KR20110063045A - Liquid crystal display with scanner and driving method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스캐너 내장형 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 제조비용이 절감될 수 있고 수율이 향상될 수 있는 스캐너 내장형 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scanner-embedded liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly, to a scanner-embedded liquid crystal display device and a method of driving the same which can reduce manufacturing costs and improve yield.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.In recent years, as the information age has entered, the display field for visually expressing electrical information signals has been rapidly developed, and various flat panel display devices having excellent performance of thinning, light weight, and low power consumption have been developed. Flat Display Device has been developed to quickly replace the existing Cathode Ray Tube (CRT).
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다. 이와 같은 평판 표시장치들은, 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 절연기판을 대면 합착한 구성을 가짐으로써 화상을 구현하는 표시패널을 필수적으로 구비한다.Specific examples of such a flat panel display device include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an electroluminescent display device. Electro luminescence Display Device (ELD) and Electro-Wetting Display (EWD). Such flat panel displays essentially include a display panel that implements an image by bonding a pair of insulating substrates to each other with a unique light emitting or polarizing material layer interposed therebetween.
이 중 액정표시장치는 전계에 따라 조절되는 액정의 광 투과율을 이용하여 화상을 표시하는 장치로, 소형화, 박형화 및 저전력 소모의 장점을 가지고 있어, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 널리 사용되고 있다. Among them, the liquid crystal display device displays an image by using the light transmittance of the liquid crystal that is adjusted according to the electric field, and has the advantages of miniaturization, thinning, and low power consumption, and is used for notebook computers, office automation devices, and audio / video devices. It is widely used.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 액정패널을 나타내는 등가회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram illustrating a liquid crystal panel of a general liquid crystal display device.
일반적인 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정패널 및 액정패널을 구동하는 구동회로부를 포함하여 이루어진다. 그 중 액정패널은, 서로 대향하는 박막트랜지스터어레이기판(Thin Film Transistor Array Substrate)과 컬러필터어레이기판(Color Filter Array Substrate), 박막트랜지스터어레이기판과 컬러필터어레이기판 사이의 일정한 셀갭 유지를 위한 스페이서 및 박막트랜지스터어레이기판과 컬러필터어레이기판 사이에 충진되어 있는 액정층을 포함하여 구성되어, 복수의 화소를 포함되는 화소 어레이를 형성한다. A general liquid crystal display device includes a liquid crystal panel for displaying an image and a driving circuit portion for driving the liquid crystal panel. Among them, the liquid crystal panel includes a spacer for maintaining a constant cell gap between the thin film transistor array substrate and the color filter array substrate, the thin film transistor array substrate, and the color filter array substrate. A liquid crystal layer filled between the thin film transistor array substrate and the color filter array substrate is formed to form a pixel array including a plurality of pixels.
복수의 화소 각각은, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 교차배치되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(GL)과 복수의 데이터라인(DL), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차되는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터(T) 및 박막 트랜지스터(T)와 연결되는 액정커패시터(Clc)를 포함하여 구성된다. As illustrated in FIG. 1, each of the plurality of pixels is arranged to cross each other to define a pixel area, a plurality of gate lines GL, a plurality of data lines DL, a gate line GL, and a data line DL. The thin film transistor T and the liquid crystal capacitor Clc connected to the thin film transistor T are formed in the crossing region.
여기서, 액정커패시터(Clc)는 화소영역에 대응되는 액정층의 정전용량(capacitivity)를 의미한다. 박막 트랜지스터(T)는 게이트라인(GL)을 통해 인가된 게이트신호에 따라 턴온-턴오프하고, 턴온하면 데이터라인(DL)을 통해 인가된 데이터신호를 액정커패시터(Clc)의 일단으로 출력한다. 이때, 액정커패시터(Clc)에 소정의 전하가 충전되면서, 액정커패시터(Clc)에 대응되는 액정층에 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 액정층에 구비된 액정 셀의 방향이 조절되어 광 투과율이 조절된다. 이와 같이, 액정표시장치는, 복수의 화소 각각의 광 투과율을 조절함으로써, 화상을 표시하게 된다.Herein, the liquid crystal capacitor Clc refers to the capacitance of the liquid crystal layer corresponding to the pixel region. The thin film transistor T is turned on and off according to the gate signal applied through the gate line GL, and when turned on, the thin film transistor T outputs the data signal applied through the data line DL to one end of the liquid crystal capacitor Clc. At this time, while a predetermined charge is charged in the liquid crystal capacitor Clc, an electric field is formed in the liquid crystal layer corresponding to the liquid crystal capacitor Clc, and the direction of the liquid crystal cell provided in the liquid crystal layer is adjusted by such an electric field, so that the light transmittance is increased. Adjusted. In this manner, the liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of each of the plurality of pixels.
한편, 액정표시장치는 화상 표시 기능 외의 다른 기능들을 수행할 수 있도록 발전하는 추세인데, 특히, 화상을 표시하기 위한 화소 어레이에 광을 센싱하기 위한 광 센싱 어레이를 부가하여 스캐너(scanner)의 기능이 포함된 스캐너 내장형 액정표시장치가 제안되었다. On the other hand, liquid crystal display devices tend to be developed to perform functions other than an image display function. In particular, a function of a scanner is added by adding a light sensing array for sensing light to a pixel array for displaying an image. An embedded liquid crystal display device with a scanner has been proposed.
도 2는 종래기술에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치의 액정패널을 나타내는 등가회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel of a scanner-embedded liquid crystal display device according to the prior art.
