KR100532089B1

KR100532089B1 - 액정표시장치의 구동부

Info

Publication number: KR100532089B1
Application number: KR10-2003-0089123A
Authority: KR
Inventors: 김현석; 김승학
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2005-12-02
Also published as: KR20050056038A

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구동부에 관한 것으로서, 본 발명의 액정표시장치 구동부는 복수개의 저항들이 어레이로 연결되어, 그 일측에 인가받는 제 1전압을 순차적으로 전압강하시켜 복수의 계조전압을 형성하고, 상기 복수개의 저항들 사이의 어느 한 지점에 인가받는 제 2전압을 최저계조전압으로 출력하는 계조전압 발생부와; 상기 계조전압 발생부로부터 계조전압들을 인가받아, 스위칭단들에 개별적으로 인가되는 디지털형태 화상정보의 각 비트신호에 의해 하나의 계조전압을 선택적으로 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성되며, 액정을 구동하는 전압차를 감소시켜 최저계조에서 화면에 정확한 검은색을 표시함으로써, 대조비를 높임과 아울러, 액정표시장치의 화질을 향상시킨다.

Description

액정표시장치의 구동부{DRIVING UNIT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치의 구동부에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 공통전압을 계조전압으로 이용하여 화질을 개선한 액정표시장치의 구동부에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor Array)기판과 컬러필터(Color Filter)기판이 일정한 간격을 두고 합착되고, 그 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정층이 형성된 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 그 액정표시패널에 화상정보를 공급하는 데이터 구동부와, 주사신호를 공급하는 게이트 구동부를 구비하여 구성된다.

상기 박막트랜지스터 어레이 기판에는 일정하게 이격되어 횡으로 배열되는 복수의 게이트라인(Gate Line)들과, 일정하게 이격되어 종으로 배열되는 복수의 데이터라인(Data Line)들이 서로 교차하며, 그 게이트라인들과 데이터라인들이 교차하여 구획되는 사각형 영역에 화소(Pixel)가 정의된다. 상기 화소들에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)와 같은 스위칭소자가 개별적으로 구비되며, 상기 데이터라인들 및 게이트라인들과 전기적으로 연결된다.

그리고, 상기 컬러필터 기판에는 상기 화소들에 대응하는 위치에 적색,녹색 및 청색의 컬러필터가 형성되고,그 화소를 통과하는 빛의 색간섭을 방지하기 위한 블랙매트릭스(Black Matrix)가 상기 컬러필터의 외곽을 감싸는 그물형태로 형성되며, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판의 화소전극과 전압차에 의해 액정에 전계를 인가하는 공통전극이 형성된다.

상기 게이트 구동부는 액정표시패널 상의 게이트라인들에 순차적으로 주사신호를 인가하는데, 그 주사신호가 인가된 게이트라인들에 전기적으로 연결된 스위칭소자들은 턴-온(Turn-on)상태가 되고, 이때, 상기 데이터라인들로부터 인가되는 화상정보가 스위칭소자를 통해 화소의 화소전극에 인가된다.

전술한 바와 같은 액정표시장치는 통상 액정의 배열상태가 90°로 꼬여있는 트위스트 네마틱(Twisted Nematic: TN) 액정을 채택하고 있으며, 이와같은 트위스트 네마틱 액정은 박막 트랜지스터 어레이 기판에 형성되는 화소전극과 컬러필터 기판에 형성되는 공통전극의 수직전계에 의해 액정이 구동되기 때문에 시야각에 따라서 계조표시에서의 광투과율이 달라지는 특성이 나타나며, 이는 액정의 굴절 이방성 때문이며, 대면적의 액정표시장치를 제작하는데 제한을 받게 된다.

즉, 상기 수직전계에 의해 액정이 구동되는 트위스트 네마틱 방식의 액정표시장치는 광투과율이 좌우방향의 시야각에 대해서는 넓은 범위에서 대칭적으로 분포하지만, 상하방향의 시야각에 대해서는 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향에서 이미지가 반전되는 범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 문제가 있다.

상기한 바와같은 문제를 해결하기 위하여 수평전계에 의해 액정을 구동시키는 횡전계(In-Plane Switching)방식의 액정표시장치가 제안되었다.

