KR101839330B1 - 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공통 전압 인가용 TFT를 삭제하면서도 도트 인버전 구동함으로써, 개구율을 높이고 크로스 토크를 저감할 수 있는 액정 표시장치에 관한 것으로, 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인 각각에 서로 반전된 위상을 갖고 프레임 단위로 위상이 반전되는 제 1 및 제 2 공통 전압을 인가하는 공통 전압 생성부; 및 액정패널이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 구동하도록 게이트 라인들과 데이터 라인들을 구동하는 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함하고; 상기 제 1 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀과 상기 제 2 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀을 더 포함하며; 상기 각 화소들은 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인들과 상기 데이터 라인들 사이에 배열되며, 수평 전계를 형성하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하고; 상기 공통 전극들은 제 1 연결 라인을 통해 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀과 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 공통 전압 인가용 TFT를 삭제하면서도 도트 인버전 구동함으로써, 개구율을 높이고 크로스 토크를 저감할 수 있는 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)의 회로 비용을 절감하기 위해 기존 대비 게이트 라인의 수를 2 배로 늘리는 대신 데이터 라인의 수를 1/2 배로 줄여 데이터 드라이브 IC의 수를 줄인 DRD(Double Rate Driving) 방식의 액정 표시장치가 개발되고 있다.
한편, 종래기술에 따른 액정 표시장치는 인버전 구동과, 공통 전압 교류 구동이 적용되고 있다. 인버전 구동은 이웃한 화소에 상반된 극성의 데이터 전압을 교번적으로 인가하여 액정의 열화를 방지하는 기술이다. 공통 전압 교류 구동은 인버전 구동시 소비전력을 절감하는 기술인데, 공통 전압을 교류 구동하여 데이터 전압의 스윙 폭을 절반으로 줄임으로써 데이터 드라이브 IC의 소비전력을 절감할 수 있다.
이하, 공통 전압 교류구동이 적용된 DRD 방식의 액정 표시장치를 설명한다. 그리고 이하에서 설명되는 액정 표시장치는 횡전계 방식의 액정 표시장치이다.
공통 전압 교류구동이 적용된 DRD 방식의 액정 표시장치는 2n 개의 게이트 라인과 m/2 개의 데이터 라인의 교차로 m×n 개(m, n은 자연수)의 화소를 정의하는 액정패널과, 액정패널이 인버전 방식으로 구동되도록 게이트 라인들과 데이터 라인들을 구동하는 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 포함한다.
액정패널은 각 화소에 공통 전압을 인가하기 위해 데이터 라인들과 나란하게 배열되고 각 데이터 라인들 사이에 배열된 다수의 공통 라인을 구비한다. 다수의 공통 라인은 외부로부터 제공된 공통 전압이 인가되는데, 이웃한 공통 라인 별로 반전된 위상을 갖는 공통 전압이 인가된다.
한편, 각 화소는 인접한 공통 라인으로부터 공통 전압을 제공받기 위해 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT)를 구비하는 방식 또는 콘택홀을 통해 공통 라인을 노출시키고 노출된 공통 라인과 해당 화소를 연결하는 방식이 적용되고 있다.
그런데, 상기와 같은 액정 표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 각 화소가 공통 전압 인가용 TFT를 구비하는 방식은 TFT의 기생 커플링 현상으로 인해 공통 전압이 흔들려서 화질 불량이 발생된다. 그리고 각 화소에 구비된 TFT는 개구율 감소를 초래한다.
