KR101481670B1 - 공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 programmable-IC를 통해 설정되는 공통전압의 레벨을 일정하게 유지시킴으로써 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 시리얼 클럭 라인(Serial Clock Line)을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인(Serial Data Line)을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부; 상기 레지스터부를 통해 입력된 상기 레벨 데이터 및 상기 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 저장된 상기 레벨 데이터 및 보상 데이터를 출력하는 메모리부; 상기 타이밍 제어 클럭 또는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 메모리부의 입출력을 제어하는 제어부; 상기 보상 제어신호에 응답하여 상기 레벨 데이터를 상기 보상 데이터에 따라 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 보상부; 상기 변환 레벨 데이터에 따라 스위칭부의 스위칭 소자들을 제어함으로써 공통전압을 출력시키는 디코더부; 및 복수의 저항소자를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원을 분압하고 이를 상기 스위칭부에 공급하는 분압저항부를 구비한 것을 특징으로 한다.

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Description

공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의 구동방법{COMMON VOLTAGE COMPENSATION CIRCUIT AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 영상 표시장치 등에 사용되는 공통전압 보상회로에 관한 것으로, 특히 programmable-IC를 통해 설정되는 공통전압의 레벨을 일정하게 유지시킴으로써 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 영상 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display)와 같은 여러 가지 평판 표시장치가 활용되고 있다.

상기와 같은 영상 표시장치들은 TV, 모니터, 핸드폰 및 개인용 단말기에 이르기까지 다양한 제품에 적용되고 있다. 이에 따라, 영상 표시장치는 일정한 공간에서만 사용되는 것이 아니라 이동중에도 사용될 수 있고, 건물의 내부 및 외부 등 다양한 장소에서 사용되기 때문에 다양한 주변 환경에 대한 내성을 갖도록 설계되어야 한다. 예를 들어, 액정 표시장치의 액정패널에 충진되는 액정이 갖는 유전율(Permittivity)과 액정패널이 갖는 자체 저항값 등은 온도, 습도 등의 주변환경 변화에 따라 민감하게 반응하여 변화하는 요소들이다. 이러한 액정 유전율의 변화와 액정패널의 내부 저항값들은 액정의 구동 범위에 영향을 미칠 수 있으며, 액정패널의 각 화소들을 구동하기 위한 구동전압 레벨 변화율에 영향을 준다.

예를 들어, 상기와 같이 액정패널에 인가되는 구동전압의 레벨이 변화되는 경우, 공통전압을 기준으로 화소 전압의 파형도 변화하기 때문에 화소 전압과 공통전압 사이의 전압차가 변화함에 따라 화면에 표시되는 영상의 계조에도 변화를 가져온다.

