KR20110061121A - 액정표시장치용 전원회로 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

액정표시장치용 전원회로 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본발명은, 액정패널에 형성되고, 서로 교차하여 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선에 게이트전압을 출력하는 게이트구동부와; 입력전압을 강압하여 게이트로우전압을 상기 게이트구동부에 출력하는 차지펌프부를 포함하는 전원회로를 포함하며, 상기 차지펌프부는, 상기 입력전압이 입력되는 입력단과 접지단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 트랜지스터와; 상기 차지펌프부의 출력단과 전원전압이 입력되는 입력단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 다이오드와; 상기 제 1 및 2 트랜지스터 사이의 접점과, 상기 제 1 및 2 다이오드 사이의 접점 사이에 연결된 커패시터를 포함하고, 상기 전원전압은 접지전압보다 높은 값을 갖는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치용 전원회로 및 이를 포함하는 액정표시장치{Power circuit for liquid crystal display device and liquid crystal display device including the same}
본발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시장치용 전원회로 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기전계발광표시장치 (OELD : organic electroluminescent display device)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어, 최근에 널리 사용되고 있다.
액정표시장치로서는, 매트릭스형태로 배치된 화소 각각에 스위칭트랜지스터 가 형성된 액티브매트릭스 타입(active matrix type)의 액정표시장치가 현재 보편적으로 사용되고 있다.
이와 같은 액티브매트릭스 타입의 액정표시장치에서는, 게이트배선이 스캔되면, 스캔펄스가 인가되어 스위칭트랜지스터가 턴온된다. 이에 동기하여, 데이터전압이 데이터배선을 통해 전달되어 해당 화소에 인가된다. 이에 따라, 해당 화소의 화소전극에 데이터전압이 인가되어, 이에 대응되는 빛이 발광된다.
이와 같은 구동을 위해, 액정표시장치는, 전원회로로부터 필요한 전원을 인가받게 된다. 예를 들면, 전원회로는, 전원전압(VDD, VCC)와, 게이트로우전압(VGL)과 게이트하이전압(VGH) 등을 생성하여, 액정표시장치의 구동회로부에 공급하게 된다.
여기서, 게이트로우전압(VGL)은, 전원회로의 차지펌프(charge pump)회로를 통해 생성된다. 이와 같이 게이트로우전압(VGL)을 생성하는데 사용되는 차지펌프회로는, 네거티브(negative) 차지펌프회로라고 불리운다.
네거티브 차지펌프회로는, 입력된 입력전압(VIN)에 대해, 트랜지스터의 스위칭 동작을 통해 커패시터에 차징되는 전압을 조절하여, 게이트로우전압(VGL)을 생성하게 된다. 여기서, 커패시터에 차징되는 전압을 조절함에 있어, 트랜지스터는 완전히 턴오프되지 않고 채널을 통해 전류(Ids)가 흐르도록 채널의 저항(Rds)을 조절하는 동작이 수행된다. 이에 따라, 트랜지스터의 소스-드레인 사이의 전압차 즉 채널전압(Vds)이 발생하게 된다. 이처럼, 트랜지스터의 채널전류(Ids)를 조절하여 채널전압(Vds)을 조절할 수 있게 되고, 이에 따라 커패시터에는 입력전압(VIN)에서 채널전압(Vds)을 뺀 만큼의 전압이 차징된다.
위와 같이 커패시터에 차징되는 전압을 조절하기 위해 트랜지스터에는 채널전압이 발생되어야 하는데, 이와 같이 발생된 채널전압만큼 전력손실이 유발된다. 즉, 채널전류(Ids)*채널전압(Vds) 만큼의 전력손실이 발생하며, 이는 열로서 소모된다.
본발명은, 소비전력을 개선할 수 있는 액정표시장치용 전원회로 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 데 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 액정패널에 형성되고, 서로 교차하여 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선에 게이트전압을 출력하는 게이트구동부와; 입력전압을 강압하여 게이트로우전압을 상기 게이트구동부에 출력하는 차지펌프부를 포함하는 전원회로를 포함하며, 상기 차지펌프부는, 상기 입력전압이 입력되는 입력단과 접지단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 트랜지스터와; 상기 차지펌프부의 출력단과 전원전압이 입력되는 입력단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 다이오드와; 상기 제 1 및 2 트랜지스터 사이의 접점과, 상기 제 1 및 2 다이오드 사이의 접점 사이에 연결된 커패시터를 포함 하고, 상기 전원전압은 접지전압보다 높은 값을 갖는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 전원회로는, 상기 입력전압을 승압하는 부스트컨버터부와; 상기 입력전압을 강압하는 벅컨버터부를 더욱 포함하고, 상기 전원전압은, 상기 벅컨버터부의 출력전압일 수 있다.
