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KR100689311B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

액정표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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KR100689311B1
KR100689311B1 KR1020030079134A KR20030079134A KR100689311B1 KR 100689311 B1 KR100689311 B1 KR 100689311B1 KR 1020030079134 A KR1020030079134 A KR 1020030079134A KR 20030079134 A KR20030079134 A KR 20030079134A KR 100689311 B1 KR100689311 B1 KR 100689311B1
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김경석
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1기판 상에 횡방향으로 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들이 쉬프트되어 배열되고, 그 홀수행과 짝수행의 적색, 녹색 및 청색의 3개 화소가 델타 배열되어 도트들을 구성하며, 그 액정표시장치의 구동방법은 상기 제1기판 상에 횡방향으로 화소들의 2개 행마다 배열된 게이트 라인들에 순차적으로 쉬프트되는 펄스형태의 주사신호들을 인가하여 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 스위칭소자들을 도통시키고, 상기 주사신호들의 상승엣지에 순차적으로 동기되어 한 프레임 동안 고전위 또는 저전위를 유지하는 펄스형태의 공통전압들을 상기 게이트라인들 사이에 배열된 공통전압 라인들을 통해 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 화소전극들에 인가하며, 상기 제1기판 상에 종방향으로 교번하여 배열된 제1그룹의 데이터 라인들 및 제2그룹의 데이터 라인들에 화상정보를 인가하여 상기 도통된 스위칭소자들을 통해 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 화소전극들에 인가함으로써, 상기 도트들을 행단위로 구동하는 단계를 포함하여 이루어진다.
횡전계, 분할, 화소배열, 대면적, 삼각배열

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도1은 액정표시장치의 일반적인 화소배열을 보인 평면도.
도2a는 액정표시장치의 삼각배열 방식에 따른 화소배열을 보인 평면도.
도2b는 도2a에 도시된 삼각배열 방식의 액정표시장치에 대한 등가회로를 보인 평면도.
도3은 도트 인버젼 구동방식에 따른 화소의 전압 파형을 나타낸 예시도.
도4는 도트 인버젼 구동방식에 있어서 화소의 극성구성을 나타낸 예시도.
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 삼각배열 방식 화소배열을 보인 평면도.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 삼각배열 방식 화소배열을 보인 평면도.
도7은 본 발명에 따른 게이트 구동부에서 출력되는 신호들의 파형도.
도8은 본 발명에 따른 데이터 구동부의 출력전압 구성을 보여주는 예시도.
도9는 본 발명에 따른 액정표시장치에서 제1그룹 및 제2그룹 데이터라인측 화소전압의 파형도.
도10은 본 발명에 따른 공통전압에 대한 화소의 전압극성 구성을 나타낸 예 시도.
도11은 본 발명에 따른 액정표시장치의 화소의 구성을 상세하게 보여주는 평면도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
P11: 화소 T11: 박막 트랜지스터
DOT11: 도트 Vcom10~Vcom12: 공통전압라인
G11,G12: 게이트라인 D11,D12,D13: 제1그룹 데이터라인
D21,D22,D23: 제2그룹 데이터라인 P11_ODD: 화소의 홀수행
P11_EVEN: 화소의 짝수행
R11,R12,G11,G12,B11,B12: 제1서브화소
R21,R22,G21,G22,B21,B22: 제2서브화소
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 횡전계 방식(In-Plane Switching: IPS ) 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 액정패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 그 액정패널을 구동시키는 구동부로 구성된다.
상기 액정패널은 서로 대향하여 일정한 셀갭(cell-gap)을 갖도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 기판과, 그 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러기판 사이의 공간에 채워진 액정층으로 구성된다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판에는 횡방향으로 서로 평행하게 배열되는 복수의 게이트라인과, 종방향으로 서로 평행하게 배열되는 복수의 데이터라인이 수직으로교차하고, 그 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 구획되는 사각형 영역에 스위칭소자와 화소전극이 구비된 화소가 형성된다.
그리고, 상기 컬러필터 기판에는 상기 화소들에 대응하는 위치에 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터가 형성되고, 그 컬러필터를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기위한 블랙매트릭스가 상기 컬러필터의 외곽을 감싸는 그물형태로 형성되며, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판의 화소전극과 함께 상기 액정층에 전계를 인가하는 공통전극이 형성된다.
박막 트랜지스터 어레이 기판에 형성되는 화소전극과 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극의 수직전계에 의해 액정이 구동되는 액정표시장치 중에 대표적인 트위스트 네마틱(Twisted Nematic : TN) 방식의 액정 표시장치는 빛의 투과율이 좌우방향의 시야각에 대해서는 넓은 범위에서 대칭적으로 분포하지만, 상하방향의 시야각에 대해서는 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향에서 이미지가 반전되는 범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 단점이 있으며, 시야각에 따라서 계조표시에서의 광투과율이 달라지는 특성이 나타나기 때문에 대면적의 액정표시장치를 제작하는데 제한을 받게 된다.
따라서, 상기 트위스트 네마틱방식 액정표시장치의 좁은 시야각문제를 해결하기 위하여 화소전극과 공통전극을 동일 평면상에 형성함으로써, 화소전극과 공통 전극의 수평전계에 의해 액정을 구동시키는 횡전계방식 액정표시장치가 제안되었다.
상기 횡전계방식 액정표시장치는 전술한 트위스트 네마틱 방식 액정표시장치에 비해 콘트라스트(contrast),그레이 인버젼(gray inversion) 및 컬러 쉬프트(color shift) 등의 시야각 특성을 향상시킬 수 있으므로, 넓은 시야각을 확보할 수 있게 되어 대면적의 액정표시장치 제작에 널리 적용되고 있다.
한편, 상기 액정표시장치의 화소는 통상적으로 횡방향으로는 적색, 녹색 및 청색의 화소들이 순차 반복되는 형태로 배열되고, 종방향으로는 적색, 녹색 및 청색의 화소들이 스트라이프 형태로 배열되어 화상정보를 표시하게 된다.
