KR20020095203A - 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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KR20020095203A
KR20020095203A KR1020027013135A KR20027013135A KR20020095203A KR 20020095203 A KR20020095203 A KR 20020095203A KR 1020027013135 A KR1020027013135 A KR 1020027013135A KR 20027013135 A KR20027013135 A KR 20027013135A KR 20020095203 A KR20020095203 A KR 20020095203A
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KR1020027013135A
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토시야 이나다
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Publication date
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Abstract

능동 매트릭스 LCD에서, 게이트 라인의 그룹은 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b)으로 형성되며, 상기 배선 양쪽 모두는 서로 전기적으로 연결된다. 입력 배선(31a)은 데이터 라인(32)과 동일한 수직 방향으로 연장하며, 상기 구동 배선(31b)은 수평 방향으로 연장한다. 따라서, 데이터 라인(32)과 데이터 라인 IC 칩(21) 사이의 전기 연결, 및 게이트 라인(31a, 31b)과 게이트 라인 IC 칩(22) 사이의 전기 연결은 각각 디스플레이 디바이스의 상부 및 하부에 제공되며, 상기 액정 패널(10)은 그 사이에 삽입된다. 그 결과, 수평 방향으로의 폭이 종래 디바이스보다 좁은 디바이스가 실현될 수 있다.

Description

디스플레이 디바이스{DISPLAY DEVICE}
최근에, 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이(FED: Field Emission Display), 유기 전기 발광 디스플레이(ELD: Organic Electroluminescent Display)와 같은 평면 디스플레이를 구비하는 전자 기기는 디스플레이 디바이스로서 공통적으로 사용되어 왔다. 특히, 액정 디스플레이를 구비하는 전자 기기가 널리 보급되고 있고, 다양한 응용을 갖는다.
액정 디스플레이에 대해, 투과형 패널을 구비하는 액정 디스플레이가 지금까지 주류를 이루고 있는데, 상기 투과형 액정 디스플레이는 패널 뒤에 배치된 광원{백라이트(backlight)}에서 나오는 광이 필터를 통과하도록 하여, 이를 통해 디스플레이를 수행하도록 한다. 최근에는 반사형 패널을 구비하는 디스플레이가 주목되고 있는데, 상기 반사형 디스플레이는, 반사 전극에 의해 패널 표면을 통해 입사광을 반사시키고 난 후, 반사된 광을 필터에 통과시킴으로써 백라이트 필요 없이도 디스플레이를 수행한다. 반사형 액정 패널은, 더 높은 해상도, 더 높은 밝기, 더 낮은 전력 소비, 주변의 광에 의한 플러시아웃(flushout)에 덜 민감하다는 장점을 갖는다. 그 결과, 이동 전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants: 개인용 디지털 단말기)와 같이 야외에서 사용하기 위한 디바이스의 응용에 대한 시장 확대가 예측되고 있으며, 이것은 소형화에 대한 필요성을 증가시킨다.
도 1은 종래의 액정 디스플레이 장치에 대한 예시적인 구조를 도식적으로 도시한다. 도 2는 액정 디스플레이 디바이스의 구동 회로에 대한 부분적인 구조를 확대해서 도시한다. 액정 디스플레이 장치는 디스플레이부(110a)를 갖는 액정 패널(110), 및 액정 패널(110) 주위에 배열된 구동부(120)를 포함한다.
액정 패널(110)은 구동 기판, 및 구동 기판과 마주보게 배치된 마주보는 기판을 포함한다. 구동 기판에는, M개의 행 및 N개의 열을 갖는 매트릭스로 배열된 복수의 픽셀 전극(113)과, 픽셀 전극(113)의 각 하나를 제어하기 위한 박막 트랜지스터(이후의 설명에서는 "TFT"로 언급함)(117) 등이 제공되는데, 이러한 것들은 상기 구동 기판 상에 형성된다. 마주보는 기판에는 칼라 필터, 공통 전극 등이 제공되는데, 이러한 것들은 상기 마주보는 기판 상에 형성된다. 액정 층은 이러한 기판 사이에 수용된다. 구동 기판은 M개의 열×N개의 행으로 이루어진 픽셀 전극(113)에 따라 형성되는데, M개의 게이트 라인(주사 라인)(131)은 일반적으로 수평 방향으로 연장하고, N개의 데이터 라인(소스 라인)(132)은 일반적으로 수직 방향으로 연장한다. 미리 결정된 TFT(117)의 게이트 전극은 대응하는 게이트 라인(131)에 전기적으로 연결되고, 게이트 라인(131) 각각에는 단부(end)에 단자(134)가 제공된다. 미리 결정된 TFT(117)의 소스 전극은 대응하는 데이터 라인(132)에 전기적으로 연결된다. 단자(133)는 게이트 라인(131)의 경우에서와 같이 데이터 라인(132) 각각의 단부에 제공된다.
구동부(120)는 게이트 라인(131)을 구동시키기 위한 게이트 라인 IC 칩을 포함하는데, 상기 IC 칩의 각 단자(122)는 게이트 라인(131)의 단자(134)의 각 하나에 전기적으로 연결된다. 구동부(120)는 데이터 라인(132)을 구동시키기 위한 데이터 라인 IC 칩을 또한 포함하는데, 상기 IC 칩의 각 단자(121)는 데이터 라인(132)의 단자(133)의 각 하나에 전기적으로 연결된다.
그러한 구성을 갖는 액정 디스플레이에서, 주사 전압은 게이트 라인 IC 칩의 단자(122)로부터 게이트 라인(131)의 단자(134)로 순차적으로 및 주기적으로 공급된다. 다른 한편으로, 신호 전압은 이미지 신호에 응답하여 데이터 라인 IC 칩의 단자(121)로부터 데이터 라인(132)의 단자(133)로 선택적으로 공급된다. 미리 결정된 전압은 항상 공통 전극에 공급된다. 따라서, 신호 전압은 주사 전압의 인가에 의해 온(on)되도록 하는 TFT를 통해 픽셀 전극(113)에 공급된다. 그 결과, 전압은,신호 전압이 공급되는 픽셀 전극(113)과 공통 전극 사이에 배치된 액정 층에 인가되므로, 원하는 이미지 디스플레이가 수행된다.
