KR20190095450A - 픽셀구조 및 작동 방법, 어레이 기판 - Google Patents

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KR20190095450A
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슈아이 첸
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센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 픽셀구조를 제공하는데, 상기 픽셀구조는 데이터 라인(3), 게이트(1), 픽셀 전극(4) 및 게이트(1)를 구동하는 공통 전극 라인(2)을 포함하고, 공통 전극 라인(2)과 픽셀 전극(4) 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터이고, 공통 전극 라인(2)과 게이트(1)는 단락된다. 본 발명은 픽셀구조에 사용되는 작동 방법 및 어레이 기판을 더 제공한다. 종래기술에 비해 공통 전극 라인의 구동 능력을 향상시키고, 공통 전극 라인(ACOM)의 WOA배선을 감소하며, 액정 패널의 설계 공간을 절약한다.

Description

픽셀구조 및 작동 방법, 어레이 기판
본 발명은 TFT디스플레이 장치 영역에 관한 것으로, 특히 액정 패널 공통 전극의 전압 안정성을 개선하기 위한 픽셀구조 및 작동 방법, 어레이 기판에 관한 것이다.
크로스토크는 TFT-LCD디스플레이 불량 중에서 흔히 나타나는 현상으로, 특정 영역의 화면이 기타 영역의 화면에 영향을 주는 것을 말한다. TFT-LCD의 크로스토크는 그 위치에 따라 수직 크로스토크 및 수평 크로스토크로 구분될 수 있다. VA디스플레이 모드를 예로 들면, 크로스토크 화면을 판별함에 있어서, 불량 현상이 수평 방향으로 발생할 경우 수평 크로스토크이다. 서로 다른 유형의 크로스토크를 일으키는 원인은 각각 다르지만, 여기서 수평 크로스토크의 불량 현상만 탐구한다. 통상적으로, 구동 방식의 다름에 따라 서로 다른 거시적인 표현을 나타나는 수평 크로스토크를 일으키는데, 예를 들어, 프레임 반전은 선형 수평 크로스토크를 일으킬 수 있지만, 열 반전 및 도트 반전에 따른 수평 크로스토크 현상은 경미하다. 하지만, 어떤 구동 방식을 사용하든, 이러한 화면 불량의 진정한 원인은 모두 데이터 라인과 공통 전극의 커패시터 커플링 작용으로 인한 것이다. 데이터 라인의 전위가 변화할 경우, 데이터 라인과 공통 전극 라인(ACOM) 사이의 기생 커패시터(CDC)에 의하여 공통 전극 라인에서 순간적인 전위 점프가 형성된다. 공통 전극 라인 (ACOM)의 신호지연이 심하거나 전압 구동 능력이 부족할 경우, 전위는 미리 설정된 전위로 신속하게 회복하지 못하기에, 이러한 전위 점프는 스토리지 커패시터(Cst)의 커플링 작용을 통하여 픽셀들에 걸쳐진 전압을 낮춤으로 픽셀의 휘도가 낮아지게 하고, 이로 인해 수평 크로스토크를 형성한다. VA디스플에이 모드, Row Inversion(행 반전)의 구동 방식을 예로 들면, 그중 하나의 데이터 라인의 구동 전압은 항상 128 그레이 스케일 전위이고, 다른 하나의 구동 전압은 2/3시간은 128 그레이 스케일 전위이고, 1/3시간은 255 그레이 스케일 전위이며, 두 개의 데이터 라인의 전위는 주기적으로 반전하는데, 이로 인해 공통 전극 라인의 전위도 변화하여, 공통 전극 라인의 전위 변화의 결과로서 화면이 전반적으로 어두워 지고, 255 그레이 스케일 전위의 수평 방향 영역에서는 공통 전극 라인의 전위변화가 더 크게 일어나기에 색이 더욱 어두운 수평영역이 나타난다. 통상적으로, 수평 크로스토크의 해결책으로 열 반전(Column Inversion) 또는 행 반전(Row Inversion)의 구동 방식이 사용되지만, 이러한 해결방식은 제조 공정 변화의 영향을 많이 받아, 공통 전극 라인에 대한 좌우 두 개의 데이터 라인의 커패시터 커플링 작용이 서로 다르므로, 수평 크로스토크를 완전히 해소할 수 없다.
