KR20110065823A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치가 개시된다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 배열되고, 화상을 표시하는 표시영역과 화상을 표시하지 않는 비표시영역으로 구분되는 액정표시패널과, 상기 다수의 게이트라인과 일대일 대응되어 상기 다수의 게이트라인으로 스캔신호를 제공하는 다수의 게이트 구동부와, 상기 다수의 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하고, 상기 다수의 게이트 구동부는 상기 액정표시패널을 다수의 영역으로 구분하고 상기 구분된 다수의 영역별로 상이한 크기를 갖도록 설치된다.
비표시영역, 베젤 영역, 게이트 구동부, GIP, 소비전력

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 non-square형 액정표시장치에서 게이트라인간 픽셀배치가 다르기 때문에 게이트라인 간에 상이하게 발생하는 로드를 감안하여 GIP를 설계시 베젤 영역을 최소화할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV 등에 사용되는 표시장치(display device)에는 스스로 광을 발광하는 유기발광 표시장치(OLED: organic light emitting display), 진공형광 표시장치(VFD: vacuum fluorescent display), 전계 발광소자(FED: field emission display), 플라즈마 표시장치(PDP: plasma display panel), 등과 스스로 광을 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 액정표시장치(LCD: liquid crystal display)등이 있다.
일반적인 액정표시장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 기판과 그 사이에 개재된 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 가진 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 상기 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 표시한다.
상기 액정표시장치는 외부로부터의 영상 데이터를 입력받아 액정표시패널의 데이터 라인으로 해당하는 화소의 데이터 신호를 생성하여 공급하는 데이터 구동부와, 액정표시패널의 화소들을 1라인분씩 구동하도록 게이트 신호를 생성하여 공급하는 게이트 구동부와, 액정표시패널의 배면에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
일반적인 백라이트 유닛은 광원으로 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathod fluorescent lamp), 외부전극 형광램프(EEFL: external electrode fluorescent lamp), 발광 다이오드(LED) 등이 사용된다.
최근에는 광 효율, 박형화, 저소비전력 등의 장점을 가진 발광 다이오드가 백라이트 유닛의 광원으로 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드가 구비된 백라이트 유닛은 일반적으로 내부 일측에 인쇄회로기판 또는 연성회로기판이 배치되고, 상기 인쇄회로기판 또는 연성회로기판에 다수의 발광 다이오드가 실장된다.
일반적인 소형 액정표시장치는 사각형태의 디스플레이 화면을 가진다. 따라서, 액정표시패널의 형태도 사각형태로 이루어진다.
최근 들어 액정표시장치는 시계 또는 차량의 계기판과 같이 여러분야의 디스플레이장치로 이용되면서 원 형태의 디스플레이 화면이 요구되었고, 이에 따라 액정표시패널의 구조는 원형구조로 이루어진다.
이러한 원형구조로 이루어진 액정표시장치에서 게이트라인을 구동하는 게이트 구동부를 액정표시패널 내부로 실장하는 GIP 구조를 가질 때, 액정표시패널이 원형구조를 갖기 때문에 액정표시패널의 영역마다 게이트라인의 길이가 서로 상이해진다. 예를 들어, 원형 구조로 이루어진 액정표시패널의 중앙부에 위치하는 게이트라인은 상부 및 하부에 위치하는 게이트라인의 길이에 비해 길다. 이로 인해, 상기 원형 구조로 이루어진 액정표시패널의 중앙부에 위치하는 게이트라인의 로드가 가장 크게 된다.
한편, 상기 GIP 구조에서 액정표시패널의 비표시영역에서는 상기 게이트라인과 일대일 대응되어 상기 게이트라인으로 스캔신호를 제공하는 다수의 게이트 구동부가 위치한다. 상기 액정표시패널의 중앙부에 위치하는 게이트라인의 로드가 가장 크기 때문에 상기 비표시영역, 정확하게 베젤 영역에 위치하는 게이트 구동부의 사이즈는 상기 중앙부에 위치하는 로드가 가장 큰 게이트라인에 맞도록 제작된다.
즉, 상기 액정표시패널의 베젤 영역에 위치하는 모든 게이트 구동부의 사이즈는 상기 액정표시패널의 중앙부에 위치하는 로드가 가장 큰 게이트라인에 맞도록 제작된다.
