KR20080038840A - 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

AVDD 전압을 온도에 일정하게 설정하고, Von 전압 생성부에서 Von 전압이 저온에서는 상승하며, 그 외의 온도에서는 일정하도록 형성하여 표시 장치의 구동시 온도에 따라서 게이트의 동작이 일정하도록 한다. 또한 저온시에는 Von 전압이 상승하므로 게이트가 용이하게 동작하도록 한다. 그 결과 표시 장치의 트랜지스터가 외부의 온도에 관계없이 일정하게 동작하도록 하여 표시 장치의 신뢰도가 향상된다.

게이트 전압, AVDD, 표시 장치, 구동 장치

Description

표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{DRIVING APPARATUS FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 전압 생성부 및 게이트 신호 생성부에 대한 회로도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치에서 게이트 온 전압 생성부의 회로도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 온전압 생성부에 연결되는 VA 전압 생성부의 블록도 및 회로도이다.

도 7은 VA 전압 생성부에서 사용되는 Vref를 생성하는 회로도이다.

도 8은 온도에 따라서 VA 전압 생성부에서 발생되는 전압을 도시한 그래프이다.

도 9는 온도에 따른 VA, AVDD 및 △V를 도시한 그래프이다.

도 10은 온도에 따라 변하는 다이오드의 특성을 전압에 대한 전류 그래프로 표시한 것이다.

<도면 부호의 설명>

3 : 액정층 100 : 하부 표시판

191 : 화소 전극 200 : 상부 표시판

230 : 색필터 270 : 공통 전극

300 : 액정 표시판 조립체 400 : 게이트 구동부

500 : 데이터 구동부 600 : 신호 제어부

700 : 구동 전압 생성부 750 : 게이트 신호 생성부

751 : 게이트 온 전압 생성부 752 : 게이트 오프 전압 생성부

755 : VA 전압 생성부 756 : Vref 전압 생성부

800 : 계조 전압 생성부

본 발명은 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표 시하는 장치이며, 유기 발광 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이러한 평판 표시 장치 중에서 예를 들어 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 스위칭 소자를 포함하는 화소와 표시 신호선이 구비된 표시판, 그리고 표시 신호선 중 게이트선에 게이트 신호를 내보내어 화소의 스위칭 소자를 턴온/오프시키는 게이트 구동부, 게이트 신호를 생성하여 게이트 구동부에 공급하는 게이트 신호 생성부, 그리고 게이트 신호 생성에 필요한 구동 전압을 생성하는 구동 전압 생성부를 포함한다.

이러한 구동 전압 생성부는 온도에 따라 발생되는 구동 전압이 변하여 표시 장치를 일정한 전압으로 구동하기 어려우며, 또한, 온도가 낮아져 영하의 온도로 떨어지는 경우 구동 전압이 낮아져 구동이 되지 않는 문제가 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부의 온도에 무관하게 일정한 구동 전압을 발생시키며, 영하의 온도에서는 구동 전압이 더 상승하는 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 구동 전압(AVDD)을 온도에 일정하게 설정하고, Von 전압 생성부에서 Von 전압이 저온에서는 상승하며, 그 외의 온도에서는 일정하도록 한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 장치는 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수개의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 온도에 따라 변하지 않는 구동 전압(AVDD 전압)을 생성하는 구동 전압 생성부, 및 상기 구동 전압을 이용하여 기준 온도 이상에서는 제1 전압을 가지며, 상기 기준 온도 이하에서는 상기 제1 전압보다 높은 전압을 가지는 게이트 전압을 생성하는 게이트 신호 생성부를 포함한다.

상기 기준 온도 이하에서 상기 게이트 전압은 적어도 한 구간의 온도범위에서 선형적으로 변화할 수 있다.

상기 구동 전압 생성부는 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.

상기 DC/DC 컨버터는 스위치단(SW)과 피드백단(FB)을 포함하며, 상기 피드백단(FB)은 저항을 통하여 그라운드와의 연결되며, 또 다른 저항을 통하여 AVDD단과 연결되어 있으며, 상기 스위치단(SW)은 Vpump단과 연결되며, Vpump단은 인덕터를 통하여 Vin단과 다이오드를 통하여 AVDD단과 연결되어 있을 수 있다.

상기 게이트 신호 생성부는 Von 전압 생성부와 Voff 전압 생성부를 포함할 수 있다.

