KR20140071042A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 수직 배선들과 수평 배선들이 형성되고 픽셀들을 포함한 표시패널; 상기 수직 배선들 중에서 수직 데이터라인들에 데이터전압을 공급하는 소스 드라이브 IC; 및 상기 수직 배선들 중에서 수직 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 게이트 드라이브 IC를 포함한다. 상기 수평 배선들은 절연층을 관통하는 콘택홀들을 통해 상기 수직 게이트라인들과 연결되는 수평 게이트라인들을 포함한다. 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 배치된 수직 게이트 라인과 수직 데이터라인이 중첩된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 베젤을 줄인 액정표시장치에 관한 것이다.
표시장치 분야는 부피가 큰 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT)을 대체하는, 얇고 가벼우며 대면적이 가능한 평판 표시장치(Flat Panel Display Device: FPD)로 급속히 변화해 왔다. 평판 표시장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 그리고 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등이 있다. 이 중에서 액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 공정 기술과 구동 기술의 발달에 힘입어 가격이 낮아지고 성능이 높아져 소형 모바일 기기부터 대형 텔레비젼까지 거의 모든 표시장치에 적용되어 가장 널리 이용되고 있다.
액정표시장치의 제조사들은 네로우 베젤(Narrow bezel)을 구현하기 위한 다양한 시도를 하고 있다. 네로우 베젤 기술은 같은 크기의 표시패널에서 영상이 표시되는 유효 화면의 크기를 상대적으로 크게 하기 위하여 표시패널의 가장자리에서 영상이 표시되지 않는 베젤(bezel)을 최소화하는 기술이다. 그러나 현재까지 알려진 네로우 베젤 기술은 표시패널의 베젤을 충분히 좁힐 수 없고 픽셀의 개구율 손실을 초래할 수 있다.
본 발명은 베젤 폭을 최소화할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 액정표시장치는 수직 배선들과 수평 배선들이 형성되고 픽셀들을 포함한 표시패널; 상기 수직 배선들 중에서 수직 데이터라인들에 데이터전압을 공급하는 소스 드라이브 IC; 및 상기 수직 배선들 중에서 수직 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 게이트 드라이브 IC를 포함한다. 상기 수평 배선들은 절연층을 관통하는 콘택홀들을 통해 상기 수직 게이트라인들과 연결되는 수평 게이트라인들을 포함한다. 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 배치된 수직 게이트 라인과 수직 데이터라인이 중첩된다.
본 발명은 수직 데이터라인들과 수직 게이트라인들을 포함한 수직 배선들을 통해 표시패널의 구동에 필요한 모든 신호를 공급하여 표시패널의 베젤 폭을 최소화할 수 있고, 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 간에 형성된 수직 배선들을 중첩시켜 픽셀의 개구율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 수직 게이트 라인들과 수평 게이트라인들의 수직 게이트라인들과 수평 게이트라인들을 연결하는 콘택홀들의 개수와 위치를 최적화하여 픽셀들의 데이터 충전양을 높이고 표시패널 전체에서 픽셀들의 충전 특성을 균일하게 할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 4는 도 3에 도시된 COF를 확대하여 보여 주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 TFT 어레이의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 6a는 도 5에서 A 부분의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 6b는 도 5에서 B 부분의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 수직 게이트라인들과 수평 게이트라인들이 연결된 콘택홀들의 배치를 보여 주는 도면들이다.
도 9는 포트레이트 타입의 픽셀 어레이를 보여 주는 도면이다.
도 10은 픽셀들의 극성이 컬럼 인버젼 형태로 제어되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 11은 소스 드라이브 IC로부터 출력되는 데이터전압의 극성이 컬럼 인버젼 형태로 제어되고 픽셀들의 극성이 도트 인버젼 형태로 제어되는 예를 보여 주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 표시패널(PNL), 드라이브 IC(Integrated Circuit: DIC)(10), 타이밍 콘트롤러(Timing Controller: TCON)(12) 등을 포함한다.
