KR20070066045A - 감마 전압 생성 방법 및 장치와 이를 이용한 액정 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RVA 모드와 같은 고전압 액정을 구동하는 경우 감마 전압 범위를 확장함으로써 감마 전압의 조정이 용이한 액정 표시 장치의 감마 전압 생성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 감마 구동 전압과 로우 공통 전압을 공급하는 단계와; 상기 감마 구동 전압과 낮은 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하는 단계를 포함하는 감마 전압 생성 방법 및 장치와 이를 이용한 액정 표시 장치를 개시한다.

RVA, 감마 전압, 공통 전압, 로우 공통 전압, 부극성

Description

감마 전압 생성 방법 및 장치와 이를 이용한 액정 표시 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING GAMMA VOLTAGE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME}

도 1은 종래의 감마 전압과 공통 전압을 이용한 데이터 충전 특성도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RVA 모드의 감마 전압과 공통 전압을 이용한 데이터 충전 특성도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 회로 블록도.

도 4는 도 3에 도시된 감마 전압 생성부의 상세 회로도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 감마 전압 생성부 22 : 감마 세트 선택부

24 : 타이밍 컨트롤러 26 : 데이터 드라이버

28 : 게이트 드라이버 30 : 액정 패널

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 감마 전압 범위를 확장하여 데이터 전압의 선택 범위를 넓힐 수 있는 감마 전압 생성 방법 및 장치와 이를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 전계에 따라 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 액정셀마다 박막 트랜지스터가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 패널과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다.

액정 패널은 도 1에 도시된 바와 같이 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 구분된 서브 화소 영역마다 형성된 액정셀(Clc)과, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 액정셀(Clc) 사이에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)를 구비한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)의 데이터 신호를 액정셀(Clc)에 공급한다. 액정셀(Clc)은 공급된 데이터 신호와 공통 전압(Vcom)과의 차전인 화소 전압을 충전하고 충전된 화소 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절하게 된다. 이때, 액정셀(Clc)에 충전된 화소 전압이 안정적으로 유지되게 하기 위하여 액정셀(Clc)과 병렬 접속된 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다.

구동 회로는 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버와 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버를 구비한다. 게이트 드라이버는 게이트 라인(GL)에 라인 순차적으로 스캔 신호를 공급한다. 데이터 드라이버는 디지털 형태의 데이터 신호를 아날로그 전압으로 변환하여 게이트 라인(GL)에 스캔 신호가 공급될 때마다 데이터 라인(DL)으로 공급한다.

이때, 데이터 드라이버는 계조별로 다른 레벨을 갖는 다수의 감마 전압을 이용하여 디지털 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환하게 된다. 다시 말하여, 데이터 드라이버는 디지털 데이터 신호의 계조 값에 대응하는 감마 전압을 선택하여 데이터 라인으로 공급하게 된다. 이때, 데이터 드라이버는 인버젼 구동을 위한 극성 제어 신호에 따라 정극성 또는 부극성(VCOM 기준) 감마 전압을 선택하여 데이터 라인으로 공급하게 된다.

이를 위하여, 감마 전압부는 액정 표시 장치의 전압 대 휘도의 비선형 특성, 예를 들면 2.2 감마 곡선에 따라 계조별로 미리 설정된 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버로 공급한다. 감마 전압부는 통상 감마 구동 전압(GVDD) 공급 라인과 그라운드 사이에 직렬 접속된 저항 스트링(String)을 이용하여 분압함으로써 다수의 감마 전압들을 생성한다. 이러한 다수의 감마 전압들은 항상 그라운드 보다 높은 정극성 전압으로 도 1에 도시된 바와 같이 일정 주기로 스윙하는 공통 전압(VCOM)을 기준으로 정극성 및 부극성이 결정된다.

도 1을 참조하면, TN(Twisted Nematic) 모드의 액정에 인가되는 데이터 신호(DATA)로는 일정 주기로 스윙하는 공통 전압(VCOM)를 기준으로 한 부극성 및 정극성의 63계조 감마 전압(V63)이 선택되어 공급된다. 이러한 TN 모드에서 0계조에서 63계조를 표현하고자 하는 경우 감마 구동 전압(GVDD)과 그라운드(GND) 사이에 포함되는 약 3.5V 범위에서 모든 계조를 표현할 수 있고 감마 전압의 조정이 가능하다.

