KR100354257B1

KR100354257B1 - 액정표시장치의 콘트라스트 조절회로

Info

Publication number: KR100354257B1
Application number: KR1020000022758A
Authority: KR
Inventors: 이충호
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2002-09-28
Also published as: US20010035864A1; KR20010104446A; US6724380B2

Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로는, 제3 및 제4 저항기들, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 직렬 접속 저항기들 및 다링톤 회로를 포함한다. 제3 및 제4 저항기들 각각의 일단은 정극성 공급전압의 단자에 연결된다. 제1 트랜지스터의 에미터 단자는 제3 저항기의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자에 상기 제1 전압이 입력된다. 제2 트랜지스터의 에미터 단자는 제3 저항기의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자가 제4 저항기의 타단에 연결되며, 그 컬렉터 단자가 부극성 공급전압의 단자에 연결된다. 직렬 접속 저항기들은, 그 일단이 제2 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되고, 그 타단이 제2 전압의 출력 단자에 연결된다. 다링톤 회로는, 제1 트랜지스터의 컬렉터 단자, 제2 전압의 출력 단자 및 부극성 공급전압의 단자 사이에 연결되어, 제2 전압의 절대값이 제1 전압의 절대값에 반비례하도록 동작한다.

Description

액정표시장치의 콘트라스트 조절회로{Contrast control circuit of liquid crystal display}

본 발명은, 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사용자에 의하여 조정되는 정극성의 제1 전압을 입력받아, 액정표시 패널의 콘트라스트를 제어하기 위한 부극성의 제2 전압을 출력하는 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 통상적인 액정 표시 장치(1)는 액정 표시 패널(11)과 그 구동 장치를 포함한다.

액정 표시 패널(11)에는, 액정-셀(LC)들의 상부에 신호 전극 라인들(SL1, SL2, SL3, ..., SLm)이 나란하게 배열되고, 액정-셀들의 하부에 주사 전극 라인들(CL1, CL2, CL3, ..., CLn)이 신호 전극 라인들(SL1, SL2, SL3, ..., SLm)과 직교하도록 나란하게 배열된다. 주사 전극 라인(CL1, CL2, CL3, ..., CLn)들과 신호 전극 라인들(SL1, SL2, SL3, ..., SLm)은 투명한 도체 예를 들어, ITO(Indium-Tin-Oxide) 재질의 도체가 사용된다.구동 장치는 제어부(14), 세그먼트 구동부(12), 변조신호 발생부(141) 및 공통 구동부(13)를 포함한다. 제어부(14)는 호스트 예를 들어, 노트북 컴퓨터로부터의 영상 신호(S_C)를 처리하여 데이터 신호(DATA), 시프트클럭 신호(SCK), 프레임 신호(FLM) 및 래치클럭 신호(LCK)를 발생시킨다.

세그먼트 구동부(12)에서는 입력된 데이터 신호(DATA)를 시프트클럭 신호(SCK)에 따라 각 신호전극 라인(SL1, SL2, SL3, ..., SLm)에 대기시킨다. 또한, 래치클럭 신호(LCK)에 따라 대기된 데이터 신호(DATA)에 상응하는 신호 전압을 각 신호 전극 라인(SL1, SL2, SL3, ..., SLm)에 인가한다. 여기서, 세그먼트 구동부(12)에 공급되는 바이어스 전압들(V_BS)의 발생 회로는 도 2에 도시되어 있다.

프레임 신호(FLM)는 한 프레임의 개시를 가리킨다. 변조신호 발생부(141)에서는 래치클럭 신호(LCK)의 주파수를 분주하여 변조신호를 발생시키며, 발생된 변조신호는 세그먼트 구동부(12) 및 공통 구동부(13)의 출력 전압의 극성을 제어한다.

공통 구동부(13)에서는 래치클럭 신호(LCK), 프레임 신호(FLM) 및 변조신호의 제어에 따라 상응하는 주사 전압을 각 주사 전극 라인(CL1, CL2, CL3, ..., CLn)에 순차적으로 인가한다. 이에 따라 표시될 셀의 액정(LC)의 배열 구조가 변환되면서 빛이 투과되거나 차단된다. 여기서, 공통 구동부(12)에 공급되는 바이어스 전압들(V_BC)의 발생 회로는 도 2에 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 공통 구동부(도 1의 13)와 세그먼트 구동부(도 1의 12)에 인가되는 바이어스 전압의 발생 회로는 콘트라스트 조절 회로(151)와 바이어스-전압 발생기(15)를 포함한다. 콘트라스트 조절 회로(151)는 사용자에 의하여 조정되는 정극성의 제1 전압을 입력받아, 액정표시 패널의 콘트라스트를 제어하기 위한 부극성의 제2 전압(V_OUT)을 출력한다. 바이어스-전압 발생기(15)는 콘트라스트 조절 회로(151)로부터의 출력 전압(V_OUT)에 따라 공통 구동부(13)와 세그먼트 구동부(12)에 인가되는 바이어스 전압들(V_BC, V_BS)을 발생시킨다.