상기한 바와 같은 일반적인 화소배열에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 액정표시장치의 일반적인 화소배열을 보인 평면도이다.
도1을 참조하면, 횡방향으로 서로 평행하게 배열되는 복수의 게이트라인(11)과, 종방향으로 서로 평행하게 배열되는 복수의 데이터라인(10)이 서로 교차하고, 그 게이트라인(11)과 데이터라인(10)이 교차하여 구획되는 사각형 영역에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)가 횡방향으로는 순차 반복되는 형태로 배열되고, 종방향으로는 스트라이프 형태로 배열된다. 또한, 상기 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 스위칭소자(T1)가 개별적으로 구비되어 상기 게이트라인(11)을 통해 순차적으로 인가되는 주사신호(Scan Signal)에 의해 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)되며, 상기 데이터라인(10)을 통해 인가되는 화상정보를 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)에 인가하거나 차단한다.
상기 액정표시장치는 상기 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)를 통과하는 빛의 조합에 의해 화상의 한 도트(DOT)를 표현하게 된다. 따라서, 화상의 한 도트(DOT)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)로 구성된다.
그런데, 상기한 바와 같은 화소배열을 갖는 액정표시장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)로 구성되는 사각형 모양의 도트(DOT)를 통해 화상을 표시하기 때문에 화상의 경계면이 사선 또는 곡선의 형태를 갖는 경우에 화상의 경계면에서 사선 또는 곡선의 형태가 부드럽게 표현되지 못하고, 계단 형상으로 표시되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 문제점을 감안하여 삼각배열된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)를 통해 화상의 한 도트(DOT)를 구성하는 삼각배열 방식이 제안되었다.
도2a는 액정표시장치의 삼각배열 방식에 따른 화소배열을 보인 평면도이다.
도2a를 참조하면, 횡방향으로 지그재그(zigzag) 형태로 서로 평행하게 배열되는 복수의 게이트라인(11)과, 종방향으로 지그재그 형태로 서로 평행하게 배열되는 복수의 데이터라인(10)이 서로 교차하고, 그 게이트라인(11)과 데이터라인(10)이 교차하여 구획되는 복수의 육각형 영역에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)가 벌집 모양으로 배열된다. 또한, 상기 게이트라인(11)과 데이터라인(10)이 교차하는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)들에는 스위칭소자(T1)가 개별적으로 구비되어 상기 게이트라인(11)들을 통해 순차적으로 인가되는 주사신호에 의해 도통 또는 차단되어 상기 데이터라인(10)을 통해 인가되는 화상정보를 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)에 인가하거나 차단한다.
상기 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)들이 벌집 모양으로 배열되는 삼각배열 방식의 액정표시장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)로 구성되는 삼각형 모양의 도트(DOT)를 통해 화상을 표시하기 때문에 화상의 경계면이 사선 또는 곡선의 형태를 갖는 경우에 화상의 경계면에서 사선 또는 곡선의 형태가 부드럽게 표현되며, 이러한 화소의 배열방식을 델타(Delta)배열이라고도 한다.
그러나, 상기한 바와 같이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소(P1)들이 벌집모양으로 배열되는 삼각배열 방식의 액정표시장치는 전술한 데이터라인(10) 및 게이트라인(11)이 지그재그 형태로 배열됨에 따라 상기 데이터라인(10) 및 게이트라인(11)의 배선길이가 연장되어 상기 데이터라인(10) 및 게이트라인(11)을 통해 전송되는 화상정보나 주사신호가 왜곡되거나 지연되며, 이는 액정표시장치의 구동불량이나 화질저하를 초래하게 된다.
이하, 상기 삼각배열 방식의 액정표시장치에 대한 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2b는 도2a에 도시된 삼각배열 방식의 액정표시장치에 대한 등가회로를 보인 평면도이다.
도2b를 참조하면, 복수의 게이트라인(G1∼G4)이 횡방향으로 지그재그 형태로 평행하게 배열되고, 복수의 데이터라인(D1∼D4)은 종방향으로 지그재그 형태로 평행하게 배열되어 그 게이트라인(G1∼G4)과 데이터라인(D1∼D4)은 서로 교차한다. 그리고, 상기 지그재그 형태의 게이트라인(G1∼G4)과 데이터라인(D1∼D4)이 교차하여 구획하는 복수의 육각형 영역에 화소(P1)가 벌집 모양으로 배열되며, 그 벌집 모양의 화소(P1)는 삼각형 모양으로 배열되어 하나의 도트(DOT)를 구성한다.
삭제
상기 각각의 화소(P1)에는 화소전극(11)에 인가되는 화상정보를 인가 또는 차단하기 위한 스위칭소자(T1)로 박막 트랜지스터가 구비된다.
상기 박막 트랜지스터의 게이트전극은 상기 게이트라인(G1∼G4)에 연결되고, 소스전극은 상기 데이터라인(D1∼D4)에 각각 연결되며, 드레인전극은 상기 화소(P1) 내의 화소전극(11)에 각각 연결된다.
따라서, 액정표시장치의 주사신호가 상기 게이트라인(G1∼G4)에 순차적으로 인가되면, 상기 박막 트랜지스터는 게이트라인(G1∼G4) 단위로 턴온되어 소스 전극과 드레인전극 사이에 도전채널이 형성되고, 상기 데이터라인(D1∼D4)들을 통해 박막 트랜지스터들의 소스전극에 공급되는 화상정보가 이 도전채널을 통해 드레인전극에 공급된다.
이때, 상기 드레인전극은 화소전극(11)에 연결되므로, 상기 화상정보는 화소전극(11)에 공급된다.