상기 전원회로는, 상기 입력전압을 승압하여 게이트하이전압을 출력하는 다른 차지펌프부를 더욱 포함할 수 있다.
상기 차지펌프부는, 상기 제 1 및 2 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 제어부를 더욱 포함하고, 상기 제 1 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 2 트랜지스터의 채널은 부분적으로 열리고, 상기 제 2 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 1 트랜지스터는 턴오프될 수 있다.
다른 측면에서, 본발명은, 입력전압을 강압하여 게이트로우전압을 출력하는 차지펌프부를 포함하며, 상기 차지펌프부는, 입력전압이 입력되는 입력단과 접지단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 트랜지스터와; 상기 차지펌프부의 출력단과 전원전압이 입력되는 입력단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 다이오드와; 상기 제 1 및 2 트랜지스터 사이의 접점과, 상기 제 1 및 2 다이오드 사이의 접점 사이에 연결된 커패시터를 포함하고, 상기 전원전압은 접지전압보다 높은 값을 갖는 액정표시장치용 전원회로를 제공한다.
여기서, 상기 입력전압을 승압하는 부스트컨버터부와; 상기 입력전압을 강압하는 벅컨버터부를 더욱 포함하고, 상기 전원전압은, 상기 벅컨버터부의 출력전압일 수 있다.
상기 입력전압을 승압하여 게이트하이전압을 출력하는 다른 차지펌프부를 더욱 포함할 수 있다.
상기 차지펌프부는, 상기 제 1 및 2 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 제어부를 더욱 포함하고, 상기 제 1 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 2 트랜지스터의 채널은 부분적으로 열리고, 상기 제 2 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 1 트랜지스터는 턴오프될 수 있다.
본발명에서는, 게이트로우전압을 생성함에 있어, 접지전압보다 높은 전압값을 갖는 전원전압(VCC)을 사용함으로써, 커패시터에 충전되는 전압의 양을 줄이게 된다. 이에 따라, 제 2 트랜지스터의 채널전압을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 채널전압 발생에 따른 전력손실과 발열을 줄일 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본발명의 실시예에 따른 화소 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본발명의 실시예에 따른 전원회로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본발명의 실시예에 따른 전원회로의 제 2 차지펌프부를 개략적으로 도시한 도면 이다.
도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 액정패널(200)과, 구동회로와, 전원회로(400)와, 백라이트(500)를 포함한다.
액정패널(200)은, 서로 마주하는 두개의 기판, 예를 들면 어레이기판과 대향기판과 이들 두 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.
액정패널(200)의 어레이기판에는, 제 1 방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선(GL)과, 제 2 방향을 따라 연장된 다수의 데이터배선(DL)이 교차하여, 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소(P)가 정의된다.
도 2를 참조하면, 각 화소(P)에는, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결된 스위칭트랜지스터(TS)가 형성되어 있다. 스위칭트랜지스터(TS)는 화소전극과 연결되어 있다. 한편, 화소전극에 대응하여 공통전극이 형성되며, 이들 화소전극과 공통전극 사이에 전계가 형성되어 액정을 구동하게 된다. 화소전극과 공통전극 그리고 이들 전극 사이에 위치하는 액정은 액정커패시터(Clc)를 구성하게 된다. 한편, 각 화소(P)에는, 스토리지커패시터(Cst)가 더욱 구성되며, 이는 화소전극에 인가된 데이터전압을 다음 프레임까지 저장하는 역할을 하게 된다.
구동회로는, 타이밍제어부(310)와, 게이트구동부(320)와, 데이터구동부(330)와, 감마기준전압발생부(340)를 포함한다.
타이밍제어부(310)는 TV시스템이나 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 제어신호와, 영상데이터(Data)를 입력받게 된다.
타이밍제어부(310)는 입력된 제어신호를 사용하여, 게이트구동부(320)를 제 어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터구동부(330)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성한다.
감마기준전압발생부(340)는, 고전위전압과 저전위전압을 분압하여 다수의 감마기준전압(Vgamma)을 생성하고, 이를 데이터구동부(330)에 공급한다.
게이트구동부(320)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여, 다수의 게이트배선(GL)에 스캔펄스를 순차적으로 인가할 수 있다. 예를 들면, 매 프레임 동안 다수의 게이트배선(GL)을 순차적으로 선택하고, 선택된 게이트배선(GL)에 대해 스캔펄스를 출력하게 된다. 이에 따라, 스캔펄스의 게이트하이전압(VGH)에 의해, 해당 행라인에 위치하는 스위칭트랜지스터(TS)는 턴온된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 게이트로우전압(VGL)이 공급되어, 스위칭트랜지스터(TS)는 턴오프 상태를 유지하게 된다.