종래기술에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치에 구비된 액정패널은, 광 센싱 어레이가 부가된 화소 어레이를 형성한다. 화소 어레이에 포함되는 복수의 화소 각각은 화상 표시를 위한 표시 영역과 광 센싱을 위한 센싱 영역으로 구분된다.The liquid crystal panel provided in the scanner-embedded liquid crystal display device according to the related art forms a pixel array to which a light sensing array is added. Each of the pixels included in the pixel array is divided into a display area for image display and a sensing area for light sensing.
즉, 복수의 화소 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소 영역이 정의되도록 서로 교차되도록 배치되는 복수의 게이트라인(GL)과 복수의 데이터라인(DL), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차하는 영역에 형성되는 복수의 제1 트랜지스터(T1), 복수의 제1 트랜지스터(T1)에 각각 연결되는 복수의 액정커패시터(Clc), 복수의 게이트라인(GL)에 교차되고 복수의 데이터라인(DL)과 교번하면서 평행하게 배치되는 복수의 리드아웃라인(Readout Line: RL), 게이트라인(GL)과 리드아웃라 인(RL)이 교차하는 영역에 형성되는 복수의 제2 트랜지스터(T2) 및 복수의 제2 트랜지스터(T2)에 각각 연결되는 센싱커패시터(Csc)를 포함하여 구성된다. That is, as illustrated in FIG. 2, each of the plurality of pixels includes a plurality of gate lines GL, a plurality of data lines DL, a gate line GL, and a data line that are arranged to cross each other so that the pixel region is defined. A plurality of first transistors T1 formed in a region where DL intersects, a plurality of liquid crystal capacitors Clc connected to the plurality of first transistors T1, and a plurality of gate lines GL, respectively. A plurality of second transistors formed in a region in which a plurality of readout lines RL and gate lines GL and the readout line RL intersect and are alternately arranged in parallel with each other; And a sensing capacitor Csc respectively connected to the T2 and the plurality of second transistors T2.
여기서, 복수의 게이트라인(GL)과 복수의 데이터라인(DL), 제1 트랜지스터(T1) 및 액정커패시터(Clc)에 대한 설명은, 도 1에서 설명한 일반적인 액정표시장치와 동일하므로, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.The descriptions of the plurality of gate lines GL, the plurality of data lines DL, the first transistor T1, and the liquid crystal capacitor Clc are the same as those of the general liquid crystal display device described with reference to FIG. The description will be omitted.
센싱커패시터(Csc)는 외부로부터 입사된 광량에 대응하는 광전압을 저장한다. 이때, 광전압은, 센싱영역에 배치되는 센싱용 박막 트랜지스터(미도시)가 외부로부터 입사된 광량에 대응하여 센싱커패시터(Csc)로 출력하는 전압이다. The sensing capacitor Csc stores an optical voltage corresponding to the amount of light incident from the outside. In this case, the photovoltage is a voltage that the sensing thin film transistor (not shown) disposed in the sensing region outputs to the sensing capacitor Csc in response to the amount of light incident from the outside.
제2 트랜지스터(T2)는 게이트라인(GL)을 통해 인가된 게이트신호에 따라 턴온-턴오프되고, 턴온하면 센싱커패시터(Csc)에 저장된 광전압을 리드아웃라인(RL)에 인가한다. The second transistor T2 is turned on and off in response to a gate signal applied through the gate line GL, and when turned on, the second transistor T2 applies an optical voltage stored in the sensing capacitor Csc to the readout line RL.
이와 같이 구성되는 종래의 스캐너 내장형 액정표시장치는, 표시영역과 센싱영역을 각각 포함하는 복수의 화소 어레이를 구비하여, 화면 표시 모드 또는 스캐너 모드로 구동될 수 있다.The conventional scanner-embedded liquid crystal display device configured as described above includes a plurality of pixel arrays each including a display area and a sensing area, and may be driven in a screen display mode or a scanner mode.
그런데, 종래의 스캐너 내장형 액정표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 행(가로줄)에 배치되는 화소들에 대응하여 하나의 게이트라인(GL)이 배치되고, 하나의 열(세로줄)에 배치되는 화소들에 대응하여 하나의 데이터라인(DL) 및 하나의 리드아웃라인(RL)이 배치된다. 즉, 화소 어레이에서 세로줄의 개수가 증가될수록, 데이터라인(DL) 및 리드아웃라인(RL)의 개수가 증가하게 된다. 특히, 스캐너 내장형 액정표시장치가 WXGA(Wide eXtended Graphics Array, 1366×768) 이상의 해상도로 마련되는 경우, 화소 어레이의 세로줄은 768×(R + G + B)가 되고, 이에 비례하여 리드아웃(RL)의 개수 및 리드아웃(RL)을 구동하는 리드아웃구동 집적회로(이하, "RL-IC"로 지칭함)의 개수가 증가된다. RL-IC는 복수의 리드아웃(RL)에 인가된 광전압을 각각 인지해야 하므로, 게이트라인(GL)을 구동하는 게이트구동 집적회로(이하, "GL-IC"로 지칭함)에 비해 상대적으로 복잡하고, 민감하며, 고가이다. 따라서, 종래의 스캐너 내장형 액정표시장치는 해상도가 높을수록, 증가된 리드아웃(RL)의 개수에 비례하여 RL-IC의 개수가 증가되어, 제조비용이 매우 상승하는 문제점이 있다. However, in the conventional scanner-embedded liquid crystal display device, as illustrated in FIG. 2, one gate line GL is disposed corresponding to pixels arranged in one row (horizontal row), and one column (vertical row). One data line DL and one readout line RL are disposed corresponding to the pixels disposed in the. That is, as the number of vertical lines increases in the pixel array, the number of data lines DL and readout lines RL increases. In particular, when the scanner-embedded liquid crystal display device is provided with a resolution of WXGA (Wide eXtended Graphics Array, 1366 x 768) or more, the vertical line of the pixel array becomes 768 x (R + G + B), and the readout (RL) is proportional thereto. ) And the number of readout driving integrated circuits (hereinafter referred to as "RL-IC") for driving the readout RL are increased. Since the RL-IC needs to recognize each of the photo voltages applied to the plurality of readouts RL, the RL-IC is relatively more complicated than the gate driving integrated circuit driving the gate line GL (hereinafter, referred to as "GL-IC"). , Sensitive, and expensive. Therefore, the conventional scanner-embedded liquid crystal display device has a problem in that as the resolution is higher, the number of RL-ICs increases in proportion to the increased number of readouts RL, resulting in a very high manufacturing cost.
