KR20090082709A

KR20090082709A - 액정표시장치의 전원공급 회로

Info

Publication number: KR20090082709A
Application number: KR1020080008629A
Authority: KR
Inventors: 김형석; 윤형민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-07-31

Abstract

본 발명은 내장 게이트 패널(GIP) 회로가 적용된 액정표시장치를 저온 환경에 소정 시간 이상 방치한 후 파워를 공급할 때 순간적인 출력 저하 현상으로 인하여 화면 이상 현상이 나타나는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 액정표시장치의 파워 집적소자에서 출력되는 전원전압을 각기 다른 저항비로 분압하여 그에 따른 두 개의 분압된 피드백전압을 출력하는 전원전압 피드백부와; 주변의 온도가 저온인 경우 초기 구동시에는 상기 두 피드백전압 중 상대적으로 높은 레벨의 피드백전압을 선택하여 소정 시간동안 출력하는 멀티플렉서와; 주변의 온도가 저온인 경우 상기 피드백전압을 참조하여 초기에는 원래보다 조금 높은 레벨의 전원전압을 생성함과 아울러, 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 기준으로 원래보다 조금 높은 레벨의 리세트신호 및 클럭신호를 생성하는 파워 집적소자와; 주변의 온도가 저온인 경우 상기 전원전압을 이용하여 차지펌핑하여 초기에는 원래보다 조금 높은 레벨의 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 생성하는 차지 펌핑부에 의해 달성된다.

내장 게이트 패널, 화면 이상 현상, 저온 환경

Description

액정표시장치의 전원공급 회로{CIRCUIT OF POWER SUPPLY IN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에서 전원을 공급하는 기술에 관한 것으로, 특히 내장 게이트 패널(GIP: Gate In Panel) 회로가 적용된 액정표시장치를 저온 환경에 소정 시간 이상 방치한 후 파워를 공급할 때 순간적인 출력 저하 현상으로 인하여 화면 이상 현상이 나타나는 것을 방지하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 전원공급 회로에 관한 것이다.

최근, 정보기술(IT)의 발달에 따라 평판표시 장치는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 한층 강조되고 있으며, 향후 보다 향상된 경쟁력을 확보하기 위해 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등이 요구되고 있다.

평판표시장치의 대표적인 표시장치인 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 박형, 소형, 저소비전력 및 고화질 등의 장점이 있다.

이와 같은 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표 시할 수 있도록 한 표시장치이다. 따라서, 액정 표시장치는 화상을 구현하는 최소 단위인 화소들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되는 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하기 위한 구동부를 구비하는데, 이 구동부는 타이밍 콘트롤러를 비롯하여 데이터 구동부와 게이트 구동부를 구비한다. 그리고, 상기 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 액정표시장치에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 구비한다.

그리고, 상기 액정표시장치는 시스템 각부에서 필요로 하는 직류전압을 공급하기 위해 직류/직류전압 변환 기능을 수행하는 파워 집적소자(Power IC)를 구비하여 상기 데이터 구동부의 구동전압을 공급하고, 시스템 각부에 전원전압(VDD)을 공급하며, 상기 게이트 구동부에 게이트 로우 전압(VGL), 게이트 하이 전압(VGH)을 공급한다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 전원공급 회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 후술할 파워 집적소자(12)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 소정 비율로 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB)을 출력하는 전원전압 피드백부(11)와; 상기 피드백전압(FB)을 참조하여 목표로 하는 레벨의 전원전압(VDD)을 생성함과 아울러, 후술할 차지 펌핑부(13)에서 출력되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성하는 파워 집적소자(12)와; 상기 파워 집적소자(12)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 이용하여 차지펌핑하여, 액정패널에 공급되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 생성하는 차지 펌핑부(13)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.