또한, 각 화소가 콘택홀을 통해 공통 전압을 인가받는 방식은 1 개의 공통 라인이 해당 공통 라인의 좌우측에 구비된 2 열의 화소들에 공통 전압을 인가하므로, 2 열의 화소 단위로 데이터 전압 및 공통 전압의 극성이 반전되는 컬럼 인버전 구동을 하게 된다. 그런데, 컬럼 인버전 구동은 도트 인버전 구동에 비해 플리커(flicker)나 크로스 토크(cross talk)와 같은 화면 왜곡에 취약한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공통 전압 인가용 TFT를 삭제하면서도 도트 인버전 구동함으로써, 개구율을 높이고 크로스 토크를 저감할 수 있는 액정 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 제 1 방향으로 배열된 2n 개의 게이트 라인과 상기 제 1 방향과 수직된 제 2 방향으로 배열된 m/2 개의 데이터 라인의 교차로 n 행 m 열(n, m은 자연수)로 배열된 다수의 화소를 정의하고, 상기 각 데이터 라인의 좌우측에서 상기 제 2 방향으로 배열되는 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인을 포함하는 액정패널과; 상기 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인 각각에 서로 반전된 위상을 갖고 프레임 단위로 위상이 반전되는 제 1 및 제 2 공통 전압을 인가하는 공통 전압 생성부; 및 상기 액정패널이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 구동하도록 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들을 구동하는 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함하고; 상기 제 1 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀과 상기 제 2 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀을 더 포함하며; 상기 각 화소들은 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인들과 상기 데이터 라인들 사이에 배열되며, 수평 전계를 형성하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하고; 상기 공통 전극들은 제 1 연결 라인을 통해 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀과 직접 연결되어 상기 제 1 공통 전압 또는 상기 제 2 공통 전압을 제공받으며, 동일한 공통 전압을 제공받는 인접한 공통 전극들끼리 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
임의의 행에 대하여 상기 각 데이터 라인의 좌우측에 배열된 화소는 동일한 극성의 데이터 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 연결 라인은 홀수 번째 행에 배열되고 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 좌측에 배열된 화소와 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀을 서로 연결하고, 짝수 번째 행에 배열되고 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 우측에 배열된 화소와 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀을 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 데이터 라인의 좌우측에 배열된 화소의 공통 전극은 제 2 연결 라인을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인들의 좌우측에 배열된 화소들의 공통 전극은 제 3 연결 라인을 통해 지그재그 형태로 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
임의의 행에 대하여 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 연결 라인 각각의 좌우측에 배열된 화소는 동일한 극성의 데이터 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 연결 라인은 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 좌우측에 배치되고 홀수 번째 행에 배열된 화소와 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀을 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 좌우측에 배치되고 짝수 번째 행에 배열된 화소의 공통 전극은 제 2 연결 라인을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 데이터 라인을 기준으로 대각선 방향에 배열된 화소의 공통 전극은 제 3 연결 라인을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 3 연결 라인과 상기 공통 전극은 같은 재질로 동일층에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 구동함으로써 컬럼 인버전 구동에 비해 플리커나 크로스 토크와 같은 화면 왜곡을 저감할 수 있다. 그리고 공통 전압을 교류 구동하여 데이터 전압의 스윙 폭을 줄임으로써 데이터 구동부의 소비전력을 절감한다. 그리고 공통 전압 인가용 TFT를 삭제함으로써 개구율을 높일 수 있다. 그리고 각 화소의 공통 전극은 제 1 내지 제 3 연결 라인을 통해 메쉬(Mesh) 형태로 서로 연결됨에 따라 공통 전압의 안정화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정패널의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 3은 실시 예에 따른 제 1 및 제 2 공통 전압의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 데이터 전압의 극성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터 전압의 극성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정패널(2)의 등가 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 액정패널(2)의 레이아웃도이다.
도 8은 도 7에 도시된 A-A’ 선에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정패널(2)의 등가 회로도이다.
도 10은 도 9에 도시된 액정패널(2)의 레이아웃도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구성도이다. 그리고 도 2는 도 1에 도시된 액정패널의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 액정 표시장치는 액정패널(2)과, 게이트 구동부(4)와, 데이터 구동부(6), 및 공통 전압 생성부(8)를 포함한다.
액정패널(2)은 상부기판 및 하부기판과, 상부기판과 하부기판 사이에 구비된 액정층을 포함한다.
