KR100218511B1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전단 게이트를 사용하여 유지 용량을 형성하는 액정 표시 장치에 관한 것으로써, 첫 번째 화소 행에 가변 커패시터를 사용하여 충전되는 정전 용량을 조절함으로써 모든 화소에서 형성되는 유지용 커패시터의 충전량을 균일하게 하여 제품의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device that uses a front gate to form a storage capacitor. The present invention relates to a liquid crystal display device that forms a storage capacitor. By doing so, there is an effect that can improve the characteristics of the product.
Description
본 발명은 액정 표시 장치의 구동 방법에 것으로서, 더욱 상세하게는, 전단 게이 트를 사용하여 유지 용량을 형성하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a liquid crystal display device, and more particularly, to a method for driving a liquid crystal display device in which a holding capacitor is formed by using a front gate.
일반적으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 액정 패널, 구동 집적 및 주변 실In general, thin film transistor liquid crystal displays have liquid crystal panels, drive integrated and peripheral rooms
장으로 만들어진다.Made of sheet
액정 패널에는 표시 동작을 하는 다수의 화소가 형성되어 있으며, 이 화소들은 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 구동된다. 배선에는 주사 신호를 전달하는 주사 신호선 또는 게이트선, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터선이 있으며, 각 화소는 하나의 게이트선 및 하나의 데이터선과 연결되어 있다. 또한 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.A plurality of pixels for display operation are formed in the liquid crystal panel, and these pixels are driven by signals applied through wirings. The wiring includes a scan signal line or a gate line for transmitting a scan signal and an image signal line or a data line for transferring an image signal, and each pixel is connected to one gate line and one data line. In addition, a thin film transistor is formed at a portion where the gate line and the data line cross each other.
이러한 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 장치의 표시 화면을 구동하는 방법A method of driving a display screen of a liquid crystal display using the thin film transistor
은, 수평 방향으로 라인별로 입력된 데이터를 수직 방향 쪽에서 순차적으로 하나의 수평 라인별로 구동되도록 제어하여 일정한 시간 동안에 해당하는 전체 라인을 구동하여 표시 화면을 구성한다.Is configured to control the data input for each line in the horizontal direction to be sequentially driven in one horizontal line in the vertical direction to drive all the lines corresponding to a predetermined time to configure the display screen.
또한, 이러한 액정 표시 장치를 구동함에 있어서, 각각의 화소에 대하여 데이터 신호를 인가하고 다음 데이터 신호를 인가할 때까지 먼저 인가된 신호를 유지하기 위한 유지 용량을 형성하기 위해 유지 용량용 전극(storage capacitor)을 사용한다. 이러한 유지 용량용 전극을 사용하는 방법으로는 일반적으로 전단 게이트 방식, 독립 배선 방식을 사용하고 있다.In addition, in driving such a liquid crystal display, a storage capacitor is applied to form a storage capacitor for applying a data signal to each pixel and holding the first applied signal until the next data signal is applied. ). As a method of using such a storage capacitor electrode, a shear gate method and an independent wiring method are generally used.
독립 배선 방식은 게이트선과는 독립적으로 하나의 배선을 추가로 화소 영역에The independent wiring method adds one wiring to the pixel area independently of the gate line.
형성하여 화소 전극과 절연막을 매개로 하여 유지 용량용 전극을 형성하는 것이다.To form a storage capacitor electrode via the pixel electrode and the insulating film.
전단 게이트 방식은 각각의 화소에 형성되어 있는 화소 전극을 이웃하는 화소에 주사 신호를 인가하는 게이트선과 연결하여 유지 용량을 형성하는 것으로, 이웃하는 게이트선을 유지 용량용 전극으로 이용하는 방법이다.In the front gate method, a storage capacitor is formed by connecting a pixel electrode formed in each pixel to a gate line applying a scan signal to a neighboring pixel, and using the neighboring gate line as the storage capacitor electrode.
독립 배선 방식보다는 전단 게이트 방식이 추가 공정이 없는 장점이 있으며, 고 개구율을 구현하기 위해 전단 게이트 방식을 사용하는 것이 일반적이다.The shear gate method is advantageous in that there is no additional process than the independent wiring method, and it is common to use the shear gate method to realize a high aperture ratio.
이러한 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치에서는 유지 용량용 전극을 전단의 게이트선을 사용하기 때문에 첫 번째 화소 행에 유지 용량용 전극을 형성하기 위하여 표시 화면에 나타나지 않는 부분에 별도의 게이트선을 추가하여 사용하고 있다. 이를 0번 게이트선이라 한다.In the front gate type liquid crystal display, since the storage capacitor electrode uses the gate line of the front end, an additional gate line is added to a portion not shown on the display screen to form the storage capacitor electrode in the first pixel row. Doing. This is called gate line 0.