본 발명의 액정표시장치는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 등의 알려져 있는 모든 액정모드로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다.
표시패널(PNL)은 액정셀(Clc)을 사이에 두고 대향하는 상부 기판과 하부 기판을 포함한다. 이 표시패널(PNL)에서 영상 데이터는 매트릭스 형태로 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이 영역에 표시된다. 픽셀 어레이는 하부 기판에 형성된 TFT 어레이와, 상부 기판에 형성된 컬러필터 어레이를 포함한다. TFT 어레이에는 수직 배선들과 수평 배선들을 포함한다. 수직 배선들은 표시패널(PNL)의 수직 방향(도 1, y축 방향)을 따라 형성된다. 수평 배선들은 표시패널(PNL)의 수평 방향(도 1, x축 방향)을 따라 형성되어 수직 배선들과 직교된다. 수직 배선들은 수직 데이터라인들(DL), 및 수직 게이트라인들(VGL)을 포함한다. 수직 배선들에는 픽셀들의 공통전극(2)에 공통전압(Vcom)을 공급하기 위한 수직 공통전압 공급라인들이 추가될 수 있다. 수평 배선들은 수직 게이트라인들(VGL)을 통해 게이트펄스를 전달 받는 수평 게이트라인들(GL)을 포함한다. 수평 게이트라인들(GL)은 절연층을 관통하는 콘택홀(contact hole, CONT)을 통해 수직 게이트라인들(VGL)과 연결되어 수직 게이트라인들(VGL)로부터 인가되는 게이트 펄스를 픽셀들에 형성된 TFT의 게이트에 공급한다.
TFT 어레이에서, 수직 데이터라인들(DL)과 수평 게이트라인들(GL)의 교차부마다 TFT들(Thin Film Transistor)이 형성된다. TFT는 수평 게이트라인(GL)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 수직 데이터라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 액정셀(Clc)의 픽셀전극(1)에 공급한다. 액정셀들(Clc) 각각은 TFT를 통해 데이터 전압을 충전하는 픽셀전극(1)과 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극(2)의 전압차에 의해 구동된다. 공통전압(Vcom)은 수직 공통전압 공급라인들을 통해 모든 픽셀들의 공통전극(2)에 인가된다. 액정셀(Clc)에는 액정셀의 전압을 1 프레임 기간 동안 유지시키는 스토리지 커패시터(Cst)가 접속된다. 컬러필터 어레이는 컬러필터와 블랙 매트릭스를 포함한다. COT(Color filter on TFT) 공정에서, 컬러필터는 TFT 어레이와 함께 기판에 형성된다. 본 발명의 TFT 어레이에서, 수평 방향(x축)에서 이웃한 픽셀들 사이에는 2 개의 수직 배선들이 배치되지만 그 배선들이 표시패널(PNL)의 수직 단면 구조에서 볼 때 도 6a 및 도 6b와 같이 중첩된다. 따라서, 블랙 매트릭스의 선폭은 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 1 개의 수직 배선이 형성된 경우와 같은 수준으로 좁게 된다. 표시패널(PNL)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
드라이브 IC(10)는 소스 드라이브 IC(SIC)와 게이트 드라이브 IC(GIC)를 포함한다. 소스 드라이브 IC(SIC)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어 하에 입력 영상의 디지털 비디오 데이터들을 샘플링한 후에 래치(Latch)하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 소스 드라이브 IC(SIC)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어 하에 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog converter, ADC)를 이용하여 디지털 비디오 데이터들을 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고 그 데이터 전압을 수직 데이터라인들(DL)에 공급한다. 게이트 드라이브 IC(GIC)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔펄스)를 제1 수직 게이트라인으로부터 제n 수직 게이트라인까지 순차적으로 공급한다.
