KR101036687B1

KR101036687B1 - 액정 표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR101036687B1
Application number: KR1020040038677A
Authority: KR
Inventors: 김재현
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2004-05-29
Filing date: 2004-05-29
Publication date: 2011-05-24
Also published as: KR20050113477A

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 액정표시패널에 구비된 더미화소부의 화소에 주사신호와 테스트신호를 인가하고, 더미라인을 통해 더미화소부의 화소로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출한 다음 그 킥백전압의 영향을 고려한 최적의 공통전압 레벨을 설정할 수 있게 되므로, 액정표시패널들이 서로 다른 킥백전압을 갖는 경우에도 개별 액정표시패널들의 최적의 공통전압 레벨을 쉽고 정확하게 설정할 수 있게 된다.

Description

액정 표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

도1은 일반적인 액정 표시장치를 보인 예시도.

도2는 도1에 있어서, 액정 표시패널에 매트릭스 형태로 배열되는 각각의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도.

도3은 도2에 있어서, 화소의 구동 파형도.

도4는 본 발명에 의한 액정 표시장치의 블럭구성을 보인 예시도.

도5는 도4에 있어서, 더미화소부에 구비되는 화소의 평면구성을 보인 예시도.

도6은 도5에 있어서, 더미화소부에 구비되는 화소의 등가회로를 보인 예시도.

도7은 소형 모델의 액정 표시장치를 보인 예시도.

도8a 및 도8b는 도7에 있어서, 소형 액정 표시장치의 라인 인버젼 구동에 따른 화소의 구동 파형도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

210:액정 표시패널 211:화소부

212:더미화소부 220:구동부

221:공통전압 보상부 DL1:더미라인

본 발명은 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플리커(flicker)나 잔상과 같은 화질 불량의 원인이 되는 킥백전압(kick-back voltage : △Vp)의 영향을 보상하여 화질을 개선하기에 적당하도록 한 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(cathode ray tube : CRT)은 텔레비젼을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 하중과 부피가 크기 때문에 전자 제품의 소형화 및 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.

따라서, 상기 음극선관을 대체하기 위해 소형, 경량화 및 저소비전력의 장점을 갖는 액정 표시장치(liquid crystal display : LCD), 플라즈마 표시장치(plasma display panel : PDP), 전계방출 표시장치(field emission display : FED), 그리고 전계발광 표시장치(electroluminescence display : ELD) 등의 다양한 평판 표시장치가 활발하게 연구 및 개발되고 있다.

상기 평판 표시장치 중에 액정 표시장치는 방향성을 갖고 있는 액정 분자의 배향 방향을 분극성을 이용하여 인위적으로 조절함으로써, 액정의 배향 방향에 따른 광학적 이방성에 의해 빛을 투과 및 차단시킬 수 있게 되며, 이를 응용하여 평 판 표시장치로 사용한다. 최근에는 복수의 화소들을 매트릭스 형태로 배열하고, 각각의 화소에 구비된 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT)와 같은 스위칭 소자를 통해 화상정보를 각각의 화소에 선택적으로 공급하는 액티브 매트릭스 형태(active matrix type)가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 보편적으로 사용되고 있다.

상기한 바와같은 액정 표시장치를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 일반적인 액정 표시장치를 보인 예시도이다.

도1을 참조하면, 액정 표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널(10)과; 상기 액정 표시패널(10)의 일측 단변과 결합되어 액정 표시패널의 게이트라인들에 주사신호를 인가하는 게이트 구동부(20)와; 상기 액정 표시패널(10)의 일측 장변과 결합되어 액정 표시패널의 데이터라인들에 화상신호를 인가하는 데이터 구동부(30)로 구성된다.

상기 액정 표시패널(10)은 일정한 셀-갭(cell-gap)이 유지되도록 합착된 제1,제2기판과, 상기 제1,제2기판의 셀-갭에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 제1기판 상에는 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)가 형성되고, 제2기판 상에는 컬러필터 어레이(color filter array)가 형성된다.

상기 제1기판과 제2기판이 대향하여 합착된 액정 표시패널(10)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 즉, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.

