KR100920372B1 - 액정표시장치의 구동방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛의 온/오프 주파수와 액정패널의 구동주파수 간의 위상차이로 인한 화질저하를 방지할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 프레임 주파수를 정수배로 체배하여 온/오프 주파수를 생성하는 단계와, 상기 프레임 주파수에 기초하여 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널을 구동하는 단계와, 상기 온/오프 주파수에 따라 백라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 포함하고, 상기 프레임 주파수는 60Hz이며, 상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 nπ(단, n은 1이상의 양의 정수) 주기마다 상기 프레임 주파수와 동일한 위상을 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법에 의하여, 본 발명은 데이터 신호의 구동주파수에 의한 데이터라인과 화소전극 간에 캐패시턴스의 변동과 백라이트 유닛의 온/오프 주파수에 의한 활성층과 화소전극 간에 캐패시턴스의 변동에 따른 위상차가 없어지게 된다. 따라서, 본 발명은 표시화면의 화질저하를 방지함으로써 화질을 개선할 수 있다.

Description

액정표시장치의 구동방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 통상적인 액정표시장치에 포함되는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 일부분을 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 A-A'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.
도 3a는 연속모드 백라이트 유닛의 구동주파수를 나타내는 파형도.
도 3b는 버스트 모드 백라이트 유닛의 구동주파수를 나타내는 파형도.
도 4는 종래의 데이터 신호의 구동주파수와 백라이트 유닛의 온/오프 주파수 간의 위상차를 나타내는 파형도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치에 포함되는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 일부분을 도시한 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 B-B'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.
도 7a는 데이터 신호의 구동주파수와 백라이트 유닛의 온/오프 주파수를 나타내는 파형도.
도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 신호의 구동주파수와 백라이트 유닛의 온/오프 주파수를 나타내는 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
4, 104 : 데이터 라인 6, 106 : 박막 트랜지스터
8, 108 : 게이트 전극 10, 110 : 소스 전극
12, 112 : 드레인 전극 14, 114 : 활성층
16, 116 : 콘택홀 18, 118 : 화소전극
42, 142 : 하부기판 48, 148 : 오믹접촉층
50, 150 : 보호막
본 발명은 액정표시장치의 구동방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 백라이트 유닛의 온/오프 주파수와 액정패널의 구동주파수 간의 위상차이로 인한 화질저하를 방지할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동방법 및 장치에 관한 것이다.
통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과, 액정패널을 구동하기 위한 구동회로 및 액정패널에 광을 조 사하기 위한 백라이트 유닛을 구비한다.
액정패널은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 칼러필터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 스위치소자로 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극 등과, 그들 위에 도포된 배향막으로 구성된다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받는다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소전압신호를 화소전극에 공급한다.
칼라필터 어레이 기판은 액정셀 단위로 형성된 칼라필터들과, 칼러필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통 전극 등과, 그들 위에 도포되는 배향막으로 구성된다.
액정패널은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.
이러한 액정패널에서 박막 트랜지스터 어레이 기판은 반도체 공정을 포함함과 아울러 다수의 마스크 공정을 필요로 함에 따라 제조 공정이 복잡하여 액정패널 제조단가 상승의 중요원인이 되고 있다. 이를 해결하기 위하여, 박막 트랜지스터 어레이 기판은 마스크 공정수를 줄이는 방향으로 발전하고 있다. 이는 하나의 마 스크 공정이 증착공정, 세정공정, 포토리쏘그래피 공정, 식각공정, 포토레지스트 박리공정, 검사공정 등과 같은 많은 공정을 포함하고 있기 때문이다. 이에 따라, 최근에는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 표준 마스크 공정이던 5 마스크 공정에서 하나의 마스크 공정을 줄인 4 마스크 공정이 대두되고 있다.
도 1은 4 마스크 공정을 채용한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 예를 들어 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 A-A'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부기판(42) 위에 게이트 절연막(44)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 그 교차구조로 마련된 셀영역에 형성된 화소전극(18)을 구비한다.
박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 접속된 게이트 전극(8)과, 데이터 라인(4)에 접속된 소스 전극(10)과, 화소전극(18)에 접속된 드레인 전극(12)과, 게이트 전극(8)과 중첩되고 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 도통 채널을 형성하는 활성층(14)을 구비한다. 활성층(14)은 데이터 라인(4)과 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과 중첩되게 형성되고 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이의 채널부를 더 포함한다. 활성층(14) 위에는 데이터 라인(4)과 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(48)이 더 형성된다. 이러한 박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 공급되는 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(4)에 공급되는 화소전압 신호가 화소전극(18)에 충전되어 유지되게 한다.
