KR20080049885A - 인쇄 회로 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080049885A
KR20080049885A KR1020060120378A KR20060120378A KR20080049885A KR 20080049885 A KR20080049885 A KR 20080049885A KR 1020060120378 A KR1020060120378 A KR 1020060120378A KR 20060120378 A KR20060120378 A KR 20060120378A KR 20080049885 A KR20080049885 A KR 20080049885A
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김주환
금종현
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 외부 정전기로부터 구동 회로를 보호하는 인쇄 회로 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 인쇄 회로 기판은 바텀 샤시에 접촉되는 그라운드 접촉부, 구동 회로에 연결되는 접지 라인과 그라운드 접촉부를 전기적으로 연결하며 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 바텀 샤시로 다시 방전시키는 정전기 보호부를 포함한다.

Description

인쇄 회로 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치{PRINTED CIRCUIT BOARD AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THEREOF}
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 컨트롤 인쇄 회로 기판의 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 컨트롤 인쇄 회로 기판의 조립된 상태를 도시한 부분 단면도,
도 4는 제너 다이오드의 전압 대 전류 특성을 도시한 그래프, 및
도 5는 도 2에 도시된 정전기 보호부의 예시 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100: 액정 표시 장치 110: 액정 패널
120: 백라이트 어셈블리 130: 구동 회로부
140: 몰드 프레임 150: 바텀 샤시
160: 쉴드 케이스 170: 컨트롤 인쇄 회로 기판
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 외부 정전기로부터 구동 회로를 보호하는 인쇄 회로 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리와, 액정 표시 패널이 화상을 구현하는데 필요한 각종 신호를 발생시키는 구동 회로부를 포함한다.
구동 회로부는 액정 표시 패널을 구동하기 위한 게이트 구동부와 데이터 구동부, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부를 구비한다. 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부는 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board) 상에 실장되어 게이트 구동부 및 데이터 구동부에 제어 신호 및 구동 전압을 공급한다.
게이트 구동부 및 데이터 구동부는 다수 개의 집적 회로(IC: Integrated Circuit)로 집적화된다. 게이트 구동 집적 회로와 데이터 구동 집적 회로는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 필름 상에 실장되어 테이프 캐리어 패키지(TCP: Tape Carrier Package) 형태로 액정 표시 패널과 접속되거나 액정 표시 패널에 직접 실장된다. 또한, 게이트 구동부 및 데이터 구동부는 액정 표시 패널에 집적되어 형성되기도 한다.
한편, 외부에서 공급되는 동기 신호 및 데이터 신호 등은 인쇄 회로 기판 상에 실장된 타이밍 컨트롤러 등 구동 회로에 공급된다. 최근 반도체 기술의 발달로 동기 신호 및 데이터 신호 등이 고속화되면서 외부에서 공급되는 동기 신호 및 데이터 신호 등은 전자기파 간섭(EMI: Electro Magnetic Interference)을 유도하여 인쇄 회로 기판에 실장된 구동 회로에서 생성되는 신호를 왜곡시킨다. 이를 방지하기 위하여 종래 액정 표시 장치는 바텀 샤시와 인쇄 회로 기판의 그라운드 영역을 선택적으로 연결하는 옵션 저항을 통하여 전자기파 간섭을 개선하고 있다.
그런데, 옵션 저항을 통하여 바텀 샤시와 인쇄 회로 기판의 그라운드 영역을 연결시키면 전자기파 간섭 특성은 개선되지만 외부에서 발생된 서지(Surge) 전압 또는 정전기가 바텀 샤시에 연결된 옵션 저항을 통하여 인쇄 회로 기판의 구동 회로로 직접 유입될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인쇄 회로 기판의 그라운드 영역과 바텀 샤시에 연결되는 그라운드 접촉부 사이에 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 다시 바텀 샤시로 방전시키는 인쇄 회로 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 인쇄 회로 기판은 바텀 샤시에 접촉되는 그라운드 접촉부; 구동 회로에 연결되는 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 전기적으로 연결하며 상기 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 상기 바텀 샤시로 다시 방전시키는 정전기 보호부를 포함한다.
