KR20010060834A

KR20010060834A - 박막트랜지스터 액정표시 장치의2레벨 전압 공유 방법 및그 회로

Info

Publication number: KR20010060834A
Application number: KR1019990063277A
Authority: KR
Inventors: 김민섭; 심민수
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-07

Abstract

본 발명에 의한 박막 트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 방법은, 포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압을 각각 출력하는 단계와, 상기 포지티브 필드의 중간 전압 및 네가티브 필드의 중간 전압을 IC 출력단 및 패널로 인가하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 박막트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 회로는, 포지티브 필드의 중간 전압을 발생하는 제1 전원전압원 공급수단과, 네가티브 필드의 중간 전압을 발생하는 제2 전원전압원 공급수단과, 상기 포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압을 소스 드라이브 IC의 출력단 및 패널로 선택적으로 인가하는 스위칭 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

박막트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 방법 및 그 회로{METHOD OF SHARING TWO-LEVEL VOLTAGE IN TFT-LCD AND CIRCUIT THEREOF}

본 발명은 박막 트랜지스터(TFT-LCD) 액정표시(LCD) 장치의 2 레벨 전압 공유(two-level charge sharing) 방법에 관한 것으로, 특히 포지티브 필드(positive field)의 중간 전압과 네가티브 필드(negative field)의 중간 전압의 중간 전압레벨로 IC 출력단을 충방전시키도록 함으로써 신호 전압의 극성 전이시 전압 스윙 폭을 줄여 노이즈 및 소비 전력을 감소시킨 2 레벨 전압 공유 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액티브 액정표시 장치중 하나인 박막트랜지스터 액정표시 (TFT-LCD) 장치는 박형, 저중량 및 저소비 전력등의 장점등으로 인하여 노트북 PC 등 휴대용 디스플레이 소자에 널리 이용되고 있으며, 최근에는 자동차 운행 및 모니터 등의 A/V용으로도 사용도가 확대되고 있다.

그런데, TFT-LCD가 소모하는 전력은 패널의 충·방전에 상당량이 기인된다. 이러한 패널 소모 전력을 최소화하기 위해 현재 상용화된 전하 공유(charge haring) 방식에 대해 도트 인버젼(dot inversion) 방식의 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1과 같이 도트 인버젼 방식에서는 화소 전압이 각 수평 라인(게이트 라인)마다 극성이 바뀌어 패널로 인가된다.

이러한 각 화소 전압의 극성 전이에는 많은 양의 전력 소모가 발생하게 되며 이를 보상하기 위해 전하 공유 방식이 개발되어 상용화되고 있다.

도 2는 종래의 전하 공유 방식에 따른 구동 파형도를 나타낸 것으로, 부호 a는 수평 브랭크(Blank) 구간을, 부호 b는 수평 디스플레이 구간을, 부호 c는 수평 주기를 각각 나타낸다. 그리고, 도 3a 및 도 3b는 종래의 소소 드라이브 IC 출력단의 연산증폭기의 출력 전압 진폭을 나타낸 것으로 도 3a는 전압 공유를 적용하지 않았을 경우의 출력 파형도이고, 도 3b는 전압 공유를 적용했을 경우의 출력 파형도이다.

도시한 바와 같이, 수평 브랭크 구간(a)에서 스위치를 이용하여 소스 드라이브 IC 출력을 최대 포지티브 화소 전압과 최소 네가티브 화소 전압의 중간값으로 만들고, 수평 디스플레이 구간(b)에서 입력된 디지탈 신호는 각 계조에 맞는 아날로그 전압으로 변환되어 패널에 뿌려지게 된다.

따라서 소스 드라이브 IC의 출력 연산증폭기(OP AMP)가 출력하는 전압 진폭은 절반으로 줄어들게 되어 소비 전력이 크게 감소된다.

이러한 종래의 전압 공유 방식은 이론적으로 패널로 인가되는 전력을 최대 50%까지 절감시킬 수 있다.

그러나, 종래의 박막트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 방법에있어서는, 최대 포지티브 화소 전압과 최소 네가티브 화소 전압의 중간값을 사용하여 패널로 인가하는 방법을 사용하여 소비 전력을 어느정도 줄였지만, 최대 포지티브 화소 전압과 최소 네가티브 화소 전압의 진폭의 차가 커서 입력 신호의 전이시 소비 전력이 증가하고 큰 진폭차로 인해 노이즈가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명은 포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압의 중간 전압레벨로 IC 출력단을 충방전시키도록 함으로써 신호 전압의 극성 전이시 전압 스윙 폭을 줄여 노이즈 및 소비 전력을 감소시킨 박막 트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 도트 인버젼 방식을 설명하기 위한 설명도

도 2는 종래의 전압 공유 방식에 따른 전압 구동 파형도

도 3은 종래의 소스 드라이브 IC가 출력하는 화소 전압의 스윙폭을 나타낸 파형도로서,

도 3a는 전압 공유를 적용하지 않았을 경우의 출력 파형도이고,

도 3b는 전압 공유를 적용했을 경우의 출력 파형도이다.

