KR101332088B1 - 정전기 차단기 및 이를 구비한 평판표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부로부터 유입되는 정전기(ESD)에 의해 발생되는 화면 불량을 개선할 수 있는 정전기 차단기 및 이를 구비한 평판표시장치가 개시된다. 본 발명의 정전기 차단기는 전압 입력 라인과, 전압 입력 라인에 연결되는 전압 전송 라인과, 레벨이 다른 제 1 및 제 2 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부와 제 1 및 제 2 기준 전압 사이의 전압만이 전압 입력라인으로부터 전압 전송 라인 쪽으로 전송되게 절환하는 절환부를 구비한다.
정전기 차단기, 그라운드, 스위치, 화면불량, 정전기

Description

정전기 차단기 및 이를 구비한 평판표시장치{ELECTROSTATIC DISCHARGE CIRCUIT BREAKER AND FLAT PANEL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 정전기 방지부를 상세히 도시한 회로도.
도 3은 외부로부터 유입되는 정전기(ESD)의 펄스를 도시한 도면.
도 4는 도 1 내지 도 3의 정전기 차단부의 동작상태를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 시스템 110 : 액정표시패널
120 : 액정표시패널 구동부 130 : 타이밍 컨트롤러
140 : 전원전압 생성부 150 : 감마기준전압 생성부
160 : 게이트 드라이버 170 : 데이터 드라이버
200 : 정전기 차단부 210 : 제 1 스위치
230 : 제 2 스위치 220 : 제 1 기준 전압 발생부, 제너다이오드
240 : 제 2 기준 전압 발생부, 전압분배기
본 발명은 정전기 차단기에 관한 것으로, 특히 외부로부터 유입되는 정전기(ESD)에 의해 발생되는 화면 불량을 개선할 수 있는 정전기 차단기 및 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하여 널리 이용되고 있다.
상기 액정표시장치는 노트북 컴퓨터를 일 예로 설명하면, 키보드와 비디오 카드 및 케이스를 포함하는 시스템과, 상기 시스템에 수납되는 액정표시모듈을 포함하여 구성된다.
상기 액정표시모듈은 영상이 디스플레이 되는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛과, 상기 액정표시패널 및 백라이트 유닛을 구동하기 위해 구동신호를 공급하는 액정표시패널 구동부 및 램프 구동부를 포함하여 구성된다.
상기 액정표시패널 구동부는 상기 시스템으로부터 입력된 데이터 및 제어신호를 이용하여 액정표시패널의 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 구동시키는 제어신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
상기 시스템과 액정표시패널 구동부는 커넥터등에 의해 전기적으로 접속된 다.
이와 같은 구조의 액정표시장치는 외부로부터 정전기(ESD : electrostatic discharge) 현상이 발생될 수 있다.
이와 같은 정전기(ESD)는 시스템으로부터 액정표시패널 및/또는 액정표시패널 구동부로 유입되어 액정표시패널의 소자 손상 또는 액정표시패널 구동부의 구성부들의 신호를 왜곡시키는 문제가 있었다.
즉, 상기 정전기(ESD)에 의해 액정표시패널의 소자가 손상되거나 데이터 신호 및 제어신호의 왜곡은 영상이 디스플레이되고 있는 도중에 비정상적인(abnormal) 화상이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 외부로부터 유입된 정전기가 액정표시패널의 화상을 표현하는 데이터 신호 및 제어신호를 왜곡시켜 비정상적인(abnormal) 화상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 정전기 차단기 및 이를 구비한 평판표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 정전기 차단기는,
전압 입력 라인;
상기 전압 입력 라인에 연결되는 전압 전송 라인;
레벨이 다른 제 1 및 제 2 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부; 및
상기 제 1 및 제 2 기준 전압 사이의 전압만이 상기 전압 입력라인으로부터 상기 전압 전송 라인 쪽으로 전송되게 절환하는 절환부를 구비한다.
또한, 평판표시장치는,
평판표시패널;
상기 평판표시패널을 구동시키기 위한 구동신호를 시스템으로부터 공급받는 패널 구동부;
전압을 입력하기 위한 입력 라인;
상기 입력 라인으로부터의 전압을 이용하여 상기 패널 구동부에 필요한 전압들을 생성하는 전압생성부; 및
상기 입력 라인과 상기 전압 생성부 사이에 위치하여 일정한 레벨 범위의 전압을 벗어나는 정전기 성분을 제거하는 정전기 차단부를 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 시스템(100)과, 액정표시패널(110) 및 액정표시패널 구동부(120)를 포함하여 구성된다.
상기 액정표시패널(110)은 글라스를 이용한 기판상에 다수의 데이터 라 인(DL1, DL2, ... DLm)과 다수의 게이트 라인(GL1, GL2, ... GLn)이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정이 구성되어 화면을 표시한다.