데이터구동부(330)는, 타이밍제어부(310)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS)에 응답하여, 데이터전압을 다수의 데이터배선(DL)에 공급하게 된다. 예를 들면, 입력된 감마기준전압들(Vgamma)에 대해, 분압회로를 통해 분압하여, 계조전압들을 생성하게 된다. 이와 같은 계조전압들은, 영상데이터(Data)가 가질 수 있는 계조들 각각에 대응된다. 예를 들면, 영상데이터(Data)가 n-bit인 경우에 2n개의 계조들(즉, 제 0 내지 2n-1 번째 계조들)이 표현될 수 있고, 이에 따라 2n개의 계조전압들이 생성될 것이다.
따라서, 데이터구동부(330)는, 입력된 영상데이터(Data)의 계조에 대응되는 계조전압을 데이터전압으로 하여 해당 데이터배선(DL)에 출력하게 된다. 이와 같은 데이터전압은, 게이트배선(GL)의 스캔에 동기하여 출력되고, 스캔된 행라인에 위치한 해당 화소(P)에 입력된다.
백라이트(500)는, 빛을 액정패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(500)로서, 냉음극관형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp: EEFL), 발광다이오드(light emitting diode: LED) 등이 사용될 수 있다.
전원회로(400)는 전원소자로서, 액정표시장치(100)의 구성요소들을 구동하기 위한 구동전압들, 예를 들면 전원전압들(VDD, VCC)과, 게이트하이전압과(VGH), 게이트로우전압(VGL)을 생성하게 된다. 여기서, 전원전압들인 VDD, VCC는, 설명의 편의를 위해, 제 1 및 2 전원전압(VDD, VCC)이라고 칭한다.
예를 들면, 제 1 및 2 전원전압(VDD, VCC)은, 데이터구동부(330)에 공급되어, 데이터구동부(330)를 구동하기 위한 구동전압으로서 사용될 수 있다. 여기서, 제 1 전원전압(VDD)은 제 2 전원전압(VCC)보다 높은 전압값을 가질 수 있다. 그리고, 제 2 전원전압(VCC)는 접지전압에 비해 높은 전압값을 가질 수 있다.
한편, 제 1 및 2 전원전압(VDD, VCC)은, 감마기준전압발생부(340)에 입력되는 고전위전압과 저전위전압으로서 사용될 수 있다.
그리고, 게이트하이전압 및 게이트로우전압(VGH, VGL)은, 게이트구동부(320)에 공급되며, 게이트구동부(320)는 이들 전압들(VGH, VGL)을 사용하여 게이트배선(GL)에 게이트전압을 출력하게 된다. 여기서, 게이트하이전압(VGH)은 스 위칭트랜지스터(TS)를 턴온하는 턴온전압에 해당된다. 그리고, 게이트로우전압(VGL)은 스위칭트랜지스터(TS)를 턴오프하는 턴오프전압에 해당된다.
전술한 바와 같이, 구동전압들(VDD, VCC, VGH, VGL)을 생성하는 전원회로(400)에 대해, 도 3 및 4를 더욱 참조하여, 보다 상세하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 전원회로(400)는, 부스트(boost)컨버터부(410)와, 벅(buck)컨버터부(420)와, 차지펌프부들(430, 440)을 포함한다.
부스트컨버터부(410)는, 입력전압(VIN)을 부스트하여 즉 승압하여 제 1 전원전압(VDD)을 생성하게 된다.
한편, 벅컨버터부(420)는, 입력전압(VIN)을 벅하여 즉 강압하여 제 2 전원전압(VCC)을 생성하게 된다. 예를 들면, 입력전압(VIN)으로서 대략 12V의 전압이 인가된다고 가정하면, 제 2 전원전압(VCC)으로서 대략 3.3V의 전압이 생성된다.
