KR100898787B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 구동장치를 이용하여 액정 패널을 도트 인버젼 방식으로 구동시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시장치는 다수의 게이트라인과, 게이트라인과 교번되도록 형성되는 다수의 데이터라인과, 데이터라인을 기준으로 지즈재그 형태로 기준이 되는 데이터라인에 접속되는 박막트랜지스터와, 게이트라인을 구동하기 위한 게이트 드라이버와, 데이터라인을 구동하기 위하여 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급하는 데이터 드라이버를 구비한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 종래의 인 플레인 스위치 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3a 및 도 3b는 액정표시장치의 프레임 인버젼 구동방식을 설명하기 위한 도면.
도 4a 및 도 4b는 액정표시장치의 라인 인버젼 구동방식을 설명하기 위한 도면.
도 5a 및 도 5b는 액정표시장치의 칼럼 인버젼 구동방식을 설명하기 위한 도면.
도 6a 및 도 6b는 액정표시장치의 도트 인버젼 구동방식을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 제 1실시예에 의한 트위스티드 네마틱 모드 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 8은 도 7에 도시된 액정셀에 등가적으로 형성되는 캐패시터를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 의한 인 플레인 스위치 모드 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제 3실시예에 의한 인 플레인 스위치 모드 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 액정셀에 등가적으로 형성되는 캐패시터를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,12,22,42,54 : 액정패널 4,14,24,44 : 게이트 드라이버
6,16,26,46 : 데이터 드라이버 8,20,28,48 : 화소전극
18,50 : 공통전극 30,52 : 박막트랜지스터
31,32,60,62 : 액정셀
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로 특히, 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 구동장치를 이용하여 액정 패널을 도트 인버젼 방식으로 구동시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 자연스러운 동화상을 표시하고 있다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 텔레비젼(Television), 노트북 컴퓨터나 랩탑(Lap-Top)형 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer) 등의 모니터로서 상품화되고 있다.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화소들이 게이트라인들과 데이터라인들의 교차부들 각각에 배열되어진 화소매트릭스(Picture Element Matrix 또는 Pixel Matrix)에 텔레비전 신호와 같은 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 화소들 각각은 데이터라인으로부터의 데이터신호의 전압레벨에 따라 투과 광량을 조절하는 액정셀을 포함한다. TFT는 게이트라인과 데이터라인들의 교차부에 설치되어 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 액정셀쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다.
이와 같은 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직방향 전계가 인가되는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic : 이하 "TN"이라 함) 모드와 수평전계가 인가되어 시야각이 넓게 되는 인 플레인 스위치(In Plane Switch : 이하 "IPS"라 함) 모드로 대별될 수 있다.
IPS 모드 액정표시장치는 TN 모드 액정표시장치와 다르게 화소셀 내의 액정이 수평전계에 의해 수평방향을 기준으로 회전함으로써 시야각이 넓은 장점이 있다.
도 1은 종래의 TN 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 TN 모드 액정표시장치는 액정패널(2)과, n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 각각 형성된 TFT와, 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(4)와, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(6)를 구비한다.
TFT는 게이트라인(GL)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(DL)으로부터의 비디오신호를 액정셀들로 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극(도시되지 않음)과 TFT에 접속된 화소전극(8)을 포함하는 액정용량 캐패시터로 등가적으로 표시될 수 있다.
게이트 드라이버(4)는 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트신호를 공급하여 해당 게이트라인에 접속되어진 TFT가 구동되게 한다. 데이터 드라이버(6)는 비디오데이터를 아날로그신호인 비디오신호로 변환하여 게이트라인(GL)에 게이트신호가 공급되는 1수평주기동안 1수평라인분의 비디오신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이 경우 데이터 드라이버(6)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여 비디오데이터를 비디오신호로 변환하여 공급하게 된다. 이와 같은 TN 모드 액정표시장치는 화소전극(8) 및 공통전극에 인가된 전압, 즉 수직방향의 전계에 따라서 액정의 광 투과율을 조절하여 소정의 영상을 표시한다.
도 2는 종래의 IPS 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 IPS 모드 액정표시장치는 액정패널(12)과, n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 각각 형성된 TFT와, 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(14)와, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(16)를 구비한다.
액정패널(12)은 게이트라인들(GL1 내지 GLn) 및 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 형성된 TFT와, 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(14)와, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(16)를 구비한다.
