KR102460262B1 - Display device and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 다수의 화소를 포함하는 하부 기판, 상기 하부 기판상에 위치하며 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선, 상기 화소영역에 형성되는 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극 및 상기 화소전극 기준으로 상기 게이트 배선과 대응하여 위치하며, 상기 데이터 배선을 통해 전달되는 데이터 전압의 ΔVp를 최소화 하기 위한 보상 커패시터(Cco)를 형성하는 더미 전압 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, comprising: a lower substrate including a plurality of pixels; A thin film transistor, a pixel electrode connected to the thin film transistor, and a dummy positioned to correspond to the gate line with respect to the pixel electrode and forming a compensation capacitor (Cco) for minimizing ΔVp of a data voltage transmitted through the data line It is characterized in that it includes a voltage supply line.
Description
본 발명은 액정표시 장치에 관한 것으로, 스토리지 케패시터(Storage Capacitor)용량을 향상 시킬 수 있는 액정표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and to an array substrate for a liquid crystal display device capable of improving storage capacitor capacity and a method for manufacturing the same.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(Electro Luminescent Display device) 등이 연구되고 있다.Recently, as the information society develops, the demand for the display field is also increasing in various forms. A liquid crystal display device, a plasma display panel device, an electroluminescent display device, and the like are being studied.
이 중에서 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 " LCD" 이라 함)는 현재 가장 널리 사용되는 평판 표시 장치 중 하나이며, 화소전극과 공통전극 등이 형성되는 두 기판과, 두 기판 사이의 액정층을 포함한다.Among them, a liquid crystal display (hereinafter referred to as "LCD") is one of the most widely used flat panel displays, and comprises two substrates on which a pixel electrode and a common electrode are formed, and a liquid crystal layer between the two substrates. include
액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용하여 화상을 표시한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛의 편광상태를 변화시켜 화상정보를 표현할 수 있다.A liquid crystal display displays an image by using the optical anisotropy and polarization properties of liquid crystal. The liquid crystal has a directionality in the arrangement of molecules because the structure is thin and long, and the direction of the arrangement of molecules can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal. Therefore, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and image information can be expressed by changing the polarization state of light in the molecular arrangement direction of the liquid crystal by optical anisotropy.
그리고, 액정표시장치는 동화상 표시에 유리하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인하여 기존의 음극선관(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 이동 단말기의 표시장치(노트북 모니터 등)뿐만 아니라 컴퓨터의 모니터, 텔레비전 등으로 다양하게 이용되고 있다.In addition, the liquid crystal display is advantageous for displaying moving images and has a high contrast ratio, replacing the existing cathode ray tube, and not only display devices of mobile terminals (notebook monitors, etc.) but also computer monitors, televisions, etc. is being used in various ways.
액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. 이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on), 오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다. 액정표시장치는 액정에 인가되는 유지전압의 특성을 향상시키고 계조(gray scale) 표시의 안정 등을 위해 스토리지 캐패시터(storage capacitor)를 사용한다. 스토리지 캐패시터는 n-1번째 게이트라인의 일부분을 n번째 화소의 캐패시터의 하부전극으로 이용하는 '스토리지 온 게이트(storage on gate)' 방식과, 캐패시터의 하부전극을 별도로 형성하여 공통전극과 연결시키는 '스토리지 온 컴온(storage on common)' 방식으로 분류된다. 특히, 박막트랜지스터가 오프(off) 되었을 때, 각 화소에 충전된 화소(Vp)전압은 특정 양만큼 떨어지는데 이 전압을 ΔVp라 한다. 최근에 ΔVp를 최소화 하고자 다양한 방식의 스토리지 캐패시터(storage capacitor)가 형성되고 있다.The liquid crystal display device is attracting attention as a next-generation high-tech display device with low power consumption, good portability, and technology-intensive, high added value. Among these liquid crystal displays, an active matrix liquid crystal display equipped with a thin film transistor, which is a switching element that can control the on and off of voltage for each pixel, has excellent resolution and video realization ability, and thus attracts the most attention. are receiving The liquid crystal display uses a storage capacitor to improve characteristics of a sustain voltage applied to the liquid crystal and to stabilize gray scale display. The storage capacitor is a 'storage on gate' method in which a portion of the n-1th gate line is used as a lower electrode of the capacitor of the nth pixel, and a 'storage on gate' method in which a lower electrode of the capacitor is separately formed and connected to the common electrode. It is classified as 'storage on common'. In particular, when the thin film transistor is turned off, the voltage of the pixel Vp charged in each pixel drops by a specific amount, and this voltage is referred to as ΔVp. Recently, various types of storage capacitors have been formed to minimize ΔVp.
일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정 셀 공정을 거쳐 완성된다.In general, a liquid crystal display device forms an array substrate and a color filter substrate through an array substrate manufacturing process of forming a thin film transistor and a pixel electrode, and a color filter substrate manufacturing process of forming a color filter and a common electrode, respectively, and between the two substrates. It is completed through a liquid crystal cell process with a liquid crystal interposed therebetween.
액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광 투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정표시장치 중 액정셀별로 스위칭소자가 마련된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입은 동영상을 표시하기에 적합하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에서 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 " TFT" 라 함)가 이용되고 있다.The liquid crystal display displays an image by adjusting the light transmittance of liquid crystal cells according to a video signal. Among the liquid crystal display devices, an active matrix type in which a switching element is provided for each liquid crystal cell is suitable for displaying a moving picture. In an active matrix type liquid crystal display device, a thin film transistor (hereinafter, referred to as "TFT") is mainly used as a switching element.
도1은 일반적인 액정표시장치의 화소영역의 등가회로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도2a 및 도2b는 종래의 데이터 전압의 극성에 따른 ΔVp의 차이를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an equivalent circuit of a pixel region of a general liquid crystal display device, and FIGS. 2A and 2B are reference views to explain a difference in ΔVp according to the polarity of a conventional data voltage.
도2a는 데이터 전압이 정극성(+)일 때의 ΔVp를 도시한 것이고, 도2b는 데이터 전압이 부극성(-)일 때의 ΔVp를 도시한 것이다. 도1을 참조하여 설명한다.FIG. 2A shows ΔVp when the data voltage has a positive polarity (+), and FIG. 2B shows ΔVp when the data voltage has a negative polarity (-). It will be described with reference to FIG. 1 .
도1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치에는 서로 교차하여 화소영역(PA)을 정의하는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 형성된다.As shown in FIG. 1 , a gate line GL and a data line DL that cross each other and define a pixel area PA are formed in the liquid crystal display.
