KR20080061817A - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

액정표시장치와 그 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080061817A
KR20080061817A KR1020060136946A KR20060136946A KR20080061817A KR 20080061817 A KR20080061817 A KR 20080061817A KR 1020060136946 A KR1020060136946 A KR 1020060136946A KR 20060136946 A KR20060136946 A KR 20060136946A KR 20080061817 A KR20080061817 A KR 20080061817A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
storage
liquid crystal
gate
active layer
Prior art date
Application number
KR1020060136946A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101315501B1 (ko
Inventor
장정우
황한욱
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020060136946A priority Critical patent/KR101315501B1/ko
Publication of KR20080061817A publication Critical patent/KR20080061817A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101315501B1 publication Critical patent/KR101315501B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3614—Control of polarity reversal in general
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서 특히, 소비전력을 줄이고 캐패시터의 면적을 최소화 할 수 있는 구동방법과 이에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 구구성에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 다결정 액티브층을 제 1 전극으로 하고 스토리지 배선을 제 2 전극으로 스토리지 캐패시터를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판을 구동하는 방법에 있어서, 상기 스토리지 배선에 입력되는 스토리지 전압의 레벨을 높여 스토리지 인버젼 구동하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하면, 이때, 스토리지 배선에 입력되는 전압레벨은 상기 다결정 액티브층에 불순물을 도핑하지 않고도 이를 활성화 할 수 있는 정도인 것을 특징으로 한다.
따라서, 스토리지 배선에 인가되는 스토리지 전압에 의해 도핑되지 않은 다결정 액티브층을 활성화 함으로써 도핑공정을 생략할 수 있는 동시에, 스토리지 용량을 더욱 확보할 수 있어 동일용량 대비 스토리지 면적을 줄일 수 있어 개구율을 개선할 수 있는 장점이 있다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법 {LCD and driving methode of the same}
도 1a는 종래의 제 1 예에 따른 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이고,
도 1b는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도이고,
도 2a와 도 2b는 각각 종래에 따른 액정표시장치의 등가회로 및 이에 따른 구동파형을 도시한 도면이고,
도 3a는 종래의 제 2 예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 확대한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 단면도 이고,
4a와 도 4b는 스토리지 라인 인버젼 방식으로 구동되는 액정패널의 등가회로와, 구동파형을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 스토리지 인버젼 구동 파형을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
Vst1 , Vst2 : 스토리지 전압 Vp1, Vp2 : 화소 전압
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히 수직 전계를 형성하면서 스토리지 전압의 스윙을 수행하여 구동 소비전력을 저감시킴과 동시에, 스토리지 보조용량부의 스토리지 전압의 레벨을 높여 이로써 보조 용량값을 늘림과 동시에, 이를 통해 보조 용량부의 면적을 줄여 액정표시장치의 개구영역을 확대하는 것에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.
상기 액정은 가늘고 긴 형상을 가지며, 분자의 배열에 방향성을 가지고 있는 동시에, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하면 상기 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상을 표현하게 된다.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
이하, 도 1a는 일반적인 액정표시장치용 어레이기판의 단일 화소를 확대한 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도이다.(도 1은 스위칭 소자로 다결정 박막트랜지스터를 사용한 예이다)
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(10)은 일 방향으로 게이트 배선(12)이 구성되고, 상기 게이트 배선(12)과 교차하는 방향으로 데이터 배선(30)이 구성된다. 상기 두 배선(12,30)이 교차하여 정의된 영역을 화소 영역(P)이라 한다.
상기 게이트 배선(12)과 평행하게 이격하여 스토리지 배선(16)이 구성된다.
상기 게이트 배선(12)과 데이터 배선(30)의 교차지점에는, 다결정 액티브층(20)과 게이트 전극(14)과 소스 전극(24)과 드레인 전극(26)을 포함하는 다결정 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 화소 영역(P)에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 구성되는데, 상기 스토리지 캐패시터(Cst)의 제 1 전극은 상기 스토리지 배선(16)을 확장한 제 1 확장부(18)이고, 상기 스토리지 캐패시터(Cst)의 제 2 전극은 상기 드레인 전극(26)에서 상기 제 1 확장부(18)의 상부로 게이트 절연막(22)을 사이에 두고 연장된 제 2 확장부(28)이다.
