KR20090013531A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동되는 액정표시장치에서 특정 데이터패턴에 의해 나타나는 세로 줄무늬 현상을 제거하도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 인접한 두 개의 상기 데이터라인들 사이에서 액정셀들을 선택하기 위한 박막트랜지스터들이 상기 데이터라인들을 기준으로 화소행 단위로 서로 다른 위치에 배열되는 제1 기판; 및 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향되게 배치되며 상기 데이터라인들, 게이트라인들, 및 상기 박막트랜지스터들과 대응되는 위치에 형성되는 블랙매트릭스 패턴을 가지는 제2 기판을 구비하고; 상기 액정셀들 각각은 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 가진다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동되는 액정표시장치에서 특정 데이터패턴에 의해 나타나는 세로 줄무늬 현상을 제거하도록 한 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 각각의 액정셀마다 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 패씨브 매트릭스(Passive Matrix) 타입의 액정표시장치에 비하여 동영상을 표시할 때 더 선명한 화질로 영상을 표시할 수 있다.

액티브 매트릭스 타입의 액정표시패널에는 도 1에서 보는 바와 같이 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차되고 그 게이트라인(GL)과 데이터라인(GL)의 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT가 형성된다. TFT는 게이트라인(GL)을 통해 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터라인을 통해 공급되는 데이터전압(Vd)을 액정셀(Clc)의 화소전극(Ep)에 공급한다. 이를 위하여 TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정셀(Clc)은 화소전극(Ep)에 공급되는 데이터전압(Vd)과 공통전극(Ec)에 공급되는 공통전압(Vcom)의 전위차로 충전되며, 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량을 조절하거나 빛을 차단하게 된다. 공통전극(Ec)은 액정셀(Clc)에 전계를 인가하는 방식에 따라 액정표시패널의 상부기판 또는 하부기판에 형성된다. 공통전압(Vcom)이 공급되는 스토리지 라인(미도시)과 액정셀(Clc)의 화소전극(Ep) 사이 또는 전단 게이트라인과 액정셀(Clc)의 화소전극(Ep) 사이에는 액정셀(Clc)의 충전 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor:Cst)가 형성된다.

이러한 액정표시장치는 액정셀(Clc)의 열화와 잔상을 방지하기 위하여 데이터전압(Vd)의 극성을 일정주기마다 반전시키는 "인버젼 방식(Inversion System)"으로 구동된다. 인버젼 방식에는 도트 인버젼(Dot Inversion) 방식, 라인 인버젼(Line Inversion) 방식, 컬럼 인버젼(Column Inversion) 방식 및 프레임 인버젼(Frame Inversion) 방식 등이 있다.

프레임 인버젼 방식은 기수(odd) 프레임동안 모든 액정셀들에 정극성의 데이터전압을 공급하고, 우수(even) 프레임 동안 모든 액정셀들에 부극성의 데이터전압을 인가한다. 이 프레임 인버젼 방식은 프레임 간에 액정셀에 충전되는 전압의 변동이 크기 때문에 플리커(flicker)가 심하게 발생된다.

라인 인버젼 방식은 기수 프레임에서 기수 수평라인의 액정셀들에 정극성의 데이터전압을 공급함과 동시에 우수 수평라인의 액정셀들에 부극성의 데이터전압을 공급하고, 기수 프레임에 이어지는 우수 프레임 기간 동안 이전과 반대로 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 이 라인 인버젼 방식은 수평라인들 간에 액정셀들에 충전되는 전압의 극성이 상반되기 때문에 수평라인들 간에 크로스토크(Crosstalk)가 발생하여 수평라인들간에 줄무늬 패턴과 같은 플리커가 발생한다.

컬럼 인버젼 방식은 기수 프레임에서 기수 수직라인의 액정셀들에 정극성의 데이터전압을 공급함과 동시에 우수 수직라인의 액정셀들에 부극성의 데이터전압을 공급하고, 기수 프레임에 이어지는 우수 프레임 기간 동안 이전과 반대로 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 이 컬럼 인버젼 방식은 수직라인들 간에 액정셀들에 충전되는 전압의 극성이 상반되기 때문에 수직라인들 간에 크로스토크가 발생하여 수평라인들간에 줄무늬 패턴과 같은 플리커가 발생한다.

