KR20020046598A - 감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로그래머블 디지털-아날로그 변환기의 출력단을 미세조정하여 각 레벨간의 전압차를 세밀하게 조정할 수 있는 감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치는 디지털-아날로그 변환기의 출력라인에 직렬 접속된 제 1 저항과 제 1 저항에 병렬접속되고 각각 소정전압이 공급되어 분압전압을 데이터 드라이버 구동회로에 공급하는 제 2 및 제 3 저항을 구비하는 것을 포함한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기의 출력전압의 미세조정함으로로써, 각 출력신호들간의 전압차를 세밀하게 조정할 수 있다.

Description

감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치{Liquid Crystal Display Device having a Fine controlling Apparatus}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 프로그래머블 디지털-아날로그 변환기의 출력단을 미세조정하여 각 레벨간의 전압차를 세밀하게 조정할 수 있는 감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터를 이용하여 자연스러운 동화상을 표시하고 있다. 현재 액정 표시장치(LCD)는 기존의 음극선관(CRT)에 비하여 소비전력이 적으며, 유해파 방출이 현저히 적고, 얇고 가벼워 작업 공간을 줄임으로써 작업 환경의 편의를 가지고 왔다. 따라서 액정표시장치는 모니터와 텔레비젼등의 많은 분야에서 디스플레이 장치로 음극선관(CRT)를 대체하고 있다. 최근 영상매체는 시청자에게 고해상도의 화상을 제공하기 위한 방안으로 기존의 아날로그 영상신호 대신에 정보의 압축이 용이한 디지털 영상신호로 전송하는 방식으로 전환되어 가고 있다. 이에 따라, 영상표시장치의 한 종류인 액정표시장치도 기존의 아날로그 영상신호 대신 디지털 영상신호에 의해 구동될 수 있어야 한다.

도 1을 참조하면, 액정표시장치는 외부의 비디오 카드(1)로부터 입력되는 영상 데이터를 액정패널(6)에 공급하기 위한 컬럼드라이버(3)와, 컬럼드라이버(3)에 기준전압을 공급하는 감마전압회로(4)와, 상기 액정패널(6)상의 박막트랜지스터의 스위칭동작을 제어하는 스캐닝신호를 공급하는 로우드라이버(5), 및 상기 컬럼드라이버와 로우드라이버(5)를 제어하기 위한 제어기(2)를 구비한다.

일반적으로 XGA (1024 x 768 pixels) 급의 해상도를 가지는 액정패널(6)에는 1024 x 3(RGB)개의 소스 라인(Source line)이 존재한다. 따라서 일례로 XGA급의 해상도를 가지는 액정표시장치에는 384 채널의 출력단을 가지는 컬럼 드라이버(3)가 8개(384 x 8 = 3072) 사용되며, 200채널의 출력단을 가지는 로우 드라이버(5)는 일반적으로 4개가 사용된다.

컴퓨터등의 본체에 내장된 디지털 비디오 카드(1)로부터 공급되는 비디오 데이터는 제어기(2)의 중계를 통해 컬럼 드라이버(3)로 공급된다. 다른 예로써, 모니터 등에서는 컴퓨터로부터 입력되는 아날로그 영상신호가 액정모니터에 내장된 인터페이스 모듈을 통해서 디지탈 비디오 데이터로 변환된 후 액정표시장치로 입력된다.

도 2는 도 1에 도시된 컬럼드라이버(3)를 상세히 보여주는 블럭구성도이다.