0번 게이트선에는 유지 용량용 전극의 기능을 위해 일정한 전압을 인가하는 것이 필요하고 다른 유지 용량용 전극과 동일한 특성을 주기 위해 게이트 오프(gate off) 신호를 인가하게 된다.It is necessary to apply a constant voltage to the gate line 0 for the function of the storage capacitor electrode and apply a gate off signal to give the same characteristics as the other storage capacitor electrode.
그러나 게이트 구동 집적 회로는 0번 게이트선에 신호를 주기 위한 출력을 추가 적으로 가지고 있지 않으므로 0번 게이트선을 위한 신호를 외부에서 공급해 주어야 한다.However, since the gate driving integrated circuit does not have an additional output signal for the gate line 0, the signal for the gate line 0 must be supplied externally.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치 의 구동 방법에 대하여 더욱 자세하게 알아보면 다음과 같다.Next, referring to the accompanying drawings, the driving method of the conventional liquid crystal display device according to the prior art will be described in more detail as follows.
도1은 종래의 기술에 따른 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치의 구조를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a structure of a liquid crystal display device of a shear gate type according to the related art.
도1에서 보는 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 표시 패널은 다 수의 게이트선(G1, G2,, Gn-3, Gn-2, Gn-1, Gn)과 다수의 데이터선 (D1, D2,, Dm)이 서로 교차하면서 화소 영역(P)을 정의하고 있다. 각각의 화소 영역 (P)에는 스위칭 소자이며, 제1단자는 게이트선(G1, G2,, Gn-3, Gn-2, Gn-1, Gn)과, 제2단자는 데이터선(D1, D2,, Dm)과, 그리고 제3단자는 일측 단자가 공통 전극(Vcom)과 연결되어 있는 액정 커패시터(C1C)의 타측 단자와 연결되어 있는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 그리고 각각의 화소영역(P)에는 일측 단자가 박막트랜지스터(TFT)의 제3단자와 연결되어 있고 타측 단자는 전단의 게이트선(G0, G1,, Gn-3, Gn-2, Gn-1)과 연결되어 있는 유지용 커패시터(Cst)가 형성되어 있다. 따라서 첫 번째 열의 화소 영역(P)에 형성되어 있는 유지용 커패시터(Cst)의 타측 단자는 추가로 형성되어 있는 0번 게이트선(G0) 과 연결되어 있다.As shown in FIG. 1, a display panel of a liquid crystal display according to the related art includes a plurality of gate lines G 1 , G 2 , and the like. , G n-3 , G n-2 , G n-1 , G n ) and a number of data lines (D 1 , D 2 , , D m ) intersect each other to define the pixel region P. Each pixel area P is a switching element, and the first terminal is a gate line G 1 , G 2 ,. , G n-3 , G n-2 , G n-1 , G n ), and the second terminal are data lines D 1 , D 2 , , Dm, and the third terminal are formed with a thin film transistor TFT having one terminal connected to the other terminal of the liquid crystal capacitor C 1C connected to the common electrode Vcom. In each pixel area P, one terminal is connected to the third terminal of the thin film transistor TFT, and the other terminal is connected to the gate lines G 0 , G 1 , and the front end. , G n-3 , G n-2 , and G n -1 are formed to hold the capacitor Cst. Therefore, the other terminal of the storage capacitor Cst formed in the pixel region P of the first column is connected to the gate line G 0 further formed.
이러한 종래의 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치에서는 0번 게이트선(G0)에 신호를 인가하기 위해 2번 게이트선(G2) 또는 n번 게이트선(Gn)에 해당하는 출력을 0번 게이트선(G0)에 신호를 인가하는 방법이다.In the conventional front gate type liquid crystal display, an output corresponding to gate 2 (G 2 ) or gate n (G n ) is applied to gate 0 to apply a signal to gate 0 (G 0 ). The signal is applied to the line G 0 .
그러나, 이러한 종래의 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치는 2번 게이트선(G2)However, the conventional front gate type liquid crystal display device has a gate line G 2 .
또는 n번 게이트선(Gn)에 해당하는 출력을 0번 게이트선(G0)에 연결되어 있으므로 2번 게이트선(G2) 또는 n번 게이트선(Gn)에는 추가적 부하가 발생하여 다른 게이트선과 다르게 주사 신호가 지연되는 문제점을 가지고 있다.Alternatively, since the output corresponding to gate n (G n ) is connected to gate 0 (G 0 ), an additional load is generated on gate 2 (G 2 ) or gate n (G n ) so that another load is generated. Unlike the gate line, the scan signal is delayed.
