KR102452837B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시장치의 데이터구동부의 온도를 감소시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다. 표시장치는 표시패널의 비표시영역에 배치되어 다수의 이격된 분할패드로 구성된 패드부, 표시패널의 표시영역에 배치된 서브픽셀 및 상기 다수의 분할패드 사이의 이격공간에 배치되며, 동일 색 서브픽셀에 동일 극성의 데이터 전압을 출력하는 데이터라인을 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 표시장치의 데이터구동부의 온도를 감소 시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
평판 표시장치(FPD; Flat Panel Display)는 종래의 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 표시장치를 대체하여 데스크탑 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라, 노트북 컴퓨터, PDA 등의 휴대용 컴퓨터나 휴대 전화 단말기 등의 소형 경량화된 시스템을 구현하는데 필수적인 표시장치이다.
현재 상용화된 평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel, PDP), 유기전계발광장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있으며 특히, 이중 액정표시장치는 우수한 시인성, 용이한 박막화, 저전력 및 저발열 등의 장점에 따라 모바일기기, 컴퓨터의 모니터 및 HDTV 등에 이용되는 표시장치로서 각광받고 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 액정표시장치(10)는 액정표시패널(12), 게이트구동부(13) 및 데이터구동부(14)를 포함한다.
액정표시패널(12)은 기판(미도시) 상에 다수의 게이트라인(GL)과 다수의 데이터라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차 형성되어 있으며, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 교차지점에 다수의 픽셀(PX)이 정의되어 있다.
게이트구동부(13)는 타이밍제어부(미도시)로부터 입력되는 게이트제어신호(미도시)에 응답하여, 액정표시패널(12)에 형성된 게이트라인(GL)을 통해 1 수평기간씩 순차적으로 게이트전압을 출력한다.
데이터구동부(14)는 타이밍제어부로부터 입력되는 데이터제어신호(미도시)와 디지털 형태의 영상데이터(미도시)에 응답하여, 아날로그 파형의 데이터전압을 데이터라인(DL)을 통해 액정표시패널(12)의 각 픽셀(PX)에 인가한다. 이렇게 인가된 데이터전압에 따라 각 픽셀(PX)의 액정배열상태를 변화시켜 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.
여기서, 상기 액정은 일정한 DC전압을 오랫동안 인가하면 특성 열화가 일어난다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 각 픽셀(PX)에 인가되는 데이터전압의 극성을 주기적으로 바꾸어 구동한다.
이러한 구동방법을 인버젼(inversion) 방식이라 한다. 이러한 인버젼(inversion) 방식에는 프레임 인버젼(Frame inversion), 라인 인버젼(Line inversion), 도트 인버젼(Dot inversion)이 있다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 액정표시장치의 도트 인버젼 구동방식을 나타내는 도면이다.
도트 인버젼(Dot inversion) 방식은 모든 인접 픽셀(PX)간 데이터전압의 극성이 반대인 구동방법이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 현재 프레임에서는 N라인의 첫번째 적색 서브픽셀(R)은 정극성 데이터전압이고, 이에 인접하는 N+1라인의 첫번째 적색 서브픽셀(R) 및 N라인의 두번째 녹색 서브픽셀(G)은 부극성 데이터전압이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 다음 프레임에서 모든 픽셀(PX)은 이전 프레임에서의 극성과 반대 극성을 가진다.
여기서, 상기 도트 인버젼(Dot inversion)을 구현하기 위해서는 매 수평기간마다 데이터전압의 극성을 교번시켜주어야 한다. 즉, N라인이 구동되는 수평기간의 데이터전압의 극성과 N+1라인이 구동되는 수평기간의 데이터전압의 극성이 반대가 되도록 데이터구동부(미도시, 도1의 14 참조)에서 데이터전압을 인가시켜 주어야한다.
이로 인해, 데이터구동부에서 소비되는 전류가 증가되어 데이터구동부의 온도가 상승한다. 이러한 온도상승은 데이터구동부의 구동불량을 초래하여, 최종적으로 원하는 화상을 표현할 수 없는 문제점을 야기한다.
