KR20040063366A

KR20040063366A - Liquid crystal display and driving method thereof

Info

Publication number: KR20040063366A
Application number: KR1020030000756A
Authority: KR
Inventors: 연윤모; 차기석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-14

Abstract

PURPOSE: An LCD(Liquid Crystal Display) and a driving method are provided to set a common voltage suitable for an LCD product without using a variable resistor. CONSTITUTION: A data driving unit(500) selects a gray voltage corresponding to image data among a plurality of gray voltages, and provides the selected gray voltage as a data voltage to a plurality of pixels. A common voltage generating unit(800) generates a common voltage, and supplies the generated common voltage to a liquid crystal panel assembly(300). A signal control unit(600) provides the image data to the data driving unit(500). The signal control unit(600) generates a control signal for controlling the image data, and provides the generated control signal to the data driving unit(500). The signal control unit(600) generates a PWM(Pulse Width Modulation) signal in which a duty ratio is changed according to a digital signal from the outside, and provides the PWM signal to the common voltage generating unit(800). The common voltage generating unit(800) generates the common voltage on the basis of the PWM signal.

Description

Liquid Crystal Display and Driving Method {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display and a driving method thereof.

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.A typical liquid crystal display (LCD) includes two display panels provided with pixel electrodes and a common electrode, and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The pixel electrodes are arranged in a matrix and connected to switching elements such as thin film transistors (TFTs) to receive data voltages one by one in sequence. The common electrode is formed over the entire surface of the display panel and receives a common voltage. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal layer therebetween form a liquid crystal capacitor, and the liquid crystal capacitor becomes a basic unit that forms a pixel together with a switching element connected thereto.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이 때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 도트별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.In such a liquid crystal display, a voltage is applied to two electrodes to form an electric field in the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is adjusted to control the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image. At this time, in order to prevent deterioration caused by the application of an electric field in one direction to the liquid crystal layer for a long time, the polarity of the data voltage with respect to the common voltage is inverted frame by frame, row, or dot.

한편, 공통 전압에 대하여 데이터 전압의 극성을 반전시킬 때 정극성(+)과 부극성(-)의 비대칭으로 인하여 화면이 깜박거리는 플리커(flicker) 현상이 발생한다.Meanwhile, when the polarity of the data voltage is inverted with respect to the common voltage, flicker occurs due to the asymmetry between the positive and negative polarities.

이러한 플리커 현상을 최소화하기 위하여 가변 저항을 이용하여 공통 전압을 조절하고 있다. 각 소자들의 특성 및 액정 표시판의 특성에 맞게 각각 다른 공통 전압을 설정하는 것이다.In order to minimize the flicker phenomenon, the common voltage is controlled by using a variable resistor. Different common voltages are set according to the characteristics of the elements and the characteristics of the liquid crystal panel.

하지만, 이러한 가변 저항의 사용은, 생산시에 가변 저항이 노출되어 이에 따른 품질의 문제, 가변 저항 조절의 수작업에 의한 정밀도 문제, 가변 저항 사용으로 인한 원가의 상승, 기구적으로 가변 저항의 저항값을 조절하기 위한 구멍(hole)에 이물질이 유입되는 문제, 그리고 부품 높이의 제한 등의 문제를 유발한다.However, the use of the variable resistor is exposed to the variable resistor during production, resulting in quality problems, precision by manual adjustment of the variable resistor, increase in cost due to the use of the variable resistor, mechanical resistance value of the variable resistor. It causes problems such as foreign matters to enter the hole (hole) for adjusting the, and limit of the height of the part.

