KR20050065952A - 액정표시장치 전압 보상회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 게이트 전압을 발생시키는 PWM IC, 커패시터, 제너다이오드로 구성된 회로에 보상회로를 추가함으로써, 게이트 저전압의 불안정한 파형을 개선할 수 있는 액정표시장치 전압 보상회로를 개시한다. 개시된 본 발명은 액정표시장치 구동 모듈에서, 상기 액정표시장치 구동 회로의 DC/DC 변환부로부터 인가되는 직류 전압을 펌핑하는 제 1 펌핑부와 제 2 펌핑부; 및 상기 제 1 펌핑부의 출력단에 배치되어 게이트 저전압의 리플 현상을 안정화시키는 보상회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 펌핑부는 복수개의 다이오드들을 통과한 전압을 병렬로 연결된 제너 다이오드와 커패시터 및 저항기에 의하여 펌핑 다운된 게이트 저전압을 출력하고, 상기 제 1 펌핑부와 연결된 보상회로는 OP 엠프로 구성된 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 전압 보상회로{LCD VOLTAGE COMPENSATION CIRCUIT}

본 발명은 액정표시장치 전압 보상회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시장치의 구동회로부에서 신호가 게이트 드라이버와 액정 패널로 진행할 때, 로드(load) 변화에도 불구하구 안정된 구동 신호를 출력할 수 있는 액정표시장치 전압 보상회로에 관한 것이다.

최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 액정표시장치는 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다.

지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 많은 단점을 갖고 있었다.

이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저 전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.

이러한 액정표시장치는 일반적으로 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.

이와 같은 액정표시장치는 크게 영상신호를 표시하는 액정 패널과 외부에서 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하는 구동회로부로 구분할 수 있다.

상기 액정 패널은 도 1에서 상세히 도시하지 않았지만, 일반적으로 일정한 공간을 갖고 합착된 두 개의 투명 기판(유리 기판) 사이에 액정이 주입된 표시장치로서, 상기 두개의 투명 기판 중 하나에는 일정 간격으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스 형태의 각 화소 영역에 형성된 복수개의 화소전극과, 상기 게이트 라인의 신호에 따라 상기 데이터 라인의 신호를 각 화소전극에 인가하는 복수개의 박막트랜지스터가 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에 형성된다.

그리고 나머지 기판에는 칼라필터층, 공통전극 및 블랙 매트릭스 층이 형성된다.

따라서, 게이트 라인에 순차적으로 턴 온 신호를 인가하면 그 때마다 해당 라인의 화소 전극에 데이터 신호가 인가되므로 영상이 표시된다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 모듈을 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정 패널(1)을 구동하기 위한 액정표시장치 모듈의 구성은 다음과 같다.

상기 액정표시장치 모듈은 시스템(10)으로부터 전원과 영상 신호를 인가 받아, 구동신호와 영상 데이터 신호를 발생하는 구동회로부(2)와, 상기 구동회로부(2)로부터 제어되어 생성된 구동 신호와 영상 데이터 신호를 인가 받는 복수개의 게이트 버스 라인(G)과 데이터 버스 라인(D)이 서로 수직한 방향으로 배열되어 매트릭스 형태의 화소 영역을 갖는 액정 패널(1)로 구성된다.

상기 구동회로부(2)는 상기 액정 패널(1)의 각 데이터 버스 라인에 데이터 신호를 입력하는 데이터 드라이버(3b)와, 상기 액정 패널(1)의 각 게이트 버스 라인에 게이트 구동 펄스를 인가하는 게이트 드라이버(3a)와, 구동을 위한 신호를 인가하는 시스템(10)으로부터 입력되는 디스플레이 데이터(R, G, B)와, 수직 및 수평동기신호(Vsync, Hsync), 그리고 클럭신호(DCLK) 등 제어신호(DTEN)를 입력받아 상기 액정 패널(1)의 각 데이터 드라이버(3b)와 게이트 드라이버(3a)가 화면을 재생하기에 적합한 타이밍으로 각 디스플레이 데이터, 클럭 및 제어 신호를 포맷하여 출력하는 타이밍 컨트롤러(7)와, 상기 액정 패널(1) 및 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원 공급부(9)와, 상기 전원 공급부(9)로부터 전원을 인가 받아 상기 데이터 드라이버(3b)에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준 전압을 공급하는 감마 기준 전압부(5)와, 상기 전원 공급부(9)로부터 출력된 전압을 이용하여 액정 패널(1)에 사용되는 정전압(VDD), 게이트 고전압(VGH), 게이트 저전압(VGL), 기준전압(Vref) 및 공통전압(Vcom) 등을 출력하는 DC/DC 변환부(8)를 구비하여 구성된다.

