KR100598332B1 - 에스티엔 엘시디 패널 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적은 면적을 가지며 고화질을 지원하는 에스티엔 엘시디 패널 구동장치 및 그를 위한 구동방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명으로 공통전압 제어신호를 인가받아 복수의 공통전극 구동신호를 생성하기 위한 공통전극 구동신호 생성부; 세그먼트전압 제어신호를 인가받아 복수의 세그먼트전극 구동신호를 생성하기 위한 세그먼트전극 구동신호 생성부; 선택신호에 응답하여 짝수번째 위치하는 셀에만 복수의 세그먼트전극 구동신호가 인가되도록 하거나, 홀수번째 위치하는 셀에만 복수의 세그먼트전극 구동신호가 인가되도록 선택하기 위한 선택부; 및 선택부에 의해 선택된 셀에만 인가된 복수의 세그먼트전극 구동신호와, 복수의 공통전극 구동신호에 응답하여 그래픽과 같은 데이터를 디스플레이하기 위한 액정패널를 구비하는 에스티엔 엘시디 구동회로를 제공한다.

프레임, 면적, 공유, 세그먼트 전극, 공통전극

Description

에스티엔 엘시디 패널 구동장치{DRIVING DEVICE OF STN LCD PANEL}

도 1은 일반적인 에스티엔 엘시디 패널의 어레이 구조를 나타낸 회로도.

도 2는 종래의 에스티엔 엘시디 패널의 구동회로를 도시한 도면.

도 3a는 엘시디 패널의 각각의 셀을 턴온/오프시켜 문자 또는 그래픽을 디스플레이한 경우를 도시한 도면.

도 3b는 도 3a와 같은 문자를 출력하기 위해, 패널에 인가된 공통전극 구동신호와 세그먼트전극 구동신호를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에스티엔 엘시디 패널 구동장치의 회로도.

도 5a및 도 5b는 본 발명의 에스티엔 엘시디 패널에 문자가 디스플레이되는 경우를 도시한 도면.

도 6은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와같은 문자를 디스플레이하기 위한 각 프레임에서의 구동신호를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에스티엔 엘시디 패널의 구성을 도시한 도면.

도 8a 및 도 8b는 도 7의 에스티엔 엘시디 패널을 사용하여 문자를 출력하는 경우를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 공통전극 구동신호 생성부

200 : 세그먼트전극 구동신호 생성부

300 : 선택부

400 : 액정 패널

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 적은 면적을 갖는 에스티엔 엘시디 패널(STN Liquid Crystal Display Panel) 구동장치에 관한 것이다.

에스티엔 엘시디는 액정분자가 빛을 적절하게 반사할 수 있도록 꼬이면서 스크린 상에 문자 및 그림을 표현하는 방식의 디스플레이 장치이며, 이 액정 분자를 가리켜 니매틱(Nematic)이라 한다.

구동방법에 따라서 수동 매트릭스 방식과 능동 매트릭스 방식으로 분류하는데, 수동 매트릭스 방식에는 트위스티드 니매틱형(Twisted Nematic)과 슈퍼 트위스트 니매틱형(Super Twisted Nematic)이 있으며, 능동 매트릭스 방식에는 TFT(Thin Film Transistor) 등이 있다.

도 1은 일반적인 에스티엔 엘시디 패널의 어레이 구조를 나타낸 회로도이다.

도면에 도시된 바와같이, 패널의 액정 셀은 매트릭스 구조로 배열된다. 또한, 각각의 액정 셀은 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)를 통해 전달되는 공통전극(1)과, 세그먼트 구동신호(SEG 0, SEG 1, ∼ SEG M)를 통해 전달되는 세그먼트 전극(2)을 통해 구동된다.

액정 셀은 커패시터의 양 극판 사이에 액정을 채워 구현한다. 따라서, 양 극판에 공통전극 구동신호와 세그먼트 구동신호를 인가하면 전계가 형성되어, 액정이 일정한 방향성을 갖게되므로, 이로인해 셀이 동작하게 된다.