도트 인버젼 방식은 기수 프레임에서 기수 수직라인과 기수 수평라인의 교점에 위치하는 액정셀들과 우수 수직라인과 우수 수평라인의 교점에 위치하는 액정셀들에 정극성의 데이터전압을 공급함과 동시에 기수 수직라인과 우수 수평라인의 교점에 위치하는 액정셀들과 우수 수직라인과 기수 수평라인의 교점에 위치하는 액정셀들에 부극성의 데이터전압을 공급한다. 그리고, 기수 프레임에 이어지는 우수 프레임 기간 동안 도트 인버젼 방식은 이전과 반대로 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 이 도트 인버젼 방식은 매 프레임마다 데이터전압의 극성이 반전됨과 아울러 한 프레임 기간 내에서 수직방향과 수평방향 각각에서 인접한 화소셀들 간의 데이터전압의 극성이 상반되므로 플리커가 작게 되므로 화질이 다른 인버젼 방식에 비하여 우수하다. 그러나, 도트 인버젼 방식에서는 데이터전압의 극성을 매 수평방향으로 인접한 액정셀들 간에 극성을 반전시킴과 아울러 매 수평기간마다 데이터전압의 극성을 반전시켜야 하기 때문에 다른 인버젼 방식들에 비하여 데이터 구동회로의 구동 주파수가 높아져 소비전력이 커지는 단점이 있다.

근래, 이러한 컬럼 인버젼 방식과 도트 인버젼 방식의 단점들을 극복하기 위한 Z-인버젼 방식이 제안된 바 있다. Z-인버젼 방식은 도 2와 같이 액정패널 상에 형성된 TFT들을 수직라인방향에서 지그재그로 배열하고 컬럼 인버젼 방식의 데이터 구동회로를 이용하여 그 액정패널에 컬럼 인버젼 방식으로 극성이 제어된 데이터를 공급함으로써 액정패널을 도트 인버젼으로 구동시킨다. 이 Z-인버젼 방식은 도트 인버젼으로 액정패널이 구동됨으로써 수직 및 수평 라인간의 플리커를 최소화하여 표시품질을 높일 수 있음은 물론, 도트 인버젼 방식의 데이터 구동회로를 이용하여 액정패널을 구동하는 경우에 비하여 소비전력을 절감할 수 있게 된다. 그러나, Z-인버젼 방식은 도 3과 같이 모든 액정셀들을 구동시키는 일반적인 데이터 패턴에서는 문제가 되지 않지만, 도 4와 같이 특정 액정셀들만을 구동시키는 특정 데이터 패턴에서는 빛이 투과되지 않는 영역의 폭이 인접하는 수직라인에서 크게 편차를 보임으로 인해 뚜렷한 세로 줄무늬 현상을 야기한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 Z-인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치에서 일반적인 화면에서의 개구면을 나타내는 도면이고, 도 4는 Z-인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치의 특정패턴에서의 개구면을 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4에서 "T"는 TFT가 형성 되는 영역을, "BM"은 상부 기판에 형성된 블랙매트릭스에 의해 빛이 투과되지 않는 영역을 나타낸다. 그리고, 상대적으로 밝게 표시된 부분은 백라이트 유닛으로부터의 빛이 투과되는 개구면을 나타낸다.

도 3과 같이, 일반적인 데이터 패턴을 데이터라인(DL)을 통해 액정셀에 인가하여 모든 액정셀들을 구동시키는 경우에는 데이터라인(DL)을 포함하는 비개구 수직라인들의 폭(P)이 서로 동일하다. 이 비개구 수직라인들의 폭(P)은 서로 동일하기 때문에 사람의 눈에 쉽게 시인되지 않는다.

그러나, 도 4와 같이, 기수번째 및 우수번째 데이터라인들 중 어느 한 측으로 블랙데이터를 인가하여 액정셀들을 지그재그로 구동시키는 경우에는 빛이 투과되지 않는 영역의 폭이 인접하는 비개구 수직라인들 간에서 크게 편차를 보인다. 다시 말해, 액정셀을 구동시키기 위한 데이터패턴이 인가되는 데이터라인(DL)을 포함하는 비개구 수직라인의 폭(A)은 블랙데이터가 인가되는 데이터라인(DL)을 포함하는 비개구 수직라인의 폭(B)에 비해 TFT의 형성영역(T)들 만큼 넓게 나타난다. 이 비개구 수직라인들의 폭 차(A-B)가 클수록 사람의 눈에 쉽게 시인된다.

이와 같이, 종래 Z-인버젼 방식을 이용하여 액정패널을 구동하는 경우, 인접하는 비개구 수직라인들 간의 폭 차로 인해 상대적으로 넓은 비개구 수직라인의 폭(A)이 시인되어 액정패널에 뚜렷한 세로 줄무늬 현상이 나타나는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동되는 액정표시장치에서 특정 데이터패턴에 의해 나타나는 세로 줄무늬 현상을 제거하도록 한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 인접한 두 개의 상기 데이터라인들 사이에서 액정셀들을 선택하기 위한 박막트랜지스터들이 상기 데이터라인들을 기준으로 화소행 단위로 서로 다른 위치에 배열되는 제1 기판; 및 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향되게 배치되며 상기 데이터라인들, 게이트라인들, 및 상기 박막트랜지스터들과 대응되는 위치에 형성되는 블랙매트릭스 패턴을 가지는 제2 기판을 구비하고; 상기 액정셀들 각각은 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 개구면은, 상기 데이터라인들, 상기 게이트라인들, 상기 박막트랜지스터들 및 상기 블랙매트릭스 패턴에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다.

