KR20070112621A - Ips mode lcd and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 횡전계방식 액정표시장치를 도시한 도면1 is a view showing a conventional transverse electric field type liquid crystal display device
도 2는 종래의 횡전계방식 액정표시장치의 액정화소 내 액정분자의 움직임을 설명하기 위한 액정분자 상태도2 is a state diagram of liquid crystal molecules for explaining the movement of liquid crystal molecules in a liquid crystal pixel of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
도 3은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 구성을 도시한 평면도3 is a plan view showing the configuration of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 도시한 평면도4 is a plan view showing a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 상기 전극제어용 더미화소(PN)와 표시용 화소(PA)의 전극 구성 및 연결 형태를 설명하기 위한 단면도5 is a cross-sectional view illustrating an electrode configuration and connection form of the electrode control dummy pixel PN and the display pixel PA in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 상기 전극제어용 더미화소(PN)와 표시용 화소(PA)의 전극 구성 및 연결 형태의 다른 예시를 설명하기 위한 단면도6 is a cross-sectional view for explaining another example of an electrode configuration and connection form of the electrode control dummy pixel PN and the display pixel PA in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 신호타이밍도7 is a signal timing diagram for explaining driving of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8b는 각각 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 구동에 따른 액정분자의 기동상태를 도시한 액정분자 상태도8A to 8B are liquid crystal molecular state diagrams showing the activation states of liquid crystal molecules according to the driving of the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, respectively.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
PE : 화소전극 CE : 공통전극PE: Pixel electrode CE: Common electrode
D0~Dm : 데이터라인 G1~Gn : 게이트라인D0 ~ Dm: Data line G1 ~ Gn: Gate line
PA : 표시용 액정화소 PN : 전극제어용 더미화소PA: LCD for display PN: Dummy pixel for electrode control
A/A : 표시영역 N/A : 비표시영역A / A: display area N / A: non-display area
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정 응답속도를 향상시켜 정확한 화상 표현에 의한 고품위 실현의 횡전계방식 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 IPS(In-Plane Switching) 모드 액정표시장치는 TN 모드 액정표시장치의 큰 단점인 시야각이 좁다는 문제를 해결하기 위하여 개발된 광시야각을 갖는 액정표시장치이다. 이러한 IPS 모드(이하 횡전계방식) 액정표시장치에서는 공통 전극 및 화소 전극이 동일 기판 상에 함께 형성되며, 상기 전극들 사이에서 발생되는 수평 전계에 의해 액정들이 구동됨으로써, TN 모드의 액정표시장치보다는 더 큰 시야각을 갖게 된다. In general, an IPS (In-Plane Switching) mode liquid crystal display is a liquid crystal display having a wide viewing angle developed to solve the problem of narrow viewing angle, which is a major disadvantage of the TN mode liquid crystal display. In the IPS mode (hereinafter, referred to as a transverse electric field) liquid crystal display, the common electrode and the pixel electrode are formed on the same substrate together, and the liquid crystals are driven by a horizontal electric field generated between the electrodes. You will have a larger viewing angle.
도 1은 종래의 횡전계방식 액정표시장치를 도시한 도면으로서, 기판(10) 상의 소정 영역에 다수의 액정화소를 구성하여 화상이 표시되는 영역인 액티브영역(Active area: 이하 표시영역(A/A))을 형성하고, 상기 표시영역(A/A)으로 화상 데이터를 출력하는 다수의 데이터드라이버(30) 및 상기 다수의 액정화소로의 데이터 입력을 제어하기 위한 스캔신호(Scan signal)를 출력하는 다수의 게이트드라이버(40)가 IC(integrated circuit)칩의 형태로 TCP(tape carrier package)(20)에 실장되어 상기 기판(10)과 연결된다. 상기 TCP(20)에는 다수의 도전 라인이 구성되어 있어 상기 각 드라이버(30)(40)와 상기 표시영역(A/A)과의 전기회로적인 연결을 가능하게 한다.FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional transverse electric field type liquid crystal display device, which is a region in which a plurality of liquid crystal pixels are formed in a predetermined area on a
이때, 통상적으로 상기 데이터드라이버(30)는 상기 기판(10)의 상부에 위치하고, 상기 게이트드라이버(40)는 상기 기판(10)의 측단에 위치하도록 구성되어, 확대도시로 나타낸 화소구조와 같이, 도면상에서 세로 방향으로 데이터라인(Dm-1, Dm, Dm+1)이 형성되고, 상기 데이터라인과 교차되게끔 가로방향으로 게이트라인(Gn)이 형성된다.In this case, the
또한 상기 데이터에 상응하는 컬러를 표시하기 위한 액정화소는 상기 게이트라인(Gn)과 평행하게 적(R), 녹(G), 청(B)의 순으로 수평 배열된다. In addition, the liquid crystal pixels for displaying the color corresponding to the data are horizontally arranged in order of red (R), green (G), and blue (B) in parallel with the gate line (Gn).
