KR20170064598A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 표시장치는 기판, 오픈 홀, 제1 신호 라인들, 제2 신호 라인들을 포함한다. 기판은 액티브 영역, 베젤 영역, 오픈 홀 영역을 포함한다. 액티브 영역에는 복수의 픽셀들이 구비된다. 베젤 영역은 액티브 영역의 외측에 정의된다. 오픈 홀 영역은 액티브 영역의 내측에 정의되며, 액티브 영역 내에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 오픈 홀은 오픈 홀 영역에 구비되며, 오픈 홀 영역 내에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 제1 신호 라인들은 제1 방향으로 배열되며, 오픈 홀의 둘레를 따라 우회한다. 제2 신호 라인들은 제2 방향으로 배열되며, 오픈 홀의 둘레를 따라 우회한다. 오픈 홀 영역은 제1 오픈 홀 영역과 제2 오픈 홀 영역을 포함한다. 제1 오픈 홀 영역에는 제1 신호 라인들만이 배열된다. 제2 오픈 홀 영역에는 제1 신호 라인들과 교차하는 제2 신호 라인들이 배열된다. 제1 오픈 홀 영역은 오픈 홀과 인접하여 배치된다. 제2 오픈 홀 영역은 제1 오픈 홀 영역의 외측에서 오픈 홀과 일정 간격 이격되어 배치된다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액티브 영역 내에 오픈 홀을 갖는 표시장치에 관한 것이다.
음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 표시장치(Flat display device)들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display device; OLED) 등이 있다.
표시장치는 얇고 무게가 가볍기 때문에 이동 통신 단말기나 휴대용 정보 처리기에서 표시 수단으로 많이 사용되고 있다. 특히, 휴대용(Portable) 혹은 모바일(Mobile) 기기에서는 더욱 얇고, 더 가벼우며, 전력 소비가 작은 표시 패널에 대한 요구가 증가하고 있다.
이러한 표시장치는 스마트폰과 태블릿 PC와 같은 모바일 기기 뿐만 아니라 TV(Television), 자동차 디스플레이, 웨어러블 기기 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이러한 표시장치는 다양한 분야에 적용되기 위해, 다양한 방식으로의 구조적인 변형이 요구되고 있다.
구조적으로 변형된 표시장치들은 기존의 표시장치들과는 형상을 달리하기 때문에, 표시장치를 구성하는 여러 구조물들의 배치가 달라질 수 밖에 없다. 예를 들어, 변형된 표시장치들에서는 기존의 표시장치와는 다른 라인 배열 구조가 요구될 수 있다. 즉, 변형된 표시장치의 특성에 맞게 배열되되, 서로 다른 신호(또는, 전압)가 인가되는 각 신호 라인들 사이에서 간섭이 발생하지 않도록 효율적으로 배치할 수 있는, 신규한 라인 배열 구조 개발이 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오픈 홀을 우회하는 신규한 라인 배열 구조를 적용하여 이웃하는 라인간의 신호 간섭을 줄이면서도 오픈 홀 영역의 면적을 최소화한 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 의한 표시장치는 기판, 오픈 홀, 제1 신호 라인들, 제2 신호 라인들을 포함한다. 기판은 액티브 영역, 베젤 영역, 오픈 홀 영역을 포함한다. 액티브 영역에는 복수의 픽셀들이 구비된다. 베젤 영역은 액티브 영역의 외측에 정의된다. 오픈 홀 영역은 액티브 영역의 내측에 정의되며, 액티브 영역 내에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 오픈 홀은 오픈 홀 영역에 구비되며, 오픈 홀 영역 내에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 제1 신호 라인들은 픽셀들에 제1 신호를 전달하기 위해 제1 방향으로 배열되며, 오픈 홀의 둘레를 따라 우회한다. 제2 신호 라인들은 픽셀들에 제2 신호를 전달하기 위해 제2 방향으로 배열되며, 오픈 홀의 둘레를 따라 우회한다. 이때, 오픈 홀 영역은 제1 오픈 홀 영역 및 제2 오픈 홀 영역을 포함한다. 제1 오픈 홀 영역에는 제1 신호 라인들만이 배열된다. 제2 오픈 홀 영역에는 제1 신호 라인들과 교차하는 제2 신호 라인들이 배열된다. 제1 오픈 홀 영역은 오픈 홀과 인접하여 배치된다. 제2 오픈 홀 영역은 제1 오픈 홀 영역의 외측에서 오픈 홀과 일정 간격 이격되어 배치된다.
제1 방향은, 제2 방향과 상이한 방향일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 데이터 라인들, 게이트 라인들, 데이터 구동회로, 게이트 구동회로를 더 포함한다. 데이터 라인들 및 게이트 라인들은 픽셀들을 구획한다. 데이터 구동회로는 데이터 라인들을 통해 픽셀들에 데이터 전압을 공급한다. 게이트 구동회로는 게이트 라인들을 통해 픽셀들에 게이트 펄스를 공급한다. 이때, 데이터 라인들과 게이트 라인들 중 어느 하나는 제1 신호 라인들이고, 다른 하나는 제2 신호 라인들이다.
제1 방향은, 제2 방향과 동일한 방향일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 데이터 라인들, 수직 게이트 라인들, 수평 게이트 라인들, 데이터 구동회로, 게이트 구동회로를 더 포함한다. 데이터 라인들, 수직 게이트 라인들, 및 수평 게이트 라인들은 픽셀들을 구획한다. 데이터 구동회로는 데이터 라인들을 통해 픽셀들에 데이터 전압을 공급한다. 게이트 구동회로는 수직 게이트 라인들을 통해 픽셀들에 게이트 펄스를 공급한다. 좌우로 이웃하는 제1 픽셀 및 제2 픽셀 사이의 제1 컬럼 경계부에는 두 개의 데이터 라인들이 배치되고, 좌우로 이웃하는 제2 픽셀 및 제3 픽셀 사이의 제2 컬럼 경계부에는 하나의 수직 게이트 라인이 배치되며, 수평 게이트 라인들은 적어도 하나 이상의 절연층을 사이에 두고, 절연층을 관통하는 콘택홀들을 통해 수직 게이트 라인에 1:1로 연결된다. 이때, 데이터 라인들 및 수직 게이트 라인들 중 적어도 어느 하나는 제1 신호 라인들이고, 다른 하나는 제2 신호 라인들이다.
제1 신호 라인들 사이의 이격 거리는, 이웃하는 제1 신호 라인과 제2 신호 라인 사이의 이격 거리보다 좁다.
제2 신호 라인들 사이의 이격 거리는, 이웃하는 제1 신호 라인과 제2 신호 라인 사이의 이격 거리보다 좁다.
