KR19990059989A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

공통 전극에 전압을 전달하는 접촉점을 활성 영역의 네 귀퉁이에 네 개 형성하고, 이 네 개의 접촉점을 따로따로 공통 전극 전압 발생기에 연결하여 각각 다른 전압을 인가할 수 있도록 한다. 네 개의 접촉점과 공통 전극 전압 발생기를 연결하는 도선은 박막 트랜지스터를 구동하는 집적 회로의 잔여핀을 통하여 기판 위에 형성되어 있는 도선과 기판 외부에 있는 도선이 연결되도록 한다.

Description

액정 표시 장치

이 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 기판상의 위치에 따라 일정량씩 변화된 공통 전극 전압을 인가할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

이제, 종래의 기술에 의한 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

박막 트랜지스터 기판 위의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되어 있는 영역(이하 '활성 영역'이라 한다.)의 둘레로 일정한 간격으로 접촉점이 형성되어 있고, 이들 접촉점 모두가 서로 전기적으로 연결되어 있다. 접촉점들은 공통 전극 전압 발생기에 연결되어 있고, 박막 트랜지스터 기판과 마주보고 있는 컬러 필터(color filter) 기판에 넓게 형성되어 있는 공통 전극에 접촉되어 있어서, 공통 전극에 공통 전극 전압 발생기에서 인가하는 전압을 전달한다.

이러한 구조에서는 모든 접촉점들이 하나로 연결되어 있으므로 공통 전극에는 항상 전면에 걸쳐 일정한 전압이 걸리게 된다.

그런데 박막 트랜지스터 기판에 형성되어 있는 게이트선은 저항 성분과 정전 용량 성분을 가지며, 따라서 게이트선에 구형파(矩形波)로 인가되는 게이트 신호가 왜곡된다. 게이트 신호의 왜곡은 게이트 신호 입력단에서 게이트선 말단으로 갈수록 커지는데, 그 이유는 게이트선 말단으로 갈수록 신호가 거치는 저항 성분과 정전 용량 성분이 많아지기 때문이다. 게이트 신호의 왜곡이 점점 커지게 되면, 화소 전극에서의 킥백(kick back) 전압은 점점 감소하게 된다. 여기서, 킥백 전압의 변화는 화소 전극 전압의 변화를 의미하는 것이므로, 화소 전극과 전면에 걸쳐 동일한 전압이 인가되는 공통 전극 사이의 전압차는 위치에 따라 다른 값을 나타낸다. 그런데 킥백 전압의 차이가 커지면 화면의 깜박거림(flicker)도 심해진다. 따라서, 종래의 공통 전극 전압 인가 방식에서는 공통 전극 전압을 변화시켜 화면 한쪽의 깜박거림을 제거하면 다른쪽에서 깜박거림이 발생하게 되어, 화면 전체의 깜박거림을 제거할 수는 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이 도 1에 나타낸 것과 같은 액정 표시 장치이다.

도 1을 보면, 기판(1)의 상측에는 데이터선 구동을 위한 PCB(printed circuit board) 기판(72)과 연결되어 있는 데이터선 구동 집적 회로(8)가 데이터선의 패드부(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 기판(1)의 좌측에는 PCB 기판(71)에 연결되어 있는 게이트선 구동 집적 회로(9)가 게이트선의 패드부(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 기판(1)의 중앙에 박막 트랜지스터와 화소 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있는 활성 영역(2)이 있고, 기판(1)의 네 귀퉁이 중 우측 하부만을 제외하고 나머지 세 귀퉁이에는 접촉점(31, 32, 33)이 형성되어 있다. 세 개의 접촉점(31, 32, 33)은 각각 도선(61, 62, 63)을 통해 구동 집적 회로(8, 9)와 PCB 기판(71, 72)을 거쳐 공통 전극 전압 발생기(5)에 연결되어 있는데, 공통전극 전압 발생기(5)는 각 도선에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 공통 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있는 상부 기판(도시하지 않음)이 덮이게 되면, 각 접촉점(31, 32, 33)은 공통 전극에 접촉하게 되고, 공통 전극 전압 발생기가 인가하는 서로 다른 전압을 공통 전극에 전달할 수 있도록 되어 있다.

