KR20080033730A

KR20080033730A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20080033730A
Application number: KR1020060099804A
Authority: KR
Inventors: 전상진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-17

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 절연기판과; 상기 절연기판 상의 표시영역에 위치하는 게이트본선과; 상기 절연기판의 비표시영역에 위치하며, 상기 게이트본선에 각각 전기적으로 연결되어 있는 복수의 시프트 레지스터를 포함하며 길게 연장되어 있는 게이트 구동부와; 상기 절연기판의 비표시영역에 위치하며 상기 시프트 레지스터와 상기 게이트본선을 연결하는 게이트신호전달선과; 인접한 상기 시프트 레지스터 간에 형성되어 있는 캐리신호전달선과; 상기 게이트 구동부를 따라 길게 연장되어 있는 제1리페어 패턴과; 상기 캐리신호 전달선 및 상기 제1리페어 패턴과 부분적으로 겹쳐 있는 제2리페어 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 게이트 구동부 불량으로 인한 화면불량을 리페어할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,

도 3은 도 1의 A부분의 확대도이고,

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 리페어된 상태를 설명하기 위한 도면이고,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 도면이고,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서 리페어 패턴을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *

121 : 게이트본선 122 : 게이트 신호 전달선

123 : 게이트 구동부 124 : 연결배선

125 : 패드부 126 : 캐리신호전달선

141 : 데이터선 150 : 박막트랜지스터

161 : 화소 전극 171, 172, 173 : 리페어 패턴

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 액정표시패널을 포함하며, 액정표시패널은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1 기판, 제1기판에 대향하는 제2기판, 그리고 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이며 제1기판 후방에 위치한 백라이트 유닛으로부터 빛을 공급받을 수 있다.

제1기판에는 게이트선, 데이터선, 및 이들 배선에 연결되어 있는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 각 화소는 박막트랜지스터에 연결되어 있으며, 화소별로 독립적으로 제어된다.

게이트선과 데이터선을 구동하여 박막트랜지스터를 제어하기 위해서는 각각 게이트 구동부와 데이터 구동부가 필요하다. 구동부 비용을 절감하고자 게이트 구동부를 제1기판 상에 직접 형성하는 방법이 사용되고 있다.

제1기판 상에 형성된 게이트 구동부는 시프트 레지스터라고 불리는데, 시프트 레지스터에는 게이트 온 신호, 게이트 오프 신호, 시작신호 등이 인가된다.

이러한 게이트 구동부에서는, 전단 시프트 레지스터에서 전달되는 캐리신호를 이용해 후단 시프트 레지스터가 구동된다. 이와 같은 구조로 인해 어느 시프트 레지스터에서 불량이 발생하면, 해당하는 화소 뿐 아니라 불량이 발생한 시프트 레지스터 하단의 화소가 모두 표시되지 않는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 게이트 구동부 불량으로 인한 화면불량을 리페어할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은 절연기판과; 상기 절연기판 상의 표시영역에 위치하는 게이트본선과; 상기 절연기판의 비표시영역에 위치하며, 상기 게이트본선에 각각 전기적으로 연결되어 있는 복수의 시프트 레지스터를 포함하며 길게 연장되어 있는 게이트 구동부와; 상기 절연기판의 비표시영역에 위치하며 상기 시프트 레지스터와 상기 게이트본선을 연결하는 게이트신호전달선과; 인접한 상기 시프트 레지스터 간에 형성되어 있는 캐리신호전달선과; 상기 게이트 구동부를 따라 길게 연장되어 있는 제1리페어 패턴과; 상기 캐리신호 전달선 및 상기 제1리페어 패턴과 부분적으로 겹쳐 있는 제2리페어 패턴을 포함하는 액정표시장치에 의하여 달성된다.