상기 박막트랜지스터들은, 기수 화소행에서 상기 데이터라인의 일측에 치우쳐 배치되고, 우수 화소행에서 상기 데이터라인의 타측에 치우쳐 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터라인들 각각은, 이웃하는 상기 박막트랜지스터의 반대방향으로 쉬프트된 것을 특징으로 한다.

상기 데이터라인은, 상기 기수 화소행에서 상기 타측으로 치우쳐 쉬프트되고, 상기 우수 화소행에서 상기 일측으로 치우쳐 쉬프트되는 것을 특징으로 한다.

상기 블랙매트릭스 패턴은, 상기 기수 및 우수 화소행에서 각각 상기 데이터라인의 일측 및 타측에 치우쳐 배치되는 상기 박막트랜지스터들과 중첩됨과 아울러, 상기 박막트랜지스터들과 중첩되는 영역만큼 상기 박막트랜지스터가 없는 상기 데이터라인들과 상기 게이트라인들의 교차부와 중첩하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 액정셀에서 TFT들의 형성영역을 좌우로 쉬프트 시킴으로써, 종래에 비해 휘도 저하없이 액정셀들의 개구면을 좌우 대칭이 되도록 한다. 이를 통해, 본 발명에 따른 액정표시장치는 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동시 나타나는 특정 데이터패턴에 의한 세로 줄무늬 현상을 제거할 수 있다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 5 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정셀(Clc)들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(40)과, 액정패널(40)의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 구동회로(60)와, 액정패널(40)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)을 구동하기 위한 데이터 구동회로(70)와, 게이트 구동회로(60) 및 데이터 구동회로(70)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(50)를 구비한다.

액정패널(40)의 상부유리기판과 하부유리기판 사이에는 액정이 적하된다. 이 액정패널(40)의 하부유리기판에는 m×n 개의 액정셀(Clc)이 매트릭스 타입으로 배치된다. 또한, 액정패널(40)의 하부유리기판에는 m+1 개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)과 n 개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부마다 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT들이 형성된다. TFT들은 스캔펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급한다. 기수 수평라인의 TFT들은 액정셀(Clc)의 좌측 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 기수 게이트라인들(GL1,GL3,GL5...GLn-1)의 교차부에 위치하며, 우수 수평라인에서 TFT들은 액정셀(Clc)의 우측 데이터라인(DL2 내지 DLm+1)과 우수 게이트라인들(GL2,GL4,GL6,...,GLn)의 교차부에 위치한다. TFT들의 게이트전극은 게이트라인들(GL1 내지 GLm)에 접속된다. 기수 수평라인에 위치한 TFT들의 소스전극들은 제1 내지 제m 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 접속되고, 우수 수평라인에 위치한 TFT들의 소스전극들은 제2 내지 제m+1 데이터라인(DL2 내지 DLm+1)에 접속된다. 그리고 기 수 수평라인에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 액정셀들(Clc)의 화소전극들(42)에 접속되고, 우수 수평라인에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 액정셀들(Clc)의 화소전극들(42)에 접속된다. 따라서, 기수 수평라인에 위치하는 액정셀들(Clc)은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되는 데이터를 충전하게 되고, 우수 수평라인에 위치하는 액정셀들(Clc)은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 데이터라인들(DL2 내지 DLm+1)로부터 공급되는 데이터를 충전하게 된다. 결과적으로, 동일한 수직라인의 액정셀들(Clc)에 포함된 TFT들은 두 개의 데이터라인 사이에서 지그재그(Zig-zag)로 배열된다. 지그재그로 배열된 TFT를 통하여 액정셀들(Clc)은 좌우로 인접한 두 개의 데이터라인들 중 어느 하나를 통하여 정극성 또는 부극성 전압을 충전하게 된다.

액정패널(40)의 상부유리기판에는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터패턴과 함께 블랙매트릭스 패턴이 형성된다. 이 블랙매트릭스 패턴은 하부유리기판의 TFT가 형성되는 영역, 게이트라인들(GL1 내지 GLm), 및 데이터라인들(DL1 내지 DLm+1)이 형성되는 영역과 중첩되게 패터닝되어 그 주변의 영역에서 빛샘이 발생되는 것을 차단하는 역할을 한다.

타이밍 콘트롤러(50)는 도시하지 않은 디지털 비디오 카드로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(70)에 공급하게 된다. 또한, 타이밍 콘트롤러(50)는 자신에게 입력되는 수평/수직 동기신호(Hsync,Vsync) 및 도트 클럭(DCLK)을 이용하여 데이터 구동회로(70)와 게이트 구동회로(60)를 구동하기 위 한 타이밍 제어신호(GDC,DDC)를 발생한다. 여기서, 데이터 구동회로(70)를 구동하기 위한 타이밍 제어신호(DDC)에는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등이 있다. 게이트 구동회로(60)를 구동하기 위한 타이밍 제어신호(GDC)에는 게이트스타트펄스(GSP), 게이트쉬프트클럭(GSC) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등이 있다.

