KR100783709B1 - liquid crystal device for compensating kick-back voltage and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 킥백 전압을 보상하는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display for compensating kickback voltage and a driving method thereof.
본 발명은 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선과 평행하게 배치되는 다수의 더미 게이트선, 상기 게이트선과 데이터선이 교차하는 영역에 형성되며 각각 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위치 소자에 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극에 연결되고 상기 더미 게이트선에 연결되어 있는 더미 스위치를 포함하는 다수의 화소를 포함하는 액정 패널; 상기 게이트선 및 더미 게이트선으로 게이트 전압을 공급하는 스캔 구동부; 및 인가되는 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 상기 데이터선으로 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. The present invention provides a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the plurality of gate lines, a plurality of dummy gate lines arranged in parallel with the gate lines, and are formed in regions where the gate lines and the data lines cross each other. A liquid crystal panel including a plurality of pixels including a switching element connected to a gate line and a data line, a pixel electrode connected to the switch element, and a dummy switch connected to the pixel electrode and connected to the dummy gate line; A scan driver supplying a gate voltage to the gate line and the dummy gate line; And a data driver for supplying a corresponding gray voltage to the data line according to an applied data signal.
이러한 본 발명에 따르면, 액정 패널의 각 화소에서 발생되는 킥백 전압이 동일하도록 함으로써, 킥백 전압 차이에 의한 플리커가 방지될 수 있으며, 그 결과 액정 표시 장치의 화질을 현저하게 개선시킬 수 있다. According to the present invention, by making the kickback voltage generated in each pixel of the liquid crystal panel the same, flicker caused by the kickback voltage difference can be prevented, and as a result, the image quality of the liquid crystal display can be remarkably improved.
액정표시장치, LCD, 화질개선, 킥백전압, 더미스위치LCD, LCD, Picture Quality Improvement, Kickback Voltage, Dummy Switch
Description
도 1은 일반적인 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 화소 등가 회로도이다. 1 is a pixel equivalent circuit diagram of a general thin film transistor liquid crystal display.
도 2는 킥백 전압에 의한 전압 왜곡을 나타내는 도면이다2 is a diagram illustrating voltage distortion caused by a kickback voltage.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화소 구조도이다. 3 is a pixel structure diagram according to an embodiment of the present invention.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 킥백 전압 보상 원리를 설명하기 위한 화소 구조도이다. 4 is a pixel structure diagram illustrating a kickback voltage compensation principle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구조도이다. 5 is an overall structural diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 킥백 전압을 보상하는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a driving method thereof for compensating kickback voltage.
TFT-LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써, 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다. A TFT-LCD is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal material having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and controlling the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the intensity of the electric field.
이러한 TFT-LCD의 기판 위에는 서로 평행한 복수의 게이트선과 이 게이트선 에 절연되어 교차하는 복수의 데이터선이 형성되며, 이들 게이트선과 데이터선에 의해 둘러싸인 영역은 하나의 화소를 규정한다. 각 화소의 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 TFT가 형성된다. On the substrate of such a TFT-LCD, a plurality of gate lines parallel to each other and a plurality of data lines insulated from and intersecting the gate lines are formed, and an area surrounded by the gate lines and the data lines defines one pixel. TFTs are formed at portions where the gate lines and the data lines of each pixel cross each other.
도 1은 일반적인 TFT-LCD에서 단위 화소에 대한 등가회로를 나타낸다.1 shows an equivalent circuit for a unit pixel in a typical TFT-LCD.
도 1에 도시한 바와 같이, TFT(10)의 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극은 각각 게이트선, 데이터선, 화소 전극(P)에 연결된다. 화소 전극(P)과 공통 전극(Com)사이에는 액정 물질이 형성되는데 이를 등가적으로 액정용량(Clc)으로 나타내었다. 그리고, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 보조 용량(Cst)이 형성되며, 게이트 전극과 드레인 전극 사이에는 오정렬(misalignment)등에 기인한 기생 용량(Cgd)이 생긴다. As shown in FIG. 1, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode of the
이와 같은 TFT-LCD의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the TFT-LCD will be described as follows.
