KR20020010551A

KR20020010551A - 화상 표시장치

Info

Publication number: KR20020010551A
Application number: KR1020010045558A
Authority: KR
Inventors: 타케우치마사노리; 나가시마노부요시; 콘도나오후미; 미추모토카주요리
Original assignee: 마찌다 가쯔히꼬; 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2002-02-04
Also published as: TW564325B; JP3594131B2; US20020011982A1; JP2002108310A; CN1162746C; US6862013B2; KR100449437B1; CN1336568A

Abstract

각 주사 배선의 종단측 상에, 충전용 스위칭 소자와 방전용 스위칭 소자를 서로 병렬로 제공하고, 상기 충전용 스위칭 소자는 주사 보조 배선의 일 단과 접속되고, 게이트 전극을 가지며, 그의 다른 단은 동일 단계의 주사 배선에 접속되며, 방전용 스위칭 소자는 주사 보조 배선의 일 단과 접속된 게이트 전극을 가지며, 그의 다른 단은 다음 단계의 주사 배선에 접속된다. 또한, 상기 충전용 스위칭 소자는 주사 배선과 선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지는 반면, 방전용 스위칭 소자는 주사 배선과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 적극을 가지며, 따라서 본 발명의 화상 표시장치는 구동 전압의 상승 및 하강시 파형의 둔화를 억제할 수 있으며, 실효 기입 시간을 감소시키지 않고, 에러 기입을 방지할 수 있다.

Description

화상 표시장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시와 EL(일렉트로-루미네슨스) 표시 등을 행하는 표시장치에 관한 것으로서, 특히 액티브 매트릭스에 의해 구동되는 표시장치에 관한 것이다.

도7a 및 도7b는 액정 표시장치의 구성과 동작을 각각 도시한 개략 단면도이다.

도7a에 도시한 바와 같이, 액정 표시장치는 유리 기판(1001)의 일측상에 전극(1002)을 형성하고, 유리 기판(1011)의 일 측 상에 전극(1012)을 형성하며, 또한 각 전극(1002,1012) 상에 배향막(1003,1013)이 각각 형성된 배향 재료를 인쇄한다. 배향막(1003,1013)을 형성한 후, 배향막(1003) 측에는 지면(紙面)에 평행인 방향으로 러빙(rubbing)을 행하고, 배향막(1013) 측에는 지면에 수직인 방향으로 실시한다. 또한, 2장의 유리 기판(1001,1011)은 그 사이에 전극(1002,1012)을 삽입한 샌드위치 구조를 형성한다. TN(트위스티드 네마틱) 액정 재료를 유리 기판(1001,1011) 사이에 충전하여, 액정층(1021)을 형성한다. 이때, 액정층(1021)에서, 액정 분자(1022)는 유리 기판(1001, 1011)의 각 표면과 인접한 러빙 방향으로 정렬된 방향의 장축을 가지며, TN 액정 재료가 충전되어, 장축 방향이 기판 사이에서 90°만큼 회전된다. 또한, 유리 기판(1011,1011)의 외부 표면에는 편광판(1004)의 투과축이 서로 직교하도록, 편광판을 부착한다.

여기서, 도7a에 도시한 액정 표시장치는 액정층(1021)에 전압이 인가되지 않은 상태(구동 전압이 OFF인 상태)를 나타낸다. 예컨대, 광이 액정 표시장치의 아래로부터 입사되면, 지면에 평행인 광의 편광 소자만이 편광판(1004)을 통해 전송되어, 광의 편광 방향이 액정층(1021)에서 90°만큼 회전된 후, 지면에 수직인 편광축을 갖는 광으로서, 편광판(1014)으로부터 발광된다. 따라서, 도7a에 도시한 액정 표시장치에서, 광 투과에 의해 명표시가 얻어진다.

한편, 액정층(1021)의 양단에 전압을 인가하도록 전극(1002,1012)에 전압을 인가하면, 도7b에 도시한 바와 같이, 장축이 전계 방향으로 정렬되도록 액정 분자(1022)의 회전이 야기된다. 여기서, 편광판(1004)으로부터 입사되고, 지면에 수직인 편광 소자를 갖는 광은 액정층(1021)에서 회전하지 않는 편광축을 갖는다. 따라서, 편광판(1014) 상에 입사되고, 지면에 수직인 방향으로 편광축을 갖는 광의 경우에도, 광이 편광판(1014)을 통해 투과되지 않기 때문에, 도7b에 도시한 액정 표시장치에서 암표시를 실현할 수 있다.

도8은 도7의 구성 원리를 사용한 단순 매트릭스형 액정 표시장치의 개략 구성을 도시한 평면도이다.

상기 단순 매트릭스형 액정 표시장치는 액정층을 사이에 삽입한 2장의 유리 기판을 가지며, 각각에 주사 배선(1031-1∼1031-n)과 신호 배선(1041-1∼1041-m)이 형성된다. 주사 배선(1031-1∼1031-n)과 신호 배선(1041-1∼1041-m)은 서로 직교하는 스트라이프(stripe) 모양의 미세 투명 배선으로서 형성된다. 또한, 주사 배선(1031-1∼1031-n)과 신호 배선(1041-1∼1041-m)은 주사 전극 구동용 IC와 신호 전극 구동용 IC에 의해 각각 구동된다. 배선의 각 교점에 각각 형성된 화소에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정층에서 화소마다 액정 분자의 배향 상태를 제어할 수 있어서, 표시를 실행할 수 있다.

상기 단순 매트릭스형 액정 표시장치의 결점은: (i)표시 화소의 콘트라스트의 저하로서, 이는 주사 배선 수의 증가에 의해 야기되며, 주사 배선의 각 교점에서 액정에 인가된 실효 전압이 선단을 향해 점차 감소됨을 야기하므로, 세밀도가 높은 액정 표시장치에는 적당하지 않으며, (ii)응답 속도가 낮다는 점이다.

상기 단순 매트릭스형 액정 표시장치의 문제점은 예컨대, 각 화소에 스위칭 소자를 갖는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치에 의해 해결된다. 도9는 종래의 일반적인 액티브 매트릭스형 액정 표시장치의 구성을 도시한다. 또한, 도10a 및 도10b는 액티브 매트릭스형(역스태거형) 액정 표시장치의 화소 구성을 도시한다.

도9에 도시한 액티브 매트릭스형 액정 표시장치는 TFT(박막 트랜지스터)(1051)를 스위칭 소자로서 사용한 예이다. 액티브 매트릭스형 액정 표시장치는 액정층을 사이에 삽입한 2장의 유리 기판을 가지며, 일 측은 격자 모양으로 배치된 주사 배선(1061-1∼1061-n)과 신호 배선(1071-1∼1071-m)을 가지며, 각각 주사 배선(1061-1∼1061-n)과 신호 배선(1071-1∼1071-m)에 접속된 주사 전극과 신호 전극의 교점에서 화소의 스위칭 소자인 TFT(1051)를 통해, 화소(1052)가 접속된다. 또한, 주사 배선(1061-1∼1061-n)과 신호 배선(1071-1∼1071-m)은 각각 주사전극 구동용 IC(1062)와 신호 전극 구동용 IC(1072)에 접속된다.

도10a 및 10b에 도시한 바와 같이, 상기 액티브 매트릭스형 액정 표시장치는 TFT(1051), 주사 배선(1061), 및 신호 배선(1071)이 그 위에 제공된 TFT 기판(1081), 대향 전극(1092)이 그 위에 제공된 CF 기판(1091)이 간격을 두고 배치된 화소 구성을 가지며, TFT 기판(1081) 측의 화소 전극(1082)과 CF 기판(1091) 측의 대향 전극(1092) 사이에 액정층(1101)이 봉입되어 있다.