구체적으로, 도 1을 참조하면 액정 표시장치의 초기 구동시 설정된 최적의 공통전압 레벨은 7V가 될 수 있으나, 시간이 흐를수록 온도나 습도 등의 주변 환경 또는 안정화단계에 이르는 과정에 따라 그 전압레벨이 감소될 수 있다. 이와 같이, 초기 설정된 전압레벨과 시간이 흐를수록 변화되는 전압레벨과의 차이가 클수록 정확한 계조의 영상을 표시할 수 없기 때문에 전체적으로 영상의 대조비(Contrast Ratio)가 떨어지거나 얼룩이 발생하는 등의 표시 영상의 화질이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, programmable-IC를 통해 설정되는 공통전압의 레벨을 일정하게 유지시킴으로써 화질 저하를 방지할 수 있도록 한 공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공통전압 보상회로는 시리얼 클럭 라인(Serial Clock Line)을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인(Serial Data Line)을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부; 상기 레지스터부를 통해 입력된 상기 레벨 데이터 및 상기 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 저장된 상기 레벨 데이터 및 보상 데이터를 출력하는 메모리부; 상기 타이밍 제어 클럭 또는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 메모리부의 입출력을 제어하는 제어부; 상기 보상 제어신호에 응답하여 상기 레벨 데이터를 상기 보상 데이터에 따라 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 보상부; 상기 변환 레벨 데이터에 따라 스위칭부의 스위칭 소자들을 제어함으로써 공통전압을 출력시키는 디코더부; 및 복수의 저항소자를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원을 분압하고 이를 상기 스위칭부에 공급하는 분압저항부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 레지스터부 및 상기 메모리부 각각은 16비트 이상의 크기로 이루어져 각각의 7비트는 128 레벨의 상기 레벨 데이터를 유지 및 전송하는데 이용되며 나머지 8비트는 상기의 보상 데이터을 설정하거나 전송 및 저장하는데 이용된 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 보상부는 적어도 하나의 가산기와 비교기를 구비하여 상기 레벨 데이터에 상기 보상 데이터를 가산함으로써 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 상기 레벨 데이터와 상기 보상 데이터의 차이 값을 상기 레벨 데이터에 가산하거나 곱하여 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 또는 하이 레벨의 상기 보상 제어신호가 입력되면 상기 메모리부로부터 입력되는 상기 보상 데이터를 상기 변환 레벨 데이터로 바로 출력한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공통전압 보상회로는 시리얼 클럭 라인을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부; 상기 레지스터부를 통해 입력된 레벨 데이터 및 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 상기 저장된 레벨 데이터에 상기 보상 데이터를 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 보상부; 상기 타이밍 제어 클럭 또는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 데이터 보상부의 입출력을 제어하는 제어부; 상기 변환 레벨 데이터에 따라 스위칭부의 스위칭 소자들을 제어함으로써 공통전압을 출력시키는 디코더부; 및 복수의 저항소자를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원을 분압하고 이를 상기 스위칭부에 공급하는 분압 저항부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 레지스터부 및 상기 데이터 보상부 각각은 16비트 이상의 크기로 이루어져 각각의 7비트는 128 레벨의 상기 레벨 데이터를 유지 및 전송하는데 이용되며 나머지 8비트는 상기의 보상 데이터을 설정하거나 전송 및 저장하는데 이용된 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 보상부는 적어도 하나의 가산기와 비교기 및 메모리를 구비하여 상기 레벨 데이터에 보상 데이터를 가산함으로써 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 상기 레벨 데이터와 상기 보상 데이터의 차이 값을 상기 레벨 데이터에 가산하거나 곱하여 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 또는 하이 레벨의 상기 보상 제어신호가 입력되면 상기 저장된 보상 데이터를 상기 변환 레벨 데이터로 바로 출력한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 영상 표시패널; 상기 영상 표시패널을 구동하는 드라이버; 상기 드라이버를 제어함과 아울러 사용자에 의해 공통전압의 레벨이 일정하게 유지될 수 있도록 설정된 보상 제어신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및 제 1 및 제 2 전압원을 이용하여 공통전압을 생성하고 상기 보상 제어신호에 따라 상기 생성된 공통전압의 레벨이 일정하게 유지되도록 하기 위해 상기 제 1 내지 제 6 항 중 적어도 한 항의 공통전압 보상회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공통전압 보상 회로의 구동방법은 적어도 하나의 레지스터를 이용하여 시리얼 클럭 라인을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받는 단계; 적어도 하나의 메모리를 이용하여 상기 레벨 데이터 및 상기 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 저장된 상기 레벨 데이터 및 보상 데이터를 출력하는 단계; 상기 보상 제어신호에 응답하여 상기 레벨 데이터를 상기 보상 데이터에 따라 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 단계; 상기 변환 레벨 데이터에 따라 공통전압을 출력시키는 생성 및 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 변환 레벨 데이터를 생성하는 단계는 적어도 하나의 가산기와 비교기를 구비하여 상기 레벨 데이터에 상기 보상 데이터를 가산함으로써 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 상기 레벨 데이터와 상기 보상 데이터의 차이 값을 상기 레벨 데이터에 가산하거나 곱하여 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 또는 하이 레벨의 상기 보상 제어신호가 입력되면 상기 보상 데이터를 상기 변환 레벨 데이터로 바로 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의 구동방법은 영상 표시패널에 공급되는 공통전압 레벨의 보상 시간을 최소화하면서도 공통전압의 레벨을 일정하게 유지시켜 표시 영상의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 공통전압 보상회로와 이를 이용한 영상 표시장치 및 그의 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공통전압 보상회로를 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 공통전압 보상회로는 시리얼 클럭 라인(SCL; Serial Clock Line)을 통해 타이밍 제어 클럭(CL)을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인(SDA; Serial Data Line)을 통해 레벨 데이터(LDA)와 함께 보상 데이터(LData)를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부(2); 상기 레지스터부(2)를 통해 입력된 레벨 데이터(LDA) 및 보상 데이터(LData) 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호(Oset)에 따라 저장된 레벨 데이터(LDA) 및 보상 데이터(LData)를 출력하는 메모리부(4); 상기의 타이밍 제어 클럭(CL) 또는 보상 제어신호(Oset)에 따라 메모리부(4)의 입출력을 제어하는 제어부(6); 상기 보상 제어신호(Oset)에 응답하여 레벨 데이터(LDA)를 보상 데이터(LData)에 따라 보상함으로써 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성 및 출력하는 데이터 보상부(8); 상기 변환 레벨 데이터(FDA)에 따라 스위칭부(12)의 스위칭 소자들(T1 내지 Tn)을 제어함으로써 공통전압(Vcom)을 출력시키는 디코더부(10); 및 복수의 저항소자(R1 내지 Rn)를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원(VDD,VSS)을 분압하고 이를 상기 스위칭부(12)에 공급하는 분압저항부(14)를 구비한다.

