KR100431626B1 - 액정표시장치의게이트구동집적회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 게이트선에 주사 신호를 인가하는 액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로에 관한 것으로서, 게이트선에 주사 신호를 1번 게이트선에 인가되기 이전에 0번 게이트선에 인가하기 위하여 더미 출력과 연결되는 출력 버퍼, 1단의 레지스터가 추가로 형성되어 있다. 따라서 본 발명에 따른 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치에서는 모든 화소의 유지 용량용 커패시터에 균일한 게이트 펄스를 인가하여 전체적으로 균일한 화면을 표시할 수 있어 제품의 특성을 향상시키는 효과가 있다. 또한 0번 게이트 처리 문제 해결이 가능할 뿐아니라, 동일한 게이트 구동 집적 회로로 패널의 위치별 사용이 가능하고 패널의 구주에 변경없이 일반적인 패널을 그대로 적용할 수 있다.

Description

액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로

본 발명은 액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로에 것으로서, 더욱 상세하게는, 게이트선과 유지 용량용 커패시터에 신호를 인가하는 액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치는 표시 동작을 하는 다수의 화소가 형성되어 있으며, 이 화소들은 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 구동된다. 배선에는 주사 신호를 전달하는 주사 신호선 또는 게이트선, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터선이 있으며, 각 화소는 하나의 게이트선 및 하나의 데이터선과 연결되어 있다.

이러한 다수의 게이트선 및 데이터선에 주사 신호 및 화상 신호를 인가하기 위해서는 외부의 신호를 전달하기 위한 PCB 기판이 있으며, PCB 기판으로부터 외부의 신호를 전달받아 액정 구동 신호로 변환하기 위한 구동 집적 회로가 있으며, 구동 집적 회로가 실장되어 있고 게이트선과 데이터선이 형성되어 있는 액정 패널과 PCB 기판을 연결하는 TCP(tape carrier package)가 있다.

또한, 이러한 액정 표시 장치를 구동함에 있어서, 각각의 화소에 대하여 데이터 신호를 인가하고 다음 데이터 신호를 인가할 때까지 먼저 인가된 신호를 유지하기 위한 유지 용량용 전극(storage capacitor)을 사용한다. 이러한 유지 용량용 전극을 사용하는 방법으로는 전단 게이트 방식, 독립 배선 방식을 사용하고 있다.

독립 배선 방식은 게이트선과는 독립적으로 하나의 배선을 추가로 화소 영역에 형성하여 화소 전극과 절연막을 매개로 하여 유지 용량용 전극을 형성하는 것이다.

전단 게이트 방식은 각각의 화소에 형성되어 있는 화소 전극을 이웃하는 화소에 주사 신호를 인가하는 게이트선과 연결하여 유지 용량을 형성하는 것으로, 이웃하는 게이트선을 유지 용량용 전극으로 이용하는 방법이다.

이러한 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치에서는 다른 화소 행에는 전단의 게이트선이 존재하지만 첫 번째 화소 행에는 전단의 게이트선이 없기 때문에 유지 용량용 전극을 형성하기 위하여 별도의 게이트선을 추가하여 사용하고 있다. 이를 0번 게이트선이라 한다.

그런데 이렇게 연결할 경우 1번 게이트선에 연결된 0번 게이트선은 다른 게이트선에 연결된 커패시터 용량이나 인가되는 전압 관계가 다른 게이트선과 다르기 때문에 화면에 나타나는 밝기가 달라지게 된다.

따라서 이러한 현상을 해결하기 위해 종래의 경우, 0번 게이트선에서 별도의 전극을 빼내어 외부에서 파형을 인가해 주거나 또는 패널의 마지막 게이트선에 연결하여 사용하고 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로에 대하여 더욱 자세하게 알아보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 다른 게이트 구동 집적 회로가 실장되어 있는 TCP의 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 게이트 구동 집적 회로의 구조를 도시한 블록도이고, 도 3은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치에서 게이트 신호와 데이터 신호가 출력되는 타이밍도를 나타낸 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 TCP는 필름(10)의 중앙부에 게이트 구동 집적 회로(11)가 실장되어 있고, 게이트 구동 집적 회로(11)를 중심으로 양쪽 가장 자리에 게이트 입력단과 게이트 출력단이 형성되어 있다. 게이트 입력단은 PCB 기판으로부터 입력되는 신호를 입력받기 위한 n개의 패드가 형성되어 있으며, 게이트 출력단은 액정 패널에 형성되어 있는 n개의 게이트선에 주사 신호를 인가하기 위해 출력이 형성되어 있다. 그리고 0번 게이트선에 신호를 인가하기 위한 Vcom 단이 게이트 구동 집적 회로(11)를 통하지 않고 직접 더미 출력과 연결되어 있다.

