KR19980020265A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 데이터 전압에 의해 왜곡되는 공통 전압을 궤환시켜 사용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에 관한 것이다. 패널부에 데이터 신호선의 로드에 의해 왜곡되어져 궤환되는 데이터 궤환 전압을 검출하기 위한 궤환용 신호선이 형성되어 있으며, 데이터 궤환 전압, 데이터 전압 및 공통 전압을 입력으로 받아서 보정된 공통 전압을 생성하여 출력하는 보정된 공통 전압 생성부로 이루어진다. 따라서 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 패널에 궤환용 신호선을 추가하여 데이터 신호선의 로드에 의해 왜곡되는 데이터 전압을 궤환시켜 공통 전압에 보상함으로써 크로스토크, 대비비의 저하, 깜박임 등의 현상을 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치

본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 데이터 전압의 궤환(feedback)을 통해 공통전압을 보상하여 사용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 많이 사용되는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 방법은 상판의 공통 전극에 인가되는 공통 전압을 기준으로 액정이 반응할 수 있는 일정 범위의 전압을 데이터 전압으로 인가하는 것이다.

액정에 직류 전압을 계속 인가할 때에는 열화되는 성질 때문에 일정 주기로 반전을 시켜주어야 한다. 이러한 반전 구동 방법에는 크게 두 가지가 있는데 첫 번째로는 고정된 공통 전압을 기준으로 데이터 전압을 인가하는 것이고, 두 번째로는 데이터 전압이 취할 수 있는 최대값과 최소값을 기준으로 공통 전압을 반전시켜서 데이터 전압을 인가하는 것이다. 보통의 경우 전자를 고전압 구동 방법이라고 하고 후자를 저전압 구동 방법이라고 한다.

일반적으로 저전압 구동 방법이 많이 쓰이고 있는데 2매의 편광판의 편광축을 직교시키는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 표시 모드인 노멀리 화이트 모드(nomally white mode)를 기준으로 하면 화면이 화이트일 때 공통 전압과 데이터 전압의 차이가 가장 작고, 반대로 화면이 블랙(black)일 때 공통 전압과 데이터 전압의 차이가 가장 크게 된다.

박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 이상 표시 특성 중의 하나로서 문제시되는 수평 크로스토크(horizontal crosstalk)는 하나의 수평 주기 동안에 공통 전압과의 차이가 가장 큰 블랙 데이터 전압이 인가되면 이러한 블랙 데이터 전압이 공통 전압과의 차이를 줄이는 방향으로 왜곡을 가져옴으로써 다른 계조를 좀 더 밝게 나타나게 하는 현상이다.

수평 크로스토크는 액정 패널 크기가 대형화되고 해상도가 증가하면서 더욱 뚜렷하게 나타나고 있다. 또한 공통 전압의 왜곡은 가장 밝은 계조와 가장 어두운 계조의 밝기의 비율을 나타내는 대비비(contrast ratio)나 깜박임 현상(flicker)등에도 영향을 미쳐 전반적인 특성의 저하를 가져오는 문제점이 있다. 이것은 인접 액정 셀(cell)에 인가되는 전압이 화이트 데이터 전압이거나 블랙 데이터 전압일 때에 따라 공통 전압과의 차이가 달라지기 때문에 계조에 영향을 주게 되는 것이다.

다음, 고전압 구동에 대해서 살펴보면, 고전압 구동에서는 공통 전압을 기준으로 데이터 전압을 반전시키기 때문에 데이터 전압이 2배 이상의 진폭으로 반전하기 때문에 저전압 구동에 비하여 왜곡이 더욱 심하게 나타나며, 특히 가장 전압의 차이가 크게 나타나는 블랙 데이터 전압 일 때 현저하게 나타난다.

박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 특성 표시 항목 중 대비비는 화이트의 휘도와 블랙의 휘도비로 나타내어진다.