본 발명은 오픈 홀을 우회하는 신규한 라인 배열 구조를 적용하여 이웃하는 라인간의 신호 간섭을 줄이면서도 오픈 홀 영역의 면적을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 휘도 불균일 등에 의해 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 문제를 방지할 수 있고, 비 표시 영역인 오픈 홀 영역의 면적을 줄여 심미성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 오픈 홀을 구비한 표시장치의 개략적인 구조를 나타낸 평면도이다.
도 2는 신호 라인들이 오픈 홀을 단순 우회하는 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 AR1 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 픽셀 어레이의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오픈 홀 영역 몇 오픈 홀 영역을 가로지르는 신호 라인들을 보여 주는 도면들이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 9는 도 8의 표시 패널에 연결된 COF를 확대하여 보여 주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 픽셀 어레이의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다.
도 11 및 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 오픈 홀 영역 몇 오픈 홀 영역을 가로지르는 신호 라인들을 보여 주는 도면들이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 의한 활용 예를 설명하기 위한 도면들이다.
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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에 의한 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD), 양자점 표시장치(Quantum Dot Display; QDD) 등의 표시장치 기반으로 구현될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 표시장치가 액정 표시장치인 경우를 예로 들어 설명한다.
본 발명의 표시장치는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 등 알려져 있는 모든 액정 모드로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 표시장치는 투과형 표시장치, 반투과형 표시장치, 반사형 표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다.
도 1은 오픈 홀을 구비한 표시장치의 개략적인 구조를 나타낸 평면도이다. 표시장치는 그 응용 분야가 다양해 짐에 따라, 다양한 형태로 변화될 수 있다. 그 일환으로, 표시장치에는 표시 장치를 관통하는 오픈 홀(HL)이 가공될 필요가 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 표시장치는 액티브 영역(AA)과 액티브 영역(AA) 외측의 베젤 영역(NA)이 정의된 기판(1)을 포함한다. 액티브 영역(AA)은 입력 영상이 구현되는 영역으로, 서로 교차되는 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획된 다수의 픽셀들을 포함한다. 베젤 영역(NA)은 액티브 영역(AA)에 구동 신호를 인가하기 위한 여러 구동 소자들이 배치된다. 예를 들어, 베젤 영역(NA)은 액티브 영역(AA) 내의 픽셀을 구동하기 위한 픽셀 구동부(IC)를 포함할 수 있다. 픽셀 구동부(IC)는 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로(Data Driving Integrated Circuit)와, 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로(Gate Driving Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
액티브 영역(AA)의 내측에는 적어도 하나 이상의 오픈 홀 영역(HLA)이 정의된다. 오픈 홀 영역(HLA)은 픽셀들 사이에 정의될 수 있다. 즉, 오픈 홀 영역(HLA)은 액티브 영역(AA)의 중심부는 물론, 액티브 영역(AA)의 어느 일측에 정의될 수 있다. 도면에서는, 오픈 홀 영역(HLA)이 대략 원형의 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 오픈 홀 영역(HLA)의 평면 형상은 오픈 홀(HL)을 우회하는 신호 라인들의 배열 패턴에 따라 달라질 수 있다.
하나의 오픈 홀 영역(HLA)에는 적어도 하나 이상의 오픈 홀(HL)이 구비될 수 있다. 오픈 홀(HL)은 액티브 영역(AA)의 내측에서 기판(1)을 관통하는 홀을 의미한다. 오픈 홀(HL)의 평면 형상은 원형, 다각형을 포함하는 평면 도형 형상일 수 있다. 즉, 오픈 홀(HL)은 설계자의 필요에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
오픈 홀 영역(HLA)에는, 오픈 홀의 둘레를 따라 실런트(sealant)(SSL, 도 2)가 도포된다. 실런트(SSL, 도 2)는 표시장치의 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재된 액정층을 밀봉하는 역할을 할 수 있다. 실런트(SSL, 도 2)는 오픈 홀(HL)과, 오픈 홀(HL)을 우회하는 신호 라인들 사이에 배치된다.
액티브 영역(AA)에는 픽셀들의 구동에 필요한 신호(또는, 전압)들이 인가되는 신호 라인들이 배치된다. 오픈 홀(HL)과 이웃한 신호 라인들은 오픈 홀(HL)을 지나 다른 픽셀들에 신호를 공급하기 위해, 오픈 홀(HL)을 우회하여 배치된다.
즉, 액티브 영역(AA)에 오픈 홀(HL)이 없는 경우, 서로 다른 신호가 인가되는 신호 라인들은 어느 일방향으로 연장되도록 배열되면 충분하다. 다만, 액티브 영역(AA)에 오픈 홀(HL)이 형성된 경우, 신호 라인들은 오픈 홀(HL)을 우회해야 하기 때문에, 종래와는 다른 방식으로 배열될 필요가 있다.
도 2는 신호 라인들이 오픈 홀을 단순 우회하는 구조를 도시한 도면이다. 도 3은 도 2의 AR1 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 방향(예를 들어, x축 방향)으로 진행하는 게이트 라인(G1 내지 G6)들은 오픈 홀(HL)을 우회하여, 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 배열된다. 게이트 라인(G1 내지 G6)들 각각은 서로 교차되지 않도록 일정 간격 이격되어 나란하게 연장된다. 제2 방향(예를 들어, y축 방향)으로 진행하는 데이터 라인(D1 내지 D6)들은 오픈 홀(HL)을 우회하여, 오픈 홀(HL)의 형상을 따라 배열된다. 데이터 라인(D1 내지 D6)들 각각은 서로 교차되지 않도록 일정 간격 이격되어 나란하게 연장된다. 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)은 일부 영역에서 서로 교차되나, 서로 다른 층에 배치되기 때문에 단락(short circuit)되지 않는다.
도시한 바와 같이, 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)은 오픈 홀(HL)의 형상을 따라 배열되되, 오픈 홀(HL)과 인접한 영역으로부터 오픈 홀(HL)과 이격되는 방향으로 서로 교번하여 배열될 수 있다. 이 경우, 서로 다른 신호가 인가되는 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)은 서로 이웃하여 배치된다. 이웃하는 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이에는 필연적으로 기생 용량이 발생한다. 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이의 기생 용량에 기인하여, 휘도 불균일 등 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 이웃하는 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이의 기생 용량이 증가하면, 신호 간섭에 의한 RC 딜레이(RC delay)가 발생한다. 이는 특정 픽셀에 원하는 레벨 만큼의 전압 충전을 어렵게 한다. 다시 말해, 이웃하는 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이의 기생 용량에 기인하여, 특정 픽셀의 휘도 왜곡이 발생할 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)은 오픈 홀(HL)의 형상을 따라 우회하며, 일부 영역(R)에서 서로 나란하게 진행한다. 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)이 나란하게 진행하는 일부 영역(R)에서는, 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)의 수평 방향으로의 중첩 면적이 넓기 때문에 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이의 기생 용량이 증가한다. 기생 용량은 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)이 인접 배치됨에 따라 더욱 증가한다. 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)의 기생 용량을 줄이기 위해, 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)은 일정 간격(L1) 이격되어 배열되는 것이 바람직하다.
