KR20060019909A - 액정 표시 장치 및 그의 구동 장치 - Google Patents

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박진용
문종득
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Abstract

액정 표시 장치 및 그의 구동 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 다수의 게이트선, 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 데이터선에 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 가지는 다수의 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 화소 전극, 및 화소 전극에 대향되어 형성된 공통 전극을 포함하는 액정 패널과, 게이트선에 박막 트랜지스터를 온/오프 시키기 위한 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부와, 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 소스 구동부와, 외부의 타이밍 컨트롤러로부터의 게이트 클럭 신호와 출력 제어 신호를 인가받아 이들에 동기하는 게이트 신호를 상기 게이트 구동부로 공급하는 게이트 전압 발생부; 및 소정 레벨의 직류 전압을 출력하는 공통 전압 출력부와, 화소 전극에 대향하여 형성된 공통 전극에 인가된 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 공통 전압 출력부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함하는 공통 전압 발생부를 포함한다.
공통 전압, 디지털 공통 전압 제어부, PWM, 피드백

Description

액정 표시 장치 및 그의 구동 장치{Liquid crystal display device and driving device for the same}
도 1은 종래 기술에 따른 공통 전압 발생부를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 걔략도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부를 나타낸 블록 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부를 나타낸 블록 회로도이다.
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치의 공통 전압 발생 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써, 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 액정 패널, 이를 구동하는 구동 회로부와, 상기 액정 패널의 후면에서 소정의 광을 인가하는 백라이트부를 포함하여 이루어진다.
상기 구동 회로부는 상기 액정 패널을 구동시키기 위한 다수의 소스 구동 집적 회로로 구성된 소스 구동부, 다수의 게이트 구동 집적 회로로 구성된 게이트 구동부, 타이밍 컨트롤러, 계조 전압 발생부, 및 공통 전압 발생부 등을 포함한다. 이들 구동 회로부는 예를 들어, 액정 패널 상이나 테잎 캐리어 패키지 (Tape Carrier Package: TCP) 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board: PCB)상에 실장되어 있다.
액정 모듈을 완성하여, 상기 테잎 케리어 패키지 또는 인쇄 회로 기판 상에 부품을 실장하는 SMT(Surface Mounting Technology) 공정 후에, 상기 액정 모듈의 양호 또는 불량을 판정하는 테스트를 진행한다. 이때, 플리커(Flicker) 특성 및 패널별 산포 때문에, 각각의 패널마다 공통 전압(Vcom)을 미세 조정하도록 하는 과정을 함께 수행하는 것이 일반적이다.
한편, 상기 플리커 현상은 공통 전압을 중심으로 한 화소 전압의 면적이 대칭이 되지 않을 경우에, 각 화소에 충전되는 화소 전압의 양이 프레임마다 차이가 발생하여, 화소 전압이 반전될 때 화면이 깜박이는 현상을 말한다.
도 1은 종래 기술에 따른 공통 전압 발생부를 나타낸 회로도이다.
상기 공통 전압 발생부는 액정 패널의 공통 전극에 인가하는 공통 전압(Vcom)을 생성하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 저항(R1~R4)과 버퍼부(10)를 포함하여 이루어진다.
또한, 생성된 공통 전압(Vcom)은 플리커(Flicker) 특성 및 패널별 산포 때문에, 모듈 완성 후 최종 테스트시에 공통 전압(Vcom)을 미세 조정하도록 가변 저항(Rv)을 포함한다.