화소전극(18)은 보호막(50)을 관통하는 콘택홀(16)을 통해 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)과 접속된다. 화소전극(18)은 충전된 화소전압에 의해 도시하지 않은 상부 기판에 형성되는 공통 전극과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 박막 트랜지스터 기판과 상부 기판 사이에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 도시하지 않은 광원으로부터 화소전극(18)을 경유하여 입사되는 광을 상부 기판 쪽으로 투과시키게 된다.
게이트 라인(2)은 게이트 패드부(도시하지 않음)를 통해 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다. 데이터 라인(4)은 데이터 패드부(도시하지 않음)를 통해 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다.
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판의 제조방법은 4마스크 공정을 이용하여 상세히 하면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가지게 된다.
우선, 하부기판(42) 상의 박막 트랜지스터 영역에 게이트 패턴들이 형성된다. 즉, 하부기판(42) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 이어서, 제 1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(2), 게이트 전극(8)을 포함하는 게이트 패턴들이 형성된다. 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄계 금속 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다.
게이트 패턴들이 형성된 하부기판(42) 상에 게이트 절연막(44), 활성층(14), 오믹접촉층(48), 그리고 소스/드레인 패턴들이 순차적으로 형성된다.
게이트 패턴들이 형성된 하부기판(42) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법 을 통해 게이트 절연막(44), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다.
소스/드레인 금속층 위에 제 2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제 2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 그 소스 전극(10)과 일체화된 드레인 전극(12), 스토리지 전극(22)을 포함하는 소스/드레인 패턴들이 형성된다.
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹접촉층(48)과 활성층(14)이 형성된다.
그리고, 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 애싱(Ashing) 공정으로 제거된 후 건식 식각공정으로 채널부의 소스/드레인 패턴 및 오믹접촉층(48)이 식각된다. 이에 따라, 데이터라인 영역의 활성층(14)의 면적이 데이터라인(4)의 면적보다 상대적으로 넓게 형성된다. 한편, 박막트랜지스터 영역에서는 채널부의 활성층(14)이 노출되어 소스 전극(10)과 드레인 전극(12)이 분리된다.
이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 패턴부 위에 남아 있는 포토레지스트 패턴이 제거된다.
게이트 절연막(44)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. 소스/드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다.
소스/드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(44) 상에 제 1 콘택홀(16)을 포함하는 보호막(50)이 형성된다.
소스/드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(44) 상에 PECVD 등의 증착방법으로 보호막(50)이 전면 형성된다. 보호막(50)은 제 3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 패터닝됨으로써 콘택홀(16)이 형성된다. 콘택홀(16)은 보호막(50)을 관통하여 드레인 전극(12)이 노출되게 형성된다.
보호막(50)의 재료로는 게이트 절연막(44)과 같은 무기 절연물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연물질이 이용된다.
보호막(50) 상에 투명전극 패턴들이 형성된다. 보호막(50) 상에 스퍼터링 등의 증착방법으로 투명전극 물질이 전면 증착된다. 이어서 제 4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정을 통해 투명전극 물질이 패터닝됨으로써 화소전극(18) 등을 포함하는 투명전극 패턴들이 형성된다. 화소전극(18)은 콘택홀(16)을 통해 드레인 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 여기서, 투명전극 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)이 이용된다.
이와 같은 4마스크 공정에 의해 제조된 박막 트랜지스터 기판을 포함하는 액 정패널은 상기 박막 트랜지스터들에 인가되는 영상신호에 따라 도시하지 않은 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이 때, 백라이트 유닛은 일반적으로 도 3a에 도시된 바와 같이 연속모드(Continuous Mode)로 구동된다. 연속모드의 구동방법에 따른 백라이트 유닛은 지속적으로 램프가 켜짐 상태를 유지하기 때문에 소비전류가 많은 단점이 있다. 이러한, 연속모드의 구동방법에 따른 백라이트 유닛의 소비전류를 저감시키기 위하여 버스트 모드(Burst Mode)의 구동방법을 이용하게 된다.
버스트 모드의 구동방법에 따른 백라이트 유닛은 도 3b에 도시된 바와 같이 일정주기의 온(on) 상태와 오프(off) 상태를 반복하게 된다.