따라서, 본 발명이 이루고자 기술적 과제는 가변 저항을 사용하지 않고 LCD 제품에 맞는 공통 전압을 설정하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to set a common voltage suitable for LCD products without using a variable resistor.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 공통 전압 생성부의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a common voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 신호의 파형이다.4 is a waveform of a driving signal of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 전압 생성부의 회로도이다.5 is a circuit diagram of a common voltage generator according to another exemplary embodiment of the present invention.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 데이터선에 각각 연결되어 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 상기 복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 공통 전압을 생성하여 상기 액정 표시판 조립체에 공급하는 공통 전압 생성부, 그리고 상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하는 신호 제어부 를 포함한다. 이 때, 상기 신호 제어부는 외부로부터의 디지털 신호에 따라 듀티비가 변화하는 펄스 폭 변조 신호를 생성하여 상기 공통 전압 생성부에 공급하며 상기 공통 전압 생성부는 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 상기 공통 전압을 생성한다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes a plurality of gate lines, a plurality of data lines, and a plurality of pixels connected to the gate lines and the data lines and arranged in a matrix form. A liquid crystal panel assembly, a data driver which selects a gray voltage corresponding to image data among the plurality of gray voltages and applies it to the pixel as a data voltage, a common voltage generator which generates a common voltage and supplies it to the liquid crystal panel assembly, and And a signal controller configured to provide image data to the data driver, and generate and provide a control signal for controlling the image data. In this case, the signal controller generates a pulse width modulated signal whose duty ratio varies according to a digital signal from an external device, and supplies the generated pulse width modulated signal to the common voltage generator, wherein the common voltage generator generates the common voltage based on the pulse width modulated signal. Create

본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 데이터선에 각각 연결되어 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 상기 복수의 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 전압으로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 공통 전압을 생성하여 상기 액정 표시판 조립체에 공급하는 공통 전압 생성부, 상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급하고, 상기 영상 데이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 공급하는 신호 제어부, 그리고 외부로부터의 디지털 신호에 따라 듀티비가 변화하는 펄스 폭 변조 신호를 생성하여 상기 공통 전압 생성부에 공급하는 메모리를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes a plurality of gate lines, a plurality of data lines, and a plurality of pixels connected to the gate lines and the data lines, respectively, and arranged in a matrix form. A gray voltage generator which generates a gray voltage, a data driver which selects a gray voltage corresponding to image data among the plurality of gray voltages and applies the gray voltage to the pixel as a data voltage, and generates a common voltage and supplies the common voltage to the liquid crystal panel assembly A voltage generator, a signal controller which supplies the image data to the data driver, generates a control signal for controlling the image data, and supplies the control signal to the data driver, and a pulse width whose duty ratio changes according to a digital signal from an external source Memo for generating a modulated signal and supplying it to the common voltage generator It includes.

여기서, 상기 공통 전압 생성부는 저항, 상기 저항과 접지 사이에 연결되어 있는 다이오드, 상기 저항과 접지 사이에 연결되어 있는 축전기, 그리고 반전 단자와 출력 단자가 서로 연결되며 비반전 단자는 상기 저항, 상기 다이오드 및 상기 축전기의 접점에 연결되어 있는 증폭기를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the common voltage generator includes a resistor, a diode connected between the resistor and the ground, a capacitor connected between the resistor and the ground, and an inverting terminal and an output terminal are connected to each other, and the non-inverting terminal is the resistor, the diode. And an amplifier connected to the contacts of the capacitor.

또한 본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 외부로부터 디지털 신호를 입력시키는 단계, 상기 디지털 신호에 따라 듀티비가 변화하는 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 단계, 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 공통 전압을 생성하는 단계, 그리고 최종 공통 전압을 설정하는 단계를 포함한다.In addition, the driving method of the liquid crystal display according to an aspect of the present invention comprises the steps of inputting a digital signal from the outside, generating a pulse width modulated signal whose duty ratio changes in accordance with the digital signal, based on the pulse width modulated signal Generating a common voltage, and setting a final common voltage.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right on" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 공통 전압 발생부(700), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, a gate driver 400, a data driver 500, and a common voltage generation connected thereto. The unit 700 includes a gray voltage generator 800 connected to the data driver 500 and a signal controller 600 for controlling the gray voltage generator 800.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.The liquid crystal panel assembly 300 includes a plurality of display signal lines G ₁ -G _n , D ₁ -D _m and a plurality of pixels connected to the plurality of display signal lines G ₁ -G _n , D ₁ -D _m , and arranged in a substantially matrix form. .

