KR20050106835A - 평판 디스플레이의 구동모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계단형태로 구현된 드라이빙칩으로 인해 발생되는 면적증가를 감소시키고, 칩 높이로 인한 설계적 제약을 감소시키기 위해 쓰루칩인터페이스형태로 구현된 드라이빙칩을 갖는 평판 디스플레이 구동모듈을 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명으로 글래스 위에 실장되어 패널을 구동하기 위한 복수의 드라이빙칩; 상기 복수의 드라이빙칩에 의해 공유되며, 각 드라이빙칩의 밑면으로 배선되어, 신호를 전달하기 위한 제1 신호라인; 및 상기 제1 신호라인과 상기 드라이빙칩을 접속시켜주기 위한 패드를 구비하는 패널 디스플레이 구동모듈을 제공한다.

Description

평판 디스플레이의 구동모듈{DRIVING MODULE OF FLAT DISPLAY}

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 쓰루칩인터페이스 형태로 구현된 드라이빙칩을 갖는 평판 디스플레이 구동모듈에 관한 것이다.

TFT-LCD(Thin Film Transistor) 모듈은 TFT-LCD 모니터의 패널 부분을 구동하는 드라이빙를 탑재한 모듈로 컴퓨터의 그래픽 카드에서 그래픽 데이터를 전달받아 화면에 뿌려주는 역할을 담당한다.

일반적인 모듈은 유동적인 필름(Flexible Film) 위에 드라이빙 칩이 실장되어 이 모듈이 디스플레이 패널에 연결된다.

Full COG(Chip On Glass) 방식은 유동적인 필름 같은 패키지 비용을 줄이기 위해 패널 글래스 위에 직접 칩을 실장하는 방식으로, 이에 관해 도 1를 참조하여 자세히 살펴보도록 한다.

도 1은 종래기술에 따른 Full COG 모듈의 구성을 도시한 도면으로, 이를 참조하여 살펴보도록 한다.

전체적으로 보면 실제 데이터가 디스플레이되는 글래스패널(Glass Panel, 10)과, 패널의 모서리 부분으로 픽셀에 데이터를 디스플레이하는 글래스 패널 내 트랜지스터를 드라이빙하기 위한 복수의 드라이빙칩이 배치되는 베젤(Bezel, 30)로 나뉜다.

베젤(30)의 Y 축상으로는 디스플레이 영역 내 픽셀을 표현하는 트랜지스터에 연결된 게이트 라인(Gate Line)을 구동하는 복수의 게이트 드라이빙칩(51 ∼ 60N)이 배치되고, X 축상으로는 소스 라인(Source Line)을 구동하여 픽셀의 그레이 스케일(Gray Scale)을 표현하는 복수의 소스 드라이빙칩(41 ∼ 50N)이 배치된다.

그리고 그래픽 카드(20)는 각 칩에 전원(Power)을 공급하기 위하 전원공급부(22)와, 게이트 드라이빙칩과 소스 드라이빙칩에 데이터와 제어신호(Controll signal)를 공급하기 위한 타이밍 제어부(TCON; Timing CONtroller, 24)를 구비한다.

참고적으로, 신호라인 A로는 각 칩에 인가되는 데이터 및 제어신호가 전달되며, 전원라인 B로는 각 칩을 구동하기 위한 전원이 전달된다.

도 2는 도 1의 베젤(30) 위의 소스 드라이빙칩(S1, S2)의 연결도를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 소스드라이빙칩 S1은 신호라인 A로부터 전송된 데이터 및 제어신호를 입력받기 위한 수신부(Receiver, 41a)와, 입력된 제어신호에 응답하여 데이터를 다음 소스드라이빙칩 S2에 전송하기 위한 송신부(Transmitter, 41b)와, 전원을 공급해주는 전원라인 B으로 부터 전원을 공급받기 위한 전원패드(PAD_PW)와, 픽셀의 그레이 스케일을 표현하기 위한 데이터를 출력하기 위한 데이터출력 패드(PAD_DIS)를 구비한다. 또한, 수신부(41a)와 송신부(41b)는 신호라인 A로 부터 데이터를 인가받고 출력하기 위한 패드를 구비한다.

그리고 소스드라이빙칩 S2도 소스드라이빙칩 S1과 동일한 구성을 갖는다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 게이트 드라이빙칩(G1 ∼ G4)도 동일한 구성으로 이뤄진다.

다음에서는 간략히 각 드라이빙칩의 데이터 저장 및 출력 과정을 살펴보도록 한다.