TFT는 하부기판에 형성된 화소전극(20)과 접속된다. 하부기판에는 화소전극(20)과 상이한 층에 공통전극(18)이 형성된다. 이와 같은 공통전극(18) 및 화소전극(20)은 액정셀 영역 내에서 교번되도록 패터닝된다. 한편, 공통전극(18)은 공통라인들(CL1 내지 CLn)에 접속된다. 공통라인들(CL1 내지 CLn)은 도시되지 않은 전원 공급부로부터 공급되는 공통전압(Vcom)을 공통전극(18)으로 공급한다.
게이트 드라이버(14)는 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트신호를 공급하여 해당 게이트라인에 접속되어진 TFT가 구동되게 한다. 데이터 드라이버(16)는 비디오데이터를 아날로그신호인 비디오신호로 변환하여 게이트라인(GL)에 게이트신호가 공급되는 1수평주기동안 1수평라인분의 비디오신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이 경우 데이터 드라이버(16)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여 비디오데이터를 비디오신호 로 변환하여 공급하게 된다. 이와 같은 IPS 모드 액정표시장치는 화소전극(20) 및 공통전극(18)에 인가된 전압, 즉 수평방향의 전계에 따라서 액정의 광투과율을 조절하여 소정의 영상을 표시하게 된다.
이러한 TN 모드 및 IPS 모드 액정표시장치에서는 액정패널 상의 액정셀들을 구동하기 위하여 프레임 인버젼 방식(Frame Inversion Method), 라인 인버젼 방식(Line Inversion Method), 컬럼 인버젼 방식(Column Inversion Method) 및 도트 인버젼 방식(Dot Inversion Method)과 같은 인버젼 구동방법이 사용된다.
프레임 인버젼 방식의 액정패널 구동방법은 도 3a 및 도 3b에서와 같이 프레임이 변경될 때마다 액정패널 상의 액정셀들에 공급되는 비디오 신호의 극성을 반전시킨다. 이와 같은 프레임 인버젼방식은 다른 구동 방식(즉, 라인(컬럼) 인버젼 방식 및 도트 인버젼 방식 등)에 비하여 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다. 하지만, 프레임 인버젼 방식은 프레임 단위로 플리커가 발생하는 문제점이 있다.
라인 인버젼 방식의 액정패널 구동방법에서는 액정패널에 공급되는 비디오신호들의 극성이 도 4a 및 도 4b에서와 같이 액정패널상의 게이트 라인마다 그리고 프레임마다 반전되게 된다. 이러한 라인 인버젼 구동방식은 수평방향 화소들간의 크로스토크가 존재함에 따라 수평라인들간에 줄무늬 패턴과 같은 플리커가 발생하는 문제점이 있다.
컬럼 인버젼 방식의 액정패널 구동방법에서는 액정패널에 공급되는 비디오신호들의 극성이 도 5a 및 도 5b에서와 같이 액정패널상의 데이터 라인 및 프레임에 따라 반전되게 된다. 이러한 컬럼 인버젼 구동방식은 수직방향 화소들간에 크로스 토그가 존재함에 따라 수직라인들간에 줄무늬 패턴과 같은 플리커가 발생하는 문제점이 있다.
도트 인버젼 방식의 액정패널 구동방법은 도 6a 및 도 6b에서와 같이 액정셀들 각각에 수평 및 수직 방향으로 인접하는 액정셀들 모두와 상반된 극성의 비디오신호가 공급되게 하고 프레임마다 그 비디오신호의 극성이 반전되게 한다.
다시 말하여 도트 인버젼 방식에서는 기수번째 프레임의 비디오신호가 표시될 경우에 도 6a에서와 같이 좌측상단의 액정셀로부터 우측의 액정셀로 진행함에 따라 그리고 아래측의 액정셀들로 진행함에 따라 정극성(+) 및 부극성(-)이 번갈아 나타나게끔 비디오신호들이 액정셀들 각각에 공급되고, 우수번째 프레임의 비디오신호가 표시될 경우에는 도 6b에서와 같이 좌측상단의 액정셀로부터 우측의 액정셀로 진행함에 따라 그리고 아래측의 액정셀들로 진행함에 따라 부극성(-) 및 정극성(+)이 번갈아 나타나게끔 비디오신호들이 액정셀들 각각에 공급된다.