먼저, 표시하고자 하는 게이트선에 연결된 게이트 전극에 게이트 온 전압을 인가하여 TFT(10)를 도통시킨 후에, 화상 신호를 나타내는 데이터 전압(Vd+)을 소스 전극에 인가하여 이 데이터 전압을 드레인 전극에 인가하도록 한다. 그러면, 상기 데이터 전압(Vd+)은 화소 전극(P)을 통해 각각 액정 용량(Clc)과 보조 용량(Cst)에 인가되고, 화소 전극(P)과 공통 전극(Com)의 전위차에 의해 전계가 형성된다. 이 때, 액정 물질에 같은 방향의 전계가 계속해서 인가되면 액정이 열화되기 때문에, LCD 패널에서는 액정의 열화를 방지하기 위해 화상 신호를 공통 전극에 대해 양, 음 반복되도록 구동한다. First, the
한편, TFT가 온 상태로 된 경우에 액정 용량(Clc) 및 보조 용량(Cst)에 인가 된 전압은 TFT가 오프 상태로 된 후에도 계속 지속되어야 하나, 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 있는 기생 용량(Cgd) 때문에, 화소 전극에 인가된 전압은 왜곡이 생기게 된다. 이와 같이 왜곡된 전압을 킥백 전압(kick-back)전압이라 하는데, 이 킥백 전압(ΔV)은 다음의 수학식으로 구해진다.On the other hand, when the TFT is turned on, the voltage applied to the liquid crystal capacitor Clc and the auxiliary capacitor Cst should be maintained even after the TFT is turned off, but the parasitic capacitance Cgd between the gate electrode and the drain electrode is maintained. Due to this, the voltage applied to the pixel electrode causes distortion. The distorted voltage is called a kickback voltage, and the kickback voltage ΔV is obtained by the following equation.
여기서, △Vg는 게이트 전압의 변화량(Vgon-Vgoff)을 의미한다.Here, ΔVg means the amount of change in the gate voltage (Vg on- Vg off ).
이 전압 왜곡은 데이터 전압의 극성에 관계없이 항상 화소 전극의 전압을 끌어내리는 방향으로 작용하게 되며, 이를 도 2에 도시하였다. This voltage distortion always acts in the direction of lowering the voltage of the pixel electrode regardless of the polarity of the data voltage, which is illustrated in FIG. 2.
도 2에서, Vg, Vd, Vp는 각각 게이트 전압, 데이터 전압, 화소 전극의 전압을 나타내며, Vcom, ΔV는 각각 공통 전극 전압(공통 전압)과 킥백 전압을 나타낸다. 도 2에 점선으로 도시한 바와 같이, 이상적인 TFT-LCD에서는 게이트 전압 Vg이 온일 때 데이터 전압(Vd)이 화소 전극에 인가되어 게이트 전압이 오프로 되는 경우에도 상기 데이터 전압을 유지하나, 실제 TFT-LCD에서는 도 2의 실선으로 도시한 바와 같이, 게이트 전압이 바뀌는 부분에서는 킥백 전압(ΔV)의 영향으로 화소전압이 킥백 전압 만큼 아래쪽으로 내려가게 된다. In Fig. 2, Vg, Vd, and Vp represent the gate voltage, the data voltage, and the voltage of the pixel electrode, respectively, and Vcom and ΔV represent the common electrode voltage (common voltage) and kickback voltage, respectively. As shown by a dotted line in Fig. 2, in an ideal TFT-LCD, when the gate voltage Vg is on, the data voltage Vd is applied to the pixel electrode to maintain the data voltage even when the gate voltage is turned off. In the LCD, as shown by the solid line of FIG. 2, in the portion where the gate voltage is changed, the pixel voltage is lowered by the kickback voltage due to the kickback voltage ΔV.
따라서, 액정의 각 셀 구동시에 인가되는 최대 데이터 전압은 액정 셀의 동작 범위보다 높은 전압이 필요하며, 반전 구동시에는 홀수 프레임에서 인가된 액정 전압과 동일한 크기의 액정 전압이 짝수 프레임에서도 인가되기 위해서는 TFT의 기 생 용량에 의한 킥백 효과를 고려한 공통 전압을 공통 전극에 인가하여야 한다. Therefore, the maximum data voltage applied when driving each cell of the liquid crystal requires a voltage higher than the operating range of the liquid crystal cell, and in order to apply the liquid crystal voltage having the same magnitude as that of the liquid crystal voltage applied in the odd frame during the inversion driving, even in the even frame. The common voltage considering the kickback effect by the parasitic capacitance of the TFT should be applied to the common electrode.