또한, 게이트라인(GL), 데이터라인(DL) 및 리드아웃라인(RL)을 구동하는 집적회로(Integrated Circuit: IC)는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package: TCP) 또는 기판 등에 실장되어 배치된다. 그런데, RL-IC의 경우, 복잡하고 민감하여, IC 실장공정에 의해 불량이 될 가능성이 높으므로, 실장될 RL-IC의 개수가 증가될수록, 스캐너 내장형 액정표시장치의 수율 감소를 예측할 수 있다. 따라서, 종래의 스캐너 내장형 액정표시장치는 해상도가 높을수록, 증가된 리드아웃(RL)의 개수에 비례하여 RL-IC의 개수가 증가되어, 수율이 감소되는 문제점이 있다.In addition, an integrated circuit (IC) for driving the gate line GL, the data line DL, and the readout line RL is mounted on a tape carrier package (TCP) or a substrate. However, since the RL-IC is complicated and sensitive, and is likely to be defective by the IC mounting process, as the number of RL-ICs to be mounted increases, it is possible to predict a decrease in yield of the scanner-embedded liquid crystal display device. Therefore, the conventional scanner-embedded liquid crystal display device has a problem that the higher the resolution, the number of RL-ICs increases in proportion to the increased number of read-outs RL, thereby decreasing the yield.
이에 따라, 본 발명은, 제조비용이 절감될 수 있고 수율이 향상될 수 있는 스캐너 내장형 액정표시장치와 그 구동방법를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a scanner-embedded liquid crystal display device and a method of driving the same, which can reduce manufacturing cost and improve yield.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 서로 교번하여 배치되는 복수의 제1 게이트라인과 복수의 제2 게이트라인; 복수의 화소가 정의되도록, 상기 복수의 제1 게이트라인 또는 상기 복수의 제2 게이트라인에 교차하는 방향으로, 서로 교번하여 배치되는 복수의 데이터라인과 복수의 리드아웃라인; 상기 제1 게이트라인 또는 상기 제2 게이트라인과 상기 데이터라인이 교차하는 영역에 형성되는 표시트랜지스터; 및 상기 제1 게이트라인 또는 상기 제2 게이트라인과 상기 리드아웃라인이 교차하는 영역에 형성되는 스위칭트랜지스터를 포함하는 스캐너 내장형 액정표시장치를 제공한다. 이때, 상기 복수의 화소 중 하나의 리드아웃라인을 사이에 두고 서로 인접한 제1열과 제2열에 배치된 화소들은 상기 하나의 리드아웃라인과 연결되는 상기 스위칭트랜지스터를 각각 포함함을 특징으로 한다.In order to solve such a problem, the present invention provides a plurality of first gate lines and a plurality of second gate lines that are alternately disposed; A plurality of data lines and a plurality of lead-out lines disposed alternately with each other in a direction crossing the plurality of first gate lines or the plurality of second gate lines such that a plurality of pixels are defined; A display transistor formed in an area where the first gate line or the second gate line and the data line cross each other; And a switching transistor formed at an area where the first gate line or the second gate line and the lead-out line cross each other. In this case, the pixels arranged in the first column and the second column adjacent to each other with one lead-out line among the plurality of pixels include the switching transistors connected to the one lead-out line.