타이밍제어부(24)는 디스플레이될 데이터 및 제어신호를 클럭에 동기시켜 신호라인 A을 통해 공급하면, 소스 드라이빙칩 S1의 수신부(41a)가 제어신호에 응답하여 데이터를 저장한다. 그리고, 다음 클럭에 송신부(41b)를 통해 다음 소스 드라이빙칩 S2에 데이터와 제어신호를 공급하며, 수신부(42a)는 제어신호에 응답하여 새로 입력되는 데이터를 저장한다. 전술한 과정을 반복하여, 디스플레이하기 위한 데이터를 해당 드라이빙칩이 모두 확보하게되면, 모든 드라이빙칩이 일시에 글래스 패널에 데이터를 디스플레이 하게된다.

전술한 바와같이 각 드라이빙칩에서 신호가 전달되는 과정을 살펴보면, 데이터 및 제어신호 라인이 계단형태(Cascade Type)로 칩에서 칩을 거쳐 전달되는 것을 알 수 있다.

이와같은 계단형태의 구조를 갖는 이유는, 베젤이라 불리는 패널 글라스의 모서리 영역에 칩을 실장하므로 모서리 영역이라는 면적적 제약 및 비아(Via) 구조를 활용할 수 없는 제약(단층 배선 밖에 사용할 수 없음) 등이 발생되기 때문이다. 또한, 도 3a및 도 3b의 단면도 및 배면도에 제시된 바와 같은 일반적인 금속배선을 글래스 위에 구현하면, 라인에서 손실되는 신호의 양이 크기 때문이다.

한편, 이러한 종래기술에 따른 계단형태의 구조는 신호를 받는 수신부와 전송하는 전송부가 필요하여 구성이 복잡해지며, 각 칩에서 데이터를 인가받는 시점을 일치시키기 위한 인터페이스 블록이 복잡해져 면적을 증가시킨다.

또한, 종래기술과 같은 경우 칩의 위로 신호라인이 지나가야하므로, 신호라인를 위한 공간을 확보하기 위해 칩의 높이를 낮게 설계해야하므로 설계에 있어 많은 제약이 된다.

여러 소스 드라이빙로 공급되는 데이터와 클럭의 경우 동기신호(Synchronous Signal)이기 때문에 각 칩에 동일한 시점에 전달되는 것이 중요하다. 데이터 전송 속도가 빠를 수록 이는 중요한데, 이는 데이터의 전달이 칩마다 차이를 보이게 되면 잘못된 데이터가 디스플레이될 수 있기 때문이다. 따라서, 칩마다 데이터 신호들이 동기되어 전달되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 계단형태로 구현된 드라이빙칩으로 인해 발생되는 면적증가를 감소시키고, 칩 높이로 인한 설계적 제약을 감소시키기 위해 쓰루칩인터페이스형태로 구현된 드라이빙칩을 갖는 평판 디스플레이 구동모듈을 제공한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 패널 디스플레이 구동모듈은 글래스 위에 실장되어 패널을 구동하기 위한 복수의 드라이빙칩; 상기 복수의 드라이빙칩에 의해 공유되며, 각 드라이빙칩의 밑면으로 배선되어, 신호를 전달하기 위한 제1 신호라인; 및 상기 제1 신호라인과 상기 드라이빙칩을 접속시켜주기 위한 패드를 구비한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 디스플레이 구동모듈 내 소스 드라이빙칩의 라인의 연결구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예 패널 디스플레이 구동모듈은 글래스 위에 실장되어 패널을 구동하기 위한 소스 드라이빙칩(100, 200)과, 소스 드라이빙칩(100, 200)에 의해 공유되며, 각 드라이빙칩의 밑면으로 배선되어, 데이터 및 클럭을 전달하기 위한 데이터 라인 D과, 데이터 라인 D과 소스드라이빙칩(100, 200)을 접속시켜주기 위한 데이터 패드(PAD_DIS)를 구비한다.

그리고 소스 드라이빙칩(100, 200)의 밑면에 배선되어 제어신호를 전달하기 위한 제어신호 라인 C와, 제어신호 라인 C와 소스 드라이빙칩(100)을 접속시키기 위한 수신 패드 및 송신패드를 더 구비한다.

소스 드라이빙칩을 구체적으로 살펴보면, 소스 드라이빙칩 S1(100)은 제어신호라인 C로부터 전송된 제어신호를 입력받기 위한 제어신호수신부(120)와, 제어신호에 응답하여 데이터라인에 인가되어 있는 데이터를 입력받기 위한 데이터 수신부(160)와, 제어신호를 다음 소스드라이빙칩 S2(200)에 전송하기 위한 제어신호송신부(140)와, 픽셀의 그레이 스케일을 표현하기 위한 데이터를 출력하기 위한 데이터 패드(PAD_DIS)를 구비한다.