이와 같이 버스트 모드의 구동방법에 의해 구동되는 백라이트 유닛의 온/오프에 따라 발생되는 광전류(Photo Current)에 따라 도 2에 도시된 바와같이 액정패널의 데이터라인 영역의 활성층(14)이 도체 또는 부도체가 된다. 즉, 상술한 바와 같이 4마스크 제조공정에 의해 액정패널의 데이터라인 영역의 활성층(14)의 면적이 데이터라인(4)의 면적보다 상대적으로 넓게 형성되기 때문에 활성층(14)은 백라이트 유닛의 온(on) 상태를 유지하는 동안 백라이트 유닛으로부터의 광에 의해 광전류가 발생되어 도체가 되고, 백라이트 유닛이 오프(off) 상태를 유지하는 동안에는 부도체가 된다.
따라서, 활성층(14)이 도체가 되는 경우에는 활성층(14)과 화소전극(18) 간의 거리가 데이터라인(4)과 화소전극(18) 간의 거리보다 가깝기 때문에 활성층(14) 과 화소전극(18) 간에 캐패시턴스(Cdp1)가 발생된다. 반면에 활성층(14)이 부도체가 되는 경우에는 데이터라인(4)과 화소전극(18) 간에 캐패시턴스(Cdp2)가 발생된다.
이와 같이 백라이트 유닛의 온/오프 주파수에 의해 발생되는 활성층(14)과 화소전극(18) 간에 캐패시턴스(Cdp1) 및 데이터 신호의 구동주파수에 의해 발생되는 데이터라인(4)과 화소전극(18) 간에 캐패시턴스(Cdp2) 차이로 인하여 표시화면에 물결모양이 표시되어 화질저하를 발생하게 된다.
이를 상세히 하면, 도 4에 도시된 바와 같이 데이터라인들에 공급되는 데이터 신호의 구동주파수는 일례로 60Hz이고, 백라이트 유닛의 온/오프 주파수는 60Hz보다 빠른 주파수를 가지게 된다. 이에 따라, 데이터라인들에 공급되는 데이터 신호의 구동주파수와 버스트모드에 의해 구동되는 백라이트 유닛의 온/오프 주파수의 위상차에 의해 화소전극(18)에 충전된 전압이 변동되어 화질저하가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 백라이트 유닛의 온/오프 주파수와 액정패널의 구동주파수 간의 위상차이로 인한 화질저하를 방지할 수 있도록 한 액정표시장치의 구동방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법은 프레임 주파수를 정수배로 체배하여 온/오프 주파수를 생성하는 단계와, 상기 프레임 주파수에 기초하여 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널을 구동하는 단계와, 상기 온/오프 주파수에 따라 백라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 포함하고, 상기 프레임 주파수는 60Hz이며, 상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 nπ(단, n은 1이상의 양의 정수) 주기마다 상기 프레임 주파수와 동일한 위상을 갖는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 구동방법에서 상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 4배 내지 6배로 체배되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동장치는 프레임 주파수를 정수배로 체배하여 온/오프 주파수를 생성하는 주파수 체배기와, 상기 프레임 주파수에 기초하여 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널을 구동하는 구동부와, 상기 주파수 체배기로부터의 상기 온/오프 주파수에 따라 백라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하고, 상기 프레임 주파수는 60Hz이며, 상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 nπ(단, n은 1이상의 양의 정수) 주기마다 상기 프레임 주파수와 동일한 위상을 갖는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 액정표시장치의 구동장치에서 상기 주파수 체배기는 상기 프레임 주파수의 4배 내지 6배로 체배하여 상기 온/오프 주파수를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 5 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기 로 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부기판(142) 위에 게이트 절연막(144)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(106)와, 그 교차구조로 마련된 셀영역에 형성된 화소전극(118)을 구비한다.
박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)에 접속된 게이트 전극(108)과, 데이터 라인(104)에 접속된 소스 전극(110)과, 화소전극(118)에 접속된 드레인 전극(112)과, 게이트 전극(108)과 중첩되고 소스 전극(110)과 드레인 전극(112) 사이에 도통 채널을 형성하는 활성층(114)을 구비한다. 활성층(114)은 데이터 라인(104)과 소스 전극(110) 및 드레인 전극(112)과 중첩되게 형성되고 소스 전극(110)과 드레인 전극(112) 사이의 채널부를 더 포함한다. 활성층(114) 위에는 데이터 라인(104)과 소스 전극(110) 및 드레인 전극(112)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(148)이 더 형성된다. 이러한 박막 트랜지스터(106)는 게이트 라인(102)에 공급되는 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(104)에 공급되는 화소전압 신호가 화소전극(118)에 충전되어 유지되게 한다.