그리고, 본 발명은, 스캐너 내장형 액정표시장치를 스캐너 모드로 구동하는 방법에 있어서, 상기 스캐너 내장형 액정표시장치는 하나의 행에 배치되고 제1 게이트라인에 연결되는 제1 그룹의 화소와, 상기 하나의 행에 배치되고 상기 제1 게이트라인에 교번한 제2 게이트라인에 연결되는 제2 그룹의 화소를 포함하고, 상기 제1 게이트라인에 게이트신호를 인가하여, 상기 제1 그룹의 화소의 광전압을 각각 인지하는 단계; 및 상기 제2 게이트라인에 게이트신호를 인가하여, 상기 제2 그룹의 화소의 광전압을 각각 인지하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 스캐너 내장형 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of driving a scanner-embedded liquid crystal display device in a scanner mode, wherein the scanner-embedded liquid crystal display device includes a first group of pixels arranged in one row and connected to a first gate line; A second group of pixels disposed in a row of the second gate line and connected to a second gate line alternated with the first gate line, and applying a gate signal to the first gate line to provide an optical voltage of the pixel of the first group Recognizing each; And applying a gate signal to the second gate line to recognize optical voltages of the second group of pixels, respectively.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 리드아웃라인을 사이에 두고 인접한 두 개의 열에 배치되는 복수의 화소가 하나의 리드아웃라인을 공유하여, 복수의 화소에 대응되어 필요한 리드아웃라인의 개수가 감소될 수 있다. 이에 따라, 리드아웃라인을 구동하는 리드아웃구동 집적회로의 개수도 감소된 리드아웃라인에 비례하여 줄일 수 있다. 또한, 하나의 데이터라인을 사이에 두고 인접한 두 개의 열에 배치되는 복수의 화소가 하나의 데이터라인을 공유하여, 복수의 화소에 대응되어 필요한 데이터라인의 개수가 감소될 수 있다. 따라서, 리드아웃구동 집적회로 및 데이터라인을 구동하는 데이터구동 집적회로의 개수를 줄일 수 있어, 제조비용이 감소될 수 있고, 불량 발생율이 낮아져서 수율이 향상될 수 있으므로, 특히, 고해상도의 스캐너 내장형 액정표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.As described above, according to the present invention, a plurality of pixels arranged in two adjacent columns with one lead-out line therebetween share one lead-out line, so that the number of necessary lead-out lines corresponding to the plurality of pixels is increased. Can be reduced. Accordingly, the number of lead-out driving integrated circuits driving the lead-out line may be reduced in proportion to the reduced lead-out line. In addition, a plurality of pixels arranged in two adjacent columns with one data line therebetween share one data line, so that the number of necessary data lines corresponding to the plurality of pixels may be reduced. Therefore, the number of read-out driving integrated circuits and data driving integrated circuits driving the data lines can be reduced, so that manufacturing costs can be reduced, and the yield rate can be improved by lowering the defective rate, and in particular, high resolution scanner-embedded liquid crystals. It can be usefully applied to the display device.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치 및 그 구동방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a scanner-embedded liquid crystal display device and a driving method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정패널, 액정패널에 광을 조사하는 백라이트유닛, 액정패널을 구동하는 구동회로부를 포함하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, a scanner-embedded liquid crystal display device includes a liquid crystal panel for displaying an image, a backlight unit for irradiating light to the liquid crystal panel, and a driving circuit unit for driving the liquid crystal panel.
여기서, 액정패널은, 서로 대향하는 박막트랜지스터어레이기판(Thin Film Transistor Array Substrate, 이하 "TFT기판"으로 지칭함)과 컬러필터어레이기판(Color Filter Array Substrate, 이하 "CF기판"으로 지칭함), TFT기판과 CF기판 사이의 일정한 셀갭 유지를 위한 스페이서 및 TFT기판과 CF기판 사이에 충진되는 액정층을 포함하여 구성되어, R(Red), G(Green), B(Blue) 중 어느 하나에 대응하는 복수의 화소를 형성한다. 이때, R, G, B 화소의 조합으로 하나의 단위화소가 정의될 수 있다. 복수의 화소는 각각 화상을 표시하는 표시영역과 광을 센싱하는 센싱영역으로 구분되어, 사실상 디스플레이 어레이와 광 센싱 어레이의 조합으로 마련된다.Here, the liquid crystal panel includes a thin film transistor array substrate (hereinafter referred to as a TFT substrate), a color filter array substrate (hereinafter referred to as a “CF substrate”), and a TFT substrate facing each other. And a liquid crystal layer filled between the TFT substrate and the CF substrate and a spacer for maintaining a constant cell gap between the substrate and the CF substrate, and corresponding to any one of R (Red), G (Green), and B (Blue). To form the pixel. In this case, one unit pixel may be defined by a combination of R, G, and B pixels. Each of the plurality of pixels is divided into a display area for displaying an image and a sensing area for sensing light, and are actually provided as a combination of a display array and a light sensing array.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치의 화소를 나타낸 평면도이다.3 is a plan view illustrating pixels of a scanner-embedded liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
화소(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 교번하여 배치된 제1 게이트라인(110)과 제2 게이트라인(111), 표시영역(P)과 센싱영역(S)을 포함한 화소영역이 정의되도록 제1 게이트라인(110)과 제2 게이트라인(111)에 교차하는 방향으로 배치되는 데이터라인(120), 제1 게이트라인(110)과 제2 게이트라인(111)에 교차하는 방향으로 데이터라인(120)과 교번하여 배치되는 리드아웃라인(130), 제1 게이트라인(110)과 데이터라인(120)이 교차하는 영역에 형성되는 표시트랜지스터(Td), 표시영역(P)에 대응되어 배치되고 표시트랜지스터(Td)의 드레인 전극과 연결되는 화소전극(미도시), 표시영역(P)에 대응되고, 화소전극(미도시)와 대향 또는 교번하여 배치되는 공통전극(미도시), 센싱영역에 배치되고 광을 센싱하여 광 전압을 출력하 는 포토트랜지스터(Tp), 포토트랜지스터(Tp)에 제1 구동전압을 인가하는 제1 구동전압 공급라인(140), 포토트랜지스터(Tp)에서 출력한 광 전압을 저장하는 센서 스토리지 커패시터(Cst), 센서 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되고 포토트랜지스터(Tp)에 제1 구동전압과 다른 제2 구동전압을 인가하는 제2 구동전압 공급라인(141) 및 제2 게이트라인(111)과 리드아웃라인(130)이 교차하는 영역에 형성되고 센서 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되는 스위칭트랜지스터(Ts)을 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 3, the
여기서, 표시트랜지스터(Td)는 제1 게이트라인(110)을 통해 인가된 제1 게이트신호에 의해 턴온-턴오프하고, 턴온하면 데이터라인(120)을 통해 인가된 데이터신호를 화소전극(미도시)으로 출력한다. 화소전극(미도시)는 표시트랜지스터(Td)가 턴온하여 데이터신호가 인가되면, 공통전압이 인가되는 공통전극(미도시)과 함께, 화소영역(P)에 대응되는 액정층에 전계를 형성하여, 화소의 광 투과율이 조절되도록 한다. 이때, 제1 게이트라인(110)과 화소전극(미도시) 또는 공통전극(미도시) 사이의 중첩 영역에 스토리지커패시터(미도시)가 형성되어, 표시트랜지스터(Td)가 턴오프한 이후에도 액정층에 형성된 전계가 유지될 수 있도록 한다.Here, the display transistor Td is turned on and off by the first gate signal applied through the
그리고, 포토트랜지스터(Tp)는 액정패널 위에 놓여진 이미지에 따라 입사되는 광량에 대응하는 광 전압을 출력한다. 예를들어, 포토트랜지스터(Tp)는 높은 명도의 이미지에 대응하여 높은 광 전압을 출력하고, 낮은 명도의 이미지에 대응하여 낮은 광 전압을 출력하는 소자인 것일 수 있다. The phototransistor Tp outputs an optical voltage corresponding to the amount of incident light according to the image placed on the liquid crystal panel. For example, the phototransistor Tp may be a device that outputs a high optical voltage in response to a high brightness image and outputs a low optical voltage in response to a low brightness image.