그리고 다른 방법으로는 외부에서 회로를 구성하여 0번 게이트선에 신호를 인가 하는 방법이 있다.Another method is to construct a circuit externally and apply a signal to gate line 0.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 첫 번째 화소 행에 형성되 어 있는 유지용 커패시터의 충전량을 조절할 수 있도록 하여 모든 화소에서 형성되는 화소 전극의 충전량을 균일하게 하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and to equalize the charge amount of the pixel electrode formed in all the pixels by controlling the charge amount of the holding capacitor formed in the first pixel row.
제1도는 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 회로도.1 is a circuit diagram showing the structure of a liquid crystal display device according to the prior art.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 회로도.2 is a circuit diagram showing the structure of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 회로도.3 is a circuit diagram illustrating a structure of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
제4도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소 전극의 충전된 화소 전압의 특성을 도시한 그래프.4 is a graph illustrating characteristics of charged pixel voltages of pixel electrodes in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 사용되는 유지용 가변 커패시터의 구조 및 특성을 도시한 도면.5 is a diagram showing the structure and characteristics of a holding variable capacitor used in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
제6도는 제3도에서 도트(dot) 반전 방식 액정 표시 장치의 일부를 도시한 평면도.FIG. 6 is a plan view of a part of a dot inverted liquid crystal display in FIG. 3; FIG.
제7도는 제3도에서 도트 반전 방식 액정 표시 장치에서 0번 게이트선에 신호를 공급하는 회로도.FIG. 7 is a circuit diagram of supplying a signal to gate line 0 in the dot inverted liquid crystal display of FIG.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 0번 게이트선을 일측 단자로 사용하는 첫 번째 화소 행에 충전량의 변화가 가능한 유지용 가변 커패시터가 형성되어 있다.In the liquid crystal display according to the present invention, a storage variable capacitor capable of changing the charge amount is formed in the first pixel row using the gate line 0 as one terminal.
이러한 유지용 가변 커패시터 타측 단자는 화소 행에 형성되어 있는 각각의 화소 전극이 된다.The other terminal of the holding variable capacitor becomes each pixel electrode formed in the pixel row.
이러한 유지용 커패시터는 화소 전극과 0번 게이트선 사이에 절연막과 도전층으 로 이루어져 있다.Such a holding capacitor consists of an insulating film and a conductive layer between the pixel electrode and the gate line 0.
절연막으로는 질화막 또는 산화막이며, 도전층은 도핑된 부분과 도핑되지 않은 부분으로 이루어진 비정질 실리콘층이다.The insulating film is a nitride film or an oxide film, and the conductive layer is an amorphous silicon layer composed of a doped portion and an undoped portion.
이러한 액정 표시 장치는 구동 방법에 있어서, 게이트선 반전방식과 프레임 (fame) 반전 방식에서는 하나의 0번 게이트선으로도 만족하지만, 도트 반전 방식의 경우에는 이웃하는 데이터선과는 서로 반전된 위상을 가지는 데이터 신호가 인가되므로 첫 번째 화소 행중에 짝수 번째 화소에 연결되는 짝수용 0번 게이트 선과 홀수 번째 화소에 연결되는 홀수용 0번 게이트선이 분리되어 형성되어 있다.In the driving method, the liquid crystal display device satisfies even one gate line in the gate line inversion method and the frame inversion method, but in the dot inversion method, the liquid crystal display device has a phase inverted with neighboring data lines. Since the data signal is applied, the even gate number 0 connected to the even pixel and the odd gate number 0 connected to the odd pixel are formed separately in the first pixel row.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 첫 번째 화소 행에 형성되어 있는 유지용 가변 커패시터는 0번 게이트선을 통하여 가해진 전압에 따라 원하는 충전량을 형성할 수 있다. 이에 따라 첫 번째 화소 행에 형성되어 있는 화소 전극의 전위는 변하게 된다.In the liquid crystal display according to the present invention, the storage variable capacitor formed in the first pixel row may form a desired charging amount according to the voltage applied through the gate line 0. As a result, the potential of the pixel electrode formed in the first pixel row is changed.