KR100619162B1 - Low consumption power operating system of lcd module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시모듈의 화소구동을 위한 박막트랜지스터의 게이트on시에 큰 전류가 흐르는 일을 방지하여 소비전력의 저감을 도모하기 위한 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a low power consumption driving apparatus of a liquid crystal display module for reducing power consumption by preventing a large current from flowing during gate-on of a thin film transistor for driving a liquid crystal display module.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매트릭스 어레이형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트에 게이트전압을 인가하여 화소단위의 액정셀을 구동하도록 된 액정표시모듈의 구동장치에서, 상기 박막트랜지스터의 게이트on구동을 위해 각 게이트에 1-H주기의 B전압이 공통적으로 인가되도록 상호 상보적인 제 1 및 제 2스위칭소자와, 상기 제 1스위칭소자의 소오스에 제 1기준전압을 인가하는 제 1기준전압발생부, 상기 제 1 및 제 2스위칭소자의 접속마디의 전위에 대한 클램핑레벨을 형성하기 위한 제 2기준전압발생부로 이루어져, 상기 박막트랜지스터의 게이트-소오스전압을 스텝파형으로 발생하도록 된 것이다. According to a preferred embodiment of the present invention, in the driving device of a liquid crystal display module configured to drive a liquid crystal cell in pixel units by applying a gate voltage to a gate of a thin film transistor arranged in a matrix array form, gate on driving of the thin film transistor is performed. First and second switching elements complementary to each other so that a B voltage of 1-H period is commonly applied to each gate, and a first reference voltage generator for applying a first reference voltage to a source of the first switching element, And a second reference voltage generator for forming a clamping level for the potential of the connection node of the first and second switching elements, so as to generate the gate-source voltage of the thin film transistor in a step waveform.
Description
도 1은 종래의 액정표시모듈의 구동방식을 설명하기 위한 모식도,1 is a schematic diagram for explaining a driving method of a conventional liquid crystal display module;
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 종래의 액정표시모듈의 구동방식을 설명하기 위해 참조되는 파형도,2A to 2C are waveform diagrams for explaining a driving method of the conventional liquid crystal display module shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치의 구성을 나타낸 도면,3 is a view showing the configuration of a low power consumption driving device of a liquid crystal display module according to an embodiment of the present invention;
도 4a는 도 3에 도시된 제 1기준전압발생부의 구성예를 나타낸 회로도,4A is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a first reference voltage generator shown in FIG. 3;
도 4b는 도 3에 도시된 제 2기준전압발생부의 구성예를 나타낸 회로도,4B is a circuit diagram showing an example of the configuration of a second reference voltage generator shown in FIG. 3;
도 5는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치의 작용을 설명하기 위한 파형도,FIG. 5 is a waveform diagram illustrating an operation of a low power consumption driving device of a liquid crystal display module according to the present invention shown in FIG. 3.
도 6은 본 발명의 다른 적용예를 설명하기 위한 파형도이다.6 is a waveform diagram illustrating another application example of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 박막트랜지스터(TFT), 20a,20b: 제 1 및 제 2스위칭소자,10: thin film transistor (TFT), 20a, 20b: first and second switching elements,
22: 제 1기준전압발생부, 24: 제 2기준전압발생부,22: the first reference voltage generator, 24: the second reference voltage generator,
224: 반전증폭기.224: inverting amplifier.
본 발명은 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막트랜지스터-액정표시장치모듈(TFT-LCM)를 채용하여 대면적 및 고해상도의 화면재생을 실현하는 경우에 소비전력의 저감이 가능하도록 하기 위한 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재, 화면재생을 위한 디스플레이장치로서 주목되는 액정표시장치는 대개 2매의 상부글래스기판과 하부글래스기판의 사이에 액정이 주입된 액정패널과, 그 액정패널의 구동을 위한 드라이버 LSI를 포함하는 다양한 회로소자가 집적된 PCB를 갖춘 구동부 및, 백라이트(Backlight)를 포함하는 섀시구조물로 구성된다.Currently, a liquid crystal display device, which is noted as a display device for screen reproduction, generally includes a liquid crystal panel in which a liquid crystal is injected between two upper glass substrates and a lower glass substrate, and a driver LSI for driving the liquid crystal panel. It consists of a drive unit having a PCB with integrated circuit elements and a chassis structure including a backlight.