여기서, 보상 제어신호(Oset)는 데이터 보상부(8)를 인에이블 또는 디세이블시키기 위한 신호로써, 더욱 구체적으로는 보상 데이터(LData)를 이용한 레벨 데이 터(LDA)의 보상 여부를 선택하기 위한 신호이다. 이러한, 보상 제어신호(Oset)는 타이밍 제어 클럭(CL)과 동일한 주파수를 가지고 입력되므로 적어도 한 클럭기간 동안 로우 또는 하이 레벨로 입력되어 상기 메모리부(4)나 데이터 보상부(8) 등을 제어할 수 있다.

레지스터부(2)는 시리얼 데이터 라인(SDA)을 통해 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 동시에 공급받아 출력함과 아울러 레벨 데이터(LDA)를 임시로 저장하기 위해 적어도 16비트 이상의 크기로 이루어진다. 이러한, 레지스터부(2)는 동시 입력된 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 메모리부(4)로 공급함과 아울러 레벨 데이터(LDA)를 디코더부(10)로 전송 완료할 때까지 임시로 저장한다.

메모리부(4)는 레지스터부(2)로부터 입력되는 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 각각 저장한다. 그리고, 외부로부터의 보상 제어신호(Oset) 또는 제어부(6)로부터의 제어에 따라 저장된 레벨 데이터(LDA)를 레지스터부(2)에 공급함과 아울러 보상 데이터(LData)를 데이터 보상부(8)에 공급하기도 한다. 이를 위해, 메모리부(4)는 16비트 이상의 크기로 이루어짐이 바람직하다. 따라서, 레지스터부(2) 및 메모리부(4) 각각의 7비트는 기존의 128 레벨 데이터(LDA)를 유지 및 전송하는데 이용되며 나머지 8비트는 보상 데이터(LData)을 설정하거나 전송 및 저장하는데 이용된다. 여기서, 보상 데이터(LData)는 소정의 실험치에 따라 사용자에 의해 미리 설정된 전압레벨 보상 값이 될 수 있는데, 초기 설정된 최적의 공통전압 레벨과 불안정하게 변화하여 영상 표시패널에 공급된 공통전압 레벨의 차이값에 대응하는 레벨 설정 데이터이다. 따라서, 보상 데이터(LData)는 작게는 32 레 벨에서 크게 128 레벨에 이르는 보상 전압레벨이 될 수 있다. 그리고, 메모리부(4)는 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호(Oset)를 바로 입력받거나 제어부(6)로부터의 제어에 따라 상기 보상 데이터(LData)를 단계별로 높이거나 낮춰서 데이터 보상부(8)에 공급하게 된다. 예를 들어, 메모리부(4)는 소정의 기간 동안 바로 입력되는 로우 레벨의 보상 제어신호(Oset) 또는 제어부(6)의 제어에 따라 보상 데이터(LData)는 출력하지 않고, 저장된 레벨 데이터(LDA)만을 레지스터부(2)에 공급할 수 있다. 하지만, 하이 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 바로 입력되는 경우 또는 제어부(6)의 제어에 따라서는 보상 데이터(LData)를 단계별로 높여서 데이터 보상부(8)에 공급하게 된다. 즉, 소정의 기간 이상 계속 하이 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 연속적으로 입력되면 그에 대응하도록 보상 데이터(LData)를 단계별로 높여서 데이터 보상부(8)에 공급하게 된다.

