KR101485584B1 - 액정 표시 장치 및 그것의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치는 액정 패널 그리고 입력 전압을 전달받아 상기 액정 패널을 구동하기 위한 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압을 생성하는 직류-직류 변환기를 포함하고, 직류-직류 변환기는 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조 회로, 입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압으로 출력하는 부스트 컨버터, 및 입력 전압 및 아날로그 구동 전압 중 하나를 승압하여 게이트-온 전압으로 출력하는 전하 펌프를 포함하고, 고전압 스트레스 테스트 시에, 아날로그 구동 전압은 노멀 동작시의 레벨보다 높은 레벨로 승압되고, 게이트-온 전압은 노멀 동작시와 같은 레벨을 유지한다.

Description

액정 표시 장치 및 그것의 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터, TV, 그리고 모바일 디스플레이 장치 등에 이용되는 표시 장치는 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube), 전계 발광 소자(FED, Field Emission Device), 액정 표시 장치(LCD, Liquid Crystal Display) 등이 있다. 이 중에서, 액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 백라이트 유닛(BLU, Backlight Unit), 구동 회로부, 그리고 액정 패널로 구성된다. 백라이트 유닛은 액정 패널에 광을 공급한다. 구동 회로부는 액정 패널을 구동한다. 액정 패널은 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들로 구성된다. 각각의 액정 셀의 광 투과율은 각각의 액정 셀에 충전되는 전압에 따라 가변된다. 즉, 액정 표시 장치는 구동 회로부를 통해 각각의 액정 셀의 광 투과율을 조절하고, 광 투과율이 조절된 액정 셀에 백라이트 유닛으로부터의 광을 제공함으로써 화상을 표시한다.
액정 표시 장치는 제조 후에 에이징(Aging) 공정을 거친다. 에이징 공정은 액정 표시 장치를 에이징 테스트 장비에 수납하고, 온도 및 습도를 변화시키면서 액정 표시 장치의 특성 및 신뢰성을 시험하는 공정이다. 또한, 에이징 공정을 통해 액정 표시 장치의 성능이 안정화 되기도 한다.
에이징 공정은 고전압 스트레스(HVS, High Voltage Stress) 테스트를 포함한다. 고전압 스트레스 테스트는 노멀 동작 시에 액정 표시 장치를 구동하기 위한 구동 전압들(예를 들면, 구동전압, 아날로그 구동 전압, 게이트 온/오프 전압)보다 높은 레벨의 구동 전압들을 이용하여 액정 표시 장치를 구동하는 테스트이다. 고전압 스트레스 테스트에 의해, 에이징 공정의 불량 검출률이 향상되고 에이징 공정의 수행 시간(Tact Time)이 감소될 수 있다.
본 발명의 목적은 고전압 스트레스 테스트 시에 아날로그 구동 전압은 노멀 동작 시의 레벨보다 승압되고 게이트 온 전압은 노멀 동작 시의 레벨을 유지하는 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널; 그리고 입력 전압을 전달받아 상기 액정 패널을 구동하기 위한 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압을 생성하는 직류-직류 변환기를 포함하고, 상기 직류-직류 변환기는 상기 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조 회로; 상기 입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압으로 출력하는 부스트 컨버터; 그리고 상 기 입력 전압 및 상기 아날로그 구동 전압 중 하나를 승압하여 게이트-온 전압으로 출력하는 전하 펌프를 포함하고, 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압은 노멀 동작시의 레벨보다 높은 레벨로 승압되고, 상기 게이트-온 전압은 노멀 동작시와 같은 레벨을 유지한다.
실시 예로서, 상기 액정 패널은 비정질 실리콘 게이트로 구성된다.
실시 예로서, 상기 노멀 동작 시에, 상기 전하 펌프는 상기 아날로그 구동 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력한다.
실시 예로서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 전하 펌프는 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 상기 입력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력한다.
실시 예로서, 상기 직류-직류 변환기는 상기 고전압 스트레스 테스트 시에 상기 아날로그 구동 전압을 미리 설정된 전압 레벨로 조절하는 레귤레이터를 더 포함한다. 상기 레귤레이터의 출력 전압은 상기 고전압 스트레스 테스트 시의 상기 아날로그 구동 전압보다 낮다. 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 전하 펌프는 상기 레귤레이터의 출력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류-직류 변환기는 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조 회로; 상기 입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압으로 출력하는 부스트 컨버터; 그리고 상기 입력 전압 및 상기 아날로그 구동 전압 중 하나를 승압하여 게이트-온 전압으로 출력하는 전하 펌프를 포함하고, 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압은 노멀 동작시 의 레벨보다 높은 레벨로 승압되고, 상기 게이트-온 전압은 노멀 동작시와 같은 레벨을 유지한다.
