KR19990074553A

KR19990074553A - 공통 전극 전압을 보상하는 액정 표시 장치용 구동 회로 및 구동 방법

Info

Publication number: KR19990074553A
Application number: KR1019980008229A
Authority: KR
Inventors: 김정환
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-10-05

Abstract

공통 전극과 접지 사이에 가변 커패시터 소자를 연결하고, 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압과 공통 전극에 인가된 공통 전압을 비교하여 그 차 전압을 검출한다. 검출된 차 전압에 따라 가변 커패시터 소자의 커패시턴스를 가변함으로서 액정 패널 전체의 커패시턴스를 일정하게 유지하여 공통 전압의 왜곡에 기인한 크로스토크를 방지한다.

Description

공통 전극 전압을 보상하는 액정 표시 장치용 구동 회로 및 구동 방법

이 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 패널(panel)의 커패시턴스(capacitance)를 가변하여 공통 전압의 왜곡을 보상하는 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT) 액정 표시 장치의 구동 회로에 관한 것이다.

평판 표시 장치의 일종인 액정 표시 장치는 전압에 따라 빛의 투과도가 변하는 액정의 특성을 이용한 것으로써, 낮은 전압으로 구동이 가능하고 전력의 소모가 작아서 널리 이용되고 있다.

이러한 액정 표시 장치에서 화상을 표시하는 액정 패널의 구성 요소인 화소에 대한 등가 회로를 도 1에 도시하였다. 도 1에서와 같이 화소 전극(30)과 이에 대향하는 공통 전극(40) 사이에 액정이 주입된 액정 커패시터(Clc)와 게이트 선(20)의 제어에 따라 데이터 선(10)을 통해 화소 전압을 액정 커패시터(Clc)에 인가하는 TFT로 형성된다. 액정 커패시터(Clc)의 전하 유지 능력을 높이기 위하여 액정 커패시터(Clc)와 병렬로 유지 커패시터(storage capacitor)가 형성될 수도 있다.

종래의 액정 표시 장치에서는 액정 패널에 인가되는 화상의 형태에 따라 크로스토크(cross talk)가 발생한다. 특히, 라인 반전(line inversion) 구동일 경우 수평 크로스토크(horizontal cross talk)는 액정 표시 장치의 표시 품질에 심각한 영향을 미친다. 도 2에 크로스토크가 심하게 나타나는 대표적인 화상의 형태를 도시하였다. 도 2에서와 같이 나타내고자 하는 화상과 배경의 밝기가 현저히 다른 경우 크로스토크가 잘 나타난다.

이러한 크로스토크는 공통 전압 Vcom의 왜곡 때문에 주로 발생된다. 공통 전압 Vcom의 왜곡은 데이터 선(10)과 공통 전극(40) 사이에 형성된 결합 용량(coupling capacitance)(Cdc)이나 인가되는 전압에 따라 커패시턴스가 변하는 액정 커패시터(Clc)의 특성 등에 기인하며, 결국 액정 커패시터(Clc)에 충전되는 데이터 전압의 왜곡을 유발한다. 도 3에 입력된 공통 전압 Vcom과 왜곡된 공통 전압 DVcom 및 데이터 전압 Vd의 파형을 도시하였다.

이러한 공통 전압 Vcom의 왜곡의 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 공통 전압 Vcom을 궤환시켜 데이터 전압을 보상하는 방법이 사용되었다. 즉, 공통 전압 Vcom의 왜곡량만큼 데이터 전압을 인위적으로 왜곡시켜 화소 전극에 인가되는 전압이 일정하도록 하였다. 그러나, 액정 커패시터(Clc)는 인가되는 전압에 따라 커패시턴스가 변하므로, 액정 패널에 표시되는 화상의 형태, 즉 데이터 전압의 크기에 따른 크로스토크의 발생을 완전히 억제할 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 과제는 공통 전압의 왜곡을 보상하기 위해 액정 커패시터의 커패시턴스를 일정하게 유지하여, 액정 커패시터에 충전되는 데이터 전압을 안정시킴으로서 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시키는 것이다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도이고,

도 2는 액정 화면에서 크로스토크를 발생시키는 화상 형태를 도시한 것이고,

도 3은 공통 전압과 왜곡된 공통 전압을 도시한 파형도이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로를 도시한 블록도 이고,

도 5는 도 4에서 액정 커패시턴스 제어부를 도시한 회로도이다.