도 2는 종래 기술에 따른 게이트 저전압 회로도로서, 도시된 바와 같이, 게이트 저전압은 DC/DC 변환부(DC/DC CONVERTER)에서 PWM(Pulse width Modulator) IC에서 발생되는 전압과 커패시터 및 제너 다이오드 구성회로에서 게이트 저전압이 출력되고 있음을 알 수 있다.

상기 DC/DC 변환부(도 1의 6)는 상기 전원 공급부로부터 전원 전압(Vcc)을 펌핑하여 정 전압(VDD), 게이트 고전압(VGH), 게이트 저전압(VGL)을 출력하는 회로이다.

즉, 상기 전원 공급부로부터 전원 전압(Vcc)을 공급받아 트랜지스터와 인덕터로 구성된 회로에 의해 정 전압(VDD)을 생성하는 PWM IC와, 다이오드들 및 커패시터로 이루어져 상기 PWM IC에 의해 상기 정 전압(VDD)을 펑핑 다운(Pumping down)하여 게이트 저전압(VGL)을 출력한다.

이와 대조적으로 상기 PWM IC에 의해 상기 정 전압(VDD)을 펌핑 업(Pumping up)하면 게이트 고전압(VGH)을 출력한다.

도면에서와 같이, 상기 DC/DC 변환부의 PWM IC의 스위칭에 의해 발생되는 전압이 제너 다이오드와 커패시터들로 구성되어 있는 VGL, VGH 구성회로(6a, 6b)에 입력된다.

상기 PWM IC로부터 발생되는 전압은 VGH 구성회로(6b) 영역으로 인가된 후에, 다이오드들(D2, D3)과 커패시터들(C2, C3)을 통하여 전압이 펌핑 업(pumping up) 과정을 반복하게 된다.

상기와 같이 펌핑 업(pumping up)을 할 때, VGH 구성회로(6b)에 배치되어 있는 Vdd 전압을 중심으로 교류 파형이 형성되고, 다이오드들을 거치면서 전압이 상승하게 되어 게이트 고전압(VGH)을 출력하게 된다.

또한, 펌핑 다운(pumping down)을 할 때, VGL 구성회로(6a)에 배치되어 있는 다이오드들(D4)과 커패시터(C5) 및 제너다이오드(ZD4)에 의하여 역전압이 걸리게 되어 게이트 저전압(VGL)이 형성되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 VGL 전압은 액정표시장치의 구동회로부에 배치되어 있는 DC/DC 변환부의 PWM IC로부터 발생한 다음, 게이트 드라이버를 거쳐 액정 패널의 게이트 버스 라인을 통하여 인가되는데, 각 단계별 로드(LOAD)의 변화에 의하여 VGL 전압은 심하게 떨리면서 출력되는 문제가 발생한다.

이와 같이 VGL 전압의 불안정은 액정 패널이 디스플레이될 때, 그리니쉬(Greenish) 불량 또는 화면상에 딤(dim) 현상이 발생하는 문제를 야기하게 되어 화면 품위를 현저하게 저하시키는 단점이 있다.

본 발명은, 액정표시장치의 구동회로의 DC/DC 변환기에서 발생된 불안정한 게이트 저전압과, 액정 패널에 인가한 피드백된 게이트 저전압 또는 DC/DC 변환기에서 발생되는 Vcom 전압을 함께 보상회로의 입력단에 인가함으로써 게이트 저전압을 안정화시켜 액정표시장치의 화면 품위를 개선할 수 있는 액정표시장치 전압 보상회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치 전압 보상회로는,