상기와 같이 액정화소들이 상기 게이트라인(Gn) 형성방향과 수평하게 배열됨으로써, 횡전계를 형성하기 위해 각각의 액정화소 내에 형성되는 화소전극(PE)과 공통전극(CE)은 상기 데이터라인(Dm-1, Dm, Dm+1) 형성방향과 평행하거나 또는 45도 이내의 방향으로 형성되며, 이러한 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 형성 구조에 의해 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)에 전계를 인가하지 않았을 때 블랙으로 표시되는 노멀리 블랙(normally black) 모드를 표시하기 위해서 화살표 도시와 같이(필요에 따라 화살표 반대방향으로도 수행된다.) 데이터라인 형성 방향으로 러빙을 수행하여 액정을 배향한다. As described above, since the liquid crystal pixels are arranged horizontally with the gate line Gn forming direction, the pixel electrode PE and the common electrode CE, which are formed in each liquid crystal pixel to form a transverse electric field, are connected to the data line Dm. -1, Dm, Dm + 1) are formed in a direction parallel to or within 45 degrees, and the pixel electrode PE and the common electrode are formed by the pixel electrode PE and the common electrode CE. Rubbing is performed in the direction of data line formation, as shown by the arrow (as necessary, in the opposite direction of the arrow) to indicate a normally black mode that is displayed in black when no electric field is applied to CE). To align the liquid crystal.
도 2는 상기와 같은 구성과 특징을 갖는 종래의 횡전계방식 액정표시장치의 액정화소 내 액정분자의 움직임을 설명하기 위한 상태도로서, (a)는 전계 비형성시의 액정분자의 배열상태를 나타내고 (b)는 전계 형성시의 액정분자의 배열 상태를 나타낸다.FIG. 2 is a state diagram for explaining the movement of liquid crystal molecules in a liquid crystal pixel of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device having the configuration and features as described above, and (a) shows an arrangement state of liquid crystal molecules when no electric field is formed. (b) shows the arrangement state of the liquid crystal molecules at the time of electric field formation.
일반적으로 액정화소의 액정분자(LC)는, 도 2의 (a)와 같이, 화소전극(PE)과 공통전극(CE)에 전계를 인가하지 않았을 때(즉, PE=CE=0V) 초기 배향 방향으로 배열된 상태를 유지한다. In general, the liquid crystal molecules LC of the liquid crystal pixel have an initial orientation when no electric field is applied to the pixel electrode PE and the common electrode CE (that is, PE = CE = 0V) as shown in FIG. Maintain the arrangement in the direction.
상기한 초기 상태에서 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 사이에 각각 전압을 인가하여(예를 들어, PE=7V, CE=0V) 전계가 형성되면, 도 2의 (b)와 같이, 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)이 형성하는 전계 방향으로 액정분자(LC)가 회전하고 인가된 전계의 크기에 비례하여 광 투과율을 변화시키게 되는데 이러한 액정분자(LC)의 배향 변경을 라이징(rising)이라 한다. In the initial state, when an electric field is formed by applying a voltage between the pixel electrode PE and the common electrode CE (for example, PE = 7V and CE = 0V), as shown in FIG. In addition, the liquid crystal molecules LC rotate in the electric field direction formed by the pixel electrode PE and the common electrode CE, and the light transmittance is changed in proportion to the magnitude of the applied electric field. The alignment of the liquid crystal molecules LC is changed. This is called rising.
