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KR20040002127A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정패널을 분할하여 구동하는 분할구동방식을 적용하면서, 게이트 구동부 내의 IC를 최소화할 수 있는 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정표시장치는, 복수 개의 주사선과 신호선이 매트릭스 형상으로 형성되고 그 교차점에 스위칭소자를 갖는 각각 구동 가능한 N개의 소형액정패널을 포함하는 액정패널; 상기 소형액정패널의 주사선에 인가되는 주사신호가 상기 다른 소형액정패널에 인가되도록 전기적 연결을 갖는 게이트구동부; 및 상기 N개의 소형액정패널의 신호선에 영상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 분할구동방식을 적용한 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Lipuid Crystal Display Device),PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 브라운관(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 LCD(이하, "액정표시장치"라 칭함)가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 텔레비전 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이러한 액정표시장치는 서로 마주 보도록 결합되어 있는 두 기판과 그 사이에 주입되어 온도의 변화나 농도의 변화에 따라 상 전이를 발생하는 액정 물질로 이루어져 있다.
상기 액정은 액체의 유동성과 고체의 장거리 질서(Long Range Order) 성질을 가지는 액체와 고체의 중간 성질을 갖는 물질이다. 즉, 고체인 결정이 녹아서 액체가 되기 전에 고체결정이나 액체가 아닌 중간 상태로 되는 것을 말한다. 이러한 액정에 빛을 쪼이거나 전계 또는 자계를 부가시키면 광학적인 이방성 결정에 특유한 복굴절성을 나타내고, 어떠한 온도 범위내에서는 액체와 결정의 쌍방의 성질을 나타낸다.
이와 같은 액정표시장치를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 각각의 화소를 표시하기 위하여 데이터구동부(5)에서 영상신호를 신호선(3)으로 인가한다. 그리고, 영상신호가 인가된 신호선과 교차하는 주사선(1)에는 게이트구동부(7)에서 전압을 순차적으로 주사하여 각각의 TFT를 도통(on)시킨다. 상기 TFT가 도통되면, 드레인과 소스를 통하여 각각의 화소전극에 전압이 인가됨으로써 이 액정표시장치는 구동된다.
이러한 액정표시장치를 이용하여 고화질화면을 구성하기 위해서는 하나의 액정패널에 구성된 모든 화소에 충분한 전하가 충전되어야 한다. 상기와 같이 모든 화소에 충분한 전하를 충전하기 위해서는 게이트에 전압을 인가하는 시간(gate on time)을 길게함으로써 각 화소의 스위칭 트랜지스터인 TFT의 도통(on)시간을 길게해야 한다. 또는, TFT에 높은 레벨의 게이트전압을 인가하여 드레인과 소스 사이에 많은 전류가 흐르게 함으로써 충분한 전하가 화소전극에 충전되도록 해야 한다.
그러나, TFT의 도통시간을 길게하면, 패널이 대형화될수록 모든 TFT를 도통시키는 시간이 길어져 액정패널의 전체표시속도가 늦어지게 되고, 게이트전압의 레벨을 너무 높게 하면 게이트가 오프(off)되었을 때에 피드쓰루(feed through)현상으로 인한 화소전압강하 때문에 화소의 왜곡현상이 심해진다.
상술한 것과 같이 TFT를 통하여 화소에 전하량을 충분하게 충전하려면, 액정표시장치의 구조에서 TFT의 길이에 대한 폭의 비율(width/length)을 크게하여 TFT 자체의 저항값을 줄여야 한다. 그러나, 이것은 기판의 배선면적이 크게되어 액정패널의 개구율을 감소시키는 요인이 된다. 게다가 패널 전체의 화소를 짧은 시간내에 균일하게 충전시키기 위해서는 저저항게이트 배선이 요구되고, 액정패널에 설치된 모든 TFT의 성능이 균일하게 구성되어야 하는 어려움이 있다.