이 때 하나의 공통 전압으로 킥백 전압을 조정할 수 없는 경우가 발생하지 않도록 킥백 전압(ΔV)이 최적화된 설계가 요구된다. 이를 위해서는 TFT의 기생 용량을 최소화하고 축적 용량을 충분히 크게 설계하여야 한다. In this case, a design in which the kickback voltage ΔV is optimized is required so that the kickback voltage cannot be adjusted by one common voltage. To this end, the parasitic capacitance of the TFT should be minimized and the accumulation capacity should be designed large enough.
이러한 기생 용량에 의한 킥백 영향 이외에도, 또한, 배선의 지연 저항에 의하여 킥백 전압이 화면의 위치에 따라 다르게 나타날 수 있다. In addition to the kickback effect due to the parasitic capacitance, the kickback voltage may also vary depending on the position of the screen due to the delay resistance of the wiring.
일반적으로 게이트선과 데이터선에는 저항과 기생 용량을 가지고 있기 때문에, 이 두 값의 곱에 의해 결정되는 시정수 만큼의 게이트 전압과 데이터 전압의 지연이 생기게 되며, 이 신호 지연은 액정 패널의 크기가 커질수록 더욱 커지게 된다. In general, since the gate line and the data line have resistances and parasitic capacitances, there is a delay of the gate voltage and the data voltage by the time constant determined by the product of these two values, and the signal delay increases the size of the liquid crystal panel. The bigger it gets.
즉, 게이트 전압의 입력단에서 멀수록, 즉 게이트 신호의 지연이 클수록 게이트 전압의 변화량(수학식1의 ΔVg)은 작게 되며, 이에 따라 수학식 1로부터 알 수 있듯이 킥백 전압(ΔV)은 작게 된다. That is, the farther the gate voltage is from the input terminal, that is, the larger the delay of the gate signal is, the smaller the change amount of the gate voltage (ΔVg in Equation 1) is. As a result, the kickback voltage ΔV becomes smaller.
이와 같이, 액정 패널 전체에 걸쳐서 서로 다른 값을 가지는 킥백 전압이 발생하기 때문에, 공통 전압이 일정하게 인가되어도 이 전압이 화소 전압의 중심값으로 유지되지 않아서 프레임 단위로 화소에 충전되는 전압의 값이 달라지고 그에 따라 플리커 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 액정 표시 장치의 화면이 대형화되어 게이트선이 길어짐에 따라 더욱 더 문제로 된다. As described above, since kickback voltages having different values are generated over the entire liquid crystal panel, even if the common voltage is constantly applied, the voltages charged to the pixels in units of frames are not maintained because the voltages are not maintained at the center of the pixel voltages. And thus flicker occurs. This phenomenon becomes even more problematic as the screen of the liquid crystal display becomes larger and the gate lines become longer.
특히, 대형 화면의 액정 표시 장치에서는 상대적으로 TFT의 구동 거리가 길기 때문에, TFT의 성능을 향상시키거나 게이트 온 전압을 증가시키기 위하여 TFT의 채널의 W/L비(width/length ratio)를 증가시켜야 한다. 그러나, 게이트 온 전압을 증가시키기 위하여 채널의 L(length)을 공정 능력으로 결정되는 최소 스펙 이하로 줄이면 채널 쇼트(short) 등의 불량이 증가하게 된다. In particular, since the driving distance of the TFT is relatively long in a large screen liquid crystal display device, the width / length ratio of the TFT channel must be increased to improve the TFT performance or increase the gate-on voltage. do. However, in order to increase the gate-on voltage, reducing the L (length) of the channel below the minimum specification determined by the process capability increases the defects such as channel short.
또한 고해상도 액정 패널에서의 TFT는 상대적으로 짧은 구동 시간 동안 부하 용량(액정 용량, 보조 용량)을 충전시켜야 하므로, 채널의 W/L비가 증가되는 요인이 되고, 이와 더불어 기생 용량도 증가하게 되어 화소의 전압 강하가 커지게 된다. In addition, since a TFT in a high-resolution liquid crystal panel needs to charge a load capacitance (liquid crystal capacitance and auxiliary capacitance) for a relatively short driving time, the W / L ratio of the channel is increased, and parasitic capacitance is also increased. The voltage drop becomes large.
그러므로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 패널에 전반에 걸쳐 킥백 전압 보상이 이루어지도록 하는데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to make the kickback voltage compensation over the entire liquid crystal panel.
