KR20080053831A - LCD and its driving method - Google Patents
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Abstract
액정 패널의 표시 품질을 개선할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는, 제1 방향으로 형성되며 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인, 제2 방향으로 상기 게이트 라인과 교차되도록 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 동일한 방향으로 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 제1 더미 전극을 포함하는 제1 더미 라인, 상기 제1 더미 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극의 하나의 장변 및 단변과 오버랩되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 스토리지 전극을 포함하는 스토리지 전극 라인, 상기 데이터 라인과 동일한 방향으로 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 제2 더미 전극을 포함하는 제2 더미 라인 및 상기 제2 더미 전극 사이에 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 제3 더미 전극을 포함한다.Provided are a liquid crystal display device and a driving method thereof capable of improving the display quality of a liquid crystal panel. The liquid crystal display includes a gate line formed in a first direction and intersecting the gate line in a second direction, and a data line including a source and a drain electrode overlapping the gate electrode, and the gate. A first dummy line including a first dummy electrode overlapping the gate electrode, a pixel electrode electrically connected to the first dummy electrode, and overlapping one long side and a short side of the pixel electrode A storage electrode line including a storage electrode overlapping the gate electrode, a second dummy line formed in the same direction as the data line and including a second dummy electrode overlapping the gate electrode; And a third dummy electrode overlapping the gate electrode.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a pixel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 박막 트랜지스터 기판의 배치도이다.3A is a layout view of a thin film transistor substrate manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a의 A 부분을 확대한 도면이다.3B is an enlarged view of a portion A of FIG. 3A.
도 4a는 도 3a의 Ⅳa - Ⅳa' 선을 따라 절단한 단면도이다.4A is a cross-sectional view taken along the line IVa-IVa 'of FIG. 3A.
도 4b는 도 3a의 Ⅳb - Ⅳb'와 Ⅳc - Ⅳc' 및 Ⅳd - Ⅳd'선을 따라 절단한 단면도이다.4B is a cross-sectional view taken along the lines IVb-IVb ', IVc-IVc', and IVd-IVd 'of FIG. 3A.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 전극의 충전을 나타내는 파형도이다.5 is a waveform diagram illustrating charging of a pixel electrode according to an exemplary embodiment of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
300: 액정 패널 400L, 400R: 게이트 구동부300:
500: 데이터 구동 600: 타이밍 제어부500: data driving 600: timing control unit
700: 전압 발생부 800: 계조 전압 발생부700: voltage generator 800: gray voltage generator
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 패널의 표시 품질을 개선할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly, to a liquid crystal display device and a driving method thereof capable of improving the display quality of a liquid crystal panel.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력 및 낮은 구동전압을 갖는 장점이 있다.In general, a liquid crystal display (Liquid Crystal Display) is a flat panel display device that displays an image using a liquid crystal (Liquid Crystal), is thinner and lighter than other display devices, has the advantage of low power consumption and low driving voltage There is this.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; 이하, LCD라 함)는 기준전극과 컬러필터 등이 형성되어 있는 색필터 표시판과, 스위칭 소자와 화소전극 등이 형성되어 있는 박막트랜지스터과, 이 두 기판 사이에 액정층이 개재되며, 화소전극과 기준전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현한다.The liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) includes a color filter display panel on which reference electrodes and color filters are formed, a thin film transistor on which switching elements and pixel electrodes are formed, and a liquid crystal layer between the two substrates. Interposed therebetween, an electric field is formed by applying different potentials to the pixel electrode and the reference electrode to change the arrangement of the liquid crystal molecules, thereby controlling the light transmittance to express an image.
최근, 게이트 구동부를 액정 패널의 양측에 각각 배치하여 게이트 구동 주파수를 낮추고, 데이터 구동부의 개수를 감소시키기 위해 R, G, B 화소를 가로 방향으로 배치하고 있다. 이렇게 R, G, B 화소를 가로 방향으로 배치하게 되면, 데이터 배선수가 1/3로 감소하는 반면에 게이트 배선은 3배 증가하게 되어 각각의 게이트 라인의 충전시간이 1/3으로 줄어들게 된다. Recently, R, G, and B pixels are arranged in the horizontal direction in order to reduce the gate driving frequency and reduce the number of data driving units by disposing the gate drivers on both sides of the liquid crystal panel. When the R, G, and B pixels are arranged in the horizontal direction, the number of data lines is reduced by 1/3 while the gate lines are increased by three times, thereby reducing the charging time of each gate line by 1/3.
