KR20040061756A

KR20040061756A - 정전압의 온도보상이 가능한 오씨비모드 액정표시장치

Info

Publication number: KR20040061756A
Application number: KR1020020088050A
Authority: KR
Inventors: 박구현
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2004-07-07

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 OCB모드 액정표시장치에서의 DC/DC컨버터에서 온도보상이 수행된 정전압 출력이 가능하도록 하여 온도변화에 큰 영향을 받지 않는 화질의 제공을 목적으로 하는 바, 이는 다수의 데이터라인과 종횡하는 다수의 게이트라인을 가지는 액정패널을 구동하기 위한 구동회로부를 구비한 액정표시장치로서, 상기 각 데이터라인에 데이터신호를 입력하는 데이터드라이버와; 상기 액정패널의 각 게이트라인에 게이트구동펄스를 인가하는 게이트드라이버와; 상기 게이트드라이버를 구동하기 위한 게이트구동펄스와 상기 데이터드라이버를 구동하기 위한 로드신호 및 데이터신호를 발생시키는 타이밍컨트롤러와; 상기 액정패널 및 각 구성부에 필요 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 데이터드라이버에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준전압을 공급하는 감마기준전압부와; 공통전압생성부를 구비하고, 온도센서를 내장하여 상기 전원공급부로부터 출력된 전압을 이용하여 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)을 출력하는 DC/DC변환부를 포함하여 구동회로부로 정의되는 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치를 통해 실현된다.

Description

정전압의 온도보상이 가능한 오씨비모드 액정표시장치{LCD driving circuit for temperature compensation}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 OCB모드 액정표시장치의 DC-DC 컨버터에서의 온도보상회로에 의한 감마기준전압과 공통전극전압(Vcom)의 보상을 수행할 수 있도록 하여 휘도개선과 콘트라스트 비 개선 효과가 있는 액정표시장치를 제시한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 블록 구성도로서, 서로 수직하는 복수개의 게이트 라인(G)과 데이터 라인(D)에 의해 정의되는 복수개의 화소영역이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(1)과, 상기 액정패널(1)에 구동 신호와 데이터 신호를 공급하는 구동회로부(2) 및 LCM(Liquid Crystal Module) 구동 시스템(7)으로 구분된다.

여기서, LCM 구동 시스템(7)은 상기 구동회로부(2)에 전원을 공급하고, 수직동기 신호(Vsync : 프레임 구별 신호), 수평동기 신호(Hsync : 라인 구별 신호), 데이터 인에이블 신호(DE : 데이터 전압이 출력되는 구간 동안만 인에이블 되는 신호), 클럭 신호등을 출력한다.

또한, 상기 구동회로부(2)는, 상기 액정패널(1)의 각 데이터 라인(D)에 데이터 신호를 입력하는 데이터 드라이버(1b)와, 상기 액정패널(1)의 각 게이트 라인(G)에 게이트 구동 펄스를 인가하는 게이트 드라이버(1a)와, 상기 게이트 드라이버(1a)를 구동하기 위한 구동펄스를 발생함과 동시에 데이터 드라이버(1b)를 구동하기 위한 로드 신호 및 데이터 신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러(3)와, 상기 액정표시패널(1) 및 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원 공급부(4)와, 상기 전원 공급부(4)로부터 전원을 인가 받아 상기 데이터 드라이버(1b)에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준전압을 공급하는 감마 기준전압부(5)와, 상기 전원 공급부(4)로부터 출력된 전압을 이용하여 액정패널(1)에 사용되는 정전압(VDD), 게이트 고전압(VGH), 게이트 저전압(VGL), 기준전압(Vref) 및 공통전압(Vcom) 등을 출력하는 DC/DC 변환부(6)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 일반적인 액정표시장치의 구동회로부를 이용해 구동되는 액정표시장치 중, OCB(Optically Compensated Birefringence)모드 액정표시장치는 같은 방향으로 배향된 두 기판 사이에 네마틱액정이 존재하여 휘어진 구조(Bend Structure)를 하고 있다.

이러한 OCB모드는 도 2의 전압-휘도(투과율) 특성 그래프에서 보듯이, 현재 가장 널리 사용되는 TN(Twisted Nematic)모드 액정표시장치와 비교하여 빠른 응답속도를 가지고 있으며, 또한 적절한 시야각 보상을 이용하면 기존 장치보다 넓은 시야각을 구현할 수 있는 장점이 있다.(가로축:전압(V), 세로축:휘도(Arbit))

그러나 도 3a의 OCB모드의 온도별 전압-휘도 특성그래프와 상기 도 3a의 "A" 부분확대도면인 도 3b에서 볼 때, 온도에 따른 전압-휘도의 차이가 많이 발생하는 것을 알 수 있다.