도 4는 본 발명의 박막 트랜지스터 액정표시 소자의 2 레벨 전압 공유 방법에 의한 구동 파형도

도 5는 본 발명의 소스 드라이브 IC가 출력하는 화소 전압의 스윙폭을 종래의 경우와 비교하여 나타낸 것으로,

도 5a는 종래의 전압 공유를 적용하지 않았을 경우의 출력 파형도이고,

도 5b는 종래의 최대 포지티브 화소 전압과 최소 네가티브 화소 전압의 중간값을 사용하였을 경우의 출력 파형도이고,

도 5c는 본 발명에 의한 2레벨 전압 공유에 의한 출력 파형도이다.

도 6은 본 발명에 의한 2레벨 전압 공유 회로의 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 소스 드라이브 IC부 12 : 소스 드라이브 IC 출력단

14 : 전압인가용 스위칭단 20 : 패널부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 박막 트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 방법은,

포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압을 각각 출력하는 단계와,

상기 포지티브 필드의 중간 전압 및 네가티브 필드의 중간 전압을 IC 출력단 및 패널로 인가하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 박막트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 회로는,

포지티브 필드의 중간 전압을 발생하는 제1 전원전압원 공급수단과,

네가티브 필드의 중간 전압을 발생하는 제2 전원전압원 공급수단과,

상기 포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압을 소스 드라이브 IC의 출력단 및 패널로 선택적으로 인가하는 스위칭 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 박막 트랜지스터 액정표시 소자의 2 레벨 전압 공유 방법에 의한 구동 파형도로서, 부호 a는 수평 브랭크 구간을, 부호 b는 수평 디스플레이 구간을, 부호 c는 수평 주기를 각각 나타낸다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 2 레벨 전압 공유 방법은 종래의 전압 공유 방식처럼 최대 포지티브 화소전압과 최소 네가티브 전압의 중간전압이 아니라 포지티브 필드와 네가티브 필드의 중간 전압으로 IC 출력단을 충반전시켰다.

이와 같이, 포지티브 필드와 네가티브 필드의 중간 전압으로 소스 드라이브 IC 출력값을 유도할 경우 IC 출력 연산증폭기의 전압 스윙폭을 더욱 줄일 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 소스 드라이브 IC가 출력하는 화소 전압의 스윙폭을 종래의 경우와 비교하여 나타낸 것으로, 도 5a는 종래의 전압 공유를 적용하지 않았을 경우의 출력 파형도이고, 도 5b는 종래의 최대 포지티브 화소 전압과 최소 네가티브 화소 전압의 중간값을 사용하였을 경우의 출력 파형도이고, 도 5c는 본 발명에 의한 2레벨 전압 공유에 의한 출력 파형도이다.

상기 도면의 도시된 화살표에서도 알수 있듯이, 출력 파형의 최대 스윙 폭이 기존 방식보다 절반으로 줄어들었다. 그리고, 한 화면을 구성하는 모든 화소 전압들의 평균이 통계적으로 중간 계조라고 가정한다면 기존 전하 공유 방법보다 출력 파형의 스윙폭이 평균적으로 작다는 것을 의미한다.

도 6은 본 발명의 2레벨 전하 공유 회로의 실시예를 도시한 구성도로서, 소스 드라이브 IC부(10), 소스 드라이브 IC부의 출력단(12), 패널부(20), 상기 소스 드라이브 IC부의 출력단(12) 및 패널부(20)로 포지티브 필드의 중간 전압 또는 네가티브 필드의 중간 전압을 선택적으로 인가하는 전압인가용 스위치단(14)을 구비한다.

도시한 바와 같이, 포지티브 필드의 중간 전압으로 충전된 외부 용량(Cpos)과 네가티브 필드의 중간 전압으로 충전된 외부 용량(Cneg)에 소스 드라이브 IC 출력단(12)을 각각 전압인가용 스위치단(14)을 이용하여 연결한다.

그런 다음 수평 브랭크 구간에서 각각의 소스 라인이 다음 프레임에서 갖아야 하는 극성을 인식하여 스위치를 선택하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 박막트랜지스터 액정표시 장치의 2 레벨 전압 공유 방법 및 그 회로에 의하면, 포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압의 중간 전압레벨로 IC 출력단을 충방전시키도록 함으로써 신호 전압의 극성 전이시 소스 드라이브 IC 출력단의 평균 전압 스윙 폭을 크게 줄여 노이즈 및 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압을 각각 출력하는 단계와,

상기 포지티브 필드의 중간 전압 및 네가티브 필드의 중간 전압을 IC 출력단 및 패널로 인가하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 액정표시 소자의 2 레벨 전압 공유 방법.
박막트랜지스터 액정표시 장치에 있어서,

포지티브 필드의 중간 전압을 발생하는 제1 전원전압원 공급수단과,

네가티브 필드의 중간 전압을 발생하는 제2 전원전압원 공급수단과,

상기 포지티브 필드의 중간 전압과 네가티브 필드의 중간 전압을 소스 드라이브 IC의 출력단 및 패널로 선택적으로 인가하는 스위칭 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2 레벨 전압 공유 회로.