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의평행하다.The display signal lines G ₁ -G _n and D ₁ -D _m are a plurality of gate lines G ₁ -G _n for transmitting a gate signal (also called a “scan signal”) and a data signal line or data for transmitting a data signal. Line D ₁ -D _m . The gate lines G ₁ -G _n extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D ₁ -D _m extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_lc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_st)를 포함한다. 유지 축전기(C_st)는 필요에 따라 생략할 수 있다.Each pixel includes a switching element Q connected to a display signal line G ₁ -G _n , D ₁ -D _m , a liquid crystal capacitor C _lc , and a storage capacitor C _st connected thereto. It includes. The holding capacitor C _st can be omitted as necessary.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_lc) 및 유지 축전기(C_st)에 연결되어 있다.The switching element Q is provided on the lower panel 100, and the control terminal and the input terminal are connected to the gate line G ₁ -G _n and the data line D ₁ -D _m, respectively. The output terminal is connected to the liquid crystal capacitor C _lc and the storage capacitor C _st .

액정 축전기(C_lc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.The liquid crystal capacitor C _lc has two terminals, the pixel electrode 190 of the lower panel 100 and the common electrode 270 of the upper panel 200, and the liquid crystal layer 3 between the two electrodes 190 and 270 It functions as a dielectric. The pixel electrode 190 is connected to the switching element Q, and the common electrode 270 is formed on the entire surface of the upper panel 200 and receives a common voltage V _com . Unlike in FIG. 2, the common electrode 270 may be provided in the lower panel 100. In this case, both electrodes 190 and 270 may be linear or rod-shaped.

유지 축전기(C_st)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_st)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C _st is formed by superimposing a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 190 provided on the lower panel 100, and a predetermined voltage such as a common voltage V _com is applied to the separate signal line. Is approved. However, the storage capacitor C _st may be formed such that the pixel electrode 190 overlaps the front gate line directly above the insulator.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.Meanwhile, in order to implement color display, each pixel must display color, which is possible by providing a red, green, or blue color filter 230 in a region corresponding to the pixel electrode 190. In FIG. 2, the color filter 230 is formed in a corresponding region of the upper panel 200. Alternatively, the color filter 230 may be formed above or below the pixel electrode 190 of the lower panel 100.

액정 분자들은 화소 전극(190)과 공통 전극(270)이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.The liquid crystal molecules change their arrangement according to the electric field generated by the pixel electrode 190 and the common electrode 270, and thus the polarization of light passing through the liquid crystal layer 3 changes. The change in polarization is represented by a change in transmittance of light by a polarizer (not shown) attached to the display panels 100 and 200.

계조 전압 생성부(800)는 액정 표시 장치의 휘도와 관련된 복수의 정극성(+), 부극성(-)의 계조 전압(V+, V-)을 생성한다.The gray voltage generator 800 generates a plurality of gray voltages V + and V− of the positive (+) and the negative (-) related to the luminance of the liquid crystal display.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.The gate driver 400 is connected to the gate lines G ₁ -G _n of the liquid crystal panel assembly 300 to receive a gate signal formed by a combination of a gate on voltage V _on and a gate off voltage V _off from the outside. It is applied to the gate lines G ₁ -G _n .

데이터 구동부(500)는 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압(V+, V-)을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가한다.The data driver 500 selects the gray voltages V + and V− from the gray voltage generator 800 and applies them to the pixel as data signals.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및데이터 구동부(500)에 제공한다.The signal controller 600 generates control signals for controlling operations of the gate driver 400 and the data driver 500, and provides the corresponding control signals to the gate driver 400 and the data driver 500.

