 대한 데이터 전압 중 기수 열의 화소들에 공급될 데이터 전압(Vdate)이 데이터 드라이버(500)에 의해 데이터 라인들에 인가되고, 우수 열의 화소들에는 공통전압(Vcom)이 인가된다. 이를 통해 기수열의 화소들은 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터전압과 공통전압의 차전압을 스토리지 커패시터(Cst)에 충전한 뒤 발광기간에 충전된 전압으로 상기 데이터 전압을 유지시켜 액정을 구동시킨다.6A, a data voltage Vdate to be supplied to pixels in an odd column of a data voltage for one frame is applied to data lines by a data driver 500, and a common voltage Vcom is applied to pixels in an even column, . The pixels in the odd number column charge the difference voltage between the data voltage and the common voltage supplied through the data line in the storage capacitor Cst and then drive the liquid crystal by keeping the data voltage at the voltage charged in the light emission period.

이어서, 상기 도 6b와 같이 한 프레임에 대한 데이터 전압 중 우수 열의 화소들에 공급될 데이터 전압이 데이터 드라이버(500)에 의해 데이터 라인들에 인가되고, 기수 열의 화소들(Vdata)에는 공통전압(Vcom)이 인가된다. 이를 통해 기수열의 화소들이 우수열의 화소들에 대해 공통전극의 역할을 하게 되고, 데이터전압과 공통전압의 차전압을 스토리지 커패시터(Cst)에 충전한 뒤 충전된 전압을 유지시켜 영상을 표시하게 된다.6B, a data voltage to be supplied to the pixels in the even column among the data voltages for one frame is applied to the data lines by the data driver 500, and the common voltage Vcom is applied to the pixels Vdata in the odd column, Is applied. The pixels in the odd column serve as common electrodes for the pixels in the even column, and the storage capacitor Cst is charged with the difference voltage between the data voltage and the common voltage, and the charged voltage is maintained to display the image.

위와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 공통 전극을 구비하지 않으며, 따로 공통 전압을 인가하지 않더라도, 화소 전극 사이의 전위차를 발생시킴으로서, 상기 화소 전극 사이의 수평 전계에 의하여 액정 분자가 회전하고, 화소별로 다른 휘도를 구현해 내거나, 인접한 화소 전극 중 하나에 공통 전압을 인가하여 상기 화소 전극 사이에 수평 전계를 발생시켜 액정 표시 장치를 구동하도록 할 수 있다.As described above, the liquid crystal display according to the present invention does not have a common electrode and generates a potential difference between the pixel electrodes even when a common voltage is not applied, so that the liquid crystal molecules rotate due to the horizontal electric field between the pixel electrodes, A different luminance may be realized for each pixel or a common voltage may be applied to one of adjacent pixel electrodes to generate a horizontal electric field between the pixel electrodes to drive the liquid crystal display device.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Or the like. Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100a-100n : 화소 TR : 박막 트랜지스터
DL : 데이터 라인 GL : 게이트 라인
120a-120d : 화소 전극 110a-110d : 실드층
10 : 기판 11 : 액티브층
12 : 게이트 절연막 13 : 게이트 전극
14a : 소스 전극 14b : 드레인 전극
19a : 소스 영역 19b : 드레인 영역
16 : 제 1 패시베이션층 17 : 제 2 패시베이션층
18 : 제 3 패시베이션층 200 : 타이밍 컨트롤러
15a, 15c : 스토리지 커패시터 250 : 데이터 드라이버
300 : 게이트 드라이버 100a-100n: pixel TR: thin film transistor
DL: Data line GL: Gate line
120a to 120d: pixel electrodes 110a to 110d: shield layers
10: substrate 11: active layer
12: gate insulating film 13: gate electrode
14a: source electrode 14b: drain electrode
19a: source region 19b: drain region
16: first passivation layer 17: second passivation layer
18: third passivation layer 200: timing controller
15a, 15c: storage capacitor 250: data driver
300: gate driver

Claims (10)

서로 교차하여 매트릭스 형태로 배치되어 화소를 정의하는 복수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인,
상기 복수 개의 데이터 라인과 접속되어 각 데이터 라인마다 서로 다른 데이터 전압을 인가하는 데이터 드라이버,
상기 화소마다 구비되고, 상기 게이트 라인에 게이트 전극이 접속되고, 상기 데이터 라인에 드레인 전극이 접속된 박막 트랜지스터,
상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 접속된 화소 전극을 구비하고,
상기 화소 전극은, 상기 데이터 드라이버로부터 각 데이터 라인마다 다른 값으로 인가되는 데이터 전압으로 인한 전위차에 의해 인접한 다른 화소 전극과의 사이에 전계를 발생시키고 상기 발생된 전계에 의하여 액정이 구동하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.A plurality of gate lines and data lines arranged in a matrix form crossing each other to define pixels,