상기 시스템(100)은 데이터(RGB data) 신호 및 제어신호(입력 클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호 등)를 상기 액정표시패널 구동부(120)로 공급한다. 보다 상세히 상기 시스템(100)으로부터 입력되는 데이터 신호 및 제어신호는 타이밍 컨트롤러(130)에 입력됨을 알 수 있다.
상기 액정표시패널 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(130), 감마기준전압 발생부(150), 게이트 드라이버(160), 데이터 드라이버(170) 및 전원전압 생성부(140)를 포함하여 구성된다. 각 구성요소는 상세히 설명하면, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 시스템(100)으로부터 입력된 제어신호를 이용하여 복수개의 데이터 드라이버 집적회로들로 구성된 데이터 드라이버(170)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트 드라이버(160)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 시스템(100)으로부터 입력된 데이터들을 데이터 드라이버(170)로 전송한다.
상기 감마기준전압 발생부(150)는 데이터 드라이버(170)의 DAC(digital to analog converter)에 필요한 감마기준전압들을 생성한다. 상기 감마기준전압들은 액정표시패널(110)의 투과율-전압특성을 기준으로 생산자에 의해서 설정된다.
상기 데이터 드라이버(170)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터 입력된 제어신호들에 응답하여 입력데이터의 감마기준전압들을 선택하고, 선택된 감마기준전압을 상기 액정표시패널(110)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
상기 게이트 드라이버(160)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터 입력된 제어신호들에 응답하여 상기 액정표시패널(130)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프 제어를 수행하는데, 상기 액정표시패널(110)상의 게이트 라인(GL1, GL2, ... GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블 시킴으로써 액정표시패널(110) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 데이터 드라이버(170)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 픽셀들로 인가되도록 한다.
상기 전원전압생성부(140)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 상기 액정표시패널(110)의 공통전극(미도시) 전압을 생성하여 공급한다.
상기 액정표시패널 구동부(120)에는 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하는 정전기 차단부(200)가 더 구비된다.
상기 시스템(100)으로부터 액정표시패널 구동부(120)로 유입되는 정전기를 차단하는 정전기 차단부(200)는 상세히 도시하지는 않았지만, 상기 시스템(100)과 액정표시패널 구동부(120)가 전기적으로 접속되는 상기 시스템(100) 라인과 액정표시패널 구동부(120) 라인 사이에 위치하게 된다.
이와 같은 정전기 차단부(200)는 더욱 상세하게 액정표시패널 구동부(120)의 각 구성부들에 동작전원을 공급하는 전원전압생성부(140)로 유입되는 정전기를 차단하기 위해 구비된다. 즉, 상기 정전기 차단부(200)는 전원전압생성부(140)에서 생성된 동작전원을 왜곡시키는 정전기를 차단하기 위해 구비된다.
상기 정전기 차단부(200)는 시스템(100)으로부터 유입되는 정전기(ESD)에 의해 액정표시패널 구동부(120)의 각 구성부들의 동작전압이 왜곡되는 불량을 개선할 수 있다. 즉, 상기 정전기 차단부(200)는 외부로부터 유입되는 정전기(ESD)에 의해 전원전압생성부(140)에서 생성된 동작전압의 왜곡을 방지할 수 있는 회로를 포함하고 있다.
상기 정전기 차단부(200)의 상세한 설명은 도 2 내지 도 4를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 정전기 방지부를 상세히 도시한 회로도이고, 도 3은 외부로부터 유입되는 정전기(ESD)의 펄스를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1을 참고하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 차단부(200)는 시스템 라인(L1)와 액정표시패널 구동부 라인(L2) 사이에 위치함을 알 수 있다.
일반적으로 정전기(ESD)는 매우 짧은 폭을 갖는 고전압 정전기 펄스 형태로 발생되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 정전기(ESD)는 정극성(positive)의 정전기 펄스 또는 부극성(negative)의 정전기 펄스가 발생될 수 있다.
상기 정전기 차단부(200)는 제 1 전압레벨(예를 들면, -2.4v)을 기준으로 상기 제 1 전압레벨(2.4V) 보다 낮은 전압레벨을 차단하는 제 1 스위치(210)와, 제 2 전압레벨(예를 들면, 2.4V)를 기준으로 상기 제 2 전압레벨(2.4V) 보다 높은 전압레벨을 차단하는 제 2 스위치(230)를 포함하여 구성된다.
상기 정전기 차단부(200)는 제 1 및 제 2 스위치(210, 230)를 제어하기 위한 제 1 및 제 2 기준 전압 발생부(220, 240)를 더 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 스위치(210, 230)는 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT : bipolar junction transistor)인 것이 바람직하다.
상기 제 1 스위치(210)는 이미터(emitter) 단자(E1), 베이스(base) 단자(B1) 및 컬렉터(collector) 단자(C1)가 pnp 구조로 이루어진다.