참고적으로, 소스드라이빙칩 S2(200)도 동일한 구성을 갖는다.

본 개념도는 글래스 패널 위에 실장되는 베어칩의 윗면, 즉 글래스와 맞닿는 연결면의 신호배선의 연결상태를 나타낸 것으로 ,종래기술과 가장 큰 차이를 보이는 부분은 데이터라인 D이 칩의 아래를 통과하여 칩의 가운데 있는 패드와 연결되는 점이다. 또한, 제어신호라인 C도 베어칩의 밑면에 배치된다.

한편, 이를 종래기술(도 2참조)과 비교하여 보면, 종래에는 데이터와 제어신호의 라인이 모두 계단형태로 연결되어 있었으나, 본 발명에 따른 쓰루칩인터페이스(Through Chip Interface)구조에서는 데이터라인이 칩을 직접 통과하여 각각의 드라이빙칩에 연결되는 차이를 갖는다. 즉, 각 드라이빙칩이 데이터라인을 공유하며, 제어신호에 의해 액티브된 드라이빙칩이 데이터라인에 인가되어 있는 데이터를 저장한다.

다음으로는 그래픽카드로부터 인가되는 데이터가 데이터라인을 통해 전달되어 해당 드라이빙칩에 저장된 후, 글래스패널에 디스플레이되는 과정을 간략히 살펴보도록 한다.

타이밍제어부(도면에 도시되지 않음)는 각 드라이빙칩에 인가될 데이터를 직렬로 데이터라인 D을 통해 공급하며, 또한 각 드라이빙칩의 구동을 제어할 제어신호를 제어신호라인 C을 통해 공급한다. 드라이빙칩 S1 내 제어신호 수신부(120)가 제어신호를 인가받으면, 제어신호에 응답하여 데이터 수신부(160)를 구동하여 데이터라인 D을 통해 전달되는 데이터가 저장되도록 한다. 이어 제어신호 송신부(140)가 제어신호를 제어신호라인 C에 인가하여 다음 드라이빙칩의 수신부(220)에 전달되도록 한다. 제어신호를 인가받은 드라이빙칩 S2은 데이터 수신부(260)를 통해 데이터라인 D의 데이터를 저장하고, 제어신호 송신부(240)를 통해 제어신호를 제어신호라인C에 인가한다.

이와같은 과정은 전체 글래스 패널에 디스플레이될 데이터가 해당 각 드라이빙칩에 확보되기 까지 반복된다. 이후, 모든 드라이빙칩이 데이터를 확보하면, 동시에 데이터를 글래스 패널에 공급하여 해당 데이터가 디스플레이 되도록한다.

본 발명에 따른 쓰루칩인터페이스 구조는 기존 PCB(Printed Circuit Board) 실장 구조와 동일한 데이터수신부(160, 260)만 있으면 되므로, 종래기술에서는 수신부와 송신부의 동작을 보장하기 위해 설계가 복잡했던 것에 비해 드라이빙칩 설계가 보다 단순해지며, 송신부가 없으므로 면적을 줄일 수 있다.

한편, 제어신호들은 시간에 따라 빠르게 변화하는 신호가 아니므로 제어신호수신부와 제어신호송신부는 쉽게 구현할 수 있다.

도 5는 도 4에서 제시된 드라이빙 칩 실장 구조의 단면을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 글래스 패널(400) 위에 베어칩(300)이 패드면을 아래로 향해 실장되어 있고, 베어칩(300)의 패드(320)와 글래스패널(400) 위의 패드(440)가 메탈 볼(Metal Ball, 520)로 연결된 BGA(Bal Grid Array)구조를 갖고 있다. 베어칩(300)을 글래스 패널(400)에 연결하는 메탈볼(520)의 높이가 글래스패널(400) 위의 메탈신호 라인(420)에 비해 높기 때문에 칩 아래로 신호라인이 충분히 지나갈 수 있다.

그리고 보다 안전하게 실장하길 원한다면 글래스 패널(400)의 메탈신호라인(420) 위에 유전물질(500)을 채워 넣어 전기적으로 쇼트(short)가 일어나지 않게 할 수 있다.

도 6a는 도 4의 신호라인을 큰 컨덕티비티(Conductivity)를 갖는 금속배선으로 구현된 경우의 단면도이며, 도 6b는 이에 따른 배면도이다.

도 6a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 금속배선은 금속배선을 여러개 적절한 간격으로 배치하고 공정에서 식각액의 농도와 시간을 조절하여 형성할 수 있다. 동일한 넓이의 금속배선일 경우 상부 표면이 평형한 종래기술의 금속배선에 비해 본 발명에 따른 금속배선이 표면적이 크다.