여기서, 상기 구동 회로는, 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부를 포함한다.
또한 상기 정전기 보호부는, 상기 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 선택적으로 연결하는 옵션 저항을 포함한다.
또한 상기 정전기 보호부는, 애노드 전극이 각각 상기 그라운드 접촉부에 공통으로 연결되며 캐소드 전극이 서로 공통 연결되는 제1 제너 다이오드와 제2 제너 다이오드를 포함한다.
또한 본 발명의 액정 표시 장치는, 외부 정전기가 유입되는 바텀 샤시; 화상을 표시하는 액정 패널; 상기 액정 패널을 구동하는 데이터 드라이버와 게이트 드라이버; 및 상기 데이터 드라이버와 게이트 드라이버를 제어하고 전원을 공급하는 구동회로, 상기 구동 회로에 연결되어 접지 전압을 공급하는 접지 라인, 상기 바텀 샤시에 접촉하는 그라운드 접촉부, 상기 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 전기적으로 연결하며 상기 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 상기 바텀 샤시로 다시 방전시키는 정전기 보호부를 포함하는 컨트롤 인쇄 회로 기판을 포함한다.
여기서, 상기 그라운드 접촉부는 금속성 재질의 판상 모양으로 상기 컨트롤 인쇄회로 기판의 외곽부에 적어도 하나 형성되며, 상기 정전기 보호부는 상기 그라운드 접촉부에 상응하여 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 그라운드 접촉부는 상기 바텀 샤시와 결합되기 위한 관통홀이 형성되고, 상기 바텀 샤시는 상기 관통홀에 대응하여 체결홈이 형성되는 액정 표시 장치.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(110), 백라이트 어셈블리(120), 구동 회로부(130), 몰드 프레임(140), 바텀 샤시(150) 및 쉴드 케이스(160)를 포함한다.
상기 액정 패널(110)은 박막 트랜지스터 기판(112)과 컬러 필터 기판(114)이 액정을 사이에 두고 접합되어 데이터에 해당하는 화상을 표시한다. 액정 패널(110)은 게이트 라인과 데이터 라인의 교차로 정의되는 영역마다 박막 트랜지스터에 의해 독립적으로 구동되는 액정 셀이 마련된다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인으로 인가되는 게이트 구동 신호에 응답하여 데이터 라인으로 인가되는 데이터 아날로그 신호를 액정 셀에 공급하여 화상을 표시한다.
상기 백라이트 어셈블리(120)는 바텀 샤시(150)에 수납 고정되어 액정 패널(110)에 광을 공급한다. 백라이트 어셈블리(120)는 광을 공급하는 광원(121), 광원(121)에서 공급된 광의 휘도 균일하게 하는 확산 시트(122), 확산 시트(122)로부터 확산되어 공급된 광의 효율을 증가시키는 프리즘 시트(123), 프리즘 시트(123)를 보호하는 보호시트(124) 등의 광학필름 및 광원(121) 하부로 공급되는 광을 액정 패널(110)로 반사시키는 반사 시트(125)를 포함한다.
본 실시 예에서 백라이트 어셈블리(120)는 액정 패널(110)의 하부 전면에서 직접 광을 공급하는 직하형 타입을 설명하였지만 이에 한정되지 아니하며, 백라이트 어셈블리(120)는 액정 패널(110)의 측면에서 광을 공급하는 에지형 타입일 수 있다.
상기 구동 회로부(130)는 액정 패널(110)의 게이트 라인 및 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부(132)와 게이트 구동부(도시되지 않음), 데이터 구동부(132)와 게이트 구동부에 제어 신호와 구동 전압을 공급하는 타이밍 컨트롤러(134) 및 전원 공급부(136)를 포함한다.
