KR100463601B1 - 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공통 전압(Vcom)을 안정화시키어 플리커(flicker)를 최소화하도록 한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 관한 것으로서, 전원단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 저항과 가변 저항과, 상기 가변 저항에 출력단이 연결되고, 상기 출력단과 접지단 사이에 캐패시터로 구성된 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 있어서, 상기 전원단의 전압을 바이패스 시키는 제너 다이오드를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자의 공통 전압 발생 회로{Common voltage generation circuit of Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 관한 것으로, 특히 안정된 공통 전압을 발생하여 플리커(flicker)를 저감시키는데 적당한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비젼을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되어 왔으나, CRT 자체의 무게나 크기로 인하여 전자제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수가 없었다.
이러한 CRT를 대체하기 위해 경량화, 간소화 등의 장점을 갖고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)가 활발하게 개발되어져 왔고, 최근에는 평판형 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 그 수요가 점차 증가하고 있는 추세에 있다.
통상, 저 코스트 및 고성능의 박막 트랜지스터 액정표시소자(TFT-LCD)에서는 스위칭 소자로 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 사용하고 있으며, 현재의 액정표시소자는 VCA(Video Graphic Array; 최대 해상도는 640 ×480화소)에서 SVGA(800 ×600), XVGA(1024 ×678)로 고해상도를 지향하고 있다.
TFT-LCD 산업의 발전과 그 응용은 크기의 증가, 해상도의 증가에 의해 가속화되었으며, 생산성의 증가와 낮은 가격을 위해서 제조공정의 단순화 및 수율 향상의 관점에서 많은 노력이 계속되고 있다.
이와 같은 TFT-LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로서 원하는 화상을 얻는 표시장치이다.
이러한 TFT-LCD의 기판 위에는 서로 평행한 복수의 게이트 배선과, 이 게이트 배선에 절연되어 교차하는 복수의 데이터 배선이 형성되며, 이들 게이트 배선과 데이터 배선에 의해 둘러싸인 영역은 하나의 화소를 정의한다.
그리고 각 화소의 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분에는 TFT가 형성되어 있다.
도 1은 일반적인 TFT-LCD에서 단위 화소에 대한 등가회로를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, TFT(10)의 게이트 전극(g), 소스 전극(s), 드레인 전극(d)은 각각 게이트 배선(Gn), 데이터 배선(Dm), 화소 전극(P)에 연결된다.
상기 화소 전극(P)과 공통 전극(Vcom) 사이에는 액정 물질이 형성되며 게이트 전극(g)과 드레인 전극(d) 사이에는 오정렬(misalignment)등에 기인한 기생 용량(Cgd)이 발생한다. 액정 용량(Clc)과 축적 용량(Cst)은 TFT-LCD가 구동해야 하는 부하로서 작용한다.
이와 같은 TFT-LCD의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 표시하고자 하는 게이트 배선(Gn)에 연결된 게이트 전극에 게이트 온(On) 전압을 인가하여 TFT(10)를 도통시킨 후에, 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 소스 전극(s)에 인가하여 이 데이터 전압이 드레인 전극(d)으로 인가되도록한다.
이에 데이터 전압은 화소 전극(P)을 통해 각각 액정 용량(Clc)과 축적 용량(Cst)에 인가되고, 화소 전극(P)과 공통 전극(Vcom)의 전위차에 의해 전계가 형성된다.
이때 액정 물질에 같은 방향의 전계가 계속해서 인가되면 액정이 열화되기 때문에 LCD 패널에서는 액정의 열화를 방지하기 위해 화상 신호를 공통 전극에 대해 양(+), 음(-)이 반복되도록 구동한다.
한편, 액정에 인가되는 전압의 실요치는 화소 전극(P)에 인가되는 전압과 공통 전극(Vcom)에 인가되는 전압의 정도로 정해지는데, 액정표시장치를 인버젼 구동방식으로 구동하는 경우에는 공통 전압을 중심으로 한 화소 전압이 대칭이 되도록 공통 전압의 레벨을 조절할 필요가 있으며, 이를 위해 화소 전압이 대칭이 되는 일정한 공통 전압을 공통 전극에 인가해 주어야 한다.
이는 공통 전압을 중심으로 한 화소 전극(P)의 전압이 대칭이 되지 않을 경우에는 각 화소에 충전되는 화소 전압의 양이 프레임(frame)마다 차이가 발생하여 화소 전압이 반전될 때 화면이 깜박이는 플리커(flicker) 현상이 발생하기 때문이다.
따라서 액정표시장치에서 공통전압은 미세하게 조절되어 공통전극에 인가되어야만 플리커(flicker) 발생을 최소화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 액정표시장치의 공통 전압 발생 회로를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도이다.
