KR100685939B1 - 액정표시소자의 공통 전압 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공통 전압의 조절을 프로그램에 의해 수행하여 보다 미세한 조정이 가능한 액정표시소자의 공통 전압 발생장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 액정표시소자의 공통 전압 발생장치는 액정 패널의 공통 전극에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전압 발생장치에 있어서, 입력되는 기준전압을 세분화하여 복수의 레벨을 갖는 전압으로 출력하는 분압회로부와, 상기 공통 전극에 공급될 공통 전압의 레벨을 결정하기 위한 정보가 저장된 기억수단과, 현재 디스플레이되는 화상을 모니터링함과 동시에 필요시 상기 기억수단의 출력 정보를 변경하는 정보조작수단과, 상기 기억수단으로부터 공급되는 출력 정보에 따라 상기 분압회로부로부터 공급되는 복수의 전압들 중 하나 또는 다수의 조합을 선택하여 상기 공통 전극에 공급하는 전압 선택부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

공통 전압, 프로그래밍

Description

액정표시소자의 공통 전압 발생장치{Device for generating common voltage in liquid crystal display}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단위 화소에 대한 등가회로도

도 2는 종래 기술에 따른 공통 전압 발생장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생장치의 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 분압회로부 32 : 전압 선택부

33 : 기억수단 34 : 정보조작수단

35 : 증폭수단

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 공통전압 발생장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치중 하나인 씨알티(CRT: Cathode Ray Tube)는 텔레비젼을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되어 왔으나, CRT자체의 무게나 크기로 인하여 전자제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수가 없었 다.

이러한 CRT를 대체하기 위해 경박,단소화의 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, 저코스트 및 고성능의 박막 트랜지스터 액정표시소자(TFT-LCD)에서는 스위칭 소자로 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 사용하고 있으며, 현재, 액정표시소자는 VGA(Video Graphic Array; 최대 해상도는 640×480화소)에서 SVGA(800×600), XVGA(1024×768)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 조절함으로써, 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 형성된다.

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. 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 인가되도록 한다. 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, LCD패널에서는 액정의 열화를 방지하기 위해 화상 신호를 공통 전극에 대해 양(+), 음(-)이 반복되도록 구동한다.

한편, 액정에 인가되는 전압의 실효치는 화소 전극에 인가되는 전압과 공통 전극에 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 전극의 전압이 대칭이 되지 않을 경우에는 각 화소에 충전되는 화소전압의 양이 프레임(frame)마다 차이가 발생하여 화소 전압이 반전될 때 화면이 깜박이는 플리커(flicker) 현상이 발생하기 때문이다.

이하에서, 상기 공통 전극에 공통 전압을 인가하는 공통 전압 발생장치를 설명하기로 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생장치의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 공통 전압 발생장치는 기준전압(Vref)과 접지전압(Vss) 사이에 시리얼하게 연결된 제 1, 제 2, 제 3 저항(R1,R2,R3) 및 증폭수단(21)으로 구성된다.

여기서, 제 1, 제 3 저항(R1,R3)은 고정 저항이고, 제 2 저항(R2)은 가변저항이며, 상기 증폭수단(21)은 통상 연산 증폭기를 사용한다.

이와 같은 종래 액정표시소자의 공통 전압 발생장치는 공통 전극에 인가되는 공통 전압을 조정하기 위해서 가변저항인 제 2 저항(R2)을 수동으로 조절하였다. 즉, 공통 전압이 일정하지 않을 경우에는 전술한 바와 같이, 화소 전압이 반전될 때 화면이 깜박이는 플리커 현상이 발생하기 때문에 작업자는 디스플레이 되는 화상을 보고 가변저항인 제 2 저항(R2)의 값을 직접 조절해 주어야 한다.

만일, 공통 전압이 일정하지 않을 경우에는 이 전압이 화소 전압의 중심값으로 유지되지 못하기 때문에 프레임 단위로 화소 전극에 충전되는 전압의 값이 달라지게 되어 플리커 현상을 유발하게 된다. 이러한 현상은 액정 표시장치의 화면이 대형화되어 갈수록 더욱 큰 문제로 작용하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 액정표시소자의 공통 전압 발생장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 공통 전압을 조절하기 위해 작업자가 직접 수동으로 가변저항을 조절하기 때문에 미세 조정에는 한계가 있다. 즉, 공통 전압의 미세한 변화에도 플리커의 정도는 많은 변화를 일으키므로 가변저항을 조절하였다 하더라도 미세 조정이 불가하므로 완전하게 플리커를 제거할 수 없었다.

