KR20070082965A

KR20070082965A - 액정표시장치용 공통전압 보상회로

Info

Publication number: KR20070082965A
Application number: KR1020060016087A
Authority: KR
Inventors: 홍영기; 정인용
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-23

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 구동회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시패널에 발생하는 크로스토크(Crosstalk)와 그리니쉬(greenish) 현상을 개선하는 평판표시장치용 공통전압보상회로에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 액정표시패널로부터 피드백된 제1공통전압이 인가되는 제1커패시터와; 상기 제1커패시터와 직렬 연결되는 제1저항과; 상기 제1저항과 연결되는 반전입력단자와 기준공통전압이 입력되는 비반전입력단자 및 보상된 제2공통전압을 출력하는 출력단자를 구비하고, 구동전압과 접지전압을 입력받아 동작하는 연산증폭소자와; 상기 피드백된 제1공통전압을 입력받으며 접지단과 연결된 제2커패시터와; 상기 반전입력단자와 상기 출력단자 사이에 연결된 제2저항을 포함하는 액정표시장치용 공통전압 보상회로를 제공하며, 액정표시패널로 인가된 공통전압을 피드백하여 AC성분의 노이즈 신호리플을 제거함으로써 크로스토크 현상을 개선하는 효과를 제공한다.

Description

액정표시장치용 공통전압 보상회로{Common voltage compensation circuit for LCD}

도 1은 종래의 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 도시한 도면

도 2는 종래의 액정표시장치 패널의 구성을 분해 도시한 사시도

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 공통전압 보상회로를 도시한 등가회로도

도4는 액정표시패널로부터 피드백된 공통전압의 신호 파형을 도시한 신호파형도

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치용 공통전압 보상회로를 통해 출력되는 공통전압의 신호 파형을 도시한 신호파형도

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

R1, R2 : 제1, 제2저항 C1, C2 : 제1, 제2커패시터

op-amp : 연산증폭기 Vcom_f : 피드백 공통전압

Vcom_r : 기준공통전압 Vcom_out : 보상된 공통전압

본 발명은 액정표시장치용 구동회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시패널에 발생하는 크로스토크(Crosstalk) 현상을 개선하는 평판표시장치용 공통전압보상회로에 관한 것이다.

액정표시장치는 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 표시장치이다.

이러한 TFT-LCD의 기판 위에는 서로 평행한 복수의 게이트라인과 이 게이트라인에 절연되어 교차하는 복수의 데이터라인이 형성되며, 이들 게이트라인과 데이터라인에 의해 둘러싸인 영역이 하나의 화소를 규정한다. 각 화소의 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 TFT가 형성된다.

이러한 TFT-LCD를 구동시키기 위해서는 게이트라인을 순차적으로 구동시킴과 동시에 구동하는 게이트라인에 연결된 TFT의 소스 단에 인가될 데이터 전압을 데이터라인을 통해 인가한다. 이때, TFT에 형성된 화소에 방향의 전계가 계속해서 인가됨에 따라 발생하는 액정의 열화를 방지하기 위해, 데이터 전압을 매 프레임마다 공통전압에 대해 극성이 반전되도록 한다. 이러한 데이터 전압의 극성을 반전시키는 TFT-LCD 구동 방식을 반전 구동 방식이라 한다.

도 1은 통상의 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 예시한 도면으로서, 액정 셀들이 두장의 투명기판들 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(2)과, 액정패널(2)의 게이트라인들(GL1 내지 GLm)에 접속되어진 게이트 드라이버(6)와, 액정패널(2)의 데이터라인들(DL1 내지 DLn)에 접속되어진 데이터 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(4)에 접속되어진 감마전압발생부(8)를 구비한다. 상기 감마전압발생부(8)는 통상 상기 데이터드라이버(4)에 포함되어 구성되기도 한다.

이러한 액정표시장치에서 액정패널은 제1기판에 박막 트랜지스터(TFT) 어레이와 화소전극을 형성하고, 또한 별도의 제2기판에 컬러필터와 공통전극을 형성한 다음 두 개의 기판을 합착하여 구성되는데, 도 2는 이러한 액정표시장치 패널의 일반적인 구성을 분해 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 액정표시장치 패널(2)은 액정(13)을 사이에 둔 두개의 투명기판(15)(17)으로 구성되며, 이러한 액정패널(2)의 제1기판(15)에는 컬러필터(21)와 공통전극(19)이 적층되고, 상기 제1기판(15)과 소정의 간격을 두고 합착되는 제2기판(17)에는 복수개의 화소(P)와 각 화소에 대응하여 구성되는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 또한, 상기 박막트랜지스터(T)를 구성하는 게이트전극(미도시)과 소스전극(미도시)에 각각 연결되는 게이트라인(29)과 데이터라인(31)이 서로 교차하여 형성된다.