A data driver connected to the plurality of data lines and applying different data voltages to the data lines,
A thin film transistor provided for each of the pixels, the thin film transistor having a gate electrode connected to the gate line and a drain electrode connected to the data line,
And a pixel electrode connected to the source electrode of the thin film transistor,
Wherein the pixel electrode generates an electric field between adjacent pixel electrodes by a potential difference due to a data voltage applied to each data line from the data driver and the liquid crystal is driven by the generated electric field . 청구항 1 에서,
상기 화소 중 수평 방향으로 가장 외곽에 위치한 화소를 구동하기 위하여,
상기 수평 방향으로 가장 외곽에 위치한 화소 바깥쪽에 더미 화소를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.In claim 1,
In order to drive a pixel located at the outermost position in the horizontal direction among the pixels,
And a dummy pixel is further provided outside the pixel located at the outermost position in the horizontal direction. 청구항 1 에서,
상기 박막 트랜지스터는,
기판 위에 위치한 활성층, 상기 활성층 위에 위치한 게이트 절연막, 상기 활성층과 대응되며, 상기 활성층보다 작은 크기로 상기 게이트 절연막 상부에 위치한 게이트 전극 및 상기 게이트 전극의 양 측면 활성층에 구비된 소스 및 드레인 영역을 포함하고,
상기 박막 트랜지스터 상부에 적층된 제 1 패시베이션층,
상기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 영역이 노출되도록 상기 제 1 패시베이션층 및 상기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막에 구비된 제 1 , 2 콘택홀,
상기 소스 및 드레인 영역에 대응되는 제 1 패시베이션층 위에 위치하며, 상기 제 1 , 2 콘택홀을 통하여 상기 소스 및 드레인 영역과 접속된 소스 및 드레인 전극,
상기 제 1 패시베이션층 위에 구비되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속된 데이터 라인,
상기 데이터 라인, 상기 드레인 전극 및 상기 제 1 패시베이션층 위에 구비된 제 2 패시베이션층,
상기 박막 트랜지스터의 소스 전극이 노출되도록 상기 제 2 패시베이션층을 식각하여 구비된 제 3 콘택홀, 및
상기 제 2 패시베이션층 위의 상기 데이터 라인과 대응되는 영역에 위치하고, 상기 제 3 콘택홀을 통하여 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 접속된 화소 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치. In claim 1,
The thin-
A gate electrode disposed on the substrate, a gate insulating film disposed on the active layer, a gate electrode corresponding to the active layer and located over the gate insulating film in a size smaller than the active layer, and source and drain regions provided in both active layers of the gate electrode, ,
A first passivation layer stacked on the thin film transistor,
First and second contact holes provided in the gate insulating layer of the first passivation layer and the thin film transistor to expose the source and drain regions of the thin film transistor,
Source and drain electrodes located above the first passivation layer corresponding to the source and drain regions and connected to the source and drain regions through the first and second contact holes,
A data line provided on the first passivation layer and connected to a drain electrode of the thin film transistor,
A second passivation layer provided on the data line, the drain electrode, and the first passivation layer,
A third contact hole formed by etching the second passivation layer so that a source electrode of the thin film transistor is exposed,
And a pixel electrode located in a region corresponding to the data line on the second passivation layer and connected to a source electrode of the thin film transistor through the third contact hole. 청구항 3 에서,
상기 제 2 패시베이션층 상부의 상기 데이터 라인과 대응되는 영역에 위치한 금속 실드, 및
상기 금속 실드 및 상기 제 2 패시베이션층 상부에 위치한 제 3 패시베이션층을 더 포함하고,
상기 제 3 콘택홀은 상기 제 2, 3 패시베이션층을 식각하여 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.In claim 3,
A metal shield located in a region corresponding to the data line above the second passivation layer, and
And a third passivation layer located above the metal shield and the second passivation layer,
And the third contact hole is formed by etching the second and third passivation layers. 청구항 4 에서,