이후 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 사이에 형성된 전계가 사라지면 다시 도 2의 (a)와 같은 초기 상태로 액정분자(LC)가 재배열되는데, 이러한 액정분자의 배향 복귀를 폴링(falling)이라 한다. Thereafter, when the electric field formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE disappears, the liquid crystal molecules LC are rearranged to the initial state as shown in FIG. 2A. falling).
물론 상기와 같은 액정분자(LC)의 기동(rising 및 falling)은 IPS 모드 액정표시장치뿐 아니라 모든 액정표시장치에 대해 공통적인 특성이다. Of course, the above-mentioned rising and falling of the liquid crystal molecules LC is a characteristic common to all liquid crystal display devices as well as the IPS mode liquid crystal display device.
이때 상기 액정분자(LC)는 전계 형성에 따른 라이징(rising) 기동시에는 인가된 전계의 크기에 비해 빠르게 회전되나, 전계가 사라진 후의 폴링(falling) 기 동시에는 액정분자(LC)의 움직임이 라이징(rising) 기동에 비해 매우 느리게 나타난다. 이는 라이징(rising) 기동시에는 액정분자(LC)가 전계에 의해 빠르게 회전되지만 폴링(falling) 기동시에는 액정 및 배향막의 물성(예를 들어, 탄성계수, 회전점도, 배향력 등)에만 의존하여 액정분자가 기동되기 때문이다. At this time, the liquid crystal molecules LC rotate faster than the magnitude of the applied electric field when the rising starts due to the formation of the electric field, but the movement of the liquid crystal molecules LC rises simultaneously with the falling phase after the electric field disappears. (rising) Very slow compared to maneuver This is because the liquid crystal molecules LC are rapidly rotated by the electric field during the rising operation, but only depending on the properties of the liquid crystal and the alignment layer (e.g., elastic modulus, rotational viscosity, alignment force, etc.) during the falling operation. This is because liquid crystal molecules are activated.
이처럼 액정분자(LC)의 느린 폴링(falling) 기동은 다음 프레임을 표시함에 있어서 부정확한 액정분자 배열을 초래하게 되고, 결국 표시하고자 하는 영상을 명확히 표시할 수 없게 되어 화상의 품질을 저하시키게 된다. As such, the slow falling start of the liquid crystal molecules LC results in an incorrect arrangement of the liquid crystal molecules in displaying the next frame. As a result, the image to be displayed cannot be clearly displayed, thereby degrading the quality of the image.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 전계의 형성 및 비형성시 액정분자의 기동이 신속하게 유도되도록 하여 고품위의 영상품질을 가지는 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high quality image quality by quickly inducing the activation of liquid crystal molecules during formation and non-formation of an electric field.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 화소전극 및 공통전극과, 상기 화소전극 및 공통전극과 절연된 제1전극 및 제2전극을 구비한 표시용 액정화소와; 상기 제1전극과 연결된 화소전극을 구비한 비표시용 액정화소를 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a display liquid crystal pixel comprising a pixel electrode and a common electrode, and a first electrode and a second electrode insulated from the pixel electrode and the common electrode; A transverse electric field liquid crystal display device including a non-display liquid crystal pixel having a pixel electrode connected to the first electrode is provided.
상기 제1전극과 제2전극은 각각 상기 화소전극과 공통전극을 모두 교차하는 방향으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode may be formed to extend in a direction crossing all of the pixel electrode and the common electrode, respectively.
상기 제1전극과 제2전극은 모두 상기 화소전극과 공통전극 상부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode are both formed on the pixel electrode and the common electrode.
상기 제1전극과 제2전극은 상기 표시용 액정화소의 어레이층에서 서로 동일한 층 또는 서로 다른 층에 형성되는 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode may be formed on the same layer or on different layers in the array layer of the display liquid crystal pixel.
상기 제1전극과 제2전극은 동일 기판에 형성되거나 또는 서로 다른 기판에 형성되는 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode may be formed on the same substrate or on different substrates.
상기 제1전극과 제2전극의 상부 또는 상기 제1전극과 제2전극 사이에 형성되는 액정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.It further comprises a liquid crystal formed on top of the first electrode and the second electrode or between the first electrode and the second electrode.