센서 스토리지 커패시터(Cst)는 제2 구동전압 공급라인(141)에 연결된 하부 전극과 스위칭트랜지스터(Ts)의 소스 전극에 연결된 상부전극 사이의 중첩 영역에서 발생되며, 포토트랜지스터(Tp)에서 출력되는 광 전압을 저장한다. The sensor storage capacitor Cst is generated in an overlapping region between the lower electrode connected to the second driving
스위칭트랜지스터(Ts)는 제2 게이트라인(111)을 통해 인가된 제2 게이트신호에 의해 턴온-턴오프하고, 턴온하면 센서 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 광 전압을 리드아웃라인(130)에 인가한다.The switching transistor Ts is turned on and off by the second gate signal applied through the
한편, 구동회로부는, 제1 게이트라인(110)과 제2 게이트라인(111)에 각각의 게이트신호를 인가하는 게이트구동 집적회로, 데이터라인(120)에 데이터신호를 인가하는 데이터구동 집적회로 및 리드아웃라인(130)에 인가된 신호를 입력받아 포토트랜지스터(Tp)가 센싱한 광량을 감지하는 리드아웃구동 집적회로를 포함하여 구성된다. 이때, 게이트구동 집적회로는 게이트신호를 제1 게이트라인 또는 제2 게이트라인에 순차적으로 인가하는 반면, 데이터구동 집적회로는 복수의 데이터라인(120)에 각각의 데이터신호를 인가하는 회로이고, 리드아웃구동 집적회로는 복수의 리드아웃라인(130)에 인가된 광 전압을 각각 인지하는 회로이다. 즉, 데이터구동 집적회로와 리드아웃구동 집적회로는 게이트구동 집적회로에 비해 상대적으로 복잡하고, 민감하며, 높은 가격을 가진다. 또한, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package: TCP) 또는 기판 등에 실장하는 공정에 의해 불량이 발생될 확률이 높다.Meanwhile, the driving circuit unit may include a gate driving integrated circuit applying respective gate signals to the
이에 따라, 본 발명의 실시예는, 데이터라인(120)을 사이에 두고 인접한 두 개의 열에 배치된 화소끼리 데이터라인(120)을 공유하도록 하고, 리드아웃라인(130)을 사이에 두고 인접한 두 개의 열에 배치된 화소끼리 리드아웃라인(130)을 공유하도록 복수의 화소를 배치한다. 이와 같이 함으로써, 복수의 화소에 대응하는 데이터라인(120)의 개수 및 리드아웃라인(130)의 개수를 줄일 수 있으므로, 데이터구동 집적회로의 개수 및 리드아웃구동 집적회로의 개수가 감소될 수 있다. 이때, 데이터라인(120) 또는 리드아웃라인(130)을 공유하는 화소간의 구별을 위하여, 하나의 행에 배치된 화소들은 두 개의 게이트라인에 나뉘어 연결된다.Accordingly, an embodiment of the present invention allows the pixels arranged in two adjacent columns to share the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치의 복수의 화소를 나타낸 블록도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 한 프레임에 대응되는 게이트신호의 파형을 나타낸 것이다.4 is a block diagram illustrating a plurality of pixels of a scanner-embedded liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. 5 shows waveforms of gate signals corresponding to one frame according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 화소 중 일부(3x4 행렬)만을 예시적으로 나타낸 것으로, 화소 배치를 설명하기 위해 필요한 구성요소만을 간략하게 도시하였다.FIG. 4 exemplarily shows only a part (a 3x4 matrix) of a plurality of pixels according to an exemplary embodiment of the present invention, and briefly illustrates only components necessary for describing a pixel arrangement.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인은 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분되고, 제1 그룹의 게이트라인과 제2 그룹의 게이트라인은 서로 교번하여 배치된다. 예를들어, 제1 그룹의 게이트라인은 홀수번째 행(또는, 짝수번째 행)에 배치되고, 제2 그룹의 게이트라인은 짝수번째 행(또는, 홀수번째 행)에 배치되는 것일 수 있다. 이하에서는 용이한 설명을 위하여, 제1 그룹의 게이트라인은 각각 도 4에서 홀수번째 배치되어 화소 상측에 위치하는 게이트라인(GLodd(1), GLodd(2), GLodd(3), 이하 "홀수게이트라인"으로 지칭함)으로 가정하고, 제2 그룹의 게이트라인은 도 4에서 짝수번째 배치되어 화소 하측에 위치하는 게이트라인(GLeven(1), GLeven(2), GLeven(3), 이하 "짝수게이트라인"으로 지칭함)으로 가정한다.As illustrated in FIG. 4, a plurality of gate lines defining a plurality of pixels are divided into a first group and a second group, and gate lines of the first group and gate lines of the second group are alternately disposed. For example, the gate lines of the first group may be disposed in odd rows (or even rows), and the gate lines of the second group may be disposed in even rows (or odd rows). For ease of explanation, the gate lines of the first group are disposed odd-numbered in FIG. 4, respectively, and are disposed on the upper side of the pixel. The gate lines of the second group are arranged even-numbered in FIG. 4 to be positioned below the pixel (GLeven (1), GLeven (2), GLeven (3), hereinafter even-numbered gates). Line).
