KR101043672B1

KR101043672B1 - 감마전압회로 및 이를 가지는 액정표시장치

Info

Publication number: KR101043672B1
Application number: KR1020040021128A
Authority: KR
Inventors: 정동일; 이경훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2011-06-22
Also published as: KR20050095921A

Abstract

본 발명은 감마 전압 발생 회로에 관한 것으로, 그 데이터전압이 공급되는 데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되어 스캔펄스의 게이트 하이전압이 순차적으로 공급되는 게이트라인들, 및 아날로그 화소신호가 공급되는 화소전극과 공통전압이 공급되는 공통전극에 의해 구동되는 액정셀들을 포함하는 액정표시장치의 감마전압회로에 있어서, 직렬로 접속된 다수의 저항을 통해 분압된 정극성 감마전압을 생성하는 분압회로; 상기 공통전압을 2 배 증폭시키는 증폭부; 및 상기 2 배 증폭된 공통전압을 상기 정극성 감마전압에 감산하여 상기 공통전극에 공급되는 공통전압을 기준으로 상기 정극성 감마전압과 대칭인 전압레벨을 갖는 부극성 감마전압을 생성하는 감산부를 포함한다.

Description

감마전압회로 및 이를 가지는 액정표시장치{GAMMA VOLTAGE CIRCUIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}

도 1은 액정표시장치에 있어서 단위 화소를 등가적으로 나타내는 등가 회로도이다.

도 2는 종래 감마전압회로를 보여 주는 회로도이다.

도 3은 종래 공통전압을 기준으로 대칭적인 정극성 감마전압과 부극성 감마전압을 나타내는 파형도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.

도 5는 도 4에 도시된 감마전압발생부를 나타내는 회로도이다.

도 6은 도 5에 도시된 부극성 감마부를 나타내는 회로도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.

도 8은 도 7에 도시된 감마전압발생부를 나타내는 회로도이다.

도 9는 도 8에 도시된 정극성 감마부를 나타내는 회로도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,102: 감마전압발생부 4,104 : 정극성 감마부

6,106 : 부극성 감마부 108 : 타이밍 제어부

110 : 액정패널 112 : 데이터 구동부

114 : 게이트 구동부 122 : 감산부

130 : 가산부

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 회로 구성을 간소화함과 동시에 화질저하를 방지할 수 있는 감마 전압 발생 회로 및 그를 가지는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 디지털 입력 데이터를 감마전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.

TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.

액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.

스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.

스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이 때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.

이 액정표시장치의 구동회로는 디지털 입력 데이터를 감마전압으로 변환하기 위한 데이터 집적회로(Integrated Circuit : IC)와, 스캔펄스를 발생하기 위한 게이트 IC를 구비한다.

도 2는 종래 감마 전압 발생부를 나타내는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 종래 감마 전압 발생부(2)는 전원전압단(VDD)과 기저전압단(VSS) 사이에 병렬로 접속된 정극성 감마부(4)과 부극성 감마부(6)를 구비한다.

정극성 감마부(4)는 전원전압단(VDD)과 기저전압단(VSS) 사이에 직렬로 접속된 다수의 정극성 저항군(RP1 내지 RPK)를 포함한다. 다수의 정극성 저항군(RP1 내지 RPK) 각각의 저항에 의한 전압 분배에 의해 K개의 정극성 감마전압들(VP1 내지 VPK)이 발생된다.

부극성 감마부(6)는 전원전압단(VDD)과 기저전압단(VSS) 사이에 직렬로 접속된 다수의 부극성 저항군(RN1 내지 RNK)을 포함한다. 다수의 부극성 저항군(RN1 내지 RNK) 각각의 저항에 의한 전압 분배에 의해 K개의 부극성 감마기준전압들(VN1 내지 VNK)이 발생된다.

한편, 액정셀에 인가되는 정극성 감마 전압(VP)과 부극성 감마 전압(VN)의 절대치는 도 3에 도시된 바와 같이 공통전압(VCOM)을 기준으로 동일해야 한다. 그러나, 박막트랜지스터의 스위칭 노이즈나 박막트랜지스터의 기생용량 또는 정극성 저항군(RP) 및 부극성 저항군(RN)의 오차 등에 의해서 액정셀에 인가되는 정극성 감마 전압(VP)과 부극성 감마 전압(VN)이 달라지는 경우가 종종 발생된다. 이 경우, 정극성 감마 전압(VP)이 인가된 액정셀에 충전된 전압과 부극성 감마 전압(VN)이 인가된 액정셀에 충전되는 전압이 서로 달라 플리커(Flicker) 등의 화질 저하가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 정극성 감마전압(VP)과 부극성 감마전압(VN)을 생성하기 위해 정극성 저항군(RP1 내지 RPK)과 부극성 저항군(RN1 내지 RNK)이 각각 필요로 하며, 저항군(RP1 내지 RPK, RN1 내지 RNK)이 많을수록 저항에 포함된 오차 등에 의해서 화질 저하가 발생될 확률이 높아진다.