그리고, 각 화소영역(PA)에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 박막트랜지스터(T), 박막트랜지스터(T)에 연결되는 액정커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)와 박막트랜지스터(T)의 기생 커패시터인 게이트 소스 커패시터(Cgs) 등이 형성된다.In addition, in each pixel area PA, a thin film transistor T connected to the gate line GL and data line DL, a liquid crystal capacitor Clc connected to the thin film transistor T, a storage capacitor Cst, and a thin film A gate source capacitor Cgs, which is a parasitic capacitor of the transistor T, is formed.
구체적으로 설명하면, 액정커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)의 일단은 박막트랜지스터(T)의 소스전극에 연결되고, 그 타단은 공통배선(미도시)에 연결된다.Specifically, one end of the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst is connected to the source electrode of the thin film transistor T, and the other end is connected to a common wiring (not shown).
그리고, 게이트 소스 커패시터(Cgs)은 박막트랜지스터(T)의 소스전극과 게이트 배선(GL)사이에 형성된다.In addition, the gate source capacitor Cgs is formed between the source electrode of the thin film transistor T and the gate wiring GL.
액정커패시터(Clc)는, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 접속된 화소전극(미도시)으로 구성된다.The liquid crystal capacitor Clc includes a common electrode (not shown) facing each other with a liquid crystal interposed therebetween and a pixel electrode (not shown) connected to the thin film transistor T.
이와 같이, 박막트랜지스터(T)를 통해 화소전극에 충전되는 데이터 신호에 따라 액정의 배열 상태가 변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.As described above, the arrangement state of the liquid crystal is changed according to the data signal charged to the pixel electrode through the thin film transistor T, and the light transmittance is adjusted to realize grayscale.
스토리지 캐패시터(Cst)는, 액정커패시터(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 프레임까지 유지시키는 역할을 한다.The storage capacitor Cst serves to maintain the data signal charged in the liquid crystal capacitor Clc until the next frame.
박막트랜지스터(T)는, 게이트 배선(GL)을 통해 전송되는 게이트 신호에 의해 온/오프가 제어된다.On/off of the thin film transistor T is controlled by a gate signal transmitted through the gate line GL.
게이트 배선(GL)을 통해 게이트 하이 전압(Vgh)을 공급 받는 경우에는 박막트랜지스터(T)가 턴-온(Turn-On)되고, 게이트 로우 전압(Vgl)을 공급 받는 경우에는 박막트랜지스터(T)가 턴-오프(Turn-Off)된다.When the gate high voltage Vgh is supplied through the gate wiring GL, the thin film transistor T is turned on, and when the gate low voltage Vgl is supplied, the thin film transistor T is is turned off (Turn-Off).
그리고, 박막트랜지스터(T)가 턴-온(Turn-On)되는 시간 동안에 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 전압(Vd)이 액정커패시터(Clc)에 공급된다.In addition, the data voltage Vd is supplied to the liquid crystal capacitor Clc through the data line DL while the thin film transistor T is turned on.
그런데, 박막트랜지스터(T)가 턴-오프(Turn-Off)되는 순간에 액정커패시터(Clc)에 공급된 데이터 전압(Vd)은 기생 커패시터 특성에 의하여 ΔVp만큼 전압이 강하하는 현상이 나타난다.However, at the moment when the thin film transistor T is turned off, the data voltage Vd supplied to the liquid crystal capacitor Clc drops by ΔVp due to the parasitic capacitor characteristics.
여기서, ΔVp는 킥백 전압(Kick-back voltage) 또는 피드 트로우 전압(Feed through voltage)이라고 하며, 수학식(1)과 같이 표현될 수 있다.Here, ΔVp is referred to as a kick-back voltage or a feed through voltage, and may be expressed as Equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이때, ΔVgs는 게이트 전압(Vg)과 데이터 전압(Vd)과의 전압차에 해당하는 게이트 소스 전압(Vgs)의 변화량을 나타내고, Cgs는 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 형성되는 기생 커패시터를 나타낸다.In this case, ΔVgs represents the amount of change in the gate source voltage (Vgs) corresponding to the voltage difference between the gate voltage (Vg) and the data voltage (Vd), and Cgs is formed between the gate electrode and the drain electrode of the thin film transistor (T). Represents a parasitic capacitor.
이와 같은 ΔVp는 수학식 1을 통해 ΔVgs에 비례함을 알 수 있다.It can be seen that such ΔVp is proportional to ΔVgs through Equation (1).
다시 말해서, ΔVp는 게이트 소스 전압(Vgs)의 변화량인 ΔVgs에 비례하는데, 게이트 전압(Vg)은 동일한 전압레벨로 공급되기 때문에 결과적으로 ΔVp는 데이터 전압(Vd)에 의해 달라지게 된다.In other words, ΔVp is proportional to ΔVgs, which is the amount of change in the gate source voltage Vgs. Since the gate voltage Vg is supplied at the same voltage level, ΔVp is changed by the data voltage Vd as a result.
도2a및 도2b를 살펴보면, ΔVp는 데이터 전압(Vd)이 부극성(-)인 경우보다 데이터 전압(Vd)이 정극성(+)인 경우가 더 크다는 것을 알 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B , it can be seen that ΔVp is greater when the data voltage Vd has a positive polarity (+) than when the data voltage Vd has a negative polarity (-).
이를 자세히 설명하면, 박막트랜지스터(T)가 턴-오프(Turn-Off)되는 순간에 데이터 전압(Vd)은 기생 커패시터 특성에 의하여 ΔVp만큼 전압이 강하하는 동시에 ΔVp의 크기를 감소시키는 방향으로 전하가 이동하게 된다.To explain this in detail, at the moment when the thin film transistor T is turned off, the data voltage Vd drops by ΔVp due to the parasitic capacitor characteristics, and at the same time, the charge increases in the direction of decreasing the magnitude of ΔVp. will move
그런데 데이터 전압(Vd)이 높을수록 Vgs > 문턱전압(Vth)이 되는 구간이 짧아지므로 전하의 이동 시간이 짧아지게 되고, ΔVp 크기의 감소폭이 상대적으로 줄어들게 된다. (t1<t2)However, the higher the data voltage Vd, the shorter the period in which Vgs>threshold voltage Vth is, so the charge movement time is shortened, and the decrease in the magnitude of ΔVp is relatively reduced. (t1<t2)
따라서, 데이터 전압(Vd)이 정극성(+)일 때의 ΔVp가 데이터 전압(Vd)이 부극성(-)일 때의 ΔVp 보다 커지고, 그 결과 데이터 전압(Vd)에 따라 ΔVp가 달라지는 문제점이 발생하였다.Therefore, ΔVp when the data voltage Vd is positive (+) is greater than ΔVp when the data voltage Vd is negative (-), and as a result, ΔVp varies depending on the data voltage Vd. occurred.