데이터 보상부(8)는 외부 컨트롤러로부터 입력되는 보상 제어신호(Oset)에 따라 레지스터부(2)로부터 입력되는 레벨 데이터(LDA)를 바로 디코더부(10)에 공급하거나, 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하여 디코더부(10)에 공급한다. 예를 들어, 데이터 보상부(8)는 외부 컨트롤러로부터 로우 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 입력되는 레벨 데이터(LDA)를 바로 디코더부(10)에 공급한다. 하지만, 상기 보상 제어신호(Oset)가 소정의 기간 동안 하이 레벨로 입력되면 메모리부(4)로부터 보상 데이터(LData)를 읽어들여 입력된 레벨 데이터(LDA)에 보상하게 된다.

이러한, 데이터 보상부(8)는 적어도 하나의 가산기와 비교기 등을 구비하여 레벨 데이터(LDA)에 보상 데이터(LData)를 가산함으로써 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하기도 하며, 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)의 차이 값을 레벨 데이터(LDA)에 가산하거나 곱하여 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하기도 한다. 또한, 데이터 보상부(8)는 하이 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 메모리부(4)로부터 입력되는 보상 데이터(LData)를 변환 레벨 데이터(FDA)로 출력하기도 한다.

제어부(6)는 외부로부터 입력되는 타이밍 제어 클럭(CL)과 보상 제어신호(Oset) 등에 따라 메모리부(4)의 입출력을 제어하게 된다. 구체적으로, 제어부(6)는 타이밍 제어 클럭(CL)에 따라 메모리부(4)가 레지스터부(2)로부터 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 읽어들여 저장하도록 제어할 수 있다. 그리고, 로우 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 메모리부(4)가 저장된 레벨 데이터(LDA)를 다시 레지스터부(2)로 공급하도록 한다. 반면, 하이 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 메모리부(4)가 저장된 레벨 데이터(LDA)를 레지스터부(2)로 공급하도록 함과 아울러 저장된 보상 데이터(LData) 또한 데이터 보상부(8)에 공급하도록 제어한다. 이러한 제어부(6)는 타이밍 제어 클럭(CL)과 동일한 주파수로 입력되는 보상 제어신호(Oset)가 미리 설정된 소정의 클럭 기간 이상 연속적으로 하이레벨로 입력되면 메모리부(4)가 보상 데이터(LData)를 단계별로 높여서 출력하도록 제어할 수 있다.

디코더부(10)는 데이터 보상부(8)로부터 입력되는 레벨 데이터(LDA) 또는 변환 레벨 데이터(FDA)에 대응되도록 적어도 하나의 선택신호를 내부적으로 생성하고 생성된 선택신호에 따라 스위칭부(12)에 구비된 적어도 하나의 스위칭 소자(T1 내지 Tn)를 턴-온시키게 된다. 다시 말하여, 디코더부(10)는 데이터 보상부(8)로부 터 디지털 신호로 입력되는 레벨 데이터(LDA) 또는 변환 레벨 데이터(FDA)를 디코딩(decoding)함으로써 내부적으로 디코딩 결과에 대응하는 선택신호를 생성하고 생성된 선택신호에 따라 스위칭부(12)의 스위칭 소자(T1 내지 Tn) 중 적어도 하나를 턴-온시켜 공통전압(Vcom)을 출력하도록 한다.

스위칭부(12)는 디코더부(10)의 선택신호 출력단자(0~127)에 각각 대응하는 복수의 스위칭 소자(T1 내지 Tn)를 구비하며, 디코터부(10)의 제어에 따라 분압저항부(14)로부터 분압된 전압을 공통전압(Vcom)으로 출력한다.