상기 제1기판 상에는 상기 데이터 구동부(30)로부터 공급되는 화상신호를 전송하는 데이터라인들과, 상기 게이트 구동부(20)로부터 공급되는 주사신호를 전송하는 게이트라인들이 교차하며, 그 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 화소들이 개별적으로 형성된다.

상기 게이트 구동부(20)는 상기 게이트라인들에 주사신호를 순차적으로 인가하여 매트릭스 형태로 배열된 화소들이 1개 라인씩 선택되도록 하고, 상기 데이터 구동부(30)는 상기 데이터라인들을 통해 선택된 1개 라인의 화소들에 화상신호를 공급한다.

상기한 바와같이 데이터라인들을 통해 인가되는 화상신호를 화소들에 1개 라인씩 선택적으로 공급하기 위하여 각각의 화소에는 스위칭소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다.

상기 각각의 화소에 형성된 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인에 게이트전극이 접속되고, 상기 데이터라인에 소스전극이 접속되며, 상기 화소의 화소전극에 드레인전극이 접속되어 게이트라인의 주사신호에 따라 데이터라인을 통해 인가되는 화상신호를 선택적으로 화소의 화소전극에 인가 또는 차단하게 된다.

도2는 도1에 있어서, 액정 표시패널(10)에 매트릭스 형태로 배열되는 각각의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도이다.

도2를 참조하면, 화소는 게이트 전극이 게이트라인(101)에 접속되고, 소스 전극이 데이터라인(103)에 접속되는 박막 트랜지스터(100)와, 상기 박막 트랜지스 터(100)의 드레인 전극과 공통전극전압(Vcom) 사이에 병렬 접속된 액정 용량(102)과 스토리지 용량(104)으로 구성되며, 이와같은 화소의 등가회로를 갖는 액정 표시패널의 구동에 대해 도3의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 도2와 도3을 참조하면, 공통전압(Vcom)이 공통전극에 인가되고, 화상신호의 전압(Vdata)이 데이터라인(103)을 통해 박막 트랜지스터(100)의 소스전극에 인가되며, 주사신호(Vg)가 게이트라인(101)을 통해 박막 트랜지스터(100)의 게이트전극에 인가된다.

따라서, 먼저 제n 프레임의 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 박막 트랜지스터(100)의 턴-온 구간에서는 정극성(+)의 화상신호 전압(Vdata)이 소스전극으로부터 드레인전극을 통해 화소전극에 공급되어 액정을 구동하고, 스토리지 용량(104)에 충전된다. 이때, 화소전극에 인가되는 정극성(+)의 화상신호 전압(Vdata)은 박막 트랜지스터(100)의 턴-온 구간에서 액정 용량(102) 및 스토리지 용량(104)의 영향으로 인해 점차로 충전(charging)되며, 도3에 도시한 바와같이 화소전압(Vp) 파형으로 나타난다.

그리고, 상기 주사신호(Vg)가 고전위에서 저전위로 천이하여 박막 트랜지스터(100)가 턴-오프되는 경우에는 박막 트랜지스터(100)의 게이트전극과 드레인전극의 오버-랩에 의한 기생 용량으로 인해 게이트전극의 전압변동이 드레인전극과 접속된 화소전극에 영향을 줌으로써, 상기 충전된 화소전압(Vp)으로부터 전압강하가 발생하는데, 이를 킥백전압(△Vp)이라 지칭한다.

그리고, 상기 주사신호(Vg)가 저전위로 인가되는 박막 트랜지스터(100)의 턴-오프 구간에서는 상기 스토리지 용량(104)에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.

한편, 제n+1 프레임에서는 전술한 인버젼 구동방식이 적용되기 때문에 부극성(-)의 화상신호 전압(Vdata)이 소스 전극으로부터 드레인 전극을 통해 화소전극에 공급되어 액정을 구동하고, 스토리지 용량(104)에 충전된다.