둘째, 가변저항의 구성 위치에 따라 그 조절이 어렵다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 공통 전압의 조절을 프로그램에 의해 수행하여 보다 미세한 조정이 가능한 액정표시소자의 공통 전압 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자의 공통 전압 발생장치는 액정 패널의 공통 전극에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전압 발생장치에 있어서, 입력되는 기준전압을 세분화하여 복수의 레벨을 갖는 전압으로 출력하는 분압회로부와, 상기 공통 전극에 공급될 공통 전압의 레벨을 결정하기 위한 정보가 저장된 기억수단과, 현재 디스플레이되는 화상을 모니터링함과 동시에 필요시 상기 기억수단의 출력 정보를 변경하는 정보조작수단과, 상기 기억수단으로부터 공급되는 출력 정보에 따라 상기 분압회로부로부터 공급되는 복수의 전압들 중 하나 또는 다수의 조합을 선택하여 상기 공통 전극에 공급하는 전압 선택부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 공통 전압 발생장치는 공통 전극에 인가하는 공통 전압을 프로그램(Program)에 의해 조절하는 것을 특징으로 한다. 즉, 가변 저항을 수동으로 조절하는 대신에 프로그램에 의해 조절하여 보다 미세하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 편리성에 따른 생산성의 향상을 도모하였다.

이를 위해 본 발명은 적절한 공통 전압을 인가하기 위해 입력되는 기준전압(Vref)을 분압하여 복수의 레벨을 갖는 전압들로 출력하는 분압회로부(31)와, 상기 분압회로부(31)의 출력중 원하는 레벨의 공통 전압을 선택하여 출력하는 전압 선택부(32)와, 상기 전압 선택부(32)가 전압을 선택할 수 있도록 정보를 제공하는 기억수단(33)과, 상기 기억수단(33)의 출력 정보를 변경할 수 있는 정보조작수단(34)을 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시소자의 공통 전압 발생장치를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생장치의 구성도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 입력되는 기준전압을 세분화하여 복수의 레벨을 갖는 전압으로 출력하는 분압회로부(31)와, 상기 분압회로부(31)에서 출력되는 복수의 전압들 중 하나 또는 다수의 조합을 통해 기억수단에서 출력되는 정보에 상응하는 전압을 선택하는 전압 선택부(32)와, 공통 전극으로 인가할 공통 전압의 레벨을 결정하기 위한 정보를 저장하며, 상기 전압 선택부(32)로 원하는 공통 전압의 레벨에 대한 정보를 출력하는 기억수단(33)과, 현재 디스플레이 되는 화상을 모니 터링함과 동시에 필요시 상기 기억수단(33)에서 출력되는 공통 전압의 정보를 변경하는 정보조작수단(34)으로 구성된다.

여기서, 상기 전압 선택부(32)의 출력단에는 증폭수단(35)이 더 구비되며, 상기 전압 선택부(32)에서 출력되는 공통 전압을 증폭하며, 상기 정보조작수단(34)은 시스템 클럭(SCL)에 따라 기억수단(33)에 데이터(SDA)를 입력하는 것에 의해 출력을 변경시켜 줄 수 있는 PC를 포함한다. 그리고 상기 기억수단(33)은 EEPROM으로 구성하며, 이외 정보를 저장할 수 있는 메모리 소자를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정표시소자의 공통전압 발생장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 분압회로부(31)는 입력되는 기준전압을 저항을 이용한 전압 강하를 통해 각각 레벨이 조금씩 다른 복수의 전압으로 분압하여 출력한다. 이때, 저항 대신에 트랜지스터 등을 이용하는 것도 가능하다.

기억수단(33)은 현재 패널의 공통 전극에 인가될 공통 전압의 레벨에 관한 정보를 가지고 있어, 현재 패널의 공통 전극에 적당한 공통 전압이 출력되도록 해당 공통 전압의 레벨에 관한 정보를 전압 선택부(32)로 출력한다.