다만, 서로 교번하여 배열되는 게이트 라인(G1 내지 G6)들과 데이터 라인(D1 내지 D6)들 사이마다 소정의 간격(L1)만큼 이격시키는 경우, 오픈 홀 영역(HLA)의 전체 면적이 증가한다. 오픈 홀 영역(HLA)은 입력 영상이 구현되지 않는 비 표시 영역이다. 즉, 오픈 홀 영역(HLA)에는 픽셀들이 구비되지 않으며, 오픈 홀(HL)을 따라 우회하는 신호 라인들만이 배치된다. 입력 영상이 구현되는 액티브 영역(AA) 내에 비 표시 영역이 형성되는 경우, 이는 사용자에게 명확히 인지되어 표시장치의 심미성을 저하시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 오픈 홀 영역(HLA)에서 게이트 라인(G1 내지 G6)들과 데이터 라인(D1 내지 D6)들을 교번하여 배열하는 경우, 기생 용량에 기인한 표시 품질 저하 문제와, 오픈 홀 영역(HLA)이 차지하는 면적의 증가 문제는 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있다. 따라서, 오픈 홀 영역(HLA)의 면적을 넓히지 않으면서도, 게이트 라인(G1 내지 G6)과 데이터 라인(D1 내지 D6)의 기생 용량을 줄일 수 있는 신규한 라인 배열 구조가 요구된다.
본 발명에 의한 표시장치는, 오픈 홀 영역(HLA)에서, 제1 신호 라인들과 제2 신호 라인들이 인접하여 배치됨으로써 필연적으로 발생하는 기생 용량에 기인한 불량을 줄이면서도, 오픈 홀 영역의 면적을 최소화하기 위한 것이다. 예를 들어, 제1 신호 라인은 데이터 전압이 인가되는 데이터 라인일 수 있다. 제2 신호 라인은 게이트 펄스가 인가되는 게이트 라인일 수 있다.
이를 위하여, 본 발명은 제1 신호 라인들과 제2 신호 라인들을 이분(二分)하여 분리 배치하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은, 제1 방향으로 연장되어 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하는 제1 신호 라인들과, 제2 방향으로 연장되어 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하는 제2 신호 라인들을 각각 제1 오픈 홀 영역과 제2 오픈 홀 영역에 분할 배치한다. 제1 방향은 제2 방향과 서로 교차될 수 있고, 서로 나란할 수 있다. 즉, 제1 방향은 제2 방향과 서로 다른 방향이거나, 동일한 방향일 수 있다.
제1 오픈 홀 영역에 배열되는 제1 신호 라인들은 기 설정된 거리만큼 이격되며, 서로 나란하게 배열된다. 상기 기 설정된 거리는 제1 신호 라인들이 서로 단락되지 않을 정도로 이격된 최소 거리를 의미한다. 제2 오픈 홀 영역에 배열되는 제2 신호 라인들은 기 설정된 거리만큼 이격되며, 서로 나란하게 배열된다. 상기 기 설정된 거리는 제2 신호 라인들이 서로 단락되지 않을 정도로 이격된 최소 거리를 의미한다.
이때, 제1 오픈 홀 영역과 제2 오픈 홀 영역 사이에 정의된 경계선과 인접한 영역에서는, 게이트 라인과 데이터 라인이 이웃하여 나란하게 배열된다. 본 발명은 경계선과 인접한 게이트 라인과 데이터 라인 사이의 기생 용량을 줄이기 위해, 양자를 기 설정된 거리 만큼 이격시킬 수 있다. 상기 기 설정된 거리는 경계선과 인접한 게이트 라인과 데이터 라인 사이의 기생 용량에 기인한 불량을 줄일 수 있는 최소 거리를 의미한다.
본 발명은 인접한 게이트 라인과 데이터 라인 사이를 이격시킴으로써, 게이트 라인과 데이터 라인 사이의 기생 용량을 줄일 수 있다. 아울러, 본 발명은 게이트 라인과 데이터 라인이 이웃하여 배치되는 영역을 경계선 영역으로 한정시킴으로써 오픈 홀 영역의 면적을 최소화할 수 있다.
이하, 설명하는 픽셀 어레이 구조들은 본 발명의 특징을 설명하기 위한 일 예에 불과한 것임에 주의하여야 한다. 즉, 아래 실시예들은 제1 신호 라인들과 제2 신호 라인들이 서로 다른 방향으로 진행하는 경우와, 동일한 방향으로 진행하는 경우의 일 예를 설명하기 위해 도시한 픽셀 어레이들이다.
<제1 실시예>
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시장치를 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시장치는 표시패널(PNL), 드라이브 IC(Integrated Circuit), 타이밍 콘트롤러(Timing Controller, TCON)(12) 등을 포함한다.
표시패널(PNL)은 액정셀(Clc)을 사이에 두고 대향하는 상부 기판과 하부 기판을 포함한다. 표시패널(PNL)에서 영상 데이터는 매트릭스 형태로 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이 영역에 표시된다. 픽셀 어레이는 하부 기판에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함) 어레이와, 상부 기판에 형성된 컬러필터 어레이를 포함한다. COT(Color filter on TFT) 공정을 이용하면, 컬러 필터는 하부 기판의 TFT 어레이에 형성될 수 있다.
TFT 어레이에는 수직 라인들과 수평 라인들을 포함한다. 수직 라인들은 표시패널(PNL)의 수직 방향(y축 방향)을 따라 형성된다. 수평 라인들은 표시패널(PNL)의 수평 방향(x축 방향)을 따라 형성되어 수직 라인들과 교차된다. 수직 라인들은 데이터 전압이 인가되는 데이터 라인들(DL)을 포함한다. 수평 라인들은 게이트 펄스가 인가되는 게이트 라인들(GL)을 포함한다.
TFT 어레이에서, 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차부마다 TFT들이 형성된다. TFT는 게이트 라인(GL)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 액정셀(Clc)의 픽셀 전극(1)에 공급한다. 액정셀들(Clc) 각각은 TFT를 통해 데이터 전압을 충전하는 픽셀 전극(1)과 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극(2)의 전압차에 의해 구동된다. 액정셀(Clc)에는 액정셀의 전압을 1 프레임 기간 동안 유지시키는 스토리지 커패시터(Cst)가 접속된다. 표시패널(PNL)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고, 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
드라이브 IC는 소스 드라이브 IC(SIC, 10_1)와 게이트 드라이브 IC(GIC, 10_2)를 포함하는 표시패널(PNL)의 구동회로이다. 소스 드라이브 IC(SIC)와 게이트 드라이브 IC(GIC)는 COF(Chip on film)와 같은 연성회로기판 상에 함께 실장될 수 있다. COF의 입력단은 PCB(Printed Circuit Board)에 접합되고, COF의 출력단은 표시패널(PNL)의 하부 기판에 접합될 수 있다. 게이트 드라이브 IC(GIC)는 GIP(Gate-driver In Panel) 회로의 방식에 따라 표시패널(PNL)의 베젤 영역 상에 직접 배치될 수 있다.