도 2에서와 같이, 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이에 저항(11)과 가변 저항(12)이 직렬로 연결되어 있고, 상기 저항(11)과 가변 저항(12) 사이에 공통 전압(Vcom)을 출력하는 출력단이 연결되어 있으며, 상기 공통 전압(Vcom)의 출력단과 접지단 사이에 캐패시터(13)가 구성되어 있다.
따라서 전원단(VDD)의 전압을 상기 저항(11)과 가변 저항(12)에 의해 분압된 전압이 공통 전압으로 출력된다.
이때 상기 가변 저항(12)의 저항 값 변화에 따라 공통전압이 조절된다. 즉, 가변 저항(12)의 저항 값이 가장 적을 때 가장 적은 공통 전압이 출력되고 가변 저항(12)이 증가하면 상대적으로 공통 전압도 증가하게 된다.
도 3은 종래 기술에 따른 또 다른 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3에서와 같이, 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이에 제 1 저항(21)과 가변 저항(22)이 직렬로 연결되어 있고, 상기 전원단(VDD)의 전압을 제 1 저항(21)과 가변 저항(22)에 의해 분압된 전압을 받아 증폭시키어 공통 전압(Vcom)을 출력하는 증폭 수단(23)이 가변 저항(22)에 연결되어 있으며, 상기 증폭 수단(23)에 공통 전압(Vcom)을 출력하는 출력단이 연결되어 있고, 상기 가변 저항(22)과 증폭 수단(23)의 접점 사이 및 상기 가변 저항(22)과 접지단(GND) 사이에 제 1 캐패시터(24)가 연결되어 있으며, 상기 공통 전압(Vcom)의 출력단과 접지단(GND)사이에 제 2 캐패시터(25)와 제 2 저항(26)이 병렬로 연결되어 있고, 상기 공통 전압(Vcom)의 출력단과 상기 증폭 수단(23)의 입력단 사이에 제 3 저항(27)이 연결되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로는 공통 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom)을 조정하기 위해 가변 저항(22)을 조정한다.
즉, 공통 전압(Vcom)이 일정하지 않을 경우에는 전술한 바와 같이, 화소 전압이 반전될 때 화면이 깜박이는 플리커 현상이 발생하기 때문에 작업자는 디스플레이 되는 화상을 보고 가변 저항(22)의 값을 직접 조절해 주어야 한다.
만일, 공통 전압(Vcom)이 일정하지 않을 경우에는 이 전압이 화소 전압의 중심 값으로 유지되지 못하기 때문에 프레임 단위로 화소 전극에 충전되는 전압의 값이 달라지게 되어 플리커 현상을 유발하게 된다. 이러한 현상은 액정표시장치의 화면이 대형화되어 갈수록 더욱 큰 문제로 작용하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 있어서 다음과 같은 문제점 있었다.
즉, 전원단의 전압을 저항과 가변 저항에 의해 분압하여 공통 전압을 출력하기 때문에 전원단의 전압이 변하게 되면 그 때마다 공통 전압이 변하게 되어 플리커가 증가한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 공통 전압을 안정화시키어 플리커를 최소화하도록 한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 TFT-LCD에서 단위 화소에 대한 등가회로도
도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도
도 3은 종래 기술에 따른 또 다른 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도
도 7은 본 발명에 적용된 레귤레이터 회로도
도 8은 도 7의 스위칭 파형을 나타낸 그래프
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31 : 저항 32 : 가변 저항
33 : 캐패시터 34 : 제너다이오드
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로는 전원단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 저항과 가변 저항과, 상기 가변 저항에 출력단이 연결되고, 상기 출력단과 접지단 사이에 캐패시터로 구성된 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 있어서, 상기 전원단의 전압을 바이패스 시키는 제너 다이오드를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로는 전원단과 접지단 사이에 연결되는 제 1 캐패시터와, 상기 전원단의 전압을 받아 공통 전압을 출력하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터와 접지단 사이에 연결되는 제 2 캐패시터와, 상기 레귤레이터의 출력단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 저항과 가변 저항을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로는 전원단과 접지단 사이에 병렬로 연결되어 구성되는 제너다이오드와 제 1 캐패시터와, 상기 전원단의 전압을 받아 공통 전압을 출력하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터와 접지단 사이에 연결되는 제 2 캐패시터와, 상기 레귤레이터의 출력단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 저항과 가변 저항을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도이다.