본 발명의 실시 예에 다른 액정 표시 장치의 구동 방법은 입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압을 생성하는 단계; 그리고 노멀 동작 시에 상기 아날로그 구동 전압을 승압하여 게이트 온 전압을 생성하고, 고전압 스트레스 테스트 시에 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 전압을 승압하여 게이트 온 전압을 생성한다.
실시 예로서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 입력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압을 생성한다.
실시 예로서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압이 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 레벨로 정류된 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압을 생성한다.
실시 예로서, 상기 액정 표시 장치는 비정질 실리콘 게이트로 구성되는 액정 패널을 포함한다.
실시 예로서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압은 노멀 동작 시의 레벨보다 높은 레벨을 갖는다.
본 발명에 따르면, 고전압 스트레스 테스트 시에 게이트 온 전압은 노멀 동작 시의 레벨보다 승압되지 않고 아날로그 구동 전압은 노멀 동작 시의 레벨보다 승압된다. 따라서, 게이트 온 전압의 상승에 따른 적하 얼룩 불량 없이 고전압 스트레스 테스트가 수행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 고전압 스트레스 테스트 시에 아날로그 구동 전압을 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압하고, 게이트 온 전압을 노멀 동작시의 레벨로 유지하는 직류-직류 변환기를 포함한다. 이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 타이밍 제어부(100), 전원 공급부(200), 데이터 구동 회로(300), 게이트 구동 회로(400), 그리고 액정 패널(500)을 포함한다.
타이밍 제어부(100)는 외부로부터 전달되는 화상 신호에 응답하여 데이터 구동 회로(300) 및 게이트 구동 회로(400)를 제어한다. 예시적으로, 타이밍 제어부(100)는 외부로부터 디지털 화상 신호(R, G, B)를 전달받을 것이다. 타이밍 제어부(100)는 외부로부터 전달된 디지털 화상 신호(R, G, B)에 응답하여 게이트 제어 신호를 생성할 것이다. 게이트 제어 신호는 게이트 구동 회로(400)에 전달될 것이다. 타이밍 제어부(100)는 외부로부터 전달된 디지털 화상 신호(R, G, B)에 응답하여 디지털 화상 신호(R, G, B) 및 데이터 제어 신호를 생성할 것이다. 디지털 화상 신호(R, G, B) 및 데이터 제어 신호는 데이터 구동 회로(300)에 전달될 것이다.
전원 공급부(200)는 데이터 구동 회로(300) 및 게이트 구동 회로(400)에 구 동 전원을 공급한다. 예시적으로, 전원 공급부(200)는 외부로부터 입력 전압(Vin)을 전달받아 구동 전압(VDD), 게이트 온 전압(Von), 게이트 오프 전압(Voff), 감마 전압 등을 생성할 것이다. 감마 전압은 데이터 구동 회로(300)에 전달될 것이다. 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)은 게이트 구동 회로(400)에 전달될 것이다. 구동 전압(VDD)은 액정 표시 장치(1000)의 각 구성요소들의 동작 전원으로 이용될 것이다. 도면에 도시되지 않았지만, 전원 공급부(200)는 공통 전압(Vcom)을 추가적으로 생성할 것이다. 공통 전압(Vcom)은 액정 패널(500)에 전달될 것이다.
전원 공급부(200)는 직류-직류 변환기(210)를 포함한다. 직류-직류 변환기(210)는 입력 전압(Vin)을 전달받아 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 게이트 온 전압(Von)을 생성한다. 전원 공급부(200)는 감마 전압 생성기 및 공통 전압 생성기와 같은 잘 알려진 구성 요소들을 더 포함할 것이다. 감마 전압 생성기는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 전달받아 감마 전압을 생성할 것이다. 공통 전압 생성기는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 전달받아 공통 전압(Vcom)을 생성할 것이다.
전원 공급부(200)는 외부로부터 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)를 전달받는다. 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 활성화되면, 전원 공급부(200)는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압하고, 게이트 온 전압(Von)을 노멀 동작 시의 레벨로 유지한다.