상기 제 1 스위치(210)의 베이스 단자(B1)에 연결된 제 1 기준 전압 발생부(220)는 정전압다이오드(voltage reguulator diode)인 제너다이오드(Z)로 이루어진다.
상기 제 1 스위치(210)의 베이스 단자(B1)에는 제 1 기준 전압 발생부(220)에 의해 음(-)의 전압레벨(예를 들면, -3V)이 인가되도록 한다.
이와 같은 제 1 스위치(210)의 동작을 설명하면, 상기 제 1 스위치(210)는 이미터 단자(E1)에 제 1 전압레벨(-2.4V) 이하의 전압이 인가되면, 베이스 단자(B1) 전압레벨(-3V)의 차에 의해 턴-오프된다. 반면에 상기 제 1 스위치(210)는 이미터 단자(E1)에 제 1 전압레벨(-2.4V)을 초과하는 전압이 인가되면, 턴-온됨을 알 수 있다.
상기 제 2 스위치(230)는 이미터(emitter) 단자(E2), 베이스(base) 단자(B2) 및 컬렉터(collector) 단자(C2)가 npn 구조로 이루어진다.
상기 제 2 스위치(230)의 베이스 단자(B2)에 연결된 제 2 기준 전압 발생부(240)는 전압분배기로 이루어진다.
상기 제 2 스위치(230)의 베이스 단자(B1)에는 제 2 기준 전압 발생부(240) 에 의해 양(+)의 전압레벨(예를 들면, 3V)이 인가되도록 한다.
이와 같은 제 2 스위치(230)의 동작을 설명하면, 상기 제 2 스위치(230)는 이미터 단자(E2)에 제 2 전압레벨(2.4V) 이상의 전압이 인가되면, 베이스 단자(B2)의 전압레벨(3V)의 차에 의해 턴-오프된다. 반면에 상기 제 2 스위치(230)는 이미터 단자(E2)에 제 2 전압레벨(2.4V) 미만의 전압이 인가되면, 턴-온됨을 알 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 스위치(210, 230)는 제 1 전압레벨(-2.4V)과 제 2 전압레벨(2.4V) 사이에서 모두 턴-온됨을 알 수 있다. 상기 제 1 전압레벨(-2.4V)과 제 2 전압레벨(2.4V) 사이의 전압레벨을 갖는 정전기(ESD) 유입은 액정표시패널 구동부(120)의 자체 그라운드(GND)에 의해 소멸되어 액정표시패널(110)의 소자 및 액정표시패널 구동부(120)의 구성들에 영향을 주지 않기 때문에 무시할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 방지부(200)는 제 1 및 제 2 전압레벨(-2.4V ~ 2.4V)를 미만 또는 초과되는 전압레벨을 갖는 정전기(ESD)의 유입시에 제 1 및 제 2 스위치(210, 230)에 의해 차단할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전압레벨(-2.4V, 2.4V)은 하나의 실시예로써, 얼마든지 변경될 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 제 1 및 제 2 전압레벨(-2.4V ~ 2.4V)의 폭은 얼마든지 변경될 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 전압레벨(-2.4V, 2.4V) 각각의 전압값도 얼마든지 변경될 수 있다.(예를 들면, -1V ~ 5V)
상기 제 1 및 제 2 기준 전압 발생부(220, 240)는 제너다이오드(Z) 및 전압분배기로 이루어져 있지만, 이에 한정하지 않고, 상기 제너다이오드(Z)만으로 이루 어질수 있고, 전압분배기로만 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 제 1 기준 전압 발생부(220)는 제 1 스위치(210)의 베이스(base) 단자(B1)에 음(-)의 전압레벨(-3V)이 인가되도록 상기 제너다이오드(Z) 또는 전압분배기 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 제 2 기준 전압 발생부(240)는 제 2 스위치(230)의 베이스(base) 단자(B2)에 양(+)의 전압레벨(3V)이 인가되도록 상기 제너다이오드(Z) 또는 전압분배기 중 어느 하나로 이루어짐을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 시스템 라인(L1)과 액정표시패널 구동부 라인(L2) 사이에 정전기 차단부(200)가 구비되어 상기 시스템 라인(L1)으로부터 유입되는 정전기(ESD)를 차단함으로써, 정전기(ESD)에 의해 액정표시패널(110)의 소자 손상 또는 전원전압생성부(140)의 동작전압을 왜곡시켜 결과적으로 비정상적인(abnormal) 화상이 발생되는 문제를 근본적으로 개선할 수 있다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 정전기 차단부의 동작상태를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 차단부는 제 1 스위치(210)의 베이스 단자(B1)에는 정전압다이오드인 제너다이오드(Z)에 의해 부극성 전압레벨(-3V)이 인가되도록 함으로써, 순방향 바이어스된다. 이때, 상기 이미터 단자(E1)를 통해 -2.4V 이하의 전압레벨이 입력되면, 상기 베이스 단자(B1)와 이미터 단자(E1)의 전압레벨의 차에 의해 턴-오프 된다. 즉, 제 1 스위치(210)는 플로팅(floating)되어 이미터 단자(E1)로 입력된 -2.4V 이하의 정전기는 액정표시패널 구동부로 유입되지 않고 차단된다.
