KR100663299B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 패널 상에서 왜곡된 게이트 신호를 다시 구동회로부로 피드백시켜 왜곡된 게이트 신호를 보상함으로써, 화면 품위를 개선시킬 수 있는 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 액정패널 및 상기 액정패널로 각종 구동신호 및 데이터 신호를 인가하는 구동회로부를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 액티브 영역과 패드 영역으로 정의되는 액정 패널과, 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 제 1 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인과, 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인과, 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 형성되며, 상기 액정 패널 상에서 왜곡된 게이트 신호를, 상기 게이트 신호를 출력한 구동회로부로 다시 피드백시키는 더미 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

게이트 신호, 더미 라인

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구성도.

도 2는 종래 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 구성도.

도 3은 도 2에 따른 등가회로도.

도 4는 도 2에 따른 패널 구성도.

도 5는 도 2에 따른 게이트 신호 왜곡 정도를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구성도.

도 7a 내지 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 X-TAB 및 Y-TAB에서의 더미 라인의 배선을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 액정표시장치에 따른 구동회로의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 액정 패널 200 : 더미 라인

200a : 보조 더미 라인 300 : Y-TAB

400 : X-TAB

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 게이트 신호의 왜곡을 보상하여 화면 품위를 개선시키는데 적당한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.

이를 위하여, 액정표시장치는 액정 셀들이 매트릭스(Matrix)형으로 배열되어 화상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.

여기서, 상기 구동회로는 액정 패널의 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버 IC와, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버 IC와, 게이트 드라이버 IC 및 데이터 드라이버 IC에 타이밍 제어신호와 화소 데이터를 공급하는 타이밍 컨트롤러와, 전원 전압을 공급하는 전원부를 구비한다.

상기 데이터 드라이버 IC와 게이트 드라이버 IC는 다수개의 집적회로(Integrated Circuit;이하, IC라 함)들로 분리되어 집적화되어 칩 형태로 제작되며, 집적화된 드라이버 IC 각각은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 방식으로 액정 패널과 전기적으로 접속된다.

또한, 상기와는 달리, 상기 타이밍 컨트롤러와 전원부는 칩 형태로 제작되어 PCB(Printed Circuit Board) 상에 실장되고, 드라이버 IC는 COG(Chip On Glass) 방식으로 액정 패널 상에 직접 실장되기도 한다.

여기서, COG 방식으로 액정 패널에 실장되는 드라이버 IC들은 FPC와 액정 패널에 실장되는 라인 온 글래스(Line On Glass; 이하 LOG라 함)형 신호 라인들을 통해 PCB 상에 실장된 타이밍 컨트롤러로부터의 타이밍 제어신호들 및 화소 데이터와 전원부로부터의 전원 전압을 공급받게 된다.

이러한 액정표시장치에서 드라이버 IC에 공급되는 타이밍 신호, 화소 데이터 및 전원 전압은 LOG형 신호 라인의 고임피던스 영향을 받게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구성도로서, 액정 패널(1)과, X-PCB(3)와, Y-PCB(5)와, 상기 X-PCB(3)와 Y-PCB(5)를 전기적으로 연결하는 FPC(7)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 X-PCB(3)와 액정패널(1)과는 X-TAB(9)으로 연결되고, 상기 Y-PCB(5)와 액정패널(1)과는 Y-TAB(11)으로 연결되며, 상기 X-TAB(9)상에는 데이터 드라이버 IC(13)가 구성되고, Y-TAB(11)상에는 게이트 드라이버 IC(15)가 구성된다.

이와 같은 구조의 액정표시장치는, 게이트 구동을 위한 전원 및 신호선(17)이 FPC(7) 및 Y-PCB(5)상에 배선되며, 실제로 액정패널(1)의 게이트 라인을 구동하기 위한 구동신호는 X-PCB(3)→FPC(7)→Y-PCB(5)→게이트 드라이버 IC(15)를 거쳐 액정패널(1)로 인가된다.