상기 베젤 영역에 위치하는 모든 게이트 구동부가 로드가 가장 큰 게이트라인에 맞도록 제작됨으로써 베젤 영역의 면적이 증가하게 된다. 상기 베젤 영역의 면적이 증가함에 따라 베젤 영역이 작은 사각형 구조를 갖는 액정표시장치에 비해 표시품위가 저하된다. 또한, 모든 게이트 구동부의 사이즈가 로드가 가장 큰 게이트라인에 맞춰서 제작되기 때문에 게이트 구동부의 전체적인 사이즈가 커져서 소비 전력이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 게이트라인의 로드에 따라 상이한 면적을 갖는 게이트 구동부를 제작하여 베젤 영역에 배치시켜 상기 베젤 영역의 사이즈를 최소화하여 표시 품위를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 게이트 구동부의 전체 사이즈를 감소하여 소비전력을 최소화할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 배열되고, 화상을 표시하는 표시영역과 화상을 표시하지 않는 비표시영역으로 구분되는 액정표시패널과, 상기 다수의 게이트라인과 일대일 대응되어 상기 다수의 게이트라인으로 스캔신호를 제공하는 다수의 게이트 구동부와, 상기 다수의 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하고, 상기 다수의 게이트 구동부는 상기 액정표시패널을 다수의 영역으로 구분하고 상기 구분된 다수의 영역별로 상이한 크기를 갖도록 설치된다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널에 배열된 게이트라인의 로드에 따라 상이한 면적을 갖는 게이트 구동부를 베젤 영역에 설계하여 상기 베젤 영역의 사이즈를 최소화하여 표시 품위를 향상시킬 수 있고, 게이트 구동부의 전체 사이즈를 감소하여 소비전력을 최소화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(210)과, 상기 액정표시패널(210)의 배면에 배치되어 액정표시패널(210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(220)을 포함한다.
상기 액정표시패널(210)의 상/하부면에는 서로 광축이 직교하는 상부 편광판(101)과, 하부 편광판(102)이 부착된다.
상기 액정표시패널(210)은 박막트랜지스터 어레이 기판과, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 대향하여 부착되는 컬러필터 기판 및 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
상기 박막트랜지스터 어레이 기판에는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 구비되고, 상기 다수의 화소 각각은 제1 방향으로 연장된 게이트라인, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되어 상기 게이트라인과 절연되어 교차하는 데이터라인 및 화소전극을 구비한다. 또한, 각 화소에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 상기 게이트라인과, 데이터라인 및 화소전극에 연결된다.
상기 컬러필터 기판에는 컬러필터인 RGB 화소가 박막공정에 의해 형성되며, 상기 화소전극과 마주보는 공통전극이 형성된다. 따라서, 상기 액정층은 상기 화소전극 및 공통전극에 인가되는 전압에 의해 배열됨으로써, 상기 백라이트 유닛(220)으로부터 제공되는 광의 투과도를 조절한다.
상기 액정표시패널(210)은 디스플레이 면을 기준으로 원 형상을 가지며, 일측에는 돌출된 사각구조를 포함한다.
상기 액정표시패널(210)의 하부에 위치하는 백라이트 유닛(220)은 상면이 개구된 몰드물로 이루어진 서포트 메인(280)과, 상기 서포트 메인(280)의 일측에 배치되는 광원 유닛(250)과, 상기 광원 유닛(250)과 나란하게 배치된 도광판(260)과, 상기 도광판(260) 상에 배치된 광학 시트들(230)을 포함한다.
상기 광학 시트들(230)은 도광판(260)으로부터 입사된 광을 확산 및 집광시켜 액정표시패널(210) 방향으로 출사시킨다. 상기 광학 시트들(230)은 전체가 둥근 형상으로 이루어진다.
상기 도광판(260)은 점광을 면광으로 변환하는 역할을 하며, 상기 서포트 메인(280)의 일측에 배치된 광원 유닛(250)으로부터 입사된 점광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널(210) 방향으로 가이드한다. 이때, 도광판(260)은 전체가 원 형상으로 이루어진다.
상기 광원 유닛(250)은 연성회로기판(FPC: Flexible printed circuit board, 253)과, 상기 연성회로기판(253)의 하부면에 실장되는 복수의 발광 다이오드(251)를 포함한다. 상기 연성회로기판(253)은 복잡한 회로를 유연한 절연 필름 위에 형성한 회로기판으로써 연성 재료인 PET(polyester) 또는 PI(polyimide)와 같은 내열성 플라스틱 필름을 사용하는 기판이다.