도 3은 종래의 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로(151)를 보여준다.도 3을 참조하면, 연산 증폭기(operational amplifier, OP-AMP)의 입력 단자(2)에 인가되는 정극성 전압은 정극성 공급전압(V_CC), 제8, 제9 및 제10 저항기들(R8, R9, R10)에 의하여 결정된다. 참조 부호 C는 고주파 노이즈를 제거하기 위한 캐페시터이다. 제9 저항기(R9)의 저항값은 사용자의 조작에 의하여 변한다. 예를 들어, 연산 증폭기(OP-AMP)의 입력 단자(2)에 인가되는 정극성 전압은 0 볼트(V) 내지 3 볼트의 범위 내에서 변한다.연산 증폭기(OP-AMP)는 정극성 및 부극성 공급전압들(V_CC,V_EE)에 의하여 동작하여, 입력 단자(2)에 인가되는 정극성 전압에 비례한 절대값의 부극성 전압(V_OUT)을 출력한다. 이 출력 전압(V_OUT)의 절대값은 제11, 제12 및 제13 저항기들(R11, R12, R13)의 합성 저항값에 비례한다. 연산 증폭기(OP-AMP)로부터의 부극성 출력 전압(V_OUT)은 콘트라스트 조절용 전압(V_OUT)으로서 바이어스-전압 발생기(도 3의 15)에 입력된다. 바이어스-전압 발생기(도 3의 15)에 입력되는 콘트라스트 조절용 전압(V_OUT)의 정격 범위는 예를 들어, -8 볼트(V) 내지 -11 볼트이다.

위와 같은 종래의 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로에 의하면, 제품화된 고가의 연산 증폭기(OP-AMP)를 사용해야 함에 따라, 제조 비용이 높아지고, 회로의 안정성을 향상시키지 못하며, 소비 전력이 높아지는 문제점들이 있다.

본 발명의 목적은, 그 제조 비용 및 소비 전력이 낮아질 수 있고, 회로의 안정성을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로를 제공하는 것이다.

도 1은 통상적인 액정 표시 장치를 보여주는 블록도이다.

도 2는 도 1의 장치에 있어서 공통 구동부와 세그먼트 구동부에 인가되는 바이어스 전압들의 발생 회로를 보여주는 블록도이다.도 3은 종래의 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로를 보여주는 도면이다.도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로를 보여주는 도면이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

POT : 포텐셔미터

Q1, Q2, Q3, Q4 : 트랜지스터

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 : 저항

V_DD: 정극성 공급 전압

V_EE: 부극성 공급 전압

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로는, 사용자에 의하여 조정되는 정극성의 제1 전압(VQ1)을 입력받아, 액정 표시 패널의 콘트라스트를 제어하기 위한 부극성의 제2 전압(V_OUT)을 출력하는 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로이다. 이 회로는 제3 및 제4 저항기들(R3, R4), 제1 트랜지스터(Q1), 제2 트랜지스터(Q2), 직렬 접속 저항기들(R5+R6) 및 다링톤 회로(Q3, Q4, R7)를 포함한다.상기 제3 및 제4 저항기들(R3, R4) 각각의 일단은 정극성 공급전압(V_DD)의 단자에 연결된다. 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자는 상기 제3 저항기(R3)의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자에 상기 제1 전압(VQ1)이 입력된다. 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터 단자는 상기 제3 저항기(R3)의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자가 상기 제4 저항기(R4)의 타단에 연결되며, 그 컬렉터 단자가 부극성 공급전압(V_EE)의 단자에 연결된다. 상기 직렬 접속 저항기들(R5+R6)은, 그 일단이 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 연결되고, 그 타단이 상기 제2 전압(V_OUT)의 출력 단자에 연결된다. 상기 다링톤 회로(Q3, Q4, R7)는, 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자, 상기 제2 전압(V_OUT)의 출력 단자 및 상기 부극성 공급전압(V_EE)의 단자 사이에 연결되어, 상기 제2 전압(V_OUT)의 절대값이 상기 제1 전압(VQ1)의 절대값에 반비례하도록 동작한다.본 발명의 상기 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로에 의하면, 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자의 전압이 상기 제1 전압(VQ1)과 같고, 상기 제2 전압(V_OUT)의 절대값이 상기 제1 전압(VQ1)의 절대값에 반비례한다. 이에 따라, 제품화된 고가의 연산 증폭기(OP-AMP)를 사용하지 않아도 상기 제1 전압(VQ1)에 따른 상기 제2 전압(V_OUT)을 발생시킬 수 있으므로, 제조 비용 및 소비 전력이 낮아질 수 있고, 회로의 안정성을 향상시킬 수 있다.바람직하게는, 상기 제4 저항기(R4) 및 직렬 접속 저항기들(R5+R6)중에서 적어도 어느 하나가 서미스터이다. 이에 따라 온도에 따른 회로의 안정성을 보다 효율적으로 높일 수 있다.이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로를 보여준다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로(151D)는, 사용자에 의하여 조정되는 정극성의 제1 전압(VQ1)을 입력받아, 액정표시 패널의 콘트라스트를 제어하기 위한 부극성의 제2 전압(V_OUT)을 출력하는 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로이다.