한편, 도 1의 구조와는 달리 FPC 및 Y-PCB가 없는 구조의 액정표시장치가 제안된바 있는데, 그 구조는 도 2에 도시한 바와 같다.

즉, 도 2에 도시된 구조는, 도 1에서 FPC(7) 및 Y-PCB(5)상에 배선되었던 전원 및 신호선(17)을 X-TAB(9), 액정패널(1) 및 Y-TAB(11)상에 배선하여 FPC(7) 및 Y-PCB(5)를 없앤 구조로서, 게이트 구동을 위한 구동신호는 X-PCB(3)→X-TAB(9)→게이트 드라이버 IC(15)를 거쳐 액정패널(1)로 인가된다.

이에, 도 2와 같은 액정표시장치에 따른 게이트 구동 경로를 등가회로로 나타내면 도 3과 같고, 이를 보다 구체적으로 표현하면 도 4와 같다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, D1, D2, D3,...,Dn은 액정 패널(1)의 데이터 라인으로 인가될 데이터 전압으로서, 공통전극인 Vcom을 기준으로 인접한 라인간에는 각각 포지티브(Positive) 전압과 네가티브(Negative) 전압으로 반전 구동한다.

이와 같은 구조에서는 상기 액정 패널(1)에 상호 교차 배치된 데이터 라인과 게이트 라인의 배선 구조에 의해 기생 커패시턴스가 발생하고, 그로 인해 데이터 전압의 극성 반전에 따라 게이트 라인으로 인가되는 게이트 신호가 왜곡되는 현상이 발생한다.

즉, 데이터 라인과 게이트 라인간에 발생하는 기생 커패시턴스의 영향으로 데이터 신호가 게이트 신호를 간섭하여 게이트 신호에 왜곡이 발생되는데, 이러한 게이트 신호의 왜곡을 도 5에 나타내었다. 참고로, 도 5의 "A"는 왜곡 전의 게이트 신호를 나타내고, "B"는 왜곡 후의 게이트 신호를 나타낸다.

이와 같이, 데이터 신호에 의한 게이트 신호의 왜곡은 액정표시장치의 단위 픽셀(Pixel)에 인가되는 데이터 신호의 크기를 증가 또는 감소시키는 요인으로 작용하여 입력 데이터 대비 픽셀에 디스플레이 되는 화면이 왜곡되게 되고, 그로 인해 화면의 품위를 현저하게 떨어뜨리는 문제를 야기시킨다.

이러한 현상은 도 3에 도시된 저항(R)의 값을 줄임으로써, 어느 정도 개선시킬 수는 있으나, 상기 저항(R)값을 줄이기 위해서는 게이트 신호를 FPC를 통해 전송하여야 하므로, 이는 FPC 사용에 따른 코스트(Cost) 상승을 초래하고, FPC 부착 공정 등 추가 공정이 발생한다는 문제가 있었다.

이외에 액정 패널(1)의 설계 변경을 통해 기생 커패시턴스를 감소시킬 수는 있으나, 기본적으로 데이터 라인 및 게이트 라인은 교차 배치를 이룰 수밖에 없으므로 상기 데이터 라인과 게이트 라인간에 발생하는 기생커패시턴스를 줄이는 데에는 한계가 있다.