이러한 온도에 따른 전압의 변동특성은 액정 분자의 배열에 영향을 미쳐 휘도, 색특성, 콘트라스트 비 등 기본적인 전기, 광학적 특성에 영향을 미쳐 화질의 저하 요인으로 작용한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안의 하나로써, 온도변화에 의한 액정의 감마커브(Gamma Curve)의 변화량에 따라 공통전극(Vcom) 레벨을 변화시켜 킥백전압을 보상해주는 방법으로, 써멀레지스터를 이용해 저항분할방법으로 보상전압을 발생시켜 공통전극전압에 보상을 해주는 온도보상부를 구비한 액정표시장치의 온도보상회로가 대한민국 특허출원 제 1997-0073377호에 소개되고 있다.

또한 OCB모드에서는 시야각을 넓히기 위한 또다른 방법으로 미국특허 제 5,410,422호 및 제 5,550,662호의 구부러짐(bend) 구조를 갖는 π셀(cell) 방식이 소개되고 있다.

상기한 π셀 방식에 있어서의 셀은 동일한 방향으로 러빙된 배향막을 갖는 1, 2 기판에 액정이 배치되기 때문에, 1, 2 기판의 중심면에 대하여 액정분자들이 대칭으로 배열한다.

따라서, 1, 2 기판에 수직이면서 러빙방향에 평행한 면에 평행한 방향으로 입사되는 빛에 대해서는 시야각이 광학적으로 보상되어 시야각의 개선효과가 나타난다.

도 4a와 도 4b는 OCB모드로 동작하는 π셀의 단면을 도시한 단면도로서, 서로 마주보며 이격된 제 1, 2 기판(30, 40)과 제 1, 2 기판(30, 40)의 마주보는 면의 각 기판에는 제 1, 2 배향막(32, 42)이 형성되어 있다.

상기 제 1, 2 배향막(32, 42)은 서로 수평방향으로 배향처리된 배향막이며, 상기 제 1, 2 배향막(32, 42)의 사이에는 액정층(50)이 삽입되어 있다.

여기서, 도 4a에 도시된 바와 같이 제 1, 2 기판(30, 40)에 삽입 형성된 액정층(50)은 제 1, 2 배향막(32, 42)이 서로 같은 방향으로 러빙되어 있기 때문에 그 중심방향에서 서로 대칭적으로 수평인 분자배열 상태를 유지하고 있다. 일반적으로 상기와 같은 상태를 스플레이(Splay) 상태라 한다.

도 4b는 제 1, 2 기판(30, 40)의 전극에 전압(이하, 리셋전압이라 칭함)을 인가할 때의 π셀의 액정의 분자배열상태를 도시한 도면으로, 상기 액정층(50)의 액정 분자들은 전기장의 인가방향에 대해 수직에 가깝게 재배열하게 된다.

즉, 스플레이 상태에서 액정을 구동하기 위해서는 리셋전압을 인가하여 액정을 재배열해야한다. 이 때, 리셋전압에 의해 재배열된 액정분자는 액정층(50)의 중심부분에서는 제 1, 2 기판에 대하여 수직에 가까운 배열을 하게 되고, 중심에서 멀어질수록 제 1, 2 기판의 배향력에 의해 수평방향으로 배열하게 된다. 일반적으로 상기와 같은 상태를 밴드(bend) 상태라 한다.

이후, 도시되지는 않았지만, 밴드상태로 재배열된 액정을 구동전압을 인가하여 구동시킴으로서 액정 표시장치는 구동하게 된다.

상술한 바와 같이 OCB모드로 동작하는 액정 표시장치의 기본적인 구조는 제1, 2 기판에 각각 형성된 제 1, 2 배향막으로 서로 동일한 방향의 수평배향처리된 배향막이 사용되며, 초기 스플레이 상태에서 액정을 구동하기 위해 밴드상태로 전이시키기 위해 리셋전압을 인가해야 한다.

상기와 같은 OCB 모드의 액정 표시장치는 액정의 중심 방향에서 그 분자의 배열이 서로 대칭적으로 이루어지기 때문에 서로 상보적이어서, 하이브리드 배열된 네마틱모드에서 나타나는 잔상과 깜박임 등의 화질에 악영향을 미치는 현상이 나타나지 않으며, 좌우 시야각을 보상하는 효과가 있기 때문에 광시야각의 액정 표시장치로의 응용이 가능하다.

상기와 같이 예시한 종래의 방법과는 또 달리 온도에 따른 액정의 특성변화로 인한 전압변동과 이에 따른 휘도의 변화를 보상하기 위한 방법으로 도 5에서와 같이, 온도센서(B)를 구비한 액정표시장치를 통해 공통전극(Vcom)으로 입력되는 전압(V_o)에서 미리 보상을 수행하는 방안도 제시되어 있으나, OCB모드 액정표시장치는 TN, IPS모드 액정표시장치와는 달리 블랙 및 화이트 레벨의 전압범위가 협소하기 때문에 공통전극전압의 변화만으로 온도에 따른 전기적인 변화에 대한 충분한 보상을 수행하기가 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 온도에 따른 액정의 특성변화로 야기되는 전압의 변동과 이에 따른 액정의 휘도, 콘트라스트, 색특성 등의 문제점을 해결하는데 그 주 목적이 있다.