도 4에 도시된 바와 같이, 제1열에 배치되는 제1 화소(1,1), 제5 화소(2,1) 및 제9 화소(3,1)와, 제2열에 배치되는 제2 화소(1,2), 제6 화소(2,2) 및 제10 화소(3,2)는, 제1 리드아웃라인(RL(1))을 사이에 두고 인접하게 배치되며, 제1 리드아웃라인(RL(1))을 공유한다. As shown in FIG. 4, a first pixel (1,1), a fifth pixel (2,1), and a ninth pixel (3,1) disposed in a first column, and a second pixel disposed in a second column ( 1,2, and the
즉, 제1 홀수게이트라인(GLodd(1))과 제1 짝수게이트라인(GLeven(1))이 위치한 제1행에 배치되고, 제1 리드아웃라인(RL(1))을 사이에 두고 인접하게 위치하는 제1 화소(1,1)와 제2 화소(1,2)는, 제1 리드아웃라인(RL(1))에 연결되는 스위칭트랜지스터(Ts)를 각각 포함한다. 이때, 제1 화소(1,1)의 스위칭트랜지스터(Ts)는 제1 홀수게이트라인(GLodd(1))과 제1 리드아웃라인(RL(1))의 교차부분에 배치되고, 제2 화소(1,2)의 스위칭트랜지스터(Ts)는 제1 짝수게이트라인(GLeven(1))과 제1 리드아웃라인(RL(1))의 교차부분에 배치된다.That is, the first odd gate line GLodd (1) and the first even gate line GLeven (1) are disposed in a first row, and are adjacent to each other with the first lead-out line RL (1) therebetween. The
그리고, 제2 홀수게이트라인(GLodd(2))과 제2 짝수게이트라인(GLeven(2))이 위치한 제2행에 배치되고, 제1 리드아웃라인(RL(1))을 사이에 두고 인접하게 위치하는 제5 화소(2,1)와 제6 화소(2,2)는, 제1 리드아웃라인(RL(1))에 연결되는 스위칭트랜지스터(Ts)를 각각 포함한다. 이때, 제5 화소(2,1)의 스위칭트랜지스터(Ts)는 제2 짝수게이트라인(GLeven(2))과 제1 리드아웃라인(RL(1))의 교차부분에 배치되고, 제6 화소(2,2)의 스위칭트랜지스터(Ts)는 제2 홀수게이트라인(GLodd(2))과 제1 리드아웃라인(RL(1))의 교차부분에 배치된다.The second odd-numbered gate lines GLodd (2) and the second even-numbered gate lines GLeven (2) are disposed in a second row and adjacent to each other with the first lead-out line RL (1) therebetween. The fifth and
또한, 제3 홀수게이트라인(GLodd(3))과 제3 짝수게이트라인(GLeven(3))이 위치한 제3행에 배치되고, 제1 리드아웃라인(RL(1))을 사이에 두고 인접하게 위치하 는 제9 화소(3,1)와 제10 화소(3,2)는, 제1 리드아웃라인(RL(1))에 연결되는 스위칭트랜지스터(Ts)를 각각 포함한다. 이때, 제9 화소(3,1)의 스위칭트랜지스터(Ts)는 스위칭트랜지스터(Ts)는 제3 홀수게이트라인(GLodd(3))과 제1 리드아웃라인(RL(1))의 교차부분에 배치되고, 제10 화소(3,2)의 스위칭트랜지스터(Ts)는 제3 짝수게이트라인(GLeven(3))과 제1 리드아웃라인(RL(1))의 교차부분에 배치된다.The third odd gate line GLodd (3) and the third even gate line GLeven (3) are disposed in a third row, and are adjacent to each other with the first lead-out line RL (1) therebetween. The
제2열에 배치되는 화소(제2 화소(1,2), 제6 화소(2,2) 및 제10 화소(3,2))와 제3열에 배치되는 화소(제3 화소(1,3), 제7 화소(2,3) 및 제11 화소(3,3))는, 제2 데이터라인(DL(2))을 사이에 두고 인접하게 배치되며, 제2 데이터라인(DL(2))을 공유한다. Pixels (third pixels (1,3)) arranged in the second column (second pixels (1,2), sixth pixels (2,2), and tenth pixels (3,2)) and pixels arranged in the third column The
보다 상세히 설명하면, 제1행에 배치되는 제2 화소(1,2)와 제3 화소(1,3), 제2행에 배치되는 제6 화소(2,2)와 제7 화소(2,3) 및 제3행에 배치되는 제10 화소(3,2)와 제11 화소(3,3)는 제2 데이터라인(DL(2))에 연결되는 표시트랜지스터(Td)를 각각 포함한다. 즉, 제2 화소(1,2)의 표시트랜지스터(Td)는 제1 홀수게이트라인(GLodd(1))과 제2 데이터라인(DL(2))의 교차부분에 배치되고, 제3 화소(1,3)의 표시트랜지스터(Td)는 제1 짝수게이트라인(GLeven(1))과 제2 데이터라인(DL(2))의 교차부분에 배치된다. 제6 화소(2,2)의 표시트랜지스터(Td)는 제2 짝수게이트라인(GLeven(2))과 제2 데이터라인(DL(2))의 교차부분에 배치되고, 제7 화소(2,3)의 표시트랜지스터(Td)는 제2 홀수게이트라인(GLodd(2))과 제2 데이터라인(DL(2))의 교차부분에 배치된다. 