데이터 구동 회로(300)는 전원 공급부(200)로부터 전원을 제공받고, 타이밍 제어부(100)의 제어에 응답하여 동작한다. 데이터 구동 회로(300)는 전원 공급 부(200)로부터 전달되는 감마 전압을 이용하여 타이밍 제어부(100)로부터 전달되는 디지털 화상 신호(R, G, B)에 대응하는 아날로그 계조 전압들을 생성한다. 데이터 구동 회로(300)는 액정 패널(500)의 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 마다 아날로그 계조 전압들을 데이터 선에 제공한다.
게이트 구동 회로(400)는 전원 공급부(200)로부터 전원을 제공받고, 타이밍 제어부(100)의 제어에 응답하여 동작한다. 게이트 구동 회로(400)는 전원 공급부(200)로부터 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 제공받는다. 게이트 구동 회로(400)는 타이밍 제어부(100)의 제어에 응답하여 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 액정 패널(500)의 게이트 선에 순차적으로 인가한다.
액정 패널(500)은 데이터 선들을 통해 데이터 구동 회로(300)에 연결되고, 게이트 선들을 통해 게이트 구동 회로(400)에 연결된다. 액정 패널(500)은 데이터 선과 게이트 선에 연결된 복수의 액정 셀들을 포함한다. 도 1에서, 간결한 설명을 위하여 하나의 데이터 선, 하나의 게이트 선, 그리고 하나의 액정 셀이 도시되어 있다. 액정 패널(500)은 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정 셀들로 구성된다. 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면, 액정 셀의 트랜지스터가 턴 온 된다. 데이터 선에 아날로그 계조 전압이 인가되면, 액정 셀의 커패시터에 아날로그 계조 전압이 충전된다. 게이트 선에 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되면, 액정 셀의 트랜지스터가 턴 오프 된다. 액정 셀은 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광 투과율을 조절한다. 예시적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 패널(500)은 비정질 실리콘 게이트(ASG, Amorphous Silicon Gate)로 구성될 것이다.
고전압 스트레스 테스트 시에 게이트 온 전압(Von)이 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압되면, 적하 얼룩 불량이 유발된다. 따라서, 고전압 스트레스 테스트 시에, 아날로그 구동 전압(AVDD)은 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압되고 게이트 온 전압(Von)은 노멀 동작 시의 레벨을 유지해야 한다. 고전압 스트레스 테스트 시에 아날로그 구동 전압(AVDD)을 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압하고 게이트 온 전압(Von)을 노멀 동작 시의 레벨로 유지하기 위해, 종래의 액정 구동 장치들은 아날로그 구동 전압(AVDD)을 위한 펄스 폭 변조기 및 게이트 온 전압(Von)을 위한 펄스 폭 변조기를 별도로 구비하였다.
그러나, 비정질 실리콘 게이트로 구성되는 액정 패널(500)을 포함하는 액정 표시 장치의 경우, 게이트 온 전압(Von)의 출력 전류가 종래의 액정 표시 장치보다 크다. 따라서, 비정질 실리콘 게이트로 구성되는 액정 패널(500)을 포함하는 액정 표시 장치는 게이트 온 전압(Von)을 위한 펄스 폭 변조 회로를 별도로 구비하지 않고, 아날로그 구동 전압(AVDD)을 위한 펄스 폭 변조 회로를 이용하여 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 게이트 온 전압(Von)을 생성한다.
하나의 펄스 폭 변조 회로를 이용하여 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 게이트 온 전압(Von)을 생성하므로, 고전압 스트레스 테스트를 위해 아날로그 구동 전압(AVDD)을 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압하면 게이트 온 전압(Von) 또한 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압된다. 따라서, 비정질 실리콘 게이트로 구성되는 액정 패널(500)을 구비한 액정 표시 장치의 경우, 고전압 스트레스 테 스트를 수행하면 적하 얼룩 불량이 유발된다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 하나의 펄스 폭 변조 회로를 이용하여 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 게이트 온 전압(Von)을 생성한다. 또한, 고전압 스트레스 테스트 시에, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압하고 게이트 온 전압(Von)을 노멀 동작 시의 레벨로 유지한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 비정질 실리콘 게이트로 구성되는 액정 패널(500)을 구비하여도 적하 얼룩 불량 없이 고전압 스트레스 테스트를 수행할 수 있다. 이하에서, 도 2 내지 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)가 더 상세하게 설명된다.
