액정표시장치 document_id A220623034775

최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다. 평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL) 등이 있다. 일반적으로, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있으며 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다. 통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이와 같은 액정표시장치는 크게 두 장의 유리기판의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열 되어져 영상을 표시하는 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 이 액정표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유니트(Back Light Unit) 및 액정표시패널을 구동시키기 위한 구동신호를 인가하는 구동장치로 구성되게 된다. 도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치(1)는 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 화소영역을 포함하는 액정표시패널(10)과, 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 게이트 구동신호를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버(30)와, 입력되는 영상 데이터(R, G, B)를 게이트 구동신호(GCS)에 동기 되도록 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급하는 데이터 드라이버(20)와, 외부로부터의 영상 데이터(R, G, B)를 변환 및 정렬하여 데이터 드라이버(20)에 공급함과 아울러, 게이트 드라이버(30) 및 데이터 드라이버(20)의 구동을 제어하는 타이밍 컨트롤러(40)를 포함하여 구성된다. 또한, 도시되지 않았지만 액정표시패널(10)에 광을 조사하기 위한 백라이트 유니트와, 백라이트 유니트에 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터와, 기준 감마전압을 발생하여 데이터 드라이버(20)에 공급하기 위한 기준 감마전압 발생부와, 각각의 장치를 구동시키기 위한 구동전압 및 액정표시패널(10)의 공통전극에 공통전압(Vcom)을 공급하는 전압 발생부를 추가로 포함한다. 액정표시패널(10)은 서로 대향 하여 합착된 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판과, 두 어레이 기판 사이에 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 공간에 채워진 액정을 포함한다. 이러한 액정표시패널(10)은 m개의 게이트 라인과 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 화소셀에 형성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)와, TFT에 접속되는 액정셀을 포함한다. TFT는 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)로부터의 게이트 구동신호에 응답하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)로부터의 아날로그 영상 데이터 신호를 액정셀로 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 TFT에 접속된 화소전극을 포함하여 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 이러한 화소셀은 액정 커패시터(Clc)에 충전된 아날로그 영상 데이터 신호를 다음 아날로그 영상 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시티(Cst)를 포함한다. 이러한 액정셀의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. TFT는 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 접속된 게이트 전극과, 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 접속된 소스 전극과, 화소전극에 접속된 드레인 전극을 포함하여 구성된다. 이러한 액정표시패널(10)의 컬러필터 어레이 기판에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 필터들이 수직 배열(vertical stripe)되어 매트릭스 형태로 형성된다. 타이밍 컨트롤러(40)는 디지털 비디오 카드로부터 입력되는 영상 데이터(R, G, B)를 프레임 단위로 정렬하고, 정렬된 프레임 단위의 영상 데이터를 데이터 드라이버(20)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터 입력되는 도트클럭(DLCK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 데이터 제어신호(DCS)와 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 데이터 드라이버(20)와 게이트 드라이버(30) 각각의 구동 타이밍을 제어한다. 여기서, 데이터 제어신호(DCS)는 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 극성 제어신호(Polarity : POL) 및 소스 출력신호(Source Output Enable : SOE) 등을 포함하고, 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC) 및 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. 게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트 구동신호(게이트 스캔 펄스)를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터를 포함한다. 이러한, 게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 게이트 구동신호를 순차적으로 인가하여 각각의 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 접속된 TFT를 턴-온 시키게 된다. 이때, 게이트 드라이버(30)는 입력되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 게이트 구동신호의 하이레벨 전압과 로우레벨 전압을 결정한다. 데이터 드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여, 게이트 구동신호가 공급되는 주기마다 그에 해당하는 라인 분의 아날로그 영상 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(20)는 극성 제어신호(POL)에 응답하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급되는 아날로그 영상 데이터 신호의 극성을 반전시킬 수 있다.