하부기판 상에는 화소 어레이가 형성된다. 화소 어레이는 제 1 방향(예를 들어, 가로 방향)으로 배열된 2n 개의 게이트 라인(GL1~GL2n)과 제 1 방향과 수직된 제 2 방향(예를 들어, 세로 방향)으로 배열된 m/2 개의 데이터 라인(DL1~DLm/2)을 포함한다. 그리고 하부기판의 비표시 영역에는 공통 전압 생성부(8)로부터 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 제공받는 바(Bar) 형태의 제 1 및 제 2 공통 라인(미도시)이 형성된다. 이러한 제 1 및 제 2 공통 라인은 다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)과 접속되는데, 다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)은 각 데이터 라인(DL1~DLm/2)의 좌우측에서 제 2 방향으로 배열된다.
게이트 라인들(GL1~GL2n)과 데이터 라인들(DL1~DLm/2)은 서로 교차하여 n 행 m 열(n, m은 자연수)로 배열된 다수의 화소를 정의한다. 각 화소는 TFT를 포함하는데, TFT는 게이트 라인(GL1~GL2n)으로부터 제공된 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인(DL1~DLm/2)으로부터 제공된 데이터 전압을 액정셀(Clc)에 공급한다.
액정셀(Clc)은 데이터 전압이 인가되는 화소 전극(10)과, 화소 전극(10)과 함께 횡전계를 형성하는 공통 전극(12)을 포함한다. 공통 전극(12)은 인접한 공통 전압 라인(CL1, CL2)으로부터 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 제공받는다. 그리고 공통 전극(12)들은 동일한 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 제공받는 인접한 공통 전극들(12)끼리 서로 연결되는 메쉬(Mesh) 형태를 갖는데, 이에 대해서는 구체적으로 후술하기로 한다. 한편, 각 화소는 액정셀(Clc)에 충전된 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Cst)를 더 포함할 수 있다.
상부기판 상에는 하부기판에서 TFT가 형성된 화소 영역에 대응되는 컬러필터 어레이와, 이들을 구획하여 게이트 라인들(GL1~GL2n) 및 데이터 라인들(DL1~DLm/2)을 가리는 블랙 매트릭스가 형성된다.
게이트 구동부(4) 및 데이터 구동부(6)는 액정패널(2)이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 구동하도록 게이트 라인들(GL1~GL2n)과 데이터 라인들(DL1~DLm/2)을 구동한다.
게이트 구동부(4)는 쉬프트 레지스터를 포함하는데, 쉬프트 레지스터는 데이터 구동부(6)에서 출력되는 정극성 또는 부극성 데이터 전압에 동기되도록 약 1 수평기간의 펄스폭을 갖는 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
공통 전압 생성부(8)는 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 생성한다. 이때, 공통 전압 생성부(8)에서 생성된 공통 전압(Vcom1, Vcom2)은 제 1 및 제 2 공통 라인을 경유해서 다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)에 인가된다. 여기서, 공통 전압(Vcom1, Vcom2)은 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 반전된 위상을 갖고 프레임 단위로 위상이 반전되는 제 1 공통 전압(Vcom1) 및 제 2 공통 전압(Vcom2)을 포함한다. 예를 들어 제 1 프레임에 제 1 공통 전압(Vcom1)이 부극성의 전압으로 설정되면, 제 2 공통 전압(Vcom2)은 정극성의 전압으로 설정되며, 제 2 프레임에는 제 1 공통 전압(Vcom1)이 정극성의 전압으로 설정되고 제 2 공통 전압(Vcom2)이 부극성의 전압으로 설정된다.
공통 전압 생성부(8)는 제 1 및 제 2 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)에 교번적으로 인가한다. 예를 들어, 공통 전압 생성부(8)는 제 1 공통 전압 라인(CL1)에 제 1 공통 전압(Vcom1)을 인가하고, 제 2 공통 전압 라인(CL2)에 제 2 공통 전압(Vcom2)을 인가할 수 있다.
다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)은 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)을 포함한다. 예를 들어, 제 1 공통 전압 라인(CL1)은 홀수 번째 데이터 라인(DL1, DL3, DL5, …)의 좌측 및 짝수 번째 데이터 라인(DL2, DL4, DL6, …)의 우측에 배열된다. 그리고 제 2 공통 전압 라인(CL2)은 홀수 번째 데이터 라인(DL1, DL3, DL5, …)의 우측 및 짝수 번째 데이터 라인(DL2, DL4, DL6, …)의 좌측에 배열된다.
