KR100864489B1

KR100864489B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100864489B1
Application number: KR1020020026569A
Authority: KR
Inventors: 유인선; 최민성; 이상학; 추홍식; 이성희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2008-10-20
Also published as: KR20030088725A

Abstract

본 발명은 다수의 게이트선을 구동하기 위한 다수의 게이트 구동 IC(integrated circuit)를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 패널, 색신호의 데이터포맷을 변환하고 상기 액정 패널의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부, 상기 타이밍 제어부에서 생성된 제어신호를 이용하여 게이트 온/오프 전압 신호를 생성하는 게이트 전압 발생부, 상기 게이트 전압 발생부에서 생성된 게이트 온/오프 전압 신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 게이트 라인에 인가하는 다수의 게이트 구동 IC; 및, 상기 타이밍 제어부의 색신호와 제어신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 데이터 라인에 인가하는 다수의 소스 구동 IC를 포함하며, 게이트 전압 신호를 전달하는 배선의 저항으로 인한 영향을 보상하기 위하여 배선의 길이에 따라 게이트 구동 IC 별로 서로 다른 레벨을 갖는 게이트 온/오프 전압 신호를 인가함으로써, 게이트 라인에 연결된 화소의 온/오프 차이를 해소하며, 결과적으로, 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킨다.

게이트 전압, 게이트 배선 저항, 차등 인가, 액정 충전량 보상

Description

액정 표시 장치{A LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

도 1은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 액정 표시 장치의 개략적인 구성도.

도 2는 상기 도 1의 액정 표시 장치를 실제 구현한 예를 도시한 도면.

도 3은 상기 도 2에 적용되는 신호의 파형도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 : 액정 패널 21, 22, 23 : 게이트 구동 IC

30 : 소스 구동 IC 40 : 게이트 전압 발생부

50 : 타이밍 제어부

본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD : thin film transistor liquid crystal display)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 게이트선과 데이터선을 갖는 액정 패널과, 상기 다수의 게이트선을 구동하기 위한 다수의 게이트 구동 IC(integrated circuit)를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 경량화, 박형화에 따라 표시 장치 분 야에도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구를 충족시키기 위하여 음극선관(CRT : cathode-ray tube) 대신에 액정 표시 장치(LCD : liquid crystal display)와 같은 플랫 패널 표시 장치(flat panel display)가 개발되어 다양한 분야에서 실용화되고 있다.

액정 표시 장치에서는 두 개의 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계가 인가되고, 이 전계의 세기를 조절함으로써 기판에 투과되는 빛의 양이 제어되어 원하는 화상(image)에 대한 표시가 이루어진다.

이러한 액정 표시 장치는 크게 액정 패널, 게이트 구동부, 소스 구동부 및, 이들 구동부에 필요한 신호를 공급하기 위한 회로를 실장하고 있는 인쇄 회로 기판으로 이루어진다.

상기 게이트 구동부는 다수의 게이트 구동 IC를 포함하며, 각 게이트 구동 IC는 상기 인쇄 회로 기판 상의 회로로부터 제공된 신호를 이용하여 액정 패널 상의 게이트 라인을 구동하기 위한 신호를 생성하여 이를 할당된 게이트 라인에 인가한다. 상기 인쇄 회로 기판에서 각 게이트 구동 IC로의 신호 전달은 인쇄 회로 기판과 액정 패널을 지지하기 위하여 소스 구동부측에 형성된 더미 패드(dummy pad)를 거쳐 액정 패널 상에 형성된 배선을 통해 이루어진다. 또한, 상기 다수의 게이트 구동 IC는 테이프 캐리어 패키지(TCP : tape carrier package)에 실장되어 액정 패널의 좌우 어느 한쪽에 부착되거나, COG(chip on glass) 방식에 의해 액정 패널 상에 직접 형성될 수도 있다. 두 경우 모두, 각 게이트 구동 IC는 인쇄 회로 기판 상의 회로로부터 제공되는 신호를 전달하기 위한 배선에 의해 서로 연결되어 있다. 상기 배선을 통해 각 게이트 구동 IC에 전달되는 신호는 게이트 구동 IC 간의 신호 전달을 위한 캐리 신호(carry)와 액정 패널의 게이트 라인에 연결된 화소를 구동하기 위한 게이트 온/오프 전압 신호이다.