데이터 구동부(132)는 집적 회로로 구현되어 데이터 신호를 데이터 아날로그 신호로 변환하여 데이터 라인에 공급한다. 집적 회로로 구현된 데이터 구동부(132)는 연성 인쇄 회로 필름(102)에 실장되어, 연성 인쇄 회로 필름(102)을 통하여 액정 패널(110)의 데이터 라인과 데이터 인쇄 회로 기판(104)에 연결된다. 데이터 인쇄 회로 기판(104)은 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 커넥터(171)를 통해 전기적으로 연결되며 타이밍 컨트롤러(134) 및 전원 공급부(136) 등으로부터의 제어 신호, 구동 전압 및 데이터 신호를 공급받아 데이터 구동부(132) 또는 게이트 구동부에 공급한다.
게이트 구동부(도시되지 않음)는 박막 트랜지스터 기판(112) 상에 아몰퍼스 실리콘(a-Si)형 박막 트랜지스터 또는 폴리 실리콘(p-Si)형 박막 트랜지스터를 이용하여 구현될 수 있다. 게이트 구동부는 게이트 구동 신호를 게이트 라인에 순차적으로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(134) 및 전원 공급부(136)는 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)에 실장된다. 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)은 바텀 샤시(150)의 배면에 안착되며, 데이터 인쇄 회로 기판(104)과 연결을 위한 커넥터(171)와 외부와 연결을 위한 커넥터(172)를 통하여, 외부로부터 입력된 신호 등을 타이밍 컨트롤러(134) 등에 전달하고, 타이밍 컨트롤러(134) 등에 의해 생성된 제어신호, 구동 전압 및 데이터 신호를 데이터 인쇄 회로 기판(104)으로 전달한다.
상기 몰드 프레임(140)은 액정 패널(110)이 안착 고정되는 패널 안착부(142)가 형성되며 외곽의 일 측면에 데이터 인쇄 회로 기판(104)을 고정시키기 위한 수납부(144)가 형성된다. 패널 안착부(142)에 액정 패널(110)이 안착 고정되면, 액정 패널(110)에 연결된 데이터 인쇄 회로 기판(104)은 수납부(144)에 고정된다.
상기 바텀 샤시(150)는 정면에 백라이트 어셈블리(120)를 수납하는 백라이트 수납부(도시되지 않음)가 형성되고, 배면에 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 고정시키기 위한 나사홈(152)이 형성된다. 백라이트 수납부에 반사 시트(125), 광원(121) 및 광학 시트(122,123,124)가 차례로 수납되면 바텀 샤시(150)의 외 측벽을 따라 몰드 프레임(140)이 고정된다. 바텀 샤시(150)의 배면에는 데이터 인쇄 회로 기판(104)과 커넥터(171)를 통해 연결된 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)이 위치된다.
바텀 샤시(150)는 백라이트 어셈블리(120) 및 백라이트 어셈블리(120)의 상부에 안착되는 액정 패널(110)을 보호하고 구동 회로부(130)의 그라운드 역할을 할 수 있도록 금속성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 쉴드 케이스(160)는 타이밍 컨트롤러(134), 전원 공급부(136) 등 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)에 실장된 전자 소자들을 물리적/전기적으로 보호하기 위하 여 금속성 재질로 형성되며, 나사(162) 등의 체결 수단을 통하여 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)을 고정시키며 바텀 샤시(150)와 결합한다.
도 2는 도 1에 도시된 컨트롤 인쇄 회로 기판의 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)은 타이밍 컨트롤러(134) 및 전원 공급부(136) 등이 실장되며, 데이터 인쇄 회로 기판과 연결을 위한 커넥터(171), 외부와 연결을 위한 커넥터(172), 타이밍 컨트롤러(134) 및 전원 공급부(136) 등 구동 회로와 커넥터(171,172)의 전기적 연결을 위한 배선, 정전기 보호부(174) 및 그라운드 접촉부(176)를 포함한다.
여기서 배선은 구동 회로에 접지 전압(VSS)을 공급하는 접지 라인(178)을 포함하며, 구동 회로는 타이밍 컨트롤러(134) 및 전원 공급부(136)를 포함한다.