TFT 기판(1081)상에서, 유리 기판(1083)의 일 측에 편광판(1084)이 형성되고, 유리 기판(1083)의 다른 측에 주사 전극(게이트 전극)(1063), 절연막층(1085), 반도체(1086), 신호 배선(1071) 및 화소 전극(1082)을 포함하는 주사 배선(1061)과 배향막(1087)이 순차 형성된다.

한편, CF 기판(1091)상에서, 유리 기판(1093)의 일 측에 편광판(1094)이 형성되고, 유리 기판(1093)의 다른 측은 R/G/B/Bk의 색판이 적층된 칼라 필터층(1095), 대향 전극(1092) 및 배향막(1096)이 순차 형성된다.

다음, 도9를 참조하여, 액티브 매트릭스형 액정 표시장치의 동작을 설명한다.

우선, 주사 전극 구동용 IC(1062)로부터 제1 배선(1061-1)의 주사 배선에 대해 ON 전압이 출력되면(여기서, OFF 전압은 다른 주사 배선에 출력됨), 모든 TFT(1051)는 ON이 되고, TFT(1051)는 주사 배선(1061-1)을 통해 제1 배선(1063)의 주사 전극에 각각 접속된다. 이 때, 제1 배선의 주사 배선에 대응하는 데이터 신호가 신호 전극 구동용 IC(1072)로부터 각 신호 배선(1071)에 인가된다. 여기서,TFT(1051)를 통해 각 신호 배선(1071)의 신호 전극으로부터 화소 전극(1082)에 이르는 회로가 도통 상태이기 때문에, 신호 전압(데이터 신호)은 제1 배선(1061-1)의 주사 배선에 접속된 모든 화소 전극(1082)에 인가되고, 데이터는 화소 전극(1082)에 대응하는 화소(1052)에 기입된다. 그 후, 제1 배선(1061-1)의 주사 배선에 대한 주사 전극 구동용 IC(1062)의 출력은 OFF 전압이 된다. 이는 주사 배선(1061-1)에 접속된 TFT(1051)가 OFF되도록 야기함으로써, 각 신호 배선(1071)의 신호 전극과 화소 전극 사이가 비도통 상태가 되어, 화소(1052)에 대한 기입이 종료된다.

제1 라인(1061-1)의 주사 배선으로의 주사 출력이 OFF 전압이 됨과 동시에, 주사 전극 구동용 IC(1062)로부터 제2 라인(1061-2)의 주사 배선에 ON 전압이 계속적으로 출력된다. 최종 라인까지 상기 동작을 반복하면 1화면에 대한 구동이 종료한다.

상기 액티브 매트릭스형 액정 표시장치의 일반적인 구동의 경우, 주사 전극(1063)의 저항 및 기생 용량이 도11에 도시한 주사 전압 파형에 영향을 미쳐, 각 주사 배선(1061)의 입력단 측(주사 전극 구동용 IC에 인접한 측)의 실선에 의해 나타낸 사각 파형이 종단측에 인접할수록 파선에 의해 나타낸 둔화된 파형으로 변화된다.

이러한 둔화된 파형으로의 주사 전압 파형의 변화는 주사 배선의 입력단측과 종단측의 양측에서 TFT(1051)의 ON/OFF 타이밍에 엇갈림을 야기하고, TFT(1051)의 스위치가 종단측에서 OFF 상태가 되는 것에 비해 다음 단계의 신호 전압의 인가가 좀더 빠르면, 다음 단계의 신호가 화소에 기입됨을 야기함으로써, 에러 기입이 발생하는 문제를 일으킨다.

이러한 문제에 대해, 종래에는 배선폭의 확대, 배선막 두께의 증대, 배선의 재료를 저비저항 배선 재료로 변경하는 등에 의해 배선 저항을 저감하는 방법이 사용되었다. 그러나, 상기 방법은 배선폭이 확대되면 화소 내 배선 부분의 면적 비율이 증대되므로, 광이 투과되는 구멍의 수가 감소되는 문제를 갖는다.

또한, 다른 방법은 신호 전압의 ON 타이밍이 주사 전압의 ON 타이밍으로부터 빗나가도록 야기함으로써, 주사 전압의 OFF 타이밍이 지연되는 경우에도, 오프셋 시간을 충분히 얻어서, 기입 신호의 변화를 방지하여, 에러 기입을 방지하는 것이다.

상기 방법에 의해, 도11에 도시한 신호 전압 파형의 경우, 예컨대 주사 배선의 k번째 라인에 대해, 주사 전압의 ON 타이밍과 신호 전압의 ON 타이밍 사이에 오프셋 시간이 설정된다. 따라서, 라인(k)에 대한 주사 전압이 OFF 상태로 절환되어 라인(k)의 종단측에 접속된 TFT(1051)가 비도통 상태로 변화되는 시간의 엇갈림이 발생하는 경우에도, 다음 단계의 라인(k+1)이 기입을 개시하기 전에 설정된 오프셋 타임은 라인(k)에 속하는 화소(1052)에 대한 라인(k+1) 데이터의 기입을 방지함으로써, 에러 기입을 회피한다.

또한, 각 주사 배선의 양측을 통해 주사 구동 전압을 입력함으로써, 기입을 용이하게 실현하는 방법이 이미 실용화되어 있다. 도12에 도시한 상기 종래의 기술은 좌우 양측으로부터 2개의 주사 전극 구동용 IC(1112,1113)의 출력에 접속하는 것에 의해, 주사 배선(1111)을 구동하여, 일 측이 구동되는 동안 발생되는 주사 배선의 종단측에서의 주사 전압 파형의 둔화를 억제한다.

그러나, 상기한 바와 같이, 단일 주사 배선을 구동하기 위해 2개의 주사 전극 구동용 IC(1112,1113)를 사용하는 경우, 주사 전극 구동용 IC(1112,1113) 사이의 출력 편차에 의해 좌우 입력 전압의 불일치가 야기되어, IC 사이에 관통 전류를 발생시키는 것이 염려된다.

상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 기술이 일본 공개 특허 공보 제 89-213623 호(공개일 1989년 8월 28일)에 개시된다.

도13에 도시한 바와 같이, 일본 공개 특허 공보 제 89-213623호에 개시된 기술에 따르면, 주사 전극 구동용 IC(1122)의 출력은 2개로 나뉘며, 1개는 각 주사 배선(1121)의 일 단에 직접 접속되고, 다른 1개는 배선으로서 표시 패널(1131)의 상하단을 경유한 후, 접속 기판(1132)을 경유하여 각 주사 배선(1121)의 다른 단에 접속되는 구성으로 이루어진다. 따라서, 단일 IC의 단일 출력을 각 주사 배선(1121)의 양단을 통해 인가함으로써, 주사 전극 구동용 IC 사이의 출력 편차에 의해 발생되는 문제를 해소한다.

한편, 일본 공개 특허 공보 제 98-253940호(공개일 1998년 9월 25일)에 개시된 액정 표시장치는 도14에 도시한 바와 같이, 각 주사 배선(1141)의 종단측에 제공된 방전용 스위칭 소자(1142)를 포함한다. 각 방전용 스위칭 소자(1142)에 대해, 그 게이트 전극은 다음 단계의 주사 배선(1141)과 접속되고, 그 소스/드레인 전극은 동일 단계의 주사 배선(1141) 및 비선택 기간의 주사 구동 전압(이하, "비선택 상태 주사 구동 전압 전원"이라 함)을 인가하는 주사 구동 전압 전원(1151)과 접속된다.

상기 구성의 액정 표시장치에서, 각 주사 배선(1141)이 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환되면, 새롭게 선택 상태로 절환되는 다음 단계의 주사 배선(1141)으로부터의 ON 신호가 방전용 스위칭 소자(1142)에 인가된다. 따라서, 방전용 스위칭 소자(1142)가 ON되면, 비선택 주사 배선(1141)에 대해, 비선택 상태 주사 구동 전압이 그 종단측으로부터 인가됨으로써, 주사 배선(1141)의 비선택시, 주사 구동 전압 파형의 하강시 둔화를 억제한다.