그리고, ΔVp에 의해 액정표시장치의 구동전압을 떨어뜨리는 문제점이 발생하였다.In addition, there is a problem in that the driving voltage of the liquid crystal display is lowered by ΔVp.
또한, ΔVp의 패널 위치별 분포가 달라져 ΔVp의 면내 편차가 발생할 수 있으며, 이러한 ΔVp의 면내 편차는 플리커(Flicker)등 화질 저하의 원인이 된다.In addition, since the distribution of ΔVp varies for each panel position, an in-plane deviation of ΔVp may occur, and this in-plane deviation of ΔVp causes image quality deterioration such as flicker.
일반적으로 액정표시장치는 플리커(Flicker) 현상을 개선하기 위해서 스토리지 캐패시터(Cst) 의 정전 용량을 증가시키고 있다. 스토리지 캐패시터(Cst)의 정전 용량을 증가시키기 위해서는 캐패시터 전극의 면적을 증가시켜야 한다. 다시 말하면, 스토리지 온 게이트 방식의 액정표시장치는 스토리지 캐패시터(Cst)의 정전 용량을 증가시키기 위해 게이트 배선(GL)의 폭을 넓혀야 한다.In general, the liquid crystal display increases the capacitance of the storage capacitor Cst in order to improve the flicker phenomenon. In order to increase the capacitance of the storage capacitor Cst, the area of the capacitor electrode needs to be increased. In other words, in the storage-on-gate liquid crystal display device, the width of the gate line GL must be widened in order to increase the capacitance of the storage capacitor Cst.
그러나, 게이트 배선(GL)의 폭을 넓힐 경우 개구율이 떨어지게 되고, 게이트 신호의 라인 딜레이(Line Delay) 효과가 커지므로 게이트 배선(GL)의 폭을 넓히는 데는 한계가 있다.However, when the width of the gate wiring GL is widened, the aperture ratio is decreased and the line delay effect of the gate signal is increased, so there is a limit to widening the width of the gate wiring GL.
또한, 스토리지 온 컴온(Storage On Common) 방식의 액정표시장치는 스토리지 캐패시터(Cst)가 화소셀의 중심부에 형성됨으로써 스토리지 온 게이트 방식의 액정표시장치의 개구율보다 더 떨어지게 된다.In addition, in the storage-on-common type liquid crystal display device, the storage capacitor Cst is formed in the center of the pixel cell, so that the aperture ratio of the storage-on-gate type liquid crystal display device is lower than that of the storage-on-gate type liquid crystal display device.
이에, 본 발명의 발명자들은 ΔVp의 편차를 보상하기 위한 액정표시 장치의 새로운 구조와 방법을 발명하였다.Accordingly, the inventors of the present invention have invented a new structure and method of a liquid crystal display for compensating for the deviation of ΔVp.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화소전극 기준으로 게이트 배선(GL)과 대응되며, 데이터 배선(DL)을 통해 전달되는 데이터 전압(Vd)의 ΔVp를 최소화 하기 위한 보상 캐패시터(Cco)을 형성하는 더미 전압 공급 라인(Dummy-VSL)을 구비한 어레이 기판 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공한다.The present invention is to solve the above-described problem, and corresponds to the gate line GL based on the pixel electrode, and a compensation capacitor Cco for minimizing ΔVp of the data voltage Vd transmitted through the data line DL. An array substrate including a dummy voltage supply line (Dummy-VSL) forming
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술 되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below, or will be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 복수의 화소를 포함하는 하부 기판; 상기 하부 기판상에 위치하며 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선; 상기 화소영역에 형성되는 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극; 및 상기 화소전극 기준으로 상기 게이트 배선과 대응하여 위치하는 더미 전압 공급 라인, 상기 데이터 배선을 통해 전달되는 데이터 전압의 ΔVp를 최소화 하기 위한 보상 커패시터(Cco)를 형성하는 더미 전압 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.A display device according to an embodiment of the present invention includes: a lower substrate including a plurality of pixels; a gate line and a data line positioned on the lower substrate and crossing each other to define a pixel area; a thin film transistor formed in the pixel region; a pixel electrode connected to the thin film transistor; and a dummy voltage supply line positioned to correspond to the gate wiring with respect to the pixel electrode, and a dummy voltage supply line for forming a compensation capacitor Cco for minimizing ΔVp of a data voltage transmitted through the data wiring. characterized.
본 발명에 실시예에 따른 액정표시장치는 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 형성되는 기판과: 상기 화소 영역에서 상기 게이트 배선으로부터 분기된 게이트 전극, 상기 데이터 배선으로부터 분기된 소스 및 드레인 전극 및 상기 게이트 배선 상에 형성된 게이트 절연층을 포함하는 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극; 및 상기 게이트 배선과 이격되어 동일 층에 형성된 더미 전압 공급 라인을 포함하며, 상기 화소전극과 상기 더미 전압 공급 라인은 보상 캐패시터를 형성하는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a substrate on which a plurality of gate wirings and a plurality of data lines intersecting each other to define a plurality of pixel regions and a plurality of data wirings are formed, a gate electrode branched from the gate wiring in the pixel region, and the a thin film transistor including source and drain electrodes branched from the data line and a gate insulating layer formed on the gate line; a pixel electrode connected to the thin film transistor; and a dummy voltage supply line formed on the same layer to be spaced apart from the gate wiring, wherein the pixel electrode and the dummy voltage supply line form a compensation capacitor.
본 발명의 실시 예에 따른 화소전극 기준으로 상기 게이트 배선(GL)과 대응되며, 상기 데이터 배선(DL)을 통해 전달되는 데이터 전압(Vd)의 ΔVp를 최소화 하기 위한 보상 캐패시터(Cco)를 형성하는 더미 전압 공급 라인(Dummy-VSL)을 구비한 어레이 기판과 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 효과가 있다.A compensation capacitor Cco corresponding to the gate line GL based on the pixel electrode according to an embodiment of the present invention is formed to minimize ΔVp of the data voltage Vd transmitted through the data line DL. There is an effect of providing an array substrate having a dummy voltage supply line (Dummy-VSL) and a liquid crystal display using the same.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치의 화소영역의 등가회로를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 2a 는 종래의 데이터 전압이 정극성(+)일 때 ΔVp의 차이를 설명하는 예시도.
도 2b 는 종래의 데이터 전압이 부극성(-)일 때 ΔVp의 차이를 설명하는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시 장치를 개략적으로 보여주는 블럭도.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 화소영역의 등가회로를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치에서 데이터 전압이 정극성(+)일 때 ΔVp가 보상 된 것을 보여주는 예시도.