액정표시장치에서,

상기 액정표시장치 구동 회로의 DC/DC 변환부로부터 인가되는 직류 전압을 펌핑하는 제 1 펌핑부와 제 2 펌핑부; 및

상기 제 1 펌핑부의 출력단에 배치되어 게이트 저전압의 리플 현상을 안정화시키는 보상회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 펌핑부는 복수개의 다이오드들을 통과한 전압을 병렬로 연결된 제너 다이오드와 커패시터 및 저항기에 의하여 펌핑 다운된 게이트 저전압을 출력하고, 상기 제 1 펌핑부와 연결된 보상회로는 OP 엠프로 구성된 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 보상회로의 버퍼부의 입력단에는 상기 DC/DC 변환부와 제 1 펌핑부로부터 출력되는 게이트 저전압 신호와, 액정 패널에 인가한 게이트 저전압 신호를 인가하여 게이트 저전압을 출력하고, 상기 보상회로의 버퍼부의 입력단에는 상기 DC/DC 변환부와 제 1 펌핑부로부터 출력되는 게이트 저전압 신호와, 액정 패널에 인가한 공통 전압 신호를 인가하여 게이트 저전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 액정표시장치의 구동회로의 DC/DC 변환기에서 발생된 불안정한 게이트 저전압과, 액정 패널에 인가한 피드백된 게이트 저전압 또는 DC/DC 변환기에서 발생되는 Vcom 전압을 함께 보상회로의 입력단에 인가함으로써 게이트 저전압을 안정화시켜 액정표시장치의 화면 품위를 개선할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

액정표시장치 모듈 중 액정 패널 상에 데이터 신호와 구동 신호를 인가하는 구동회로부는, 데이터 신호를 상기 액정 패널 상에 인가하는 데이터 드라이버와, 상기 구동 신호를 상기 액정 패널 상에 인가하는 게이트 드라이버와, 상기 데이터 드라이버와 게이트 드라이버에 화면을 재생하기에 적합한 타이밍으로 각 디스플레이 데이터, 클럭 및 제어 신호를 포맷하여 출력하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 액정 패널 및 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 인가 받아 상기 데이터 드라이버에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준 전압을 공급하는 감마 기준 전압부와, 상기 전원 공급부로부터 출력된 전압을 이용하여 액정 패널에 사용되는 정전압(VDD), 게이트 고전압(VGH), 게이트 저전압(VGL), 기준전압(Vref) 및 공통전압(Vcom) 등을 출력하는 DC/DC 변환부로 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 게이트 저전압을 보상한 회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 DC/DC 변환부에서 출력되는 DC 전압을 이용하여 VGL과 VGH 전압을 출력하는데 게이트 저전압(VGL)과 게이트 고전압(VGH) 회로(16b, 16a)는 다음과 같다.

상기 DC/DC 변환부의 PWM IC의 스위칭에 의하여 DC 전압이 발생하면 이를 Vdd 전압과, 다이오드들 및 커패시터로 구성된 제 2 펌핑 회로(16b)에 의하여 게이트 고전압을 발생시킨다.

동일한 방식으로 상기 DC/DC 변환부의 PWM IC의 스위칭에 의하여 DC 전압이 발생하면, 이를 다이오드들과 제너 다이오드로 구성된 제 1 펌핑회로(16a)에 의하여 직류 전압을 낮추어 게이트 저전압을 발생시키고, 이를 보상회로(30)에서 버퍼링 시킨 후 게이트 저전압으로 출력시킨다.

도 4는 본 발명에 사용되는 보상회로를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, VGL 회로에서 발생된 게이트 저전압을 보상시키기 위한 보상회로 중 하나는 DC/DC 변환부로부터 VGL 회로를 통하여 발생되는 게이트 저전압과, 액정 패널에 인가된 게이트 저전압을 피드백하여 상기 보상회로의 입력단이 입력한 후 OP엠프로 구성된 버퍼부를 통과시켜 VGL을 출력시킨다.

또 다른 보상회로는 DC/DC 변환부로부터 VGL 회로를 통하여 발생되는 게이트 저전압과, 액정 패널에 인가된 공통 전압, Vcom 전압을 상기 보상회로의 입력단이 입력한 후 OP엠프로 구성된 버퍼부를 통과시켜 VGL을 출력시킨다.

상기 VGL 출력을 위하여 VGL을 피드백하여 입력하는 보상회로는 OP엠프와, 상기 피드백 VGL 신호가 입력되는 OP엠프의 반전 입력단에 직렬로 저항을 연결하였다.