이러한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압을 검출하고 공통 전극에 인가된 공통 전압과 비교하여 두 전압의 차를 검출한다. 공통 전극과 접지 사이에 가변 커패시터 소자를 연결하여 검출된 차 전압에 따라 커패시턴스를 가변함으로서 화소 전극과 공통 전극으로 이루어지는 액정 커패시터의 커패시턴스를 조절한다. 즉, 액정 패널 전체의 커패시턴스를 일정하게 유지하여 공통 전압의 왜곡에 기인한 크로스토크를 방지한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 한 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로를 도 4에 도시하였다. 도 4에서와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로는 외부에서 화상 신호를 입력받아 액정 패널(50)에 인가될 데이터 신호와 각종 타이밍 신호를 발생시키는 타이밍 제어부(80), 액정 패널(50)의 화소 전극에 인가되는 계조 전압이나 공통 전극에 인가되는 공통 전압 Vcom을 발생하는 아날로그 전압 발생부(90), 액정 패널(50)의 주사선을 구동하는 게이트 구동부(70), 액정 패널(50)의 신호선을 구동하는 데이터 구동부(60), 아날로그 전압 발생부(90)로부터 공통 전압 Vcom을 인가받고 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압 DVcom을 검출하여 액정 패널(50)의 커패시턴스를 가변하는 액정 커패시턴스 제어부(100)로 이루어진다.

액정 커패시턴스 제어부(100)는 가변 커패시터 소자(101), 공통 전압 비교기(102), 아날로그 디지털 변환기(analog to digital convertor : ADC)(103) 및 가변 커패시터 제어기(104)로 구성된다.

가변 커패시터 소자(101)는 공통 전극과 접지 사이에 병렬로 연결된 다수의 커패시터로 형성되며 가변 커패시터 제어기(104)의 명령에 따라 가변 커패시터 소자(101)의 커패시턴스가 가변된다.

공통 전압 비교기(102)는 공통 전압 Vcom과 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압 DVcom을 입력받아 이들 전압의 차를 검출하여 아날로그 디지털 변환기(103)로 출력한다. 공통 전압 비교기(102)는 공통 전압 Vcom의 반전 주기마다 공통 전압 Vcom과 궤환된 공통 전압 DVcom을 교환하여 출력하는 입력 스위칭(switching) 소자(105)와 공통 전압 Vcom과 궤환된 공통 전압 DVcom의 차 전압을 검출하는 비교 소자(106)로 구성된다. 입력 스위칭 소자(105)는 공통 전압 Vcom이 궤환된 공통 전압 DVcom보다 크게 되는 반전 주기 동안은, 공통 전압 Vcom을 비교 소자(106)의 비반전 입력단에 궤환된 공통 전압 DVcom을 반전 입력단에 인가한다. 반면, 공통 전압 Vcom이 궤환된 공통 전압 DVcom보다 작게 되는 반전 주기 동안은, 궤환된 공통 전압 DVcom을 비교 소자(106)의 비반전 입력단에 공통 전압 Vcom을 반전 입력단에 인가한다. 이러한 공통 전압 비교기(102)의 출력은 궤환된 공통 전압 DVcom이 공통 전압 Vcom에 비해 왜곡된 정도에 따라 결정된다.

아날로그 디지털 변환기(103)는 공통 전압 비교기(102)로부터 공통 전압 Vcom과 궤환된 공통 전압 DVcom의 차 전압을 입력받아 디지털 신호로 변환하여 가변 커패시터 제어기(104)로 출력한다. 가변 커패시터 제어기(104)는 디지털 신호를 입력받아 궤환된 공통 전압 DVcom의 왜곡 정도에 따라 가변 커패시터 소자(101)의 커패시턴스를 제어한다. 즉, 궤환된 공통 전압 DVcom의 왜곡이 심하면 가변 커패시터 소자(101)의 커패시턴스를 감소시키고, 반대로 궤환된 공통 전압 Vcom의 왜곡이 작으면 가변 커패시터 소자(101)의 커패시턴스를 증가시킨다. 따라서, 화소 전극과 공통 전극으로 형성되는 액정 커패시터(Clc)의 커패시턴스가 일정하게 유지된다. 결국, 액정 패널 전체의 커패시턴스가 일정하게 되어 궤환된 공통 전압 DVcom이 일정한 파형으로 유지되어, 공통 전압 왜곡에 의한 크로스토크를 방지할 수 있다.

이와 같은 가변 커패시터 소자(101)와 가변 커패시터 제어기(104)는 단일 칩(one chip)으로 형성하여 콤팩트(compact)하게 실장할 수도 있다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명한다.