그러나, 상대적으로 데이터 라인의 개수가 줄어들게 되어 화소의 충전량 부 족으로 인해 화면에 얼룩이 생기게 되고, 이를 해결하기 위해 화소에 전압을 예비 충전하는 방식을 사용하고 있다. 이러한 방법은 대형 크기의 패널에서는 문제가 되지 않으나, 노트북이나 모니터와 같은 소형 크기의 패널에서는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 소형 크기의 패널에서는 면적을 고려하여 패널의 일측에는 홀수 번째 게이트 라인들이 연결되어 있는 게이트 구동부를, 타측에는 짝수 번째 게이트 라인들이 연결되어 있는 게이트 구동부를 배치하고, 이와 함께 예비 충전 방식을 사용하고 있다. 그러나, 이러한 방법도 화소 간에 전압 편차가 발생하게 되어 휘도차를 유발시켜서 화소 번짐 불량으로 나타나게 된다. However, the number of data lines is relatively reduced, resulting in unevenness of the screen due to insufficient charge of the pixel, and in order to solve this problem, a method of precharging a voltage to the pixel is used. This method is not a problem for large panels, but it is a problem for small panels such as laptops and monitors. Therefore, in the panel having a small size, a gate driver in which odd-numbered gate lines are connected to one side of the panel and a gate driver in which even-numbered gate lines are connected to the other side of the panel are used, and a preliminary charging method is used. Doing. However, such a method also causes a voltage deviation between the pixels, causing a luminance difference, resulting in poor pixel bleeding.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액정 패널의 표시 품질을 개선할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving the display quality of a liquid crystal panel.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액정 패널의 표시 품질을 개선할 수 있는 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method of driving a liquid crystal display device capable of improving the display quality of a liquid crystal panel.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제1 방향으로 형성되며 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인, 제2 방향으로 상기 게이트 라인과 교차되도록 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 동일한 방향으로 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 제1 더미 전극을 포함하는 제1 더미 라인, 상기 제1 더미 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극의 하나의 장변 및 단변과 오버랩되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 스토리지 전극을 포함하는 스토리지 전극 라인, 상기 데이터 라인과 동일한 방향으로 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 제2 더미 전극을 포함하는 제2 더미 라인 및 상기 제2 더미 전극 사이에 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩되는 제3 더미 전극을 포함한다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes a gate line formed in a first direction and intersecting the gate line in a second direction, and formed in the second direction. A data line including a source and drain electrode overlapping the first and second electrodes; a first dummy line formed in the same direction as the gate line and including a first dummy electrode overlapping the gate electrode; and electrically connected to the first dummy electrode. A storage electrode line overlapping a pixel electrode, one long side and a short side of the pixel electrode, the storage electrode line including a storage electrode overlapping the gate electrode, and a second dummy formed in the same direction as the data line and overlapping the gate electrode Is formed between the second dummy line and the second dummy electrode including an electrode, And a third dummy electrode which overlaps with the gate electrode group.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 제1 수직 동기 시작 신호를 제공하는 단계, 상기 제1 수직 동기 시작 신호를 제공받아 N번째 게이트 라인에 게이트 온 전압을 인가하고, 해당 게이트 라인에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 턴온시켜 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 해당 화소에 예비 충전하는 단계, 상기 (N+2)번째 게이트 라인에 게이트 온 전압을 인가하고, 해당 게이트 라인에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 턴온시켜 데이터 전압을 충전하는 단계, 제2 수직 동기 시작 신호를 제공하는 단계 및 상기 제2 수직 동기 시작 신호를 제공받아 (N+1)번째 게이트 라인에 게이트 온 전압을 인가하고, 해당 게이트 라인에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 턴온시켜 상기 충전된 데이터 전압을 상기 화소에 본 충전하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal display, the method comprising: providing a first vertical synchronization start signal and receiving the first vertical synchronization start signal to a gate at an N-th gate line; Applying an on voltage, turning on the thin film transistor connected to the corresponding gate line and precharging the pixel connected to the thin film transistor, applying a gate on voltage to the (N + 2) th gate line, Charging the data voltage by turning on the thin film transistor connected to the corresponding gate line, providing a second vertical synchronizing start signal, and receiving the second vertical synchronizing start signal to a gate at the (N + 1) th gate line. The charged data voltage is applied by applying an on voltage and turning on the thin film transistor connected to the corresponding gate line. And a step of charging in the pixel.