상기 서포트 메인(280)은 상면이 개구된 몰드물로 이루어지며, 광원 유닛(250)과 대응되는 영역을 제외한 모든 영역이 원 형상으로 이루어진다.
상기 서포트 메인(280)은 내부에 상기 도광판(260), 광학 시트들(230) 및 광원 유닛(250)이 수납되고, 광원 유닛(250)과 대응되는 서포트 메인(280)의 내부 일측에는 복수의 발광 다이오드(251)가 수납되는 복수의 수용홈(251a)이 형성된다.
이와 같은 구조의 백라이트 유닛(220) 상에는 차광 테이프(200)가 구비된다.
상기 차광 테이프(220)는 백라이트 유닛(220)의 광원 유닛(250)과 대응되는 영역과 서포트 메인(280)의 가장자리와 대응되며, 광학 시트들(230) 및 광원 유닛(250)을 서포트 메인(280)에 고정하는 역할을 한다.
또한, 상기 차광 테이프(200)는 양면에 접착제가 도포되어 상기 백라이트 유닛(220)과 액정표시패널(210)을 고정하는 역할을 하고, 전체가 검정(Black)색으로 이루어져 백라이트 유닛(220)으로부터 출사된 광이 외부로 새어나가는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 액정표시패널(210)의 하부면에는 백라이트 유닛(220)으로부터 입사되는 광 중에 특정 광만을 투과시키는 하부 편광판(102)이 부착된다. 또한, 상기 액정표시패널(210)의 상부면에는 액정표시패널(210)의 상부 방향으로 진행하는 광 중에 특정 광만을 투과시키는 상부 편광판(101)이 부착된다.
상기 액정표시패널(210)은 화상을 표시하는 액티브 영역(A/A)과, 상기 액티브 영역(A/A)의 가장자리에 위치하며 화상을 표시하지 않고 상기 다수의 게이트라인으로 스캔신호를 제공하는 다수의 게이트 구동부가 위치하는 비표시영역(NAA)으로 구분된다. 상기 다수의 게이트 구동부는 상기 액정표시패널(210) 내부에 위치하는 GIP 구조로 이루어진다.
도 2는 도 1의 액정표시패널을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(210)은 액티브 영역(A/A)과 비표시영역(NAA)으로 구분되는데, 상기 비표시영역(NAA)에는 상기 다수의 게이트라인(GL)과 일대일 대응되어 상기 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 제공하는 다수의 게이트 구동부(215)가 위치한다.
상기 액정표시패널(210)은 액티브 영역(A/A)과 비표시영역(NAA)으로 구분됨과 동시에 제1 내지 제6 영역(A ~ C)으로 구분될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 영역(A ~ C)에 위치한 게이트라인(GL)의 길이는 서로 상이하고 마찬가지로 상기 제4 내지 제6 영역(C ~ A)에 위치한 게이트라인(GL)의 길이도 서로 상이하다.
상기 제1 내지 제6 영역(A ~ C) 중 제3 및 제4 영역(C)에 위치한 게이트라인(GL)의 길이가 가장 길다. 상기 제3 및 제4 영역(C)에 위치한 게이트라인의 길이가 가장 길기 때문에 로드도 가장 크다. 또한, 상기 제1 내지 제6 영역(A ~ C) 중 제1 및 제6 영역(A)에 위치한 게이트라인(GL)의 길이가 가장 짧다. 상기 제1 및 제 영역(A)에 위치한 게이트라인의 길이가 가장 짧기 때문에 로드도 가장 작다.
상기 제1 내지 제6 영역(A ~ C)에 위치한 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 제공하는 게이트 구동부 또한 각 영역에 따라 그 사이즈가 서로 상이하다.
가장 로드가 큰 게이트라인(GL)이 위치한 제3 및 제4 영역(C)의 비표시영역(NAA)에 위치하는 제3 게이트 구동부(215c)의 사이즈가 가장 크다. 상기 제1 내지 제6 영역(A ~ C)의 비표시영역(NAA)에 위치하는 게이트 구동부(215)의 사이즈는 다음과 같은 방식을 통해 정해진다.
상기 제1 및 제6 영역(A)에 위치한 게이트라인(GL) 중 가장 긴 게이트라인(GL)을 추출하고, 상기 가장 긴 게이트라인(GL)의 로드에 맞게 설계된 제1 게이트 구동부(215a)의 면적을 X라고 하자.