공통 전압 생성부(700)는 공통 전압을 생성하여 액정 표시판 조립체(300)에 공급한다.The common voltage generator 700 generates a common voltage and supplies the common voltage to the liquid crystal panel assembly 300.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the display operation of the liquid crystal display will be described in more detail.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 또한, 설정된 듀티비에 따른 펄스 폭 변조 신호(PWM)를 생성하여 공통 전압 생성부(700)로 공급한다.The signal controller 600 inputs an input control signal for controlling the RGB image signals R, G, and B and their display from an external graphic controller (not shown), for example, a vertical sync signal V _sync and a horizontal sync signal. (H _sync ), a main clock (MCLK), a data enable signal (DE) is provided. The signal controller 600 generates a gate control signal CONT1 and a data control signal CONT2 based on the input control signal, and adjusts the image signals R, G, and B to match the operating conditions of the liquid crystal panel assembly 300. After appropriately processing, the gate control signal CONT1 is sent to the gate driver 400, and the data control signal CONT2 and the processed image signals R ', G', and B 'are sent to the data driver 500. In addition, the pulse width modulation signal PWM according to the set duty ratio is generated and supplied to the common voltage generator 700.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 신호의 하이 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.The gate control signal CONT1 includes a vertical synchronization start signal STV for indicating the start of output of the gate-on pulse (high period of the gate signal), a gate clock signal CPV for controlling the output timing of the gate-on pulse, and a gate-on pulse. And an output enable signal OE that defines the width of the signal.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.The data control signal CONT2 is a load for applying a corresponding data voltage to the horizontal synchronization start signal STH indicating the start of input of the image data R ', G', and B 'and the data lines D ₁ -D _m . Signal LOAD, inverted signal RVS and data that inverts the polarity of the data voltage with respect to common voltage V _com (hereinafter referred to as " polarity of data voltage " by reducing " polarity of data voltage with respect to common voltage "). Clock signal HCLK and the like.

계조 전압 생성부(800)는 액정 표시 장치의 휘도와 관련된 복수의 계조 전압을 생성하여 데이터 구동부(500)에 인가한다.The gray voltage generator 800 generates a plurality of gray voltages related to the luminance of the liquid crystal display and applies them to the data driver 500.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.The data driver 500 sequentially receives image data R ′, G ′, and B ′ corresponding to one row of pixels according to the data control signal CONT2 from the signal controller 600, and generates a gray voltage generator ( The image data R ', G', B 'is converted into the corresponding data voltage by selecting the gray voltage corresponding to each of the image data R', G ', and B' among the gray voltages from the 800.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.The gate driver 400 applies the gate-on voltage V _on to the gate lines G ₁ -G _n in response to the gate control signal CONT1 from the signal controller 600, thereby applying the gate lines G ₁ -G _n. Turn on the switching element (Q) connected to.

하나의 게이트선(G₁-G_n)에 게이트 온 전압(V_on)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(400)는 각 데이터전압을 해당 데이터선(D₁-D_m)에 공급한다. 데이터선(D₁-D_m)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.The gate-on voltage V _on is applied to one gate line G ₁ -G _n so that a row of switching elements Q connected thereto is turned on (this period is "1H" or "1 horizontal period). (horizontal period) "and equal to one period of the horizontal sync signal Hsync, the data enable signal DE, and the gate clock CPV], and the data driver 400 assigns each data voltage to a corresponding data line D. ₁ -D _m ). The data voltage supplied to the data lines D ₁ -D _m is applied to the corresponding pixel through the turned-on switching element Q.

이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").In this manner, the gate-on voltages V _{on are} sequentially applied to all the gate lines G ₁ -G _n during one frame to apply data voltages to all the pixels. At the end of one frame, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the data driver 500 is controlled so that the polarity of the data voltage applied to each pixel is opposite to that of the previous frame ("frame inversion). "). In this case, the polarity of the data voltage flowing through one data line may be changed (“line inversion”) within one frame or the polarity of the data voltage applied to one pixel row may be different according to the characteristics of the inversion signal RVS ( "Dot reversal").