특히, 본 발명은 대화면의 액정 표시 장치에서도 전체 화면에 걸쳐 킥백 전압 보상이 균일하게 이루어지도록 하는데 있다. In particular, the present invention is to ensure that the kickback voltage compensation is uniformly performed over the entire screen even in a large screen liquid crystal display.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 액정 표시 장치는, 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선과 평행하게 배치되는 다수의 더미 게이트선, 상기 게이트선과 데이터선이 교차하는 영역에 형성되며 각각 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위치 소자에 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극에 연결되고 상기 더미 게이트선에 연결되어 있는 더미 스위치를 포함하는 다수의 화소를 포함하는 액정 패널; 상기 게이트선 및 더미 게이트선으로 게이트 전압을 공급하는 스캔 구동부; 및 인가되는 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 상기 데이터선으로 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. In accordance with an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the plurality of gate lines, and a plurality of dummy gate lines arranged in parallel with the gate lines. And a switching element formed at an area where the gate line and the data line cross each other, a switching element connected to the gate line and the data line, a pixel electrode connected to the switch element, and a dummy connected to the pixel electrode and connected to the dummy gate line. A liquid crystal panel including a plurality of pixels including a switch; A scan driver supplying a gate voltage to the gate line and the dummy gate line; And a data driver for supplying a corresponding gray voltage to the data line according to an applied data signal.
여기서, 상기 게이트선과 더미 게이트선으로 인가되는 게이트 전압은 서로 반전되는 값을 가진다. Here, the gate voltages applied to the gate line and the dummy gate line have inverted values.
한편, 상기 더미 스위치는 게이트 전극이 상기 더미 게이트선에 연결되고 소스 전극과 드레인 전극이 상기 화소 전극에 연결되어 있는 TFT로 이루어질 수 있다. 이 경우에, 상기 스위칭 소자의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널의 폭과 길이를 각각 W1, L1이라고 하고, 상기 더미 스위치의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널의 폭과 길이를 각각 W2, L2라고 할 때, W2=0.5W1, L1=L2의 관계가 성립되는 것이 바람직하다. The dummy switch may include a TFT in which a gate electrode is connected to the dummy gate line, and a source electrode and a drain electrode are connected to the pixel electrode. In this case, the width and length of the channel between the source electrode and the drain electrode of the switching element are referred to as W1 and L1, respectively, and the width and the length of the channel between the source electrode and the drain electrode of the dummy switch are referred to as W2 and L2, respectively. In this case, it is preferable that the relationship of W2 = 0.5W1 and L1 = L2 is established.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선과 평행하게 배치되는 다수의 더미 게이트선, 상기 게이트선과 데이터선이 교차하는 영역에 형성되며 각각 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위치 소자에 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극에 연결되고 상기 더미 게이트선에 연결되어 있는 더미 스위치를 포함하는 다수의 화소를 가지는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 데이터선으로 데이터 전압을 공급하는 단계; 상기 게이트선과 더미 게이트선으로 동시에 게이트 전압을 공급하는 단계를 포함하고, 상기 게이트선과 더미 게이트선으로 인가되는 게이트 전압은 서로 반전되도록 한다. In addition, a method of driving a liquid crystal display according to another aspect of the present invention includes a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the plurality of gate lines, a plurality of dummy gate lines arranged in parallel with the gate lines, A switching element formed in an area where the gate line and the data line cross each other, a switching element connected to the gate line and a data line, a pixel electrode connected to the switch element, and a dummy switch connected to the pixel electrode and connected to the dummy gate line, respectively. A method of driving a liquid crystal display device having a plurality of pixels, the method comprising: supplying a data voltage to the data line; And simultaneously supplying a gate voltage to the gate line and the dummy gate line, and the gate voltages applied to the gate line and the dummy gate line are inverted from each other.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention in detail.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 킥백 전압 보상을 위한 화소의 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of a pixel for kickback voltage compensation according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액장 표시 장치의 각 화소는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극이 각각 게이트선(Gn), 데이터선(Dm), 화소 전극(P)에 연결된 TFT와, 화소 전극(P)과 공통 전극(Com)사이에 형성되는 액정용량(Clc) 및 보조 용량(Cst)을 포함하며, 특히, 드레인 전극 및 소스 전극이 화소 전극(P)에 연결되어 있는 TFT로 이루어진 더미 스위치(dummy switch:DS)를 더 포함한다. 더미 스위치(DS)는 별도로 형성된 더미 게이트선(/Gn)에 연결되어 있다. As shown in FIG. 3, each pixel of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention has a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode respectively disposed on the gate line Gn, the data line Dm, and the pixel electrode P. A liquid crystal capacitor Clc and an auxiliary capacitor Cst formed between the connected TFT and the pixel electrode P and the common electrode Com. In particular, the drain electrode and the source electrode are connected to the pixel electrode P. It further includes a dummy switch (DS) made of a TFT. The dummy switch DS is connected to a dummy gate line / Gn formed separately.
