KR20070073020A - 액정 표시 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 그 구동방법 Download PDF

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KR20070073020A
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박형준
안병재
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 소비 전력을 줄일 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 표시 영역을 마련하는 액정 표시 패널과; 상기 액정 표시 패널 상에 형성되며 상기 게이트 라인에 순차적으로 스캔 펄스를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정 표시 패널의 표시 영역과 게이트 구동부 사이에 형성되어 상기 게이트 구동부에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 신호 라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동방법{Liquid Crystal Display And Driving Method Thereof}
도 1은 종래 게이트 구동부에 공급되는 구동 신호를 공급하는 신호라인들을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102 : 게이트 구동부 104 : 데이터 구동부
106 : 타이밍 제어부 110 : 액정 표시 패널
120 : 전원 전압 신호 라인 122,124 : 클럭 신호 라인
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 소비전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 화소 매트릭스를 가지는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다. 구동회로는 화상정보가 액정 패널에 표시되도록 액정셀 매트릭스를 구동하게 된다.
이와 같은 종래의 액정표시장치의 액정셀들을 구동하기 위해서는 n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)이 필요로 하다.
게이트 라인들 각각은 다수의 스테이지(쉬프트 레지스터)에 의해 생성된 스캔 펄스가 순차적으로 공급된다. 이를 위해, 각 스테이지에는 제1 및 제2 전원 전압(VSS,VDD)과 제1 및 제2 클럭 신호(CKV,CKVB)가 공급된다.
여기서, 제1 전원 전압(VSS)을 공급하는 전원 신호라인(12)은 기판(1)의 최외곽에 형성됨과 아울러 도 1에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 클럭 신호(CKV,CKVB)를 각각 공급하는 제1 및 제2 클럭 신호라인(20,30)과 교차되게 형성된다. 이러한 교차영역에서 제1 및 제2 클럭 신호 라인(20,30) 각각은 게이트 절연막(22), 활성층(16) 및 오믹접촉층(14)을 포함하는 반도체 패턴(10)을 사이에 두고 보호막(18)에 의해 보호되는 전원 신호 라인(12)과 중첩됨으로써 기생캐패시터가 형성된다. 이러한 기생 캐패시터에 의해 그 기생 캐패시터와 비례하는 소비전력이 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소비전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 표시 영역을 마련하는 액정 표시 패널과; 상기 액정 표시 패널 상에 형성되며 상기 게이트 라인에 순차적으로 스캔 펄스를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정 표시 패널의 표시 영역과 게이트 구동부 사이에 형성되어 상기 게이트 구동부에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 신호 라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 액정 표시 장치는 상기 액정 표시 패널의 외곽에 형성되어 상기 게이트 구동부에 클럭 신호를 공급하는 클럭 신호 라인을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 상기 클럭 신호 라인과 인접되게 상기 액정 표시 패널의 최외곽에 형성된 적어도 하나의 공통 전압 라인을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 액정 표시 패널은 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차로 마련된 영역마다 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터와 접속된 액정셀들과; 상기 액정셀들과 접속되며 상기 전원 전압 신호라인을 통해 스토리지 전압이 공급된 스토리지 라인을 포함하는 스토리지 캐패시터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 표시 영역을 마련하는 액정 표시 패널을 포함하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동방법은 상기 액정 표시 패널 상에 형성된 게이트 구동부에 의해 생성된 스캔 펄스를 상기 게이트 라인에 순차적으로 공급하는 단계와; 상기 데이터 라인에 화소 전압 신호를 공급하는 단계를 포함하며, 상기 게이트 구동부에는 상기 액정 표시 패널의 표시 영역과 게이트 구동부 사이에 형성된 전원 전압 신호 라인을 통해 전원 전압이 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정 표시 패널(110)과, 액정 표시 패널(110)의 데이터라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동부(104)와, 액정 표시 패널(110)의 게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동부(102)와, 게이트 구동부(102) 및 데이터 구동부(104)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(106)를 구비한다.
액정 표시 패널(110)은 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)의 교차로 마련 되는 영역마다 박막트랜지스터(TFT)와, 그 박막트랜지스터(TFT)와 접속된 액정셀들(Clc)과, 액정셀(Clc)들과 병렬로 접속된 스토리지 캐패시터(Cst)가 표시 영역에 형성된다.
액정셀(Clc)들 각각은 박막트랜지스터(TFT)와 접속된 화소전극과, 그 화소전극과 액정을 사이에 두고 형성되며 화소 전극과 전계를 이루는 공통전극을 구성되므로 등가적으로 액정 캐패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 이러한 액정셀(Clc)은 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 공급된 화소 전압 신호와 공통 전압(VCOM)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절하게 된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 적어도 한 층의 절연막을 사이에 두고 중첩되는 화소 전극과 스토리지 라인으로 형성되어 액정셀(Clc)에 충전된 화소 전압을 안정적으로 유지시킨다.