상기 횡전계방식 액정표시장치는 박막트랜지스터 어레이 기판상에 공통전극과 화소전극을 일정하게 이격되도록 평행하게 형성하고, 그 화소전극와 공통전극 사이에 수평전계를 발생시켜 액정을 구동하는데, 상기 수직전계에 의해 액정이 구동되는 액정표시장치에 비해 콘트라스트(contrast),그레이 인버젼(gray inversion) 및 컬러 쉬프트(color shift) 등의 시야각 특성을 향상시킬 수 있으므로, 광시야각을 확보할 수 있게 되어 대면적의 액정표시장치의 제작에 널리 사용되고 있다.

최근, 영상매체에는 정보의 대용량 및 고화질의 화상을 구현할 수 있는 디지털형태의 화상정보를 사용하며, 그 화상정보의 비트(Bit)수에 따라 표현할 수 있는 화상정보의 계조가 다양해진다.

상기 트위스트 네마틱방식 액정표시장치나 횡전계방식 액정표시장치도 외부로부터 디지털형태의 화상정보를 입력받지만, 그 디지털형태의 화상정보로는 화면상에 다양한 휘도를 구현할 수 없다. 즉, 각 비트에 고전위 및 저전위 두가지 상태만을 저장하는 디지털형태의 화상정보로는 액정을 두가지 동작밖에 시킬수 없으므로, 화면상에 다양한 휘도를 표현할 수 없다. 따라서, 화상정보에 의해 정확한 화상을 표현하기 위한 아날로그형태의 화상정보로 변환하여야 하는데, 이를 액정표시장치 구동부 내의 디지털-아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)가 수행한다.

한편, 상기 액정표시장치에 입력되는 디지털형태 화상정보의 비트수에 따라 계조수가 결정되는데, 예를 들어 화상정보가 3비트의 정보라면 2³= 8계조 표현이 가능하다.

보통, 디지털-아날로그 변환기에서는 복수개의 저항을 어레이(Array)로 연결하여, 복수의 계조전압을 형성하는 저항스트링(Resister-String)방식의 디지털-아날로그 변환기가 많이 사용된다.

상기 저항스트링방식의 디지털-아날로그 변환기를 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도1는 일반적인 디지털-아날로그 변환기의 양(positive)의 계조 및 음의 계조의 출력구성을 나타낸 도면이다.

액정표시장치의 액정층에 지속적으로 일정한 전계가 인가될 경우에 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 잔상이 발생한다. 따라서, 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해서 공통전압을 기준으로 화상정보의 전압을 양과 음이 반복되도록 인가하는데, 이와 같은 구동방식을 인버젼 방식이라 한다.

상기 인버젼 구동방식은 화상정보의 극성이 화상의 한 프레임(frame)단위로 반전되어 공급되는 프레임 인버젼 방식, 화상정보의 극성이 게이트라인 단위로 반전되어 공급되는 라인 인버젼 방식, 그리고 화상정보의 극성이 서로 인접하는 화소별로 반전되어 공급되고 아울러 화상의 한 프레임 단위로 반전되어 공급되는 도트 인버젼 방식이 있다.

상기한 인버젼 구동방식 중 도트 인버젼 방식은 플리커(flicker)나 크로스 토크(cross talk)와 같은 화면 왜곡을 최대한 억제할 수 있기 때문에 이를 적용한 액정표시장치는 뛰어난 화상을 제공한다.

계조전압의 출력을 양과 음 출력으로 나눠서 구성한 것은 액정표시장치를 전술한 바와 같은 인버젼 방식으로 구동하기 위함이다.

도면을 참조하면, 8계조를 예시적으로 구성한 것으로서, 8개의 저항이 어레이로 연결되고, 그 일측에는 전원전압(VCC)이 연결되어 있는데, 주로 15V의 전압이 사용된다. 전술한 어레이연결된 8개의 저항들 사이에는 각각 계조전압(GH0∼GH7)들이 형성되고, 그 계조전압(GH0∼GH7)들은 제 1스위칭단(S1)의 모스 트랜지스터(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)와 같은 스위칭소자(B10,B11)들에 개별적으로 인가된다. 또한, 그 제 1스위칭단(S1)의 스위칭소자(B10,B11) 한쌍마다 제 2스위칭단(S2)단의 스위칭소자(B20,B21)들이 개별적으로 연결되며, 마찬가지로, 제 2스위칭단(S2)의 스위칭소자(B20,B21) 한쌍에 제 3스위칭단(S3)의 스위칭소자(B30,B31)이 개별적으로 연결된다.

마지막으로, 상기 제 3스위칭단(S3)의 스위칭소자(B30,B31)들로부터 나온 전압은 출력전압을 입력전압 레벨로 일정하게 유지지키는 전압 완충기(Voltage Follower,5)를 통해 화상정보로 출력된다.

