KR101332146B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 데이터 라인과 게이트 라인이 교차되는 곳에 정의되는 화소영역이 형성된액정패널과, 화소 영역에 형성된 화소전극 및 공통전극과, 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동부와, 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동부와, 공통전극에 인가되는 전압을 생성하기 위한 것으로 VDD 전압원과 연결되고 적어도 두 개 이상의 저항을 포함하며, 상기 저항 중 어느 하나의 저항과 병렬 연결된 써미스터를 포함하는 전압 분배 회로의 온도적응형 공통전압생성부를 포함한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display}
도 1 및 도 2는 종래의 액정셀 및 액정표시장치의 공통전압 생성부를 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 공통전압 생성부를 나타내는 회로도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 공통전압 생성부를 나타내는 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 액정패널 12 : 데이터 구동부
14 : 게이트 구동부 16 : 직류-직류 변환기
18 : 공통전압 보상부 22 : 타이밍 콘트롤러
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 패널의 온도가 변화할 때에도 안정적인 전압값의 공통전압을 생성할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여 액정표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정패널에는 도 1과 같이 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하게 배열되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하여 정의되는 화소영역이 위치한다. 화소영역에는 액정셀을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)와, 액정셀의 전압을 유지하기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다.
액정셀은 화소전극(11)에 데이터 전압이 인가되고 공통전극(12)에 공통전압(Vcom)이 인가될 때 액정층에 인가되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 편향되면서 투과되는 광량을 조절함으로써 계조를 표현한다.
이 중 공통전압을 생성하기 위한 공통전압 생성부는 도 2와 같은 회로도를 포함한다.
도 2를 참조하면, 종래의 공통전압 생성부는 전원 공급부에서 제공하는 VDD 전압을 공급받는 VDD 전압 공급단(VDD)과, VDD 전압 공급단(VDD)에 일단이 연결된 제1 저항(R1)과, 제1 저항(R1)의 다른 일단에 연결된 제1 노드(n1)에 일단이 연결된 제2 저항(R2), 제2 저항(R2)과 직렬로 연결되는 가변저항(VR), 제1 노드(n1)에서 분기되는 제2 노드(n2) 및 가변저항(VR)의 일단과 연결되는 제3 노드 사이에 형성되는 제1 캐패시터(C1), 제2 노드(n2)에서 분기된 제4 노드(n4)와 제3 노드(n3) 사이에 형성된 제2 캐패시터(C2), 제4 노드(n4)에서 연결되는 공통전압 출력단(Vcom_P)을 구비한다.
이러한 공통전압 생성부는 전원 공급부로부터 제공받은 VDD 전압을 제1 내지 제3 저항(R1,R2,R3) 및 가변저항(VR)과 캐패시터들(C1,C2)로 이루어진 RC 회로를 통해 분압하여 공통전압(Vcom)을 생성한다. 그리고 공통전압(Vcom)은 공통전압 출력단(Vcom_P)을 통하여 출력된다.
이때 생성되는 공통전압(Vcom)은 초기설정된 저항분배 회로에 의해 출력되는 값으로 고정되어 있다. 공통전압값의 설정은 상온에서 약 50℃ 정도의 온도범위내에서 구동하기에 적정한 값으로 설정된다.
하지만, 액정표시장치를 구동하는 과정에서 백라이트에 의한 패널의 온도가 큰 폭으로 상승되기도 한다. 또한, 액정표시장치의 사용범위가 증가됨에 따라 실외에서 구동을 하는 경우도 증가하면서 패널의 온도가 외부 온도에 의한 영향으로 더 높아지는 경우가 많이 발생한다.
패널의 온도가 상승하면 패널의 부하가 상승하고 액정셀의 응답특성이 달라지면서 공통전압값이 상승한다.
액정 패널의 계조표현은 공통전압과 데이터전압간의 차이에 의해 액정의 편향정도에 의해 결정되기 때문에, 공통전압의 변화는 결국 원하는 계조표현에 지장을 주어 화상 품위를 저하시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 패널의 온도 변화가 일어날 경우에도 안정적인 공통전압을 공급할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치는 데이터 라인과 게이트 라인이 교차되는 곳에 정의되는 화소영역이 형성된액정패널과, 화소 영역에 형성된 화소전극 및 공통전극과, 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동부와, 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동부와, 공통전극에 인가되는 전압을 생성하기 위한 것으로 VDD 전압원과 연결되고 적어도 두 개 이상의 저항을 포함하며, 상기 저항 중 어느 하나의 저항과 병렬 연결된 써미스터를 포함하는 전압 분배 회로의 온도적응형 공통전압생성부를 포함한다.
이때 써미스터는 부저항 온도계수 특성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
공통전압 생성부의 일실예는 VDD 전압원과 연결되는 제1 저항과, 제1 저항의 다른 일단과 연결되는 제1 노드에서 분기되어 접속하는 제2 저항과, 제2 저항에 병렬로 접속된 써미스터를 포함하는 회로도로 구현될 수 있다.