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Next, embodiments of the liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 회로도이고, 도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram showing a structure of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a structure of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 것으로서, 종래와 동일하게는 화소 영역(P)을 정의하는 다수의 게이트선(G1, G2,, Gn-3,Gn-2, Gn-1, Gn)과 다수의 데이터선(D1, D2,, Dn)이 서로 교차하면서 형 성되어 있다. 각각의 화소 영역(P)에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있는데, 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트선(G1, G2,, Gn-3, Gn-2, Gn-1, Gn)과 연결되어 있으며, 드레인 전극은 데이터선(D1,D2,, Dm)과 연결되어 있고, 소스 전극은 일측 단자가 공통 전극(Vcom)과 연결되어 있는 액정 커패시터(C1c)의 타측 단자와 연결되어 있다. 또한 첫 번째 화소 영역(P)을 제외한 각각의 화소 영역(P)에는 일측 단자가 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극과 연결되어 있고 타측 단자는 전단의 게이트선(G1, G2,, Gn-3, Gn-2, Gn-1)과 연결되어 있는 유지용 커패시터(Cst)가 형성되어 있다.FIG. 2 illustrates a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and as in the related art, a plurality of gate lines G 1 and G 2 , which define a pixel region P, are illustrated. , G n-3 , G n-2 , G n-1 , G n ) and a number of data lines (D 1 , D 2 , , D n ) are formed by crossing each other. In each pixel area P, thin film transistors TFTs, which are switching elements, are formed. The gate electrodes of the thin film transistors TFT include gate lines G 1 , G 2 , and the like. , G n-3 , G n-2 , G n-1 , G n ), and the drain electrodes are connected to the data lines D 1 , D 2 , , D m ), and the source electrode is connected to the other terminal of the liquid crystal capacitor C 1c having one terminal connected to the common electrode Vcom. Also, in each pixel area P except the first pixel area P, one terminal is connected to the source electrode of the thin film transistor TFT, and the other terminal is connected to the gate lines G 1 , G 2 , and the front end. , G n-3 , G n-2 , and G n-1 ) are provided with a holding capacitor C st .
종래와 다르게 첫 번째 화소 영역(P)에는 일측 단자가 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극과 연결되어 있고 타측 단자는 0번의 게이트선(G0)과 연결되어 있는 유지용 가변 커패시터(Gstv)가 형성되어 있다.Unlike the related art, in the first pixel region P, a storage variable capacitor G stv having one terminal connected to the source electrode of the thin film transistor TFT and the other terminal connected to the gate line G 0 of 0 is provided. Formed.
이렇게 하나의 0번 게이트선(G0)을 유지용 가변 커패시터(Cstv)에 연결하는 방법은 하나의 화소 행을 단위로 반전시키는 라인 반전 방식이나, 1번 게이트선에서 부터 마지막 게이트선까지 순차적으로 한 번 온되는 시간을 단위로 반전시키는 프레임 반전 방식에는 바람직하지만 화소 영역(P)을 단위로 반전시키는 도트 반전 방식에는 바람직하지 못하다.The method of connecting one gate line G 0 to the storage variable capacitor C stv is a line reversal method of inverting one pixel row in units, but sequentially from the gate line 1 to the last gate line. However, it is preferable to the frame inversion method of inverting the time which is turned on once in units, but not to the dot inversion method of inverting the pixel region P in units.
도3은 도트 반전 방식에 적용되는 전단 게이트의 액정 표시 장치의 구조를 도시3 shows the structure of a liquid crystal display of a front gate applied to a dot inversion scheme.
한 것으로서, 나머지 구조는 도2의 구조와 동일하고, 첫 번째 화소 행에 형성되어 있는 유지용 가변 커패서터(Cstv)가 두 개의 0번 게이트선(G0o, G0e)을 통하여 교대로 연결되어 있다. 짝수 번째 화소 영역의 유지용 가변 커패시터(Cstv)는 0번 게이트선(G0e)과 연결되어 있고, 홀수 번째 화소 영역의 유지용 가변 커페시터(Cstv)는 0번 게이트선(G0o)과 연결되어 있다.A such, the rest of the structure is connected in turn via the same from the structure of the two, and a variable for holding in the first are formed on the second pixel row increases passer emitter (C stv) two 0 gate line (G0o, G0e) have. A variable capacitor for maintaining the even-numbered pixel region (C stv) is 0. gate line is connected with the (G0e), odd-numbered sustain variable capacitors (C stv) for the second pixel region is connected to the gate line (G0o) 0 have.
