KR20070076302A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20070076302A
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이홍우
이종환
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삼성전자주식회사
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Abstract

우수한 화질을 얻을 수 있는 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 게이트 제어 신호와 보상 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러와, 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인과 각각 연결된 다수의 화소와 다수의 게이트 라인의 일측에 연결되고 보상 제어 신호에 응답하여 제1 게이트 오프 전압을 제공하는 다수의 스위칭 소자를 포함하는 액정 패널 및 다수의 게이트 라인의 타측에 연결되고 게이트 제어 신호에 응답하여 게이트 라인의 온/오프를 조절하는 게이트 온 전압과 제2 게이트 오프 전압을 제공하는 다수의 게이트 구동칩을 포함한다.
액정 표시 장치, 게이트 오프 전압 보상

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 신호도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 액정 표시 장치 100: 제1 표시판
150: 액정층 200: 제2 표시판
300: 액정 패널 어셈블리 400: 게이트 구동칩 그룹
500: 데이터 구동칩 그룹 600: 타이밍 컨트롤러
700: 계조 전압 발생기
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 화질을 얻을 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 형성된 제1 및 제2 표시판과 그 사이에 주입된 액정층을 포함한다. 화소 전극은 다수의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되는 영역마다 위치하여 행렬의 형태로 배열되어 있고, 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결된다. 상기 다수의 게이트 라인에 순차적으로 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압이 인가되는데, 게이트 온 전압이 인가되면 스위칭 소자가 턴 온되어 상기 데이터 라인을 통해 데이터 전압이 제공되어 화소 전극에 데이터 전압이 충전되고, 다시 게이트 오프 전압이 인가되면 스위칭 소자가 턴 오프되어 충전된 데이터 전압이 유지된다. 공통 전극은 제2 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극에 인가된 전압차에 의해 전계가 형성되고, 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다.
게이트 온/오프 전압은 다수의 게이트 구동칩을 포함하는 게이트 구동칩 그룹에 의해 제어되어 다수의 게이트 라인에 순차적으로 제공된다. 게이트 구동칩 그룹은 액정 표시 장치의 액정 패널 일측에 위치하는데, 이러한 경우 게이트 오프 전압이 액정 패널의 타측에 전달되는 과정에서 액정 패널의 저항 성분 등의 원인으로 게이트 오프 전압의 지연(delay) 및 일그러짐(distortion) 등이 발생하게 된다. 이러한 지연 및 일그러짐으로 인해 게이트 오프 전압이 게이트 라인에 정상적으로 제공되지 않게 되고, 스위칭 소자가 충분히 턴 오프되지 않아서 원하지 않는 데이터 전압이 화소 전극에 인가되어 액정 패널의 일측과 타측의 휘도 편차가 발생된다. 이러한 문제는 액정 패널의 대형화, 고해상도화 될수록 더욱 심각해 진다.
이러한 문제를 해결하기 위한 종래 기술은 듀얼 뱅크(dual bank) 방식이다. 즉, 액정 패널의 좌/우측에 게이트 구동칩 그룹이 형성되어 액정 패널 양쪽에서 하나의 게이트 라인마다 게이트 온/오프 전압을 제공한다.
그러나 이러한 종래 기술에 의하면 액정 표시 장치의 제조비가 증가하게 된다. 따라서 제조비를 줄이면서 우수한 화질을 제공할 수 있는 액정 표시 장치가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 우수한 화질을 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 게이트 제어 신호와 보상 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러와, 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인과 각각 연결된 다수의 화소와 상기 다수의 게이트 라인의 일측에 연결되고 상기 보상 제어 신호에 응답하여 제1 게이트 오프 전압을 제공하는 다수의 스위칭 소자를 포함하는 액정 패널 및 상기 다수의 게이트 라인의 타측에 연결되고 상기 게이트 제어 신호에 응답하여 상기 게이트 라인의 온/오프를 조절하는 게이트 온 전압과 제2 게이트 오프 전압을 제공하는 다수의 게이트 구동 칩을 포함한다.
기타 본 발명의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(300), 이에 연결된 게이트 구동칩 그룹(400) 및 데이터 구동칩 그룹(500), 이들을 제어 하는 타이밍 컨트롤러(600) 및 계조 전압 발생기(700)를 포함한다.
액정 패널(300)은 등가 회로로 볼 때 다수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 다수의 화소(PX)를 포함한다. 여기서, 도 2을 참조하면, 액정 패널(300)은 서로 마주 보는 제1 표시판(100), 제2 표시판 (200) 및 둘 사이에 들어 있는 액정층(150)을 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 라인(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터 라인(D1-Dm)을 포함한다. 게이트 라인(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다. 데이터 라인(D1-Dm)은 인접한 2개의 화소(PX) 사이에 형성되어 대략 열 방향으로 연장되고 서로가 거의 평행하다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 원색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적 또는 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 원색의 예로는 적색, 녹색 및 청색을 들 수 있다
도 2에 공간 분할의 한 예로서 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로를 나타내었다. 제1 표시판(100)의 화소 전극(PE)과 대향하도록 제2 표시판(200)의 공통 전극(CE)의 일부 영역에 색필터(CF)가 형성될 수 있다. 각 화소, 예를 들면 i번째(i=1, 2,…, n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2,…, m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 제1 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략될 수 있다.