상기 회로구성에서 계조전압의 출력을 예를 들어 설명한다.

만일, 디지털형태의 화상정보 '101'이 들어오게 되면, 상기 제 1스위칭단(S1),제 2스위칭단(S2) 및 제 3스위칭단(S3)의 스위칭소자(B10,B11,B20,B21,B30,B31)들에는 각각 고전위(HIGH),저전위(LOW),고전위(HIGH)가 인가되는데, 제 1스위칭단의 엔형 모스 트랜지스터, 즉, 엔형 스위칭소자(B11)에 고전위가 인가되면, 그 스위칭소자는 턴-온(Turn-on) 상태가 되어 계조전압(GH1,GH3,GH5,GH7)들을 다음단인 제 2스위칭단(S2)에 인가한다. 반대로, 제 1스위칭단(S1)의 피형 모스 트랜지스터, 즉, 피형 스위칭소자(B10)에 고전위가 인가되면, 그 스위칭소자(B10)는 턴-오프(Turn-off) 상태가 되어 계조전압(GH0,GH2,GH4,GH6)들을 차단한다.

상기한 바와 같이, 제 1스위칭단(S1)의 스위칭소자(B10,B11)에 의해 선택된 계조전압(GH1,GH3,GH5,GH7)들은 제 2스위칭단(S2)에서 다시 선택과정을 거치는데, 제 2스위칭단(S2)의 스위칭소자(B20,B21)에는 저전위가 인가되므로, 피형 스위칭소자(B20)들이 턴-온되어 그 피형 스위칭소자(B20)에 대응하는 계조전압(GH1,GH5)들이 선택되어 제 3스위칭단(S3)에 인가된다. 그리고, 상기 제 3스위칭단(S3)에 인가된 계조전압(GH1,GH5)들 중 턴-온된 엔형 스위칭소자(B31)를 통과하는 선택된 계조전압(GH5)은 전압 완충기(5)를 통해 화상정보로 출력된다.

상기 계조전압(GH0∼GH7)으로 보통 8V∼15V가 인가되며, 낮은 계조전압부터 계조의 단계가 시작된다. 한편, 도1b의 음의 계조전압은 보통 0.3V∼6.5V가 인가되는데, 양의 계조전압과는 반대로 높은 전압부터 계조의 단계가 시작된다. 보통 공통전압이 7.2V가 인가되는데, 이 공통전압과 비교하여 상대적으로 양과 음의 계조전압으로 나눈다. 그리고, 일반적으로 15V인 전원전압(VCC)을 양의 계조 출력을 위한 저항어레이의 일측으로 인가받아 순차적으로 전압강하시켜 음의 계조 전압까지 형성한다. 즉, 양의 계조 전압과 음의 계조 전압을 형성하기 위한 전압은 전원전압(VCC)으로 가능하다.

음의계조 출력을 위한 회로를 살펴보면, 8개의 저항들이 어레이로 연결되어 있으며, 그 저항들의 연결부에는 각각 계조전압(GL0∼GL7)들이 정의된다. 이와 같은 계조전압(GL0∼GL7)들은 제 1스위칭단(S1)의 스위칭소자(B10,B11)들에 개별적으로 인가되며, 그 인가된 계조전압(GL0∼GL7)들은 제 1스위칭단(S1)의 스위칭소자(B10,B11) 한쌍마다 개별적으로 연결된 제 2스위칭단(S2)의 스위칭소자(B20,B21)들에 개별적으로 인가된다. 또한, 제 2스위칭단(S2)에 인가된 계조전압(GL0∼GL7)들은 상기 제 2스위칭단(S2)의 스위칭소자(B20,B21) 한쌍마다 개별적으로 연결된 제 3스위칭단(S3)의 스위칭소자(B30,B31)들에 인가되고, 전압 완충기(5)를 통해 화상정보로 출력된다.

상기한 바와 같은 양과 음 각각의 8계조전압의 화상정보(GL0∼GL7,GH0∼GH7)들은 적용되는 인버젼 구동방식에 따라 화소에 교대로 인가되고, 그 화상정보의 계조전압(GL0∼GL7,GH0∼GH7)과 공통전압의 전압차에 의해 액정을 구동시키는데, 계조전압(GL0∼GL7,GH0∼GH7)의 크기에 따라 화면에 표시되는 휘도(brightness)가 변화한다. 이와 같은 계조전압과 공통전압의 전압차에 따른 휘도의 변화를 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 횡전계방식 액정표시장치에서 계조전압과 공통전압의 전압차에 따른 휘도변화를 나타낸 도면이다.

