KR20080102748A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치가 개시된다.
본 발명의 액정표시장치는 데이터 전압이 충전되는 액정 용량 캐패시터와 상기 충전된 데이터 전압의 누설된 전하량을 보충하는 스토리지 캐패시터를 포함하는 다수의 액정 셀들로 이루어진 액정표시패널과, 액정표시패널에 공급되는 공통전압을 생성하는 공통전압 생성부 및 액정 셀들에 충전된 데이터 전압의 전압레벨에 따라 스토리지 캐패시터에 충전되는 스토리지 전압을 조절하는 스토리지 전압 가변부를 포함하여 이루어진다.
얼룩, 스토리지, 가변, Vcom, 화질

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TN 모드 액정표시패널의 일부를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 구성도.
도 3는 도 2의 스토리지 전압 가변부의 일 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 전압 가변부의 일 예를 도시한 도면.
<주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 상부기판 111 : 블랙 매트릭스층
113 : 컬러필터층 115 : 오버 코트층
120 : 하부기판 123 : 게이트 라인
125 : 데이터 라인 127 : 화소 전극
130 : 액정층 140 : 게이트 드라이버
150 : 데이터 드라이버 160 : 타이밍 컨트롤러
170 : 공통전압 생성부 180, 280 : 스토리지 전압 가변부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회로 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), ELD(electro luminescent display), VFD(cacuum fluorescent display) 등 여러 가지 평판 표시장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장치에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(cathode ray tube)를 대체하면서 액정표시장치(LCD)가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 TV 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
통상의 액정표시장치(LCD)는 액정 셀에 인가되는 전계를 제어하여 액정 셀에 입사되는 광을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수평 전계 방식과 수직 전계 방식으로 대별된다.
수평 전계 방식은 동일 기판상에 형성되는 전극들 사이에 전기장을 형성하고 그 전기장으로 액정분자들을 구동시키는 인 프레인 스위칭(IPS: in plane switching) 모드가 대표적이다.
상기 IPS 모드의 액정표시장치는 일정한 간격을 두고 서로 대면된 컬러필터 기판 및 어레이 기판을 구비한다. 상기 컬러필터 기판은 색을 표현하기 위한 컬러필터가 형성된다. 상기 어레이 기판은 서로 교차되는 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 상기 게이트 라인들 및 데이터 라인들의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)와, 상기 교차 구조로 마련된 화소 영역에 게이트 라인과 나란하게 형성된 공통라인과, 상기 공통라인에서 수직으로 분기된 다수의 공통전극과, 상기 공통전극과 수평 전계를 형성하도록 마련된 화소 전극을 구비한다.
수직 전계 방식은 수직으로 대향하는 컬러필터 기판 및 어레이 기판에 수직으로 대향하는 화소 전극과 공통 전극을 형성하고, 상기 화소 전극 및 공통 전극에 인가되는 전압으로 액정 셀에 수직한 방향으로 전계를 인가하게 된다. 상기 수직 전계 방식은 개구율을 비교적 넓게 확보할 수 있는 장점을 가진다. 수직 전계 방식의 대표적인 액정 모드는 오늘날 대부분의 액정표시소자에서 이용되는 트위스티드 네마틱(TN: twisted nematic) 모드이다.
상기 TN 모드의 액정표시장치는 액정 셀들마다 비디오 신호가 충전되는 액정 용량 캐패시터와, 상기 액정 용량 캐패시터에 충전된 비디오 신호의 누설되는 전하량을 보충하여 화소가 충실하게 표시되게 하는 스토리지 캐패시터를 구비한다.
스토리지 캐패시터에 충전되는 스토리지 전압은 공통전압 또는 기저전압을 이용한다.
종래의 TN 모드 액정표시장치는 보조 용량으로서 스토리지 캐패시터가 형성되더라도 충전된 비디오 신호에 의해 스토리지 전압의 전압레벨이 흔들리게 된다. 즉, 일정한 전압레벨을 유지해야하는 스토리지 전압이 액정 용량 캐패시터에 충전된 비디오 신호의 전압레벨에 영향을 받아 디스플레이 시에 얼룩무늬 불량을 야기하는 문제가 있었다.
본 발명은 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는,
데이터 전압이 충전되는 액정 용량 캐패시터와 상기 충전된 데이터 전압의 누설된 전하량을 보충하는 스토리지 캐패시터를 포함하는 다수의 액정 셀들로 이루어진 액정표시패널;
상기 액정표시패널에 공급되는 공통전압을 생성하는 공통전압 생성부; 및
상기 액정 셀들에 충전된 상기 데이터 전압의 전압레벨에 따라 상기 스토리지 캐패시터에 충전되는 스토리지 전압을 조절하는 스토리지 전압 가변부를 포함하여 이루어진다.