게이트 구동회로(60)는 타이밍 콘트롤러(50)로부터의 타이밍 제어신호(GDC)를 이용하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 스캔펄스를 공급하게 된다. 스캔펄스는 각 수평라인의 TFT를 수평라인 단위로 순차적으로 턴-온시킴으로써 데이터가 공급되는 스캔라인을 선택하게 된다. 이 게이트 구동회로(60)는 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 전압의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합하게 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터를 포함한다.

데이터 구동회로(70)는 타이밍 콘트롤러(50)로부터의 타이밍 제어신호(DDC)를 이용하여 타이밍 콘트롤러(50)로부터 입력되는 m 개의 디지털 비디오 데이터를 기수 수평기간에 그대로 출력하고 우수 수평기간에 우측으로 한 채널씩 쉬프트시킨다. 그리고 데이터 구동회로(70)는 수평기간 단위로 쉬프트되는 m 개의 디지털 비디오 데이터와 블랭크 데이터를 정극성 감마보상전압 또는 부극성 감마보상전압으로 변환함으로써 디지털 비디오 데이터와 블랭크 데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환한다. 여기서, 블랭크 데이터는 디지털 비디오 데이터가 존재하는 데이터 인에이블구간 사이에 존재하는 블랭크 데이터로써 타이밍 콘트롤러(50)에 의해 샘플링된 다음에 디지털 비디오 데이터와 함께 데이터 구동회로(70)에 공급된다. 감마보상전압에 의해 아날로그 형태로 변환된 데이터전압은 정극성 감마보상전압과 부극성 감마전압이 수직라인간 교번됨으로써 컬럼 인버젼 방식과 같이 수평으로 인접한 데이터들 간에 극성이 상반되게 된다.

데이터 구동회로(70)에 의해 컬럼 인버젼 방식으로 극성이 반전된 m+1 개의 데이터전압은 스캔펄스에 동기되어 매 수평기간마다 m+1 개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 순차적으로 공급된다. 여기서, m+1 개의 데이터전압에는 전술한 바와 같이 m 개의 적색, 녹색 및 청색의 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 포함하며 1 개의 블랭크 데이터를 포함한다. m 개의 비디오 데이터전압은 우수 수평기간에 우측으로 쉬프트된다. 이렇게 비디오 데이터전압이 우수 수평기간들마다 쉬프트된 후에 극성이 반전되기 때문에, 액정패널(40)은 컬럼 인버젼 방식으로 공급되는 데이터를 도트 인버젼 방식으로 표시할 수 있게 된다.

이렇게 동일한 색의 데이터전압이 매 수평기간마다 1 채널씩 반대로 쉬프트된 후에 극성이 반전되기 때문에 액정패널(40)에 공급되는 데이터전압은 매 수평기간마다 인접한 두 개의 데이터라인들 사이에 교대로 공급된다. 예컨데, 도 5에서 좌측에서 두 번째 수직라인에 배열된 액정셀에 공급되는 녹색 데이터는 매 수평기간마다 극성이 반전됨과 아울러 제2 데이터라인(DL2)과 제3 데이터라인(DL3)에 교대로 공급된다. 이 녹색 데이터는 n 번째 프레임의 첫 번째 수평기간에 제2 데이터라인(DL2)을 통하여 최상단의 액정셀(G21)에 부극성전압으로 공급된다. n 번째 프레임의 두 번째 수평기간에 녹색 데이터는 데이터 구동회로(70)에 의해 우측으로 한 채널 쉬프트된 상태에서 극성이 반전되어 제3 데이터라인(DL3)을 통하여 두 번 째 액정셀(G22)에 정극성전압으로 공급된다. n 번째 프레임의 세 번째 수평기간에 녹색 데이터는 데이터 구동회로(70)에 의해 좌측으로 한 채널 쉬프트된 상태에서 극성이 다시 반전되어 제2 데이터라인(DL2)을 통하여 세 번째 액정셀(G23)에 부극성전압으로 공급된다.

이러한 데이터전압의 극성은 다음 프레임에서 반전된다. 즉, 좌측에서 두 번째 수직라인에 배열된 액정셀에 공급되는 녹색 데이터는 (n+1) 번째 프레임의 첫 번째 수평기간에 제2 데이터라인(DL2)을 통하여 최상단의 액정셀(G21)에 정극성전압으로 공급된다. (n+1) 번째 프레임의 두 번째 수평기간에 녹색 데이터는 데이터 구동회로(70)에 의해 우측으로 한 채널 쉬프트된 상태에서 극성이 반전되어 제3 데이터라인(DL3)을 통하여 두 번째 액정셀(G22)에 부극성전압으로 공급된다. (n+1) 번째 프레임의 세 번째 수평기간에 녹색 데이터는 데이터 구동회로(70)에 의해 좌측으로 한 채널 쉬프트된 상태에서 극성이 다시 반전되어 제2 데이터라인(DL2)을 통하여 세 번째 액정셀(G23)에 정극성전압으로 공급된다.