그러나, 전술한 구성을 통해, 이미지 디스플레이가 적절히 보여질 수 있는 방식으로 장치가 배치될 때, 대부분의 경우에 이미 언급한 바와 같이 게이트 라인은 수평 방향으로 연장하는 한편, 데이터 라인은 수직 방향으로 연장한다. 이러한 경우에, 게이트 라인의 단자에 공급된 전압은 디스플레이 패널의 좌측 또는 우측으로부터 입력되는 한편, 데이터 라인의 단자에 공급된 전압은 디스플레이 패널의 상부 또는 하부로부터 입력된다. 그러므로, 게이트 라인 IC 칩 및 게이트 라인의 단자가 존재하는 게이트 단자 영역은 디스플레이 패널의 좌측 또는 우측 상에 제공되는 한편, 데이터 라인 IC 칩 및 데이터 라인의 단자가 존재하는 데이터 단자 영역은 디스플레이 패널의 상부 또는 하부 상에 제공된다. 달리 말하면, 게이트 단자 영역 및 데이터 단자 영역은 서로 수직으로 교차하는 방향으로 제공된다. 이것은, 장치가 더 대형화된다는 문제점을 일으킨다. 특히, 전형적인 디스플레이 디바이스는, 수평(좌-우) 방향의 길이가 수직(상-하) 방향의 길이보다 더 길고, 단자 영역이 수평 방향의 면상에 존재하는 방식으로 구성된다. 이에 따라, 종래의 디스플레이 디바이스는, 장치가 소형화되고, 디스플레이부의 폭이 수평 방향으로 연장되어야 한다는 요구를 충분히 충족시킬 수 없다.
본 발명은 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 상기 디스플레이 디바이스는, 매트릭스로 배열된 픽셀 어레이를 구비하는 디스플레이부(display portion)와, 제 1 전압을 대응하는 행의 픽셀 전극에 공급하기 위해 픽셀 어레이의 대응하는 픽셀의 행에 각각 형성된 제 1 배선의 그룹과, 제 2 전압을 대응하는 열의 픽셀 전극에 공급하기 위해 픽셀 어레이의 대응하는 픽셀의 열에 각각 형성된 제 2 배선의 그룹과, 제 1 전압이 상기 픽셀 전극에 공급되도록 하기 위해 제 1 배선 중 대응하는 하나의 배선에 각각 전기적으로 연결된 제 1 전압 공급 수단과, 제 2 전압이 상기 픽셀 전극에 공급되도록 하기 위해 제 2 배선 중 대응하는 하나의 배선에 각각 전기적으로 연결된 제 2 전압 공급 수단을 포함한다.
도 1은 종래의 디스플레이 디바이스의 배선의 기본 요소(essence)를 도시한 도면.
도 2는 종래의 디스플레이 디바이스의 구동 회로의 기본 요소를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 디스플레이 디바이스의 배선의 기본 요소를 도시한 도면.
도 5는 도 3에 도시된 디스플레이 디바이스의 구동 회로의 기본 요소를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 구동 회로의 기본 요소를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 등가 회로를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 등가 회로를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 등가 회로를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 등가 회로를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 등가 회로를 도시한 도면.
도 12는 본 발명에 따른 추가 디스플레이 디바이스의 배선의 기본 요소를 개념적으로 도시한 도면.
본 발명은 전술한 문제를 고려하여 이루어지고, 본 발명의 목적은, 디스플레이 영역을 축소시키지 않고도 소형화될 수 있는 개시부에 설명된 유형의 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는, 제 1 배선과 제 1 전압 공급 수단 사이의 전기 연결과, 제 2 배선과 제 2 전압 공급 수단 사이의 전기 연결이 상기 한 쌍의 마주보는 에지의 하나의 면만 또는 양쪽 면상에 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스를 통해, 미리 결정된 전압은 디스플레이부의 마주보는 에지의 쌍의 한 면에서 제 1 전압 공급 수단으로부터 제 1 배선으로 공급되며, 이를 기초하여, 제 1 전압은 제 1 배선으로부터 어레이의 픽셀의 행을 구성하는 각 픽셀로 공급된다. 미리 결정된 전압은 마주보는 에지의 쌍의 한 면 또는 다른 면에서 제 2 전압 공급 수단으로부터 제 2 배선으로 공급되며, 이를 기초하여, 제 2 전압은 제 2 배선으로부터 어레이의 픽셀 열을 구성하는 각 픽셀로 공급된다.
본 발명의 디스플레이 디바이스에 따라, 한 방향으로의 디바이스 크기의 감소는, 상기 전기 연결이 디바이스의 수직으로 배치된 면상에 제공되는 경우에 비해 디스플레이 영역을 감소시키지 않고도 달성된다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스에서, 제 1 배선 및 제 2 배선의 그룹 중 하나는, 대응하는 전압 공급 수단과 각각 전기 연결을 갖는 입력 배선과, 대응하는 입력 배선을 통해 상기 대응하는 전압 공급 수단에 각각 전기 연결을 갖는 구동 배선을 포함하는 것이 바람직한데, 제 1 배선 및 제 2 배선의 다른 그룹, 및 입력 배선은 동일한 방향으로 연장하고, 구동 배선은 입력 배선에 수직으로 연장한다. 이러한 경우에, 미리 결정된 전압은 입력 배선을 갖는 배선에 대응하는 전압 공급 수단으로부터 입력 배선으로 공급되고, 그 다음에 전압은 입력 배선으로부터 구동 배선으로 공급된다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스에서, 바람직하게, 각 입력 배선의 한 단부는 대응하는 전압 공급 수단과의 전기 연결이 이루어지고, 다른 단부는 대응하는 구동 배선과의 전기 연결이 이루어지며, 상기 픽셀 어레이를 구성하는 각 픽셀의 전기 커패시턴스를 조정하기 위해, 더미(dummy) 배선은 입력 배선이 제공되는 픽셀보다는 다른 픽셀에 대해 형성된다. 픽셀의 모든 커패시턴스는 이러한 더미 배선에 의해 실질적으로 균일한 상태가 되므로, 디스플레이의 화질 저하를 방지한다.