공통 전압 생성부(700)는 신호 제어부(600)로부터 PWM 신호를 인가받아 PWM 신호의 듀티비에 상응하는 공통 전압을 생성하여 액정 표시판 조립체(300)로 공급한다.The common voltage generator 700 receives a PWM signal from the signal controller 600, generates a common voltage corresponding to the duty ratio of the PWM signal, and supplies the same to the liquid crystal panel assembly 300.

그러면, 도 3 내지 도 5를 참조하여 공통 전압 생성부에 대하여 상세히 설명한다.Next, the common voltage generator will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 공통 전압 생성부의 일례이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 신호의 파형도이다.3 is an example of a common voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a waveform diagram of a driving signal of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 한 실시예에 따른 공통 전압 생성부(700)는 도 3에 도시한 바와 같이, 증폭기(OP), 축전기(C), 다이오드(D) 및 저항(R)을 포함한As shown in FIG. 3, the common voltage generator 700 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an amplifier OP, a capacitor C, a diode D, and a resistor R.

증폭기(OP)는 반전 단자(-)와 출력 단자가 연결되어 있는 부궤환 증폭기로서 DC 전원(Vdd)과 접지로 바이어스되어 있다. 증폭기(OP)의 비반전 단자(+)는 저항(R)을 통하여 신호 제어부(600)에 연결되어 있다. 다이오드(D)는 접지에서 비반전 단자(+)로 연결되어 있으며, 축전기(C) 또한 접지와 비반전 단자(+) 사이에 연결되어 있다.The amplifier OP is a negative feedback amplifier in which the inverting terminal (−) and the output terminal are connected, and are biased to the DC power supply Vdd and the ground. The non-inverting terminal + of the amplifier OP is connected to the signal controller 600 through a resistor R. The diode D is connected from the ground to the non-inverting terminal (+), and the capacitor C is also connected between the ground and the non-inverting terminal (+).

그러면, 공통 전압 생성부(700)의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the common voltage generator 700 will be described.

먼저, 공통 전압 생성부(700)에 PWM 신호를 제공하는 신호 제어부(600)에 대하여 설명한다.First, the signal controller 600 for providing a PWM signal to the common voltage generator 700 will be described.

신호 제어부(600)는 영상 신호와 제어 신호 이외에 디지털 신호(DGT)를 입력으로 갖는다. 이러한 디지털 신호(DGT)는 최종적인 공통 전압(V_com)을 결정하기 위하여 외부에서 입력하는 신호로서 통상의 디지털 신호처럼 0과 1의 레벨을 갖는다. 다만 유의하여야 할 것은 액정 표시 장치의 구동시 계속하여 입력되는 신호가 아니라 제품의 완성 단계에서 플리커를 최적화시키기 위하여 예를 들면, 작업자가 직접 입력하는 신호이다. 이러한 디지털 신호를 입력시켜 플리커를 최적화시키는 듀티비를 찾고 이 듀티비를 후술하는 신호 제어부(600) 또는 메모리(650)에 설정하여 해당하는 PWM 신호를 생성하고 이에 기초한 공통 전압을 생성하여 액정 표시판 조립체(300)에 공급하는 것이다. 이러한 디지털 신호를 입력하는 방법은 입력 커넥터(connector)를 이용하거나 PCB 상의 포인트로 입력시킬 수 있다.The signal controller 600 has a digital signal DGT as an input in addition to the image signal and the control signal. The digital signal DGT is a signal input from the outside to determine the final common voltage V _com , and has a level of 0 and 1 like a normal digital signal. It should be noted, however, that the signal is input directly by the operator, for example, in order to optimize the flicker at the completion stage of the product, rather than the signal continuously input when the liquid crystal display is driven. The digital signal is input to find a duty ratio for optimizing flicker, and the duty ratio is set in the signal controller 600 or the memory 650 to be described later to generate a corresponding PWM signal and generate a common voltage based on the liquid crystal panel assembly. It is to supply 300. The method of inputting such a digital signal may be input to an input connector or to a point on a PCB.