도 5는 도3에 도시된 GIP 타입의 게이트 구동회로를 개략적으로 보여주는 블럭도.
도 6은 도3에 도시된 액정표시장치용 어레이 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.1 is an exemplary diagram schematically showing an equivalent circuit of a pixel region of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 2A is an exemplary diagram illustrating a difference in ΔVp when a conventional data voltage has a positive polarity (+); FIG.
FIG. 2B is an exemplary diagram illustrating a difference in ΔVp when a conventional data voltage is negative (-); FIG.
3 is a block diagram schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
4A is an exemplary diagram schematically illustrating an equivalent circuit of a pixel region of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention;
4B is an exemplary view showing that ΔVp is compensated when the data voltage is positive (+) in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically showing the GIP type gate driving circuit shown in FIG.
6 is a plan view schematically illustrating an array substrate for a liquid crystal display shown in FIG. 3 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 액정표시장치를 중심으로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, focusing on the liquid crystal display.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.Like reference numerals refer to substantially identical elements throughout. In the following description, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Names of components used in the following description are selected in consideration of ease of writing the specification, and may be different from the names of actual products.
본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 게이트 라인(또는 스캔 라인)들에 순차적으로 공급하여 라인 순차 스캐닝으로 픽셀들에 디지털 비디오 데이터를 기입하는 어떠한 표시장치도 포함될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 전기영동 표시장치(Electrophoresis, EPD) 중에 어느 하나로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시 예에서 표시장치가 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 및 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. The display device according to an embodiment of the present invention may include any display device that sequentially supplies gate pulses (or scan pulses) to gate lines (or scan lines) to write digital video data to pixels through line sequential scanning. have. For example, the display device according to the embodiment of the present invention includes a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode display (OLED), and a field emission display (FED). , may be implemented as any one of an electrophoresis display (EPD). Although the present invention has been mainly exemplified in the following embodiment in which the display device is implemented as a liquid crystal display device, it should be noted that the display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device. The liquid crystal display may be implemented in any form, such as a transmissive liquid crystal display, a transflective liquid crystal display, and a reflective liquid crystal display.
도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도 이고, 도4a및 도 4b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 화소영역의 등가회로를 개략적으로 도시한 도면과 액정표시장치에서 데이터 전압이 정극성(+)일 때 ΔVp가 보상 된 것을 보여주는 예시도이다.3 is a block diagram schematically showing a liquid crystal display according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are a diagram schematically showing an equivalent circuit of a pixel region of the liquid crystal display according to the present invention and a liquid crystal display It is an exemplary diagram showing that ΔVp is compensated when the data voltage is positive (+) in the device.
도3을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(110)과 데이터 드라이버(120) 레벨 쉬프터(150), 쉬프트 레지스터(130), 각각의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(140) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , in the
표시패널(100)은 두 장의 기판 사이에 액정층이 형성된다. 액정패널(110)의 하부 기판에는 데이터 라인(DL)들, 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인(GL)들, 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부마다 형성된 박막트랜지스터(T), 박막트랜지스터(T)에 접속되어 화소전극과 공통전극(미도시) 사이의 전계에 의해 구동되는 액정셀들, 및 스토리지 커패시터(storage capacitor:Cst) 등을 포함한 TFT 어레이가 형성된다. 액정패널(110)의 상부 기판상에는 블랙매트릭스와 컬러필터를 포함한 컬러필터 어레이가 형성된다.In the
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 등의 액정모드로도 구현될 수 있다. 공통전극은 TN 모드와 VA 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 기판상에 형성되며, IPS 모드와 FFS 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 기판상에 형성될 수 있다. 액정패널(110)의 상부 기판과 하부 기판상에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고, 액정층과 접하는 계면에 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.The liquid crystal display according to an embodiment of the present invention may be implemented in a liquid crystal mode such as a twisted nematic (TN) mode, a vertical alignment (VA) mode, an in plane switching (IPS) mode, and a fringe field switching (FFS) mode. The common electrode may be formed on the upper substrate in vertical electric field driving methods such as TN mode and VA mode, and may be formed on the lower substrate together with pixel electrodes in horizontal electric field driving methods such as IPS mode and FFS mode. Polarizing plates having optical axes orthogonal to each other are attached to the upper and lower substrates of the
데이터 드라이버(120)는 타이밍 제어부(140)부터 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 입력 받는다. 데이터 드라이버(120)는 타이밍 제어부(140)로부터의 소스 타이밍 제어신호(DCS)에 응답하여 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 감마보상 전압으로 변환하여 데이터전압을 발생하고, 그 데이터 전압을 게이트 펄스에 동기되도록 액정패널(110)의 데이터라인들에 공급한다. 데이터 드라이버(120)는 COG(Chip On Glass)공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정으로 액정패널(110)의 데이터 라인(DL)들에 접속될 수 있다. The
GIP 타입의 게이트 구동회로는 PCB(Printed Circuit Board (160)) 상에 실장된 레벨 쉬프터(150)와, 액정패널(110)의 하부 기판에 형성된 쉬프트 레지스터(130)를 포함한다.The GIP type gate driving circuit includes a
PCB(160)에는 타이밍 제어부(140), 레벨 쉬프터(150) 및 전압 생성부(미도시)가 실장된다.A
타이밍 제어부(140)는 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스를 통해 그래픽 카드와 같은 시스템(System)으로부터 다수의 영상 신호 및 수직동기신호(VSY), 수평동기신호(HSY), 데이터 인에이블 신호(DE) 등과 같은 다수의 제어신호를 전달 받을 수 있다.The