도 2는 종래의 에스티엔 엘시디 패널의 구동회로를 도시한 도면으로서, 에스티엔 엘시디 패널 구동회로는 공통전극 구동부(10)와, 세그먼트전극 구동부(20), 문자를 디스플레이하기 위한 액정패널(30)로 구성된다.

공통전극 구동부(10)는 복수의 공통전압 제어신호(C01, C02, …, C23, C24)를 인가받아 각각의 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)를 공급하기 위한 복수의 공통전극 구동신호 생성부(11, 12, ∼ 19N)를 구비한다. 또한, 세그먼트전극 구동부(20)는 복수의 세그먼트전압 제어신호(S01, S02, …, S23, S24)를 인가받아 각각의 세그먼트전극 구동신호(SEG 0, SEG 1, ∼ SEG M)를 생성하기 위한 복수의 세그먼트 구동신호 생성부(21, 22, ∼ 29M)를 구비한다.

각각의 공통전극 구동신호 생성부(11, 12, ∼ 19N) 및 세그먼트전극 구동신호 생성부(21, 22, ∼ 29M)는 인가되는 제어신호만이 다르고 회로적 구현소자는 동일하므로, 공통전극 구동신호 COM 0를 생성하는 공통전극 구동신호 생성부(11)를 예로서 살펴보도록 한다.

공통전극 구동신호 생성부(11)는 공통전압 제어신호 C01를 게이트 입력으로 가지며 전원전압 VO와 출력노드 사이에 소스-드레인 경로를 갖는 PMOS트랜지스터(PM1)와, 공통전압 제어신호 CO3를 게이트 입력으로 가지며 출력노드와 전원전압 V4 사이에 드레인 - 소스 경로를 갖는 NMOS트랜지스터(NM1)와, 공통전압 제어신호 CO2를 게이트 입력으로 가지며 전원전압 V1과 출력노드 사이에 소스-드레인 경로를 갖는 PMOS트랜지스터(PM2)와, 공통전압 제어신호 CO4를 게이트 입력으로 가지며 출력노드와 전원전압 VSS 사이에 드레인-소스 경로를 갖는 NMOS트랜지스터(NM2)를 구비한다.

이와같이 공통전극 구동신호 생성부(11, 12, ∼ 19N)는 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)를 생성하기 위한 소스전압으로 네가지 다른 레벨의 전압 V0, V1, V4, VSS을 사용한다. 따라서, 인가된 공통전압 제어신호(C01, C02, …, C23, C24)에 제어받는 MOS트랜지스터를 통해 서로 다른 레벨의 전압 VO, V1, V4, VSS가 선택되어 엘시디 패널의 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)로 출력된다.

세그먼트전극 구동신호 생성부(21, 22, ∼ 29N) 역시도 세그먼트전압 제어신호(S01, S02, …, S23, S24)에 의해 제어받는 MOS트랜지스터를 통해 네가지의 다른 레벨의 소스전압 V0, V2, V3, VSS을 선택하여 세그먼트전극 구동신호(SEG 0, SEG 1, ∼ SEG M)를 출력한다.

그러므로, 에스티엔 엘시디 패널 구동회로에 쓰이는 전압레벨은 실제 여섯레 벨로 V0, V1, V2, V3, V4, VSS로서, 이들은 전압 레벨의 높낮이 순서대로 배열하면 V0 > V1 > V2 > V3 > V4 > VSS 과 같다.

도 3a 및 도 3b는 종래의 에스티엔 엘시디 패널의 문자 출력과 패널을 제어하는 구동신호 파형의 일례를 도시한 도면이다.

도 3a는 엘시디 패널의 각각의 셀을 턴온/오프시켜 문자 또는 그래픽을 디스플레이한 경우를 도시한 도면으로, '■'는 활성화된 셀을 나타내며 '□'은 비활성화된 셀을 나타낸다.

참고적으로, 도3a의 패널은 활성화된 셀을 통해 'A'라는 문자를 디스플레이하고 있다.