분압저항부(14)는 복수의 저항소자(R1 내지 Rn)를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원(VDD,VSS)을 분압한다. 그리고, 복수의 레벨로 분압된 전압들을 스위칭부(12)의 각 스위칭 소자(T1 내지 Tn)에 공급한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공통전압 보상회로는 외부의 레벨 데이터(LDA) 입력수단 및 외부 컨트롤러와 12C 통신방식으로 연결된다. 여기서, 12C 통신방식은 시리얼 클럭 라인(SCL)과 시리얼 데이터 라인(SDA)을 이용하여 시리얼 인터페이스를 수행할 수 있는 통신 방식으로써, 하드웨어적인 변경 없이 소프트웨어적으로 기능을 변경할 수 있고 다대 다 통신을 수행할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 공통전압 보상회로는 기존의 아날로그 방식이 아닌 디지털 신호를 이용하여 전압 레벨을 설정하므로 정확한 레벨로 공통전압(Vcom)을 설정할 수 있다. 또한, 디지털 신호를 이용하여 전압레벨을 설정하거나 제어할 수 있기 때문에 액정 표시장치나 플라즈마 표시장치 및 전계발광 표시장치 등의 영상 표시장치에 용이하게 접목시켜 사용할 수 있다.

도 3은 공통전압의 출력시간 대비 공통전압 레벨의 변화량을 시뮬레이션한 그래프이다.

도 3을 참조하면 본원발명의 공통전압 보상회로를 영상 표시장치에 형성하는 경우, 소정의 시간이 흐르더라도 영상 표시패널에 공급되는 공통전압(Vcom)의 레벨이 일정하게 유지될 수 있을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 공통전압 보상회로가 구비된 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다.

일반적으로, 영상 표시장치는 영상이 표시되는 영상 표시패널, 영상 표시패널을 구동 및 제어하여 영상을 표시하도록 하는 복수의 구동 제어부, 전원부 및 백 라이트 등으로 이루어진다. 특히, 액정 표시장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 화소 영역을 구비한 액정패널(22); 액정패널(22)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(24); 액정패널(22)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(26); 데이터 및 게이트 제어신호(GCS,DCS)를 생성하여 데이터 및 게이트 드라이버(24,26)를 제어함과 아울러 사용자에 의해 공통전압(Vcom)의 레벨이 일정하게 유지될 수 있도록 설정된 보상 제어신호(Oset)를 출력하는 타이밍 컨트롤러(28); 및 제 1 및 제 2 전압원을 이용하여 공통전압(Vcom)을 생성하고 상기 보상 제어신호(Oset)에 따라 상기 생성된 공통전압(Vcom)의 레벨이 일정하게 유지되도록 보상하여 상기 액정패널(22)에 공급하는 공통전압 보상회로(30)를 구비한 것을 특징으로 한다.

액정패널(22)은 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라 인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 각 서브 화소(R,G,B,ECB) 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor), TFT와 접속된 액정 커패시터(Clc)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 TFT와 접속된 화소전극, 화소전극과 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극으로 구성된다. TFT는 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 영상 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 영상 신호와 공통전극에 공급된 기준 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고 액정 커패시터(Clc)에는 스토리지 커패시터(Cst)가 병렬로 접속되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 영상신호가 다음 영상신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 이러한, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되거나, 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다.

데이터 드라이버(24)는 타이밍 컨트롤러(28)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 중 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 쉬프트 클럭(SSC) 등을 이용하여 타이밍 컨트롤러(28)로부터 정렬된 영상 데이터(RGBE)를 아날로그 전압 즉, 영상 신호로 변환한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(24)는 데이터 제어신호(DCS) 중 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 영상 데이터(RGBE)를 래치한 후, 소스 출력 인에이블(SOE) 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한 다. 이때, 데이터 드라이버(24)는 입력된 영상 데이터(RGBE)의 계조값에 따라 소정 레벨을 가지는 정극성 또는 부극성의 감마전압을 선택하고 선택된 감마전압을 영상신호로 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

게이트 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(28)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스를 순차 생성하고, 게이트 출력 인에이블(GOE) 신호에 따라 스캔펄스들의 펄스 폭 제어한다. 그리고, 펄스 폭이 제어된 스캔펄스들 다시 말하여, 게이트 온 전압들을 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 구체적으로, 게이트 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(28)로부터의 게이트 스타트 펄스(GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 따라 쉬프트 시켜서 순차적으로 스캔펄스를 생성한다. 그리고, 게이트 출력 인에이블(GOE) 신호에 따라 스캔펄스들의 펄스 폭 제어하여 펄스 폭이 제어된 게이트 온 전압들을 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차 공급한다. 한편, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다.

