KR100878266B1

KR100878266B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100878266B1
Application number: KR1020010080006A
Authority: KR
Inventors: 이성호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2009-01-13
Also published as: KR20030049707A

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명에서는 다수의 게이트선과 연결되어 하부 기판의 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극을 더 포함하며, 상기 부가 화소 전극이 위치하는 부분을 상부 기판의 블랙 매트릭스 이용하여 가리도록 함으로써, 화상 불량을 개선할 수 있다. 또한, 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극으로의 신호를 표시 영역에 형성되어 있는 화소 전극으로 공급하는 신호와 동기화된 신호를 공급하는 동기화 신호 발생기를 더 포함함으로써, 부가 화소 전극 등으로 인한 액정 표시 장치의 비정상 구동을 방지할 수 있다.

러빙 처리, 부가 화소 전극, 부가 게이트라인, 표시 영역, 동기화.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선에 대한 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 데이터 구동 집적 회로(510) 내의 동기화 신호 발생부의 세부적인 회로 구성도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 박막 트랜지스터 기판

2 : 색 필터 기판

5 : 표시 영역

22 : 게이트선

63 : 부가 데이터선

66 : 데이터선

100 : 액정 패널

120 : 블랙 매트릭스

200 : 게이트용 PCB 기판

300 : 데이터용 PCB 기판

510 : 데이터 구동 집적 회로

530 : 동기화 신호 발생기

700 : LCD 컨트롤러

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)는 공통 전극과 색 필터 등이 형성되어 있는 상부 기판의 배향막과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판의 배향막 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 액정 분자들의 배열을 변경하고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.

도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 1을 보면, 유리나 석영 등으로 만들어진 두 절연 기판(10, 20)이 서로 마주보고 있으며, 두 기판(10, 20)의 안쪽 면에는 도전 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어진 전극(11, 21) 및 수직 배향막(12, 22)이 차례로 형성되어 있다. 두 배향막(12, 22) 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질로 이루어진 액정층(100)이 끼어 있다. 여기에서 액정층(100)은 카이랄리티를 가질 수도 있으며 배향막 처리 등을 통하여 전계가 인가되면 비틀리게 할 수도 있다. 각각의 기판(10, 20) 바깥면에는 액정층(100)을 통과하여 나오는 빛 및 액정층(100)으로 입사하는 빛을 편광시키는 편광판(13, 23)이 각각 부착되어 있다.

이때, 상기 배향막(12, 22)은 표면이 러빙(rubbing) 처리된 PI(polyimide) 재질로서, 이러한 배향막(12, 22)을 러빙 처리하는 것은 TFT 기판(1)과 C/F 기판(2) 사이에 주입된 액정 분자들을 특정 방향으로 배향력을 가지도록 정렬하기 위함이다.

이러한 배향막(12, 22)은 스핀 방식, 스프레이 방식, 딥 방식, 인쇄 방식 등을 이용하여 제조하는데, 현재는 양산성을 고려하여 주로 인쇄법이 이용되고 있다.

그런데, 이러한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 배향막의 상태에 따라 배향막 표면에 불순 이온이 존재할 수 있다.

액정 패널을 제작한 후 일정 시간 구동했을 때, 불순 이온은 배향막 러빙으로 형성된 배향 방향을 따라 이동하여 액정 패널의 한쪽 모퉁이 부분에 모이게 된다. 이는 결국 액정 표시 장치에 어두운 색을 표시할 때 표시 영역의 한쪽 모퉁이 부분이 밝게 표시되는 화상 불량으로 나타난다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 화상 불량을 개선하기 위한 것이다.

또한, 부가 화소 전극 등으로 인한 액정표시장치의 비정상 구동을 방지하기 위한 것이다.

본 발명은 이러한 기술적 과제를 해결하기 위하여 다수의 게이트선과 연결되 어 하부 기판의 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극을 포함하며, 상기 부가 화소 전극이 위치하는 부분을 상부 기판의 블랙 매트릭스를 이용하여 가리도록 한다. 이를 통해, 화상 불량을 개선할 수 있다.

