KR101662839B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

액정표시장치가 개시된다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되어 다수의 화소를 정의하며 영상을 표시하는 액정표시패널과, 다수의 게이트라인을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버와, 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버와, 액정표시패널로 공통전압을 공급하는 공통전압 생성부와, 액정표시패널에 표시될 영상 중 화질 불량을 일으키는 특정 패턴의 데이터 레벨 변화를 분석하는 데이터 분석부 및 데이터 분석부에서 분석된 결과에 따라 데이터 레벨 변화가 심하게 발생하는 부분에 대응되게 공통전압을 변조하여 공통전압 생성부로 변조된 공통전압을 제공하는 공통전압 변조부를 포함한다. 이에, 본 발명은, 공통전압에 변동에 따른 화질 불량 현상을 최소화하여 화질을 향상시키며 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

공통전압(Vcom), 변조, 데이터 분석부, 게이트 로우 전압, 화질 불량

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 화질 불량을 방지하여 표시 품위를 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정표시장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 다수의 게이트라인과 데이터라인 등 다수의 신호라인을 포함한다.

이러한 액정표시장치는 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 라인별로 또는 도트 별로 일정한 레벨로 고정된 직류전압인 공통전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.

최근 들어, 프레임 또는 라인 마다 공통전압(Vcom)을 스윙(Swing)하는 액정 표시장치가 개발되었다. 이러한 공통전압(Vcom) 스윙(Swing) 기술을 적용한 액정표시장치에서 윈도우 패턴을 액정표시패널 상에 표시할 때에 화이트 윈도우 시작 및 끝 가장자리에 화질 불량이 발생한다. 이러한 화질 불량은 데이터 신호의 그레이 레벨이 변하는 지점에서 인접하는 데이터라인 간의 극성이 상쇄되지 않아 공통전압(Vcom)의 변동으로 인해 발생하게 된다.

화질 불량으로 인해 화상의 품위가 저하되고 제품의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다.

본 발명은 특정 패턴에서 발생하는 화질 불량을 최소화하여 표시 품위를 향상시키며 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되어 다수의 화소를 정의하며 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 다수의 게이트라인을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버와, 상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버와, 상기 액정표시패널로 공통전압을 공급하는 공통전압 생성부와, 상기 액정표시패널에 표시될 영상 중 화질 불량을 일으키는 특정 패턴의 데이터 레벨 변화를 분석하는 데이터 분석부 및 상기 데이터 분석부에서 분석된 결과에 따라 상기 데이터 레벨 변화가 심하게 발생하는 부분에 대응되게 공통전압을 변조하여 상기 공통전압 생성부로 변조된 공통전압을 제공하는 공통전압 변조부를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되어 다수의 화소를 정의하며 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 다수의 게이트라인을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버와, 상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버와, 상기 액정표시패널로 공통전압을 공급하는 공통전압 생성부 및 상기 데이터 신호가 유지되는 데이터 홀 딩 구간 동안 상기 데이터 신호와 적어도 5V 이상의 전위차를 유지하는 게이트 로우 전압을 생성하여 상기 데이터 홀딩 구간 동안 상기 게이트 드라이버로 공급하는 게이트 로우 전압 변조부를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 화질 불량이 발생할 수 있는 특정 패턴을 데이터 분석하여 분석된 결과를 따라 공통전압(Vcom)을 보상하거나 수평 공통전압 공급라인을 삭제하는 등의 화소 구조를 변경하여 공통전압에 변동에 따른 화질 불량 현상을 최소화하여 화질을 향상시키며 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 액정표시패널(100)과, 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(110)와, 상기 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(120)와, 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(130)를 포함한다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 공통전압(Vcom)을 생성하여 상기 액정표시패널(100)로 제공하는 공통전압 발생부(140)와, 상기 타이밍 컨 트롤러(130)로부터의 화질 불량을 발생할 수 있는 특정 패턴을 분석하는 데이터 분석부(160) 및 상기 데이터 분석부(160)에서 분석된 결과에 따라 공통전압(Vcom)을 변조하여 상기 공통전압 발생부(140)로 제공하는 공통전압 변조부(150)를 포함한다.

상기 액정표시패널(100)은 화소영역을 정의하며 상호 교차하는 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)을 포함한다. 상기 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다.

이를 위하여, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 접속되며, 소스 전극은 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 접속된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다.