앞에서 언급했던 블랙 데이터 전압의 왜곡은 공통 전압과의 면적을 줄이므로 저전압 구동에서와 마찬가지로 블랙일 때의 휘도가 높아지는 결과를 유발한다. 결국, 대비비를 감소시키는 특성 저하의 문제점을 가져온다.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고전압 구동에 있어서 공통 전압에 대하여 왜곡된 데이터 전압을 궤환시켜 공통 전압에 자동적으로 보상하여 특성이 개선된 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 블록도이고,

도2는 고전압 구동에서 액정 표시 장치에 인가되는 일반적인 공통 전압과 블랙 데이터 전압을 도시한 파형도이고,

도3은 왜곡된 블랙 데이터 전압을 얻기 위한 액정 패널부의 구조를 도시한 평면도이고,

도4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시 장치에서 검출된 왜곡된 블랙 데이터 전압을 도시한 파형도이고,

도5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 보정된 공통 전압 발생부를 더욱 상세하게 도시한 회로도이고,

도6은 도5의 제1 연산 증폭기를 통하여 얻어진 블랙 데이터 전압의 왜곡된 양을 도시한 파형도이고,

도7은 도5의 제2 연산 증폭기에서 출력하는 보상된 공통 전압을 도시한 파형도이다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 패널은 다수의 신호선이 서로 교차하면서 형성되어 있는 활성영역 밖에 왜곡된 데이터 전압을 검출하기 위해 궤환용 신호선이 형성되어 있다.

또한 이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 패널부에 데이터 신호선의 로드에 의해 왜곡되어 궤환되는 데이터 궤환 전압을 검출하기 위한 궤환용 신호선이 형성되어 있으며, 데이터 궤환 전압, 데이터 전압 및 공통 전압을 입력으로 받아서 보정된 데이터 전압을 생성하여 출력하는 보정된 공통 전압 생성부로 이루어진다.

여기서 궤환용 신호선은 패널부의 다수의 데이터선과 게이트선이 교차하여 형성되어 있는 활성 영역 밖에 데이터선과 평행하게 형성되어 있고 게이트 선과 교차하며, 보정된 공통 전압 생성부는 데이터 궤환 전압과 데이터 전압을 비교하여 왜곡된 량을 나타내는 왜곡 전압을 출력하는 제1 연산 증폭부와 왜곡 전압과 공통 전압을 비교하여 보정된 공통 전압을 출력하는 제2 연산 증폭부로 이루어진다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 패널부에 공통 전압과 활성 영역 밖에 형성되어 있는 궤환용 신호선을 통하여 데이터 전압을 인가하여 궤환된 데이터 전압을 생성한다. 제1 연산 증폭부를 통하여 데이터 전압과 궤환된 데이터 전압을 입력받아서 데이터 전압에서 궤환된 데이터 전압을 감하여 데이터 전압의 왜곡된 정도를 나타내는 왜곡 전압을 출력한다. 제2 연산 증폭부에서는 왜곡 전압과 공통 전압을 입력받아서 공통 전압에서 왜곡 전압을 감하여 보정된 공통 전압을 출력한다.

이렇게 왜곡된 데이터 전압에 대하여 보정된 공통 전압을 출력함으로서 데이터 전압과 공통 전압의 차이는 항상 해당하는 계조 전압을 일정하게 유지하게 된다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 블록도이다.

도1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 정상적인 블랙 데이터 신호(V_data-black)에 대한 궤환된 블랙 데이터 신호(V_data-feed)를 검출하기 위한 패널부(100)와 궤환된 블랙 데이터 신호(V_data-feed), 정상적인 블랙 데이터 신호(V_data) 및 공통 전압(V_com)을 입력받아 보정된 공통 전압(V_com-gen)을 출력하는 보정된 공통 전압 생성부(200)로 이루어져 있다.

도2는 고전압 구동에서 액정 표시 장치에 인가되는 일반적인 공통 전압과 블랙 데이터 전압을 도시한 파형도이다.

도2는 고전압 구동에 있어서, 도1의 패널부(100)에 인가되는 공통 전압과 블랙 데이터 전압을 도시한 것으로서, 패널부(100)에 형성되어 있는 공통 전극에 인가되는 공통 전압(V_com)을 기준으로 패널부(100)에 형성되어 있는 데이터 라인에 인가되는 블랙 데이터 전압(V_data-black)이 일정한 간격으로 반전되어 있다.

여기서 저전압 구동에 비하여 블랙 데이터 전압(V_data-black)의 진폭은 두배 이상이며 공통 전압(V_com)은 직류이고 앞에서 설명한 바와 같이 반전을 통하여 액정을 구동하게 된다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 궤환된 블랙 데이터 전압(V_data-feed)을 얻기 위한 패널부의 구조를 도시한 평면도이다.