도트 반전의 액정 표시 장치에서는 데이터선(D1, D2,, Dm)에 입력되는 데이터 신호가 서로 이웃하는 데이터선에 대하여 반전된 위상을 가지는 데이터 신호가 인가되는 것을 고려해야 하므로 두 개의 0번 게이트선(G0o, G0e)이 필요하다.In the liquid crystal display of dot inversion, data lines D 1 , D 2 , , It is necessary to consider that a data signal having an inverted phase is applied to a data line adjacent to each other, the data signal input to D m ), so two gate lines G 0o and G 0e are required.
여기서 0번 게이트선(G0, G0o, G0e)에 연결되어 있는 유지용 가변 커패시터 (Cstv)에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.When more specifically explained, where 0 gate line (G 0, G 0o, G 0e) maintaining a variable capacitor (C stv) for which is connected to the following:
도4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소 전극의 충전된 화소 전 압의 특성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating characteristics of a charged pixel voltage of a pixel electrode in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도4a는 하나의 화소에 대한 등가회로를 도시한 것으로서, 게이트선(G)과 데이터 선(D)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(TFT)가 있으며, 앞에서 설명한 바와 같이 하나의 화소 영역(P)에는 액정 용량(C1c)과 유지용 커패시터(Cst)가 박막 트랜지스터(TFT)와 연결되어 있다. 그리고 단위 화소 영역(P)에는 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(s)과 드레인 전극(d) 사이에 기생 용량(Cds)이 형성되고 게이트 전극(g)과 드레인 전극(d) 사이에 기생 용량(Cgd)이 형성된다.FIG. 4A illustrates an equivalent circuit for one pixel. The thin film transistor TFT is disposed at the intersection of the gate line G and the data line D. As described above, one pixel area P is illustrated. The liquid crystal capacitor C 1c and the storage capacitor C st are connected to the thin film transistor TFT. In the unit pixel region P, a parasitic capacitance C ds is formed between the source electrode s and the drain electrode d of the thin film transistor TFT, and the parasitic capacitance is formed between the gate electrode g and the drain electrode d. The capacitance Cgd is formed.
도4b는 게이트 전압(Vg)과 데이터 전압(Vd)이 인가되었을 때, 화소 영역(P)에 형성되어 있는 화소 전극의 전압(Vp)을 도시한 것이다.4B illustrates the voltage V p of the pixel electrode formed in the pixel region P when the gate voltage V g and the data voltage V d are applied.
데이터 전압(Vd)이 인가된 직후에 게이트 전압(Vg)을 인가하면, 소스 전극(S)과 드레인 전극(d)을 통하여 데이터 전압(Vd)이 화소 영역(P)의 화소 전극에 인가된다. 데이터 전압(Vd)이 화소 전극에 완전히 인가되어 화소 전압(Vp)과 데이터 전압(Vd)이 동일하게 되었을 때, 게이트 전압(Vg)이 오프(OFF)되면 데이터 전압(Vd)과 화소 전압(Vp)이 동일하게 유지되어야 하는데, 게이트 전압(Vg)이 떨어지는 순간에 화소 전압(Vp)도 ΔVp만큼 화소 전압(Vp)이 변하게 된다. 이를 킥백 (kick back) 또는 피드스루우(feedthrough) 전압이라고 한다. 이는 박막 트랜지스터(TFT)에서 형성되는 기생 용량(Vgs)이 존재하기 때문이다. ΔVp를 식으로 나타내면 다음과 같다.Applying a gate voltage (V g) immediately after the data voltage (V d) applied to the pixel electrode of the source electrode (S) and via the drain electrode (d) data voltage (V d) a pixel area (P) Is approved. When the data voltage V d is completely applied to the pixel electrode such that the pixel voltage V p and the data voltage V d become the same, when the gate voltage V g is turned off, the data voltage V d is and the pixel voltage (V p) is to be kept the same, the gate voltage (V g) is the pixel voltage (Vp) is also a pixel voltage (V p) by ΔVp the falling moment is changed. This is called a kick back or feedthrough voltage. This is because parasitic capacitance Vgs is formed in the thin film transistor TFT. The expression ΔVp is expressed as follows.
ΔVp= ΔVg× [Cgd/ (Cst+ Ccl+ Cgd)]ΔV p = ΔV g × [C gd / (C st + C cl + C gd )]
여기서 ΔVp를 줄이기 위해 Cst를 크게 하면 바람직하지만, 화소 전극과 게이트 선 또는 독립 배선이 중첩되는 부분을 크게 만들어야 하므로 개구율이 떨어지는 문제점이 있다.It is preferable to increase C st in order to reduce ΔV p , but there is a problem in that the aperture ratio decreases because a portion where the pixel electrode and the gate line or the independent wiring overlap is made large.