따라서, 상기와 같은 구조를 갖는 보상회로는 입력 단에 VGL과 피드백 VGL이 인가되면 OP엠프에서 버퍼링되면서 불안정한 VGL 파형의 평균 파형이 형성되어 출력되는 VGL 파형의 딜레이 타임을 감소시킨다.

다른 보상회로에서도 상기 VGL 출력을 위하여 액정 패널의 Vcom 신호가 입력단에서 VGL 신호와 함께 입력된 후, OP엠프에서 버퍼링되면서 불안정한 VGL 파형의 평균 파형이 형성되어 출력되는 VGL 파형의 딜레이 타임(delay time)을 감소시킨다.

도 5는 본 발명에 따라 게이트 저전압의 개선된 파형을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따라 DC/DC 변환부로부터 펌핑 다운되어 출력되는 VGL 신호 파형이 커패시터 값에 의하여 딜레이 타임됨을 볼 수 있다.

즉, VGL 신호 파형은 한 주기 내에서 타임 딜레이(delay time)로 인하여 일정시간 후에 기준 전압 영역으로 파형이 감소하지 않아 불안정한 파형이 출력된다.

하지만, VGL 신호를 보상회로를 거치게 한 후에는, 한 주기 내에서 일정시간 후에, 기준 전압 영역으로 급격하게 파형이 감소하여 타임 딜레이가 발생하지 않음을 볼 수 있다.

따라서, 종래 기술에서와 같이 보상 회로가 없을 때에는 Vcom 전압이나 VGL 전압 파형이 액정 패널의 로드(load) 변화에 의하여 불안정한 리플 현상이 발생하여 화면 품위를 저해하는 원인이 되었다.

하지만, 본 발명에서는 OP 엠프로 구성된 보상회로를 VGL 출력단에 배치함으로써, OP 엠프의 비반전입력단에 액정 패널 등의 로드에 영향이 없는 직류 VGL 전압 파형을 인가하고, 상기 OP 엠프의 반전입력단에는 액정 패널의 로드의 영향을 받은 VGL 신호 또는 Vcom 신호를 인가하도록 함으로써, 파형의 타임 딜레이를 줄였다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치의 구동회로의 DC/DC 변환기에서 발생된 불안정한 게이트 저전압과, 액정 패널에 인가한 피드백된 게이트 저전압 또는 DC/DC 변환기에서 발생되는 Vcom 전압을 함께 보상회로의 입력단에 인가함으로써 게이트 저전압을 안정화시켜 액정표시장치의 화면 품위를 개선할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 모듈을 도시한 블록도.

도 2는 종래 기술에 따른 게이트 저전압 회로도.

도 3은 본 발명에 따른 게이트 저전압을 보상한 회로도.

도 4는 본 발명에 사용되는 보상회로를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따라 게이트 저전압의 개선된 파형을 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 액정 패널 2: 구동 회로부

3a: 게이트 드라이버 3b: 데이터 드라이버

5: 감마 기준 전압부 7: 타이밍 컨트롤러

8: DC/DC 변환부 9: 전원 공급부

10: 시스템

Claims (5)

1. 액정표시장치에서,

   상기 액정표시장치 구동 회로의 DC/DC 변환부로부터 인가되는 직류 전압을 펌핑하는 제 1 펌핑부와 제 2 펌핑부; 및

   상기 제 1 펌핑부의 출력단에 배치되어 게이트 저전압의 리플 현상을 안정화시키는 보상회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 전압 보상회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 펌핑부는 복수개의 다이오드들을 통과한 전압을 병렬로 연결된 제너 다이오드와 커패시터 및 저항기에 의하여 펌핑 다운된 게이트 저전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 전압 보상회로.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 펌핑부와 연결된 보상회로는 OP 엠프로 구성된 버퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 전압 보상회로.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 보상회로의 버퍼부의 입력단에는 상기 DC/DC 변환부와 제 1 펌핑부로부터 출력되는 게이트 저전압 신호와, 액정 패널에 인가한 게이트 저전압 신호를 인가하여 게이트 저전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 전압 보상회로.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 보상회로의 버퍼부의 입력단에는 상기 DC/DC 변환부와 제 1 펌핑부로부터 출력되는 게이트 저전압 신호와, 액정 패널에 인가한 공통 전압 신호를 인가하여 게이트 저전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 전압 보상회로.