여기서, TFT와, 더미 스위치(DS)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 각각 Cgs1, Cgs2의 기생 용량이 형성되며, 또한, 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 각각 Cgd1, Cgd2의 기생 용향이 형성된다. Here, parasitic capacitances of Cgs1 and Cgs2 are formed between the TFT, the gate electrode and the source electrode of the dummy switch DS, and parasitic fluxes of Cgd1 and Cgd2 are formed between the gate electrode and the drain electrode, respectively.
한편, TFT의 게이트 전극과 더미 스위치(DS)의 게이트 전극에는 서로 반전되는 게이트 신호가 공급된다. 즉, 도 3에 도시되어 있듯이, 게이트선(Gn)을 통하여 TFT의 게이트 전극에 하이 레벨의 게이트 신호가 공급되면 더미 게이트선(/Gn)을 통하여 더미 스위치(DS)의 게이트 전극에는 로우 레벨의 게이트 신호가 공급된다. On the other hand, the gate signals inverted to each other are supplied to the gate electrode of the TFT and the gate electrode of the dummy switch DS. That is, as shown in FIG. 3, when a high level gate signal is supplied to the gate electrode of the TFT through the gate line Gn, the gate electrode of the dummy switch DS is connected to the gate electrode of the dummy switch DS through the dummy gate line / Gn. The gate signal is supplied.
따라서, TFT의 기생 용량(Cgd1)에 의하여 화소 전압(Vp) 강하가 발생하여도 TFT에 인가되는 게이트 신호와 반전되는 값을 가지는 게이트 신호에 의하여 구동되 는 더미 스위치(DS)에 의하여 보상 전압이 인가되어 강하된 화소 전압(Vp)이 보상된다. Therefore, even if the pixel voltage Vp drops due to the parasitic capacitance Cgd1 of the TFT, the compensation voltage is driven by the dummy switch DS driven by the gate signal having a value inverted with the gate signal applied to the TFT. The applied and dropped pixel voltage Vp is compensated.
도 4에 TFT와 더미 스위치에 의하여 화소 전압 강하가 보상되는 원리가 도시되어 있다. 4 shows the principle that the pixel voltage drop is compensated by the TFT and the dummy switch.
첨부한 도 4에 도시되어 있듯이, 로우 레벨의 게이트 신호(Gn)가 인가되는 TFT의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 형성된 기생 용량(Cgd1)에 의하여 화소 전극에 충전되는 화소 전압(Vp)의 강하가 발생하게 되어도, 하이 레벨의 게이트 신호(/Gn)가 인가되는 더미 스위치(DS)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 형성되는 기생 용량(Cgd2)에 의하여 화소 전압(Vp)가 끌어올려져서 화소 전압(Vp) 보상이 이루어지게 된다. As shown in FIG. 4, the drop of the pixel voltage Vp charged to the pixel electrode is caused by the parasitic capacitance Cgd1 formed between the gate electrode and the drain electrode of the TFT to which the low-level gate signal Gn is applied. Although generated, the pixel voltage Vp is pulled up by the parasitic capacitance Cgd2 formed between the gate electrode and the drain electrode of the dummy switch DS to which the high level gate signal / Gn is applied. Vp) compensation is made.