이러한 도트 인버젼 구동방식은 수직 및 수평 방향, 그리고 프레임(또는 필드) 간에 발생되는 플리커가 서로 상쇄되게 함으로써 다른 인버젼 방식들에 비하여 뛰어난 화질의 화상을 제공한다.
그러나, 도트 인버젼 구동방식에서는 데이터 드라이버에서 데이터라인들에 공급되는 비디오신호의 극성이 수평 및 수직 방향으로 반전되어야 함에 따라 다른 인버젼 방식들에 비하여 화소전압의 변동량, 즉 비디오신호의 주파수가 크기 때문에 소비전력이 커지는 단점을 가진다.
따라서, 본 발명의 목적은 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 구동장치를 이용하여 액정 패널을 도트 인버젼 방식으로 구동시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 액정표시장치는 다수의 게이트라인과, 게이트라인과 교번되도록 형성되는 다수의 데이터라인과, 데이터라인을 기준으로 지즈재그 형태로 기준이 되는 데이터라인에 접속되는 박막트랜지스터와, 게이트라인을 구동하기 위한 게이트 드라이버와, 데이터라인을 구동하기 위하여 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급하는 데이터 드라이버를 구비한다.
상기 i(i는 정수)번째 수평라인에서 박막트랜지스터는 좌측으로 인접된 데이터라인에 접속되고, i+1번째 수평라인에서 상기 박막트랜지스터는 우측으로 인접된 데이터라인에 접속된다.
상기 데이터 드라이버는 i 번째 수평라인에서 첫번째 데이터라인 내지 m(m은 데이터라인의 수)-1번째 데이터라인에 비디오신호를 공급하고, i+1번째 수평라인에서 두번째 데이터라인 내지 m번째 데이터라인에 비디오신호를 공급한다.
상기 i(i는 정수)번째 수평라인에서 박막트랜지스터는 우측으로 인접된 데이터라인에 접속되고, i+1번째 수평라인에서 박막트랜지스터는 좌측으로 인접된 데이 터라인에 접속된다.
상기 데이터 드라이버는 i 번째 수평라인에서 두번째 데이터라인 내지 m(m은 데이터라인의 수)번째 데이터라인에 비디오신호를 공급하고, i+1번째 수평라인에서 첫번째 데이터라인 내지 m-1번째 데이터라인에 비디오신호를 공급한다.
상기 데이터 드라이버는 한 프레임동안 동일한 극성의 비디오신호를 공급하는 컬럼 인버젼 방식으로 구동된다.
상기 액정셀은 데이터라인으로부터 제 1간격으로 이격되게 형성되어 박막트랜지스터와 접속되는 화소전극과, 데이터라인으로부터 제 1간격보다 좁은 간격은 제 2간격으로 이격되게 형성되는 공통전극을 구비한다.
본 발명의 액정표시장치의 구동방법은 제 1수평기간에 입력되는 비디오데이터를 비디오신호로 변환하여 마지막 데이터라인을 제외한 나머지 데이터라인에 공급하는 단계와, 제 1수평기간 이후의 제 2수평기간에 입력되는 비디오데이터를 오른쪽으로 한채널씩 쉬프트시켜 첫번째 데이터라인을 제외한 나머지 데이터라인에 공급하는 단계를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2수평기간이 교번적으로 반복된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제 1실시예에 의한 TN 모드 액정표시장치를 나타내는 도면 이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 TN 모드 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(22)과, 액정패널(22)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(24)와, 액정패널(22)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(26)를 구비한다.
액정패널(22)은 다수개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과, 그 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 절연되면서 교차하는 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 구비한다. 이러한 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)의 교차부마다 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된다. 액정셀들 각각은 n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn) 중 어느 하나와 m+1개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1) 중 어느 하나에 접속된 TFT(30)를 구비한다.
여기서 TFT(30)가 데이터라인(DL1 내지 DLm+1)을 따라 지그재그형으로 배열됨에 따라 액정셀들은 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1) 각각에 지그재그형으로 접속된다. 다시 말하여 동일한 컬럼(Column)에 포함되는 액정셀들은 수평라인마다 교번적으로 서로 다른 인접한 데이터라인(DL)에 접속된다.
예를 들면 도 7과 같이 기수번째 게이트라인(GL1, GL3, GL5, ...)에 접속된 기수번째 수평라인의 액정셀들은 자신을 기준으로 -X축 방향에 위치하는 제1 내지 제m 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 각각 접속된다. 반면에 우수번째 게이트라인(GL2, GL4, GL6,...)에 접속된 우수번째 수평라인의 액정셀들은 자신을 기준으로 +X축 방향에 위치하는 제2 내지 제m+1 데이터라인들(DL2 내지 DLm+2)에 각각 접속된다.