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various forms, and the present embodiments are merely provided to make the disclosure of the present invention complete and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400L, 400R), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 이들을 제어하는 타이밍 제어부(600) 및 전압 생성부(700)를 포함한다.As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment, a gray scale connected to the
액정 패널(300)은 등가 회로로 볼 때 다수의 표시 신호선(G1 - Gn, D1 -Dm)과 이에 연결되어 있으며, 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 단위 화소(Px)를 포함한다.The
여기서, 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)은 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인(G1 - Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이트선(D1 - Dm)을 포함한다. 게이트 라인(G1 - Gn)은 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이트선(D1 - Dm)은 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.Here, the display signal lines G1-Gn and D1-Dm include a plurality of gate lines G1-Gn transferring gate signals and data lines D1-Dm transferring data signals. The gate lines G1-Gn extend in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D1-Dm extend in the column direction and are substantially parallel to each other.
여기에서 도시되지 않았으나, 각 단위 화소(PX)는 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)에 연결된 스위칭 소자와 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor) 및 스토리지 캐패시터(storage capacitor)를 포함한다. 스토리지 캐패시터는 필요에 따라 생략할 수 있다.Although not shown, each unit pixel PX includes a switching element connected to the display signal lines G1-Gn and D1-Dm, a liquid crystal capacitor, and a storage capacitor connected thereto. The storage capacitor can be omitted as needed.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 단위 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터를 구비함으로써 가능하다. 또한, 컬러 필터는 제2 표시판의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 제1 표시판의 화소 전극 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.On the other hand, in order to implement color display, each unit pixel should be able to display color, which is possible by providing a red, green, or blue color filter in a region corresponding to the pixel electrode. In addition, although the color filter is formed in a corresponding region of the second display panel, the color filter may be formed above or below the pixel electrode of the first display panel.
액정 패널(300)의 제1 표시판 및 제2 표시판 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(미도시)가 부착된다.A polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of at least one of the first display panel and the second display panel of the
계조 전압 생성부(800)는 단위 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성할 수 있다. 즉, 두 벌 중 한 벌은 정극성 전압이고, 다른 한 벌은 부극성 전압이 된다. 정극성 전압과 부극성 전압은 공통 전압(Vcom)에 대해 데이터 전압의 극성이 반대인 전압을 의미하며, 반전 구동시 교대하여 액정 패널에 각각 제공된다.The
게이트 구동부(400L, 400R)는 액정 패널(300)의 좌측과 우측에 배치되고, 각각의 게이트 라인(G1 - Gn)과 연결되어 있으며, 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2)를 게이트 라인(G1 - Gn)에 인가한다.The
데이터 구동부(500)는 액정 패널(300)의 데이트선(D1 - Dm)에 연결되어 있으 며, 계조 전압 생성부(800)로부터 제공된 전압에 기초하여 다수의 계조 전압을 생성하고, 생성된 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 단위 화소에 인가하며 통상 다수의 집적 회로로 이루어진다.The
타이밍 제어부(600)는 게이트 구동부(400L, 400R) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400L, 400R) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다. The
전압 생성부(700)는 다수의 구동 전압을 생성한다. 예를 들어, 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2) 및 공통 전압(Vcom)을 생성한다. 여기에서, 제1 및 제2 게이트 클럭 신호(CPV1, CPV2)는 스위칭 소자를 구동할 수 있도록 하이 레벨인 경우에는 게이트 온 전압(Von)이고, 로우 레벨인 경우에는 게이트 오프 전압(Voff)을 의미한다.The
이하에서 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Hereinafter, the display operation of the liquid crystal display will be described in more detail.
