KR100825096B1 - 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치 - Google Patents

리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 데이터 신호 및 라인을 구별하기 위한 수평동기신호와 각 프레임을 구별하기 위한 수직동기신호 포함하는 신호를 입력받아 게이트 구동회로 및 소오스 구동회로를 제어하기 위한 신호를 생성하는 타이밍 제어 회로; 타이밍 제어 회로로부터 전송되는 디지털 데이터를 저장하였다가 해당 데이터를 액정패널에 인가할 것을 명령하는 LOAD 신호가 오면 각각의 데이터에 해당하는 전압을 선택하여 액정패널로 인가하는 소스 구동 회로; 타이밍 제어 회로로부터 인가되는 화상 데이터를 소스 구동 회로에 전송하는 제1 및 제2 전송선; 및 제1 및 제2 전송선 사이에 연결되어 있으며 이들 전송선에서 발생하는 리플 성분을 제거하기 위한 스터브 저항을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다. 이로 인해, 신호 전송시 발생하는 리플 현상 및 그로 인한 품질 저하를 방지할 수 있다.
액정표시장치, 차동신호, 리플 노이즈, 타이밍 제어 회로, 소스 구동 회로.

Description

리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치 {A Liquid Crystal Display for removing ripple noise}
도 1은 일반적인 차동 신호의 파형도이다.
도 2는 일반적인 액정 표시 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 대략적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 세부적인 회로 구성도이다.
도 6은 도 4에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 상의 차동 신호 배선 구조를 나타내는 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 8a는 도 7의 VIIa-VIIa'선에 따른 부분 단면도이며, 도 8b는 도 7의 VIIb-VIIb'선에 따른 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 10a는 도 7의 VIIa-VIIa'선에 따른 부분 단면도이며, 도 10b는 도 7의 VIIb-VIIb'선에 따른 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1 : 타이밍 제어 회로(TCON)
3 : 소스 구동 회로
10 : 데이터 전송 선로
11 : 스터브 저항(STUB Resistance)
12 : 터미네이션 저항
13, 14 : 차동신호 전송 배선
본 발명은 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신호 전송시 발생하는 리플 현상을 제거하는 수단을 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치(liquid crystal display)는 공통 전극과 컬러 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
이러한 액정 표시 장치에는 다수의 부품들이 실장되고, 각 부품들 간에는 신호 전송을 위한 배선이 형성된다. 또한, 전자 기술이 발달함에 따라서 배선을 통한 고속의 데이터 신호 전송이 이루어지며, 실장되는 부품들도 고속으로 응답하도록 개발되고 있다. 이를 위해, LVDS(Low Voltage Differential Signaling, 이하 'LVDS'라 함) 방식 또는 RSDS(Reduced Swing Differential Signaling, 이하 'RSDS'라 함) 방식과 같이 차동 신호를 전송하는 데이터 전송 방식이 채택되고 있다.
일반적으로, 데이터가 전송되는 각 배선의 주위에는 전류의 흐름에 따라 전기장이 유도되는데, 이러한 전기장은 인접한 배선을 통하여 전송되는 신호에 노이즈를 발생시키기 때문에 부품의 정상적인 동작을 방해하는 EMI 현상을 유발시킨다.
이로 인해, 도 1과 같이, 진폭이 동일하고 위상이 서로 반대이며, 저소비 전력 및 EMI 발생 억제 등을 특성으로 하는 차동 신호(S+, S-)를 액정 표시 장치의 데이터 전송 방식으로서 채택하고 있다.
