KR20080062849A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 공통전압 생성부에 관한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 데이터 라인과 게이트 라인들에 의해 구분되는 영역들 각각에 형성됨과 아울러 공통전극라인에 공통적으로 접속된 화소셀들을 포함하는 액정패널과; 비디오 데이터에 응답하여 상기 액정패널을 구동하는 구동부와; 적어도 두 개 이상의 저항을 포함하는 전압분배회로와, 저항 중 어느 하나의 저항과 병렬 연결된 써미스터를 포함하는 온도보상 공통전압 생성부를 구비한다.

Description

액정표시장치 {Liquid Crystal Display}
도 1은 종래의 액정셀을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 액정표시장치의 공통전압 발생장치를 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 공통전압 발생장치를 나타내는 회로도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의해 공통전압이 생성되는 것을 나타내는 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 액정패널 12 : 데이터 구동회로
14 : 게이트 구동회로 16 : 직류-직류 변환기
18 : 온도보상 공통전압 발생부 30 : 온도 센서
22 : 타이밍 콘트롤러
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 패널의 온도 특성에 관계없이 원하는 계조값을 표현할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여 액정표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정패널에는 도 1과 같이 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하게 배열되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하여 정의되는 화소영역이 위치한다. 화소영역에는 액정셀을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)와, 액정셀의 전압을 유지하기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다.
액정셀은 화소전극(11)에 데이터 전압이 인가되고 공통전극(12)에 공통전압(Vcom)이 인가될 때 액정층에 인가되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 편향되면서 투과되는 광량을 조절함으로써 계조를 표현한다.
이 중 공통전압을 생성하기 위한 공통전압 발생장치는 도 2와 같은 회로도를 포함한다.
도 2를 참조하면, 종래의 공통전압 발생장치는 전원 공급부(도시하지 않음)에서 제공하는 VDD 전압을 공급받는 VDD 전압 공급단(VDD)과, VDD 전압 공급단(VDD)에 일단이 연결된 제1 저항(R1)과, 제1 저항(R1)의 다른 일단에 연결된 제1 노드(n1)에 일단이 연결된 제2 저항(R2)과, 제2 저항(R2)과 직렬로 연결되는 가변 저항(VR)과, 제1 노드(n1)에서 분기되는 제2 노드(n2) 및 가변저항(VR)의 일단과 연결되는 제3 노드 사이에 형성되는 캐패시터(C)와, 제4 노드(n4)에서 연결되는 공통전압 출력단(Vcom_P)을 구비한다.
이러한 공통전압 발생장치는 전원 공급부로부터 제공받은 VDD 전압을 제1 및 제2 저항(R1,R2)과, 가변저항(VR) 및 캐패시터(C)로 이루어진 전압 분배회로를 통하여 공통전압(Vcom)을 생성한다. 그리고 공통전압(Vcom)은 공통전압 출력단(Vcom_P)을 통하여 출력된다.
이때 생성되는 공통전압(Vcom)은 초기설정된 저항분배 회로에 의해 출력되는 값으로 고정되어 있다. 공통전압값의 설정은 상온에서 약 50℃ 정도의 온도범위내에서 구동하기에 적정한 값으로 설정된다.
하지만, 액정표시장치를 구동하는 과정에서 백라이트에 의한 패널의 온도가 큰 폭으로 상승되기도 한다. 또한, 액정표시장치의 사용범위가 증가됨에 따라 실외에서 구동을 하는 경우도 증가하면서 패널의 온도가 외부 온도에 의한 영향으로 더 높아지는 경우가 많이 발생한다.
패널의 온도가 상승하면 패널의 부하가 상승하고 액정셀의 응답특성이 달라지면서 공통전압값이 상승한다.
액정 패널의 계조표현은 공통전압과 데이터전압간의 차이에 의해 액정의 편향정도에 의해 결정되기 때문에, 공통전압의 변화는 결국 원하는 계조표현에 지장을 주어 화상 품위를 저하시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 패널의 온도 변화가 일어날 경우에도 안정적인 공통전압을 공급할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치는 데이터 라인과 게이트 라인들에 의해 구분되는 영역들 각각에 형성됨과 아울러 공통전극라인에 공통적으로 접속된 화소셀들을 포함하는 액정패널과; 비디오 데이터에 응답하여 상기 액정패널을 구동하는 구동부와; 적어도 두 개 이상의 저항을 포함하는 전압분배회로와, 저항 중 어느 하나의 저항과 병렬 연결된 써미스터를 포함하는 온도보상 공통전압 생성부를 구비한다.