도 2는 도 1의 직류-직류 변환기(210)의 제 1 실시 예를 보여주는 회로도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류-직류 변환기(210)는 펄스 폭 변조 회로(211), 전하 펌프(213), 부스트 컨버터(215), 그리고 피드백 저항부(217)를 포함한다.
펄스 폭 변조 회로(211)의 스위칭 단자(S/W)는 부스트 컨버터(215)에 연결되고, 피드백 단자(F/B)는 피드백 저항부(217)에 연결된다. 펄스 폭 변조 회로(211)는 피드백 단자(F/B)에 연결된 저항값에 따라 출력 펄스의 펄스 폭을 조절한다. 예시적으로, 펄스 폭 변조 회로(211)의 피드백 단자(F/B)에 연결된 저항값이 이전 상태보다 낮아지면, 펄스 폭 변조 회로(211)의 출력 펄스의 펄스 폭은 이전 상태보다 증가할 것이다. 예시적으로, 펄스 폭 변조 회로(211)는 입력 전압(Vin)을 전달받아 펄스 폭을 변조하여 출력할 것이다.
전하 펌프(213)는 다이오드들(D1, D2), 커패시터들(C1, C2), 그리고 트랜지스터들(T1, T2)을 포함한다. 다이오드(D1)의 입력단은 트랜지스터들(T1, T2)에 연결된다. 다이오드(D1)의 출력단은 다이오드(D2)의 입력단 및 커패시터(C1)에 연결된다. 커패시터(C1)는 펄스 폭 변조 회로(211)에 연결된다. 다이오드(D2)의 출력단은 커패시터(C2)를 통해 접지 단자에 연결된다. 다이오드(D2)의 출력은 게이트 온 전압(Von)으로 이용된다. 트랜지스터들(T1, T2)의 게이트에 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 전달된다. 트랜지스터(T1)는 입력 전압(Vin)에 연결되고, 트랜지스터(T2)는 아날로그 구동 전압(AVDD)에 연결된다.
부수트 컨버터(215)는 인덕터(I1), 다이오드(D3), 그리고 커패시터(C3)를 포함한다. 다이오드(D3)의 입력단은 인덕터(I1), 전하 펌프(213), 그리고 펄스 폭 변조 회로(211)에 연결된다. 다이오드(D3)의 출력단은 커패시터(C3) 및 피드백 저항부(217)에 연결된다. 다이오드(D3)의 출력은 아날로그 구동 전압(AVDD)으로 이용된다. 인덕터(I1)에 입력 전압(Vin)이 전달된다. 예시적으로, 다이오드(D3)는 쇼트키 다이오드(Shortkey Diode)일 것이다.
피드백 저항부(217)는 저항들(R1, R2, R3) 및 트랜지스터(T3)를 포함한다. 저항들(R1, R2)은 직렬로 연결된다. 저항들(R1, R2)의 사이에 펄스 폭 변조 회로(211) 및 트랜지스터(T3)가 연결된다. 저항(R3)는 트랜지스터(T3)를 통해 저항(R2)에 병렬로 연결된다. 트랜지스터(T3)의 게이트에 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 전달된다.
노멀 동작 시에, 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)는 비활성화된다. 예시적으로, 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)는 로직 로우일 것이다. 이때, 트랜지스터들(T1, T3)은 턴 오프 되고, 트랜지스터(T2)는 턴 온 된다. 펄스 폭 변조 회로(211)는 입력 전압(Vin)을 변조하여 출력하고, 부스트 컨버터(Vin)는 입력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성한다. 전하 펌프(213)는 부스트 컨버터(215)에서 생성된 아날로그 구동 전압(AVDD)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성한다.
고전압 스트레스 테스트 동작 시에, 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)는 활성화된다. 예시적으로, 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)는 로직 하이일 것이다. 이때, 트랜지스터들(T1, T3)은 턴 온 되고, 트랜지스터(T2)는 턴 오프 된다. 트랜지스터(T3)가 턴 온 되면, 저항(R3)이 저항(R2)에 병렬 연결된다. 즉, 펄스 폭 변조 회로(211)의 피드백 단자(F/B)에 연결되는 저항값이 낮아진다. 따라서, 펄스 폭 변조 회로의 출력 펄스의 펄스 폭이 증가하고, 부스트 컨버터(215)에 의해 생성되는 아날로그 구동 전압(AVDD)이 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압된다.