스토리지 전압 가변부는 가변저항을 포함한다.
스토리지 전압 가변부는 적어도 하나 이상의 조절용 캐패시터를 포함한다.
상기 조절용 캐패시터는 상기 액정표시패널의 어레이 기판 제조 시에 형성된다.
상기 스토리지 전압 가변부는 상기 액정표시패널 상에 실장된다.
상기 액정표시장치는 수직 전계 방식으로 구동한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TN 모드 액정표시패널의 일부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 구성도이고, 도 3는 도 2의 스토리지 전압 가변부의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, TN 모드의 액정표시장치는 일정 공간을 가지고 합착된 하부기판(어레이 기판,120) 및 상부기판(컬러필터 기판, 110)과, 상기 하부기판(120)과 상부기판(110) 사이에 주입된 액정층(130)으로 구성된다.
하부기판(120) 상에는 화소 영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 두고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(123)이 배열되고, 상기 게이트 라인(123)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 두고 복수개의 데이터 라인(125)이 배열된다. 상기 복수게의 게이트 라인(123)과 데이터 라인(125)이 교차하는 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(127)이 형성되고, 상기 복수의 게이트 라인(123)과 데이터 라인(125)이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
하부기판(120)과 대면되는 상부기판(110)에는 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(111)와, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층(113)과, 화상을 구현하기 위한 공통전극(미도시)이 형성된다. 상기 블랙 매트릭스층(111)과 컬러필터층(113) 상부에는 오버 코트층(115)이 더 형성된다
상세하게 도시되지는 않았지만, TN 모드의 액정표시장치의 공통전압(Vcom)은 은(Ag) 도트를 통해 상기 공통전극으로 공급된다. 상기 은(Ag) 도트는 공통전압 공급라인과 전기적으로 연결된다. 상기 공통전압 공급라인은 게이트 라인(123) 또는 데이터 라인(125)과 동일한 물질로 이루어진다. 즉, 공통전압 공급라인은 상기 게이트 라인(123) 또는 데이터 라인(125)을 형성하는 공정 시에 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정 셀들이 매트릭스형으로 배열된 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(140)와, 액정표시패널(100)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(150)와, 상기 게이트 드라이버(140) 및 데이터 드라이버(150)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(160)와, 상기 액정표시패널(100)에 공급되는 공통전압(Vcom)을 생성하는 공통전압 생성부(170)를 포함한다.
액정표시패널(100)은 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들과, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과, 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부마다 형성되어 상기 액정 셀들과 각각 접속된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)를 구비한다.
액정표시패널(100)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)와, 액정 용량 캐패시터(Clc) 및 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다.
박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 연결되고, 소스 전극은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)과 연결된다.
액정 용량 캐패시터(Clc)는 화소 전극 및 공통 전극과, 상기 두 전극 사이에 개재된 액정을 포함하여 구성된다. 상기 화소 전극은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극과 연결되고, 공통 전극은 공통전압(Vcom)을 생상하는 공통전압 생성부(170)와 연결된다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로부터의 스캔신호가 공급되는 경우, 턴-온 또는 턴-오프되어 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터의 화소 데이터 신호를 해당하는 액정 셀에 공급되게 하거나 충전된 데이터 전압이 유지되게 한다.
액정 셀은 다음 화소 신호가 충전될 때까지 충전된 화소 데이터 신호를 안정적으로 유지되게 하기 위하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 공통전압(Vcom) 또는 기저전압(GND)과 전기적으로 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치에서는 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전되는 스토리지 전압으로 공통전압 생성부(170)로부터 생성된 공통전압(Vcom)을 이용하는 것으로 한정하여 설명하도록 한다.
게이트 드라이버(140)는 상기 타이밍 컨트롤러(160)로부터 공급된 게이트 제어신호(GSP, GSC, GOE 등)에 따라 상기 게이트 라인들(DL1 내지 DLn)에 게이트 스캔 신호를 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(160)는 상기 타이밍 컨트롤러(160)로부터 공급된 데이터 제어신호(SSP, SSC, SOE 등)에 따라 상기 데이터 라인들(DL1 내지 GLm)에 데이터 신호(R,G,B Data)를 공급한다.
타이밍 컨트롤러(160)는 도시되지 않은 시스템으로부터 공급된 수직/수평 동기신호(Vsync/Hsync) 및 클럭신호(Clk)를 이용해서 상기 게이트 제어신호(GSP, GSC, GOE 등) 및 데이터 제어신호(SSP, SSC, SOE 등)를 생성한다.