상기 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 이상적으로 공통전압(Vcom)을 기준으로 박막 트랜지스터(100)의 턴-온, 천이 및 턴-오프 구간에서 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 대칭되는 전압 파형을 나타내야 하지만, 상기 킥백전압(△Vp)에 의한 영향으로 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 서로 대칭되지 않게 되고, 이로 인해 액정 표시패널에 표시되는 화상에 플리커나 잔상이 발생하여 화질이 저하되는 문제점을 갖게 된다.

상기 화질 저하를 방지하기 위해서는 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)이 공통전압(Vcom)을 기준으로 대칭되도록 공통전압(Vcom)의 레벨을 조절하여야 한다.

그러나, 상기한 바와같이 공통전압(Vcom)의 레벨을 조절하여 제n 프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)이 공통전압(Vcom)을 기준으로 대칭되도록 하기 위해서는 먼저 킥백전압(△Vp)을 정확히 측정하여야 하는데, 종래의 액정 표시장치는 킥백전압(△Vp)을 정확히 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 상기 킥백전압(△Vp)을 측정하기 위해서는 액정 표시패널을 디캡(decap)하여 화소전극의 전압을 측정하여야 하는데, 이와같이 액정 표시패널을 디캡하는 경우에는 액정 용량(102)이 형성되지 않기 때문에 정확한 킥백전압(△Vp)을 측정할 수 없게 된다.

따라서, 종래에는 상기 화질 저하를 개선하기 위하여 액정 표시패널에 실제 구동환경과 동일한 신호들을 인가하고, 작업자가 액정 표시패널에서 표시되는 화상을 관찰하여 플리커나 잔상이 최소화될 수 있도록 공통전압(Vcom)의 레벨을 수동으로 조절하였다.

그러나, 상기한 바와같은 종래의 방식에서는 작업자마다 플리커나 잔상의 관찰에 대한 편차가 있을 수 있고, 이로 인해 공통전압(Vcom)의 설정된 레벨이 최적의 화상을 제공하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

또한, 작업자의 수동 조작에 의해 공통전압(Vcom)의 레벨을 조절함에 따라 오류가 발생할 수 있으며, 플리커 조절에 별도의 작업시간이 요구되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 플리커나 잔상과 같은 화질 불량의 원인이 되는 킥백전압의 영향을 보상하여 화질을 개선할 수 있는 액정 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 표시장치는 액정 표시패널에 구비되어 화상을 표시하는 화소부와; 상기 액정 표시패널의 화소부 외곽에 구비된 더 미화소부와; 상기 화소부 및 더미화소부를 구동시키는 구동부와; 상기 구동부에 의해 구동된 더미화소부의 화소전압을 구동부에 인가하는 더미라인과; 상기 더미화소의 화소전압으로부터 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 표시장치의 구동방법은 액정 표시패널에 구비된 더미화소부를 구동시키는 단계와; 상기 구동된 더미화소부로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하는 단계와; 상기 킥백전압을 통해 공통전압의 레벨을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 표시장치 및 그 구동방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명에 의한 액정 표시장치의 블럭구성을 보인 예시도이다.

도4를 참조하면, 본 발명에 의한 액정 표시장치는 액정 표시패널(210)에 구비되어 화상을 표시하는 화소부(211)와; 상기 액정 표시패널(210)의 화소부(211) 외곽에 구비된 더미화소부(212)와; 상기 화소부(211) 및 더미화소부(212)에 주사신호, 공통전압 및 화상신호를 인가하여 화소부(211) 및 더미화소부(212)를 구동시키는 구동부(220)와; 상기 주사신호, 공통전압 및 화상신호에 의해 구동된 더미화소부(212)의 화소전압을 상기 구동부(220)에 인가하는 더미라인(DL1)과; 상기 구동부(220)로부터 상기 더미화소부(212)의 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 상기 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부(221)로 구성된다.

상기 액정 표시패널(210)은 일정한 셀-갭이 유지되도록 합착된 제1,제2기판과, 상기 제1,제2기판의 셀-갭에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 제1기판 상에는 박막 트랜지스터 어레이가 형성되고, 제2기판 상에는 컬러필터 어레이가 형성된다.

상기 제1기판과 제2기판이 대향하여 합착된 액정 표시패널(210)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 즉, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.