예를 들어, 더미 배선은 일정한 전압을 더미 배선에 공급하기 위한 기능을 갖는 추가 배선에 연결된다. 대안적으로, 더미 배선은 미리 결정된 구동 배선에 연결될 수 있다.
바람직하게, 전술한 전극의 적어도 일부분은 입사광을 반사시키는 기능을 갖고, 화상은 전극에서 나오는 반사된 광에 의해 형성된다. 이러한 결과, 더 높은 해상도 및 더 높은 밝기를 갖는 디스플레이 디바이스가 실현된다.
본 발명의 다른 및 추가 목적, 특징 및 장점은 다음 설명으로부터 더 완전히 나타날 것이다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 이후에 더 구체적으로 설명될 것이다.
[제 1 실시예]
도 3은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 디바이스로서 제공된 액정 디스플레이 장치{더 구체적으로, 이후에 설명될 액정 패널(10)}의 단면도를 도식적으로 도시한다. 도 4는, 상기 실시예에 따른 액정 디스플레이 디바이스의 특징부인 배선의 기본 구조를 도시한다. 도 5는 이 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치용 구동 회로의 기본 구조를 도시한다. 액정 디스플레이 장치는, 디스플레이부(10a)를 갖는 액정 패널(10), 및 액정 패널(10) 주위에 배치된 전압 공급 수단으로서 제공된 IC 칩(21 및 22)(도 4를 참조)을 포함한다.
액정 패널(10){디스플레이부(10a)}은 구동 기판(11) 및 마주보는(opposite) 기판(16)을 포함한다. 구동 기판(11)에는 하나의 절연층(12) 및 복수의 픽셀 전극(13)이 제공되는데, 상기 절연층(12)은 구동 기판(11)과 픽셀 전극(13) 사이에 형성된다. 마주보는 기판(16)은 사이에 일정한 공간을 갖고 구동 기판(11)과 마주보도록 배열되고, 상기 마주보는 기판(16)에는 그 위의 공통 전극(15) 및 칼라 필터(미도시)가 제공된다. 액정 층(14)은 구동 기판(11)과 마주보는 기판(16) 사이에 수용된다. 따라서, 디스플레이부(10a)가 적어도 한 쌍의 마주보는 에지를 갖는 구조가 형성된다. 픽셀 전극(13)은 알루미늄(Al)과 같이 반사 기능을 갖는 물질로 이루어지고, M개의 행 및 N개의 열로 된 매트릭스로 배열되는 서브 픽셀을 구성한다. 각 픽셀 전극(13)은 예를 들어 스위칭 소자로서 각 TFT(17)의 드레인 전극에 전기적으로 연결되며, TFT(17)는 픽셀 전극(13)에 따라 절연층(12)에 형성된다. 따라서, 액정층(10)은 반사형이 되도록 설계된다. 소위 상부 게이트형 TFT 또는 소위 하부 게이트형 TFT는 TFT(17)로서 사용될 수 있다.
픽셀 전극(13)에 대응하는 매트릭스로 배열되는 TFT(17)의 게이트 전극은, 제 1 배선, 즉 이후에 설명될 구동 배선(31b)으로서 제공된 게이트 라인에 행마다(row by row) 전기적으로 연결된다. TFT(17)의 소스 전극은 제 2 배선으로서 제공된 데이터 라인(32)에 열마다 전기적으로 연결된다.
이러한 경우에, 픽셀 전극(13)은 전술한 바와 같이 M개의 행 및 N개의 열로 된 매트릭스로 배열되므로, N개의 데이터 라인(32)은 열 방향(수직 방향)으로 연장하며, 절연 막(12)에 형성된다. 데이터 라인(32)에는 데이터 라인 단자(33)가 한 단부(이 경우에, 도 4 및 5의 상단부)에 제공된다. 데이터 라인 단자(33)는 이방성 전도 물질을 통해 데이터 라인 IC 칩(제 1 전압 공급 수단)의 출력 단자(21)에 전기적으로 연결되는데, 상기 단자는, 액정 패널(10){디스플레이부(10a)}의 상기 데이터 라인 단자(33)가 형성되는 장소와 동일한 면상에 각 데이터 라인 단자(33)에 대응하여 형성된다. 따라서, 데이터 라인(32)과 데이터 라인 IC 칩 사이의 전기 연결은 도 4 및 5의 수직 상부에 위치한다.
게이트 라인은 픽셀 전극(13)에 따라 N개의 입력 배선(31a) 및 M개의 구동 배선(31b)을 포함한다. 각 입력 배선(31a)은 데이터 라인(32)과 동일한 방향으로연장하는데, 상기 방향은 이 경우에 수직 방향이고, 한편, 각 구동 배선(31b)은 입력 배선(31a)과 수직인 행 방향(수평 방향)으로 연장한다. 입력 배선(31a)과 수직인 상기 방향이 입력 배선(31a)과 실질적으로 수직인 임의의 방향을 포함하는 것을 알아야 한다. 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b) 양쪽 모두는 절연층에 형성된다. 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b)은 서로 일대일 관계에 대응하고, 각 쌍에서의 대응하는 배선은 전도 물질로 채워진 미도시된 접촉 구멍{쓰루 홀(through hole)}을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 서로 대응하지 않는 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b)의 쌍은 전기적으로 절연된다. 입력 배선(31a), 구동 배선(31b), 접촉 구멍 및 데이터 라인(32)은 모두 전극(13)과 구동 기판(11) 사이에 제공되므로, 디스플레이 장치는, 수치상(numerical) 애퍼쳐가 이 실시예에서 감소되지 않고도 우수한 광학 특성을 갖는다.