또한, 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극으로의 신호를 표시 영역에 형성되어 있는 화소 전극으로 공급하는 신호와 동기화된 신호를 공급하는 동기화 신호 발생기를 더 포함함으로써, 부가 화소 전극 등으로 인한 액정 표시 장치의 비정상 구동을 방지할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 화면으로 표시되는 표시 영역과 그 바깥의 주변 영역을 포함하는 제1 기판; 제1 기판 위에 열 방향으로 뻗어있는 복수의 데이터선; 데이터선과 교차되도록 행 방향으로 뻗어있는 복수의 게이트선; 게이트선과 연결되어 제1 기판의 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극; 부가 화소 전극과 연결되어 형성되어 있는 부가 데이터선; 제1 기판과 마주보는 제2 기판; 및 제2 기판에 형성되어 부가 화소 전극이 위치하는 부분을 가리는 블랙 매트릭스를 포함하며, 부가 데이터선으로 공급하는 신호는 데이터선으로 공급하는 신호와 동기화된 신호인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 배향막을 더 포함하며, 배향막은 러빙되어 있으며, 상기 배향막의 러빙 방향은 상기 주변 영역에 위치하는 부가 화소 전극을 향하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선에 대한 액정 표시 장치의 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에의 구조에 대해 개략적으로 설명한다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(100), 게이트 및 데이터용 PCB 기판(200, 300), 액정 패널(100)과 PCB 기판(200, 300)에 각각 부착되는 게이트용 및 데이터용 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)(400, 500), 그리고 액정 패널(100)과 게이트용 PCB 기판(200)을 연결하고 게이트용 PCB 기판(200)과 데이터용 PCB 기판(300)을 연결하는 FPC(flexible printed circuit) 필름(600)으로 이루어진다. 게이트 및 데이터용 PCB 기판(200, 300)은 액정 패널(100)의 왼쪽 및 오른쪽 바깥 부분에 배치되어 있다.

액정 패널(100)은 서로 마주보며 떨어져 있는 박막 트랜지스터 기판(1)과 색 필터 기판(2), 두 기판(1, 2) 사이의 간극에 액정 물질이 주입되어 형성된 액정층(3), 그리고 두 기판(1, 2)을 지지하고 액정 물질을 가두는 봉합재(4)로 이루어진다.

박막 트랜지스터 기판(1)은 색 필터 기판(2)보다 크기가 커서 게이트 및 데이터 패드(26, 66)가 색 필터 기판(2)의 바깥으로 나와 있으며, 봉합재(4)는 두 기판(1, 2) 사이의 표시 영역(5) 밖의 외부 영역에 형성되어 있고 블랙 매트릭스(120)와 일부 중첩된다.

이러한 액정 표시 장치의 '하부 기판'의 구조에 대하여 설명한다.

유리 등의 투명한 절연 기판(10) 위에는 게이트 절연막(30)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(30) 위에는 복수의 데이터선(62)과 부가 데이터선(63)이 형성되어 있다.

데이터선(62)과 부가 데이터선(63) 위에는 보호막(70)이 형성되어 있고, 보호막(70) 위에는 부가 화소 전극(82)이 형성되어 있다.

마지막으로 박막 트랜지스터 기판(1)의 최상층에는 좌상에서 우하로 향하는 방향으로 러빙된 배향막(90)이 형성되어 있다.

배향막(90)은 러빙 방향을 따라 그 표면의 불순 이온이 이동하여 오른쪽 맨 끝 열의 화소 전극(82)의 오른쪽 부분(점선 모양의 타원형)에 모이게 된다. 즉, 배향막(90)이 좌상에서 우하로 러빙되어 있으므로 오른쪽 끝 밑 또는 아래쪽 끝 부분에 불순 이온이 모이게 된다.

본 발명에서는, 표시 영역(5) 오른쪽 밖의 주변 영역에 부가 화소 전극(82)을 두어 배향막(90) 러빙 처리시 발생하는 화상 불량 영역을 표시 영역(5) 오른쪽 밖의 주변 영역에 위치하도록 한다.