그러나, 상기와 같은 방식은 배선수가 작으면서 EMI 억제 효과가 크다는 장점이 있는 반면, 전송 선로상에서 발생하게 되는 리플 노이즈로 인한 제품의 노이즈 불량이 잦은 단점이 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도이다. 도시된 바와 같이, 전송 선로상에서 형성되는 인덕턴스 성분과 그라운드(GROUND)와의 캐패시터에 의해 발생되는 리플 노이즈로 인해 표시 품질 저하 및 제품의 불량율을 높일 뿐만 아니라, 심한 경우에는, 수신되는 해당 데이터를 인식하지 못하게 하기도 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 차동 신호 전송시 발생하는 리플 현상을 제거하여 화면상의 노이즈 표시 현상을 제거할 수 있는 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 리플 노이즈 제거용 액정표시장치는,
데이터 신호 및 라인을 구별하기 위한 수평동기신호와 각 프레임을 구별하기 위한 수직동기신호 포함하는 신호를 입력받아 게이트 구동회로 및 소오스 구동회로를 제어하기 위한 신호를 생성하는 타이밍 제어 회로; 상기 타이밍 제어 회로로부터 전송되는 디지털 데이터를 저장하였다가 해당 데이터를 액정패널에 인가할 것을 명령하는 LOAD 신호가 오면 각각의 데이터에 해당하는 전압을 선택하여 액정패널로 인가하는 소스 구동 회로; 상기 타이밍 제어 회로로부터 인가되는 화상 데이터를 상기 소스 구동 회로에 전송하는 제1 및 제2 전송선; 및 상기 제1 및 제2 전송선 사이에 연결되어 있으며 이들 전송선에서 발생하는 리플 성분을 제거하기 위한 스 터브 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판은, 절연층; 상기 절연층 위의 타이밍 제어 회로; 상기 절연층 위의 제1, 제2 전송선; 및 상기 절연층 아래의 접지층을 포함하고, 상기 접지층은 적어도 상기 제1 및 제2 전송선과 중첩하는 영역에서는 제거되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판은, 절연층; 상기 절연층 위의 타이밍 제어 회로; 상기 절연층 위의 제1, 제2 전송선; 및 상기 절연층 아래의 접지층을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전송선과 중첩하고 있고 상기 접지층과 동일한 층으로 형성되어 있으며 플로팅되어 있는 금속 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치를 보다 자세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 대략적인 블록 구성도로서, 도 2의 A 부분에 해당하는 블록 구성도이다.
도 4를 보면, 타이밍 제어회로(TCON, 1)는 컴퓨터 본체의 그래픽 컨트롤러(미도시)로부터 R, G, B 데이터 신호 및 라인을 구별하기 위한 Hsync (수평동기신호), 각 프레임을 구별하기 위한 Vsync(수직동기신호) 등의 신호를 입력받아 게이트 구동회로(2) 및 소오스 구동회로(3)를 제어하기 위한 신호를 생성한다.
소스 구동 회로(3)는 타이밍 제어 회로(1)로부터 전송되는 디지털 데이터를 소스 구동 회로(3)내의 쉬프트 레지스터에 저장하였다가, 해당 데이터를 액정패널(5)에 내릴 것을 명령하는 LOAD 신호가 오면 각각의 데이터에 해당하는 전압을 선택하여 액정패널(5)로 인가한다.
전송 선로(10)는 두 가닥(+, -)의 차동 신호 배선 구조로 이루어져 타이밍 제어 회로(1)로부터 인가되는 차동 신호를 소스 구동 회로(3)로 공급하여, 해당 신호를 제공받은 소스 구동 회로(3)가 상기와 같은 기능을 수행하도록 한다.
이때, 타이밍 제어 회로(1)로부터 인가되는 차동 신호 전송시, 전송 선로(10)내의 캐패시터와 인덕터의 충방전 현상으로 인해 발생하게 되는 리플 현상, 즉, 신호파의 진행 방향과 반대 방향으로 진행하는 반사파가 발생하는 현상을 방지하는 스터브 저항(stub resistance, 11)을 포함하며, 소스 구동 회로(3)에 인가되는 디지털 데이터 값을 결정하는 터미네이션 저항(termination resistance, 12)을 포함한다.
또한, 상기와 같은 기능의 스터브 저항(11)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 타이밍 제어 회로(1)와 가장 가까운 소스 구동 회로(3)와 연결되는데, 이는, 전송 선로(10)내 캐패시터와 인덕터의 충방전 현상으로 인해 발생하는 반사파들의 최종 도착점이 상기 소스 구동 회로(3')이기 때문이다.