이러한 다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)과 데이터 라인들(DL1~DLm/2) 사이에는 화소가 배열된다. 이에 따라, 각 데이터 라인(DL1~DLm/2) 사이에는 행 단위로 2 개씩의 화소가 배열되고, 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2) 사이에도 행 단위로 2 개씩의 화소가 배열된다. 한편, 다수의 공통 전압 라인(CL1, CL2)은 각 화소에 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 공급하기 위해 그들 일부를 노출시키는 콘택홀(H1, H2)을 구비하는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.
데이터 구동부(6)는 액정의 열화를 방지하기 위하여 인버전 구동을 한다. 구체적으로, 데이터 구동부(6)는 외부로부터 제공된 영상 데이터를 이용하여 정극성의 데이터 전압들과 부극성의 데이터 전압들을 생성해서 다수의 데이터 라인(DL1~DLm/2)에 공급한다. 정극성 및 부극성의 데이터 전압들은 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 기준으로 서로 상반된 극성을 나타내며, 서로 동일한 절대값을 갖고 있다.
데이터 구동부(6)는 출력 채널을 통해 정극성 및 부극성의 데이터 전압을 교번적으로 출력한다. 이때, 각 채널에서 출력되는 데이터 전압은 2 수평 기간마다 극성이 반전되고, 매 프레임 마다 극성이 반전된다. 그리고 인접한 채널에서 출력되는 데이터 전압은 서로 극성이 상반된다. 이에 따라, 본 발명은 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 출력 순서에 따라 제 1 및 제 2 실시 예로 나뉠 수 있으며 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 데이터 전압의 극성을 나타내고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터 전압의 극성을 나타낸다. 도 4 및 도 5에서 “+”는 정극성의 데이터 전압을 나타내고 “-”는 부극성의 데이터 전압을 나타낸다.
제 1 실시 예에 따르면, 임의의 프레임 기간 동안 데이터 전압은 도 4에 도시한 바와 같이 홀수 번째 데이터 라인(DL1, DL3, DL5, …)에서 “++--++-- …” 순으로 인가되고, 짝수 번째 데이터 라인(DL2, DL4, DL6, …)에서 “--++--++ …”순으로 인가된다. 이에 따라, 제 1 실시 예는 각 화소에 인가되는 데이터 전압이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 인가되되, 임의의 행에 대하여 각 데이터 라인(DL1~DLm/2)의 좌우측에 배열된 화소가 동일한 극성의 데이터 전압이 인가된다.
그리고 제 2 실시 예에 따르면, 임의의 프레임 기간동안 데이터 전압은 도 5에 도시한 바와 같이 홀수 번째 데이터 라인(DL1, DL3, DL5, …)에 인가되는 데이터 전압이 “+--++--+ …” 순으로 인가되고, 짝수 번째 데이터 라인(DL2, DL4, DL6, …)에 인가되는 데이터 전압이 “-++--++- …” 순으로 인가된다. 이에 따라, 제 2 실시 예는 각 화소에 인가되는 데이터 전압이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 인가되되, 임의의 행에 대하여 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2) 각각의 좌우측에 배열된 화소가 동일한 극성의 데이터 전압이 인가된다.
이와 같은 제 1 및 제 2 실시 예는 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 구동함으로써 컬럼 인버전 구동에 비해 플리커나 크로스 토크와 같은 화면 왜곡이 저감되는 효과가 있다. 또한, 제 1 및 제 2 실시 예는 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 교류 구동하여 데이터 전압의 스윙 폭을 줄이는데, 각 화소에 부극성의 데이터 전압들이 인가될 때 정극성의 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 인가하고, 각 화소에 정극성의 데이터 전압들이 인가될 때 부극성의 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 인가한다. 이에 따라, 기존 대비 액정 구동 전압을 동일하게 유지하면서도 데이터 전압의 스윙 폭을 줄일 수 있어 데이터 구동부(6)의 소비전력을 절감할 수 있다.