도 4에는 PWM 신호의 일례가 도시되어 있다. 도 4a는 초기 설정듀티비(duty ratio)가 50%인 파형을 도시하며, 도 4b는 신호 제어부(600)에 하이(1) 신호가 인가되는 경우 듀티비가 증가하는 파형을 도시한 것이고, 도 4c는 로우(0) 신호가 인가되는 경우 듀티비가 감소하는 파형을 도시한다.4 shows an example of a PWM signal. FIG. 4A illustrates a waveform having an initial duty ratio of 50%, FIG. 4B illustrates a waveform in which the duty ratio increases when a high (1) signal is applied to the signal controller 600, and FIG. 4C. Shows a waveform in which the duty ratio is reduced when a low (0) signal is applied.

PWM 신호는 교류 신호이므로 듀티비는 PWM 신호의 한 주기에 대한 양의 인가 방향으로의 비이다.Since the PWM signal is an AC signal, the duty ratio is the ratio in the positive application direction for one cycle of the PWM signal.

신호 제어부(600)에 예를 들면 초기 설정 듀티비가 50%인 파형을 설정하고 이 파형을 기준으로 입력되는 디지털 신호에 따라 듀티비를 증감시킨다. 도면에서, T는 PWM 신호의 주기이며 듀티비가 50%인 경우 신호가 인가되는 시간은 주기의 절반, 즉 T/2이다. 본 발명에 따른 실시예에서는 일례로 2% 증감하는 파형을 도시하였으며, 증감비는 얼마든지 조절하여 설정할 수 있다.For example, a waveform having an initial set duty ratio of 50% is set in the signal controller 600, and the duty ratio is increased or decreased in accordance with a digital signal input based on the waveform. In the figure, T is the period of the PWM signal and when the duty ratio is 50%, the time that the signal is applied is half of the period, that is, T / 2. In the exemplary embodiment according to the present invention, a waveform of 2% increase and decrease is illustrated as an example, and the increase / decrease ratio may be set by adjusting.

신호 제어부(600)는 하이 신호가 입력되면 듀티비를 2% 증가시키고 로우 신호가 입력되면 듀티비를 2% 감소시킨다. 이러한 PWM 신호의 증감비는 전술한 바와 같이 입력되는 디지털 신호(DGT)에 따라 조절되도록 신호 제어부(600)에 미리 설정되는 값이다.The signal controller 600 increases the duty ratio by 2% when a high signal is input and decreases the duty ratio by 2% when a low signal is input. As described above, the increase / decrease ratio of the PWM signal is a value preset in the signal controller 600 to be adjusted according to the input digital signal DGT.

그러면, 이러한 PWM 신호를 기초로 공통 전압을 생성하는 공통 전압 생성부의 동작에 대하여 설명한다.Next, an operation of the common voltage generator that generates a common voltage based on the PWM signal will be described.

먼저, 액정 표시판 조립체(300)에 인가되는 공통 전압(Vcom)은 직류 신호이므로 교류인 PWM 신호를 직류로 변환하여야 한다. 신호 제어부(600)로부터 인가된 PWM 신호는 저항을 거쳐 축전기(C)에 인가된다. 널리 알려진 바와 같이, 축전기(C)에 걸리는 전압은 정상 상태 성분과 과도 상태 성분 중에서 과도 상태 성분은 시간이 비례하여 감소한다. 따라서, PWM 신호가 양의 방향으로의 인가 시간이 길면 즉, 듀티비가 증가하면 축전기(C)에는 더욱 큰 전압이 충전되고 양의 방향으로의 인가 시간이 짧아지면 즉, 듀티비가 감소하면 낮은 전압이 충전된다.First, since the common voltage Vcom applied to the liquid crystal panel assembly 300 is a DC signal, the PWM signal, which is AC, should be converted into DC. The PWM signal applied from the signal controller 600 is applied to the capacitor C through a resistor. As is well known, the voltage across the capacitor C decreases in proportion to the time between the steady state components and the transient components. Therefore, when the PWM signal has a long application time in the positive direction, that is, when the duty ratio is increased, a larger voltage is charged in the capacitor C, and when the application time in the positive direction is short, that is, when the duty ratio is decreased, the low voltage is decreased. Is charged.

