KR20090020393A - A circuit for excluding the remain voltage of liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에서 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 현상을 방지하는 기술에 관한 것으로, 특히 티엔(TN) 모드에서 불량화소 리페어시 상하부 기판 사이에 잔류전압이 축적되어 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 것을 방지하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 잔류전압 제거회로에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for preventing the appearance of halo-shaped spots in a liquid crystal display, and particularly, is suitable for preventing the appearance of halo-shaped spots due to accumulation of residual voltage between upper and lower substrates during defective pixel repair in TN mode. A residual voltage removing circuit of a liquid crystal display device is provided.
일반적으로, 액정표시장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device arranges two substrates having electrodes formed on one side thereof so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injects a liquid crystal material between the two substrates, and then applies a voltage to the two electrodes. By moving the liquid crystal molecules by the generated electric field, the device expresses the image by the transmittance of light that varies accordingly.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 그 액정패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분되며, 액정패널은 일정 공간을 가지고 합착된 제1,2 기판과, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.Such a liquid crystal display device is largely divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel includes a first and second substrates having a predetermined space and between the two substrates. It consists of a liquid crystal layer injected into.
상기 액정패널은 일반적으로 두 개의 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판 사이에 액정을 채운 구조로 되어 있다. 이 액정에 전압을 인가할 수 있도록 기판에는 투명전극(공통전극, 화소전극)이 형성되어 있다. 이 투명전극은 상기 액정에 전압을 가하여 온오프를 제어하는 역할을 한다.The liquid crystal panel generally has a structure in which a liquid crystal is filled between two glass substrates or a transparent plastic substrate. A transparent electrode (common electrode, pixel electrode) is formed on the substrate so that voltage can be applied to the liquid crystal. The transparent electrode serves to control on and off by applying a voltage to the liquid crystal.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부 영역에 대한 입체도로서, 액정이 구동되는 영역으로 정의되는 액티브 영역을 중심으로 도시하였다.FIG. 1 is a three-dimensional view of a portion of a general liquid crystal display, and is shown centering on an active region defined as a region in which a liquid crystal is driven.
즉, 서로 일정 간격 이격되어 상부 및 하부 기판(110,130)이 대향하고 있고, 이들의 사이에는 액정층(150)이 개재되어 있다.That is, the upper and
상기 하부기판(130) 상부에는 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(132,134)이 서로 교차되어 있고, 이들이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 게이트 및 데이터 배선(132,134)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소 전극(146)이 형성되어 있다.A plurality of gates and
도면에 도시되지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트전압을 인가받는 게이트 전극과, 데이터 전압을 인가받는 소스 및 드레인 전극과, 게이트 전압과 데이터 전압 차에 의해 전압의 온오프를 조절하는 채널로 구성된다.Although not shown in the drawing, the thin film transistor T is a channel for controlling on / off of the voltage by a gate electrode receiving a gate voltage, a source and drain electrode receiving a data voltage, and a difference between the gate voltage and the data voltage. It is composed.
그리고, 상기 상부기판(110)의 하부에는 컬러필터층(112), 공통전극(116)이 순차적으로 형성되어 있다. In addition, a
도면에 상세히 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(112)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터와, 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스로 구성된다.Although not shown in detail in the drawing, the
그리고, 상기 상부 및 하부 기판(110,130)의 각 외부에는 편광측과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(152,154)이 위치하고, 하부 편광판(154)의 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다.In addition, upper and
이러한 액정표시장치는 스위칭 소자 및 화소 전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 거친 기판을 이용하여, 이 두 기판 사이에 액정을 주입하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다.The liquid crystal display device uses a substrate which has undergone an array substrate manufacturing process for forming a switching element and a pixel electrode and a color filter substrate manufacturing process for forming a color filter and a common electrode, and injects liquid crystal between the two substrates. Completed through
도 2는 종래의 액정패널에서 불량화소의 리페어 공정을 개략적으로 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 액정패널에는 서로 교차되는 방향으로 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(202,201)이 형성되어 있고, 그 게이트 및 데이터 배선(202,201)이 교차되는 지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소별로 화소 전극(210)이 형성되어 있다.FIG. 2 schematically illustrates a repair process for defective pixels in a conventional liquid crystal panel. As shown in FIG. 2, a plurality of gates and
여기서, 상기 게이트 배선(201)과 화소 전극(210)이 중첩되는 영역은 절연체(도면에 미표시)가 개재된 상태에서 스토리지 캐패시터(CST)(220)를 이룬다.Here, the region where the gate wiring 201 and the
이러한 액정패널의 검사 과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트 패턴을 띄우고 불량화소의 유무를 탐지하여 불량화소가 발견되면 이에 대한 리페어(repair) 작업을 수행하게 된다.In the process of inspecting the liquid crystal panel, a test pattern is displayed on the screen of the liquid crystal panel and the presence or absence of a defective pixel is detected, and when a defective pixel is found, repair is performed.