이하, 제 1 실시 예를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정패널(2)의 등가 회로도이고, 도 7은 도 6에 도시된 액정패널(2)의 레이아웃도이다. 그리고 도 8은 도 7에 도시된 A-A’ 선에 따른 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제 1 실시 예는 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 데이터 전압을 인가함과 동시에, 공통 전압(Vcom1, Vcom2)도 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 인가한다. 즉, 제 1 실시 예는 제 1 및 제 2 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 수직 도트(화소) 및 수평 2 도트 별로 교번적으로 인가한다.
이를 위해, 제 1 실시 예는 제 1 공통 전압(Vcom1)이 인가되는 다수의 제 1 공통 전압 라인(CL1)과, 제 2 공통 전압(Vcom2)이 인가되는 다수의 제 2 공통 전압 라인(CL2)과, 제 1 공통 전압 라인(CL1) 일부를 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀(H1)과, 제 2 공통 전압 라인(CL2) 일부를 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀(H2)과, 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)에 인가된 공통 전압을 각 화소에 공급하는 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1)을 포함한다.
제 1 연결 라인(LL1)은 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)과 홀수 번째 행에 배열되고 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)의 좌측에 배열된 화소를 서로 연결한다. 그리고 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)과 짝수 번째 행에 배열되고 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)의 우측에 배열된 화소를 서로 연결한다. 이때, 제 1 연결 라인(LL1)의 일측은 제 1 콘택홀(H1) 또는 제 2 콘택홀(H2)과 접속되고, 타측은 화소에 구비된 공통 전극(12)과 접속된다.
제 2 연결 라인(LL2)은 각 데이터 라인의 (DL1~DLm/2) 좌우측에 배열된 화소의 공통 전극(12)을 서로 연결한다.
제 3 연결 라인(LL3)은 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)들의 좌우측에 배열된 화소들의 공통 전극을 지그재그 형태로 서로 연결한다.
이와 같은 제 1 실시 예는 각 화소에 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 인가함에 있어서, 제 1 및 제 2 콘택홀(H1, H2)과 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)을 이용해 각 화소에 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 직접 인가한다. 이에 따라, 제 1 실시 예는 공통 전압 인가용 TFT를 삭제함으로써 개구율을 높일 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)은 각 화소의 공통 전극(12)을 메쉬(Mesh) 형태로 서로 연결함에 따라 각 화소에 인가되는 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 안정적으로 인가할 수 있다.
한편, 도 8을 통해 제 1 실시 예의 단면 구조를 살펴보면 다음과 같다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 하부기판(100)은 게이트 절연막(200)을 사이에 두고 교차하는 게이트 라인(GL1~GL2n) 및 데이터 라인(DL1~DLm/2)과, 이들의 교차로 정의된 화소에서 수평 전계를 형성하도록 형성된 화소 전극(10) 및 공통 전극(12)과, 각 화소에 구비된 TFT와, 공통 전극(12)에 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 인가하기 위한 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)과 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)을 포함한다.
제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)은 데이터 라인(DL1~DLm/2)과 같은 재질로 동일층에 형성되고, 데이터 라인(DL1~DLm/2)과 나란하게 형성된다.
TFT는 게이트 라인(GL1~GL2n)에서 돌출된 게이트 전극(14)과, 데이터 라인(DL1~DLm/2)에 접속된 소스 전극(16)과, 소스 전극(16)으로부터 이격되어 형성된 드레인 전극(18)과, 소스 및 드레인 전극(16, 18) 사이의 채널을 형성하는 활성층(20)과, 소스 및 드레인 전극(16, 18) 각각와 활성층(20) 사이에 형성되는 오믹접촉층(22)을 포함한다.
화소 전극(10)은 하부기판(100) 상에 형성되며, 제 3 콘택홀(H3)을 통해 TFT의 드레인 전극(18)과 접속된다. 제 3 콘택홀(H3)은 보호막(300) 및 게이트 절연막(200)을 관통하여 드레인 전극(18) 일부와 화소 전극(10) 일부를 노출시킨다. 이때, 제 3 콘택홀(H3)을 통해 노출된 드레인 전극(18)과 화소 전극(10)은 콘택 전극(24)을 통해 서로 연결된다.