이에 따라 기수번째 데이터라인들(DL1, DL3, ...)은 수평라인마다 수평방향으로 기수번째 액정셀과 우수번째 액정셀에 번갈아 접속된다. 반면에 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, ...)은 수평라인마다 수평방향으로 우수번째인 액정셀과 기수번째인 액정셀에 번갈아 접속된다.
TFT(30)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(DL1 내지 DLm+1)으로부터의 비디오신호를 액정셀에 공급한다. 액정셀은 비디오신호에 응답하여 공통전극(도시하지 않음)과 화소전극(28) 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율을 조절하게 된다.
게이트 드라이버(24)는 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트신호를 공급하여 해당 게이트라인에 접속되어진 박막트랜지스터들(TFT)이 구동되게 한다.
데이터 드라이버(26)는 입력되는 비디오데이터를 아날로그신호인 비디오신호로 변환하여 게이트라인(GL)에 게이트신호가 공급되는 1수평기간에 1수평라인분의 비디오신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)에 공급한다. 이 경우 데이터 드라이버(26)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여 비디오데이터를 비디오신호로 변환하여 공급하게 된다. 그리고 데이터 드라이버(26)는 컬럼 인버젼 구동방식으로 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)에 비디오신호를 공급한다.
다시 말하여 데이터 드라이버(26)는 한 프레임 동안 기수번째 데이터라인들(DL1, DL3, ...)과 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, ...)에 서로 상반된 극성의 비디오신호를 공급하게 된다. 특히 데이터 드라이버(26)는 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 기준으로 지그재그형으로 배열된 액정셀들을 위해 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급하게 된다. 다시 말하여 데이터 드라이버(26)가 컬럼 인버젼 방식으로 구동되고 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급함으로써 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 따라 지그재그형으로 배열된 액정셀들은 도트 인버젼 방식으로 구동될 수 있게 된다.
예를 들어 데이터 드라이버(26)가 도 7에 도시된 액정패널(22)을 구동하는 경우 기수번째 수평라인의 비디오신호들은 그대로 제1 내지 제m 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 각각에 공급하는 반면에, 우수번째 수평라인의 비디오신호들은 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 제2 내지 제m+1 데이터라인들(DL2 내지 DLm+1) 각각에 공급하게 된다.
상세히 하면, 데이터 드라이버(26)는 제1 게이트라인(GL1)이 구동되는 1수평기간동안 기수번째 데이터라인(DL1, DL3, ...)을 통해 기수번째 액정셀들에 정극성(+)의 비디오신호를 공급하는 반면에, 우수번째 데이터라인(DL2, DL4, …)을 통해 우수번째 액정셀들에는 부극성(-)의 비디오신호를 공급하게 된다. 이어서 데이터 드라이버(26)는 제2 게이트라인(GL2)이 구동되는 1수평기간동안 비디오신호들을 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, …)을 통해 기수번째 액정셀들에 부극성(-)의 비디오신호를 공급하는 반면에, 제1 데이터라인(DL1)을 제외한 기수번째 데이터라인들(DL3, DL5, ...)을 통해 우수번째 액정셀들에 정극성(+)의 비디오신호를 공급하게 된다. 이렇게 데이터 드라이버(26)가 컬럼 인버젼 방식으로 구동함과 아울러 우수번째 수평라인마다 비디오신호를 한 클럭만큼씩 쉬프트시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 따라 지그재그형으로 배열된 액정셀들에 공급함으로써 액정패널(22)의 액정셀들은 도트 인버젼 방식으로 구동될 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 제 1실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치는 액정셀들이 데이터라인들을 따라 지그재그형으로 배치됨에 따라 컬럼 인버젼 방식의 데이터 드라이버를 이용하여 도트 인버젼 방식으로 구동될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 제 1실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치는 액정패널을 도트 인버젼 방식으로 구동하기 위하여 종래의 도트 인버젼 데이터 드라이버를 사용하는 경우 보다 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
하지만, 이와 같은 본 발명의 제 1실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치는 데이터라인(DL)과, 데이터라인(DL)의 좌/우측에 형성된 액정셀들간의 등가적으로 형성되는 캐패시턴스 값이 상이하여 크로스토크 현상이 발생되는 문제점이 있다. 이를 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 제 1실시예에 의한 TN 모드 액정표시장치는 컬럼 인버젼 방식으로 구동되기 때문에 한 프레임동안 제 i(i는 자연수)번째 데이터라인(DLi)은 하나의 극성(여기서는 부극성(-)이라 가정한다)을 유지한다. 이때, i번째 수평라인에서 제 i번째 데이터라인(DLi)의 좌측에 위치된 제 1액정셀(31)은 정극성(+)의 비디오신호를 공급받는다. 또한, i번째 수 평라인에서 제 i번째 데이터라인(DLi)의 우측에 위치된 제 2액정셀(32)은 부극성(-)의 비디오신호를 공급받는다.