전술한 바와 같이 구성된 액정표시장치용 어레이 기판은 도시하지는 않았지만 컬러필터(color filter)와, 블랙매트릭스(black matrix)와, 공통 전극(common electrode)이 구성된 컬러필터 기판과 합착함으로써 액정패널이 제작된다.
이하, 도 2a 와 도 2b의 등가회로도 및 라인 인버젼 방식을 나타낸 구동파형을 참조하여, 종래의 제 1 예에 따른 액정패널의 구동방식을 설명한다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 액정패널은 다수의 게이트 라인(GL1,GL2,GL3)과, 상기 게이트 라인(GL1,GL2,GL3)에 수직 교차하는 데이터 라인(DL1,DL2,DL3)이 구성되고, 상기 두 배선이 교차하는 영역마다 화소(P)가 정의된다.
상기 화소(P)에는 박막트랜지스터(T,P형)와, 박막트랜지스터(T)와 접촉하는 화소 전극과 공통 전극과 그 사이에 액정층이 존재하여 형성하는 액정 캐패시터(Clc)가 구성되고, 상기 액정 캐패시터와 병렬로 스토리지 캐패시터(Cst)가 구성된다.
이때, 도 1a와 도 1b에서 설명한 바와 같이, 상기 스토리지 캐패시터(Cst)의 제 1 전극은 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(도 1a의 24)에서 신호를 받는 제 1ㅇ확장부(26)이고, 제 2 전극은 상기 공통 전극(미도시)과 동일한 공통신호가 흐르는 스토리지 배선(16)에서 연장된 제 2 확장부(18)이다.
전술한 바와 같이 구성된, 액정패널은 액정의 열화 방지및 표시품질 향상을 위해 액정셀의 극성을 일정 단위로 인버젼(inversion)시키는 인버젼 방법으로 구동된다.
상기 인버젼 방법으로는 프레임 단위로 액정셀의 극성이 인버젼되는 프레인 인버젼(frame inversion), 수직라인 단위로 액정셀의 극성이 인버젼되는 칼럼 인버젼(column inversion), 그리고 액정셀 단위로 액정셀의 극성이 인버젼 되는 도트 인버젼(dot inversion)등이 있다.
이중에서, 수평라인 단위로 액정셀의 극성을 인버젼시키는 라인 인버젼 방법은 칼럼 인버젼 및 도트 인버젼 방법에 비하여 소비 전력면에서 유리하다.
도 2b는 공통신호를 교류 구동한 라인인버전의 한 예를 도시한 파형도이다.(P형 박막트랜지스터의 경우를 예를 든 것이다)
도시한 바와 같이, 액정패널을 구동하는 신호는 게이트 라인(GL1,GL2,GL3)을 통해 흐르는 게이트 하이 및 로우 신호(Vgh,Vgl)이고, 이러한 게이트 신호에 의한 데이터 라인을 통해 흐르는 데이터 신호(Vd)와, 공통 배선(COM1,COM2,COM3)과 및 스토리지 배선(GL1,GL2,GL3)을 동시에 흐르는 공통 신호(Vcom)이다.
이때, 게이트 라인(GL1,GL2,GL3)은 해당 주시기간 동안 게이트 하이 신호(Vgh)를 인가하고, 나머지 기간 동안에는 게이트 로우 신호(Vgl)를 인가하게 되며, 상기 데이터 신호(Vd)는 게이트 하이 신호(Vgh)에 따라 화소(P)에 공급되고, 다음 게이트 로우 신호(Vgl)가 되더라고 액정 캐패시터(Clc)에 의해 그 신호를 유지하게 된다.
이때, 특징적인 것은 액정셀에 기준전압으로 공급되는 공통신호(Vcom)을 교류 구동하여 데이터 신호(Vd)의 구동전압 범위를 낮추고자 한 것이다.
즉, 공통 전압(Vcom)을 교류구동하게 되면 기존의 도트 인버젼(dot inver sion)에 비해 공통신호(Vcom)의 펄스폭이 상하로 이동하게 되기 때문에, 그 만큼 데이터 신호(Vd)의 펄스폭 즉, 데이터의 스윙폭이 작아지는 효과가 있고 따라서, 소비 전력을 낮출 수 있는 장점이 있다.