공통 전극(12)은 화소 전극(10) 상부에 형성되며, 다수의 슬릿을 포함한다. 이러한 공통 전극(12)은 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)을 통하여 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 제공받는다. 이 중에서, 제 1 연결 라인(LL1)은 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)의 일부를 노출시킨 제 1 및 제 2 콘택홀(H1, H2)과 접속된다.
여기서, 공통 전극(12)과 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)은 같은 재질로 동일층에 형성된다.
한편, 제 1 실시 예는 화소 전극(10)이 하부에 형성되고 공통 전극(12)이 상부에 형성되나 이에 국한되지 않으며, 화소 전극(10)이 상부에 형성되고 공통 전극(12)이 하부에 형성될 수 있다.
이하, 제 2 실시 예를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정패널(2)의 등가 회로도이고, 도 10은 도 9에 도시된 액정패널(2)의 레이아웃도이다.
도 9 및 제 10을 참조하면, 제 2 실시 예는 제 1 실시 예와 마찬가지로 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 데이터 전압을 인가함과 동시에, 공통 전압(Vcom1, Vcom2)도 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 인가한다. 즉, 제 2 실시 예는 제 1 및 제 2 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 수직 도트(화소) 및 수평 2 도트 별로 교번적으로 인가한다.
이를 위해, 제 2 실시 예는 제 1 공통 전압(Vcom1)이 인가되는 다수의 제 1 공통 전압 라인(CL1)과, 제 2 공통 전압(Vcom2)이 인가되는 다수의 제 2 공통 전압 라인(CL2)과, 제 1 공통 전압 라인(CL1) 일부를 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀(H1)과, 제 2 공통 전압 라인(CL2) 일부를 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀(H2)과, 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)에 인가된 공통 전압을 각 화소에 공급하는 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1)을 포함한다.
제 1 연결 라인(LL1)은 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)과 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)의 좌우측에 배치되고 홀수 번째 행에 배열된 화소를 서로 연결한다. 이때, 제 1 연결 라인(LL1)의 일측은 제 1 콘택홀(H1) 또는 제 2 콘택홀(H2)과 접속되고, 타측은 화소에 구비된 공통 전극(12)과 접속된다.
제 2 연결 라인(LL2)은 제 1 및 제 2 공통 전압 라인(CL1, CL2)의 좌우측에 배치되고 짝수 번째 행에 배열된 화소들의 공통 전극(12)을 서로 연결한다.
제 3 연결 라인(LL2)은 각 데이터 라인(DL1~DLm/2)을 기준으로 대각선 방향에 배열된 화소를 서로 연결한다. 이때, 제 3 연결 라인(LL3)은 해당 화소들의 공통 전극(12)을 서로 연결한다.
이와 같은 제 2 실시 예는 각 화소에 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 인가함에 있어서, 제 1 및 제 2 콘택홀(H1, H2)과 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)을 이용해 각 화소에 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 직접 인가한다. 또한, 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)은 각 화소의 공통 전극(12)을 메쉬(Mesh) 형태로 서로 연결함에 따라 각 화소에 인가되는 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 안정적으로 인가할 수 있다.