한편, i번째 데이터라인(DLi)과 제 1액정셀(31) 및 제 2액정셀(32)은 T1의 간격으로 이격되어 있다. 따라서, 제 1액정셀(31) 및 i번째 데이터라인(DLi) 사이에는 제 1캐패시터(C1)가 등가적으로 형성되고, 제 2액정셀(32) 및 i번째 데이터라인(DLi) 사이에는 제 2캐패시터(C2)가 등가적으로 형성된다. 이때, 제 2캐패시터(C2)는 i번째 데이터라인(DLi) 및 제 2액정셀(32)로부터 동일한 극성의 전압(부극성)을 공급받아 제 1용량을 유지한다. 하지만, 제 1캐패시터(C2)는 i번째 데이터라인(DLi) 및 제 1액정셀(31)로부터 상이한 전압을 공급받아 제 1용량보다 큰 용량인 제 2용량을 유지하게 된다. 이와 같이 데이터라인(DLi)과 인접되게 위치된 제 1액정셀(31) 및 제 2액정셀(32) 간에 형성되는 캐패시턴스 값이 상이해지면 액정패널(22) 구동시에 크로스토크 현상이 발생되게 된다.
다시 말하여, 본 발명의 제 1실시예에서는 제 1캐패시터(C1) 및 제 2캐패시터(C2)의 용량값이 상이해지고, 이에 따라 크로스토크 현상이 발생되는 단점이 있다. 특히, 제 1 및 제 2액정셀(31,32)은 i번째 데이터라인(DLi)과 비교적 가까운 거리인 T1의 거리로 이격되어 있고, 이에 따라 제 1캐패시터(C1) 및 제 2캐패시터(C2)가 비교적 큰 용량값을 갖게되어 크로스토크 현상이 크게 나타나게 된다. 이와 같은 본 발명의 제 1실시예에 의한 TN모드 액정표시장치의 단점을 해결하기 위하여 도 9와 같은 본 발명의 제 2실시예에 의한 IPS모드 액정표시장치가 제안된다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 의한 IPS 모드 액정표시장치를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 IPS 모드 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(42)과, 액정패널(42)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(44)와, 액정패널(42)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(46)를 구비한다.
액정패널(42)은 다수개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과, 그 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 절연되면서 교차하는 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 구비한다. 이러한 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)의 교차부마다 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된다. 액정셀들 각각은 n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn) 중 어느 하나와 m+1개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1) 중 어느 하나에 접속된 TFT(52)를 구비한다.
여기서 TFT(52)가 데이터라인(DL1 내지 DLm+1)을 따라 지그재그형으로 배열됨에 따라 액정셀들은 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1) 각각에 지그재그형으로 접속된다. 다시 말하여 동일한 컬럼(Column)에 포함되는 액정셀들은 수평라인마다 교번적으로 서로 다른 인접한 데이터라인(DL)에 접속된다.
예를 들면 도 9와 같이 기수번째 게이트라인(GL1, GL3, GL5, ...)에 접속된 기수번째 수평라인의 액정셀들은 자신을 기준으로 -X축 방향에 위치하는 제1 내지 제m 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 각각 접속된다. 반면에 우수번째 게이트라인(GL2, GL4, GL6,...)에 접속된 우수번째 수평라인의 액정셀들은 자신을 기준으로 +X축 방향에 위치하는 제2 내지 제m+1 데이터라인들(DL2 내지 DLm+2)에 각각 접속된다.
이에 따라 기수번째 데이터라인들(DL1, DL3, ...)은 수평라인마다 수평방향으로 기수번째 액정셀과 우수번째 액정셀에 번갈아 접속된다. 반면에 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, ...)은 수평라인마다 수평방향으로 우수번째인 액정셀과 기수번째인 액정셀에 번갈아 접속된다.