그런데, 종래의 제 1 구조는 공통전압(공통신호)이 액정캐패시터 뿐 아니라 스토리지 캐패시터(Cst)와 같이 큰 저항성분들에 의해 높은 주파수로 구동되어야 하기 때문에, 사실상 소비전력이 증가되어 되는 상기 소비전력의 감소폭이 작은 단점이 있다.
따라서, 도 1a의 구성에서 상기 스토리지 배선(16)에 인가되는 신호를 가변 하여 스토리지 캐패시터(도 1b및 도 2a의 Cst)의 용량을 증가시키기란 한계가 있으므로, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제 1 및 제 2 전극의 면적을 크게 할 수 밖에 없었고 결과적으로, 개구영역이 잠식 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 구조적으로 해결하기 위해 제안된 예가, 상기 도 1의 어레이기판의 구조에서 상기 스토리지 캐패시터를 형성할 때, 두 개의 스토리지 캐패시터를 병렬로 구성하는 구조가 제안되었다.
도 3a는 종래의 제 2 예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 확대한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(10)은 일 방향으로 게이트 배선(12)이 구성되고, 상기 게이트 배선(12)과 교차하는 방향으로 데이터 배선(30)이 구성된다. 상기 두 배선(12,30)이 교차하여 정의된 영역을 화소 영역(P)이라 한다.
상기 게이트 배선(12)과 평행하게 이격하여 스토리지 배선(16)이 구성된다.
상기 게이트 배선(12)과 데이터 배선(30)의 교차지점에는, 다결정 실리콘층(ACT)과 게이트 전극(14)과 소스 전극(24)과 드레인 전극(26)을 포함하는 다결정 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 화소 영역(P)의 일부에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 구성되는데, 상기 스토리지 캐패시터(Cst)의 제 1 전극은 표면에 불순물이 도핑된 다결정 실리콘층(ACT)이고, 제 2 전극은 상기 스토리지 배선(16)을 확장한 제 1 확장부(18)이고, 제 2 전극은 상기 드레인 전극(26)에서 상기 제 1 확장부(18)로 연장되고 상기 제 1 전극인 다결정 액티브층(ACT)과 접촉하는 제 2 확장부(28)이다.
이때, 상기 다결정 액티브층(ACT)과 상기 제 1 확장부(18)사이와 상기 제 1 확장부(18)와 상기 제 2 확장부(28)사이에는 각각 절연막(34)이 존재하여 유전체로 사용된다.
이와 같은 구성은, 스토리지 캐패시터(Cst)를 병렬 연결한 효과로 인해 보조용량을 확대할 수 있는 효과가 있어, 그 만큼 스토리지 캐패시터의 면적을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 상기 다결정 실리콘층에 불순물을 도핑해야 하기 때문에 추가적인 마스크 공정이 필요한 단점이 있다.
본 발명은 수직 전계형 액정표시장치에서 스토리지 라인 인버젼을 실현함으로써 소비전력을 저감시키는 것을 제 1 목적으로 하고 동시에, 상기 스토리지 전 압(Vstg)의 레벨을 높여, 상기 스토리지 캐패시터의 제 1전극으로 사용되는 다결정 액티브층의 표면을 활성화함으로써 도핑공정을 생략하는 것을 제 2 목적으로 하고, 스토리지 용량을 더욱 확보하여 동일용량 대비 스토리지 면적을 줄여 개구율을 개선하는 것을 제 3 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 액정표시장치는 기판 상에 종횡으로 교차하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 다결정 박막트랜지스터와; 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 스토리지 배선과; 상기 스토리지 배선을 제 2 전극으로 하고, 제 2 전극의 하부에 구성된 도핑 되지 않은 다결정 액티브층을 제 2 전극으로 하고, 상기 제 2 전극과 접촉하는 드레인 전극을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터를 포함한다.
전술한 액정표시장치이 구동방법은, 상기 게이트 배선에 게이트 신호를 인가하는 단계와; 상기 스토리지 배선에 스토리지 전압을 교번 인가하는 단계와; 상기 게이트 신호에 의해 박막트랜지스터가 턴 온 되고, 상기 데이터 배선에서 데이터 신호가 상기 드레인 전극으로 입력되는 단계와; 상기 입련된 스토리지 전압에 의해 상기 액티브층의 표면이 활성화 되어, 상기 제 3 전극과 상기 다결정 액티브층에 동일한 신호가 인가되어, 상기 스토리지 캐패시터에 보조 용량이 충전되는 단계를 포함한다.