이러한 구조에서는 공통 전극의 각 부분에 서로 다른 전압을 인가할 수 있어서, 공통 전극 전압의 조정을 통하여 화면의 깜박거림을 어느 정도 제거할 수 있다. 그러나 게이트선 신호나 데이터선 신호의 왜곡이 가장 큰 지점인 기판(1)의 우측 하부에는 접촉점이 형성되어 있지 않아서 전압을 조정할 수 없고, 따라서 이 부근은 화면의 깜박거림에 취약하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 화면 깜박거림을 제거하는 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 3은 공통 전극 전압에 대한 게이트선 신호 전압, 데이터선 신호 전압 및 화소 전극 전압의 파형을 나타내는 도면이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 공통 전극에 전압을 전달하는 접촉점을 활성 영역의 네 귀퉁이에 네 개 형성하고, 이 네 개의 접촉점을 따로따로 공통 전극 전압 발생기에 연결하여 각각 다른 전압을 인가할 수 있도록 한다. 네 개의 접촉점과 공통 전극 전압 발생기를 연결하는 도선은 박막 트랜지스터를 구동하는 집적 회로의 잔여핀을 통하여 기판 위에 형성되어 있는 도선과 기판 외부에 있는 도선이 연결되어 있다.

이제 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

기판(10)의 상측에는 데이터선 구동을 위한 PCB(printed circuit board) 기판(720)과 연결되어 있는 데이터선 구동 집적 회로(80)가 화상 신호를 전달하는 데이터선의 패드부(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 기판(10)의 좌측에는 게이트선 구동을 위한 PCB 기판(710)에 연결되어 있는 게이트선 구동 집적 회로(90)가 주사 신호를 전달하는 게이트선의 패드부(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 기판(10)의 중앙에는 화상 신호를 표시하는 화소 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있는 활성 영역(20)이 있고, 기판(10)의 네 귀퉁이에는 제1 내지 제4 접촉점(310, 320, 330, 340)이 형성되어 있고, 이들 네 개의 접촉점(310, 320, 330, 340)은 각각 제1 내지 제4 도선(610, 620, 630, 640)을 통해 공통 전극 전압 발생기(50)에 연결되어 있다. 도선(610, 620, 630, 640)들은 PCB 기판(710, 720)을 거쳐 구동 집적 회로(80, 90)에 여유분으로 형성되어 있는 핀(dummy pin)(도시하지 않음)을 통해 기판(10) 위에 형성되어 있고 접촉점(310, 320, 330, 340)에까지 연장되어 있는 도선에 연결되어 있다. 공통 전극 전압 발생기(50)는 각 도선(610, 620, 630, 640)에 각각 다른 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 상부 기판(도시하지 않음)을 결합하면, 접촉점(310, 320, 330, 340)이 상부 기판에 형성되어 있는 공통 전극(도시하지 않음)의 네 귀퉁이에 접촉하여, 공통 전극 전압 발생기(50)가 인가하는 각기 다른 전압을 공통 전극에 전달한다.

공통 전극 전압 발생기(50)로부터 인가되는 전압은 제1 접촉점(310), 제2 접촉점(320), 제3 접촉점(330), 제4 접촉점(330)의 순으로 점점 높아지도록 조정한다.

공통 전극 전압을 이렇게 차등으로 인가하는 이유를 설명한다.

먼저, 도 3을 참고로 하여 킥백 전압이 화면 깜박거림을 유발하는 이유를 설명한다.