다이오드(D)는 인가된 PWM 신호를 반파 정류를 행하여 직류(DC) 전압으로 만든다. 도면에서는 축전기(C)에 병렬로 다이오드를 연결하였으나 저항(R)측에 애노드 단자를 연결하고 축전기(C)에 캐소드 단자를 연결하여도 된다.The diode D performs half-wave rectification of the applied PWM signal to produce a direct current (DC) voltage. In the figure, a diode is connected in parallel to the capacitor C, but an anode terminal may be connected to the resistor R side, and a cathode terminal may be connected to the capacitor C.

증폭기(OP)는 전압 폴로워(voltage follower)로서 축전기(C)에 걸리는 전압이 곧 증폭기의 출력단 전압이 되게 한다. 이 출력단 전압은 공통 전압(V_com)으로서 액정 표시판 조립체(300)로 공급된다.The amplifier OP is a voltage follower so that the voltage across the capacitor C becomes the output terminal voltage of the amplifier. This output terminal voltage is supplied to the liquid crystal panel assembly 300 as a common voltage V _com .

여기서, PWM 신호 대신 펄스 주파수 변조(pulse frequency modulation, PFM) 신호를 이용할 수도 있으며, 이 경우에는 펄스 폭 대신에 주파수의 비율을 조정하여 신호 제어부(600)에 미리 설정하면 된다.In this case, a pulse frequency modulation (PFM) signal may be used instead of the PWM signal. In this case, the ratio of the frequency may be adjusted in advance in the signal controller 600 instead of the pulse width.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 전압 생성부(700)의 일례를 도시한다.5 illustrates an example of a common voltage generator 700 according to another exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 전압 생성부(700)는 메모리(650), 축전기(C), 저항(R), 다이오드(D) 및 증폭기(OP)를 포함한다.The common voltage generator 700 according to another embodiment of the present invention includes a memory 650, a capacitor C, a resistor R, a diode D, and an amplifier OP.

메모리(650)는 도 3에 도시한 실시예의 신호 제어부(600)에 본래의 기능 이외에 PWM 신호를 발생시키는 기능을 추가함으로써 생길 수 있는 부하를 줄이기 위하여 별도로 배치하는 것으로서, 디지털 신호(DGT)의 입력 레벨에 따라서 PWM 신호를 생성하도록 미리 설정하고 그에 해당하는 PWM 신호를 공통 전압 생성부(700)에 공급한다.The memory 650 is disposed separately to reduce the load which may be generated by adding a function to generate a PWM signal in addition to the original function to the signal controller 600 of the embodiment shown in FIG. 3, and inputs the digital signal DGT. The PWM signal is set in advance to generate the PWM signal according to the level, and the corresponding PWM signal is supplied to the common voltage generator 700.

메모리(600)는 예를 들어, EP-ROM 등을 이용할 수 있으며, 기타 프로그램 가능한 메모리를 사용할 수 있다. 다만, 입력으로서 디지털 신호(DGT) 이외에 메모리(650)의 동작 여부를 선택하기 위한 신호, 즉 쓰기 가능 신호(write enable signal, WE)가 하나 더 추가된다. 쓰기 가능 신호 역시 입력 커넥터를 이용하거나 PCB 상의 포인트를 이용하여 입력할 수 있다.The memory 600 may use, for example, an EP-ROM, or other programmable memory. However, in addition to the digital signal DGT, an additional signal for selecting whether to operate the memory 650, that is, a write enable signal WE is added. Writable signals can also be input using input connectors or using points on the PCB.

