KR100934973B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 패널에 형성되는 다수의 공통 전극을 블록으로 나누어 공통 전압(Vcom)을 인가하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 액정 패널의 해상도에 따른 다수의 공통 전극을 신호 왜곡없이 효율적으로 구동시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명은 다수의 데이터 라인들과 게이트 라인들간의 교차부에 배열되는 다수의 박막 트랜지스터가 형성된 액정 패널; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 신호 전압을 인가하기 위한 게이트 및 데이터 구동부; 상기 게이트 라인 사이에 형성되어 소정이 그룹으로 분할되는 다수의 공통 전극; 상기 분할된 소정의 그룹에 공통전압을 인가하는 다수의 공통전압 인가수단으로 구성되는 공통전압 인가부를 포함하는 것으로서, 다수의 공통 전극을 블록단위로 나누어 구동시킴으로써 공통 전압을 인가하는 과정에서 신호 왜곡이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

액정표시장치, 공통 전압, 공통 전극,

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 블럭도이다.

도 3은 도 2의 액정패널을 등가회로로 나타낸 것이다.

도 4는 도 2의 A를 상세히 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 2의 A를 나타낸 도면이다.

도 6은 도 5의 게이트 공통전압 IC의 내부 구조를 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 COF 방식의 배선 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 액정패널 220 : 데이터 구동부

230 : 게이트 구동부 240 : 공통전압 인가부

250 : 게이트 공통전압 IC

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정 패널에 형성되는 다수 의 공통 전극을 블록으로 나누어 공통 전압(Vcom)을 인가하는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 박막트랜지스터 액정디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display:이하, TFT-LCD라 칭함)(100)는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인간의 교차부에 배열되어진 TFT로 이루어지는 화소 매트릭스를 이용하여 비디오 신호에 대응하는 화상을 표시하는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 크게 하부기판과 상부기판이 합착되어 액정이 주입된 액정 패널(110), 액정 패널(110)을 구동시키기 위한 구동회로들(132,133) 및 이들 구동회로를 제어하는 제어신호들을 발생하는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)(131)를 포함하는 구동회로부(130), 광원을 포함하는 백라이트 구조물(Backlight unit)(150)로 구성된다.

이러한 액정 표시장치의 액정 패널은 화소전극과, 게이트 라인과 데이터 라인간의 교차부에 배열되는 TFT를 구비하는데, TFT의 화소전극은 액정패널 상부 기판의 공통 전극과 액정 캐패시터(Clc)를 형성하며, 액정패널 하부 기판의 공통 전극과 스토리지 캐패시터(storage capacitor;Cst)를 형성한다.

스토리지 캐패시터를 형성하는 방법은 전단의 게이트를 공통 전극으로 사용하는 전단 게이트 방식과 액정패널 하부 기판에 별도로 공통 전극을 형성시키는 독립배선 방식이 있다.

상기 독립배선 방식에 있어서, 통상적으로 공통 전극의 일측단을 병렬로 접합시키고 OP-AMP를 사용해 공통전압 발생부로부터 발생되는 공통전압을 증폭시켜 인가하는 방식을 사용하였다.

그러나, 이러한 방식은 액정 패널의 해상도에 따른 다수의 공통 전극을 구동시키기 위해서 출력 전압을 높여야 하기 때문에 OP-AMP의 소비전력이 높아져 높은 발열이 일어나게 되는 문제점이 있었으며, 다수의 공통 전극에 공통 전압을 동시에 인가함에 따라 액정 패널의 하단부로 이동할수록 각 노드의 부하가 점차적으로 증가하기 때문에 신호 왜곡이 발생될 수 있었다.

또한, 왜곡된 신호가 공통 전극을 통해 인가됨에 따라 액정 패널의 오동작 등을 일으킬 수 있는 문제점이 있었다

따라서, 액정 패널의 해상도에 따라 액정 패널의 하부기판에 형성되는 다수의 공통전극을 신호 왜곡없이 효율적으로 구동시키기 위한 방법이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 액정 패널의 해상도에 따른 다수의 공통 전극을 신호 왜곡없이 효율적으로 구동시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다수의 공통 전극을 한꺼번에 구동시켜야하기 때문에 공통 전압을 인가하는 과정에서 공통 전압 인가 수단이 갖게 되는 부하를 줄여 주는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 액정 표시장치의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 액정 표시장치의 일 실시 예는 다수의 데이터 라인들과 게이 트 라인들간의 교차부에 배열되는 다수의 박막 트랜지스터가 형성된 액정 패널; 게이트 라인 및 데이터 라인에 신호 전압을 인가하기 위한 게이트 및 데이터 구동부; 게이트 라인 사이에 형성되어 소정이 그룹으로 분할되는 다수의 공통 전극; 분할된 소정의 그룹에 공통전압을 인가하는 다수의 공통전압 인가수단으로 구성되는 공통전압 인가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 공통 전극 그룹은 일측단이 상기 게이트 라인과 절연 교차하여 연결되며,다수의 공통 전압 인가수단은 각각 병렬 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 공통 전압 인가수단은 상기 게이트 구동부와 인접한 영역에 병렬로 형성되며, 게이트 구동부에 삽입되어 하나의 칩으로 사용될 수도 있다.

