KR20080018046A - 액정표시장치의 인버터 구동 회로 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 인버터를 구동할 때 물결 노이즈 현상이 발생되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 디밍신호를 이용하여 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키기 위한 동작주파수 설정제어부와; 상기 동작주파수 설정제어부의 제어를 받아 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 설정하는 동작주파수 설정부와; 상기 동작주파수 설정부에서 교번되게 설정되는 상기 동작주파수 설정값에 상응되는 주파수의 인버터 동작신호를 생성하는 동작신호 생성부에 의해 달성된다.

Description

액정표시장치의 인버터 구동 회로 및 방법{INVERTER DRIVING CIRCUIT AND METHOD OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 구동회로에 대한 블록도.
도 2는 도 1에서 인버터의 내부 회로도.
도 3의 (a)-(c)는 종래 기술에 의한 인버터에 의해 물결 노이즈 현상이 나타나는 것을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 인버터 구동 회로도.
도 5는 본 발명에 의한 인버터 동작신호의 파형도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
41 : 디밍신호 출력부 42 : 동작주파수 설정제어부
43 : 동작주파수 설정부 44 : 동작신호 생성부
본 발명은 액정표시장치의 인버터 구동기술에 관한 것으로, 특히 인버터를 구동할 때 물결 노이즈 현상이 발생되는 것을 방지하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 인버터 구동 회로 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인하여 그 응용범위가 사무자동화 기기, 오디오/비디오기기 등으로 점차 확대되고 있는 추세에 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 구동회로에 대한 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 데이터 신호와 게이트 온 신호에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널(15)과; 상기 액정 패널(15)의 각 게이트 라인에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부(13)와; 상기 액정 패널(15)의 각 데이터 라인에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(14)와; 상기 게이트 구동부(13) 및 데이터 구동부(14)의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러(12)와; 상기 액정패널(15)에서 필요로 하는 각종 구동전압을 발생하기 위한 직류/직류 변환기(16)와; 백라이트 유닛(18)을 구동하기 위한 인버터(17)와; 상기 액정패널(15)에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(18)으로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 액정표시장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
액정패널(15)은 데이터라인(D1∼Dm)과 게이트라인(G1∼Gn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 액정셀(Clc)을 구비한다. 상기 액정셀(Clc)에 각기 형성된 TFT는 게이트라인(G)으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터라인(D1∼Dm)으로부터 입력되는 데이터전압을 액정셀(Clc)에 전달한다. 또한 상기 액정셀(Clc) 각각에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성되는데, 이는 그 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극 사이에 형성되어 상기 액정셀(Clc)에 전달되는 전압을 다음 리플레쉬 타임(1 프레임 후/ 1Vsync 후)까지 일정하게 유지시키는 역할을 수행하고 이에 의해 화상이 표시된다.
시스템(11)의 그래픽 처리회로는 아날로그 데이터를 디지털 비디오 데이터(RGB)로 변환함과 아울러 그 디지털 비디오 데이터(RGB)의 해상도와 색온도를 조정한다. 그리고, 이 시스템(11)으로부터 출력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)와 수직/수평 동기신호 및 클럭신호가 타이밍 콘트롤러(12)에 공급된다.
상기 타이밍 콘트롤러(12)는 상기 시스템(11)으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동부(13)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(14)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(12)는 상기 시스템(11)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링한 후에 재정렬하여 데이터 구동부(14)에 공급한다.
상기 데이터 구동부(14)는 상기 타이밍 콘트롤러(12)로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 계조값에 대응하는 데이터전압(아날로그 감마보상전압)으로 변환하고, 이렇게 변환된 데이터전압이 액정패널(15)상의 데이터라인(D1∼Dm)에 공급된다.
상기 게이트 구동부(13)는 상기 타이밍 콘트롤러(12)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스(게이트펄스)를 게이트라인(G1∼Gn)에 순차적으로 공급하고, 이에 의해 데이터가 공급되는 액정패널(15)의 수평라인들이 선택된다.
직류/직류 변환기(16)는 상기 시스템(11)으로부터의 VCC 전압을 이용하여 고전위 공통전압인 VDD 전압, VCOM 전압, 게이트 온(또는 하이)전압 VGH, 게이트 오프(또는 로우)전압 VGL을 발생한다.
인버터(17)는 상기 시스템(11)으로부터의 인버터 직류입력전압(Vinv)을 교류전압으로 변환하고, 그 변환된 교류전압을 승압하여 관전류를 백라이트 유닛(18)의 램프들에 공급한다.