액정 디스플레이 장치에서, 2개의 인접한 구동 배선(31b) 및 2개의 인접한 데이터 라인(32)에 의해 둘러싸인 각 영역은, 디스플레이부로서 픽셀 또는 픽셀 어레이를 함께 형성하는 서브 픽셀의 각 하나에 대응한다. 본 발명에서의 "픽셀"은 서브 픽셀을 포함할 수 있다.
각 입력 배선(31a)에는, 데이터 라인 단자가 형성되는 측면(이 경우에 도 4 및 5의 하단 에지)과 마주보는 에지 상의 단부에서 게이트 라인 단자(34)의 각 하나가 제공된다. 각 게이트 라인 단자(34)는 예를 들어 이방성 전도 물질을 통해 게이트 라인 IC 칩(제 2 전압 공급 수단)의 출력 단자(22) 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 출력 단자(22) 각각은, 액정 패널(10){디스플레이부(10a)}의 입력배선(31a)이 입력 배선의 각 하나에 따라 형성되는 면과 동일한 면상에 형성된다. 따라서, 이 경우에, 게이트 라인(31a, 31b)과 게이트 라인 IC 칩 사이의 전기 연결은 도 4 및 5의 하단부에 위치한다. 본 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치에서, 데이터 라인(32)과 데이터 라인 IC 칩 사이의 전기 연결, 및 게이트 라인(31a, 31b)과 게이트 라인 IC 칩 사이의 전기 연결은 액정 패널(10)의 디스플레이부(10a)의 마주보는 에지의 쌍 양쪽 모두에 제공된다. 더 구체적으로, 게이트 라인 단자(34) 및 데이터 라인 단자(33)는 디스플레이 장치의 상부 및 하부에 각각 제공되며, 액정 패널(10)은 그 사이에 삽입된다. 그 결과, 수평 방향의 액정 디스플레이 장치의 폭은 종래의 폭보다 좁아진다.
전술한 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치는 다음과 같이 동작할 것이다.
액정 디스플레이 장치에서, 미리 결정된 전압은 미도시된 전압 회로로부터 공통 전극(15)에 항상 인가된다. 게이트 라인 IC 칩은 게이트 라인 단자(34)와의 전기 연결된 입력 배선(31a)에 미리 결정된 전압을 공급하며, 상기 전압은 쓰루 홀을 통해 구동 배선(31b)에 공급된다. 따라서, 게이트 라인(31a 및 31b)에 전압이 공급되고, 전압은 쓰루 홀 및 구동 배선(31b)을 통해 TFT(17)의 게이트 전극에 공급된다. 더 구체적으로, 게이트 전압(제 1 전압)으로서, 하나의 주기당 하나의 주사 펄스는 TFT(17)의 게이트 전극의 대응하는 행 각각에 공급되며, 여기서 상기 하나의 주기는 하나의 주사 선택 시간 기간에 해당한다. 온-레벨(on-level) 전압이 각 TFT(17)의 게이트 전극에 공급될 때, TFT(17)는 온 되어, TFT는 소스 전극과 드레인 전극 사이에서 전도되도록 이루어진다.
데이터 라인 IC 칩은 미도시된 전압 회로로부터 이미지 신호를 수신하고, 상기 신호에 따라 수신된 이미지 신호를 전압으로 변환한다. 그 다음에, 데이터 라인 IC 칩은 데이터 라인 단자(33)와 전기 연결된 데이터 라인(32)에 전압을 공급한다. 따라서, 데이터 라인(32)은 전압이 공급되고, 신호 전압(제 2 전압)을 TFT(17)의 소스 전극에 공급한다. 신호 전압은, TFT(17)가 온 상태에 있을 때 TFT(17)를 통해 대응하는 픽셀 전극에 공급된다. 따라서, 전압은, 공통 전극(15)과 픽셀 전극(13) 사이에 존재하고 이에 따라 신호 전압이 공급되는 액정 층(14)의 해당 부분에 인가되므로, 액정 층(14)이 구동되고, 이미지가 디스플레이부(10a) 상에 디스플레이된다.
이 실시예의 액정 디스플레이 장치를 통해, 데이터 라인(32)과 데이터 라인 IC 칩 사이의 전기 연결, 및 게이트 라인(31a, 31b)과 게이트 라인 IC 칩 사이의 전기 연결이 수직 방향으로 액정 패널(10)의 디스플레이부(10a)를 통해 서로 마주보며 있는 장치의 양쪽 면상에 각각 제공되기 때문에, 단자 형성 영역은 수평 방향으로 장치의 양쪽 면상에서 불필요하다. 그러므로, 상기 장치는, 상기 전기 연결이 장치의 수직으로 배치된 면상에 제공되는 경우에 비해 디스플레이 영역을 감소시키지 않고도 한 방향으로의 크기면에서 감소될 수 있다.
[제 2 실시예]
도 6은, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 디바이스로서 제공된 액정 디스플레이 장치용 구동 회로에 대한 기본 구조를 도시한다. 이러한 액정 디스플레이 장치는 입력 배선(31a)의 구성을 제외하고 제 1 실시예에 따른 구조와 동일하다. 그러므로, 입력 배선(31a)만이 이후에 구체적으로 설명될 것이다.