이러한 구조의 박막 트랜지스터 기판(1)은 액정 표시 장치의 사용자에게 화면으로 보이는 영역인 표시 영역(5)과 그 바깥의 주변 영역으로 나눌 수 있는데, 오른쪽 끝 열의 화소 전극(81)을 포함하는 다른 화소 전극(80) 들은 모두 표시 영역(5)에 위치하는 반면, 부가 화소 전극(82)들은 모두 주변 영역에 위치한다.

이러한 부가 화소 전극(82)은 그 형성 위치가 상부 기판에 형성되어 있는 블랙 매트릭스(120)와 중첩됨으로서, 부가 화소 전극(82) 주변에 발생하는 화상 불량 영역은 블랙 매트릭스(120)에 의해 가려진다. 이를 통해 화상 불량을 개선한 액정 표시 장치를 제공한다.

이러한 구조를 가지는 액정 표시 장치용 '하부 기판'에 대향하고 있는 액정 표시 장치용 '상부 기판'의 구조에 대하여 설명한다.

유리 등으로 이루어진 투명한 절연 기판(110) 위에 유기 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(120)가 형성되어 있으며, 이 블랙 매트릭스(120)는 표시 영역(5)을 둘러싸 정의한다.

이때, 블랙 매트릭스(120)는, 앞에서 언급한 바와 같이, 표시 영역(5) 바깥의 외부 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극(82) 전체와 중첩된다.

표시 영역(5) 내의 각 화소 영역, 즉 블랙 매트릭스(120)로 가리지 않은 각 영역에는 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 색 필터(도시하지 않음)가 반복적으로 형성되어 있으며, 색 필터 및 블랙 매트릭스(120) 위에는 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극(130)이 기판(110) 전면에 걸쳐 형성되어 있다.

그리고 색 필터 기판(2)의 최상층에도 배향막(190)이 형성되어 있으며, 러빙 방향은 박막 트랜지스터 기판(1)의 배향막(90)의 러빙 방향과 동일하다.

그러면 이러한 액정 표시 장치 내 부가 화소 전극(82)으로의 신호 인가 장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 게이트용 PCB 기판(200)과 데이터용 PCB 기판(300)은 두 PCB 기판 (200, 300) 사이에 신호 전달이 가능하도록 FPC 필름(600)으로 전기적으로 연결되어 있으며, 이들 PCB 기판(200, 300)에는 신호를 전달하기 위한 리드선(210, 310) 이 형성되어 있다.

게이트용 PCB 기판(200)과 데이터용 PCB 기판(300) 중 어느 하나에는 LCD 컨트롤러(700)가 장착되어 있으며, LCD 컨트롤러(700)와 연결되어 화소 전극(81)으로 공급되는 신호와 동기화된 신호를 부가 화소 전극(82)으로 공급하는 동기화 신호 발생기(530)를 포함한다. 본 발명에서는, 데이터용 PCB 기판(300) 위에 LCD 컨트롤러(700)를 장착하며 LCD 컨트롤러(700)와 부가 리드선(320)을 통해 연결되는 동기화 신호 발생기(530) 역시 데이터용 PCB 기판(300) 위에 형성한다.

또한, 게이트용 PCB 기판(200)에는 게이트 온 및 게이트 오프를 위한 전압과 박막 트랜지스터 내의 데이터 전압의 기준이 되는 공통 전압을 생성하여 게이트 구동 집적 회로(410)에 제공하는 게이트 구동 전압 발생부(도시하지 않음) 등이 장착되어 있으며, 데이터용 PCB 기판(300)에는 계조 전압을 생성하여 데이터 구동 집적 회로(510)에 제공하는 계조 전압 발생부(도시하지 않음) 등이 장착되어 있다.