상술한 도 2를 참조하면, 먼저 데이터 랫치 (41 ; data latch)는 외부로부터 입력되는 비디오 데이터(10,11,12)를 픽셀단위로 래치한다. 이때 기수 및 우수 비디오 데이터를 입력받는 액정표시장치의 경우에서는, 상기 데이터 래치(41)는 2픽셀 단위로 입력되는 비디오 데이터를 래치한다. 쉬프트 레지스터 (40)는 입력되는 외부클럭신호에 동기하여 비디오 데이터를 라인 랫치(42)에 저장시키기 위한 래치 인에이블신호를 순차적으로 발생시킨다. 라인래치(42)는 상기 래치 인에이블신호에 동기하여 입력되는 비디오 데이타를 순차적으로 저장한다. 상기 라인래치는 적어도 각각 1라인 크기의 (여기서는 1개의 컬럼드라이버에 연결되는 소스 라인수; 일례로 384 x 8bit) 제1,2 레지스터(도시되지 않음)를 구비한다. 상기 라인래치(42)는 1라인분의 비디오 데이터가 제1 레지스터에 저장되면, 동시에 제1 레지스터에 저장된 1라인분의 비디오 데이터를 제2 레지스터로 이동시킨다. 이후 상기 라인 래치(42)는 제1 레지스터에 다음 라인의 비디오 데이터를 순차적으로 저장한다.

디지털-아날로그 변환기(43 ; Digital-To-Analog Converter)는 도 1에 도시된 감마전압회로(4)으로부터 복수개의 기준전압신호를 인가받는다. 이후 상기 라인래치(42)의 제2 레지스터로부터 공급되는 각각의 비디오 데이터에 대응하여 입력되는 복수개의 기준전압신호중 적어도 1 또는 2 개의 기준전압신호를 선택한다. 그리고 상기 디지털-아날로그 변환기(43)는 선택된 기준전압신호를 상기 비디오데이터에 대응하여 이를 분압하고 출력버퍼(44)를 통해 아날로그 영상신호로써 각각의 소스라인으로 출력한다.

이때 일례로 상술한 디지털-아날로그 변환기(43)는 상기 비디오 데이터에 대응하여 선택된 기준전압신호들을 내부 계조전압으로 배분하는 저항네트워크를 가지고 있다. 이때 상술한 기준전압신호은 외부에서 조절가능하며, 이러한 기준전압신호를 탭 포인트 전압이라 부른다. 각 탭 포인트 사이의 계조전압은 디지탈-아날로그 변환기(43) 내부의 저항 네트워크에 의해서 자동으로 결정된다. 일반적으로 액정표시장치의 개발자들은 구동회로 사양서의 저항 네트워크에 대한 정보를 바탕으로 도 3에 도시된 바와 같이 패널의 T-V 곡선과 투과율이 일치하는 감마 탭 전압을 설정할 수 있다. 이러한 작업을 감마 튜닝이라고 말한다. L00 (BLACK)전압과 L63 (WHITE)전압은 명암대비율을 결정하므로 주의깊게 설정한다.

도 4는 도 1에 도시된 종래의 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기를 이용한 감마전압회로(4)를 상세하게 도시하는 회로도이다.

이하 상술한 도 4를 참조하여 종래의 감마전압회로(4)를 상세히 설명한다.

도 6에 도시된 종래의 프로그래머블 감마전압회로(4)는 출력되는 감마전압을 그대로 기준전압신호로 사용하였다. 6비트제어신호로 제어가능한 프로그래머블 디지탈-아날로그 감마전압회로(4)의 경우에는 최대 64개의 기준전압신호를 생성할 수 있으며, 일반적으로 16개의 기준전압신호 (GMA1~GMA16)를 선택하여 출력한다. 일례로 VAA 전압이 10 V이고 DAC가 6 bit라면, 한 스텝별 제어가능 전압은 10/64= 0.156 V 이다. 즉 프로그래머블 디지탈-아나로그 감마전압회로(4)는 0.156V의 등간격을 가지는 64개의 기준전압신호를 출력할 수 있다. 그러나 이러한 프로그래머블 디지탈-아날로그 감마전압회로(4)는 고정된 등간격의 기준전압신호만을 생성하므로, 액정패널의 특성에 따른 감마전압의 세밀한 제어가 불가능하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 프로그래머블 디지탈-아나로그 감마전압회로를 가지는 액정표시장치에 있어서, 프로그래머블 디지탈-아날로그 감마전압회로의 기준전압신호들간의 전압레벨차를 차등간격으로 조정하라 수 있는 감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 액티브 매트릭스 액정표시장치의 블록도.