그리고 본 실시예에서 제2 저항과 직렬로 연결되는 가변저항과, 제1 노드에서 분기되는 제2 노드와 가면저항의 일단과 연결되는 제3 노드 사이에 형성되는 제1 캐패시터와, 제2 노드에서 분기된 제4 노드와 제3 노드 사이에 형성된 제2 캐패시터와, 제4 노드와 연결되는 공통전압 출력단을 더 구비할 수 있다.
또한 다른 실시예로서 공통전압 보상부는 가변저항과 병렬로 접속되는 병렬저항을 더 구비할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 m개의 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 n개의 게이트 라인(G1 내지 Gn) 교차되는 영역에 액정셀(Clc)이 형성되어, m×n개의 액정셀(Clc)들이 매트릭스 타입으로 형성되는 액정패널(10)과, 액정패널(10)의 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(12)와, 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 구동부(14)와, 액정패널(10)의 구동 전압들을 방생하기 위한 직류-직류 변환기(이하 DC-DC 변환기, 16)와 DC-DC 변환기(16)에 접속된 온도적응형 공통전압 생성부(18)와, 데이터 구동부(12)와 게이트 구동부(14) 및 공통전압 보상부(20)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(22)를 구비한다.
액정패널(10)은 두 장의 광 투과성 기판 사이에 액정이 주입된 구조를 가진다. 액정패널(10)의 하부기판에는 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)이 상호 교차되어 형성된다. 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되고, 이러한 TFT는 게이 트 라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터 라인(D1 내지 Dm)의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급한다. 이를 위하여 TFT의 게이트 전극은 해당 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스 전극은 해당 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정패널(10)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 그리고 액정패널(10)의 상부기판과 하부기판에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내측면에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 액정셀(Clc) 각각에 형성된 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트 라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
데이터 구동부(12)는 타이밍 콘트롤러(22)로부터 데이터 제어신호(DDC)를 수신하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 계조값에 대응하는 전압을 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
DC-DC변환기(16)는 도시하지 않은 시스템으로부터 인가받은 VCC전압을 승압 또는 감압하여 6V 이상의 VDD 전압, VDD 전압의 분압으로 생성되는 감마전압, 게이트 하이전압(Vgh) 및 게이트 로우전압(Vgl)등을 발생한다. VDD전압과 감마전압(GammaV)은 아날로그 감마전압으로써 데이터 구동부(12)에 공급된다. 게이트 하이전압(Vgh)은 TFT의 문턱전압 이상으로 설정된 스캔펄스의 하이논리전압으로써 게이트 구동부(14)에 공급되고 게이트로우전압(Vgl)은 TFT의 오프전압으로 설정된 스캔펄스의 로우논리전압으로써 게이트 구동부(14)에 공급된다.
타이밍 콘트롤러(22)는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동부(14)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(12)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 게이트 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse ; GSP)등을 포함한다. 데이터 제어신호(DDC)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse ; CSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock ; SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable ; SOE), 극성신호(Polarity ; POL) 등을 포함한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(22)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬하여 데이터 구동부(12)에 공급한다.
온도적응형 공통전압 발생부는(18)는 VDD전압을 입력으로 하여 그 VDD 전압을 연산 증폭기로 증폭하여 공통전압을 발생한다. 특히, 본 발명에 의한 공통전압 발생부(18)는 액정패널(10)의 온도에 따라 공통전압(Vcom)을 조정하여 보정된 공통전압(Vcom)을 생성하여 패널에 인가한다.
종래의 공통전압 발생부는 저항 분배 회로에 의해 분압된 전압값으로 일정한 공통전압만을 출력하였는데, 본 발명에 의한 온도적응형 공통전압발생부(18)는 두 개 이상의 저항을 포함하는 분배회로에서 적어도 어느 하나의 저항에 병렬로 써미스터를 연결함으로써 온도변화가 있을 경우 보상된 공통전압을 생성한다. 이에 대한 구체적인 설명을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 온도적응형 공통전압생성부(18)를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 제1 실시예에 의한 온도적응형 공통전압생성부(18) 전원 공급부에서 제공하는 VDD 전압을 공급받는 VDD 전압 공급단(VDD)과, VDD 전압 공급단(VDD)에 일단이 연결된 제1 저항(R1)과, 제1 저항(R1)의 다른 일단에 연결된 제1 노드(n1)에 일단이 연결된 제2 저항(R2), 제2 저항(R2)과 직렬로 연결되는 가변저항(VR), 제1 노드(n1)에서 분기되는 제2 노드(n2) 및 가변저항(VR)의 일단과 연결되는 제3 노드 사이에 형성되는 제1 캐패시터(C1), 제2 노드(n2)에서 분기된 제4 노드(n4)와 제3 노드(n3) 사이에 형성된 제2 캐패시터(C2), 제4 노드(n4)에서 연결되는 공통전압 출력단(Vcom_P)을 구비한다.