화소전극(118)은 보호막(150)을 관통하는 콘택홀(116)을 통해 박막 트랜지스터(106)의 드레인 전극(112)과 접속된다. 화소전극(118)은 충전된 화소전압에 의해 도시하지 않은 상부 기판에 형성되는 공통 전극과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 박막 트랜지스터 기판과 상부 기판 사이에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 도시하지 않은 광원으로부터 화소전극(118)을 경유하여 입사되는 광을 상부 기판 쪽으로 투과시키게 된다.
게이트 라인(102)은 게이트 패드부(도시하지 않음)를 통해 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다. 데이터 라인(104)은 데이터 패드부(도시하지 않음)를 통해 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다.
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판의 제조방법은 4마스크 공정을 이용하여 상세히 하면 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 구조를 가지게 된다.
우선, 하부기판(142) 상의 박막 트랜지스터 영역에 게이트 패턴들이 형성된다. 즉, 하부기판(142) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 이어서, 제 1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(102), 게이트 전극(108)을 포함하는 게이트 패턴들이 형성된다. 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄계 금속 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다.
게이트 패턴들이 형성된 하부기판(142) 상에 게이트 절연막(144), 활성층(114), 오믹접촉층(148), 그리고 소스/드레인 패턴들이 순차적으로 형성된다.
게이트 패턴들이 형성된 하부기판(142) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 게이트 절연막(144), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다.
소스/드레인 금속층 위에 제 2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 포 토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제 2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(104), 소스 전극(110), 그 소스 전극(110)과 일체화된 드레인 전극(112), 스토리지 전극(122)을 포함하는 소스/드레인 패턴들이 형성된다.
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹접촉층(148)과 활성층(114)이 형성된다.
그리고, 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 애싱(Ashing) 공정으로 제거된 후 건식 식각공정으로 채널부의 소스/드레인 패턴 및 오믹접촉층(148)이 식각된다. 이에 따라, 데이터라인 영역의 활성층(114)의 면적이 데이터라인(104)의 면적보다 상대적으로 넓게 형성된다. 한편, 박막트랜지스터 영역에서는 채널부의 활성층(114)이 노출되어 소스 전극(110)과 드레인 전극(112)이 분리된다.
이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 패턴부 위에 남아 있는 포토레지스트 패턴이 제거된다.
게이트 절연막(144)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. 소스/드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다.
소스/드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(144) 상에 제 1 콘택홀(116)을 포함하는 보호막(150)이 형성된다.
소스/드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(144) 상에 PECVD 등의 증착방법으로 보호막(150)이 전면 형성된다. 보호막(150)은 제 3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정으로 패터닝됨으로써 콘택홀(116)이 형성된다. 콘택홀(116)은 보호막(150)을 관통하여 드레인 전극(112)이 노출되게 형성된다.
보호막(150)의 재료로는 게이트 절연막(144)과 같은 무기 절연물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연물질이 이용된다.
보호막(150) 상에 투명전극 패턴들이 형성된다. 보호막(150) 상에 스퍼터링 등의 증착방법으로 투명전극 물질이 전면 증착된다. 이어서 제 4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각공정을 통해 투명전극 물질이 패터닝됨으로써 화소전극(118) 등을 포함하는 투명전극 패턴들이 형성된다. 화소전극(118)은 콘택홀(116)을 통해 드레인 전극(112)과 전기적으로 접속된다. 여기서, 투명전극 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)이 이용된다.
이와 같은 4마스크 공정에 의해 제조된 박막 트랜지스터 기판을 포함하는 액정패널은 상기 박막 트랜지스터들에 인가되는 영상신호에 따라 도시하지 않은 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시 하게 된다.
이 때, 백라이트 유닛은 소비전류를 저감시키기 위하여 한 프레임 동안 일정주기의 온(on) 상태와 오프(off) 상태를 반복하는 버스트 모드(Burst Mode)의 구동방법에 의해 구동된다.
이와 같이 버스트 모드의 구동방법에 의해 구동되는 백라이트 유닛의 온/오프에 따라 발생되는 광전류(Photo Current)에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 액정패널의 데이터라인 영역의 활성층(114)이 도체 또는 부도체가 된다. 즉, 활성층(114)은 백라이트 유닛의 온(on) 상태를 유지하는 동안 백라이트 유닛으로부터의 광에 의해 광전류가 발생되어 도체가 되고, 백라이트 유닛이 오프(off) 상태를 유지하는 동안에는 부도체가 된다.
따라서, 활성층(114)이 도체가 되는 경우에는 상술한 바와 같이 4마스크 제조공정에 의해 액정패널의 데이터라인 영역의 활성층(114)의 면적이 데이터라인(104)의 면적보다 상대적으로 넓게 형성되기 때문에 활성층(114)과 화소전극(118) 간의 거리가 데이터라인(104)과 화소전극(118) 간의 거리보다 가까워 활성층(114)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp1)가 발생된다. 반면에 활성층(114)이 부도체가 되는 경우에는 데이터라인(104)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp2)가 발생된다.