상기 게이트 구동부를 따라 길게 연장되어 있으며, 상기 게이트신호전달선을 가로지르는 제3리페어 패턴을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2리페어 패턴은 상기 게이트본선과 나란하게 연장되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1리페어 패턴과 상기 제3리페어 패턴은 상기 게이트 구동부를 사이에 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1리페어 패턴과 상기 제2리페어 패턴은 서로 다른 층으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 게이트신호전달선과 상기 제3리페어 패턴은 서로 다른 층으로 이루어 진 것이 바람직하다.

상기 게이트 구동부는 상기 표시영역을 사이에 두고 서로 마주하는 추가의 게이트 구동부를 더 포함하며, 상기 게이트선은 상기 게이트 구동부와 상기 추가의 게이트 구동부에 번갈아 연결되어 있는 것이 바람직하다.

데이터선과, 상기 표시영역에 위치하며 상기 게이트선 및 데이터선에 전기적으로 연결되어 있는 화소전극을 더 포함하며, 상기 화소전극은 하나의 화소를 이루는 제1화소전극, 제2화소전극 및 제3화소전극을 포함하며, 상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 각각 서로 다른 상기 게이트선에 연결되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극 중 2개는 동일한 상기 데이터선에 연결되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 상기 게이트선의 연장방향으로 길게 연장되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 순차적으로 구동되는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치를 설명한다. 도 1은 도 2에서 연성부재(200)와 회로기판(300)을 제외한 박막트랜지스터 기판(100) 만을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터 기판(100), 박막트랜지스터 기판(100)에 부착되어 있는 연성부재(200) 그리고 연성부재(200)에 연결되어 있는 회로기판(300)을 포함한다. 도시하지는 않았지만 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판(100)과 대향하는 대향 기판과 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 더 포함한다.

먼저 박막트랜지스터 기판(100)에 대하여 설명한다.

박막트랜지스터 기판(100)은 표시영역과 표시영역을 둘러싸고 있는 비표시영역으로 나누어진다.

표시영역의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 3과 같이 표시영역에는 서로 절연교차하는 게이트본선(121)과 데이터선(141)이 형성되어 있다. 게이트본선(121)과 데이터선(141)의 교차영역에는 박막트랜지스터(150)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터(150)는 게이트본선(121) 및 데이터선(141)에 전기적으로 연결되어 있다.

투명한 전도물질로 이루어진 화소전극(161)은 박막트랜지스터(150)와 전기적으로 연결되어 있다.

비표시영역을 살펴보면 다음과 같다.

도 1과 같이 표시영역 상부의 비표시영역에는 패드부(125)가 마련되어 있다. 패드부(125)는 도 2에 도시한 연성부재(200)와 연결된다.

패드부(125)는 연성부재(200)로부터 데이터 구동신호를 인가받아 데이터선(141)에 전달하며, 게이트 구동신호를 인가받아 게이트 구동부(123)에 전달한다. 연결배선(124)은 패드부(125)와 게이트 구동부(123)를 연결한다.

연성부재(200)에는 데이터 구동칩(210)이 장착되어 있다.

표시영역의 좌측의 비표시영역에는 게이트 구동부(123)가 마련되어 있다. 게이트 구동부(123)는 게이트본선(121)에 일대일로 연결되어 있는 복수의 시프트 레지스터(123a, 123b, …)를 포함한다. 게이트신호전달선(122)는 게이트본선(121)과 각 시프트 레지스터(123a, 123b, …)를 연결한다.

도 2 및 도3과 같이 게이트 구동부(123)는 패드부(125) 및 연결배선(124)을 통해 게이트 구동신호를 전달받는다. 전달 받는 구동신호로는 게이트 온 전압인 제1클락신호(CKV), 제 1클락신호와 반대 위상을 가지고 있는 제2클락신호(CKVB), 스캔시작신호(STVP), 게이트 오프 전압(Voff) 등을 포함한다.