상기 화소(P1) 내에는 상기 화소전극(11)과 일정하게 이격되는 공통전극(13)이 형성된다. 상기 화소(P1) 내에 형성된 공통전극(13)에는 복수의 공통전압라인(VL1)을 통해 공통전압이 인가된다. 상기 공통전압라인(VL1)은 상기 게이트라인(G1∼G4)과 서로 평행하게 배열되며, 서로 전기적으로 연결되어 모든 화소에 동일한 공통전압을 인가한다.
삭제
화상정보가 인가되는 상기 화소전극(11)과 상기 공통전압이 인가되는 상기 공통전극(13)은 수평전계을 형성하여 액정층이 횡전계방식으로 구동시키게 된다.
한편, 도면상에 도시되진 않았지만, 상기 화소전극(11)은 화소별로 구비된 스토리지 커패시터의 스토리지 전극에 전기적으로 접속된다.
상기 화소전극(11)에 인가된 화상정보는 주사신호가 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-온 기간동안 상기 스토리지 커패시터에 충전되고, 그 충전된 화상정보는 주사신호가 인가되지 않는 상기 박막 트랜지스터의 턴-오프 기간동안에는 화소전극(11)에 공급되어 액정층의 구동을 유지시킨다.
이때, 상기 액정표시장치의 액정층에 지속적으로 일정한 전계가 인가될 경우에는 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 잔상이 발생하는 결과가 초래되는데,이 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해서 공통전압을 기준으로 화상정보의 전압을 양과 음이 반복되도록 인가하는데, 이와 같은 구동방식을 인버젼 방식이라 한다.
상기 인버젼 구동방식에는 화상정보의 극성이 화상의 한 프레임(frame)단위로 반전되어 공급되는 프레임 인버젼 방식, 화상정보의 극성이 게이트라인 단위로반전되어 공급되는 라인 인버젼 방식 및 화상정보의 극성이 서로 인접하는 화소별로 반전되어 공급됨과 아울러 한 프레임 단위로 반전되어 공급되는 도트 인버젼 방 식이 있다.
상기한 바와 같은 인버젼 구동방식 중 도트 인버젼방식은 플리커(flicker)나 크로스 토크(cross talk)와 같은 화면 왜곡을 최대한 억제할 수 있기 때문에, 최근에는 도트 인버젼 방식이 채택된 액정표시장치가 많이 사용된다.
삭제
상기 도트 인버젼 구동방식을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3은 도트 인버젼 구동방식에 따른 화소의 전압 파형을 나타낸 예시도이다.
도3을 참조하면, 공통전압(Vcom)은 일정한 직류전압으로 공통전극에 인가되고, 주사신호(VG1~VG3)가 게이트라인에 순차적으로 인가된다
화상정보(VDATA)는 서로 인접하는 화소별로 상기 공통전압(Vcom)을 기준으로 양극성 및 음극성이 반전되어 인가되며, 또한 매 프레임 단위로 공통전압(Vcom)에 대해 양극성 및 음극성이 반전되어 화소전극에 인가된다.
상기 주사신호(VG1~VG3)가 고전위로 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-온 구간에서 화소전극에 인가되는 화상정보(VDATA)는 화소전압(Vp) 파형과 같이 스토리지 커패시터에 충전되고, 상기 주사신호(VG1~VG3)가 저전위로 인가되는 박막 트랜지스터의 턴-오프 구간에서 상기 스토리지 커패시터에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극에 인가되어 액정의 구동을 유지하게 된다.
한편, 상기 주사신호(VG1~VG3)가 저전위로 천이될 때, 상기 박막 트랜지스터의 게이트전극과 드레인 전극의 오버-랩(overlap)에 따른 기생용량의 커플링현상으로 인해 상기 화소전압(Vp)의 전압강하가 발생하는데, 이를 화소전압(Vp)의 변동분(△Vp)으로 나타냈다.
상기 액정층을 구동시키는 액정구동전압(Vcel)은 화소전극에 공급된 화상정보(VDATA)에서 공통전극에 공급된 공통전압(Vcom)을 뺀 전압(VDATA-Vcom)으로 정의되며, 이와같이 화상정보(VDATA)에서 공통전압(Vcom)을 뺀 액정구동전압(Vcel)으로 액정이 구동되기 때문에 종래의 액정표시장치는 원하는 화상을 표시하기 위하여 화상정보(VDATA)의 전압 레벨을 높게 설정하여야 함에 따라 전력소비가 증가된다.
상기 도3에서 설명한 바와 같이 공통전압은 화소의 공통전극에 인가되어 한 프레임동안 일정하게 유지되고, 화상정보는 인접한 데이터라인에 서로 다른 극성으로 인가하는 도트 인버젼 방식으로 공급되며, 이 화상정보와 공통전압의 전압차에 의해 액정이 구동되는데, 도4는 도트 인버젼 구동방식에 있어서 화소의 극성구성을 나타낸 예시도이다.
도4를 참조하면, 공통전압은 일정한 직류전압으로 유지되기 때문에 액정을 구동시키기 위해서는 화상정보를 변화시켜야 하는데 이 화상정보에 따라 액정구동전압과 화소의 극성이 바뀌게 된다. 따라서, 인접한 데이터라인들에 서로 다른 극성의 화상정보가 인가되어 화소의 극성 구성도 서로 인접한 화소마다 다르고 매 프레임마다 전체적으로 극성이 반전되는 도트 인버젼 형태 그대로 화소의 극성이 구성된다.
상술한 바와 같이, 종래의 삼각배열 방식의 액정표시장치는 데이터라인 및 게이트라인이 지그재그 형태로 배열됨에 따라 배선길이가 연장되어 상기 데이터라인 및 게이트라인을 통해 전송되는 화상정보나 주사신호의 왜곡 및 지연이 발생되고, 이로 인해 액정표시장치의 구동불량이나 화질저하를 초래하는 문제점이 있었다.