또한, 상기 화소에 신호를 인가하기 위해 액정패널에 주사되는 신호전압은라인 상의 저항때문에 데이터 구동부에서 가까운 거리의 TFT에 가해지는 신호전압파형과 먼 거리의 TFT에 가해지는 신호전압파형의 차이가 생기게 된다. 또한, 게이트 구동부로부터 먼 곳에 위치한 TFT에 걸리는 게이트전압의 파형도 둔화되므로, 데이터 구동부와 게이트 구동부로부터 먼 곳의 화소는 전하가 충분히 충전되지 않는다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안한 것으로, 액정패널을 분할하여 구동하는 분할구동방식을 적용하면서, 게이트 구동부 내의 IC를 최소화할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 설명하기 위한 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구조도.
도 3은 도 2의 게이트 구동칩을 설명하기 위한 구조도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 액정패널 100a : 상부 소형액정패널
100b : 하부 소형액정패널 110 : 제 1 메모리
120 : 제 2 메모리 130 : 제 1 데이터구동부
140 : 제 2 데이터구동부 200 : 게이트구동부
210 : 게이트 구동칩
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치는 복수 개의 주사선과 신호선이 매트릭스 형상으로 형성되고 그 교차점에 스위칭소자를 갖는 각각 구동 가능한 N개의 소형액정패널을 포함하는 액정패널; 상기 소형액정패널의 주사선에 인가되는 주사신호가 상기 다른 소형액정패널에 인가되도록 전기적 연결을 갖는 게이트구동부; 및 상기 N개의 소형액정패널의 신호선에 영상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구조도이고, 도 3은 도 2의 게이트 구동칩을 설명하기 위한 구조도이다.
도시된 바와 같이, 복수 개의 주사선과 신호선이 매트릭스 형상으로 형성되어 다수의 단위픽셀들을 구비하는 액정패널(100)을 제공한다. 상기 액정패널(100)은 적어도 2 이상[도면에는 상부 및 하부 소형액정패널(100a)(100b)로 이루어진 2개의 소형액정패널이 도시되어 있음]의 소형액정패널로 구성된다.
상기 상, 하부 소형액정패널(100a)(100b)은 액정 개재하에 상부기판과 하부기판이 합착되어 이루어진 액정패널(100)이 전기적으로 나뉘어 2 분할 구동되는 패널이다. 상기 하부기판에는 일정간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수 개의 주사선과 상기 각 주사선에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수 개의 신호선과 상기 주사선 및 신호선에 의해 정의된 매트릭스(Matrix) 화소 영역(픽셀 영역)에 각각 형성되는 복수개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 구비되어 있다.
그리고, 상기 상부기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)층과 삼원색으로 구성되는 컬러 필터층 및 화소전극과 함께 액정을 구동시키는 공통전극 등이 구비되어 있다.
이러한 상, 하부 소형액정패널(100a)(100b)의 2 분할 구동을 통해 액정패널(100)을 구동하기 위해서는 프레임 단위로 데이터를 각각 저장하는 제 1 메모리(110) 및 제 2 메모리(120)를 필요로 한다.
또한, 상기 제 1 메모리(110) 및 제 2 메모리(120)에 저장된 영상신호를 상부신호와 하부신호로 분할하고, 상기 상부신호는 제 1 데이터구동부(130)로 전송하고, 상기 하부신호는 제 2 데이터구동부(140)로 전송하도록 제어하는 프레임컨트롤부(도면에는 도시되지 않음)를 구비한다. 상기 분할된 영상신호가 제 1 데이터구동부(130)와 제 2 데이터구동부(140)로 전송되는 동안, 다음 프레임의 영상신호가 상기 제 1, 제 2 메모리(110)(120)에 저장된다.
한편, 상기 상부 소형액정패널(100a)의 복수 개의 주사선에 인가되는 주사신호가 상기 하부 소형액정패널(100b)에 공유되도록 전기적 연결을 갖는 게이트구동부(200)를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트구동부(200)를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
액정패널(100)의 단위 픽셀을 구동하기 위하여 상기 주사선과 신호선에 그에 해당하는 신호를 입력하는 복수 개의 게이트 구동칩(Drive IC)(210)(도면에는 하나의 게이트 구동칩이 도시되어 있음) 및 데이터 구동칩(Drive IC)(도시되지 않음)이 구비되어 있다.