타이밍제어부(106)는 외부로부터 입력되어진 화소 데이터 신호(R,G,B Data)를 데이터 구동부(104)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(106)는 외부로부터 입력된 제어신호에 응답하여 데이터 구동부(104) 및 게이트구동부(102) 각각을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 제어 신호(GCS)를 생성한다.
게이트 제어신호들(GCS)에는 제1 및 제2 클럭 신호(CKV,CKVB)와 스캔 개시 신호(STV) 등이 포함된다. 데이터 제어신호들(DCS)에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.
데이터 구동부(104)는 타이밍 제어부(106)로부터의 데이터 제어신호들(DCS) 에 응답하여 1 수평기간마다 1 수평 라인분의 화소 데이터 신호를 생성한다. 특히, 데이터 구동부(104)는 타이밍 제어부(106)로부터의 디지털 화소데이터(R, G, B)를 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 화소 데이터 신호로 변환하여 공급한다.
게이트 구동부(102)는 액정패널(110)의 기판(101) 상에 집적화되어 형성된다. 이를 위해, 게이트 구동부(102)는 액정패널(110)에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)와 동일공정으로 동시에 형성된다. 이 때, 게이트 구동부(102)에 형성되는 박막트랜지스터는 전하 이동도가 높은 폴리 실리콘형 박막트랜지스터 또는 아몰퍼스 실리콘형 박막트랜지스터가 이용된다. 예를 들어, 폴리 실리콘형 박막트랜지스터를 CMOS공정을 이용하여 게이트 구동부(102)를 기판 상에 집적화한다.
이러한 게이트 구동부(102)는 타이밍 제어부(106)로부터의 게이트 제어신호들(GCS)에 응답하여 1 수평 기간마다 스캔 펄스를 생성한다.
이를 위해, 게이트 구동부(102)는 스캔 펄스를 제1 내지 제n 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급하기 위한 제1 내지 제n 스테이지(쉬프트 레지스터)(SR1 내지SRn)를 구비한다. 제1 내지 제n 스테이지에는 제1 및 제2 전원 전압(VSS,VDD)과 함께 제1 및 제2클럭 신호(CKV,CKVB)가 선택적으로 공급되고, 스타트 펄스(STV) 또는 전단 스테이지의 출력 신호가 공급된다. 제1 스테이지(SR1)는 스타트 펄스(STV)와 클럭 신호(CKV,CKVB)에 응답하여 제1 게이트 라인(GL1)으로 스캔 펄스를 출력한다. 그리고, 제2 내지 제n 스테이지(SR2 내지SRn)는 이전단 스테이지의 출력 신호와 클럭 신호(CKV,CKVB)에 응답하여 제2 내지 제n 게이트 라인(GL2 내지 GLn) 각각에 스캔 펄스를 순차적으로 출력한다.
여기서, 제1 전원 전압(VSS)을 공급하는 제1 전원 전압 신호 라인(120)은 게이트 구동부(102)와 액정 표시 패널(110) 사이에 형성된다. 이러한 제1 전원 전압 신호 라인(120)은 게이트 구동부(102)에 제1 전원 전압(Vss)을 공급함과 아울러 스토리지 캐패시터(Cst)의 스토리지 라인에 스토리지 전압(Vcst)을 공급한다. 이 때, 제1 전원 전압(Vss)과 스토리지 전압(Vcst)은 동일한 전압이다.
이와 같이, 제1 전원 전압 신호라인(120)은 스토리지 전압(Vcst)과 제1 전원 전압(Vss)을 공급한다. 이에 따라, 종래 스토리지 전압 및 제1 전원 전압 각각을 공급하기 위해 필요한 2개의 신호라인이 1개로 줄어들어 게이트 구동부(102)의 면적을 종래에 비해 증가시킬 수 있다. 게이트 구동부(102)의 면적이 증가됨에 따라서 게이트 구동부(102)를 이루는 다수의 박막트랜지스터의 면적을 증가시킬 수 있어 게이트 구동부(102)의 구동 마진이 향상된다.