소스 드라이브 IC(SIC)는 도 2 내지 도 4와 같이 COF(Chip on film)와 같은 연성회로기판 상에 실장되거나 COG(Chip on glass) 공정으로 하부 기판 상에 직접 접합될 수 있다. 게이트 드라이브 IC(GIC)는 도 2와 같이 GIP(Gate In Panel) 공정으로 TFT 어레이와 동시에 하부 기판의 하단에 직접 형성되거나 도 3 및 도 4와 같이 소스 드라이 IC(SIC)와 함께 COF 상에 실장될 수 있다. 도 2에서, "GIP"는 표시패널(PNL)의 하부 기판의 하단에 직접 형성된 게이트 드라이브 IC를 의미한다.
소스 드라이브 IC(SIC)와 게이트 드라이브 IC(GIC)는 도 4와 같이 하나의 COF 상에 함께 실장된다. COF의 입력단은 PCB(Printed Circuit Board)에 접합되고, COF의 출력단은 표시패널(PNL)의 하부 기판의 상단에 접합된다. COF에서, 소스 드라이브 IC(SIC)에 연결된 배선들(도 4, 점선)과 게이트 드라이브 IC(GIC)에 연결된 배선들(도 4, 실선)이 전기적으로 분리될 수 있도록 그 배선들 사이에는 절연층이 형성된다.
드라이브 IC들(DIC)이 표시패널(PNL)의 상단에 연결된 COF에 형성되거나 표시패널(PNL)의 상단과 하단에 분리 형성된다. 게이트 드라이브 IC(GIC, GIP)로부터 출력된 게이트펄스는 수직 게이트라인들(VGL)을 통해 수평 게이트라인들(GL)에 전달된다. 따라서, 표시패널(PNL)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에는 게이트 드라이브 IC가 접합되거나 내장될 필요가 없고, 표시패널(PNL)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에 수평 게이트라인들(GL)과 게이트 드라이브 IC를 연결하는 라우팅(routing) 배선들이 형성되지 않는다. 그 결과, 표시패널(PNL)의 좌우측 가장자리의 베젤(BZ)과 하단 가장자리의 베젤은 그 두께가 최소화될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(12)는 호스트 시스템(14)으로부터 수신한 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 소스 드라이브 IC들(SIC)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(12)는 호스트 시스템(14)으로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(CLK) 등의 타이밍 신호들은 입력받는다. 이러한 타이밍 신호들은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 동기된다. 타이밍 콘트롤러(12)는 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE, CLK)를 이용하여 소스 드라이브 IC들(SIC)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 타이밍 제어신호와, 게이트 드라이브 IC들(GIC)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생한다.
호스트 시스템(Host System, SYSTEM)(14)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(14)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(PNL)에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(14)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(12)로 전송한다.
도 5는 도 1에 도시된 TFT 어레이의 일 예를 보여 주는 도면이다. 도 5에서, "D1~D6"는 수직 데이터라인들, "VG1~VG3"는 수직 게이트라인들, "G1~G3"은 수평 게이트라인들을 각각 의미한다. 도 6a는 도 5에서 A 부분의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다. 도 6b는 도 5에서 B 부분의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에는 2 개의 수직 배선들이 형성된다. 그 중 하나는 수직 데이터라인(DL)이고, 다른 하나는 수직 게이트라인(VGL)이다.
수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 배치된 수직 데이터라인(DL)과 수직 게이트라인(VGL)이 중첩되지 않으면 픽셀의 개구율이 낮아진다. 본 발명은 픽셀의 개구율을 높이기 위하여 도 6a 및 도 6b와 같이 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 배치된 수직 데이터라인(DL)과 수직 게이트라인(VGL)을 중첩시킨다. 그리고 본 발명은 도 6b와 같이 수직 게이트라인(VGL)과 수평 게이트라인(GL)의 교차점에서 콘택홀(CONT)을 통해 수직 게이트라인(VGL)과 수평 게이트라인(GL)을 연결한다.