테이프 캐리어 패키지(400, 500)에는 각각 게이트 구동 집적 회로(410) 및 데이터 구동 집적 회로(510)가 장착되어 있으며, 게이트 및 데이터 구동 집적 회로(410, 510)와 연결된 리드선(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 테이프 캐리어 패키지(400, 500)는 게이트용 PCB 기판(200) 및 데이터용 PCB 기판(300)에 각각 접착되어 전기적으로 연결되어 있고, 또한 액정 패널(100)에도 접착되어 게이트 패드(26) 및 데이터 패드(66)에 전기적으로 연결되어 있다.

이 때, 게이트 및 데이터 구동 집적 회로(410, 510)는 테이프 캐리어 패키지(400, 500)에 장착되지 않고, 박막 트랜지스터 기판(1)에 직접 장착될 수도 있다.

LCD 컨트롤러(700)는 게이트 및 데이터 구동 집적 회로(410, 510)를 구동하기 위한 타이밍 신호를 생성하고, 이를 PCB 기판(200, 300)의 리드선을 통하여 게이트 및 데이터 구동 집적 회로(410, 510)로 전달한다.

게이트 구동 집적 회로(410)는 타이밍 신호와 게이트 구동 전압 발생부에서 제공된 전압에 따라 게이트 패드(26)를 통하여 게이트선(22)으로 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하고, 데이트 구동 집적 회로(510)는 타이밍 신호와 계조 전압 발생부에서 제공된 전압에 따라 데이터 패드(66)를 통하여 데이터선(62)으로 화상 신호 또는 데이터 신호를 전달한다.

데이터 구동 집적 회로(510)에는 부가 입출력단(520)이 구비되어 있으며, 부가 입출력단(520)의 한쪽 끝은 부가 리드선(320)과 연결되어 있고, 다른 쪽 끝은 부가 데이터 패드를 거쳐 동기화 신호 발생기(530)와 연결되어 있다.

데이터 구동 집적 회로(510)는 화소 전극에 공급되는 데이터 신호 또는 화상 신호와 동기화된 신호를 부가 데이터 패드와 연결되어 있는 부가 데이터선(63)을 통해 부가 화소 전극(82)에 공급한다.

상기와 같이, 표시 영역(5) 오른쪽 밖의 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극(82)에 전압을 인가하기 위해서는 전압 인가용 신호선이 필요한데, 본 발명에서는, 데이터선(62)과 나란한 부가 데이터선(63)을 오른쪽에 추가하여 부가 데이터선(63)을 통해 화상 신호 또는 데이터 신호를 부가 화소 전극(82)에 공급한다.

또한, 부가 데이터 패드(도시하지 않음) 및 부가 박막 트랜지스터(도시하지 않음)를 형성한다. 이때, 부가 데이터 패드, 부가 박막 트랜지스터, 부가 데이터선(63) 및 부가 화소 전극(82)은 표시 영역(5) 내의 데이터선(62), 데이터 패드(66), 박막 트랜지스터 및 화소 전극(80)과 동일한 형태 및 동일한 방법으로 만들어진다.

부가 박막 트랜지스터의 소스 전극은 부가 데이터선(63)과 연결되어 있고 드레인 전극은 부가 화소 전극(82)과 연결되어 있으며 게이트 전극은 게이트선(22)과 연결되어 있어서, 부가 박막 트랜지스터는 게이트선(22)으로부터의 신호에 응답하여 부가 데이터선(63)으로부터의 신호를 부가 화소 전극(82)에 공급한다.

도 4는 도 1에 도시된 데이터용 PCB 기판 위에 형성되어 있는 동기화 신호 발생기(530)의 세부적인 회로 구성도이다.

데이터 구동 집적 회로(510)는 LCD 컨트롤러(700)로부터 제공되는 타이밍 신호와 계조 전압 발생부에서 제공된 전압에 따라, 데이터 패드(66)를 통화여 데이터선(62)으로 화상 신호 또는 데이터 신호를 공급한다.

이때, 데이터용 PCB 기판(300) 위에는 데이터 구동 집적 회로(510)에 구비되어 있는 부가 입출력단(520)의 한쪽 끝과 연결되어 화소 전극(81)으로 공급하는 신호와 동기화된 신호를 부가 화소 전극(82)으로 공급하는 동기화 신호 발생기(530)가 형성되어 있다.