종래에는 각각의 패널마다 상기 공통 전압 발생부의 가변 저항(Rv)을 매번 수동으로 조절하여 공통 전압 출력을 미세 조정하여야 하므로, 작업이 번거로운 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액정 패널의 로드 특성에 따른 편차에 의한 플리커 발생을 억제할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 패널 완성 후 실시하는 공통 전압 튜닝을 자동으로 수행할 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 구동 장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는, 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 가지는 다수의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는 화소 전극, 및 상기 화소 전극에 대향되어 형성된 공통 전극을 포함하는 액정 패널; 상기 게이트선에 상기 박막 트랜지스터를 온/오프 시키기 위한 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부; 상기 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 소스 구동부; 외부의 타이밍 컨트롤러로부터의 게이트 클럭 신호와 출력 제어 신호를 인가받아 이들에 동기하는 게이트 신호를 상기 게이트 구동부로 공급하는 게이트 전압 발생부; 및 소정 레벨의 직류 전압을 출력하는 공통 전압 출력부와, 상기 화소 전극에 대향하여 형성된 공통 전극에 인가된 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 상기 공통 전압 출력부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함하는 공통 전압 발생부를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 공통 전압 출력부는 외부의 펄스 신호 또는 내부에 저장된 공통 전압 레벨에 따른 출력 신호를 제공하는 디지털 공통 전압 제어부인 것이 바람직하다.
한편, 상기한 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는, 외부의 펄스 신호 또는 내부에 저장된 공통 전압 레벨에 따른 직류 출력 신호를 제공하는 디지털 공통 전압 제어부; 및 공통 전극의 센터부에 인가되는 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 상기 디지털 공통 전압 제어부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 제1 전압과 접지 사이에 직렬 연결된 다수개의 저항 및 상기 제1 전압이 상기 다수개의 저항에 의해 분압되어 상기 분압된 전압을 인가받아 소정 레벨의 직류 전압을 제공하는 버퍼부를 포함하는 공통 전압 출력부와, 공통 전극의 센터부에 인가되는 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 상기 버퍼부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 걔략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(100), 게이트 구동부(200), 소스 구동부(300), 게이트 전압 발생부(400), 및 공통 전압 발생부(500)를 포함한다.
액정 패널(100)은 게이트 신호를 전달하기 위한 다수의 게이트선(G)과 이 게이트선(G)과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선(D)이 형성되어 있다. 하나의 게이트선과 하나의 데이터선이 교차하여 이루어지는 행렬 형태의 각각 화소 영역에 는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있으며, 도 2에서는 설명의 편의상, 한 개의 화소에 대한 등가회로만을 도시하였다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 상기 게이트선(G)에 연결되고, 소스 전극은 상기 데이터선(D)에 연결되며, 드레인 전극은 액정 패널의 하부 기판에 형성된 화소 전극에 연결된다. 또한, 상기 하부 기판에 대향하여 형성된 상부 기판에는 공통 전극이 형성되어 있다.
게이트 구동부(200)는 상기 게이트선(G)에 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 온/오프 시키기 위한 게이트 신호를 인가한다.
소스 구동부(300)는 도시하지 않은 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 신호에 의해 구동하여 게이트 구동부(200)의 구동에 따라 데이터 신호를 모든 데이터 선에 인가한다.
게이트 전압 발생부(400)는 도시하지 않은 타이밍 컨트롤러(timing controller)로부터 게이트 클럭(CPV)과 게이트 온 인에이블 신호(OE)를 입력받아 이 두 신호에 동기하는 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 상기 게이트 구동부(200)로 공급한다.
공통 전압 발생부(500)는 액정 패널(100) 내에 형성된 공통전극에 공통 전압(Vcom)을 인가한다. 이때, 상기 공통 전극 상의 여러 지점에 각각 공통 전압(Vcom)을 인가할 수 있다.
다음은, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부(500)를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부를 나타낸 블록 회로도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부(500)는 디지털 공통 전압 제어부(Digital Vcom Controller)(510)와 피드백 제어부(520)를 포함한다.
상기 디지털 공통 전압 제어부(510)는 PWM(Pulse width Modulation) 방식에 따라 공통 전압 레벨을 생성하여 출력하는 것으로, CTL 신호로 인가되는 펄스의 주파수에 따라 출력 레벨이 변동되는 방식으로 직류 전압을 출력하여 액정 패널의 공통 전극상에 인가한다.