패드부(125)는 데이터 신호를 인가받기 위한 데이터 패드(125a)와, 게이트 신호를 인가받기 위한 신호 패드(125b 내지 125e)를 포함한다. 게이트 신호를 인가받기 위한 신호 패드(125b 내지 125e)는 각각 게이트 오프 전압(Voff), 제1클락신호(CKV), 제2클락신호(CKVB), 스캔시작신호(STVP)를 인가받는다.

인접한 시프트 레지스터(123a, 123b, …) 사이에는 캐리신호전달선(126)이 마련되어 있다.

첫번째 시프트 레지스터(123a)는 스캔시작신호와 클락신호에 동기되어 게이 트 온 전압의 출력을 시작하고 두번째 시프트 레지스터(123b)부터는 전단 시프트 레지스터(123)의 캐리신호, 출력전압 및 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작한다. 각 시프트 레지스터(123)의 게이트 온 전압 출력의 종료는 후단 시프트 레지스터(123)의 출력 시작 시점과 밀접한 관계가 있다.

도시하지는 않았지만 시프트 레지스터(123)에는 복수의 박막트랜지스터가 형성되어 있다.

제1실시예에 따르면 시프트 레지스터(123)의 불량으로 인한 문제를 해결하기 위한 리페어 패턴(171, 172, 173)이 마련되어 있다.

제1리페어 패턴(171)은 게이트 구동부(123)를 따라 길게 연장되어 있다. 제1리페어 패턴(171)은 연결배선(124)을 가로지르는데, 이들은 서로 다른 층으로 이루어져 있으며 절연층에 의해 전기적으로 분리되어 있다.

제2리페어 패턴(172)은 게이트본선(121)과 평행하게 복수로 마련되어 있으며, 인접한 시프트 레지스터(123) 사이에 위치한다. 제2리페어 패턴(172)의 좌측부분은 제1리페어 패턴(171)과 절연교차하며, 우측부분은 캐리신호전달선(126)과 절연교차한다.

제3리페어 패턴(173)은 데이터선(141)과 평행하게 연장되어 있으며, 게이트신호전달선(122)과 절연교차하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 후단에 위치한 시프트 레지스터(123)는 전단에 위 치한 시프트 레지스터(123)에서 캐리신호 등이 전달되어야 구동된다. 따라서 어떤 시프트 레지스터(123)에서 불량이 발생하면 이후의 모든 시프트 레지스터(123)가 작동하지 못한다.

본 발명은 이와 같은 문제를 리페어 패턴(171, 172, 173)을 이용하여 해결하는데 이를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 3번째 시프트 레지스터(123c)에 불량이 발생한 경우 리페어한 상태를 나타낸 것이다. 리페어 시에는 절연막으로 분리된 두 금속층을 레이저를 이용하여 서로 연결한다.

도 3을 보면 2번째 시프트 레지스터(123b)와 3번째 시프트 레지스터(123c)를 연결하는 캐리신호전달선(126)과 3번째 시프트 레지스터(123c)와 4번째 시프트 레지스터(123d)를 연결하는 캐리신호전달선(126)이 전기적으로 연결되어 있다.

3번째 시프트 레지스터(123c)에서 불량이 발생하였으므로, 2번째 시프트 레지스터(123b)에서는 정상적인 캐리신호가 출력된다. 2번째 시프트 레지스터(123b)에서 출력된 캐리신호는 제2리페어 패턴(172), 제1리페어 패턴(171)을 거쳐 다시 제2리페어 패턴(172)을 통해 4번째 시프트 레지스터(123d)에 전달된다.

이에 의해 불량이 발생한 지점의 후단의 모든 시프트 레지스터(123)가 정상적으로 구동된다.

한편, 불량이 발생된 3번째 시프트 레지스터(123c)에 연결된 게이트신호전달선(122)과 4번째 시프트 레지스터(123d)에 연결된 게이트신호 전달선(122)은 리페어를 통해 서로 연결되어 있다.

