KR101128252B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR101128252B1 KR1020050036099A KR20050036099A KR101128252B1 KR 101128252 B1 KR101128252 B1 KR 101128252B1 KR 1020050036099 A KR1020050036099 A KR 1020050036099A KR 20050036099 A KR20050036099 A KR 20050036099A KR 101128252 B1 KR101128252 B1 KR 101128252B1
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김승학
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Abstract

양/음의 전원전압을 생성하고 데이터 드라이버의 신뢰성을 향상시키고 상기 데이터 드라이버의 제조비용을 절감할 수 있는 액정표시장치가 개시된다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 소정의 데이터가 표시되는 액정패널과, 상기 데이터를 표현하기 위해 서로 상이한 제 1 및 제 2 전원전압을 생성하는 전원공급부와, 상기 서로 상이한 제 1 및 제 2 전원전압을 이용하여 양의 감마전압과 음의 감마전압을 생성하는 감마전압 생성부를 포함한다.
감마전압, 전원전압(Vdd)

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display device}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 감마전압 발생부를 상세히 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 전원공급부를 상세히 나타낸 회로도.
도 5는 도 3의 감마전압 발생부를 상세히 나타낸 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
102:액정패널 104:게이트 드라이버
106:데이터 드라이버 108:감마전압 발생부
109:DC/DC칩 110:타이밍 컨트롤러
112:전원 공급부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 양/음 감마전압을 생성하고 데이터 드라이버의 신뢰성을 향상시킬수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보통신분야의 급속한 발전으로 말미암아 원하는 정보를 표시해 주는 디스 플레이 산업의 중요성이 날로 증가하고 있으며, 현재까지 정보디스플레이 장치 중 CRT(Cathod Ray Tube)는 다양한 색을 표시할 수 있고, 화면의 밝기도 우수하다는 장점 때문에 지금까지 꾸준한 인기를 누려왔다. 하지만 대형, 휴대용, 고해상도 디스플레이에 대한 욕구 때문에 무게와 부피가 큰 CRT 대신에 평판디스플레이 개발이 절실이 요구되고 있다. 이러한 평판디스플레이는 컴퓨터 모니터에서 항공기 및 우주선등에 사용되는 디스플레이에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
현재 생산 혹은 개발된 평판디스플레이는 액정표시장치(LCD), 전계발광 디스플레이(ELD), 전계방출디스플레이(FED), 플라즈마디스플레이(PDP)등이 있다, 이상적인 평판디스플레이가 되기 위해서는 경중량, 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속응답특성, 저구동전압, 저소비전력, 저코스트 및 천연색 디스플레이 특성등이 요구된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 액정표시장치의 감마전압 발생회로를 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 복수개의 게이트라인들과 데이터 라인들, 그리고 그 교차부위에 형성된 박막트랜지스터(TFT) 및 화소전극으로 이루어져 화상을 디스플레이 하는 액정패널(2)과, 상기 액정패널(2)의 데이터라인들로 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버(6)와, 상기 액정패널(2)의 게이트라인들로 상기 박막트랜지스터(TFT)의 구동신호인 스캔신호를 출력하는 게이트 드라이버(4)와, 복수개의 감마전압을 상기 데이터 드라이버(6)로 공급하는 감마전압 발 생부(8)와, 상기 게이트 드라이버(4)와 상기 데이터 드라이버(6)를 제어하는 제어신호들을 생성하는 타이밍 컨트롤러(10)를 구비한다.
상기 액정패널(2)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에는 상기 데이터라인들(DL1 내지 DLm)로부터 입력되는 영상을 액정셀에 선택적으로 공급하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 데이터 드라이버(6)는 상기 타이밍 컨트롤러(10)로부터 비디오데이터(R, G, B)와 함께 도트클럭(Dclk)이 입력된다. 상기 데이터 드라이버(6)는 상기 도트클럭(Dclk)에 동기하여 디지털 비디오 데이터(R, G, B)를 래치한 후에, 래치된 데이터를 감마전압에 따라 보정하게 된다.
상기 게이트 드라이버(4)는 상기 타이밍 컨트롤러(10)로부터 입력되는 게이트 쉬프트 펄스(GSP)에 응답하여 순차적으로 스캔펄스를 발생하는 쉬프트 레지스터(미도시)와, 스캔펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터(미도시)등으로 구성된다.