전하 펌프(213)는 입력 전압(Vin)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)으로 출력한다. 즉, 전하 펌프(213)는 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압된 아날로그 구동 전압(AVDD)보다 낮은 입력 전압(Vin)을 이용하여 게이트 온 전압(Von)을 생성하므로, 아날로그 구동 전압이 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압되어도 게이트 온 전압(Von)은 승압되지 않는다.
예시적으로, 펄스 폭 변조 회로(211)의 출력 펄스는 전하 펌프(213)의 커패 시터(213)에 전달된다. 즉, 펄스 폭 변조 회로(211)의 출력 펄스의 변화는 전하 펌프(213)에도 영향을 줄 것이다. 고전압 스트레스 테스트 시에 펄스 폭 변조 회로의 출력 펄스가 변화하는 것에 의한 영향을 방지하기 위해, 전하 펌프(213)는 노멀 동작 시의 아날로그 구동 전압(AVDD)보다 낮은 입력 전압(Vin)을 이용하여 게이트 온 전압(Von)을 발생할 것이다.
도 3은 도 2의 직류-직류 변환기(210)를 구현하여 실험한 결과를 보여주는 테이블이다. 도 3을 참조하면, 노멀 동작 시에, 즉 고전압 스트레스 테스트 신호가 비활성화된 경우에, 아날로그 구동 전압(AVDD)은 14.6V를 나타내고, 게이트 온 전압(Von)은 27V를 나타내었다. 고전압 스트레스 테스트 시에, 즉 고전압 스트레스 테스트 신호가 활성화된 경우에, 아날로그 구동 전압(AVDD)은 16.4V를 나타내고, 게이트 온 전압(Von)은 27V를 나타내었다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 고전압 스트레스 테스트 동작 시에, 아날로그 구동 전압(AVDD)은 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압되고 게이트 온 전압(Von)은 노멀 동작 시의 레벨을 유지한다.
도 4는 도 2의 직류-직류 변환기(210)의 제 2 실시 예를 보여주는 회로도이다. 도 4의 직류-직류 변환기(210')의 구성 요소들 중 전하 펌프(213) 및 부스트 컨버터(215)를 제외한 구성 요소들은 도 2를 참조하여 설명된 직류-직류 변환기(210)와 동일하다. 따라서, 간결한 설명을 위하여, 중복되는 설명은 생략된다.
부스트 컨버터(215')는 도 2를 참조하여 설명된 부스트 컨버터(215)에 레귤레이터(219) 및 트랜지스터(T4)를 추가적으로 포함한다. 부스트 컨버터(215')는 입 력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD1)으로 출력한다. 레귤레이터(219)는 트랜지스터(T4)를 통해 다이오드(D3)의 출력에 연결된다. 즉, 레귤레이터(219)는 트랜지스터(T4)를 통해 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 전달받는다. 트랜지스터(T4)의 게이트에 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 전달된다.
전하 펌프(213')는 입력 전압이 상이한 것을 제외하면 도 2를 참조하여 설명된 전하 펌프(213)와 동일한 구성을 갖는다. 전하 펌프(231')의 트랜지스터(T1)는 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 전달받고, 트랜지스터(T2)는 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 전달받는다.
노멀 동작 시에, 즉 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 비활성화된 경우에, 트랜지스터들(T1, T3, T4)은 턴 오프 되고 트랜지스터(T2)는 턴 온 된다. 즉, 부스트 컨버터(215')는 입력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 생성하고, 전하 펌프(213')는 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성한다.
고전압 스트레스 테스트 시에, 즉 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 활성화된 경우에, 트랜지스터들(T1, T3, T4)은 턴 온 되고 트랜지스터(T2)는 턴 오프 된다. 즉, 부스트 컨버터(215')는 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압된 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 생성한다. 부스트 컨버터(215')의 레귤레이터(219)는 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압된 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 정류하여 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 생성한다. 아날로그 구동 전압(AVDD2)은 아날로그 구동 전압(AVDD1)보다 낮은 레벨을 가질 것이다. 예시적으로, 레귤레이터(219)는 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압된 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 정류하여 약 14V의 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 생성할 것이다.
