KR100788386B1 - 액정표시장치의 공통전압 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구동회로에 관한 것으로, 전원전압 분배에 의한 공통전압 조정시 발생할 수 있는 전압변동의 폭을 줄일 수 있는 액정표시장치의 공통전압 구동회로에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 액정표시장치의 공통전압 구동회로에 있어서, 다수 개의 감마전압 중 제1, 제2 감마전압을 선택하고, 상기 선택된 제1, 제2 감마전압의 전위 차에 의해 하나의 기준 전압을 생성하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에 의해 발생된 전압을 안정화시키기 위한 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 공통전압 구동회로{COMMON VOLTAGE GENERATION CIRCUIT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래의 액정표시장치를 설명하기 위한 평면도.

도 2는 공통전압과 감마전압을 설명하기 위한 실제 타이밍도.

도 3은 종래의 액정표시장치의 공통전압 구동회로를 설명하기 위한 회로도.

도 4는 공통전압과 감마전압을 비교 설명하기 위한 타이밍도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 구동회로를 설명하기 위한 회로도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 전압분배부 110 : 조절부

120 : 버퍼부 VG1, VG2 : 제1, 제2 감마전압

본 발명은 액정표시장치의 구동회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화소 를 구동시키는 액정표시장치의 공통전압 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 전계생성전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.

액정표시장치는 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 현재 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.

이러한 액정표시장치는 하부 기판에 화소전극이 형성되어 있고, 상부 기판에 공통전극이 형성되어 있는 구조로, 두 전극 사이에 걸리는 기판에 수직한 방향의 전기장에 의해 액정 분자를 구동하는 방식이다.

이러한 종래의 액정표시장치에 대하여, 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치용 어레이 기판(10)에서는 가로 방향으로 다수 개의 게이트 배선(1)이 형성되어 있고, 각각의 게이트 배선(1)에서 이어진 게이트 전극(2)이 형성되어 있다. 이어, 세로 방향으로 다수 개의 데이터 배선(3)이 형성되어 게이트 배선(1)과 교차함으로써 각각의 단위 픽셀 영역(P)을 정의하며, 데이터 배선(3)에서 연장된 소오스 전극(4)과 소오스 전극(4) 맞은 편의 드레인 전극(5)이 게이트 전극(2)과 중첩하고 있다. 또한, 상기 소오스 및 드레인 전극(4)(5)은 게이트 전극(2)과 함께 박막 트랜지스터(T)를 이루는데, 이 박막 트랜지스터(T)는 비정질 실리콘 및 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층(6)을 포함한다.

다음, 화소 영역에는 투명 도전 물질로 이루어진 화소전극(8)이 드레인 전극(5)과 일부 중첩되어 형성되어 있는데, 화소전극(8)과 드레인 전극(5)이 중첩하는 부분에는 콘택홀(7)이 형성되어 있어, 이를 통하여 화소전극(8)과 드레인 전극(5)이 연결된다.

한편, 셀 전압을 유지하기 위한 목적으로 스토리지 전극(Cst)이 형성되어 있다. 이 스토리지 전극(Cst)은 데이터 배선(3) 형성시, 전 단의 게이트 배선(1) 상에 일부 중첩되도록 데이터 배선(3)을 구성하는 불투명 금속막(3a)을 각각 형성하고, 화소전극(8)의 일측 가장자리가 게이트 배선(1)과 일부 중첩되도록 한다. 그 다음, 상기 콘택홀(7) 형성시 불투명 금속막(3a) 일정부분을 노출시키는 콘택홀(7a)을 동시에 더 형성하여, 화소전극(8)의 전압인가를 통해 게이트 전극(2) 및 불투명 금속막(3a)과 그 사이에 개재되는 절연막(도시되지 않음)을 통하여 스토리지 전극(Cst)을 형성한다. 즉, 본 도면에서는 스토리지 온 게이트(storage on gate) 방식의 구조를 나타낸 것이다.

이와 같이 제조된 어레이 기판(10)은 도면에는 도시하지 않았지만, 컬러필터 기판, 즉 상기 화소 영역과 각각 대응하는 개구부를 가지며 광 차단 역할을 수행하는 블랙 매트릭스(Black Matrix)와, 적, 녹, 청으로 하나의 색을 이루는 컬러 필터 및 상기 화소 전극(8)과 함께 액정을 구동시키는 공통전극을 포함하는 기판과 합착되어 액정 셀을 이룬다.

그런데, 상기와 같은 구조로 이루어진 일반적인 액정표시소자의 화질 특성은 게이트 배선(1)과 소오스 전극(4) 사이에 형성되는 캐패시턴스, 스토리지 캐패시턴스와 액정 캐패시턴스에 의하여 영향을 받는다.

즉, 화면에서 깜박거림과 같은 플리커 현상에 영향을 주는 픽셀 전압의 변동분(ΔVp)은 아래의 식과 같이, 캐패시턴스의 함수로 나타내어진다.