또한 액정표시장치를 인버젼 구동방식으로 구동함에 따라 원하는 화상을 표시하기 위하여 화상정보의 전압 레벨을 높게 설정하여야 하므로, 액정표시장치의 전력소비가 증가되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 삼각배열 방식 액정표시장치의 게이트라인 또는 데이터라인의 배선길이가 연장됨에 따라 발생되는 액정표시장치의 구동불량이나 화질저하를 방지하고, 전력소비를 최소화할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시장치는 기판 상에 횡방향의 순차 반복되는 형태로 배열되는 홀수행의 적색, 녹색 및 청색 화소들과; 상기 기판 상에 상기 홀수행의 화소들과 쉬프트되어 순차 반복되는 형태로 배열되는 짝수행의 적색, 녹색 및 청색 화소들과; 상기 홀수행과 짝수행의 적색, 녹색 및 청색의 3개 화소가 델타배열되어 구성되는 도트들과; 상기 기판 상에 종방향으로 교번하여 배열되며, 상기 짝수행의 화소들을 복수의 제 1서브화소로 분할함과 아울러 상기 홀수행의 화소들을 구획하는 제1그룹의 데이터 라인들, 및 상기 홀수행의 화소들을 복수의 제 2서브화소로 분할함과 아울러 상기 짝수행의 화소들을 구획하는 제2그룹의 데이터 라인들과; 상기 제1서브화소들 및 제2서브화소들에 개별적으로 구비되어 수평전계를 형성하는 제1전극들 및 제2전극들과; 상기 제1서브화소들 및 제2서브화소들에 개별적으로 구비된 스위칭소자들과; 상기 제1기판상에 횡방향으로 화소들의 2개 행마다 배열되고, 상기 제1서브화소들 및 제2서브화소들의 행단위로 순차적으로 쉬프트되는 펄스형태의 주사신호를 인가하는 게이트 라인들과; 상기 게이트 라인들 사이에 배열되고, 상기 주사신호의 상승엣지에 동기되어 한 프레임동안 고전위 또는 저전위를 유지하는 펄스형태의 공통전압들을 상기 행단위의 제1서브화소들 및 제2서브화소들에 구비된 제2전극들에 인가하는 공통전압 라인들을 구비하여 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 상기 제1기판 상에 횡방향으로 화소들의 2개 행마다 배열된 게이트 라인들에 순차적으로 쉬프트되는 펄스형태의 주사신호들을 인가하여 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 스위칭소자들을 도통시키는 단계와; 상기 주사신호들의 상승엣지에 순차적으로 동기되어 한 프레임 동안 고전위 또는 저전위를 유지하는 펄스형태의 공통전압들을 상기 게이트 라인들 사이에 배열된 공통전압 라인들을 통해 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 화소전극들에 인가하는 단계와; 상기 제1기판 상에 종방향으로 교번하여 배열된 제1그룹의 데이터 라인들 및 제2그룹의 데이터 라인들에 화상정보를 인가하여 상기 도통된 스위칭소자들을 통해 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 화소전극들에 인가함으로써, 상기 도트들을 행단위로 구동시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액정표시장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 삼각배열된 화소를 보인 평면도이다.
도5를 참조하면, 기판 상에 복수의 적색(R11,R12,R21,R22), 녹색(G11,G12,G21,G22) 및 청색(B11,B12,B21,B22) 화소(P11)가 벌집모양으로 배열된다. 이때, 적색(R11,R12,R21,R22), 녹색(G11,G12,G21,G22) 및 청색(B11,B12,B21,B22) 화소(P11)는 삼각 배열되어 화상의 색표시 단위인 도트(DOT11)를 구성한다. 이와 같은 삼각 배열을 델타 배열이라고도 한다.
또한, 짝수행의 화소(P11_EVEN)들을 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들로 분할하고, 홀수행의 화소(P11_ODD)들을 구획하는 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 상기 홀수행의 화소(P11_ODD)들을 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들로 분할하고, 상기 짝수행의 화소(P11_EVEN)들을 구획하는 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 기판 상에 종방향의 직선 형태로 교번하여 배열된다.
그리고, 게이트라인(G11,G12)들이 횡방향의 지그재그 형태로 상기 화소(P11)들의 2개 행마다 배열되고, 그 게이트라인(G11,G12)들 사이에 각 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들이 횡방향의 지그재그 형태로 배열된다.
상기 횡방향의 지그재그 형태로 배열된 상기 게이트라인(G11,G12)들 및 공통전압라인(VL10,VL11,VL12)들과 상기 종방향의 직선형태로 배열된 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 교차하여 구획되는 복수의 육각형 영역에는 전술한 적색, 녹색 및 청색 화소(P11)들이 벌집 모양으로 배열된다.
상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들에 의해 분할된 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들과 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들에는 제1전극과 제2전극, 즉 화소전극과 공통전극이 개별적으로 구비되어 수평전계를 형성한다.
또한, 상기 횡방향의 지그재그 형태로 배열된 게이트라인(G11,G12)들과 상기 종방향의 직선형태로 배열된 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터와 같은 스위칭소자(T11)들이 개별적으로 구비되어 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들을 통해 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들과 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들에 인가되는 화상정보를 인가 또는 차단한다. 이때, 상기 박막 트랜지스터들은 상기 게이트라인(G11,G12)들과 각각 접속되는 게이트전극들, 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들과 각각 접속되는 소스전극들 및 상기 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들 및 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들의 제1전극, 즉 화소전극과 각각 접속되는 드레인전극들을 구비한다.
상기 스위칭소자(T11)들은 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 대칭되도록 형성된다. 그리고, 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 대칭되도록 형성된 한쌍의 스위칭소자(T11)들은 상기 게이트라인(G11,G12)들을 중심으로 상부행과 하부행의 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들 및 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들의 제1전극, 즉 화소전극과 교번하여 접속된다.