데이터구동부 소비전류가 증가로 인한 데이터구동부의 온도상승을 방지할 수 있는 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표시장치는 표시패널의 비표시영역에 배치된 패드부, 표시패널의 표시영역에 배치된 서브픽셀 및 데이터라인을 포함한다.
상기 패드부는 다수의 이격된 분할패드로 구성된다.
상기 데이터라인은 다수의 분할패드 사이의 이격공간에 배치된다.
상기 다수의 분할패드는 상기 데이터라인을 통해 동일 색 서브픽셀에 동일 극성의 데이터전압을 출력한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 데이터구동부는 각 픽셀(PX)에 공급하는 데이터전압(Vdata)의 스윙 폭이 감소하거나 없어짐으로 인하여, 소비전류가 감소하게 된다. 이에 따라, 데이터구동부의 소비전력 및 온도가 감소하게 되어, 데이터구동부의 구동불량이 방지되므로 최종적으로 원하는 화상을 표현할 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 액정표시장치의 도트 인버젼 구동방식을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 3에 도시된 비표시영역을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'라인에 따른 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 기수프레임 및 우수프레임을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 데이터구동부 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표시장치에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 표시장치(100)는 액정표시장치, 유기전계표시장치 등을 포함할 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 액정표시장치를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(120), 타이밍제어부(110), 게이트구동부(130) 및 데이터구동부(140)를 포함한다.
표시패널(120)은 픽셀(PX)이 배치되는 표시영역(122)와 패드부(미도시)가 배치되는 비표시영역(121)로 구성된다. 표시패널(120)은 글라스 또는 플라스틱을 이용한 기판(미도시) 상에 다수의 게이트라인(GL)과 다수의 데이터라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차 형성되어 있다.
상기 표시영역(122)에는, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)의 교차지점에 다수의 픽셀(PX)가 정의 되어 있다. 표시영역(122)에 배치된 각 픽셀(PX)는 적어도 하나의 박막트랜지스터(미도시) 가 구비되어 있다. 상기 박막트랜지스터의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 연결되어 있고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 연결된다. 그리고 드레인전극은 공통전극(미도시)과 대향하는 픽셀전극(미도시)과 연결되어 액정에 인가되는 전압을 제어하게 된다. 이로써, 액정의 움직임을 제어하여 액정표시장치의 계조를 구현한다.
타이밍제어부(110)는 외부시스템(미도시)으로부터 전송되는 타이밍신호(TS)를 인가 받아, 게이트제어신호(GCS), 데이터제어신호(DCS)를 생성한다.
게이트제어신호(GCS)는 게이트구동부(130)로 출력되고, 데이터제어신호(DCS)는 데이터구동부(140)로 출력된다. 여기서, 상기 타이밍신호(TS)는 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync), 데이터인에이블신호(DE) 및 클록신호(CLK)일 수 있다. 또한, 타이밍제어부(110)는 외부시스템에서 전송된 영상신호(VS)로부터 디지털형태의 영상데이터(RGB)를 생성하고, 이를 데이터구동부(140)로 출력한다.
게이트구동부(130)는 타이밍제어부(110)로부터 제공된 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 게이트라인(GL)을 통해 1 수평기간씩 순차적으로 게이트전압을 출력할 수 있다. 이에 따라, 각 게이트라인(GL)에 연결된 박막트랜지스터는 1수평기간씩 턴온(turnon)한다.
여기서, 게이트구동부(130)는 다수의 게이트라인(GL)에 연결된 다수의 쉬프트레지스터(미도시)로 이루어질 수 있으며, 표시패널(120)내부에 실장되는 GIP(Gate In Panel)형태로 구성될 수 있다.
