KR20070059292A

KR20070059292A - 액정 표시 장치, 액정 패널 및 구동 방법

Info

Publication number: KR20070059292A
Application number: KR1020050117982A
Authority: KR
Inventors: 유봉현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2007-06-12
Also published as: KR101152138B1; US9778524B2; US20070139331A1

Abstract

방전용 스위칭 소자를 포함하는 액정 표시 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 각 프레임 기간 마다 액정 축전기에 충전되어 있는 차지를 소정의 전압으로 방전시키는 블랙 화소 데이터를 삽입함으로써 액정 표시 장치의 응답 속도를 증가시켜 화상의 끌림 현상을 개선할 수 있다. 따라서 동화상을 표시에 적합한 액정 표시 장치를 제고할 수 있다.

Description

액정 표시 장치, 액정 패널 및 구동 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY, LIQUID CRYSTAL OF THE SAME AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단위 화소의 등가회로도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

도 4는 도 3의 IV-IV선에 대한 단면도이다.

도 5는 대응하는 게이트선과 소거 신호선의 연결 구조를 도시한 평면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 인가되는 게이트 신호와 소거 신호 및 그에 따른 화소의 충전 상태를 시간에 따라 도시한 타이밍 도이다.

본 발명은 액정 표시 장치, 액정 패널 및 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로 서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전기장이 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 화소별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.

그런데 액정 표시 장치는 직접 빛을 생성하지 못하고 별도의 광원에서 발생한 빛의 투과율만을 제어하여 표시를 행하는 수광형 표시소자이므로 CRT나 PDP 등 발광형 표시장치에 비하여 휘도가 떨어지는 문제가 있다. 이와 같은 문제로 인하여 액정 표시 장치는 1프레임 기간(하나의 화상이 표시 완료되는데 소요되는 시간, 수~수십ms)중 일부인 1수평 동기 기간(수~수십μs)에만 화소가 충전되고 남은 기간에는 충전된 전하를 유지하는 구동 방식을 취한다.

그러나, 이러한 액정 표시장치의 구동 특성은 화소에 충전된 이전 프레임의 데이터가 다음 프레임까지 유지되므로, 사용자의 눈에 이전 프레임의 화상이 남는 잔상효과를 낳는 문제가 있었다. 특히, 이러한 액정 표시 장치의 표시특성은 동영상을 표시하는 경우, 움직이는 물체의 이동 방향의 반대 방향으로 자취를 남기는 고스트 현상 또는 물체 윤곽이 흐리게 표시되는 블러링 현상으로 나타나, 액정 표시 패널을 사용한 TV 등의 표시 품질 저하를 가져 오는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는 액정 표시 장치의 응답 속도를 향상함으로써 고스 트 현상이나 블러링 현상을 제거하여 액정 표시 장치의 표시 품질을 개선하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 투명 기판 위에 종횡으로 배열되어 있는 복수의 데이터선 및 게이트선; 상기 데이터선 및 게이트선이 교차하는 영역에 형성되는 화소 전극; 상기 게이트선과 나란한 방향으로 배열되어 소거 신호를 전달하는 복수의 소거 신호선; 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 소스 전극, 상기 게이트선에 연결되어 있는 제1 게이트 전극, 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 제1 드레인 전극을 포함하는 제1 박막 트랜지스터; 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 상기 소거 신호선에 연결되어 있는 제2 게이트 전극, 및 소정 전위에 연결되어 있는 제2 소스 전극을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극선을 더 포함하고, 상기 제2 소스 전극은 상기 유지 전극선에 연결되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, n과 k가 m보다 작은 자연수이고 상기 게이트선의 개수를 m개라 할 때, k번 째 상기 소거 신호선에 인가되는 상기 소거 신호는 k-n(k＞n)번째 상기 게이트선에 인가되는 게이트 신호 또는 k-n+m(k≤n)번째 상기 게이트선에 인가되는 게이트 신호와 동일하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 k번 째 소거 신호선은 상기 k-n(k＞n인 경우)번째 게이트선 또는 상기 k-n+m(k≤n인 경우)번째 게이트선 중 어느 하나와 연결되 어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소거 신호선와 상기 게이트선은 동일한 층에 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 데이터선과 동일한 층에 의해 형성되어 있는 연결선; 상기 소거 신호선과 상기 연결선을 연결하는 제1 연결 패드; 상기 게이트선과 상기 연결선을 연결하는 제2 연결 패드를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 연결 패드는 상기 화소 전극과 동일한 층에 형성되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결선 및 상기 제1 및 제2 연결 패드는 상기 화소 전극이 없는 주변 영역에 형성되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 소스 전극은 직전 단의 게이트선에 연결되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 장치는 노말리 블랙 모드이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 장치는 수직 배향 모드이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 데이터선; 복수의 기입 신호선; 복수의 소거 신호선; 복수의 축전기; 입력, 출력 및 제어 단자를 가지며, 상기 기입 신호선에 제어 단자가 연결되어 있고, 상기 데이터선에 입력 단자가 연결되어 있으며, 상기 축전기의 일단에 출력 단자가 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자; 입력, 출력 및 제어 단자를 가지며, 상기 소거 신호선에 제어 단자가 연결되어 있고, 소정의 전위를 가지는 소거 전위 단자에 입 력 단자가 연결되어 있으며, 상기 축전기의 일단에 출력 단자가 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 소자; 및 상기 축전기의 타단이 연결되어 있는 공통 전위 단자를 포함하는 표시 장치에서, 상기 기입 신호선에 기입 신호를 인가하여 상기 축전기에 상기 데이터선이 전달하는 데이터 전압을 충전하는 단계, 소정 시간이 경과한 후 상기 소거 신호선에 소거 신호를 인가하여 상기 축전기에 충전되어 있는 데이터 전압을 방전하고 상기 소거 전위를 인가하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법을 마련한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소거 전위는 상기 공통 전위와 실질적으로 동일하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기입 신호는 상기 기입 신호선의 배치 순서에 따라 시간차를 가지고 인가되며 상기 소거 신호선 중 하나의 소거 신호는 상기 기입 신호선 중 하나의 기입 신호와 동기되어 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 구동 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800) 그리고 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 반면, 도 4에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(도시하지 않음)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 액정 용량(CLC)를 포함하며, 게이트선, 데이터선 및 액정 용량(CLC)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함한다.