또한, 제1 전원 전압 신호 라인(120)이 게이트 구동부(102)와 액정 표시 패널(110) 사이에 형성됨으로써 제1 및 제2 클럭 신호(CKV,CKVB)를 공급하는 제1 및 제2 클럭 신호 라인(122,124)과 중첩되지 않는다. 이에 따라, 제1 전원 전압 신호 라인(120)과 제1 및 제2 클럭 신호 라인(122,124) 각각과의 중첩영역 사이의 기생캐패시터가 형성되지 않으므로 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 도 2에 도시된 액정 표시 장치와 대비하여 게이트 구동부를 이루는 구성요소들의 부식을 방지할 수 있는 공통 전압 라인을 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
공통 전압 라인(126)은 게이트 구동부(102)에 제1 및 제2 클럭 신호(CKV,CKVB)를 공급하는 제1 및 제2 클럭 신호 라인(122,124)과 인접되게 하부 기판의 최외곽에 형성된다. 이러한 공통 전압 라인(126)은 액정 표시 패널(110)의 상부 기판 상에 형성된 공통 전극(도시하지 않음)에 공급되는 전압과 등전위를 이룬다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 수분이 유입되더라도 공통 전압 라인(126)과 공통 전극이 등전위를 이루기 때문에 전압차가 발생되지 않아 공통 전압 라인(126)의 부식 및 제1 및 제2 클럭 신호 라인(122,124)의 부식 및 나아가 게이트 구동부(102)를 이루는 박막트랜지스터의 부식을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제1 전원 전압 신호라인(120)은 스토리지 전압(Vcst)과 제1 전원 전압(Vss)을 공급한다. 이에 따라, 종래 스토리지 전압 및 제1 전원 전압 각각을 공급하기 위해 필요한 2개의 신호라인이 1개로 줄어들어 게이트 구동부(102)의 면적을 종래에 비해 증가시킬 수 있다. 게이트 구동부(102)의 면적이 증가됨에 따라서 게이트 구동부(102)를 이루는 다수의 박막트랜지스터의 면적을 증가시킬 수 있어 게이트 구동부(102)의 구동 마진이 향상된다.
또한, 제1 전원 전압 신호 라인(120)이 게이트 구동부(102)와 액정 표시 패널(110) 사이에 형성됨으로써 제1 및 제2 클럭 신호(CKV,CKVB)를 공급하는 제1 및 제2 클럭 신호 라인(122,124)과 중첩되지 않는다. 이에 따라, 제1 전원 전압 신호 라인(120)과 제1 및 제2 클럭 신호 라인(122,124) 각각과의 중첩영역 사이의 기생캐패시터가 형성되지 않으므로 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 스토리지 캐패시터의 스토리지 라인에 스토리지 전압을 공급하는 스토리지 전압 신호 라인이 삭제 가능한 액정 표시 장치에도 적용가능한다. 이 경우, 제1 전원 전압(VSS)을 공급하는 전원 전압 신호 라인은 게이트 구동부와 액정 표시 패널 사이에 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동방법은 전원 전압 신호 라인이 게이트 구동부와 액정 표시 패널 사이에 형성됨으로써 클럭 신호들을 공급하는 클럭 신호 라인과 중첩되지 않는다. 이에 따라, 전원 전압 신호라인과 클럭 신호 라인과의 중첩 영역 사이의 기생캐패시터가 형성되지 않으므로 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 전원 전압 신호라인이 스토리지 전압과 전원 전압을 공급한다. 이에 따라, 종래 스토리지 전압 및 제1 전원 전압 각각을 공급하기 위해 필요한 2개의 신호라인이 1개로 줄어들어 게이트 구동부를 이루는 다수의 박막트랜지스터의 면적을 증가시킬 수 있어 게이트 구동부의 구동 마진이 향상된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (7)

  1. 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 표시 영역을 마련하는 액정 표시 패널과;
    상기 액정 표시 패널 상에 형성되며 상기 게이트 라인에 순차적으로 스캔 펄스를 공급하는 게이트 구동부와;
    상기 액정 표시 패널의 표시 영역과 게이트 구동부 사이에 형성되어 상기 게이트 구동부에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 신호 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 표시 패널의 외곽에 형성되어 상기 게이트 구동부에 클럭 신호를 공급하는 클럭 신호 라인을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 클럭 신호 라인과 인접되게 상기 액정 표시 패널의 최외곽에 형성된 적어도 하나의 공통 전압 라인을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 표시 패널은
    상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차로 마련된 영역마다 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막 트랜지스터와 접속된 액정셀들과;
    상기 액정셀들과 접속되며 상기 전원 전압 신호라인을 통해 스토리지 전압이 공급된 스토리지 라인을 포함하는 스토리지 캐패시터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 표시 영역을 마련하는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 구동방법에 있어서,
    상기 액정 표시 패널 상에 형성된 게이트 구동부에 의해 생성된 스캔 펄스를 상기 게이트 라인에 순차적으로 공급하는 단계와;
    상기 데이터 라인에 화소 전압 신호를 공급하는 단계를 포함하며,
    상기 게이트 구동부에는 상기 액정 표시 패널의 표시 영역과 게이트 구동부 사이에 형성된 전원 전압 신호 라인을 통해 전원 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정 표시 패널의 외곽에 형성된 클럭 신호 라인을 이용하여 상기 게이트 구동부에 클럭 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액 정 표시 장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 클럭 신호 라인과 인접되게 형성된 적어도 하나의 공통 전압 라인에 공통 전압을 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동방법.
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