N개의 입력 배선(31a)은 데이터 라인(32)과 동일한 방향으로 연장하기 위해 픽셀 전극에 따라 절연층(12)에 제공된다. 각 입력 배선(31a)에는, 데이터 라인 단자(33)가 형성되는 측면과 마주보는 장치의 측면 상의 단부에서 게이트 라인 단자(34)의 각 하나가 제공된다. 입력 배선(31a)은 하나씩 구동 배선(31b)에 대응하며, 각 입력 배선(31a)은 대응하는 구동 배선(31b)에 전기적으로 연결되지만, 다른 구동 배선(31b)으로부터 절연된다. 도 6이 제 2 및 제 3 행과 연관된 입력 배선(31a)만을 도시한다.
이 실시예의 입력 배선(31a)과 제 1 실시예의 입력 배선(31a) 사이의 커다란 차이점은 길이{패터닝(patterning)}에 있다. 더 구체적으로, 입력 배선(31a)의 다른 단부{게이트 라인 단자(34)가 제공된 단부와 마주보는 단부} 각각은 대응하는 입력 배선(31a)과 대응하는 구동 배선(31b) 사이의 접합이며, 따라서, 이 실시예의 각 입력 배선(31a)은, 구동 배선(31b)과의 접합으로부터 더 연장하는 이전의 실시예의 입력 배선(31a)의 부분이 잘려지는 방식으로 형성된다. 이러한 경우에, 입력 배선(31a)과 구동 배선(31b) 사이의 상기 접합은, 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b)이 접촉 구멍을 통해 물리적으로 연결되는 부분을 의미한다는 것을 이해해야 한다.
이 실시예를 통해, 장치는 제 1 실시예와 같이 디스플레이 영역을 감소시키지 않고도 한 방향으로의 크기면에서 감소될 수 있다. 더욱이, 입력 배선(31a)의 다른 단부 각각이 구동 배선(31b)의 각 하나와의 접합이기 때문에, 전체 디스플레이 부분에 걸쳐 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b)의 교차점의 수는 감소될 수 있다. 그러므로, 액정 패널(10)의 전력 소비는 감소될 수 있다.
전기 커패시턴스는, 게이트 라인(31a, 31b), 데이터 라인(32), 전극 등이 제공되기 때문에 각 서브 픽셀에 존재한다. 도 7 및 8은, 각각 제 1 및 제 2 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 등가 회로를 도시한다. 각 서브 픽셀에 대한 전기 커패시턴스로서, 픽셀 커패시턴스(CLC)(미도시) 외에도, 예를 들어 저장 커패시턴스(Cs){각 저장 커패시턴스(Cs1)는 픽셀 전극(13)과 구동 배선(31b) 사이에 형성된다}와, 기생 커패시턴스(Cgd){각 기생 커패시턴스(Cgd1)는 TFT(17)의 게이트 전극과 구동 배선(31b) 사이에 형성되며, 상기 게이트 전극은 상기 구동 배선(31b)에 전기적으로 연결된다}가 형성된다. 각 서브 픽셀에서의 모든 커패시턴스는, 서브 픽셀이 서로에 대해 동일한 밝기를 가져야 할 때 실질적으로 동일해야 한다. 커플링(coupling) 커패시턴스는 인접한 픽셀 전극 사이에 존재할 수 있지만, 그러한 커플링 커패시턴스는 이후에 설명될 킥-오프(kick-off) 전압에 어떠한 영향을 미치지 않는다.
제 1 실시예에서, 저장 커패시턴스(Cs2)는, 도 7에서 명백한 바와 같이 제 2 행 및 제 3 열로 규정된 픽셀에서 픽셀 전극과 입력 배선(31a) 사이에서 형성되고, 이와 동일한 것은 제 3 행 및 제 2 열로 규정된 픽셀에 대해서도 유효하다. 관련 픽셀에 존재하는 입력 배선(31a)에 인가될 전압 및 관련 TFT(17)의 게이트 전극에인가될 전압이 상이할 때, 저장 커패시턴스(Cs2)가 형성된다. 따라서, 예를 들어, 제 2 행 및 제 3 열로 규정된 픽셀의 경우에, 게이트 전압이 제 2 열의 영역에 제공된 입력 배선(31a)으로부터 게이트 전극으로 공급되기 때문에, 이러한 게이트 전압은, 제 3 열의 영역에 제공된 입력 배선(31a)에 공급되는 전압과 상이하여, 이를 통해 저장 커패시턴스(Cs2)가 형성된다.
제 2 행 및 제 3 열로 규정된 픽셀, 및 제 3 행 및 제 2 열로 규정된 픽셀 각각에서, 기생 커패시턴스(Cgd2)는 픽셀 전극과 입력 배선(31a) 사이에서 형성된다. 관련 픽셀에 존재하는 입력 배선(31a)에 공급될 전압, 및 관련 TFT(17)의 게이트 전극에 공급될 전압이 동일할 때, 기생 커패시턴스(Cgd2)가 형성된다. 따라서, 예를 들어, 제 2 행 및 제 2 열로 규정된 픽셀의 경우에, 게이트 전압이 제 2 열의 영역에 존재하는 입력 배선(31a)으로부터 공급되기 때문에, 이러한 게이트 전압은 관련 픽셀에 제공된 입력 배선(31a)에 공급되는 전압과 동일하여, 이를 통해 기생 커패시턴스(Cgd2)가 형성된다.
액정 디스플레이 동작시, TFT(17)가 오프될 때, 이 TFT에 대응하는 픽셀 전극(13)은 TFT로부터 이상적으로 전기적으로 절연된다. 그러나, 실제로, 픽셀 전극(13)은 기생 커패시턴스(Cgd1및 Cgd2)로 인해 게이트 전극에 유도된 전압에 의해 영향을 받는다. 더 구체적으로, TFT(17)가 온 상태로부터 오프 상태로 변할 때, 픽셀 전극의 전압은 다음 수학식 1로 나타난 전압(△Vc)(이후부터 "킥-오프 전압"으로언급함)에 의해 변한다{침투 현상 또는 필드 쓰루(field through) 현상}. 픽셀 전극에서의 전압 변화가 디스플레이부(10a)에서 상이할 때 화질 저하가 발생하기 때문에, 디스플레이부(10a)에서의 전압(△Vc) 사이에서 차이가 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
여기서 △VG는 온 레벨에서의 게이트 전압과 오프 레벨에서의 게이트 전압 사이의 차이며, Cs=Cs1+Cs2이고, Cgd=Cgd1+Cgd2이다.