도 4를 참고로 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다. 도 4와 같이 수직 배향 된 액정을 사용하는 경우에 편광자를 직교하도록 배치하면 액정층(3)에 전기장이 인가되지 않았을 때에는 들어온 입사광을 차단한다. 반면, 액정을 표시판(100, 200)에 대하여 비틀리도록 배향한 TN(twisted nematic) 모드에 편광자를 직교하도록 배치하면 액정층(3)에 전기장이 인가되지 않았을 때에는 들어온 입사광을 그대로 통과시킨다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 출력한다. 출력 영상 신호(DAT)는 입력 영상 신호(R, G, B)에 기초하여 만들어낸 정규 영상 데이터를 포함한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작 신호(STV), 게이트 클록 신호(CPV) 및 적어도 하나의 출력 인에이블 신호(OE)를 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 화소에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 액정 표시판 조립체(300)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD), 데이터 클록 신호(HCLK) 및 반전 신호(RVS)를 포함한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터 데이터 제어 신호(CONT2)와 화소에 대한 출력 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압(Vd)으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(GL1, GL2ㅇㅇㅇGLm)에 인가하여 이 게이트선(GL1, GL2ㅇㅇㅇGLm)에 연결된 스위칭 소자를 턴온(turn on)시킨다. 그러면, 데이터선에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자를 통하여 화소(PX)에 인가된다.

게이트 구동부(400)는 소거 신호선(CL1, CL2ㅇㅇㅇCLm)에 소거신호를 인가하여 소거 신호선(CL1, CL2ㅇㅇㅇCLm)에 연결되어 있는 소거 스위칭 소자를 턴온시킨다. 소거 스위칭 소자가 턴온되면 화소에 충전된 전하가 방전되어 화소 전위가 유지 전극 전위로 변화한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 화소의 등가회로도이다.