도 2은 도 1에 도시된 컬럼드라이버을 상세히 도시하는 구성도.

도 3는 액정패널의 투과율-전압 특성 곡선에 따른 감마 탭 전압의 설정관계를 보여주는 그래프.

도 4는 종래 방식에 따른 디지털 아날로그 변환기의 출력단부분의 블럭도.

도 5은 본 발명에 따른 디지털 아날로그 변환기의 출력단부분의 블럭도.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명이 적용된 사례의 칩의 개략도와 회로도.

도 7은 도 6에 도시된 사례의 전압 가변범위와 스텝별 전압차이의 도표.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 디지털비디오카드 2 : 제어기

3 : 컬럼드라이버 4 : 감마전압회로

5 : 로우드라이버 6 : 액정 패널

40 : 쉬프트레지스터 41 : 데이터랫치

42 : 라인 랫치 43 : 디지털-아날로그 변환기

44 : 출력버퍼op1 내지 op16 : 버퍼

61,63 : 프로그래머블 디지털-아날로그 변환기

62,64 : 감마조정장치

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 디지털-아날로그 변환기의 출력라인에 직렬 접속된 제 1 저항과 제 1 저항에 병렬접속되고 각각 소정전압이 공급되어 분압전압을 데이터 드라이버 구동회로에 공급하는 제 2 및 제 3 저항을 가지는 감마전압 조정장치를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하 도 5 내지 도 7를 통하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 감마전압 조정장치가 도시되어 있다. 디지털-아날로그 변환기의 출력라인에 직렬접속된 제 1 저항과 제 1 저항에 병렬접속되고 각각 소정전압이 공급되어 분압전압을 데이터 드라이버 구동회로에 공급하는 제 2 및 제 3 저항을 구비함을 알 수 있다. 이들 저항의 값에 따라, GMA 1전압의 전체 가변범위와 한 스텝간의 차이가 결정되게 된다. 다음 수학식을 통하여 감마전압원이 되는 전압값을 구할 수 있게 된다.

{: 감마전압원이 되는 전압: DAC출력단 전압

R1 : DAC 출력단측 저항 R2 : VAA측 저항

R3 : 공통전압측 저항 }

는 감마전압원으로 입력되기 전에 위치한 저항의 연결점의 전압을 나타낸 것이고,는 DAC로 부터 GMA쪽으로 인가되는 전압을 나타낸다. 이로써,는가 R2와 R3의 병렬연결에 있어서 R2를 통과하여 노드에 걸리는 전압과가 R1,R2,R3의 각 저항의 연결에 의해서 노드에 걸리는 전압의 합이 된다. 이로써 R1,R2,R3의 값에 따라 감마전압원이 가변될 수 있게 되고, 각 스텝의 저항값을 달리함으로써 종래의 균등간격의 각 전압차를 달리할 수 있게 된다. 또한, R1만을 사용하거나, R2와 R3만을 사용함으로써 각 레벨간의 전압차를 세밀하게 조정할 수 있는 감마전압원을 제공할 수 있게 된다.

도 6a ~ 6d 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감마전압조정장치를 가지는 감마전압회로의 회로도가 도시되어있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 정/부극성에 따른 제1 및 2 기준전압신호군 (GMA1~8, GMA9~16)을 위해 두 개의 프로그래머블 감마전압회로를 사용하고 있다. 도 6a는 제1 기준전압신호군(GMA1~ GMA8)을 위한 제1 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기(61)을 도시하고 있다. 상기 제1 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기(61)는 각각 8개의 출력전압신호(GNIN_1 ~ GNIN_8)를 출력하고 있다. 상기 제1 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기(61)의 각각의 출력단에는 도 6c에 도시된 감마조정장치가 연결된다. 따라서 도 6c에 도시된 제1 감마조정장치(62)는 등간격으로 출력된 8개의 출력전압신호(GNIN_1 ~ GNIN_8)들을 입력받아 임의로 설정한 저항값들에 따라 도 7에 도시된 바와같이 액정패널의 특성에 따라 비균등한 간격을 가지는 기준전압신호(GMA1~GMA8)로 출력한다.