도 3b는 도 3a와 같이 패널에 'A'문자를 출력하기 위해, 패널에 인가된 공통전극 구동신호와 세그먼트전극 구동신호를 도시한 도면이다.

도 3b를 참조하면, 프레임 1에서는 극성제어신호(POL)가 논리레벨 'H'를, 프레임 2에서는 극성제어신호(POL)가 논리레벨 'L'를 가지며, 각 프레임에서 공통전극 구동신호 및 세그먼트전극 구동신호는 소정레벨을 갖는다.

전술한 바와같이 공통전극 구동신호가 전원전압 V0 또는 VSS를 가질 때 셀이 턴온되며, 전원전압 V1 또는 V4를 가질 때에는 셀이 턴오프된다. 또한, 세그먼트전극 구동신호는 전원전압 V0, V2, V3, VSS를 사용하며, 그 가운데 전원전압 V0 또는 VSS를 가질 경우 액정 셀이 턴온되며, 전원전압 V2 또는 V3를 가질 경우에는 액정 셀이 턴오프된다.

한편, 프레임 1과 프레임 2에서의 공통전극 구동신호는 상하 대칭을 이루는데, 이는 셀을 프레임마다 반대 극성의 신호로 제어함으로써, 고정된 극성의 제어신호로 구동하는 경우에 발생하는 셀의 급속한 피로현상을 방지하기 위한 것이다.

종래기술에 따른 에스티엔 엘시디 패널 구동장치는 하나의 셀을 구동하기 위해 각각 공통전극 구동신호 생성부 및 세그먼트전극 구동신호 생성부를 필요로 한다. 따라서, 셀의 수만큼 공통전극 구동회로와 세그먼트전극 구동회로가 필요하게 되어 하드웨어 적으로 효율을 높일 수 없는 문제점이 있다.

또한, 현재와 같은 패널의 대형화 추세에 따라 패널의 셀 증가로 인해, 구동신호 생성부로 인한 면적문제가 더욱 심화되어 나타날 뿐 아니라, 구동신호를 생성하기 위해 긴 시간이 소요되어 프레임 주기가 길어져 화질이 떨어지는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 적은 면적을 가지며 고화질의 영상을 지원하는 에스티엔 엘시디 패널 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 다수의 공통전극과 다수의 세그먼트전극이 이루는 매트릭스 구조의 픽셀을 포함하여 영상을 디스플레이하기 위한 액정패널; 공통전압 제어신호를 인가받아 각 공통전극에 대응하는 다수의 공통전극 구동신호를 생성하기 위한 공통전극 구동신호 생성부; 세그먼트전압 제어신호를 인가받아 인접한 두 세그먼트전극으로 그룹화된 상기 다수의 세그먼트전극에 대응하는 세그먼트전극 구동신호를 생성하기 위한 세그먼트전극 구동신호 생성부; 및 선택신호에 응답하여 인접한 짝수번째 세그먼트전극과 홀수번째 세그먼트전극에 상기 세그먼트전극 구동신호가 각 프레임별로 번갈아가며 인가되도록 하기 위한 선택부를 구비하는 에스티엔 엘시디 패널 구동장치가 제공된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에스티엔 엘시디 패널 구동장치의 회로도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에스티엔 엘시디 패널 구동장치는, 공통전압 제어신호(C01, C02, …, C23, C24)를 인가받아 복수의 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)를 생성하기 위한 공통전극 구동신호 생성부(100)와, 세그먼트전압 제어신호(S01, S02, …, S23, S24)를 인가받아 복수의 세그먼트전극 구동신호를 생성하기 위한 복수의 세그먼트전극 구동신호 생성부(200)와, 선택신호(slc_sig)에 응답하여 짝수번째 위치하는 셀에만 복수의 세그먼트전극 구동신호(SEG 0, SEG 2, ∼ SEG M)가 인가되도록 하거나, 홀수번째 위치하는 셀에만 복수의 세그먼트전극 구동신호(SEG 1, SEG 3, ∼ SEG M-1)가 인가되도록 선택하기 위한 선택부(300)와, 선택부(300)에 의해 선택된 셀에만 인가된 복수의 세그먼트전극 구동신호(SEG 0, SEG 1, ∼ SEG M)와, 복수의 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)에 응답하여 영상을 디스플레이하기 위한 액정패널(400)를 구비한다.

