KR20070094376A

KR20070094376A - 액정표시장치의 공통전압 보상회로

Info

Publication number: KR20070094376A
Application number: KR1020060024995A
Authority: KR
Inventors: 변성욱
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20

Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 공통전압의 왜곡을 보상할 때 고정된 보상배율로 보상하는 것이 아니라, 복수개의 공통전압 보상회로부를 이용하여 프레임 주파수에 적당한 보상배율로 보상하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 프레임 주파수에 따라, 해당 보상배율로 기 설정된 공통전압 보상부를 선택하기 위한 제어부와; 상기 제어부에 의해 선택 구동되어, 피드백된 공통전압 또는 게이트구동전압의 왜곡된 성분을 보상하기 위한 보상용 공통전압을 발생하는 복수개의 공통전압 보상부와; 상기 공통전압 보상부에 의해 생성된 보상용 공통전압을 이용하여, 공통전압 또는 게이트구동전압의 왜곡된 성분을 보상처리하는 공통전압 보상부에 의해 달성된다.

Description

액정표시장치의 공통전압 보상회로{COMMON VOLTAGE COMPANSATION CIRCUTE FOR LIQUID CRYSTAL DEVICE}

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 블록도.

도 2는 종래 기술에 의한 공통전압 보상 회로도.

도 3의 (a)-(d)는 도 2 각부의 파형도.

도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 공통전압 보상회로도.

도 5는 본 발명에 의한 공통전압 보상회로의 설치 부위를 나타낸 개략도.

도 6의 (a)-(f)는 도 4 각부의 파형도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

41 : 타이밍 콘트롤러 42 : 구동제어부

43 : 제1공통전압 보상부 44 : 보상용 공통전압출력부

45 : 공통전압 보상부 51 : 공통전압 보상회로

본 발명은 액정표시장치에서 공통전압의 왜곡에 의하여 셧다운 크로스 토크, 도트 크로스 토크, 그리니쉬 현상 등이 발생되는 것을 방지하는 기술에 관한 것으로, 특히 프레임 주파수에 상응되게 보상 배율이 적용된 공통전압 보상회로부를 선택하여 공통전압의 왜곡을 보상하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 공통전압 보상회로에 관한 것이다.

액정표시장치는 입력영상신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하는 방식으로 화상을 표시하게 된다. 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 각각의 액정셀마다 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix) 타입의 액정표시장치에 비하여 동영상을 더 선명하게 표시할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 상부유리기판과 하부유리기판이 액정을 사이에 두고 합착되며 다수개의 액정셀(20)들로 이루어진 액정패널(11)과; 상기 액정패널(11)의 데이터라인(DL1∼DLm)들에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(12)와; 상기 액정패널(11)의 게이트라인(GL1∼GLn)들에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(13)를 포함하여 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 게이트 드라이버(13)는 타이밍 콘트롤러(10)의 제어하에 스캔펄스를 발생하고, 이렇게 발생되는 스캔펄스는 게이트라인(GL1∼GLn)들에 순차적으로 공급된다. 이를 위해, 상기 게이트 드라이버(13)는 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스 전압의 스윙폭을 액정셀(11A)의 구동에 적합하도록 쉬프트시키기 위한 레벨 쉬프터를 포함한다.

그리고, 상기 데이터 드라이버(12)는 상기 타이밍 콘트롤러(10)로부터 입력되는 비디오 데이터를 샘플링하고 래치한 후, 그 래치된 데이터를 화소데이터전압으로 미리 설정된 감마보상전압으로 변환하여 데이터라인(DL1∼DLm)에 공급한다.

여기서, 상기 데이터 드라이버(12)에 의해 변환된 데이터는 매 스캔펄스가 발생될 때마다 각 스캔펄스에 동기되어 1수평기간 동안에 1수평라인분씩 데이터라인(DL1∼DLm)들에 공급된다.