타이밍 컨트롤러(28)는 외부로부터의 영상 데이터(RGB)를 액정패널(22)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(24)에 공급한다. 그리고, 외부로부터의 동기신호들(DCLK,DE,Hsync,Vsync)을 이용하여 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(24)와 게이트 드라이버(26)를 제어한다. 그리고, 타이밍 컨트롤러(8)는 사용자에 의해 공통전압(Vcom)의 레벨이 일정하게 유지될 수 있도록 설정된 보상 제어신호(Oset)를 출력하게 된다. 이러한, 보상 제 어신호(Oset)는 사용자가 다수의 실험치에 따라 미리 설정해둘 수 있는데, 액정 표시장치가 온 되는 타이밍부터 소정의 시간이 흐른 후의 타이밍까지 상기의 실험치에 의해 시간적으로 설정 가능하다.

공통전압 보상회로(30)는 제 1 및 제 2 전압원을 이용하여 공통전압(Vcom)을 생성하고 타이밍 컨트롤러(28)로부터 입력되는 보상 제어신호(Oset)에 따라 생성된 공통전압(Vcom)의 레벨이 일정하게 유지되도록 보상하여 상기 액정패널(22)에 공급한다. 이를 위해, 본 발명의 공통전압 보상회로(30)는 도 2에 도시된 공통전압 보상회로와 동일한 구성을 가지며 동일한 동작을 수행하게 된다. 따라서, 공통전압 보상회로(30)에 대한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한 내용으로 대신하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공통전압 보상회로를 나타낸 구성도이다.

도 5에 도시된 공통전압 보상회로는 시리얼 클럭 라인(SCL; Serial Clock Line)을 통해 타이밍 제어 클럭(CL)을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인(SDA; Serial Data Line)을 통해 레벨 데이터(LDA)와 함께 보상 데이터(LData)를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부(32); 상기 레지스터부(32)를 통해 입력된 레벨 데이터(LDA) 및 보상 데이터(LData) 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호(Oset)에 따라 상기 저장된 레벨 데이터(LDA)에 상기 보상 데이터(LData)를 보상함으로써 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성 및 출력하는 데이터 보상부(38); 상기 타이밍 제어 클럭(CL) 또는 상기 보상 제어신호(Oset)에 따라 상기 데이터 보상 부(38)의 입출력을 제어하는 제어부(36); 상기 변환 레벨 데이터(FDA)에 따라 스위칭부(42)의 스위칭 소자들(T1 내지 Tn)을 제어함으로써 공통전압(Vcom)을 출력시키는 디코더부(40); 및 복수의 저항소자(R1 내지 Rn)를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원(VDD,VSS)을 분압하고 이를 상기 스위칭부(42)에 공급하는 분압저항부(44)를 구비한다.

앞서 상술한 바와 같이, 보상 제어신호(Oset)는 데이터 보상부(38)를 인에이블 또는 디세이블시키기 위한 신호로써, 더욱 구체적으로는 보상 데이터(LData)를 이용한 레벨 데이터(LDA)의 보상 여부를 선택하기 위한 신호이다.

레지스터부(32)는 시리얼 데이터 라인(SDA)을 통해 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 동시에 공급받아 출력함과 아울러 레벨 데이터(LDA)를 임시로 저장하기 위해 적어도 16비트 이상의 크기로 이루어진다. 이러한, 레지스터부(32)는 동시 입력된 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 데이터 보상부(38)로 공급함과 아울러, 데이터 보상부(38)로부터 입력된 변환 레벨 데이터(FDA)를 디코더부(40)로 전송 완료할 때까지 임시로 저장한다.

데이터 보상부(38)는 적어도 하나의 메모리를 내장하고 레지스터부(32)로부터 입력되는 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 각각 저장한다. 그리고, 외부로부터의 보상 제어신호(Oset) 또는 제어부(36)로부터의 제어에 따라 레지스터부(32)로부터 입력되는 레벨 데이터(LDA)를 다시 레지스터부(32)에 공급하거나, 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하여 레지스터부(32)에 공급한다. 예를 들어, 데이터 보상부(38)는 외부 컨트롤러로부터 로우 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 입력되는 레벨 데이터(LDA)를 바로 디코더부(40)에 공급한다. 하지만, 상기 보상 제어신호(Oset)가 소정의 기간 동안 하이 레벨로 입력되면 저장된 보상 데이터(LData)를 이용하여 레벨 데이터(LDA)를 보상하게 된다. 이러한, 데이터 보상부(38)는 상기의 메모리 외에도 적어도 하나의 가산기와 비교기 등을 구비하여 레벨 데이터(LDA)에 보상 데이터(LData)를 가산함으로써 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하기도 하며, 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)의 차이 값을 레벨 데이터(LDA)에 가산하거나 곱하여 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하기도 한다. 또한, 데이터 보상부(38)는 하이 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 저장된 보상 데이터(LData)를 변환 레벨 데이터(FDA)로 바로 출력하기도 한다.