타이밍 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 타이밍 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 패널(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400L, 400R)로 제공하고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신 호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 제공한다.The
여기서, 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von) 구간의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV1, STV2), 게이트 온 전압(Von)의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다. Here, the gate control signal CONT1 is an output enable signal OE that defines the width of the vertical synchronization start signals STV1 and STV2 and the gate on voltage Von indicating the start of the output of the gate-on voltage Von period. And the like.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이트선(D1 - Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 데이터 로드 신호(TP), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 '공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성'을 줄여 '데이터 전압의 극성'이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클럭 신호(HCLK) 등을 포함한다.The data control signal CONT2 is a horizontal load start signal STH indicating the start of input of the image data R ', G', and B 'and a data load signal for applying a corresponding data voltage to the data lines D1-Dm. (TP), an inversion signal (RVS) and a data clock signal that inverts the polarity of the data voltage with respect to the common voltage (Vcom) (hereinafter referred to as 'polarity of the data voltage by reducing the polarity of the data voltage for the common voltage'). (HCLK) and the like.
데이터 구동부(500)는 타이밍 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 단위 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다. The
게이트 구동부(400L, 400R)는 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트 라인(G1 - Gn)에 인가하여 이 게이트 라인(G1 - Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다.The
하나의 게이트 라인(G1 - Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자가 턴온되어 있는 동안[이 기간을 '1H' 또는 '1 수평주기(horizontal period)'이라고 함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이트선(D1 - Dm)에 공급한다. 데이트선(D1 - Dm)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자를 통해 해당 단위 화소에 인가된다.While the gate-on voltage Von is applied to one gate line G1-Gn, and a row of switching elements connected thereto is turned on (this period is referred to as '1H' or '1 horizontal period'). ], The
액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 제1 표시판 및 제2 표시판에 부착된 편광자(미도시)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.The liquid crystal molecules change their arrangement according to the electric field generated by the pixel electrode and the common electrode, and thus the polarization of light passing through the liquid crystal layer changes. This change in polarization is represented by a change in transmittance of light by a polarizer (not shown) attached to the first display panel and the second display panel.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트 라인(G1 - Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 단위 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 단위 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다('프레임 반전'). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이트선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나('라인 반전'), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다('도트 반전').In this manner, the gate-on voltages Von are sequentially applied to all the gate lines G1 -Gn during one frame to apply data voltages to all the unit pixels. When one frame ends, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a pixel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 하나의 화소는 게이트 라인(G1), 게이트 라인(G1)과 동일한 방향으로 뻗어 있는 스토리지 전극 라인(SL1), 게이트 라인(G1) 및 스토리지 전극 라인(SL1)과 교차하는 데이터 라인(D1), 다수의 스위칭 소자(Q1 내지 Q3) 및 화소 전극(PX1)을 포함한다. 이때, 게이트 라인(G1)에는 스위칭 소자(Q1 내지 Q3)가 연결되어 있다.Referring to FIG. 2, one pixel crosses the gate line G1, the storage electrode line SL1, the gate line G1, and the storage electrode line SL1 extending in the same direction as the gate line G1. The line D1 includes a plurality of switching elements Q1 to Q3 and the pixel electrode PX1. In this case, the switching elements Q1 to Q3 are connected to the gate line G1.
여기서 스위칭 소자(Q1 내지 Q3)는 박막 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 이 러한 스위칭 소자(Q1)는 예를 들어 게이트 라인(G1)에 연결된 제어 단자, 스토리지 전극 라인(SL1)에 연결된 입력 단자 및 액정 커패시터(Clc)에 연결된 출력 단자를 구비하는 삼단자 소자로 구현될 수 있다. The switching elements Q1 to Q3 may be implemented as thin film transistors. The switching elements Q1 may be, for example, a control terminal connected to the gate line G 1 and an input terminal connected to the storage electrode line SL 1 . And an output terminal connected to the liquid crystal capacitor Clc.