한편, 액정패널(11)에는 m x n개의 액정셀(11A)이 매트릭스 타입으로 배치된다. 그리고, 상기 액정패널(11)에는 m개의 데이터라인(DL1∼DLm)과 n개의 게이트라인(GL1∼GLn)들이 수직교차되며, 그 교차부마다 상기 액정셀(11A)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.

상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 드라이버(13)로부터 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴온되며, 이때 데이터라인(DL1∼DLm)상의 데이터 신호가 액정셀(11A)의 화소전극에 전달된다.

즉, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 매 수평라인마다 동일한 게이트라인(GL1∼GLn)에 접속되며, 그 박막트랜지스터(TFT)의 소스 전극은 매 수직라인마다 동일한 데이터라인(DL1∼DLm)에 접속된다. 그리고, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극은 각각의 액정셀(11A)의 화소전극에 접속된다.

그리고, 각 수평라인의 액정셀(11A)들의 화소전극들은 이전 수평라인의 액정셀(11A)들을 구동하기 위한 이전 게이트라인(GL1∼GLn)과 소정 부분 오버랩되어 스토리지 캐패시터를 형성하게 되며, 첫 번째 수평라인의 액정셀(11A)들의 화소전극들은 상기 첫 번째 게이트라인(GL1)의 상부에 위치한 더미 게이트 라인과 소정 부분 오버랩되어 스토리지 캐피시터를 형성하게 된다.

이와 같은 박막트랜지스터(TFT)는 각 게이트라인(GL1∼GLn)에 공급되는 스캔펄스의 게이트 하이전압에 응답하여 데이터라인(DL1∼DLm)에 공급되는 화소전압이 해당 화소전극에 충전되게 한다.

즉, 상기 액정셀(11A)들은 상기 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인(GL1∼GLn)에 순차적으로 공급되는 게이트 하이전압에 의해 턴온될 때에 데이터라인(DL1∼DLm)을 통해 입력되는 해당 화소전압을 충전하여 다시 박막트랜지스터(TFT)가 턴온될 때까지 상기 충전전압을 유지하게 된다.

한편, 상기 액정은 동일 극성의 데이터가 계속적으로 인가되면 열화되는 특성이 있으므로, 이를 방지하기 위해 매 프레임마다 액정에 정극성 및 부극성의 데이터 신호를 교변되게 인가하는 반전 구동방법이 적용된다.

이와 같은 반전 구동방법으로써, 프레임 인버젼 방식(Frame Inversion Method), 라인 인버젼 방식(Line Inversion Method) 및 도트 인버젼 방식(Dot Inversion Method)이 주로 사용되고 있다.

상기 프레임 인버젼 방식은 프레임이 변경될 때마다 액정셀(11A)들에 공급되는 데이터 신호의 극성을 반전시키는 방식이다. 그리고, 라인 인버젼 방식은 액정셀(11A)들에 공급되는 데이터 신호들의 극성을 라인(로우라인 또는 칼럼라인) 단위로 반전시킴과 아울러 프레임 단위로 반전시키는 방식이다. 그리고, 도트 인버젼 방식은 액정셀(11A)들에 공급되는 데이터 신호들을 도트 단위로 반전시킴과 아울러 프레임 단위로 반전시키는 방식이다.

그런데, 상기와 같은 반전 구동에 의해 본의 아니게 공통전압에 왜곡이 발생되고, 이에 의해 화질이 저하되는 문제점이 있었다. 따라서, 상기 반전 구동에 의한 공통전압의 왜곡을 보상하기 위한 회로가 사용된다.

도 2는 종래 기술에 의한 공통전압 보상 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 피드백되는 공통전압에 실려있는 왜곡성분을 소정의 배율로 반전증폭하여 보상용 공통전압을 발생하는 보상용 공통전압발생부(21)와; 상기 보상용 공통전압생성부(21)에서 출력되는 보상용 공통전압을 이용하여 왜곡된 공통전압을 보상처리하는 공통전압 보상부(22)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.