상기 제1전극과 제2전극은 투명도전성 물질 또는 금속물질인 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode is characterized in that the transparent conductive material or a metal material.
상기 표시용 액정화소의 공통전극과 상기 제2전극은 서로 연결된 것을 특징으로 한다.The common electrode and the second electrode of the display liquid crystal pixel are connected to each other.
상기 표시용 액정화소의 공통전극과 상기 제2전극은 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.The common electrode and the second electrode of the display liquid crystal pixel may be formed of the same material.
상기 표시용 액정화소와 비표시용 액정화소는 각각 데이터라인과 스캔라인이 형성되고, 상기 데이터라인과 스캔라인에 연결된 박막트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.The display liquid crystal pixel and the non-display liquid crystal pixel may each include a data line and a scan line, and include a thin film transistor connected to the data line and the scan line.
또한 본 발명은 상기와 같이 전술한 특징을 가지는 횡전계방식 액정표시장치의 구동방법으로서, In addition, the present invention is a driving method of a transverse electric field type liquid crystal display device having the above-described characteristics,
제1시간동안 상기 표시용 액정화소의 화소전극에 제1전압을 인가하고 상기 표시용 액정화소의 공통전극과 제2전극에 제2전압을 인가하는 단계와; 제2시간동안 상기 비표시용 액정화소를 통해 상기 제1전극에 리셋전압을 인가하고 상기 표시용 액정화소의 공통전극과 제2전극에 상기 제2전압을 인가하는 단계를 포함하는 횡전계방식 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.Applying a first voltage to a pixel electrode of the display liquid crystal pixel for a first time and applying a second voltage to the common electrode and the second electrode of the display liquid crystal pixel; And applying a reset voltage to the first electrode through the non-display liquid crystal pixel for a second time period, and applying the second voltage to the common electrode and the second electrode of the display liquid crystal pixel. It provides a method of driving a device.
상기 제1시간동안 상기 표시용 액정화소의 제1전극에는 제3전압을 인가하는 단계를 더욱 포함한다. The method may further include applying a third voltage to the first electrode of the display liquid crystal pixel for the first time.
상기 제1전압은 영상 데이터 전압이고, 상기 제2전압은 공통전압인 것을 특징으로 한다.The first voltage is an image data voltage, and the second voltage is a common voltage.
상기 제2전압과 제3전압은 모두 0V 인 것을 특징으로 한다.The second voltage and the third voltage are both 0V.
상기 리셋전압은 5V ~ 50V 사이의 전압인 것을 특징으로 한다.The reset voltage is characterized in that the voltage between 5V ~ 50V.
상기 제1시간과 제2시간을 포함하여 1 프레임 시간을 이루는 것을 특징으로 한다.It is characterized by forming one frame time including the first time and the second time.
상기 제2시간은 상기 1 프레임 시간의 1/20 ~ 1/2 사이의 시간인 것을 특징으로 한다.The second time may be a time between 1/20 and 1/2 of the one frame time.
상기 제2시간동안 상기 표시용 액정화소의 화소전극에 제4전압을 인가하는 단계를 더욱 포함한다.And applying a fourth voltage to the pixel electrode of the display liquid crystal pixel for the second time.
상기 제4전압은 0V 인 것을 특징으로 한다.The fourth voltage is 0V.
상기 각 단계를 매 프레임마다 반복하는 것을 특징으로 한다.Each of the above steps is repeated every frame.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 화소구성을 도시한 평면 도로서, 액정표시패널에 구성되는 전극의 구성 형태만을 평면 도시하였다.3 is a plan view showing a pixel configuration of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, in which only a configuration form of an electrode formed in the liquid crystal display panel is shown in plan view.