그리고, 타이밍 제어부(140)는 그래픽 카드와 같은 시스템으로부터 전달 받은 다수의 제어신호를 이용하여 GIP 타입의 게이트 구동회로 및 소스 드라이버(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 다수의 게이트 제어신호, 다수의 데이터제어신호를 각각 생성하여 해당 드라이버로 공급할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 타이밍 제어부(140)는, 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭(SSC), 소스 출력 인에이블(SOE) 등과 같은 다수의 데이터 제어신호 등을 생성하여 데이터 드라이버(120)의 적어도 하나의 드라이버 IC로 공급할 수 있다.For example, the
그리고, 타이밍 제어부(140)는 다수의 데이터 제어신호와 함께 영상 신호(RGB)를 데이터 드라이버(120)에 공급하여 데이터 드라이버(120)가 영상 신호(RGB) 및 다수의 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하고, 생성된 데이터 신호를 액정패널(110)의 다수의 데이터배선(DL)에 공급하도록 제어할 수 있다.In addition, the
데이터 드라이버(120)는 액정패널(110)로 데이터 신호를 공급하는 적어도 하나의 드라이버 IC를 포함할 수 있다.The
데이터 드라이버(120)는 타이밍 제어부(140)로부터 전달 받은 다수의 데이터 제어 신호 및 영상 신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하고, 생성한 데이터 신호를 다수의 데이터 배선(DL)을 통해 액정패널(110)로 공급한다.The
GIP 타입의 게이트 구동회로를 구성하는 쉬프트 레지스터(130)는 타이밍 제어부(140)로부터 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하고, 생성된 게이트신호를 다수의 게이트 배선(GL)을 통해 액정패널(110)로 공급할 수 있다.The
본 발명에 따른 쉬프트 레지스터(130)는 게이트 배선(GL)과 연결되는 박막트랜지스터(T)를 턴-온(Turn-On) 시키는 게이트 신호와 위상이 반대되는 ΔVp 보상신호를 더미 전압 공급라인(Dummy-VSL)에 공급한다. 이를 위해 쉬프트 레지스터(130)는 인버터(Invertor) 부를 구비할 수 있다. 쉬프트 레지스터(130)는 추후 도 5를 이용하여 상세하게 설명하기로 한다.The
액정패널(110)은, 다수의 게이트 배선(GL) 및 다수의 데이터 배선(DL)이 서로 교차하여 정의되는 다수의 화소영역(PA)을 포함할 수 있다. 또한, 액정패널(110)은 화소전극을 기준으로 다수의 게이트 배선(GL)과 대응되어 위치하고, 다수의 게이트 배선(GL)과 동일 물질로 형성된 다수의 더미 전압 공급라인(Dummy-VSL)들을 포함할 수 있다.The
도4a와 도 4b를 참조하면, 각 화소영역(PA)에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 박막트랜지스터(T), 박막트랜지스터(T)에 연결되는 액정커패시터(Clc), 스토리지 커패시터(Cst) 및 게이트 소스 커패시터(Cgs)와 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)과 화소전극(P)에 연결되는 보상 커패시터(Cco) 등이 형성될 수 있다.4A and 4B, in each pixel area PA, a thin film transistor T connected to the gate line GL and data line DL, a liquid crystal capacitor Clc connected to the thin film transistor T, A storage capacitor Cst, a gate source capacitor Cgs, a dummy voltage supply line Dumy-VSL, and a compensation capacitor Cco connected to the pixel electrode P may be formed.
구체적으로 설명하면, 액정커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)의 일단은 박막트랜지스터(T)의 소스전극(S)에 연결되고, 그 타단은 공통배선(미도시)에 연결된다.Specifically, one end of the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst is connected to the source electrode S of the thin film transistor T, and the other end thereof is connected to a common wiring (not shown).
그리고, 게이트 소스 커패시터(Cgs)의 일단은 박막트랜지스터(T)의 소스전극(S)과 게이트 배선(GL)사이에 형성된다.In addition, one end of the gate source capacitor Cgs is formed between the source electrode S of the thin film transistor T and the gate line GL.
그리고, 보상 커패시터(Cco)의 일단은 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)에 연결되고, 그 타단은 화소전극(P)에 연결된다.And, one end of the compensation capacitor Cco is connected to the dummy voltage supply line Dumy-VSL, and the other end thereof is connected to the pixel electrode P.
박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(GL)을 통해 게이트신호에 의해 온/오프가 제어된다.The on/off of the thin film transistor T is controlled by a gate signal through the gate line GL.
예를 들어, 게이트 배선(GL)을 통해 게이트 하이 전압(VGH)을 공급 받는 경우에는 박막트랜지스터(T)가 턴-온(Turn-On)되고, 게이트 로우 전압(VGL)을 공급 받는 경우에는 박막트랜지스터(T)가 턴-오프(Turn-Off)된다.For example, when the gate high voltage VGH is supplied through the gate wiring GL, the thin film transistor T is turned on, and when the gate low voltage VGL is supplied, the thin film transistor T is supplied. The transistor T is turned off.
이때, 박막트랜지스터(T)는 문턱전압 이상이 되면 턴-온(Turn-On)된다.At this time, the thin film transistor (T) is turned on (Turn-On) when the threshold voltage or more.
그리고, 박막트랜지스터(T)가 턴-온(Turn-On)되는 시간 동안에 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 신호가 액정커패시터(Clc)에 공급된다.In addition, a data signal is supplied to the liquid crystal capacitor Clc through the data line DL while the thin film transistor T is turned on.
이때, 액정커패시터(Clc)는 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 접속된 화소전극(P)으로 구성된다.At this time, the liquid crystal capacitor Clc includes a common electrode (not shown) facing each other with a liquid crystal interposed therebetween and a pixel electrode P connected to the thin film transistor T.
이와 같이, 박막트랜지스터(T)를 통해 화소전극(P)에 충전되는 데이터 신호에 따라 액정의 배열 상태가 변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.As described above, the arrangement state of the liquid crystal is changed according to the data signal charged to the pixel electrode P through the thin film transistor T, and the light transmittance is adjusted to realize grayscale.
그리고, 스토리지 캐패시터(Cst)는, 액정커패시터(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 프레임까지 유지시키는 역할을 한다.In addition, the storage capacitor Cst serves to maintain the data signal charged in the liquid crystal capacitor Clc until the next frame.
게이트 소스 커패시터(Cgs)는 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(G)과 드레인 전극(D) 사이에 형성되는 기생 커패시터를 의미한다.The gate source capacitor Cgs refers to a parasitic capacitor formed between the gate electrode G and the drain electrode D of the thin film transistor T.
이와 같은 게이트 소스 커패시터(Cgs)에는 게이트 전압과 데이터 전압의 차이에 해당하는 게이트 소스 전압(Vgs)이 저장될 수 있다.The gate source voltage Vgs corresponding to the difference between the gate voltage and the data voltage may be stored in the gate source capacitor Cgs.
한편, 본 발명에 따른 보상 커패시터(Cco)는 박막트랜지스터(T)에 연결되는 화소전극(P)와 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)사이에 형성될 수 있다.Meanwhile, the compensation capacitor Cco according to the present invention may be formed between the pixel electrode P connected to the thin film transistor T and the dummy voltage supply line Dumy-VSL.
이와 같은 보상 커패시터(Cco)는 게이트 배선(GL)을 통해 박막트랜지스터(T)에 게이트 전압이 인가되는 동안에 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)을 통해 게이트 신호와 위상이 반대인 ΔVp 보상신호를 받아서 ΔVp 전압 강하를 최소화 하는 보상 역할을 할 수 있다.The compensation capacitor Cco receives a ΔVp compensation signal opposite in phase to the gate signal through the dummy voltage supply line Dumy-VSL while the gate voltage is applied to the thin film transistor T through the gate line GL. ΔVp can serve as a compensation to minimize the voltage drop.