상기 백라이트 유닛(18)은 램프, 도광판, 프리즘시트 및 확상시트 등의 광학시트를 이용하여 액정패널(15)에 면광원으로 빛을 조사한다.
참고로, 상기 도 1에서는 데이터 구동부(14)와 게이트 구동부(13)가 액정패널(15)과 분리 설치된 것으로 설명하였는데, 근래 들어 COG(COG: Chip On Glass)와 COF(COF: Chip On Film 또는 Chip On Flexible Printed Circuit) 실장 기술이 개발되었다. 상기 COG는 평판 디스플레이 제조시 TAB 방식으로 액정 패널 및 패키징된 LDI를 실장해 온 방식과 달리 웨어퍼에서 절단한 플립칩을 글래스 기판 위에 직접 실장하는 방식의 패키징 기술이다. 즉, COG는 LCD의 각 픽셀들을 제어하는 LDI를 글래스 패널 위에 직접 본딩하여 미세 피치 및 초박형, 경량화를 가능하게 하는 패키징 방식이다. 그리고, 상기 COF는 반도체 칩을 직접 부착할 수 있는 얇은 필름 형태의 회로 기판에 칩을 집적 실장하는 패키징 방식으로서, 기존의 TCP(TCP: Tape Carrier Package)보다 얇은 필름을 사용할 수 있고, 리드 간의 피치도 더욱 조밀하게 설계할 수 있는 패키징 방식이다.
도 2는 종래 기술에 의한 상기 인버터(17)의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 스위칭 소자(예: 모스 트랜지스터)로 입력 직류전압(DC 24V)을 각기 스위칭하여 트랜스 구동을 위한 각각의 교류전압으로 변환하는 스위칭회로(21),(22)와; 상기 스위칭회로(21),(22)로부터 출력되는 교류전압을 고압의 교류전압으로 각기 변 환하여 백라이트용 램프의 구동전압으로 공급하는 트랜스(T21),(T22)로 구성되었다.
스위칭회로(21),(22)는 입력 직류전압(DC 24V)을 각기 스위칭하여 트랜스 구동을 위한 각각의 교류전압으로 변환한다. 예를 들어, 상기 스위칭회로(21)는 직렬접속된 모스 트랜지스터(M21,M22),(M23,M24)로 구성되는데, 이들이 외부로부터 입력되는 스위칭제어신호에 의해 온오프되고, 이에 의해 상기 입력 직류전압(DC 24V)이 스위칭 주파수의 교류전압으로 변환된다.
그리고, 상기 트랜스(T21)는 상기 스위칭회로(21)로부터 공급되는 상기 교류전압에 의해 구동되어 해당 주파수(예: 65KHz)의 백라이트 구동전압을 출력하고, 이와 마찬가지로 상기 트랜스(T22)는 상기 스위칭회로(22)로부터 공급되는 상기 교류전압에 의해 구동되어 해당 주파수(예: 48KHz)의 백라이트 구동전압을 출력한다.
도 3은 종래 기술에 의한 인버터에 의해 물결 노이즈 현상이 나타나는 것을 설명하기 위한 파형도이다. 즉, 도 3의 (a)는 상기 스위칭회로(21)의 구성소자인 모스 트랜지스터(M21-M24)를 구동하기 위한 동작주파수의 파형도를 나타낸 것으로, 이와 같은 사인파 신호가 상기 모스 트랜지스터(M21-M24)의 게이트에 직접 공급되는 것이 아니라, 동일 주파수의 구형파 형태로 변환되어 공급된다. 도 3의 (b)는 LCD 구동신호의 파형도를 나타낸 것이다. 그런데, 상기 도 3의 (a),(b)의 신호가 합성되어 도 3의 (c)와 같은 신호가 생성되고, 이의 구간 내에서 물결노이즈 현상이 발생되었다.
다시 말해서, 패널의 위치별 휘도차에 해당하는 해상도별 게이트 라인 수와 인 버터의 동작주파수의 조합에 의해 일정 두께의 띠 형태가 형성되는데, 이 띠의 개수가 전체 게이트 라인의 정수배가 아니므로 물이 흘러내리는 듯한 물결 노이즈 현상이 발생되었다.