여기서, 액정패널을 구동하기 위해 채용되는 매트릭스 어레이 형태로 형성되는 박막트랜지스터(Thin film transistor)는 화소단위의 액정셀을 구동하기 위한 스위칭소자로서 역할을 하게 되는 바, 그 TFT는 게이트와 소오스 및 드레인을 갖추고서 화소전극에 신호전압을 인가하기 위한 스위칭작용을 하게 된다.Herein, a thin film transistor formed in the form of a matrix array used to drive a liquid crystal panel serves as a switching element for driving a liquid crystal cell in pixel units. The TFT includes a gate, a source, and a drain. It has a switching function for applying a signal voltage to the pixel electrode.
즉, 액티브 매트릭스 구조를 갖는 TFT-LCD를 구동하기 위해서는 로우(Row)라인의 TFT 게이트에 게이트전압을 인가함과 더불어 TFT의 소오스 및 드레인에 데이터전압을 인가해야만 되고, 상부글래스기판에 형성된 공통전극(Com전극)에는 Vcom전압을 기준으로 데이터전압이 +/-의 레벨로 교번적으로 인가된다. That is, in order to drive a TFT-LCD having an active matrix structure, a gate voltage must be applied to a TFT gate of a low line, and a data voltage must be applied to a source and a drain of the TFT, and a common electrode formed on the upper glass substrate. The data voltage is alternately applied to the (Com electrode) at a +/- level based on the Vcom voltage.
액정셀에 데이터전압을 인가하기 위해서는 TFT에 채널이 형성되어야만 되는 바, 그 채널은 해당하는 TFT의 게이트전극와 소오스전극 사이에 형성되는 Vgs레벨 에 의존하게 된다. In order to apply the data voltage to the liquid crystal cell, a channel must be formed in the TFT, and the channel depends on the Vgs level formed between the gate electrode and the source electrode of the corresponding TFT.
그 경우, 순간적으로 TFT의 게이트에 높은 전압이 인가됨에 따라 그 게이트와 소오스전극의 사이에는 기생용량(Cgs)이 영향으로 큰 충전전류가 흐르게 되어 전력소모가 증대되게 되면서 게이트전압의 왜곡이 발생하게 된다.In this case, as a high voltage is momentarily applied to the gate of the TFT, a large charging current flows between the gate and the source electrode under the influence of the parasitic capacitance Cgs, resulting in increased power consumption and distortion of the gate voltage. do.
즉, 도 1에 도시된 종래의 액정표시모듈의 구동방식에 따르면 일측에 액정셀(CE)이 접속된 TFT(10)의 게이트와 소오스의 사이에서 채널의 형성을 위해 Vgs레벨이 인가되는 경우(도 2a 참조), 순간적으로 게이트에 큰 전압이 인가되어 결국 게이트와 소오스의 사이에 기생용량(Cgs)에 의한 영향이 가해지게 되어 큰 충전전류(i=Cgs*dVgs/dt; 도 2b 참조)가 흐르게 됨에 따라 전력소모가 증대(즉, P=V*i=Vgs*Cgs*dVgs/dt)되는 한편, 게이트전압에 왜곡(도 2c의 "A"부분 참조)이 발생된다. 더구나, 상기 게이트전압이 왜곡되는 경우에는 액정 셀에 충전율이 변화되게 되어 결국 플리커(Fliker)가 발생될 가능성도 상당히 높아지게 된다.That is, according to the driving method of the conventional liquid crystal display module illustrated in FIG. 1, when the Vgs level is applied to form a channel between the gate and the source of the
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액정표시모듈의 구동을 위한 박막트랜지스터의 게이트전극와 소오스전극의 사이에 인가되는 전압에 단차(Step)를 형성하여 급격한 전류흐름을 방지하여 소비전력을 감소시키도록 된 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described state of the art, and forms a step in the voltage applied between the gate electrode and the source electrode of the thin film transistor for driving the liquid crystal display module to prevent rapid current flow. The purpose is to provide a low power consumption driving device of the liquid crystal display module to reduce the power consumption.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시모듈의 구동장치는, 클럭 펄스 버티컬 신호에 의하여 구동되는 게이트 드라이버 IC가 매트릭스 어레이형태로 배치된 박막트랜지스터의 게이트에 게이트펄스를 인가함으로써 화소 단위의 액정셀이 구동되며, MOS FET로 구성되며, 상기 클럭 펄스 버티컬 신호에 동기되면서 1-H 주기의 펄스 파형을 갖는 스위칭전압이 게이트에 인가되는 제 1 스위칭 소자; 상기 제 1 스위칭 소자와 상호 상보적 동작 특성을 갖는 MOS FET로 구성되며, 상기 제 1 스위칭 소자와 직렬로 연결되고, 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트와 공통으로 상기 스위칭전압이 게이트에 인가되는 제 2 스위칭 소자; 상기 제 1 스위칭 소자에 제 1 기준전압을 인가하는 제 1 기준전압 발생부; 및 상기 제 1 및 2 스위칭 소자가 직렬 연결되는 접속 노드에 제 2 기준전압을 인가하여 클램핑 레벨을 형성하는 제 2 기준전압 발생부;를 구비함으로써, 상기 스위칭전압에 의하여 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자가 상보적 동작을 수행하며, 그에 따라 상기 접속 노드에 상기 제 2 기준전압의 레벨이 클램핑되고 그 상태에서 상기 제 1 기준전압이 스윙되는 출력전압이 생성되고, 상기 게이트 드라이브 IC가 상기 클럭 펄스 버티컬 신호에 동기되어 상기 제 2 기준전압에 상기 제 1 기준전압이 스윙되는 스텝 파형으로 상기 게이트펄스를 제공함을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 게이트 펄스는 상기 클럭 펄스 버티컬 신호의 라이징 시점에 상기 제 2 기준전압만 상기 출력전압에 적용되는 구간이 동기됨에 따라 스텝 파형이 결정되어 출력될 수 있다.