또한, 상기 액정표시패널(100) 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

상기 게이트 드라이버(110)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 스캔신호들을 대응되게 공급한다. 이들 다수의 스캔 신호들은 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)이 순차적으로 1 수평동기신호의 기간씩 인에이블 되게 한다. 상기 게이트 드라이버(110)는 다수의 게이트 드라이버 집적회로를 포함할 수 있다.

상기 데이터 드라이버(120)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여, 다수의 게이트라인(GL1 ~ GLn) 중 어느 하나가 인에이블 될 때마다 다수의 화소 데이터 전압을 발생하여 상기 액정표시패널(100) 상의 다수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 각각 공급한다.

상기 타이밍 컨트롤러(130)는 외부의 시스템(예를 들면, 컴퓨터의 시스템의 그래픽 모듈 또는 텔레비전 수신 시스템의 영상 복조 모듈, 도시하지 않음)으로부터 공급된 동기신호들(Vsync, Hsync)과, 데이터 인에이블(DE) 신호 및 클럭신호(CLK)를 이용하여 상기 게이트 드라이버(110)를 제어하는 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(120)를 제어하는 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.

또한, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 외부의 시스템으로부터 입력된 영상 데이터(Data)를 정렬하여 정렬된 데이터(V-data)를 상기 데이터 드라이버(120)로 공급한다.

상기 공통전압 발생부(140)는 도시하지 않은 전원 공급부로부터 제공된 전원전압(Vdd)을 이용하여 일정한 레벨을 갖는 공통전압(Vcom)을 생성하여 상기 액정표시패널(100)로 제공한다.

상기 데이터 분석부(160)는 상기 화질 불량을 발생시킬 수 있는 특정 패턴 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(⑤)는 화이트를 나타내고 상기 중앙부(⑤)를 제외한 영역(① ~ ④)에서 그레이(Gray)를 나타내는 윈도우 패턴을 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 제공받아 데이터 레벨 분석을 수행한다.

상기 데이터 분석부(160)는 상기 윈도우 패턴에서 데이터 레벨의 변화가 심 하게 발생되는 예를 들면 제1 영역(①)과 중앙부(⑤)의 경계부, 제2 영역(②)과 중앙부(⑤)의 경계부 등과 같은 부분의 데이터 레벨을 분석한다.

상기 윈도우 패턴에서 데이터 레벨의 변화가 심한 부분에서 갑작스러운 데이터 레벨의 변화로 커플링이 발생하여 공통전압(Vcom)이 흔들리는 쉬프트(Shift) 현상이 발생할 수 있다. 이로 인해 상기 윈도우 패턴에서 데이터 레벨의 변화가 심한 부분에서 화질 불량이 발생할 수 있다.

상기 데이터 분석부(160)는 상기 화질 불량을 초래할 수 있는 부분을 찾아낸다. 상기 데이터 분석부(160)에서 분석된 결과는 상기 공통전압 변조부(150)로 제공된다.

상기 공통전압 변조부(150)는 상기 데이터 분석부(160)에서 분석된 결과를 토대로 상기 윈도우 패턴에서 데이터 레벨의 변화가 심한 부분에 대응되게 공통전압(Vcom)을 변조하여 상기 공통전압 발생부(140)로 제공한다. 상기 공통전압 발생부(140)는 상기 윈도우 패턴에서 데이터 레벨의 변화가 심한 부분으로 변조된 공통전압을 공급한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화질 불량을 초래할 수 있는 특정 패턴에서의 데이터 레벨 분석을 통해 데이터 레벨의 변화가 심한 부분을 찾아내어 그 부분에 대응되게 변조된 공통전압을 공급함으로써 화질 불량을 방지할 수 있다.

또한, 상기 공통전압 변조부(150)는 상기 데이터 분석부(160)에서 분석된 결과에 따라 공통전압(Vcom)을 변조하기도 하지만, 상기 액정표시패널(100)에 공급된 공통전압(Vcom)을 피드백 받아서 상기 공통전압(Vcom)의 왜곡에 따라 발생할 수 있는 액정표시패널(100)의 상/하단부 휘도차에 따라 공통전압(Vcom)을 변조할 수 있다.