우선, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성과 동작을 첨부된 도면을 참조하여 일 실시 예로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시장치는 비디오 신호에 대응하는 화상을 디스플레이하는 액정 패널(210)과, 액정 패널(210)을 통해 디스플레이하고자 하는 비디오 신호와 수직 및 수평 동기 신호를 생성하는 호스트 제어부(미도시)와, 호스트 제어부로부터 전송되는 수직 및 수평 동기 신호에 따라 액정 패널(210)을 구동시키기 위한 타이밍 신호를 발생시키는 타이밍 컨트롤러(미도시)와, 액정 패널(210)의 데이터 라인들에 비디오 신호를 공급하는 데이터 구동부(220)와, 액정 패널(210)의 게이트 라인들에 주사 신호를 인가하는 게이트 구동 부(230)와, 액정 패널(210)의 공통 전극에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전압 인가부(240)로 구성된다.

데이터 구동부(220)는 액정 패널(210)에 형성된 다수의 데이터 라인과 전기적으로 접속하고, 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 수평 동기신호에 동기되어 비디오 신호를 액정 패널의 데이터 라인에 공급한다.

게이트 구동부(230)는 액정 패널(210)에 형성된 다수의 게이트 라인과 전기적으로 접속하고, 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 수직 동기신호에 동기되어 데이터 라인으로부터 공급되는 비디오 신호를 각각의 화소에 공급되도록 게이트 펄스를 순차적으로 생성하여 액정 패널(210)의 게이트 라인에 공급한다.

이러한 데이터 구동부(220)와 게이트 구동부(230)는 액정 패널의 해상도에 따라 형성되는 다수의 데이터 및 게이트 라인을 구동시키기 위해 요구되는 정수 개의 구동 IC(Integration Chip)로 구성되며, TCP(Tape Carrier Package)형태로 제작되어 PCB와 액정 패널 사이에 연결된다.

공통전압 인가부(240)는 게이트 구동부(230)와 인접하게 형성되어 액정패널(210)의 공통전극들에 공통전압을 인가하는 것으로, 다수의 공통전압 인가 수단(일 예로, OP-AMP)으로 구성된다.

또한, 각각의 공통전압 인가 수단은 상부에 위치하는 공통전압 발생부와 일측단이 접합되는 병렬 구조로 연결되는데, 타단은 소정의 그룹으로 분할된 공통전극들에 연결된다.

액정 패널은 다수의 화소전극과 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)간의 교 차부에 배열되어 스위칭 역할을 하는 TFT(T) 배열(array)이 구비된다.

TFT는 화소전극에 신호전압을 걸어주고 차단하는 스위치로서, TFT의 게이트 전극(g)에는 게이트 라인이 연결되며, 소스 전극(s)에는 데이터 라인이 연결되고, 드레인 전극(d)에는 화소전극이 연결된다.

이에 따라 게이트 라인과 데이터 라인으로 인가되는 신호전압에 따른 스위칭 작용에 의해 화소전극을 통해 액정에 신호전압이 인가되어 화상을 표시하게 된다.

이 때, 액정에 인가되는 신호전압의 유지 특성을 향상시키고 계조(Gray Scale) 표시의 안정 및 화소의 비선택 기간 동안에 화소정보를 유지하는 등을 위해 스토리지 캐패시터(이하, Cst라 칭함)가 구비되며, 상부기판의 공통 전극으로 인가되는 공통 전압에 의해 생성되는 액정 캐패시터(이하, Clc라 칭함) 및 Cst는 화소 전극에 병렬로 연결된다.

도 3은 이러한 액정 패널을 등가회로로 나타낸 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, TFT(T #1)의 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극에 각각 게이트 라인(GL #1), 데이터 라인(DL #1), 화소전극이 연결되고, 화소전극에는 Cst #1과 Clc #1이 병렬로 연결된다.

또한, Cst #1은 하부기판의 게이트 라인(GL #1, GL #2) 사이에 구비되는 공통 전극(VL #1)에 연결되고, Clc #1는 상부기판의 공통 전극(Vcom)에 연결된다.

이와 같이 Cst에 연결되어 일정 전압을 인가하여 주는 공통 전극의 수는 액정 패널(210)의 해상도에 따라 결정되어 액정 패널(210)의 하부기판에 구비되는 것으로, 액정 패널(210)에 구비되는 다수의 공통 전극은 소정의 개수로 분할된 그룹 으로 나뉘어 각 그룹의 공통 전극들별로 일측단이 게이트 라인과 절연 교차하도록 병렬구조로 연결된다.

이러한 병렬 연결된 공통 전극의 접합부는 공통전압 인가 수단에 전기적으로 접속된다.

이와 같이 공통전압 인가 수단에 전기적으로 접속되는 공통 전극 그룹에 대한 배선 구조는 도 2의 A를 상세히 나타낸 도 4에 도시된 바와 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 특정 게이트 구동 IC(230)와 인접한 영역에 공통전압 인가 수단(240)이 형성되고, 공통전압 인가 수단(240)에는 액정 패널(210)의 공통 전극들과 전기적으로 접속된다.