도2를 참조하면, 횡전계방식 액정표시장치에서 최저계조전압이 인가되어 공통전압과의 전압차가 작을때는 낮은 휘도상태가 되므로, 화면은 검은색으로 표시되고, 그 전압차가 커질수록 화면의 휘도는 점점 증가하여, 검은색에서 흰색으로 변화한다. 이 변화곡선은 비선형적이며, 액정의 물리광학적 특성에 기인하여 결정된다.

일반적으로, 횡전계방식 액정표시장치에서 초기의 액정의 배열상태는 광원의 빛을 차단한다. 계조전압이 인가되지 않은 상태에서 광원의 빛을 모두 차단하여 화면이 완전한 검은색으로 표시되는데, 이러한 상태를 노말리 블랙(Normaly Black)이라 한다. 따라서, 계조전압이 증가하여 공통전압과의 전압차가 커질수록 액정이 통과시키는 광원의 빛은 증가하고, 화면은 검은색에서 점점 흰색으로 변한다. 즉, 휘도가 증가한다.

상기 노말리 블랙상태에서 최저계조전압(GH0,GL0), 예를 들어, 디지털형태의 3비트-화상정보가 '000'이 인가되면, 계조전압과 공통전압의 전압차가 0V가 되어 화면은 완전한 검은색으로 표시되어야 한다. 그런데, 실제로는 회색톤을 가진 검은색으로 화면이 표시되는데, 이는 화상정보의 계조전압과 공통전압의 전압차가 0V가 아니라는 것을 보여준다. 실제 공통전압은 보통 7.2V이고, 최저계조전압은 양의 계조전압은 8.0V,음의 계조전압은 6.5V를 인가하므로, 약 0.7V∼0.8V의 전압차가 발생한다.

이와 같이, 최저계조전압과 공통전압 사이에 발생하는 전압차는 액정을 미세하게 구동시켜 광원의 빛을 일정분 통과시킨다. 그러므로, 완전한 검은색을 구현할 수 없다.

그래프 상에도 계조전압과 공통전압의 전압차가 최저인 상태에서도 일정량의 휘도(△BW)가 발생하는 것을 알 수 있다.

액정표시장치의 화질의 선명함을 나타내는 대조비(Contrast Ratio : C/R)는 흰색/검은색의 비이며, 화면의 휘도가 증가하여 더 밝은 흰색으로 표시되거나, 화면의 휘도가 감소하여 더욱 짙은 검은색으로 표시되면, 상기 대조비가 증가하여 화면의 선명도가 향상된다.

그런데, 상기 최저계조전압 인가시에도 액정은 미세하게 구동하며, 미세한 광원의 빛이 화면에 나타나므로, 화면은 완전한 검은색으로 표시되지 못하고, 대조비는 낮아지게 되어 선명도가 떨어진다.

이와 같은 현상은 노말리 화이트(Normaly White)가 액정의 초기 배열상태인 트위스트 네마틱 액정표시장치도 발생한다. 다만, 상기 트위스트 네마틱 액정표시장치에서는 최저계조화면이 휘도가 높은 흰색으로 표시되고, 계조전압이 인가됨에 따라 화면이 점점 검은색으로 변화하는 차이가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 최저계조에서 최저계조전압 대신 공통전압을 인가하여 공통전압과의 전압차를 최소로 만듬으로써, 휘도를 감소시키고, 화면을 완전한 검은색으로 표시되도록 하여 대조비를 높임과 아울러 화질의 선명도를 향상시키는 액정표시장치의 구동부를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치의 구동부는 복수개의 저항들이 어레이로 연결되어, 그 일측에 인가받는 제 1전압을 순차적으로 전압강하시켜 복수의 계조전압을 출력하고, 상기 복수개의 저항들 사이의 어느 한 지점에 인가받는 제 2전압을 최저계조전압으로 출력하는 계조전압 발생부와; 상기 계조전압 발생부로부터 계조전압들을 인가받아, 스위칭단들에 개별적으로 인가되는 디지털형태 화상정보의 각 비트신호에 의해 하나의 계조전압을 선택적으로 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 본 발명의 액정표시장치의 구동부를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 디지털-아날로그 변환기의 블록구성을 보인 도면이다.