이상에서 알 수 있는 바, n 번째 프레임 기간 동안 액정패널(40)의 기수 데이터라인(DL1,DL3,DL5...)에는 정극성의 데이터전압이 공급됨과 동시에, 우수 데이터라인(DL2,DL4,DL6...)에는 부극성의 데이터전압이 공급된다. (n+1) 번째 프레임 기간 동안에는 액정패널(40)의 기수 데이터라인(DL1,DL3,DL5...)에 부극성의 데이터전압이 공급됨과 동시에, 우수 데이터라인(DL2,DL4,DL6...)에는 정극성의 데이터전압이 공급된다.

한편, 블랭크 데이터(BK)는 m 개의 비디오 데이터가 매 수평기간마다 1 채널 씩 반대방향으로 쉬프트되기 때문에 매 최좌측의 제1 데이터라인(DL1)이나 최우측의 제m+1 데이터라인(DLm+1)에 공급된다. 이 블랭크 데이터(BK)는 n 번째 프레임 기간동안에 기수 수평기간에서 비디오 데이터가 공급되지 않는 제m+1 데이터라인(DLm+1)에 공급되고, 우수 수평기간에서 비디오 데이터가 공급되지 않는 제1 데이터라인(DL1)에 공급된다. (n+1) 번째 프레임 기간동안에, 블랭크 데이터(BK)는 기수 수평기간에서 비디오 데이터가 공급되지 않는 제1 데이터라인(DL1)에 공급되고, 우수 수평기간에서 비디오 데이터가 공급되지 않는 제m+1 데이터라인(DLm+1)에 공급된다. 이 블랭크 데이터(BK)는 타이밍 콘트롤러(50)에 의해 샘플링되어 디지털 비디오 데이터와 함께 데이터 구동회로(70)에 공급된다.

이와 같이 구동되는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 수직 전계에 의해 액정을 구동하는 TN(Twisted Nemastic) 모드 및 VA(Vertical Alignment) 모드, 수평 전계에 의해 액정을 구동하는 IPS(In Plane Switching) 모드, 및 수평/수직 전계에 의해 액정을 구동하는 FFS(Fringe Field Switching) 모드에 모두 적용 가능하다. 이하에서는 특정 데이터패턴에 의해 나타나는 종래 세로 줄무늬 현상을 제거하기 위한 제1 및 제2 실시예를 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 갖는 액정셀들이 포함된 액정표시장치를 나타낸다.

액정패널(40)의 상부유리기판과 하부유리기판 사이에는 액정이 적하된다. 이 액정패널(40)의 하부유리기판에는 다수의 액정셀(Clc)이 매트릭스 타입으로 배치된다. 또한, 액정패널(40)의 하부유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수 의 게이트라인들(OGL,EGL)이 교차되며 그 교차부마다 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT들이 형성된다. TFT들은 스캔펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 데이터라인들(DL) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급한다. 기수 수평라인들(OHL)의 TFT들은 액정셀(Clc)의 좌측 데이터라인들(DL)과 기수 게이트라인들(OGL)의 교차부에 각각 위치하며, 우수 수평라인들(EHL)의 TFT들은 액정셀(Clc)의 우측 데이터라인들(DL)과 우수 게이트라인들(EGL)의 교차부에 각각 위치한다. TFT들의 게이트전극은 게이트라인들(EGL, OGL)에 접속된다. 기수 수평라인(OHL)에 위치한 TFT들의 소스전극들은 자신을 기준으로 좌측에 인접한 데이터라인들(DL)에 각각 접속되고, 우수 수평라인(EHL)에 위치한 TFT들의 소스전극들은 자신을 기준으로 우측에 인접한 데이터라인들(DL)에 각각 접속된다. 그리고 기수 수평라인(OHL)에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 액정셀들(Clc)의 화소전극들(42)에 각각 접속되고, 우수 수평라인(EHL)에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 액정셀들(Clc)의 화소전극들(42)에 각각 접속된다. 따라서, 기수 수평라인(OHL)에 위치하는 액정셀들(Clc)은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 데이터라인들(DL)로부터 공급되는 데이터를 충전하게 되고, 우수 수평라인(EHL)에 위치하는 액정셀들(Clc)은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 데이터라인들(DL)로부터 공급되는 데이터를 충전하게 된다. 결과적으로, 동일한 수직라인의 액정셀들(Clc)에 포함된 TFT들은 두 개의 데이터라인 사이에서 지그재그(Zig-zag)로 배열된다. 지그재그로 배열된 TFT를 통하여 액정셀들(Clc)은 좌우로 인접한 두 개의 데이터라인들 중 어느 하나를 통하여 정극성 또는 부극성 전압을 충전하게 된다.