공통전압 생성부(170)는 DC-DC 컨버터(미도시)로부터 생성된 공급전압을 이용하여 액정표시패널(110)을 구동시키기 위한 공통전압(Vcom)을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전되는 스토리지 전압을 가변할 수 있는 스토리지 전압 가변부(180)를 더 구비한다.
스토리지 전압 가변부(180)는 공통전압(Vcom)을 가변하여 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전되는 스토리지 전압을 조절함으로써, 상기 액정 용량 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터 전압에 의해 상기 스토리지 전압의 흔들림을 보상하는 역할을 한다.
공통전압 생성부(170)에서 생성된 공통전압(Vcom)은 상기 스토리지 전압 가변부(180)에 공급되고, 상기 스토리지 전압 가변부(180)는 상기 액정 셀들에 형성된 스토리지 캐패시터(Cst)와 연결되어 조절된 공통전압(MVcom)을 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에 공급한다.
스토리지 전압 가변부(180)는 액정표시패널(110) 상에 형성될 수도 있고, 상기 타이밍 컨트롤러(160)가 실장된 구동 PCB(미도시)에 형성될 수도 있다.
스토리지 전압 가변부(180)는 공통전압(Vcom)을 조절하기 위해 가변저항(Rv)을 포함한다.
액정표시장치의 구동 시에 얼룩무늬 영상이 디스플레이되면, 상기 스토리지 전압 가변부(180)에서는 가변저항(Rv)을 이용하여 스토리지 전압을 조절함으로써, 얼룩무늬 등의 화질 불량을 개선할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 TN 모드로 동작하는 액정표시장치에 있어서, 액정 용량 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터 전압에 의해 흔들리는 스토리지 전압을 가변함으로써, 얼룩 현상 등의 화질 저하를 개선할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 전압 가변부의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구성요소 중 스토리지 전압 가변부(280)를 제외한 모든 구성요소가 동일함으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 전압 가변부(280)는 액정을 구동시키는 전계의 방향이 수직방향인 TN 모드로 한정하여 설명하도록 한다.
상기 스토리지 전압 가변부(280)는 공통전압 생성부(도2의 170)와 액정표시패널(도2의 100) 사이에 구비된다.
구체적으로 스토리지 전압 가변부(280)는 액정표시패널(도2의 100)의 액정 셀들 각각에 형성된 스토리지 캐패시터(Cst)와 전기적으로 연결된다.
스토리지 전압 가변부(280)는 공통전압 생성부(도2의 170)로부터 생성된 공 통전압(Vcom)을 조절하기 위해 적어도 하나 이상의 조절용 캐패시터(Cv)를 구비한다.
조절용 캐패시터(Cv)는 액정표시패널(도2의 100) 상에 형성될 수 있고, 도시되지 않은 구동 PCB에 실장될 수도 있다.
조절용 캐패시터(Cv)는 액정표시패널(도2의 100)의 어레이 기판 형성 공정 시에 형셩될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스토리지 전압 가변부(280)는 조절용 캐패시터(Cv)를 이용하여 공급된 공통전압(Vcom)을 조절하여 조절된 공통전압(MVcom)을 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전함으로써, 액정 셀들의 액정 용량 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터 전압의 영향을 받아 일정한 전압레벨을 유지하기 어려운 스토리지 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이상에서는 스토리지 전압을 일정하게 유지시키기 위한 스토리지 전압 가변부(180, 280)에 관해 두개의 실시예를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 스토리지 전압을 가변할 수 있는 어떠한 구조도 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 모두 포함될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 TN 모드의 액정표시장치에 있어서, 스토리지 전압을 조절할 수 있는 스토리지 전압 가변부를 구비함으로써, 얼룩무늬 등의 화질 불량을 개선할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 데이터 전압이 충전되는 액정 용량 캐패시터와 상기 충전된 데이터 전압의 누설된 전하량을 보충하는 스토리지 캐패시터를 포함하는 다수의 액정 셀들로 이루어진 액정표시패널;
    상기 액정표시패널에 공급되는 공통전압을 생성하는 공통전압 생성부; 및
    상기 액정 셀들에 충전된 상기 데이터 전압의 전압레벨에 따라 상기 스토리지 캐패시터에 충전되는 스토리지 전압을 조절하는 스토리지 전압 가변부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 전압 가변부는 가변저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 전압 가변부는 적어도 하나 이상의 조절용 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 조절용 캐패시터는 상기 액정표시패널의 어레이 기판 제조 시에 형성되 는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지 전압 가변부는 상기 액정표시패널 상에 실장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 수직 전계 방식으로 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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