따라서, 동일한 넓이를 갖는 금속배선이라면 표면적이 상대적으로 큰 본 발명의 금속배선에 더 많은 전류가 흐른다. 이를 간단한 수식을 통해 살펴보면, 금속배선의 상부표면이 완전한 반원으로 형성되었다고 가정하고 종래기술에 비해 본 발명에 따른 금속배선의 상부표면의 면적 증가율은 П/2×WL이 된다. 따라서, 대략 50% 이상의 표면적 증가율을 갖게된다. 위로 긴 타원의 형태나 긴 삼각형 구조가 된다면 이보다 더 큰 표면적을 얻을 수 있다. 또한, 이와같이 완전한 반원 구조가 형성되지 않는다고 하여도 종래기술에 비해 본 발명에서 제시된 금속배선의 표면적이 상대적으로 크게 증가하는 것을 알 수 있다.

전술한 본 발명에 따른 모듈 내 드라이빙칩은 종래에 비해 데이터라인 및 패드 연결구조를 계단 인터페이스에서 쓰루 칩 인터페이스구조를 가지므로, 데이터 및 클럭와 같은 동기신호 전송구조가 단순해진다. 또한, 드라이빙 칩의 구조에서 비동기신호를 전달받는 패드에만 송신부가 필요하므로, 송신부가 기존 구조에 비해 줄어들어 인터페이스부를 단순화시키므로 칩의 면적을 줄일 수 있다.

또한, 드라이빙 칩의 높이가 높더라도 칩의 밑으로 신호 라인을 보낼 수 있기 때문에 드라이빙 칩의 높이에 대한 제약이 없어지므로, 보다 쉽게 설계를 할 수 있다. 그리고 글래스 패널의 표면 위에 형성되는 메탈 라인의 구조를 반원형태의 멀티라인으로 형성하여 표면적이 기존구조에 비해 상대적으로 증가되어 동일한 넓이를 갖는 평면 금속배선보다 컨덕티비티 특성이 좋아진다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

예컨데, 본 발명에서는 베젤 위에 배치되는 소스드라이빙칩의 신호라인에 대해 예로서 제시하였으나, 이는 게이트 드라이빙칩에도 동일하게 적용되어 전체적으로 전술한 바의 효과를 얻을 수 있다.

전술한 본 발명에 따른 모듈 내 드라이빙칩은 데이터라인 및 패드 연결구조를 쓰루 칩 인터페이스구조를 가지므로, 데이터 및 클럭와 같은 동기신호 전송구조가 단순해진다. 또한, 드라이빙 칩의 구조에서 비동기신호를 전달받는 패드에만 송신부가 필요하므로, 송신부가 기존 구조에 비해 줄어들어 인터페이스부를 단순화시키므로 칩의 면적을 줄일 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 Full COG 모듈의 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 베젤 위의 소스 드라이빙칩의 연결도를 나타낸 도면.

도 3a 및 도 3b는 신호라인이 글래스 패널위에 실장된 경우의 단면도 및 배면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 디스플레이 구동모듈 내 소스 드라이빙칩의 라인의 연결구조를 도시한 도면.

도 5는 도 4에서 제시된 드라이빙칩 실장 구조의 단면을 도시한 도면.

도 6a 및 도 6b는 도 4의 신호라인을 큰 컨덕티비티를 갖는 금속배선으로 구현된 경우의 단면도 및 배면도.

* 도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명

120 : 제어신호 수신부

140 : 제어신호 송신부

160 : 데이터 수신부

Claims (4)

1. 글래스 위에 실장되어 패널을 구동하기 위한 복수의 드라이빙칩;

   상기 복수의 드라이빙칩에 의해 공유되며, 각 드라이빙칩의 밑면으로 배선되어, 신호를 전달하기 위한 제1 신호라인; 및

   상기 제1 신호라인과 상기 드라이빙칩을 접속시켜주기 위한 패드

   를 구비하는 패널 디스플레이 구동모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 신호라인을 구성하는 금속배선은 그 상부표면이 요철진 것을 특징으로 하는 패널 디스플레이 구동모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 신호라인을 통해 데이터 및 클럭이 전달되는 것을 특징으로 하는 패널 디스플레이 구동모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 드라이빙칩의 밑면에 배선되어 제어신호를 전달하기 위한 제2 신호라인; 및

   상기 제2 신호라인과 상기 드라이빙칩을 접속시키기 위한 수신 패드 및 송신패드

   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 패널 디스플레이 구동모듈.