상기 구동 전압 생성부와 상기 게이트 신호 생성부는 서로 연결된 Vpump단을 가지며, 상기 Voff 전압 생성부는 Voff 전압이 출력되는 Voff 단을 포함하며, 상기 Voff 단은 그라운드와 커패시터로 연결되어 있고 또한편으로는 직렬 연결된 다이오드를 통하여 그라운드와 연결되어 있으며, 상기 직렬 연결된 다이오드의 사이에는 커패시터를 통하여 상기 Vpump단과 연결되어 있을 수 있다.

상기 구동 전압 생성부와 상기 게이트 신호 생성부는 서로 연결된 Vpump단을 가지며, 상기 Von 전압 생성부는 AVDD단, VA단, Von단 및 Vpump단을 포함하며, 상기 Von 단은 상기 VA단과 직렬 연결된 2 이상의 다이오드에 의하여 연결되어 있고, 직렬 연결된 상기 2 이상의 다이오드의 사이사이와 상기 다이오드와 상기 Von단의 사이는 스위칭 소자의 일측단과 연결되어 있으며, 상기 스위칭 소자의 타측단 중 일부단은 상기 AVDD단과 그 외의 단은 상기 Vpump단과 연결되어 있을 수 있다.

상기 2 이상의 다이오드는 4개의 다이오드이며, 상기 스위칭 소자도 일측단 및 타측단으로 각각 4개의 단을 가지고, 상기 스위칭 소자의 4개의 타측단 중 2개는 상기 AVDD단과 나머지 2개는 상기 Vpump단과 연결되어 있을 수 있다.

상기 VA단은 VA 전압 생성부와 연결되어 있으며, 상기 VA 전압 생성부는 Vsense와 Vref 두 개의 전압을 입력받아 이를 비교하여 Vsense가 큰 경우에는 AVDD 전압을 VA 전압으로 출력하고 Vref가 큰 경우에는 그라운드 전압을 VA 전압으로 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.

상기 Vsense 전압은 상기 AVDD 전압과 그라운드 사이에 저항 및 다이오드를 연결한 구조에서 상기 다이오드에 걸리는 전압으로, 상기 다이오드의 특성이 온도가 낮아질수록 상기 다이오드에 걸리는 전압이 높아지므로 상기 Vsense 전압도 온도가 낮아질수록 증가할 수 있다.

상기 Vref 전압은 상기 AVDD 단과 그라운드를 저항 2개로 연결한 회로에서 저항과 저항 사이에 걸리는 전압으로 온도에 따라 변하지 않을 수 있다.

상기 기준 온도는 상기 Vref 전압과 상기 Vsense 전압이 같은 전압값을 가질때의 온도일 수 있다.

상기 기준 온도는 0도이며, 상기 기준 온도 이상에서는 Von 전압이 일정하며, 상기 기준 온도 이하에서는 전압이 상승하다가 일정 전압으로 유지될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 상기 구동 장치를 포함할 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명하며, 액정 표시 장치를 한 예로 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액 정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전 기(CST)와 연결되어 있다.

액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 구동 전압 생성부(700)는 구동 전압(AVDD)을 생성하여 게이트 신호 생성부(750)에 제공하며, 도시하지는 않았지만 계조 전압 생성부(800)에도 제공한다.

계조 전압 생성부(800)는 구동 전압(AVDD)을 인가받아 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)에 집적되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 신호 생성부(750)로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한 다.

게이트 구동부(400)를 제외한 구동 회로(500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 회로(500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 회로(500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2) 와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축 전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 회로에 대하여 도 3 내지 도 7을 참고하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 전압 생성부 및 게이트 신호 생성부에 대한 회로도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치에서 게이트 온 전압 생성부의 회로도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 온 전압 생성부에 연결되는 VA 전압 생성부의 블록도 및 회로도이고, 도 7은 VA 전압 생성부에서 사용되는 Vref를 생성하는 회로도이다.

도 3을 참조하면, 액정 표시 장치의 구동 전압 생성부(700) 및 게이트 신호 생성부(750)는 Vpump 단을 통하여 서로 연결되어 있다.

우선 구동 전압 생성부(700)는 DC/DC 컨버터를 포함하고, DC/DC 컨버터는 스위치단(SW)과 피드백단(FB)을 가진다. 우선 피드백단(FB)에는 R3 및 R2가 병렬로 그라운드와 연결되며, 한편 R1을 통하여 AVDD측과 연결되어 있다.