도3을 참조하면, 저항들이 어레이로 연결되며, 제1전압(VCC)과 제2전압(VCOM)을 인가받아 복수의 계조전압(G100∼GM)을 형성하는 계조전압 발생부(101)와, 스위칭소자(미도시)들로 구성된 복수개의 스위칭단(S101∼SN)으로 되어 있고, 디지털형태의 화상정보(D1∼DN)를 이용해 스위칭소자들을 구동함으로써, 계조전압 발생부(101)로부터 입력되는 복수의 계조전압들 중에 하나를 선택적으로 출력하는 스위칭부(102)로 구성되어 있다.

이하, 복수개의 저항들이 어레이로 연결된 구성을 저항 어레이라 칭하겠다.

상기 계조전압 발생부(101)에는 복수개의 저항들이 어레이로 연결되며, 상기 계조전압 발생부(101)에 인가되는 제1전압(VCC)과 제2전압(VCOM) 사이를 순차적으로 전압강하시켜 복수의 계조전압(G100∼GM)들을 형성한다. 이 때, 상기 제1전압(VCC)은 전압원으로부터 인가되는 전원전압이고, 상기 제2전압(VCOM)은 공통전압이며, 상기 제2전압(VCOM)은 최저계조전압(G100)으로 공급된다.

상기 스위칭부(102)는 상기 스위칭소자들로 구성된 복수개의 스위칭소자 단으로 되어 있고, 액정표시장치에 공급되는 디지털형태의 화상정보(D1∼DN) 각 비트(Bit) 정보를 스위칭단(S101∼SN)들에 개별적으로 인가함으로써, 스위칭소자(미도시)들을 턴-온(Turn-on) 또는 턴-오프(Turn-off)시켜 상기 계조전압 발생부(101)로부터 입력되는 복수의 계조전압들 중에 하나를 선택하여 출력한다.

일반적으로, 횡전계방식 액정표시장치는 화상정보가 인가되지 않은 상태에서 화면이 검은색으로 표시되는 노말리 블랙(Normaly Black)모드를 가진다. 이와 같은노말리 블랙모드에서는 화상정보의 최저계조전압이 인가될 때, 화면이 검은색으로 표시된다.

상기한 바와 같이, 디지털형태의 화상정보(D0∼DN) 중 최저계조를 표현하는 정보, 즉, 모든 비트가 '0'인 정보가 인가되면, 복수개의 스위칭단(S101∼SN)들의 구동에 의해 공통전압이 최저계조전압으로 선택되어 화소전극에 인가된다. 그런데, 상기 화소전극의 공통전압과 공통전극의 공통전압은 전압차가 없으므로, 액정이 구동되지 않으며, 화면에 검은색을 정확하게 표시하게 되어 대조비가 증가함에 따라액정표시장치의 화질이 향상된다.

도4는 도3의 디지털-아날로그 변환기의 블록구성에서 양의 계조 출력 및 음의 계조 출력을 위한 회로를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 디지털-아날로그 변환기는 어레이로 연결되는 복수의 저항들과, 그 저항들 사이에 개별적으로 연결되고, 최저계조전압(GH100) 대신 제2전압(VCOM), 즉, 공통전압을 인가받는 제 1스위칭단(S101)의 스위칭소자(B110,B111)들과, 그 제 1스위칭단(S101)을 포함하며, 디지털형태 화상정보(미도시)를 인가받아 스위칭소자들의 구동에 의해 복수의 계조전압 중 하나를 선택적으로 인가받는 스위칭소자(B110,B111,B120,B121,...,BN0,BN1)들의 복수개의 단과, 제 N스위칭단(SN)의 스위칭소자(BN0,BN1)들과 연결되고, 출력전압을 일정하게 유지시키는 전압 완충기(105)를 포함하여 구성된다.

복수개의 저항들은 어레이로 연결되며, 그 저항 어레이의 일측에 제 1전압(VCC)을 인가받는다. 상기 제 1전압(VCC), 즉, 전원전압은 상기 저항어레이 내에서 순차적으로 전압강하되어 복수개의 계조전압(GH101∼GHM,GL101∼GLM)들을 형성한다. 이때, 최저계조전압을 제외한 나머지 계조전압들을 형성한다. 그리고, 저항어레이의 어느 한 지점에 제 2전압(VCOM)이 인가되어 상기 전원전압(VCC)과 공통전압 사이의 전압이 순차적으로 전압강하되며, 최저계조전압(GH100)으로 제 2전압(VCOM)을 제 1스위칭단(S101)에 인가한다. 이 때, 복수개의 계조전압(GH101∼GHM,GL101∼GLM)들은 상기 전원전압(VCC)과 공통전압 사이의 전압값들을 갖는다.