전하 펌프(213')는 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성한다. 예시적으로, 아날로그 구동 전압(AVDD2)은 노멀 동작 시의 아날로그 구동 전압(AVDD1)보다 낮은 레벨을 가질 것이다. 따라서, 고전압 스트레스 테스트 시에 펄스 폭 변조 회로(211)의 출력 펄스의 펄스 폭의 변화에 의한 영향이 상쇄될 것이다. 즉, 게이트 온 전압(Von)은 노멀 동작 시의 레벨을 유지할 것이다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류-직류 변환기(210)는 입력 전압(Vin)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성하는 반면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류-직류 변환기(210')는 레귤레이터(219)에 의해 정류된 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성한다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류-직류 변환기(210')는 입력 전압(Vin)이 불안정한 경우에도 게이트 온 전압(Von)을 안정적으로 생성할 것이다.
도 5는 도 1의 액정 표시 장치(1000)를 구동하는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 1, 2, 4, 및 5를 참조하면, S610 단계에서, 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 활성화되어 있는지의 여부에 따라 이후의 동작이 결정된다. 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 활성화되지 않은 경우, S620 단계가 수행된다. S620 단계에서, 아날로그 구동 전압(AVDD)이 생성된다. 예시적으로, 도 2의 부스트 컨버터(215)가 입력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성할 것이다. 다른 예로써, 도 4의 부스트 컨버터(215')가 입력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 생성할 것이다.
S630 단계에서, 아날로그 구동 전압(AVDD)에 의거하여 게이트 온 전압(Von)이 생성된다. 예시적으로, 도 2의 전하 펌프(213)가 아날로그 구동 전압(AVDD)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성할 것이다. 다른 예로써, 도 4의 전하 펌프(213')가 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성할 것이다.
S640 단계에서, 노멀 동작이 수행된다. 예시적으로, 전원 공급부(210)는 게이트 오프 전압(Voff)을 생성하고, 아날로그 구동 전압(AVDD/AVDD1)을 이용하여 공통 전압(Vcom) 및 감마 전압을 생성할 것이다. 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)은 게이트 구동 회로(400)에 전달될 것이다. 공통 전압(Vcom)은 액정 패널(500)에 전달될 것이다. 감마 전압은 데이터 구동 회로(300)에 전달될 것이다. 타이밍 제어부(100)는 화상 신호(R, G, B)를 데이터 구동 회로(300)에 전달할 것이다. 데이터 구동 회로(300) 및 게이트 구동 회로(400)는 화상 신호(R, G, B)에 대응하는 화상이 표시되도록 액정 패널(500)을 제어할 것이다.
S610 단계에서, 고전압 스트레스 테스트 신호(HVS)가 활성화되어 있는 경우, S650 단계가 수행된다. S650 단계에서, 아날로그 구동 전압(AVDD)이 생성된다. 예시적으로, 도 2의 부스트 컨버터(215)는 입력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성할 것이다. 아날로그 구동 전압(AVDD)은 노멀 동작 시의 레벨보다 높은 레벨을 가질 것이다. 다른 예로써, 도 4의 부스트 컨버터(215')는 입력 전압(Vin)을 승압하여 아날로그 구동 전압(AVDD1)을 생성하고, 아날로그 구동 전 압(AVDD1)을 정류하여 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 생성할 것이다. 아날로그 구동 전압(AVDD1)은 노멀 동작 시의 레벨보다 높은 레벨을 가질 것이다. 아날로그 구동 전압(AVDD2)은 노멀 동작 시의 아날로그 구동 전압(AVDD1)의 레벨보다 낮은 레벨을 가질 것이다.
S660 단계에서, 입력 전압(Vin)에 의거하여 게이트 온 전압(Von)이 생성된다. 예시적으로, 도 2의 전하 펌프(213)는 입력 전압(Vin)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성할 것이다. 게이트 온 전압(Von)은 노멀 동작 시의 레벨과 동일한 레벨을 가질 것이다. 다른 예로써, 도 4의 전하 펌프(213')는 아날로그 구동 전압(AVDD2)을 승압하여 게이트 온 전압(Von)을 생성할 것이다. 게이트 온 전압(Von)을 노멀 동작 시의 레벨과 동일한 레벨을 가질 것이다.
S670 단계에서, 고전압 스트레스 테스트가 수행된다. 고전압 스트레스 테스트는 아날로그 구동 전압(AVDD/AVDD1)이 노멀 동작 시의 레벨보다 높은 레벨을 갖는 것을 제외하면 S640 단계를 참조하여 설명된 것과 동일한 방법으로 수행될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 고전압 스트레스 테스트 시에 아날로그 구동 전압(AVDD/AVDD1)을 노멀 동작 시의 레벨보다 높아지도록 승압하고 게이트 온 전압(Von)을 노멀 동작 시의 레벨과 동일하게 유지한다. 따라서, 적하 얼룩 불량을 유발하지 않으면서 고전압 스트레스 테스트가 수행될 수 있다.