4MASK 제조 공정에서, 데이터 라인과 공통 전극 라인 사이의 커패시터CDC 구조는 순차적으로 제1 금속층(Metal1), N+층, AS층(알칼실란박막), SiNx층(절연층) 및 제2 금속층(Metal2)인데, Metal1과 Metal2사이에 AS층과 N+층이 형성되어 있어 양의 프레임과 음의 프레임의 구동하에 CDC의 크기가 다르고, 각각 CDC+과 CDC-로 표시되는데, 이러한 변화로 인하여 공통 전극 라인에 대한 좌우 두 개의 데이터 라인의 커패시터 커플링 작용에는 큰 차이가 존재한다.
종래 기술의 킬 구조는 수평 방향으로 서로 관통되고, 양측의 금속라인을 통하여 DC구동 전압을 제공하는데, 이러한 설계는 공통 전극 라인(ACOM)의 구동 능력 부족을 쉽게 초래한다. 따라서, 공통 전극 라인(ACOM)의 구동 능력이 강한 구조 및 방법을 제공하는 것이 필요하다.
종래의 공통 전극 라인(ACOM)의 구동능력이 부족한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 공통 전극 라인(ACOM)과 게이트 신호 라인을 일정의 방식으로 단락하여 공통 전극 라인(ACOM)의 구동 능력을 향상시키는 픽셀구조를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 아래와 같은 기술적 수단을 제시한다.
본 발명은 픽셀구조를 제공하고, 상기 픽셀구조는 데이터 라인, 게이트, 픽셀 전극, 및 상기 게이트를 구동하는 공통 전극 라인을 포함하고, 상기 공통 전극 라인과 픽셀 전극 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터이고, 상기 공통 전극 라인과 게이트는 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 공통 전극 라인과 상기 게이트는 같은 층에 설치되고 서로 연결된다.
또한, 공통 전극 라인은 금속라인에 오버랩하여 연결되어 게이트와 단락된다.
또한, 상기 공통 전극 라인의 전위와 게이트 전위는 동일하고, 상기 게이트 중의 제n 스테이지 게이트 신호와 상기 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 동일하며, 그중, n=1,2,3, ?이다.
본 발명은 어레이 기판을 제공하는데, 상기 어레이 기판은 픽셀구조를 포함하고, 각각의 상기 픽셀구조 내의 상기 공통 전극 라인은 그와 대응되는 하나의 게이트 라인과 전기적으로 연결된다.
또한, 각각의 상기 픽셀구조 내의 상기 공통 전극 라인은 그와 대응되는 하나의 게이트 라인과 전기적으로 연결된다.
본 발명은 픽셀구조의 작동 방법을 제공하는데, 상기 픽셀구조는 데이터 라인, 게이트, 픽셀 전극 및 상기 게이트를 구동하는 공통 전극 라인을 포함하고, 상기 공통 전극 라인과 픽셀 전극 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터이고, 상기 공통 전극 라인과 게이트는 전기적으로 연결되며, 상기 방법은,
(1) 제n 스테이지 게이트 신호 전위가 오프된 후, 저전위를 유지하고, 이때의 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위이고;
(2) 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위가 온된 후, 고전위이고, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 픽셀 전극은 정상적으로 충전되고, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위를 유지하고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 고전위이고;
(3) 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위가 오프된 후, 저전위이고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위이고;
(4) 제n+2 스테이지 게이트 라인 신호 전위가 온된 후, 고전위이고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 픽셀 전극은 정상적으로 충전되고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위를 유지하고;
(5) 단계(1) 내지 단계(4)를 반복하는 것을 포함한다.
또한, 상기 작동 방법에 있어서, 제n 스테이지 게이트 신호 전위가 온되기 이전, 상기 제n 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위이다.
또한, 상기 제n 스테이지 게이트 신호 전위는 오프된 후 시간t를 경과하여 온되고, 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위가 온된다. 종래기술에 비해, 본 발명에서 공통 전극 라인(ACOM)은 스캔 구동 게이트(Gate line)와 일정의 방식으로 단락되어, 공통 전극 라인(ACOM)의 구동 능력을 향상시키고, 공통 전극 라인(ACOM)은 각각의 스캔 구동 게이트(Gate)가 온되기 이전에 안정적인 전위(Vlow)를 유지할 수 있다. 이러한 스캔 구동 게이트(Gate line)로 공통 전극 라인(ACOM)을 구동하여 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다. 스캔 구동 게이트(Gate line)의 전위는 IC에 의해 독립적으로 제어되고, 그 구동 능력은 통상적인 설계에 비해 강하며, 공통 전극 라인을 독립적으로 제어하기 위한 WOA배선(비 COM신호 어레이 외 배선(Wire on array, WOA)을 감소하고, 액정 패널의 기타 설계구조에 보다 넓은 공간을 제공할 수 있다.