본 발명은 횡전계방식 액정표시장치에서 화소전극과 공통전극에 의한 전계의 형성 및 비형성시 액정분자의 기동이 신속하게 유도되도록 하는데 목적이 있는 바, 이를 위해 기존의 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 외에 제1전극(1E) 및 제2전극(2E)을 추가로 형성한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to promptly induce liquid crystal molecules during formation and non-forming of an electric field by a pixel electrode and a common electrode in a transverse electric field type liquid crystal display device. In addition to the electrode CE, the
도시된 바와 같이, 화소전극(PE)과 공통전극(CE)이 소정거리 이격되면서 서로 평행하게 형성되고, 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)을 모두 교차할 수 있는 방향으로 투명도전성 물질(예를 들어, ITO) 또는 금속 물질의 제1전극(1E)과 제2전극(2E)이 서로 평행하게 형성된다. 이때 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)은 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)에 연결되지는 않으며, 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)은 서로 교번되게 형성하되 각 화소마다 제2전극(2E)을 중심으로 양측에 제1전극(1E)이 평행하게 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)은 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)이 형성된 기판에 부가되어 형성되며, 서로 다른 레이어(layer)에 구성되어도 무방하다. As shown, the pixel electrode PE and the common electrode CE are formed in parallel with each other by a predetermined distance, and are transparent conductive materials in a direction that can cross both the pixel electrode PE and the common electrode CE. For example, the
상기와 같이 구성되는 제1전극(1E)과 제2전극(2E)은 액정표시패널의 액정 배향방향과 평행한 방향으로 전계를 형성하여 액정의 복귀 기동인 폴링(falling) 기동이 빠르게 수행되도록 하는데 목적이 있으며, 도 3에서 도시한 화소전극(PE)과 공통전극(CE)은 지그재그 형상의 평면 전극 형태를 예시로 나타내었으나 통상의 IPS 모드 또는 FFS 모드를 포함하는 모든 횡전계방식 액정표시장치에 적용가능하다. The
본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치는 화소전극(도 3의 PE)과 공통전극(도 3의 CE) 외에 액정분자의 복귀 속도를 가속시키기 위한 목적으로 구성되는 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)에 인가되어 전계를 형성하게 하는 전압은 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)에 인가되는 전압을 이용하거나 또는 타이밍컨트롤러(미도시됨)를 이용하거나 또는 설정된 전압신호를 설정된 주기마다 설정된 시간동안 인가할 수 있는 별도의 회로부를 구성하여 인가할 수 있는데 이하 그 바람직한 실시형태를 설명한다. The transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention includes the
도 4는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 도시한 평면도로서 액정화소는 회로적 등가표현으로 도시하였다. 4 is a plan view illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
화상이 표시되는 표시영역(A/A)과 화상이 표시되지 않는 비표시영역(N/A)으로 구분된 기판(100)에 데이터라인(D0~Dm)과 스캔라인(G1~Gn) 및 횡전계방식 구동용 액정화소(PA, PN)가 형성된다. Data lines D0 to Dm, scan lines G1 to Gn, and horizontal lines on the
상기 표시영역(A/A)에 형성되는 액정화소(PA)(이하 '표시용 액정화소'라 칭함)와 상기 비표시영역(N/A)에 형성된 액정화소(이하 '전극제어용 더미화소'라 칭함)(대표화소 PN)에는 도 3에 전술한 형태와 같이 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 상부에 제1전극(1E)과 제2전극(2E)이 더욱 추가되어 형성되는데, 특히 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)은 상기 스캔라인(G1~Gn)과 평행한 방향으로 연장되게 형성된다.Liquid crystal pixels PA formed in the display area A / A (hereinafter referred to as display liquid crystal pixels) and liquid crystal pixels formed in the non-display area N / A (hereinafter referred to as dummy pixel for electrode control). (Representative pixel PN) is formed by further adding the
아울러 상기 전극제어용 더미화소(대표화소 PN)의 화소전극은 상부의 제1전극(1E)과 연결되도록 구성되어 소정의 타이밍에 리셋전압을 인가하게 되고, 상기 제2전극(2E)은 상기 전극제어용 더미화소(PN)의 공통전극(CE)과 연결되거나 또는 각 표시용 액정화소의 공통전극(CE)과 연결되어 공통전압(Vcom)을 인가받아 상기 제1전극(1E)과 전계를 형성하게 된다. In addition, the pixel electrode of the electrode control dummy pixel (representative pixel PN) is configured to be connected to the upper
아울러 상기 표시영역(A/A)과 비표시영역(N/A)에 형성된 액정화소(PA, PN)의 구동을 위해 상기 표시영역(A/A)에는 D1~Dm까지의 데이터라인을 할당하여 형성하고, 상기 비표시영역(N/A)에는 D0의 데이터라인을 할당하여 형성한다. 이때 상기 표시영역(A/A)에 구성된 데이터라인(D1~Dm)으로는 영상데이터 전압이 인가되고 상기 비표시영역(N/A)에 구성된 데이터라인(D0)으로는 상기 표시영역(A/A)의 액정화소(PA)에 형성된 제1전극(도 3의 1E)에 인가될 전압(이하 '리셋전압'이라 칭함)이 인가된다. In addition, in order to drive the liquid crystal pixels PA and PN formed in the display area A / A and the non-display area N / A, data lines from D1 to Dm are allocated to the display area A / A. The data line of D0 is allocated to the non-display area N / A. In this case, an image data voltage is applied to the data lines D1 to Dm configured in the display area A / A, and the display area A / is applied to the data line D0 configured in the non-display area N / A. A voltage (hereinafter referred to as a reset voltage) to be applied to the first electrode (1E of FIG. 3) formed in liquid crystal pixel PA of A) is applied.