액정패널(40)의 상부유리기판에는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터패턴과 함께 블랙매트릭스 패턴(BM)이 형성된다. 이 블랙매트릭스 패턴(BM)은 하부유리기판의 TFT가 형성되는 영역, 게이트라인들(OGL,EGL), 및 데이터라인들(DL)이 형성되는 영역과 중첩되게 패터닝되어 그 주변의 영역에서 빛샘이 발생되는 것을 차단하는 역할을 한다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 기수 수평라인(OHL) 및 우수 수평라인(EHL)에서의 TFT들이 각각 데이터라인들(DL)의 좌측 및 우측에 접속될 때, 기수 수평라인(OHL) 및 우수 수평라인(EHL)에서 각각 이웃하는 박막트랜지스터의 반대방향으로 쉬프트 된 데이터라인들(DL)을 구비한다. 다시 말해, 기수 수평라인(OHL)에서의 데이터라인들(DL)은 TFT가 형성되는 영역 근처에서 일정 부분 좌측으로 쉬프트 되고, 우수 수평라인(EHL)에서의 데이터라인들(DL)은 TFT가 형성되는 영역 근처에서 일정 부분 우측으로 쉬프트 된다. 그리고, TFT가 형성되는 영역 근처에서 데이터라인들(DL)이 수평라인을 단위로 좌측 또는 우측으로 교번적으로 쉬프트 됨으로써, TFT가 형성되는 영역이 전체적으로 좌측 또는 우측으로 쉬프트 된다. 이와 같이, 기수 수평라인(OHL)에서의 TFT들의 형성영역이 좌측으로 쉬프트되고 우수 수평라인(EHL)에서의 TFT들의 형성영역이 우측으로 쉬프트 되면, 액정셀들(Clc) 각각이 좌우방향에서 대칭적인 개구면(44)을 가지게 된다. 개구면(44)은 도시하지 않은 백라이트 유닛으로부터의 광을 투과시켜 화상을 표시하는 부분으로써, 데이터라인들(DL), 게이트라인들(OGL,EGL), TFT들 및 블랙매트릭스 패턴(BM)에 의해 정의된다.

도 7a 및 도 7b는 각각 기수 및 우수 수평라인(OHL,EHL)에서의 대칭적인 개구면을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 8은 특정 액정셀들만을 구동시키는 특정 데이터 패턴에서 빛이 투과되지 않는 영역의 폭이 인접하는 비개구 수직라인들에서 동일하게 됨을 보여주는 도면이다.

도 7a를 참조하면, 기수 수평라인(OHL)에 배치된 액정셀들(Clc)의 TFT들은 자신의 근처에서 좌측으로 쉬프트되는 데이터라인들(DL)에 의해 좌측으로 C/2 만큼 쉬프트되어 형성된다. 이에 따라, 기수 수평라인(OHL)에 배치된 액정셀들(Clc)은 각각 좌우방향에서 대칭적인 개구면(44)을 가지게 된다. 특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 개구면(44)의 우측 하단부에서 C/2 만큼 개구면이 줄어드는 것은 좌측 하단부에서 동일한 크기(C/2)로 보상함으로써, 휘도 저하를 방지한다.

도 7b를 참조하면, 우수 수평라인(EHL)에 배치된 액정셀들(Clc)의 TFT들은 자신의 근처에서 우측으로 쉬프트되는 데이터라인들(DL)에 의해 우측으로 C/2 만큼 쉬프트되어 형성된다. 이에 따라, 우수 수평라인(EHL)에 배치된 액정셀들(Clc)은 각각 좌우방향에서 대칭적인 개구면(44)을 가지게 된다. 특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 개구면(44)의 좌측 하단부에서 C/2 만큼 개구면이 줄어드는 것은 우측 하단부에서 동일한 크기(C/2)로 보상함으로써, 휘도 저하를 방지한다.

결과적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 종래에 비해 휘도 저하없이 액정셀들(Clc)의 개구면을 좌우 대칭이 되도록 함으로써, 도 8과 같이 기 수번째 및 우수번째 데이터라인들 중 어느 한 측으로 블랙데이터를 인가하여 액정셀들을 지그재그로 구동시키는 경우에서의 종래 세로 줄무늬 현상을 방지한다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 갖는 액정셀들이 포함된 액정표시장치를 나타낸다.

