KR20060070346A

KR20060070346A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20060070346A
Application number: KR1020040109053A
Authority: KR
Inventors: 김재광; 김득수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-06-23
Also published as: CN1794045A; JP2006178383A; CN100480789C; US20060132425A1; TW200628895A

Abstract

본 발명은 표시 장치, 특히 듀얼 표시 장치에 관한 것이다.

스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소 및 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 제1 및 제2 표시 신호선을 각각 포함하는 제1 및 제2 표시판부, 상기 제1 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 제1 결합부, 상기 제2 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 제2 결합부, 그리고 상기 제1 결합부의 일부와 상기 제2 결합부의 일부가 부착되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit film)을 포함한다. 이러한 방식으로, 가로 크기 및 세로 크기를 줄이는 것은 물론이고 보조 FPC를 없애어 원가를 절감할 수 있으며, FPC(650)에 불량이 있는 경우 표시판부(300M, 300S)를 떼어 내어 다시 작업할 수 있으므로 재료를 절약할 수 있다.

표시장치, 듀얼, 표시판부, COG, 통합칩, 패드, FPC, ACF

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이다.

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 EL 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하 는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이러한 표시 장치 중에서, 특히 핸드폰과 같은 중소형 표시 장치는 외부와 내부에 각각 표시판부를 구비하는 이른바 듀얼 액정 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

이러한 듀얼 표시 장치는 내부에 장착되는 주 표시판부, 외부에 장착되는 부 표시판부, 외부로부터의 입력 신호를 전달하는 배선이 구비된 구동 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit film, FPC), 주 표시판부와 부 표시판부 사이에 위치한 보조 FPC, 그리고 이들을 제어하기 위한 통합 칩(integrated chip)을 포함한다.

통합 칩은 주 표시판부와 부 표시판부를 제어하기 신호 및 구동 신호를 생성하며, 주로 주 표시판부에 COG(chip on glass) 형태로 장착되어 있다.

이 때, 듀얼 표시 장치는 주 표시판부의 위쪽에 보조 FPC가 부착되어 있고 이 보조 FPC에 부 표시판부가 연결되어 있으며, 주 표시판부의 아래쪽으로 구동 FPC가 부착되어 있다.

이 때, 보조 FPC는 배선간의 폭에 해당하는 피치가 50um이하로서 매우 조밀하여 자체적인 불량 검출에는 한계가 있어 주 표시판부와 부 표시판부를 부착한 후에만 불량 여부를 알 수 있다. 이로 인해, 한 번 부착한 보조 FPC를 떼어내어 재작업(rework)하기가 쉽지 않다.

또한, 부 표시판부로 신호를 전달하기 위한 배선을 부 표시판부의 양쪽에 배 치하여야 하는데, 이는 주 표시판부를 설계하는 데 제약으로 작용할 수 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소 및 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 제1 및 제2 표시 신호선을 각각 포함하는 제1 및 제2 표시판부, 게이트 신호를 생성하여 상기 제1 표시 신호선에 인가하는 게이트 구동부, 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 상기 계조 전압 중 외부로터의 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 데이터 전압으로 선택하고, 상기 데이터 전압을 상기 제2 표시 신호선에 인가하는 데이터 구동부, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 신호 제어부, 상기 제1 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 제1 결합부, 상기 제2 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 제2 결합부, 그리고 상기 제1 결합부의 일부와 상기 제2 결합부의 일부가 부착되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit film)을 포함한다.

이때, 상기 제2 결합부는 상기 가요성 인쇄 회로 기판의 소정 영역을 절개하고, 상기 소정 영역의 일부에 부착되어 있는 것이 바람직하며, 상기 제2 표시판부는 상기 절개한 소정 영역에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 표시 장치는 상기 제1 및 제2 표시판부를 구동하는 구동 회로 칩을 포함하고, 상기 구동 회로 칩은 상기 신호 제어부, 상기 계조 전압 생성부, 상기 게 이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동 회로 칩은 상기 제1 표시판부에 장착되어 있을 수 있다.