그리고 선택부(300)는 세그먼트 스위칭 제어신호(seg_slc)에 응답하여 복수의 세그먼트전극 구동신호를 짝수번째 셀에만 인가되도록 하거나, 홀수번째 셀에만 인가되도록 하는 스위칭부(320)와, 선택신호(slc_sig)를 인가받아 세그먼트 스위칭 제어신호(seg_slc)를 생성하기 위한 스위칭 제어부(340)를 구비한다.

만약, 짝수번째 셀이 선택되면 세그먼트 구동부신호 생성부(200)에서 나온 구동신호는 스위칭부(320))의 스위치 동작에 의해 짝수번째 셀의 세그먼트 전극(SEG 0, SEG 2, ∼ SEG M)을 구동하게 된다. 이와 동일하게 홀수번째 셀이 선택되면 스위칭부(320)의 스위칭 동작에 의해 홀수번째 셀의 세그먼트 전극(SEG 0, SEG 1, ∼ SEG M)이 구동된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 에스티엔 엘시디 패널 구동장치는 세그먼트전극 구동신호 생성부(200)를 종래에 비해 1/2만큼 구비하는 대신, 프레임 주기에 따라 선택부(300)를 통해 짝수번째 셀의 세그먼트 전극과 홀수번째 셀의 세그먼트전극을 번갈아 가며 구동시킨다. 따라서, 세그먼트전극 구동신호 생성부(200)의 수를 줄일 수 있어 면적을 줄일 수 있으며, 이를 통해 프레임 주기를 줄일 수 있어 고화질의 영상을 지원한다.

도 5a및 도 5b는 본 발명의 에스티엔 엘시디 패널에 문자가 디스플레이되는 경우를 도시한 도면이다.

도 5a는 프레임 1에서 짝수번째 셀이 선택되어 세그먼트 구동신호가 인가되므로, 짝수번째 셀이 활성화되고 그 가운데 문자에 해당되는 부분이 턴온된다. 또한, 도 5b는 프레임 2에서 홀수번째 셀이 선택되어 세그먼트 구동신호가 인가된 경우이다.

따라서, 도 5a 및 도 5b에서 나타난 문자를 결합하면 하나의 완전한 화면이 구성되어 문자 'A'가 출력된다.

참고적으로, '■'는 활성화된 셀을 나타내며 '□'은 비활성화된 셀을 나타내는데, 이들은 현재 구동되는 셀이다. 또한, '

'은 이전 프레임에 구동된 셀을 나타낸다.

도 6은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와같은 문자를 디스플레이하기 위한 각 프레임에서의 구동신호를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와같이, 프레임 1에서 인가되는 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, COM 2) 및 세그먼트전극 구동신호(SEG 0, SEG 2, SEG 4)에 의해 도 5a와 같이 짝수번째 셀이 선택되어 문자가 출력된다. 마찬가지로, 프레임 2에서 인가되는 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, COM 2) 및 세그먼트전극 구동신호(SEG 1, SEG 3, SEG 5)에 의해 도 5b와같이 홀수번째 셀이 선택되어 문자가 출력된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에스티엔 엘시디 패널의 구성을 도시한 도면이다.

도 7를 참조하면, 공통전극 구동신호(COM 0, COM 1, ∼ COM N)의 연결은 기존방식과 동일하되, 세그먼트전극 구동신호는 서로 인접한 짝수번째와 홀수번째의 세그먼트전극을 서로 교차하는 구조를 갖는다. 즉, 세그먼트 구동신호 SEG 0는 셀 A,E,C를 구동하고 동시에 세그먼트 구동신호 SEG 2는 셀 G, K, I를 구동한다. 또한, 세그먼트 구동신호 SEG 1가 인가된 경우에는 셀 DBF가 구동되며, 세그먼트 구동신호 SEG 3가 인가된 경우에는 셀 JHL가 구동된다.