도 6a 및 도 6b에서, 수평 게이트라인들(GL)은 제1 금속 패턴들로 기판(SUBS) 상에 형성된다. 제1 금속은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 네오듐(AlNd), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나의 단일 금속 또는 Cu/MoTi의 이중 금속층으로 선택될 수 있다. TFT들의 게이트 전극, 도시하지 않은 게이트 패드, 및 데이터 패드는 수평 게이트라인(GL)과 동시에 제1 금속 패턴들로 형성된다. 게이트 패드는 수직 게이트라인(VGL)과 연결되고 게이트 드라이브 IC(GIC, GIP)의 출력 단자에 연결되어 게이트 드라이브 IC(GIC, GIP)로부터의 게이트펄스를 수직 게이트라인(VGL)에 공급한다. 데이터 패드는 수직 데이터라인(DL)과 연결되고 소스 드라이브 IC(SIC)의 출력 단자에 연결되어 소스 드라이브 IC(SIC)로부터의 데이터전압을 수직 데이터라인(DL)에 공급한다.
게이트 절연막(GI)은 제1 금속 패턴들을 덮도록 기판(SUBS) 상에 형성된다. 게이트 절연막(GI)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연물질로 형성될 수 있다. 수직 데이터라인들(DL)과 수직 게이트라인들(VGL)을 포함한 수직 배선들은 게이트 절연막(GI) 상에 형성되는 제2 금속 패턴들로 형성된다. 제2 금속은 몰리브덴(Mo), 알루미늄 네오듐(AlNd), 크롬(Cr), 구리(Cu) 중 어느 하나로 선택될 수 있다. TFT들의 소스 및 드레인 전극들은 수직 배선들과 동시에 제2 금속 패턴으로 형성된다.
제2 금속 패턴들은 유기 절연막(PAC)에 의해 덮여진다. 유기 절연막(PAC)에는 수직 게이트라인(VGL)과 수평 게이트라인(GL)을 연결하기 위한 콘택홀(CONT)이 형성된다.
수직 게이트라인들(VGL)은 수직 데이터라인(DL)과 중첩되도록 제3 금속 패턴들로 유기 절연막(PAC) 상에 형성된다. 제3 금속은 몰리브덴(Mo), 알루미늄 네오듐(AlNd), 크롬(Cr), 구리(Cu) 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 수직 게이트라인(VGL)과 수직 데이터라인(DL)이 중첩되기 때문에 표시패널(PNL)의 표시화면을 바라 보면, 수직 게이트라인(VGL)에 의해 수직 데이터라인(DL)이 가려지기 때문에 수직 데이터라인(DL)이 보이지 않는다. 따라서, 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 2 개의 수직 배선들이 배치되어도 픽셀의 개구율이 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 1 개의 수직 배선이 형성된 경우와 같은 수준으로 높일 수 있다.
제3 금속 패턴들은 보호막(passivation, PAS)에 의해 덮여진다. 보호막(PAS)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연물질로 형성될 수 있다. 보호막(PAS) 상에는 화소전극(1)과 공통전극(2)이 형성된다. 화소전극(1)과 공통전극(2)은 ITO(Indium Tin Oxide) 혹은 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 화소전극(1)과 공통전극(2)이 같은 평면 상에 형성된 IPS 모드를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 2 개의 수직 배선들이 배치되고 그 수직 배선들이 표시패널(PNL)의 수직 단면 구조에서 볼 때 서로 중첩되는 구조를 갖는 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
도 7 및 도 8은 수직 게이트라인들과 수평 게이트라인들이 연결된 콘택홀들의 배치를 보여 주는 도면들이다.
게이트 드라이브 IC(GIC, GIP)로부터 출력되는 게이트펄스는 게이트라인의 저항과 기생 용량으로 인한 RC 딜레이(delay)로 인하여 지연될 수 있다. 게이트 드라이브 IC(GIC, GIP)과 픽셀 간의 거리에 비례하여 게이트펄스의 지연이 커져 게이트 드라이브 IC(GIC, GIP)로부터 먼 픽셀들은 그 충전 특성이 낮아질 수 있다. 이러한 픽셀들의 충전양 저하를 줄이기 위하여, 본 발명은 도 7 및 도 8과 같이 수직 게이트라인들(VG1~VGn)과 수평 게이트라인들(G1~Gn)을 연결하는 콘택홀들(CONT)의 위치와 개수를 최적화한다.