이와 같이, 생산시 작업자는 화면의 상태를 검사하면서 0 또는 1의 값을 입력시키고 하나 하나의 제품에 대하여 플리커를 최적화할 수 있는 듀티값을 찾고, 찾은 값을 신호 제어부(600) 또는 메모리(650)에 설정하면 된다. 신호 제어부(600) 또는 메모리(600)는 설정된 값에 따라 동일한 PWM 파형을 지속적으로 생성하여 액정 표시판 조립체(300)에 공급할 수 있다.As such, during production, the operator inputs a value of 0 or 1 while checking the state of the screen, finds a duty value for optimizing flicker for a single product, and finds the value in the signal controller 600 or the memory 650. ). The signal controller 600 or the memory 600 may continuously generate the same PWM waveform according to the set value and supply the same PWM waveform to the liquid crystal panel assembly 300.

전술한 바와 같이, 가변 저항을 이용하지 않고 액정 표시 장치에 공통 전압 생성부를 미리 배치하고 디지털 신호를 입력시켜 공통 전압을 가변하면, 종래 기술에서처럼 가변 저항을 이용하여 공통 전압을 가변하는 경우에 비하여 공통 전압을 좀 더 세밀하고 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 작업자가 가변 저항 조절용 구멍에 도구를 삽입하고 화면을 보면서 플리커를 최소화하기 위하여 행하는 공통 전압 조정 작업을 생략할 수 있으므로 공통 전압 조정 작업이 용이해지며 수율이 또한 높아지고, 무엇보다도 대화면 액정 표시 장치를 생산할 수 있다.As described above, if the common voltage generator is pre-positioned in the liquid crystal display without inputting the variable resistor and the digital signal is inputted to change the common voltage, the common voltage is changed using the variable resistor as in the prior art. The voltage can be adjusted more precisely and easily. That is, the operator can insert a tool into the variable resistance adjusting hole and skip the common voltage adjustment work to minimize flicker while viewing the screen, thereby making common voltage adjustment work easier and yield higher, and above all, a large screen liquid crystal display device. Can produce

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

전술한 바와 같이, 외부 입력 디지털 신호를 이용하여 공통 전압을 가변시키면, COG(chip on glass) 적용에 따라 가변 저항을 이용하여 공통 전압을 생성하는 어려움을 해소할 수 있으며 또한, 가변 저항 사용시의 여러 문제점을 해결할 수 있어 대화면 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.As described above, by varying the common voltage by using an external input digital signal, it is possible to solve the difficulty of generating a common voltage by using a variable resistor according to the application of chip on glass (COG), and also when using the variable resistor The problem can be solved and a large screen liquid crystal display device can be implemented.

Claims

A liquid crystal panel assembly including a plurality of gate lines, a plurality of data lines, and a plurality of pixels connected to the gate lines and the data lines, respectively, and arranged in a matrix;

A data driver which selects a gray voltage corresponding to the image data among the plurality of gray voltages and applies it to the pixel as a data voltage;

A common voltage generator configured to generate a common voltage and supply the common voltage to the liquid crystal panel assembly;

A signal controller configured to provide the image data to the data driver, generate a control signal for controlling the image data, and provide the control signal to the data driver;

Including;

The signal controller generates a pulse width modulated signal whose duty ratio varies according to a digital signal from an external device, and supplies it to the common voltage generator.

The common voltage generator generates the common voltage based on the pulse width modulated signal.

Liquid crystal display.

A gray voltage generator for generating a plurality of gray voltages;

A signal controller supplying the image data to the data driver, generating a control signal for controlling the image data, and supplying the image data to the data driver;

A memory for generating a pulse width modulated signal whose duty ratio changes according to a digital signal from an external device and supplying the same to the common voltage generator

Liquid crystal display comprising a.

The method of claim 1 or 2,

The common voltage generator

resistance,

A diode connected between the resistor and ground,

A capacitor connected between said resistor and ground, and

An amplifier having an inverting terminal and an output terminal connected to each other, and a non-inverting terminal connected to a contact point of the resistor, the diode, and the capacitor

Liquid crystal display comprising a.

Inputting a digital signal from an external source,

Generating a pulse width modulated signal whose duty ratio varies in accordance with the digital signal,

Generating a common voltage based on the pulse width modulated signal, and

Setting the final common voltage

Method of driving a liquid crystal display comprising a.