이때, 상기 박막트랜지스터가 P형일 경우, 상기 다결정 액티브층의 표면이 활성화 될 수 있는 스토리지 전압의 로우값은 -4V~ -8V이고, 하이 값은 -8V~ -12V인 것을 특징으로 하고, 상기 박막트랜지스터가 N형일 경우, 상기 다결정 액티브층의 표면이 활성화 될 수 있는 스토리지 전압의 로우 값은 4V~12V이고, 하이 값은 12V~16V인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 4a와 도 4b는 스토리지 라인 인버젼 방식으로 구동되는 액정패널의 등가회로도와, 파형도를 도시한 도면이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 액정패널은 복수의 게이트 배선(GL1,GL2,GL3)과, 상기 게이트 라인에 수직 교차하는 데이터 배선(DL1,DL2,DL3)이 구성되고, 상기 두 배선이 교차하는 영역마다 화소(P1,P2,P3,P4)가 정의된다.
상기 화소(P1,P2,P3,P4)에는 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)와 접촉하는 화소 전극과 공통 전극과 그 사이에 액정층이 존재하여 형성하는 액정 캐패시터(Clc)가 구성되고, 상기 액정 캐패시터(Clc)와 병렬로 스토리지 캐패시터(Cst)가 구성된다.
상기 스토리지 캐패시터(Cst)의 구성은 도 3b를 참조하면, 제 1 전극은 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극에서 신호를 받는 제 1 확장부(26)이고, 제 2 전극은 상기 스토리지 배선(SL1,SL2,SL3)에서 신호를 받는 제 2 확장부(18)이다.
전술한 구성을 통한 스토리지 인버젼 구동을 살펴보면, 상기 스토리지 배 선(SL1,SL2,SL3)에 스토리지 전압을 증가시키면, 스토리지 캐패시터(Cst)에 의해 플로팅 상태의 화소전극의 전압이 증가하게 된다. 이에 따라 스토리지 캐패시터와 화소 전극(드레인 전극)을 공유하는 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 전압이 증가하게 된다.
이 결과, 스토리지 전압에 공급되는 스토리지 전압을 가변시키는 경우, 스토리지 캐패시터(Cst)의 커플링 작용으로 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 전압을 가변시킬 수 있음을 알 수 있다.
이를 이용하여, 스토리지 전압을 교류 구동하는 경우 액정 캐패시터에 충전된 전압의 극성을 인버젼 시킬 수 있게 된다.
도 4b의 구동파형을 통해 전술한 스토리지 인버젼의 구동방식을 좀 더 상세히 설명하면 아래와 같다.
먼저, 제 1 수평기간(H1) 동안 제 1 게이트 라인(GL1)에 공급된 턴-온(turn on) 전압에 의해 제 1 화소 및 제 2 화소(P1,P2)는 제 1 데이터 라인(DL1)으로부터 공급된 정극성 데이터 신호(Vd)에 따른 정극성의 제 1 화소전압(Vp1)을 충전한다.
이때, 제 1 스토리지 라인(SL1)에 제 1 스토리지 전압(Vst)이 인가된다.
이때, 제 1 스토리지 라인(SL1)은 제 3 수평기간(H3)에서 상기 제 1 스토리지 전압(Vst1)보다 큰 제 2 스토리지 전압(Vst2)으로 상승되어 다음 프레임의 제 2 수평기간까지 공급된다. 그리고 제 2 스토리지 라인(ST2)에는 제 4 수평기간 에서부터 상기 제 1 스토리지 전압으로 하강하여 다음프레임의 제 3 수평기간까지 공급 된다.
이에, 따라 제 1 화소전압에 충전된 정극성의 제 1 화소 전압(Vp1)은 상기 스토리지 캐패시터의 커플링 작용으로 제 2 화소전압(Vp2)으로 증가하여 다음 프레임의 제 1 수평기간에서 데이터 신호가 공급되기 이전까지 홀딩된다.