상기 타이밍 컨트롤러(10)는 시스템(미도시)로부터 입력되는 수평/수직 동기 신호를 이용하여 상기 데이터 드라이버(6)와 상기 게이트 드라이버(4)를 제어하는 제어신호들을 생성한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(10)는 상기 시스템으로부터 공급된 R, G, B 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버(6)로 공급한다.
도 2는 도 1의 감마전압 발생부를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 10개의 감마전원 입력을 가 지는 데이터 드라이버가 사용되고 상기 데이터 드라이버 외부에서 10개의 감마전압이 입력된다.
종래의 감마전압 발생부(8)는 상기 데이터 드라이버(6)의 외부에 구비된다. 일예로, 감마전압 발생부(8)는 데이터 PCB내에 실장될 수 있다. 각 감마전압은 전원전압단과 접지단 사이에 직렬로 구성된다.
각 감마전압은 복수개의 저항(R1 ~ R12)들이 직렬로 연결되어 각 저항에 의한 전압분배를 통해 복수레벨의 전압을 발생한다.
상기 감마전압 발생부(8)에서 감마전압을 생성하는 방법은 전원공급부(미도시)로부터 공급된 전원전압(Vdd)으로부터 복수개의 저항(R1 ~ R12)의 배열로 전압분배를 통해 이루어진다. 상기 감마전압은 상기 전원전압(Vdd)이 양의 전압을 갖고 있기 때문에 양의 전압으로 가지고 있다.
기준전압이 되는 공통전압(Vcom)을 기준으로 하여 상기 공통전압(Vcom)보다 큰 전압은 Positive 감마전압으로 상기 공통전압(Vcom)보다 낮은 전압은 Negative 감마전압으로 나뉘게 된다. 상기 Positive/Negative 감마전압으로 동작시키기 위해서 상기 전원전압(Vdd)은 상당히 높은 전압을 이루게 된다.
상기 전원전압(Vdd)은 상기 데이터 드라이버(6)로 공급되는데, 이때, 상기 데이터 드라이버(6)로 공급된 전원전압(Vdd)이 높아질수록 상기 데이터 드라이버(6)는 상기 전원전압(Vdd)으로 인해 열을 발생하게 된다. 상기 높은 전원전압(Vdd)이 공급되어 발생한 열로 인해 상기 데이터 드라이버(6)는 큰 손상을 입게 된다. 즉, 상기 데이터 드라이버(6)의 신뢰성이 저하된다.
따라서, 상기 양의 전압으로 Positive/Negative 감마전압으로 구분되어 동작되는 액정표시장치의 경우, 상기 전원전압(Vdd)이 높아질수록 상기 데이터 드라이버(6)에 손상을 입히게 되고, 상기 데이터 드라이버(6)가 상기 높은 전원전압(Vdd)에 영향을 받지 않도록 하기 위한 별도의 제조공정이 추가됨으로써 상기 데이터 드라이버(6)의 제조비용이 증가하게 된다.
본 발명은 양의 전압값을 갖는 감마전압 뿐만아니라 음의 전압값을 갖는 감마전압을 생성하여 높은 전원전압(Vdd)인한 데이터 드라이버의 손실을 감소시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 소정의 데이터가 표시되는 액정패널과, 상기 데이터를 표현하기 위해 서로 상이한 제 1 및 제 2 전원전압을 생성하는 전원공급부와, 상기 서로 상이한 제 1 및 제 2 전원전압을 이용하여 양의 감마전압과 음의 감마전압을 생성하는 감마전압 생성부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 소정의 데이터를 표시하는 액정패널(102)과, 상기 액정패널(102)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(104) 및 데이터 드라이버(106)와, 상기 게이트 드라이버(104) 및 데이터 드라이버(106)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(110)와, 상기 데이터 드라이버(106)로 양의 감마전압과 음의 감마전압을 공급하는 감마전압 발생부(108)와, 상기 타이밍 컨트롤러(110)와, 게이트 드라이버(104)와, 데이터 드라이버(106) 및 감마전압 발생부(108)로 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)을 공급하는 전원 공급부(112)를 포함한다.
