KR20020057028A - 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널에 관한 것으로, 패널에 형성되는 전압의 보상을 위하여 게이트와 소스간의 커패시터는 크게 형성하면서 그 요소인 W/L은 동일하게 하여 전압 보상 효과를 극대화시키도록 한 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 한쪽 기판위에 박막 표시소자가 구비되어 있고, 다른 한쪽 기판위에는 컬러필터가 구비되며, 하판의 박막 트랜지스터의 기생용량 면적을 충전율의 변화없이 패널 위치별로 서로 다르게 하여 화면 떨림현상을 방지할 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 한다.

본 발명을 적용하면, 대화면, 고휘도 액정 표시소자일수록 게이트 신호지연시간에 의한 누설 전압감소로 인하여 발생하는 패널 위치별 화면떨림 현상이 심각한 문제점으로 대두되는 바, 본 발명에서는 게이트 RC 지연으로 인한 위치별 △Vp를 차이를 충전율의 변화없이 게이트 신호선을 따라 점차적으로 크게 형성되게 한 기생용량 Cgs로 보상해줌으로서 패널 전체적으로 동일한 △Vp가 발생되도록 하여 화면떨림 현상을 방지하여 대화면 액정 표시소자의 화면 품위를 향상시킬 수 있다.

Description

플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널{LIQUID DISPLAY PANEL FOR PREVENTING FLICKER}

본 발명은 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게 기존의 설계방법을 개선함으로써 플리커 현상을 방지하여 대화면에서도 우수한 화면 품위를 갖도록 한 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 일반적으로 박막 트랜지스터(TFT: Thin Flat Transistor)-액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)는 휴대형 단말기기의 정보 표시창, 노트북 PC의 화면표시기, 랩탑 컴퓨터의 모니터 등의 정보표시장치로 사용되고 있다. 특히, 액정 디스플레이는 기존의 브라운관형 모니터(CRT)를 대체할 수 있는 디스플레이장치로 산업상 그 활용도는 매우 높아지고 있는 실정이다.

종래의 능동 액정 표시소자는 액정 양단의 전극에 한 방향의 전기장이 계속해서 인가될 때 발생하는 화질의 저하를 막기 위해 데이터 전압 인가시 짝수 프레임에서는 양의 신호를 홀수 프레임에서는 음의 신호전압을 인가하게 되는데 이때 양의 신호 전압과 음의 신호전압 사이의 RMS 값에 영향을 미치는 요인으로는 기생용량(Cgs)에 의한 누설전압 등이 있다. 이 누설전압은 게이트 신호의 RC 지연이 커질수록 크게 감소한다.

따라서, 게이트 신호선의 앞 뒷단 누설전압의 차이로 인해 패널 위치별로의 화면 깜박거림이 발생되게 되어 액정 표시소자의 화면품위를 크게 떨어뜨리게 되는 문제점을 구조적으로 가지고 있다.

이러한 현상은 게이트 신호선이 길어지면 질수록 즉 대화면의 액정 표시소자일수록 더욱 크게 문제시되고 있다. 누설 전압 보상법으로 게이트 신호선을 따라Cgs 면적을 크게 형성하는 기술이 있으나 이 기술에서는 박막 트랜지스터부의 폭을 증가시키거나 길이를 감소시켜 Cgs 면적을 크게 형성했기 때문에 패널 위치별로 충전율이 달라지는 문제점을 가지므로 근본적으로 누설전압 보상을 위한 플리커 개선 효과가 감소된다.

도 1a, 1b, 1c에 도시된 바와 같이, 게이트 신호선(2)을 따라 그 좌우에는 소스 전극(4)과 드레인 전극(6)이 형성되는 바, 박막 트랜지스터에서 Ion을 증가시키기 위해서는 W를 증가시키면 된다. 즉, W1→W2→W3와 같이 게이트의 끝단으로 갈수록 W를 증가시킴으로써 Ion∝(W/L)의 공식과 같이 Ion이 증가토록 할 수 있다.

한편, 도 2a, 2b, 2c에 도시된 바와 같이, 액정 패널을 온(ON) 시킬 때 발생되는 턴온 전류(Ion)를 증가시키는 또 하나의 방법은 상기 소스 전극(4)과 드레인 전극(6) 사이의 길이(L)를 Ion∝(W/L)의 공식에 따라 감소시키는 것이다. 그러면, 상기 Ion은 길이(L)와 반비례하므로 Ion은 증가하게 된다.