한편, 스위치단(SW)은 Vpump단과 연결되며, Vpump단은 인덕터를 통하여 Vin단과 다이오드를 통하여 AVDD단과 연결되어 있다.

여기서 구동 전압인 AVDD 전압은 그라운드 전압보다 R1 및 R2에 걸리는 전압 만큼 높으며, AVDD 전압을 결정하는 요소중 온도에 따라서 특성이 변하는 반도체 소자(예를 들면 다이오드 등)가 없으므로 AVDD 전압은 온도에 따라 변하지 않는 고정 전압을 가진다. Vin단과 AVDD단 사이의 다이오드는 스위칭 역할을 수행하므로 온도 변화에 따른 다이오드 특성이 변하여도 AVDD 전압에는 영항을 주지 못한다. 그 결과 Vpump단에 인가되는 전압은 스위칭 역할의 다이오드가 AVDD 전압이 인가되도록 동작하면 Vpump 단에는 AVDD 전압이 인가되며, 그 반대로 다이오드가 AVDD 전압이 인가되지 않도록 동작하면 그라운드 전압이 인가된다.

한편, 게이트 신호 생성부(750)는 Von 전압 생성부(751)와 Voff 전압 생성부(752)로 나누어진다. 우선 Voff 전압 생성부(752)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같다. 즉, Voff단은 그라운드와 커패시터로 연결되어 있으며 한편으로는 직렬 연결된 다이오드를 통하여 그라운드와 연결되어 있다. 직렬 연결된 다이오드의 사이에 는 커패시터를 통하여 Vpump단과 연결되어 있다.

Voff 전압 생성부(752)에 도시된 2개의 다이오드가 직렬 연결되고 다이오드와 다이오드 사이에 연결된 커패시터와 나머지 일단에 연결된 커패시터를 가지는 구조는 펌핑 역할을 하는 구조(이하 펑핑 구조라 함)이다. 그러므로 다이오드의 우측에 연결된 그라운드 전압을 기준으로 AVDD 전압만큼 다운시켜 Voff 전압을 생성한다.

즉, Voff 전압 생성부(752)에서 Voff 전압은 아래와 같은 수학식 1에 의하여 구할 수 있다.

[수학식 1]

Voff = AVDD*(-1)

한편, Von 전압 생성부(751)은 도 4에서 도시하고 있는 구조를 가진다. Von 단은 VA단과 직렬 연결된 2 이상의 다이오드에 의하여 연결되어 있다. 한편, 직렬 연결된 다이오드의 사이사이와 다이오드와 Von단의 사이에는 커플링캡 소자(753)의 일측단과 연결되어 있으며, 커플링캡 소자(753)의 타측단중 일부단은 AVDD단과 그 외의 단은 Vpump단과 연결되어 있다.

본 실시예에서는 직렬 연결된 다이오드를 4개 사용하고 있으며, 커플링캡 소자(753)의 일측단 및 타측단도 각각 4개의 단을 가진다. 커플링캡 소자(753)의 타측단 4개 중 2개는 AVDD단과 나머지 2개는 Vpump단과 연결되어 있다.

즉, Von 전압 생성부(751)도 Voff 전압 생성부(752)와 같이 펌핑 구조를 가지며, Von 전압 생성부(751)는 Voff 전압 생성부(752)와 달리 펌핑 방향이 반대이 며, 2개의 펌핑 구조를 직렬로 연결하고 있다.

그 결과 Von 전압 생성부(751)에서 Von 전압은 아래와 같은 수학식 2에 의하여 구할 수 있다.

[수학식 2]

Von = VA*n

여기서 VA 전압은 도 5 및 도 6에서 도시하고 있는 VA 전압 생성부(755)에 의하여 생성된 전압으로 후술하며 n은 자연수이다. 바람직하게는 n값으로 2 또는 3이 적절하다. n값은 펌핑 구조의 수에 의하여 조절가능하다.

이하에서는 VA 전압 및 VA 전압 생성부(755)에 대하여 살펴본다.

도 5에서는 VA 전압 생성부(755)를 간단하게 도시하고 있다. 우선 Vsense와 Vref 두 개의 전압이 비교기로 입력되면 이를 비교하여 그 중 큰 전압이 걸리는 측의 출력 전압을 드라이버를 통하여 VA 전압으로 출력한다. 도 5에서는 드라이버와 비교기를 별도의 구성요소로 기술하고 있으나 이를 일체로 형성할 수도 있다. 이는 도 6에서 도시하고 있다.