상기 제1기판(15)과 제2기판(17)의 각 외면에는 상부 편광판(polarizer)(23)과 하부편광판(25)이 구성된다.

상기한 일반적인 구성을 가지는 액정표시장치는, 액정에 전압을 인가하면 액정의 배열이 변하게 되고 이러한 상태의 액정에 광을 투과시켜 회절을 발생시킨 후 편광시켜 원하는 영상을 얻는 원리이다.

상기와 같은 구성을 가지는 액정표시장치의 구동을 위해 상기 액정패널(2)의 공통전극(19)으로 공급되는 공통전압은 인쇄회로기판(PCB)으로 구성된 구동회로부(미도시)를 통해 그 전압을 인가 받는다.

그런데, 상기와 같이 인쇄회로기판(PCB)을 통해 액정패널(2)로 입력되는 최초 공통전압과 상기 액정패널(2)에 입력된 후 상기 인가된 공통전압이 가장 늦게 전달되는 공통전극 지점에서의 패널 공통전압을 비교해 보면 차이가 발생하게 된다.

이러한 공통전압의 차이는 상기 액정패널(2)을 통해 구현되는 화상에 따라 공통전압의 AC성분 및 DC성분의 변동과 공통전극 자체의 내부 저항 및 커패시턴스 성분에 의해 발생되며, 크로스토크, 그리니쉬, 플리커 및 화면잔상 등의 문제점을 발생시킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공통전압에 포함된 노이즈성 리플신호를 제거함으로써 수평 크로스토크를 개선하여 평판표시장치의 화질을 향상시키는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 액정표시패널로부터 피드백된 제1공통전압이 인가되는 제1커패시터와; 상기 제1커패시터와 직렬 연결되는 제1저항과; 상기 제1저항과 연결되는 반전입력단자와 기준공통전압이 입력되는 비반전입력단자 및 보상된 제2공통전압을 출력하는 출력단자를 구비하고, 구동전압과 접지전압을 입력받아 동작하는 연산증폭소자와; 상기 피드백된 제1공통전압을 입력받으며 접지단과 연결된 제2커패시터와; 상기 반전입력단자와 상기 출력단자 사이에 연결된 제2저항을 포함하는 액정표시장치용 공통전압 보상회로를 제공한다.

상기 제1공통전압은 상기 액정표시패널의 게이트라인 또는 공통전극으로부터 피드백되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 공통전압 보상회로는 피드백된 제1공통전압을 입력받으며 상기 제1커패시터와 병렬연결된 제3커패시터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연산증폭소자는 상기 제1저항과 제2저항의 저항비를 조절하여 상기 제2공통전압의 전압레벨을 조절하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 공통전압 보상회로를 도시한 등가회로도이다.

구성을 보면, 액정표시패널(미도시됨)로부터 피드백된 공통전압(Vcom_f)을 입력받는 제1커패시터(C1)와, 상기 제1커패시터(C1)와 직렬연결된 제1저항(R1)과, 구동전압(VDD)과 접지전압(VGND)을 입력받으며 상기 제1저항(R1)이 반전입력단자(- 입력단자)에 연결되고, 기준공통전압(Vcom_r)이 비반전입력단자(+ 입력단자)로 입 력되는 연산증폭기(op-amp)를 포함한다.

또한 상기 연산증폭기(op-amp)는 출력단자와 상기 반전입력단자(-) 사이에 연결된 제2저항(R2)과, 상기 피드백된 공통전압(Vcom_f)을 입력받으며 접지단(GND)과 연결된 제2커패시터(C2)를 포함한다.

이때, 상기 피드백된 공통전압(Vcom_f)은 액정표시패널의 화소구조에 따라 전압레벨이 달라질 수 있으며, 일예로 액정화소의 스위칭 박막트랜지스터에 연결되는 저장커패시터의 타단이 상위 수평화소열의 게이트라인과 연결된 스토리지 온 게이트(storage on gate) 구조인 경우 게이트 로우 전압이고, 액정화소의 스위칭 박막트랜지스터에 연결되는 저장커패시터의 타단이 공통전극과 연결된 스토리지 온 커먼(storage on common) 구조의 경우 공통전극 전압이다.