한편, 상기 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들을 기준으로 상부행과 하부행의 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들 및 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들의 제2전극들, 즉 공통전극들에는 반전된 펄스 형태의 공통전압들이 매 수평주기마다 인가되는데, 이 공통전압들은 주사신호의 상승엣지에 동기되어 고전위 또는 저전위로 각 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들에 순차적으로 인가되며, 한 프레임동안 유지된다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 삼각 배열방식 화소배열을 갖는 액정표시장치는 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 직선 형태로 교번하여 배열됨에 따라 종래 삼각 배열 방식의 액정표시장치에서 지그재그 형태로 배열되는 데이터라인들에 비해 배선길이가 짧아지게 되어 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들을 통해 전송되는 화상정보의 왜곡 및 지연을 최소화하여 액정표시장치의 구동불량이나 화질저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기 스위칭소자(T11)들이 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 형성됨에 따라 화소(P11)들에 인가되는 화상정보의 충전특성을 향상시킬 수 있고, 이 스위칭소자(T11)들이 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 대칭되도록 형성됨에 따라 스위칭소자(T11)로 적용되는 박막 트랜지스터의 제작공정 편차를 보완할 수 있게 되어 화소(P11)들이 전체적으로 균일한 전기적 특성을 갖게 된다.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 삼각배열 방식 화소배열을 보인 평면도이다.
도6을 참조하면, 기판 상에 홀수행의 적색(R21,R22), 녹색(G21,G22) 및 청색(B21,B22) 화소(P11_ODD)들이 횡방향으로 순차 반복되는 형태로 배열되고, 짝수행의 적색(R11,R12), 녹색(G11,G12) 및 청색(B11,B12) 화소(P11_EVEN)들이 횡방향으로 상기 홀수행의 적색(R21,R22), 녹색(G21,G22) 및 청색(B21,B22) 화소(P11_ODD)들과 쉬프트(Shift)되어 순차 반복되는 형태로 배열된다. 이때, 적색, 녹색 및 청색의 3개 화소(P11)들은 삼각 배열되어 화상의 색표시 단위인 도트(DOT11)를 구성하며, 이와 같은 삼각 배열을 델타 배열이라고도 한다.
또한, 상기 기판 상에 상기 짝수행의 화소(P11_ODD)들을 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들로 분할하고 홀수행의 화소(P11_EVEN)들을 구획하는 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 상기 홀수행의 화소(P11_EVEN)들을 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들로 분할하고 짝수행의 화소(P11_ODD)들을 구획하는 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 종방향의 직선 형태로 교번하여 배열된다.
그리고, 게이트라인(G11,G12)들이 횡방향의 직선 형태로 상기 화소(P11)들의 2개 행마다 배열되고, 그 게이트라인(G11,G12)들 사이에 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들이 횡방향의 직선 형태로 교번하여 배열된다.
상기 횡방향의 직선 형태로 배열된 게이트라인(G11,G12)들 및 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들과 상기 종방향의 직선 형태로 배열된 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 교차하여 구획되는 복수의 사각형 영역에는 전술한 홀수행의 적색(R21,R22), 녹색(G21,G22) 및 청색(B21,B22) 화소(P11_ODD)들이 횡방향으로 순차 반복되는 형태로 배열되고, 짝수행의 적색(R11,R12), 녹색(G11,G12) 및 청색(B11,B12) 화소(P11_EVEN)들이 횡방향으로 상기 홀수행의 적색(R21,R22), 녹색(G21,G22) 및 청색(B21,B22) 화소(P11_ODD)들과 쉬프트(Shift)되어 순차 반복되는 형태로 배열된다. 즉, 도5에 도시된 본 발명의 제1실시예에서는 화소(P11)들이 육각형 형태로 배열되지만, 도6에 도시된 본 발명의 제2실시예에서는 화소(P11)들이 사각형 형태로 배열된다.
상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들에 의해 분할된 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들과 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들에는 제1전극과 제2전극, 즉 화소전극과 공통전극이 개별적으로 구비되어 수평전계를 형성한다.
또한, 상기 횡방향의 직선 형태로 배열된 게이트라인(G11,G12)들과 상기 종방향의 직선형태로 배열된 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터와 같은 스위칭소자(T11)들이 개별적으로 구비되어 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들을 통해 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들과 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들에 공급되는 화상정보를 인가 또는 차단한다. 이때, 상기 박막 트랜지스터들은 상기 게이트라인(G11,G12)들과 각각 접속되는 게이트전극들, 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들과 각각 접속되는 소스전극들 및 상기 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들 및 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들의 제1전극, 즉 화소전극과 각각 접속되는 드레인전극들을 구비한다.
상기 스위칭소자(T11)들은 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 대칭되도록 형성되며, 또한 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 대칭되도록 형성된 한쌍의 스위칭소자(T11)들은 상기 게이트라인(G11,G12)들을 중심으로 상부행과 하부행의 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들 및 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들의 제1전극, 즉 화소전극과 교번하여 접속된다.
한편, 상기 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들을 기준으로 상부행과 하부행의 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들 및 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들의 제2전극들, 즉 공통전극들에는 반전된 펄스 형태의 공통전압들이 매 수평주기마다 인가되는데, 이 공통전압들은 주사신호의 상승엣지에 동기되어 고전위 또는 저전위로 각 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들에 순차적으로 인가되며, 한 프레임동안 유지된다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 삼각 배열방식 화소배열을 갖는 액정표시장치는 전술한 본 발명의 제1실시예와 동일하게 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들이 종방향의 직선 형태로 배열됨에 따라 종래 삼각 배열 방식의 액정표시장치에서 종방향의 지그재그 형태로 배열되는 데이터라인들에 비해 배선길이가 짧아지게 되고, 이로 인해 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들과 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들을 통해 전송되는 화상정보의 왜곡 및 지연이 감소되어 액정표시장치의 구동불량이나 화질저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 짝수행의 화소(P11_EVEN)들을 제1서브화소(R11,R12,G11,G12,B11,B12)들로 분할하는 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 상기 홀수행의 화소(P11_ODD)들을 제2서브화소(R21,R22,G21,G22,B21,B22)들로 분할하는 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 상기 스위칭소자(T11)가 형성됨에 따라 화소(P11)들에 인가되는 화상정보의 충전특성을 향상시킬 수 있고, 상기 스위칭소자(T11)들이 상기 제1그룹의 데이터라인(D11,D12,D13)들 및 제2그룹의 데이터라인(D21,D22,D23)들의 양측면에 대칭되도록 형성됨에 따라 스위칭소자(T11)로 적용되는 박막 트랜지스터의 제작공정 편차를 보완할 수 있게 되어 화소(P11)들이 전체적으로 균일한 전기적 특성을 갖게 된다.