ΔVp = ΔVgCgs/(Cst+C_LC+Cgs)

ΔVg: 게이트 전압의 변화분

Cgs: 박막 트랜지스터에서 게이트 전극과 소스 전극 사이의 캐패시턴스

Cst: 스토리지 캐패시턴스

C_LC: 액정 캐패시턴스

이러한 변동분(ΔVp)은 작은 값을 갖는 것이 바람직하고, 이 변동분(ΔVp)이 증가되면, 플리커 현상이 발생된다.

이를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 박막트랜지스터(TFT)가 턴 온되어 액정에 전압이 충전되다가(충전영역), 박막트랜지스터가 턴 오프될 때(유지영역), 상기 Cgs에 의해 액정전압에 ΔVp 만큼 변동이 발생하게 되는데, 이러한 ΔVp에 의한 dc 성분을 소거하기 위해 공통전압(Vcom)을 감마전압 중심으로 ΔV 정도 이동시킨다.

이러한 공통전압(Vcom)을 감마전압 중심으로 ΔV 정도 이동하기 위해 가변 저항을 사용하여 공통전압 구동회로를 구성하는데, 이를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 상기 공통전압을 발생하는 공통전압 구동회로를 설명하기 위한 회로도이다.

도시된 바와같이, 종래의 공통전압 구동회로는 공통전압(Vcom)을 발생시키기 위하여 2개의 저항(R1, R2) 및 가변 저항(VR1)을 구비하는 전압분배부(20)와, 이를 통하여 발생된 전압을 안정화시키기 위한 버퍼부(22)로 구성된다. 상기 버퍼부(22)는 연산증폭기로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 공통전압 구동회로에 있어서, 전압분배부(20)는 전원전압(Vdd)을 저항(R1, R2) 및 가변 저항(VR1)을 통해 적정 값을 선택하여 도 4에 도시된 바와같이, 공통전압(Vcom)을 감마전압(GMA1 내지 GMA10)의 중간전압으로 조정한다. 여기서, 감마전압(GMA1 내지 GMA10)은 예컨데, 64개의 계조를 표현하기 위하여 컬럼드라이버부(Column Drive IC)로 입력되는 10개의 직류전압이다.

이때, 실제 공통전압(Vcom)은 상술한 바와같이, 액정패널의 특성에 기인하는 ΔVp 전압에 의해 감마전압에서 조금 벗어난 값(ΔV)으로 설정된다.

그러나, 종래의 액정표시장치의 공통전압 구동회로에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 가변 저항(VR1)을 잘못 조정할 경우에 공통전압(Vcom)이 감마전압(GMA1 내지 GMA10)의 중간 값을 벗어나 플리커(flicker)가 심하게 된다.

둘째, 사용자의 요구에 따라 감마전압(GMA1 내지 GMA10)을 변경하려면, 공통전압(Vcom)이 감마전압의 중간 값에 올 수 있도록 저항(R1, R2) 및 가변저항(VR1)의 값을 조절해야 한다.

셋째, 시험 때 조절한 공통전압(Vcom)이 조립된 상태의 최적 공통전압과 일치하지 않는 경우가 있으므로, 상기 가변저항(VR1)을 조절하기 위해서는 기구 홀(HOLE)이 반드시 있어야 한다

이에 의해, 공통전압(Vcom)이 제대로 조정되지 않으면 블랙(black) 휘도가 높게 나오며, 잔상 등의 여러 문제를 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전원전압 분배에 의한 공통전압 조정시 발생할 수 있는 전압변동의 폭을 줄일 수 있는 액정표시장치의 공통전압 구동회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치의 공통전압 구동회로는, 액정표시장치의 공통전압 구동회로에 있어서, 다수 개의 감마전압 중 제1, 제2 감마전압을 선택하고, 상기 선택된 제1, 제2 감마전압의 전위 차에 의해 하나의 기준 전압을 생성하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에 의해 발생된 전압을 안정화시키기 위한 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 구동회로를 설명 하기 위한 회로도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로도이다.

먼저, 도 5에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 공통전압 구동회로는, 다수 개의 감마전압 중 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)을 선택하고, 상기 선택된 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)의 전위 차에 의해 하나의 기준 전압(ref)을 생성하는 전압분배부(100)와, 전압분배부(100)에 의해 발생된 기준 전압(ref)을 안정화시켜 공통전압(Vcom)을 생성하는 버퍼부(120)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)은, 도 4를 참조하면 바람직하게 공통전압(Vcom)을 기준으로 포지티브(positive) 및 네거티브(negative)를 표시하는 감마 중간 전압(GMA5, GMA6)이다. 즉, 상기 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)은 감마전압 GMA1 내지 GMA10 가운데에서, 중간에 위치하는 전압이며, 상기 감마전압 GMA1 내지 GMA10을 공통전압(Vcom)을 기준으로 포지티브 감마전압 및 네거티브 감마전압으로 나눌 때, 각각에서 상기 공통 전압과 전압차가 최소인 전압들인 것이 바람직하다.