제10 화소(3,2)의 표시트랜지스터(Td)는 제3 홀수게이트라인(GLodd(3))과 제2 데이터라인(DL(2))의 교차부분에 배치되고, 제11 화소(3,3)의 표시트랜지스터(Td)는 제3 짝수게이트라인(GLeven(3))과 제2 데이터라인(DL(2))의 교차부분에 배치된다.In more detail, the second pixel (1,2) and the third pixel (1,3) arranged in the first row, the sixth pixel (2,2) and the seventh pixel (2) arranged in the second row 3) and the tenth pixel (3,2) and the eleventh pixel (3,3) arranged in the third row includes a display transistor (Td) connected to the second data line DL (2), respectively. That is, the display transistor Td of the
제1 리드아웃라인(RL(1))을 사이에 두고 인접하게 배치되며 제1 리드아웃라인(RL(1))을 공유하는 제1열과 제2열의 화소들과 마찬가지로, 제2 리드아웃라인(RL(2))을 사이에 두고 인접하게 배치되는 제3열의 화소(제3 화소(1,3), 제7 화소(2,3) 및 제11 화소(3,3))와 제4열의 화소(제4 화소(1,4), 제8 화소(2,4), 제12 화소(3,4))는 그 사이에 배치된 제2 리드아웃라인(RL(2))을 공유한다. Like the pixels in the first and second columns disposed adjacent to each other with the first lead-out line RL (1) therebetween and sharing the first lead-out line RL (1), the second lead-out line ( Pixels in the third column (third pixel (1,3), seventh pixel (2,3), and eleventh pixel (3,3)) and fourth column of pixels arranged adjacently with RL (2) interposed therebetween (
즉, 제1행에 배치되는 제3 화소(1,3)와 제4 화소(1,4), 제2행에 배치되는 제7 화소(2,3)와 제8 화소(2,4) 및 제3행에 배치되는 제11 화소(3,3)와 제12 화소(3,4)는, 제2 리드아웃라인(RL(2))에 연결되는 스위칭트랜지스터(Ts)를 각각 포함한다. That is, the third pixel (1,3) and the fourth pixel (1,4) arranged in the first row, the seventh pixel (2,3) and the eighth pixel (2,4) arranged in the second row and The
이상과 같이, 하나의 데이터라인(DL)을 사이에 두고 인접한 두 개의 열에 배치된 화소들은 그 사이에 배치된 하나의 데이터라인(DL)에 대응한다. 그리고, 하나의 리드아웃라인(RL)을 사이에 두고 인접한 두 개의 열에 배치된 화소들은 그 사이에 배치된 하나의 리드아웃라인(RL)에 대응한다. 그 대신, 하나의 행에 배치된 화소들은 두 개의 게이트라인(GLodd, GLeven)에 대응한다. 이와 같이 배치되는 복수의 화소를 구동하기 위해서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 프레임동안 모든 제1 그룹의 게이트라인(GLodd(1)~GLodd(n))과 제2 그룹의 게이트라인(GLeven(1)~ GLeven(n))에 게이트신호를 순차적으로 인가하여야 한다. 즉, 하나의 프레임은 제1 그룹에 대응되는 기간과 제2 그룹에 대응되는 기간으로 나뉘어진다.As described above, pixels disposed in two adjacent columns with one data line DL interposed therebetween correspond to one data line DL disposed therebetween. The pixels arranged in two adjacent columns with one lead-out line RL interposed therebetween correspond to one lead-out line RL disposed therebetween. Instead, the pixels arranged in one row correspond to two gate lines GLodd and GLeven. In order to drive the plurality of pixels arranged as described above, as illustrated in FIG. 5, all of the first group of gate lines GLodd (1) to GLodd (n) and the second group of gate lines during one frame. The gate signals should be sequentially applied to GLeven (1) to GLeven (n). That is, one frame is divided into a period corresponding to the first group and a period corresponding to the second group.