단위 화소는 제1 및 제2 스위칭 소자(Qp, Qc), 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst), 화상 신호를 전달하는 데이터선(DL), 기입 신호를 전달하는 게이트선(GL) 및 소거 신호를 전달하는 소거선(CL) 및 유지 용량을 형성하는 유지 전극선(SL)을 포함한다. 여기서 유지 전극선(SL)을 게이트선(GL)과 별도로 형성하는 대신 직전 단의 게이트선(GL)을 유지 전극선으로 이용할 수도 있다.

제1 스위칭 소자(Qp)는 소스가 상기 화상 신호를 전달하는 데이터 라인(DL)에 연결되고, 게이트가 상기 기입 신호를 전달하는 게이트선(GL)에 연결되며, 드레 인이 액정 축전기(Clc)의 일단 및 유지 축전기(Cst)의 일단에 연결된다. 제1 스위칭 소자(Qp)는 상기 기입 신호가 인가됨에 따라 턴-온되어 상기 소스를 통해 전달되는 화상 신호를 상기 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)에 충전한다.

상기 액정 축전기(Clc)는 일단이 상기 제1 스위칭 소자(Qp)의 드레인에 연결되고, 타단이 공통 전극 전압(VCOM)에 연결된다. 액정 축전기(Clc)가 충전되면 화소 전극과 공통 전극 사이에 화상 신호 전압에 해당하는 전위차가 형성된다.

상기 유지 축전기(Cst)는 일단이 상기 제1 스위칭 소자(Qp)의 드레인 및 액정 축전기(Clc)의 일단에 연결되고, 타단이 유지 전압(Vst)이 인가되는 유지 전극선(SL)에 연결되어 있다. 여기서 유지 전극 전압(Vst)은 공통 전극 전압(Vcom)과 같을 수 있다. 유지 축전기(Cst)는 상기 제1 스위칭 소자(Qp)를 통해 전달되는 화상 신호 전압으로 충전되며, 액정 축전기(Clc)에 충전된 전압을 1프레임동안 유지하는 역할을 수행한다.

상기 제2 스위칭 소자(Qc)는 소스가 유지 전극선(SL)에 연결되고, 게이트가 소거 라인(CL)에 연결되며, 드레인이 제1 스위칭 소자(Qp)의 드레인에 연결되어 있는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(CST)의 일단에 연결된다. 상기 소거 라인(CL)을 통해 소거 신호(PCLR)가 인가됨에 따라 턴-온되어 상기 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)에 충전되어 있는 화상 신호를 유지 전압(Vst)의 레벨로 방전시킨다.

상기 유지 전압(Vst)은 예를 들어, 공통 전압(Vcom)과 같거나 소정 전압만큼 높은 전압일 수 있다. 노말리 블랙 모드(normally black mode) 액정 표시 장치의 경우, 상기 공통 전압(Vcom) 또는 그에 상응하는 전압에 의해 상기 화소는 블랙을 표시하게 되고, 노말리 화이트 모드(normally white mode) 액정 표시 장치의 경우, 블랙 계조에 해당하는 전압에 의해 상기 화소는 블랙을 표시하게 된다.

또한 상기 제2 스위칭 소자(Qc)는 소스가 상기 유지 축전기(Cst)의 일단이 아니라 별도로 형성된 배선에 연결되어, 상기 배선을 통해 일정 전압을 인가받을 수 있다. 이 때 인가되는 일정 전압은 상기와 마찬가지로 공통 전압(Vcom)과 같거나 소정 전압만큼 높은 전압일 수 있다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구체적인 구조에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV선에 대한 단면도이다

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(100), 이와 마주보고 있는 상부 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 하부 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 소거 신호선(122)이 형성되어 있다.

_{게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집 적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.}

_{유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗어 있다.}

_{소거 신호선(122)는 소거 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 소거 신호선(122)은 위로 돌출한 복수의 소거 게이트 전극(128)을 가진다.}

_{게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 소거 신호선(122)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30ㅀ 내지 약 80ㅀ인 것이 바람직하다.}

_{게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 소거 신호선(122)의 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.}

_{게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 반도체(154, 156)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치하고, 반도체(156)는 소거 게이트 전극(128) 위에 위치한다.}

_{반도체(154) 위에는 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있고, 반도체(156) 위에도 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(167, 169)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165, 167, 169)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치되어 있고, 저항성 접촉 부재(167, 169)는 쌍을 이루어 반도체(156) 위에 배치되어 있다.}