여기서, 게이트 제어신호(GCS)는 게이트스타트펄스(GSP), 게이트쉬프트클록(GSC) 및 게이트출력인에이블신호(GOE)를 포함한다. 게이트 스타트펄스(GSP)는 첫번째 게이트라인(GL)에 게이트전압을 출력하는 시기를 결정하는 신호로서 게이트구동부(130)의 쉬프트레지스터에 인가된다. 게이트 쉬프트클록(GSC)은 차기 쉬프트레지스터(미도시)를 인에이블하는 클록신호로서, 각 쉬프트레지스터에 공통으로 인가된다. 게이트출력인에이블 신호(GOE)는 쉬프트레지스터의 출력을 제어한다.
데이터구동부(140)는 타이밍제어부(110)로부터 제공된 디지털형태의 영상데이터(RGB)를 데이터제어신호(DCS)에 따라, 아날로그 데이터전압(Vdata)으로 변환한다.
그리고, 데이터구동부(140)는 상기 아날로그 데이터전압(Vdata)을 데이터라인(DL)을 통해 각 픽셀(PX)의 픽셀전극(미도시)에 인가한다.
상기 데이터제어신호(DCS)는 소스스타트펄스(SSP), 소스쉬프트클록(SSC) 및 소스출력인에이블 신호(SOE)를 포함한다. 소스스타트펄스(SSP)는 데이터구동부(140)의 영상데이터(RGB)의 샘플링 시작 타이밍을 결정한다. 소스쉬프트클록(SSC)은 데이터구동부(140)에서 데이터 샘플링동작을 제어하는 클록신호다. 소스 출력인에이블신호(SOE)는 데이터구동부(140)의 출력 제어한다. 그리고, 데이터구동부(140)는 상기 패드부와 씨오에프(COF; Chip On Film) 혹은 티씨피(TCP; Tape Carrier Package)방식으로 연결될 수 있다.
도 4a는 도 3에 도시된 비표시영역을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'라인에 따른 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 비표시영역(121)은 상기 기판(121a) 상에 다수의 패드(PR, PG, PB)가 배치된다. 다수의 패드(PR, PG, PB)는 각각 데이터구동부(140)와 전기적으로 연결되어 각 픽셀(PX)에 데이터라인(DL)을 통해 데이터전압(Vdata)을 출력한다.
일례로, 다수의 패드(PR, PG, PB)는 적색 서브픽셀(R)에 데이터전압(Vdata)을 출력하는 적색 패드(PR), 녹색 서브픽셀(G)에 데이터전압(Vdata)을 출력하는 녹색 패드(PG), 청색 서브픽셀(B)에 데이터전압(Vdata)을 출력하는 청색 패드(PB)로 구성될 수 있다.
또한 상기 적색 패드(PR), 녹색 패드(PG), 청색 패드(PB)는 각각 다른 데이터전압(Vdata)을 출력할 수 있도록 전기적으로 절연될 수 있다.
또 각각의 패드(PR, PG, PB)는 다수의 의 분할패드들(미도시)로 분할될 수 있다. 상기 다수의 분할패드들은 적어도 둘 이상으로 정의될 수 있다. 하나의 패드(PR, PG, PB)로부터 분할된 분할패드들은 데이터구동부(140)로부터 동일한 데이터전압(Vdata)을 제공받을 수 있다. 분할패드들에는 각각의 데이터라인(DL)이 연결되어, 이를 통해 픽셀(PX)에 데이터전압(Vdata)을 출력할 수 있다.
일례로, 녹색 패드(PG)는 제1 분할패드(PGa) 및 제2 분할패드(PGb)로 분할되어 구성될 수 있고, 제1 분할패드(PGa) 및 제2 분할패드(PGb)는 서로 다른 데이터라인(DLG)을 통해 녹색 서브픽셀(G)에 연결된다.