도 2는 게이트 구동 집적 회로(11)의 내부를 도시한 것으로서, n개의 출력단을 가지는 시프트 레지스터(shift register)와 상기 시프트 레지스터의 각 출력단에 연결되는 n개의 출력 버퍼로 구성된다.

상기 시프트 레지스터는 CPV 신호에 따라서 수직 동기 시작 신호(STV, start vertical signal)를 시프트 시키며 각 시프트된 출력은 n개의 출력 버퍼에 의해 n개의 게이트 출력으로서 제공된다.

도 3은 종래의 기술에 따른 게이트 집적 회로에서 게이트 출력에 대한 데이터 출력을 도시한 것으로서, 게이트 출력 1이 온되는 시간에는 데이터 출력 D1이 출력되고, 게이트 출력 2가 온되는 시간에는 데이터 출력 D2가 출력되며, 게이트 출력 3이 온되는 시간에는 데이터 출력 D3이 출력되고, 이러한 방식으로 차례대로 n번째의 게이트 출력까지 순차적으로 이루어진다.

그러나 0번 게이트선에 외부에서 별도의 파형을 인가하는 경우, 게이트 구동 집적 회로(11)의 출력과 정확히 같은 신호를 만들기도 어렵고 또 만든다고 할지라도 같은 조건에서 만들어진 패널일지라도 공정 조건에 따라 패널마다 각종 파라미터(parameter)의 값에 차이가 발생한다. 따라서 각각의 패널에 맞게 파형을 일일이 맞추어야 하는 어려움이 있다. 즉, 각각의 패널에 맞는 최적의 전압 펄스를 발생하기 위해 패널마다 각각 다른 값의 소자를 사용해야 하므로 이는 현실적으로 어려움이 많다. 또한 패널의 마지막 라인에 연결하는 경우에는 마지막 라인과 처음 라인 사이에는 시간적으로 일정한 시간 간격이 있어 마지막 라인이 출력되고 일정한 시간이 지난 다음에야 다음 프레임(frame)의 첫 라인이 출발하게 되므로 완전하게 동일한 조건이 되지 못한다. 따라서 화소의 충전 조건이 달라서 다른 라인과 구별되므로 0번 게이트선에서 라인 결함(line defect)이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 더욱 상세하게 설명하자면 Vcom단에 외부에서 신호를 인가할 수 있게 되어 있고, 게이트 집적 회로(11)를 거치지 않고 직접 더미 출력을 통하여 Vcom단은 0번 게이트선과 연결되어 있다. 이때 외부 입력은 대향 전극 전압, 게이트 오프 전압, 마지막 게이트선에 인가되는 전압 등이다. 이러한 경우에 시간차가 발생하고 출력 전압의 차이가 발생하여 다른 게이트선과 밝기 차가 여전히 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모든 화소에 형성되어 있는 화소의 밝기를 균일하게 하여 제품의 특성을 향상시키는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 게이트 구동 집적 회로가 실장되어 있는 TCP(tape carrier package)의 구조를 도시한 평면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 게이트 구동 집적 회로의 구조를 도시한 블록도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 게이트 신호와 데이터 신호가 출력되는 타이밍도를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동 집적 회로가 실장되어 있는 TCP의 구조를 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동 집적 회로의 구조를 도시한 블록도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 게이트 신호와 데이터 신호가 출력되는 타이밍도를 나타낸 것이다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로는 패널에 형성되어 있는 n개의 게이트선에 신호를 출력하기 위하여 n개의 출력을 가지는 동시에 0번 게이트선에 신호를 출력하기 위하여 한 개의 출력이 추가로 형성되어 있다.

이러한 0번 게이트선용 출력은 TCP에 형성되어 있는 Vcom 단자로부터 외부의 신호를 입력받고 더미 출력으로 0번 게이트 신호를 출력한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치의 게이트 구동 집적 회로의 한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동 집적 회로가 실장되어 있는 TCP의 구조를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동 집적 회로의 구조를 도시한 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 액정 표시 장치에서 게이트 신호와 데이터 신호가 출력되는 타이밍도를 나타낸 것이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 TCP는 종래와 동일하게는 필름(20)의 중앙부에 게이트 구동 집적 회로(21)가 실장되어 있고, 게이트 구동 집적 회로(21)를 중심으로 양쪽 가장자리에 게이트 입력단과 게이트 출력단이 형성되어 있다. 게이트 입력단은 PCB 기판으로부터 입력되는 신호를 입력받기 위한 n개의 패드가 형성되어 있으며, 게이트 출력단은 액정 패널에 형성되어 있는 n개의 게이트선에 주사 신호를 인가하기 위해 출력이 형성되어 있다.