전원전압 피드백부(11)는 후술할 파워 집적소자(12)로 하여금 자신의 출력 전원전압(VDD)을 체크할 수 있도록 하기 위하여, 직렬접속된 저항(R1),(R2)을 이용하여 그 전원전압(VDD)을 소정 비율로 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB)을 출력한다.

파워 집적소자(12)는 상기 피드백전압(FB)을 근거로 하여, 액정표시장치의 각부에서 필요로하는 전원전압(VDD)을 생성하여 출력한다. 이와 함께, 상기 파워 집적소자(12)는 후술할 차지 펌핑부(13)에서 출력되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성하여 게이트 패널(GIP: Gate In Panel)에 공급한다.

차지 펌핑부(13)는 상기 파워 집적소자(12)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 이용하여 차지펌핑하여, 액정패널의 게이트라인에 공급되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 생성한다.

상기 설명에서와 같이 파워 집적소자(12)는 게이트 패널(GIP: Gate In Panel)에 공급할 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 상기 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 생성한다. 그런데, 초기 상태에서 상기 전원전압(VDD)의 레벨이 목표치보다 조금 낮게 출력되어 상기 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)의 레벨이 목표치 이하로 출력되는 경우가 종종 발생되고, 이에 의해 GIP 회로 상의 스위칭 트랜지스터가 정상적으로 턴온되지 않았다.

이와 같이 종래 액정표시장치의 전원공급 회로에 있어서는 초기 상태에서 전원전압을 목표 레벨 이하로 출력하게 되어 목표치 보다 낮은 레벨의 게이트 하이전압과 게이트 로우전압을 출력하게 되고, 이로 인하여 기준 레벨 이하의 리세트신호 및 클럭신호를 출력하게 되어 있었다.

이에 따라, GIP 회로 상의 스위칭 트랜지스터가 정상적으로 턴온되지 않는 경우가 발생되고, 이로 인하여 화면 이상현상이 발생되는 문제점이 있었다. 더욱이 아몰퍼스 실리콘(a-si) 트랜지스터의 경우 저온(예: 10°이하) 환경에서 정상적으로 턴온되지 않는 경우가 더욱 빈번하게 발생되어 화면 이상현상이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.

이를 감안하여 초기 구동상태에서, 전원전압을 분압하여 피드백전압을 공급하는 저항의 값을 변경하여, 피드백전압의 레벨을 조금 높게 하거나 차지 펌핑 회로를 추가하여 보다 높은 레벨의 게이트 하이전압을 출력할 수 있지만, 이와 같이 하는 경우 소비전력이 상승되어 노트북과 같은 휴대용 기기의 액정패널에 적용하는데 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 피드백전압의 경로를 복수개 마련하여 저온 환경에서 초기 구동시 피드백전압이 원래보다 조금 높게 출력되도록 하여 전원전압 및 게이트 하이전압과 게이트 로우전압이 원래보다 조금 높게 출력되도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파워 집적소자에서 출력되는 전원전압을 각기 다른 저항비로 분압하여 그에 따른 두 개의 분압된 피드백전압을 출력하는 전원전압 피드백부와; 주변의 온도가 저온인 경우 초기 구동시에는 상기 두 피드백전압 중 상대적으로 높은 레벨의 피드백전압을 선택하여 소정 시간동안 출력하는 멀티플렉서와; 주변의 온도가 저온인 경우 상기 피드백전압을 참조하여 초기 구동시 원래보다 조금 높은 레벨의 전원전압을 생성함과 아울러, 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 기준으로 원래보다 조금 높은 레벨의 리세트신호 및 클럭신호를 생성하는 파워 집적소자와; 주변의 온도가 저온인 경우 상기 전원전압을 이용하여 차지펌핑하여 초기 구동시 원래보다 조금 높은 레벨의 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 생성하는 차지 펌핑부로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 액정표시장치에서 피드백전압의 경로를 복수개 마련하여 저온 환경에서 초기 구동시 피드백전압이 원래보다 조금 높게 출력되도록 하고, 이에 의해 전원전압 및 게이트 하이전압과 게이트 로우전압이 원래보다 조금 높게 출력되도록 함으로써, 액정표시장치를 저온 환경에 소정 시간 이상 방치한 후 구동시킬 때 GIP 회로 상의 스위칭 트랜지스터가 정상적으로 턴온되지 않아 화면 이상현상이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 전원공급 회로의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 후술할 파워 집적소자(23)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 각기 다른 저항비로 분압하여 그에 따른 두 개의 분압된 피드백전압(FB1),(FB2)을 출력하는 전원전압 피드백부(21)와; 주변의 온도가 저온일 때 제어부의 제어를 받아, 초기 구동시에는 상대적으로 높은 레벨의 피드백전압(FB2)을 선택하여 소정 시간동안 출력한 후 상대적으로 낮은 레벨의 피드백전압(FB1)을 선택하여 출력하는 멀티플렉서(22)와; 주변의 온도가 저온일 때, 상기 멀티플렉서(22)에서 출력되는 피드백전압(FB)을 참조하여 초기 구동시에는 원래보다 조금 높은 레벨의 전원전압(VDD)을 생성한 후 원래 레벨의 전원전압(VDD)을 생성함과 아울러, 후술할 차지 펌핑부(24)에서 출력되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 초기 구동시에는 원래보다 조금 높은 레벨의 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성한 후 원래 레벨의 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성하는 파워 집적소자(23)와; 주변의 온도가 저온일 때, 상기 파워 집적소자(23)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 이용하여 차지펌핑하여 초기 구동시에는 원래보다 조금 높은 레벨의 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 생성한 후 원래 레벨의 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 생성하는 차지 펌핑부(24)로 구성하였다.

