KR101073204B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소비전력을 낮춤과 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 기판 상에 게이트라인들 및 데이터라인과 접속된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극, 상기 공통전극과 접속되며 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성된 공통라인, 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성되며 상기 화소전극과 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되게 형성되어 스토리지캐패시터를 형성하는 스토리지라인을 가지는 액정패널과; 상기 액정패널의 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정패널의 데이터라인에 화소전압신호를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 액정패널의 공통라인에 공통전압신호를 공급하는 공통구동부와; 상기 액정패널의 스토리지라인에 스토리지전압신호를 공급하는 스토리지구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동방법{Liquid Crysyal Display And Driving Method Thereof}
도 1은 종래의 수평 전계 인가형 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정패널을 상세히 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 공통라인과 스토리지라인 각각에 인가되는 공통전압신호와 스토리지전압신호의 제1 실시 예를 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 2에 도시된 공통라인과 스토리지라인 각각에 인가되는 공통전압신호와 스토리지전압신호의 제2 실시 예를 나타내는 파형도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
102 : 데이터 구동부 104 : 게이트 구동부
106 : 타이밍 제어부 108 : 공통구동부
110 : 액정패널 114 : 공통전극
116 : 화소전극
본 발명은 수평 전계를 이용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 소비전력을 낮춤과 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다.
수직 전계형 액정 표시 장치는 상부기판 상에 형성된 공통전극과 하부기판 상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정 표시 장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도로 좁은 단점을 가진다.
수평 전계형 액정 표시 장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계형 액정 표시 장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점을 가진다. 이하, 수평 전계형 액정 표시 장치에 대하여 상 세히 살펴보기로 한다.
도 1은 종래 수평 전계형 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 종래 수평 전계 인가형 액정표시장치는 액정패널(10)과, 액정패널(10)의 데이터라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동부(2)와, 액정패널(10)의 게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동부(4)와, 게이트 구동부(4) 및 데이터 구동부(2)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(6)와, 액정패널(10)의 공통라인(CL)에 기준전압신호를 공급하는 공통전압생성부(8)를 구비한다.
타이밍제어부(6)는 외부로부터 입력되어진 화소데이터 신호(R,G,B Data)를 데이터 구동부(2)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(6)는 외부로부터 입력된 제어신호(H,V,DE,CLK)에 응답하여 게이트 구동부(4) 및 데이터 구동부(2) 각각을 제어하기 위한 게이트제어신호(GDC) 및 데이터제어신호(DDC)를 생성한다.
게이트 제어신호들(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭 신호(GSC), 게이트 출력 이네이블 신호(GOE) 등이 포함된다. 데이터 제어신호들(DDC)에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.
게이트 구동부(4)는 타이밍 제어부(6)로부터의 게이트 제어신호들(GDC)에 응답하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 스캔펄스를 공급한다. 이에 따라, 게이트 구동부(4)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인(GL) 단위로 구동되게 한다.
데이터 구동부(2)는 타이밍 제어부(6)로부터의 데이터 제어신호들(DDC)에 응 답하여 수평기간(H1, H2, ...)마다 1 수평라인분씩의 화소 전압 신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 특히, 데이터 구동부(2)는 타이밍 제어부(6)로부터의 디지털 화소데이터(R, G, B)를 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 화소 전압 신호로 변환하여 공급한다.
공통전압 생성부(8)는 공통전압(Vcom)을 발생하여 공통라인(CL)을 통해 화소 전극과 수평전계를 이루는 공통전극에 공급한다.