도 4에서와 같이, 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이에 저항(31)과 가변 저항(32)이 직렬로 연결되어 있고, 상기 가변 저항(32)에 공통 전압(Vcom)이 출력되는 출력단이 연결되어 있으며, 상기 공통 전압(Vcom)의 출력단과 접지단 사이에 캐패시터(33)로 구성된 종래의 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로에 있어서, 상기 전원단(VDD)의 전압을 바이패스 시키는 제너다이오드(34)를 추가로 구성함으로서 전원단(VDD)의 전압을 안정화시킨다.
여기서 상기 제너다이오드(34)를 통해 전원단(VDD)의 전압을 일정하게 공급함으로서 안정된 공통 전압(Vcom)을 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도이다.
도 5에서와 같이, 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이에 제 1 캐패시터(41)가 연결되어 있고, 상기 전원단(VDD)의 전압을 받아 공통 전압(Vcom)을 출력하는 레귤레이터(42)가 연결되어 있으며, 상기 레귤레이터(42)에 공통 전압(Vcom)의 출력단이 연결되어 있고, 상기 레귤레이터(42)와 접지단(GND) 사이에 제 2 캐패시터(43)가 연결되어 있으며, 상기 레귤레이터(42)의 출력단과 접지단(GND) 사이에 저항(44)과 가변 저항(45)이 직렬로 연결되어 있고, 상기 저항(44) 및 가변 저항(45) 사이의 접점 및 상기 레귤레이터(42) 및 제 2 캐패시터(43) 사이의 접점이 서로 연결되어 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로를 나타낸 회로도이다.
도 6에서와 같이, 전원단(VDD)과 접지단(GND) 사이에 제너다이오드(51)와 제 1 캐패시터(52)가 병렬로 연결되어 있고, 상기 전원단(VDD)의 전압을 받아 공통 전압(Vcom)을 출력하는 레귤레이터(53)가 연결되어 있으며, 상기 레귤레이터(53)에 공통 전압(Vcom)의 출력단이 연결되어 있고, 상기 레귤레이터(53)와 접지단(GND) 사이에 제 2 캐패시터(54)가 연결되어 있으며, 상기 레귤레이터(53)의 출력단과 접지단(GND) 사이에 저항(55)과 가변 저항(56)이 직렬로 연결되어 있고, 상기 저항(55) 및 가변 저항(56) 사이의 접점 및 상기 레귤레이터(53) 및 제 2 캐패시터(54) 사이의 접점이 서로 연결되어 있다.
도 7은 본 발명에 적용된 레귤레이터 회로도를 나타내고, 도 8은 도 7의 스위칭 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7에서와 같이, 입력단(Vin)과 출력단(Vout) 사이에 스위치(61), 증폭기(62), 제너다이오드(63), 저항(64), 가변 저항(65)이 각각 연결되어 있다.
여기서 상기 스위치(61)는 바이폴라 트랜지스터이고, 저항(64) 및 가변 저항(65)을 직렬로 연결되어 있고, 상기 저항(64)과 가변 저항(65) 사이의 접점과 증폭기(62)가 연결되어 있으며, 상기 제너다이오드(63)와 증폭기(62)가 연결되어 있고, 상기 증폭기(62)의 출력신호에 의해 스위치(61)가 온/오프(on/off)되도록 되어 있다.
한편, 미설명한 Vref는 기준전압을 나타내고, Vs는 출력단(Vout)에 의한 배분전압이다.
상기와 같이 구성된 레귤레이터는 Vout가 변하면 배분된 전압 Vs 또한 변하게 된다.
도 8에서와 같이, Vs가 기준전압 Vref보다 크다면 증폭기(62)의 출력신호인 Vcontrol 신호에 의해 스위치(61)가 오프(off)되어 Vout이 감쇠되고, Vs가 기준전압 Vref보다 작게 되면 스위치(61)가 온(on)되어 Vout이 증가하게 되어 Vout를 일정하게 유지시켜 주게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로는 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 전원단(VDD)으로부터 공통되는 전압을 안정하게 공급하여 공통 전압을 출력함으로서 플리커를 최소화할 수 있어 전체적으로 시스템의 성능을 향상할 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전원단과 접지단 사이에 병렬로 연결되어 구성되는 제너다이오드와 제 1 캐패시터와,
    상기 전원단의 전압을 받아 공통 전압을 출력하는 레귤레이터와,
    상기 레귤레이터와 접지단 사이에 연결되는 제 2 캐패시터와,
    상기 레귤레이터의 출력단과 접지단 사이에 직렬로 연결되는 저항과 가변 저항과,
    상기 저항 및 가변 저항 사이의 접점 및 상기 레귤레이터 및 제 2 캐패시터 사이의 접점이 서로 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 액정표시소자의 공통 전압 발생 회로.
  5. 삭제
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