상기 액정패널(102)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 상기 액정패널(102)의 하부 유리기판 상에 형성된 복수개의 게이트라인 및 데이터라인은 서로 교차된다. 상기 복수개의 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 복수개의 게이트라인으로부터 공급된 스캔신호에 응답하여 상기 복수개의 데이터라인 상의 데이터 전압을 픽셀(Pixel)에 공급한다.
상기 데이터 드라이버(106)는 상기 타이밍 컨트롤러(110)로부터 생성된 데이터 제어신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R, G, B)를 계조값에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하고 상기 아날로그 데이터 전압을 상기 복수개의 데이터라인으로 공급한다.
또한, 상기 데이터 드라이버(106)의 출력단에는 도시하지 않은 버퍼부가 위치하게 되는데 상기 버퍼부에 상기 전원공급부(112)에서 생성된 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)이 공급된다.
상기 게이트 드라이버(104)는 상기 타이밍 컨트롤러(110)로부터 생성된 게이트 제어신호에 응답하여 스캔신호를 상기 게이트라인들로 순차적으로 공급한다.
또한, 상기 게이트 드라이버(104)는 상기 전원공급부(112)로부터 공급된 제 1 전원전압(Vdd)을 이용하여 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 생성한다.
상기 타이밍 컨트롤러(110)는 시스템(미도시)으로부터 공급된 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 상기 게이트 드라이버(104) 및 데이터 드라이버(106)를 제어하는 게이트 제어신호 및 데이터 제어신호를 생성한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(110)는 상기 시스템으로부터 공급된 디지털 데이터 신호(R, G, B)를 정렬하여 상기 데이터 드라이버(106)로 공급한다.
상기 전원공급부(112)는 시스템(미도시)의 전원으로부터 입력된 3.3V의 Vcc 전압을 승압 또는 감압하여 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)을 발생한다.
도 4는 도 3의 전원공급부를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전원공급부(112)는 시스템(미도시)으로부터 입력된 전압(Vcc)을 수신하는 제 1 노드(Nd1)와 전압(PWM)을 전송하는 제 2 노드(Nd2) 사이에 접속된 인덕터(L1)와, 상기 제 2 노드(Nd2)와 전원전압(Vdd)을 전송하는 제 3 노드(Nd3) 사이에 접속된 다이오드(D1)와, 상기 제 3 노드(Nd3)와 제 4 노드(Nd4) 사이에 접속된 저항(R1)과, 상기 제 4 노드(Nd4)와 접지전압(GND) 사이에 접속된 저항(R2)과, 상기 제 3 노드(Nd3)와 상기 접지전압(GND) 사이에 접속된 캐패시터(C1)와, 상기 제 1 노드(Nd1)로 입력된 전압(Vcc)을 이용하여 상기 제 2 노드(Nd2)로 전원전압(Vdd)을 발생하고, 상기 제 4 노드(Nd4)에서 생성된 기준전압(Vref)을 발생하여 피드백하는 DC/DC 칩(109)으로 구성되어 있다.
상기 전원공급부(112)는 다음과 같이 동작한다.
시스템(미도시)으로부터 상기 DC/DC 칩(109)의 입력단으로 Vcc(3.3V)이 공급된다. 상기 Vcc(3.3V)으로 인해 상기 DC/DC 칩(109)을 구동시키면 전원전압(Vdd)이 생성된다.
상기 전원전압(Vdd)을 저항 R1과 R2를 이용해 전압분배를 하면 상기 제 1 기준전압(Vref 1)이 발생하게 된다.
상기 제 1 기준전압(Vref 1)은 상기 DC/DC칩(109)의 피드백(FB)핀으로 입력된다. 상기 제 1 기준전압(Vref 1)으로 인해 상기 DC/DC칩(109)이 구동될때, 상기 인덕터(L1)와 다이오드(D1)에 의해서 제 1 전원전압(Vdd)이 생성된다.
따라서, 상기 제 1 전원전압(Vdd)은 저항(R1, R2)의 전압분배와 상기 DC/DC 칩(109)과 연결된 인덕터(L1)과 다이오드(D1)로 인해서 생성된다. 상기 제 1 기준전압(Vref 1) 값에 따라 상기 제 1 전원전압(Vdd)이 결정된다.