액정패널(40)의 상부유리기판과 하부유리기판 사이에는 액정이 적하된다. 이 액정패널(40)의 하부유리기판에는 다수의 액정셀(Clc)이 매트릭스 타입으로 배치된다. 또한, 액정패널(40)의 하부유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(OGL,EGL)이 교차되며 그 교차부마다 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT들이 형성된다. TFT들은 스캔펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 데이터라인들(DL) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급한다. 기수 수평라인들(OHL)의 TFT들은 액정셀(Clc)의 좌측 데이터라인들(DL)과 기수 게이트라인들(OGL)의 교차부에 각각 위치하며, 우수 수평라인들(EHL)의 TFT들은 액정셀(Clc)의 우측 데이터라인들(DL)과 우수 게이트라인들(EGL)의 교차부에 각각 위치한다. TFT들의 게이트전극은 게이트라인들(EGL,OGL)에 접속된다. 기수 수평라인(OHL)에 위치한 TFT들의 소스전극들은 자신을 기준으로 좌측에 인접한 데이터라인들(DL)에 각각 접속되고, 우수 수평라인(EHL)에 위치한 TFT들의 소스전극들은 자신을 기준으로 우측에 인접한 데이터라인들(DL)에 각각 접속된다. 그리고 기수 수평라인(OHL)에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 액정셀들(Clc)의 화소전극들(42)에 각각 접속되고, 우수 수평라인(EHL)에 위치한 TFT들의 드레인전극들은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 액정셀들(Clc)의 화소전극들(42)에 각각 접속된다. 따라서, 기수 수평라인(OHL)에 위치하는 액정셀들(Clc)은 자신을 기준으로 좌측에 인접하는 데이터라인들(DL)로부터 공급되는 데이터를 충전하게 되고, 우수 수평라인(EHL)에 위치하는 액정셀들(Clc)은 자신을 기준으로 우측에 인접하는 데이터라인들(DL)로부터 공급되는 데이터를 충전하게 된다. 결과적으로, 동일한 수직라인의 액정셀들(Clc)에 포함된 TFT들은 두 개의 데이터라인 사이에서 지그재그(Zig-zag)로 배열된다. 지그재그로 배열된 TFT를 통하여 액정셀들(Clc)은 좌우로 인접한 두 개의 데이터라인들 중 어느 하나를 통하여 정극성 또는 부극성 전압을 충전하게 된다.

액정패널(40)의 상부유리기판에는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터패턴과 함께 블랙매트릭스 패턴(BM)이 형성된다. 이 블랙매트릭스 패턴(BM)은 하부유리기판의 TFT가 형성되는 영역, 게이트라인들(OGL,EGL), 및 데이터라인들(DL)이 형성되는 영역과 중첩되게 패터닝되어 그 주변의 영역에서 빛샘이 발생되는 것을 차단하는 역할을 한다.

특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 블랙매트릭스 패턴(BM)을 이용하여 액정셀들(Clc) 각각이 좌우방향에서 대칭적인 개구면(44)을 가지도록 한다. 블랙매트릭스 패턴(BM) 형상 변경은 전술한 데이터라인을 쉬프트 시키는 것에 비해 제조비용이나 공정의 난이도 면에서 유리하다. 이 블랙매트릭스 패턴(BM)은 기수 수평라인(OHL) 및 우수 수평라인(EHL)에서 각각 데이터라인들(DL)의 좌측 및 우측에 치우쳐 배치되는 TFT들과 중첩됨과 아울러 이 TFT들과 중첩되는 영역만큼 TFT들이 없는 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(OGL,EGL)의 교차부와 중첩되도록 패터닝 된다. 개구면(44)은 도시하지 않은 백라이트 유닛으로부터의 광을 투과 시켜 화상을 표시하는 부분으로써, 데이터라인들(DL), 게이트라인들(OGL,EGL), TFT들 및 블랙매트릭스 패턴(BM)에 의해 정의된다.

도 10a 및 도 10b는 각각 기수 및 우수 수평라인(OHL,EHL)에서의 대칭적인 개구면을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 11은 특정 액정셀들만을 구동시키는 특정 데이터 패턴에서 빛이 투과되지 않는 영역의 폭이 인접하는 비개구 수직라인들에서 동일하게 됨을 보여주는 도면이다.

도 10a를 참조하면, 기수 수평라인(OHL)에 배치된 액정셀들(Clc)에서 블랙매트릭스 패턴(BM)은, 액정셀들(Clc)의 좌측에 치우쳐 배치되는 TFT 들의 형성영역(C)과 중첩됨과 아울러 이 중첩영역(C)만큼 TFT들이 형성되지 않는 우측영역과도 중첩되어 패터닝 된다. 이에 따라, 기수 수평라인(OHL)에 배치된 액정셀들(Clc)은 각각 좌우방향에서 대칭적인 개구면(144)을 가지게 된다.

도 10b를 참조하면, 우수 수평라인(EHL)에 배치된 액정셀들(Clc)에서 블랙매트릭스 패턴(BM)은, 액정셀들(Clc)의 우측에 치우쳐 배치되는 TFT 들의 형성영역(C)과 중첩됨과 아울러 이 중첩영역(C)만큼 TFT들이 형성되지 않는 좌측영역과도 중첩되어 패터닝 된다. 이에 따라, 우수 수평라인(EHL)에 배치된 액정셀들(Clc)은 각각 좌우방향에서 대칭적인 개구면(144)을 가지게 된다.