액정패널(10)은 n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 각각 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)에 접속되고 매트릭스 형태로 배열되어진 액정셀들(Clc)을 구비한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터를 액정셀(Clc)로 공급한다. 액정셀(Clc)은 박막트랜지스터(TFT)와 접속된 화소전극과, 화소전극과 나란하게 형성되어 수평전계를 이루며 공통라인(CL)과 접속된 공통전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 캐패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 이러한 액정셀은 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 화소 전압 신호를 다음 화소 전압 신호이 충전될 때까지 유지시키기 위하여 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되는 공통라인(CL)과 화소전극으로 이루어진 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
이러한 수평 전계형 액정 표시 장치는 도트 인버젼 방식으로 구동되는 경우 화질을 향상시킬 수 있지만 소비전력이 높은 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 소비전력을 낮춤과 아울러 화질을 향상시킬 수 있는 수평 전계형 액정 표시 장치가 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 소비전력을 낮춤과 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 기판 상에 게이트라인들 및 데이터라인과 접속된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극, 상기 공통전극과 접속되며 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성된 공통라인, 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성되며 상기 화소전극과 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되게 형성되어 스토리지캐패시터를 형성하는 스토리지라인을 가지는 액정패널과; 상기 액정패널의 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정패널의 데이터라인에 화소전압신호를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 액정패널의 공통라인에 공통전압신호를 공급하는 공통구동부와; 상기 액정패널의 스토리지라인에 스토리지전압신호를 공급하는 스토리지구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 게이트 구동부, 공통구동부, 및 스토리지구동부는 상기 기판 상에 집적화된 것을 특징으로 한다.
상기 화소전압신호, 공통전압신호 및 스토리지전압신호는 1 수평주기로 극성 이 반전되는 것을 특징으로 한다.
상기 공통전압신호는 상기 화소전압신호와 극성이 반대인 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 전압레벨 및 진폭이 동일한 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소전극과 중첩되는 스토리지라인은 스토리지이온이 주입된 폴리 실리콘형 액티브층인 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 진폭이 동일하고, 상기 공통전압신호와 극성이 다른 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소전극과 중첩되는 스토리지라인은 폴리 실리콘형 액티브층인 것을 특징으로 한다.
상기 공통 구동부 및 스토리지구동부 중 적어도 어느 하나는 상기 게이트 구동부와 상기 기판의 동일 일측에 집적화되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지라인과 상기 공통라인은 동일한 신호라인이며, 그 신호라인은 상기 스토리지구동부 및 공통구동부와 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동방법은 기판 상에 게이트라인들 및 데이터라인과 접속된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극, 상기 공통전극과 접속되며 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성된 공통라인, 상기 게이트 라인을 따라 나란하게 형성되며 상기 화소전극과 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되게 형성되어 스토리지캐패시터를 형성하는 스토리지라인을 가지는 액정 패널을 가지는 액정 표시 장치의 구동방법에 있어서, 상기 액정패널의 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 단계와; 상기 액정패널의 데이터라인에 화소전압신호를 공급하는 단계와; 상기 액정패널의 공통라인에 공통전압신호를 공급하는 단계와; 상기 액정패널의 스토리지라인에 스토리지전압신호를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화소전압신호, 공통전압신호 및 스토리지전압신호는 1 수평주기로 극성이 반전되는 것을 특징으로 한다.
상기 공통전압신호는 상기 화소전압신호와 극성이 반대인 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 전압레벨 및 진폭이 동일한 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 진폭이 동일하고, 상기 공통전압신호와 극성이 다른 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수평 전계 인가형 액정표시 장치는 액정패널(110)과, 액정패널(110)의 데이터라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동부(102)와, 액정패널(110)의 게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동부(104)와, 액정패널(110)의 공통라인(CL)을 구동하기 위한 공통구동부(108)와, 액정 패널의 스토리지라인(SL)을 구동하기 위한 스토리지구동부(106)와, 게이트 구동부(104), 데이터 구동부(102), 공통 구동부(108) 및 스토리지 구동부(112)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(106)를 구비한다.
액정패널(110)은 게이트라인들(GL)과, 그 게이트라인들(GL)과 절연되면서 교차하는 데이터라인들(DL)을 구비한다. 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)의 교차로 마련되는 영역마다 액정셀들이 형성된다. 액정셀들 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 게이트라인들(GL) 및 데이터라인들(DL)과 접속된 박막트랜지스터(TFT)와, 박막트랜지스터(TFT)와 접속된 화소전극(116)과, 화소전극(116)과 나란하게 형성되어 수평전계를 이루며 공통라인(CL)과 접속된 공통전극(114)으로 구성된 액정용량 캐패시터(Clc)를 구비한다. 그리고, 액정셀들 각각은 화소전극과 스토리지라인이 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되며, 액정용량 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터전압을 다음 데이터전압이 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 포함한다.
