KR102135935B1

KR102135935B1 - 네로우 베젤을 갖는 표시장치

Info

Publication number: KR102135935B1
Application number: KR1020140082065A
Authority: KR
Inventors: 이준동; 이선화; 이철환; 조성준
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2020-07-21
Also published as: KR20160003993A

Abstract

본 발명은 비 표시용 기능소자; 및 화상이 표시되는 유효 표시영역 내에 상기 비 표시용 기능소자가 투시되는 투시 영역이 마련된 표시패널을 구비한다.,

Description

네로우 베젤을 갖는 표시장치{Display Device With Narrow Bezel}

본 발명은 네로우 베젤을 갖는 표시장치에 관한 것이다.

휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다.

표시장치에 대한 연구는 기술적인 면과, 디자인적인 면으로 구분될 수 있다. 특히, 최근에는, 수요자들에게 보다 어필할 수 있는 디자인적인 면에서의 연구개발의 필요성이 특히 부각되고 있다. 이에 따라, 표시장치의 두께를 최소화(슬림화)하는 노력이 꾸준히 진행되고 있다. 또한, 표시장치의 테두리 부분을 좁게 형성하는 기술에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 즉, 표시장치의 표시면 중에서 화상이 출력되지 않는 좌우 테두리 부분을 최소화시키는 대신, 화상이 출력되는 부분을 증대시킴으로써, 사용자에게 보다 넓고 큰 영상을 제공하는 네로우 베젤(Narrow bezel) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

한편, 표시장치의 표시면에는 도 1과 같이 화상이 표시되는 유효 표시영역(AA)과, 이 유효 표시영역(AA)을 둘러싸는 비 표시영역(BZ1,BZ2)이 존재한다. 표시장치가 휴대전화에 이용될 때, 통상 표시면의 하부 비 표시영역에는 데이터라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버가 실장되며, 표시면의 상부 비 표시영역(BZ2)에는 다양한 기능 소자들, 예컨대 리시버(1), 각종 센서들(2), 전면 카메라(3) 등이 설치된다.

데이터 드라이버의 규격 및 사이즈는 패널 모델에 따라 정해져 있으므로, 데이터 드라이버가 실장되는 영역을 줄이기는 쉽지 않다. 다만, 기능 소자들이 배치되는 상부 비 표시영역(BZ2)에 대해서는 네로우 베젤 기술을 고려해 볼 수 있다. 그런데, 표시면의 상부 비 표시영역(BZ2)을 줄이기 위해서는 상기 기능 소자들을 제거하거나 또는 그 배치 위치를 표시장치의 측면 또는 배면으로 변경해야 하는데, 그 경우 일부 기능 소자들의 고유 기능이 발휘되기 어렵다. 이러한 이유로 종래 네로우 베젤 기술은 표시장치의 상부 비 표시영역(BZ2)에 그대로 적용되기 어려워, 유효 표시영역을 넓히는 데 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시패널에서 유효 표시영역이 차지하는 면적을 넓히되, 화상 표시와 상관없는 비 표시용 기능소자의 성능 저하를 최소화하고, 비 표시용 기능소자에 이웃한 좌우 유효 표시영역에서 정상적인 화상 구현이 가능하도록 한 네로우 베젤을 갖는 표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비 표시용 기능소자; 및 화상이 표시되는 유효 표시영역 내에 상기 비 표시용 기능소자가 투시되는 투시 영역이 마련된 표시패널을 구비한다.

상기 비 표시용 기능소자는 전면 카메라, 근접 센서를 포함한다.

상기 비 표시용 기능소자는 상기 표시패널의 뒷면에 위치하며, 상기 표시패널의 앞면에 부착된 편광판은 상기 투시 영역에서 제거된다.

상기 표시패널에서, 컬러 필터, TFT 패턴, 불투명 신호 배선들은 상기 투시 영역을 제외한 나머지 유효 표시영역 내에 형성된다.