그러나, 상기 종래의 구성에는 다음과 같은 문제가 있다.

우선, 도11에 도시한 바와 같이, 주사 전압과 신호 전압의 각 ON 타이밍을 스태거하는 방법은: 신호 전압 입력에서 오프셋이 되기 때문에, 실제 기입 시간(실효 기입 시간)이 1라인당 주사 시간에 비해 좀더 감소되는 문제가 있다. 따라서, 종단측 TFT(1051)가 기입 시간 내에 기입 전압으로 충전되지 못한 OFF 상태가 되어, 충전 부족 상태로 기입이 종료된다. 또한, 해상도가 높고, 기입 시간이 짧은 표시장치는 충분한 오프셋 시간이 부족하기 때문에, 에러 기입과 기입 부족을 동시에 방지할 수 없으므로, 표시 품위를 저하시키는 문제가 발생한다.

또한, 도12의 상기 방법에서, 편측 구동을 실행하는 경우에 비해, 주사 전극 구동용 IC 수의 배가 요구된다. 또한, 일본 공개 특허 공보 제89-213623호에 따른 방법에서, 주사 신호의 루팅(routing)에 대한 주사 배선과 접속 기판의 수가 증가한다. 따라서, 어느 경우에서도, 구성 요소 수의 증가에 의한 비용과 조립 작업 시간이 증가하는 문제가 야기된다.

또한, 일본 공개 특허 공보 제 98-253940호에 개시된 액정 표시장치에서, 주사 구동 전압 파형의 하강의 둔화를 억제함으로써, 에러 기입을 회피할 수 있다. 그러나, 상승의 둔화를 억제하는 것을 고려하지 않았기 때문에, ON되면 화소용 스위칭 소자의 상승이 지연된다. 따라서, 실효 기입 시간이 감소되어, 표시 화소의 충전 부족의 발생을 회피할 수 없다.

또한, 일본 공개 특허 공보 제98-253940호에 개시된 액정 표시장치에서, 방전용 스위칭 소자의 게이트 전극은 자체가 다음 단계의 주사 배선의 종단측에 접속된다. 이는 스위칭 소자의 게이트 전극의 상승을 지연시키고, 비선택 상태 주사 구동 전압 전원으로부터 인가된 전압의 빠른 작용을 방해한다. 따라서, 충분한 개선 효과를 기대할 수 없다.

단, 상기 문제는 액정 표시장치에 특유하지 않고, EL 표시장치 등의 스위칭 소자로서 TFT를 사용하는 다른 액티브 매트릭스형 화상 표시장치에서도 발생한다.

본 발명의 목적은 (i)비용 증가의 억제, (ii)구동 전압 파형의 상승 및 하강시 양쪽 파형의 둔화 억제, 및 (iii)실효 기입 시간의 감소를 회피하며, 에러 기입을 방지할 수 있는 화상 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 화상 표시장치는 서로 직교하는 방향으로 각각 배치된 복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선을 갖고, 매트릭스 내에 배치된 복수의 표시 화소 각각이 화소용 스위칭 소자를 통해, 상위 배선들이 직교하는 각 교점에 접속되는 액티브 매트릭스형 표시장치이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 화상 표시장치는 주사 배선에 각각 제공되며, 주사 배선에 비해 신호 지연을 작게 하고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측(주사 전극 구동 회로에 접속된 측)으로부터 분기되어, 주사 배선에 접속되는 주사 보조 배선을 포함하며,

(i)각각 신호가 인가되는 측의 반대측에서 각 주사 배선의 단부에 접속되고, 접속된 주사 배선과 동일 단계의 주사 보조 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 동일 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF 제어되는 충전용 스위칭 소자(예컨대, TFT), 및

충전용 스위칭 소자를 통해, 주사 배선의 종단측에 접속되며, 충전용 스위칭 소자가 ON 상태로 되어 있는 주사 배선에 대해 그의 종단측으로부터 주사 배선에 선택된 주사 구동 전압을 공급하는 선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성; 및

(ii)각각 신호가 인가된 측의 반대측에서 각 주사 배선의 단부에 접속되고, 접속된 주사 배선의 다음 단계의 주사 보조 배선이 접속는 제어 단자를 가지며, 다음 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 제어되는 방전용 스위칭 소자(예컨대, TFT) 및

방전용 스위칭 소자를 통해 주사 배선의 종단측에 접속되며, 방전용 스위칭 소자가 ON되어 있는 주사 배선에 대해, 그의 종단측으로부터 주사 배선에 비선택된 상태의 주사 구동 전압을 공급하는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성을 갖는다.

상기 구성에 의해, 각 주사 배선은 충전용 또는 방전용 스위칭 소자를 통해,그 종단측에서 선택 상태 주사 구동 전압 전원 또는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된다.

또한, 충전용 스위칭 소자 및 선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성에서, 하나의 주사 배선이 선택 상태로 절환되면, 주사 배선에 인가된 ON 주사 신호는 주사 보조 배선을 통해, 충전용 스위칭 소자를 ON되게 한다. 따라서, 선택 상태 주사 구동 전압 전원은 그 종단측으로부터 선택 주사 배선에 선택 상태 주사 구동 전압을 인가한다. 여기서, 주사 보조 배선의 신호 지연이 작기 때문에, 충전용 스위칭 소자가 빠르게 상승하고, 특히 선택 상태 주사 구동 전압도 주사 배선의 종단측에서 화소용 스위칭 소자에 급격하게 인가될 수 있으므로, 주사 구동 전압의 상승시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

또한, 방전용 스위칭 소자 및 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성에서, 하나의 주사 배선이 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환되면, 다음 단계의 주사 배선이 선택 상태로 절환된다. 따라서, 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속된 제어 단자를 갖는 하나의 방전용 스위칭 소자가 빠르게 상승하고, 비선택 상태 주사 구동 전압이 주사 배선의 종단측에서 화소용 스위칭 소자에 급격하게 인가될 수 있으므로, 주사 구동 전압의 하강시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

본 발명에 따른 화상 표시장치는 복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선 각각이 서로 직교하는 방향으로 배치되고, 매트릭스에 배치된 복수의 표시 화소 각각이 화소용 스위칭 소자를 통해 배선이 직교하는 각 교점에 접속되는 액티브 매트릭스형 화상 표시장치이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 화상 표시장치는: 주사배선에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측으로부터 분기되고, 신호가 인가된 측의 반대측 상의 단부에서 분기되는 주사 배선에 접속된 분기 주사 배선을 포함하며, 상기 분기 주사 배선이 주사 배선이 형성된 기판상에 접속된 주사 배선에 인접하게 배치된다.

상기 구성에 의해, 분기 주사 배선은 주사 배선에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측으로부터 분기되고, 신호가 인가된 측의 반대측 상의 단부에서 분기되는 주사 배선에 접속되므로, 신호 지연을 야기하지 않고, 주사 전극 구동용 IC로부터 출력된 주사 신호를 주사 배선의 종단측으로부터 인가할 수 있다.

따라서, 주사 신호를 특히 주사 신호의 종단측에서 화소용 스위칭 소자에 급격하게 공급할 수 있으므로, 주사 구동 전압의 상승 및 하강시의 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

또한, 분기 주사 배선은 주사 배선이 형성된 기판 상에 접속된 주사 배선에 인접하게 배치된다. 따라서, 화상 표시장치가 해상도가 높고, 많은 수의 주사 배선을 가지면, 기판의 상하단을 경유한 후 접속 기판을 경유하여 분기 주사 배선이 주사 배선의 종단측에 접속된 구성과 다르게, 접속 기판 등의 구성 요소 수의 증가를 야기하지 않고, 분기 주사 배선을 용이하게 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 장점은 도면을 참조하여 기술되는 이하의 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예를 도시한 다이어그램으로서, 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도2는 액정 표시장치의 주사 전압을 도시한 타이밍 차트이다.