상기 어레이로 연결된 복수개의 저항들 사이에는 각각 제 1스위칭단(S101)의 스위칭소자(B110,B111)들이 개별적으로 연결되어, 대응하는 계조전압을 인가받고, 하나의 스위칭소자는 디지털형태의 화상정보의 각비트가 모두 '0'을 나타내는 최저계조일때 공통전압을 인가받는다.

상기 제 1스위칭단(S101)의 스위칭소자(B110,B111)들은 그 스위칭소자(B110,B111)들 한쌍마다 제 2스위칭단(S102)의 스위칭소자(B120,B121)들이 개별적으로 연결되는데, 이와 같이 전단 스위칭소자 한쌍마다 현재단의 스위칭소자가 개별적으로 연결되는 구성으로 복수개의 단들이 전기적으로 연결되며, 마지막 제 N스위칭단(SN)에서 2개의 스위칭소자(BN0,BN1)로 압축되고, 그 제 N스위칭단에서 선택된 계조전압은 전압 완충기(105)를 통해 출력된다.

한편, 스위칭소자로서 모스 트랜지스터가 많이 이용되며, 상기 계조전압을 선택하기 위해 두가지 타입의 스위칭소자가 사용되는데, 피형 스위칭소자와 엔형 스위칭소자는 고전위 또는 저전위에 따라 서로 반대되는 동작을 수행한다. 즉, 피형 스위칭소자는 고전위에서 턴-오프되고, 저전위에서 턴-온되는 동작을 하며, 엔형 스위칭소자는 고전위에서 턴-온되고, 저전위에서 턴-오프되는 동작을 수행한다.

상기와 같이 양의 계조전압을 출력하는 구성과 마찬가지로 음의 계조를 출력하는 구성도 복수개의 저항들이 어레이로 연결되어 있고, 그 저항들 사이에 제 1스위칭단(S101)의 스위칭소자(B110,B111)들이 개별적으로 연결된다. 이와 같이, 스위칭소자(B110,B111,B120,B121,...,BN0,BN1)들로 구성된 스위칭단(S101,S102,...,SN)들은 복수개가 형성되는데, 전단의 스위칭소자 한쌍마다 현재단의 스위칭소자가 개별적으로 연결되는 구성으로 전기적으로 연결된다. 마지막 단인 제 N스위칭단(BN)은 전압 완충기(105)와 연결되어, 선택된 계조전압은 그 전압 완충기(105)를 통해 출력된다.

액정표시장치의 액정에 지속적으로 일정한 전계가 인가되면 액정이 열화되고, 직류전압 성분에 의해 잔상이 발생하게 된다. 따라서, 액정의 열화를 방지하고, 직류전압 성분을 제거하기 위해 공통전압을 기준으로 화상정보의 전압을 양과 음이 반복되도록 인가하는데, 이와 같은 구동방식을 인버젼 방식이라 한다.

상기한 바와 같이 회로 출력부를 양의 계조전압과 음의 계조전압으로 나누어서 출력하는 것은 액정표시장치의 인버젼 구동을 위한 것이다.

앞서 설명한 본 발명의 제 1실시예는 최저계조전압으로서 공통전압을 저항스트링에 연결하는 방법이다.

도5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 디지털-아날로그 변환기의 블록구성을 나타낸 도면이다.

도5를 참조하면, 복수개의 저항들을 어레이로 연결하고, 그 일측에 인가되는 복수개의 저항들을 통해 인가받은 제 1전압(VCC)을 순차적으로 전압강하시켜, 복수의 계조전압(G201∼GM)들을 형성하는 계조전압 발생부(201)와, 디지털형태 화상정보(D1∼DN)의 각 비트를 개별적으로 인가받아 그 비트의 저전위 또는 고전위에 의해 상기 계조전압 발생부(201)의 계조전압(G201∼GM)들 중 하나의 계조전압을 선택적으로 인가받는, 복수개의 스위칭단(미도시)으로 구성되는 스위칭부(202)와, 디지털형태의 화상정보(D1∼DN)를 인가받아 그 화상정보(D1∼DN)가 최저계조를 나타내는 정보일때 인가받은 공통전압을 최저계조전압(G0)으로 출력하는 공통전압 선택부(203)를 포함하여 구성된다.