상기 불투명 신호 배선들에는 게이트라인들이 포함되고; 상기 표시패널의 일측에 위치한 제1 비표시영역에는 상기 게이트라인들 중 기수 게이트인들을 구동하는 다수의 오드 GIP 소자들이 형성되고, 상기 제1 비표시영역과 마주하도록 상기 표시패널의 타측에 위치하는 제2 비표시영역에는 상기 게이트라인들 중 우수 게이트인들을 구동하는 다수의 이븐 GIP 소자들이 형성되며; 상기 투시 영역에 수평으로 대응되는 오드 GIP 소자들과 이븐 GIP 소자들 각각은, 서로 이웃한 기수 게이트라인과 우수 게이트라인을 2개씩 동시에 구동한다.

본 발명은 화상이 표시되는 유효 표시영역 내에 비 표시용 기능소자가 투시되는 투시 영역을 마련하여 상부 베젤을 줄임으로써 유효 표시영역이 차지하는 면적을 넓히되, 투시 영역 내에서 투시율 저하 요소를 모두 삭제하여 비 표시용 기능소자의 성능 저하를 최소화한다. 그리고, 본 발명은 비 표시용 기능소자에 이웃한 좌우 유효 표시영역에서 게이트라인들을 2개씩 동시 구동함으로써 정상적인 화상을 구현할 수 있다.

도 1은 종래 표시장치의 표시화면을 보여주는 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 유효 표시영역을 넓힐 수 있는 표시장치를 보여주는 도면들.
도 4는 도 2를 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 자른 단면을 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 투시 영역에 이웃한 좌우 유효 표시영역에서 정상적인 화상 구현을 위한 게이트 드라이버의 구동 방안을 보여주는 도면들.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 유효 표시영역을 넓힐 수 있는 표시장치를 보여준다. 그리고, 도 4는 도 2를 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 자른 단면을 보여준다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 화상이 표시되는 유효 표시영역(AA)과, 상기 유효 표시영역(AA) 바깥의 비 표시영역(BZ1,BZ2)을 구비한다.

본 발명이 적용되는 표시장치는 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED : Organic Electro Luminescence Display), 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 표시장치가 액정표시장치로 구현되는 경우를 일 예로 하여 설명하고 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 액정표시장치에 한정되는 것이 아니고 다양한 평판표시장치에 적용 가능하다.

본 발명의 표시장치는 표시패널(PNL), 백라이트 유닛(BLU), 및 커버 윈도우(CW)를 포함할 수 있다.

표시패널(PNL)은 두 장의 유리기판들과 이들 사이에 형성된 액정층(LC)을 포함한다. 표시패널(PNL)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들, 이 데이터라인들과 각각 교차되는 다수의 게이트라인들, 공통전압이 인가되는 공통전압 공급라인 등이 형성된다. 표시패널(PNL)의 하부 유리기판에는, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 TFT(Thin Film Transistor), 액정셀에 데이터전압을 충전시키기 위한 각 화소전극, 및 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등이 형성된다.

표시패널(PNL)의 상부 유리기판에는 컬러필터 어레이(Color Filter Array)가 형성된다. 컬러필터 어레이는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 상부 유리기판에는 상부 편광필름이 부착되고 하부 유리기판에는 하부 편광필름이 부착되며, 액정층과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 상부 및 하부 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.

공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성될 수 있다.

이러한 표시패널(PNL)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드뿐만 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛(BLU)이 필요하다. 백라이트 유닛(BLU)은 직하형(direct type) 타입 또는, 에지형(edge type) 타입으로 구현될 수 있다. 직하형 타입은 표시패널의 아래에 다수의 광학시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 타입은 도광판의 측면에 대향되도록 광원이 배치되고 표시패널과 도광판 사이에 다수의 광학시트들이 배치되는 구조를 갖는다.

커버 윈도우(CW)는 표시패널(PNL)에 합착되어 외부의 환경 조건으로부터 표시패널(PNL)을 보호한다. 커버 윈도우(CW)는 투명 재질로 이루어져 표시패널(PNL)로부터 입사되는 표시광을 투과시킨다.