공통전압 생성부는 VDD 전압원과 연결되는 제1 저항과, 제1 저항의 다른 일단과 연결되는 제1 노드에서 분기되어 접속하는 제2 저항과, 제2 저항에 병렬로 접속된 써미스터와, 써미스터를 선택적으로 턴-온시키기 위한 스위치부를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 m개의 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 n개의 게이트 라인(G1 내지 Gn) 교차되는 영역에 액정셀(Clc)이 형성되어, m×n개의 액정셀(Clc)들이 매트릭스 타입으로 형성되는 액정패널(10)과, 액정패널(10)의 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동회로(12)와, 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 구동회로(14)와, 액정패널(10)의 구동 전압들을 발생하기 위한 직류-직류 변환기(이하 DC-DC 변환기, 16)와 DC-DC 변환기(16)에 접속된 온도보상 공통전압 발생부(18)와, 액정패널(10)의 온도변화에 따라 공통전압(Vcom)을 조정하기 위한 공통전압 보상부(18)와, 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(14) 및 공통전압 보상부(20)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(22)를 구비한다.
액정패널(10)은 두 장의 광 투과성 기판 사이에 액정이 주입된 구조를 가진다. 액정패널(10)의 하부기판에는 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)이 상호 교차되어 형성된다. 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되고, 이러한 TFT는 게이트 라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터 라인(D1 내지 Dm)의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급한다. 이를 위하여 TFT의 게이트 전극은 해당 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스 전극은 해당 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정패널(10)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 그리고 액정패널(10)의 상부기판과 하부기판에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내측면에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 액정셀(Clc) 각각에 형성된 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트 라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
DC-DC변환기(16)는 도시하지 않은 시스템으로부터 인가받은 VCC전압을 승압 또는 감압하여 6V 이상의 VDD 전압, VDD 전압의 분압으로 생성되는 감마전압, 게이트 하이전압(Vgh) 및 게이트 로우전압(Vgl)등을 발생한다. 게이트 하이전압(Vgh)은 TFT의 문턱전압 이상으로 설정된 스캔펄스의 하이논리전압으로써 게이트 구동회로(14)에 공급되고 게이트로우전압(Vgl)은 TFT의 오프전압으로 설정된 스캔펄스의 로우논리전압으로써 게이트 구동회로(14)에 공급된다.
타이밍 콘트롤러(22)는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동회로(14)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동회로(12)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 게이트 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse ; GSP)등을 포함한다. 데이터 제어신호(DDC)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse ; CSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock ; SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable ; SOE), 극성신호(Polarity ; POL) 등을 포함한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(22)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬하여 데이터 구동회로(12)에 공급한다.
온도 센서(30)는 패널의 온도를 감지하여 패널이 일정온도 이상 상승하면 온도보상 공통전압 발생부(18)에 신호(St)를 인가한다. 이때 온도보상 공통전압 발생부(18)에 인가하는 신호(St)는 온도보상 공통전압 발생부(18) 내에 포함된 트랜 지스터를 동작하기 위한 전압으로, 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
온도보상 공통전압 발생부(18)는 VDD 전압을 입력으로 하여 전압 분배회로를 통해 공통전압(Vcom)을 생성한다. 특히, 온도보상 공통전압 발생부(18)는 패널의 온도가 고온으로 상승하면 온도 센서(30)에서 신호(St)를 인가받아 보상된 공통전압을 생성한다.
온도보상 공통전압 발생부(18)에 대한 실시예를 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 온도보상 공통전압 발생부(18)는 전원 공급부에서 제공하는 VDD 전압을 공급받는 VDD 전압 공급단(VDD)과, VDD 전압 공급단(VDD)에 일단이 연결된 제1 저항(R1)과, 제1 저항(R1)의 다른 일단에 연결된 제1 노드(n1)에 일단이 연결된 제2 저항(R2), 제2 저항(R2)과 직렬로 연결되는 가변저항(VR), 제2 저항(R2)과 병렬로 접속하는 써미스터(TH)를 구비한다.