또한, 게이트 라인 및 데이터 라인에 사용되는 메탈의 재료를 변경하여 배선 저항 및 기생 커패시턴스를 줄일 수 있는 방법도 있으나, 이는 필연적으로 장비 및 공정 변경을 초래하는 등 제조 공정을 더욱 복잡하게 하는 문제를 야기시킨다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 액정 패널 상에서 왜곡된 게이트 신호를 다시 구동회로부로 피드백시켜 공정의 변경이나 코스트의 증가 없이 액정 패널 상에서 왜곡된 게이트 신호를 보상함으로써, 화면 품위를 개선시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 액정패널 및 상기 액정패널로 각종 구동신호 및 데이터 신호를 인가하는 구동회로부를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 액티브 영역과 패드 영역으로 정의되는 액정 패널과, 상기 액 티브 영역의 액정 패널 상에 제 1 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인과, 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인과, 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 형성되며, 상기 액정 패널 상에서 왜곡된 게이트 신호를, 상기 게이트 신호를 출력한 구동회로부로 다시 피드백시키는 더미 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 더미 라인은 상기 게이트 라인과 동일한 방향으로 배선하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 더미 라인은 상기 복수의 게이트 라인 중 첫 번째 게이트 라인의 전단과, 마지막 번째 게이트 라인 후단과, 첫 번째 게이트 라인과 마지막 번째 게이트 라인 사이의 임의의 게이트 라인 전단 중 어느 한 쪽에 배선하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 더미 라인은 패드 영역에 형성된 Y-TAB 및 X-TAB에까지 연장되게 배선되며, 상기 연장된 더미 라인은 각 TAB의 드라이버 IC의 출력 패드쪽에서 입력 패드쪽으로 배선되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패드 영역에는 상기 Y-TAB 및 X-TAB에까지 연장된 더미 라인을 상기 구동회로부와 연결하기 위한 보조 더미 라인이 형성되는데, 상기 보조 더미 라인은 상기 더미 라인을 통해 전달된 왜곡된 게이트 신호를 구동회로부로 전달한다.

이하에서는 본 발명의 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 액정표시장치는 게이트 구동전압의 왜곡을 방지하기 위해 게이트 구동전압을 반전 증폭 및 감폭하여 게이트 구동전압으로 피드백(Feedback)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정 패널(100) 상에 데이터 라인의 신호에 의해 왜곡된 게이트 라인의 신호를 구동회로부로 피드백(Feedback) 받기 위한 더미 라인(200)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 화면이 표시되는 액티브 영역(Active region)과 복수의 X-TAB(300) 및 Y-TAB(400)이 연결되는 패드 영역(Pad region)으로 구성된 액정 패널(100) 상에 더미 라인(200)을 형성하고, 상기 더미 라인(200)을 Y-TAB(300) 및 X-TAB(400)을 통해 구동회로부로 피드백시키는 구조를 갖는다.

이때, 상기 더미 라인(200)은 게이트 라인(G1~Gn)과 동일한 방향으로 배선하되, 첫 번째 게이트 라인(G1) 이전이나, N번째 게이트 라인(Gn) 이후의 액정 패널(100) 상에 배선한다. 물론, M번째 게이트 라인과 M+1번째 게이트 라인 사이에 배선하여도 무방하다. 참고로, M은 1과 N 사이의 임의의 정수이다.

상기 더미 라인(200)은 Y-TAB(300) 및 X-TAB(400)에까지 연장되며, 상기 패드 영역에는 상기 Y-TAB(300) 및 X-TAB(400)의 더미 라인(200)을 구동회로부까지 연결하기 위한 보조 더미 라인(200a)이 배선된다.

이에, 도 7a는 본 발명에 따른 X-TAB에서의 더미 라인의 배선 형태를 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 Y-TAB에서의 더미 라인의 배선 형태를 설명하기 위한 도면이다.

액정 패널(100)의 내부에서 왜곡된 게이트 신호를 구동회로부로 피드백시키기 위해서 X-TAB(400)의 경우, 도 7a에 도시한 바와 같이, 데이터 드라이버 IC(71)의 출력 패드쪽에서 상기 데이터 드라이버 IC(71)의 입력 패드쪽으로 더미 라인(200)을 배선하고, Y-TAB(300)의 경우에는 도 7b와 같이 배선한다.