상기 제1기판 상에는 상기 구동부(220)로부터 공급되는 화상신호를 전송하는 데이터라인들과, 상기 구동부(220)로부터 공급되는 주사신호를 전송하는 게이트라인들이 교차하며, 그 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 화소들이 개별적으로 형성된다.

상기 액정 표시패널(210)의 화소부(211)에는 상기 데이터라인들과 게이트라인들이 교차하여 구획되는 영역에 매트릭스 형태로 화소들이 배열된다.

상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에는 상기 구동부(220)로부터 더미게이트라인을 통해 주사신호를 인가받고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가받는 적어도 하나의 화소가 형성될 수 있으며, 경우에 따라 한행의 화소들이 형성될 수 있다. 즉, 동시에 화소들을 형성하는 공정여건에 의해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다. 또한, 인접하는 화소들과의 영향에 의한 신호특성을 상기 화소부(211)에 형성되는 화소들과 동일하게 하 기 위해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다. 그리고, 복수의 화소들에서 킥백전압을 검출하기 위해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 화소별로 킥백전압을 검출하기 위해 한행의 화소들을 상기 액정 표시패널(210)의 더미화소부(212)에 형성할 수 있다.

상기 더미화소부(212)에 형성되는 적어도 하나의 화소는 상기 액정 표시패널(210)의 제2기판에 형성되는 블랙 매트릭스(black matrix)에 의해 가려지도록 하여 화질에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

상기 구동부(220)는 상기 화소부(211)와 더미화소부(212)의 게이트라인들에 주사신호를 순차적으로 인가하여 매트릭스 형태로 배열된 화소들이 1개 라인씩 선택되도록 하고, 상기 데이터라인들을 통해 선택된 1개 라인의 화소들에 화상신호를 공급한다. 이때, 구동부(220)는 상기 게이트라인들에 주사신호를 인가하는 게이트 구동부와, 상기 데이터라인들에 화상신호를 인가하는 데이터 구동부로 구성될 수 있다.

상기한 바와같이 데이터라인들을 통해 인가되는 화상신호를 상기 화소부(211)와 더미화소부(212)의 화소들에 1개 라인씩 선택적으로 공급하기 위하여 각각의 화소에는 스위칭소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다.

상기 본 발명에 의한 액정 표시장치는 인버젼 방식에 의해 구동된다. 즉, 액정층에 지속적으로 일정한 방향의 전계가 인가될 경우에는 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 액정 표시패널로부터 표시되는 화상에 잔상이 발생하게 된다. 따라서, 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해서 각각의 화소에 인가되는 화상신호의 전압값을 공통전극에 인가되는 공통전압에 대해 정극성(+)과 부극성(-)의 전압이 교번하도록 인가하는데, 이와같은 구동방식을 인버젼 방식이라 한다.

상기 인버젼 구동방식은 화상신호의 전압값이 화상의 한 프레임이 변경될 때마다 상반된 극성으로 공급되도록 하는 프레임 인버젼 방식, 화상신호의 전압값이 게이트라인들이 변경될 때마다 상반된 극성으로 공급되도록 하는 라인 인버젼 방식, 그리고 화상신호의 전압값이 서로 이웃하는 화소들에 상반된 극성으로 공급되도록 함과 아울러 화상의 한 프레임이 변경될 때마다 상반된 극성으로 공급되도록 하는 돗트 인버젼 방식으로 구분된다.

상기한 바와같은 인버젼 구동방식 중에서 돗트 인버젼 방식이 프레임 인버젼 방식이나 라인 인버젼 방식에 비해 플리커나 크로스토크와 같은 화면 왜곡을 억제하여 뛰어난 화질의 화상을 제공하지만, 서로 이웃하는 화소들에 정극성(+) 및 부극성(-)의 화상신호가 상이하게 공급됨에 따라 전력소모가 매우 크기 때문에 무선통신에 적용되는 소형 액정 표시장치의 경우에는 라인 인버젼 방식을 적용하고 있다.

상기한 바와같이 구성되는 본 발명에 의한 액정 표시장치는 다음과 같이 구동된다.