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 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 게이트 드라이브 IC(GIC)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔펄스)를 제1 게이트 라인으로부터 제n 게이트 라인까지 순차적으로 공급한다.
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 신호들을 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 본 발명의 제1 실시예에 따른 픽셀 어레이의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오픈 홀 영역 몇 오픈 홀 영역을 가로지르는 신호 라인들을 보여 주는 도면들이다. 도 5 내지 도 7 에서, 'D1~D9'는 데이터 라인들, 'G1~G6'는 게이트 라인들을 의미한다.
도 5를 참조하면, 'T1' 및 'PIX1'은 각각 제1 픽셀(P1)의 TFT와 픽셀 전극을 의미하고, 'T2' 및 'PIX2'은 각각 제2 픽셀(P2)의 TFT와 픽셀 전극을 의미하며, 'T3' 및 'PIX3'은 각각 제3 픽셀(P3)의 TFT와 픽셀 전극을 의미한다.
제1 TFT(T1)는 제2 게이트 라인(G2)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 제3 데이터 라인(D3, D8)으로부터의 데이터 전압을 제1 픽셀 전극(PIX1)에 공급한다. 제1 TFT(T1)는 제2 게이트 라인(G2)과 일체화된 게이트 전극, 제3 데이터 라인(D3)과 일체화된 드레인 전극, 및 제1 픽셀 전극(PIX1)에 연결된 소스 전극을 포함할 수 있다.
제2 TFT(T2)는 제2 게이트 라인(G2)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 제2 데이터 라인(D2)으로부터의 데이터 전압을 제2 픽셀 전극(PIX2)에 공급한다. 제2 TFT(T2)는 제2 게이트 라인(G2)과 일체화된 게이트 전극, 제2 데이터 라인(D2)과 일체화된 드레인 전극, 및 제2 픽셀 전극(PIX2)에 연결된 소스 전극을 포함할 수 있다.
제3 TFT(T3)는 제3 게이트 라인(G3)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 제2 데이터 라인(D2)으로부터의 데이터 전압을 제3 픽셀 전극(PIX3)에 공급한다. 제3 TFT(T3)는 제3 게이트 라인(G3)과 일체화된 게이트 전극, 제2 데이터 라인(D2)과 일체화된 드레인 전극, 및 제3 픽셀 전극(PIX3)에 연결된 소스 전극을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 픽셀 어레이에는 공통전압(Vcom)이 공급되는 공통 전극들이 더 구비되며, 공통전극은 픽셀 전극(PIX1, PIX2, PIX3)과 함께 전계를 형성하여 액정 분자들을 구동한다.
도 6 및 도 7을 더 참조하면, 오픈 홀 영역(HLA)은 적어도 하나 이상의 오픈 홀(HL)을 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 하나의 오픈 홀 영역(HLA)에 하나의 오픈 홀(HL)이 형성된 경우를 예로 들어 설명한다. 오픈 홀 영역(HLA)은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과, 제2 오픈 홀 영역(HLA2)을 포함한다. 제1 오픈 홀 영역(HLA1)은 오픈 홀(HL)과 인접 배치된다. 제2 오픈 홀 영역(HLA2)은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)의 외측에 배치되며, 오픈 홀(HL)과 일정 거리 이격된다. 즉, 오픈 홀 영역(HLA)은 경계선(GDL)을 사이에 두고, 오픈 홀(HL)과 인접한 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과, 오픈 홀(HL)과 이격된 제2 오픈 홀 영역(HLA2)으로 구획된다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치는 수직 방향으로 연장된 데이터 라인(D1 내지 D9)들과, 수평 방향으로 연장되며 데이터 라인(D1 내지 D9)들과 서로 교차하는 게이트 라인(G1 내지 G6)들을 포함한다. 데이터 전압은 수직 방향으로 연장된 데이터 라인(D1 내지 D9)의 일단과 타단 중 어느 하나, 혹은 양단에 인가될 수 있다. 게이트 펄스는 수평 방향으로 연장된 게이트 라인(G1 내지 G6)의 일단과 타단 중 어느 하나, 혹은 양단에 인가될 수 있다.
제1 오픈 홀 영역(HLA1)에는 데이터 라인(D3 내지 D8)들만이 배치된다. 수직 방향을 따라 연장되는 데이터 라인(D3 내지 D8)들은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라, 오픈 홀(HL)을 우회하여 배치된다. 오픈 홀(HL)을 우회하는 데이터 라인(D3 내지 D8)들은 서로 단락되지 않는 최소 간격(L2)을 갖도록 배치될 수 있다. 이웃하는 데이터 라인(D3 내지 D8)들 사이의 이격 거리(L2)는, 게이트 라인(G2 내지 G5)과 데이터 라인(D3 내지 D8) 사이의 기생 용량을 줄이기 위해 확보해야 하는 이격 거리(L1)보다 짧다(도 6).
제2 오픈 홀 영역(HLA2)에는 게이트 라인(G2 내지 G5)들이 배치된다. 수평 방향을 따라 연장되는 게이트 라인(G2 내지 G5)들은 제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라, 오픈 홀(HL)을 우회하여 배치된다. 오픈 홀(HL)을 우회하는 게이트 라인(G2 내지 G5)들은 서로 단락되지 않는 최소 간격(L3)을 갖도록 배치될 수 있다. 이웃하는 게이트 라인(G2 내지 G5)들 사이의 이격 거리(L3)는, 게이트 라인(G2 내지 G5)과 데이터 라인(D3 내지 D8) 사이의 기생 용량을 줄이기 위해 확보해야 하는 이격 거리(L1)보다 짧다.
제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서, 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 우회하는 게이트 라인(G2 내지 G5)들 중 적어도 어느 하나는, 수직 방향을 따라 연장되는 데이터 라인(D3 내지 D8)들 중 적어도 어느 하나와 교차된다. 이때, 제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서, 데이터 라인(D3 내지 D8)들과 게이트 라인(G2 내지 G5)들은 서로 교차될 뿐 나란하게 배열되지 않기 때문에, 데이터 라인(D3 내지 D8)과 게이트 라인(G2 내지 G5) 사이의 기생 용량은 크지 않다(도 7).