도 8a 및 도 8b는 도 7의 에스티엔 엘시디 패널을 사용하여 문자를 출력하는 경우를 도시한 도면이다.

도 8a는 짝수번째 셀의 세그먼트 전극을 구동하여 각각의 셀을 구동하며, 도 8b에서는 홀수번 째 셀의 세그먼트전극을 구동하여 셀을 구동한다.

그러므로, 패널에서 구동신호의 연결방식을 도 7과 같이 하면, 세그먼트 전극이 서로 번갈아 가면서 활성화되므로 종래의 구동방식에 비해 보다 선명한 화질을 기대할 수 있다.

전술한 바와같이 본 발명에 따른 에스티엔 엘시디 패널 구동장치는 프레임 주기에 따라 짝수번째 셀의 세그먼트 전극과 홀수번째 셀의 세그먼트 전극을 번갈아 가며 구동시키므로, 세그먼트 구동신호 생성부의 회로를 절반으로 감소시킬 수 있으며 또한 프레임 주기를 절반으로 감소시킬 수 있다.

즉, 종래에서 에스티엔 엘시디 패널의 한 셀을 구동하기 위해서는 한개의 공통전극 구동신호와 한개의 세그먼트 전극 구동신호가 필요로 했으나, 본 발명에서는 세그먼트전극 구동신호 생성부의 회로를 절반으로 줄이고 한 프레임에 구동되는 셀을 홀수와 짝수로 나눔으로서 에스티엔 엘시디 패널 구동장치의 하드웨어적 효율을 높인다.

또한, 프레임 주기를 감소시킬 수 있으므로, 고화질의 영상을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서 제시한 바와 같은 패널의 교차 연결구조를 사용하면 종래의 패널보다 선명한 화질을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 본 발명은 프레임 주기에 따라 짝수번째 셀의 세그먼트 전극과 홀수번째 셀의 세그먼트 전극을 번갈아 가며 구동시키므로, 세그먼트 구동신호 생성부의 회로를 절반으로 감소시킬 수 있으며 또한 프레임 주기를 절반으로 감소시킬 수 있어 고화질의 영상을 지원한다.

Claims (3)

1. 다수의 공통전극과 다수의 세그먼트전극이 이루는 매트릭스 구조의 픽셀을 포함하여 영상을 디스플레이하기 위한 액정패널;

   공통전압 제어신호를 인가받아 각 공통전극에 대응하는 다수의 공통전극 구동신호를 생성하기 위한 공통전극 구동신호 생성부;

   세그먼트전압 제어신호를 인가받아 인접한 두 세그먼트전극으로 그룹화된 상기 다수의 세그먼트전극에 대응하는 세그먼트전극 구동신호를 생성하기 위한 세그먼트전극 구동신호 생성부; 및

   선택신호에 응답하여 인접한 짝수번째 세그먼트전극과 홀수번째 세그먼트전극에 상기 세그먼트전극 구동신호가 각 프레임별로 번갈아가며 인가되도록 하기 위한 선택부

   를 구비하는 에스티엔 엘시디 패널 구동장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 선택부는,

   상기 선택신호를 인가받아 세그먼트 스위칭 제어신호를 생성하기 위한 스위칭 제어부와,

   상기 세그먼트 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 세그먼트전극 구동신호를 인접한 짝수번째 세그먼트전극과 홀수번째 세그먼트전극에 선택적으로 전달하기 위한 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 에스티엔 엘시디 패널 구동장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 액정패널은,

   인접한 짝수번째 세그먼트전극과 홀수번째 세그먼트전극이 상기 공통전극에 대해 서로 지그재그방식으로 교차하여 배치된 것을 특징으로 하는 에스티엔 엘시디 패널 구동장치.

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