상기 전원전압 피드백부(21)는 상기 파워 집적소자(23)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 저항비로 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB1)을 출력하는 저항(R1,R2)과; 상기 파워 집적소자(23)에서 출력되는 전원전압(VDD)을 상기 저항(R1,R2)에 비하여 조금 높은 저항비로 분압하여 피드백전압(FB1)보다 조금 높은 피드백전압(FB2)을 출력하는 저항(R3,R4)으로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원전압 피드백부(21)는 후술할 파워 집적소자(23)로 하여금 자신으로부터 출력되는 전원전압(VDD)을 체크하여 보정할 수 있도록 하기 위하여, 그 전원전압(VDD)을 소정 비율로 분압하여 분압된 피드백전압을 출력함에 있어서, 하나의 분압된 피드백전압을 출력하는 것이 아니라 서로 다른 저항비로 분압된 복수개의 피드백전압(FB1),(FB2)을 출력한다.

예를 들어, 직렬접속된 저항(R1,R2)으로 상기 전원전압(VDD)을 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB1)을 출력하고, 또 다른 저항비의 저항(R3,R4)으로 그 전원전압(VDD)을 분압하여 그에 따른 피드백전압(FB2)을 출력한다. 여기서, 상기 저항(R1,R2)의 저항비에 비하여 저항(R3,R4)의 저항비를 크게 설정하였으므로 상기 피드백전압(FB1)에 비하여 피드백전압(FB2)이 상대적으로 약간 높게 된다.

멀티플렉서(22)는 상기 전원전압 피드백부(21)에서 출력되는 두 개의 분압된 피드백전압(FB1),(FB2)을 공급받아 그 중에서 하나를 선택하여 출력함에 있어서, 주변의 온도가 저온일 때 제어부(예: 타이밍 콘트롤러)로부터 입력되는 제어신호(CTL)에 따라 액정표시장치에 파워가 공급되기 시작하는 초기 구동시 소정 시간동안 상기 보다 높은 레벨의 피드백전압(FB2)을 선택하여 출력하고, 이후에는 피드백전압(FB1)을 선택하여 출력한다. 이를 위해 상기 제어부는 주변에 온도센서를 구비하는 것이 바람직하다.