상기 계조전압 발생부(201)는 복수개의 저항들이 어레이로 연결되어 있고, 외부의 제1전압(VCC), 즉, 전원전압을 인가받아, 그 전원전압을 순차적으로 전압강하시켜복수의 계조전압(G201∼GM)들을 형성한다.

상기 스위칭부(202)는 상기 계조전압 발생부(201)에서 형성된 복수의 계조전압(G201∼GM)들을 선택하기 위한 복수개의 스위칭단(S201∼SN)들로 구성되는데, 그 스위칭단(S201∼SN)들에 개별적으로 고전위 또는 저전위의 정보가 인가되면, 피형 스위칭소자와 엔형 스위칭소자는 서로 턴-오프 또는 턴-온되어 계조전압을 선택적으로 인가받게 된다. 이와 같이, 각 스위칭단(S201∼SN)에서 디지털형태 화상정보(D1∼DN)의 고전위 또는 저전위에 따라 피형 스위칭소자와 엔형 스위칭소자가 구동됨으로써, 순차적으로 계조전압이 선택된다.

한편, 상기 스위칭부(202)에는 디지털 화상정보(D1∼DN)가 모두 저전위를 나타내는 최저계조일 때 최저계조전압(G200)을 선택적으로 인가받는 스위칭소자가 구비되어 있지 않으며, 상기 공통전압 선택부(203)가 별도로 구비되어 있다.

상기 공통전압 선택부(203)는 상기 디지털형태의 화상정보(D1∼DN)를 인가받으며, 그 인가받은 디지털형태의 화상정보(D1∼DN)들이 모두 저전위를 나타낼 때 외부로부터 인가받은 제 2전압(VCOM),즉, 공통전압을 최저계조전압(G200)으로 출력한다.

이하, 상기 블록구성을 등가의 회로로 구성하여 설명하도록 한다.

도6은 도5의 디지털-아날로그 변환기의 블록구성 중 양의 계조 출력 및 음의 계조 출력을 위한 회로를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 복수개의 저항들이 어레이로 연결되어 저항어레이를 형성하고, 그 저항어레이 일측에 제 1전압(VCC)을 인가받아, 순차적으로 전압강하시킴으로써, 복수의 계조전압(GH201∼GHM,GL201∼GLM)들을 형성한다. 이 때, 최저계저전압을 제외한 복수의 계조전압(GH201∼GHM,GL201∼GLM)들을 형성한다.

복수개의 스위칭단(S201∼SN)으로 구성되는 스위칭부는 디지털형태 화상정보의 각 비트(Bit)신호를 각 스위칭단(S201∼SN)에 개별적으로 인가받고, 그 스위칭단(S201∼SN)을 구성하는 피형 스위칭소자와 엔형 스위칭소자는 인가받은 비트신호의 고전위 또는 저전위에 따라 턴-오프 또는 턴-온 상태가 되어 선택적으로 계조전압을 인가받게 된다. 이와 같이, 각 스위칭단(S201∼SN)에서 순차적으로 선택되어 최종적으로 선택된 하나의 계조전압은 전압완충기(206)를 통해 출력된다.

한편, 디지털형태의 화상정보가 최저계조를 나타내는 경우에는 전술한 바와 같은 나머지 복수의 계조전압들을 선택하여 출력하는 과정과 다르다.

디지털형태 화상정보가 모두 저전위를 나타내는 정보로 인가될 때, 상기 복수의 스위칭단(S201∼SN)들에는 그 디지털형태 화상정보의 최저계조에 대응하는 최저계조전압을 저항어레이에서 인가받을 수 있도록 스위칭소자가 구성되어 있지 않고, 상기 최저계조전압을 출력하기 위한 공통전압 선택부(203)를 별도로 구비하였다.

상기 복수의 스위칭단과 공통전압 선택부(203)에 인가되는 화상정보는 동일한 것이다. 그러나, 두 동작을 설명하기 위해 편의상 복수의 스위칭단에 인가되는 화상정보의 비트신호를 제 1그룹 비트신호라 하고, 상기 공통전압 선택부(203)에 인가되는 화상정보의 비트신호를 제 2그룹 비트신호라 하겠다.

상기 공통전압 선택부(203)는 전압 완충기(205)를 통해 일정한 공통전압을 인가받으며, 화상정보의 제 2그룹 비트신호가 최저계조를 나타낼때 상기 공통전압 선택부(203)의 모든 스위치소자(B210,B220,...,BN)들은 턴-온되어, 공통전압을 최저계조전압으로 출력한다.