그리고, 써미스터(TH)의 일단에는 패널의 온도가 고온으로 상승할 경우 써미스터(TH)로의 전류 패스를 형성하기 위한 스위치로서 트랜지스터(Tr)가 형성된다. 트랜지스터(Tr)의 베이스 전극(B)은 온도 센서(30)와 연결되어, 패널이 고온으로 상승할 경우 온도 센서(30)로부터 트랜지스터(Tr)의 동작을 위한 신호(St)를 인가받는다. 그리고, 에미터 전극과 컬렉터 전극은 각각 제1 노드(n1) 및 가변저항(VR)의 일단에 형성된 제2 노드(n2)와 연결된다.
트랜지스터(Tr)의 베이스 전극(B)과 온도 센서(30) 사이에 형성된 제3 노 드(n3)와, 온도 센서(30)와 공통전압 출력단 사이에 형성된 제4 노드(n4)에는 제3 저항(R3)이 형성된다. 제3 저항(R3)은 온도보상 공통전압 발생부(18) 내의 급격한 전압변화를 방지하여 회로를 보호한다.
이러한 온도보상 공통전압 발생부(18)에 의한 공통전압이 생성되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상온일 경우 공통전압은 VDD 전압원을 통해 인가된 전압이 제1 노드(n1)를 기준으로 형성된 전압 분배회로를 통해 공통전압 출력단을 통해 패널로 인가된다. 이때 트랜지스터(Tr)의 에미터와 베이스 간의 전압차이는 없기 때문에 트랜지스터(Tr)의 에미터와 컬렉터를 지나는 경로를 통해서는 전류가 흐르지 않는다. 이에 따라, VDD 전압원을 통하여 인가되는 전압은 도 5와 같이 ℓ1과 ℓ2의 경로를 통한 전류패스를 형성하고 이에 따른 전압 분배를 거쳐서 공통전압 출력단으로 공통전압(Vcom)이 인가된다.
한편, 패널의 온도가 고온으로 상승할 경우는 온도 센서(30)가 이를 감지하여 공통전압 발생부(18)에 신호(St)를 인가한다. 신호(St)는 공통전압 발생부(18)에 형성된 트랜지스터(Tr)를 동작시키기 위한 신호로서, 트랜지스터(Tr)의 에미터와 베이스간에 전류가 흐를 수 있게 하기 위한 동작 전압이다. 트랜지스터의 베이스에 전압이 인가되어 에미터와 베이스 간의 전위차로 인해 전류가 흐르면, 에미터와 컬렉터를 경유하는 통로로 전류 패스가 형성된다.
즉, 패널의 온도가 고온으로 상승할 경우에는 VDD 전압원에서 인가되는 전압은 도 6과 같이 ℓ'1,ℓ'2 및 ℓ3의 전류 패스를 형성하며 제1 노드(n1)에서 분압 된다.
이처럼 패널의 온도가 고온일 경우 VDD 전압은 제1 노드(n1)에서 ℓ3의 전류 패스를 통해서도 흐르는 전류에 의해서도 분압되기 때문에 공통전압 출력단으로는 보정된 공통전압이 생성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치의 공통전압 발생장치는 패널의 온도변화에 따라 변화되는 전압값을 가지는 공통전압을 생성한다. 이에 따라, 온도변화에 따라 패널에 걸리는 부하가 달라지면서 공통전압값이 변하는 것을 보상한다.
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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 데이터 라인과 게이트 라인들에 의해 구분되는 영역들 각각에 형성됨과 아울러 공통전극라인에 공통적으로 접속된 화소셀들을 포함하는 액정패널;
    비디오 데이터에 응답하여 상기 액정패널을 구동하는 구동부;
    적어도 두 개 이상의 저항을 포함하는 전압분배회로와, 상기 저항 중 어느 하나의 저항과 병렬 연결된 써미스터를 포함하는 온도보상 공통전압 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전압 생성부는
    VDD 전압원과 연결되는 제1 저항;
    상기 제1 저항의 다른 일단과 연결되는 제1 노드에서 분기되어 접속하는 제2 저항;
    상기 제2 저항에 병렬로 접속된 써미스터;
    상기 써미스터를 선택적으로 턴-온시키기 위한 스위치부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치부는 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 패널의 온도변화를 파악하고, 상기 패널의 온도 변화에 따라 상기 스위치부를 선택적으로 턴-온 시키기 위한 스위치 제어신호를 생성하는 온도센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 패널의 온도가 고온으로 상승할 경우 상기 스위치부를 턴-온시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 제2 저항과 써미스터 사이의 제2 노드와 기저전압 사이에 형성된 가변저항;
    상기 제1 노드와 연결되는 공통전압 출력단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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