정극성의 제1 전압(VQ1)은 가변 저항기(POT) 예를 들어, 포텐셔미터(Potentiometer)의 제1 저항값(R1)과 제2 저항값(R2)에 의하여 결정된다.

제3 및 제4 저항기들(R3, R4) 각각의 일단은 정극성 공급전압(V_DD)의 단자에 연결된다. 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자는 제3 저항기(R3)의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자에 제1 전압(VQ1)이 입력된다. 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터 단자는 제3 저항기(R3)의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자가 제4 저항기(R4)의 타단에 연결되며, 그 컬렉터 단자가 부극성 공급전압(V_EE)의 단자에 연결된다. 직렬 접속 저항기들(R5+R6)은, 그 일단이 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 연결되고, 그 타단이 제2 전압(V_OUT)의 출력 단자에 연결된다.

다링톤 회로(Q3, Q4, R7)는, 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자, 제2 전압(V_OUT)의 출력 단자 및 부극성 공급전압(V_EE)의 단자 사이에 연결되어, 제2 전압(V_OUT)의 절대값이 제1 전압(VQ1)의 절대값에 반비례하도록 동작한다.

한편, 정극성의 제1 전압(VQ1)은 정극성의 제2 전압(VQ2)과 같으므로, 아래의 수학식 1이 성립한다.

VQ1 ＝ VQ2

위 수학식 1에서 정극성의 제1 전압(VQ1)은 아래의 수학식 2에 의하여 설정된다.

VQ1 ＝ VDD ＊ {R1／(R1 ＋ R2)}

위 수학식들 1 및 2와 같은 조건에서, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자를 통하여 유출되는 전류는 거의 없으므로, 제4 저항(R4)에 흐르는 전류와 제3 트랜지스터(Q3)의 에미터 전류는 거의 같다고 할 수 있다. 이에 따라, 아래의 수학식 3이 성립된다.

(V_DD－ VQ2)／R4 ＝ (VQ2 － V_OUT) / (R5 ＋ R6)

위 수학식 3을 VQ2에 대하여 정리하면, 아래의 수학식 4가 성립된다.

VQ2 ＝ {V_DD＊ (R5 ＋ R6) ＋ VOUT ＊ R4}／(R4 ＋ R5 ＋ R6)

한편, 위 수학식들 2 및 3에 의하면 출력 전압 V_OUT은 아래의 수학식 5에 의하여 설정된다.

V_OUT＝－V_DD＊ G ＋ VQ2 ＊ (1 ＋ G)

위 수학식 5에서 G는 (R5 ＋ R6) ／ R4 의 값을 가리킨다. 위 수학식들 1 및 5를 참조하면, 부극성의 콘트라스트 조절용 출력 전압(V_OUT)의 절대값은 사용자 입력 전압이라 할 수 있는 정극성의 제1 전압(VQ1)의 절대값에 반비례한다.

한편, 제4 저항기(R4) 및 직렬 접속 저항기들(R5+R6)중에서 적어도 어느 하나가 서미스터(thermistor)인 경우, 온도 변화에 대응하는 보상된 출력 전압(V_OUT)을 얻을 수 있으므로, 회로의 안정성을 보다 효율적으로 높일 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로에 의하면, 제품화된 고가의 연산 증폭기를 사용하지 않아도 원하는 콘트라스트 조절용 전압을 출력할 수 있으므로, 제조 비용 및 소비 전력이 낮아질 수 있고, 회로의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims

사용자에 의하여 조정되는 정극성의 제1 전압(VQ1)을 입력받아, 액정 표시 패널의 콘트라스트를 제어하기 위한 부극성의 제2 전압(V_OUT)을 출력하는 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로에 있어서,

각각의 일단이 정극성 공급전압(V_DD)의 단자에 연결된 제3 및 제4 저항기들(R3, R4);

그 에미터 단자가 상기 제3 저항기(R3)의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자에 상기 제1 전압(VQ1)이 입력되는 제1 트랜지스터(Q1);

그 에미터 단자가 상기 제3 저항기(R3)의 타단에 연결되고, 그 베이스 단자가 상기 제4 저항기(R4)의 타단에 연결되며, 그 컬렉터 단자가 부극성 공급전압(V_EE)의 단자에 연결된 제2 트랜지스터(Q2);

그 일단이 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 연결되고, 그 타단이 상기 제2 전압(V_OUT)의 출력 단자에 연결되는 직렬 접속 저항기들(R5+R6); 및

상기 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자, 상기 제2 전압(V_OUT)의 출력 단자 및 상기 부극성 공급전압(V_EE)의 단자 사이에 연결되어, 상기 제2 전압(V_OUT)의 절대값이 상기 제1 전압(VQ1)의 절대값에 반비례하도록 동작하는 다링톤 회로(Q3, Q4, R7)를 포함한 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로.
제1항에 있어서,

상기 제4 저항기(R4) 및 직렬 접속 저항기들(R5+R6)중에서 적어도 어느 하나가 서미스터인 액정 표시 장치의 콘트라스트 조절 회로.
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