먼저, 상기 구동부(220)가 게이트라인을 통해 주사신호를 인가하여 더미화소부(212)의 화소를 선택하고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가하여 상기 더미화소부(212)의 화소에 화소전압을 충전시킨다.

상기 더미라인(DL1)은 더미화소부(212)의 화소에 충전된 화소전압을 상기 구동부(220)에 인가한다. 이때, 더미화소부(212)를 구동부(220)와 인접하는 영역에 형성하는 경우에 더미라인(DL1)의 길이를 짧게 패터닝하여 저항값을 최소화하고, 설계를 단순화하여 더미라인(DL1)의 형성공정을 쉽게 실시할 수 있게 된다.

상기 공통전압 보상부(221)는 상기 구동부(220)로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 상기 공통전압의 레벨을 조절한다. 이때, 공통전압 보상부(221)는 구동부(220) 내에 설계될 수 있으며, 상기 더미화소부(212)의 화소에 인가된 테스트신호와 상기 더미라인(DL1)을 통해 공급되는 화소전압의 차이를 통해 킥백전압을 검출한다.

도5는 상기 더미화소부(212)에 구비되는 화소의 평면구성을 보인 예시도이다.

도5를 참조하면, 상기 더미화소부(212)에 구비되는 화소는 수평방향으로 배열되는 더미 게이트라인(DGL11)과 수직방향으로 배열되는 데이터라인(DL11)이 교차하여 구획되는 사각형 영역에 정의되며, 그 화소에는 박막트랜지스터(TFT11)와 화소전극(PE11)이 구비된다. 이때, 더미화소부(212)에 구비되는 화소는 화소전극(PE11)과 전기적으로 접속되는 스토리지용량(미도시)을 구비할 수 있다.

상기 박막트랜지스터(TFT11)는 상기 더미 게이트라인(DGL11)의 소정의 위치에서 연장되는 게이트전극(GE11)과, 상기 데이터라인(DL11)의 소정의 위치에서 연장되어 상기 게이트전극(GE11)과 소정의 영역이 오버랩(overlap)되는 소스전극(SE11)과, 상기 게이트전극(GE11)을 기준으로 소스전극(SE11)과 대응되어 상기 게이트전극(GE11)과 소정의 영역이 오버랩되는 드레인전극(DE11)을 구비한다.

상기 소스전극(SE11)과 드레인전극(DE11)은 상기 게이트전극(GE11) 상에서 일정하게 이격되고, 상기 드레인전극(DE11)은 드레인콘택홀(DC11)을 통해 화소전극(PE11)과 전기적으로 접촉된다. 이때, 화소전극(PE11)은 광투과율이 높은 도전물질로 형성되며, 예를 들어 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide)가 적용될 수 있다.

상기 박막트랜지스터(TFT11)에는 반도체층(미도시)이 구비되어 상기 더미 게이트라인(DGL11)을 통해 게이트전극(GE11)에 주사신호가 고전위로 공급되면, 소스전극(SE11)과 드레인전극(DE11) 사이에 도전채널을 형성한다.

즉, 전술한 구동부(220)로부터 주사신호가 더미게이트라인(DGL11)을 통해 박막트랜지스터(TFT11)의 게이트전극(GE11)에 고전위로 공급되면, 그 박막트랜지스터(TFT11)의 소스전극(SE11)과 드레인전극(DE11) 사이에는 도전채널이 형성되고, 이때 구동부(220)로부터 데이터라인(DL11)들을 통해 소스전극(SE11)에 공급되는 테스트신호가 도전채널을 통해 드레인전극(DE11)으로 전송된다. 그리고, 상기 드레인전극(DE11)은 드레인콘택홀(DC11)을 통해 화소전극(PE11)과 접속되어 있기 때문에 드레인전극(DE11)에 공급된 테스트신호가 화소전극(PE11)에 인가된다.

상기 주사신호가 고전위로 인가되는 구간에는 상기 테스트신호가 화소전극(PE11)에 인가되어 액정을 구동시키고, 스토리지 용량(미도시)에 충전된다. 이때, 화소전극(PE11)에 인가되는 테스트신호의 전압은 액정용량 및 스토리지용량의 영향으로 점차로 충전된다.