도 5는 횡전계방식 액정표시장치에서 상기 전극제어용 더미화소(PN)와 표시용 액정화소(PA)의 전극 구성 및 연결 형태를 설명하기 위한 단면도로서, 도 4의 A-B 간 절단면(액정화소 P01 내지 P21)을 기준으로 간략하게 도시하였다. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an electrode configuration and a connection form of the electrode control dummy pixel PN and the display liquid crystal pixel PA in the transverse electric field type liquid crystal display device. FIG. It is shown briefly on the basis of P21).
도 5를 보면, 박막트랜지스터(TFT) 어레이와 화소전극(PE) 및 공통전극(CE)이 형성된 제1기판(110)과 컬러필터(미도시됨)가 구성되는 제2기판(120)이 액정(LC)을 사이에 두고 이격된다.Referring to FIG. 5, the
상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 상부에는 별도의 절연막(112)을 형성하고, 상기 절연막(112) 상부에 제1전극(도3의 1E)과 제2전극(도3의 2E)을 형성한다. 도면에는 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)이 동일 층에 구성되어 제1전극(1E)만 표시되었으나 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)은 서로 다른 층에 형성되도록 구성할 수도 있다. A separate
이때 상기 전극제어용 더미화소(P01)의 화소전극(114)은 상기 제1전극(1E)과 연결되도록 구성하여 상기 전극제어용 더미화소(P01)의 화소전극(114)에 인가된 전압이 제1전극(1E)에 인가되어 제2전극(2E)과 전계를 형성하게 된다. 또한 도시되지는 않았지만 상기 제2전극(2E)은 상기 표시용 액정화소(P11, P21)의 공통전극(CE) 또는 전극제어용 더미화소(P01)의 공통전극(미도시됨)과 연결되어 상기 공통전극(CE)과 동일 전위를 유지하도록 구성한다. In this case, the
도 6은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 다른 실시예로서, 횡전계 방식(IPS, FFS 등)에 수직전계방식(VA, TN, ECB, OCB 등)을 복합적으로 구성한 액정표시장치에서의 전극 구성 및 연결 형태를 설명하기 위한 단면도로서, 역시 상기 도 4의 A-B 간 절단면을 기준으로 간략하게 도시하였다. 6 illustrates another embodiment of a transverse electric field liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, in which a vertical electric field method (VA, TN, ECB, OCB, etc.) is combined with a transverse electric field method (IPS, FFS, etc.). As a cross-sectional view for explaining the electrode configuration and the connection form of, also briefly shown on the basis of the cross section between AB in FIG.