구체적으로, 상기 공통전압 변조부(150)는 상기 공통전압 발생부(140)에서 상기 액정표시패널(100)로 제공된 공통전압(Vcom)을 피드백 받는다. 상기 공통전압 변조부(150)는 상기 액정표시패널(100)에서 피드백 된 공통전압(Vcom)을 상기 액정표시패널(100)의 상/하단부 영역에 따라 상이한 레벨을 갖도록 변조하여 상기 공통전압 생성부(140)로 이를 제공한다. 상기 공통전압 생성부(140)는 상기 액정표시패널(100)의 상/하단부 영역에 따라 상이한 레벨을 갖게 변조된 공통전압을 상기 액정표시패널(100)에 공급한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널의 상/하단부 영역에 따라 상이한 레벨을 갖는 공통전압을 상기 액정표시패널에 공급하여 상기 액정표시패널의 상/하단부 영역의 충전 특성에 따라 발생할 수 있는 화질불량을 최소화할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

이때, 도 3의 액정표시장치의 구성요소는 전원 공급부 및 게이트 로우 전압 변조부를 제외하고 도 1의 액정표시장치의 구성요소와 동일하므로 도 1의 구성요소와 동일한 도 3의 구성요소에 대한 설명은 간략히 하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로 게이트 신호를 제공하는 게이트 드라이버(110)와, 상기 액정표시패널(100)의 데이터라인(DL1 ~ DLm)으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버(120)와, 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(130) 및 상기 액정표시패널(100)로 공통전압(Vcom)을 공급하는 공통전압 발생부(140)를 포함한다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 외부의 전원을 이용하여 상기 게이트 드라이버(110) 및 데이터 드라이버(120)를 구동하는 구동 전압을 생성하는 전원 공급부(250) 및 상기 전원 공급부(250)로부터 게이트 로우 전압을 제공받아 이를 변조하여 상기 게이트 드라이버(110)로 제공하는 게이트 로우 전압 변조부(260)를 포함한다.

상기 게이트 로우 전압 변조부(260)는 상기 전원 공급부(250)로부터의 게이트 로우 전압(VGL)을 이용하여 상기 액정표시패널(100)에 제공되는 데이터 신호와 5V 이상의 전위차를 유지하는 게이트 로우 전압(VGL)으로 변조한다.

상기 게이트 로우 전압 변조부(260)에서 변조된 게이트 로우 전압은 상기 액정표시패널(100)의 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 데이터 신호가 유지되는 데이터 홀딩 구간 동안 상기 데이터 신호와 적어도 5V 이상의 전위차를 유지하는 일정 레벨의 변조된 게이트 로우 전압을 생성한다. 상기 게이트 로우 전압 변조부(260)에서 변조된 게이트 로우 전압은 상기 게이트 드라이버(110)로 제공된다.

상기 게이트 드라이버(110)는 상기 액정표시패널(100)의 화소전극에서 데이터 신호를 유지하는 데이터 홀딩 구간에 대응하여 상기 변조된 게이트 로우 전압을 상기 액정표시패널(100)의 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로 제공한다.

상기 데이터 홀딩 구간에 상기 데이터 신호와 5V 이상의 전위차를 유지하는 게이트 로우 전압이 상기 게이트라인(GL1 ~ GLn)으로 제공되면 상기 데이터 홀딩 구간에 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 데이터 신호와 상기 게이트 로우 전압(VGL)의 역전에 의해 발생할 수 있는 박막트랜지스터(TFT)의 누설 전류를 최소화하여 상기 누설전류에 의해 발생할 수 있는 화질불량을 최소화할 수 있다.

도 4는 도 1의 액정표시패널의 화소구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시패널(100)은 다수의 화소(P)를 포함하고 있다. 상기 액정표시패널(100)의 각 화소(P)는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차하며 정의되고 그 교차부에 형성된 박막트랜지스터(TFT)를 포함한다. 또한, 각 화소(P)에는 동일층에 형성되어 서로 일정간격 이격되어 횡전계를 형성하는 다수의 화소전극(170) 및 공통전극(180)을 포함한다.

이때, 상기 액정표시패널(100)은 수평방향의 공통전압 공급라인을 포함하지 않으며, 9개의 화소마다 형성된 하나의 수직 공통전압 공급라인만을 포함한다.

상기 수직 공통전압 공급라인 중 제1 수직 공통전압 공급라인(VL-1)은 제1 화소(P)에 형성되며, 상기 제1 화소(P)의 다음 화소인 제2 화소(P)의 데이터라인(DL)과 인접하게 배열된다.