도3a 내지 도3c는 주사 구동 전압의 파형 비교를 위해, 전압의 시뮬레이션 파형을 도시한 설명도로서, 도3a는 주사 전극 구동용 IC의 접속단에서의 전압 파형을 도시하고, 도3b는 종래의 예에서 주사 배선의 종단측에서의 전압 파형을 도시하며, 도3c는 본 발명의 일 실시예에서 주사 배선의 종단측에서의 전압 파형을 도시한다.

도4a는 액정 표시장치가 단일 TFT로 구성된 충전용 TFT 또는 방전용 TFT를 포함하는 경우의 설명도이고, 도4b는 액정 표시장치가 서로 병렬로 배치된 복수의 TFT로 구성된 충전용 TFT 또는 방전용 TFT를 포함하는 경우의 설명도이다.

도5는 본 발명의 변형예를 도시한 다이어그램으로서, 도1과는 상이한 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도6은 본 발명의 변형예를 도시한 다이어그램으로서, 도1 및 도5와 상이한 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도7a 및 도7b는 액정 표시장치의 간단한 구성 및 동작을 각각 도시한 개략단면도로서, 도7a는 구동 전압이 OFF인 상태를 도시하고, 도7b는 구동 전압이 ON인 상태를 도시한다.

도8은 도7a 및 도7b의 구성 원리에 기초한 단순 매트릭스형 액정 표시장치의 개략 구성을 도시한 평면도이다.

도9는 종래의 기술에 따른 일반적인 액티브 매트릭스형 액정 표시장치의 구성을 도시한 회로도이다.

도10a 및 도10b는 도9에 도시한 액티브 매트릭스형(역스태거형) 액정 표시장치의 화소 구성을 도시한 다이어그램으로서, 도10a는 평면도이고, 도10b는 도10a의 A-A 단면도이다.

도11은 종래의 액정 표시장치에서, 다른 타이밍에 인가된 주사 전압과 신호 전압 사이의 관계를 도시한 타이밍 차트이다.

도12는 종래의 액정 표시장치의 일례를 도시한 회로도이다.

도13은 종래의 액정 표시장치의 일례를 도시한 회로도이다.

도14는 종래의 액정 표시장치의 일례를 도시한 회로도이다.

도15는 본 발명의 변형예를 도시한 다이어그램으로서, 도1과 상이한 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도16은 본 발명의 변형예를 도시한 다이어그램으로서, 도1과 상이한 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도17은 본 발명의 변형예를 도시한 다이어그램으로서, 도1과 상이한 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도18은 본 발명의 변형예를 도시한 다이어그램으로서, 도1과 상이한 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

이제 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

도1은 본 실시예에 따른 액정 표시장치의 회로 구성을 도시한다. 도1에 도시한 바와 같이, 액정 표시장치는 표시 패널(101) 내에, 격자 상태로 배치된 주사 배선(111-1∼111-n)과 신호 배선(121-1∼121-m), 및 TFT(131)를 통해 주사 전극과 신호 전극의 교점에 접속된 액정 화소(132)를 포함한다. 또한, 주사 배선(111-1∼111-n)과 신호 배선(121-1∼121-m)에 대해 주사 전극 구동용 IC(112)와 신호 전극 구동용 IC(122)가 각각 접속되어 있다.

또한, 주사 전극 구동용 IC(112)에 인접한 표시 패널(101)의 일 측에서, 상기 주사 배선(111-1∼111-n)은, 주사 배선(111)에 비해 배선 저항이 작아 신호의 둔화(좀더 작은 신호 지연)를 줄이는 주사 보조 배선(113-1∼113-n)에 각각 접속된다. 단, 상기 주사 보조 배선(113-1∼113-n)의 신호 지연이 작은 이유는 주사 배선(111-1∼111-n)과 다르게, 그에 제공된 TFT와 보조 용량이 없기 때문이다.

상기 주사 보조 배선(113-1∼113-n)의 일 단은 주사 배선(111)과 접속된 화소용 TFT(131)에 비해 입력단측(주사 전극 구동용 IC에 인접한 측)에 인접한 부분의 주사 배선(111-1∼111-n)에 접속되고, 다른 단은 각 주사 배선(111)에 제공된 충전용 TFT(114-1∼114-n) 각각의 게이트 전극에 접속된다. 또한, 상기 각 충전용 TFT(114)의 소스 전극은 선택 기간의 주사 구동 전압을 인가하는 주사 구동 전압 전원(115)(이하, "선택 상태 주사 구동 전압 전원"이라 함)에 접속되고, 드레인 전극은 주사 배선(111)과 접속된 화소용 TFT(131)에 비해 종단측(주사 전극 구동용 IC로부터 먼 측)에 인접한 부분의 주사 배선(111-1∼11l-n)에 접속된다.

또한, 주사 배선(111)의 종단은 각 주사 배선(111)에 각각 제공되는 방전용 TFT(161-1∼116-n)의 소스 전극에 접속된다. 방전용 TFT(116)는 주사 배선(111)에 대해, 충전용 TFT와 병렬 접속된다. 방전용 TFT(116)의 각 드레인 전극은 비선택 상태의 주사 구동 전압 전원(117)에 접속되고, 게이트 전극은 다음 단계의 주사 배선에 대해 각각 제공되는 주사 보조 배선에 각각 접속된다. 단, 최종 라인이 있는 주사 배선(111-n)은 다음 단계의 주사 배선을 갖지 않으므로, 방전용 TFT(116-n)의 게이트 전극은 주사 보조 배선(113-(n+1))을 통해 상기 주사 전극 구동용 IC(112)에 직접 접속된다. 상기 주사 보조 배선(113-(n+1))은 최종 주사 배선(111-n)이 OFF되면, ON이 되도록 더미(dummy) 펄스 등을 수신한다.

본 실시예에서, 충전용 TFT(l14) 및 방전용 TFT(116)에 대해, 다결정 실리콘 TFT를 사용한다고 가정한다. 또한, 선택 상태 주사 전압 전원(115)은 각 충전용 TFT(114)의 접속 단자에 주사 전극 구동용 IC(112)의 선택 상태 주사 전극 구동 전압과 동일한 전압을 인가한다. 마찬가지로, 비선택 상태 주사 전압 전원(117)은 각 방전용 TFT(116)의 접속 단자에 주사 전극 구동용 IC(112)의 비선택 상태 주사 전극 구동 전압과 동일한 전압을 인가한다. 다결정 실리콘 TFT를 형성하는 2가지 방법은 (i)액티브 소자 기판의 모든 TFT(즉, 화소 스위칭용의 화소용 TFT(131), 충전용 TFT(114) 및 방전용 TFT(116))를 아모르퍼스(amorphous) 실리콘 TFT로 형성한 후, 충전용 TFT(114) 및 방전용 TFT(116)에 레이저 어닐링을 실시함으로써 다결정화시키는 제법; 및 (ii)화소 스위칭용의 화소용 TFT(131)를 포함한 모든 TFT를 다결정 실리콘 TFT에서 함께 일체 형성하는 방법을 포함한다.

여기서, 다결정 실리콘 TFT의 충전용 TFT(l14) 및 방전용 TFT(116)는 수kΩ이하의 ON 저항 정도를 취할 수 있는 트랜지스터 크기를 갖는다.

단, 상기 도1에 도시한 구성은 도면의 상측으로부터 순서대로 주사 배선을 주사하는 경우이고, 도면의 하측으로부터 주사를 실행하는 경우에는 상기의 역 라인 시퀀스로 접속을 실행할 수 있다.

다음, 본 실시예에 따른 액정 표시의 동작을 도1 및 도2를 참조하여 설명한다.

도2는 액정 표시 장치의 주사 전압의 타이밍 차트로서, 종래의 구성에서 주사 구동 전압 파형이 둔화되는 문제를 갖는 주사 전극 구동용 IC(112)의 접속 단자로부터 가장 멀리 떨어져서 제공되는 화소용 트랜지스터인 TFT(종단측 TFT)의 게이트에 인가된 주사 구동 전압의 파형을 도시한다.