도면에서는, 오픈 홀(HL)을 우회하는 신호 라인들이 오픈 홀(HL)의 형상을 따라 배열된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 오픈 홀(HL)을 우회하는 신호 라인들은 오픈 홀(HL) 주위에서, 직선 또는 곡선 또는 그들의 조합에 의한 다양한 형상을 가질 수 있다.
제1 오픈 홀 영역(HLA1)의 가장 외측에 배치된 데이터 라인(D3, D8)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2)의 가장 내측에 배치된 게이트 라인(G3, G4)은, 일부 영역에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 서로 나란하게 배열된다. 즉, 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2) 사이의 경계선(GDL)과 인접한 데이터 라인(D3, D8)과 게이트 라인(G3, G4)은 일부 영역에서 나란하게 배열된다. 경계선(GDL)과 인접한 데이터 라인(D3, D8)과 게이트 라인(G3, G4) 사이의 기생 용량을 최소화하기 위해, 경계선(GDL)과 인접한 데이터 라인(D3, D8)과 게이트 라인(G3, G4)은 서로 일정 간격(L1) 이격되도록 배열한다.
본 발명에서 이웃하는 게이트 라인(G3, G4)과 데이터 라인(D3, D8)이 나란하게 배열되는 영역은, 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2)의 경계선(GDL)이 정의되는 영역 뿐이다. 즉, 게이트 라인(G1 내지 G6, 도 2)과 데이터 라인(D1 내지 D6, 도 2)들이 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 우회하되 서로 교번하여 배열되는 경우에 비해, 게이트 라인(G3, G4)과 데이터 라인(D3, D8)이 나란하게 배열되는 영역이 상당수 줄어든다. 다시 말해, 본 발명은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2) 사이의 경계선(GDL) 영역에서만 게이트 라인(G3, G4)과 데이터 라인(D3, D8)이 이웃하여 배치되도록 설계한다. 본 발명은 게이트 라인(G2 내지 G5)들과 데이터 라인(D3 내지 D8)들을 분할 배치함으로써, 게이트 라인(G3, G4)과 데이터 라인(D3, D8)이 이웃하여 배치되는 영역을 경계선(GDL) 영역으로 한정시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예는 기생 용량을 줄이기 위해, 경계선(GDL)과 인접한 게이트 라인(G3, G4)과 데이터 라인(D3, D8) 사이에만 소정의 이격 거리(L1)를 확보하면 충분하다. 본 발명의 제1 실시예는, 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 배열되는 신호 라인들 사이의 기생 용량을 최소화하여 특정 픽셀에 원하는 레벨 만큼의 전압 충전을 용이하게 하면서도, 비 표시 영역인 오픈 홀 영역(HLA)의 면적을 최소화하여 심미성을 향상시킨 표시장치를 제공할 수 있다.
상기 제1 실시예를 설명함에 있어서, 제1 오픈 홀 영역에 수직 방향으로 연장되는 데이터 라인만이 배치되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 제1 오픈 홀 영역에 수평 방향으로 진행하는 게이트 라인만이 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하여 배치되는 경우도 포함한다. 이 경우, 제2 오픈 홀 영역에는 데이터 라인이 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하여 배치되며, 게이트 라인과 교차된다.
<제2 실시예>
이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시장치를 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 9는 도 8의 표시 패널에 연결된 COF를 확대하여 보여 주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시장치는 표시패널(PNL), 드라이브 IC(Integrated Circuit, DIC)(10), 타이밍 콘트롤러(Timing Controller, TCON)(12) 등을 포함한다.
표시패널(PNL)은 액정셀(Clc)을 사이에 두고 대향하는 상부 기판과 하부 기판을 포함한다. 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. COT(Color filter on TFT) 공정을 이용하면, 컬러 필터는 하부 기판의 TFT 어레이에 형성될 수 있다.
TFT 어레이에는 수직 라인들과 수평 라인들을 포함한다. 수직 라인들은 표시패널(PNL)의 수직 방향(y축 방향)을 따라 형성된다. 수평 라인들은 표시패널(PNL)의 수평 방향(x축 방향)을 따라 형성되어 수직 라인들과 교차된다. 수직 라인들은 데이터 라인들(DL), 및 수직 게이트 라인들(VGL)을 포함한다. 수평 라인들은 수직 게이트 라인들(VGL)을 통해 게이트 펄스가 인가되는 수평 게이트 라인들(HGL)을 포함한다. 수평 게이트 라인들(HGL)은 콘택홀들(CONT1, 도 10)을 통해 수직 게이트 라인들(VGL)과 1:1로 연결되어 수직 게이트 라인들(VGL)을 통해 게이트 펄스를 공급받는다.
TFT 어레이에서, 데이터 라인들(DL)과 수평 게이트 라인들(HGL)의 교차부마다 TFT들이 형성된다. TFT는 수평 게이트 라인(HGL)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 수직 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 액정셀(Clc)의 픽셀 전극(1)에 공급한다. 액정셀들(Clc) 각각은 TFT를 통해 데이터 전압을 충전하는 픽셀 전극(1)과 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극(2)의 전압차에 의해 구동된다. 액정셀(Clc)에는 액정셀의 전압을 1 프레임 기간 동안 유지시키는 스토리지 커패시터(Cst)가 접속된다. 표시패널(PNL)의 상부 기판과 하부 기판 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 포함하는 표시패널(PNL)의 구동회로이다. 소스 드라이브 IC(SIC)와 게이트 드라이브 IC(GIC)는 COF와 같은 연성회로기판 상에 함께 실장될 수 있다. COF의 입력단은 PCB에 접합되고, COF의 출력단은 표시패널(PNL)의 하부 기판에 접합될 수 있다. COF에서, 소스 드라이브 IC(SIC)에 연결된 라인들(도 9, 점선)과 게이트 드라이브 IC(GIC)에 연결된 라인들(도 9, 실선)이 전기적으로 분리될 수 있도록 그 라인들 사이에는 절연층이 형성된다.
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 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 게이트 드라이브 IC(GIC)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔펄스)를 제1 수직 게이트 라인으로부터 제n 수직 게이트 라인까지 순차적으로 공급한다.
모든 드라이브 IC들(DIC)이 표시패널(PNL)의 상단 또는 하단에 연결된 COF에 형성되고, 수직 게이트 라인들(HGL)을 통해 수평 게이트 라인들(HGL)에 게이트 펄스가 인가된다. 따라서, 표시패널(PNL)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에는 게이트 드라이브 IC가 접합되거나 내장될 필요가 없고, 표시패널(PNL)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에 수평 게이트 라인들(HGL)과 게이트 드라이브 IC를 연결하는 라우팅(routing) 라인들이 형성되지 않는다. 그 결과, 표시패널(PNL)에서 COF와 연결된 일측의 베젤 영역을 제외한 나머지 베젤 영역의 폭은 최소화될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 픽셀 어레이의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다. 도 11 및 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 오픈 홀 영역 몇 오픈 홀 영역을 가로지르는 신호 라인들을 보여 주는 도면들이다. 도 4 에서, 'D1~D8'은 데이터 라인들, 'VG1~VG4'는 수직 게이트 라인들, 'HG1~HG4'는 수평 게이트 라인들을 의미한다.