특히 화면상에 블랙 패턴을 띄웠을 때, 쇼트 불량 또는 신호 불량 등의 이유로 휘점(항상 켜져 있는 셀)으로 나타나는 불량셀을 암점화하는 리페어 공정이 필요하다. In particular, when a black pattern is floated on the screen, a repair process for darkening a defective cell that appears as a bright point (a cell that is always on) due to short or poor signal is required.
도 2a에서와 같이 노멀리 화이트(normally white)인 경우에는 휘점의 원인이 박막트랜지스터(T)의 동작불량에 있어 화소전극(210)과 전기적으로 연결되지 않아 화소전극(210)에 충전이 불가능하여 발생되는 경우가 많다. 이와 같은 경우, 스토리지 캐패시터부(220)의 소정 위치에 레이저를 이용하여 용접하여 게이트 배선(202)과 화소부가 접촉되도록 하여 화소전극(210)이 항상 온되게 한다. In the case of normally white, as shown in FIG. 2A, since the cause of the bright spot is an operation failure of the thin film transistor T, it is not electrically connected to the
또한, 도 2b에 도시한 바와 같이, 노멀리 블랙(normally black)의 경우에는 휘점의 원인이 박막트랜지스터(T) 제작시에 쇼트로 인하여 화소전극(210)에 항상 전압이 공급되는데 있으므로 쇼트된 부위를 레이저로 절단하여 화소전극(210)의 전원이 차단되게 한다.In addition, as shown in FIG. 2B, in the case of normally black, since the cause of the bright spot is that the voltage is always supplied to the
한편, 도 3a는 넌-비디에프(Non-BDF(Bright Dot Free)) 구조에서 휘점이 보이게 되는 원리를 나타낸 것이다. 즉, 상부기판(301)의 공통전극(303)에 공통전압(Vcom)을 공급하고 있는 상태에서, 이물질 등의 원인에 의해 박막트랜지스터 불량이 발생되면, 상부기판(301)의 해당 화소와 하부기판(305)의 스토리지 라인(307)을 연결해 주는 리페어 작업을 수행하게 되는데, 이때 Non-BDF 구조에서는 하부기판(305)의 스토리지 라인(307)에 공통전압(Vcom)을 인가하기 때문에 TN(TN: Twisted Nematic) 특성에 의하여 해당 화소가 휘점으로 보이게 된다.Meanwhile, FIG. 3A illustrates a principle in which bright spots are visible in a non-BDF (Bright Dot Free) structure. That is, when a thin film transistor defect occurs due to a foreign material or the like while the common voltage Vcom is being supplied to the
이를 개선하기 위한 BDF 구조를 도 3b에 나타내었다. 즉, 이물질 등의 원인에 의해 박막트랜지스터 불량이 발생되어 상부기판(301)의 해당 화소와 하부기판(305)의 스토리지 라인(307)을 연결해 주는 리페어 작업을 수행할 때 BDF 구조에서는 하부기판(305)의 스토리지 라인(307)에 접지전압(GND=0V)을 인가한다. 이에 따라, 상부기판(301)의 공통전압(Vcom)과 하부기판(305)의 스토리지 라인(307)에 공급되는 접지전압(GND) 간의 전위차에 의해 암점화가 이루어져 관측자는 불량화소를 인식하지 못하게 된다. The BDF structure to improve this is shown in Figure 3b. That is, when a thin film transistor defect occurs due to a foreign material or the like, the
이와 같이, 종래 기술에 의한 액정표시장치에서 불량 화소에 대한 리페어 작업을 수행할 때 BDF 구조에서는 암점화를 위해 하부기판의 스토리지 라인에 접지전압을 지속적으로 인가하여 상부기판과 하부기판의 스토리지 라인 간의 전위차에 의해 잔류 직류전압(DC)이 발생되었다. 이로 인하여 화면상에 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 문제점이 있었다.As described above, when performing a repair operation on a bad pixel in a liquid crystal display according to the prior art, the BDF structure continuously applies a ground voltage to a storage line of a lower substrate for darkening, and thus, between the upper substrate and the storage line of the lower substrate. The residual DC voltage DC was generated due to the potential difference. As a result, there was a problem in which a halo stain appeared on the screen.