특히, 본 발명의 제2실시예에 따른 삼각 배열방식 화소배열을 갖는 액정표시장치는 상기 게이트라인(G11,G12)들, 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들이 횡방향의 직선형태로 배열됨에 따라 전술한 본 발명의 제1실시예에 따른 삼각배열방식 화소배열을 갖는 액정표시장치에서 횡방향의 지그재그 형태로 배열되는 상기 게이트라인(G11,G12)들, 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들에 비해 배선길이가 짧아지게 되고, 이로 인해 게이트라인(G11,G12)들, 공통전압 라인(VL10,VL11,VL12)들을 통해 전송되는 주사신호 및 공통전압의 왜곡 및지연이 감소되어 액정표시장치의 구동불량이나 화질저하를 방지할 수 있게 된다.
종래의 액정표시장치에는 일정한 직류전압을 유지하는 공통전압과 화상정보 사이의 전압차를 크게 형성하기 위해서 화상정보의 출력을 높여주어야하는 문제점이 있었다.
따라서, 액정표시장치의 전력소비를 줄일 수 있는 공통전압 반전인가 방식이 제안되었는데, 매 프레임마다 천이되는 펄스형태 전압을 인가하여 화상정보와의 전압차를 크게 만듬으로써 종래보다 적은 전압의 화상정보를 인가하여도 종래와 동일한 전압차를 얻을 수 있게 되어 액정표시장치의 전력소비를 감소시킨다.
본 발명의 델타배열을 적용한 화소배열의 액정표시장치에는 다른 형태의 공통전압 반전인가 방식을 사용하는데 첨부된 도면을 참조하여 액정표시장치의 구동에 대해 자세히 설명하도록 한다.
본 발명에서는 출력전압이 낮은 데이터 구동부의 사용으로도 공통전압과의 조합에 의해 공통전압과 함께 높은 전압차를 형성함으로써, 액정에 높은 전압을 인가할 수 있다.
도7은 본 발명에 따른 게이트 구동부에서 출력되는 신호들의 파형도이다.
도7을 참조하면, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP)가 인가되면, 게이트 구동부의 각 신호들의 출력이 시작된다.
주사신호(Gout 1∼Gout n)는 각 게이트라인들에 순차적으로 인가되는데, 이 주사신호(Gout 1∼Gout n)는 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable, GOE)신호의 저전위(LOW)구간에서 고전위(HIGH)가 되고, 게이트 출력 인에이블(GOE) 신호가 고전위(HIGH)로 되면, 상기 주사신호(Gout 1∼Gout n)는 저전위(LOW)로 반전된다.
이때, 공통전압(Sout 1∼Sout n)은 상기 순차적으로 출력되는 주사신호(Gout1.Gout n)의 상승엣지에 동기되어 저전위 또는 고전위 상태가 한 프레임동안 유지된다.
상기 공통전압(Sout 1.Sout n)은 공통전압 라인들에 순차적이고 개별적으로 인가되며, 상기 주사신호(Gout 1∼Gout n)의 상승엣지에 동기되어 고전위의 펄스 및 저전위의 펄스가 교번하여 공통전압 라인들을 통해 제1서브화소들 및 제2서브화소들의 제2전극들에 인가된다.
상기한 바와 같이 게이트 구동부에서 주사신호 및 공통전압의 출력구동은 서로 동기화 되어있다. 상기 게이트 구동부의 출력과 작용하여 액정구동을 위해 큰 전압차를 형성하기 위한 데이터 구동부의 동작은 다음과 같다.
도8은 본 발명에 따른 데이터 구동부의 출력전압 구성을 보여주는 예시도이다.
도8을 참조하면, 데이터 구동부의 출력전압은 양(+)극성 출력전압과 음(-)극성 출력전압으로 나누어지고, 이 양극성 및 음극성 출력전압은 각각 256계조를 가진다.
상기 양극성 및 음극성 출력전압은 각각 최소전압(Vref(min))과 최대전압(Vref(max))사이에 복수개의 저항을 직렬로 연결하여 구성함에 따라 서로 다른 전압값을 갖는 256가지의 전압을 선택할 수 있다.
상기한 바와 같이 양극성의 256계조전압 및 음극성의 256계조전압에서 각각 다른 극성의 계조전압이 선택되어 제1그룹 데이터라인들 및 제2그룹 데이터라인들을 통해 출력된다. 즉, 제1그룹 데이터라인 또는 제2그룹 데이터라인을 통해 데이터 구동부의 양극성 256계조전압 중 하나의 계조전압이 출력되어 상기 게이트 구동부에서 출력되는 저전위 공통전압과 큰 전압차를 형성하여 그 전압차에 의해 액정을 구동시키게 되고, 또한 제1그룹 데이터라인 또는 제2그룹 데이터라인을 통해 데이터 구동부의 음극성 256계조전압 중 하나의 계조전압이 출력되어 상기 게이트 구동부에서 출력되는 고전위 공통전압과 큰 전압차를 형성하여 그 전압차에 의해 액정을 구동시킨다.
이때, 상기 제1그룹 데이터라인들과 제2그룹 데이터라인들에서는 서로 반전된 극성의 화상정보들이 인가되는데, 각 데이터라인마다 개별적으로 계조전압이 선택되기 때문에 동일한 극성의 화상정보라도 계조전압이 다를 수 있고, 서로 다른 극성의 화상정보라도 계조전압이 다를 수 있다.