또한 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(PX1, PX2)과 컬러 필터 표시판(미도시)의 공통 전극을 두 단자로 하며, 두 전극 사이의 액정층(미도시)는 유전체로서 기능한다. 화소 전극(PX1, PX2)은 스위칭 소자에 연결되며 공통 전극은 제2 표시판의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 또한, 공통 전극이 제1 표시판에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다. In addition, the liquid crystal capacitor Clc has two terminals as the common electrodes of the pixel electrodes PX1 and PX2 of the thin film transistor array panel 100 and the color filter display panel (not shown), and the liquid crystal layer between the two electrodes is a dielectric Function as. The pixel electrodes PX1 and PX2 are connected to the switching element, and the common electrode is formed on the front surface of the second display panel and receives the common voltage Vcom. In addition, a common electrode may be provided in the first display panel, and both electrodes may be made in a linear or bar shape.
액정 커패시터(Clc)의 보조 역할을 하는 스토리지 커패시터(Cst)는 스토리지 전극 라인(SL1)과 화소 전극(PX1)이 절연체를 사이에 두고 서로 중첩되어 형성될 수 있다. 여기서 스토리지 전극 라인(SL1)에는 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압이 인가될 수 있으며(독립 배선 방식), 또한 스토리지 전극 라인(SL1)이 생략되고, 화소 전극(PX1)과 전단의 게이트 라인이 절연체를 매개로 중첩되어 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수도 있다(전단 게이트 방식).The storage capacitor Cst serving as an auxiliary of the liquid crystal capacitor Clc may be formed by overlapping the storage electrode line SL 1 and the pixel electrode PX1 with an insulator interposed therebetween. The storage electrode line (SL 1), the common voltage (Vcom) can be a fixed voltage, such as applied, and (independent wiring scheme), and the storage electrode lines gate of the (SL 1) is omitted, the pixel electrode (PX1) and the front end Lines may overlap each other via an insulator to form a storage capacitor Cst (shear gate method).
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 단위 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(PX1, PX2)에 대응하는 컬러 필터 표시판의 소정 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터를 구비함으로써 가능하다. 여기에서, 컬러 필터는 컬러 필터 표시판의 해당 영역에 형성할 수 있으며, 또한, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(PX1, PX2) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.Meanwhile, in order to implement color display, each unit pixel should display a color, which includes a red, green, or blue color filter in a predetermined region of the color filter display panel corresponding to the pixel electrodes PX1 and PX2. It is possible by doing. Here, the color filter may be formed in a corresponding region of the color filter display panel, or may be formed above or below the pixel electrodes PX1 and PX2 of the thin film transistor array panel 100.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널(300)의 화소(PX1, PX2)는 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 매트릭스의 제1 방향으로는 동일한 색을 갖는 R 화소가 배열되고, 제 2 방향으로는 R, G, B 화소가 반복적으로 배열되어 있다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 각각 행 방향과 열 방향을 나타낸다.The pixels PX1 and PX2 of the
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 3b는 도 3a의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 4a는 도 3a의 Ⅳa - Ⅳa' 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4b는 도 3a의 Ⅳb - Ⅳb'와 Ⅳc - Ⅳc' 및 Ⅳd - Ⅳd' 선을 따라 절단한 단면도이다.3A is a layout view of a thin film transistor substrate manufactured by a manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 3B is an enlarged view of a portion A of FIG. 3A, and FIG. 4A is a line IVa-IVa 'of FIG. 3A. 4B is a cross-sectional view taken along lines IVb-IVb ', IVc-IVc', and IVd-IVd 'of FIG. 3A.