도2에서, 종단측 TFT에 인가된 주사 구동 전압의 파형은 도면의 실선에 나타낸 바와 같이, 참조 부호(201)에 의해 나타낸 파형을 취한다. 또한, 종래의 구성에서, 종단측 TFT에 인가된 주사 구동 전압의 파형은 도면의 파선에 도시한 바와 같이, 참조 부호(202)에 의해 나타낸 파형을 취한다.

본 실시예에서, k번째 주사 배선(k 라인)에 주목하면, k 라인의 종단측 TFT에 인가된 주사 구동 전압은 주사 배선(111-k)을 통해 주사 전극 구동용 IC에 의해 최초로 인가된다. 따라서, 종단측 TFT의 주사 구동 전압의 파형은 종래의 파형과 같이, 주사를 개시하면, 주사 배선(111-k)의 배선 저항 및 기생 용량에 의해 야기되는 둔화된 상승 특성을 갖는다.

그러나, k라인이 선택되면, 주사 배선(111-k)에 인가된 ON 신호를 주사 보조 배선(113-k)을 통해 충전용 TFT(114-k)의 게이트 전극에 동시에 인가함으로써, 충전용 TFT(114-k) 또한 ON 된다. 여기서, 주사 보조 배선에는, 화소용 트랜지스터와 기생 용량의 제공이 없기 때문에, 신호 지연이 주사 배선에 비해 좀더 작다. 또한, 주사 보조 배선이 입력단측(주사 전극 구동용 IC에 인접한 측)의 부분에서 각 주사 배선에 접속되기 때문에, ON 신호를 각 주사 배선과 충전용 TFT에 동시에 인가한다. 따라서, 상기 충전용 TFT(l14-k)는 도2의 참조 부호(203)의 일점쇄선에 나타낸 바와 같이, 날카로운 상승 파형을 나타냄으로써, 시간(t₁)에서 ON 된다. 상기 충전용 TFT(114-k)가 ON 되면, 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)은 주사 배선(111-k)의 종단측으로부터 주사 배선(111-k)에 주사 전극 구동용 IC(112)의 선택 상태 주사 전극 구동 전압과 동일한 전압을 인가한다. 따라서, 충전용 TFT(114-k)가 ON된 후, 종단측 TFT가 날카로운 상승을 나타냄으로써, 종단측 TFT의 상승의 둔화 문제를 개선한다.

다음, 종단측 TFT에 인가된 주사 구동 전압의 하강시 파형을 설명한다.

라인(k)의 주사 배선(111-k)이 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환되면, 종단측 TFT의 주사 구동 전압은 상승의 경우와 같이, 주사 배선(111-k)의 배선 저항과 기생 용량의 역효과에 의해 하강의 둔화를 최초로 나타낸다. 그러나, k라인의 주사 배선(111-k)이 비선택 상태로 절환되면, 라인(k+1) 상의 주사 배선을 선택 상태로 동시에 절환할 수 있다. 주사 배선(111-(k+1))이 선택 상태로 절환되면, 주사 배선(111-(k+1))에 접속된 주사 보조 배선(113-(k+1))에 ON 전압이 인가된다.

여기서, 주사 보조 배선(113-(k+1))에 인가된 ON 전압은 라인(k+1)의 충전용 TFT(114-(k+1))를 ON되게 할 뿐 아니라, 라인(k)의 방전용 TFT의 게이트 전극에 인가되어, 시간(t₂)에 ON되게 한다. 따라서, 방전용 TFT(116-k)를 ON되게 하면, 주사 배선(111-k)의 종단측으로부터 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)이 주사 배선(111-k)에 주사 전극 구동용 IC(112)의 비선택 주사 전극 구동 전압과 동일한 전압을 인가하도록 야기한다. 따라서, 방전용 TFT(116-k)가 ON된 후, 종단측 TFT가 날카로운 하강을 나타냄으로써, 종단측 TFT의 하강의 둔화를 개선시킨다.

논의된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시장치의 회로 구성에서, 라인(k)의 주사 보조 배선(113-k)에 ON전압을 인가시키면 이전 단계, 즉 라인(k-1)의 방전용 TFT(116-(k-1))가 ON되도록 야기하여, 주사 배선(111-(k-1))의 종단측 TFT의 하강을 개선시키고, 또한, 동일 단계, 즉 라인(k)의 충전용 TFT(114-k)가 ON되도록 야기하여, 주사 배선(111-k)의 종단측 TFT의 상승을 개선시킨다. 이는 종래의 기술에 따른 주사 구동 전압인 참조 부호(202)에 의해 표시된 파형에 비해, 각 주사 배선(111)의 주사 구동 전압이 ON, OFF되면, 각각 전압의 상승과 하강을 크게 개선시킨다.

단, 도1에 도시한 구성에서, 각 주사 배선(111)에 대해, 충전용 TFT(114)와 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)을 포함하는 구성과 방전용 TFT(116)와 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)을 포함한 구성을 모두 제공하여, ON일때의 주사 구동 전압의 상승과 OFF일때의 주사 구동 전압의 하강을 모두 개선시킨다. 그러나, 이러한 구성 각각을 독립적으로 채용해도 유효하다. 따라서, 본 발명은 이러한 구성 중 적어도 1개가 제공된 구성을 가질 수 있다.

예컨대, 도15는 충전용 TFT(114)와 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)이 생략된, 즉 방전용 TFT(116)와 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)만이 제공된 구성을 도시한다. 또한, 이러한 구성에서, 주사 보조 배선(113-1)도 생략된다. 물론, 본 발명은 방전용 TFT(l16)와 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)을 생략한 구성으로 할 수 있다.

도3a 및 도3b는 주사 구동 전압 파형을 비교하기 위한 전압의 시뮬레이션 파형을 도시한다. 특히, 도3a는 주사 전극 구동용 IC의 접속단측에서의 전압 파형을 도시하고, 도3b는 종래예의 주사 배선의 종단측에서의 전압 파형을 도시한다. 도3c는 본 실시예의 주사 배선의 종단측의 전압 파형을 도시한다. 도3c에 명백하게 도시한 바와 같이, 도3b에 도시한 종래의 예에 비해, 본 실시예에 따른 주사 배선의 종단측에서의 전압 파형은 전압이 선택 상태 전압에 도달한 때의 전압 파형과 전압이 비선택 상태 전압에 도달한 때의 전압 파형 모두 개선되었음을 나타낸다.

단, 상기 설명은 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)를 형성하기 위해 다결정 실리콘 TFT가 채용된 경우를 통해 설명했지만, 이와 다르게 아모르퍼스 실리콘 TFT가 이러한 TFT를 형성하기 위해 채용될 수 있다.

아모르퍼스 실리콘 TFT는 다결정 실리콘 TFT에 비해 구동 능력이 낮다. 따라서, 트랜지스터의 ON 저항을 감소시키기 위해, 아모르퍼스 실리콘 TFT로부터 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)를 형성하면, 표시 패널의 외형 치수 내에서, 트랜지스터의 크기를 화소용 TFT의 트랜지스터에 비해 가능한 한 크게 설정할 필요가있다.

단, 아모르퍼스 실리콘 TFT로부터 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)를 형성하면, 화소 스위칭용 화소 TFT(131)와 아모르퍼스 실리콘 TFT를 동시에 일체 형성할 수 있으므로, 매우 높은 비용 효율을 얻을 수 있다.

또한, 상기 구성에서, 각 주사 배선(111)은 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)를 각각 1개씩 갖지만, 서로 병렬 배치된 복수 개의 TFT를 주사 배선(111) 각각에 접속할 수도 있다. 예컨대, 도4a에 도시한 바와 같이, 단일 TFT가 충전용 TFT(114) 및 방전용 TFT(116)로서 구성되면, 복수 개의 TFT가 사용된 도4b에 도시한 구성과 대체될 수 있다.