본 발명의 표시장치는 표시패널(PNL)의 위치별로 게이트신호의 딜레이 편차를 줄이기 위해 표시패널(PNL)의 좌우 양측에 게이트 드라이버를 배치할 수 있다. 본 발명의 게이트 드라이버는 GIP(Gate driver In Panel) 방식으로 TFT(Thin Film Transistor) 공정을 통해 표시패널(PNL)의 하부 유리기판에 직접 형성됨으로써, 공정 수순, 제조 단가, 표시패널(PNL)의 좌우 베젤을 줄이는 데 기여한다. 게이트 드라이버는 게이트신호를 생성하여 표시패널(PNL)의 게이트라인들에 행 순차 방식으로 공급함으로써 게이트라인들을 구동시킬 수 있다. 표시패널(PNL)의 데이터라인들은 데이터 드라이버 IC(DIC)에 의해 구동되며, 데이터 드라이버 IC(DIC)는 표시패널(PNL)의 하부 비 표시영역 일부에 실장될 수 있다.

본 발명의 표시장치는 화상 표시와 상관없는 다수의 기능소자들 이른바, 비 표시용 기능소자(50)를 포함한다. 비 표시용 기능소자(50)는 반드시 표시패널(PNL)의 앞면에 노출 또는 투시되어야지만 제 기능을 발휘하는 전면 카메라, 근접 센서(광 센서)를 포함할 수 있다. 본 발명의 표시장치는 표시패널(PNL)의 비 표시용 기능소자(50)가 투시되는 투시 영역(70)을 유효 표시영역(AA) 내에 마련함으로써, 투시 영역(70)에 가까운 상부 비 표시영역(즉, 상부 베젤)(BZ2)을 쉽게 줄일 수 있다.

종래 표시장치에서는, 비 표시용 기능소자가 상부 비 표시영역(BZ2)에 배치되었기 때문에, 상부 베젤의 폭이 넓어질 수밖에 없었고 그 결과 유효 표시영역(AA)이 상부 쪽으로 확장되기에 한계가 있었다. 이에 반해, 본 발명에서는, 투시 영역(70)이 유효 표시영역(AA) 내에 배치되기 때문에 상부 베젤의 폭이 줄어들고, 상부 베젤의 감소폭만큼 유효 표시영역(AA)이 증가되는 효과가 있다. 물론, 투시 영역(70)에서는 비 표시용 기능소자(50)가 투시되는 관계로 화상 표시가 되지 않는다. 하지만, 투시 영역(70)으로 인해 유효 표시영역(AA)이 줄어드는 양은, 상부 베젤 축소를 통해 증가되는 유효 표시영역(AA)의 양에 비해 아주 작으므로, 본 발명에 따른 유효 표시영역(AA)의 면적은 종래 대비 크게 증가한다.

본 발명의 표시장치는, 좌우측 및 상측 네로우 베젤(BZ1,BZ2)과 투시 영역(70)을 제외한 비교적 넓은 유효 표시영역(AA)에 화상을 표시한다. 본 발명에 의하는 경우 표시장치의 풀 스크린 구현이 용이하여, 수요자들에게 디자인적인 면에서 크게 어필할 수 있다.

비 표시용 기능소자(50)는 도 3과 같이 표시패널(PNL)의 뒷면에 위치하며, 유효 표시영역(AA) 내에 마련된 투시 영역(70)을 통해 투시된다. 비 표시용 기능소자(50)는 구동 모듈(60)에 의해 구동되어 화상 표시와 상관없는 고유 기능, 예컨대, 촬상 기능, 센싱 기능 등을 수행할 수 있다.

비 표시용 기능소자(50)의 성능은 투시 영역(70)의 투시율에 따라 결정되며, 일정 이상 투시율이 확보되지 않으면 비 표시용 기능소자(50)의 성능은 크게 저하된다. 본 발명에서 투시 영역(70)은 유효 표시영역(AA) 내에 마련되기 때문에 투시율 확보를 위한 추가 방안이 반드시 고려되어야 한다. 종래 기술과 같이 비 표시용 기능소자를 베젤 영역에 위치시키는 경우에서는 이러한 문제가 없었고, 따라서 하기에서 설명하는 본 발명의 투시율 확보 방안은 종래 기술에서 전혀 생각하지 못했던 것이다.