한편, 데이터 전압(Vd)이 높을수록 Vgs > Vth 구간이 짧아지므로 전하의 이동 시간이 짧아지게 되고, ΔVp 전압 강하 크기의 감소폭이 상대적으로 줄어들게 된다.On the other hand, as the data voltage Vd increases, the period Vgs>Vth becomes shorter, so the charge movement time becomes shorter, and the decrease in the magnitude of the ΔVp voltage drop is relatively reduced.
다시 말해서, ΔVp전압 강하가 발생하는 시점에서의 데이터 전압에 따라 박막트랜지스터(T)에 인가되는 Vgs가 상이하므로 ΔVp전압 강하는 데이터 전압에 따라 달라지게 되는 것이다. 그러나, 액정표시장치에는 데이터 전압(Vd)이 일정하게 공급된다.In other words, since Vgs applied to the thin film transistor T is different according to the data voltage at the point in time when the ΔVp voltage drop occurs, the ΔVp voltage drop varies according to the data voltage. However, the data voltage Vd is constantly supplied to the liquid crystal display.
도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막트랜지스터(T)의 턴-오프(Turn-Off)되는 순간에 발생하는 VP만큼의 전압 강하가 보상 된 화소전압(Vp)을 확인 할 수 있다. Referring to FIG. 4B , the liquid crystal display device according to the present invention can check the pixel voltage Vp for which the voltage drop by VP that occurs at the moment when the thin film transistor T is turned off is compensated. have.
게이트라인(GL)으로 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 순간에 상기 데이터라인(DL)을 통해 공급된 데이터 전압(Vd)은 화소전극(P)에서 화소전압(Vp)으로 충전된다. 또한, 더미 전압공급 라인(Dumy-VSL)으로 게이트 로우 전압(VGL)이 공급된다.When the gate high voltage VGH is supplied to the gate line GL, the data voltage Vd supplied through the data line DL is charged to the pixel voltage Vp at the pixel electrode P. In addition, the gate low voltage VGL is supplied to the dummy voltage supply line Dumy-VSL.
연속하여 상기 게이트라인(GL)으로 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되면 상기 화소전극(P)에 충전된 화소전압(Vp)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 그에 영향을 받아 Vp만큼의 전압강하가 발생 된다. 즉, 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 로우 전압(VGL)이 전이될 때, Vp전압 강하된 화소전압(Vp)이 화소전극(P)에 충전되게 된다. 또한, 게이트라인(GL)으로 게이트 로우 전압(VGL)이 공급 되는 시점에, 더미 전압공급 라인(Dumy-VSL)으로 게이트 하이 전압(VGH)이 공급된다. 따라서, 게이트라인(GL)으로 공급 된 게이트 신호와 위상이 반대인 Vp보상 신호가 더미 전압공급 라인(Dumy-VSL)을 통해 화소영역(PA)마다 공급된다. 그 결과, 박막트랜지스터(T)에 연결되는 화소전극(P) 및 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)은 보상 커패시터(Cco)를 형성할 수 있어서, Vp만큼 전압 강하가 보상 된 화소전압(Vp)이 화소전극(P)에 충전 될 수 있다. When the gate low voltage VGL is continuously supplied to the gate line GL, the pixel voltage Vp charged in the pixel electrode P is affected by the voltage Vp as shown in FIG. 4B and drops by Vp. is generated That is, when the gate low voltage VGL transitions from the gate high voltage VGH, the pixel voltage Vp from which the Vp voltage has dropped is charged in the pixel electrode P. Also, when the gate low voltage VGL is supplied to the gate line GL, the gate high voltage VGH is supplied to the dummy voltage supply line Dumy-VSL. Accordingly, a Vp compensation signal having a phase opposite to that of the gate signal supplied to the gate line GL is supplied to each pixel area PA through the dummy voltage supply line Dumy-VSL. As a result, the pixel electrode P and the dummy voltage supply line Dumy-VSL connected to the thin film transistor T can form a compensation capacitor Cco, so that the voltage drop of the pixel voltage Vp is compensated for by Vp. The pixel electrode P may be charged.
결과적으로 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막트랜지스터(T)의 턴-오프(Turn-Off)되는 순간에 발생할 수 있는 ΔVp전압 강하는 게이트 전압이 인가되는 동안에 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)을 통해 게이트 신호와 위상이 반대인 ΔVp보상 신호만큼 전압이 보상 커패시터(Cco)에 공급되어, 게이트 배선(GL)을 통해 게이트 전압이 인가되는 동안에 보상 커패시터(Cco)에 의해 박막트랜지스터(T)에 연결되는 화소전극(P)으로 전하가 충전될 수 있어 ΔVp만큼의 전압 강하를 방지할 수 있다.As a result, in the liquid crystal display according to the present invention, the ΔVp voltage drop that may occur at the moment when the thin film transistor T is turned off is the dummy voltage supply line Dumy-VSL while the gate voltage is applied. A voltage is supplied to the compensation capacitor Cco as much as the ΔVp compensation signal that is out of phase with the gate signal through the gate signal and connected to the thin film transistor T by the compensation capacitor Cco while the gate voltage is applied through the gate wiring GL. A charge can be charged to the pixel electrode P, which can prevent a voltage drop as much as ΔVp.
본 발명에 따른 보상 커패시터(Cco)는 예를 들어, 게이트 소스 커패시터(Cgs)와 등가이거나 유사한 크기의 커패시터일 수 있다.The compensation capacitor Cco according to the present invention may be, for example, a capacitor having a size equivalent to or similar to that of the gate source capacitor Cgs.
도 5는 본 발명에 따른 게이트 구동회로의 쉬프트 레지스터(130)를 개략적으로 보여주는 블록도 이다. 쉬프트 레지스터(130)는 다수의 스테이지(ST1~STn) 포함한다. 다수의 스테이지(ST1~STn)는 입력된 게이트 스타트 신호(VST) 및 클럭 신호들(CLKs)에 의해 게이트 신호(Vg)를 출력하고, 출력된 게이트 신호(Vg)는 순차적으로 다수의 게이트 배선(GL)를 통해 액정패널(110)로 공급할 수 있다.5 is a block diagram schematically showing the
인버터부(Invertor)는 각 스테이지(ST)에서 출력되는 게이트 신호(Vg)를 입력 받아 게이트 신호(Vg)와 위상이 반대 인 ΔVp 보상신호(VInv)를 각 스테이지(ST)에서 게이트 신호(Vg)가 게이트 라인(GL)으로 출력되는 동안에 더미 전압 공급라인(Dummy-VSL)으로 출력한다.The inverter unit receives the gate signal Vg output from each stage ST as an input and generates a ΔVp compensation signal VInv out of phase with the gate signal Vg at each stage ST as the gate signal Vg. is outputted to the dummy voltage supply line Dummy-VSL while is outputted to the gate line GL.