따라서, 본 발명의 목적은 TN 모드에서 불량화소를 리페어할 때 상하부 기판 사이에 소정의 전위차를 갖는 전압을 지속적으로 공급하는 것에 의해 잔류전압이 축적되는 것을 방지하여 달무리 형태의 얼룩이 나타나지 않도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to prevent the accumulation of residual voltage by preventing the accumulation of residual voltage by continuously supplying a voltage having a predetermined potential difference between upper and lower substrates when repairing defective pixels in the TN mode.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컬러필터층과 공통전극이 순차적으로 적층된 상부기판과; 다수 개의 게이트 및 데이터 배선이 서로 교차되어 그 교차 지점에 박막트랜지스터가 형성되고, 이 교차 지점으로 정의되는 화소영역에 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 형성되며, 그 화소전극의 하부에 스토리지라인이 형성된 하부기판과; 상기 상하부 기판의 사이에 개재된 액정층과; 상기 하부기판의 스토리지라인에 전위차가 동일하고 극성이 상반된 전압을 소정 주기로 교번되게 공급하는 스토리지전압 공급부로 구성함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the upper substrate and the color filter layer and the common electrode sequentially stacked; A plurality of gates and data wires cross each other to form a thin film transistor at an intersection thereof, and a pixel electrode connected to the thin film transistor is formed in a pixel region defined by the crossing point, and a lower storage line is formed below the pixel electrode. A substrate; A liquid crystal layer interposed between the upper and lower substrates; And a storage voltage supply unit alternately supplying voltages having the same potential difference and opposite polarities to the storage line of the lower substrate at predetermined cycles.
본 발명은 불량화소에 대한 암점화를 위해 하부기판의 스토리지 라인에 전압을 공급할 때 상부기판의 공통전극에 공급되는 공통전압을 기준으로 전위차는 동일하지만 극성이 서로 반대인 두 전압을 소정 주기로 교번되게 공급되게 함으로써, 상부기판의 공통전극과 하부기판의 스토리지 라인 간의 잔류 직류전압이 주기적으로 상쇄되고, 이로 인하여 그들 간에 잔류 직류전압이 생성되지 않아 화면상에 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 것이 방지되는 효과가 있다.According to the present invention, when a voltage is supplied to a storage line of a lower substrate for darkening a defective pixel, two voltages having the same potential difference but opposite polarities are alternated at a predetermined cycle based on a common voltage supplied to a common electrode of the upper substrate. By supplying, the residual DC voltage between the common electrode of the upper substrate and the storage line of the lower substrate is periodically canceled, whereby the residual DC voltage is not generated therebetween, thereby preventing the appearance of halo on the screen. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 잔류전압 제거회로의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 컬러필터층(402), 공통전극(403)이 순차적으로 형성되어 있는 상부기판(401)과; 다수 개의 게이트 및 데이터 배선이 서로 교차되어 있고, 이들이 교차되는 지점에 박막트랜지스터가 형성되어 있으며, 그 교차되는 지점으로 정의되는 화소영역에는 박막트랜지스터와 연결된 화소전극(406)이 형성되며, 그 화소전극(406)의 하부에 스토리지라인(407)이 형성된 하부기판(405)과; 상기 상하부 기판(401),(405)의 사이에 개재된 액정층(404)과; 클럭신호(CLK)의 제어를 받아 상기 하부기판(405)의 스토리지라인(407)에 전위차가 동일하고 극성이 서로 반대인 전압을 소정 주기로 교번되게 공급하여 그들간에 잔류 직류전압이 생성되는 것을 억제하는 스토리지전압 공급부(408)로 구성하였다.FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a residual voltage removing circuit of a liquid crystal display according to the present invention. As shown therein, an upper substrate on which a
상기 스토리지전압 공급부(408)는 상기 클럭신호(CLK)의 단자가 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되고, 전원단자전압(VDD)이 저항(R2)을 통해 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터에 접속되어 그 접속점이 상기 하부기판(405)의 스토리지라인(407)에 접속되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터는 저항(R3)을 통해 접지단자에 접속된 구조로 구성하였다.The storage
이와 같이 구성한 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Detailed description for the implementation of the present invention configured as described above is as follows.