4번째 시프트 레지스터(123d)에서는 게이트 본선(121)에 정상적인 게이트 온 전압을 인가하며, 이에 의해 (d)열의 박막트랜지스터(150)가 구동된다. 4번째 시프트 레지스터(123d)에서 출력된 게이트 온 전압은 제3리페어 패턴(173)을 거쳐 3번째 시프트 레지스터(123c)에 연결되어 있는 (c)열의 박막트랜지스터(150)도 구동하게 된다.

이로써 (c)열과 (d)열의 화소는 동시에 구동되며 동일한 이미지를 표시하게 된다. 이와 같이 불량이 발생한 3번째 시프트 레지스터(123c)에 연결된 (c)열의 화소가 블랙 또는 화이트로 남지 않게 되어, 불량으로 인식되는 문제가 감소한다.

실시예와 달리 불량이 발생한 3번째 시프트 레지스터(123c)에 해당하는 화소를 2번째 시프트 레지스터(123b)와 동시에 구동되도록 리페어할 수도 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다. 도 5에는 패드부(125) 중 신호패드는 도시되어 있지 않다.

게이트 구동부(123)는 표시영역의 좌측에 위치한 제1 게이트 구동부 (123')와 표시영역의 우측에 위치한 제2 게이트 구동부 (123'')를 포함한다. 도 5를 보면 제1 게이트 구동부 (123')에는 홀수번째 게이트선(121)이 연결되어 있으며 제2 게이트 구동부 (123'')에는 짝수번째 게이트선(121)이 연결되어 있다. 도시하지는 않았지만 각 제1 게이트 구동부 (122')는 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 제2 게이트 구동부 (122'') 역시 서로 전기적으로 연결되어 있다.

표시영역의 박막트랜지스터(150)에 연결되어 있는 화소전극(161)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 화소전극(161)은 게이트선(121)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있는 직사각형 형태이다.

데이터선(141) 연장방향으로 인접 배치된 3개의 화소전극(161)은 화면의 표현단위인 화소 유닛을 형성하는데, 서로 다른 게이트본선(121)에 연결되어 있다. 데이터선(141)의 연장방향을 따라 화소전극(161)은 좌측의 데이터선(141)과 우측의 데이터선(141)에 교대로 연결되어 있다.

종래에는 하나의 화소 유닛을 이루는 3개의 화소전극(161)이 게이트본선(121) 연장방향으로 배치되어 있으며, 각 화소전극(161)은 서로 다른 게이트본선(121)에 연결되었다. 본 발명에 따르면 동일한 화소 수를 구현하기 위해, 게이트본선(121)은 종래의 3배로 증가하며, 데이터선(141)은 1/3로 감소한다.

일반적으로 데이터선(141)을 구동하기 위한 회로는 게이트본선(121)을 구동하기 위한 회로보다 복잡하고 고가이다. 본 실시예에 따르면 데이터선(141)이 1/3로 감소하여 데이터선(141) 구동을 위한 회로를 감소시켜 제조비용을 감소시킬 수 있다.

데이터선(141)과 달리 게이트본선(121)은 3배로 늘어나, 게이트본선(121)을 구동하기 위한 회로 비용은 증가할 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면 게이트본선(121)은 박막트랜지스터 기판(100)상에 형성되는 게이트 구동부(123)를 이용하여 구동되기 때문에 회로 비용이 증가하지 않는다.

한편, 화소전극(161)이 게이트본선(121) 연장방향으로 길게 연장되어 있어, 게이트본선(121) 간의 간격은 감소되어 있다. 이에 의해 게이트 구동부(123)를 형성할 공간이 제한되는데, 본 발명에 따르면 게이트 구동부(123)는 표시영역의 양편에 나누어 마련되므로 공간확보가 용이하다.

도 6을 참조하여 박막트랜지스터 기판(100)의 구동을 살펴본다.