한편, 본 발명에서는 도 10과 같이 액정패널(54)에서 기수번째 게이트라인(GL1, GL3, GL5, ...)에 접속된 기수번째 수평라인의 액정셀들은 자신을 기준으로 +X축 방향에 위치하는 제1 내지 제m 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 각각 접속될 수 있다. 이때, 우수번째 게이트라인(GL2, GL4, GL6,...)에 접속된 우수번째 수평라인의 액정셀들은 자신을 기준으로 -X축 방향에 위치하는 제2 내지 제m+1 데이터라인들(DL2 내지 DLm+2)에 각각 접속된다.
이에 따라 기수번째 데이터라인들(DL1, DL3, ...)은 수평라인마다 수평방향으로 우수번째 액정셀과 기수번째 액정셀에 번갈아 접속된다. 반면에 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, ...)은 수평라인마다 수평방향으로 기수번째인 액정셀과 우수번째인 액정셀에 번갈아 접속된다.
TFT(52)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(DL1 내지 DLm+1)으로부터의 비디오신호를 액정셀에 공급한다. 액정셀은 비디오신호에 응답하여 공통전극(50)과 화소전극(48) 사이에 인가되는 수평방향의 전계에 따라서 액정을 구동함으로써 빛의 투과율을 조절하게 된다. 다시 말하여, IPS 모드 액정표시장치에서 하부기판에 공통전극(50)과 화소전극(48)이 형성되고, 이 공통전극(50)과 화소전극(48) 사이에 형성되는 수평방향의 전계에 따라서 액정을 구동하게 된다. 여기서, 공통전극(50)은 공통라인들(CL1 내지 CLn)에 접속되고, 공통라인들(CL1 내지 CLn)은 도시되지 않은 전원 공급부로부터 공급되는 공통전압(Vcom)을 공통전극(50)으로 공급한다.
게이트 드라이버(44)는 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트신호를 공급하여 해당 게이트라인에 접속되어진 박막트랜지스터들(TFT)이 구동되게 한다.
데이터 드라이버(46)는 입력되는 비디오데이터를 아날로그신호인 비디오신호로 변환하여 게이트라인(GL)에 게이트신호가 공급되는 1수평기간에 1수평라인분의 비디오신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)에 공급한다. 이 경우 데이터 드라이버(46)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여 비디오데이터를 비디오신호로 변환하여 공급하게 된다. 그리고 데이터 드라이버(46)는 컬럼 인버젼 구동방식으로 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)에 비디오신호를 공급한다.
다시 말하여 데이터 드라이버(46)는 한 프레임 동안 기수번째 데이터라인들(DL1, DL3, ...)과 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, ...)에 서로 상반된 극성의 비디오신호를 공급하게 된다. 특히 데이터 드라이버(46)는 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 기준으로 지그재그형으로 배열된 액정셀들을 위해 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급하 게 된다. 다시 말하여 데이터 드라이버(46)가 컬럼 인버젼 방식으로 구동되고 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급함으로써 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 따라 지그재그형으로 배열된 액정셀들은 도트 인버젼 방식으로 구동될 수 있게 된다.
예를 들어 데이터 드라이버(46)가 도 9에 도시된 액정패널(42)을 구동하는 경우 기수번째 수평라인의 비디오신호들은 그대로 제1 내지 제m 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 각각에 공급하는 반면에, 우수번째 수평라인의 비디오신호들은 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 제2 내지 제m+1 데이터라인들(DL2 내지 DLm+1) 각각에 공급하게 된다.
상세히 하면, 데이터 드라이버(46)는 제1 게이트라인(GL1)이 구동되는 1수평기간동안 기수번째 데이터라인(DL1, DL3, ...)을 통해 기수번째 액정셀들에 정극성(+)의 비디오신호를 공급하는 반면에, 우수번째 데이터라인(DL2, DL4, …)을 통해 우수번째 액정셀들에는 부극성(-)의 비디오신호를 공급하게 된다. 이어서 데이터 드라이버(46)는 제2 게이트라인(GL2)이 구동되는 1수평기간동안 비디오신호들을 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 우수번째 데이터라인들(DL2, DL4, …)을 통해 기수번째 액정셀들에 부극성(-)의 비디오신호를 공급하는 반면에, 제1 데이터라인(DL1)을 제외한 기수번째 데이터라인들(DL3, DL5, ...)을 통해 우수번째 액정셀들에 정극성(+)의 비디오신호를 공급하게 된다. 이렇게 데이터 드라이버(46)가 컬럼 인버젼 방식으로 구동함과 아울러 우수번째 수평라인마다 비디오신호를 한 클럭만큼씩 쉬프트시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 따라 지그 재그형으로 배열된 액정셀들에 공급함으로써 액정패널(22)의 액정셀들은 도트 인버젼 방식으로 구동될 수 있게 된다.