그러나, 상기한 방법은 Cgs(게이트와 소스전극간의 충전용량)의 증가로 인해 △Vp는 보상되나, 게이트의 끝단으로 갈수록 Ion 전류는 커지므로 충전율이 패널 위치별로 차이가 나며 그로인한 화질 저하가 발생된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 패널에 형성되는 전압의 보상을 위하여 게이트와 소스간의 커패시터는 크게 형성하면서 그 요소인 W/L은 동일하게 하여 전압 보상 효과를 극대화시키도록 한 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a, 1b, 1c는 종래의 플리커 현상을 방지키 위한 도면,

도 2a, 2b, 2c는 종래 다른 실시예에 따른 플리커 현상을 방지키 위한 도면,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패널 위치별 게이트 신호지연 시간과 누설전압의 변화를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 패널에서의 커패시터 변화상태를 도시한 도면,

도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 게이트 라인과 소스/드레인 전극간의 배치 상태를 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2:게이트 라인, 4:소스전극,

6:드레인전극, 8:ITO,

10:데이터라인.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 한쪽 기판위에 박막 표시소자가 구비되어 있고, 다른 한쪽 기판위에는 컬러필터가 구비되며, 하판의 박막 트랜지스터의 기생용량 면적을 충전율의 변화없이 패널 위치별로 서로 다르게 하여 화면 떨림현상을 방지할 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하는 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널이 제공된다.

바람직하게, 동일한 턴온전류 인가시 충전율은 동일하게 유지시키면서 박막트랜지스터의 W, L은 패널 위치별로 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하고, 박막 트랜지스터의 기생용량 면적을 게이트 신호인가단으로부터 멀어질수록 크게 형성하기 위해서 박막 트랜지스터부의 소스/드레인부를 쉬프트 시키는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게, 박막 트랜지스터의 기생용량 면적 차이를 패널 첫단, 중단, 끝단의 블록으로 나누어 그 면적을 달리하는 것을 특징으로 하는 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널이 제공된다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 대화면 액정 표시장치에서 가장 크게 문제시되고 있는 게이트 신호선의 RC 지연에 의한 앞 뒷단의 전압차로 인해 발생하는 화면떨림(Flicker) 현상을 방지하기 위한 설계기술로 박막 트랜지시트부의 기생용량(Cgs)부를 패널 위치별로 게이트 신호 인가단으로부터 멀어질수록 그 오버랩 부분의 면적을 순차적으로 크게 해줌으로써 그 전압차의 보상을 통한 플리커 개선으로 수율 및 화면 품위를기대하며, 또한 박막 트랜지스터부의 W/L 변경없이 Cgs 면적을 증가하므로 충전율 변동을 없앨 수 있게 한 것이다.

보다 상세하게, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 기술한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패널 위치별 게이트 신호지연 시간과 누설전압의 변화를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 패널에서의 커패시터 변화상태를 도시한 도면이고, 도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 게이트 라인과 소스/드레인 전극간의 배치 상태를 도시한 도면이다.

이를 참조하면, 본 발명은 누설 전압 보상을 위해 게이트 신호선을 따라 Cgs(게이트 라인과 소스전극간의 충전용량)의 면적을 크게 형성하면서도 충전율에 영향을 주는 턴 온 전류의 주 요소인 W/L의 변경없는 구조로 누설전압의 보상효과를 극대화하는 것이다.

첫째로, 누설 전압(△Vp; Feedthrough Voltage)의 보상을 위한 기술에 대해 기술해 보면, 먼저 누설전압(△Vp)={(Cgs×△Vg)/(Cgs+Cst+Clc)}이다.

이때, △Vp에 영향을 미치는 여러 커패시턴스중 기생용량(Cgs)은 상기 수식에서 분자, 분모에 모든 포함되는 요소이나, Cgs는 Cst, Cls에 비해 작은 커패시턴스이므로 분모측의 Cgs에 비해 분자측 Cgs로 △Vp는 크게 영향을 받는다. 즉 Cgs가 커질수록 △Vp는 커지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 게이트 신호선을 따라 각 화소에 신호를 인가해주는 박막트랜지스터(TFT)의 Cgs를 게이트 신호인가단으로부터 점점 멀어질수록 크게 형성되게 설계하여 RC 지연에 의해 점점 작아지는 △Vp가 보상되도록 하는 기술로,패널 전체적으로 균일한 △Vp가 발생되도록 하여 화면 떨림 현상을 방지하고자 한다.