이와 같이 종래의 인버터 구동회로에 있어서는 인버터의 동작주파수에 의해 물결노이즈 현상이 발생되는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 서로 간섭이 없는 주파수를 찾아 이를 인버터의 동작주파수로 사용하는 방법을 시도하고 있지만, 인버터 동작주파수의 편차와 패널 수평주파수의 오차 및 NTSC와 PAL 방식에 의한 주파수로 인하여 실질적으로 인버터의 효율이 저하되지 않는 주파수 영역내에서 간섭이 없는 인버터의 동작주파수를 설정하는데 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 인버터의 동작주파수를 고정적으로 사용하는 것이 아니라, 서로 다른 동작주파수를 교번되게 사용하여 물결노이즈 현상이 방지되도록 하는 인버터 구동 회로 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정 주파수의 디밍신호를 출력하는 디밍신호 출력부와; 상기 디밍신호를 이용하여 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키는 동작주파수 설정제어부와; 상기 동작주파수 설정제어부의 제어를 받아 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 설정하는 동작주파수 설정부와; 상기 동작주파수 설정부에서 교번되게 설정되는 상기 동작주파수 설정값에 상응되는 주파수의 인버터 동작신호를 생성하는 동작신호 생성부를 포함 하여 구성함을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은, 소정 주파수의 디밍신호를 출력하는 단계와; 상기 디밍신호를 이용하여 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키는 단계와; 상기 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키는 것에 의하여, 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 설정하는 동작주파수 설정 단계와; 상기 교번되게 설정되는 상기 동작주파수 설정값에 상응되는 주파수의 인버터 동작신호를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 인버터 구동회로의 일실시 구현 예시도로서 이에 도시한 바와 같이, 소정 주파수의 디밍신호를 출력하는 디밍신호 출력부(41)와; 상기 디밍신호 출력부(41)로부터 입력되는 디밍신호에 따라 동작주파수 설정부(43)에서의 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키기 위한 동작주파수 설정제어부(42)와; 상기 동작주파수 설정제어부(42)의 제어를 받아 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 설정하는 동작주파수 설정부(43)와; 상기 동작주파수 설정부(43)에서 교번되게 설정되는 상기 동작주파수 설정값에 상응되는 주파수의 동작신호를 생성하여 인버터의 동작신호로 출력하는 동작신호 생성부(44)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
디밍신호 출력부(41)는 소정 주파수(예:150∼220Hz)의 디밍신호(DS)를 생성하여 이를 동작주파수 설정제어부(42)에 출력한다.
이에 따라, 상기 동작주파수 설정제어부(42)는 상기 디밍신호 출력부(41)로부터 입력되는 디밍신호(DS)에 의해 모스 트랜지스터가 해당 주기로 턴온된다. 즉, 상기 디밍신호(DS)가 '하이' 구간에서는 이에 의해 상기 모스 트랜지스터(M1)가 턴온되고, '로우' 구간에서는 이에 의해 그 모스 트랜지스터(M1)가 턴오프되는 동작이 반복된다.
그런데, 저항(R4)의 일측이 상기 모스 트랜지스터(M1)의 드레인에 접속되고, 타측이 동작주파수 설정부(43)의 노드(N1)에 접속되어 있다.
따라서, 상기 모스 트랜지스터(M1)가 턴온되는 것에 의하여, 상기 동작주파수 설정부(43)의 상기 저항(R4)이 상기 노드(N1)와 접지단자 사이에서 저항(R6)과 병렬로 접속된다. 그러나, 상기 모스 트랜지스터(M1)가 턴오프될 때에는 저항(R4)의 일측이 플로팅 상태가 된다.
참고로, 상기 동작주파수 설정제어부(42)에서 상기 모스 트랜지스터(M1)의 게이트측에 접속된 저항(R2,R3)은 그 모스 트랜지스터(M1)의 게이트 바이어스 전압을 설정하기 위한 것이고, 콘덴서(C1)는 상기 디밍신호(DS)에 삽입된 잡음 성분을 제거하기 위한 것이다.
상기 동작주파수 설정부(43)에서 전원단자(REG)와 접지단자 사이에 저항(R5),(R6)이 직렬접속되고, 상기 설명에서와 같이 상기 모스 트랜지스터(M1)가 턴온될 때 상기 저항(R4)이 그 저항(R6)과 병렬로 접속된다.
이에 따라, 상기 동작주파수 설정부(43)는 동작신호 생성부(44)에서의 생성 주파수를 결정하는 시정수(T=RC) 값을 설정함에 있어서, 상기 모스 트랜지스터(M1)의 온오프에 따라 그 시정수 값을 다르게 설정하게 된다.