_{반도체(154, 156)와 저항성 접촉 부재(163, 165, 167, 169)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30ㅀ 내지 80ㅀ 정도이다.}

_{저항성 접촉 부재(163, 165, 167, 169) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175), 복수의 소거 소스 전극(177) 및 소거 드레인 전극(179)이 형성되어 있다.}

_{데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.}

_{드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다. 각 드레인 전극(175)은 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있으며, 막대형 끝 부분은 소스 전극(173)과 마주 보고 있다.}

_{소거 소스 전극(177)과 소거 드레인 전극(179)의 한쪽 끝부분은 소거 게이트 전극(128)을 중심으로 서로 마주 보고 있다. 각 소거 소스 전극(177)은 데이터선(171)과 나란하게 연장되어 유지 전극선(131) 근처에까지 이른다. 각 소거 드레인 전극(179)은 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있으며, 막대형 끝 부분은 소거 소스 전극(177)과 마주 보고 있다.}

_{하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.}

_{또한 하나의 소거 게이트 전극(128), 하나의 소거 소스 전극(177), 하나의 소거 드레인 전극(179)은 반도체(156)와 함께 하나의 박막 트랜지스터를 이룬다.}

_{데이터선(171), 드레인 전극(drain electrode)(175), 소거 소스 전극(177) 및 소거 드레인 전극(179) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30ㅀ 내지 80ㅀ 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.}

_{저항성 접촉 부재(163, 165, 167, 169)는 그 아래의 반도체(154, 156)와 그 위의 데이터선(171), 드레인 전극(drain electrode)(175), 소거 소스 전극(177) 및 소거 드레인 전극(179) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.}

_{데이터선(171), 드레인 전극(drain electrode)(175), 소거 소스 전극(177) 및 소거 드레인 전극(179) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 유기 절연물과 저유전율 절연물의 유전 상수는 4.0 이하인 것이 바람직하며 저유전율 절연물의 예로는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등을 들 수 있다. 유기 절연물 중 감광성(photosensitivity)을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.}

_{보호막(180)에는 드레인 전극(175), 소거 드레인 전극(179) 및 소거 소스 전극(177)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(181, 182, 183)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 유지 전극선(131)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(184)이 형성되어 있다.}

_{보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 연결 다리(overpass)(85)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.}

_{화소 전극(191)은 접촉 구멍(181)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 다른 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 액정 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.}

_{화소 전극(191)은 접촉 구멍(182)을 통하여 소거 드레인 전극(179)와 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있으며 소거 드레인 전극(179)로부터 유지 전극선(131) 전압을} _{인가 받는다} _{. 유지 전극선(131) 전압이 인가되면 화소 전극(191)에 충전되어 있는 데이터 전압이 소거되고 블랙 전압이 인가된다.}

_{화소 전극(191)은 유지 전극선(131)과 중첩한다. 화소 전극(191) 및 이와 전기적으로 연결된 드레인 전극(171)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 "유지 축전기(storage capacitor)"라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.}

연결 다리(overpass)(85)는 접촉구(183, 184)를 통하여 소거 소스 전극(177) 및 유지 전극선(131)을 연결하고 있다.

다음 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 소정의 패턴으로 형성되어 있고, 차광 부재 위에 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)와 차광 부재(220) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 들어 있는 액정층(3)은 두 표시판(100, 200)에 대하여 수직으로 배향되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트선에 인가되는 기입 신호는 다른 소거 신호 배선에 인가되는 소거 신호로도 사용될 수 있다.

예컨대, 액정 표시 장치가 게이트선을 m개 포함하고 있는 경우, k-n(k＞l)번째 상기 게이트선에 인가되는 기입 신호를 k번 째 소거 신호선에 인가되는 소거 신호로 사용할 수 있다.

도 6은 상기 실시예에 따른 액정 표시 장치에 인가되는 기입 신호와 소거 신호 및 그에 따른 화소의 충전 상태를 시간에 따라 도시한 타이밍도이다.

첫 번째 프레임이 개시되고, K번째 게이트선에 게이트 온 신호(기입 신호)가 인가되면, 데이터 배선을 통해 제공되는 데이터 전압에 의해 k번째 게이트선에 연결된 모든 화소가 충전되며, 게이트 온 신호가 종료되면, 화소에 충전된 전하는 액정 용량 및 유지 용량에 의해 유지된다.