이는 박막 트랜지스터의 기생용량 면적 차이를 패널 첫단, 중단, 끝단의 블록으로 나누어 그 면적을 달리하여 플리커 현상을 방지토록 할 수도 있다.

또한, 패널 위치별 게이트 신호지연 시간과 누설 전압의 변화는 다음과 같다. 게이트 신호인가단(2)으로부터 그 반대방향으로 RC 지연은 갈수록 커지게 되면, 반대로 누설전압의 합은 게이트 신호인가단(2)의 반대방향으로 갈수록 작아지게 된다.

둘째로, 종래기술의 문제점인 충전율 변화를 없애기 위한 기술에 대해 기술하면, Ion∝(W/L)가 된다. 즉, 턴온 전류(Ion)는 두께에 비례하고, 길이에 반비례하게 된다.

충전율에 영향을 주는 Ion의 폭을 증가시키거나, 길이를 감소시켜 Cgs를 크게 형성하게 되면, 패널의 오른쪽으로 갈수록 Ion 전류가 커져서 Cgs 면적에 의한 △Vp 보상효과가 패널 위치별 충전율 차이로 인해 상쇄되므로 화면 떨림 현상을 해결할 수 없게 된다. 따라서 본 발명에서는 박막 트랜지스터부의 소스/드레인부를 쉬프트 시키는 방법으로 W/L의 변경없이 즉, 충전율은 그대로 유지한 채로 Cgs 면적을 증가시켜서 패널 전체적으로 균일한 △Vp가 발생되도록 한다.

도 4에서와 같이, Cgs 면적증가에 의한 △Vp 보상효과를 극대화하기 위해 패널 전체적으로 균일한 충전율을 갖도록 박막 트랜지스터의 W, L은 변동없이 소스/드레인(4, 6)부를 쉬프트 시키는 방법으로 기생용량 Cgs로 형성되는 면적을 게이트신호선(2)을 따라 점점 더 크게 설계하여 게이트 RC 지연에 의한 패널 위치별 누설 전압의 합 차이를 설계적으로 보상되도록 구성한다.

즉, 보다 상세하게 도 5a, 5b, 5c를 참조하여 살펴보면, 게이트 신호선(2)의 끝단으로 갈수록 박막 트랜지스터의 W, L은 변화시키지 않고 소스/드레인부(4, 6)를 쉬프트 시키는 것으로써, 앞단보다 기생용량의 면적이 커지므로 △Vp도 앞단에 비해 끝단에서 비례해서 커지게 되어서 게이트 RC 지연에 의해 끝단으로 갈수록 감소되는 △Vp를 보상하게 된다. 따라서, 패널 전체적으로 동일 △Vp를 갖도록 해서 화면떨림 현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널은 대화면, 고휘도 액정 표시소자일수록 게이트 신호지연시간에 의한 누설 전압감소로 인하여 발생하는 패널 위치별 화면떨림 현상이 심각한 문제점으로 대두되는 바, 본 발명에서는 게이트 RC 지연으로 인한 위치별 △Vp를 차이를 충전율의 변화없이 게이트 신호선을 따라 점차적으로 크게 형성되게 한 기생용량 Cgs로 보상해줌으로서 패널 전체적으로 동일한 △Vp가 발생되도록 하여 화면떨림 현상을 방지하여 대화면 액정 표시소자의 화면 품위를 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 한쪽 기판위에 박막 표시소자가 구비되어 있고, 다른 한쪽 기판위에는 컬러필터가 구비되며, 하판의 박막 트랜지스터의 기생용량 면적을 충전율의 변화없이 패널 위치별로 서로 다르게 하여 화면 떨림현상을 방지할 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하는 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서, 동일한 턴온전류 인가시 충전율은 동일하게 유지시키면서 박막트랜지스터의 W, L은 패널 위치별로 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서, 박막 트랜지스터의 기생용량 면적을 게이트 신호인가단으로부터 멀어질수록 크게 형성하기 위해서 박막 트랜지스터부의 소스/드레인부를 쉬프트 시키는 것을 특징으로 하는 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널.
4. 제 1 항에 있어서, 박막 트랜지스터의 기생용량 면적 차이를 패널 첫단, 중단, 끝단의 블록으로 나누어 그 면적을 달리하는 것을 특징으로 하는 플리커 현상을 개선한 액정 디스플레이 패널.