보다 상세하게는, 후술할 바와 같이 표시영역(도 5의 122 참조)의 기수라인에서 정극성의 데이터전압(Vdata)이 인가되는 녹색 서브픽셀(G)에는 제1 분할패드(PGa)가 연결되고, 표시영역(122)의 우수라인에서 정극성의 데이터전압(Vdata)이 인가되는 녹색 서브픽셀(G)에는 제2 분할패드(PGb)가 연결된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 분할패드들(PGa, PGb)은 기판(121a) 상에 서로 이격되어 형성될 수 있다. 그리고 상기 분할패드(PGa, PGb)간의 이격공간에는 다른 패드에 연결된 데이터라인들(DLR, DLB)이 배치될 수 있다.
또한, 원활한 신호전송을 위해, 상기 패드(PGa, PGb) 및 데이터라인들(DLR, DLB)은 전기적으로 분리되어야 한다.
이를 위해, 상기 분할된 패드(PGa, PGb)간의 이격공간에 배치된 데이터라인(DLR, DLB)들은 절연막(121b)으로 덮여질 수 있다. 상기 절연막(121b)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어질 수 있다.
상기 구조와 같이 비표시영역(121)의 패드부를 형성함으로써, 패드(PR, PG, PB)의 분할로 인해 증가된 데이터라인(DL)이 추가적인 마스크공정 없이도 패드부 내에 실장될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 기수프레임 및 우수프레임을 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 표시영역(122)의 픽셀(PX)은 다색으로 구성될 수 있다. 일례로, 적색 서브픽셀(R), 녹색 서브픽셀(G), 청색 서브픽셀(B)이 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 액정의 열화를 방지하기 위해, 표시패널(120)은 인접 픽셀(PX)의 극성을 달리하는 인버젼(Inversion)구동을 할 수 있다.
상기 인버젼(Inversion)방식에는 반전이 되는 픽셀(PX)의 범위에 따라, 4도트 인버젼(4dot-Inversion) 내지 도트 인버젼(Dot-Inversion)으로 구동될 수 있다. 일례로, 모든 인접 서브픽셀(R, G, B)간의 극성을 달리하는 도트 인버젼(Dot-Inversion)구동을 할 수 있다.
또한, 하나의 패드(PR, PG, PB)에서 분할된 분할패드들(PRa, PRb, PGa, PGb, PBa, PBb)에 연결된 데이터라인(DL)은 동일 극성의 동일 색 서브픽셀(R, G, B)에 연결되어, 동일한 데이터전압(Vdata)이 인가된다.
보다 상세하게는, 제1 분할패드(PGa)에 연결된 데이터라인(DL)을 제1 데이터라인(DLG1), 제2 분할패드(PGb)에 연결된 데이터라인(DL)을 제2 데이터라인(DLG4)으로 설정할 수 있다.
이때 제1 데이터라인(DLG1)에 우수라인(2LINE, 4LINE)의 녹색 서브픽셀(G)이 연결되어 정극성 데이터전압(Vdata)이 인가될 수 있고, 제2 데이터라인(DLG4)에 기수라인(1LINE, 3LINE)의 녹색 서브픽셀(G)이 연결되어 정극성 데이터전압(Vdata)이 인가될 수 있다. 그리고 다음 프레임에서는 모든 서브픽셀(R, G, B)의 극성이 전환된다.
상기 구조와 같이 기수라인(1LINE, 3LINE) 및 우수라인(2LINE, 4LINE)의 동일 색 서브픽셀(R, G, B)에 데이터라인(DL)을 통해 동일한 극성의 데이터전압(Vdata)이 인가됨으로써, 한 프레임동안 데이터전압(Vdata) 극성의 변화가 없게 된다. 이로 인해, 데이터구동부(140)를 통한 소비 전류가 감소되고, 데이터구동부(140)의 온도도 낮출 수 있다.
그리고, 전술한 데이터구동부(140)는 하나의 패드(PR, PG, PB)에서 분할된 분할패드들(PRa, PRb, PGa, PGb, PBa, PBb)에 동일한 데이터전압(Vdata)을 출력한다.