한 세트의 단일 충전용 TFT(114)와 단일 방전용 TFT(116)를 주사 배선(111) 각각에 접속하는 경우, 트랜지스터의 ON 저항 및 요구되는 신호 지연량에 따라 트랜지스터의 크기가 매우 커질 수 있고/또는 불량 트랜지스터를 수정할 수단이 없기 때문에, 수율을 손상시킬 가능성이 크다.

따라서, 도4b에 도시한 바와 같이, 상기 결점은 각각 적당한 크기를 갖는 복수의 TFT를 서로 병렬로 배치하는 구성을 채용함으로써 회피할 수 있고, 능력 및 용장성의 관점에서도 유효하다.

한편, 도5는 도1의 구성과 다른 회로 구성을 갖는 본 발명의 변형예를 도시한다. 도5에 도시한 액정 표시장치에서, 도1에 도시한 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)과 비선택 상태 주사 전압 전원(117)을 생략하고, 충전용 TFT(114) 및 방전용 TFT(116)의 각 소스 전극에 접속된 배선(118, 119)을 주사 전극 구동용IC(112)와 접속한다. 이러한 구성에서, 주사 전극 구동용 IC(112)는 선택 상태 주사 구동 전압과 비선택 상태 주사 구동 전압을 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)에 인가한다.

선택/비선택 상태 주사 구동 전압은 주사 전극 구동용 IC(112)의 출력 전압과 동일하다. 따라서, 주사 전극 구동용 IC(112) 내부에 대해 선택 상태 주사 구동 전압 전원과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 대응하는 구성을 제공함으로써, 비용을 좀더 절감시킬 수 있다. 단, 도5에 도시한 회로 구성 경우의 동작은 도1에 도시한 회로 구성 경우의 동작과 동일하다.

또한, 도5의 구성에서, 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)을 생략하고, 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)의 소스 전극에 접속된 라인(118, 119)을 주사 전극 구동용 IC(112)에 접속한다. 그러나, 본 발명은 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117) 중 적어도 하나를 생략한 구성으로도 할 수 있다.

예컨대, 도16은 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)을 생략하고, 방전용 TFT(116)의 소스 전극에 접속된 배선(119)을 주사 전극 구동용 IC(112)에 접속한 구성을 도시한다. 물론, 본 발명은 선택 상태 주사 구동 전압 전원(115)을 생략하고, 충전용 TFT(114)의 소스 전극에 접속된 배선(118)을 주사 전극 구동용 IC(112)에 접속한 구성으로도 할 수 있다.

또한, 도6은 도1과는 상이한 본 발명의 다른 변형예를 도시한다. 도6에 도시한 액정 표시장치에서, 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)를 MOS 트랜지스터 상에제공한다. 따라서, 액정 표시장치는 표시 패널(301)과 충방전 회로(302)를 포함한다. 표시 패널(301) 내에는 화소 스위칭용 화소 TFT(131)가 형성되고, 충방전 회로(302)는 MOS 트랜지스터 상에 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)를 갖는다.

상기 충방전 회로(302)에서, 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)는 단일 결정 실리콘 기판상에 형성되고, MOS 트랜지스터 어레이칩이 있는 충방전 회로(302)는 TCP(테이프 캐리어 팩키지), COG(칩 온 유리) 등의 플렉시블(flexible) 기판에 의해, 주사 전극 구동용 IC(112)와의 접속단의 반대측에서 표시 패널(301)에 접속된다. 주사 전극 구동용 IC(112)는 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)에 선택/비선택 상태 주사 구동용 전압을 인가한다. 단, 기타의 회로 구성 및 동작에 대해, 도6에 도시한 액정 표시장치는 도5의 액정 표시장치와 동일하다. 그러나, 도1 등의 다른 도면 중 하나에 도시한 액정 표시장치의 어느 회로 구성과 동작을 채용할 수도 있다.

상기 액정 표시장치에서, MOS 트랜지스터 어레이칩의 소자의 수가 주사 전극 구동용 IC에 비해 작기 때문에, 낮은 비용으로 생산할 수 있으므로, 종래의 양측 구동 기술에 비해 낮은 비용으로 제작할 수 있다.

또한, 도17은 도1과는 상이한 본 발명의 또 다른 변형예를 도시한다. 도17에 도시한 액정 표시장치는 상기한 바와 같은 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)는 제공되지 않지만, 분기 주사 배선(120)이 제공된 구성을 갖는다. 상기 분기 주사 배선(120)은 주사 배선(111)에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선(111)의 일 측으로부터 분기된다. 신호가 인가된 측의 반대측에서, 분기 주사배선(120)의 단부는 분기원의 주사 배선(111)에 접속된다. 또한, 분기 주사 배선(120)은 표시 패널(101)을 형성한 기판 상에, 상기 분기 주사 배선(120)이 접속된 주사 배선(111)에 인접하여 배치된다.

도17의 구성에 의해, 분기 주사 배선(120)은 주사 배선(111)에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선(111)의 일 측으로부터 분기되고, 신호가 인가된 측의 반대측에서, 분기 주사 배선(120)의 단부를 분기원의 주사 배선(111)에 접속함으로써, 신호 지연을 야기하지 않고, 주사 배선(111)의 종단측을 통해 주사 전극 구동용 IC(112)로부터 주사 배선(111)에 주사 신호를 인가할 수 있다.

따라서, 주사 배선(111)의 종단측에서 화소용 TFT(131)에 주사 신호를 특히 급격하게 제공할 수 있어서, 상승과 하강시에 주사 구동 전압 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

또한, 분기 주사 배선(120)은 주사 배선(111)이 형성된 기판에, 분기 주사 배선(120)이 접속된 주사 배선(111)에 인접하게 배치된다. 따라서, 화상 표시장치가 해상도가 높고, 많은 수의 주사 배선(111)을 갖는 경우라도, 분기 주사 배선이 먼저 기판의 상하단을 경유한 후, 접속 기판을 경유하여 주사 배선의 종단측에 접속된 구성(도13의 구성)과는 상이하게, 접속 기판 등의 구성 요소의 증가를 야기하지 않고, 분기 주사 배선을 용이하게 제공할 수 있다.

또한, 도17의 변형예로서, 도18에 도시한 구성을 채용할 수 있다. 도18의 액정 표시장치는 주사 배선(111)에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측으로부터 분기되고, 분기 주사 배선(120')이 분기된 곳으로부터 신호가 인가된 측의 반대측에서 주사 배선(111)의 단부에 접속된 분기 주사 배선(120')을 포함한다. 또한, 분기 주사 배선(120')은 표시 패널(101)이 형성된 기판 상에, 접속된 주사 배선(111)과 인접하게 배치된다. 또한, 상기 액정 표시장치에는 방전용 TFT(116)와 비선택 상태 주사 구동 전압 전원(117)이 제공된다.

도18의 구성에 의해, 주사 배선(111)이 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환되면, 다음 단계의 주사 배선(111)이 선택 상태로 절환된다. 따라서, 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환된 주사 배선(111)에 접속된 방전용 TFT는 다음 단계의 분기 주사 배선(120')으로부터의 ON 신호에 의해 재빠르게 상승된다. 이는 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환된 주사 배선(111)의 종단측에서, 화소용 TFT(131)에 비선택 상태 주사 구동 전압을 급격하게 인가하는 것을 가능케 하여, 주사 구동 전압의 하강시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

도17 및 도18의 구성에서, 분기 주사 배선(120,120')을 설치하여, 주사 전극 구동용 IC(112)로부터의 주사 신호를 주사 배선(111)의 종단측으로부터의 주사 배선(111)에 직접 공급함으로써, 주사 전극 구동용 IC(112)로부터 출력된 주사 신호에 따라 충전용 TFT(114)와 방전용 TFT(116)의 제어를 실행하는 주사 보조 배선(113)의 기능과 상이한 기능을 갖는다. 단, 도18의 구성에서, 분기 주사 배선(120')은 주사 전극 구동용 IC(112)로부터의 주사 신호에 의해 방전용 TFT(116)를 동시에 제어함으로써, 주사 보조 배선의 기능도 갖는다.