한편, 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지 구동부(112)는 액정패널(110)의 기판(101) 상에 집적화되어 형성된다. 이를 위해, 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지 구동부(112)는 액정패널(110)의 표시영역에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)와 동일공정으로 동시에 형성된다. 이 때, 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지 구동부(112)에 형성되는 박막트랜지스터는 전하 이동도가 높은 폴리 실리콘형 박막트랜지스터 또는 아몰퍼스 실리콘형 박막트랜지스터가 이용된다. 예를 들어, 폴리 실리콘형 박막트랜지스터를 CMOS공정을 이용하여 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지 구동부(112)를 기판 상에 집적화한다.
타이밍제어부(106)는 외부로부터 입력되어진 화소데이터 신호(R,G,B Data)를 데이터 구동부(102)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(106)는 외부로부터 입력된 제어신호(H,V,DE,CLK)에 응답하여 데이터 구동부(102), 게이트구동부(104), 스토리지 구동부(112) 및 공통 구동부(108) 각각을 제어하기 위한 데이터제어신호(DDC), 게이트제어신호(GDC), 스토리지제어신호(SDC) 및 공통 제어신호(CDC)를 생성한다.
게이트 제어신호들(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭 신호(GSC), 게이트 출력 이네이블 신호(GOE) 등이 포함된다. 데이터 제어신호들(DDC)에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.
데이터 구동부(102)는 타이밍 제어부(106)로부터의 데이터 제어신호들(DDC)에 응답하여 수평기간(H1, H2, ...)마다 1 수평라인분씩의 화소신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 특히, 데이터 구동부(102)는 타이밍 제어부(106)로 부터의 디지털 화소데이터(R, G, B)를 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터의 감 마전압을 이용하여 아날로그 화소신호로 변환하여 공급한다. 이러한 데이터 구동부(102)는 라인 인버젼 방식으로 수평라인기간과 화소전압신호의 극성을 달리하여 공급한다.
게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(106)로부터의 게이트 제어신호들(GDC)에 응답하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 스캔펄스를 공급한다. 이에 따라, 게이트 구동부(104)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인(GL) 단위로 구동되게 한다.
공통구동부(108)는 타이밍 제어부(106)로부터의 공통제어신호들(CDC)에 응답하여 공통라인들(CL)에 순차적으로 반전되는 공통전압신호(Vcom)를 공급한다. 공통전압신호(Vcom)는 교류형태로 1 수평주기(1H)마다 극성이 반전되며 화소 전압 신호(Vpxl)와 반대 극성을 가지게 된다. 이러한 게이트 공통 구동부(108)는 게이트 구동부(104)와 함께 동일한 영역의 기판 일측 상에 형성된다.
스토리지 구동부(112)는 게이트 구동부(104) 및 공통 구동부(108)와 다른 기판의 타측 상에 형성된다. 이러한 스토리지 구동부(112)는 타이밍 제어부(106)로 부터의 스토리지제어신호들(SDC)에 응답하여 스토리지라인들(SL)에 순차적으로 반전되는 스토리지전압신호(Vstg)를 공급한다. 스토리지 전압 신호(Vstg)는 교류형태로 1 수평주기(1H)마다 극성이 반전되며 공통 전압 신호(Vcom)와 동일한 진폭을 가진다. 이러한 스토리지 구동부(112)는 스토리지라인(SL)과 중첩되는 영역의 액티브층에 주입되는 이온유무에 따라 스토리지 구동부(112)의 출력전압레벨이 달라진다.
스토리지라인(SL)에 스토리지 이온이 도핑된 경우, 스토리지라인에는 공통라 인에 공급되는 공통 전압 신호와 동일한 전압레벨과 진폭을 가지는 스토리지전압신호(Vstg)가 공급된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제i 번째 수평라인에 접속된 액정셀들에 1수평기간동안 부극성(-)의 화소전압신호(Vpxl)가 공급되고, 정극성(+)의 공통전압신호(Vcom)가 공급되고, 정극성(+)의 스토리지전압신호(Vstg)가 공급된다. 이어서, 제i+1 번째 수평라인에 접속된 액정셀들에 1수평기간동안 1수평기간동안 정극성(+)의 화소전압신호(Vpxl)가 공급되고, 부극성(-)의 공통전압신호(Vcom)가 공급되고, 부극성(-)의 스토리지전압신호(Vstg)가 공급된다.