마찬가지로 상기 제3 및 제4 영역(C)에 위치한 게이트라인(GL) 중 가장 긴 게이트라인(GL)을 추출하고, 상기 가장 긴 게이트라인(GL)의 로드에 맞게 설계된 제3 게이트 구동부(215c)의 면적을 Y라고 하자.
상기 제2 및 제5 영역(B)에 위치한 게이트라인(GL) 중 가장 긴 게이트라인(GL)을 추출하고, 상기 가장 긴 게이트라인(GL)의 로드에 맞게 설계된 제2 게이트 구동부(215b)의 면적을 Z라고 하자.
이때, X, Y 및 Z의 크기는 Y>Z>X가 된다. 설명의 편의를 위해 상기 Z=2/3Y이고, X=1/3Y라고 가정하자. Y의 면적이 필요한 게이트라인의 수가 N/2개라고 하고, X와 Z의 면적이 필요한 게이트라인의 수가 N/4개씩이라고 가정하자.
Y의 크기를 적용한 제3 게이트 구동부(215c)의 총 게이트 구동부의 면적은 Y*N/2가 되고, X의 크기를 적용한 제1 게이트 구동부(215a)의 총 게이트 구동부의 면적은 X*N/4가 되며, Z의 크기를 적용한 제2 게이트 구동부(215b)의 총 게이트 구동부의 면적은 Z*N/4가 된다.
이러한 게이트 구동부(215)의 총 면적은 Y*N/2+2/3×Y*N/4+1/3×Y*N/4=Y*3/4가 된다.
전 영역이 Y의 크기의 제3 게이트 구동부(215c)가 적용되었을 경우 총 면적 은 Y*N이 된다. 따라서, 전 영역을 동일한 크기를 갖는 게이트 구동부를 설계한 경우 대비 X/4의 면적이 감소됨을 알 수 있다.
이와 같은 방식으로 제1 내지 제6 영역(A ~ C)의 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 제공하는 제1 내지 제3 게이트 구동부(215a ~ 215c)의 사이즈를 구하고, 상기 제1 내지 제3 게이트 구동부(215a ~ 215c)를 제1 내지 제6 영역(A ~ C)의 베젤 영역에 설치하게 되면 상기 베젤 영역의 면적이 감소하게 된다. 상기 베젤 영역의 면적이 감소하게 됨에 따라 화상의 표시 품위가 향상될 수 있다.
상기 제1 내지 제6 영역(A ~ C)의 베젤 영역에 설치된 제1 내지 제3 게이트 구동부(215a ~215c)의 면적이 감소하게 되면 총 게이트 구동부(215)의 면적이 감소하게 되어 소비전력이 감소될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 원형구조로 이루어진 액정표시패널을 다수의 영역으로 구분하고 구분된 다수의 영역에 구비된 베젤 영역에 면적이 상이한 게이트 구동부를 설치함으로써 베젤 영역을 최소화하여 화상의 표시 품위를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 베젤 영역에 설치된 게이트 구동부의 총 면적을 최소화하기 때문에 게이트 구동부의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이 다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1의 액정표시패널을 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
102:하부 편광판 103:상부 편광판
200:차광 테이프 210:액정표시패널
215:게이트 구동부 220:백라이트 유닛
230:광학시트 250:광원 유닛
251:발광 다이오드 253:연성회로기판
260:도광판 280:서포트 메인

Claims (4)

  1. 다수의 게이트라인과 데이터라인이 배열되고, 화상을 표시하는 표시영역과 화상을 표시하지 않는 비표시영역으로 구분되는 액정표시패널;
    상기 다수의 게이트라인과 일대일 대응되어 상기 다수의 게이트라인으로 스캔신호를 제공하는 다수의 게이트 구동부;
    상기 다수의 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버;를 포함하고,
    상기 다수의 게이트 구동부는 상기 액정표시패널을 다수의 영역으로 구분하고 상기 구분된 다수의 영역별로 상이한 크기를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널은 원형 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 게이트 구동부는 상기 액정표시패널이 다수의 영역으로 구분되면, 각 구분된 영역에 배열된 가장 긴 게이트라인을 추출하여 추출된 게이트라인을 구동할 수 있는 크기를 갖도록 설계되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 게이트 구동부는 상기 액정표시패널의 비표시영역에 위치하는 GIP 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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