상기 공통전압 선택부(206)의 스위칭소자는 저전위일때 턴-온상태가 되는 피형 스위칭소자를 적용하며, 상기 공통전압 선택부(206)는 스위칭소자들로 모든 조건들을 만족해야 출력값이 나오는 앤드조합을 구성한다. 즉, 디지털형태 화상정보의 모든 값이 저전위를 만족해야 상기 공통전압 선택부(206)가 구동되어 최저계조전압으로 공통전압을 출력하게 된다.

상기한 바와 같이, 제 2실시예에서는 제 1실시예에서 스위칭단으로 인가되던공통전압이 화상정보의 제2그룹 비트신호에 의해 상기 저항어레이나 스위칭단을 거치지 않고 직접 출력된다.

전술한 노말리 블랙모드의 횡전계방식 액정표시장치에서 최저계조전압으로 공통전압을 화소전극에 인가함으로써, 액정이 구동되는 것을 방지하여, 화면이 정확한 검은색으로 표시되도록 한다. 이와 같은 방법은 노말리 화이트모드(Normaly White Mode)에서도 적용될 수 있다. 단지, 노말리 블랙모드에서의 구동과 다른점은 최고계조전압으로 공통전압을 인가하여, 화면이 정확한 흰색으로 표시되도록 함으로써, 화질을 향상시킬수 있다는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동부는 최저계조를 나타내는 화상정보가 인가될 때, 공통전압을 최저계조전압으로 화소전극에 인가하여, 그 화소전극의 공통전압과 공통전극의 공통전압의 전압차에 의해 액정의 구동을 방지함으로써, 화면에 정확한 검은색을 표시하여 대조비를 증가시킴과 아울러 화질을 향상시킬 수 있다.

도1은 일반적인 디지털-아날로그 변환기의 양(positive)의 계조 및 음의 계조 출력구성을 나타낸 도면.

도2는 횡전계방식 액정표시장치에서 계조전압과 공통전압의 전압차에 따른 휘도변화를 나타낸 도면.

도3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 디지털-아날로그 변환기의 블록구성을 보인 도면.

도4는 도3의 디지털-아날로그 변환기의 블록구성에서 양의 계조 출력 및 음의 계조 출력을 위한 회로를 나타낸 도면.

도5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 디지털-아날로그 변환기의 블록구성을 나타낸 도면.

도6은 도5의 디지털-아날로그 변환기의 블록구성에서 양의 계조 출력 및 음의 계조 출력을 위한 회로를 나타낸 도면.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

101: 계조전압 발생부 102: 스위칭부

VCC: 제 1전압 VCOM: 제 2전압

G100∼GM: 계조전압 S101∼SN: 스위칭단

D1∼DN: 디지털형태 화상정보

Claims

복수개의 저항들이 어레이로 연결되어, 제 1전압을 순차적으로 전압강하시켜 최저계조전압을 제외한 복수의 계조전압들을 출력하고, 상기 최저계조전압은 제 2전압을 입력받아 출력하는 계조전압 발생부와; 상기 계조전압 발생부로부터 인가받은 복수의 계조전압들과 최저계조전압 중에 하나의 계조전압을 선택적으로 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 계조전압들은 제 1전압과 제 2전압 사이의 전압값을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는 복수의 계조전압들을 개별적으로 스위칭하는 복수의 스위칭단으로 구성되며, 상기 스위칭단들에 개별적으로 인가되는 화상정보의 각 비트신호에 의해 상기 복수의 계조전압들과 최저계조전압 중에 하나의 계조전압을 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
제 1 항에 있어서, 제 1전압은 전원전압이고, 제 2전압은 공통전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
제 3 항에 있어서, 상기 스위칭부의 각 스위칭단은 동일한 전위에 대해 서로 반대로 동작하는 피형 스위칭소자 및 엔형 스위칭소자로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
복수개의 저항들이 어레이로 연결되어, 그 일측에 인가되는 전원전압을 순차적으로 전압강하시켜 최저계조전압을 제외한 복수의 계조전압들을 출력하는 계조전압 발생부와; 상기 계조전압 발생부로부터 복수의 계조전압들을 인가받아, 화상정보의 제2그룹 비트신호에 의해 하나의 계조전압을 선택적으로 출력하는 스위칭부와; 상기 화상정보의 제2그룹 비트신호에 의해 공통전압을 최저계조전압으로 출력하는 공통전압 선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.
제 6 항에 있어서, 상기 공통전압 선택부의 스위칭소자들은 앤드조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동부.