이물질 등의 원인에 의해 액정패널상에 배열된 스위칭소자 박막트랜지스터에 불량이 발생되어 상부기판(401)의 해당 화소와 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)을 연결해 주는 리페어 작업을 수행하게 된다.Defects occur in the switching element thin film transistors arranged on the liquid crystal panel due to foreign matters, thereby performing a repair operation for connecting the pixel of the
여기서, 상기 스토리지 라인(407)은 액정패널상의 액정 캐패시터(도면에 미표시)에 충전된 데이터전압을 다음 데이터전압이 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터가 연결되는 라인이다.Here, the
이때, 본 발명이 적용되는 BDF 구조에서는 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 통상의 경우와 같이 소정 레벨의 전압(예: GND)을 지속적으로 공급하는 것이 아니라, 도 5에서와 같이 상부기판(401)의 공통전극(403)에 공급되는 공통전압(Vcom)을 기준으로 ⓐ V만큼 높은 전원단자전압(예: VDD)과 -ⓐ V만큼 낮은 접지전압(예: GND)을 소정의 주기(예: 클럭신호의 주기)교번되게 공급한다.In this case, the BDF structure to which the present invention is applied does not continuously supply a predetermined level of voltage (eg, GND) to the
이와 같이 하는 경우, 상기 상부기판(401)의 공통전극(403)에 공급되는 공통전압(Vcom)과 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 공급되는 전원단자전압(VDD) 또는 접지전압(GND) 간의 전위차에 의해 해당 화소에 대한 암점화가 이루어져 관측자는 불량화소를 인식하지 못하게 된다. In this case, the common voltage Vcom supplied to the
이와 같이 암점화를 위해 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 전압을 공급함에 있어서, 상부기판(401)의 공통전극(403)에 공급되는 공통전압(Vcom)을 기준으로 전위차는 동일하지만 극성이 서로 반대인 두 전압 예를 들어, 전원단자전압(VDD)과 접지전압(GND)이 클럭신호(CLK)의 주기에 맞춰 교번되게 공급되게 함으로써, 상부기판(401)의 공통전극(403)과 하부기판(405)의 스토리지 라인(407) 간의 잔류 직류전압이 주기적으로 상쇄된다. 이에 따라, 상기 상부기판(401)의 공통전압(Vcom)과 하부기판(405)의 스토리지 라인(407) 간에 잔류 직류전압이 생성되지 않게 된다. As such, when supplying a voltage to the
결국, 상기 설명에서와 같이 불량화소에 대한 암점화를 위해 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 전압을 공급할 때, 상부기판(401)의 공통전극(403)에 공급되는 공통전압(Vcom)을 기준으로 전위차는 동일하지만 극성이 서로 반대인 전원단자전압(VDD)과 접지전압(GND)을 교번되게 공급함으로써, 상부기판(401)의 공통전극(403)과 하부기판(405)의 스토리지 라인(407) 간에 소정의 전위차(|ⓐ V|)가 지속적으로 유지되게 하여 암점화가 이루어지고 이때 잔류 직류전압이 생성되는 것을 방지할 수 있게 된다. As a result, when the voltage is supplied to the
이를 위해 스토리지전압 공급부(408)에서 상기 도 6에서와 같은 전원단자전압(VDD) 및 접지전압(GND)을 생성하여 상기 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 공급하게 되는데, 이에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.To this end, the storage
트랜지스터(Q1)의 베이스측에 제어부(또는 타이밍 콘트롤러)로부터 도 6의 (a)와 같은 클럭신호(CLK)가 공급되고, 이에 의해 그 트랜지스터(Q1)가 온오프된다.The clock signal CLK as shown in Fig. 6A is supplied from the control unit (or the timing controller) to the base side of the transistor Q1, whereby the transistor Q1 is turned on and off.