본 발명의 목적은 회로 구성을 간소화함과 동시에 화질저하를 방지할 수 있는 감마 전압 발생 회로 및 그를 가지는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 감마전압회로는 데이터전압이 공급되는 데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되어 스캔펄스의 게이트 하이전압이 순차적으로 공급되는 게이트라인들, 및 아날로그 화소신호가 공급되는 화소전극과 공통전압이 공급되는 공통전극에 의해 구동되는 액정셀들을 포함하는 액정표시장치의 감마전압회로에 있어서, 직렬로 접속된 다수의 저항을 통해 분압된 정극성 감마전압을 생성하는 분압회로; 상기 공통전압을 2 배 증폭시키는 증폭부; 및 상기 2 배 증폭된 공통전압을 상기 정극성 감마전압에 감산하여 상기 공통전극에 공급되는 공통전압을 기준으로 상기 정극성 감마전압과 대칭인 전압레벨을 갖는 부극성 감마전압을 생성하는 감산부를 포함한다.
본 발명의 액정표시장치는 데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되는 게이트라인들, 및 아날로그 화소신호가 공급되는 화소전극과 공통전압이 공급되는 공통전극에 의해 구동되는 액정셀들을 포함하는 액정패널; 공통전압을 기준으로 대칭인 정극성 감마전압과 부극성 감마전압을 생성하는 감마전압회로; 상기 정극성 감마전압과 상기 부극성 감마전압을 이용하여 디지털 화소 데이터를 상기 아날로그 화소신호로 변환하여 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동부; 및 스캔펄스의 게이트 하이전압을 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 게이트 구동부를 포함한다. 상기 감마전압회로는 직렬로 접속된 다수의 저항을 통해 분압된 상기 정극성 감마전압을 생성하는 분압회로; 상기 공통전압을 2 배 증폭시키는 증폭부; 및 상기 2 배 증폭된 공통전압을 상기 정극성 감마전압에 감산하여 상기 부극성 감마전압을 생성하는 감산부를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

삭제

이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널(110)과, 액정패널(110)의 데이터라인(DL1 내지 DLn)을 구동하기 위한 데이터 구동부(112)와, 액정패널(110)의 게이트라인(GL1 내지 GLm)을 구동하기 위한 게이트 구동부(114)와, 데이터구동부(112) 및 게이트구동부(114)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(108)를 구비한다.

타이밍제어부(108)는 외부로부터 입력되어진 화소데이터 신호(R,G,B Data)를 데이터 구동부(112)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(108)는 외부로부터 입력된 제어신호(H,V,DE,CLK)에 응답하여 게이트 구동부(114) 및 데이터 구동부(112) 각각을 제어하기 위한 게이트제어신호(GDC), 데이터제어신호(DDC)를 발생한다.

게이트 제어신호들(GDC)에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 게이트 출력 이네이블 신호(GOE) 등이 포함된다. 데이터 제어신호들(DDC)에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.

게이트 구동부(114)는 타이밍 제어부(108)로부터의 게이트 제어신호들(GDC)에 응답하여 게이트라인들(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 게이트 하이전압(VGH)을 공급한다. 이에 따라, 게이트 구동부(114)는 게이트라인(GL1 내지 GLm)에 접속된 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인(GL) 단위로 구동되게 한다.

데이터 구동부(112)는 타이밍 제어부(108)로부터의 데이터 제어신호들(DDC)에 응답하여 수평기간(H1, H2, ...)마다 1 수평라인분씩의 화소신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 특히, 데이터 구동부(112)는 타이밍 제어부(108)로부터의 디지털 화소데이터(R, G, B)를 감마전압 발생부(102)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 화소신호로 변환하여 공급한다.

액정패널(110)은 두 장의 기판 사이에 액정이 주입된다. 액정패널(110)의 하부기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLn)과 게이트라인들(GL1 내지 GLm)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLn)과 게이트라인들(GL1 내지 GLm)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLn) 상의 데 이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLm)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLn)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.

감마전압발생부(102)는 도 5에 도시된 바와 같이 정극성 감마전압들(VP)을 발생하기 위한 정극성 감마부(104)와, 정극성 감마 전압들(VP)을 이용하여 부극성 감마전압들(VN)을 발생하기 위한 부극성 감마부(106)를 구비한다.