제어부(36)는 외부로부터 입력되는 타이밍 제어 클럭(CL)과 보상 제어신호(Oset) 등에 따라 데이터 보상부(38)의 입출력을 제어하게 된다. 구체적으로, 제어부(36)는 타이밍 제어 클럭(CL)에 따라 데이터 보상부(38)가 레지스터부(32)로부터 레벨 데이터(LDA)와 보상 데이터(LData)를 읽어들여 저장하도록 제어할 수 있다. 그리고, 로우 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 데이터 보상부(38)가 저장된 레벨 데이터(LDA)를 다시 레지스터부(32)로 공급하도록 한다. 반면, 하이 레벨의 보상 제어신호(Oset)가 입력되면 데이터 보상부(38)가 저장된 보상 데이터(LData)를 이용하여 레벨 데이터(LDA)를 보상함으로써 변환 레벨 데이터(FDA)를 생성하도록 한다. 이러한 제어부(36)는 타이밍 제어 클럭(CL)과 동일한 주파수로 입력되는 보상 제어신호(Oset)가 미리 설정된 소정의 클럭 기간 이상 연속적으로 하이레벨로 입력되면 데이터 보상부(38)가 보상 데이터(LData)를 단계별로 높여서 출력하도록 제어할 수 있다.

디코더부(40)와 스위칭부(42)는 및 분압저항부(44)의 구성 및 동작은 도 2를 참조하여 상술한 디코더부(10)와 스위칭부(12)는 및 분압저항부(14)의 구성 및 동작과 동일하다. 이에 따라, 디코더부(40)와 스위칭부(42)는 및 분압저항부(44)에 대한 설명은 도 2를 참조하여 구체적으로 상술한 설명으로 대신하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공통전압 보상회로(30)는 영상 표시패널에 공급되는 공통전압 레벨의 보상 시간을 최소화하면서도 공통전압의 레벨을 일정하게 유지시켜 표시 영상의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 공통전압의 출력시간 대비 공통전압 레벨의 변화량을 시뮬레이션한 그래프.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공통전압 보상회로를 나타낸 구성도.

도 3은 공통전압의 출력시간 대비 공통전압 레벨의 변화량을 시뮬레이션한 그래프.

도 4는 본 발명의 공통전압 보상회로가 구비된 액정 표시장치를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공통전압 보상회로를 나타낸 구성도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＞

2, 32 : 레지스터부 4 : 메모리부

6, 36 : 제어부 8, 38 : 데이터 보상부

10, 40 : 디코더 12, 42 : 스위칭부

14, 44 : 분압저항부 22 : 액정패널

24 : 데이터 드라이버 26 : 게이트 드라이버

28 : 타이밍 컨트롤러 30 : 공통전압 보상회로

Claims (9)

1. 시리얼 클럭 라인(Serial Clock Line)을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인(Serial Data Line)을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부;

   상기 레지스터부를 통해 입력된 상기 레벨 데이터 및 상기 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 저장된 상기 레벨 데이터 및 보상 데이터를 출력하는 메모리부;

   상기 타이밍 제어 클럭 또는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 메모리부의 입출력을 제어하는 제어부;

   상기 보상 제어신호에 응답하여 상기 레벨 데이터를 상기 보상 데이터에 따라 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 보상부;

   상기 변환 레벨 데이터에 따라 스위칭부의 스위칭 소자들을 제어함으로써 공통전압을 출력시키는 디코더부; 및

   복수의 저항소자를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원을 분압하고 이를 상기 스위칭부에 공급하는 분압저항부를 구비한 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레지스터부 및 상기 메모리부 각각은