스토리지라인(SL)에 스토리지 이온이 도핑되지 않는 경우, 스토리지라인(SL)에는 액티브층의 소스영역과 드레인 영역에 주입된 이온에 따라 정극성이 전압레벨에서 스윙하거나 부극성의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다.
예를 들어, 액티브층의 소스영역과 드레인 영역에 P+이온이 주입되는 경우, 공통라인(CL)에 정극성(+)의 전압레벨에서 스윙하는 공통전압(Vcom)이 공급되고, 스토리지라인(SL)에 부극성(-)의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다. 예를 들어, 공통라인(CL)에는 0~5V를 스윙하는 공통전압이 공급되고, 스토리지라인(SL)에는 -10V ~ -5V를 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급되거나 -5V ~ -3V를 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다. 그러면, 폴리실리콘막 형태의 스토리지라인(SL)은 축적->공핍->반전되어 그 스토리지라인(SL)에는 실질적으로 공통라인(CL)에 공급된 정극성의 전압레벨과 동일한 전압레벨이 인가된다. 그러면, 폴리실리콘막 형태의 스토리지라인(SL)은 축적->공핍->반전되어 그 스토리지라인(SL)에는 실질적으로 공통라인(CL)에 공급된 정극성의 전압레벨과 동일한 정극성의 스 토리지 전압(Vstg)이 공급된다.
액티브층의 소스영역과 드레인 영역에 N+이온이 주입되는 경우, 공통라인(CL)에 부극성(-)의 전압레벨에서 스윙하는 공통전압(Vcom)이 공급되고, 스토리지라인(SL)에 정극성(+)의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다. 예를 들어, 공통라인(CL)에는 -5V ~ -10V를 스윙하는 공통전압(Vcom)이 공급되고, 스토리지라인(SL)에는 0V ~ 5V를 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다. 그러면, 폴리실리콘막 형태의 스토리지라인(SL)은 축적(accumulation)->공핍(depletion)->반전(inversion)되어 그 스토리지라인(SL)에는 실질적으로 공통라인(CL)에 공급된 부극성의 전압레벨과 동일한 부극성의 스토리지 전압이 공급된다.
달리 말하면, 도 5에 도시된 바와 같이 1수평 기간동안 제i 번째 수평라인에 접속된 액정셀들의 화소전극에는 부극성(-)의 화소전압신호(Vpxl)가 공급되고, 공통라인에는 정극성(+)의 공통전압신호(Vcom)가 공급되고, 스토리지라인(SL)에는 부극성(-)의 스토리지전압신(Vstg)호가 공급되지만 폴리실리콘막(스토리지라인)의 반전에 의해 정극성(+)의 스토리지전압신호(Vstg)가 공급된다. 이어서, 1수평 기간동안 제i+1 번째 수평라인에 접속된 액정셀들의 화소전극에 정극성(+)의 화소전압신호(Vpxl)가 공급되고, 공통라인(CL)에는 부극성(-)의 공통전압신호(Vcom)가 공급되고, 스토리지라인(SL)에는 정극성(+)의 스토리지전압신(Vstg)호가 공급되지만 폴리실리콘막(스토리지라인)의 반전에 의해 부극성(-)의 스토리지전압신호(Vstg)가 공급된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 1 수평기간동안 반전되는 공통전압신호에 의해 화소전압신호를 도트 인버젼 방식에 비해 상대적으로 낮출 수 있디. 이에 따라, 데이터 구동부의 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정셀을 구동하는 박막트랜지스터가 PMOS[NMOS]인 경우 스토리지라인에는 부극성[정극성]의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압이 공급된다. 이 경우, 액티브층의 스토리지영역에 불순물이온을 주입하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수평 전계형 액정 표시 장치는 공통라인과 스토리지라인이 각각의 구동부를 통해 구동되므로 공통라인의 라인저항이 종래보다 줄어든다. 즉, 종래 별도의 기준라인에 공통으로 접속된 공통라인에 비해 본 발명의 공통라인은 라인저항이 줄어든다. 줄어든 라인저항에 의한 공통전압신을 공통라인에 용이하게 전달할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수평 전계형 액정 표시 장치는 스토리지캐패시터(Cst)의 스토리지라인(SL)을 별도로 마련함으로써 종래에 비해 개구율이 향상된다. 즉, 종래에 하나의 구동부를 통해 공통으로 구동되는 스토리지라인과 공통라인을 접속시키기 위한 별도의 콘택홀이 필요로 하였지만 본 발명에서는 스토리지라인과 공통라인이 개별적으로 구동되므로 별도의 콘택홀이 불필요하므로 개구율이 향상된다.
