KR100477140B1 - 액정표시장치의계조전압발생회로 - Google Patents

Abstract

이 발명은 화면의 대조비를 감소시키지 않으면서도 크로스톡을 감소시킬 수 있는 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로에 관한 것으로서,

패널에 인가되는 최초의 공통 전압을 기준으로 패널로부터 피드백된 공통 전압의 왜곡된 정도를 검출하기 위한 제1 수단과, 제1 수단의 출력 신호를 적절하게 조절된 이득 조절 신호에 따라 적분하기 위한 제2 수단과, 제2 수단의 출력 신호를 반전시키기 위한 제3 수단과, 제3 수단의 출력 신호와 제1 전원 전압을 기준 전압으로 공급받아 제1 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제1 저항열과, 제2 수단의 출력 신호와 제2 전원 전압을 기준 전압으로 공급받아 제2 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제2 저항열을 포함한다.

Description

액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로

이 발명은 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크로스톡을 감소시키도록 설계된 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로에 관한 것이다.

일반적인 박막 트랜지스터-액정 표시 장치(TFT-LCD)는 상판의 공통 전극에 인가된 공통 전압을 기준으로 액정이 반응할 수 있는 일정 범위의 계조 전압을 인가하는 방법에 의해 구동된다.

그러나, 일반적으로 액정이라는 물질은 직류 전압을 계속 인가받는 경우에 열화되는 특성을 가지고 있기 때문에, 액정에 인가되는 전압을 일정 주기로 반전시켜 구동하지 않으면 안된다. 그래서 이러한 반전 구동 방식으로 저전압(low voltage) 구동 방식과 고전압(high voltage) 구동 방식이 사용된다.

저전압 구동 방식은 계조 전압의 최대값과 최소값을 기준으로 공통 전압을 반전시키면서 계조 전압을 인가하는 방식이고, 고전압 구동 방식은 고정된 직류값의 공통 전압을 기준으로 계조 전압을 인가하는 방식이다.

이와 같이 구동되는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에서 표시 품질을 나타내는 기준 중 한가지로 크로스톡의 정도를 들 수 있다. 여기서 크로스톡이란 액정 표시 장치에서 특정 패턴의 표시에 의해 화면의 다른 부분이 영향을 받는 현상으로, 도 1에서 도시한 바와 같이 전체 화면에 비해 배경과 밝기가 현저히 다른 윈도우 블럭(1)이 화면에 표시되는 경우 크로스톡으로 인해 그 윈도우 블럭(1)의 좌우측 화면(2)의 밝기는 다른 부분과 다르게 나타나게 된다.

일반적으로 크로스톡은 공통 전압이 반전되는 저전압 구동 방식에서 더 심각하게 나타나는데, 크로스톡이 발생하는 원인은 화면에 블랙 윈도우를 표시하는 경우, 즉 노멀 화이트 모드(normal white mode)에서 액정에 인가되는 계조 전압과 공통 전압이 크게 차이나는 경우 데이터선과 공통 전극간의 결합 용량과 공통 전극 저항에 의한 RC 지연으로 인해 공통 전압이 왜곡되기 때문이다.

그러므로, 공통 전압의 왜곡을 고려하지 않고 계조 전압을 인가하면, 액정에 인가되는 공통 전압과 계조 전압의 차가 감소하여 화면이 더 밝아지게 되고 이로 인해 화질이 떨어지게 된다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 도 2에서 도시한 바와 같이 패널 전체를 거쳐 왜곡된 형태의 공통 전압(Vcomf)을 피드백하여 이를 기준 전압으로 해서 계조 전압을 만들어주는 방법이 사용되는데, 이 방법은 피드백된 공통 전압(Vcomf)이 왜곡된만큼 생성되는 계조 전압도 왜곡되도록 하여 공통 전압의 왜곡이 없을 때와 같은 전압차를 유지하게 하는 방법이다. 도 2에서 직렬로 연결된 다수의 다이오드(D)는 고정된 전압 강하를 유지하여 양끝단의 전압 파형을 손실없이 유지하기 위한 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법에서는 피드백된 공통 전압(Vcomf)의 파형을 적절하게 조정하는 것이 아니라 수동적으로 이용하기만 하기 때문에, 공통 전압이 왜곡되지 않을 때와 왜곡될 때에 공통 전압과 계조 전압의 차가 언제나 동일하지는 않다. 그러므로 이 전압차를 동일하게 만들어주기 위해서는 공통 전극 외부에서 저항을 부가하는 등의 방법으로 공통 전극의 저항을 증가시켜 공통 전압을 더욱 왜곡시켜야 할 필요가 있게 된다.

그러나 이처럼 공통 전압의 왜곡이 커지면 전체적으로 공통 전압과 계조 전압의 차가 감소하므로 블랙의 화상이 더 밝아지고, 결국 화면의 대조비(contrast ratio)가 감소하여 화질이 떨어지는 문제점이 유발된다.