도 3a 내지 도 4b를 참조하면, 절연 기판(10) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선(22, 24, 25)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트 라인(22), 게이트 라인(22)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가받아 게이트 라인으로 전달하는 게이트 끝단(25), 게이트 라인(22)에 연결되어 돌기 형태로 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(24)을 포함한다.3A through 4B, a plurality of gate wires for transmitting a gate signal are formed on the insulating
게이트 배선(22, 24, 25)은 예를 들어 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 배선(22, 24, 25)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(22, 24, 25)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 이루어질 수 있다.The gate wirings 22, 24, and 25 may be formed of, for example, aluminum-based metals such as aluminum (Al) and aluminum alloys, silver-based metals such as silver (Ag) and silver alloys, and copper-based metals such as copper (Cu) and copper alloys. Metal, molybdenum (Mo) and molybdenum alloys such as molybdenum-based metal, it may be made of chromium (Cr), titanium (Ti), tantalum (Ta). In addition, the gate lines 22, 24, and 25 may have a multilayer structure including two conductive layers (not shown) having different physical properties. One of the conductive films is made of a low resistivity metal such as an aluminum-based metal, a silver-based metal, or a copper-based metal so as to reduce the signal delay or voltage drop of the gate wirings 22, 24, and 25. However, the present invention is not limited thereto and may be made of various various metals and conductors.
기판(10), 게이트 배선(22, 24, 25)의 위에는 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다. A
게이트 전극(24)의 게이트 절연막(30) 상부에는 수소화 비정질 규소 또는 다결정 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(40a, 40b, 40c)이 섬 모양으로 형성되어 있으며, 반도체층(40a, 40b, 40c)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 이루어진 저항성 접촉층(55a, 55b, 55c)이 각각 형성되어 있다.On the
저항성 접촉층(55a, 55b, 55c) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터 배선(62, 65, 66, 68)이 형성되어 있다. 데이터 배선(62, 65, 66, 68)은 세로 방향으로 형성되어 게이트 라인(22)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터 라인(62), 데이터 라인(62)의 분지이며 저항성 접촉층(55b)의 상부에 형성되어 있는 소스 전극(65), 데이터 라인(62)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 끝단(68), 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26) 또는 박막 트랜지스터의 채널부에 대하여 소스 전극(65) 사이의 저항성 접촉층(55b) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66)을 포함한다.
이러한 데이터 배선(62, 65, 66, 68)은 예를 들어 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어질 수 있다. 또한, 데이터 배선(62, 65, 66, 68)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 데이터 배선(62, 65, 66, 68)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. The data lines 62, 65, 66, and 68 may be formed of, for example, aluminum-based metals such as aluminum (Al) and aluminum alloys, silver-based metals such as silver (Ag) and silver alloys, copper (Cu), and copper alloys. It may be made of a copper-based metal, molybdenum-based metals such as molybdenum (Mo) and molybdenum alloy, chromium (Cr), titanium (Ti), tantalum (Ta). In addition, the data lines 62, 65, 66, and 68 may have a multilayer structure including two conductive layers (not shown) having different physical properties. One of the conductive films may be formed of a low resistivity metal such as an aluminum-based metal, a silver-based metal, or a copper-based metal to reduce signal delay or voltage drop of the data lines 62, 65, 66, and 68. Is done.