동기화 신호 발생기(530)는 데이터선(62)을 통해 화소 전극(81)으로 공급하는 화상 신호와 동기화(역위상/동위상)를 이루는 신호를 부가 데이터선(63)을 통화여 부가 화소 전극(82)으로 공급한다. 이를 통하여 부가 화소 전극(82) 등으로 인 한 액정 패널(100)의 오동작을 방지한다.

그 실시예로서, 도 4를 보면, 표시 영역(5) 내 공통 전극 전압 신호 또는 공통 전극 전압과 동일 위상을 갖는 신호(SIGNAL)가 동기화 신호 발생기에 인가되면 스위칭 소자(PMOS FET)의 출력 단자(DATA)는 접지 단자(GND)와 연결된다. 따라서, 공통 전극 전압 신호 또는 공통 전극 전압과 동일 위상을 갖는 신호와 반대 위상의 데이터가 부가 입출력단(520) 및 부가 데이터선(63)을 통해 부가 화소 전극(82)으로 공급된다.

반대로, 동기화된 역위상의 데이터가 부가 데이터선(63)을 통해 부가 화소 전극(82)으로 공급될 수도 있다.

이를 통해, 표시 영역(5)과, 표시 영역(5) 바깥에 형성되어 있는 부가 화소 전극(82) 등을 포함하는 외부 영역과의 동기화가 이루어져 정상 구동의 액정 표시 장치를 제공하게 된다.

도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에서는 배향막 러빙 처리시 발생하는 화상 불량 영역을 화면으로 보 이는 영역인 표시 영역 바깥의 주변 영역에 형성하여 이를 액정 표시 장치용 상부 기판에 형성되어 있는 블랙 매트릭스를 이용하여 가림으로써, 화상 불량을 개선할 수 있다. 또한, 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극으로의 신호를 표시 영역 내 화소 전극에 공급되는 신호와 동기화된 신호를 공급함으로써, 부가 화소 전극 등으로 인한 액정표시장치의 비정상 구동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

화면으로 표시되는 표시 영역과 그 바깥의 주변 영역을 포함하는 제1 기판;

상기 제1 기판 위에 열 방향으로 뻗어있는 복수의 데이터선;

상기 데이터선과 교차되도록 행 방향으로 뻗어있는 복수의 게이트선;

상기 게이트선과 연결되어 상기 제1 기판의 주변 영역에 형성되어 있는 부가 화소 전극;

상기 부가 화소 전극과 연결되어 형성되어 있는 부가 데이터선;

상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판;

상기 제2 기판에 형성되어 상기 부가 화소 전극이 위치하는 부분을 가리는 블랙 매트릭스,

상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 배향막,

상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 공통 전압이 인가되는 공통 전극

을 포함하고,

상기 부가 데이터선에는 상기 공통 전압(Vcom)과 위상이 반대인 전압으로 접지 전압과 상기 접지 전압보다 높은 전압이 교대로 전달되고,

상기 배향막은 러빙되어 있으며, 상기 배향막의 러빙 방향은 상기 주변 영역에 위치하는 상기 부가 화소 전극을 향하는 액정 표시 장치.
제1 항에 있어서,

상기 액정 표시 장치를 제어하는 컨트롤러;

상기 컨트롤러로부터의 신호에 따라 상기 데이터선으로 공급하는 신호와 동기화된 신호를 부가 데이터선으로 공급하는 동기화 신호 발생기를 더 포함하는 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 부가 화소 전극과 연결된 부가 데이터선은 상기 데이터선과는 다른 경로로 상기 컨트롤러와 연결되는 액정 표시 장치.
제4 항에 있어서,

상기 컨트롤러 및 상기 동기화 신호 발생기가 내장되어 전기적으로 연결되어 있는 PCB 기판을 더 포함하며,

상기 PCB 기판은 상기 데이터선과 상기 컨트롤러를 연결하기 위한 제1 리드선과 상기 부가 데이터선과 상기 신호 발생기를 연결하기 위한 제2 리드선을 포함하는 액정 표시 장치.