다음 프레임이 개시되고, k-n번째 게이트선에 게이트 온 신호(기입 신호)가 인가되면, 동일한 시간에 k번째의 소거 신호선에 게이트 온 신호(소거 신호)가 인가되어 k번째 소거 신호선에 연결된 모든 화소에 충전된 전하는 방전되고 화소 전극의 전위가 Vst와 동일한 수준으로 변화한다. 따라서 노말리 블랙 모드의 액정 표시 장치에서 k번째 소거 신호선에 연결된 모든 화소는 k-n번째 게이트선에 게이트 온 신호가 인가되는 시점에서 비투과 상태가 되므로 흑색으로 표시된다.

본 발명의 상기 실시예에 따른 액정 표시 장치의 흑색 표시 기간은 m과 n의 비에 따라 변화한다. 1프레임 기간을 T라 하면, 하나의 게이트선이 턴-온되는 기간은 T/m이므로, 첫 번째 프레임의 k번째 게이트선이 턴-온되고 다음 프레임의 k-n번째 게이트 배선이 턴-온되기까지 소요되는 시간은 (m-n)T/m으로 계산된다. 따라서, 각 화소는 (m-n)T/m의 기간동안 충전 전압을 유지하며, 1프레임의 나머지 기간인 nT/m동안 흑색 표시를 하게 된다. 따라서 흑색 표시 기간을 늘리기 위해서는 n값을 크게 설정하고, 흑색 표시 기간을 줄이기 위해서는 n값을 작게 설정하여야 한다.

본 발명의 상기 실시예에 있어서, n보다 작은 k값을 가지는 소거 신호선은 nT/m의 기간 동안 흑색 표시를 하기 위해서는 m-k+n번째 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호를 소거 신호로 사용한다.

따라서 본 발명의 상기 실시예에 있어서 k번째 소거 신호선에 인가되는 소거 신호는 k-n(k＞n)번째 상기 게이트선에 인가되는 게이트 신호 또는 k-n+m(k≤n)번째 게이트선에 인가되는 게이트 신호와 동일하다.

한 게이트선에 인가되는 게이트 신호는 다른 소거 신호선에 인가되는 소거 신호로 사용하는 것은 대응하는 게이트선과 소거 신호선을 다른 배선을 통해 연결함으로써 가능하다.

도 5는 대응하는 게이트선(GLk-n)과 소거 신호선(CLk)의 연결 구조를 도시한 배치도이다.

연결선(MLk)은 접촉 구멍(186)을 통해 ITO또는 IZO등 화소 전극과 동일한 물질로 이루어진 연결 패드(86)와 접촉하고 k-n번째 게이트선(GLk-n)도 접촉 구멍(186)을 통해 연결 패드(86)와 접촉한다. 따라서 연결선(MLk)은 연결 패드(86)을 통하여 k-n번째 게이트선(GLk-n)과 연결되어 있다. 또한 연결선(MLk)은 접촉 구멍(188)을 통해 ITO또는 IZO등 화소 전극과 동일한 연결 패드(87)과 접촉하고 k번째 소거 신호선(CLk)도 접촉 구멍(187)을 통해 연결 패드(87)과 접촉한다. 따라서 연결선(MLk)은 연결 패드(87)을 통하여 k번째 소거 신호선(CLk)과도 연결되어 있다. 이와 같은 방법으로 연결선(MLk)은 k번째 소거 신호선과 k-n(k＞n인 경우, n은 m보다 작은 자연수)번째 게이트선 또는 k-n+m(k≤n인 경우)번째 게이트선과 연결되며, 동일한 게이트 온 신호가 두 배선에 동시에 인가되도록 두 배선을 전기적으로 연결한다.