또한, 상기 DC/DC 칩(109)으로 시스템으로부터 입력된 Vcc전압이 공급되면 음의 전압값을 갖는 전원전압(-Vdd)이 생성된다.
상기 음의 전압값을 갖는 전원전압(-Vdd)이 저항 R3와 R4를 통해 전압분배가 이루어지면 제 2 기준전압(Vref 2)을 발생하게 된다.
상기 제 2 기준전압(Vref 2)은 상기 DC/DC 칩(109)의 피드백(FB)핀으로 입력되어 상기 제 2 기준전압(Vref 2)으로 인해 상기 DC/DC 칩(109)이 구동될때, 인덕터(L2)와 다이오드(D2)에 의해서 음의 전압값을 갖는 제 2 전원전압(-Vdd)이 생성된다.
따라서, 상기 음의 전압값을 갖는 제 2 전원전압(-Vdd)은 저항(R3, R3)의 전 압분배와 상기 DC/DC 칩(109)과 연결된 인덕터(L2)와 다이오드(D2)로 인해서 생성된다. 상기 제 2 전원전압(-Vdd)은 제 2 기준전압(Vref 2)의 값에 따라 결정된다.
상기 전원공급부(112)에서 생성된 제 1 전원전압(Vdd)은 상기 타이밍 컨트롤러(110)와, 데이터 드라이버(106)와, 게이트 드라이버(104) 및 감마전압 발생부(108)로 공급된다.
상기 전원공급부(112)에서 생성된 음의 전압값을 갖는 제 2 전원전압(-Vdd)은 상기 감마전압 발생부(108) 및 데이터 드라이버(106)로 공급된다.
도 5는 도 3의 감마전압 발생부를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 감마전압 발생부(108)는 복수개의 저항(R1 ~ R12)과 상기 저항으로 공급된 제 1 전원전압단과, 제 2 전원전압단과, 접지전원(GND)단으로 이루어져 있다.
상기 제 1 전원전압단으로는 상기 전원공급부(112)에서 생성된 양의 전압값을 갖는 제 1 전원전압(Vdd)이 공급되고, 상기 제 2 전원전압단으로는 상기 전원공급부(112)에서 생성된 음의 전압값을 갖는 제 2 전원전압(-Vdd)이 공급된다.
이때, 일예로 상기 제 1 전원전압(Vdd)를 8V로 하고 상기 제 2 전원전압(-Vdd)을 -8V로 한다.
상기 제 1 전원전압(Vdd)과 연결된 복수개의 저항(R1 ~ R6)은 전압분배를 통해 양의 전압값을 갖는 Positive 감마전압(GMA1 ~ GMA5)을 생성한다.
상기 제 2 전원전압(-Vdd)과 연결된 복수개의 저항(R7 ~ R12)은 전압분배를 통해 음의 전압값을 갖는 Negative 감마전압(GMA6 ~ GMA10)을 생성한다.
상기 양의 전압값을 갖는 Positive 감마전압(GMA1 ~ GMA5)과 음의 전압값을 갖는 Negative 감마전압(GMA6 ~ GMA10)은 상기 데이터 드라이버(106)로 공급된다. 특히, 상기 데이터 드라이버(106)의 출력단에 위치하는 버퍼부에 공급된다.
상기 버퍼부는 opamp로 이루어져 있는데, 상기 버퍼부의 입력단에는 상기 Positive 감마전압과 Negative 감마전압을 이용해서 생성된 0 ~ 255 개의 계조전압 중에 상기 데이터 드라이버(106)로 공급된 디지털 데이터 신호에 해당하는 계조전압이 공급된다.
이때, 상기 계조전압은 상기 Positive 감마전압과 Negative 감마전압을 복수개의 저항을 이용하여 전압분배하여 생성된 것으로, 상기 제 1 전원전압(Vdd)보다 크지 않고 상기 제 2 전원전압(-Vdd)보다 작은 값이 아니다.
따라서, 상기 버퍼부의 입력단에 공급된 계조전압이 상기 제 1 전원전압(Vdd)과 제 2 전원전압(-Vdd) 사이의 전압이면 상기 버퍼부의 출력단에는 상기 버퍼부의 입력단에 공급된 계조전압이 출력된다.