상기 게이트 구동칩(210)은 TCP(Tape Carrier Package)로 실장되고, 게이트 구동칩(210)의 출력라인은 액정패널(100)의 패드부(101)와 전기적으로 연결된다. 이때, 상부 소형액정패널(100a)의 패드부(101)에 연결된 게이트 구동칩(210)의 출력라인은 인쇄회로기판(PCB)을 통해 하부 소형액정패널(100b)의 패드부(102)와 전기적으로 연결되어 있다. 다시 말해서, UXGA(1600 ×1200)급의 고해상도 패널을 예를 들면, 상부 소형액정패널(100a)의 1st 주사선과 하부 소형액정패널(100b)의 1200st 주사선이 전기적으로 연결되어 동일 시간에 동일 신호 파형이 인가되도록 하여, 제 1, 제 2 데이터구동부(130)(140)에 프레임 단위로 저장되어 있는 영상신호가 신호선에 동시에 출력되게 함으로써, 상기 영상신호가 상기 상, 하부 소형액정패널(100a)(100b)의 픽셀에 동시에 차아징(charging)되게 한다.
상기와 같은 액정패널의 구조 및 구동방법을 통해 분할 구동에 있어서의 게이트 구동칩의 부품 수를 효과적으로 줄일 수 있어 생산비용을 낮출 수가 있다.
또한, 게이트 구동칩 1개의 출력으로 2개의 주사선을 차아징시켜 액정패널을 구동시킬 수 있기 때문에, 1 수평기간(Horizontal)시간이 2배로 늘어나게 되어 게이트에 전압을 인가하는 시간(gate on time)을 길게할 수 있다. 따라서, 모든 화소에 충분한 전하가 충전될 수가 있어 고화질 화면을 구성할 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는 2 분할 구동을 위한 액정패널을 설명하였지만, 대형화면으로 갈수록 4분할 구동 및 N 분할 구동에 있어서도 게이트 구동칩의 동일 1개의 출력으로 4개 및 N개의 주사선을 차아징시켜 액정패널을 구동시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 본 발명에 따른 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 액정표시장치는 액정패널을 분할구동함에 있어, 상부 소형액정패널의 패드부에 연결된 게이트 구동칩의 출력라인을 인쇄회로기판(PCB)을 통해 하부 소형액정패널의 패드부와 전기적으로 연결함으로써, 동일 시간에 동일 신호 파형이 상기 상, 하부 소형액정패널의 주사선에 인가되도록 하여, 제 1, 제 2 데이터구동부에 프레임 단위로 저장되어 있는 영상신호가 신호선에 동시에 출력되게 한다.
이에 의해, 상기 영상신호가 상기 상, 하부 소형액정패널의 픽셀에 동시에 차아징(charging)되게 함으로써, 게이트 구동칩의 부품 수를 효과적으로 줄일 수 있어 생산비용을 낮출 수가 있다.
또한, 게이트 구동칩 1개의 출력으로 2개의 주사선을 차아징시켜 액정패널을 구동시킬 수 있기 때문에, 1 수평기간(Horizontal)시간이 2배로 늘어나게 되어 게이트에 전압을 인가하는 시간(gate on time)을 길게할 수 있다. 따라서, 모든 화소에 충분한 전하가 충전될 수가 있어 고화질 화면을 구성할 수 있다.

Claims (5)

  1. 복수 개의 주사선과 신호선이 매트릭스 형상으로 형성되고 그 교차점에 스위칭소자를 갖는 각각 구동 가능한 N개의 소형액정패널을 포함하는 액정패널;
    상기 소형액정패널의 주사선에 인가되는 주사신호가 상기 다른 소형액정패널에 인가되도록 전기적 연결을 갖는 게이트구동부; 및
    상기 N개의 소형액정패널의 신호선에 영상신호를 인가하는 데이터구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 N개의 소형액정패널에 데이터를 각각 저장하는 N개의 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 N개의 메모리에 각각 저장된 영상신호를 상부신호와 하부신호로 분할하고, 상기 상부신호 및 하부신호를 그에 해당하는 데이터구동부로 전송하도록 제어하는 컨트롤부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 분할된 상부 및 하부신호가 그에 해당하는 데이터구동부로 전송되는 동안, 다음 프레임의 영상신호가 상기 N개의 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는 상측부에 위치하는 소형액정패널에 인가되는 주사신호를 인쇄회로기판(PCB)을 통하여 하측부에 위치하는 소형액정패널에 공통으로 인가하는 게이트구동칩을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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