공통전압 인가 수단(240)과 공통 전극 그룹의 배선 구조는 각각 게이트 라인들과 절연 교차하여 병렬 연결된 공통 전극 그룹의 일측단이 공통전압 인가 수단(240)에 연결되는 구조를 갖는다.

이와 같이 소정의 그룹에 형성된 공통 전극들이 공통전압 인가 수단(240)에 연결됨으로써 공통전압 인가 수단(240)을 통해 공급되는 공통전압이 다수의 공통 전극으로 동시에 인가된다.

이러한 공통전압 인가 수단(240)은 각 게이트 구동 IC에 따라 액정 패널(210)의 주변 영역에 다수 개로 형성되므로, 다수의 공통전압 인가 수단(240)의 각 일측단은 공통전압 발생부와 병렬 연결되며 타단은 소정의 공통전극 그룹과 연결되도록 형성된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 공통전압 인가 수단(240)이 게이트 구동 IC(230)에 삽입된 게이트 공통전압 IC(250)를 사용하는 도 2의 A를 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 공통전압 인가 수단(240)을 게이트 구동 IC(230)에 삽입하여 게이트 구동 IC(230)와 공통전압 인가 수단(240)을 하나의 게이트 공통전압 IC(250)로 사용한다.

이러한 게이트 공통전압 IC(250)를 통해 소정의 게이트 라인들과 공통 전극 그룹을 구동시키는데, 게이트 공통전압 IC(250)는 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 구동 IC(230)와 공통전압 인가 수단(240)이 병렬로 결합되는 구조로 이루어진다.

이러한 게이트 공통전압 IC(250)를 사용함으로써 소정의 게이트 라인들과 공통 전극들에 신호전압 및 공통전압을 편리하게 인가할 수 있고, 게이트 구동 IC(230) 및 공통전압 인가 수단(240)을 위해 요구되던 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

또한, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예로, 칩온필름(Chip On Film:이하, COF라 칭함)를 이용하는 액정표시장치에서의 배선 구조를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 얇은 필름형태의 회로기판에 IC칩을 장착하는 COF를 이용하는 액정표시장치의 경우, 게이트 공통전압 IC(250)가 형성된 COF를 액정 패널의 주변영역에 설치하고, 상부의 PCB를 통해 공급되는 공통 전압을 게이트 공통전압 IC(250)로 인가하기 위한 라인을 게이트 공통전압 IC(250)를 중심으로 COF의 가장자리를 순회하는 방식으로 연결한다.

이와 같은 배선 구조를 통해 게이트 공통전압 IC(250)에 공통전압 발생부로부터 공급되는 공통전압을 인가하고, 다음 COF 위의 게이트 공통전압 IC(250)로 라인을 연결하여 공통전압 발생부로부터 공급되는 공통전압을 다수의 게이트 공통전압 IC(250)에 공급한다.

이러한 배선 구조를 통해 각각의 COF 위에 형성된 게이트 공통전압 IC(250)에 공통전압이 공급되면, 게이트 공통전압 IC(250)에 삽입된 공통전압 인가 수단(240)에 의해 증폭된 공통전압이 전기적으로 접속되는 공통 전극 그룹에 인가된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다수의 공통 전극을 블록단위로 나누어 구동시킴으로써 공통전압을 인가하는 과정에서 신호왜곡이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 다수의 공통 전극을 블록 단위로 구동시켜 공통전압을 인가하는 IC에 걸리는 부하를 줄여 줌으로써 높은 발열 문제를 해결하는 효과를 제공한다.

그리고, 공통전압을 인가하기 위한 IC를 게이트 구동부에 삽입시킴으로써 액정 패널의 주변영역을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (7)

1. 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 개재된 액정을 포함하는 액정 패널로서, 상기 하부 기판은 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인과, 상기 다수의 데이터 라인 중 적어도 하나와 상기 다수의 게이트 라인 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 다수의 게이트 라인 사이에 형성되어 소정의 그룹으로 분할되는 다수의 공통 전극을 포함하는 액정 패널;

   상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 신호 전압을 인가하기 위한 게이트 및 데이터 구동부; 및

   상기 분할된 소정의 그룹에 공통전압을 인가하는 다수의 공통전압 인가수단으로 구성되는 공통전압 인가부를 포함하는 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 그룹은 일측단이 상기 게이트 라인과 절연 교차하여 연결되는 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 다수의 공통전압 인가수단은 각각 병렬 결합되는 액정 표시장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 공통전압 인가수단은 OP-AMP를 포함하는 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 공통전압 인가수단은 상기 게이트 구동부와 인접한 영역에 병렬로 형성되는 액정표시장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 공통전압 인가수단은 상기 게이트 구동부에 삽입되어 하나의 칩으로 구성되는 액정표시장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 공통전압 인가수단은 상기 액정 패널을 경유해서 연결되어지는 액정표시장치.

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