연산증폭기(OP21)의 비반전입력단자에 도 3의 (a)와 같은 직류전압이 기준공통전압(Ref_Vcom)으로 공급되고, 이의 반전입력단자에는 도 3의 (b)와 같은 피드백된 공통전압(Vcom)이 공급된다.

이에 따라, 상기 연산증폭기(OP21)는 상기 피드백된 공통전압(Vcom)에 실려있는 왜곡된 성분을 소정의 보상배율(R22/R21)로 반전증폭하여 도 3의 (c)와 같은 보상용 공통전압(Com_Vcom)을 발생한다.

그리고, 공통전압 보상부(22)에서는 도 3의 (b)와 같은 형태의 왜곡된 공통전압(Vcom)과 도 3의 (c)와 같은 보상용 공통전압(Com_Vcom)을 합성하여 도 3의 (d)와 같이 왜곡성분이 제거된 공통전압(Vcom)을 출력하게 된다.

이와 같이 종래의 공통전압 보상회로에 있어서는 모든 엘씨디 모듈(LCM)에 고정된 보상배율이 적용되는데, 실질적으로, 프레임 주파수에 따라 공통전압 라인의 로드(load), 피드백되는 리플의 크기 등이 상이하므로 적응적으로 보상이 이루어지지 않고, 이로 인하여 셧다운 크로스 토크(Shutdown C/T), 1도트 크로스 토크(1dot C/T), 그리니쉬 현상(greenish) 등이 발생되고, 이에 의해 화질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 보상 배율이 각기 다르게 설정된 공통전압 보상회로부를 복수개 마련해 두고, 그 중에서 프레임 주파수에 적당한 공통전압 보상회로부를 선택하여 공통전압의 왜곡을 보상하는 공통전압 보상회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임 주파수에 따라 해당 보상배율로 기 설정된 공통전압 보상부를 선택하는 제어부와; 상기 제어부에 의해 선택 구동되어, 피드백된 공통전압 또는 게이트구동전압에 실려있는 왜곡된 성분을 보상하기 위한 보상용 공통전압을 발생하는 복수개의 공통전압 보상부와; 상기 공통전압 보상부에 의해 생성된 보상용 공통전압을 이용하여, 공통전압 또는 게이트구동전압에 실려있는 왜곡된 성분을 보상처리하는 공통전압 보상부로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 공통전압 보상회로의 구현예시도로서 이에 도시한 바와 같이, 프레임 주파수를 카운트하여 그 카운트된 주파수에 상응되는 스위칭제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러(41)와; 상기 타이밍 콘트롤러(41)로부 터 입력되는 스위칭제어신호에 따라 제1공통전압 보상부(43A) 또는 제2공통전압 보상부(43B)를 구동시키는 구동제어부(42)와; 피드백된 공통전압 또는 게이트구동전압에 실려있는 왜곡된 성분을 보상하기 위한 보상용 공통전압을 발생함에 있어서 프레임 주파수에 따라, 미리 각기 다르게 설정된 보상배율로 증폭된 보상용 공통전압을 발생하는 제1,2공통전압 보상부(43A),(43B)와; 상기 상기 타이밍 콘트롤러(41)로부터 입력되는 스위칭제어신호에 따라, 제1공통전압 보상부(43A) 또는 제2공통전압 보상부(43B)에서 출력되는 보상용 공통전압을 선택하여 공통전압 보상부(45)에 전달하는 보상용 공통전압출력부(44)와; 상기 보상용 공통전압출력부(44)로부터 입력되는 보상용 공통전압을 이용하여, 공통전압 또는 게이트구동전압에 실려있는 왜곡된 성분을 보상처리하는 공통전압 보상부(45)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1,2공통전압 보상부(43A),(43B)의 연산증폭기(OP41),(OP42)의 비반전입력단자에 도 6의 (a)와 같은 기준공통전압(Ref_Vcom)이 공통으로 공급된다. 그리고, 상기 제1,2공통전압 보상부(43A),(43B)의 연산증폭기(OP41),(OP42)의 반전입력단자에는 도 6의 (b) 또는 (c)와 같은 왜곡된 공통전압(Vcom) 또는 게이트구동전압(VGL)이 공급된다.