상기와 같은 구조를 이루는 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치에 대해 첨부된 도 5를 통해 자세히 알아보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 세부적인 회로 구성도이다.
도 5를 보면, 스터브 저항(R2, 11)은 두 가닥의 차동신호 전송 배선(13, 14)을 상호 연결시킴과 동시에 상기 전송 선로(10)내 캐패시터와 인덕터의 충방전을 통해 발생되어 타이밍 제어 회로(1) 방향으로 진행하는 반사파들의 최종 도착 지점에 배치된다. 이로 인해, 타이밍 제어 회로(1)로부터의 신호파(IN1, IN2) 인가 후, 전송 선로(10)내 캐패시터(C18, C19, C26, C27, C28, C29, C30, C31)와 인덕터 (L11, L12, L25, L26, L27, L28, L29, L30)의 충방전으로 인해 발생하게 되는 리플 현상을 억제시킨다.
즉, 인덕턴스 성분과 그라운드와의 캐패시터에 의해 발생하게 되는 리플 성분들을 제거한다.
이를 통해, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리플 노이즈 감소용 액정 표시 장치는, 도 3과 같은 리플 파형도를 나타내는 기존의 액정 표시 장치에 비해, 리플 성분이 상당히 줄어들었음을 확인할 수 있다.
이때, 도 6은 도 4에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도로서, 도 5의 A와 B 지점의 출력 파형을 도시한 도면이다.
다음, 본 발명의 제2 및 제3 실시예로서, PCB 설계 방법상에서의 리플 성분을 제거하기 위한 액정 표시 장치에 대해 첨부된 도면을 통해 자세히 알아보면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 상의 차동 신호 배선 구조를 나타내는 부분 사시도이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 8a는 도 7의 VIIa-VIIa'선에 따른 부분 단면도이며, 도 8b는 도 7의 VIIb-VIIb'선에 따른 부분 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 차동 신호를 전송하는 두 가닥의 배선(13, 14)은 인쇄회로기판(PCB) 상에 소정의 간격을 유지하며 뻗어 있다.
도 8a와 도8b를 보면, 차동 신호 배선(13, 14)과 절연층(20) 하나를 사이에 두고 인접해 있는 접지(그라운드)층 중, 차동 신호 배선(13, 14)과 가장 인접하는 접지층을 제거함으로써, 차동 신호 배선(13, 14)과 접지층 사이에 형성되는 캐패시터의 정전 용량을 감소시킨다.
이외에도, 액정표시장치 내의 PCB에는 다수의 레이어들이 포함되어 있기는 하지만, 일반적으로, 리플 현상을 유발시키는 차동 신호 배선 내의 해당 캐패시터의 용량은 거리에 반비례하는 특성이 있기 때문에, 두 가닥의 차동 신호 선로와 거리상으로 먼 거리에 위치한 레이어들은 리플 성분 제거를 위한 캐패시터의 기능 제거시 별 영향을 끼치지 못하므로, 본 발명에서는, 차동 신호 배선(13, 14)과 가장 근접한 접지 플레인(21)을 제거하는 것이다.
이를 통하여, 인덕턴스 성분과 그라운드와의 캐패시터에 의해 신호파 인가 후 발생하는 리플 현상(성분)을 감소시킨다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도로서, 도시된 바와 같이, 도 3과 같은 리플 파형도를 나타내는 기존의 액정 표시 장치에 비해, 리플 성분이 상당히 줄어들었음을 확인할 수 있다. 이때의 스터브 저항(R2)과 터미네이션 저항(R1)의 값은 각각 100Ω이다.
다음, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 10a는 도 7의 VIIa-VIIa'선에 따른 부분 단면도이며, 도 10b는 도 7의 VIIb-VIIb'선에 따른 부분 단면도이다.