구체적으로, 상기 CTL 신호는 구형파 신호로서, 상기 구형파 신호의 펄스 폭을 외부에서 조절 가능하도록 하여, 다양한 주파수를 갖는 CTL 신호가 인가될 수 있다.
이때, 상기 디지털 공통 전압 제어부(510)는 인가되는 상기 CTL 신호의 주파수가 높으면 상대적으로 높은 레벨의 공통 전압을 발생토록 하고, 상기 CTL 신호의 주파수가 낮으면 상대적으로 낮은 레벨의 공통 전압을 발생토록 하는 방식으로 공통 전압(Vcom)의 출력을 조절할 수 있다.
또한, 상기 디지털 공통 전압 제어부(510)는 내부에 EPROM(511)을 포함하고 있어서, 소정의 공통 전압 레벨을 기억시켜 놓고, 기억된 전압 레벨을 그대로 출력하도록 하는 기능도 수행할 수 있다.
한편, 상기 CE 신호는 인가되는 상기 CTL 신호로 공통 전압을 조절할 것인지, 내부 EPROM에 저장된 소정의 공통 전압 레벨을 출력한 것인지를 선택하는 신호를 입력받는다. 예를들어, 상기 CE 신호가 하이 레벨로 인가되면 CTL 신호 입력에 따른 공통 전압을 발생시키고, 상기 CE 신호가 로우 레벨로 인가되면 상기 EPROM에 저장된 소정 레벨의 공통 전압을 발생시키도록 한다.
상기 디지털 공통 전압 제어부(510)로부터의 출력 신호는 캐패시터(C1)에 인가되어 이 전압이 공통 전압(Vcom)으로써 액정 패널의 공통 전극에 인가된다.
이때, 상기 공통 전압(Vcom)은 공통 전극의 여러 지점에 각각 독립적으로 인가될 수 있다. 또한, 상기 공통 전압은 상기 공통 전극의 여러 지점마다 그 로드 특성을 고려하여 조금씩 다른 전압 레벨로 인가될 수도 있다.
피드백 제어부(520)는 액정 패널(100)에 형성된 공통 전극의 센터 전압(Vcom center)을 피드백 받아, 상기 센터 전압(Vcom center)을 소정의 기준 전압(reference Vcom)과 비교하고, 그 차이값을 보상하여 적절한 공통 전압(Vcom)이 출력되도록 하는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 센터 전압은(Vcom center) 공통 전극의 여러 지점에 각각 인가되는 공통 전압 중, 공통 전극의 센터부에 인가되는 공통 전압을 의미한다.
구체적으로, 상기 피드백 제어부(520)는 공통 전극상의 센터부로부터 공통 전압을 인가받아 기준 전압과 비교하는 비교기와, 비교기의 출력에 따라 상기 내부 공통 전압을 적절한 전압으로 조절할 수 있는 로드부를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 피드백 제어부(520)의 동작에 따른 공통 전압(Vcom)의 튜닝은, 플리커(flicker)가 잘 시인되는 1*2 도트 패턴(dot pattern)으로 영상을 설정하고 에이징(aging)을 진행하는 과정에서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 종래에 액정 패널의 로드 특성에 따른 편차가 패널마다 산포를 나타 내여 일일이 수동으로 공통 전압을 조율하였던 방식 대신에, 공통 전극 상에 인가된 센터 전압을 피드백받아 이를 기준 전압과 비교하여 보상하는 방식으로 공통 전압을 조절하도록 하였다.
이에 따라, 패널 완성 단계에서, 각각의 패널마다 특성 산포에 따라 개별적으로 공통 전압을 조절하지 않고도, 패널 편차에 따른 플리커 차이를 최적의 상태로 오토 튜닝(auto tuning)할 수 있다.
다음은, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부를 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 발생부를 나타낸 블록 회로도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 공통 전압 발생부는 저항(R1 ~ R4)과, 버퍼(515), 피드백 제어부(520)를 포함한다.