도 7을 참조하면, 게이트 드라이브 IC(GIP)는 표시패널(PNL)의 하단에 배치될 수 있다. 게이트 드라이브 IC(GIP)가 표시패널(PNL)의 하단에 배치되면, 픽셀 어레이의 위쪽에 배치된 픽셀들의 RC 딜레이가 크다. 이러한 RC 딜레이를 보상하기 위하여, 게이트 드라이브 IC(GIP)로부터 먼 수평 게이트라인들에 연결된 콘택홀들의 개수를 높여 하나의 수평 게이트 라인에 2 개의 수직 게이트라인들을 연결한다. 예를 들어, 제1 수평 게이트라인은 2 개의 수직 게이트라인들에 연결되고, 제2 수평 게이트라인은 1 개의 수직 게이트라인에 연결된다. 여기서, 게이트 드라이브 IC(GIP)와 제1 수평 게이트라인 간의 거리는 게이트 드라이브 IC(GIP)와 제2 수평 게이트라인 간의 거리 보다 길다. 제1 수평 게이트라인은 도 7에서 제1 수평 게이트라인(G1)으로 볼 수 있고, 제2 수평 게이트라인은 도 7에서 제n 수평 게이트라인(Gn)으로 볼 수 있다. 도 7의 예에서, 제1 내지 제n-1 수평 게이트라인들(G1~Gn-1) 각각에는 2 개의 수직 게이트라인들이 연결되어 두 지점에서 게이트펄스가 인가된다. 게이트 드라이브 IC(GIP)와 가장 가까운 제n 수평 게이트라인(Gn)은 하나의 수직 게이트라인(Gn)과 연결된다.
도 7에서, 게이트 드라이브 IC(GIP)로부터 먼 수평 게이트라인들 각각에 2 개의 수직 게이트라인들이 연결된 예를 보여주지만 이에 한정되지 않는다. 게이트 드라이브 IC(GIP)와의 거리에 비례하여 하나의 수평 게이트라인에 연결되는 수직 게이트라인들의 개수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 게이트 드라이브 IC(GIP)로부터 가장 먼 제1 수평 게이트라인(G1)은 3 개의 수직 게이트라인들과 연결되고, 제5 수평 게이트라인(G5)은 2 개의 수직 게이트라인들과 연결될 수 있다.
게이트 드라이브 IC(GIP)가 도 7과 같이 픽셀 어레이 아래에 배치되는 경우에 콘택홀들(CONT)은 표시패널(PNL)의 상단에서 그 개수가 많고 표시패널(PNL)의 양측 가장자리에 가깝게 배치된다. 표시패널(PNL)의 하단에 배치된 콘택홀들(CONT)은 표시패널(PNL)의 하단으로 갈수록 그 개수가 작아지고 표시패널(PNL)의 중앙에 가깝게 배치된다. 따라서, 게이트 드라이브 IC(GIP)가 픽셀 어레이 아래에 배치되는 경우에 콘택홀들(CONT)을 연결하면 콘택홀들(CONT)이 V자 형태로 배치된다.
수평 게이트라인의 중앙에서 게이트펄스가 인가되면 표시패널의 양 가장자리에 배치된 픽셀들의 게이트 펄스 지연이 작아져 그 픽셀들의 충전 특성이 개선된다. 또한, 수평 게이트라인에 연결된 콘택홀들의 개수가 많아지면 표시패널의 양 가장자리에 배치된 픽셀들의 게이트 펄스 지연이 작아져 그 픽셀들의 충전 특성이 개선된다. 따라서, 게이트 드라이브 IC(GIP)가 도 7과 같이 픽셀 어레이 아래에 배치되는 경우에 콘택홀들(CONT)을 도 7과 같이 배치하면 픽셀 어레이 전체에서 픽셀들의 충전양을 높이고 그 충전특성을 균일하게 할 수 있다.