예를들어, 제1열에 배치된 화소들을 스캐너 모드로 구동하는 경우, 제1 홀수게이트라인(GLodd(1))에 게이트신호를 인가하는 단계와, 제1 짝수게이트라인(GLeven(1))에 게이트신호를 인가하는 단계를 포함하여야 한다. 여기서, 홀수게이트라인(GLodd(1))에 게이트신호를 인가하는 단계에서, 복수의 리드아웃라인(RL(1)~RL(m))에 인가된 광전압을 각각 출력함으로써, 홀수게이트라인(GLodd(1))에 스위칭트랜지스터(Ts)가 연결된 일부 화소들의 광전압이 각각 인지된다. 그리고, 짝수게이트라인(GLeven(1))에 게이트신호를 인가하는 단계에서, 복수의 리드아웃라인(RL(1)~RL(m))에 인가된 광전압을 각각 출력함으로써, 짝수게이트라인(GLeven(1))에 스위칭트랜지스터(Ts)가 연결된 일부 화소들의 광전압이 각각 인지된다.For example, when driving the pixels arranged in the first column in the scanner mode, applying a gate signal to the first odd gate line GLodd (1), and applying the gate signal to the first even gate line GLeven (1). And applying a gate signal. Here, in the step of applying the gate signal to the odd gate line GLodd (1), by outputting the optical voltages applied to the plurality of read-out lines RL (1) to RL (m), odd gate lines ( The optical voltages of some pixels connected to the switching transistor Ts to the
이와 마찬가지로, 제1열에 배치된 화소들을 화면 표시 모드로 구동하는 경우에도, 제1 홀수게이트라인(GLodd(1))에 게이트신호를 인가하는 단계와, 제1 짝수게이트라인(GLeven(1))에 게이트신호를 인가하는 단계를 포함하여야 한다. 즉, 홀수게이트라인(GLodd(1))에 게이트신호를 인가하는 단계에서, 복수의 데이터라인(DL(1)~DL(m))에 각각의 데이터신호를 인가하여, 홀수게이트라인(GLodd(1))에 연결된 일부 화소를 구동한다. 그리고, 짝수게이트라인(GLeven(1))에 게이트신호를 인가하는 단계에서, 복수의 데이터라인(DL(1)~DL(m))에 각각의 데이터신호를 인가하여, 홀수게이트라인(GLeven(1))에 연결된 일부 화소를 구동한다.Similarly, when driving the pixels arranged in the first column in the screen display mode, applying a gate signal to the first odd gate line GLodd (1) and the first even gate line GLeven (1). And applying a gate signal to the. That is, in the step of applying the gate signal to the odd gate line GLodd (1), each data signal is applied to the plurality of data lines DL (1) to DL (m), and the odd gate line GLodd ( Some pixels connected to 1)) are driven. In the step of applying the gate signal to the even gate line GLeven (1), each data signal is applied to the plurality of data lines DL (1) to DL (m), and the odd gate line GLeven (1) is applied. Some pixels connected to 1)) are driven.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 데이터라인(DL)에 인접한 두 개의 열에 배치되는 화소들은 하나의 데이터라인(DL)에 연결되는 표시 트랜지스 터(Td)를 각각 포함하고, 하나의 리드아웃라인(RL)에 인접한 두 개의 열에 배치되는 화소들은 그 사이에 배치된 하나의 리드아웃라인(RL)에 연결되는 스위칭 트랜지스터(Ts)를 각각 포함한다. 대신, 하나의 행에 배치되는 화소들은 두 개의 게이트라인(GLodd, GLeven)에 대응된다. 이와 같이 하면, 게이트라인(GLodd, GLeven)을 구동하는 게이트구동 집적회로의 개수는 증가해야 하는 반면, 데이터라인(DL)을 구동하는 데이터구동 집적회로 및 리드아웃라인(RL)을 구동하는 리드아웃구동 집적회로의 개수는 최대 절반까지 감소될 수 있다. 이에 따라, 스캐너 내장형 액정표시장치의 제조비용이 감소될 수 있고, 수율이 향상될 수 있다. 특히, 고해상도의 스캐너 내장형 액정표시장치의 경우, 많은 수의 열로 배치되는 복수의 화소를 포함하더라도, 이에 비례하여 게이트라인 및 리드아웃라인의 개수가 증가되지 않으므로, 제조비용의 감소 및 수율 향상이 기대될 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the pixels disposed in two columns adjacent to one data line DL each include a display transistor Td connected to one data line DL. The pixels arranged in two columns adjacent to one lead out line RL each include a switching transistor Ts connected to one lead out line RL disposed therebetween. Instead, pixels arranged in one row correspond to two gate lines GLodd and GLeven. In this case, the number of gate driving integrated circuits driving the gate lines GLodd and GLeven should be increased, whereas the lead-out driving the data driving integrated circuits driving the data lines DL and the lead-out line RL are required. The number of drive integrated circuits can be reduced by up to half. Accordingly, the manufacturing cost of the scanner-embedded liquid crystal display device can be reduced, and the yield can be improved. In particular, in the case of a high-resolution scanner-embedded liquid crystal display device, even if it includes a plurality of pixels arranged in a large number of columns, the number of gate lines and lead-out lines does not increase in proportion to this, and therefore, manufacturing cost and yield improvement are expected. Can be.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes may be made without departing from the technical spirit of the present invention.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 액정패널을 나타내는 등가회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram illustrating a liquid crystal panel of a general liquid crystal display device.
도 2는 종래기술에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치의 액정패널을 나타내는 등가회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel of a scanner-embedded liquid crystal display device according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치의 화소를 나타낸 평면도이다.3 is a plan view illustrating pixels of a scanner-embedded liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스캐너 내장형 액정표시장치의 복수의 화소를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a plurality of pixels of a scanner-embedded liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 한 프레임에 대응되는 게이트신호의 파형을 나타낸 것이다.5 shows waveforms of gate signals corresponding to one frame according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 식별번호 설명><Description of identification numbers for the main parts of the drawings>
100: 화소 110: 제1 게이트라인100: pixel 110: first gate line
111: 제2 게이트라인 120: 데이터라인111: second gate line 120: data line
130: 리드아웃라인 Td: 표시트랜지스터130: lead-out line Td: display transistor
Ts: 스위칭트랜지스터 Tp: 포토트랜지스터Ts: switching transistor Tp: phototransistor
Cst: 센서 스토리지 커패시터Cst: sensor storage capacitor
GLodd: 제1 그룹의 게이트라인(홀수게이트라인)GLodd: Gate group of the first group (odd gate line)
GLeven: 제2 그룹의 게이트라인(짝수게이트라인)GLeven: Gate Group of Second Group (Even Gate Line)
DL: 데이터라인 RL: 리드아웃라인DL: data line RL: lead-out line
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