한편, 데이터 드라이버(46)가 도 10에 도시된 액정패널(54)을 구동하는 경우 우수번째 수평라인의 비디오신호들은 그대로 제 1 내지 제 m데이터라인들(DL1 내지 DLm) 각각에 공급하는 반면에, 기수번째 수평라인의 비디오신호들은 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 제 2내지 제 m+1데이터라인들(DL2 내지 DLm+1) 각각에 공급하게 된다.
이와 같은 본 발명의 제 2실시예에 따른 IPS 모드 액정표시장치는 화소전극(48)과 데이터라인(DL)이 많은 거리를 사이에 두고 이격되게 형성되기 때문에 화소전극(48)과 데이터라인(DL) 사이에 등가적으로 형성되는 캐패시터에 의하여 나타나는 크로스토크 현상을 방지할 수 있다. 이를 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 제 2실시예에 의한 IPS 모드 액정표시장치는 컬럼 인버젼 방식으로 구동되기 때문에 한 프레임동안 제 i번째 데이터라인(DLi)은 하나의 극성(여기서는 부극성(-))을 유지한다. 이때, i번째 수평라인에서 제 i번째 데이터라인(DLi)의 좌측에 위치된 제 1액정셀(60)은 정극성(+)의 비디오신호를 공급받는다. 또한, i번째 수평라인에서 제 i번째 데이터라인(DLi)의 우측에 위치된 제 2액정셀(32)은 부극성(-)의 비디오신호를 공급받는다.
여기서, i번째 데이터라인(DLi)과 제 1액정셀(60) 및 제 2액정셀(62)에 포함된 화소전극(48)은 도 8에 도시된 T1보다 넓은 간격인 T2의 간격으로 이격되어 있 다. 여기서, 데이터라인(DLi)과 화소전극(48)이 넓은 간격(T2)으로 이격되어 있으면 제 1액정셀(60) 및 제 i번째 데이터라인(DLi) 사이에 형성된 제 3캐패시터(C3) 및 제 2액정셀(62) 및 제 i번째 데이터라인(DLi) 사이에 형성된 제 4캐패시터(C4)는 낮은 용량값을 갖는다. 이와 같이, 낮은 용량값을 갖는 제 3 및 제 4캐패시터(C3,C4)는 화질에 많은 영향을 주지 못하고, 이에 따라 크로스토크 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제 1액정셀(60) 및 제 2액정셀(62)에 각각 형성되는 공통전극(50)은 제 i번째 데이터라인(DLi)과 인접되게 위치된다. 하지만, 공통전극(50)들에는 동일한 전압이 공급되기 때문에, 즉 등가적으로 제 i번째 데이터라인(DLi)과 동일한 용량의 캐패시턴스를 갖기 때문에 화질에 영향을 주지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 인 플레인 스위치 모드 액정표시장치의 액정셀들을 데이터라인을 기준으로 지그재그 형으로 배치하고, 컬럼 인버젼 방식으로 비디오신호를 공급함으로써 액정패널을 도트 인버젼 방식으로 구동한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 인 플레인 스위치 모드 액정표시장치는 도트 인버젼 방식의 구동장치를 이용하는 경우보다 소비전력을 현저하게 감소킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니 라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 액정패널에 매트릭스 형태로 액정셀이 형성된 인 플레인 스위치 모드의 액정표시장치에 있어서,
    상기 액정패널에 형성되는 다수의 게이트라인과,
    상기 게이트라인과 교번되도록 상기 액정패널에 형성되는 다수의 데이터라인과,
    상기 데이터라인을 기준으로 지그재그 형태로 상기 기준이 되는 데이터라인에 접속되는 박막트랜지스터와,
    상기 데이터라인으로부터 제 1간격으로 이격되게 상기 액정셀에 형성되어 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소전극과,
    상기 데이터라인으로부터 상기 제 1간격보다 좁은 제 2간격으로 이격되게 상기 액정셀에 형성되는 공통전극과,
    상기 게이트라인을 구동하기 위한 게이트 드라이버와,
    상기 데이터라인을 구동하기 위하여 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급하는 데이터 드라이버를 구비하며,