도시된 액정표시장치는, 제1기판(110)에 형성된 횡전계방식 액정화소(P01, P11, P21)의 하부에 공통전극 역할의 제2전극(2E)이 절연되어 구성되고, 제2기판(120)에 제1전극(1E)이 형성되는 구조로서, 각각의 표시용 액정화소(P11, P21)는 기존의 횡전계방식으로도 동작하고 또한 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)에 의해 형성된 수직전계에 의해 수직전계방식으로도 동작되는 특징을 가진다.In the illustrated liquid crystal display, the
이러한 액정표시장치에서는 포지티브의 유전율 이방성을 가지는 액정(LCP)을 주입하여 사용하는데, 횡전계방식으로의 동작이후 액정분자의 복귀 기동(falling) 시에 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E) 사이에 전계를 형성시키면 액정분자의 복 귀(falling) 속도를 가속시키는 효과를 부가할 수 있다.In such a liquid crystal display device, a liquid crystal (LC P ) having positive dielectric anisotropy is injected and used, and the
이러한 전극제어용 더미화소(PN)의 구성을 통해 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)에 전계를 형성하여 액정분자의 복귀(falling) 속도를 가속시키는 구동방법을 상기 도 4와 도 7의 신호타이밍도 및 도 8a 내지 8c의 액정분자 상태도를 참조하여 상세히 설명한다. The driving method of accelerating the falling speed of the liquid crystal molecules by forming an electric field on the
도 7의 신호타이밍도는 임의의 컬러를 표시할 수 있는 제1 및 제2영상데이터를 임의의 액정화소(예를 들어, 도 4의 P11)에 순차적으로 입력할 때 각 전극에 인가되는 전압의 인가 타이밍을 예시하고 있으며, 도 8a 내지 도 8c는 각각 노멀리 블랙 모드(normally black mode)의 횡전계방식 액정표시장치에서의 제1영상데이터 입력시, 리셋 구동시, 제2영상데이터 입력시의 액정분자의 상태를 예시하고 있다. The signal timing diagram of FIG. 7 shows the voltage applied to each electrode when the first and second image data capable of displaying an arbitrary color are sequentially input to an arbitrary liquid crystal pixel (eg, P11 of FIG. 4). 8A through 8C illustrate the first image data input, reset driving, and second image data input in the transverse electric field type liquid crystal display device of the normally black mode, respectively. The state of a liquid crystal molecule is illustrated.
설명하면, n 번째 프레임에서 전술한 도 3의 전극 구성을 가진 표시영역(A/A) 내의 액정화소(P11)에 임의의 컬러를 표시할 수 있는 제1영상데이터 전압을 인가한다. 예들 들어 화이트 컬러 표시를 위한 화이트 데이터 전압(예를 들어, 7V)을 제1영상데이터로 하여 스캔라인(G1)으로 입력되는 스캔신호에 동기하여 데이터라인(D1)을 통해 화소전극(PE)에 인가하고 공통전극(CE)에는 공통전압(예를 들어 0V)을 인가한다. 이에 상기 액정화소(P11)의 화소전극(PE)과 공통전극(CE) 사이에 전계가 형성되어 액정분자(LC)는 최초 배열상태에서 도 8a와 같이 회전하여 화이트 컬러를 표시하게 된다. In other words, a first image data voltage capable of displaying an arbitrary color is applied to the liquid crystal pixel P11 in the display area A / A having the electrode configuration of FIG. 3 described above in the nth frame. For example, in response to a scan signal input to the scan line G1 using a white data voltage (for example, 7V) for displaying a white color as the first image data, the pixel electrode PE is connected to the pixel electrode PE through the data line D1. The common voltage CE is applied to the common electrode CE. Accordingly, an electric field is formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE of the liquid crystal pixel P11 so that the liquid crystal molecules LC rotate as shown in FIG. 8A in the initial arrangement state to display a white color.
이후 리셋 구간을 가지게 되는데, 이때에는 상기 도 8a의 상태인 액정분자를 원 상태로 재빨리 복귀시키기 위한 구동을 수행하는 구간으로서 제1전극(1E)과 제2 전극(2E) 사이에 전계를 형성하는 단계이다. Thereafter, a reset period is provided. In this case, an electric field is formed between the
즉, 제1영상데이터 전압이 입력된 액정화소(P11)의 화소전극(PE)과 공통전극(CE)에는 전계를 제거하기 위해 동일 프레임 구간 내에 별도의 스캔신호를 인가하고, 상기 별도의 스캔신호에 동기하여 상기 화소전극(PE)에 0V를 입력함과 동시에 전극제어용더미화소(P01)로는 데이터라인(D0)을 통해 리셋전압을 인가한다. That is, a separate scan signal is applied to the pixel electrode PE and the common electrode CE of the liquid crystal pixel P11 to which the first image data voltage is input in the same frame section to remove an electric field, and the separate scan signal. 0V is input to the pixel electrode PE, and a reset voltage is applied to the dummy pixel P01 through the data line D0.