상기 제1 수직 공통전압 공급라인(VL-1) 다음으로 제2 수직 공통전압 공급라인(VL-2)은 제10 화소(P)에 형성되며, 상기 제10 화소(P)의 다음 화소인 제11 화소(P)의 데이터라인(DL)과 인접하게 배열된다. 상기 제1 및 제2 수직 공통전압 공 급라인(VL-1, VL-2)은 저항을 최소화하기 위해 저저항성의 구리(Cu)로 형성된다.

또한, 상기 제1 및 제2 수직 공통전압 공급라인(VL-1, VL-2)을 포함하는 수직 공통전압 공급라인은 3 ~ 6 화소마다 하나의 패키지로 형성될 수 있다.

상기 액정표시패널(100)에 수평방향의 공통전압 공급라인이 형성되지 않기 때문에 수평방향의 공통전압 공급라인과 데이터라인 사이에서 발생하는 크로스 기생 캐패시터의 영향을 최소화하여 상기 크로스 기생 캐패시터로 인해 발생할 수 있는 화질 불량을 최소화하여 화질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 액정표시패널에 표시될 수 있는 특정패턴을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.

도 4는 도 1의 액정표시패널의 화소구조를 개략적으로 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100:액정표시패널 110:게이트 드라이버

120:데이터 드라이버 130:타이밍 컨트롤러

140:공통전압 발생부 150:공통전압 변조부

160:데이터 분석부 170:화소전극

190:공통전극 250:전원 공급부

260:게이트 로우 전압 변조부

Claims (11)

1. 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되어 다수의 화소를 정의하며 영상을 표시하는 액정표시패널;

   상기 다수의 게이트라인을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버;

   상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버;

   상기 액정표시패널로 공통전압을 공급하는 공통전압 생성부;

   상기 액정표시패널에 표시될 영상 중 화질 불량을 일으키는 특정 패턴의 데이터 레벨 변화를 분석하는 데이터 분석부; 및

   상기 데이터 분석부에서 분석된 결과에 따라 상기 데이터 레벨 변화가 심하게 발생하는 부분에 대응되게 공통전압을 변조하여 상기 공통전압 생성부로 변조된 공통전압을 제공하는 공통전압 변조부;를 포함하고,

   상기 액정표시패널은 상기 다수의 화소를 몇개의 그룹으로 구분하고 상기 구분된 그룹에 한개씩 공통전압 공급라인이 수직방향으로만 배치되는 액정표시장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 특정 패턴은 윈도우 패턴인 액정표시장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 공통전압 변조부는 상기 액정표시패널로 공급된 공통전압을 피드백 받아 상기 피드백 된 공통전압을 상기 액정표시패널의 상/하단부 영역에 따라 상이한 레벨로 변조하는 액정표시장치.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,

   상기 공통전압 공급라인은 구리인 액정표시장치.
6. 삭제
7. 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되어 다수의 화소를 정의하며 영상을 표시하는 액정표시패널;

   상기 다수의 게이트라인을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버;

   상기 다수의 데이터라인으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버;

   상기 액정표시패널로 공통전압을 공급하는 공통전압 생성부; 및

   상기 데이터 신호가 유지되는 데이터 홀딩 구간 동안 상기 데이터 신호와 적어도 5V 이상의 전위차를 유지하는 게이트 로우 전압을 생성하여 상기 데이터 홀딩 구간 동안 상기 게이트 드라이버로 공급하는 게이트 로우 전압 변조부;를 포함하는 액정표시장치.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 게이트 로우 전압 변조부는 상기 데이터 신호와 적어도 5V 이상의 전위차를 유지하는 게이트 로우 전압을 스윙(Swing) 하여 상기 게이트 드라이버로 제공하는 액정표시장치.
9. 제1 항에 있어서,

   상기 공통전압 공급라인은 각 그룹에서 첫 번째 화소에 배치되며 두 번째 화소와 인접하게 배치되는 액정표시장치.
10. 제1 항에 있어서,

    상기 그룹은 제1 내지 제9 화소를 포함하는 액정표시장치.
11. 제10 항에 있어서,

    상기 공통전압 공급라인은 각 그룹의 제1 화소에 배치되며 제2 화소와 인접하게 배치되는 액정표시장치.

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