또한 공통전극 전압의 보상만으로 액정의 온도변화에 따른 전압변동에 대한 보상을 수행하는 것이 아니라 보다 근본적으로, 즉 DC-DC컨버터에서 출력되는 정전압(V_DD)에 대해 미리 온도보상을 수행하여 감마기준전압부와 공통전극으로 입력되는 전압에 대한 보상전압분을 더욱 포함하여 인가하는 방법을 제시하는데 목적이 있다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성블록도

도 2는 일반적인 OCB모드 액정표시장치의 전압-휘도 특성그래프

도 3a 및 3b는 각각 일반적인 OCB모드 액정표시장치의 온도별 전압-휘도 특성그래프와 그 부분확대도면

도 4은 종래의 액정표시장치의 액정에 있어서 공통전극을 통한 온도에 따른 전압보상을 수행하기 위한 온도 보상회로에서의 온도센서회로를 예시한 도면

도 5는 본 발명에 따른 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치 구동회로부의 DC/DC변환부에 이용되는 온도보상기능을 구비한 DC/DC컨버터 칩의 일 블록도

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동회로부의 DC/DC변환부에서 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)이 감마기준전압부에 적용되는 것을 설명하기 위한 도면

도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치 구동회로부의 DC/DC변환부에서 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)을 이용해 공통전압생성부에서 공통전압의 생성에 적용되는것을 설명하기 위한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

6 : DC/DC변환부 6a : 공통전압생성부

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다수의 데이터라인과 종횡하는 다수의 게이트라인을 가지는 액정패널을 구동하기 위한 구동회로부를 구비한 액정표시장치로서, 상기 각 데이터라인에 데이터신호를 입력하는 데이터드라이버와; 상기 액정패널의 각 게이트라인에 게이트구동펄스를 인가하는 게이트드라이버와; 상기 게이트드라이버를 구동하기 위한 게이트구동펄스와 상기 데이터드라이버를 구동하기 위한 로드신호 및 데이터신호를 발생시키는 타이밍컨트롤러와; 상기 액정패널 및 각 구성부에 필요 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 데이터드라이버에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준전압을 공급하는 감마기준전압부와; 공통전압생성부를 구비하고, 상기 전원공급부로부터 출력된 전압을 이용하여 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)을 출력하는 DC/DC변환부를 포함하여 구동회로부로 정의되는 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치를 제안한다.

여기서 상기 DC/DC변환부는 온도센서를 내장하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 DC/DC변환부는 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)을 상기 감마기준전압부에 공급하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 DC/DC변환부는 온도보상이 수행된 정전압을 상기 공통전압생성부로 공급하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치 구동회로부의 DC/DC변환부(6)에 이용되는 온도보상기능을 구비한 DC/DC컨버터의 일 예시 블록도이다.

상기 예시된 컨버터는 내부에 온도센서를 구비하고 있는 칩을 DC/DC변환부(6)로 이용하여 도 7과 같이, 감마기준전압부(5)에 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)를 제공하여 온도에 따른 OCB모드 액정의 구동에 필요한 감마기준전압을 생성할 수 있도록 하며, 또한 도 8과 같이, 상기 DC/DC변환부(6) 내부에 구성된 공통전압생성부(6a)에 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)을 공급하여 온도보상이 수행된 공통전압을 출력할 수 있도록 한다.

상기 전술한 바와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치는 구동회로부의 DC/DC컨버터에서 생성되는 기본 신호에 대한 온도에 따른 신호 보상을 수행할 수 있도록 하는 바, 이는 감마기준전압부로 입력되는 정전압의 온도보상분을 포함하고 있어 이에 발생되는 감마기준전압 역시 온도보상분이 포함된 신호를 발생시킬 수 있고, 또한 상기 DC/DC변환부 내에서 발생시키는 공통전압에도 온도보상이 수행되어 있기 때문에 액정의 온도에 따라 변화되는 특성에 따른 콘트라스트 비, 휘도, 색특성 등의 전기, 광학적 특성을 유지할 수 있도록 하는 장점이 있다.

Claims

다수의 데이터라인과 종횡하는 다수의 게이트라인을 가지는 액정패널을 구동하기 위한 구동회로부를 구비한 액정표시장치로서,

상기 각 데이터라인에 데이터신호를 입력하는 데이터드라이버와;

상기 액정패널의 각 게이트라인에 게이트구동펄스를 인가하는 게이트드라이버와;

상기 게이트드라이버를 구동하기 위한 게이트구동펄스와 상기 데이터드라이버를 구동하기 위한 로드신호 및 데이터신호를 발생시키는 타이밍컨트롤러와;

상기 액정패널 및 각 구성부에 필요 전원을 공급하는 전원공급부와;

상기 데이터드라이버에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준전압을 공급하는 감마기준전압부와;

공통전압생성부를 구비하고, 상기 전원공급부로부터 출력된 전압을 이용하여 온도보상이 수행된 정전압(V_DD)을 출력하는 DC/DC변환부

를 포함하여 구동회로부로 정의되는 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 DC/DC변환부는 온도센서를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 정전압의 온도보상이 가능한 OCB모드 액정표시장치