상기 전극제어용더미화소(P01)로 인가된 리셋전압은 전기적으로 연결된 제1전극(1E)에 인가되어 제2전극(2E)과 별도의 전계를 형성하게 된다. 물론 상기 표시영역(A/A)의 액정화소(P11)에 형성된 제2전극(2E)은 공통전극(CE)과 연결되어 0V가 지속적으로 인가되는 상태이다.The reset voltage applied to the electrode control dummy pixel P01 is applied to the
이때 인가되는 리셋전압은 5V~50V 사이에서 선택하는 것이 바람직하나 본 실시예에서는 제1전극(1E)에는 10V를 인가하고 상기 제2전극(2E)에는 공통전압인 0V를 인가한다. At this time, the reset voltage is preferably selected between 5V and 50V, but in this embodiment, 10V is applied to the
상기 인가된 리셋전압에 의해 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E) 사이에는 전계가 형성되고, 이에 액정분자(LC)는 상기 도 8a의 상태에서 도 8b의 상태로 빠르게 복귀하게 된다. An electric field is formed between the
이때 상기 리셋 구간은 액정표시패널이 한 프레임을 표시하는 시간의 1/20~1/2 사이의 시간을 할당할 수 있으며, 이는 액정과 배향막의 물성에 따라 조절된다. In this case, the reset period may allocate a time between 1/20 and 1/2 of the time when the liquid crystal display panel displays one frame, which is adjusted according to the properties of the liquid crystal and the alignment layer.
상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)에 인가된 전계에 의해 액정분자(LC)가 상기 도 8b와 같은 초기 배열상태로 빠르게 복귀하면 다음번 n+1 번째 프레임에서 입력 되는 제2영상데이터 전압(예를 들어 3V, 도 8c에 액정분자 상태를 도시함)에 의한 영상 표현을 신속하고도 정확하게 구현할 수 있는 장점이 있다. When the liquid crystal molecules LC quickly return to the initial arrangement as shown in FIG. 8B by the electric field applied to the
물론 상기 제2영상데이터의 입력 후에도 리셋구간을 통해 회전된 액정분자(LC)를 도 8b와 같은 초기 배열 상태로 빠르게 복귀시킨 후 다음 순번 프레임의 구동을 수행한다. Of course, even after the input of the second image data, the liquid crystal molecules LC rotated through the reset section are quickly returned to the initial arrangement as shown in FIG. 8B, and then the next frame is driven.
또한 상기 제1전극(1E)과 제2전극(2E)에 리셋전압이 입력되는 동안 상기 화소전극(PE)에는 노멀리 블랙 모드의 경우 블랙데이터 전압을 인가하여 액정분자(LC)의 복귀를 더욱 가속시키는 방법을 부가할 경우 액정분자(LC)의 복귀(falling) 기동은 매우 신속해진다. In addition, while a reset voltage is input to the
상기 실시예를 통해 설명한 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는, 영상데이터 입력에 따른 액정 응답 후 다음 영상데이터의 입력을 위한 폴링(falling) 기동이 신속하게 수행되기 때문에 액정표시패널의 정확한 영상표현이 가능한 장점이 있다. 또한 횡전계방식의 액정표시장치뿐 아니라 통상의 TN 모드 액정표시장치 등에도 별도의 전극 추가를 통해 충분히 응용할 수 있어 액정표시장치의 고품위 화질을 보장할 수 있는 하나의 방안으로 충분히 활용 가능할 것이다. In the transverse electric field type liquid crystal display device according to the embodiment described above, a falling start for input of the next image data is quickly performed after the liquid crystal response according to the image data input, so that accurate image expression of the liquid crystal display panel is performed. This has a possible advantage. In addition, it can be sufficiently applied by adding a separate electrode to a conventional TN mode liquid crystal display device as well as a transverse electric field type liquid crystal display device, so that it can be sufficiently utilized as a method to guarantee high quality image quality of the liquid crystal display device.
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