   16비트 이상의 크기로 이루어져 각각의 7비트는 128 레벨의 상기 레벨 데이 터를 유지 및 전송하는데 이용되며 나머지 8비트는 상기의 보상 데이터을 설정하거나 전송 및 저장하는데 이용된 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 데이터 보상부는

   적어도 하나의 가산기와 비교기를 구비하여 상기 레벨 데이터에 상기 보상 데이터를 가산함으로써 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나,

   상기 레벨 데이터와 상기 보상 데이터의 차이 값을 상기 레벨 데이터에 가산하거나 곱하여 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 또는

   하이 레벨의 상기 보상 제어신호가 입력되면 상기 메모리부로부터 입력되는 상기 보상 데이터를 상기 변환 레벨 데이터로 바로 출력한 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로.
4. 시리얼 클럭 라인을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받고 이를 출력하는 레지스터부;

   상기 레지스터부를 통해 입력된 레벨 데이터 및 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 상기 저장된 레벨 데이터에 상기 보상 데이터를 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 데이터 보상부;

   상기 타이밍 제어 클럭 또는 상기 보상 제어신호에 따라 상기 데이터 보상부 의 입출력을 제어하는 제어부;

   상기 변환 레벨 데이터에 따라 스위칭부의 스위칭 소자들을 제어함으로써 공통전압을 출력시키는 디코더부; 및

   복수의 저항소자를 이용하여 제 1 및 제 2 전압원을 분압하고 이를 상기 스위칭부에 공급하는 분압저항부를 구비한 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 레지스터부 및 상기 데이터 보상부 각각은

   16비트 이상의 크기로 이루어져 각각의 7비트는 128 레벨의 상기 레벨 데이터를 유지 및 전송하는데 이용되며 나머지 8비트는 상기의 보상 데이터을 설정하거나 전송 및 저장하는데 이용된 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 데이터 보상부는

   적어도 하나의 가산기와 비교기 및 메모리를 구비하여 상기 레벨 데이터에 보상 데이터를 가산함으로써 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나,

   상기 레벨 데이터와 상기 보상 데이터의 차이 값을 상기 레벨 데이터에 가산하거나 곱하여 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 또는

   하이 레벨의 상기 보상 제어신호가 입력되면 상기 저장된 보상 데이터를 상기 변환 레벨 데이터로 바로 출력한 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로.
7. 복수의 화소 영역을 구비하여 영상을 표시하는 영상 표시패널;

   상기 영상 표시패널을 구동하는 드라이버;

   상기 드라이버를 제어함과 아울러 사용자에 의해 공통전압의 레벨이 일정하게 유지될 수 있도록 설정된 보상 제어신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및

   제 1 및 제 2 전압원을 이용하여 공통전압을 생성하고 상기 보상 제어신호에 따라 상기 생성된 공통전압의 레벨이 일정하게 유지되도록 하기 위해 제 1 내지 제 6 항 중 적어도 한 항의 공통전압 보상회로를 구비한 것을 특징으로 하는 영상 표시장치.
8. 적어도 하나의 레지스터를 이용하여 시리얼 클럭 라인을 통해 타이밍 제어 클럭을 공급받음과 아울러 시리얼 데이터 라인을 통해 레벨 데이터와 함께 보상 데이터를 공급받는 단계;

   적어도 하나의 메모리를 이용하여 상기 레벨 데이터 및 상기 보상 데이터 각각을 저장하고 외부 컨트롤러로부터의 보상 제어신호에 따라 저장된 상기 레벨 데이터 및 보상 데이터를 출력하는 단계;

   상기 보상 제어신호에 응답하여 상기 레벨 데이터를 상기 보상 데이터에 따라 보상함으로써 변환 레벨 데이터를 생성 및 출력하는 단계;

   상기 변환 레벨 데이터에 따라 공통전압을 출력시키는 생성 및 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 변환 레벨 데이터를 생성하는 단계는

   적어도 하나의 가산기와 비교기를 구비하여 상기 레벨 데이터에 상기 보상 데이터를 가산함으로써 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나,

   상기 레벨 데이터와 상기 보상 데이터의 차이 값을 상기 레벨 데이터에 가산하거나 곱하여 상기 변환 레벨 데이터를 생성하거나, 또는

   하이 레벨의 상기 보상 제어신호가 입력되면 상기 보상 데이터를 상기 변환 레벨 데이터로 바로 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 공통전압 보상회로의 구동방법.

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