이와 같이 백라이트 유닛의 온/오프에 따라 발생되는 활성층(114)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp1) 및 데이터라인(104)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp2) 차이로 인하여 표시화면에 물결모양이 표시되어 화질저하를 발생하게 된다. 다시 말하여, 데이터라인들에 데이터를 공급하는 데이터 신호의 구동주파수(또는 프레임 주파수)가 60Hz인 경우에 백라이트 유닛의 온/오프 주파수는 60Hz보다 빠른 주파수를 가지기 때문에 데이터 신호의 구동주파수와 버스트모드에 의해 구동되는 백라이트 유닛의 온/오프 주파수의 위상차에 의해 화소전극(118)에 충전된 전압이 변동되어 화질저하가 발생하게 된다.
이를 해결하기 위하여, 백라이트 유닛의 온/오프 주파수(nFsync)는 도 7a에 도시된 바와 같이 데이터 신호의 구동주파수(Fsync)의 정수배(단, 1이상의 양의 정수)로 체배된다. 즉, 데이터 신호의 구동주파수(Fsync)가 60Hz인 경우에 백라이트 유닛의 온/오프 주파수(nFsync)는 60Hz, 120Hz, 180Hz, 240Hz, 300Hz, 360Hz,... 중 어느 하나가 된다. 이러한, 백라이트 유닛의 온/오프 주파수(nFsync)는 프레임 주파수를 공급받아 프레임 주파수(Fsync)를 정부배로 체배하는 도시하지 않은 주파수 체배기에 의해 생성된다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 온(on)될 경우 백라이트 유닛의 온/오프 주파수(nFsync)에 따른 데이터라인(104)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp2)의 변동과 백라이트 유닛이 오프(off)될 경우 데이터 신호의 구동주파수(Fsync)에 따른 활성층(114)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp1)의 변동이 동일하게 된다. 즉, 도 7b에 도시된 바와 같이 60Hz의 주파수를 가지는 데이터 신호의 구동주파수(Fsync)와 300Hz의 주파수를 가지는 백라이트 유닛의 온/오프 주파수(nFsync) 간에는 nπ(단, n은 1이상의 양의 정수) 주기마다 동일한 위상을 가지기 때문에 데이터 신호의 구동주파수(Fsync)에 의한 데이 터라인(104)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp2)의 변동과 백라이트 유닛의 온/오프 주파수(nFsync)에 의한 활성층(114)과 화소전극(118) 간에 캐패시턴스(Cdp1)의 변동에 따른 위상차가 없어지게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법 및 장치는 화질저하를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구동방법 및 장치에서 백라이트 유닛의 온/오프 주파수는 데이터라인에 공급되는 데이터 신호의 구동주파수보다 정수배로 체배된 주파수를 가지게 된다. 이에 따라, 데이터 신호의 구동주파수에 의한 데이터라인과 화소전극 간에 캐패시턴스의 변동과 백라이트 유닛의 온/오프 주파수에 의한 활성층과 화소전극 간에 캐패시턴스의 변동에 따른 위상차가 없어지게 된다. 따라서, 본 발명은 표시화면의 화질저하를 방지함으로써 화질을 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 프레임 주파수를 정수배로 체배하여 온/오프 주파수를 생성하는 단계와,
    상기 프레임 주파수에 기초하여 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널을 구동하는 단계와,
    상기 온/오프 주파수에 따라 백라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 프레임 주파수는 60Hz이며, 상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 nπ(단, n은 1이상의 양의 정수) 주기마다 상기 프레임 주파수와 동일한 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 4배 내지 6배로 체배되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  4. 프레임 주파수를 정수배로 체배하여 온/오프 주파수를 생성하는 주파수 체배기와,
    상기 프레임 주파수에 기초하여 액정셀이 매트릭스 형태로 배치되는 액정패널을 구동하는 구동부와,
    상기 주파수 체배기로부터의 상기 온/오프 주파수에 따라 백라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하고,
    상기 프레임 주파수는 60Hz이며, 상기 온/오프 주파수는 상기 프레임 주파수의 nπ(단, n은 1이상의 양의 정수) 주기마다 상기 프레임 주파수와 동일한 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 주파수 체배기는 상기 프레임 주파수의 4배 내지 6배로 체배하여 상기 온/오프 주파수를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동장치.
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