아울러, 상기 제1저항(R1)과 제2저항(R2)에 의한 증폭비(R2/R1) 조절은 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있으므로 각 저항값을 구체적으로 명시하지는 않지만, 바람직하게는 노이즈성 신호리플의 상쇄를 위해 1:1의 증폭비율을 가지도록 구성한다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 공통전압 보상회로의 동작을 도 4와 도5의 실험 결과 그래프를 참조하여 설명한다. 도 4는 액정표시패널로부터 피드백된 공통전압(Vcom_f)의 신호파형을 나타낸 신호그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 공통전압 보상회로를 통해 출력되는 공통전압(Vcom_out)의 신호파형을 나타낸 신호그래프이다.

먼저 액정표시패널로부터 피드백된 공통전압(Vcom_f)에는, 도 4의 아래쪽 신 호파형과 같이, 게이트구동신호 또는 데이터 신호 등의 영향에 의해 AC성분의 노이즈성 신호리플이 포함되어 있다.

이러한 피드백 공통전압(Vcom_f)은 하이패스필터(HPF) 역할을 하는 상기 제1커패시터(C1)와 제1저항(R1)에 의해 DC성분이 제거되고, 또한 상기 제2커패시터(C2)에 의해 AC 형태의 노이즈성 신호리플이 대폭 감소되어 상기 연산증폭기(op-amp)의 반전입력단자(-)로 입력된다. 이때 상기 연산증폭기(op-amp)에 대해 병렬 연결된 제2커패시터(C2)는 주파수를 필터링하는 역할을 수행하기 때문에 축적용량을 달리할 경우 필터링되는 노이즈성 신호리플의 주파수가 달라진다. 따라서 노이즈성 신호리플이 가장 심하게 나타나는 주파수 대역을 필터링할 수 있는 축적용량을 실험적으로 검출하여 상기 제2커패시터(C2)로 구성하는 것이 바람직하다.

이후 상기 반전입력단자(-)로 입력된 AC 형태의 노이즈성 신호리플은 출력단으로부터 제2저항(R2)을 통한 반전입력을 통해 서로 상쇄되어 제거되며, 이후 상기 비반전입력단자(+)로 입력된 이상적인 공통전압 전압레벨의 기준공통전압(Vcom_r)과 합쳐져, 도 5의 아래쪽 신호파형으로 도시된 바와 같이, AC 성분의 노이즈성 리플이 상당히 제거된 공통전압(Vcom_out) 형태로 출력된다.

이러한 본 발명에 따른 공통전압 보상회로는, 상기 제1 및 제2커패시터(C1, C2)의 축적용량을 필요와 응용에 따라 가변시켜 필터링하고자 하는 DC성분과 감쇠시키고자 하는 노이즈성 신호리플의 감쇠폭을 선택적으로 조절할 수 있으며, 아울러 도시되지는 않았지만 상기 제2커패시터(C2)와 병렬의 연결관계를 가지는 제3커패시터 내지 제4커패시터 등을 더욱 추가하여 다양한 주파수 대역의 노이즈성 신호 리플들을 제거하여 상기 반전입력단자(-)로 입력되도록 구성할 수 있다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 공통전압 보상회로는, 액정표시패널로 인가된 공통전압을 피드백하여 AC성분의 노이즈 신호리플을 제거함으로써 크로스토크 현상을 개선하는 효과를 제공한다. 또한 다양한 축적용량의 커패시터를 이용하여 구성할 경우 더욱 광범한 주파수 대역의 노이즈성 신호리플을 제거할 수 있어 보다 고품위의 화질을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims

액정표시패널로부터 피드백된 제1공통전압이 인가되는 제1커패시터와;

상기 제1커패시터와 직렬 연결되는 제1저항과;

상기 제1저항과 연결되는 반전입력단자와 기준공통전압이 입력되는 비반전입력단자 및 보상된 제2공통전압을 출력하는 출력단자를 구비하고, 구동전압과 접지전압을 입력받아 동작하는 연산증폭소자와;

상기 피드백된 제1공통전압을 입력받으며 접지단과 연결된 제2커패시터와;

상기 반전입력단자와 상기 출력단자 사이에 연결된 제2저항

을 포함하는 액정표시장치용 공통전압 보상회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1공통전압은 상기 액정표시패널의 게이트라인 또는 공통전극으로부터 피드백되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 공통전압 보상회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 피드백된 제1공통전압을 입력받으며 상기 제1커패시터와 병렬연결된 제3커패시터

를 더욱 포함하는 액정표시장치용 공통전압 보상회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 연산증폭소자는 상기 제1저항과 제2저항의 저항비를 조절하여 상기 제2공통전압의 전압레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 공통전압 보상회로