소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 반도체층(40b)과 적어도 일부분이 중첩되고, 소스 전극(65)은 드레인 전극(66)의 양쪽에 형성되어 있다. 여기서, 저항성 접촉층(55b)은 그 하부의 반도체층(40b)과, 그 상부의 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66) 사이에 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.The
도 3a 및 도 4a를 참조하면, 저항성 접촉층(55a) 위에는 화소 전극(82)의 일측과 타측에 위치하는 하나의 장변과 단변과 오버랩되도록 지그 재그 형태로 형성되며, 게이트 전극(24)과 오버랩되는 스토리지 전극(75)을 포함하는 스토리지 전극 라인(71)과, 게이트 라인(22)과 동일한 방향으로 형성되며, 게이트 전극(24)과 오버랩되는 제1 더미 전극(76)을 포함하는 제1 더미 라인(72)이 형성되어 있다. 이때, 스토리지 전극(75)과 제1 더미 전극(76)은 소스 및 드레인 전극(65, 66)과 동일한 방향으로 형성되어 있다.3A and 4A, the
여기서, 스토리지 전극 라인(71)과 제1 더미 라인(72)은 각각 스토리지 전 극(75) 및 제1 더미 전극(76)과 연결되어 있으며, 스토리지 전극 라인(71)과 스토리지 전극(75) 및 제1 더미 전극(76)은 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이때, 제1 더미 전극(76)은 화소 전극(82)과 전기적으로 연결되어 있다.Here, the
또한, 저항성 접촉층(55c) 위에는 데이터 라인(62)을 중심으로 일측과 타측에 적어도 일부분이 게이트 전극(24)과 오버랩되도록 지그 재그 형태로 제2 더미 라인(91)이 형성되어 있으며, 소스 및 드레인 전극(65, 66)과 동일한 방향으로 제2 더미 전극(77)과 제3 더미 전극(95)이 형성되어 있다. In addition, on the
여기서, 제2 더미 라인(91)은 제3 더미 전극(95)과 연결되어 있으며, 제2 더미 라인(91)과 제2 더미 전극(77) 및 제3 더미 전극(95)은 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 더미 전극(77)은 제1 더미 전극(76) 형성시 함께 형성될 수 있으며, 제3 더미 전극(95)은 소스 전극(65)과 동일한 형태로 형성될 수 있다.Here, the
여기서, 도 4b에서와 같이 스토리지 전극 라인(71)은 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 후술할 화소 전극(82)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 스토리지 캐패시터를 형성한다. 이와 같은 스토리지 전극 라인(71) 및 스토리지 전극(75)의 모양 및 배치 등은 다양한 형태로 변형될 수 있다.Here, as shown in FIG. 4B, the
도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체층(40a) 위에는 스토리지 전극(75)과 제1 더미 전극(76)이 각각 소스 전극과 드레인 전극 역할을 하는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)가 형성되고, 반도체층(40b) 위에는 소스 및 드레인 전극(65, 66)으로 이 루어지는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 형성되며, 반도체층(40c) 위에는 제2 및 제3 더미 전극(77, 95)이 각각 드레인 및 소스 전극 역할을 하는 제3 박막 트랜지스터(TFT3)가 형성된다. 따라서, 본 발명에서는 제1, 제2 및 제3 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3)를 사용하여 하나의 화소 전극(82)에 전압을 충전하게 되며, 이에 대한 설명은 추후 도 5를 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.As illustrated in FIG. 3B, a first thin film transistor TFT1 having a
데이터 배선(62, 65, 66, 68) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(40a, 40b, 40c) 상부에는 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)은 예를 들어 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소(SiNx) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 보호막(70)을 유기 물질로 형성하는 경우에는 노출된 반도체층(40a, 40b, 40c)에 보호막(70)의 유기 물질이 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 유기막의 하부에 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 이루어진 절연막(미도시)이 추가로 형성될 수도 있다.The
보호막(70)에는 제1 더미 전극 확장부(미도시)와 데이터 라인 끝단(68)을 각각 드러내는 컨택홀(73, 74, 78)이 형성되어 있으며, 보호막(70)과 게이트 절연막(30)에는 게이트 라인 끝단(25)을 드러내는 컨택홀(75)이 형성되어 있다. 보호막(70) 위에는 컨택홀(73, 74)을 통하여 제1 더미 전극(76)과 전기적으로 연결되며 화소에 위치하는 화소 전극(82)이 형성되어 있다. 데이터 전압이 인가된 화소 전 극(82)은 상부 표시판의 공통 전극과 함께 전기장을 생성함으로써 화소 전극(82)과 공통 전극 사이의 액정층의 액정 분자들의 배열을 결정한다.In the
또한, 보호막(70) 위에는 컨택홀(75, 78)을 통하여 각각 게이트 끝단(25) 및 데이터 끝단(68)과 연결되어 있는 보조 게이트 끝단(85) 및 보조 데이터 끝단(88)이 형성되어 있다. 화소 전극(82)과 보조 게이트 및 데이터 끝단(85, 88)은 ITO로 이루어져 있다.In addition, an