정극성 감마부(104)는 전원전압단(VDD)과 기저전압단(VSS) 사이에 직렬로 접속된 다수의 정극성 저항군(RP1 내지 RPK)를 포함한다. 정극성 저항군(RP1 내지 RPK) 각각의 저항에 의한 전압 분배에 의해 K개의 정극성 감마전압들(VP1 내지 VPK)이 발생된다. 이 정극성 감마부(104)로부터 발생되는 정극성 감마전압들(VP1 내지 VPK)은 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급되는 공통전압(Vcom)보다 높은 전압들이다.

부극성 감마부(106)는 n(n은 2 이상의 양의 정수)배 증폭된, 바람직하게는 2배 증폭된 공통전압으로부터 정극성 감마부(104)에서 생성된 정극성 감마 전압(VP)을 감산부로 감산하여 부극성 감마전압들(VN)을 생성한다. 이를 위해, 부극성 감마부(106)는 도 6에 도시된 바와 같이 공통전압(Vcom)을 n배 증폭시키는 증폭부(120)와, n배 증폭된 공통전압(nVcom)으로부터 정극성 감마전압(VP)을 감산하기 위한 감산부(122)를 포함한다. 여기서, 증폭부(120)는 공통전압(Vcom)을 2배 증폭시키는 증폭기를 예로 들어 설명하기로 한다.

증폭부(120)는 비반전단자(+)에 공통전압이 인가되는 제1 연산증폭기(124)와, 제1 연산증폭기(124)의 반전단자(-)와 기저전압(GND) 사이에 위치하고 제1 연산증폭기(124)의 반전단자(-)와 출력단자 사이에 위치하는 제1 저항(R1)을 구비한다. 여기서, 제1 저항(R1)값을 위치에 따라 달라하여 공통전압(Vcom)의 증폭비율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 연산증폭기(124)의 반전단자(-)와 기저전압(GND) 사이에 위치하는 제1 저항(R1)값과 제1 연산증폭기(124)의 반전단자(-)와 출력단자 사이에 위치하는 제1 저항(R1)값을 같게 하면, 공통전압을 2배 증폭시킬 수 있다. 또한, 제1 연산증폭기(124)의 반전단자(-)와 출력단자 사이에 위치하는 제1 저항(R1)값이 제1 연산증폭기(124)의 반전단자(-)와 기저전압(GND) 사이에 위치하는 제1 저항(R1)값보다 2배 크면, 공통전압(Vcom)을 3배 증폭시킬 수 있다.

감산부(122)는 제2 연산증폭기(126)와, 제2 연산증폭기(126)의 비반전단자(+)와 증폭부(120)의 출력단자 사이와 제2 연산증폭기(126)의 반전단자(-)와 정극성 감마전압(VP) 사이에 위치하는 제3 저항(R3)과, 제2 연산증폭기(126)의 비반전 단자(+)와 기저전압(GND) 사이와 제2 연산증폭기(126)의 반전단자(-)와 출력단자 사이에 위치하는 제2 저항(R2)을 구비한다. 여기서, 제2 저항(R2)과 제3 저항(R3)은 같거나 서로 다른 저항값을 갖으며, 바람직하게는 제2 저항(R2)값과 제3 저항(R3)값이 같다.

이러한 증폭부(120)와 감산부(122)를 이용하여 생성된 부극성 감마전압(VN)은 수학식 1과 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급되는 공통전압(Vcom)보다 낮으며, 공통전압(Vcom)을 기준으로 정극성 감마 전압(VP)과 전압레벨이 대칭이다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 감마전압회로는 정극성 감마전압을 생성하기 위한 다수의 정극성 저항을 이용하여 정극성 감마전압 뿐만 아니라 부극성 감마전압도 생성할 수 있다. 이에 따라, 감마전압을 생성하기 위한 저항의 갯수를 반으로 줄일 수 있다. 또한, 정극성 감마전압과 부극성 감마전압이 공통전압을 기준으로 대칭적인 레벨을 유지하므로 플리커 등과 같은 화질저하를 방지할 수 있다.

도 7에 도시된 액정표시장치는 도 4에 도시된 액정표시장치와 비교하여 부극성 감마부에서 생성된 부극성 감마전압들을 이용하여 정극성 감마전압을 생성하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

감마전압발생부(102)는 도 8에 도시된 바와 같이 부극성 감마전압들(VN)을 발생하기 위한 부극성 감마부(106)와, 부극성 감마 전압들(VN)을 이용하여 정극성 감마전압들(VP)을 발생하기 위한 정극성 감마부(104)를 구비한다.