한편, 제 2 실시 예의 단면 구조에 대한 설명은 제 1 실시 예에서 언급한 설명으로 대신하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 구동함으로써 컬럼 인버전 구동에 비해 플리커나 크로스 토크와 같은 화면 왜곡을 저감할 수 있다. 그리고 공통 전압(Vcom1, Vcom2)을 교류 구동하여 데이터 전압의 스윙 폭을 줄임으로써 데이터 구동부(6)의 소비전력을 절감한다. 그리고 공통 전압 인가용 TFT를 삭제함으로써 개구율을 높일 수 있다. 그리고 각 화소의 공통 전극(12)은 제 1 내지 제 3 연결 라인(LL1~LL3)을 통해 메쉬(Mesh) 형태로 서로 연결됨에 따라 공통 전압(Vcom1, Vcom2)의 안정화를 도모할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
CL1: 제 1 공통 전압 라인 CL2: 제 2 공통 전압 라인
LL1: 제 1 연결 라인 LL2: 제 2 연결 라인
LL3: 제 3 연결 라인 6: 데이터 구동부

Claims (10)

  1. 제 1 방향으로 배열된 2n 개의 게이트 라인과 상기 제 1 방향과 수직된 제 2 방향으로 배열된 m/2 개의 데이터 라인의 교차로 n 행 m 열(n, m은 자연수)로 배열된 다수의 화소를 정의하고, 각 상기 데이터 라인의 좌우측에서 상기 제 2 방향으로 배열되는 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인을 포함하는 액정패널과;
    상기 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인 각각에 서로 반전된 위상을 갖고 프레임 단위로 위상이 반전되는 제 1 및 제 2 공통 전압을 인가하는 공통 전압 생성부; 및
    상기 액정패널이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 구동하도록 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들을 구동하는 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함하고;
    상기 제 1 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀과 상기 제 2 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀을 더 포함하며;
    각 상기 화소들은 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인들과 상기 데이터 라인들 사이에 배열되며, 수평 전계를 형성하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하고;
    상기 공통 전극들은 제 1 연결 라인을 통해 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀과 직접 연결되어 상기 제 1 공통 전압 또는 상기 제 2 공통 전압을 제공받으며, 동일한 공통 전압을 제공받는 인접한 공통 전극들끼리 서로 연결되되,
    각 상기 데이터 라인의 좌우측에 배열된 화소의 공통 전극은 제 2 연결 라인을 통해 서로 연결되고,
    상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인들의 좌우측에 배열된 화소들의 공통 전극은 제 3 연결 라인을 통해 지그재그 형태로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    임의의 행에 대하여 각 상기 데이터 라인의 좌우측에 배열된 화소는 동일한 극성의 데이터 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 라인은
    홀수 번째 행에 배열되고 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 좌측에 배열된 화소와 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀을 서로 연결하고,
    짝수 번째 행에 배열되고 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 우측에 배열된 화소와 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 연결 라인은 상기 공통 전극과 동일한 재질을 포함하고, 상기 공통 전극과 동일층에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  5. 제 1 방향으로 배열된 2n 개의 게이트 라인과 상기 제 1 방향과 수직된 제 2 방향으로 배열된 m/2 개의 데이터 라인의 교차로 n 행 m 열(n, m은 자연수)로 배열된 다수의 화소를 정의하고, 각 상기 데이터 라인의 좌우측에서 상기 제 2 방향으로 배열되는 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인을 포함하는 액정패널과;
    상기 다수의 제 1 및 제 2 공통 전압 라인 각각에 서로 반전된 위상을 갖고 프레임 단위로 위상이 반전되는 제 1 및 제 2 공통 전압을 인가하는 공통 전압 생성부; 및
    상기 액정패널이 수직 도트 및 수평 2 도트 인버전 방식으로 구동하도록 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들을 구동하는 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함하고;
    상기 제 1 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀과 상기 제 2 공통 전압 라인의 일부를 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀을 더 포함하며;
    각 상기 화소들은 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인들과 상기 데이터 라인들 사이에 배열되며, 수평 전계를 형성하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하고;
    상기 공통 전극들은 제 1 연결 라인을 통해 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀과 직접 연결되어 상기 제 1 공통 전압 또는 상기 제 2 공통 전압을 제공받으며, 동일한 공통 전압을 제공받는 인접한 공통 전극들끼리 서로 연결되되,
    상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 좌우측에 배치되고 짝수 번째 행에 배열된 화소의 공통 전극은 제 2 연결 라인을 통해 서로 연결되고,
    각 상기 데이터 라인을 기준으로 대각선 방향에 배열된 화소의 공통 전극은 제 3 연결 라인을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    임의의 행에 대하여 상기 제 1 및 제 2 공통 전압 연결 라인 각각의 좌우측에 배열된 화소는 동일한 극성의 데이터 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 라인은
    상기 제 1 및 제 2 공통 전압 라인의 좌우측에 배치되고 홀수 번째 행에 배열된 화소와 상기 제 1 콘택홀 또는 상기 제 2 콘택홀을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 연결 라인은 상기 공통 전극과 같은 재질을 포함하고, 동일층에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
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