따라서, 전술한 분할패드들(PRa, PRb, PGa, PGb, PBa, PBb)과 각 서브픽셀(R, G, B)의 연결구조에 따라, 기수라인(1LINE, 3LINE) 및 우수라인(2LINE, 4LINE)의 동일 색 서브픽셀(R, G, B)에 데이터라인(DL)을 통해 동일한 극성의 전압이 인가되게 된다.
즉, 도 4a 및 도 5a를 참조하면, 제1 분할패드(PGa)는 제1 데이터라인(DLG1)을 통해 우수라인(2LINE, 4LINE)의 녹색 서브픽셀(G)에 정극성 데이터전압(Vdata)을 인가 할 수 있고, 제2 분할패드(PGb)는 제2 데이터라인(DLG4)을 통해 기수라인(1LINE, 3LINE)의 녹색 서브픽셀(G)에 정극성 데이터전압(Vdata)을 인가할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방법으로 구동되는 데이터구동부(140)는 단색화면을 구현할 경우에, 한 프레임동안 일정한 데이터전압(Vdata)을 제공하게 된다. 즉, 데이터구동부(140)는 제1 분할패드(PGa) 및 제2 분할패드(PGb)에 한 프레임동안 일정 정극성 데이터전압(Vdata)만을 출력하거나, 일정 부극성 데이터전압(Vdata)만을 출력한다.
더욱이, 데이터구동부(140)가 표시라인별로 계조의 차이가 있는 혼색화면을 구현할 경우에도, 한 프레임동안 같은 극성의 데이터전압(Vdata)을 제공하게 된다. 따라서, 데이터전압(Vdata)의 스윙 폭이 종래의 데이터전압(Vdata)의 스윙 폭에 비해 반감된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 데이터구동부는 각 픽셀(PX)에 공급하는 데이터전압(Vdata)의 스윙 폭이 감소하거나 없어짐으로 인하여, 소비전류가 감소하게 된다. 이에 따라, 데이터구동부의 소비전력 및 온도가 감소하게 되어, 데이터구동부의 구동불량이 방지되므로 최종적으로 원하는 화상을 표현할 수 있다.
전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100: 표시장치 110: 타이밍제어부
120: 표시패널 121: 표시영역
121: 비표시영역 130: 게이트구동부
140: 데이터구동부

Claims (8)

  1. 표시영역 및 비표시영역을 포함하는 표시패널;
    상기 비표시영역에 배치된 다수의 패드를 포함하는 패드부;
    상기 표시영역에 배치된 다수의 서브픽셀; 및
    상기 다수의 서브픽셀과 다수의 패드를 각각 연결하는 다수의 데이터라인을 포함하고,
    상기 다수의 패드는 각각 다른 데이터 전압을 출력하고,
    상기 다수의 패드는 각각 표시 영역을 향하여 이격된 다수의 분할패드로 구성되며,
    상기 다수의 분할패드 각각은 서로 다른 데이터라인에 연결되어 동일 색 서브픽셀에 동일 극성의 데이터전압을 출력하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 서브픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 또는 청색 서브픽셀인 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은 도트인버젼 방식으로 구동되는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 분할패드는 서로 이격되어 상기 비표시영역의 동일한 열에 배치되고,
    상기 다수의 분할패드 사이의 이격공간에 상기 다수의 데이터라인이 배치되는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 분할패드 사이의 이격공간에 배치된 상기 데이터라인들은 절연막에 의해 서로 절연되어 있는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 분할패드는 각각 제1 분할패드 및 제2 분할패드로 구성되며,
    상기 제1 분할패드는 상기 데이터라인을 통해 기수라인의 동일 색 서브픽셀에 동일 극성의 데이터전압을 출력하고,
    상기 제2 분할패드는 상기 데이터라인을 통해 우수라인의 동일 색 서브픽셀에 동일 극성의 데이터전압을 출력하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 분할패드에 동일한 데이터전압을 출력하는 데이터구동부를 더 포함하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터구동부는 한 프레임동안 정극성 데이터전압만을 출력하거나, 부극성 데이터전압만을 출력하는 표시장치.
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