이와 같은 상태에서, 타이밍 콘트롤러(41)는 리플레쉬 주파수 또는 클럭을 근거로 프레임 주파수를 카운트하여 60Hz로 판명되면, 스위칭제어신호(SC)를 "하이"로 출력하고, 이에 의해 구동제어부(42)의 엔모스 트랜지스터(NM41)가 온되는 반면 피 모스 트랜지스터(PM41)가 오프된다.

이와 동시에, 상기 타이밍 콘트롤러(41)에서 "하이"로 출력되는 스위칭제어신호(SC)에 의해 보상용 공통전압출력부(44)의 엔모스 트랜지스터(NM42)가 온되는 반면 피모스 트랜지스터(PM42)가 오프된다.

이에 따라, 전원단자전압(VDD)이 상기 엔모스 트랜지스터(NM41)를 통해 상기 제1공통전압 보상부(43A)의 연산증폭기(OP41)에 공급되어 그 연산증폭기(OP41)가 구동상태로 된다. 하지만, 이때 상기 오프된 피모스 트랜지스터(PM41)에 의하여, 제2공통전압 보상부(43B)의 연산증폭기(OP42)에 공급되는 전원단자전압(VDD)이 차단되므로 그 연산증폭기(OP42)가 오프 상태로 된다.

따라서, 상기 제1공통전압 보상부(43A)의 연산증폭기(OP41)는 상기 피드백된 공통전압(Vcom) 또는 게이트구동전압(VGL)에 실려있는 60HZ의 왜곡된 성분(도 6의 (b) 참조)을 소정의 보상배율(R42/R41)로 반전증폭하여 도 6의 (d)에서와 같은 보상용 공통전압(Com_Vcom1)을 발생한다. 여기서, 상기 보상배율(R42/R41)은 상기 보상용 공통전압(Com_Vcom1)의 진폭에 적당하도록 미리 설정된 것이다.

그리고, 상기 제1공통전압 보상부(43A)의 연산증폭기(OP41)에서 출력되는 보상용 공통전압(Com_Vcom1)은 상기 보상용 공통전압출력부(44)의 엔모스 트랜지스터(NM42)를 통해 공통전압 보상부(45)에 전달된다.

따라서, 상기 공통전압 보상부(45)는 도 6의 (d)에서와 같이 왜곡된 공통전압을 상기 보상용 공통전압(Com_Vcom1)으로 보상(합산)처리하여 도 6의 (f)와 같이 왜곡성분이 제거된 공통전압(Vcom)을 출력할 수 있게 된다.

그러나, 상기 타이밍 콘트롤러(41)가 프레임 주파수를 카운트하여 75Hz로 판명되면, 상기 스위칭제어신호(SC)를 "로우"로 출력하고, 이에 의해 구동제어부(42)의 엔모스 트랜지스터(NM41)가 오프되는 반면 피모스 트랜지스터(PM41)가 온된다.

이와 동시에, 상기 타이밍 콘트롤러(41)에서 "로우"로 출력되는 스위칭제어신호(SC)에 의해 보상용 공통전압출력부(44)의 엔모스 트랜지스터(NM42)가 오프되는 반면 피모스 트랜지스터(PM42)가 온된다.

이에 따라, 전원단자전압(VDD)이 상기 피모스 트랜지스터(PM41)를 통해 상기 제2공통전압 보상부(43B)의 연산증폭기(OP42)에 공급되어 그 연산증폭기(OP42)가 구동상태로 된다. 하지만, 이때 상기 엔모스 트랜지스터(NM41)에 의하여, 제1공통전압 보상부(43A)의 연산증폭기(OP41)에 공급되는 전원단자전압(VDD)이 차단되므로 그 연산증폭기(OP41)가 오프 상태로 된다.