따라서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 Cst의 값을 유지용 가변 커패시Therefore, in the liquid crystal display according to the present invention, the variable capacitance for maintaining the value of C st
터(Cstv)로 형성하여 킥백 전압(ΔVp)을 조절하여 화소 전압(Vp)을 조절하기 위한 것이다.It intended to form a foundation (C stv) to adjust the pixel voltage (V p) to control the kickback voltage (ΔV p).
즉, 노멀리 화이트(normally white)형 액정 표시 장치에서 첫 번째 화소 행의 밝기가 다른 화소 행보다 밝게 나타나면, 유지용 가변 커패시터(Cstv)의 충전량을 증가시켜 킥백 전압을 ΔVp을 줄여 ΔVp으로 변화시켜 블랙 데이터 레벨(black data level) 쪽으로 보완 조정을 하게 된다. 공통 전압(Vcom)과 화소 전압(Vp)의 전압차가 더욱 크게 발생하도록 한다.In other words, normally white (normally white) type display the brightness of the first pixel line in the liquid crystal display brighter than the other pixel lines, to increase the charge of the variable capacitor (C stv) for maintaining reducing ΔVp the kickback voltage change ΔVp This is a complementary adjustment towards the black data level. The voltage difference between the common voltage V com and the pixel voltage V p is made larger.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 유지용 가변 커패시터(Cstv)의 구조는 다음과 같다.The structure of the variable capacitor C stv for maintaining the liquid crystal display according to the present invention is as follows.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 사용되는 유지용 가변 커패5 is a view illustrating a variable capacitor for use in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
시터의 구조 및 특성을 도시한 도면이다.It is a figure which shows the structure and characteristic of a sheeter.
도5a는 유지용 가변 커패시터(Cstv)의 구조를 도시한 것으로서, 기판(10) 일부 위에 제1 전극(20)이 형성되어 있고, 제1 전극(20)을 덮는 절연막(30)이 기판위에 형성되어 있다. 절연막(30) 상부에는 비정질 실리콘층(40)과 N형의 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 실리콘층(50)이 연속적으로 형성되어 있고, 그 위에 저2전극(60)이 형성되어 있다.FIG. 5A illustrates the structure of the holding variable capacitor C stv , in which a first electrode 20 is formed on a portion of the substrate 10, and an insulating film 30 covering the first electrode 20 is formed on the substrate. Formed. An amorphous silicon layer 40 and an amorphous silicon layer 50 doped with N-type impurities at a high concentration are successively formed on the insulating film 30, and the low second electrode 60 is formed thereon.
여기서, 유지용 가변 커패시터(Cstv)의 제조 방법은 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하는 동시에 형성할 수 있으며, 여기서, 제1 전극(20)은 0번 게이트선(G0, G0o,Here, the manufacturing method of the storage variable capacitor (C stv ) may be formed at the same time forming the thin film transistor (TFT), wherein the first electrode 20 is a gate line (G 0 , G 0o , 0) ,
G0e)이며 제2 전극(60)은 화소 영역(P)에 형성되어 있는 화소 전극이다.G 0e ) and the second electrode 60 is a pixel electrode formed in the pixel region P.
이러한 유지용 가변 커패시터(Cstv)는 제1 전극(20)과 제2 전극(60)사이에 추가로 도전층인 비정질 실리콘층(40, 50)이 있기 때문에 두 전극(20, 60)에 가해진 전압(V12)에 따라 정전 용량(C12)의 변화를 줄 수 있다(도5b참조)The holding variable capacitor C stv is applied to the two electrodes 20 and 60 because the amorphous silicon layers 40 and 50, which are conductive layers, are additionally disposed between the first electrode 20 and the second electrode 60. The capacitance C 12 may be changed depending on the voltage V 12 (see FIG. 5B).
이러한 유지용 가변 커패시터(Cstv)가 적용된 액정 표시 장치의 구조를 살펴보면Looking at the structure of the liquid crystal display device is applied such a variable capacitor (C stv )
다음과 같다.As follows.
도6은 도3에서 도트(DOT) 반전 방식 액정 표시 장치의 일부를 도시한 평면도이다.FIG. 6 is a plan view illustrating a portion of a dot inversion liquid crystal display of FIG. 3.