상술한 실시 예에서, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 비 정질 실리콘 게이트로 구성되는 액정 패널(500)을 포함하는 것으로 설명되었다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치(1000)의 액정 패널(500)은 비정질 실리콘 게이트로 구성되는 것으로 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상은 액정 패널의 구성에 관계 없이, 액정 표시 장치에 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 자명하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 직류-직류 변환기의 제 1 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 3은 도 2의 직류-직류 변환기를 구현하여 실험한 결과를 보여주는 테이블이다.
도 4는 도 2의 직류-직류 변환기의 제 2 실시 예를 보여주는 회로도이다.
도 5는 도 1의 액정 표시 장치를 구동하는 방법을 보여주는 순서도이다.

Claims (17)

  1. 액정 패널; 및
    입력 전압을 전달받아 상기 액정 패널을 구동하기 위한 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압을 생성하는 직류-직류 변환기를 포함하고,
    상기 직류-직류 변환기는
    상기 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조 회로;
    상기 입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압으로 출력하는 부스트 컨버터; 및
    상기 입력 전압 및 상기 아날로그 구동 전압 중 하나를 승압하여 게이트-온 전압으로 출력하는 전하 펌프를 포함하고,
    상기 직류-직류 변환기는 고전압 스트레스 테스트 시에, 노멀 동작시의 레벨보다 높은 레벨로 승압된 상기 아날로그 구동 전압을 출력하고, 노멀 동작시와 같은 레벨을 유지하는 상기 게이트-온 전압을 출력하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트-온 전압을 입력받아 상기 액정패널로 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동회로; 및
    상기 아날로그 구동 전압을 입력받아 상기 액정패널로 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 게이트 구동회로는 상기 액정 패널에 비정질 실리콘 게이트로 형태로 제공되는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노멀 동작 시에, 상기 전하 펌프는 상기 아날로그 구동 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 전하 펌프는 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 상기 입력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 직류-직류 변환기는 상기 고전압 스트레스 테스트 시에 상기 아날로그 구동 전압을 미리 설정된 전압 레벨로 조절하는 레귤레이터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 레귤레이터의 출력 전압은 상기 고전압 스트레스 테스트 시의 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 액정 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 전하 펌프는 상기 레귤레이터의 출력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력하는 액정 표 시 장치.
  9. 아날로그 구동 전압 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조 회로;
    입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압으로 출력하는 부스트 컨버터; 및
    상기 입력 전압 및 상기 아날로그 구동 전압 중 하나를 승압하여 게이트-온 전압으로 출력하는 전하 펌프를 포함하고,
    고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압은 노멀 동작시의 레벨보다 높은 레벨로 승압되고, 상기 게이트-온 전압은 노멀 동작시와 같은 레벨을 유지하는 직류-직류 변환기.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 노멀 동작 시에, 상기 전하 펌프는 상기 아날로그 구동 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력하는 직류-직류 변환기.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 전하 펌프는 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 상기 입력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력하는 직류-직류 변환기.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에 상기 아날로그 구동 전압을 미리 설정된 전압 레벨로 조절하는 레귤레이터를 더 포함하는 직류-직류 변환기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 레귤레이터의 출력 전압은 상기 고전압 스트레스 테스트 시의 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 직류-직류 변환기.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 전하 펌프는 상기 레귤레이터의 출력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압으로 출력하는 직류-직류 변환기.
  15. 입력 전압을 승압하여 아날로그 구동 전압을 생성하는 단계; 및
    노멀 동작 시에 상기 아날로그 구동 전압을 승압하여 게이트 온 전압을 생성하는 단계; 및
    고전압 스트레스 테스트 시에 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 전압 레벨을 갖는 전압을 승압하여 상기 노멀 동작시와 같은 레벨을 유지하는 상기 게이트 온 전압을 생성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압보다 낮은 입력 전압을 승압하여 상기 게이트 온 전압을 생성하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 고전압 스트레스 테스트 시에, 상기 아날로그 구동 전압은 노멀 동작 시의 레벨보다 높은 레벨을 갖는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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