상기 전압분배부(100)는 제1 감마전압(VG1)과 제2 감마전압(VG2)의 전위 차를 이등분하는 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)과, 제1, 제2 저항수단(R1)(R2) 사이에 연결되어 상기 기준 전압의 전위를 조절하는 조절부(110)를 포함하여 이루어진다.이때, 조절부(110)는 바람직하게 가변저항으로 구성되어 상기 기준 전압의 전위를 조절하고, 버퍼부(120)는 연산 증폭기로 구성되어 안정된 공통전압(Vcom)을 생성한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 구동회로에 있어서, 상기 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)의 설정 방법은 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

만약, 공통전압(Vcom)이 감마 중간 전압(GMA5, GMA6)값을 벗어나지 않는다 면, 제1 기준전압(VG1)은 감마 중간 전압(GMA5)이 되고, 제2 기준전압(VG2)은 감마 중간 전압(GMA6)가 된다. 이때, ΔVp에 의한 dc 성분을 소거하기 위해 공통전압(Vcom)을 감마전압 중심으로 ΔV 정도 이동하게 되는데, 이러한 ΔV 전압이 클 경우에는 제1, 제2 기준전압(VG1)(VG2)이 각각 감마전압(GMA4)(GMA7) 등이 될 수 있다.

이에 의해, 조절부(110)의 가변 범위가 종래의 전원전압을 이등분하여 공통전압을 생성하는 공통전압 구동회로의 가변 범위보다 줄어들어 가변 저항을 잘못 조절하더라도 플리커(Flicker)가 발생하는 범위가 줄어든다.

상술한 실시예에서는 전압분배부(100)를 제1 감마전압(VG1)과 제2 감마전압(VG2)의 전위 차를 이등분하는 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)과, 제1, 제2 저항수단(R1)(R2) 사이에 연결되어 상기 기준 전압의 전위를 조절하는 조절부(110)로 구성하였지만, 도 6에 도시된 바와같이, 전압분배부(100)를 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)의 전위 차에 의한 전위를 조절하는 조절부(110)로만 구성할 수 있고, 또한, 도 7에 도시된 바와같이, 전압분배부(100)를 제1 감마전압(VG1)과 상기 제2 감마전압(VG2)의 전위 차를 이등분하는 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)으로 구성할 수도 있다.

즉, 이를 상세히 설명하면, 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)은 감마전압이 바뀔 경우 대응하기 위한 저항이므로, 본 발명의 실시예에 따른 도 6의 공통전압 구동회로는 공통전압(Vcom)이 자동으로 바뀌기 때문에 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)이 필요 없다. 이에 의해 부품 수를 절감할 수 있다.

그리고, 도 7의 공통전압 구동회로는, 만약 액정패널의 특성이 안정화되면, 조절부(도 5의 110)를 통해 ΔV 전압을 가변할 필요가 없게 되고, 이에 따라 가변 저항의 기구 홀(HOLE)도 필요 없으므로 부품 수를 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

상술한 본 발명의 액정표시장치의 공통전압 구동회로는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 다수 개의 감마전압 중 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)을 선택하고, 상기 선택된 제1, 제2 감마전압(VG1)(VG2)의 전위 차에 의해 하나의 기준 전압을 생성하는 전압분배부를 구비함으로써, 공통전압(Vcom) 조정 실수에 의한 플리커(flicker) 발생을 감소시킬 수 있다.

둘째, 도 6에 도시된 바와같이, 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)은 감마전압이 바뀔 경우 대응하기 위한 저항이므로, 본 발명의 실시예에 따른 공통전압 구동회로는 제1, 제2 저항수단(R1)(R2)이 필요 없어 부품 수를 절감할 수 있다.

셋째, 도 7에 도시된 바와같이, 액정패널의 특성이 안정화되면, 조절부(도 5의 110)를 통해 ΔV 전압을 가변할 필요가 없으므로, 종래의 가변 저항과 기구 (HOLE)이 필요 없게 되어 부품 수를 절감할 수 있다.

Claims (8)

1. 액정표시장치의 공통전압 구동회로에 있어서,

   다수 개의 감마전압 중 제1, 제2 감마전압을 선택하고, 상기 선택된 제1, 제2 감마전압의 전위 차에 의해 하나의 기준 전압을 생성하는 전압분배부와,

   상기 전압분배부에 의해 발생된 전압을 안정화시켜 공통전압을 생성하는 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전압분배부는 상기 제1 감마전압과 상기 제2 감마전압의 전위 차를 이등분하는 제1, 제2 저항수단과,

   상기 제1, 제2 저항수단 사이에 연결되어 상기 기준 전압의 전위를 조절하는 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 조절부는 가변저항인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제1, 제2 감마전압은 상기 공통전압을 기준으로 포지티브(positive) 감마 전압 및 네거티브(negative) 감마 전압 각각에서, 상기 공통 전압과 전압차가 최소인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 버퍼부는 연산 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 전압분배부는 상기 제1, 제2 감마전압의 전위 차에 의한 전위를 조절하는 조절부로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 조절부는 가변 저항인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 전압분배부는 상기 제1 감마전압과 상기 제2 감마전압의 전위 차를 이등분하는 제1, 제2 저항수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 구동회로.

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