그러나, RVA(Rubbing Vertical Alingment) 모드의 고전압 액정을 구동하는 경우 감마 전압의 조정을 위해서는 약 5V 정도의 감마 전압 범위가 필요하지만 현 데이터 구동 IC의 구조상 감마 전압 범위는 감마 구동 전압(GVDD)과 그라운드(GND) 사이의 약 4V 범위로 한정됨으로써 감마 전압 세팅이 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 RVA 모드와 같은 고전압 액정을 구동하는 경우 감마 전압 범위를 확장함으로써 감마 전압의 조정이 용이한 감마 전압 생성 방법 및 장치와 이를 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 감마 전압 생성 방법은 감마 구동 전압과 로우 공통 전압을 공급하는 단계와; 상기 감마 구동 전압과 낮은 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 감마 전압 생성 장치는 감마 구동 전압과 로우 공통 전압을 공급하는 전원부와; 상기 감마 구동 전압과 낮은 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하는 감마 전압 생성부를 구비한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 패널과; 하이 공통 전압과 로우 공통 전압을 교번하는 교류 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널로 공급하고 감마 구동 전압을 생성하여 공급하는 전원부와; 상기 감마 구동 전압과 상기 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하여 공급하는 감마 전압 생성부와; 상기 다수의 감마 전압 중 데이터에 해당되는 감마 전압을 선택하여 상기 액정 패널에 공급하는 데이터 구동부를 구비한다.

여기서, 상기 로우 공통 전압은 그라운드 보다 낮은 부극성 전압이고, 상기 감마 전압 생성부와 데이터 구동부에 내장된다.

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

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 감마 전압을 이용한 데이터 신호의 구동 파형도이다.

도 2를 참조하면, 액정 패널의 액정셀들이 수평 라인 단위로 극성이 인버젼되는 라인 인버젼 구동을 위하여 수평 동기 기간(H) 단위로 공통 전압(VCOM)의 하이 공통 전압(VCOMH)과 로우 공통 전압(VOML)을 교번하여 공급된다. 여기서 로우 공통 전압(VCOML)은 RVA 모드의 고전압 액정을 구동하기 위하여 그라운드(GND) 보다 낮은 약 -2.7V 정도의 수준으로 공급된다. 본 발명에 따른 감마 전압 생성 방법은 로우 공통 전압(VCOML)을 감마 전압을 생성하는데 이용함으로써 감마 전압의 세팅 범위를 감마 구동 전압(GVDD)과 로우 공통 전압(VCOML) 사이에서 5V 정도로 확장할 수 있게 된다.

예를 들어, 임의의 액정셀이 부극성 전압으로 62계조를 표시하고자 하는 경 우 공통 전극에는 하이 공통 전압(VCOMH)이 공급되고, 로우 공통 전압(VCOML)을 이용한 부극성의 63계조의 감마 전압(V63)이 선택되어 데이터 라인을 통해 화소 전극에 공급된다. 이 결과, 액정셀은 하이 공통 전압(VCOMH)과 부극성의 63계조의 감마 전압(V63)의 차전압인 부극성(-)의 화소 전압을 충전하여 63 계조를 표시할 수 있게 된다.

반면에, 그 액정셀이 정극성 전압으로 62계조를 표시하고자 하는 경우 공통 전극에는 로우 공통 전압(VCOML)이 공급되고, 감마 구동 전압(GVDD)과 근접한 정부성의 63계조의 감마 전압(V63)이 선택되어 데이터 라인을 통해 화소 전극에 공급된다. 이 결과, 액정셀은 로우 공통 전압(VCOML)과 정극성의 63계조의 감마 전압(V63)의 차전압인 정극성(+)의 화소 전압을 충전하여 63 계조를 표시할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 감마 전압 생성 방법은 그라운드(GND) 보다 낮은 로우 공통 전압(VCOML)을 이용하여 감마 전압의 세팅 범위를 감마 구동 전압(GVDD)과 로우 공통 전압(VCOML) 사이에서 5V 정도로 확장함으로써 RVA 모드의 고전압 액정을 구동하기 위한 감마 전압 세팅이 용이해지게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 액정 표시 장치는 액정 패널(30)의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(28)와, 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(26)와, 감마 전압을 생성하는 감마 전압 생성부(22)와, 데이터 드라이버(26) 및 게이트 드라이버(28)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(24)와, 상기 각 회로 블록에 필요한 다수 의 구동 전압을 생성하여 공급하는 전원부(20)를 구비한다.

전원부(20)는 외부로부터의 구동 전압(VDD)을 입력하여 게이트 온 전압(VON) 및 게이트 오프 전압(VOFF)을 각각 생성하여 게이트 드라이버(28)로 공급한다. 전원부(20)에 공급되는 구동 전압(VDD)은 디지털 회로를 포함하는 타이밍 컨트롤러(24)와 데이터 드라이버(26) 및 게이트 드라이버(28)에 디지털 구동 전압으로 공급된다. 전원부(20)는 하이 공통 전압(VCOMH)과 로우 공통 전압(VCOML)을 일정 주기로 교번하는 교류 공통 전압(VCOM)을 생성하여 액정 패널(30)에 공급한다. 또한 전원부는(20)는 감마 구동 전압(GVDD)를 생성하여 상기 교류 공통 전압(VCOM)에 이용되는 로우 공통 전압(VCOML)과 함께 감마 전압 생성부(22) 및 데이터 드라이버(26)로 공급한다.