도 10을 참조하면, 수평 방향에서 이웃한 픽셀들 사이에는 하나의 수직 게이트 라인(VG1~VG4)이 형성되거나 두 개의 데이터 라인들(D1~D6)이 형성된다. 예를 들어, 도 4 및 도 5와 같이 제1 내지 제3 픽셀들(P1~P3)이 한 라인에 나란히 배치될 때 좌우로 이웃한 제1 픽셀과 제2 픽셀 사이의 제1 컬럼 경계부(CB1)에는 두 개의 데이터 라인들(D1, D2)이 형성된다. 이에 비하여, 좌우로 이웃한 제2 픽셀(P2)과 제3 픽셀(P3) 사이의 제2 컬럼 경계부(CB2)에는 하나의 수직 게이트 라인(VG2)이 형성된다. 수직 게이트 라인들(VG1~VG4)은 콘택홀들(CONT1)을 통해 수평 게이트 라인들(HG1~HG4)에 1:1로 연결된다. 수직 게이트 라인들(VG1~VG4)에는 TFT가 연결되지 않는다.
제1 픽셀(P1)의 TFT와 픽셀 전극을 각각 'T1' 및 'PIX1'이라 하고, 제2 픽셀(P)의 TFT와 픽셀 전극을 각각 'T2' 및 'PIX2'이라 할 때, 제1 및 제2 픽셀들(P1, P2)의 접속 관계를 설명하면 다음과 같다. 제1 픽셀(P1)의 TFT(T1)와 픽셀 전극(PIX1)은 제1 데이터 라인(D1)의 좌측에 배치된다. TFT(T1)는 제1 수평 게이트 라인(HG1)으로부터의 제1 게이트 펄스에 응답하여 제1 데이터 라인(D1)으로부터의 데이터 전압을 픽셀 전극(PIX1)에 공급한다. TFT(T1)는 제1 수평 게이트 라인(HG1)과 일체화된 게이트 전극, 제1 데이터 라인(D1)과 일체화된 드레인 전극, 및 픽셀 전극(PIX1)에 연결된 소스 전극을 포함할 수 있다. 제2 픽셀(P2)의 TFT(T2)와 픽셀 전극(PIX2)은 제2 데이터 라인(D2)의 우측에 배치된다. TFT(T2)는 제1 수평 게이트 라인(HG1)으로부터의 제1 게이트 펄스에 응답하여 제2 데이터 라인(D2)으로부터의 데이터 전압을 픽셀 전극(PIX2)에 공급한다. TFT(T2)는 제1 수평 게이트 라인(HG1)과 일체화된 게이트 전극, 제2 데이터 라인(D2)과 일체화된 드레인 전극, 및 픽셀 전극(PIX2)에 연결된 소스 전극을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 공통전압(Vcom)이 공급되는 공통전압 공급 라인은 수평 게이트 라인(HG1~HG4)과 같은 게이트 금속으로 형성된다. 공통전압 공급 라인은 콘택홀을 통해 각 픽셀(P1, P2, P3)마다 형성된 공통전극에 연결되어 공통전압(Vcom)을 각 픽셀(P1, P2, P3)들에 분배한다. 공통전극은 픽셀 전극(PIX1, PIX2)과 함께 전계를 형성하여 액정 분자들을 구동한다.
도 11 및 도 12를 더 참조하면, 오픈 홀 영역(HLA)은 적어도 하나 이상의 오픈 홀(HL)을 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 하나의 오픈 홀 영역에 하나의 오픈 홀(HL)이 형성된 경우를 예로 들어 설명한다. 오픈 홀 영역(HLA)은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과, 제2 오픈 홀 영역(HLA2)을 포함한다. 제1 오픈 홀 영역(HLA1)은 오픈 홀(HL)과 인접 배치된다. 제2 오픈 홀 영역(HLA2)은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)의 외측에 배치되며, 오픈 홀(HL)과 일정 거리 이격된다. 즉, 오픈 홀 영역(HLA)은 경계선(GDL)을 사이에 두고, 오픈 홀(HL)과 인접한 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과, 오픈 홀(HL)과 이격된 제2 오픈 홀 영역(HLA2)으로 구획된다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치는 수직 방향으로 연장된 데이터 라인들(D1 내지 D8) 및 수직 게이트 라인들(VG1 내지 VG4), 수평 방향으로 연장되며 데이터 라인들(D1 내지 D8) 및 수직 게이트 라인들(VG1 내지 VG4)과 서로 교차하는 수평 게이트 라인들(HG1 내지 HG4)을 포함한다. 데이터 전압은 수직 방향으로 연장된 데이터 라인(D1 내지 D8)의 일단과 타단 중 어느 하나, 혹은 양단에 인가될 수 있다. 게이트 펄스는 수직 방향으로 연장된 수직 게이트 라인들(VG1 내지 VG4)의 일단과 타단 중 어느 하나, 혹은 양단에 인가될 수 있다. 수평 게이트 라인들(HG1 내지 HG4)은 콘택홀들(CONT1, 도 10)을 통해 수직 게이트 라인들과 1:1로 연결되어 수직 게이트 라인들(VG1 내지 VG4)을 통해 게이트 펄스를 공급받는다.
제1 오픈 홀 영역(HLA1)에는 데이터 라인(D1 내지 D6)들만이 배치된다. 수직 방향을 따라 연장되는 데이터 라인(D1 내지 D6)들은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라, 오픈 홀(HL)을 우회하여 배치된다. 오픈 홀(HL)을 우회하는 데이터 라인(D1 내지 D6)들은 서로 단락되지 않는 최소 간격(L2)을 갖도록 배치될 수 있다. 이웃하는 데이터 라인(D1 내지 D6)들 사이의 이격 거리(L2)는, 게이트 라인과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이의 기생 용량을 줄이기 위해 확보해야 하는 이격 거리(L1)보다 짧다.
제2 오픈 홀 영역(HLA2)에는 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들이 배치된다. 수직 방향을 따라 연장되는 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들은 제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라, 오픈 홀(HL)을 우회하여 배치된다. 오픈 홀(HL)을 우회하는 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들은 서로 단락되지 않는 최소 간격(L3)을 갖도록 배치될 수 있다. 이웃하는 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들 사이의 이격 거리(L3)는, 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이의 기생 용량을 줄이기 위해 확보해야 하는 이격 거리(L1)보다 짧다.