한편, 상기 스위칭 소자는 다결정 규소 또는 비정질 규소로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 가요성 인쇄 회로 기판에는 상기 제1 및 제2 표시판부에 소정 전원을 각각 공급하는 제1 및 제2 전원 생성부가 구비되어 있을 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

표시판부(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(Px)를 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D ₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 화소 회로(pixel circuit)(PX)를 포함한다.

스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 화소 회로(PX)에 연결되어 있다. 또한, 스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터인 것이 바람직하며, 다결정 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다.

평판 표시 장치의 대표격인 액정 표시 장치의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 표시판부(300)가 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이의 액정층 (3)을 포함하며, 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있다. 액정 표시 장치의 화소 회로(PX)는 스위칭 소자(Q)에 병렬로 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 삼원색, 예를 들면 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전 극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시 장치의 표시판부(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 주 표시판부(300M)와 부 표시판부(300S)의 두 개의 표시판부를 가지며, 각 표시판부(300M, 300S)는 표시 영역(310M, 310S)을 정의하는 블랙 매트릭스(320M, 320S)를 포함하고, 화소와 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)의 대부분은 표시 영역(310M, 310S) 내에 위치한다. 상부 표시판(200)은 하부 표시판(100)보다 크기가 작아서 하부 표시판(100)의 일부 영역이 노출되며 이 영역으로 데이터선(D₁-D_m)이 연장되어 데이터 구동부(500)와 연결된다.

주 표시판부(300M)와 부 표시판부(300S)는 각각 주 결합부(680M)와 부 결합부(680S)를 통하여 하나의 FPC(650)에 부착되어 있다.

주 표시판부(300M)는 FPC(650)의 한 변 부근에 주 결합부(680M)를 통하여 부착되어 있으며, 부 표시판부(300S)는 FPC(650)의 일부를 직사각형으로 잘라낸 절개부(690)의 한 변에 부 결합부(680S)를 통하여 부착되어 있다.

FPC(650)는 또한 인터페이스(interface) FPC라 불리는 것으로, 신호를 전달하기 위한 배선(도시하지 않음)과 그 끝 부분에는 패드(도시하지 않음)가 구비되어 있다. 또한, FPC(650)의 패드와 접촉하는 결합부(680M, 680S)와 각 표시판부(300M, 300S)에도 패드가 구비되어 있다.

또한, FPC(650)에는 주 표시판부(300M)와 부 표시판부(300S)에 일정한 전류 전원 또는 전압 전원을 제공하는 전원 제공부(750M, 750S)가 구비되어 있으며, 전원 제공부(750M, 750S)는 전원 회로와 소정의 저항을 포함한다.

FPC(650)의 패드, 결합부(680M, 680S)의 패드와 각 표시판부(300M, 300S)의 패드를 서로 전기적으로 연결하기 위하여 납땜으로 연결하거나 이방성 도전막(anisotropic conductive film, ACF)을 사용할 수 있다.

이렇게 하면, 부 표시판부(300S)를 하나의 FPC(650)에 부착함으로써 세로 방향의 크기를 줄이는 것은 물론이고, 주 표시판부(300M)의 위쪽에 부 표시판부(300S)를 부착하지 않아 부 표시판부(300S)에 신호를 전달하기 위한 배선을 주 표시판부(300M)의 양쪽에 배치하지 않아도 되므로 가로 방향의 크기 또한 줄일 수 있이며 설계상의 마진을 확보할 수 있다.

또한, 종래에 사용되던 보조 FPC를 사용하지 않으므로 이에 대한 불량 여부를 검출할 필요가 없고, 결합부(680M, 680S)를 사용하여 부착하므로 FPC(650)에 불량이 있는 경우 표시판부(300M, 300S)를 떼어 내고 다시 작업할 수 있어 재료를 절약할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소의 휘도와 관련된 한 벌 또는 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌이 있는 경우 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 표시판부(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴온시킬 수 있는 게이트 온 전압(V_on)과 스위칭 소자(Q)를 턴오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 표시판부(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.