일반적으로 구동회로부는, 도면에는 도시되지 않았지만, 각종 타이밍 신호 및 데이터 신호를 게이트 드라이버 IC 및 데이터 드라이버 IC로 출력하는 것으로서, 타이밍 컨트롤러, 감마전압 발생부, 전원부 등의 회로들로 구성되어 있다.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 구동회로부는, 상기의 회로들과 더불어, 왜곡된 게이트 신호 즉, 더미 라인에서 입력되는 피드백 신호를 반전 증폭 또는 감쇄하여 게이트 오프 신호로 출력하는 차동증폭기를 더 포함하여 구성된다.

도 8은 본 발명의 구동회로부에 따른 차동증폭기를 도시한 것으로서, 더미 라인(200)을 통해 피드백되는 왜곡된 게이트 신호는 커패시터(C)와 저항(R1)을 거쳐 차동증폭기(81)의 반전 단자(-)로 입력되고, 상기 차동증폭기(81)의 비반전 단자(+)에는 게이트 오프(Gate off) 신호가 입력되며, 최종적으로 상기 차동증폭기(81)의 출력단자를 통해서는 더미 라인(200)을 통해 입력된 게이트 신호가 반전된 신호(왜곡이 보상된 게이트 신호)가 증폭 또는 감쇄되어 출력된다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정 패널(100) 내부에서 게이트 라인과 데이터 라인의 상호 간섭에 의해 생기는 박막트랜지스터의 게이트 오프 신호의 왜곡을 액정 패널(100) 상에 형성한 더미 라인(200)과, X-TAB(400) 및 Y-TAB(300)을 통해서 구동회로부로 피드백시키고, 이를 구동회로부의 차동증폭기가 반전 증폭 또는 감쇄시켜 출력한다.

이때, 상기 차동증폭기(81)에서 출력되는 신호를 게이트 오프 신호로 사용하면, 게이트 오프 신호의 왜곡을 보상하여 안정된 게이트 신호를 액정 패널(100)의 게이트 라인(G1~Gn)으로 인가할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시 예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.

게이트 오프 신호의 왜곡으로 인해 데이터 신호가 왜곡되는 것을 방지하여 화면 품위를 개선시킬 수 있다.

별도의 FPC를 사용하지 않으므로 그 만큼 코스트를 절감할 수 있고, FPC 본딩 공정이 필요 없어 공정의 단순화로 인한 수율을 증대시킬 수가 있다.

Claims (6)

1. 액정패널 및 상기 액정패널로 각종 구동신호 및 데이터 신호를 인가하는 구동회로부를 포함하는 액정표시장치에 있어서,

   액티브 영역과 패드 영역으로 정의되는 액정 패널과; 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 제 1 방향으로 형성된 복수의 데이터 라인과; 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인과; 상기 액티브 영역의 액정 패널 상에 형성되며, 상기 액정 패널 상에서 왜곡된 게이트 신호를, 상기 패드 영역에 형성된 복수의 Y-TAB 및 X-TAB을 통해 상기 게이트 신호를 출력한 구동회로부로 다시 피드백시키는 더미 라인을 포함하며,

   상기 더미 라인을 통해 피드백된 왜곡된 게이트 신호는 차동 증폭기에 의해 종폭 또는 감쇄되어 게이트 오프 신호로 사용되는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 더미 라인은 상기 게이트 라인과 동일한 방향으로 배선하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 더미 라인은 상기 복수의 게이트 라인 중 첫 번째 게이트 라인의 전단과, 마지막 번째 게이트 라인 후단과, 첫 번째 게이트 라인과 마지막 번째 게이트 라인 사이의 임의의 게이트 라인 전단 중 어느 한 쪽에 배선하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 패드 영역에는 상기 액티브 영역에 형성된 더미 라인을 상기 구동회로부와 연결하기 위한 보조 더미 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 더미 라인은 상기 Y-TAB 및 X-TAB에까지 연장되며, 상기 연장된 더미 라인은 각 드라이버 IC의 출력 패드쪽에서 입력 패드쪽으로 배선되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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