KR101148778B1 - 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로 및 방법 - Google Patents

액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 주변의 온도변화에 따라 구동회로나 전원공급기의 구동을 적절히 제어하여 백화현상이 발생되거나 과전력이 소모되는 것을 방지할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 온도센서에서 출력되는 액정패널 주변의 온도 센싱전압을 상기 기준전압과 비교하여 그에 따른 값을 출력하는 비교부와; 상기 비교부에서의 비교결과를 근거로 액정패널 구동부에 온도변화에 따른 구동제어값을 반영하는 제어부를 구비하는 것에 의해 달성된다.

Description

액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로 및 방법{DRIVE CONTROL CIRCUIT AND METHOD BY VARATION OF TEMPERATURE IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정표시장치의 구동기술에 관한 것으로, 특히 액정표시패널 주변의 온도변화에 따라 구동회로나 전원공급기의 구동을 적절히 제어하여 백화현상이 발생되거나 과전력이 소모되는 것을 방지할 수 있도록 한 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 복수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 서로 수직한 방향으로 배열되어 매트릭스 형태의 픽셀영역을 갖는 액정표시패널(이하, '액정패널'이라 칭함)과, 액정패널에 구동 신호와 데이터 신호를 공급하는 구동회로부와, 액정패널에 광원을 제공하는 백라이트를 구비한다.
그리고, 상기 구동회로부는 액정패널의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 소스 드라이버와, 액정패널의 각 게이트 라인에 게이트 구동 펄스를 인가하는 게이트 드라이버와, 액정패널의 구동 시스템으로부터 입력되는 디스플레이 데이터와 수직 및 수평동기신호 그리고 클럭신호 등 제어신호를 입력받아 소스 드라이버와 게이트 드라이버가 화면을 재생하기에 적합한 타이밍으로 출력하는 타이밍 콘트롤러 등을 구비한다.
그런데, 종래의 액정표시장치에 있어서는 주변의 온도변화에 따라 구동회로부나 전원공급기의 구동을 적절히 제어하지 못하여 고온이나 저온 상태에서 백화현상이 나타나는 문제점이 있고, 도트 인버전을 수행함에 있어서 저온에서 과다한 전이(transition) 동작에 의해 불필요하게 많은 전력이 소모되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 액정패널 주변의 온도변화를 검출하여 구동회로나 전원공급기의 구동을 적절히 제어하여 백화현상이 발생되거나 과전력이 소모되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 앞에서 언급한 과제들로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 과제 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
상기와 같은 해결과제를 달성하기 위한 본 발명은,
기준온도값 저장부에 저장된 기준온도값에 상응되는 제1기준전압과 히스테리시스 적용을 위한 제2기준전압을 출력하는 기준전압 출력부와;
온도센서에서 출력되는 액정패널 주변의 온도 센싱전압을 상기 제1,2기준전압과 각기 비교하여 그에 따른 값을 출력하는 제1,2비교기를 구비한 비교부와;
상기 비교부에서의 비교결과 상기 센싱전압이 상기 제1기준전압보다 낮을 때 액정패널 구동부에 온도변화에 따른 구동제어값을 반영하고, 그 센싱전압이 상기 제1,2기준전압 모두보다 높을 때 그 구동제어값을 노멀모드의 제어값으로 설정하는 제어부;를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기와 같은 해결과제를 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,
기준온도값을 메모리 소자에 기록하고 온도센서를 온시키는 제1단계와;
상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 이하로 떨어지는 것을 확인한 후 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간에 도달될 때 액정패널 구동부에 온도변화에 따른 구동제어값을 반영하여 그에 따른 제어동작이 이루어지도록 하는 제2단계와;
상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 이상으로 상승되는 것을 확인한 후 상기 비동작구간에 도달될 때 상기 액정패널 구동부에 노멀모드의 제어값을 설정하여 노멀 제어동작이 이루어지도록 하는 제3단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 액정패널 주변의 온도변화를 검출하여 구동회로나 전원공급기의 구동을 적절히 제어함으로써 백화현상이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 도트 인버전을 수행함에 있어서 저온에서 과다한 전이 동작에 의해 불필요하게 많은 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로의 실시예에 대한 블록도.