상기 정전기 보호부(174)는 구동 회로에 연결된 접지 라인(178)과 그라운드 접촉부(176)를 전기적으로 연결한다. 정전기 보호부(174)는 구동 회로의 동작에 의해 생성된 전자기파를 전류로 변화시켜 그라운드 접촉부(174)에 연결되는 바텀 샤시로 방출함으로써 전자기파 간섭을 방지하고, 바텀 샤시를 통해 유입되는 외부 정전기를 바텀 샤시로 다시 방전시킨다.
상기 그라운드 접촉부(176)는 금속성 재질로 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 외곽, 예를 들면, 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 네 모서리 부분에 사각형 판상 모양으로 형성될 수 있다. 그라운드 접촉부(176)는 관통홀(177)을 포함하며, 나사 등에 의해 바텀 샤시에 결합될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 컨트롤 인쇄 회로 기판의 조립된 상태를 도시한 부분 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)은 나사(162) 등에 의해 쉴드 케이스(160)가 덮힌 상태로 바텀 샤시(150)에 고정된다.
그라운드 접촉부(176)는 나사(162)에 의해 바텀 샤시(150) 및 쉴드 케이스(160)와 전기적으로 연결된다. 따라서 그라운드 접촉부(176)가 정전기 보호부(174)에 의해 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 접지 라인(178)과 연결되면, 바텀 샤시(150)와 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 접지 라인(178)은 전기적으로 연결될 수 있게 된다.
본 실시 예에서 정전기 보호부는 제너 항복 현상이 일어나는 제너 다이오드를 포함한다. 제너 다이오드의 전압 대 전류 특성을 도시한 그래프인 도 4를 참조하면, 0V 이상의 순방향 바이어스(VF)가 인가되면 제너 다이오드는 인가된 전압에 따라 순방향 전류(IF)가 급속히 증가하여 단락 스위치로 동작한다. 0V 이하의 역방향 바이어스(VS)가 인가되면 제너 다이오드는 항복 전압(VZ)에 도달할 때까지 인가된 전압에 따라 작은 역방향 전류(IS)만 흐르다가, 인가된 전압이 항복 전압(VZ)을 초과하면 인가된 전압의 작은 변화에 큰 역방향 전류(IS)의 변화가 생긴다.
도 5는 도 4의 특성을 가지는 제너 다이오드를 포함하는 정전기 보호부의 예시 회로도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 정전기 보호부(174)는 애노드 전극이 각 각 그라운드 접촉부(176)에 공통으로 연결되며 캐소드 전극이 서로 공통 연결되는 제1 제너 다이오드(ZD1)와 제2 제너 다이오드(ZD2) 및 접지 라인(178)과 그라운드 접촉부(176)를 선택적으로 연결하는 옵션 저항(R)을 포함한다.
이하 본 실시 예의 정전기 보호부의 동작을 설명한다. 먼저, 외부에서 정전기가 바텀 샤시(150)를 통해 유입되는 경우를 설명한다. 바텀 샤시(150)를 통하여 정전기가 유입되면 정전기는 단락 스위치로 동작하는 제1 제너 다이오드(ZD1)로 유입된다. 제1 제너 다이오드(ZD1)를 통해 유입된 정전기는 제2 제너 다이오드(ZD2)의 항복 전압보다 훨씬 크므로 제2 제너 다이오드(ZD2)를 제너 항복 영역에서 동작하도록 한다. 항복 영역에서 제2 제너 다이오드(ZD2)의 동작은 빠른 응답 속도, 높은 정전기 전류 처리, 낮은 누설 전류의 특성을 요구하는 정전기 보호 회로의 특성을 만족한다.
따라서 바텀 샤시(150)를 통해 유입된 정전기는 제1 제너 다이오드(ZD1) 및 제2 제너 다이오드(ZD2)를 통하여 다시 바텀 샤시(150)로 방출되게 되어 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)의 구동 회로는 외부 정전기로부터 보호될 수 있게 된다.
다음으로 외부에서 서지 전압 또는 정전기가 유입되지 않는 경우를 설명한다. 바텀 샤시(150)를 통하여 정전기가 유입되지 않으면, 제1 제너 다이오드(ZD1) 및 제2 제너 다이오드(ZD2)의 항복 전압을 초과하는 역방향 바이어스가 인가되지 않으므로 캐소드가 공통 연결된 제1 제너 다이오드(ZD1)와 제2 제너 다이오드(ZD2)는 개방 스위치 동작한다.
따라서, 정전기 보호부(174)는 컨트롤 인쇄 회로 기판(170)에 실장된 구동 회로의 동작에 의해 생성되는 전자기파를 전류로 변화시켜 그라운드 접촉부(176)에 연결된 바텀 샤시(150)로 방출함으로써 전자기파 간섭을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 인쇄 회로 기판은 액정 표시 장치뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이 장치, 유기 전계 발광 디스플레이 장치 등의 평판형 장치 등에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판 및 이를 이용한 액정 표시 장치는 인쇄 회로 기판의 그라운드 영역과 바텀 샤시에 연결되는 그라운드 접촉부 사이에 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 다시 바텀 샤시로 방전시키는 구조를 가지기 때문에, 외부에서 유입되는 서지 전압 또는 정전기로부터 인쇄 회로 기판의 구동 회로를 보호하는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 바텀 샤시에 접촉되는 그라운드 접촉부; 및
    구동 회로에 연결되는 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 전기적으로 연결하며 상기 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 상기 바텀 샤시로 다시 방전시키는 정전기 보호부를 포함하는
    인쇄 회로 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 회로는,
    타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부를 포함하는
    인쇄 회로 기판.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 정전기 보호부는,
    상기 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 선택적으로 연결하는 옵션 저항을 포함하는
    인쇄 회로 기판.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 정전기 보호부는,
    애노드 전극이 각각 상기 그라운드 접촉부에 공통으로 연결되며 캐소드 전극이 서로 공통 연결되는 제1 제너 다이오드와 제2 제너 다이오드를 포함하는
    인쇄 회로 기판 .
  5. 외부 정전기가 유입되는 바텀 샤시;
    화상을 표시하는 액정 패널;
    상기 액정 패널을 구동하는 데이터 드라이버와 게이트 드라이버; 및
    상기 데이터 드라이버와 게이트 드라이버를 제어하고 전원을 공급하는 구동회로, 상기 구동 회로에 연결되어 접지 전압을 공급하는 접지 라인, 상기 바텀 샤시에 접촉하는 그라운드 접촉부, 상기 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 전기적으로 연결하며 상기 바텀 샤시를 통해 유입되는 정전기를 상기 바텀 샤시로 다시 방전시키는 정전기 보호부를 포함하는 컨트롤 인쇄 회로 기판을 포함하는
    액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 컨트롤 인쇄 회로 기판은
    상기 데이터 드라이버와 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 상기 데이터 드라이버와 게이트 드라이버에 구동 전압을 공급하는 전원 공급부가 실 장되는
    액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 정전기 보호부는,
    상기 접지 라인과 상기 그라운드 접촉부를 선택적으로 연결하는 옵션 저항을 포함하는
    액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 정전기 보호부는,
    애노드 전극이 각각 상기 그라운드 접촉부에 공통으로 연결되며 캐소드 전극이 서로 공통 연결되는 제1 제너 다이오드와 제2 제너 다이오드를 포함하는
    액정 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 그라운드 접촉부는
    금속성 재질의 판상 모양으로 상기 컨트롤 인쇄회로 기판의 외곽부에 적어도 하나 형성되며, 상기 정전기 보호부는 상기 그라운드 접촉부에 상응하여 형성되는
    액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 그라운드 접촉부는
    상기 바텀 샤시와 결합되기 위한 관통홀이 형성되고, 상기 바텀 샤시는 상기 관통홀에 대응하여 체결홈이 형성되는
    액정 표시 장치.
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