따라서 이 발명의 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화면의 대조비를 감소시키지 않으면서도 크로스톡을 감소시킬 수 있는 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로를 제공하는 데에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 이 발명은,

패널에 인가되는 최초의 공통 전압을 기준으로 패널로부터 피드백된 공통 전압의 왜곡된 정도를 검출하기 위한 제1 수단,

상기 제1 수단의 출력 신호를 적절하게 조절된 이득 조절 신호에 따라 적분하기 위한 제2 수단,

상기 제2 수단의 출력 신호를 반전시키기 위한 제3 수단,

상기 제3 수단의 출력 신호와 제1 전원 전압을 기준 전압으로 공급받아 제1 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제1 저항열, 그리고

상기 제2 수단의 출력 신호와 제2 전원 전압을 기준 전압으로 공급받아 제2 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제2 저항열을 포함한다.

이하, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위해 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로도이다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로에서,

반전 스위치(10)는 패널에 인가되는 최초의 공통 전압(Vcom)과 패널로부터 피드백된 공통 전압(Vcomf), 즉 왜곡된 형태의 공통 전압을 입력받아 각각 제1 및 제2 출력 단자(out1, out2)로 번갈아가며 내보내는데, 이는 공통 전압이 홀수번째 프레임(odd_frame))과 짝수번쩨 프레임(even_frame)에서 각각 반전하는 것을 고려한 것이다.

그리고 비교기(20)는 반전 스위치(10)의 제1 및 제2 출력 단자(out1, out2) 신호를 각각 비반전(+) 단자와 반전(-) 단자로 입력받으므로, 비교기(20)의 비반전(+) 단자에는 반전(-) 단자에 인가되는 공통 전압의 레벨보다 일정 구간 동안 큰 레벨의 공통 전압이 항상 인가된다. 비교기(20)는 비반전(+) 단자에 인가되는 전압이 반전(-) 단자에 인가되는 전압보다 클 경우 하이 레벨의 전압을 출력하므로, 결국 비교기(20)로부터 출력되는 전압의 펄스폭은 패널에 인가되는 최초의 공통 전압(Vcom)을 기준으로 패널로부터 피드백된 공통 전압(Vcomf)의 왜곡된 정도를 의미하는 것이다.

적분기(30)는 비교기(20)의 출력 신호를 적절하게 조절된 이득 조절 신호(gain_con)에 따라 적분하여 새로운 공통 전압(Vcom_n)을 생성하며, 반전기(40)는 이 새로운 공통 전압(Vcom_n)의 반전된 전압(Vcom_nb)을 생성한다. 이 이득 조절 신호(gain_con)는 공통 전압의 왜곡이 없는 경우와 동일한 휘도를 유지할 수 있도록 하는 공통 전압을 만들기 위해 적분기(30)의 증폭도를 증가시키거나 감소시킨다. 또, 리세트 신호(reset)는 짝수번째 및 홀수번째 프레임이 시작될 때마다 적분기(30)를 초기화한다.

여기서, 짝수번째 프레임 동안에는 공통 전압의 레벨을 낮추어야 하므로, 짝수번째 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제1 저항열(50)에는 반전기(40)의 출력 전압(Vcom_nb), 즉 음(-)의 값을 갖는 공통 전압을 제1 전원 전압(V1)과 함께 기준 전압으로 공급한다. 그러면, 공통 전압의 왜곡이 심할수록 적분기(30)의 출력 전압은 상승하는 반면 제1 저항열(50)에 공급되는 기준 전압의 레벨은 낮아지므로 공통 전압의 왜곡이 없는 경우와 동일한 휘도를 유지할 수 있다.

반대로, 홀수번째 프레임 동안에는 공통 전압의 레벨을 높여야 하므로, 홀수번째 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제2 저항열(60)에는 적분기(30)의 출력 전압(Vcom_n), 즉 양(+)의 값을 갖는 공통 전압을 제2 전원 전압(V2)과 함께 기준 전압으로 공급한다. 그러면, 공통 전압의 왜곡이 심할수록 적분기(30)의 출력 전압이 상승하여 제2 저항열(60)에 공급되는 기준 전압의 레벨이 높아지므로 역시 일정한 휘도를 유지할 수 있다.

따라서 이 발명의 효과는, 왜곡된 공통 전압의 파형과 원래의 공통 전압 파형과의 차이를 검출하여 이를 계조 전압의 생성에 반영함으로써 크로스톡을 감소시키는 동시에 패널에 인가되는 공통 전압의 레벨을 조정할 필요가 없으므로 화면의 대조비를 감소시키지 않는다는 것이다.

도 1은 크로스톡(crosstalk)의 영향을 받은 화면 상태도,

도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로도,

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로도이다.

Claims (1)

1. 패널에 인가되는 최초의 공통 전압을 기준으로 패널로부터 피드백된 공통 전압의 왜곡된 정도를 검줄하기 위하여 반전스위치와 비교기를 포함하여 형성한 제1 수단,

   상기 제1 수단의 출력 신호를 이득 조절 신호에 따라 적분하기 위한 제2 수단,

   상기 제2 수단의 출력 신호를 반전시키기 위한 제3 수단,

   상기 제3 수단의 출력 신호와 제1 전원 전압을 기준 전압으로 공급받아 제1 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제1 저항열, 그리고

   상기 제2 수단의 출력 신호와 제2 전원 전압을 기준 전압으로 공급받아 제2 프레임의 계조 전압을 발생하기 위한 제2 저항열을 포함하는 액정 표시 장치의 계조 전압 발생 회로.

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