투시 영역(70)의 투시율을 확보하기 위한 일 방안으로, 본 발명은 표시패널(PNL)의 앞면에 부착된 편광판(POL)을 도 4와 같이 투시 영역(70)에서 제거할 수 있다. 즉, 본 발명의 편광판(POL)은 투시 영역(70)에 대응되는 크기 만큼의 홀을 가질 수 있다.

투시 영역(70)의 투시율을 확보하기 위한 일 방안으로, 본 발명은 표시패널(PNL)에서, 컬러 필터(CF), TFT 패턴, 불투명 신호 배선들(게이트라인들, 데이터라인들)을 투시 영역(70)에는 형성하지 않고, 투시 영역(70)을 제외한 유효 표시영역(AA)에만 형성할 수 있다. 본 발명은 투시 영역(70)에 포함되는 광 투과 저해 구성들을 최대한 줄임으로써 투시 영역(70)의 투시율을 확보한다. 본 발명의 투시 영역(70) 내에는 광 투과가 양호한 다수의 절연막들 예컨대, 버퍼층(BUF), 게이트 절연막(GI), 층간 절연막(INT), 무기 절연막들(PAS1,PAS2), 유기 절연막(PAC)과, 액정층(LC), 및 평탄화막(OC)이 형성될 수 있다. 본 발명의 투시 영역(70) 내에 는 컬러 필터(CF) 대신에 화이트 레진(white resin)이 형성될 수 있다. 도 4에서, 'GLS1'은 하부 유리기판을, 'GLS2'는 상부 유리기판을, 'LS'는 광 차단패턴을, 'GATE'는 TFT의 게이트전극을, 'S/D'는 TFT의 소스/드레인 전극을, 'ACT'는 TFT의 반도체층을, 'PXL'은 화소전극을, 그리고 'Vcom'은 공통전극을 각각 나타낸다.

도 5 및 도 6은 투시 영역(70)에 이웃한 좌우 유효 표시영역에서 정상적인 화상 구현을 위한 게이트 드라이버의 구동 방안을 보여준다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 게이트 드라이버는, 표시패널(PNL)의 일측 비 표시영역에 형성된 오드 GIP 회로와, 표시패널(PNL)의 타측(상기 일측과 마주함) 비 표시영역에 형성되어 우수 게이트라인들을 행 순차 방식으로 구동하는 이븐 GIP 회로를 포함할 수 있다.

오드 GIP 회로는 기수 게이트라인들(G1,G3,G5,...,#n-3,Gn-1)을 행 순차 방식으로 구동하는 오드 GIP소자들(GIP#1,#3,#5,...,#n-3,#n-1)을 포함한다. 그리고, 이븐 GIP 회로는 우수 게이트라인들(G2,G4,G6,...,#n-2,Gn)을 행 순차 방식으로 구동하는 이븐 GIP소자들(GIP#2,#4,#6,...,#n-2,#n)을 포함한다.

기수 게이트라인들(G1,G3,G5,...,#n-3,Gn-1)은 오드 GIP소자들(GIP#1,#3,#5,...,#n-3,#n-1)에 각각 연결된다. 그리고, 우수 게이트라인들(G2,G4,G6,...,#n-2,Gn)은 이븐 GIP소자들(GIP#2,#4,#6,...,#n-2,#n)에 각각 연결된다. 그런데, 위에서 언급했듯이, 투시 영역(70) 내에는 불투명 신호 배선들 즉, 데이터라인들(D)과 게이트라인들(G)이 형성되지 않는다. 따라서, 투시 영역(70) 근처의 일부 게이트라인들(G1,G2,G3,G4)이 투시 영역(70)으로 인해 GIP 소자로부터 단절되게 된다. 이 경우, 투시 영역(70) 우측의 일부 기수 게이트라인들(G1,G3)은 각각 오드 GIP 소자들(GIP#1,GIP#3)과의 연결이 끊어지기 때문에 비 구동되고, 투시 영역(70) 좌측의 일부 우수 게이트라인들(G2,G4)은 각각 이븐 GIP 소자들(GIP#2,GIP#4)과의 연결이 끊어지기 때문에 비 구동될 수 있다. 게이트라인이 비 구동되면 화상 표시가 불가능하게 되므로 해당 비 구동 표시라인은 라인 딤으로 보여질 수 있다.