도 8을 참조하면, 게이트 드라이브 IC(GIC)는 표시패널(PNL)의 상단에 배치될 수 있다. 게이트 드라이브 IC(GIC)가 표시패널(PNL)의 상단에 배치되면, 픽셀 어레이의 아래쪽에 배치된 픽셀들의 RC 딜레이가 크다. 이러한 RC 딜레이를 보상하기 위하여, 게이트 드라이브 IC(GIC)로부터 먼 수평 게이트라인들에 연결된 콘택홀들의 개수를 높여 하나의 수평 게이트 라인에 2 개의 수직 게이트라인들을 연결한다. 도 8의 예에서, 제1 내지 제n-1 수평 게이트라인들(G1~Gn-1) 각각에는 2 개의 수직 게이트라인들이 연결되어 두 지점에서 게이트펄스가 인가된다. 게이트 드라이브 IC(GIC)와 가장 가까운 제n 수평 게이트라인(Gn)은 하나의 수직 게이트라인(Gn)과 연결된다.
도 8에서, 게이트 드라이브 IC(GIC)로부터 먼 수평 게이트라인들 각각에 2 개의 수직 게이트라인들이 연결된 예를 보여주지만 이에 한정되지 않는다. 게이트 드라이브 IC(GIC)와의 거리에 비례하여 하나의 수평 게이트라인에 연결되는 수직 게이트라인들의 개수를 증가시킬 수 있다.
게이트 드라이브 IC(GIC)가 도 8과 같이 픽셀 어레이 위에 배치되는 경우에 콘택홀들(CONT)은 표시패널(PNL)의 하단에서 그 개수가 많고 표시패널(PNL)의 양측 가장자리에 가깝게 배치된다. 표시패널(PNL)의 상단에 배치된 콘택홀들(CONT)은 표시패널(PNL)의 상단으로 갈수록 그 개수가 작아지고 표시패널(PNL)의 중앙에 가깝게 배치된다. 따라서, 게이트 드라이브 IC(GIC)가 픽셀 어레이의 위에 배치되는 경우에 콘택홀들(CONT)을 연결하면 콘택홀들(CONT)이 V자를 뒤집은 형태로 배치된다.
수평 게이트라인의 중앙에서 게이트펄스가 인가되면 표시패널의 양 가장자리에 배치된 픽셀들의 게이트 펄스 지연이 작아져 그 픽셀들의 충전 특성이 개선된다. 또한, 수평 게이트라인에 연결된 콘택홀들의 개수가 많아지면 표시패널의 양 가장자리에 배치된 픽셀들의 게이트 펄스 지연이 작아져 그 픽셀들의 충전 특성이 개선된다. 따라서, 게이트 드라이브 IC(GIC)가 도 8과 같이 픽셀 어레이 위에 배치되는 경우에 콘택홀들(CONT)을 도 8과 같이 배치하면 픽셀 어레이 전체에서 픽셀들의 충전양을 높이고 그 충전특성을 균일하게 할 수 있다.
본 발명은 다양한 형태의 표시패널에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 액정표시장치는 도 1 내지 도 3과 같이 표시패널(PNL)에서 수평 방향(x축)의 길이가 수직 방향(y축)의 그것 보다 긴 랜드스캐이프 타입(Landscape type)의 표시패널(PNL)에 적용될 수 있다. 랜드스캐이프 타입의 표시패널(PNL)은 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 등 대부분의 표시장치에 적용된다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 도 9와 같이 표시패널(PNL)에서 수직 방향(y축)의 길이가 수평 방향(x축)의 그것 보다 긴 포트레이트 타입(Portrait type)의 표시패널(PNL)에 적용될 수 있다. 포트레이트 타입의 표시패널은 스마트폰과 같은 모바일 기기에 많이 적용되고 있다.