데이터선 전압(Vid)이 VdL에서 VdH로 높아지고, 이어서 게이트 전압(Vgp)이 VgL에서 VgH로 높아지면 박막 트랜지스터의 채널이 열리고, 이 채널을 통해 드레인 전극에서 소스 전극으로 양전하가 유입되어 화소 전극에 축적된다. 화소 전극에 양전하가 축적됨에 따라 화소 전극 전압(Vp)이 서서히 높아져 VdH까지 상승한다. 이어서, 게이트 전압(Vgp)이 VgH에서 VgL로 떨어지면 박막 트랜지스터의 채널이 차단되고, 이 순간 게이트 전극과 소스 전극 사이의 전압차가 화소 전극과 공통 전극 사이의 전압차보다 더 커지게 되므로 화소 전극에 축적되었던 양전하가 소스 전극으로 분산 수용되고, 이에 따라 화소 전극의 전압(Vp)이 약간 떨어진다. 이처럼 게이트 전압(Vgp)이 VgH에서 VgL로 떨어지는 순간에 함께 떨어지는 화소 전극 전압을 킥백(kick back) 전압(Vk)이라 한다. 계속해서, VdH로 유지되던 데이터선 전압(Vid)이 VdL로 떨어지고, 이어서 게이트 전압(Vgp)이 VgL에서 VgH로 높아지면 다시 박막 트랜지스터의 채널이 열리고, 이 채널을 통해서 화소 전극에 축적되었던 양전하가 유출된다. 축적되었던 양전하가 유출됨에 따라 화소 전극 전압(Vp)은 서서히 낮아져 VdL까지 하강하는데, 이 때는 화소 전극에 음전하가 분포하게 된다. 이어서, 게이트 전압(Vgp)이 VgH에서 VgL로 떨어지면 박막 트랜지스터의 채널은 차단되고, 이 순간 게이트 전극의 전압(VgL)은 소스 전극의 전압(VdL) 보다 더 낮아지게 되어 소스 전극에는 화소 전극에서 끌어온 양전하가 축적된다. 따라서, 화소 전극에는 더 많은 음전하가 남게 되어 전압은 약간 더 낮아진다.

이와 같이 킥백 전압(Vk)은 항상 화소 전극 전압(Vp)을 끌어내리는 방향으로 작용한다. 따라서, 킥백 전압(Vk)이 크면 클수록 공통 전극 전압(Vcom)을 기준으로 하여 상하로 등락하는 화소 전극 전압(Vp) 파형의 상하간 비대칭은 심화되는데, 이러한 화소 전극 전압(Vp) 파형의 비대칭은 화면 깜박거림의 원인이 된다.

다음으로, 킥백 전압과 게이트선 신호의 지연과의 관계를 설명한다.

박막 트랜지스터 기판의 회로에는 저항 성분과 정전 용량 성분이 존재한다. 따라서, 게이트선을 통해 인가되는 신호는 약간씩 지연되는데, 그 정도는 입력측에서 출력측으로 갈수록 커진다. 그런데 게이트 신호가 지연된다는 것은 신호 파형이 수직으로 떨어지지 못하고 곡선형으로 하강함을 의미한다. 즉, 게이트 신호의 지연이 크면 게이트 신호 펄스의 하강 시간이 길어지게 되는데, 이 시간 동안은 박막 트랜지스터의 채널이 완전히 차단되지 않고 계속해서 화소 전극으로 양전하가 유입된다. 이렇게 되면, 게이트 전압이 하강함에 따라 소스 전극에 수용되는 양전하는 화소 전극에서 끌어오는 대신 채널을 통해 유입한다. 따라서, 킥백 전압은 감소하게 된다. 결국, 게이트 신호의 지연이 커지면 킥백 전압은 감소하는 것이다. 그런데 게이트 신호 지연은 입력단에서 멀어 질수록 커지므로 킥백 전압은 입력단에서 멀어질수록 작아진다.