도 6는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다. 도 6에 도시된 액정 표시 장치는 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 대비하여 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지구동부(112)가 기판의 일측에 형 성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지구동부(112)는 액정패널(110)의 기판 일측 상에 집적화되어 형성된다. 즉, 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지구동부(112)는 액정셀(Clc)을 스위칭하기 위한 박막트랜지스터(TFT)와 동일공정으로 동시에 형성된다. 이 때, 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지구동부(112)에 형성되는 박막트랜지스터는 전하 이동도가 높은 폴리 실리콘형 박막트랜지스터 또는 아몰퍼스 실리콘형 박막트랜지스터가 이용된다. 예를 들어 CMOS공정을 이용하여 게이트 구동부(104), 공통 구동부(108) 및 스토리지구동부(112)를 기판의 일측 상에 집적화한다.
공통 구동부(108)는 타이밍 제어부(106)로부터의 공통 제어 신호들(CDC)에 응답하여 1 수평라인기간마다 공통라인들(CL)에 극성이 반전되는 공통전압신호(Vcom)를 공급한다.
스토리지 구동부(112)는 타이밍 제어부(106)로부터의 스토리지제어신호들(SDC)에 응답하여 스토리지라인들(SL)에 1수평라인기간마다 극성이 반전되는 스토리지전압신호(Vstg)를 공급한다. 이러한 스토리지 구동부(112)는 스토리지라인(SL)에 스토리지이온이 도핑된 경우 도 4에 도시된 바와 같이 공통라인(CL)에 공급되는 공통전압신호(Vcom)와 동일한 진폭과 전압레벨을 가지는 스토리지 전압신호(Vstg)를 스토리지라인(SL)에 공급한다.
스토리지라인(SL)에 스토리지이온이 도핑되지 않는 경우, 스토리지라인(SL) 에는 도 5에 도시된 바와 같이 액티브층의 소스영역과 드레인 영역에 주입된 이온에 따라 정극성의 전압레벨에서 스윙하거나 부극성의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다.
예를 들어, 액티브층의 소스영역과 드레인 영역에 P+이온이 주입되고 공통라인(CL)에 정극성(+)의 전압레벨에서 스윙하는 공통전압(Vcom)이 공급되면, 스토리지라인(SL)에 부극성(-)의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압(Vstg)이 공급된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수평 전계형 액정 표시 장치는 공통라인과 스토리지라인(SL)이 각각의 구동부를 통해 구동되므로 공통라인의 라인저항이 종래보다 줄어든다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수평 전계형 액정 표시 장치는 스토리지캐패시터(Cst)의 스토리지라인(SL)을 별도로 마련함으로써 종래에 비해 개구율이 향상된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 7에 도시된 액정 표시 장치는 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 대비하여 스토리지 구동부와 공통구동부가 공통라인의 양측에 각각 접속되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다.
스토리지 구동부(112)는 게이트 구동부(104)와 동일하게 기판의 일측에 형성되며, 공통 구동부(108)는 게이트 구동부(104)와 다른 기판의 타측에 형성된다. 이러한 스토리지구동부(112)와 공통구동부(108)는 타이밍제어부(106)에서 생성된 공통제어신호(CDC)에 의해 공통라인(CL)에 1수평라인마다 극성이 반전되는 공통전압신호(Vcom)를 공급한다.