제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서, 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 우회하는 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들 중 적어도 어느 하나는, 수직 방향을 따라 연장되는 데이터 라인(D1 내지 D6)들 중 적어도 어느 하나와 교차된다. 이때, 제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서, 데이터 라인(D1 내지 D6)들과 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들은 서로 교차될 뿐 나란하게 배열되지 않기 때문에, 데이터 라인(D1 내지 D6)과 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4) 사이의 기생 용량은 크지 않다.
도면에서는, 오픈 홀(HL)을 우회하는 신호 라인들이 오픈 홀(HL)의 형상을 따라 배열된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 오픈 홀(HL)을 우회하는 신호 라인들은 오픈 홀(HL) 주위에서, 직선 또는 곡선 또는 그들의 조합에 의한 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예와 같은 구조에서는, 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들과 데이터 라인(D1 내지 D8)들이 동일층에 형성될 수 있다. 이 경우, 오픈 홀(HL)을 우회하는 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들과 데이터 라인(D1 내지 D6)들은 제2 오픈 홀 영역에서 서로 교차되어 단락될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 제2 실시예는 데이터 라인(D1 내지 D6)들과 연결되는 데이터 라우팅 라인을 더 포함할 수 있다. 데이터 라우팅 라인들의 일측은 적어도 하나 이상의 절연층을 사이에 두고, 절연층을 관통하는 콘택홀(CONT2)을 통해 대응되는 데이터 라인(D1 내지 D6)들과 연결된다. 데이터 라우팅 라인들의 타측은 적어도 하나 이상의 절연층을 사이에 두고, 절연층을 관통하는 콘택홀(CONT3)을 통해 대응되는 데이터 라인(D1 내지 D6)들과 연결된다. 콘택홀들(CONT2, CONT3)은 오픈 홀 영역의 내측 및 외측에 형성될 수 있다. 콘택홀들(CONT2, CONT3)은 오픈 홀 영역의 경계와 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
데이터 라우팅 라인들은 제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라, 오픈 홀(HL)을 우회하여 배치된다. 데이터 라우팅 라인들은 제2 오픈 홀 영역(HLA2)에서 적어도 하나 이상의 절연층을 사이에 두고 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)과 교차한다. 설명의 편의를 위해, 데이터 전압이 인가되는 데이터 라우팅 라인은, 데이터 라우팅 라인의 일단과 타단에 각각 연결되는 데이터 라인(D1 내지 D6)과 함께, 데이터 라인(D1 내지 D6)으로 명명하여 설명한다.
수평 게이트 라인(HG1 내지 HG4)은 오픈 홀(HL)을 우회하지 않을 수 있다. 수평 게이트 라인(HG1 내지 HG4)은 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)으로부터 공급된 게이트 펄스를 해당 픽셀에 전달하는 기능을 한다. 따라서, 오픈 홀 영역(HLA)에는 픽셀이 구비되지 않기 때문에, 수평 게이트 라인(HG1 내지 HG4)이 오픈 홀 영역(HLA)을 지날 필요는 없다. 이에 한정되는 것은 아니나, 수평 게이트 라인(HG1 내지 HG4)이 오픈 홀 영역(HLA)에서 오픈 홀(HL)을 따라 우회하는 경우, 오픈 홀 영역(HLA)의 면적이 증가하여, 표시 장치의 심미성이 저하된다. 따라서, 오픈 홀 영역(HLA)을 향하는 수평 게이트 라인(HG1 내지 HG4)은 오픈 홀 영역(HLA)과 인접한 픽셀까지만 배치되는 것이 바람직하다.
제1 오픈 홀 영역(HLA1)의 가장 외측에 배치된 데이터 라인(D1, D6)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2)의 가장 내측에 배치된 수직 게이트 라인(VG2, VG3)은, 일부 영역에서 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 서로 나란하게 배열된다. 즉, 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2) 사이의 경계선(GDL)과 인접한 데이터 라인(D1, D6)과 수직 게이트 라인(VG2, VG3)은 일부 영역에서 나란하게 배열된다. 경계선(GDL)과 인접한 데이터 라인(D1, D6)과 수직 게이트 라인(VG2, VG3) 사이의 기생 용량을 최소화하기 위해, 경계선(GDL)과 인접한 데이터 라인(D1, D6)과 수직 게이트 라인(VG2, VG3)은 서로 일정 간격(L1) 이격되도록 배열한다.
본 발명의 제2 실시예에서 이웃하는 수직 게이트 라인(VG2, VG3)과 데이터 라인(D1, D6)이 나란하게 배열되는 영역은, 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2)의 경계선(GDL)이 정의되는 영역 뿐이다. 즉, 게이트 라인(G1 내지 G6, 도 2)과 데이터 라인(D1 내지 D6, 도 2)들이 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 우회하되 서로 교번하여 배열되는 경우에 비해, 수직 게이트 라인(VG2, VG3)과 데이터 라인(D1, D6)이 나란하게 배열되는 영역이 상당수 줄어든다. 다시 말해, 본 발명은 제1 오픈 홀 영역(HLA1)과 제2 오픈 홀 영역(HLA2) 사이의 경계선(GDL) 영역에서만 수직 게이트 라인(VG2, VG3)과 데이터 라인(D1, D6)이 이웃하여 배치되도록 설계한다. 본 발명은 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)들과 데이터 라인(D1 내지 D6)들을 분할 배치함으로써, 수직 게이트 라인(VG2, VG3)과 데이터 라인(D1, D6)이 이웃하여 배치되는 영역을 경계선(GDL) 영역으로 한정시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제2 실시예는 기생 용량을 줄이기 위해, 경계선(GDL)과 인접한 수직 게이트 라인(VG1 내지 VG4)과 데이터 라인(D1 내지 D6) 사이에만 소정의 이격 거리(L1)를 확보하면 충분하다. 본 발명의 제2 실시예는, 오픈 홀(HL)의 둘레를 따라 배열되는 신호 라인들 사이의 기생 용량을 최소화하여 특정 픽셀에 원하는 레벨 만큼의 전압 충전을 용이하게 하면서도, 비 표시 영역인 오픈 홀 영역(HLA)의 면적을 최소화하여 심미성을 향상시킨 표시장치를 제공할 수 있다.
상기 제2 실시예를 설명함에 있어서, 제1 오픈 홀 영역에 수직 방향으로 연장되는 데이터 라인만이 배치되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 제1 오픈 홀 영역에 수직 방향으로 진행하는 수직 게이트 라인만이 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하여 배치되는 경우도 포함한다. 이 경우, 제2 오픈 홀 영역에는 데이터 라인이 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하여 배치되며, 수직 게이트 라인과 교차된다.