그 결과 박막트랜지스터(T)의 턴-오프(Turn-Off)되는 순간에 발생할 수 있는 ΔVp전압 강하는 게이트 신호(Vg)가 인가되는 동안에 더미 전압 공급라인(Dumy-VSL)을 통해 게이트 신호(Vg)와 위상이 반대인 ΔVp보상신호(VInv)만큼 전압이 보상 커패시터(Cco)에 공급 된다. 그러면, 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 전압이 인가되는 동안에 보상 커패시터(Cco)에 의해 박막트랜지스터(T)에 연결되는 화소전극(P)으로 전하가 충전될 수 있어, ΔVp만큼의 전압 강하를 방지할 수 있다.As a result, the ΔVp voltage drop that may occur at the moment when the thin film transistor T is turned off is reduced by the gate signal Vg through the dummy voltage supply line Dumy-VSL while the gate signal Vg is applied. ) and a voltage equal to the ΔVp compensation signal VInv opposite in phase is supplied to the compensation capacitor Cco. Then, while the gate voltage is applied through the gate line GL, charges can be charged to the pixel electrode P connected to the thin film transistor T by the compensation capacitor Cco, thereby preventing a voltage drop by ΔVp. can do.
도 6은 도3에 도시된 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.6 is a plan view schematically showing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention shown in FIG. 3 .
도 6을 참조하면, 기판에 있어 가로 방향으로 게이트 라인(210)이 형성되어 있으며, 게이트 라인(210)과 교차하여 데이터 라인(220)이 형성됨으로써 두 라인(210, 220)에 의해 화소영역(PA)이 정의되고 있다. 또한, 게이트라인(210)과 데이터라인(220)의 교차부에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(210)과 일체로 형성된 게이트 전극(211)과, 액티브층(미도시)과, 데이터라인(220)과 동일한 재질로 이루어져 서로 간에 소정 간격 이격되어 있는 소스전극(222) 및 드레인 전극(221)으로 이루어져 있다. 소스 전극(222)은 드레인 컨택홀(231)을 통해 전기적으로 화소전극(230)에 연결되어 있다.Referring to FIG. 6 , a
화소영역(PA)의 중앙에 위치하는 스토리지 캐패시터(241)를 구비한다. 스토리지 캐패시터(241)는 박막트랜지스터(TFT)에 게이트신호가 인가될 때 데이터신호가 소스 전극(222)을 통하여 화소전극(230)에 인가된 후, 화소전압(Vp)을 안정적으로 유지시키기 위한 것이므로 그 용량값은 충분히 커야 한다. 이를 위하여, 스토리지 캐패시터(241)는 소스 전극(222)과 전기적으로 접속되는 화소전극(230)과 캐패시터전극(240)에 의해 형성하게 된다. 캐패시터전극(240)은 액정패널의 상부 기판에 위치하고, 화소전극(230)에 대한 대향 전극인 공통전극이 될 수도 있다.A
또한, 화소영역(PA)에서 게이트 라인(210)과 대응하여 더미 전압 공급 라인(250)이 위치한다. 게이트라인(210)과 동일한 재질로 이루어진 더미 전압 공급 라인(250)은 게이트라인(210)과 평행하게 배열된다.Also, a dummy
그리고, 화소전극(230)의 일 면은 더미 전압 공급 라인(250)과 일 부분이 중첩할 수 있도록 돌출된 부분을 갖고 있다.In addition, one surface of the
더미 전압 공급 라인(250)은 일정 폭(W)을 가지는 제 1 보상 캐패시터전극 이 될 수 있으며, 화소전극(230)의 돌출된 부분은 제 1 보상 스토리지 전극(20)과 중첩되는 제 2 보상 캐패시터전극이 될 수 있다. 더미 전압 공급 라인(250)은 일정 폭(W)과 화소전극(230)의 돌출된 부분의 중첩 영역에 따라서 보상 캐패시터(242) 크기가 결정 될 수 있다. 따라서, 더미 전압 공급 라인(250)은 화소전극(230)과 중첩 하여 보상 캐패시터(242)를 형성된다.The dummy
화소전극(230)은 데이터라인(220)으로부터 공급된 데이터 전압(Vd)을 스토리지 캐패시터(241)를 통해 한 프레임 동안 유지하게 된다. 즉, 게이트라인(210)으로 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 순간에 데이터라인(220)을 통해 공급된 데이터 전압(Vd)은 화소전극(230)에서 화소전압(Vp)으로 충전된다. The
연속하여 게이트라인(210)으로 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되면 화소전극(230)에 충전된 화소전압(Vp)은 ㅿVp 만큼의 전압강하가 발생한다. 즉, 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 로우 전압(VGL)이 전이될 때, ㅿVp 만큼 전압 강화된 화소전압(Vp)이 화소전극(230)에 충전 될 수 있으나, 본 발명의 보상 캐패시터(242)가 스토리지 캐패시터(241)의 충전 특성을 보상하여 ㅿVp만큼 전압강화가 발생하지 않게 된다. 그 결과, ㅿVp 만큼의 전압 강화는 화소전극(230)의 충전 된 화소전압(Vp)에 영향을 주지 않아서, 화면에 발생하는 플리커 등과 같은 화질저하를 개선 할 수 있다.When the gate low voltage VGL is continuously supplied to the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
110: 액정패널 140: 타이밍 제어부
120: 데이터 드라이버 130: 쉬프트 레지스터
131: 인버터 부 150: 레벨 쉬프터
210: 게이트 라인 211: 게이트 전극
220: 데이터 라인 221: 데이터 전극
222: 소스 전극 230: 화소전극
231: 컨택홀 240: 캐패시터 전극
241: 스토리지 캐패시터 242: 보상 캐패시터
250: 더미 전압 공급 라인110: liquid crystal panel 140: timing control unit
120: data driver 130: shift register
131: inverter part 150: level shifter
210: gate line 211: gate electrode
220: data line 221: data electrode
222: source electrode 230: pixel electrode
231: contact hole 240: capacitor electrode
241: storage capacitor 242: compensation capacitor
250: dummy voltage supply line
Claims (18)
상기 하부 기판 상에 위치하며 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선;
상기 화소영역에 형성되는 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극; 및
상기 화소전극 기준으로 상기 게이트 배선과 대응되게 위치하는 더미 전압 공급 라인을 포함하고,
상기 화소전극과 상기 더미 전압 공급 라인 사이에는 보상 커패시터(Cco)가 형성되고,
상기 더미 전압 공급 라인은 상기 게이트 배선에 게이트 전압이 인가되는 동안에 상기 게이트 배선으로 전송되는 게이트 신호와 위상이 반대인 ΔVp 보상신호를 상기 보상 커패시터(Cco)에 전송하는 것을 특징으로 하는 표시장치.a lower substrate including a plurality of pixels;
a gate line and a data line positioned on the lower substrate and crossing each other to define a pixel area;
a thin film transistor formed in the pixel region;
a pixel electrode connected to the thin film transistor; and
and a dummy voltage supply line positioned to correspond to the gate wiring with respect to the pixel electrode,
A compensation capacitor Cco is formed between the pixel electrode and the dummy voltage supply line,
The dummy voltage supply line transmits, to the compensation capacitor (Cco), a ΔVp compensation signal having a phase opposite to that of a gate signal transmitted to the gate line while a gate voltage is applied to the gate line.