상기 금속 실드층과 상기 화소 전극 사이에 스토리지 커패시터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.In claim 4,
And a storage capacitor is further provided between the metal shield layer and the pixel electrode. 청구항 4에서,
상기 금속 실드층은 ITO, IGZO, ZnO, IZO 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.In claim 4,
Wherein the metal shield layer comprises one of ITO, IGZO, ZnO, and IZO. 청구항 5 에서,
상기 데이터 드라이버가 한 프레임 기간 내에서 기수열 데이터와 우수열 데이터를 순차 출력하도록 데이터 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 더 구비하고,
상기 타이밍 컨트롤러의 데이터 제어 신호에 따라, 상기 데이터 드라이버는 영상 표시를 위한 데이터 전압이 공급되지 않는 화소열의 화소 전극에 공통 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.In claim 5,
Further comprising a timing controller for generating a data control signal so that the data driver sequentially outputs the arithmetic data and the excellent column data within one frame period to control the data driver,
Wherein the data driver applies a common voltage to a pixel electrode of a pixel column in which a data voltage for image display is not supplied, in accordance with a data control signal of the timing controller. 서로 교차하여 화소를 정의하는 복수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인,
상기 복수 개의 데이터 라인과 접속되어 각 데이터 라인마다 다른 데이터 전압을 인가하는 데이터 드라이버, 상기 화소내에 위치하고, 상기 게이트 라인에 게이트 전극이 접속되고, 상기 데이터 라인에 소스 전극이 접속된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속된 화소 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
수평 방향으로 N(N은 1 이상의 자연수)번째 데이터 라인과 N+1 번째 데이터 라인 사이에 위치한 화소를 구동하기 위하여,
상기 게이트 드라이버는 게이트 전압을 인가하여 상기 트랜지스터가 온 구동 하도록 하고,
상기 데이터 드라이버는 상기 N 번째 데이터 라인을 통하여 N 번째 화소 의 화소 전극에 제 1 데이터 전압을 인가하고,
상기 N+1 번째 데이터 라인을 통하여 상기 N+1 번째 화소의 화소 전극에 제 2 데이터 전압을 인가하여, 상기 제 1 데이터 전압 및 상기 제 2 데이터 전압의 전위차로 인한 전계를 발생시키고,
상기 전계로 인하여 액정 분자가 회전함으로써 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.A plurality of gate lines and data lines crossing each other and defining pixels,
A thin film transistor which is connected to the plurality of data lines and applies a different data voltage to each data line, a thin film transistor which is located in the pixel and in which a gate electrode is connected to the gate line and a source electrode is connected to the data line, And a pixel electrode connected to the drain electrode of the transistor,
In order to drive pixels located between N (N is a natural number equal to or greater than 1) th data line and N + 1 th data line in the horizontal direction,
Wherein the gate driver applies a gate voltage to cause the transistor to be turned on,
The data driver applies a first data voltage to a pixel electrode of an Nth pixel through the Nth data line,
And applies a second data voltage to the pixel electrode of the (N + 1) th pixel through the (N + 1) th data line to generate an electric field due to a potential difference between the first data voltage and the second data voltage,
And the brightness is controlled by rotating the liquid crystal molecules due to the electric field. 청구항 8 에서,
상기 데이터 드라이버로부터 인가되는 데이터 전압은,
인접한 화소간에는 상기 데이터 전압으로 인한 전위차가 발생하도록 서로 다른 크기로 인가되며,
정극성 전압이거나, 또는 부극성 전압이거나, 0 일 수 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법. In claim 8,
Wherein a data voltage applied from the data driver is a data voltage,
And a voltage difference between adjacent pixels is applied to generate a potential difference due to the data voltage,
A positive voltage, a negative voltage, or a zero voltage. 청구항 8 에서,
상기 제 1 데이터 전압 또는 제 2 데이터 전압 중 어느 하나는,
기수 번째 데이터 라인 또는 우수 번째 데이터 라인 중 하나에 접속된 각 화소들에 동일한 크기로 인가되는 공통 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
In claim 8,
One of the first data voltage and the second data voltage,
The common voltage being applied to each pixel connected to one of the odd-numbered data line and the odd-numbered data line at the same magnitude.
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