상기한 바와 같이 게이트 구동부의 주사신호와 공통전압 출력 및 데이터 구동부의 계조전압의 출력을 설명하였다. 이 게이트 구동부와 데이터 구동부의 출력이 서로 작용하여 액정표시장치의 전력소비의 절감이 이루어지는데 전술한 게이트 구동부와 데이터 구동부의 구동을 바탕으로 전체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.
도9는 본 발명에 따른 액정표시장치에서 제1그룹 및 제2그룹의 데이터라인측 화소전압의 파형도이다.
도9를 참조하면, 게이트 구동부로부터 출력되는 공통전압은 양극성 및 음극 성의 출력전압을 가진 데이터 구동부의 화상정보와 전압차를 크게하여 액정을 구동시키기 위해 고전위 및 저전위로 분리되는 전압을 가지며, 또한 개별적으로 분리되는 공통전압 라인들을 가진다.
동일한 주사신호에 대해 제1그룹 및 제2그룹 데이터 라인측 화상정보(VDATA)의 극성이 서로 다르다. 즉, 화상정보(VDATA)는 인접하는 데이터라인마다 반전되어 나오는 도트 인버젼방식으로 상기 데이터 구동부에서 출력된다.
액정표시장치의 전체적인 구동을 살펴보면 십번 공통전압(Vcom10)이 먼저 인가되고, 다음 프레임에서 십일번 주사신호(VG11)가 인가되고 동시에 십일번 공통전압(Vcom11)이 인가되면, 제1그룹 데이터라인측에는 이 십일번 공통전압(Vcom11)과 음극성의 화상정보의 전압차에 의해 액정이 구동되고, 제2그룹 데이터라인측에는 상기 십번 공통전압(Vcom10)과 양극성의 화상정보의 전압차에 의해 액정이 구동되는데, 이 십번 공통전압(Vcom10)과 십일번 공통전압(Vcom11)은 서로 반전된 펄스 형태의 전압이다.
또한, 십이번 주사신호(VG12)가 인가되면, 제2그룹 데이터라인측의 화상정보는 이전 프레임에서 출력되어 유지되고 있는 십일번 공통전압(Vcom11)과의 전압차에 의해 액정을 구동시키고, 제2그룹 데이터라인측의 화상정보는 상기 십이번 주사신호(VG12)와 동시에 출력되어 십이번 공통전압(Vcom12)과의 전압차에 의해 액정을 구동시키게 된다.
즉, 하나의 주사신호(VG11~VG14)가 인가되면 상기 제1그룹 데이터라인측 및 제2그룹 데이터라인측의 화상정보들은 각각 이전 프레임에서 출력된 공통전압과 현재 프레임에서 주사신호(VG11~VG14)와 동시에 출력된 공통전압에 의해 형성되는 각각의 전압차를 통해 액정을 구동하게 된다.
상기한 바와 같이 액정표시장치를 구동할 경우 공통전압과 화상정보 사이에 액정구동을 위한 전압차를 종래에 비해 크게 할 수 있기 때문에 액정에 인가되는 전압을 종래에 비해 낮게 설정할 경우에도 종래와 동일하게 화소들을 구동시킬 수 있게 되어 액정표시장치의 전력 소비를 줄일 수 있다.
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본 발명에 따른 데이터 구동부는 제1그룹 및 제2그룹의 데이터라인들에 서로 다른 극성의 화상정보를 인가하는 도트 인버젼 방식으로 구동되는데, 이 도트 인버젼 방식은 크로스 토크(cross talk)나 플리커(flicker)와 같은 화면상의 불량표시현상을 감소시키는 효과가 뛰어나다. 이러한 도트 인버젼 방식으로 구동되는 본 발명의 화소의 전압 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도10은 본 발명에 따른 공통전압에 대한 화소의 전압극성 구성을 나타낸 예시도이다.
도10을 참조하면, 먼저 데이터 구동부는 제1그룹 및 제2그룹의 데이터라인들에 서로 다른 극성을 갖는 화상정보를 인가하여 크로스 토크(cross talk)나 플리커(flicker)등의 화면 불량구동 현상을 감소시키게 되고, 이러한 도트 인버젼 방식의 구동에 따른 화면의 극성구성은 라인 인버젼방식의 결과와 동일하게 보여지는데, 이는 두개의 화소행에 걸쳐서 인가되는 공통전압과 화상정보 사이의 전압차를 크게 형성하기 위해 각각의 화소행별로 동일한 극성을 띠도록 구성했기 때문이다.
한편, 액정의 열화를 방지하기 위해 매 프레임마다 극성을 전체적으로 반전시켜서 구동한다.
상기한 바와 같이 도트 인버젼 방식의 데이터 구동을 함으로써 크로스 토크및 플리커 등 불량구동을 줄일 수 있고, 라인 인버젼 방식으로 화면이 구성되게 함으로써 공통전압과의 전압차를 최대화할 수 있게 된다.
최근, 일반적으로 개발되고 있는 대면적의 액정표시장치에서 유효표시 영역인 개구율을 높이기 위한 방법들이 다양하게 연구되고 있는데, 본 발명에서도 개구율을 높이기 위한 화소의 설계를 제시하였다.
도11은 본 발명에 따른 액정표시장치의 화소의 구성을 상세하게 보여주는 평면도이다.
도11을 참조하면, 화소는 데이터라인(310)을 기준으로 두개의 서브 화소로분할되어 있다.
그리고, 횡전계를 형성하기 위한 화소전극(100)과 공통전극(200)이 각각 게이트라인(320)과 공통전극라인(330)에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 데이터라인(310)에 전기적으로 연결된 박막트랜지스터(T111)는 데이터라인(310)을 기준으로 서로 대칭하여 형성되어 있다.
화소전극라인(210)은 공통전극(200)과 오버랩되어 그 간격사이에 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.