게이트 구동칩 그룹(400)은 다수의 게이트 구동칩을 포함한다. 게이트 라인 (G1-Gn)의 일측에 연결된 게이트 구동칩(미도시)은 각각 게이트 라인(G1-Gn)에 게이트 온 전압 또는 제1 게이트 오프 전압을 인가한다.
동작을 설명하면, 타이밍 컨트롤러(600)로부터 제공된 게이트 제어 신호(CONT1)에 응답하여 게이트 온 전압(Von)을 게이트 라인(G1-Gn)에 인가하면 이 게이트 라인(G1-Gn)에 연결된 도 2의 제1 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어, 데이터 라인(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 제1 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 커패시터(Clc)에 충전되어, 화소 전압으로 작용한다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(150)을 통과하는 빛의 편광이 변화하고 이에 의해 영상이 표시 된다.
또한 타이밍 컨트롤러(600)로부터 제공된 게이트 제어 신호(CONT1)에 응답하여 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 게이트 라인(G1-Gn)에 인가하면 이 게이트 라인(G1-Gn)에 연결된 도 2의 제1 스위칭 소자(Q)가 턴 오프되어 데이터 라인(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 해당 화소(PX)에 인가되지 않게 되고, 이미 인가된 데이터 전압을 유지하게 된다.
한편, 액정 패널(300)에 형성된 다수의 게이트 라인(G1-Gn)의 일측에는 다수의 스위칭 소자(SW1-SWn)가 연결되어 액정 패널(300) 상에 형성되어 있다. 즉, 각 게이트 라인(G1-Gn)마다 스위칭 소자(SW1-SWn)가 연결되어 있고, 다수의 스위칭 소자(SW1-SWn)에 제2 게이트 오프 전압(Voff1)과 보상 제어 신호(DCONT)가 제공될 수 있도록 배선이 형성되어 있다.
다수의 스위칭 소자(SW1-SWn)는 보상 제어 신호(DCONT)에 인에이블되어 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 다수의 게이트 라인(G1-Gn)에 제공하여, 다수의 게이트 라인(G1-Gn)에 인가되는 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 보상한다.
즉, 다수의 게이트 라인(G1-Gn)의 일측에 게이트 구동칩 그룹(400)으로부터 제1 게이트 오프 전압(Voff1)이 제공되어 다수의 게이트 라인(G1-Gn)의 타측으로 인가되는데, 게이트 라인(G1-Gn)의 저항 성분 등의 원인으로 게이트 라인(G1-Gn)의 타측 부근에는 제1 게이트 오프 전압(Voff1)이 정상적으로 인가되지 않는다. 따라서 도 2의 제1 스위칭 소자(Q)가 충분히 턴 오프 되지않게 되어 다른 데이터 전압이 화소(PX)에 인가되는 문제가 발생되는데, 제2 게이트 오프 전압(Voff2)이 게이트 라인(G1-Gn)의 타측에 인가되어 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 보상한다.
결과적으로 액정 패널 좌/우측 어디에서나 게이트 오프 전압이 정상적으로 인가되어, 데이터 전압이 인가될 해당 화소(PX)에는 다른 데이터 전압이 인가되지 않으므로 액정 패널 좌/우측에서 휘도 편차가 줄어들고, 우수한 화질을 얻을 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(SW1-SWn)는 박막 트랜지스터일 수 있으며, 이 경우 도 2의 제1 스위칭 소자(Q)가 제1 표시판에 형성될 때 동시에 형성될 수 있으므로, 종래의 액정 표시 장치의 제조 공정에서 새로운 공정의 추가를 요하지 않는다.
또한 제2 게이트 오프 전압(Voff2)은 제1 게이트 오프 전압(Voff1)과 동일한 레벨일 수 있으며, 이 경우 게이트 온/오프 발생기(미도시)로부터 제공된 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 그대로 이용할 수 있다.