이 때, 더미 스위치(DS)의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널 폭(W2)을 적절하게 조절하여 화소 전압 보상이 이루어지도록 할 수 있다. 구체적으로, TFT의 소스 전극과 드레인 전극 사이 채널의 폭과 길이를 각각 W1, L1이라고 하고, 더미 스위치(DS)의 소스 전극과 드레인 전극 사이 채널의 폭과 길이를 각각 W2, L2라고 하면, 약 W2=1/2W1, L1=L2의 관계가 성립되도록 더미 스위치(DS)를 구성한다. 이러한 관계에 따라 더미 스위치(DS)의 게이트 전극으로 하이 레벨의 신호가 인가되어 더미 스위치(DS)가 턴온된 경우에는, 더미 스위치(DS)의 게이트 전극을 통하여 인가된 신호가 소스 전극과 드레인 전극을 통하여 화소 전극으로 공급됨으로써, 더미 스위치(DS)의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널의 폭(W2)을 TFT의 채널 폭(W1)보다 1/2 작게 구성하여도, TFT의 기생 용량에 의하여 발생되는 화소 전압(Vp) 강 하분을 충분하게 보상할 수 있다. In this case, the pixel width compensation may be performed by appropriately adjusting the channel width W2 between the source electrode and the drain electrode of the dummy switch DS. Specifically, when the width and length of the channel between the source electrode and the drain electrode of the TFT are W1 and L1, respectively, and the width and length of the channel between the source electrode and the drain electrode of the dummy switch DS are W2 and L2, respectively, The dummy switch DS is configured such that a relationship of W2 = 1 / 2W1 and L1 = L2 is established. According to this relationship, when the high level signal is applied to the gate electrode of the dummy switch DS and the dummy switch DS is turned on, the signal applied through the gate electrode of the dummy switch DS is applied to the source electrode and the drain electrode. Since the width W2 of the channel between the source electrode and the drain electrode of the dummy switch DS is smaller than the channel width W1 of the TFT by being supplied to the pixel electrode through the pixel electrode, the parasitic capacitance of the TFT The generated pixel voltage Vp drop can be sufficiently compensated.
도 5에 이러한 화소 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구조가 도시되어 있다. 5 illustrates the overall structure of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention having such a pixel structure.
첨부한 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 액정 패널(1), 스캔 구동부(2), 데이터 구동부(3), 전압 발생부(4), 타이밍 제어부(5)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
타이밍 제어부(5)는 LCD 모듈 외부의 그래픽 제어부(도시하지 않음)로부터 R(red), G(green), B(blue) 데이터 신호, 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호 (Vsync), 행 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 및 클록 신호(MCLK)를 제공받아 스캔 구동부(2) 및 데이터 구동부(3)를 구동하기 위한 디지털 신호를 출력한다.The
구동 전압 발생부(4)는 게이트 온 신호용 전압(Von), 게이트 오프 신호용 전압(Voff) 및 TFT 내의 데이터 전압의 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 스캔 구동부(2)로 출력한다. The driving
스캔 구동부(2)는 시프트 레지스터(도시하지 않음), 레벨 시프터(도시하지 않음), 버퍼(도시하지 않음) 등을 포함하며, 타이밍 제어부(5)로부터 디지틸 신호를 제공받고, 구동 전압 발생부(4)로부터 전압(Von, Voff, Vcom)을 제공받아 LCD 패널 상의 각 화소에 인가될 전압 값이 해당 화소에 전달되도록 길을 열어준다. 즉, 타이밍 제어부(5)에서 출력되는 디지털 신호(CPV 신호와 0E 신호)에 동기하는 게이트 온 전압을 게이트선에 순차적으로 인가한다. The
데이터 구동부(3)는 타이밍 제어부(5)에서 출력하는 신호에 의해 구동되어 스캔 구동부(2)의 구동에 동기하여 데이터 전압을 모든 데이터선에 인가한다. The
액정 패널(1)에는 데이터 구동부(3)로부터 데이터 전압을 전달하는 데이터선과 스캔 구동부(2)로부터 게이트 전압을 전달하는 게이트선이 서로 교차되어 형성되며, 각 게이트선과 데이터선이 교차하는 영역에 위의 도 3에 도시된 바와 같은 구조로 이루어지는 화소가 형성되어 있다. In the
특히, 본 발명의 실시예에서는 각 화소의 TFT로 인가되는 게이트 신호와 반전되는 값을 가지는 신호가 더미 스위치(DS)로 공급되도록, 각 액정 패널에 더미 게이트선이 별도로 형성되어 있다. 따라서, 스캔 구동부(2)는 서로 반전되는 값을 가지는 2개의 게이트 신호를 생성하여 하나의 화소로 인가한다. In particular, in the exemplary embodiment of the present invention, dummy gate lines are separately formed in each liquid crystal panel so that a signal having a value inverted from the gate signal applied to the TFT of each pixel is supplied to the dummy switch DS. Therefore, the
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다. Next, an operation of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention having such a structure will be described.