도 10a와 도10b를 보면, PCB 내의 멀티 레이어 중, 차동 신호 배선(13, 14)과 절연층(20) 하나를 사이에 두고 인접해 있는 접지(그라운드)층 중, 차동 신호 배선(13, 14)과 중첩하는 부분을 다른 부분으로부터 분리하여 플로팅시켜 둠으로써, 차동 신호 배선(13, 14)과 접지층 사이에 형성되는 커패시터의 정전 용량을 감소시킨다. 이를 통하여 인덕턴스 성분과 그라운드와의 캐패시터에 의해 발생하게 되는 리플 성분을 감소시킬 수 있다. 이때, 두 차동 신호 배선(13, 14)과 중첩하는 부분들(30, 31)사이도 서로 분리시켜 두는 것이 정전 용량을 저감하는데 유리하다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 리플 파형도이다.
도시된 바와 같이, 도 3과 같은 리플 파형도를 나타내는 기존의 액정 표시 장치에 비해, 리플 성분이 상당히 줄어들었음을 확인할 수 있다. 이때, 스터브 저항(R2)과 터미네이션 저항(R1)의 값은 각각 90Ω이다.
위와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치는 스터브 저항을 배치하거나 또는 차동 신호 배선에 가장 인접한 접지 플레인을 제거하거나 신호 배선과 중첩하는 부분을 분리하여 플로팅시킴으로써, 전송 선로의 인덕턴스 성분 및 전송 선로와 그라운드와의 사이에서 형성되는 캐패시 터로 인하여 발생하게 되는 리플 성분들을 저감할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 타이밍 제어 회로로부터 인가되는 차동 신호 전송시 전송 선로 상에서 발생하는 리플 노이즈 성분을 저감함으로써, 노이즈 로 인한 표시 품질 저하를 방지, 선명한 화질의 영상을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 데이터 신호 및 라인을 구별하기 위한 수평동기신호와 각 프레임을 구별하기 위한 수직동기신호 포함하는 신호를 입력받아 게이트 구동회로 및 소오스 구동회로를 제어하기 위한 신호를 생성하는 타이밍 제어 회로;
    상기 타이밍 제어 회로로부터 전송되는 디지털 데이터를 저장하였다가 해당 데이터를 액정패널에 인가할 것을 명령하는 LOAD 신호가 오면 각각의 데이터에 해당하는 전압을 선택하여 액정패널로 인가하는 소스 구동 회로;
    상기 타이밍 제어 회로로부터 인가되는 화상 데이터를 상기 소스 구동 회로에 전송하는 제1 및 제2 전송선; 및
    상기 전송선에서 발생하는 리플 성분을 제거하기 위하여 상기 제1 및 제2 전송선 사이에 연결되어 있는 스터브 저항
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 구동 회로에 인가되는 디지털 데이터 값을 결정하는 터미네이션 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전송선에 차동 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스터브 저항은, 타이밍 제어 신호와 가장 인접한 소스 구동 회로의 분기점에 위치하는 것을 특징으로 하는 리플 노이즈 제거 수단을 구비한 액정 표시 장치.
  5. 절연층;
    상기 절연층 위의 타이밍 제어 회로;
    상기 절연층 위의 제1, 제2 전송선; 및
    상기 전송선에서 발생하는 리플 성분을 제거하기 위하여 상기 절연층 아래에 위치하며 상기 제1 및 제2 전송선과 중첩하지 않는 접지층
    을 포함하는 인쇄 회로 기판.
  6. 절연층;
    상기 절연층 위의 타이밍 제어 회로;
    상기 절연층 위의 제1, 제2 전송선; 및
    상기 절연층 아래의 접지층
    을 포함하고,
    상기 전송선에서 발생하는 리플 성분을 제거하기 위하여 상기 제1 및 제2 전송선과 중첩하며, 상기 접지층과 동일한 층으로 형성되어 있으며 플로팅되어 있는 도전성 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 도전성 패턴이 상기 제1 및 제2 전송선에 대응하여 양쪽으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
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