상기 더미 전압 공급 라인은 상기 게이트 배선과 평행한 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.The method of claim 1,
and the dummy voltage supply line is formed in a direction parallel to the gate line.
상기 더미 전압 공급 라인은 상기 게이트 배선과 동일 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.The method of claim 1,
The display device of claim 1, wherein the dummy voltage supply line is made of the same material as the gate line.
상기 더미 전압 공급 라인은 제1 보상 캐패시터전극인 것을 특징으로 하는 표시장치.The method of claim 1,
and the dummy voltage supply line is a first compensation capacitor electrode.
상기 화소전극의 돌출 부분은 제2 보상 캐패시터전극인 것을 특징으로 하는 하는 표시장치.The method of claim 1,
The display device according to claim 1, wherein the protruding portion of the pixel electrode is a second compensation capacitor electrode.
상기 화소전극의 일부분은 상기 더미 전압 공급 라인과 중첩 영역을 갖도록 돌출 된 것을 특징으로 하는 표시장치.The method of claim 1,
A portion of the pixel electrode protrudes to have an overlapping area with the dummy voltage supply line.
상기 중첩 영역에 보상 캐패시터(Cco)가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치. 7. The method of claim 6,
and a compensation capacitor (Cco) is formed in the overlapping area.
상기 보상 캐패시터(Cco)는 상기 화소전극에 충전 된 화소전압(Vp)의 ΔVp 전압 강하를 최소화 하는 것을 특징으로 하는 표시장치.8. The method of claim 7,
The compensation capacitor (Cco) minimizes a ΔVp voltage drop of the pixel voltage (Vp) charged in the pixel electrode.
상기 더미 전압 공급 라인에 상기 ΔVp 보상신호를 공급하는 GIP(Gate In Panel) 방식의 게이트 구동회로 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.The method of claim 1,
and a gate driving circuit unit configured to supply the ΔVp compensation signal to the dummy voltage supply line.
상기 GIP(Gate In Panel) 방식의 게이트 구동회로 부는 순차적으로 위상이 지연되는 i(i는 2 이상의 자연수)상 클럭들을 입력 받아서 상기 게이트 배선에 순차적으로 게이트 신호를 출력하는 다수의 스테이지들을 포함하는 것을 특징으로 표시장치.11. The method of claim 10,
The gate driving circuit unit of the GIP (Gate In Panel) method includes a plurality of stages that receive i (i is a natural number equal to or greater than 2) phase clocks sequentially delayed in phase and sequentially output a gate signal to the gate wiring. Display as a feature.
상기 다수의 스테이지 각각은 상기 더미 전압 공급 라인에 상기 게이트 신호와 위상이 반대인 상기 ΔVp 보상신호를 출력하는 인버터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.12. The method of claim 11,
and each of the plurality of stages includes an inverter circuit for outputting the ΔVp compensation signal having a phase opposite to that of the gate signal to the dummy voltage supply line.
상기 화소영역에서 상기 게이트 배선으로부터 분기된 게이트 전극, 상기 데이터 배선으로부터 분기된 소스 및 드레인 전극 및 상기 게이트 배선 상에 형성된 게이트 절연층을 포함하는 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극; 및
상기 게이트 배선과 이격되어 동일 층에 형성된 더미 전압 공급 라인을 포함하며, 상기 화소전극과 상기 더미 전압 공급 라인은 보상 캐패시터(Cco)를 형성하고,
상기 더미 전압 공급 라인은 상기 게이트 배선에 게이트 전압이 인가되는 동안에 상기 게이트 배선으로 전송되는 게이트 신호와 위상이 반대인 ΔVp 보상신호를 상기 보상 캐패시터(Cco)에 전송하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.a substrate on which a plurality of gate wirings and a plurality of data lines crossing each other defining a plurality of pixel regions are formed;
a thin film transistor including a gate electrode branched from the gate wire, source and drain electrodes branched from the data wire, and a gate insulating layer formed on the gate wire in the pixel region;
a pixel electrode connected to the thin film transistor; and
and a dummy voltage supply line spaced apart from the gate wiring and formed on the same layer, wherein the pixel electrode and the dummy voltage supply line form a compensation capacitor (Cco);
The dummy voltage supply line transmits, to the compensation capacitor (Cco), a ΔVp compensation signal having an opposite phase to a gate signal transmitted to the gate wiring while a gate voltage is applied to the gate wiring.
상기 화소전극은 일부분은 상기 더미 전압 공급 라인과 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.14. The method of claim 13,
and the pixel electrode partially overlaps the dummy voltage supply line.
상기 화소전극의 중첩 부분 면적이 상기 보상 캐패시터(Cco)의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.15. The method of claim 14,
The liquid crystal display device, characterized in that the overlapping area of the pixel electrode determines the size of the compensation capacitor (Cco).
상기 게이트 전극과 상기 소스 전극 사이에 게이트 소스 커패시터(Cgs)가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.14. The method of claim 13,
and a gate source capacitor (Cgs) is formed between the gate electrode and the source electrode.
상기 보상 캐패시터(Cco)의 크기는 상기 게이트 소스 커패시터(Cgs)의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.17. The method of claim 16,
A size of the compensation capacitor (Cco) is the same as that of the gate source capacitor (Cgs).
상기 게이트 절연층은 상기 보상 캐패시터(Cco)의 유전체 층 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.14. The method of claim 13,
and the gate insulating layer is a dielectric layer of the compensation capacitor (Cco).
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