도 6b는 제2 기준전압신호군(GMA9~ GMA16)을 위한 제2 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기(63)을 도시하고 있다. 상기 제2 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기(63)는 각각 8개의 출력전압신호(GNIN_9 ~ GNIN_16)를 출력하고 있다. 상기 제2 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기(63)의 각각의 출력단에는 도 6d에 도시된 감마조정장치(64)가 연결된다. 따라서 도 6d에 도시된 제2 감마조정장치(64)는 등간격으로 출력된 8개의 출력전압신호(GNIN_9 ~ GNIN_16)들을 입력받아 임의로 설정한 저항값들에 따라, 도 7에 도시된 바와같이 액정패널의 특성에 따라 비균등한간격을 가지는 기준전압신호(GMA9~GMA16)로 출력한다. 일례로 도 7에서는 제1,2 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기가 코드32로 설정된 값에 따른 기준전압신호들을 보여주고 있으며, 1비트간의 전압간격(V/1bit)이 액정패널의 특성에 따라 불균등하게 변화하고 있음을 알 수 있다.

이로써 기준전압신호들간의 비트별 전압차가 다르고 액정패널의 특성에 따라 원하는 기준전압신호를 세밀하게 조정하여 액정패널의 특성에 대응하는 아나로그 비디오신호를 액정패널로 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 감마전압 조정장치를 가지는 액정표시장치는 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기로부터의 출력전압신호를 감마조정장치로 입력시키고, 액정패널의 특성에 따라서 감마조정장치내의 저항값을 다르게 셋팅하여 기준전압신호의 미세조정을 이룰 수 있다.

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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (3)

1. 액정표시장치에 있어서,

   복수개의 소스라인과 복수개의 게이트 라인이 교차되고 상기 교차점마다에 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 접속된 화소전극들이 매트릭스형태로 배치된 액정패널과;

   외부로부터 입력되는 영상 데이터를 아나로그 영상신호로 변환하여 상기 액정패널의 화소전극들에 인가하는 컬럼 드라이버와;

   상기 액정패널의 박막트랜지스터들에게 스위칭제어신호로써 스캐닝신호를 순차적으로 인가하는 로우 드라이버와;

   컬럼드라이버와 로우 드라이버의 동작을 제어하는 제어신호를 생성출력하는 제어기와;

   상기 컬럼드라이버에서 상기 아나로그 영상신호로 변환하기위한 기준전압신호를 생성하여 상기 컬럼드라이버로 인가하는 감마전압회로를 구비하며,

   상기 감마전압회로는 소정 설정값에 대응하는 복수개의 전압신호를 출력하는 디지탈-아날로그 변환기와, 상기 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기의 출력단에 각각 접속되어 상기 복수개의 전압신호들간의 전압레벨차를 차등간격으로 조정하는 감마전압 조정부를 구비하는 것을 특징으로하는 감마조정장치를 가지는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디지털-아날로그 변환기가 프로그래머블 디지탈-아날로그 변환기임을 특징으로하는 감마전압 조정부를 가지는 액정표시장치
3. 제 1 항 또는 제2항에 있어서,

   상기 감마전압 조정부는 상기 디지털-아날로그 변환기의 출력라인에 직렬접속된 제 1 저항과,

   상기 제 1 저항에 병렬접속되고 각각 소정전압이 공급받아 분압전압을 데이터 드라이버 구동회로에 공급하는 제 2 및 제 3 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 감마전압 조정장치