제 2 실시예에서(도 8), 구동 배선(31b)과의 접합으로부터 추가로 연장하는 각 입력 배선(31a)의 부분이 존재하지 않기 때문에 기생 커패시턴스(Cgd2)가 형성되지 않는 한편, 기생 커패시턴스(Cs2)는, 입력 배선(31a)이 존재하지 않는 각 서브 픽셀에서 또한 형성되지 않는다. 그 결과, 저장 커패시턴스(Cs)에서의 차이는 서브 픽셀 사이에 존재하므로, 킥-오프 전압(△Vc)의 차이가 발생할 것이다.
서브 픽셀 사이의 킥-오프 전압(△Vc)에서 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있는, 배선(wiring)에 대한 몇몇 방식이 이제 설명될 것이다.
[제 3 실시예]
도 9는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디스플레이 디바이스로서 제공된 액정 디스플레이 장치용 구동 회로에 대한 기본 구조를 도시한다. 이러한 액정 디스플레이 장치는, 더미 배선(41), 및 전압을 더미 배선(41)에 공급하기 위한 더미 입력 배선(42)을 추가로 포함한다는 점을 제외하고 제 2 실시예에 따른 장치의 구조와 동일하다. 그러므로, 해당 부분에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
더미 배선(41)은, 전술한 바와 같이 서브 픽셀 사이의 킥-오프 전압(△Vc)에서 차이가 발생하는 것을 방지하기 위해 각 서브 픽셀에서의 전기 커패시턴스를 조절하도록 형성된다. 더미 배선의 패턴은 다양한 방식으로 설계될 수 있다. 도 9에 도시된 예에서, 각 더미 배선(41)은 어떠한 입력 배선(31a)도 존재하지 않는 서브 픽셀에 대한 각 열에 제공되는데, 즉, 각 더미 배선(41)은, 예를 들어 게이트 라인 단자 측면에서 보여진 구동 배선(31b)과의 접합 이후의 지점으로부터 대응하는 입력 배선(31a)과 일직선으로 연장하도록 형성된다. 더미 배선(41)은, 예를 들어 디스플레이부의 외부에서 구동 배선(31b)과 동일한 방향으로 연장하는 더미 입력 배선(42)에 전기적으로 연결된다. 각 더미 배선(41)은 대응하는 입력 배선(31a)으로부터 전기적으로 절연된다.
더미 입력 배선(42)에는 단자(43)가 한 단부에 제공된다. 공통 전극에 공급될 전압 및 TFT(17)의 게이트 전극에 공급될 오프-레벨 전압과 같은 미리 결정된 전압은 단자(43)를 통해 더미 입력 배선(42)에 공급된다. 더미 입력 배선(42)에 공급된 전압은 특히 한정되지 않고, 더미 입력 배선(42)이, 이후에 설명될 저장 커패시턴스(Cs2')를 정확하게 형성하기 위해 새로운 전압원 대신에 임의의 기존 전압원에 연결될 필요가 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이 공통 전극에 공급된 전압, TFT(17)의 게이트 전극에 공급된 오프-레벨 전압 등은, 액정 패널에 공급될 필요가 있기 때문에 적합하다. 이 경우에, 단자(43)가 패널 우측에 형성될지라도, 물론 단자는 패널 상부 또는 하부에 형성될 수 있다.
이러한 배선의 패턴을 통해, 저장 커패시턴스(Cs2)는 제 2 실시예에서와 같이 제 3 행 및 제 2 열로 규정된 픽셀에서 픽셀 전극과 입력 배선(31a) 사이에 형성된다. 다른 3개의 서브 픽셀 각각에서, 저장 커패시턴스(Cs2)와 동일한 커패시턴스를 갖는 저장 커패시턴스(Cs2')는 픽셀 전극과 더미 배선(41) 사이에서 형성되는데, 그 이유는, 픽셀 전극 및 더미 배선(41)이 마주보고 있기 때문이다. 그러한 저장 커패시턴스(Cs2또는 Cs2')는 유사한 방식으로 상기 4개의 서브 픽셀이 아닌 다른 서브 픽셀 각각에 형성되므로, 모든 픽셀에서의 킥-오프 전압(△Vc)은 이러한 방식으로 더미 배선(41)을 패터닝함으로써 실질적으로 동일하다.
이 실시예의 액정 디스플레이 장치를 통해, 저장 커패시턴스(Cs2)가 형성되지 않는 서브 픽셀에서 저장 커패시턴스(Cs2')를 형성하기 위해 더미 배선(41)을 제공함으로써 서브 픽셀에서의 전기 커패시턴스가 조절되기 때문에, 제 1 실시예의 효과 외에도, 서브 픽셀에서의 킥-오프 전압(△Vc)이 실질적으로 동일하게 이루어진다는 효과가 얻어질 수 있다. 그러므로, 액정 패널 상에서 플리커(flicker) 및 번-인(burn-in)과 같은 화질 저하가 방지될 수 있다.
[제 4 실시예]
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디스플레이 디바이스로서 제공된 액정 디스플레이 장치용 구동 회로에 대한 기본 구조를 도시한다. 이 실시예는 제 3 실시예와 같이 더미 배선을 사용함으로써 각 픽셀의 커패시턴스를 조절하는 경우에서의 배선 방식에 관한 것이다.