그런데, 액정 패널이 대형으로 제작되면, 게이트 구동 IC를 연결하는 배선도 길어지며, 이러한 배선의 길이로 인한 배선 저항의 영향도 무시할 수 없다. 즉, 액정 패널의 가장 상위 게이트 라인과 가장 하위 게이트 라인에 인가되는 게이트 온/오프 전압 신호에 차이가 발생한다. 즉, 액정 패널의 가장 위에 위치하는 게이트 구동 IC와 가장 위쪽에 위치하는 게이트 구동 IC에 각각 공급되는 전압 신호에서 배선 저항에 의한 전압 레벨의 차이가 발생한다. 이러한 전압 레벨의 차이는 액정 패널의 위쪽 영역과 아래쪽 영역에서 게이트 라인에 연결된 화소의 온/오프 차이를 유발시키며, 결과적으로 이것은 액정 표시 장치의 표시 품질을 떨어뜨린다. 이러한 현상은 게이트 구동 IC를 소정 수의 그룹으로 묶어서 구동하는 몽블랑(Mont Blanc) 방식이 적용되는 액정 표시 장치에서 더욱 심각하게 나타난다.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경 하에 이루어진 것으로서, 다수의 게이트 구동 IC에 인가되는 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압의 레벨을 서로 다르게 인가하며, 특히, 배선 저항으로 인한 영향을 고려하여 전압 레벨을 인가하도록 구성된 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는,

서로 수직으로 교차하여 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인, 그리고 그 교차점에 형성된 화소를 갖는 액정 패널;

외부의 그래픽 소스로부터 클럭신호, 동기신호 및 색신호를 입력받아 상기 색신호의 데이터포맷을 변환하고 상기 액정 패널의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부;

상기 타이밍 제어부에서 생성된 제어신호를 이용하여 게이트 온/오프 전압 신호를 생성하는 게이트 전압 발생부;

상기 게이트 전압 발생부에서 생성된 게이트 온/오프 전압 신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 게이트 라인에 인가하는 다수의 게이트 구동 IC; 및,

상기 타이밍 제어부의 색신호와 제어신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 데이터 라인에 인가하는 다수의 소스 구동 IC를 포함한다.

상기한 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압이 상기 다수의 게이트 구동 IC 별로 서로 다른 전압 레벨을 가진다. 보다 구체적으로, 상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 온 전압은 상기 게이트 전압 발생부에서 각 게이트 구동 IC까지의 신호 전달 길이에 따라 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 신호 전달 길이가 길어질수록 더 높은 전압 레벨을 가진다. 또한, 상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 오프 전압은 상기 게이트 전압 발생부에서 각 게이트 구동 IC까지의 신호 전달 길이에 따라 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 신호 전달 길이가 길어 질수록 더 낮은 전압 레벨을 가진다. 따라서, 상기 게이트 전압 발생부와 각 게이트 구동 IC 사이에서 게이트 전압 신호를 전달하기 위한 배선의 저항으로 인한 영향을 보상할 수 있다.

상기 설명된 본 발명의 목적, 기술적 구성 및 그 효과는 아래의 실시예에 대한 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 액정 표시 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

상기 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(10), 제1 내지 제3게이트 구동 IC(21, 22, 23), 소스 구동 IC(30), 게이트 전압 발생부(40) 및 타이밍 제어부(50)를 포함한다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 소스 구동 IC(30)는 하나만 도시하였고, 게이트 구동 IC는 세 개를 도시하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 여러 변형이 가능하다.

상기 액정 패널(10)은 서로 수직으로 교차하여 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인, 그리고 그 교차점에 형성된 화소를 갖는 매트릭스(matrix) 구조이다.