도3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 실시예에 따른 패널부(100)는 공통 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있는 상판(1)과 다수의 게이트선(10)과 이와 교차하는 데이터선(20)이 형성되어 있는 하판(2)으로 이루어져 있다. 여기서 다수의 게이트선(10)과 데이터선(20)이 서로 교차되어 화면으로 형성되는 부분을 활성 영역(A)라 하고, 활성 영역(A)의 가장자리 부분을 패드 영역(B)라 한다. 그리고 도2에 도시된 블랙 데이터 전압(V_data-black)을 일정하게 인가하기 위해 패드 영역(B)에 추가로 궤환용 신호선(30)이 데이터선(20)과 평행하게 형성되어 있다.

여기서, 궤환용 신호선(30)은 소스 구동 집적회로의 더미 패드와 연결되어 있으며 도2에서 도시된 블랙 데이터 전압(V_data-black)이 활성 영역(A)의 데이터선(20)에 인가되는 데이터 전압과는 무관하게 항상 일정하게 인가된다. 그리고 궤환용 신호선(30)에는 활성 영역(A)의 데이터 라인(20)과 동일하게 부하가 걸릴 수 있도록 하기 위하여 활성 영역(A)의 게이트선(10)과 교차되도록 형성되어 있으며 이러한 궤환 신호선(30)을 통하여 블랙 데이터 전압((V_data-black)을 인가하면 활성 영역(A)의 데이터선(20)의 고유 저항 성분과 기생 용량 성분에 의해 왜곡되어지며 최종 단에서 출력되는 왜곡된 신호는 도4에 도시된 바와 같이, 본래의 블랙 데이터 전압(V_data-black)과 다르게 나타난다.

여기서 왜곡된 신호는 게이트 구동 집적회로의 더미 패드를 이용하여 궤환시킨다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 검출되어 궤환된 블랙 데이터 전압을 도시한 파형도이다.

도4는 패널부(100)(도1 참조)를 통하여 검출된 궤환된 블랙 데이터 전압(V_data-feed)을 도시한 것으로서, 도2에서 나타난 정상적인 블랙 데이터 전압(V_data-black)과 다르게 나타나고 있다. 이렇게 왜곡되어 궤환된 블랙 데이터 전압(V_data-feed)으로 인하여 앞에서 기술한 종래의 문제점들이 나타나고 있음을 알 수 있다.

다음은 도5 내지 도7을 통하여 본 발명에 따른 액정표시 장치에서 보상된 공통 전압을 출력하는 보상된 공통 전압 생성부(200)에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 보정된 공통 전압 발생부를 더욱 상세하게 도시한 회로도이고, 도6은 도5의 제1 연산 증폭기를 통하여 얻어진 블랙 데이터 전압의 왜곡된 양을 도시한 파형도이고, 도7은 도5의 제2 연산 증폭기에서 출력하는 보상된 공통 전압을 도시한 파형도이다.

도5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 보정된 공통 전압 생성부(200)는 패드부(100)로부터 입력받은 궤환된 블랙 데이터 전압(V_data-feed)과 궤환용 신호선(30)(도3 참조)을 통하여 인가된 블랙 데이터 전압(V_data-black)을 비교하여 왜곡된 량을 나타내는 왜곡 전압(V_data-diff)(도6 참조)을 출력하는 제1 연산 증폭부(201)와 제1 연산 증폭부(201)로부터 입력받은 왜곡 전압(V_data-diff)과 공통 전극에 인가된 공통 전압(V_com)을 비교하여 보정된 공통 전압(V_data-gen)을 출력하는 제2 연산 증폭부(202)로 이루어진다.

여기서, 제1 연산 증폭부(201)의 반전 단자(-)에는 저항(R1)이 연결되어 있으며 반전 단자(-)와 저항(R1) 사이에는 제1 연산 증폭부(201)의 출력단에 타측 단자가 연결되어 있는 저항(R2)이 연결되어 있다. 비반전 단자(+)에는 저항(R3)이 연결되어 있고 비반전 단자(+)와 저항(R3) 사이에는 타측 단자가 접지되어 있는 저항(R4)이 연결되어 있다. 반전 단자(-)에는 저항(R1)을 경유하여 궤환된 블랙 데이터 전압(V_data-feed)이 입력되고 비반전 단자(+)에는 저항(R3)을 경유하여 블랙 데이터 전압(V_data-black)이 입력되고 출력단을 통하여 왜곡 전압(V_data-diff)이 출력된다.