그리고, 상기 게이트 펄스는 상기 클럭 펄스 버티컬 신호의 폴링 시점에 상기 제 2 기준전압만 상기 출력전압에 적용되는 구간이 동기됨에 따라 스텝 파형이 결정되어 출력될 수 있다.In order to achieve the above object, a driving apparatus of a liquid crystal display module according to the present invention includes applying a gate pulse to a gate of a thin film transistor in which a gate driver IC driven by a clock pulse vertical signal is arranged in a matrix array. A first switching element configured to be driven by a liquid crystal cell of the MOS FET, the switching voltage having a pulse waveform of 1-H period being applied to the gate while being synchronized with the clock pulse vertical signal; A second MOS FET having mutually complementary operation characteristics with the first switching element, connected in series with the first switching element, and having a switching voltage applied to the gate in common with the gate of the first switching element; Switching elements; A first reference voltage generator configured to apply a first reference voltage to the first switching element; And a second reference voltage generator configured to apply a second reference voltage to a connection node to which the first and second switching elements are connected in series to form a clamping level. The device performs a complementary operation, thereby generating an output voltage at which the level of the second reference voltage is clamped at the connection node and swinging the first reference voltage in that state, and the gate drive IC generates the clock pulse. The gate pulse may be provided as a step waveform in which the first reference voltage swings with the second reference voltage in synchronization with a vertical signal.
Here, the step waveform is determined and output as the gate pulse is synchronized with a section in which only the second reference voltage is applied to the output voltage at the rising time of the clock pulse vertical signal.
The gate pulse may be output after a step waveform is determined as a period in which only the second reference voltage is applied to the output voltage is synchronized at the time when the clock pulse vertical signal is polled.
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이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치의 구성을 나타낸다.3 shows a configuration of a low power consumption driving device of a liquid crystal display module according to a first embodiment of the present invention.
도면에서, 참조부호 20a와 20b는 상호 상보적으로 작용하는 예컨대 MOS FET로 구성된 제 1 및 제 2스위칭소자이고, 22는 상기 제 1스위칭소자(20a)에 제 1기준전압(V1)을 인가하기 위한 제 1기준전압발생부이며, 24는 상기 제 1 및 제 2스위칭소자(20a,20b)의 접속 노드에 나타나는 전압에 대한 클램핑 전위를 형성하기 위한 제 2기준전압(V2)을 인가하는 제 2기준전압발생부이다.In the drawing,
보다 구체적으로, 상기 제 1스위칭소자(20a)의 게이트와 제 2스위칭소자(20b)의 액티브 로우레벨 게이트에는 공통적으로 스위칭 전압(B)이 인가되고, 상기 제 1스위칭소자(20a)의 소오스는 상기 제 1기준전압발생부(22)에 접속되며, 상기 제 2스위칭소자(20b)의 드레인은 접지전위에 접속된다.More specifically, a switching voltage B is commonly applied to the gate of the
또, 상기 제 1 및 제 2스위칭소자(20a,20b)의 접속 노드에는 캐패시터(26)를 매개하여 상기 제 2기준전압발생부(24)가 접속되어 출력전압(Von)을 얻게 된다.The second
도 4a를 참조하면, 상기 제 1기준전압발생부(22)는 외부적으로 인가되는 Vin1전압이 저항(220)을 매개하여 반전단자(-)에 인가되면서 그 비반전단자(+)는 접지전위에 접속되고 그 반전단자(-)와 출력단의 사이에 부궤환 저항(222)이 접속된 반전증폭기(224)로 구성되어 그 출력측에서 상기 제 1기준전압(V1)을 얻도록 구 성된다.Referring to FIG. 4A, the first