이에 본 발명은 투시 영역(70)에 이웃한 좌우 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR1)과 그 외의 나머지 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR2)에서 GIP 소자들을 서로 다르게 구동시킴으로써, 상기 라인딤 문제를 극복한다.

구체적으로, 상기 나머지 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR2)에서, 오드 GIP 소자들(GIP#5~GIP#n-1)은 기수 게이트라인들(G5~Gn-1)을 1개씩 순차 구동하고, 이븐 GIP 소자들(GIP#6~GIP#n)은 우수 게이트라인들(G6~Gn)을 1개씩 순차 구동한다.

반면, 상기 좌우 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR1)에서 오드 GIP 소자들(GIP#1,GIP#3)과 이븐 GIP 소자들(GIP#2,GIP#4) 각각은, 서로 이웃한 기수 게이트라인과 우수 게이트라인을 2개씩 동시에 구동함으로써 비 구동되는 게이트라인을 없앨 수 있다. 이러한 구동에 의해 상기 좌우 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR1)에서는 수직으로 이웃한 2개의 화소들에 동일한 데이터전압이 인가됨으로써 해당 영역에서 수직 해상도가 절반으로 저하될 수 있다. 하지만, 상기 좌우 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR1)이 표시패널(PNL)의 상측에 위치된다는 점을 감안(통상 중요 정보는 표시화면의 상측에 표시되지 않고, 사용자의 인지 포커싱도 표시화면의 상측에 맞춰져 있지 않음)하면, 좌우 유효 표시영역(도 5 및 도 6의 AR1)에서의 해상도 저하는 크게 문제되지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 화상이 표시되는 유효 표시영역 내에 비 표시용 기능소자가 투시되는 투시 영역을 마련하여 상부 베젤을 줄임으로써 유효 표시영역이 차지하는 면적을 넓히되, 투시 영역 내에서 투시율 저하 요소를 모두 삭제하여 비 표시용 기능소자의 성능 저하를 최소화한다. 그리고, 본 발명은 비 표시용 기능소자에 이웃한 좌우 유효 표시영역에서 게이트라인들을 2개씩 동시 구동함으로써 정상적인 화상을 구현할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

50 : 비 표시용 기능소자 70 : 투시 영역
AA : 유효 표시영역 BZ1,BZ2 : 비 표시영역(베젤 여역)
DIC : 데이터 드라이버 IC PNL :표시패널
Odd GIP, Even GIP: 게이트 드라이버

Claims

비 표시용 기능소자;
화상이 표시되는 유효 표시영역 내에 상기 비 표시용 기능소자가 투시되는 투시 영역이 마련된 표시패널; 및
상기 투시 영역을 제외한 나머지 유효 표시영역 내에 형성되는 불투명 신호 배선들; 을 구비하고,
상기 불투명 신호 배선들에는 게이트라인들이 포함되고,
상기 표시패널의 일측에 위치한 제1 비표시영역에는 상기 게이트라인들 중 기수 게이트인들을 구동하는 다수의 오드 GIP 소자들이 형성되고,
상기 제1 비표시영역과 마주하도록 상기 표시패널의 타측에 위치하는 제2 비표시영역에는 상기 게이트라인들 중 우수 게이트인들을 구동하는 다수의 이븐 GIP 소자들이 형성되고,
상기 투시 영역에 수평으로 대응되는 오드 GIP 소자들과 이븐 GIP 소자들 각각은, 서로 이웃한 기수 게이트라인과 우수 게이트라인을 2개씩 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 네로우 베젤을 갖는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 비 표시용 기능소자는 전면 카메라, 근접 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 네로우 베젤을 갖는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 비 표시용 기능소자는 상기 표시패널의 뒷면에 위치하며,
상기 표시패널의 앞면에 부착된 편광판은 상기 투시 영역에서 제거된 것을 특징으로 하는 네로우 베젤을 갖는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널에서, 컬러 필터 및 TFT 패턴은 상기 투시 영역을 제외한 나머지 유효 표시영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 네로우 베젤을 갖는 표시장치.
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