타이밍 컨트롤러(24)는 외부로부터 입력된 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 도트 클럭, 데이터 이네이블 신호를 이용하여 게이트 드라이버(28) 및 데이터 드라이버(26)를 제어하는 제어 신호들을 발생한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(24)는 도트 클럭 신호에 따라 입력된 데이터 신호를 정렬하여 데이터 드라이버(26)로 공급한다.

감마 전압 생성부(22)는 도 4에 도시된 바와 같이 전원부(20)로부터의 감마 구동 전압(GVDD)과 로우 공통 전압(VCOML) 사이의 전압을 저항 스트링을 이용하여 분압함으로써 0계조에서 63계조에 해당되는 다수의 감마 전압(V0 내지 V63)을 생성하고 생성된 다수의 감마 전압(V0 내지 V63)을 데이터 드라이버(26)로 공급한다. 여기서 감마 전압 생성부(22)는 다수의 감마 전압(V0 내지 V63)을 정극성 감마 전 압(V0 내지 V63)으로 출력하고, 정극성 감마 전압(V0 내지 V63)의 레벨 순서와 상반되는 부극성 감마 전압(V63 내지 V0)을 출력한다.

데이터 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(24)로부터의 디지털 데이터 신호에 따라 감마 전압 생성부(22)를 통해 공급된 감마 전압을 선택하여 액정 패널(30)의 데이터 라인(DL)으로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(24)로부터의 극성 제어 신호에 따라 정극성 또는 부극성 감마 전압을 선택하여 데이터 라인(DL)으로 공급한다. 이러한 데이터 드라이버(26)는 상기 감마 전압 생성부(22)와 함께 하나의 구동 칩으로 집적화될 수 있다.

게이트 드라이버(28)는 타이밍 컨트롤러(24)로부터의 제어 신호에 따라 스캔 신호를 발생하여 게이트 라인(GL)으로 공급한다. 이때, 게이트 드라이버(28)는 타이밍 컨트롤러(24)로부터의 제어 신호에 따라 전원부(20)의 게이트 온 전압(VON)을 선택하여 게이트 라인(GL) 스캔 신호로 공급하고, 나머지 기간에는 게이트 오프 전압(VOFF)을 선택하여 게이트 라인(GL)로 공급한다.

액정 패널(30)은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 구분된 서브 화소 영역마다 형성된 액정셀(Clc)과, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 액정셀(Clc) 사이에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)를 구비한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)의 데이터 신호를 액정셀(Clc)에 공급한다. 액정셀(Clc)은 공급된 데이터 신호와 공통 전압(VCOM)과의 차전인 화소 전압을 충전하고 충전된 화소 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절하게 된다. 이때, 액정셀(Clc)에 충전된 화소 전압이 안정적으로 유지되 게 하기 위하여 액정셀(Clc)과 병렬 접속된 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 특히, 액정셀(Clc)은 RVA 모드의 고전압 액정을 이용하고 화소 전극 및 공통 전극에 형성된 슬릿이나 러빙에 의해 액정 배열 방향이 서로 다른 멀티 도메인을 형성함으로써 광시야각을 확보한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 감마 전압 생성 방법 및 장치와 이를 이용한 액정 표시 장치는 부극성의 로우 공통 전압(VCOML)을 이용하여 감마 전압 범위를 감마 구동 전압과 로우 공통 전압(VCOML) 사이로 확장함으로써 고전압 액정을 구동하기 위한 감마 전압 세팅이 용이해지게 된다. 이에 따라, 고전압 액정을 구동하면서도 감마 곡선에 따라 감마 전압을 조정함으로써 표시 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

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 (7)

1. 감마 구동 전압과 로우 공통 전압을 공급하는 단계와;

   상기 감마 구동 전압과 낮은 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 로우 공통 전압은 그라운드 보다 낮은 부극성 전압인 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 방법.
3. 감마 구동 전압과 로우 공통 전압을 공급하는 전원부와;

   상기 감마 구동 전압과 낮은 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하는 감마 전압 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 로우 공통 전압은 그라운드 보다 낮은 부극성 전압인 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
5. 화상을 표시하는 액정 패널과;

   하이 공통 전압과 로우 공통 전압을 교번하는 교류 공통 전압을 생성하여 상기 액정 패널로 공급하고 감마 구동 전압을 생성하여 공급하는 전원부와;

   상기 감마 구동 전압과 상기 로우 공통 전압 사이의 전압을 분압하여 다수의 감마 전압을 생성하여 공급하는 감마 전압 생성부와;

   상기 다수의 감마 전압 중 데이터에 해당되는 감마 전압을 선택하여 상기 액정 패널에 공급하는 데이터 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 로우 공통 전압은 그라운드 보다 낮은 부극성 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 감마 전압 생성부는 상기 데이터 구동부에 내장된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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