이를 위해, 스토리지 구동부(112)는 공통라인(CL)의 일단에 접속되며, 공통구동부(108)는 공통라인(CL)의 타단에 접속된다. 이 경우, 스토리지 구동부(112)가 오동작하는 경우, 스토리지 구동부(112)와 공통라인(CL)과의 접속을 단선시키고 공통구동부(108)만을 이용하여 공통라인(CL)을 구동시킨다. 또는, 공통 구동부(108)가 오동작하는 경우, 공통 구동부(108)와 공통라인(CL)과의 접속을 단선시키고 스토리지구동부(112)만을 이용하여 공통라인(CL)을 구동시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 공통라인과 스토리지라인이 각각의 구동부를 통해 구동되므로 공통라인의 라인저항이 종래보다 줄어든다. 또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 스토리지캐패시터의 스토리지라인을 별도로 마련함으로써 종래에 비해 개구율이 향상된다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정셀을 구동하는 박막트랜지스터가 PMOS[NMOS]인 경우 스토리지라인에는 부극성[정극성]의 전압레벨에서 스윙하는 스토리지전압이 공급된다. 이 경우, 액티브층의 스토리지영역에 불순물이온을 주입하는 공정을 생략할 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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 게이트라인들 및 데이터라인과 접속된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극, 상기 공통전극과 접속되며 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성된 공통라인, 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성되며 상기 화소전극과 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되게 형성되어 스토리지캐패시터를 형성하는 스토리지라인을 가지는 액정패널과;
    상기 액정패널의 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부와;
    상기 액정패널의 데이터라인에 화소전압신호를 공급하는 데이터 구동부와;
    상기 액정패널의 공통라인에 공통전압신호를 공급하는 공통구동부와;
    상기 액정패널의 스토리지라인에 스토리지전압신호를 공급하는 스토리지구동부를 구비하고,
    상기 화소전극과 중첩되는 스토리지라인은 폴리실리콘형 액티브층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 구동부, 공통구동부, 및 스토리지구동부는 상기 기판 상에 집적화된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소전압신호, 공통전압신호 및 스토리지전압신호는 1 수평주기로 극성 이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통전압신호는 상기 화소전압신호와 극성이 반대인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 전압레벨 및 진폭이 동일한 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 전압신호는 동일 극성에서 스윙하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 진폭이 동일하고, 상기 공통전압신호와 극성이 다른 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 라인에는 불순물 이온이 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 구동부 및 스토리지구동부 중 적어도 어느 하나는 상기 게이트 구동부와 상기 기판의 동일 일측에 집적화되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지라인과 상기 공통라인은 동일한 신호라인이며, 그 신호라인은 상기 스토리지구동부 및 공통구동부와 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 기판 상에 게이트라인들 및 데이터라인과 접속된 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 접속된 화소전극, 상기 화소전극과 수평전계를 이루는 공통전극, 상기 공통전극과 접속되며 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성된 공통라인, 상기 게이트라인을 따라 나란하게 형성되며 상기 화소전극과 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되게 형성되어 스토리지캐패시터를 형성하는 스토리지라인을 가지는 액정패널을 가지는 액정 표시 장치의 구동방법에 있어서,
    상기 액정패널의 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 단계와;
    상기 액정패널의 데이터라인에 화소전압신호를 공급하는 단계와;
    상기 액정패널의 공통라인에 공통전압신호를 공급하는 단계와;
    상기 액정패널의 스토리지라인에 스토리지전압신호를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 화소전극과 중첩되는 스토리지 라인은 폴리실리콘형 액티브층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화소전압신호, 공통전압신호 및 스토리지전압신호는 1 수평주기로 극성이 반전되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공통전압신호는 상기 화소전압신호와 극성이 반대인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 전압레벨 및 진폭이 동일한 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 스토리지라인에는 상기 공통라인에 공급되는 공통전압신호와 진폭이 동일하고, 상기 공통전압신호와 극성이 다른 상기 스토리지전압신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
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