그리고, 상기 주사신호가 고전위에서 저전위로 천이되는 경우에는 박막트랜지스터(TFT11)의 게이트전극(GE11)과 드레인전극(DE11)의 오버-랩에 의한 기생용량으로 인해 게이트전극(GE11)의 전압변동이 드레인전극(DE11)과 접속된 화소전극(PE11)에 영향을 주어 상기 스토리지 용량에 충전된 테스트신호의 전압으로부터 킥백전압의 전압강하가 발생하여 스토리지 용량에는 테스트신호의 전압에서 킥백전압의 전압차를 갖는 화소전압이 유지된다.

그리고, 상기 주사신호가 저전위로 인가되는 구간에는 상기 스토리지용량에 충전된 화소전압이 화소전극(PE11)에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.

상기 화소전극(PE11)에 공급되는 화소전압은 화소전극(PE11)과 전기적으로 연결된 더미라인(DL1)을 통해 구동부(220)로 인가된다. 이때, 더미라인(DL1)은 상기 화소전극(PE11)과 동일한 재질이 적용될 수 있으며, 화소전극(PE11)과 동시에 패터닝되어 형성될 수 있다.

상기 구동부(220)는 상기 더미화소부(212)의 화소에 인가된 테스트전압과 상기 더미라인(DL1)을 통해 인가된 화소전압을 공통전압 보상부(221)에 인가하고, 공통전압 보상부(221)는 상기 테스트전압과 화소전압의 차를 이용하여 킥백전압을 검 출한 다음 상기 구동부(220)에 제어신호를 인가하여 화소부(211)의 화소들에 인가될 공통전압의 레벨을 조절한다.

도6은 상기한 바와같이 구성되는 더미화소부(212)의 화소에 대한 등가회로를 보인 예시도이다.

도6을 참조하면, 상기 더미화소부(212)의 화소에 대한 등가회로는 게이트전극이 더미게이트라인(DGL21)에 접속되고, 소스전극이 데이터라인(DL21)에 접속되는 박막트랜지스터(TFT21)와, 상기 박막트랜지스터(TFT21)의 드레인전극과 공통전극전압(Vcom) 사이에 병렬 접속된 액정용량(202) 및 스토리지용량(204)과, 상기 박막트랜지스터(TFT21)의 드레인전극에 접속되어 스토리지용량(204)에 충전된 화소전압을 구동부에 인가하는 더미라인(DL2)으로 구성된다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 표시장치는 소형 모델의 액정 표시장치에 적용될 수 있으며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도7은 소형 모델의 액정 표시장치를 보인 예시도이다.

도7을 참조하면, 소형 모델의 액정 표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널(310)과; 상기 액정 표시패널(310)의 일측에 칩-온-글래스(chip-on-glass : COG) 방식으로 실장되어 액정 표시패널(310)의 화소들을 구동시키는 구동부(320)와; 상기 구동부(320)에 화상신호, 제어신호 및 구동전압 등을 인가하는 가요성 인쇄회로부(flexible printed circuit : FPC, 330)로 구성된다.

전술한 바와같이 본 발명에 의한 액정 표시장치는 상기 액정 표시패널(310) 에 화상을 표시하는 화소부와, 상기 액정 표시패널(310)의 화소부 외곽에 구비된 더미화소부와, 상기 더미화소부의 화소전압을 상기 구동부(320)에 인가하는 더미라인이 구비되고, 상기 구동부(310)에 상기 더미화소부의 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부가 구비된다.

상기 더미라인은 상기 액정 표시패널(310)의 일측에 칩-온-글래스 방식으로 실장된 구동부와 본딩패드(bonding pad)를 통해 전기적으로 연결된다.

상기 구동부에는 셋팅된 레지스트값에 따라 상기 더미화소부를 특정한 계조로 구동시키는 제어 레지스터와, 상기 더미화소부의 구동 여부를 선택하기 위한 레지스터가 추가로 구비될 수 있다.