참고로, 상기 초기 구동시간은 파워가 공급되기 시작하는 시점으로부터 0∼1초 또는 게이트아웃인에이블신호(GOE)의 마스킹 구간 또는 0∼60 프레임에 해당되는 시간을 의미한다.

파워 집적소자(23)는 액정표시장치의 각부에서 필요로하는 전원전압(VDD)을 생성하여 출력함에 있어서, 상기 피드백전압(FB)을 근거로 하여 원래 목표로 하는 레벨의 전원전압(VDD)이 출력되도록 한다. 이와 함께, 상기 파워 집적소자(23)는 후술할 차지 펌핑부(24)에서 출력되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성하여 게이트 패널(GIP: Gate In Panel)에 공급한다.

차지 펌핑부(24)는 상기 파워 집적소자(23)에서 상기와 같이 출력되는 전원전압(VDD)을 이용하여 차지펌핑하여, 액정패널의 게이트라인에 공급되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 생성한다.

그런데, 주변의 온도가 저온일 때 상기 설명에서와 같이 상기 멀티플렉서(22)가 초기 구동시에는 상대적으로 높은 레벨의 피드백전압(FB2)을 선택하여 이를 상기 피드백전압(FB)으로 출력한다. 이에 따라, 상기 파워 집적소자(23)가 상기 전원전압(VDD)을 원래보다 조금 높게 생성하여 출력하게 되고, 이로 인하여 상기 차지 펌핑부(24)가 게이트 하이전압(VGH)을 원래보다 조금 높은 레벨로 출력하고 게이트 로우전압(VGL)을 원래보다 조금 낮은 레벨로 출력하게 된다.

이로 인하여, 주변의 온도가 저온일 때 상기 파워 집적소자(23)가 초기 구동 상태에서 상기와 같이 출력되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 충분히 높은 레벨의 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성하여 출력하게 된다.

따라서, 주변의 온도가 저온일 때 초기 구동 상태에서 GIP 회로 상의 스위칭 트랜지스터가 정상적으로 턴온되지 않는 경우가 발생되지 않게 된다.

초기 구동 상태가 경과된 이후에는 시스템의 발열동작에 의해 저온현상이 해소되므로 정상적인 구동이 가능하게 된다. 이를 감안하여 초기 구동 상태가 경과된 이후에는 상기 멀티플렉서(22)가 피드백전압(FB1)을 선택하여 이를 상기 피드백전압(FB)으로 출력한다. 이에 따라, 상기 파워 집적소자(23)가 상기 전원전압(VDD)을 원래의 레벨로 출력하게 되어 상기 차지 펌핑부(24)가 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 원래의 레벨로 출력할 수 있게 된다.

이로 인하여, 상기 파워 집적소자(23)가 상기와 같이 출력되는 게이트 하이전압(VGH) 및 게이트 로우전압(VGL)을 기준으로 원래 레벨의 리세트신호(RESET) 및 클럭신호(CLK1∼CLK4)를 생성할 수 있게 된다.

따라서, 초기 구동 상태 이후에도 계속해서 GIP 회로 상의 스위칭 트랜지스터가 정상적으로 턴온된다.

한편, 도 3은 액정표시장치를 저온(예: 10°이하) 또는 상온(예: 15∼25°)에서 4시간 정도 방치한 후 구동할 때 화면 이상 현상이 발생되는 경우와 발생되지 않는 경우의 출력전압에 대한 예시표이다.

즉, 액정표시장치를 저온에서 4시간 정도 방치한 후 구동할 때 전원전압(VDD)을 7.74V로 출력하는 경우 게이트 하이전압(VGH)이 20.4V로 출력되고, 게이트 로우전압(VGL)이 -5.46V로 출력되는데, 이와 같은 경우 화면 이상 현상이 발생되는 것이 실험적으로 확인되었다.