따라서, 본 실시예에서는, 액정 표시장치가 채용된 경우를 통해 설명했다. 그러나, 본 발명은 액정 표시장치 이외의, EL 표시장치 등의 액티브 매트릭스 시스템을 채용한 어느 화상 표시장치에도 동일하게 적용할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 화상 표시장치는 서로 직교하는 방향으로 각각 배치된 복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선을 갖고, 매트릭스 내에 배치된 복수의 표시 화소 각각이 화소용 스위칭 소자를 통해, 상기 배선들이 직교하는 각 교점에 접속되는 액티브 매트릭스형 화상 표시장치로서, 주사 배선에 각각 제공되며, 주사 배선에 비해 신호 지연을 작게 하고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측(주사 전극 구동용 회로와 접속된 측)으로부터 분기되어, 주사 배선에 접속되는 주사 보조 배선을 포함하며,

(i)각각 신호가 인가되는 측의 반대측에서 각 주사 배선의 단부에 각각 접속되고, 접속된 주사 배선과 동일 단계의 주사 보조 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 동일 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 제어되는 충전용 스위칭 소자(예컨대, TFT), 및

충전용 스위칭 소자를 통해, 주사 배선의 종단측(주사 전극 구동용 회로가 접속된 측과 반대측)에 접속되며, 충전용 스위칭 소자(예컨대 , TFT)가 ON 상태로 되어 있는 주사 배선에 대해 그의 종단측으로부터 선택된 주사 구동용 전압을 공급하는 선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성; 및

(ii)각각 신호가 인가된 측의 반대측에서 각주사 배선 각각의 단부에 접속되고, 접속된 주사 배선의 다음 단계의 주사 보조 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 다음 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 제어되는 방전용 스위칭 소자(예컨대,TFT), 및

방전용 스위칭 소자를 통해 주사 배선의 종단측에 접속되며, 방전용 스위칭 소자가 ON 되어 있는 주사 배선에 대해, 그의 종단측으로부터 주사 배선에 비선택된 상태의 주사 구동용 전압을 공급하는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성을 갖는다.

상기 구성에 의해, 각 주사 배선은 충전용 또는 방전용 스위칭 소자를 통해, 종단측에서 선택 상태 주사 구동 전압 전원 또는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원과 접속된다.

또한, 충전용 스위칭 소자와 선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성에서, 주사 배선 중 하나가 선택 상태로 절환되면, 주사 배선에 인가된 ON 주사 신호는 주사 보조 배선을 통해 충전용 스위칭 소자를 ON으로 한다. 따라서, 선택 상태 주사 구동 전압 전원은 종단측으로부터 선택된 주사 배선에 선택 상태 주사 구동 전압을 인가한다. 여기서, 주사 보조 배선은 신호 지연이 작기 때문에, 충전용 스위칭 소자가 빠르게 상승하고, 또한 선택 상태 주사 구동 전압을 특히 주사 배선의 종단측의 화소용 스위칭 소자에 급격하게 인가함으로써, 주사 구동 전압의 상승시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

또한, 방전용 스위칭 소자와 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성에서, 주사 배선 중 하나를 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환하면, 다음 단계의 주사 배선은 선택 상태로 절환된다. 따라서, 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속된 제어 단자를 갖는 방전용 스위칭 소자 중 하나가 재빠르게 상승하고, 비선택 상태주사 구동 전압을 주사 배선의 종단측의 화소용 스위칭 소자에 급격하게 인가할 수 있어서, 주사 구동 전압의 하강시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치는 TFT가 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자를 형성하기 위해 사용되고, 각 충전용 스위칭 소자가 동일 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지며, 각 방전용 스위칭 소자가 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 갖는 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 표시 패널과 동일한 제조 공정을 통해, 충전용 및 방전용 스위칭 소자를 기판 상에 형성할 수 있어서, 비용의 증가를 억제할 수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치는 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자 각각의 TFT의 반도체층을 형성하기 위해 다결정 실리콘을 사용하는 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 높은 구동 능력을 가능케 하는 다결정 실리콘 TFT의 충전용 및 방전용 스위칭 소자를 제공함으로써, 트랜지스터의 크기가 작아지는 경우에도 충분한 능력을 얻을 수 있기 때문에, 장치의 소형화에 기여한다.

또한, 상기 화상 표시장치는 충전용 및/또는 방전용 스위칭 소자 각각의 TFT의 반도체층을 형성하기 위해 아모르퍼스 실리콘을 사용하는 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 화소용 스위칭 소자에 사용되는 아모르퍼스 실리콘 TFT의충전용 및 방전용 스위칭 소자를 제공함으로써, 충전용 및 방전용 스위칭 소자를 화소용 스위칭 소자를 사용하여 일체 형성할 수 있어서, 높은 비용 효율을 얻을 수 있다.

또한, 화상 표시장치는 복수의 TFT가 서로 병렬로 배치되도록, 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자가 각각 배치된 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 트랜지스터의 크기를 지나치게 크게 하지 않고, 충전용 및 방전용 스위칭 소자의 ON 저항을 감소시킬 수 있어서, 트랜지스터의 능력 및 용장성을 개선할 수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치는 MOS 트랜지스터가 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자를 형성하기 위해 사용되고, 각 충전용 스위칭 소자가 동일 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지며, 각 방전용 스위칭 소자가 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지며, 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자가 표시 패널과 상이한 MOS 트랜지스터 어레이칩 상에 제공되며, 상기 MOS 트랜지스터 어레이칩이 각 주사 배선에 주사 신호를 공급하는 주사 전극 구동 회로의 접속측의 반대측에서 표시 패널에 접속된다.

상기 구성에 의해, MOS 트랜지스터 어레이 칩은 주사 전극 구동 회로에 비해 소자 수가 적어서, 낮은 비용으로 생산할 수 있기 때문에, 장치의 비용을 감소시킬수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치는 복수의 MOS 트랜지스터가 서로 병렬로 배치되도록, 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자가 각각 배치된 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 트랜지스터의 크기를 지나치게 크게 하지 않고, 충전용 및 방전용 스위칭 소자의 ON 저항을 감소시킬 수 있어서, 트랜지스터의 능력과 용장성을 개선할 수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치는 선택 상태 주사 구동 전압 전원과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원 중 적어도 하나가 각 주사 배선에 주사 신호를 공급하는 주사 전극 구동 회로 내에 제공되는 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 선택/비선택 상태 주사 구동 전압이 주사 전극 구동 회로의 출력 전압과 동일하기 때문에, 주사 전극 구동 회로의 내부에 대해 선택 상태 주사 구동 전압 전원과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 대응하는 구성을 제공함으로써, 비용을 좀더 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 구성과 상이한 화상 표시장치는 복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선 각각이 서로 직교하는 방향으로 배치되고, 매트릭스에 배치된 복수의 표시 화소 각각이 화소용 스위칭 소자를 통해 배선이 직교하는 각 교점에 접속되는 액티브 매트릭스형 화상 표시장치로서, 주사 배선에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측으로부터 분기되고, 신호가 인가된 측의 반대측상의 단부에서 분기되는 주사 배선에 접속된 분기 주사 배선을 포함하며, 상기분기 주사 배선이 주사 배선이 형성된 기판 상에 접속된 주사 배선에 인접하게 배치된다.

상기 구성에 의해, 분기 주사 배선은 주사 배선에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선의 한 측으로부터 분기되고, 신호가 인가된 측의 반대측의 단부에서 분기된 주사 배선에 접속되므로, 신호 지연을 야기하지 않고, 주사 배선의 종단측으로부터의 주사 전극 구동용 IC로부터 출력된 주사 신호를 인가할 수 있다.