도 6에서는 입력되는 Vsense와 Vref를 비교하여 Vsense가 큰 경우에는 AVDD 전압을 VA 전압으로 출력하고 Vref 전압이 큰 경우에는 그라운드 전압을 VA 전압으로 출력하는 비교기를 도시하고 있다.

Vsense 전압은 AVDD 전압과 저항 및 그라운드 사이에 연결된 다이오드에 의하여 정해진다. 다이오드는 반도체를 포함하며, 반도체가 온도에 따라서 특성이 변하므로 다이오드의 특성도 온도에 따라 변한다.(도 10 참고) AVDD 전압 및 저항은 온도에 따라 고정되어 있지만, 다이오드의 특성이 온도에 따라서 변하므로 Vsense 전압은 온도에 따라서 변한다. 특히 도 10의 다이오드의 특성으로부터 판단할 때 온도가 낮아질수록 다이오드에 걸리는 전압이 높아지므로 그 결과 Vsense 전압도 온도가 낮아질수록 증가한다.

한편, Vref 전압은 도 7에서 도시하고 있는 회로에 의하여 생성된다. Vref단은 AVDD 단과 그라운드를 저항 2개로 연결한 회로에서 저항과 저항 사이에 연결되어 있다. 즉, Vref값은 AVDD 전압을 저항으로 분압한 전압이므로 온도에 따라 변하지 않는다. 한편, Vref 전압값은 저항을 조절하여 전압의 크기를 조절할 수 있다.

Vref 전압은 일정하고 Vsense 전압은 온도가 낮아질수록 높아지므로 Vref 전압을 조절하여 Vsense와 만나도록 설정하면 Vref 전압과 Vsense 전압이 만나는 지점보다 낮은 온도에서는 Vsense 전압이 높아 AVDD 전압이 출력되고 높은 전압에서는 Vref 전압이 높아 그라운드 전압이 출력된다.

Vref 전압값을 조절하여 Vsense 전압과 만나는 지점을 온도가 -10도에서 0도 사이로 설정하면 도 8과 같은 VA 전압의 그래프를 얻을 수 있다. 즉, 도 8에서는 VA 전압 그래프가 도시되어 있는데, 0도에서 -10도 사이에서는 전압이 변하는 구간이며, -10도 이하에서는 AVDD 전압이 출력되고, 0도 이상에서는 그라운드 전압이 출력되는 것을 보여준다.

그 결과, 본 실시예에 의하면 VA 전압으로 AVDD 전압이 인가되는 경우에는 Von 전압은 3AVDD 전압값을 가지며, VA 전압으로 그라운드 전압이 인가되는 경우에는 Von 전압은 2AVDD 전압값을 가진다.

한편, 도 9는 온도에 따른 VA, AVDD 및 △V를 도시한 그래프로 △V는 Von 전압에서 Voff 전압을 뺀전압이다. 앞에서 설명한 바와 같이 AVDD 전압은 온도에 무관하며, VA 전압은 그라운드 전압을 가지다가 -10도에서 0도 사이에서 전압이 상승하여 AVDD 전압값을 가진다. 한편, △V에서 Voff는 일정한 값을 가지므로 △V 값도 Von 전압(즉, Von 전압을 결정하는 VA 전압)에 따라서 -10도에서 0도 사이에서 전압이 상승한다.

이상의 실시예에서는 Vref 전압이 Vsense 전압과 만나는 지점을 -10도에서 0도 사이의 온도에서 만나도록 설정하였으나 Vref 전압을 변화시켜 만나는 지점의 온도를 변경할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, AVDD 전압을 온도에 일정하게 설정하고, Von 전압 생성부에서 Von 전압이 저온에서는 상승하며, 그 외의 온도에서는 일정하도록 형성하여 표시 장치의 구동시 온도에 따라서 게이트의 동작이 일정하도록 하며, 특히 저온시에 게이트가 용이하게 동작하도록 한다. 그 결과 표시 장치의 트랜지스터가 외부의 온도에 관계없이 일정하게 동작하도록 하여 표시 장치의 신뢰도가 향상된다.