도6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도트 반전 방식의 액정 표시 장치는 기판(10) 위에 가로 방향으로 0번 게이트선(G0o, G0e) 및 1번 게이트선(G1)이 평행하게 형성되어 있고, 이와 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터선(D1, D2)이 세로 방향으로 형성되어 있다. 1번 게이트선(G1)과 데이터선(D1, D2)이 교차하는 부분에는 비정질 실리콘층으로 이루어진 반도체층(70)을 가지는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있으며, 각각의 화소 영역(P)에는 박막 트랜지스터(TFT)와 연결되어 있는 화소 전극(80)이 형성되어 있다. 그리고, 1번 게이트선(G1)은 2번 게이트선(도시하지 않음)의 전단으로서 유지 용량(Cst)을 형성하기 위해 화소 전극(80)과 중첩되는 유지 용량용 분지(81)가 형성되어 있다. 0번 게이트선(G0o, G0e)은 1번 게이트선(G1)의 전단으로서 유지용 가변 커패시터(Cstv)를 형성하기 위해 1번 게이트선(G1)에 의해 구동되는 화소 전극(80)과 중첩되는 유지 용량용 분지(82)가 형성되어 있다. 또한, 0번 게이트선(G0o, G0e)의 유지 용량용 분지(82)와 화소 전극(80)이 중첩되어 있는 부분에는 반도체층(70)과 동일한 성질을 가지는 비정질 실리콘층으로 이루어진 도전층(90)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 6, the dot inverted liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention has gate lines G 0o and G 0e and gate line G 1 in the horizontal direction on the substrate 10. Are parallel to each other, and the data lines D 1 and D 2 defining the pixel region P intersect with each other and are formed in the vertical direction. A thin film transistor TFT including a semiconductor layer 70 made of an amorphous silicon layer is formed at a portion where the gate line G 1 and the data lines D 1 and D 2 intersect each other. The pixel electrode 80 connected to the thin film transistor TFT is formed at P). The first gate line G 1 is a front end of the second gate line (not shown), and a branch of the storage capacitor 81 overlapping the pixel electrode 80 is formed to form the storage capacitor C st . It is. 0 gate line (G 0o, G 0e) is a pixel electrode (80 driven by the No. 1 gate line (G1) to form a variable capacitor (C stv) for holding a front end of the gate line (G 1) 1 ) And a holding capacity branch 82 is formed. In addition, a conductive layer made of an amorphous silicon layer having the same properties as that of the semiconductor layer 70 is disposed at the portion where the storage capacitor branch 82 and the pixel electrode 80 overlap the gate lines G 0o and G 0e . 90 is formed.
이러한 도전층(90)을 통하여 0번 게이트선(G0o, G0e)의 유지 용량용 분지(82)와 화소 전극(80) 사이에 정전 용량을 가변적으로 형성할 수 있다.Through the conductive layer 90, the capacitance can be variably formed between the branch 82 for the storage capacitance of the gate lines G 0o and G 0e and the pixel electrode 80.
이러한 도트 반전 방식의 액정 표시 장치에서는 1번 데이터선(D1)과 2번 데이터선(D2)에는 항상 반대 위상을 가지는 데이터 신호가 인가되므로 두 개의 0번 게이트선(G0o, G0e)이 필수적이다. 또한, 1번 데이터선(D1)과 2번 데이터선(D2)을 통하여 데이터 신호를 인가받는 화소 전극(80)의 화소 전압도 서로 반대 위상을 가지기 때문에 두 개의 0번 게이트선(G0o, G0e)에 인가되는 전압도 서로 반대 위상을 인가해야 한다.In the dot inverted liquid crystal display, since data signals having opposite phases are always applied to the first data line D 1 and the second data line D 2 , two gate lines G 0o and G 0e are applied. This is essential. In addition, since the pixel voltages of the pixel electrode 80 receiving the data signal through the first data line D 1 and the second data line D 2 also have opposite phases, two gate lines G0o, The voltages applied to G0e) must also be applied opposite phases.
도7은 이 발명에 따른 0번 게이트선 신호를 위한 전압 발생회로이다.7 is a voltage generation circuit for a gate line signal of line 0 according to the present invention.
상기 도7을 참조하면, 상기 전압 발생회로는 기준전압 발생부(100), 제1아날로그 스위치(200) 및 제2아날로그 스위치(300)로 구성된다.Referring to FIG. 7, the voltage generation circuit includes a reference voltage generator 100, a first analog switch 200, and a second analog switch 300.