먼저, 액정 패널의 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압 DVcom을 검출하고 공통 전극에 인가된 공통 전압Vcom과 비교하여 두 전압의 차를 검출한다. 다음으로, 공통 전극과 접지 사이에 가변 커패시터 소자를 연결한다. 검출된 두 전압의 차를 디지털 신호로 변환하여 이에 따라 가변 커패시터 소자의 커패시턴스를 가변함으로서 액정 패널 전체의 커패시턴스를 일정하게 유지한다. 이 때, 가변 커패시터 소자의 커패시턴스는 상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom의 차가 크면 감소시키고, 상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom의 차가 작으면 증가시킨다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로에서는 액정 패널의 커패시턴스를 일정하게 유지함으로서 공통 전압의 왜곡을 감소시킨다. 따라서, 크로스토크와 같은 화질 불량을 감소시켜 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

비록 이 발명은 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 청구의 범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.

Claims

외부에서 화상 신호를 입력받아 액정 패널에 인가될 데이터 신호와 각종 타이밍 신호를 발생시키는 타이밍 제어부,

상기 액정 패널의 화소 전극에 인가되는 계조 전압과 상기 화소 전극에 대향하는 공통 전극에 인가되는 공통 전압을 발생하는 아날로그 전압 발생부,

상기 액정 패널의 주사선을 구동하는 게이트 구동부,

상기 액정 패널의 신호선을 구동하는 데이터 구동부,

상기 아날로그 전압 발생부로부터 상기 공통 전압 Vcom을 인가받고 상기 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압 DVcom을 입력받아 상기 액정 패널의 커패시턴스를 가변하는 액정 커패시턴스 제어부를 포함하는

액정 표시 장치용 구동 회로.
제1항에서,

상기 액정 커패시턴스 제어부는

상기 공통 전극과 접지 사이에 병렬로 연결된 다수의 커패시터로 형성된 가변 커패시터 소자,

상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom을 입력받아 이들 전압의 차 전압을 검출하는 공통 전압 비교기,

상기 공통 전압 비교기로부터 상기 차 전압을 입력받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기,

상기 아날로그 디지털 변환기로부터 상기 디지털 신호를 입력받아 상기 가변 커패시터 소자의 커패시턴스를 제어하는 가변 커패시터 제어기를 포함하는

액정 표시 장치용 구동 회로.
제2항에서,

상기 가변 커패시터 제어기는

상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom의 차가 크면 상기 가변 커패시터 소자의 커패시턴스를 감소시키고,

상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom의 차가 작으면 상기 가변 커패시터 소자의 커패시턴스를 증가시키는

액정 표시 장치용 구동 회로.
제2항에서,

상기 공통 전압 비교기는

상기 공통 전압 Vcom의 반전 주기마다 상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom을 교환하여 출력하는 입력 스위칭 소자와

상기 입력 스위칭 소자로부터 상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom을 입력받아 이들 전압의 차 전압을 검출하는 비교 소자를 포함하는

액정 표시 장치용 구동 회로.
제4항에서,

상기 입력 스위칭 소자는

상기 공통 전압 Vcom이 상기 궤환된 공통 전압 DVcom보다 크게 되는 반전 주기 동안은 상기 공통 전압 Vcom을 상기 비교 소자의 비반전 입력단에 인가하고 상기 궤환된 공통 전압 DVcom을 상기 비교 소자의 반전 입력단에 인가하며,

상기 공통 전압 Vcom이 상기 궤환된 공통 전압 DVcom보다 작게 되는 반전 주기 동안은 상기 궤환된 공통 전압 DVcom을 상기 비교 소자의 비반전 입력단에 인가하고 상기 공통 전압 Vcom을 상기 비교 소자의 반전 입력단에 인가하는

액정 표시 장치용 구동 회로.
액정 패널의 공통 전극과 접지 사이에 가변 커패시터 소자를 연결하는 단계,

상기 공통 전극으로부터 궤환된 공통 전압 DVcom을 검출하고 상기 공통 전극에 인가된 공통 전압Vcom과 비교하여 두 전압의 차를 검출하는 단계,

상기 두 전압의 차를 디지털 신호로 변환하는 단계,

상기 디지털 신호에 따라 상기 가변 커패시터 소자의 커패시턴스를 가변함으로서 액정 패널 전체의 커패시턴스를 일정하게 유지하는 단계를 포함하는

액정 표시 장치의 구동 방법.
제6항에서,

상기 가변 커패시터 소자의 커패시턴스는 상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom의 차가 크면 감소시키고, 상기 공통 전압 Vcom과 상기 궤환된 공통 전압 DVcom의 차가 작으면 증가시키는

액정 표시 장치의 구동 방법.