상기 제 1 스위치(210)의 이미터 단자(E1)에 2.4V 이상의 전압레벨이 입력되면, 상기 제 1 스위치(210)는 베이스 단자(B1)의 전압레벨(-3V)의 전압차에 의해 턴-온되어 2.4V 이상의 정전기는 이미터 단자(E2)로 입력된다.
상기 제 2 스위치(230)의 베이스 단자(B2)에는 전압분배기에 의해 정극성의 전압레벨(+3V)을 갖게되고, 상기 이미터 단자(E2)로 입력된 2.4V 이상의 정전기는 베이스 단자(B2)의 전압레벨의 차에 의해 턴-오프된다. 따라서, 제 2 스위치(230)는 플로팅(floating)되어 이미터 단자(E2)로 입력된 2.4V 이상의 정전기는 액정표시패널 구동부로 유입되지 않고 차단된다.
또한, 상기 시스템으로부터 -2.4V 내지 +2.4V의 전압레벨을 갖는 정전기가 입력되면 제 1 및 제 2 스위치(210, 230)는 모두 턴-온 되지만, 상기 -2.4V ~ 2.4V의 전압레벨을 갖는 정전기가 유입되더라도 액정표시패널 구동부의 자체 그라운드 접지에 의해 액정표시패널의 소자 또는 액정표시패널 구동부의 구성들이 손상 또는 왜곡되지 않기 때문에 무시할 수 있다.
이상에서 설명한 정전기 차단부(200)는 액정표시장치를 일 실시예로 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 패널을 구동하기 위한 패널 구동부를 포함하는 평판표시장치에 이용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 시스템으로부터 액정표시패널 구동부로 유입되는 정전기(ESD)를 차단할 수 있는 정전기 차단부(200)가 구비되어 화상을 표시하기 위한 액정표시패널의 소자 손상 또는 액정표시패널 구동부의 구동전압이 왜곡되어 비정상적인(abnormal) 화상 발생을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 시스템으로부터 액정표시패널 구동부로 유입되는 정전기를 차단하는 정전기 차단부를 구비함으로써, 정전기 유입으로 액정표시패널의 소자 손상 또는 액정표시패널 구동부의 구성들의 구동전압이 왜곡되어 비정상적인(abnormal) 화상이 발생되는 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.
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.

Claims (11)

  1. 전압 입력 라인;
    상기 전압 입력 라인에 연결되는 전압 전송 라인;
    레벨이 다른 제 1 및 제 2 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부; 및
    상기 제 1 및 제 2 기준 전압 사이의 전압만이 상기 전압 입력라인으로부터 상기 전압 전송 라인 쪽으로 전송되게 절환하는 절환부를 구비하고,
    상기 절환부는 상기 제 1 및 제 2 기준전압 보다 낮은 전압을 차단하는 제 1 스위치와, 상기 제 1 및 제 2 기준전압 보다 높은 전압을 차단하는 제 2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 차단기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 스위치는 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 차단기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치는 pnp형 트랜지스터로 이루어지고, 상기 제 2 스위치는 npn형 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 차단기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전압 발생부는 제너다이오드 및 전압분배기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 차단기.
  6. 평판표시패널;
    상기 평판표시패널을 구동시키기 위한 구동신호를 시스템으로부터 공급받는 패널 구동부;
    전압을 입력하기 위한 입력 라인;
    상기 입력 라인으로부터의 전압을 이용하여 상기 패널 구동부에 필요한 전압들을 생성하는 전압생성부; 및
    상기 입력 라인과 상기 전압 생성부 사이에 위치하여 일정한 레벨 범위의 전압을 벗어나는 정전기 성분을 제거하는 정전기 차단부를 포함하고,
    상기 정전기 차단부는 레벨이 다른 제 1 및 제 2 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부; 및 상기 제 1 및 제 2 기준 전압 사이의 전압만이 상기 입력 라인으로부터 상기 전압 생성부 쪽으로 전송되게 절환하는 절환부를 포함하며,
    상기 절환부는 상기 제 1 및 제 2 기준전압 보다 낮은 전압을 차단하는 제 1 스위치와, 상기 제 1 및 제 2 기준전압 보다 높은 전압을 차단하는 제 2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스위치는 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치는 pnp형 트랜지스터로 이루어지고, 상기 제 2 스위치는 npn형 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준 전압 발생부는 제너다이오드 및 전압분배기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
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