그리고 제1 및 제2 저항(R2) 사이의 제1 노드와 제2 저항(R2)의 일단 사이에서 제2 저항(R2)과 병렬로 써미스터(TH)가 형성된다. 써미스터(TH)는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수(Negative Temperature Cofficient ; NTC)의 특성을 가지는 소자를 사용한다.
이러한 써미스터(TH)는 패널의 온도에 따라 공통전압(Vcom)의 전압값이 변동이 일어나는 것을 보정한다. 즉, 패널의 온도가 높아지면 써미스터(TH)의 저항값이 낮아지므로 공통전압(Vcom)은 낮아지고, 패널의 온도가 낮아지면 써미스터(TH)의 저항값이 높아지므로 공통전압(Vcom)은 높아진다.
이에 따라, 패널의 온도 변화에 의해 공통전압(Vcom)값이 변동되어 표시품질이 저하되는 것을 방지한다.
도 4는 제2 실시예에 의한 온도적응형 공통전압생성부(68)를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 온도적응형 공통전압생성부(68)는 전원 공급부에서 제공하 는 VDD 전압을 공급받는 VDD 전압 공급단(VDD)과, VDD 전압 공급단(VDD)에 일단이 연결된 제1 저항(R1)과, 제1 저항(R1)의 다른 일단에 형성된 제1 노드(n1)에 일단이 연결된 제2 저항(R2), 제2 저항(R2)과 직렬로 연결되는 가변저항(VR), 제1 노드(n1)에서 분기되는 제2 노드(n2) 및 가변저항(VR)의 다른 일단에 형성된 제3 노드 사이에서 형성되는 제1 캐패시터(C1), 제2 노드(n2)에서 분기된 제4 노드(n4)와 제3 노드(n3) 사이에 형성된 제2 캐패시터(C2), 제4 노드(n4)에서 연결되는 공통전압 출력단(Vcom_P)을 구비한다.
그리고, 제1 및 제2 저항(R2) 사이의 제1 노드와 제2 저항(R2)의 일단 사이에서 제2 저항(R2)과 병렬로 접속되는 써미스터(TH)와, 가변저항(VR)과 병렬로 접속되는 제3 저항(R3)을 구비한다. 써미스터(TH)는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수(Negative Temperature Cofficient ; NTC)의 특성을 가지는 소자를 사용한다.
이러한 써미스터(TH)는 패널의 온도에 따라 공통전압(Vcom)의 전압값이 변동이 일어나는 것을 보정한다. 즉, 패널의 온도가 높아지면 써미스터(TH)의 저항값이 낮아지므로 공통전압(Vcom)은 낮아지고, 패널의 온도가 낮아지면 써미스터(TH)의 저항값이 높아지므로 공통전압(Vcom)은 높아진다.
그리고 가변저항(VR)과 병렬로 연결된 제3 저항(R3)은 써미스터(TH)의 저항값의 변화를 보상한다. 패널의 온도변화가 클 경우 써미스터의 저항값이 급격이 변화할 수 있고, 이에 따라 순간적으로 화상표현에 이상이 생길 수 있다. 이를 방지하기 위해 써미스터(TH)에 제3 저항(R3)을 연결함으로써 써미스터의 급격한 저항 값의 변화에 의해 공통전압이 급격히 변화하는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치는 패널의 온도변화에 따라 변화되는 전압값을 가지는 공통전압을 생성한다. 이에 따라, 온도변화에 따라 패널에 걸리는 부하가 달라지면서 공통전압값이 변하는 것을 보상한다.
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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 데이터 라인과 게이트 라인들에 의해 구분되는 영역들 각각에 형성됨과 아울러 공통전극라인에 공통적으로 접속된 화소셀들을 포하하는 액정패널;
    비디오 데이터에 응답하여 상기 액정패널을 구동하는 구동부;
    상기 액정패널에서의 온도에 따라 가변되는 공통전압을 상기 액정패널의 공통전극라인에 공급하는 온도적응형 공통전압 생성부를 구비하고,
    상기 온도적응형 공통전압 생성부는,
    VDD 전압원과 일단이 연결되는 제1 저항;
    상기 제1 저항의 타단과 연결되는 제1 노드에서 분기되어 접속된 제2 저항 및 상기 제2 저항과 병렬 연결된 써미스터;
    상기 제2 저항 및 써미스터와 직렬로 연결되는 가변저항;
    상기 제1 노드에서 분기된 제2 노드와 상기 가변 저항의 일단과 연결된 제3 노드 사이에 형성된 캐패시터; 및
    상기 제2 노드에 연결된 공통전압 출력단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐패시터는 서로 병렬 연결된 제1 및 제2 캐패시터를 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도적응형 공통전압 생성부는 상기 가변저항과 병렬로 접속되는 병렬저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 써미스터는 부저항 온도계수 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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