본 발명은,
효과 1, 공통 전극 라인의 구동 능력을 향상시키고;
효과 2, 공통 전극 라인(ACOM)의 WOA배선을 감소하며;
효과 3, 액정 패널의 설계 공간을 절약하는 유익한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 구조에 대한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 등가 회로도이다.
도 3은 공통 전극 라인(ACOM) 및 제n 스테이지 게이트 라인의 신호 파형의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 작동 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 목적, 기술방안, 및 장점을 더욱 명확하게 하기 위하여 실시예들을 통해 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 이하에서 설명되는 구체적인 실시예들은 단지 본 발명을 설명하는 것으로 본 발명은 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2와 같이, 본 발명은 액정 패널 공통 전극의 전압 안정성을 개선하는 픽셀구조를 제공하는데, 픽셀구조는, 데이터 라인(3, DATA), 게이트(1, Gate), 픽셀 전극(4, Pixel) 및 상기 게이트를 구동하는 공통 전극 라인(2, ACOM)을 포함하고, 상기 공통 전극 라인(2, ACOM)과 픽셀 전극(4, Pixel) 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터(Cst)이고, 상기 공통 전극 라인(2, ACOM)과 게이트(1)는 단락되고, 공통 전극 라인(2)과 아래 측의 게이트(1)는 분리 설치된다.
상기 게이트(1)의 전위는 IC집적 회로에 의해 독립적으로 제어된다. 상기 공통 전극 라인(2, ACOM)과 게이트(1)의 전위는 동일하다.
도 2와 같이, 상기 게이트(1), 제n 스테이지 게이트 신호(Gate(n)) 및 상기 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+1))의 공통 전극 라인(2, ACOM)의 전위는 동일하고, 그중, n=1,2,3, ...이다.
상기 액정 패널 공통 전극의 전압 안정성을 개선하는 픽셀구조는 TFT-LCD 디스플레이 장치에 사용되고, 그중, 어레이 기판은 상기 픽셀구조를 포함하며, 각각의 상기 픽셀구조 내의 상기 공통 전극 라인(2)은 그와 대응되는 하나의 게이트(1)와 전기적으로 연결된다.
도 2는 본 실시예의 상기 구조의 등가 회로도이다. 이에 따라, 본 실시에는 액정 패널 공통 전극의 전압 안정성을 개선하는 픽셀구조의 작동 방법을 더 제공하고, 도4와 같이, 상기 방법은,
(1) 제n 스테이지 게이트 신호 전위(Gate(n))가 오프된 후, 저전위(Vlow)를 유지하고, 이 때, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+1))의 공통 전극 라인(2, ACOM)의 전위는 저전위(Vlow)이고;
(2) 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위(Gate(n+1))가 온된 후, 고전위 (Vhigh)이고, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+1))의 픽셀 전극(4, Pixel)은 정상적으로 충전되고, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+1))의 공통 전극 라인(2, ACOM)의 전위는 저전위(Vlow)를 유지하고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+2))의 공통 전극 라인(2, ACOM)의 전위는 고전위(Vhigh)이고;
(3) 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위(Gate(n+1))가 오프된 후, 저전위 (Vlow)이고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+2))의 공통 전극 라인(2, ACOM)의 전위는 저전위 (Vlow)이고;
(4) 제n+2 스테이지 게이트 신호 전위(Gate(n+2))가 온된 후, 고전위(Vhigh)이고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+2))의 픽셀 전극(4, Pixel)은 정상적으로 충전되고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n+2))의 공통 전극 라인(2, ACOM)의 전위는 저전위(Vlow)를 유지하고;
(5) 단계(1) 내지 단계(4)를 반복;하는 것을 포함한다.