제2 연산 증폭부(202)는 제1 연산 증폭부(201)와 동일한 구성을 가지지만, 반전 단자(-)에는 저항(R1)을 경유하여 왜곡 전압(V_data-diff)이 입력되고 비반전 단자(+)에는 저항(R3)을 경유하여 블랙 데이터 전압(V_com)이 입력되고 출력단을 통하여 왜곡 전압(V_com-gen)이 출력된다.

여기서, 저항(R1,R2, R3, R4) 모두를 동일하게 하면 제1 연산 증폭부(201) 및 제2 연산 증폭부(202)는 감산 기능을 가지게 된다.

전체적으로 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 보정된 공통 전압(V_data-gen)을 출력하는 방법은 다음과 같다.

패널부(100)에 공통 전압(V_com)과 활성 영역(A) 밖에 형성되어 있는 궤환용 신호선(30)을 통하여 블랙 데이터 전압(V_data-black)을 인가하여 궤환된 데이터 전압(V_data-feed)을 생성하여 보정된 공통 전압 생성부(200)로 출력한다. 보정된 공통 전압 생성부(200)에서 우선, 제1 연산 증폭부(201)는 블랙 데이터 전압(V_data-black)과 궤환된 데이터 전압(V_data-feed)을 입력받아 블랙 데이터 전압(V_data-black)에서 궤환된 데이터 전압(V_data-feed)을 감하여 데이터 전압의 왜곡된 정도를 나타내는 왜곡 전압(V_data-diff)을 출력한다. 제2 연산 증폭부(202)에서는 제1 연산 증폭부(201)에서 입력받은 왜곡 전압(V_data-diff)과 공통 전극에 인가된 공통 전압(V_com)을 입력받아 공통 전압(V_com)에서 왜곡 전압(V_data-diff)을 감하여 보정된 공통 전압(V_data-gen)을 출력한다.

이렇게 궤환된 데이터 전압(V_data-feed)을 이용하여 보정된 공통 전압(V_data-gen)을 출력함으로서 해당하는 계조에 대한 데이터 전압과 공통 전압의 차이는 항상 해당하는 전압 차를 일정하게 유지하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 패널에 궤환용 신호선을 추가하여 공통 전압에 의해 왜곡되어지는 데이터 전압을 궤환시켜 공통 전압에 보상함으로써 크로스토크, 대비비의 저하, 깜박임 등의 현상을 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 다수의 신호선이 서로 교차하면서 형성되어 있는 활성 영역밖에 왜곡된 데이터 전압을 검출하기 위해 궤환용 신호선

   을 포함하고 있는 액정 표시 장치용 패널.
2. 공통 전극에 인가되는 공통 전압에 의해 왜곡되어져 궤환 되는 데이터 궤환 전압을 검출하기 위한 궤환용 신호선이 형성되어 있는 패널부,

   상기 패널부로부터 상기 데이터 궤환 전압, 데이터 전압 및 공통 전압을 입력으로 받아서 보정된 데이터 전압을 생성하여 출력하는 보정된 데이터 전압 생성부

   를 포함하는 액정 표시 장치.
3. 청구항 2에서, 상기 궤환용 신호선은 상기 패널부의 다수의 데이터선과 게이트선이 교차하여 형성되어 있는 활성 영역 밖에 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있으며 상기 게이트 선과 교차하도록 형성되어 있는 액정 표시 장치.
4. 청구항 3에서, 상기 보정된 공통 전압 생성부는 상기 데이터 궤환 전압과 상기 데이터 전압을 비교하여 왜곡된 량을 나타내는 왜곡 전압을 출력하는 제1 연산 증폭부와,

   상기 왜곡 전압과 상기 공통 전압을 비교하여 보정된 공통 전압을 출력하는 제2 연산 증폭부를 포함하는 액정 표시 장치.
5. 청구항 4에서, 상기 제1 연산 증폭부 및 제2 연산 증폭부는 감산 기능을 갖는 액정 표시 장치.
6. 청구항 2에서, 상기 궤환용 신호선은 소스 구동 집적회로의 더미 패드를 통하여 상기 데이터 전압을 인가하는 액정 표시 장치.
7. 청구항 2에서, 상기 데이터 궤환 전압은 게이트 구동 집적회로를 이용하여 검출하는 액정 표시 장치.