이상의 실시예에서는 게이트선과 소거 신호선을 쌍으로 묶어 게이트 온 신호를 소정 화소 행의 기입 신호인 동시에 다른 화소 행의 소거 신호로도 사용한다. 그러나 소거 신호선을 게이트 구동부(도1 의 400)와 별도의 배선을 통하여 연결함으로써 게이트 온 신호와는 독립적인 소거 신호를 인가받도록 할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자(통상의 지식을 가진 자)는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념(Equivalents)으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이 각 프레임 기간마다 블랙 화소 데이터를 삽입하여 각 화소에서 방출되는 빛을 차단함으로써 사람 눈의 망막에 맺혀 있던 잔상을 제거하여 고스트 현상이나 블러링 현상을 억제할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 각 프레임 기간 마다 액정 용량에 충전되어 있는 차지를 소정의 전압으로 방전시켜 블랙 화소 데이터를 삽입시킴으로써 액정 표시 장치의 반응 속도를 증가시키고 화상의 끌림 현상을 개선시킬 수 있으므로 동화상을 표시하는 경우에 적합하다.

Claims

투명 기판 위에 종횡으로 배열되어 있는 복수의 데이터선 및 게이트선;

상기 데이터선 및 게이트선이 교차하는 영역에 형성되는 화소 전극;

상기 게이트선과 나란한 방향으로 배열되어 소거 신호를 전달하는 복수의 소거 신호선;

상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 소스 전극, 상기 게이트선에 연결되어 있는 제1 게이트 전극, 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 제1 드레인 전극을 포함하는 제1 박막 트랜지스터; 및

상기 화소 전극에 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 상기 소거 신호선에 연결되어 있는 제2 게이트 전극, 및 소정 전위에 연결되어 있는 제2 소스 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 투명 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극선을 더 포함하고, 상기 제2 소스 전극은 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

n과 k가 m보다 작은 자연수이고 상기 게이트선의 개수를 m개라 할 때, k번 째 상기 소거 신호선에 인가되는 상기 소거 신호는 k-n(k＞n)번째 상기 게이트선에 인가되는 게이트 신호 또는 k-n+m(k≤n)번째 상기 게이트선에 인가되는 게이트 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 k번 째 소거 신호선은 상기 k-n(k＞n인 경우)번째 게이트선 또는 상기 k-n+m(k≤n인 경우)번째 게이트선 중 어느 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에서, 상기 소거 신호선와 상기 게이트선은 동일한 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제5항에서,

상기 데이터선과 동일한 층에 의해 형성되어 있는 연결선;

상기 소거 신호선과 상기 연결선을 연결하는 제1 연결 패드;

상기 게이트선과 상기 연결선을 연결하는 제2 연결 패드

를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 연결 패드는 상기 화소 전극과 동일한 층에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 연결선 및 상기 제1 및 제2 연결 패드는 상기 화소 전극이 없는 주변 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제2 소스 전극은 직전 단의 게이트선에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 액정 표시 장치는 노말리 블랙 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제9항에서,

상기 액정 표시 장치는 수직 배향 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
복수의 데이터선;

복수의 기입 신호선;

복수의 소거 신호선;

복수의 축전기;

입력, 출력 및 제어 단자를 가지며, 상기 기입 신호선에 제어 단자가 연결되어 있고, 상기 데이터선에 입력 단자가 연결되어 있으며, 상기 축전기의 일단에 출 력 단자가 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자;

입력, 출력 및 제어 단자를 가지며, 상기 소거 신호선에 제어 단자가 연결되어 있고, 소정의 전위를 가지는 소거 전위 단자에 입력 단자가 연결되어 있으며, 상기 축전기의 일단에 출력 단자가 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 소자; 및

상기 축전기의 타단이 연결되어 있는 공통 전위 단자를 포함하는 표시 장치에서,

상기 기입 신호선에 기입 신호를 인가하여 상기 축전기에 상기 데이터선이 전달하는 데이터 전압을 충전하는 단계;

소정 시간이 경과한 후 상기 소거 신호선에 소거 신호를 인가하여 상기 축전기에 충전되어 있는 데이터 전압을 방전하고 상기 소거 전위를 인가하는 단계

를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제11항에서,

상기 소거 전위는 상기 공통 전위와 실질적으로 동일한 표시 장치의 구동 방법.
제11항에서,

상기 기입 신호는 상기 기입 신호선의 배치 순서에 따라 시간차를 가지고 인가되며 상기 소거 신호선 중 하나의 소거 신호는 상기 기입 신호선 중 하나의 기입 신호와 동기되어 있는 표시 장치의 구동 방법.