즉, 상기 모스 트랜지스터(M1)가 오프 상태일 때에는 시정수 T = C1·(R5+R6)으로 설정하고, 온 상태일 때에는 시정수 T = C1·(
Figure 112006060282086-PAT00001
)으로 설정한다.
상기 동작신호 생성부(44)는 상기 인버터의 동작주파수(메인 주파수)를 생성함에 있어서, 상기 동작주파수 설정부(43)에서 설정되는 시정수에 따라 60KHz의 동작주파수와 50KHz의 동작주파수를 교번되게 생성하여 출력한다.
예를 들어, 상기 모스 트랜지스터(M1)가 오프 상태일 때에는 상기 시정수 T = C1·(R5+R6)에 상응되는 동작주파수(예: 60KHz)를 생성하여 출력하고, 온 상태일 때에는 상기 시정수 T = C1·(
Figure 112006060282086-PAT00002
)에 상응되는 동작주파수(예: 50KHz)를 생성하여 출력한다.
도 5는 상기와 같은 과정을 통해 상기 동작신호 생성부(44)에서 60KHz의 동작주파수와 50KHz의 동작주파수가 교번되게 생성되는 것을 나타낸 파형도이다.
상기 도 5와 같은 형태로 생성되는 동작주파수는 구형파 형태로 변환되어 상기 도 2의 스위칭회로(21),(22)의 구성소자인 모스 트랜지스터(M21-M24),(M25-M28)의 게이트에 공급되고, 이에 의해 그 모스 트랜지스터(M21-M24),(M25-M28)가 스위칭 동작한다.
상기 스위칭 동작의 한 예로써, 모스 트랜지스터(M21)의 게이트에 구형파의 '하 이' 전압이 인가되어 그 모스 트랜지스터(M21)가 턴온되고, 이와 동시에 모스 트랜지스터(M22)의 게이트에 구형파의 '로우' 전압이 인가되어 그 모스 트랜지스터(M22)가 턴오프되면, 이 모스 트랜지스터(M21),(M22)의 소스, 드레인 공통접속점에서 구동펄스가 출력되어 트랜스(T21)의 1차 권선측으로 전달된다.
그리고, 상기 모스 트랜지스터(M21-M24),(M25-M28)의 스위칭 동작에 의해 트랜스(T21),(T22)가 동작하여 이들로부터 해당 주파수의 백라이트 구동전압이 출력된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 액정표시장치의 구동회로에서 백라이트용 인버터를 구동하기 위한 동작신호를 생성함에 있어서, 그 인버터의 동작주파수를 고정적으로 사용하는 것이 아니라, 서로 다른 동작주파수를 교번되게 사용함으로써, 물결노이즈 현상을 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 디밍신호를 이용하여 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키기 위한 동작주파수 설정제어부와;
    상기 동작주파수 설정제어부의 제어를 받아 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 설정하는 동작주파수 설정부와;
    상기 동작주파수 설정부에서 교번되게 설정되는 상기 동작주파수 설정값에 상응되는 주파수의 인버터 동작신호를 생성하는 동작신호 생성부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 디밍신호의 주파수는 150∼220Hz인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 동작신호의 주파수 설정값은 시정수 값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동회로.
  4. 제1항에 있어서, 동작신호의 주파수 설정값은 저항값인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동회로.
  5. 제1항에 있어서, 동작주파수 설정제어부는 디밍신호 입력단자를 제1저항을 통해 소스단자가 접지단자에 접속된 모스 트랜지스터의 게이트에 접속하고, 상기 모스 트랜지스터의 드레인을 상기 동작주파수 설정부에서 병렬접속된 일측 저항의 타측에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동회로.
  6. 제1항에 있어서, 동작주파수 설정부는 전원단자와 접지단자 사이에 콘덴서와 직렬접속된 제1,2저항을 병렬로 접속하고, 상기 제1,2저항의 접속점에 일측이 접속된 제3저항의 타측이 상기 동작주파수 설정제어부에 의하여 교번되게 접지단자에 연결되거나 플로팅되도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동회로.
  7. 소정 주파수의 디밍신호를 출력하는 단계와;
    상기 디밍신호를 이용하여 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키는 단계와;
    상기 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 변화시키는 것에 의하여, 인버터의 동작신호의 주파수 설정값을 교번되게 설정하는 단계와;
    상기 교번되게 설정되는 상기 동작주파수 설정값에 상응되는 주파수의 인버터 동작신호를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 인버터 구동방법.
KR1020060080106A 2006-08-23 2006-08-23 액정표시장치의 인버터 구동 회로 및 방법 KR101243160B1 (ko)

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