도 2는 본 발명에 히스테리시스 특성이 적용된 것을 나타낸 타이밍도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 방법에 대한 신호 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로의 실시예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 기준온도값 저장부(1), 기준전압 출력부(2), 온도센서(3), 비교부(4), 제어부(5), 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)를 구비하여 구성된다.
제품 제조 공정에서 또는 제품 출하 후 생산자나 관련자에 의해 기준온도값 저장부(1)에 기준온도값이 저장된다.
기준전압 출력부(2)의 연산증폭기(OP1)는 온도변화에 관계없이 항상 일정한 레벨로 공급되는 기준전압(Vref)을 증폭하여 출력하고, 이렇게 출력되는 기준전압이 직렬접속된 n개의 저항(R1-Rn)에 의해 소정 레벨차를 갖는 기준전압들로 분배된다.
또한, 기준전압 출력부(2)의 디지털/아날로그 변환기(DAC)는 상기 기준온도값 저장부(1)에 저장된 기준온도값에 따라 상기 n개의 저항(R1-Rn)에 의해 분배된 전압들 중에서 두 개의 전압을 제1,2기준전압(Vref1),(Vref2)으로 출력한다. 여기서, 상기 제1,2기준전압(Vref1),(Vref2)은 "Vref1 < Vref2"의 관계에 있다.
이와 같이 상기 디지털/아날로그 변환기(DAC)가 두 개의 기준전압(Vref1),(Vref2)을 출력하는 이유는 후술하는 바와 같이, 주변의 온도변화에 따라 구동제어동작이 너무 민감하게 이루어지는 것을 방지하기 위해 히스테리시스(hysteresis) 특성을 적용하기 위함이다.
예를 들어, 상기 디지털/아날로그 변환기(DAC)는 상기 기준온도값 저장부(1)에 저장된 기준온도값(예: -10℃)에 상응되는 제1기준전압(Vref1)을 출력함과 아울러 히스테리시스 특성을 적용하기 위한 온도값(예: 0℃)에 상응되는 제2기준전압(Vref2)을 출력한다.
온도센서(3)는 액정패널 주변의 온도변화를 검출하여 그에 따른 센싱전압(Vsen)을 제1비교기(CP1)의 반전입력단자와 제2비교기(CP2)의 반전입력단자에 공급한다. 상기 온도센서(3)는 특정 온도센서로 한정되지 않지만, 본 실시예에서는 센싱온도가 증가될수록 높은 센싱전압(Vsen)을 출력하는 정특성의 온도센서인 것을 예로하여 설명한다.
액정패널 주변의 온도가 소정 온도 예를 들어, -10℃ 이상인 경우 상기 온도센서(3)에서 상기 제1비교기(CP1)의 반전입력단자로 입력되는 센싱전압(Vsen)은 제1비교기(CP1)의 비반전입력단자에 입력되는 제1기준전압(Vref1)보다 높다. 이에 따라 상기 제1비교기(CP1)에서 '로우'가 출력된다.
이와 같은 경우, 제어부(5)는 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)를 대상으로 온도변화에 따른 구동제어 동작을 실시하지 않고, 노멀모드로 제어동작을 실시한다.
그러나, 액정패널 주변의 온도가 -10℃ 밑으로 떨어지는 순간 상기 온도센서(3)로부터 상기 제1비교기(CP1)의 반전입력단자에 공급되는 센싱전압(Vsen)이 그의 비반전입력단자에 공급되는 제1기준전압(Vref1)보다 낮게 된다. 이에 따라 상기 제1비교기(CP1)의 출력단자에 '하이'가 출력되기 시작한다.(도 2의 T1 구간)
상기 제어부(5)는 상기 제1비교기(CP1)의 출력전압이 상기와 같이 '로우'에서 '하이'로 천이(transition)된 것을 인식한 후 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간(예: 수직동기신호 구간)에 도달할 때 상기 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)를 대상으로 온도변화에 따른 구동제어값을 반영하여 이때부터 그에 따른 구동제어동작이 이루어진다. 이에 따라 해당 전압이나 출력신호의 레벨이 노멀모드에서와 다르게 변화된다.