이처럼 킥백 전압이 게이트선 입력단(도 2에서 좌측)에서는 크고 게이트선 말단(도 2에서 우측)으로 갈수록 작아지므로, 공통 전극 전압을 기준으로 한 화소 전극 전압 파형의 상하간 비대칭도 점점 작아진다. 따라서 화면 전체에 걸쳐 공통 전극 전압에 대한 화소 전극 전압 파형이 대칭을 이루도록 하기 위해서는 게이트선 입력단 부근의 공통 전극 전압은 많이 낮추고, 게이트선 말단 부근의 공통 전극 전압은 조금만 낮추어야 한다. 즉, 제1 접촉점(310), 제2 접촉점(320), 제3 접촉점(330), 제4 접촉점(330)의 순으로 점점 높아지도록 조정한다. 여기서, 좌측 상부의 접촉점(310)과 좌측 하부의 접촉점(320) 사이에도 전압차를 둔 것은 데이터선 신호의 지연도 고려하기 위함이다.

이 때, ITO(indium tin oxide)로 형성되는 공통 전극은 무시해서는 안될 정도의 저항을 가진다. 따라서, 일체로 형성되어 있는 공통 전극의 각 지점에 서로 다른 전압이 인가되면, 전압이 높은 지점에서 낮은 지점을 향해 오옴(ohm)의 법칙에 따른 전류가 흐르면서 전압 강하가 일어나고, 결국 공통 전극 전압은 높은 지점에서 낮은 지점에 걸쳐 일정한 기울기를 가지고 변화하게 된다. 제1 내지 제4 접촉점 사이의 전압차는 공통 전극과 화소 전극 사이의 전압차를 화면 전체에 걸쳐 일정하게 할 수 있도록 하고, 공통 전극 전압을 기준으로 하여 상하로 반전되는 화소 전극 전압이 상하 대칭을 이루도록 조정한다.

이렇게 하면, 게이트선 신호 및 데이터선 신호의 지연으로 인한 기판 각 부분에서의 화소 전극과 공통 전극 사이의 전압차가 변화하는 것을 공통 전극 전압을 변경시킴으로써 보상해 줄 수 있고, 나아가 공통 전극 전압을 조정하여 화면 깜박거림을 제거할 수 있다.

Claims (3)

1. 제1 기판,

   상기 제1 기판 위에 형성되어 있고, 게이트선 구동 회로와 연결되어 주사 신호를 전달하는 게이트선 패드부,

   상기 제1 기판 위에 형성되어 있고, 데이터선 구동 회로와 연결되어 화상 신호를 전달하는 데이터선 패드부,

   상기 제1 기판 위에 형성되어 있고, 상기 화상 신호를 표시하는 다수의 화소로 이루어져 있는 활성 영역,

   상기 제1 기판과 마주보고 있는 제 2 기판,

   상기 제2 기판의 상기 제1 기판을 향한 면에 형성되어 있는 공통 전극,

   상기 제1 기판의 상기 활성 영역의 네 귀퉁이에 인접하여 형성되어 있고, 상기 공통 전극과 전기적으로 접촉되어 있는 접촉점,

   상기 네 개의 접촉점과 따로따로 연결되어 있으며, 상기 네 개의 접촉점에 각각 다른 전압을 인가할 수 있는 공통 전극 전압 발생기를 포함하는 액정 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 네 개의 접촉점과 상기 공통 전극 전압 발생기를 연결하는 도선은 상기 기판에 부착되어 있는 구동 집적 회로의 잔여핀을 통해 상기 기판 위에 형성되어 있는 도선과 기판 외부의 도선이 연결되어 있는 액정 표시 장치.
3. 제1항 또는 제2항에서,

   상기 공통 전극 전압 발생기가 접촉점에 인가하는 전압은 상기 데이터선 패드부와 게이트선 패드부 양쪽 모두에서 가장 먼 접촉점에서 가장 높고, 상기 데이터선 패드부와는 가깝고 게이트선 패드부에서는 먼 접촉점에서 두 번째로 높으며, 상기 데이터선 패드부에서는 멀고 게이트선 패드부와는 가까운 접촉점에서 세 번째로 높으며, 상기 데이터선 패드부와 게이트선 패드부 양쪽 모두에서 가장 가까운 접촉점에서 가장 낮은 값을 가지도록 되어 있는 액정 표시 장치.