그리고, 제 2 게이트 라인(GL2)과 연결된 제 3 화소및 제 4 화소(P3,P4)에 충전된 부극성의 제 1 화소전압(-Vp1)은 제 2 화소전압(-Vp2)으로 하강하여 다음 프레임의 제 2 수평기간에서 제 2 수평기간(H2)에서 데이터 신호(Vd)가 공급되기 이전까지 홀딩 된다.
따라서, 제 1 화소와 제 3 화소(p1,p3)는 정극성 및 부극성 화소전압 (Vp2,-Vp2)에 따른 계조를 구현하게 된다.
이와 같이, 액정패널은 스토리지 배선(SL1,SL2,SL3)에 공급되는 스토리지 전압을 가변시켜 화소 전압이 가변되게 함으로써, 데이터 신호의 전압범위를 작게 하면서 수평라인 단위로 화소 전압의 극성이 인버젼되는 스토리지 라인 인버젼 방법으로 구동될 수 있게 된다.
따라서, 상기 데이터 신호의 전압범위를 작게 할 수 있기 때문에, 소비전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.
전술한 구동형식에서, 상기 스토리지 전압의 레벨을 높이면, 앞서 언급한 도3a 및 도 3b의 구성에서 스토리지 캐패시터의 제 1 전극으로 사용한 다결정 액티브층(ACT)의 표면을 활성화 할 수 있다.
즉, 스토리지 배선(도 4a의 SL1,SL2,SL3 )에 높은 레벨의 스토리지 전압(Vst) 인가하면 상기 다결정 실리콘층의 표면에 채널유도가 발생하여 별도의 도핑 공정 없이 전극으로 사용할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 스토리지 인버젼 구동 파형을 도시한 도면이다.
이미, 도 4b에 설명한 바와 동일하며, 다만 종래의 스토리지 전압(Vst1)에 비해 더 높은 스토리지 전압(Vst2)이 인가된 형태이다.
구체적으로 도 3a의 구성을 참조하면, 스토리지 캐패시터의 제 2 전극인 스토리지 배선(16)의 제 1 확장부(18)에 기존보다 높은 스토리지 전압(Vst2)을 인가해 줌으로써, 상기 제 1 확장부(18)의 하부에 위치하고 상기 스토리지 캐패시터의 제 1 전극인 다결정 액티브층(ACT)의 표면을 활성화 시킬 수 있다.
즉, 다결정 액티브층의 표면에 도핑공정을 진행하지 않고도 활성화가 가능한 것이며, 이는 종래에 비해 도핑공정이 추가되지 않을 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 도핑되지 않은 다결정 액티브층(ACT)을 활성화하기 위한 스토리지 전압은 P형 박막트랜지스터일 경우, 스토리지 전압의 로우값이 -4V~ -8V이고, 하이 값이 -8V~ -12V의 범위로 구동되어야 하며, N형 박막트랜지스터일 경우 로우값이 4V~12V이고, 하이 값이 12V~16V의 범위로 구동되어야 한다.
한편, 스토리지 전압을 높임으로서 캐패시터의 보조용량을 높일 수 있어, 동일한 용량 대비 스토리지 캐패시터의 면적을 작게 구성하는 것이 가능하여 개구영역을 더욱 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기와 같이 설명한 본 발명은 스토리지 라인 인버젼 구동방식으로 액정패널을 제작함에 있어, 스토리지 전압의 레벨을 높여, 스토리지 캐패시터의 제 1 전극인 다결정 액티브층은 불순물 도핑 없이 활성화 하는 것이 가능한 효과가 있다.