(n-1)번 째 게이트본선(121)에 게이트 온 전압이 공급되면, 여기에 연결되어 있는 박막트랜지스터(150)가 온 된다. 이에 따라 (n-1)번 째 게이트본선(121)에 연결되어 있는 (a)행의 화소전극(161)이 온 된다.

이후 (n)번째 게이트본선(121)에 게이트 온 전압이 공급되며, 이에 따라 (n)번째 게이트본선(121)에 연결된 (b)행의 화소전극(161)이 온 된다.

이후 같은 방법으로 (n+1)번째 게이트본선(121)에 게이트 온 전압이 공급되면 (c)행의 화소전극(161)이 온된다. 이로써 하나의 화소 유닛(pixel unit) 표시가 완성된다. 하나의 화소 유닛 표시를 위해 3개의 게이트본선(121)이 순차적으로 구동되며, 데이터선(141)은 각 화소전극(161)에 해당하는 데이터 전압을 게이트본선(121)의 구동에 맞추어 공급한다.

이 때 화소전극(161)에 인가되는 전압의 극성은 도트 인버젼(dot inversion)이 되도록 조절된다.

이상 설명한 바와 같이, 하나의 화소를 이루는 3개의 화소전극(161)은 동시에 구동되지 않으며 순차적으로 구동된다. 또한 3번의 게이트 온 신호로서 하나의 화소가 표현된다.

제2실시예를 따른 박막트랜지스터 기판(100)에도 제1실시예와 같이 리페어 패턴(171, 172, 173)이 마련되어 있다. 제2실시예에 따른 리페어 패턴(171, 172, 173)은 도 7과 같이 각 게이트 구동부(123', 123'')에 각각 위치한다. 구체적인 리페어 패턴(171, 172, 173)의 위치 및 리페어 방법은 제1실시예와 유사하다.

비록 본발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 게이트 구동부 불량으로 인한 화면불량을 리페어할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.

Claims

절연기판과;

상기 절연기판 상의 표시영역에 위치하는 게이트본선과;

상기 절연기판의 비표시영역에 위치하며, 상기 게이트본선에 각각 전기적으로 연결되어 있는 복수의 시프트 레지스터를 포함하며 길게 연장되어 있는 게이트 구동부와;

상기 절연기판의 비표시영역에 위치하며 상기 시프트 레지스터와 상기 게이트본선을 연결하는 게이트신호전달선과;

인접한 상기 시프트 레지스터 간에 형성되어 있는 캐리신호전달선과;

상기 게이트 구동부를 따라 길게 연장되어 있는 제1리페어 패턴과;

상기 캐리신호 전달선 및 상기 제1리페어 패턴과 부분적으로 겹쳐 있는 제2리페어 패턴을 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 게이트 구동부를 따라 길게 연장되어 있으며, 상기 게이트신호전달선을 가로지르는 제3리페어 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,

상기 제2리페어 패턴은 상기 게이트본선과 나란하게 연장되어 있는 것을 특 징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,

상기 제1리페어 패턴과 상기 제3리페어 패턴은 상기 게이트 구동부를 사이에 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,

상기 제1리페어 패턴과 상기 제2리페어 패턴은 서로 다른 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,

상기 게이트신호전달선과 상기 제3리페어 패턴은 서로 다른 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 게이트 구동부는 상기 표시영역을 사이에 두고 서로 마주하는 추가의 게이트 구동부를 더 포함하며,

상기 게이트선은 상기 게이트 구동부와 상기 추가의 게이트 구동부에 번갈아 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제7에 있어서,

데이터선과, 상기 표시영역에 위치하며 상기 게이트선 및 데이터선에 전기적으로 연결되어 있는 화소전극을 더 포함하며,

상기 화소전극은 하나의 화소를 이루는 제1화소전극, 제2화소전극 및 제3화소전극을 포함하며,

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 각각 서로 다른 상기 게이트선에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극 중 2개는 동일한 상기 데이터선에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 상기 게이트선의 연장방향으로 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.