한편, 보상 제어 신호(DCONT)는 타이밍 컨트롤러(600)로부터 제공된 신호로서, 게이트 온 전압의 제공 시간을 한정하는 신호인 출력 인에이블(Out Enable: OE) 신호에 동기되는 신호일 수 있으며, 또는 출력 인에이블(OE) 신호일 수 있다. 이에 관한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
데이터 구동칩 그룹(500)은 다수의 데이터 구동칩을 포함한다. 다수의 데이터 구동칩(미도시)은 각 데이터 구동칩(미도시)에 연결된 데이터 라인(D1-Dm)에 데이터 전압을 제공한다. 즉, 액정 패널(300)의 데이터 라인(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 발생기(700)로부터 제공된 다수의 계조 전압 중에서 소정 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하고, 선택된 계조 전압을 데이터 전압으로서 화소에 인가한다. 여기서, 계조 전압 발생기(700)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 기본 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동칩 그룹(500)은 기본 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 전압을 선택할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(600)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
타이밍 컨트롤러(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1)와 데이터 제어 신호(CONT2)를 생성하고 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)에, 데이터 제어 신호(CONT2)를 데이터 구동부(500)로 보낸다.
또한 보상 제어 신호(DCONT)를 생성하여 다수의 게이트 라인(G1-Gn)의 일측에 연결된 다수의 스위칭 소자(SW1-SWn)에 제공한다.
계조 전압 발생기(gray voltage generator)(700)는 공통 전압을 기준으로 정극성 또는 부극성의 계조 전압을 생성한다. 계조 전압 발생기(700)는 데이터 구동 전압(AVDD)이 인가되는 노드와 그라운드 사이에 직렬로 연결된 복수의 저항을 포함하여, 상기 데이터 구동 전압(AVDD)의 전압 레벨을 분배하여 상기 계조 전압을 생성하지만 이를 도시하지 않았다. 계조 전압 발생기(700)의 내부 회로는 이에 한정되지 않고, 다양하게 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 신호도이다.
도 3을 참조하면, 제1 내지 제3 게이트 라인에 제공되는 게이트 온/오프 전 압(VG1, VG2, VG3)과, 게이트 온 전압(Von)의 제공 시간을 한정하고 게이트 오프 전압(Voff)을 출력하도록 하는 신호인 출력 인에이블 신호(OE)와의 관계를 알 수 있다.
먼저, 제1 게이트 라인에 제공되는 게이트 온/오프 전압(VG1) 파형을 보면, 게이트 온 전압(Von)이 제공되다가 출력 인에이블 신호(OE)의 첫 번째 펄스의 라이징 에지에 동기되어 게이트 오프 전압(Voff)이 제공된다. 다음으로, 제2 게이트 라인에 제공되는 게이트 온/오프 전압(VG2) 파형과 같이 게이트 온 전압(Von)이 제공되다가 출력 인에이블 신호(OE)의 두 번째 펄스의 라이징 에지에 동기되어 게이트 오프 전압(Voff)이 제공된다.
즉, 도 1의 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 출력 인에이블 신호(OE)의 라이징 에지에 동기되어 도 1의 다수의 게이트 라인(G1-Gn)에 제공된다. 여기서, 출력 인에이블 신호(OE)는 도 1의 타이밍 컨트롤러(600)로부터 제공되는 신호이다.
따라서 도 1의 보상 제어 신호(DCONT)는 출력 인에이블 신호(OE)에 동기되는 신호일 수 있다. 이 경우, 게이트 라인(G1-Gn)의 일측과 타측에서 제1 게이트 오프 전압(Voff1)과 제2 게이트 오프 전압(Voff2)이 동시에 제공되므로, 게이트 라인(G1-Gn)의 일측 또는 타측에서 게이트 오프 전압의 지연 또는 일그러짐이 없이 게이트 오프 전압이 제공되고, 따라서 게이트 턴 온/오프 조절이 정상적으로 이루어지게 되어 액정 패널(300)의 좌/우 휘도 편차 없이 우수한 화질을 얻을 수 있다.
또한, 도 1의 보상 제어 신호(DCONT)는 출력 인에이블 신호(OE)일 수 있으 며, 이 경우에도 마찬가지로 우수한 화질을 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 액정 표시 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 액정 패널의 좌/우 휘도 편차를 줄일 수 있다.
둘째, 우수한 화질을 얻을 수 있다.
셋째, 우수한 화질을 얻으면서도 액정 표시 장치의 제조 비용을 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 게이트 제어 신호와 보상 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러;
    다수의 게이트 라인 및 데이터 라인과 각각 연결된 다수의 화소와, 상기 다수의 게이트 라인의 일측에 연결되고 상기 보상 제어 신호에 응답하여 제1 게이트 오프 전압을 제공하는 다수의 스위칭 소자를 포함하는 액정 패널; 및
    상기 다수의 게이트 라인의 타측에 연결되고, 상기 게이트 제어 신호에 응답하여 상기 게이트 라인의 온/오프를 조절하는 게이트 온 전압과 제2 게이트 오프 전압을 제공하는 다수의 게이트 구동칩을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보상 제어 신호는 상기 게이트 온 전압의 제공 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호에 동기된 액정 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보상 제어 신호는 상기 게이트 온 전압의 제공 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호인 액정 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터인 액정 표시 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 게이트 오프 전압과 상기 제2 게이트 오프 전압의 레벨이 동일한 액정 표시 장치.
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