상기 타이밍 제어부(50)는 외부의 그래픽 소스(graphic source)(도시하지 않음)로부터 색신호인 RGB 신호, 클럭 신호 및 동기 신호를 입력받아 RGB 신호의 데이터 포맷을 상기 소스 구동 IC(30)에 맞게 변환하여 출력하고, 상기 액정 패널(10)의 구동에 필요한 제어신호(CNT1, CNT2)를 생성하여 상기 소스 구동 IC(30)와 게이트 전압 발생부(40)에 출력한다. 게이트 전압 발생부(40)는 입력된 제어신호(CNT2)를 이용하여 액정 패널(10)의 구동에 필요한 게이트 온/오프 전압을 생성한다. 본 발명에서는 각 게이트 구동 IC(21, 22, 23)에 필요한 서로 다른 레벨을 갖는 게이트 온/오프 전압(Von1, Voff1, Von2, Voff2, Von3, Voff3)을 생성한다는 점에 특징이 있다. 본 실시예에서는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압 모두 서로 다른 레벨을 갖는 예가 설명되었지만, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않으며, 경우에 따라서는 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압 하나에 대해서만 서로 다른 전압 레벨을 갖도록 액정 표시 장치를 설계할 수도 있다. 이것은 게이트 전압 신호를 전달하기 위한 배선의 저항으로 인한 영향을 보상하기 위한 것이다. 즉, 게이트 온 전압의 경우, 배선이 길어질수록 게이트 전압이 배선 저항으로 인해 떨어지므로, 이것을 보상하기 위하여 신호 전달 거리가 긴 게이트 구동 IC(도 1에서는 제3게이트 구동 IC)에 더 높은 전압 레벨이 할당된다. 이와 반대로, 게이트 오프 전압(통상, 마이너스 값을 가짐)의 경우, 배선이 길어질수록 게이트 전압이 배선 저항으로 인해 증가하므로, 이것을 보상하기 위하여 신호 전달 거리가 긴 게이트 구동 IC에 더 낮은 전압 레벨이 할당된다.

상기 게이트 전압 발생부(40)에서 생성된 게이트 온/오프 전압(Von1, Voff1, Von2, Voff2, Von3, Voff3)은 대응하는 게이트 구동 IC(21, 22, 23)에 각각 전달되며, 각 게이트 구동 IC(21, 22, 23)는 액정 패널(10)의 게이트 라인을 구동하기 위한 신호를 생성하여 이를 상기 액정 패널(10)에 인가한다.

한편, 상기 소스 구동 IC(30)는 타이밍 제어부(50)에서 공급되는 제어신호(CNT1)와 RGB신호를 이용하여 액정 패널(10)의 데이터라인을 구동하기 위한 신호를 생성하여 이를 액정 패널(10)에 인가한다.

도 2에는 상기 도 1의 액정 표시 장치를 실제 구현한 예가 도시되어 있다.

상기 도 2에 도시되어 있듯이, 액정 표시 장치는 액정 패널(10)과 인쇄 회로 기판(60)을 포함한다. 상기 액정 표시 장치(60)에는 액정 표시 장치의 구동에 필요한 각종 회로가 실장되어 있으며, 도 1의 구성요소 중에서는 게이트 전압 발생부(40)와 타이밍 제어부(50)가 실장되어 있다. 상기 액정 패널(10)과 인쇄 회로 기판(60)은 그 내부에 소스 구동 IC(31, 32, 33, 34)를 각각 부착한 4개의 테이프 캐리어 패키지(TCP : tape carrier package)(311, 321, 331, 341)에 의해 연결되어 있다. 이와 유사하게, 각 게이트 구동 IC(21, 22, 23)는 3개의 테이프 캐리어 패키지(211, 221, 231)에 부착된 상태로 액정 패널(10)에 연결된다. 한편, 인쇄 회로 기판(60) 상의 게이트 전압 발생부(40)에서 출력된 신호는 인쇄 회로 기판(60)과 액정 패널(10) 사이에 연결된 더미 패드(dummy pad)(35)를 거쳐 각 테이프 캐리어 패키지(211, 221, 231)의 게이트 구동 IC(21, 22, 23)에 전달된다. 그리고, 각 테이프 캐리어 패키지(211, 221, 231)는 액정 패널(10) 상의 배선(25, 26, 27)을 통해 서로 연결된다.

도 3에는 상기 도 2에 도시된 액정 표시 장치에 적용되는 신호의 파형도가 도시되어 있다.