상기 구동제어동작의 예로써, 상기 제어부(5)는 전원공급기(6)로부터 각부에 출력되는 전압, 소스 드라이버(7)에서 액정패널의 데이터라인에 공급되는 데이터전압 및 게이트 드라이버(8)에서 액정패널의 게이트라인에 공급되는 게이트전압의 레벨이 변화되어 출력되도록 제어값을 반영한다. 이렇게 함으로써, 액정패널 주변의 온도변화에 관계없이 동일한 화질 상태를 유지할 수 있게 된다.
이후, 액정패널 주변의 온도 상승에 의해 상기 제1비교기(CP1)의 출력전압이 '하이'에서 '로우'로 천이될 때 상기 제어부(5)는 곧바로 상기 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)의 온도변화에 따른 구동제어값을 원래 노멀모드의 값으로 설정할 수 있다.
하지만, 온도변화에 따른 구동제어동작이 너무 자주 수행되어 화면 표시 상태가 불안정하게 변화되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위하여, 본 실시예에서는 액정패널 주변의 온도 상승에 의해 상기 제1비교기(CP1)의 출력전압이 '하이'에서 '로우'로 천이될 때 상기 제어부(5)는 곧바로 상기 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)의 온도변화에 따른 구동제어값을 원래 노멀모드의 값으로 설정하지 않는다.(도 2의 T2 구간)
상기 제1비교기(CP1)의 출력전압이 '하이'에서 '로우'로 천이된 후에도 계속해서 온도가 상승되어 일정 온도(예: 0℃)에 도달될 때 상기 제2비교기(CP2)에서도 '로우'가 출력되기 시작한다. 이때 상기 제어부(5)는 비로서 상기 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)의 구동제어값을 원래 노멀모드의 값으로 설정하여 노멀 구동동작이 이루어진다.(도 2의 T3 구간)
이렇게 함으로써, 액정패널 주변의 온도변화에 관계없이 일정한 화질 상태를 유지할 수 있고, 이러한 구동제어동작이 너무 자주 수행되어 화면 표시 상태가 불안정하게 변화되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예로써, 액정패널의 주변온도가 빈번하게 변화되지 않는 환경에서는 필요에 따라 상기와 같이 상기 제2기준전압(Vref2), 제2비교기(CP2)를 추가로 사용하지 않고 상기 제어부(5)가 상기 제1비교기(CP1)의 출력신호만을 근거로 하여 상기와 같이 전원공급기(6), 소스 드라이버(7) 및 게이트 드라이버(8)를 대상으로 온도변화에 따른 구동제어값을 반영할 수도 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 방법의 흐름도로서 이를 설명하면 다음과 같다.
제품 제조 공정에서 또는 제품 출하 후 생산자나 관련자에 의해 설정되는 기준온도값을 레지스터나 다른 메모리 소자에 기록하는데, 이 기준온도값은 액정패널 주변의 온도변화에 따라 구동제어동작을 실시하기 위한 온도값이다.(S1)
이후, 온도센서를 온시킨 다음 이로부터 센싱된 온도가 상기 기준온도 이하로 떨어지는지 비교하는 동작을 소정 주기로 실시한다.(S2,S3)
상기 비교 결과 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 이하로 떨어진 것으로 판명되면, 현재 구간이 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간(예: 수직동기신호 구간)인지 확인한다.(S4)
상기 확인 결과 현재 현재 구간이 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간인 것으로 판명되면 전원공급기, 소스 드라이버 및 게이트 드라이버를 대상으로 온도변화에 따른 구동제어값을 반영한다. 이에 따라 해당 전압이나 출력신호의 레벨이 노멀모드에서와 달리 변화된다.(S5)
이후, 상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 이상으로 상승되는지 비교하는 동작을 소정 주기로 실시한다. 이렇게 하는 경우 주변의 온도변화에 따라 구동제어동작이 너무 민감하게 이루어질 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 보다 조금 높게 설정된 온도([T+△]℃) 이상으로 상승되는지 비교하는 것이 바람직하다.(S6)
상기 비교 결과 상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도보다 조금 높게 설정된 온도 이상으로 상승된 것으로 판명되면, 현재 구간이 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간(예: 수직동기구간)인지 확인한다.(S7)