Claims (14)

1. 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수개의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

   온도에 따라 변하지 않는 구동 전압(AVDD 전압)을 생성하는 구동 전압 생성부, 및

   상기 구동 전압을 이용하여 기준 온도 이상에서는 제1 전압을 가지며, 상기 기준 온도 이하에서는 상기 제1 전압보다 높은 전압을 가지는 게이트 전압을 생성하는 게이트 신호 생성부를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
2. 제1항에서,

   상기 기준 온도 이하에서 상기 게이트 전압은 적어도 한 구간의 온도범위에서 선형적으로 변화하는 표시 장치의 구동 장치.
3. 제1항에서,

   상기 구동 전압 생성부는 DC/DC 컨버터를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
4. 제3항에서,

   상기 DC/DC 컨버터는 스위치단(SW)과 피드백단(FB)을 포함하며, 상기 피드백단(FB)은 저항을 통하여 그라운드와의 연결되며, 또 다른 저항을 통하여 AVDD단과 연결되어 있으며,

   상기 스위치단(SW)은 Vpump단과 연결되며, Vpump단은 인덕터를 통하여 Vin단과 다이오드를 통하여 AVDD단과 연결되어 있는 표시 장치의 구동 장치.
5. 제1항에서,

   상기 게이트 신호 생성부는 Von 전압 생성부와 Voff 전압 생성부를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
6. 제5항에서,

   상기 구동 전압 생성부와 상기 게이트 신호 생성부는 서로 연결된 Vpump단을 가지며,

   상기 Voff 전압 생성부는 Voff 전압이 출력되는 Voff 단을 포함하며, 상기 Voff 단은 그라운드와 커패시터로 연결되어 있고 또한편으로는 직렬 연결된 다이오드를 통하여 그라운드와 연결되어 있으며, 상기 직렬 연결된 다이오드의 사이에는 커패시터를 통하여 상기 Vpump단과 연결되어 있는 표시 장치의 구동 장치.
7. 제5항에서,

   상기 구동 전압 생성부와 상기 게이트 신호 생성부는 서로 연결된 Vpump단을 가지며,

   상기 Von 전압 생성부는 AVDD단, VA단, Von단 및 Vpump단을 포함하며, 상기 Von 단은 상기 VA단과 직렬 연결된 2 이상의 다이오드에 의하여 연결되어 있고, 직렬 연결된 상기 2 이상의 다이오드의 사이사이와 상기 다이오드와 상기 Von단의 사이는 커플링캡 소자의 일측단과 연결되어 있으며, 상기 커플링캡 소자의 타측단 중 일부단은 상기 AVDD단과 그 외의 단은 상기 Vpump단과 연결되어 있는 표시 장치의 구동 장치.
8. 제7항에서,

   상기 2 이상의 다이오드는 4개의 다이오드이며, 상기 커플링캡 소자도 일측단 및 타측단으로 각각 4개의 단을 가지고, 상기 커플링캡 소자의 4개의 타측단 중 2개는 상기 AVDD단과 나머지 2개는 상기 Vpump단과 연결되어 있는 표시 장치의 구동 장치.
9. 제7항에서,

   상기 VA단은 VA 전압 생성부와 연결되어 있으며,

   상기 VA 전압 생성부는 Vsense와 Vref 두 개의 전압을 입력받아 이를 비교하여 Vsense가 큰 경우에는 AVDD 전압을 VA 전압으로 출력하고 Vref가 큰 경우에는 그라운드 전압을 VA 전압으로 출력하는 비교기를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
10. 제9항에서,

    상기 Vsense 전압은 상기 AVDD 전압과 그라운드 사이에 저항 및 다이오드를 연결한 구조에서 상기 다이오드에 걸리는 전압으로, 상기 다이오드의 특성이 온도가 낮아질수록 상기 다이오드에 걸리는 전압이 높아지므로 상기 Vsense 전압도 온도가 낮아질수록 증가하는 표시 장치의 구동 장치.
11. 제10항에서,

    상기 Vref 전압은 상기 AVDD 단과 그라운드를 저항 2개로 연결한 회로에서 저항과 저항 사이에 걸리는 전압으로 온도에 따라 변하지 않는 표시 장치의 구동 장치.
12. 제11항에서,

    상기 기준 온도는 상기 Vref 전압과 상기 Vsense 전압이 같은 전압값을 가질때의 온도인 표시 장치의 구동 장치.
13. 제12항에서,

    상기 기준 온도는 0도이며, 상기 기준 온도 이상에서는 Von 전압이 일정하며, 상기 기준 온도 이하에서는 전압이 상승하다가 일정 전압으로 유지되는 표시 장치의 구동 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 구동 장치를 포함하는 표시 장치.

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