상기 클럭신호(CLK)가 '로우'로 공급될 때 이에 의해 상기 트랜지스터(Q1)가 턴오프된다. 이에 따라, 전원단자전압(VDD)이 상기 트랜지스터(Q1)를 통해 상기 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 공급된다. 상기 전원단자전압(VDD)은 도 5에서와 같이 공통전압(Vcom)을 기준으로 ⓐ V만큼 높은 전압이다.When the clock signal CLK is supplied 'low', the transistor Q1 is thereby turned off. Accordingly, the power supply terminal voltage VDD is supplied to the
이와 반대로, 상기 클럭신호(CLK)가 '하이'로 공급될 때 이에 의해 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온된다. 이에 따라, 접지전압(GND)이 상기 트랜지스터(Q1)를 통해 상기 하부기판(405)의 스토리지 라인(407)에 공급된다. 상기 접지전압(GND)은 도 5에서와 같이 공통전압(Vcom)을 기준으로 -ⓐ V만큼 낮은 전압이다. On the contrary, when the clock signal CLK is supplied 'high', the transistor Q1 is thereby turned on. Accordingly, the ground voltage GND is supplied to the
결국, 상기 스토리지전압 공급부(408)에서는 스위칭 소자인 트랜지스터(Q1)를 이용하여, 공통전압(Vcom)을 기준으로 ⓐ V만큼 높은 전원단자전압(VDD)과 -ⓐ V만큼 낮은 접지전압(GND)을 상기 클럭신호(CLK)에 동기하여 교번되게 생성하여 이를 상기 하부기판(405)의 스토리지라인(407)에 출력한다.As a result, the storage
도 1은 종래 액정표시장치의 일부 영역에 대한 입체도.1 is a three-dimensional view of a portion of a conventional liquid crystal display device.
도 2a 및 도 2b는 종래의 액정패널에서 불량화소의 리페어 공정을 개략적으로 나타낸 개략도. 2A and 2B are schematic views showing a repair process of defective pixels in a conventional liquid crystal panel.
도 3a는 넌-비디에프 구조에서 휘점이 보이게 되는 원리를 나타낸 액정패널의 종단면도.3A is a longitudinal cross-sectional view of a liquid crystal panel showing a principle in which bright spots are visible in a non-BD structure;
도 3b는 불량화소가 휘점으로 보이는 것을 개선하기 위한 BDF 구조를 나타낸 액정패널의 종단면도.3B is a longitudinal sectional view of a liquid crystal panel showing a BDF structure for improving the appearance of defective pixels with bright spots.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 잔류전압 제거회로의 블록도.4 is a block diagram of a residual voltage removing circuit of a liquid crystal display according to the present invention;
도 5는 본 발명에서 상부기판의 공통전극에 공급되는 두 전압의 전위를 공통전압을 기준으로 나타낸 설명도.5 is an explanatory diagram showing potentials of two voltages supplied to a common electrode of an upper substrate based on a common voltage in the present invention;
도 6의 (a)는 본 발명에 적용되는 클럭신호의 파형도.6A is a waveform diagram of a clock signal applied to the present invention.
도 6의 (b)는 본 발명에서 상부기판의 공통전극에 공급되는 전압의 파형도.Figure 6 (b) is a waveform diagram of the voltage supplied to the common electrode of the upper substrate in the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*** *** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
401 : 상부기판 402 : 컬러필터층401: upper substrate 402: color filter layer
403 : 공통전극 404 : 액정층403: common electrode 404: liquid crystal layer
405 : 하부기판 406 : 화소전극405: lower substrate 406: pixel electrode
407 : 스토리지라인 408 : 스토리지전압 공급부407: storage line 408: storage voltage supply
Claims (5)
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- 2007-08-23 KR KR1020070085130A patent/KR20090020393A/en not_active Application Discontinuation
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