도 3 및 도 4와 같이, 상기 방법에서 제n 스테이지 게이트 신호 전위가 온되기 이전, 상기 제n 스테이지 스토리지 커패시터(Cst(n))의 공통 전극 라인(ACOM)의 전위는 저전위(Vlow)이다. 상기 제n 스테이지 게이트 신호 전위는 오프된 후 시간 t를 경과하여 온되고, 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위(Gate(n+1))가 온된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 공통 전극 라인은 기타 층의 금속라인에 오버랩하여 연결되어 홀을 통하여 게이트 라인과 연결할 수 있다. 예를 들어, 절연층에 하나의 전도층을 설치하여 공통 전극 라인과 게이트가 연결되게끔 한다.
이상과 같이 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 본 발명을 이해하도록 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였으나, 본 발명의 범위는 구체적인 실시예에 의해 한정되지 않고, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 후술되는 청구범위의 요지 및 범위내에서 여러 변형을 진행할 수 있으며, 본 발명의 사상을 이용한 모든 발명은 보호의 대상이다.
1: 게이트
2: 공통 전극 라인

Claims (9)

  1. 픽셀구조에 있어서,
    그중, 데이터 라인;
    게이트;
    픽셀 전극; 및
    상기 게이트를 구동하는 공통 전극 라인;을 포함하고,
    상기 공통 전극 라인과 픽셀 전극 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터이고,
    상기 공통 전극 라인과 게이트는 전기적으로 연결되는 것인, 픽셀구조.
  2. 제1항에 있어서,
    그중, 상기 공통 전극 라인과 상기 게이트는 같은 층에 설치되고 서로 연결된 것인, 픽셀구조.
  3. 제1항에 있어서,
    그중, 공통 전극 라인은 금속라인에 오버랩하여 연결되어 게이트와 단락되는 것인, 픽셀구조.
  4. 제1항에 있어서,
    그중, 상기 공통 전극 라인의 전위와 게이트 전위는 동일하고, 상기 게이트 중의 제n 스테이지 게이트 신호와 상기 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 동일하며, 그중, n=1,2,3, ?인 것인, 픽셀구조.
  5. 어레이 기판에 있어서,
    그중, 상기 어레이 기판은 픽셀구조를 포함하고,
    상기 픽셀구조는,
    데이터 라인;
    게이트;
    픽셀 전극; 및
    상기 게이트를 구동하는 공통 전극 라인;을 포함하고,
    상기 공통 전극 라인과 픽셀 전극 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터이고,
    상기 공통 전극 라인과 게이트는 전기적으로 연결되고,
    각각의 상기 픽셀구조 내의 상기 공통 전극 라인은 그와 대응되는 하나의 게이트와 전기적으로 연결되는 것인, 어레이 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    그중, 각각의 상기 픽셀구조 내의 상기 공통 전극 라인은 그와 대응되는 하나의 게이트와 전기적으로 연결되는 것인, 어레이 기판.
  7. 픽셀구조의 작동 방법에 있어서,
    그중, 상기 픽셀구조는,
    데이터 라인;
    게이트;
    픽셀 전극; 및
    상기 게이트를 구동하는 공통 전극 라인;을 포함하고,
    상기 공통 전극 라인과 픽셀 전극 사이의 커패시터는 스토리지 커패시터이고,
    상기 공통 전극 라인과 게이트는 전기적으로 연결되고,
    상기 방법은,
    (1) 제n 스테이지 게이트 신호 전위가 오프된 후, 저전위를 유지하고, 이때의 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위이고;
    (2) 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위가 온된 후, 고전위이고, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 픽셀 전극은 정상적으로 충전되고, 제n+1 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위를 유지하고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 고전위이고;
    (3) 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위가 오프된 후, 저전위이고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위이고;
    (4) 제n+2 스테이지 게이트 라인 신호 전위가 온된 후, 고전위이고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 픽셀 전극은 정상적으로 충전되고, 제n+2 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위를 유지하고;
    (5) 단계(1) 내지 단계(4)를 반복;하는 것을 포함하는, 픽셀구조의 작동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    그중, 상기 작동 방법에 있어서,
    제n 스테이지 게이트 신호 전위가 온되기 이전, 상기 제n 스테이지 스토리지 커패시터의 공통 전극 라인의 전위는 저전위인 것인, 픽셀구조의 작동 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    그중, 상기 제n 스테이지 게이트 신호 전위는 오프된 후 시간t를 경과하여 온되고, 제n+1 스테이지 게이트 신호 전위가 온되는 것인, 픽셀구조의 작동 방법.
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