<제3 실시예>
이하, 도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명에 의한 표시장치의 제3 실시예를 설명한다. 도 13 및 도 14는 본 발명에 의한 활용 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13을 참조하면, 최근 사용자의 몸에 착용하는 웨어러블(wearable) 타입 및 자동차 계기판 등에 구비되는 표시장치(DP)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들어, 와치 타입(watch type), 글래스 타입(glass type)의 표시장치(DP)에 대한 시도가 이루어지고 있다. 이러한 표시장치(DP)를 다양한 분야에서 활용하기 위해, 표시 영역 내에 구비되는 오픈 홀(HL)이 필요한 경우가 있다. 예를 들어, 표시장치(DP)는 사용자의 옷에 고정되거나, 시계의 스트랩(strap)에 고정되기 위한 체결 구조가 필요하다.
체결 구조는 액티브 영역(AA) 외부의 베젤 영역(NA)에 구비될 수도 있으나, 구조적 제약, 설계상의 필요, 혹은 사용자의 요구에 따라 액티브 영역(AA)에 구비되어야 할 경우가 있다. 본 발명에서 기술하는 기술적 사상은 액티브 영역(AA)내에 오픈 홀(HL)을 구비할 필요가 있는 다양한 타입의 표시장치에 적용될 수 있다.
도 14를 더 참조하면, 본 발명에 의한 표시장치는 와치 타입의 표시장치(DD)일 수 있다.
본 발명에 의한 와치 타입의 표시장치(DD)는 표시장치(DD)의 전면(前面)에 구비되는 시계 바늘(100) 및 표시장치(DD)의 배면에 구비되는 시계 구동부(101)를 더 포함한다. 시계 바늘(100)과 시계 구동부(101)는, 오픈 홀(HL)을 통해 서로 연결된다.
시계 바늘(100)은 오픈 홀(HL)을 관통하는 중심축을 기준으로 회전하는 시침, 분침, 초침을 포함할 수 있다. 시계 구동부(101)는 시계 바늘(100)을 구동시키는 기능을 한다. 시계 바늘(100)은 시계 구동부(101)를 통해 아날로그 방식으로 구동한다. 시계 구동부(101)는 공지된 다양한 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, 와치 타입의 표시장치(DD)는, 배터리를 통해 움직이는 쿼츠 무브먼트 방식(quartz movement type), 태엽을 이용하는 태엽 방식(manual winding watch), 시계 하우징의 움직임을 감지하는 오토메틱 방식(automatic type), 중력의 오차까지 계산하여 구동하는 뚜르비옹 방식(tourbillon type)으로 구동될 수 있다.
와치 타입의 표시장치(DD)는 픽셀들을 구동하기 위한 표시 패널 구동부(201), 및 시계를 구동하기 위한 시계 구동부(101)를 각각 구비한다. 표시 패널 구동부(201)와, 표시 패널 구동부(201)는 별도로 동작한다. 시계 구동부(101)와 표시 패널 구동부(201)는 필요에 따라서 서로 연동될 수 있으나, 기본적으로 구분되어 별개로 동작한다. 따라서, 기 설정된 이벤트가 수행되는 경우, 예를 들어 무선 통신부 등을 통한 콜(call) 송/수신, 메시지(message) 송/수신, 정보 송/수신과 같은 이벤트가 수행되는 경우에는 표시 패널 구동부(201)를 통해 각 픽셀들이 구동한다. 이와 별도로 시계 바늘(100)은 시계 구동부(101)를 통해 상시 구동된다.
이와 같이 구성된 와치 타입의 표시장치(DD)는 시간을 확인하기 위해 픽셀을 구동할 필요가 없다. 따라서 본 발명은 표시장치(DD)의 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있고, 시간을 확인하기 위한 불필요한 동작을 수행할 필요가 없다.
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.
AA : 액티브 영역 NA : 베젤 영역
HLA : 오픈 홀 영역 HLA1 : 제1 오픈 홀 영역
HLA2 : 제2 오픈 홀 영역 HL : 오픈 홀
GDL : 경계선

Claims (7)

  1. 복수의 픽셀들이 구비된 액티브 영역, 상기 액티브 영역의 외측에 정의된 베젤 영역 및 상기 액티브 영역의 내측에 정의된 적어도 하나 이상의 오픈 홀 영역을 갖는 기판;
    상기 오픈 홀 영역에 구비된 적어도 하나 이상의 오픈 홀;
    제1 방향으로 배열되며, 상기 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하는 제1 신호 라인들; 및
    제2 방향으로 배열되며, 상기 오픈 홀의 둘레를 따라 우회하는 제2 신호 라인들을 포함하고,
    상기 오픈 홀 영역은,
    상기 제1 신호 라인들만이 배열되며, 상기 오픈 홀과 인접한 제1 오픈 홀 영역; 및
    상기 제1 신호 라인들과 교차하는 상기 제2 신호 라인들이 배열되며, 상기 오픈 홀과 이격된 제2 오픈 홀 영역을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향은,
    상기 제2 방향과 상이한 방향인 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 픽셀들을 구획하는 데이터 라인들, 및 게이트 라인들;
    상기 데이터 라인들을 통해 상기 픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동회로; 및
    상기 게이트 라인들을 통해 상기 픽셀들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동회로를 더 포함하고,
    상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들 중 어느 하나는 상기 제1 신호 라인들이고, 다른 하나는 상기 제2 신호 라인들인 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향은,
    상기 제2 방향과 동일한 방향인 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 픽셀들을 구획하는 데이터 라인들, 수직 게이트 라인들, 및 수평 게이트 라인들;
    상기 데이터 라인들을 통해 상기 픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동회로; 및
    상기 수직 게이트 라인들을 통해 상기 픽셀들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동회로를 더 포함하고,
    좌우로 이웃하는 제1 픽셀 및 제2 픽셀 사이의 제1 컬럼 경계부에 두 개의 상기 데이터 라인들이 배치되고,
    좌우로 이웃하는 제2 픽셀 및 제3 픽셀 사이의 제2 컬럼 경계부에 하나의 상기 수직 게이트 라인이 배치되며,
    상기 수평 게이트 라인들은 적어도 하나 이상의 절연층을 사이에 두고, 절연층을 관통하는 콘택홀들을 통해 상기 수직 게이트 라인에 1:1로 연결되고,
    상기 데이터 라인들 및 상기 수직 게이트 라인들 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 신호 라인들이고, 다른 하나는 상기 제2 신호 라인들인 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 신호 라인들 사이의 이격 거리는,
    이웃하는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인 사이의 이격 거리보다 좁은 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 신호 라인들 사이의 이격 거리는,
    이웃하는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인 사이의 이격 거리보다 좁은 표시장치.
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