결과적으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 공정상 보다 쉽게 액정셀들(Clc)의 개구면을 좌우 대칭이 되도록 함으로써, 도 11과 같이 기수번째 및 우수번째 데이터라인들 중 어느 한 측으로 블랙데이터를 인가하여 액정셀들을 지그재그로 구동시키는 경우에서의 종래 세로 줄무늬 현상을 방지한다.

한편, 이러한 제1 및 제2 실시예는 병용될 수도 있다. 다시 말해, 액정패널을 패터닝하는 공정에서 용이하게 데이터라인들을 쉬프팅 시킬 수 있는 위치에 대해서는 제1 실시예가, 용이하게 데이터라인들을 쉬프팅 시킬 수 없는 위치에 대해서는 제2 실시예가 함께 적용될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정셀에서 TFT들의 형성영역을 좌우로 쉬프트 시킴으로써, 종래에 비해 휘도 저하없이 액정셀들의 개구면을 좌우 대칭이 되도록 한다. 이를 통해, 본 발명에 따른 액정표시장치는 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동시 나타나는 특정 데이터패턴에 의한 세로 줄무늬 현상을 제거할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 액정표시장치는 블랙매트릭스 패턴을 이용하여 공정상 보다 쉽게 액정셀들의 개구면을 좌우 대칭이 되도록 함으로써 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동시 나타나는 특정 데이터패턴에 의한 세로 줄무늬 현상을 제거할 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 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 등가회로도.

도 2는 종래 Z- 인버젼(Inversion)으로 구동되는 액정표시장치의 액정셀 배치도.

도 3은 종래 Z-인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치의 일반적인 데이터패턴에서의 개구면을 나타내는 도면.

도 4는 종래 Z-인버젼 방식으로 구동되는 액정표시장치의 특정 데이터패턴에서의 개구면을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 블럭도.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 갖는 액정셀들이 포함된 액정표시장치를 나타내는 도면.

도 7a 및 도 7b는 각각 기수 및 우수 수평라인(OHL,EHL)에서의 대칭적인 개구면을 설명하기 위한 도면.

도 8은 특정 액정셀들만을 구동시키는 특정 데이터 패턴에서 빛이 투과되지 않는 영역의 폭이 인접하는 비개구 수직라인들에서 동일하게 됨을 보여주는 도면.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 갖는 액정셀들이 포함된 액정표시장치를 나타내는 도면.

도 10a 및 도 10b는 각각 기수 및 우수 수평라인(OHL,EHL)에서의 대칭적인 개구면을 설명하기 위한 도면.

도 11은 특정 액정셀들만을 구동시키는 특정 데이터 패턴에서 빛이 투과되지 않는 영역의 폭이 인접하는 비개구 수직라인들에서 동일하게 됨을 보여주는 도면.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

40 : 액정패널 50 : 타이밍 콘트롤러

60 : 게이트 구동회로 70 : 데이터 구동회로

42 : 화소전극 44, 144 : 개구면

Claims (6)

1. 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되며 인접한 두 개의 상기 데이터라인들 사이에서 액정셀들을 선택하기 위한 박막트랜지스터들이 상기 데이터라인들을 기준으로 화소행 단위로 서로 다른 위치에 배열되는 제1 기판; 및

   액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향되게 배치되며 상기 데이터라인들, 게이트라인들, 및 상기 박막트랜지스터들과 대응되는 위치에 형성되는 블랙매트릭스 패턴을 가지는 제2 기판을 구비하고;

   상기 액정셀들 각각은 좌우방향에서 대칭적인 개구면을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개구면은,

   상기 데이터라인들, 상기 게이트라인들, 상기 박막트랜지스터들 및 상기 블랙매트릭스 패턴에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 박막트랜지스터들은,

   기수 화소행에서 상기 데이터라인의 일측에 치우쳐 배치되고,

   우수 화소행에서 상기 데이터라인의 타측에 치우쳐 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 데이터라인들 각각은,

   이웃하는 상기 박막트랜지스터의 반대방향으로 쉬프트된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 데이터라인은,

   상기 기수 화소행에서 상기 타측으로 치우쳐 쉬프트되고,

   상기 우수 화소행에서 상기 일측으로 치우쳐 쉬프트되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 블랙매트릭스 패턴은,

   상기 기수 및 우수 화소행에서 각각 상기 데이터라인의 일측 및 타측에 치우쳐 배치되는 상기 박막트랜지스터들과 중첩됨과 아울러, 상기 박막트랜지스터들과 중첩되는 영역만큼 상기 박막트랜지스터가 없는 상기 데이터라인들과 상기 게이트라인들의 교차부와 중첩하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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