종래와 다르게는 0번 게이트선에 신호를 인가하기 위한 Vcom단이 게이트 구동 집적 회로(21)와 연결되어 있고, 0번의 더미 출력 또는 게이트 구동 집적 회로(21)와 연결되어 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동 집적 회로(21)의 내부를 도시한 것으로서, 0번부터 n번까지 (n+1)개의 출력단을 가지는 시프트 레지스터(shift register)와 상기 시프트 레지스터의 각 출력단에 연결되는 (n+1)개의 출력 버퍼(A0, A1, A2,...,An)로 구성된다. 0번 레지스터 및 1번 레지스터와 연결되어 있는 멀티플렉서(MUX1)와 출력 버퍼(A1)에 연결되어 있으며 Vcom과 입력 단자가 연결되어 있고 더미 출력과 출력단자가 연결되어 있는 멀티플렉서(MUX2)가 추가로 형성되어 있다.

다음에 구체적으로 제안된 게이트 구동 집적 회로의 실시예를 들고자 한다.

도 5에 도시한 게이트 구동 집적 회로(21)는 0번 게이트선이 있는 부위에 실장되어 있는 게이트 구동 집적 회로를 도시한 것으로서, 패널의 0번 게이트선에 인가되는 파형을 1번 게이트선에 순차적으로 인가되는 파형과 동일한 형태로 만들어 주고자 한다. 게이트 클록 신호(CPV)의 클록(clock)에 동기하는 게이트 구동 집적 회로(21)의 동작은 다음과 같다.

Mode 단자를 통해 하이(high) 상태의 신호가 MUX1과 MUX2의 제어 단자(S0)에 인가될 경우, MUX1과 MUX2는 1번 입력단으로 인가되는 신호를 출력단을 통해 출력한다. 따라서 게이트 구동 집적 회로(21)의 캐리 인(carry in) 신호인 STV가 시프트 레지스터의 0번 레지스터의 캐리 인 단자에 인가된 후 0번 레지스터의 캐리 아웃(carry out) 단자를 통해 MUX1의 1번 입력단으로 입력된다. MUX1은 출력단을 통하여 1번 레지스터의 캐리 인 단자에 캐리 신호를 인가하고, 1번 레지스터는 캐리 아웃 단자를 통해 다음 레지스터의 케리 인 단자에 캐리 신호를 인가된다. 이와 같이 순차적으로 캐리 신호를 인가하여 n번째 레지스터까지 입력된다. 이때 0번 레지스터로부터 출력되는 신호는 출력 버퍼(A0)를 통해 MUX2의 1번으로 입력되어 출력단을 통하여 더미 출력으로 0번 게이트 신호를 패널의 0번 게이트선에 출력한다. 그리고 나머지 출력 버퍼(A1, A2, A3, ..., An)는 대응하는 레지스터로부터 출력되는 신호를 입력받아 패널에 형성되어 있는 1번 게이트선에서부터 n번 게이트 선에 순차적으로 게이트 펄스를 출력한다. 따라서 순차적으로 출력된 게이트 펄스의 수는 총 (n+1)개가 되고, 게이트 출력 0단은 더미 출력단을 통하여 0번 게이트 선으로 게이트 펄스가 인가된다.

이때, STV 신호는 도 6의 타이밍도에서 보는 바와 같이, 도 3의 종래의 타이밍도와 달리 CPV 신호의 1 주기 앞에서 발생된다. 이는 정상 데이터 출력 및 1번째 게이트 출력에 앞서 0번째 게이트 출력단에 0번째의 게이트 출력을 발생시키기 위해서다. STV 신호를 CPV 신호의 1주기 앞에서 발생시키는 것은 인터페이스(interface) 집적 회로에서 간단히 구현할 수 있다.