또한, 다결정 액티브층을 활성화 함으로써 별도의 도핑공정을 생략할 수 있어, 마스크 공정의 추가 없이 대용량의 스토리지 캐패시터를 작은 면적으로 제작할 수 있어, 고개구율의 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 기판 상에 종횡으로 교차하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 다결정 박막트랜지스터와;
    상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 스토리지 배선과;
    상기 스토리지 배선을 제 2 전극으로 하고, 제 2 전극의 하부에 구성된 도핑 되지 않은 다결정 액티브층을 제 2 전극으로 하고, 상기 제 2 전극과 접촉하는 드레인 전극을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 기판 상에 종횡으로 교차하여 구성된 게이트 배선과 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 다결정 박막트랜지스터와; 상기 게이트 배선과 평행하게 구성된 스토리지 배선과; 상기 스토리지 배선을 제 2 전극으로 하고, 제 2 전극의 하부에 구성된 도핑 되지 않은 다결정 액티브층을 제 2 전극으로 하고, 상기 제 2 전극과 접촉하는 드레인 전극을 제 2 전극으로 하는 스토리지 캐패시터를 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 게이트 배선에 게이트 신호를 인가하는 단계와;
    상기 스토리지 배선에 스토리지 전압을 교번 인가하는 단계와;
    상기 게이트 신호에 의해 박막트랜지스터가 턴 온 되고, 상기 데이터 배선에서 데이터 신호가 상기 드레인 전극으로 입력되는 단계와;
    상기 입련된 스토리지 전압에 의해 상기 액티브층의 표면이 활성화 되어, 상기 제 3 전극과 상기 다결정 액티브층에 동일한 신호가 인가되어, 상기 스토리지 캐패시터에 보조 용량이 충전되는 단계
    를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터가 P형일 경우, 상기 다결정 액티브층의 표면이 활성화 될 수 있는 스토리지 전압의 로우값은 -4V~ -8V이고, 하이 값은 -8V~ -12V인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터가 N형일 경우, 상기 다결정 액티브층의 표면이 활성화 될 수 있는 스토리지 전압의 로우 값은 4V~12V이고, 하이 값은 12V~16V인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
KR1020060136946A 2006-12-28 2006-12-28 액정표시장치와 그 구동방법 KR101315501B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060136946A KR101315501B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 액정표시장치와 그 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060136946A KR101315501B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 액정표시장치와 그 구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080061817A true KR20080061817A (ko) 2008-07-03
KR101315501B1 KR101315501B1 (ko) 2013-10-07

Family

ID=39814020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060136946A KR101315501B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 액정표시장치와 그 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101315501B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103064221A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种透明显示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043673B1 (ko) * 2004-03-31 2011-06-22 엘지디스플레이 주식회사 스토리지 인버젼을 위한 스토리지 드라이버
KR101146522B1 (ko) * 2004-12-08 2012-05-25 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 어레이기판 제조방법
KR100712118B1 (ko) * 2005-02-23 2007-04-27 삼성에스디아이 주식회사 도트 반전을 수행하는 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의구동 방법
KR101136410B1 (ko) * 2005-05-04 2012-04-18 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103064221A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种透明显示装置
CN103064221B (zh) * 2012-12-28 2015-06-10 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种透明显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101315501B1 (ko) 2013-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI316633B (en) Substrate for liquid crystal display device, liquid crystal display device having same, and driving method of liquid crystal display device
US7532269B2 (en) Liquid crystal displays
US8248336B2 (en) Liquid crystal display device and operating method thereof
KR100652215B1 (ko) 액정표시장치
US8866713B2 (en) Liquid crystal display device
US8184080B2 (en) Liquid crystal display and driving method thereof
US8031287B2 (en) Display panel and liquid crystal display including the same
KR101595817B1 (ko) 액정 표시 장치
JP5342004B2 (ja) 液晶表示装置
US20130057818A1 (en) Liquid crystal display
US20110310075A1 (en) Liquid crystal display and driving method thereof
US9514698B2 (en) Liquid crystal display having high and low luminances alternatively represented
KR101136348B1 (ko) 어레이 기판 및 이를 갖는 표시장치
US20100045884A1 (en) Liquid Crystal Display
KR20110061177A (ko) 액정 표시 장치
KR101733150B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20050067682A (ko) 횡전계형 액정표시장치 및 그 구동방법
US20170330522A1 (en) Thin film transistor-liquid crystal display device and its driving method
KR100898785B1 (ko) 액정표시장치
KR101108155B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법
KR101315501B1 (ko) 액정표시장치와 그 구동방법
KR101152138B1 (ko) 액정 표시 장치, 액정 패널 및 구동 방법
US20080122775A1 (en) Display apparatus
JPH09236790A (ja) 液晶表示装置およびその駆動方法
KR101016734B1 (ko) 액정 표시 패널 및 그 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160816

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170816

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180816

Year of fee payment: 6