상기 제1서브화소들 및 제2서브화소에 개별적으로 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T111)를 구비하는 것은 전술한 바와 같이 화소의 충전특성을 향상시키기 위한 것이다.
한편, 상기 서브화소의 공통전극(200)과 화소전극(100)은 지그재그 형태로서로 번갈아가며 배열되는데, 이와 같이 지그재그 형태로 두 전극을 배열하는 것은 두 전극간 사이에 배열 되어 있는 액정들의 시야각을 다양한 방향에서 보완하여 액정표시장치의 시야각특성을 향상시키기 위함이다.
또한, 서브화소의 각 분할된 화소 내의 공통전극 및 화소전극의 지그재그 형태의 배열을 서로 대칭되게 형성하면 분할된 화소간에 시야각을 보완해주는 기능을 하게 되어 시야각 특성이 더욱 향상되는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 삼각배열 방식의 액정표시장치에 있어서, 화소의 델타배열을 적용함으로 인해 화상의 부러드운 표현이 가능하고, 데이터 라인들을 직선으로 배선하여 종래의 주사신호, 공통전압 및 화상정보의 왜곡 및 지연에 따른 화질불량을 감소시킬 수 있으며, 제1그룹 및 제2그룹의 데이터라인들이 분할하는 화소들에 개별적으로 스위칭소자를 형성함으로써 화소의 충전특성을 향상시킨다.
또한, 게이트 구동부에서는 매 수평주기마다 주사신호의 출력에 맞춰 매 프레임마다 반전되는 펄스 형태의 공통전압을 인가하고 데이터 구동부에서는 제1그룹 및 제2그룹 데이터라인에 따라 다른 극성의 화상정보를 인가함으로써 종래보다 공통전압과 화상정보간의 전압차를 크게 할 수 있기 때문에 액정에 인가되는 전압을 종래에 비해 낮게 설정할 경우에도 종래와 동일하게 화소들을 구동시킬 수 있는 액정구동전압을 인가할 수 있게 되어 액정표시장치의 전력 소비를 줄이는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 기판 상에 횡방향의 순차 반복되는 형태로 배열되는 홀수행의 적색, 녹색 및 청색 화소들과;
    상기 기판 상에 상기 홀수행의 화소들과 쉬프트되어 순차 반복되는 형태로 배열되는 짝수행의 적색, 녹색 및 청색 화소들과;
    상기 홀수행과 짝수행의 적색, 녹색 및 청색의 3개 화소가 델타 배열되어 구성되는 복수의 도트와;
    상기 기판 상에 종방향으로 교번하여 배열되며, 상기 짝수행의 화소들을 복수의 제 1서브화소로 분할함과 아울러 상기 홀수행의 화소들을 구획하는 제1그룹의 데이터 라인들, 및 상기 홀수행의 화소들을 복수의 제 2서브화소로 분할함과 아울러 상기 짝수행의 화소들을 구획하는 제2그룹의 데이터 라인들과;
    상기 제1서브화소들 및 제2서브화소들에 개별적으로 구비되어 수평전계를 형성하는 복수의 제1전극 및 제2전극과;
    상기 제1서브화소들 및 제2서브화소들에 개별적으로 구비된 복수의 스위칭소자와;
    상기 기판상에 횡방향으로 화소들의 2개 행마다 배열되고, 상기 제1서브화소들 및 제2서브화소들의 행단위로 순차적으로 쉬프트되는 펄스형태의 주사신호를 인가하는 게이트 라인들과;
    상기 게이트 라인들 사이에 배열되고, 상기 주사신호의 상승엣지에 동기되어 한 프레임동안 고전위 또는 저전위를 유지하는 펄스형태의 공통전압들을 상기 행단위의 제1서브화소들 및 제2서브화소들에 구비된 제2전극들에 인가하는 공통전압 라인들을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 라인들 및 공통전압 라인들은 직선 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 라인들 및 공통전압 라인들은 지그재그 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전극은 화소전극이고, 상기 제2전극은 공통전극인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭소자는 상기 제1그룹 및 제2그룹 데이터라인들의 양측면에 대칭되도록 형성되어 상기 게이트라인들을 중심으로 상부행과 하부행의 제1서브화소들 및 제2서브화소들의 제1전극에 교번하여 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭소자는 상기 게이트 라인들과 접속되는 게이트 전극, 상기 제1그룹의 데이터라인들 또는 제2그룹의 데이터라인들과 접속되는 소스전극 및 상기 제1서브화소들 또는 제2서브화소들의 제1전극과 접속되는 드레인전극을 구비한 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1서브화소들 또는 제2서브화소들 내의 제1전극및 제2전극은 지그재그 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 공통전압 라인들을 통해 인가되는 공통전압들은 상기 주사신호의 상승엣지에 동기되어 한 프레임동안 고전위가 유지되는 펄스 및 한 프레임동안 저전위가 유지되는 펄스가 교번하여 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 청구항 1의 액정표시장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 게이트 라인들에 순차적으로 쉬프트되는 펄스형태의 주사신호들을 인가하여 상기 홀수행의 화소들과 상기 짝수행의 화소들에 구비된 스위칭소자들을 도통시키는 단계와;
    상기 주사신호들의 상승엣지에 순차적으로 동기되어 한 프레임 동안 고전위 또는 저전위를 유지하는 펄스형태의 공통전압들을 상기 공통전압 라인들을 통해 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 화소전극들에 인가하는 단계와;
    상기 제1그룹의 데이터 라인들 및 제2그룹의 데이터 라인들에 화상정보를 상기 도통된 스위칭소자들을 통해 상기 홀수행의 화소들과 짝수행의 화소들에 구비된 화소전극들에 인가하여 상기 도트들을 행단위로 구동시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서 상기 화상정보는 도트 인버젼 방식으로 인가되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  11. 제 9 항에 있어서 상기 홀수행과 짝수행의 화소들은 라인 인버젼 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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