그러나, 액정표시장치를 저온에서 4시간 정도 방치한 후 구동할 때 전원전압(VDD)을 8.06V로 출력하는 경우 게이트 하이전압(VGH)이 21.35V로 출력되고, 게이트 로우전압(VGL)이 -5.69V로 출력되는데, 이와 같은 경우 화면 이상 현상이 발생되지 않는 것이 실험적으로 확인되었다.

그렇지만, 액정표시장치를 상온에서 4시간 정도 방치한 후 구동할 때 전원전압(VDD)을 7.73V로 출력하는 경우 게이트 하이전압(VGH)이 20.42V로 출력되고, 게이트 로우전압(VGL)이 -5.44V로 출력되는데, 이와 같은 경우 화면 이상 현상이 발생되지 않는 것이 실험적으로 확인되었다.

또한, 액정표시장치를 상온에서 4시간 정도 방치한 후 구동할 때 전원전압(VDD)을 8.05V로 출력하는 경우 게이트 하이전압(VGH)이 21.36V로 출력되고, 게이트 로우전압(VGL)이 -5.68V로 출력되는데, 이와 같은 경우 화면 이상 현상이 발생되지 않는 것이 실험적으로 확인되었다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 전원공급 회로의 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 전원공급 회로의 블록도.

도 3은 액정표시장치의 초기 구동시 화면 이상 현상이 발생되는 경우와 발생되지 않는 경우의 예를 나타낸 표.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

21 : 전원전압 피드백부 22 : 멀티플렉서

23 : 파워 집적소자 24 : 차지 펌핑부

Claims

액정표시장치의 파워 집적소자에서 출력되는 전원전압을 각기 다른 저항비로 분압하여 그에 따른 두 개의 분압된 피드백전압을 출력하는 전원전압 피드백부와;

주변의 온도가 저온인 경우 초기 구동시에는 상기 두 피드백전압 중 상대적으로 높은 레벨의 피드백전압을 선택하여 소정 시간동안 출력하는 멀티플렉서와;

주변의 온도가 저온인 경우 상기 피드백전압을 참조하여 초기 구동시에는 원래보다 조금 높은 레벨의 전원전압을 생성함과 아울러, 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 기준으로 원래보다 조금 높은 레벨의 리세트신호 및 클럭신호를 생성하는 파워 집적소자와;

주변의 온도가 저온인 경우 상기 전원전압을 이용하여 차지펌핑하여 초기 구동시에는 원래보다 조금 높은 레벨의 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 생성하는 차지 펌핑부로 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 피드백부는

상기 파워 집적소자에서 출력되는 전원전압을 저항비로 분압하여 그에 따른 제1피드백전압을 출력하는 제1,2저항과;

상기 파워 집적소자에서 출력되는 전원전압을 상기 제1,2저항에 비하여 조금 높은 저항비로 분압하여 제1피드백전압보다 조금 높은 레벨의 제2피드백전압을 출력하는 제3,4저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 멀티플렉서는 제어부로부터 공급되는 제어신호에 의해, 주변의 온도가 저온인 경우 초기 구동시 상기 두 피드백전압 중 상대적으로 높은 레벨의 피드백전압을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 멀티플렉서는 초기 구동 후 상대적으로 낮은 레벨의 피드백전압을 선택하여 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 파워 집적소자는 초기 구동 후 원래 레벨의 전원전압을 생성함과 아울러, 원래 레벨의 리세트신호 및 클럭신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 차지 펌핑부는 초기 구동 후 원래 레벨의 게이트 하이전압 및 게이트 로우전압을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 초기 구동시간은 파워가 공급되기 시작하는 시점으로부터 0∼1초 또는 게이트아웃인에이블신호(GOE)의 마스킹 구간 또는 0∼60 프레임에 해당되 는 시간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.
제1항에 있어서, 액정표시장치는 내장 게이트 패널(GIP) 회로가 적용된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 전원공급 회로.