박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 패널의 0번 게이트단 이외의 위치에 부착하는 제안된 게이트 구동 집적 회로의 경우에 Mode 단자에 인가되는 신호의 상태를 로우(low)로 선택한다. 그러면 MUX1과 MUX2의 제어 단자(S0)에 로우 상태의 신호가 인가되어, MUX1과 MUX2는 0번 입력단으로 인가되는 신호를 출력단을 통해 출력한다. 따라서 MUX1은 0번 입력단에 인가되는 STV를 출력단을 통하여 1번 레지스터의 캐리 인 단자에 입력한다. 1번 레지스터는 캐리 아웃 단자를 통해 다음 레지스터에 캐리 인 신호를 인가한다. 이러한 방식으로 차례로 n번의 레지스터까지 캐리 신호가 입력된다. 이때, 게이트 구동 집적 회로(21)의 출력은 순차적으로 각각의 레지스터에 대응하는 출력 버퍼(A1, A2, ...., An)를 통하여 게이트 펄스를 출력한다. 따라서 순차적으로 출력된 게이트 펄스는 총 n개가 되고, 이때, MUX2가 0번 입력단에 인가되는 Vcom 신호를 선택하여 더미 출력단에 출력한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트 구동 집적 회로를 사용할 경우 액정 패널의 0번 게이트단에 게이트 펄스를 인가해야할 때와 그렇지 않을 경우는 Mode 단자의 신호 상태를 달리하여 선택할 수 있다. 또한 동일한 게이트 구동 집적 회로를 이용하여 0번 게이트선에 게이트 펄스를 인가하므로 0번 게이트선의 밝기 역시 다른 게이트선과 밝기와 같게 된다.

따라서 상기에서 설명한 게이트 구동 집적 회로의 효과는 0번 게이트 처리 문제 해결이 가능할 뿐 아니라, 동일한 게이트 구동 집적 회로로 패널의 위치별 사용이 가능하고 패널의 구조 변경없이 일반적인 패널에 그대로 적용할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 전단 게이트 방식의 액정 표시 장치에서는 모든 화소의 유지 용량용 커패시터에 균일한 게이트 펄스를 인가하여 전체적으로 균일한 화소면을 표시할 수 있어 제품의 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 0번부터 n번까지의 (n+1)개의 출력 단자를 구비하고, 연결된 0번 게이트선에서부터 n번 게이트선에 차례로 주사신호를 인가하는 게이트 집적 회로로서,

   (n+1)개의 출력단을 구비하고 있고, 외부로부터의 캐리인 신호에 따라 순차적으로 동작하는 복수의 시프트 레지스터로 이루어진 시프트 레지스터부,

   상기 시프트 레지스터부의 각 출력단에 입력단이 각각 연결되어 있고, 상기 1번부터 n번까지의 상기 게이트선에 주사 신호를 각각 인가하는 복수의 버퍼로 이루어진 출력 버퍼부, 그리고

   상기 복수의 버퍼 중 한 버퍼의 출력단에 연결되어 0번 게이트선에 주사 신호를 인가하는 제1 멀티플렉서

   를 포함하고,

   상기 주사 신호를 게이트 펄스를 포함하며,

   상기 제1 멀티플렉서로부터 상기 0번 게이트선에 인가되는 게이트 펄스는 상기 1번 게이트선에 인가되는 게이트 펄스보다 게이트 클록(CPV) 신호의 1 주기 앞에서 발생되는

   게이트 집적 회로.
2. 제1항에서,

   상기 캐리인 신호를 수직 동기 시작(STV) 신호인 게이트 집적 회로.
3. 제1항에서,

   상기 복수의 시프트 레지스터는 0번째부터 n번째까지의 (n+1)개의 시프트레지스터를 포함하고,

   상기 복수의 버퍼는 0번째부터 n번째까지의 (n+1)개의 버퍼를 포함하는 게이트 집적 회로.
4. 제3항에서,

   상기 0번째 시프트 레지스터에서 출력되는 신호가 입력되고 1번째 시프트 레지스터에 캐리인 신호를 전달하는 제2 멀티플렉서를 더 포함하는 게이트 집적 회로.
5. 제4항에서,

   상기 제1 및 제2 멀티플렉서는 두개의 입력단과 하나의 출력단을 구비하고 있고,

   상기 제1 멀티플렉서는 상기 수직 동기 시작 신호(STV)와 상기 0번째 시프트 레지스터에서 출력되는 신호가 상기 두 개의 입력단에 각각 인가되고,

   상기 제2 멀티플렉서는 공통 전압(Vcom)과 상기 출력 버퍼부의 0번째 버퍼의 출력단으로부터의 신호가 상기 두 개의 입력단에 각각 인가되는 게이트 집적 회로.
6. 제5항에서,

   상기 제1 및 제2 멀티플렉서는 외부로부터의 제어 신호가 인가되는 제어단을 더 포함하고, 상기 제어 신호에 따라 상기 두 개의 입력단으로 인가되는 신호 중 하나가 선택되어 상기 출력단을 통해 출력되는 게이트 집적 회로.