상기 도 3에서, STV는 수직 시작 신호로서 start vertical의 약어이며, 1 화면 단위로 하나씩 발생한다. carry1, carry2는 캐리 신호로서 게이트 구동 IC(21, 22, 23)에서 순차적으로 신호를 전달할 때 사용된다. Von, Voff는 게이트 온 신호와 게이트 오프 신호이다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트 온 신호(Von)는 각 게이트 구동 IC 별로 서로 다른 레벨을 가지며, 특히, 신호 전달 거리가 길수록 게이트 온 레벨이 증가한다. 이것은 앞서 설명한 바와 같이, 배선(25, 26, 27)의 저항으로 인한 영향을 보상하기 위한 것이다. 이와 반대로, 게이트 오프 신호(Voff)는 신호 전달 거리가 길수록 오프 레벨이 더 감소한다. 게이트 오프 전압(Voff)은 마이너스 값을 가지며, 신호 전달 거리가 길어질수록 배선의 저항으로 인해 전압 레벨이 상승하기 때문이다.

이상으로 설명된 바와 같이, 본 발명에서는 게이트 전압 신호를 전달하는 배선의 저항으로 인한 영향을 보상하기 위하여 배선의 길이에 따라 게이트 구동 IC 별로 서로 다른 레벨을 갖는 게이트 온/오프 전압 신호를 인가함으로써 게이트 라인에 연결된 화소의 온/오프 차이를 해소하며, 결과적으로, 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

서로 수직으로 교차하여 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인, 그리고 그 교차점에 형성된 화소를 갖는 액정 패널;

외부의 그래픽 소스로부터 클럭신호, 동기신호 및 색신호를 입력받아 상기 색신호의 데이터포맷을 변환하고 상기 액정 패널의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부;

상기 타이밍 제어부에서 생성된 제어신호를 이용하여 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압 신호를 생성하는 게이트 전압 발생부;

상기 게이트 전압 발생부에서 생성된 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압 신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 게이트 라인에 인가하며 상기 게이트 전압 발생부에 대하여 직렬로 연결되어 있는 다수의 게이트 구동 IC; 및,

상기 타이밍 제어부의 색신호와 제어신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 데이터 라인에 인가하는 다수의 소스 구동 IC를 포함하며,

상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압은 상기 다수의 게이트 구동 IC 별로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 온 전압은 상기 게이트 전압 발생부에서 각 게이트 구동 IC까지의 신호 전달 길이에 따라 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 신호 전달 길이가 길어질수록 더 높은 전압 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 오프 전압은 상기 게이트 전압 발생부에서 각 게이트 구동 IC까지의 신호 전달 길이에 따라 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 신호 전달 길이가 길어질수록 더 낮은 전압 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
서로 수직으로 교차하여 형성된 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인, 그리고 그 교차점에 형성된 화소를 갖는 액정 패널;

외부의 그래픽 소스로부터 클럭신호, 동기신호 및 색신호를 입력받아 상기 색신호의 데이터포맷을 변환하고 상기 액정 패널의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부와, 상기 타이밍 제어부에서 생성된 제어신호를 이용하여 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압 신호를 생성하는 게이트 전압 발생부를 실장하는 인쇄 회로 기판;

상기 타이밍 제어부의 색신호와 제어신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 데이터 라인에 인가하는 다수의 소스 구동 IC를 각각 부착하고 있으며, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 액정 패널을 연결시키는 다수의 제1테이프 캐리어 패키지;

상기 게이트 전압 발생부에서 생성된 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압 신호를 입력받아 소정의 타이밍에 따라 상기 액정 패널 상의 게이트 라인에 인가하는 다수의 게이트 구동 IC를 각각 부착하고 있으며, 상기 액정 패널의 측면에 연결되는 다수의 제2테이프 캐리어 패키지; 및,

상기 인쇄 회로 기판과 액정 패널 사이에 부착되어 상기 게이트 전압 발생부의 신호를 상기 제2테이프 캐리어 패키지 중 하나에 전달하는 더미 패드를 포함하며,

상기 더미 패드와 상기 다수의 제2테이프 캐리어 패키지는 배선에 의해 서로 연결되어 있음을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서,

상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압은 상기 다수의 게이트 구동 IC 별로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서,

상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 온 전압은 상기 게이트 전압 발생부에서 각 게이트 구동 IC까지의 신호 전달 길이에 따라 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 신호 전달 길이가 길어질수록 더 높은 전압 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서,

상기 게이트 전압 발생부에서 생성되는 게이트 오프 전압은 상기 게이트 전압 발생부에서 각 게이트 구동 IC까지의 신호 전달 길이에 따라 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 상기 신호 전달 길이가 길어질수록 더 낮은 전압 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.