상기 확인 결과 현재 현재 구간이 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간인 것으로 판명되면 전원공급기, 소스 드라이버 및 게이트 드라이버를 대상으로 반영한 온도변화에 따른 구동제어값을 원래 노멀모드의 제어값으로 설정한다.(S8)
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 기준온도값 저장부
2 : 기준전압 출력부
3 : 온도센서
4 : 비교부
5 : 제어부
6 : 전원공급기
7 : 소스 드라이버
8 : 게이트 드라이버

Claims (12)

  1. 기준온도값 저장부에 저장된 기준온도값에 상응되는 제1기준전압과 히스테리시스 적용을 위한 제2기준전압을 출력하는 기준전압 출력부와;
    온도센서에서 출력되는 액정패널 주변의 온도 센싱전압을 상기 제1,2기준전압과 각기 비교하여 그에 따른 값을 출력하는 비교부와;
    상기 비교부에서의 비교결과 상기 센싱전압이 상기 제1기준전압보다 낮아지기 시작할 때 부터 액정패널 구동부에 온도변화에 따른 구동제어값을 반영하고, 상기 센싱전압이 상기 제1,2기준전압 모두보다 높아지기 시작할 때 부터 상기 구동제어값을 노멀모드의 제어값으로 설정하는 제어부;를 포함하되,
    상기 기준전압 출력부는
    주변의 온도변화에 관계없이 항상 일정한 레벨로 공급되는 기준전압을 증폭하여 출력하는 연산증폭기와;
    상기 연산증폭기에서 출력되는 기준전압을 소정 레벨차를 갖는 전압들로 분배하는 다수의 직렬저항과;
    상기 기준온도값 저장부에 저장된 기준온도값에 따라 상기 다수의 저항에 의해 분배된 전압들 중에서 두 개를 선택하여 상기 제1,2기준전압으로 출력하는 아날로그/디지털변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 온도센서에서 출력되는 액정패널 주변의 온도 센싱전압을 상기 제1기준전압과 비교하여 그에 따른 값을 출력하는 제1비교기와;
    상기 온도센서에서 출력되는 액정패널 주변의 온도 센싱전압을 상기 제2기준전압과 비교하여 그에 따른 값을 출력하는 제2비교기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1기준전압은 제2기준전압보다 낮은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  5. 제1항에 있어서, 비교부는 상기 온도센서에서 출력되는 액정패널 주변의 온도 센싱전압을 상기 제1기준전압과 비교하여 그에 따른 값을 출력하는 제1비교기만을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 비동작구간에서 상기 구동제어값을 노멀모드의 제어값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  8. 제7항에 있어서, 비동작구간은 수직동기구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  9. 제1항에 있어서, 액정패널 구동부는 전원공급기, 소스 드라이버 및 게이트 드라이버 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 회로.
  10. 기준온도값 및 히스테리시스 적용을 위한 온도값을 메모리 소자에 기록하고 온도센서를 온시키는 제1단계와;
    상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 이하로 떨어지는 것을 확인한 후 액정패널의 구동동작이 이루어지지 않는 비동작구간에 도달될 때 액정패널 구동부에 온도변화에 따른 구동제어값을 반영하여 상기 구동제어값에 따른 제어동작이 이루어지도록 하는 제2단계와;
    상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도를 상회한 후 상기 히스테리시스 적용을 위한 온도값 이상으로 상승되는 것을 확인한 후 상기 비동작구간에 도달될 때 상기 액정패널 구동부에 노멀모드의 제어값을 설정하여 노멀 제어동작이 이루어지도록 하는 제3단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2단계는 온도변화에 관계없이 항상 상기 기준온도에 상응되는 레벨로 공급되는 제1기준전압을 근거로 하여, 상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도 이하로 떨어지는 것을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제3단계는 온도변화에 관계없이 상기 히스테리시스 적용을 위한 온도값에 상응되는 레벨로 공급되는 제2기준전압을 근거로 하여, 상기 온도센서에서 센싱된 온도가 상기 기준온도를 상회한 후 상기 히스테리시스 적용을 위한 온도 이상으로 상승되는 것을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 온도변화에 따른 구동제어 방법.
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