본 발명은 데이터 전압의 극성을 도 5와 같이 상하로 이웃하는 픽셀들의 극성이 상반되고 수평 방향으로 이웃하는 픽셀들의 극성이 상반되는 도트 인버젼 형태로 제어할 수 있다. 도 5의 예서, 데이터 전압의 극성은 수평 방향에서 2 개의 픽셀들 단위로 극성이 반전되는 2 도트(dot) 인버젼 형태로 반전된다.
본 발명은 데이터 전압의 극성을 도 10과 같이 상하로 이웃하는 픽셀들의 극성이 동일하고 수평 방향으로 이웃하는 픽셀들의 극성이 상반되는 컬럼 인버젼 형태로 제어할 수 있다. 컬럼 인버젼에서, 기수 번째 데이터라인들에 인가되는 데이터전압의 극성은 1 프레임 기간 동안 제1 극성으로 유지되고, 우수 번째 데이터라인들에 인가되는 데이터전압의 극성은 제2 극성으로 유지된다. 따라서, 소스 드라이브 IC(SIC)는 컬럼 인버젼에서 같은 출력 채널을 통해 출력되는 데이터 전압의 극성이 같은 극성으로 유지되므로 소비 전력이 작고 발열양도 작아진다.
본 발명은 도 11과 같이 TFT 어레이의 TFT 배치를 변경하여 컬럼 인버젼 방식으로 구동되는 소스 드라이브 IC를 사용하여 픽셀들의 극성을 도트 인버젼으로 제어할 수도 있다. 도 11에서, 기수 번째 라인에 배치된 TFT들은 데이터라인의 좌측에 배치된 픽셀들을 수직 데이터라인에 연결하고, 우수 번째 라인에 배치된 TFT들은 데이터라인의 우측에 배치된 픽셀들을 수직 데이터라인에 연결한다. 따라서, 도 11과 같은 TFT 어레이에 컬럼 인버젼 방식으로 극성이 반전되는 데이터전압을 공급하면, 픽셀들의 극성은 도트 인버젼 형태로 반전된다. 소스 드라이브 IC(SIC)는 컬럼 인버젼으로 구동될 때 소비 전력과 발열양이 작다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
PNL : 표시패널 10 : 드라이브 IC
12 : 타이밍 콘트롤러 14 : 호스트 시스템
DL, D1~D6 : 수직 데이터라인 VGL, VG1~VG3 : 수직 게이트라인
GL, G1~G3 : 수평 게이트라인

Claims (5)

  1. 수직 배선들과 수평 배선들이 형성되고 픽셀들을 포함한 표시패널;
    상기 수직 배선들 중에서 수직 데이터라인들에 데이터전압을 공급하는 소스 드라이브 IC; 및
    상기 수직 배선들 중에서 수직 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하는 게이트 드라이브 IC를 포함하고,
    상기 수평 배선들은 절연층을 관통하는 콘택홀들을 통해 상기 수직 게이트라인들과 연결되는 수평 게이트라인들을 포함하고,
    수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에 배치된 수직 게이트 라인과 수직 데이터라인이 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 수평 게이트라인은 2 개의 수직 게이트라인들에 연결되고,
    제2 수평 게이트라인은 1 개의 수직 게이트라인에 연결되며,
    상기 게이트 드라이브 IC와 상기 제1 수평 게이트라인 간의 거리는 상기 게이트 드라이브 IC와 상기 제2 수평 게이트라인 간의 거리 보다 긴 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이브 IC와의 거리에 비례하여 하나의 수평 게이트라인에 연결되는 상기 수직 게이트라인들의 개수가 증가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이브 IC는 상기 표시패널의 하단에 배치되고,
    상기 콘택홀들은 상기 표시패널의 하단으로 갈수록 상기 표시패널의 중앙에 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이브 IC는 상기 표시패널의 상단에 배치되고,
    상기 콘택홀들은 상기 표시패널의 상단으로 갈수록 상기 표시패널의 중앙에 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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