외부의 신호원 예를 들어 LCD 모듈 외부의 그래픽 제어부(도시하지 않음)로부터 R(red), G(green), B(blue) 데이터 신호, 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호 (Vsync), 행 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 및 클록 신호(MCLK)가 제공되면, 타이밍 제어부(5)는 스캔 구동부(2) 및 데이터 구동부(3)를 구동하기 위한 디지털 신호를 출력한다.External signal sources, for example, R (red), G (green), and B (blue) data signals from a graphic control unit (not shown) outside the LCD module, a vertical synchronization signal (Vsync) that is a frame discrimination signal, and a row discrimination signal When the horizontal sync signal Hsync and the clock signal MCLK are provided, the
스캔 구동부(2)는 타이밍 제어부(5)로부터 제공되는 디지털 신호에 따라 화소에 데이터 전압이 인가될 수 있도록 각 화소의 TFT로 구동 전압 발생부(4)로부터 제공되는 게이트 온 전압(Von)을 제공하여 선택적으로 턴온시킨다. 이 때 스캔 구동부(2)는 각 화소의 TFT로 게이트 온 전압(Von)을 제공함과 동시에 각 화소의 더 미 스위치(DS)로 게이트 온 전압(Von)과 반전되는 값을 가지는 더미 게이트 전압(Voff)을 제공한다. The
그리고, 데이터 구동부(3)는 각 시프트 레지스터내에 저장하였던 화상 데이터를 액정 패널(1)에 내릴 것을 명령하는 신호가 오면 각각의 데이터에 해당하는 전압을 선택하여 액정 패널(1)내로 해당 전압을 전달한다. The
그 결과, 각 화소의 TFT를 통하여 데이터 구동부(3)로부터 제공되는 데이터 전압이 화소 전극으로 제공되어 화상 표시가 이루어지게 되며, 이 때 각 화소의 더미 스위치는 오프 상태를 유지하게 된다. As a result, the data voltage supplied from the
다음에, 스캔 구동부(2)에 의하여 각 화소의 TFT로 게이트 오프 전압(Voff)이 제공되면, 각 화소의 더미 스위치로 게이트 오프 전압(Voff)과 반전되는 값을 가지는 더미 게이트 전압(Von)을 제공한다. Next, when the gate-off voltage Voff is provided to the TFT of each pixel by the
따라서, 각 화소의 TFT의 턴오프에 의하여 기생 용량(Cgd1)이 발생하여 화소 전압 강하(△Vp)가 발생하여도, 더미 스위치(DS)의 턴온 동작에 의하여 더미 스위치(DS)의 소스 전극과 드레인 전극을 통하여 인가되는 전하가 화소 전극으로 공급됨에 따라, 화소 전압의 전압 강화(△Vp)에 해당하는 전압 보상이 이루어지게 된다. Therefore, even if the parasitic capacitance Cgd1 is generated due to the turning-off of the TFT of each pixel to generate the pixel voltage drop ΔVp, the source electrode of the dummy switch DS is turned on by the turn-on operation of the dummy switch DS. As the charge applied through the drain electrode is supplied to the pixel electrode, voltage compensation corresponding to voltage enhancement (ΔVp) of the pixel voltage is achieved.
그러므로, TFT로 인가되는 게이트 전압의 온/오프 변화시에도 화소 전압이 변화없이 유지되어, 킥백 전압에 의한 플리커링이 방지된다. Therefore, the pixel voltage is maintained unchanged even when the gate voltage applied to the TFT is turned on / off, thereby preventing flickering due to the kickback voltage.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변형이나 변경이 가능한 것은 물론이 다. Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and of course, various other modifications and changes are possible.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 액정 패널의 각 화소에서 발생되는 킥백 전압이 제거됨으로써, 킥백 전압에 의한 플리커가 방지될 수 있다. 따라서 액정 표시 장치의 화질을 현저하게 개선시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the kickback voltage generated at each pixel of the liquid crystal panel is removed, thereby preventing flicker caused by the kickback voltage. Therefore, the image quality of the liquid crystal display device can be remarkably improved.
또한, 최소 킥백 전압에 의한 잔상에 있어서 구동 팩터를 최소화할 수 있다. In addition, the driving factor can be minimized in the afterimage caused by the minimum kickback voltage.
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US9136283B2 (en) | 2011-10-31 | 2015-09-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor array panel |
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