또, 도 4b를 참조하면, 상기 제 2기준전압발생부(24)는 외부적인 Vin2전압이 저항(230,232)에 의해 분압된 상태로 그 비반전단자(+)에 인가되어 상기 제 2기준전압을 얻도록 된 증폭기(234)가 구성된다.In addition, referring to FIG. 4B, the second
상기 제 1기준전압발생부(22)에 인가되는 Vin1전압은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 1-H의 주기를 가지면서 소정 폭(T)을 갖는 펄스 형태로 인가되고, 상기 제 1 및 제 2스위칭소자(20a,20b)의 게이트에 인가되는 스위칭전압(B)은 도 5의 (b)에 도시된 형태로 인가된다.The voltage Vin1 applied to the first
따라서, 상기 제 1기준전압발생부(22)에 Vin1전압이 인가(도 5의 (a) 참조)되면, 상기 제 2스위칭소자(20b)는 스위칭전압(B)에 의하여 턴온되고, 상기 캐패시터(26)의 양단(즉 접속 노드)에는 상기 제 2기준전압발생부(24)로부터의 제 2기준전압(V2)에 해당하는 레벨(V1)을 갖는 출력 전압이 인가되는 반면, 스위칭전압(B)에 의하여 T1 시점 이후 상기 제 1스위칭소자(20a)가 턴온되면, 상기 캐패시터(26)의 양단(즉 접속 노드)에 인가되는 출력전압(Von)의 레벨은 V1+V2로 된다(도 5의 (c) 참조).Accordingly, when the Vin1 voltage is applied to the first reference voltage generator 22 (see FIG. 5A), the
그 상태에서 도 5의 (d)에 도시된 CPV신호(즉, 클럭펄스 버티컬 신호)가 T0시점에 게이트 드라이버IC(도시 생략)에 인가되면, 게이트 드라이버 IC는 상기 TFT구동 게이트펄스(Vgs)를 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이 스텝파형으로 출력하고, 그 파형에 의해 TFT의 게이트전극을 구동하게 되면 큰 전류 흐름이 방지되어 소비전력이 저감되게 된다.In this state, when the CPV signal (i.e., the clock pulse vertical signal) shown in Fig. 5D is applied to the gate driver IC (not shown) at time T0, the gate driver IC applies the TFT driving gate pulse Vgs. As shown in (e) of FIG. 5, when outputting in a step waveform and driving the gate electrode of the TFT by the waveform, large current flow is prevented and power consumption is reduced.
한편, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 적용예에 대해 설명하면, 도 6의 (a)에 도시된 출력전압(Von)이 인가되는 상태에서 게이트 드라이버 IC에 CPV신호가 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 T1 시점에 폴링 에지가 동기되게 제공되면, 게이트 드라이버 IC는 TFT구동 게이트펄스(Vgs)를 도 6의 (c)의 스텝파형으로 출력하고, 그에 따라 게이트전압의 라인지연으로 인해 초래되는 플리커발생을 감소시킬 수 있게 된다.Meanwhile, referring to FIG. 6, another application example of the present invention will be described with reference to FIG. 6 (b) when a CPV signal is applied to a gate driver IC in a state where the output voltage Von shown in FIG. As shown in Fig. 6, when the falling edge is provided synchronously at the time T1, the gate driver IC outputs the TFT driving gate pulse Vgs as the step waveform of Fig. 6C, resulting in the line delay of the gate voltage. It is possible to reduce the occurrence of flicker.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시모듈의 저소비전력 구동장치와 그 구동방법에 의하면, TFT의 게이트에 인가되는 전압을 스텝파형화하여 인가함에 따라 급격한 전류의 흐름이 방지되고, 그에 따라 전체적인 전력소모가 감소될 수 있다.As described above, according to the low power consumption driving apparatus and the driving method thereof of the liquid crystal display module according to the present invention, the step of applying the voltage applied to the gate of the TFT by step waveform is applied to prevent the rapid flow of current, thereby Power consumption can be reduced.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, and such modifications and changes belong to the following claims Should be seen.
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N231 | Notification of change of applicant | ||
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