상기한 바와같은 소형 액정 표시장치의 전술한 라인 인버젼 구동에 대해 도8a 및 도8b의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도8a에 도시한 파형도를 참조하면, 공통전압(Vcom)이 게이트라인 단위로 고전위 및 저전위가 교번하는 펄스 형태로 공통전극에 인가되고, 화상신호 전압(Vdata)이 공통전압(Vcom)과 반대의 전위를 갖는 펄스 형태로 데이터라인을 통해 순차적으로 인가된다.

상기한 바와같이 공통전압(Vcom)을 게이트라인 단위로 고전위 및 저전위가 교번하는 펄스 형태로 공통전극에 인가하는 경우에는, 공통전압(Vcom)을 일정한 전압으로 인가하는 경우에 비해 액정을 구동시키기 위한 화상신호 전압(Vdata)의 레벨을 최소화할 수 있게 되고, 이로 인해 액정 표시패널의 전력소모를 줄일 수 있게 된다.

그리고, 도8b의 파형도는 상기 도8a에 도시된 공통전압(Vcom)과 화상신호 전압(Vdata)이 하나의 화소에 인가되는 경우를 나타낸다.

상기 도8b의 파형도를 참조하면, 먼저 제n프레임에서는 주사신호(Vg)가 박막 트랜지스터의 게이트전극에 인가되고, 공통전압(Vcom)이 고전위로 공통전극에 인가되며, 화상신호 전압(Vdata)이 공통전압(Vcom)과 반대의 전위로 인가된다.

따라서, 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 구간에서는 화상신호 전압(Vdata)과 공통전압(Vcom)의 차이에 따른 부극성(-)의 전압이 화소전극에 공급되어 액정을 구동하고, 스토리지용량에 충전된다. 이때, 화소전극에 공급된 부극성(-)의 전압은 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 구간에서 액정용량 및 스토리지용량의 영향으로 인해 점차로 충전되며, 도8b에 도시한 바와같이 화소전압(Vp) 파형으로 나타난다.

그리고, 상기 주사신호(Vg)가 고전위에서 저전위로 천이하는 경우에는 박막트랜지스터의 게이트전극과 드레인전극의 오버-랩에 의한 기생용량으로 인해 게이트전극의 전압변동이 드레인전극과 접속된 화소전극에 영향을 줌으로써, 상기 화소전압(Vp)으로부터 킥백전압의 전압강하가 발생한다.

그리고, 상기 주사신호(Vg)가 저전위로 인가되는 구간에는 상기 스토리지용량에 충전된 화소전압(Vp)이 화소전극(PE11)에 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.

한편, 제n+1프레임에서는 전술한 인버젼 구동방식이 적용되기 때문에 상기 주사신호(Vg)가 박막트랜지스터의 게이트전극에 인가되고, 공통전압(Vcom)이 저전위로 공통전극에 인가되며, 화상신호 전압(Vdata)이 공통전압(Vcom)과 반대의 전위로 인가됨에 따라 화상신호 전압(Vdata)과 공통전압(Vcom)의 차이에 따른 정극성(+)의 전압이 화소전극에 인가되어 액정을 구동하고, 스토리지용량에 충전된다. 이때, 화소전극에 공급된 정극성(+)의 전압은 주사신호(Vg)가 고전위로 인가되는 구간에서 액정용량 및 스토리지용량의 영향으로 인해 점차로 충전되며, 도8b에 도시한 바와같이 화소전압(Vp) 파형으로 나타난다.

상기 제n+1프레임의 화소전압(Vp) 파형은 이상적으로 제n프레임의 화소전압(Vp)과 대칭되는 파형을 나타내야 하지만, 상기 킥백전압에 의한 영향으로 제n프레임의 화소전압(Vp)과 제n+1 프레임의 화소전압(Vp)은 서로 대칭되지 않게 되고, 이로 인해 액정표시패널에 표시되는 화상에 플리커나 잔상이 발생하여 화질이 저하되는 문제점을 갖게 된다.