따라서, 특히 주사 신호의 종단측에서 주사 신호를 화소 스위칭 소자에 급격하게 공급할 수 있기 때문에, 주사 구동 전압의 상승 및 하강시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

또한, 분기 주사 배선은 주사 배선이 형성된 기판 상에 접속된 주사 배선과 인접하게 배치된다. 따라서, 화상 표시장치가 해상도가 높고, 많은 수의 주사 배선을 갖는 경우에도, 기판의 상하단을 경유한 후, 접속 기판을 경유하여 분기 주사 배선이 주사 배선의 종단측에 접속된 구성과는 상이하게, 분기 주사 배선은 접속 기판 등의 소자 수의 증가를 야기하지 않고, 분기 주사 배선을 용이하게 제공할 수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치는 신호가 인가된 측의 반대측 상의 각 주사 배선의 단부에 접속되며, 접속된 주사 배선의 다음 단계의 주사 보조 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 다음 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 각각 제어되는 방전용 스위칭 제어 소자, 및 방전용 스위칭 소자를 통해 주사 배선의 종단측에 접속되며, 방전용 스위칭 소자가 ON되어 있는 주사 배선에 대해, 그의 종단으로부터 주사 배선에 비선택 상태 주사 구동 전압을 공급하는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 더 포함하는 구성으로 할 수 있다.

상기 구성에 의해, 주사 배선이 선택 상태로부터 비선택 상태로 절환되면, 다음 단계의 주사 배선이 선택 상태로 절환된다. 따라서, 다음 단계의 분기 주사 배선에 접속된 제어 단자를 갖는 방전용 스위칭 소자가 재빠르게 상승하고, 비선택 주사 구동 전압을 주사 배선의 종단측에서 화소용 스위칭 소자에 급격하게 인가할 수 있기 때문에, 주사 구동 전압 파형의 하강시 파형의 둔화를 개선할 수 있다.

상기한 상세한 설명에 나타낸 실시예와 구체적인 예들은 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 상세하게 설명하는 것뿐이며, 이와 같은 실시예와 구체예에 한정하여 협의로 해석할 것이 아니라, 본 발명의 정신내에서 첨부된 특허 청구의 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.

Claims

서로 직교하는 방향으로 각각 배치된 복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선을 갖고, 매트릭스 내에 배치된 복수의 표시 화소 각각이 화소용 스위칭 소자를 통해, 상기 배선들이 직교하는 각 교점에 접속되는 액티브 매트릭스형 화상 표시장치로서,

주사 배선에 각각 제공되며, 주사 배선에 비해 신호 지연을 작게 하고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측으로부터 분기되어, 주사 배선에 접속되는 주사 보조 배선을 포함하며,

각각 신호가 인가되는 측의 반대측에서 각 주사 배선의 단부에 접속되고, 접속된 주사 배선과 동일 단계의 주사 보조 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 동일 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 제어되는 충전용 스위칭 소자, 및

충전용 스위칭 소자를 통해, 주사 배선의 종단측에 접속되며, 충전용 스위칭 소자가 ON 상태로 되어 있는 주사 배선에 대해 그의 종단측으로부터 주사 배선에 선택된 주사 구동 전압을 공급하는 선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성; 및

각각 신호가 인가된 측의 반대측에서 각 주사 배선의 단부에 접속되고, 접속된 주사 배선의 다음 단계의 주사 보조 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 다음 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 제어되는 방전용 스위칭 소자, 및

방전용 스위칭 소자를 통해 주사 배선의 종단측에 접속되며, 방전용 스위칭소자가 ON되어 있는 주사 배선에 대해, 그의 종단측으로부터 주사 배선에 비선택된 상태의 주사 구동 전압을 공급하는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 갖는 구성으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성을 갖는 액티브 매트릭스형 화상 표시장치.
제1 항에 있어서, TFT가 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자를 형성하기 위해 사용되고,

각 충전용 스위칭 소자가 동일 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지며,

각 방전용 스위칭 소자가 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 갖는 화상 표시장치.
제2항에 있어서, 다결정 실리콘이 각 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자의 TFT의 반도체층을 형성하기 위해 사용되는 화상 표시장치.
제2항에 있어서, 아모르퍼스 실리콘이 각 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자의 TFT의 반도체층을 형성하기 위해 사용되는 화상 표시장치.
제2항에 있어서, 복수의 TFT가 서로 병렬로 배치되도록, 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자가 각각 배치된 화상 표시장치.
제1항에 있어서, MOS 트랜지스터가 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자를 형성하기 위해 사용되고,

각 충전용 스위칭 소자가 동일 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지며,

각 방전용 스위칭 소자가 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속된 게이트 전극, 및 동일 단계의 주사 배선과 비선택 상태 주사 구동 전압 전원에 접속된 소스/드레인 전극을 가지며,

충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자가 표시 패널과 상이한 MOS 트랜지스터 어레이칩 상에 제공되며, 상기 MOS 트랜지스터 어레이칩이 각 주사 배선에 주사 신호를 공급하는 주사 전극 구동 회로의 접속측의 반대측에서 표시 패널에 접속되는 화상 표시장치.
제6항에 있어서, 복수의 MOS 트랜지스터가 서로 병렬로 배치되도록, 충전용 스위칭 소자 및/또는 방전용 스위칭 소자가 각각 배치된 화상 표시장치.
제1항에 있어서, 선택 상태 주사 구동 전압 전원과 비선택 상태 주사 구동전압 전원 중 적어도 하나가 각 주사 배선에 주사 신호를 공급하는 주사 전극 구동 회로 내에 제공되는 화상 표시장치.
제1항에 있어서, 각 방전용 스위칭 소자가 다음 단계의 주사 보조 배선에 접속되는 제어 단자를 갖는 화상 표시장치.
복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선 각각이 서로 직교하는 방향으로 배치되고, 매트릭스에 배치된 복수의 표시 화소 각각이 화소용 스위칭 소자를 통해 배선이 직교하는 각 교점에 접속되는 액지브 매트릭스형 화상 표시장치로서,

주사 배선에 비해 신호 지연이 작고, 신호가 인가된 주사 배선의 일 측으로부터 분기되고, 신호가 인가된 측의 반대측 상의 단부에서 분기되는 주사 배선에 접속된 분기 주사 배선을 포함하며,

상기 분기 주사 배선이 주사 배선이 형성된 기판상에 접속된 주사 배선에 인접하게 배치되는 액티브 매트릭스형 화상 표시장치.
제10항에 있어서, 신호가 인가된 측의 반대측 상의 각 주사 배선의 단부에 각각 접속되며, 접속된 주사 배선의 다음 단계의 분기 주사 배선이 접속되는 제어 단자를 가지며, 다음 단계의 주사 신호에 의해 ON/OFF가 각각 제어되는 방전용 스위칭 제어 소자 및

방전용 스위칭 소자를 통해 주사 배선의 종단측에 접속되며, 방전용 스위칭소자가 ON되어 있는 주사 배선에 대해, 그의 종단으로부터 주사 배선에 비선택 상태 주사 구동 전압을 공급하는 비선택 상태 주사 구동 전압 전원을 더 포함하는 화상 표시장치.
제11항에 있어서, 다결정 실리콘이 각 방전용 스위칭 소자의 TFT의 반도체층을 형성하기 위해 사용되는 화상 표시장치.
제11항에 있어서, 아모르퍼스 실리콘이 각 방전용 스위칭 소자의 TFT의 반도체층을 형성하기 위해 사용되는 화상 표시장치.
제11항에 있어서, 복수의 TFT가 서로 병렬로 배치되도록, 각 방전용 스위칭 소자가 배치되는 화상 표시장치.
제11항에 있어서, 비선택 상태 주사 구동 전압 전원이 주사 신호를 각 주사 배선에 공급하는 주사 전극 구동 회로 내에 제공되는 화상 표시장치.