전압 선택부(32)는 분압 회로부(31)에서 출력되는 복수의 전압들 중 기억수단(33)으로부터 입력되는 정보에 상응하는 만큼의 전압을 선택하여 출력하게 되는데, 기억수단(33)에서 출력되는 정보에 상응하는 전압 레벨이 존재할 경우에는 그에 해당하는 하나의 전압만을 선택하면 되지만, 상기 기억수단(33)에서 출력되는 정보에 상응하는 전압 레벨이 존재하지 않을 경우에는 다수의 전압을 조합하여 그 에 상응하는 전압을 선택하게 된다.

선택된 전압은 증폭수단(35)에서 증폭되어 최종적으로 원하는 레벨의 공통 전압이 공통 전극으로 인가된다. 여기서, 작업자는 디스플레이되는 화상을 보고 현재 공통 전극에 인가되는 공통 전압의 레벨이 적당한지 그렇지 않은지를 판단하게 되는데, 적당하지 않을 경우, 즉, 화면에 플리커가 발생할 경우에는 정보조작수단(34)을 이용하여 기억수단(33)에서 출력되는 공통 전압의 레벨에 관한 정보를 변경하여 준다.

일예로, 현재 공통 전극에 인가되는 공통 전압의 레벨이 원하는 레벨 이하일 경우에는 전압 선택부(32)가 분압회로부(31)에서 출력되는 복수 레벨의 전압들 중 현재 선택된 전압보다 더 높은 레벨을 선택할 수 있도록 기억수단(33)의 출력 정보를 변경한다.

이에, 전압 선택부(32)는 기억수단(33)에서 출력되는 변경 정보에 상응하여 전압을 선택하게 되고, 선택된 전압은 증폭수단(35)에서 증폭되어 최종적으로 공통 전극에 인가된다. 따라서, 기억수단(33)에 공통 전압의 레벨에 관한 정보를 얼마만큼 세분화시켜 저장하느냐에 따라 공통 전압을 미세하게 조정할 수가 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자의 공통 전압 발생장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공통 전극에 인가되는 공통 전압을 디스플레이되는 화상을 보면서 간단한 조작만으로 손쉽게 조절할 수 있어 작업의 편이성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 공통 전압의 미소한 변화에도 불구하고 플리커 수준은 많은 변화가 나타나므로 기억수단에 저장되는 정보를 세분화하는 것에 의해 공통 전압을 미세하게 조정함으로서 플리커를 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 액정 패널의 공통 전극에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전압 발생장치에 있어서,

   입력되는 기준전압을 세분화하여 복수의 레벨을 갖는 전압으로 출력하는 분압회로부와,

   상기 공통 전극에 공급될 공통 전압의 레벨을 결정하기 위한 정보가 저장된 기억수단과,

   현재 디스플레이되는 화상을 모니터링함과 동시에 필요시 상기 기억수단의 출력 정보를 변경하는 정보조작수단과,

   상기 기억수단으로부터 공급되는 출력 정보에 따라 상기 분압회로부로부터 공급되는 복수의 전압들 중 하나 또는 다수의 조합을 선택하여 상기 공통 전극에 공급하는 전압 선택부로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 공통 전압 발생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 선택부의 출력단에는 증폭수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 공통 전압 발생장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 정보조작수단은 디스플레이되는 화면을 통해 공통 전압의 적정 유무를 판단하며, 상기 기억수단의 출력 정보를 변경하는 PC를 포함함을 특징으로 하는 액정표시소자의 공통 전압 발생장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 기억수단은 EEPROM으로 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 공통 전압 발생장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전압 선택부는,

   상기 기억수단으로부터의 출력 정보에 대응되는 공통전압의 레벨이 존재할 경우 복수의 전압들 중 상기 출력 정보에 대응되는 하나의 전압을 선택하여 출력하고,

   상기 기억수단으로부터의 선택 정보에 대응되는 전압레벨이 존재하지 않을 경우 복수의 전압들 중 다수의 전압을 조합하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 공통 전압 발생장치.

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