상기 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)은 종래의 액정표시장치에서 생성된 전원전압(Vdd)보다 상당히 낮은 레벨의 전압값을 갖는다. 종래의 액정표시장치의 경우 1 ~ 10 개의 감마전압이 모두 양의 전압을 갖기 때문에 상당히 높은 레벨의 전원전압을 사용하여 복수개의 저항들로 전압분배를 하였다.
상기 높은 레벨의 전원전압은 데이터 드라이버의 출력단에 위치하는 버퍼부로 공급되는데, 상기 버퍼부로 높은 레벨의 전원전압이 공급되면, 상기 버퍼부는 상기 전원전압으로 인해 열을 발생하게 된다.
상기 데이터 드라이버에 열이 발생하게 되면 상기 데이터 드라이버에서 출력되는 데이터 전압의 신뢰성이 떨어지게 되는 등의 문제점이 발생하였다.
이를 극복하기 위해서 본 발명의 액정표시장치는 양과 음의 레벨을 갖는 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)을 생성하여 양과 음의 감마전압을 생성하는 전원공급부(112)를 구비한다.
상기 전원공급부(112)에서 생성된 상기 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)은 데이터 드라이버(106)의 출력단에 위치하는 버퍼부로 공급되어 상기 버퍼부에 높은 전압으로 인해 열이 발생하여 발생하는 문제점 등을 극복할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)은 종래의 액정표시장치에서 생성된 전원전압보다 전압 레벨이 상당히 낮기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 전원전압(Vdd, -Vdd)이 상기 데이터 드라이버(106)로 공급되어도 상기 데이터 드라이버(106)에서는 열을 발생하지 않는다.
또한 기존의 액정표시장치의경우 전원전압이 10 ~ 15V 여서 데이터 드라이버로 공급되기 때문에, 상기 데이터 드라이버가 상기 전원전압으로 인해 열이 발생하지 않도록 별도의 공정을 추가하게 되어 비용 등이 증가되는 문제점이 발생하였다.
본 발명의 액정표시장치는 전압 레벨이 낮은 양과 음의 전원전압을 생성하여 상기 데이터 드라이버로 공급함으로써 기존의 액정표시장치에서 발생한 문제점을 극복 할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 낮은 전압 레벨을 갖는 양의 전원전압(Vdd)과 음의 전원전압(-Vdd)을 생성하는 전원공급부를 구비하고, 상 기 양의 전원전압(Vdd)과 음의 전원전압(-Vdd)을 이용하여 양(Positive)의 감마전압과 음(Negative)의 감마전압을 생성하게 하고, 또한 상기 낮은 전압 레벨의 양의 전원전압(Vdd)과 음의 전원전압(-Vdd)을 데이터 드라이버로 공급함으로써, 종래의 높은 전압 레벨의 전원전압으로 인해 발생한 데이터 드라이버의 신뢰성 저하 및 비용 증가 등을 극복 할 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 낮은 레벨을 갖는 양/음의 전원전압(Vdd/-Vdd)을 생성하는 전원공급부를 구비하여 양(Positive)의 감마전압과 음(Negative)의 감마전압이 생성되도록 하고 낮은 레벨의 양(Vdd)/음(-Vdd)의 전원전압이 데이터 드라이버로 공급되도록 하여 데이터 드라이버의 신뢰성을 증가시키고 상기 데이터 드라이버의 제조비용등을 감소할 수 있다.

Claims (5)

  1. 데이터가 표시되는 액정패널;
    상기 데이터를 표현하기 위해 입력전압을 이용해서 극성이 상이하고 0V를 기준으로 전압 레벨이 동일한 양의 레벨을 갖는 제1 전원전압 및 음의 레벨을 갖는 제2 전원전압을 생성하는 전원 공급부; 및
    상기 제 1 및 제 2 전원전압을 이용하여 양의 감마전압과 음의 감마전압을 생성하는 감마전압 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 양의 감마전압과 음의 감마전압을 이용하여 상이한 값을 갖는 복수개의 계조전압이 공급되는 데이터 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버로 상기 전원공급부에서 생성된 서로 상이한 제 1 및 제 2 전원전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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