상기 기준전압 발생부(100)는 전원전압(Vcc)과 접지 사이에 차례로 연결되는 두 가변저항(VR1, VR2)과 상기 각 가변저항(VR1, VR2)의 전압을 입력하는 두 개의 연산증폭기(101, 102)로 구성된다. 각 연산증폭기(101, 102)는 전압 팔로워 (Voltage follower)로 동작하는 일종의 단위이득 버퍼이다. 그리고, 상기 연산증폭기(101, 102)의 비반전 입력단과 출력단은 서로 연결되며, 각 반전 입력단에는 가변저항(VR1, VR2)의 전압이 각각 입력된다. 상기 두 연산증폭기(101, 102)의 출력은 제1아날로그 스위치(200)와 제2아날로그 스위치(300)에 제공된다. 상기 연산증폭기(101)의 출력은 하이레벨 전압으로서 두 스위치(200, 300)에 제공되며, 상기 연산증폭기(102)의 출력은 로우레벨 전압으로서 두 스위치(200, 300)에 제공된다. 그리고, 상기 하이레벨과 로우레벨은 상기 두 가변저항(VR1, VR2)에 의해 각각 조정될 수 있다.The reference voltage generation unit 100 inputs two variable resistors VR1 and VR2 sequentially connected between a power supply voltage Vcc and ground and two operational amplifiers 101 for inputting voltages of the variable resistors VR1 and VR2. , 102). Each of the operational amplifiers 101 and 102 is a kind of unity gain buffer that operates as a voltage follower. The non-inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifiers 101 and 102 are connected to each other, and voltages of the variable resistors VR1 and VR2 are respectively input to the inverting input terminals. The outputs of the two operational amplifiers 101 and 102 are provided to the first analog switch 200 and the second analog switch 300. The output of the operational amplifier 101 is provided to the two switches 200 and 300 as a high level voltage, and the output of the operational amplifier 102 is provided to the two switches 200 and 300 as a low level voltage. The high and low levels may be adjusted by the two variable resistors VR1 and VR2, respectively.
상기 제1아날로그 스위치(200)는 신호반전제어펄스(RVS)에 따라 상기 기준 전압발생부(100)에서 출력되는 하이레벨 전압 또는 로우레벨 전압 중 하나를 선택하며, 상기 제2아날로그 스위치(300)는 신호반전제어펄스의 반전신호(/RVS)에 따라 상기 하이레벨 전압 또는 로우레벨 전압 중 하나를 선택한다. 상기 스위치(200)의 출력신호는 홀수째 0번 게이트선(G0o)에 제공되며, 상기 스위치(300)의 출력신호는 짝수째 0번 게이트선(G0e)에 제공된다. 여기서, 두 스위치(200, 300)는 서로 위상이 반대인 신호에 의해 스위칭 동작이 제어되므로, 각 스위치에서 출력되는 신호는 서로 위상이 반대이다. 예를 들어, 하이레벨의 신호반전제어펄스(RVS)에 의해 제1아날로그 스위치(200)에서 두 입력 중 하이레벨 전압이 선택되면, 로우레벨의 신호반전제어펄스의 반전신호(/RVS)에 의해 제2아날로그 스위치(300)에서 두 입력 중 로우레벨 전압이 선택된다.The first analog switch 200 selects one of a high level voltage or a low level voltage output from the reference voltage generator 100 according to a signal inversion control pulse RVS, and the second analog switch 300. Selects either the high level voltage or the low level voltage according to the inversion signal / RVS of the signal inversion control pulse. The output signal of the switch 200 is provided to the odd-numbered zero gate line G0o, and the output signal of the switch 300 is provided to the even-numbered zero gate line G0e. In this case, since the switching operations are controlled by signals in which the two switches 200 and 300 are opposite in phase to each other, the signals output from the respective switches are opposite in phase to each other. For example, when the high level voltage of the two inputs is selected by the first analog switch 200 by the high level signal inversion control pulse RVS, the inversion signal / RVS of the low level signal inversion control pulse is selected. In the second analog switch 300, a low level voltage of two inputs is selected.
따라서, 상기 설명된 바와 같이, 도7의 전압회로는 홀수째 0번 게이트선과 짝수째 0번 게이트선을 구동하기 위하여 서로 위상이 반대인 전압을 제공할 수 있다.Thus, as described above, the voltage circuit of FIG. 7 can provide voltages that are out of phase with each other to drive the odd-numbered zero gate lines and the even-numbered zero gate lines.
따라서 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 첫 번째 화소 행에 가변 커패시터를 사용하여 충전되는 정전 용량을 조절함으로써 모든 화소에서 형성되는 유지용 커패시터의 충전량을 균일하게 하여 제품의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the liquid crystal display according to the present invention, by adjusting the capacitance of the first pixel row by using a variable capacitor, the amount of charge of the holding capacitor formed in all the pixels is uniformed, thereby improving product characteristics. have.
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