따라서, 상기 제2공통전압 보상부(43B)의 연산증폭기(OP42)는 상기 피드백된 공통전압(Vcom) 또는 게이트구동전압(VGL)에 실려있는 75HZ의 왜곡된 성분(도 6의 (c) 참조)을 소정의 보상배율(R44/R43)로 반전증폭하여 도 6의 (e)에서와 같은 보상용 공통전압(Com_Vcom2)을 발생한다. 여기서, 상기 보상배율(R44/R43)은 상기 보상용 공통전압(Com_Vcom2)의 진폭에 적당하도록 미리 설정된 것이다.

그리고, 상기 제2공통전압 보상부(43B)의 연산증폭기(OP42)에서 출력되는 보상용 공통전압(Com_Vcom2)은 상기 보상용 공통전압출력부(44)의 피모스 트랜지스터(PM42)를 통해 공통전압 보상부(45)에 전달된다.

따라서, 상기 공통전압 보상부(45)는 도 6의 (e)에서와 같이 왜곡된 공통전압을 상기 보상용 공통전압(Com_Vcom2)으로 보상(합산)처리하여, 도 6의 (f)와 같이 왜곡성분이 제거된 공통전압(Vcom)을 출력할 수 있게 된다.

한편, 도 5는 상기 상기 도 4에서와 같은 공통전압 보상회로의 설치 부위를 나타낸 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 보상 배율이 각기 다르게 설정된 공통전압 보상회로부를 복수개 마련해 두고, 그 중에서 프레임 주파수에 적당한 공통전압 보상회로부를 선택하여 공통전압의 왜곡을 보상하도록 함으로써, 셧다운 크로스 토크, 1도트 크로스 토크, 그리니쉬 현상 등의 발생이 방지되어 화질 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims

프레임 주파수에 따라, 해당 보상배율로 기 설정된 공통전압 보상부를 선택하기 위한 제어부와;

상기 제어부에 의해 선택 구동되어, 피드백된 공통전압 또는 게이트구동전압의 왜곡된 성분을 보상하기 위한 보상용 공통전압을 발생하는 복수개의 공통전압 보상부와;

상기 공통전압 보상부에 의해 생성된 보상용 공통전압을 이용하여, 공통전압 또는 게이트구동전압의 왜곡된 성분을 보상처리하는 공통전압 보상부로 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제1항에 있어서, 제어부는 프레임 주파수를 카운트하여 그 카운트된 주파수에 상응되는 스위칭제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제1항에 있어서, 제어부는 복수개의 공통전압 보상부 중 임의의 공통전압 보상부에 선택적으로 구동전압을 공급하는 구동제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제3항에 있어서, 구동제어부는 한 쌍의 엔모스 트랜지스터 및 피모스 트랜지스 터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제1항에 있어서, 제어부는 복수개의 공통전압 보상부 중 임의의 공통전압 보상부에서 출력되는 보상용 공통전압을 선택하여 상기 공통전압 보상부에 전달하는 보상용 공통전압출력부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제5항에 있어서, 보상용 공통전압출력부는 한 쌍의 엔모스 트랜지스터 및 피모스 트랜지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제1항에 있어서, 복수개의 공통전압 보상부는 피드백된 공통전압 또는 게이트구동전압에 실려있는 제1주파수의 왜곡된 성분을 제1보상배율로 반전증폭하는 제1연산증폭기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제7항에 있어서, 제1주파수는 60Hz인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제1항에 있어서, 복수개의 공통전압 보상부는 피드백된 공통전압 또는 게이트구 동전압에 실려있는 제2주파수의 왜곡된 성분을 제2보상배율로 반전증폭하는 제2연산증폭기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.
제9항에 있어서, 제2주파수는 75Hz인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 공통전압 보상회로.