    i(i는 정수)번째 수평라인에서 상기 박막트랜지스터는 좌측으로 인접된 데이터라인에 접속되고,
    i+1번째 수평라인에서 상기 박막트랜지스터는 우측으로 인접된 데이터라인에 접속되고,
    상기 데이터 드라이버는 상기 i 번째 수평라인에서 첫번째 데이터라인 내지 m(m은 데이터라인의 수)-1번째 데이터라인에 상기 비디오신호를 공급하고, 상기 i+1번째 수평라인에서 두번째 데이터라인 내지 m번째 데이터라인에 상기 비디오신호를 공급하며,
    상기 데이터 드라이버는 한 프레임동안 하나의 데이터 라인에 동일한 극성의 비디오신호를 공급함과 아울러, 서로 인접한 데이터 라인에 서로 다른 극성의 비디오신호를 공급하는 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 액정패널에 매트릭스 형태로 액정셀이 형성된 인 플레인 스위치 모드의 액정표시장치에 있어서,
    상기 액정패널에 형성되는 다수의 게이트라인과,
    상기 게이트라인과 교번되도록 상기 액정패널에 형성되는 다수의 데이터라인과,
    상기 데이터라인을 기준으로 지그재그 형태로 상기 기준이 되는 데이터라인에 접속되는 박막트랜지스터와,
    상기 데이터라인으로부터 제 1간격으로 이격되게 상기 액정셀에 형성되어 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소전극과,
    상기 데이터라인으로부터 상기 제 1간격보다 좁은 제 2간격으로 이격되게 상기 액정셀에 형성되는 공통전극과,
    상기 게이트라인을 구동하기 위한 게이트 드라이버와,
    상기 데이터라인을 구동하기 위하여 수평기간마다 비디오신호를 그대로 공급하거나 오른쪽으로 한 채널씩 쉬프트시켜 공급하는 데이터 드라이버를 포함하며,
    i(i는 정수)번째 수평라인에서 상기 박막트랜지스터는 우측으로 인접된 데이터라인에 접속되고,
    i+1번째 수평라인에서 상기 박막트랜지스터는 좌측으로 인접된 데이터라인에 접속되고,
    상기 데이터 드라이버는 i 번째 수평라인에서 두번째 데이터라인 내지 m(m은 데이터라인의 수)번째 데이터라인에 상기 비디오신호를 공급하고, i+1번째 수평라인에서 첫번째 데이터라인 내지 m-1번째 데이터라인에 상기 비디오신호를 공급하며,
    상기 데이터 드라이버는 한 프레임동안 하나의 데이터 라인에 동일한 극성의 비디오신호를 공급함과 아울러, 서로 인접한 데이터 라인에 서로 다른 극성의 비디오신호를 공급하는 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 액정패널에 매트릭스 형태로 액정셀과, 상기 액정패널에 형성되는 다수의 게이트라인과, 상기 게이트라인과 교번되도록 상기 액정패널에 형성되는 다수의 데이터라인과, 상기 데이터라인을 기준으로 지그재그 형태로 상기 기준이 되는 데이터라인에 접속되는 박막트랜지스터와, 상기 데이터라인으로부터 제 1간격으로 이격되게 상기 액정셀에 형성되어 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소전극과, 상기 데이터라인으로부터 상기 제 1간격보다 좁은 제 2간격으로 이격되게 상기 액정셀에 형성되는 공통전극과, 한 프레임동안 하나의 데이터 라인에 동일한 극성의 비디오신호를 공급함과 아울러, 서로 인접한 데이터 라인에 서로 다른 극성의 비디오신호를 공급하는 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 데이터 드라이버를 포함하는 인 플레인 스위치 모드의 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    제 1수평기간에 입력되는 비디오데이터를 비디오신호로 변환하여 마지막 데이터라인을 제외한 나머지 데이터라인에 공급하는 단계와,
    상기 제 1수평기간 이후의 제 2수평기간에 입력되는 비디오데이터를 오른쪽으로 한채널씩 쉬프트시켜 첫번째 데이터라인을 제외한 나머지 데이터라인에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2수평기간이 교번적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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