상기 버퍼(515)는 아날로그 전원 전압(AVDD)으로부터 저항 분할 방식에 의해 생성된 직류 전압을 액정 패널(100)의 공통 전극에 인가하는 전압 추종기(Voltage follower)의 역할을 수행한다.
구체적으로, 상기 저항(R1 ~ R3)에 따른 아날로그 전원 전압(AVDD)으로부터의 분할 전압이 캐패시터(C1)에 인가되어 이 전압이 공통 전압(Vcom)으로써 액정 패널의 공통 전극에 인가된다.
이때, 상기 공통 전압(Vcom)은 공통 전극의 여러 지점에 각각 독립적으로 인가될 수 있다. 또한, 상기 공통 전압은 상기 공통 전극의 여러 지점마다 그 로드 특성을 고려하여 조금씩 다른 전압 레벨로 인가될 수도 있다.
피드백 제어부(520)는 액정 패널(100)에 형성된 공통 전극의 센터 전압(Vcom center)을 피드백 받아, 상기 센터 전압(Vcom center)을 소정의 기준 전압(reference Vcom)과 비교하고, 그 차이값을 보상하여 적절한 공통 전압(Vcom)이 출력되도록 하는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 센터 전압은(Vcom center) 공통 전극의 여러 지점에 각각 인가되는 공통 전압 중, 공통 전극의 센터부에 인가되는 공통 전압을 의미한다.
구체적으로, 상기 피드백 제어부(520)는 공통 전극상의 센터부로부터 공통 전압을 인가받아 기준 전압과 비교하는 비교기와, 비교기의 출력에 따라 상기 내부 공통 전압을 적절한 전압으로 조절할 수 있는 로드부를 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 효과를 갖는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액정 패널의 로드 특성에 따른 편차에 의한 플리커 발생을 억제할 수 있다. 또한, 패널 완성후 실시하는 공통 전압의 튜닝을 자동으로 수행할 수 있다.

Claims (5)

  1. 다수의 게이트선, 상기 다수의 게이트선에 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 게이트선에 연결되는 게이트 전극과 상기 데이터선에 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 가지는 다수의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는 화소 전극, 및 상기 화소 전극에 대향되어 형성된 공통 전극을 포함하는 액정 패널;
    상기 게이트선에 상기 박막 트랜지스터를 온/오프 시키기 위한 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부;
    상기 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 소스 구동부;
    외부의 타이밍 컨트롤러로부터의 게이트 클럭 신호와 출력 제어 신호를 인가받아 이들에 동기하는 게이트 신호를 상기 게이트 구동부로 공급하는 게이트 전압 발생부; 및
    소정 레벨의 직류 전압을 출력하는 공통 전압 출력부와, 상기 화소 전극에 대향하여 형성된 공통 전극에 인가된 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 상기 공통 전압 출력부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함하는 공통 전압 발생부를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공통 전압 출력부는 외부의 펄스 신호 또는 내부에 저장된 공통 전압 레벨에 따른 출력 신호를 제공하는 디지털 공통 전압 제어부인 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 피드백 제어부는 상기 공통 전극에 인가된 전압중 상기 공통 전극의 센터부에 인가된 전압을 피드백받는 액정 표시 장치.
  4. 외부의 펄스 신호 또는 내부에 저장된 공통 전압 레벨에 따른 직류 출력 신호를 제공하는 디지털 공통 전압 제어부; 및
    공통 전극의 센터부에 인가되는 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 상기 디지털 공통 전압 제어부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  5. 제1 전압과 접지 사이에 직렬 연결된 다수개의 저항 및 상기 제1 전압이 상기 다수개의 저항에 의해 분압되어 상기 분압된 전압을 인가받아 소정 레벨의 직류 전압을 제공하는 버퍼부를 포함하는 공통 전압 출력부; 및
    공통 전극의 센터부에 인가되는 전압을 피드백받아 기준 전압과 비교하여 상기 버퍼부의 출력 신호를 제어하도록 동작하는 피드백 제어부를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
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