신호 제어부(600), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 계조 전압 생성부(800)는 도 3에 도시한 것처럼 하나의 통합 칩(700)으로 구현되어 COG(chip on glass) 방식으로 주 표시판부(300M)에 장착되어 있다.

통합 칩(700)은 연결부(660)를 통하여 외부의 MPU(mobile processing unit)(도시하지 않음)로부터 신호를 입력받고 처리한 신호를 FPC(650)에 구비된 배선을 통하여 주 표시판부(300M) 및 부 표시판부(300S)에 공급한다.

그러면 이러한 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호 및 입력 영상 신호(R, G, B) 를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 표시판부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(V_on)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 입력 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 도 2에 도시한 액정 표시 장치 등의 경우, 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)도 포함될 수 있다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환하고 이를 데이터선(D₁- D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G ₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 데이터선(D₁-D_m)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.

도 2에 도시한 액정 표시 장치의 경우, 화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다. 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(H_sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 도 2에 도시한 액정 표시 장치 등의 경우, 특히 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내 에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: "행 반전", "점 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: "열 반전", "점 반전").

한편, 하나의 칩으로 주 표시판부(300M)와 부 표시판부(300S)를 모두 구동하므로 전력 소비가 증가할 수 있는데, 전력 소비를 줄이기 위하여 주 표시판부(300M)와 부 표시판부(300S)를 번갈아 구동할 수 있다. 번갈아 구동하는 방법으로는 각 표시판부(300M, 300S)에 전송 게이트와 같은 스위칭 소자를 두어 스위칭 소자를 온/오프하기 위한 제어 신호를 인가하거나, 게이트 신호를 번갈아 인가하는 등의 방법이 있을 수 있다.

앞에서 설명한 것처럼, 가로 크기 및 세로 크기를 줄이는 것은 물론이고 보조 FPC를 없애어 원가를 절약할 수 있으며, FPC(650)에 불량이 있는 경우 표시판부(300M, 300S)를 떼어 내어 다시 작업할 수 있으므로 재료를 절약할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

제1 및 제2 표시판부,

상기 제1 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 제1 결합부,

상기 제2 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 제2 결합부, 그리고

상기 제1 결합부의 일부와 상기 제2 결합부의 일부가 부착되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit film)

을 포함하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 제2 결합부는 상기 가요성 인쇄 회로 기판의 소정 영역을 절개하고, 상기 소정 영역의 일부에 부착되어 있는 표시 장치.
제2항에서,

상기 제2 표시판부는 상기 절개한 소정 영역에 위치하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 표시판부는 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소 및 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 제1 및 제2 표시 신호선을 각각 포함하는 표시 장치.
제4항에서,

게이트 신호를 생성하여 상기 제1 표시 신호선에 인가하는 게이트 구동부, 그리고

데이터 전압을 생성하여 상기 제2 표시 신호선에 인가하는 데이터 구동부

를 포함하는 표시 장치.
제5항에서,

상기 표시 장치는 상기 제1 및 제2 표시판부를 구동하는 구동 회로 칩을 포함하는 표시 장치.
제6항에서,

상기 구동 회로 칩은 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 포함하는 표시 장치.
제7항에서,

상기 구동 회로 칩은 상기 제1 표시판부에 장착되어 있는 표시 장치.
제1항에서,

상기 스위칭 소자는 다결정 규소로 이루어지는 표시 장치.
제1항에서,

상기 스위칭 소자는 비정질 규소로 이루어지는 표시 장치.
제1항에서,

상기 가요성 인쇄 회로 기판에는 상기 제1 및 제2 표시판부에 소정 전원을 각각 공급하는 제1 및 제2 전원 생성부가 구비되어 있는 표시 장치.