이 실시예에서, 각 더미 배선(41)은, 예를 들어 게이트 라인 단자 측면에서 보여진 구동 배선(31b)과의 접합 이후의 지점으로부터 대응하는 입력 배선(31a)과 일직선으로 연장하도록 모든 서브 픽셀에 제공된다. 각 더미 배선(41)은 관련 서브 픽셀에 대응하는 행(즉, 대응하는 TFT가 연결되는 행)에 관해 이전의 행인 행과 연관된 구동 배선(31b)에 전기적으로 연결된다.
이러한 배선 패턴을 통해, 저장 커패시턴스(Cs2)는 제 3 행 및 제 2 열로 규정된 서브 픽셀에서 픽셀 전극과 입력 배선(31a) 사이에 형성되고, 상기 서브 픽셀의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖는 저장 커패시턴스(Cs2')는 제 3 실시예에서와 같이 다른 3개의 서브 픽셀 각각에서 픽셀 전극과 더미 배선(41) 사이에 형성된다.
이 실시예의 액정 디스플레이 장치를 통해, 제 3 실시예에서와 같이 제 1 실시예의 효과 외에도 화질 저하가 방지되는 효과가 얻어질 수 있다. 더욱이, 전압을 더미 배선에 공급하기 위해 보조 입력 배선을 제공할 필요가 없기 때문에, 장치는 더 간단한 구조가 될 수 있다. 더욱이, 더미 배선(41)이 구동 배선(31b)에 걸쳐 교차하지 않기 때문에, 절연층(도 3) 파괴를 통해 결함이 야기될 가능성이 제거되어, 이를 통해 높은 신뢰도를 갖는 장치가 실현될 수 있다.
제 4 실시예에서, 게이트 라인 단자(34)는 하부에 위치하고, 각 더미 배선(41)은, 관련 서브 픽셀에 대응하는 행에 관해 이전의 행인 행과 연관된 구동 배선(31b)에 전기적으로 연결된다. 그러나, 대안적으로, 게이트 라인 단자(34)는 상부에 위치할 수 있고, 대안적으로, 각 더미 배선(41)은 관련 서브 픽셀에 대응하는 행에 관해 그 다음 행인 행과 연관된 구동 배선(31b)에 전기적으로 연결된다. 그러한 경우에, 회로 구조는, 도 10에 도시된 회로가 뒤집힌(turned upside down) 구조이다.
[제 5 실시예]
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 디스플레이 디바이스로서 제공된 액정 디스플레이 장치용 구동 회로에 대한 기본 구조를 도시한다. 이 실시예는, 또한 제 3 및 제 4 실시예에서와 같이 더미 배선을 사용함으로써 각 픽셀의 커패시턴스를 조절하는 경우에서의 배선 방식에 관한 것이다.
제 1 내지 제 4 실시예에서, 저장 커패시턴스(Cs1)는, 저장 커패시턴스가 TFT(17)의 게이트 전극 상에 중첩(superimposed)되는 소위 Cs온-게이트 구조를 사용하여 형성된다. 그러나, 이 실시예에서, 저장 커패시턴스(Cs1)는, 보조 특수 배선{저장 커패시턴스 라인(44)}이 제공되는 소위 Cs독자 구조를 사용하여 형성된다. 각 저장 커패시턴스 라인(44)은 구동 배선(31b)과 동일한 방향으로 연장하도록픽셀 어레이의 모든 행에 제공되는데, 공통 전극에 공급될 전압 및 TFT(17)의 게이트 전극에 공급될 오프-레벨 전압과 같은 미리 결정된 전압은 상기 구동 배선(31b)에 공급된다.
각 더미 배선(41)은, 예를 들어 게이트 라인 단자 측면에서 보여진 구동 배선(31b)과의 접합 이후의 지점으로부터 대응하는 입력 배선(31a)과 일직선으로 여장하도록 모든 서브 픽셀에 제공된다. 각 더미 배선(41)은 대응하는 행과 연관된 저장 커패시턴스 라인(44)에 전기적으로 연결된다.
이러한 배선 패턴을 통해, 저장 커패시턴스(Cs3)는 각 서브 픽셀에서 픽셀 전극과 저장 커패시턴스 라인(44) 사이에 형성된다. 저장 커패시턴스(Cs2)는, 제 3 행 및 제 2 열로 규정된 서브 픽셀에서 입력 배선(31a)과 픽셀 전극(13) 사이에 형성되고, 상기 서브 픽셀의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖는 저장 커패시턴스(Cs2')는 다른 3개의 서브 픽셀 각각에서 더미 배선(41)과 픽셀 전극(13) 사이에 형성된다.
이 실시예를 통해, 제 3 및 제 4 실시예에서와 같이 제 1 실시예의 효과 외에도 화질 저하가 방지되는 효과가 얻어질 수 있다. 더욱이, 높은 신뢰도를 갖는 장치는 제 4 실시예에서와 같이 실현될 수 있다.
본 발명이 실시예를 참조하여 설명될지라도, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되지 않고, 다르게 변경될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 데이터 라인(32)과 데이터 라인 IC 칩 사이의 전기 연결, 및 게이트 라인(31a, 31b)과 게이트 라인 IC 칩 사이의 전기 연결이, 수직 방향으로 액정 패널(10)의 디스플레이부(10a)를 통해 서로 마주보는 장치의 양쪽 면상에 각각 제공되는 경우는 전술한 실시예에서 설명되었다. 그러나, 상기 상이한 전기 연결은, 수평 방향으로 액정 패널(10)의 디스플레이부(10a)를 통해 서로 마주보는 장치의 양쪽 면 또는 한 면상에 각각 제공될 수 있다.