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 전극의 충전을 나타내는 파형도이다.5 is a waveform diagram illustrating charging of a pixel electrode according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명에서는 홀수 게이트 라인과 짝수 게이트 라인을 나누어서 구동하며, 홀수 게이트 라인은 게이트 구동부(400L)에 연결되어 있고, 짝수 게이트 라인은 게이트 구동부(400R)에 연결되어 있다. 도 5에서와 같이, 첫 번째 게이트 라인(G1)이 턴온되어 있는 시간(2H) 동안 데이터 전압이 2회 인가되므로 두 개의 스위칭 소자(Q5, Q6)를 사용하여 게이트 라인(G1)이 턴온되어 있는 시간(2H) 동안 데이터 전압이 1회 인가되도록 한다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 화소 전극(PX1)의 충전 형태를 살펴보기로 한다.In the present invention, the odd gate line and the even gate line are divided and driven, and the odd gate line is connected to the
도 2 및 도 5를 참조하면, 게이트 구동부(400L)는 타이밍 제어부(600)로부터 제1 수직 동기 시작 신호(STV1)를 제공받아 첫 번째 게이트 라인(G1)에 게이트 온 전압(Von)을 인가한다. 그러면, 첫 번째 게이트 라인(G1)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q1)가 턴온되어 스토리지 전극 라인(SL1)을 통해 스토리지 전압(Vcst)이 제1 화소 전극(PX1)에 예비 충전(pre-charge)(a)된다. 이때, 제1 화소 전극(PX1)에는 공통 전압(Vcom)과 동일한 전압 레벨을 갖는 전압이 충전된다.2 and 5, the
이후, 세 번째 게이트 라인(G3)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면, 스위칭 소자(Q7)가 턴온되어 데이터 라인(D1)을 통해 인가되는 데이터 전압이 스위칭 소자(Q6)로 전달되어 충전된다.Thereafter, when the gate-on voltage Von is applied to the third gate line G3, the switching element Q7 is turned on so that the data voltage applied through the data line D1 is transferred to the switching element Q6 and charged. .
그 다음, 게이트 구동부(400R)는 타이밍 제어부(600)로부터 제2 수직 동기 시작 신호(STV2)을 제공받아 두 번째 게이트 라인(G2)에 게이트 온 전압(Von)을 인가한다. 그러면, 두 번째 게이트 라인(G2)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q6)가 턴온되어 스위칭 소자(Q6)에 충전된 데이터 전압이 제1 화소 전극(PX1)에 본 충전(main-charge)(b)된다. 이때, 스위칭 소자(Q4)가 턴온되어 스토리지 전압(Vcst)이 제2 화소 전극(PX2)에 예비 충전된다. 이와 같은 과정을 통해 한 프레임 동안 화소에 데이터 전압을 충전하게 된다.Next, the
상기와 같이 액정 표시 장치를 구동하는 경우, 실제 해당 게이트 라인에 게이트 온 전압이 인가되는 시간 동안(2H), 해당 화소 전극에는 스토리지 전압(Vst)으로 예비 충전을 하기 때문에 이전 프레임에서 반대 극성을 갖는 데이터 전압이 인가된 경우에도 충전률 불량으로 인해 발생하는 번짐 불량을 방지할 수 있다.When the liquid crystal display is driven as described above, the pixel electrode is precharged with the storage voltage Vst during the time when the gate-on voltage is applied to the corresponding gate line (2H), and thus has the opposite polarity in the previous frame. Even when a data voltage is applied, bleeding defects caused by poor charging rates can be prevented.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이 며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은, 세 개의 박막 트랜지스터를 사용하여 화소 간의 전압 편차가 발생하는 것을 방지함으로써 화소 번짐 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치의 화면 품질을 개선할 수 있다.The liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention as described above can prevent the pixel bleeding defect by preventing the voltage deviation between the pixels using three thin film transistors. Therefore, the screen quality of the liquid crystal display device can be improved.
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2006
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Legal Events
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20061211 |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |