KR20100053351A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20100053351A
KR20100053351A KR1020080112419A KR20080112419A KR20100053351A KR 20100053351 A KR20100053351 A KR 20100053351A KR 1020080112419 A KR1020080112419 A KR 1020080112419A KR 20080112419 A KR20080112419 A KR 20080112419A KR 20100053351 A KR20100053351 A KR 20100053351A
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이태희
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 액정층 또는 액정층 주위의 온도를 측정하는 온도 센서; 온도 센서로부터 측정된 온도와 미리 저장되어 있는 기준온도를 비교하여 측정된 온도가 상기 기준온도보다 낮은 경우 온도 조절 신호를 발생시키는 온도제어부; 및 전도성 물질을 포함하여 온도 조절 신호를 기초로 하여 생성되는 온도 조절 전압을 인가받아 액정층에 열을 공급하는 블랙 매트릭스를 포함한다.
FLC, 온도, 조절, 액정층, 블랙 매트릭스

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
정보처리 기술이 발달함에 따라서, LCD, PDP 및 AMOLED 등과 같은 표시장치들이 널리 사용되고 있다. 특히, 강유전성 액정을 사용하는 LCD가 개발되고 있다.
이때, LCD에 포함된 액정이 온도가 변화함에 따라서, 다른 특성을 가질 수 있다. 따라서, 액정의 온도는 영상을 표시하는데 최적이 되도록 유지될 필요가 있다.
본 발명은 액정층의 온도를 조절하여 디스플레이 영상의 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정층 또는 액정층 주위의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 온도 센서로부터 측정된 온도와 미리 저장되어 있는 기준온도를 비교하여, 상기 측정된 온도가 상기 기준온도보다 낮은 경우, 온도 조절 신호를 발생시키는 온도제어부; 및 전도성 물질을 포함하여, 상기 온도 조절 신호를 기초로 하여 생성되는 온도 조절 전압을 인가받아 상기 액정층에 열을 공급하는 블랙 매트릭스를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전도성 블랙 매트릭스에 전압을 인가해 액정층에 열을 공급함으로써 액정층의 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따라 액정의 점도가 상승에 따른 응답속도의 상승, 투과율의 하락 및 영상 구현의 오류 등의 발생을 감소시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 일부를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에서, A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널(100), 드라이버IC(200), 연결기판(300) 및 온도 센서(400)을 포함할 수 있다.
액정패널(100)은 통과하는 광의 세기를 픽셀 단위로 조절하여 영상을 표시한다. 액정패널(100)은 플레이트 형상을 가질 수 있으며, TFT기판(110), 컬러필터기판(120), 액정층(130) 및 밀봉부재(140)를 포함할 수 있다.
TFT기판(110)은 플레이트 형상을 가지며, 투명한 유리기판(111) 및 TFT층(112)을 포함할 수 있다.
TFT층(112)은 유리기판(111) 상에 형성되며, 다수 개의 게이트 배선들, 데이터(RGB) 배선들, 박막트랜지스터들 및 화소전극들을 포함하여, 픽셀 단위로 전계를 형성할 수 있다.
컬러필터기판(120)은 유리기판(111)에 대향하도록 TFT기판(110) 상에 배치되며, 투명한 필름기판(121) 및 컬러필터층(122)을 포함할 수 있다.
컬러필터층(122)은 필름기판(121) 아래에 배치되며, 블랙 매트릭스, 컬러필터 및 공통전극 등을 포함할 수 있다. 컬러필터층(122)은 통과하는 광을 필터링하여, 컬러를 가지는 광으로 변환시킨다.
본 발명에 따른 컬러필터층(122)에 포함된 상기 블랙 매트릭스(미도시)는 전도성 물질, 예를 들어 카본(carbon) 또는 크롬(chrome)을 포함하여 전도성을 가지는 것이 바람직하다.
액정층(130)은 TFT기판(110)과 컬러필터기판(120) 사이에 배치되며, 보다 상세하게는 TFT층(112)과 컬러필터층(122) 사이에 배치될 수 있다.
액정층(130)은 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal;FLC)으로 이루 어질 수 있으며, 7 내지 8℃ 이하의 온도에서 고체상을 가질 수 있다.
밀봉부재(140)는 TFT기판(110)과 컬러필터기판(120) 사이에 위치하여 상기 두 기판들(110, 120)을 결합시키며, TFT기판(110)과 컬러필터기판(120) 사이의 공간을 밀봉한다. 밀봉부재(140)는 폐루프 형상을 가질 수 있다.
또한, 밀봉부재(140)는 컬러필터층(122), 보다 상세하게는 컬러필터층(122)에 포함된 블랙 매트릭스(미도시)와 TFT기판(110)을 전기적으로 연결한다. 그를 위해, 밀봉부재(140)는 전도성 물질, 예를 들어 도전성 볼(ball)을 포함하는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는, 밀봉부재(140)는 TFT기판(110)에 형성되는 배선들을 통하여 드라이버IC(200)와 전기적으로 연결되며, 그에 따라 컬러필터층(122)에 포함된 블랙 매트릭스(미도시)는 TFT기판(110) 및 드라이버IC(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
드라이버IC(200)는 액정패널(100)을 구동하는 구동 칩으로서, 액정패널(100) 상에 실장되며, 보다 상세하게는 TFT기판(110) 상에 COG(chip on glass)방식으로 실장될 수 있다.
온도 센서(400)는 연결 기판(300) 상에 실장되어, 액정층(140) 또는 액정층(140) 주위의 온도를 측정한다.
드라이버IC(200)는 온도 센서(400)에 의해 측정된 온도를 기초로 온도 조절 전압(TCV)을 생성하고, 상기 생성된 온도 조절 전압(TCV)을 밀봉 부재(140)를 통해 컬러필터층(122)에 포함된 전도성의 블랙 매트릭스(미도시)에 인가한다. 온도 조절 전압(TCV)을 인가받은 상기 블랙 매트릭스(미도시)에는 전류가 흐르고, 상기 전류에 의해 열이 발생한다. 상기 블랙 매트릭스(미도시)에서 발생되는 열은 액정층(130)에 공급되고, 그에 따라 액정층(130)의 온도가 상승할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정층(130)의 온도가 낮아짐에 따라 액정층(130)의 점도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 액정층(130)이 강유전성 액정을 포함하는 경우, 액정층(130)의 온도변화에 따라 액정층(130)의 점도가 급격히 증가하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는 강유전성 액정을 사용하여, 빠른 응답속도를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 온도에 영향을 받지 않고, 영상을 표시할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 보다 상세한 구성을 설명하기로 한다. 도 3에 도시된 액정 표시 장치의 구성 요소들 중 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 컬러필터기판(120)의 필름기판(121)과 액정층(130) 사이에 형성된 컬러필터층(122)은 블랙 매트릭스(123), 컬러필터(124), 오버코트(overcoat, 125) 및 ITO 공통 전극(126)을 포함할 수 있다. 또한, 도 3에는 도시되지 않았으나, 컬러필터층(122)은 배향막(미도시)을 더 포함할 수 있다.
블랙 매트릭스(123)는 밀봉 부재(140)와 전기적으로 연결되어, 밀봉 부재(140)를 통해 유리기판(111) 상에 실장된 드라이버IC(200)로부터 온도 조절 전압(TCV)을 인가받을 수 있으며, 상기 인가된 온도 조절 전압(TCV)에 의해 열이 발 생하여 액정층(130)에 열을 공급할 수 있다.
상기한 바와 같이, 블랙 매트릭스(123)가 드라이버IC(200)로부터 온도 조절 전압(TCV)을 인가받아 열을 발생하기 위해서는, 블랙 매트릭스(123)는 카본(carbon) 또는 크롬(chrome) 등의 전도성 물질을 포함하는 전도성 불랙 매트릭스이며, 밀봉 부재(140)는 도전성 볼 등의 전도성 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
도 4는 블랙 매트릭스(123)와 밀봉 부재(140)를 전기적으로 연결하는 방법에 대한 일실시예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 격자 무늬로 형성된 전도성의 블랙 매트릭스(123)는 밀봉 부재(140)와 전기적으로 연결되는 연결부(127)를 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스(123)의 연결부(127)는 블랙 매트릭스(123)와 같은 전도성 물질, 예를 들어 카본(carbon) 또는 크롬(chrome) 등의 전도성 물질을 포함할 수 있다.
블랙 매트릭스(123)의 연결부(127) 위치는 도 4에 도시된 위치와 상이할 수 있으며, 본 발명은 도 4에 도시된 블랙 매트릭스(123)와 밀봉 부재(140)의 연결 방법에 한정되지 아니한다.
또한, 도 3에 도시된 컬러필터층(120)의 ITO공통전극(126)도 도 4에 도시된 바와 같은 방법으로 밀봉 부재(140)와 전기적으로 연결되어, 밀봉 부재(140)를 통해 드라이버IC(200)로부터 구동 신호를 인가받을 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구성에 대한 일실시예를 블럭도로 도시한 것으로, 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
드라이버IC(200)는 액정패널(100)을 구동하는 구동 칩으로, 시스템(500)으로부터 액정패널(100)을 구동하기 위한 데이터(RGB) 및 제어신호들(VSYNC, HSYNC, DE)을 입력받아 액정패널(100)을 구동한다.
또한, 드라이버IC(200)는 시스템(500)으로부터 온도 조절 신호(TCS)를 입력받아 온도 조절 전압(TCV)을 생성하여 전도성 블랙 매트릭스(123)에 인가한다. 드라이버IC(200)는 제어부(210), 표시 램(220), 드라이버들(230, 240, 250), 전원회로(260) 및 발열전압 공급부(270)를 포함할 수 있다.
제어부(210)는 표시 램(220), 드라이버들(230, 240, 250), 전원회로(260) 및 발열전압 공급부(270)를 제어하며, 시스템(500)으로부터 데이터(RGB), 상기 제어신호들(VSYNC, HSYNC, DE) 및 온도 조절 신호(TCS)를 입력받는다.
제어부(210)는 내부의 클럭 신호를 기초로 하여, 드라이버들(230, 240, 250)을 제어하기 위한 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러, 타이밍 콘트롤러를 제어하는 콘트롤 레지스터 및 표시 램(220)의 데이터(RGB) 저장 주소를 지정하는 어드레스 카운터 등을 포함할 수 있다.
표시 램(220)은 상기 데이터(RGB)를 저장 및 로딩하여, 제어부(210)의 제어에 의해 소스 드라이버(230)로 전송한다.
소스 드라이버(230)는 표시 램(220)으로부터 입력받은 상기 데이터(RGB) 및 상기 타이밍 콘트롤러부터 입력되는 타이밍 신호를 기초로 하여, 액정패널(100)에 데이터(RGB) 신호를 인가한다. 또한, 게이트 드라이버(240)는 상기 타이밍 신호를 기초로 하여, 액정패널(100)에 게이트 신호를 인가한다. 커먼 드라이버(250)는 상 기 타이밍 신호를 기초로 하여, 공통전극(126)에 공통전압을 인가한다.
전원회로(260)는 외부의 전원 전압(Vdd)을 입력받아, 제어부(210), 표시 램(220), 드라이버들(230, 240, 250) 및 발열전압 공급부(270)에 공급하기 위한 구동전압을 생성한다.
발열전압 공급부(270)는 전도성 블랙 매트릭스(123)에 온도 조절 전압(TCV)을 인가한다. 예를 들어, 발열전압 공급부(270)는 제어부(210)의 제어에 의해 전원회로(260)로부터 구동전압을 인가받아 상기 온도 조절 전압(TCV)을 생성하고, 밀 봉 부재(140)을 통해 상기 생성된 온도 조절 전압(TCV)을 블랙 매트릭스(123)에 인가한다.
이때, 상기 온도 조절 전압(TCV)은 상기 공통전압에 대응할 수 있으며, 바람직하게는 상기 온도 조절 전압(TCV)은 상기 공통전압과 실질적으로 동일하거나 상기 공통전압과 같은 극성을 가질 수 있다.
또한, 발열전압 공급부(270) 및 커먼 드라이버(250)는 하나의 회로로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 하나의 회로가 공통전극(126)에 상기 공통전압을 인가하고 블랙 매트릭스(123)에 상기 온도 조절 전압(TCV)을 인가할 수 있다.
제어부(210)는 상기 온도 조절 신호(TCS)를 기초로 하여 발열전압 공급부(270)를 제어한다.
연결기판(300)은 액정패널(100)과 연결되며, 예를 들어 액정패널(100)에 FOG 방식으로 연결될 수 있다. 또한, 연결기판(300)은 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board;FPCB)일 수 있다.
연결기판(300)은 시스템(500)과 접속되어, 시스템(500)으로부터 입력된 상기 데이터(RGB), 상기 제어 신호들 및 상기 온도 조절 신호(TCS)를 드라이버IC(200)로 전송한다. 또한, 연결기판(300)은 온도 센서(400)에서 측정된 온도(T)에 대한 정보를 시스템(500)에 전송한다.
온도 센서(400)는 연결기판(300) 상에 실장되어 액정층(130) 주위의 온도(T)를 측정할 수 있으며, 그와 달리 액정패널(100) 내측에 배치되어 액정층(130)의 온도를 직접 측정할 수도 있다.
시스템(500)은 상기 데이터(RGB), 상기 제어신호들(VSYNC, HSYNC, DE) 및 상기 온도 조절 신호(TCS)를 드라이버IC(200)로 공급하며, 그를 위해 온도 센서(400)에서 측정된 온도(T)에 따라 상기 온도 조절 신호(TCS)를 생성하는 온도 제어부(510)를 포함할 수 있다.
온도 제어부(510)는 미리 입력된 기준 온도 및 온도 센서(400)에서 측정된 온도(T)를 비교한다. 예를 들어, 온도 센서(400)에서 측정된 온도(T)가 상기 기준 온도보다 낮은 경우, 온도 제어부(510)는 발열전압 공급부(270)가 블랙 매트릭스(123)에 온도 조절 전압(TCV)이 인가되도록 드라이버IC(200)로 상기 온도 조절 신호(TCS)를 출력할 수 있다. 온도 센서(400)에서 측정된 온도(T)와 비교되는 상기 기준 온도는 약 9 내지 10℃일 수 있다.
상기 인가된 온도 조절 전압(TCV)에 따라 블랙 매트릭스(123)에 전류가 흐르고, 상기 전류에 의해 블랙 매트릭스(123)에 열이 발생한다. 블랙 매트릭스(123)에서 발생되는 열은 액정층(130)에 공급되고, 그에 따라 액정층(130)의 온도가 상승 될 수 있다.
또한, 블랙 매트릭스(123)에는 상기 공통전압과 실질적으로 동일하거나, 같은 극성을 가지는 온도 조절 전압(TCV)이 인가되는 경우, 블랙 매트릭스(123)에 인가되는 온도 조절 전압(TCV)은 액정패널(100)이 영상을 표시하는데 영향을 미치지 않을 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서, A-A`를 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구성에 대한 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 블랙 매트릭스와 밀봉 부재의 연결 방법에 대한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구성에 대한 일실시예를 도시한 블럭도이다.

Claims (10)

  1. 액정층 또는 액정층 주위의 온도를 측정하는 온도 센서;
    상기 온도 센서로부터 측정된 온도와 미리 저장되어 있는 기준온도를 비교하여, 상기 측정된 온도가 상기 기준온도보다 낮은 경우, 온도 조절 신호를 발생시키는 온도제어부; 및
    상기 온도 조절 신호를 기초로 온도 조절 전압을 발생시키는 발열전압공급부; 및
    전도성 물질을 포함하며, 상기 온도 조절 전압을 인가받아 상기 액정층에 열을 공급하는 블랙 매트릭스를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열전압공급부는 액정표시장치의 구동을 위한 드라이버IC에 포함되는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액정층의 하측과 상측에 각각 배치되는 제1, 2 기판을 결합시켜 상기 제1, 2 기판 사이의 공간을 밀봉하는 밀봉 부재를 더 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스와 상기 제1 기판은 상기 밀봉 부재를 통해 전기적으로 연결되는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 제2 기판과 상기 액정층 사이의 컬러필터층에 형성되는 액정표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 밀봉 부재는 도전성 볼(ball)을 포함하는 액정표시장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 밀봉 부재와 전기적으로 연결되는 연결부를 포함하는 액정표시장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 기판에 연결되는 연결기판을 포함하며, 상기 온도 센서는 상기 연결기판에 형성되는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 카본(carbon) 및 크롬(chrome) 중 적어도 하나를 포함하는 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액정층은 강유전성 액정을 포함하는 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액정층 상에 배치되어 공통전압신호를 인가받는 공통전극을 더 포함하며, 상기 온도 조절 전압은 상기 공통전압신호에 대응하는 액정표시장치.
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