따라서, 본 발명에서는 전술한 바와같이 액정표시패널에 더미화소부를 마련하고, 그 더미화소부의 화소에 주사신호와 테스트신호를 인가하여, 그 더미화소부의 화소의 화소전압을 더미라인을 통해 구동부의 공통전압 보상부에 인가한 다음 공통전압 보상부를 통해 테스트신호와 화소전압의 차에 따른 킥백전압을 검출하여 액정표시패널의 화소들에 인가될 공통전압의 레벨을 조절함으로써, 전술한 플리커나 잔상과 같은 화질저하를 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와같이 본 발명에 의한 액정표시장치 및 그 구동방법은 액정표시패 널에 구비된 더미화소부의 화소에 주사신호와 테스트신호를 인가하고, 더미라인을 통해 더미화소부의 화소로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출한 다음 그 킥백전압의 영향을 고려한 최적의 공통전압의 레벨을 설정할 수 있게 된다.

따라서, 액정표시패널들이 서로 다른 킥백전압을 갖는 경우에도 개별 액정표시패널들의 최적의 공통전압 레벨을 쉽고 정확하게 설정할 수 있는 효과가 있으며, 또한 최적의 공통전압 레벨을 쉽고 정확하게 설정함에 따라 플리커나 잔상을 방지할 수 있게 되어 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

액정 표시패널에 구비되어 화상을 표시하는 화소부와; 상기 액정 표시패널의 화소부 외곽에 구비된 더미화소부와; 상기 화소부 및 더미화소부를 구동시키는 구동부와; 상기 구동부에 의해 구동된 더미화소부의 화소전압을 구동부에 인가하는 더미라인과; 상기 더미화소부의 화소전압으로부터 킥백전압을 검출하고, 이를 통해 공통전압의 레벨을 조절하는 공통전압 보상부를 구비하고,

상기 더미화소부는 상기 구동부로부터 더미게이트라인을 통해 주사신호를 인가받고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가받는 적어도 하나의 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 더미화소부는 상기 구동부로부터 더미게이트라인을 통해 주사신호를 인가받고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가받는 한행의 화소들을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 더미화소부는 블랙매트릭스에 의해 가려지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공통전압 보상부는 상기 구동부 내에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 더미화소부의 화소는 수평방향으로 배열되는 더미게이트라인과; 수직방향으로 배열되어 상기 더미게이트라인과 교차하는 데이터라인과; 상기 더미게이트라인과 게이트전극이 접속되고, 상기 데이터라인과 소스전극이 접속된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터의 드레인전극과 전기적으로 접속되는 화소전극과; 상기 화소전극과 전기적으로 접속되는 스토리지용량을 구비하여 구성되며, 상기 더미라인이 상기 화소전극에 접속되어 화소전극의 화소전압을 상기 구동부에 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 더미화소부의 화소는 게이트전극이 더미게이트라인에 접속되고, 소스전극이 데이터라인에 접속되는 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터의 드레인전극과 공통전압 사이에 병렬 접속된 액정용량 및 스토리지용량을 구비하여 구성되며, 상기 더미라인이 상기 박막트랜지스터의 드레인전극에 접속되어 상기 스토리지용량에 충전된 화소전압을 상기 구동부에 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 더미라인은 상기 화소부 및 더미화소부에 구비되는 화소들의 화소전극과 동일한 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구동부는 칩-온-글래스(chip-on-glass : COG) 방식으로 상기 액정 표시패널에 실장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
액정 표시패널에 구비된 더미화소부를 구동시키는 단계와; 상기 구동된 더미화소부로부터 화소전압을 인가받아 킥백전압을 검출하는 단계와; 상기 킥백전압을 통해 공통전압의 레벨을 보상하는 단계를 포함하고,

상기 더미화소부는 구동부로부터 더미게이트라인을 통해 주사신호를 인가받고, 데이터라인을 통해 테스트신호를 인가받는 적어도 하나의 화소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서, 상기 공통전압의 레벨을 보상한 다음 상기 액정 표시패널에 구비된 화소부를 인버젼 방식으로 구동시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서, 상기 공통전압의 레벨을 보상한 다음 상기 액정 표시패널에 구비된 화소부를 라인 인버젼 방식으로 구동시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.