게이트 라인이 입력 배선(31a) 및 구동 배선(31b)을 포함하는 경우가 전술한 실시예에서 설명되었지만, 게이트 라인은 항상 양쪽 배선을 포함할 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, 도 12에 도식적으로 도시된 바와 같이, 게이트 라인(31)이 디스플레이부(10a)에 수평으로 연장할 때, 게이트 라인(31)과 게이트 라인 IC 칩 사이의 전기 연결은 디스플레이부(10a)의 상부에 제공될 수 있고, 게이트 라인(31)은 예를 들어 디스플레이 패널의 디스플레이부(10a) 외에 다른 밀봉 영역(sealed area)(10b)을 사용하여 디스플레이부(10a)에서 수평으로 연장하도록 또한 적응된다.
게이트 라인과 연관된 전기 연결 및 데이터 라인과 연관된 전기 연결이 디스플레이부(10a)를 통해 마주보는 위치에 각각 제공되는 경우는 전술한 실시예에 설명되었다. 그러나, 이것은 마주보는 에지의 쌍의 한 면에만 제공될 수 있다.
제 1 배선이 게이트 라인이고 제 2 배선이 데이터 라인인 경우가 전술한 실시예에서 설명되었지만, 제 1 배선이 데이터 라인이고 제 2 배선이 게이트 라인인 경우에 대해서도 동일하게 들어맞는다.
TFT가 전술한 실시예에서 스위칭 소자로서 사용되었을지라도, MOSFET과 같은다른 종류의 스위칭 소자가 사용될 수 있다. 저장 커패시턴스(Cs1)가 제 1 내지 제 4 실시예에서 소위 Cs온-게이트 구조와 관련하여 형성되었을지라도, 저장 커패시턴스(Cs1)는 대안적으로 제 5 실시예에 설명된 바와 같이 소위 Cs독자 구조와 관련하여 형성될 수 있다. 더욱이, 전술한 실시예가, 스위칭 소자가 사용되는 소위 능동 매트릭스 구동 시스템을 갖는 장치에 대해 설명하였을지라도, 본 발명은, 스위칭 소자가 사용되지 않는 소위 수동 매트릭스 구동 시스템을 갖는 장치에 적용가능하다.
픽셀 전극이 반사 기능을 갖는 반사형 액정 패널(10)이 전술한 실시예에서 사용되었을지라도, 대안적으로, 투과형 액정 패널과 같은 다른 구조를 갖는 액정 패널이 사용될 수 있다. 또한, 반사부 및 투과부{"반투과형(transflective type)"으로 언급됨}의 혼합 구조를 갖는 액정 패널이 사용될 수 있다.
마주보는 기판(16)에 미도시된 칼라 필터가 제공되는 경우가 전술한 실시예에서 설명되었을지라도, 상기 칼라 필터가 항상 형성될 수 있는 것은 아니다.
액정 디스플레이 장치가 전술한 실시예에서 디스플레이 디바이스의 일례로 제공될지라도, 본 발명은 매트릭스로 배열된 픽셀 어레이를 구비하는 다른 구성을 갖는 디스플레이 디바이스에 광범위하게 적용될 수 있다. 그러한 디스플레이 디바이스는 예를 들어 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 방출 디스플레이 또는 유기 전기 발광 디스플레이일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 디스플레이 영역을 축소시키지 않고도 소형화될 수 있는 유형의 디스플레이 디바이스 등에 이용된다.

Claims (6)

  1. - 매트릭스로 배열된 픽셀 어레이 및 적어도 한 쌍의 마주보는 에지(edges)를 구비하는 디스플레이부(display portion)와;
    - 제 1 전압을 대응하는 행의 픽셀 전극에 공급하기 위해 상기 픽셀 어레이의 대응하는 픽셀의 행에 대해 각각 형성된 제 1 배선의 그룹과;
    - 제 2 전압을 대응하는 열의 픽셀 전극에 공급하기 위해 상기 픽셀 어레이의 대응하는 픽셀의 열에 대해 각각 형성된 제 2 배선의 그룹과;
    - 상기 제 1 전압이 상기 픽셀 전극에 공급되도록 하기 위해 상기 제 1 배선의 대응하는 하나에 각각 전기적으로 연결된 제 1 전압 공급 수단과;
    - 상기 제 2 전압이 상기 픽셀 전극에 공급되도록 하기 위해 상기 제 2 배선의 대응하는 하나에 각각 전기적으로 연결된 제 2 전압 공급 수단을
    포함하는, 디스플레이 디바이스로서,
    상기 제 1 배선과 상기 제 1 전압 공급 수단 사이의 전기 연결, 및 상기 제 2 배선과 상기 제 2 전압 공급 수단 사이의 전기 연결은 상기 한 쌍의 마주보는 에지의 한 면만 또는 양쪽 면상에 제공되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 배선 및 상기 제 2 배선의 그룹 중 하나의 그룹은, 상기 대응하는 전압 공급 수단과의 전기 연결을 각각 갖는 입력 배선, 및 상기대응하는 입력 배선을 통해 상기 대응하는 전압 공급 수단에 각각 전기적으로 연결된 구동 배선을 포함하며, 상기 입력 배선, 및 상기 제 1 배선 및 상기 제 2 배선의 다른 그룹은 동일한 방향으로 연장하고, 상기 구동 배선은 상기 입력 배선에 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서, 각 입력 배선의 한 단부는 상기 대응하는 전압 공급 수단과의 전기 연결이 이루어지고, 다른 단부는 상기 대응하는 구동 배선과의 전기 연결이 이루어지며, 상기 픽셀 어레이를 구성하는 각 픽셀의 전기 커패시턴스를 조절하기 위해, 더미(dummy) 배선은 입력 배선이 제공되는 픽셀보다는 다른 픽셀에 대해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 더미 배선은 일정한 전압을 상기 더미 배선에 공급하는 기능을 갖는 추가 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 더미 배선은 상기 미리 결정된 구동 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 픽셀 전극의 적어도 일부분은 입사광을 반사시키는 기능을 갖고, 화상은 상기 전극으로부터 반사된 광에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 디바이스.
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