부극성 감마부(106)는 전원전압단(VDD)과 기저전압단(VSS) 사이에 직렬로 접속된 다수의 부극성 저항군(RN1 내지 RNK)를 포함한다. 부극성 저항군(RN1 내지 RNK) 각각의 저항에 의한 전압 분배에 의해 K개의 부극성 감마전압들(VN1 내지 VNK)이 발생된다. 이 부극성 감마부(106)로부터 발생되는 부극성 감마전압들(VN1 내지 VNK)은 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급되는 공통전압(Vcom)보다 낮은 전압들이다.

정극성 감마부(104)는 부극성 감마부(106)에서 생성된 부극성 감마전압들(VN1 내지 VNK)과 공통전압(Vcom)을 가산부(130)로 가산하여 정극성 감마전압들(VP1 내지 VPK)을 생성한다. 이를 위해, 정극성 감마부(104)는 도 9에 도시된 바와 같이 공통전압(Vcom)과 부극성 감마전압(VN)을 가산하기 위한 가산부(130)를 포함한다.

가산부(130)는 기저전압(GND)에 비반전단자(+)가 접속되고 제1 노드(N1)에 반전단자(-)가 접속된 연산증폭기(132)와, 제1 노드(N1)와 부극성 감마전압(VN) 사이에 위치하는 제1 저항(R1)과, 제1 노드(N1)와 공통전압(Vcom) 사이에 위치하며 제1 저항(R1)과 병렬로 접속된 제2 저항(R2)과, 제1 노드(N1)와 출력단자 사이에 위치하는 제3 저항(R3)을 구비한다.

이러한 가산부(132)를 이용하여 생성된 정극성 감마전압(VP)은 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급되는 공통전압(Vcom)보다 높다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 감마전압회로는 부극성 감마전압을 생성하기 위한 다수의 부극성 감마저항을 이용하여 부극성 감마전압 뿐만 아니라 정극성 감마전압도 생성할 수 있다. 이에 따라, 감마전압을 생성하기 위한 저항의 갯수를 반으로 줄일 수 있다. 또한, 정극성 감마전압과 부극성 감마전압이 공통전압을 기준으로 대칭적인 레벨을 유지하므로 플리커 등과 같은 화질저하를 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 부극성 감마저항 또는 정극성 감마저항을 이용하여 부극성 감마전압과 정극성 감마전압을 생성할 수 있다. 이에 따라, 감마전압을 생성하기 위한 저항의 갯수를 종래보다 반으로 줄일 수 있다. 또한, 정극성 감마전압과 부극성 감마전압이 공통전압을 기준으로 대칭적인 레벨을 유지하므로 플리커 등과 같은 화질저하를 방지할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

데이터전압이 공급되는 데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되어 스캔펄스의 게이트 하이전압이 순차적으로 공급되는 게이트라인들, 및 아날로그 화소신호가 공급되는 화소전극과 공통전압이 공급되는 공통전극에 의해 구동되는 액정셀들을 포함하는 액정표시장치의 감마전압회로에 있어서,

직렬로 접속된 다수의 저항을 통해 분압된 정극성 감마전압을 생성하는 분압회로;

상기 공통전압을 2 배 증폭시키는 증폭부; 및

상기 2 배 증폭된 공통전압을 상기 정극성 감마전압에 감산하여 상기 공통전극에 공급되는 공통전압을 기준으로 상기 정극성 감마전압과 대칭인 전압레벨을 갖는 부극성 감마전압을 생성하는 감산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마전압회로.
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데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되는 게이트라인들, 및 아날로그 화소신호가 공급되는 화소전극과 공통전압이 공급되는 공통전극에 의해 구동되는 액정셀들을 포함하는 액정패널;

공통전압을 기준으로 대칭인 정극성 감마전압과 부극성 감마전압을 생성하는 감마전압회로;

상기 정극성 감마전압과 상기 부극성 감마전압을 이용하여 디지털 화소 데이터를 상기 아날로그 화소신호로 변환하여 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동부; 및

스캔펄스의 게이트 하이전압을 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 게이트 구동부를 포함하며,

상기 감마전압회로는,

직렬로 접속된 다수의 저항을 통해 분압된 상기 정극성 감마전압을 생성하는 분압회로;

상기 공통전압을 n(n은 2 이상의 양의 정수) 배 증폭시키는 증폭부; 및

상기 2 배 증폭된 공통전압을 상기 정극성 감마전압에 감산하여 상기 부극성 감마전압을 생성하는 감산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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