위와 같은 부스트동작 및 벅동작은, 도시하지는 않았지만, 부스트컨버터부(410)와 벅컨버터부(420) 각각에서, 트랜지스터의 스위칭 동작과 인덕터(inductor)의 전류 차징/디스차징 동작을 통해 수행된다. 예를 들면, 부스트동작은, 입력단과 출력단 사이에 연결된 트랜지스터의 스위칭 동작과, 이와 같은 스위칭 동작에 따른 부스트컨버터부(410)의 입력단 측에 연결된 인덕터의 전류 차징/디스차징 동작을 통해 수행될 수 있다. 한편, 벅동작은, 입력단과 출력단 사이에 연결된 트랜지스터의 스위칭 동작과, 이와 같은 스위칭 동작에 따른 벅컨버터부(420)의 출력단 측에 연결된 인덕터의 전류 차징/디스차징 동작을 통해 수행될 수 있다. 여기서, 부스트컨버터부(410)와 벅컨버터부(420)의 스위칭 동작은, PWM(pulse width modulation) 방식 즉 펄스폭 변조 방식을 통해 제어될 수 있다.
전술한 바와 같은 방법으로, 부스트컨버터부(410)와 벅컨버터부(420)를 통해, 제 1 및 2 전원전압(VDD, VCC)이 생성될 수 있다. 이와 같이 생성된 제 1 및 2 전원전압(VDD, VCC)은 데이터구동부(330)를 구동하는 데 사용될 수 있다.
한편, 제 2 전원전압(VCC)은, 게이트로우전압(VGL)을 생성함에 있어 사용될 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다.
전원회로(400)의 차지펌프부들(430, 440), 예를 들면, 제 1 및 2 차지펌프부(430, 440) 각각은 게이트하이전압(VGH)과 게이트로우전압(VGL)을 생성하는 데 사용될 수 있다.
제 1 차치펌프부(430)는, 입력전압(VIN)을 승압하여 게이트하이전압(VGH)을 생성하게 된다. 이처럼, 제 1 차지펌프부(430)는 입력전압(VIN)을 승압하는데 사용되는 차지펌프회로로서, 파지티브(positive) 차지펌프회로에 해당된다. 이와 같은 제 1 차지펌프부(430)의 차지펌핑 동작은, 도시하지는 않았지만, 제 1 차지펌프부(430)에서, 트랜지스터의 스위칭 동작과 커패시터(capacitor)의 전하 차징/디스차징 동작을 통해 수행된다.
한편, 제 2 차지펌프부(440)는, 입력전압(VIN)을 강압하여 게이트로우전압(VGL)을 생성하게 된다. 이처럼, 제 2 차지펌프부(440)는 입력전압(VIN)을 강압하는데 사용되는 차지펌프회로로서, 네거티브(negative) 차지펌프회로에 해당된다. 더욱이, 본발명의 실시예에서는 제 2 차지펌프부(440)를 통해 게이트로우전압(VGL)을 생성함에 있어, 제 2 전원전압(VCC)을 사용하게 되는데, 이에 대해 도 4를 더욱 참조하여, 보다 상세하게 설명한다.
도 4를 참조하면, 제 2 차지펌프부(440)는, 제어부(441)와, 스위치부(442)와, 커패시터(C)와, 다이오드들(D1, D2)을 포함할 수 있다.
스위치부(442)는, 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)를 포함할 수 있다. 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)는 서로 직렬연결되어 있다. 제 1 트랜지스터(T1)의 드레인전극은, 입력단에 연결되어 입력전압(VIN)을 입력받게 된다. 그리고, 제 2 트랜지스터(T2)의 소스전극은 접지될 수 있다. 이처럼, 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)는, 입력전압(VIN)의 입력단과 접지단 사이에서 서로 직렬 연결된 구성을 갖게 된다.
제어부(441)는, 스위치부(442)의 스위칭 동작을 제어하게 된다. 즉, 제어부(441)는 제 1 및 2 스위칭신호(S1, S2)를 출력하며, 이들 스위칭신호들(S1, S2) 각각은 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2) 각각의 게이트전극에 입력되어, 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)의 스위칭 동작이 제어될 수 있게 된다.
여기서, 제 1 트랜지스터(T1)가 턴온되는 경우에, 제 2 트랜지스터(T2)는 턴오프되지 않게 된다. 예를 들면, 제 2 트랜지스터(T2)의 채널은, 완전히 닫혀있지 않고 또한 완전히 열려있지 않은 상태 즉 부분적으로 열려진 상태를 갖게 된다. 이 에 따라, 제 2 트랜지스터(T2)의 채널은, 일정 정도의 채널저항(Rds)을 갖게 된다. 이와 같이, 제어부(441)는, 제 1 트랜지스터(T1)가 턴온 상태인 경우에, 제 2 트랜지스터(T2)가 일정 정도의 채널저항(Rds)을 갖도록, 제 2 트랜지스터(T2)를 제어하게 된다. 더욱이, 제 2 스위칭신호(S2)를 조절함으로써, 채널저항(Rds)의 값이 조절될 수 있게 된다. 이와 같은 채널저항(Rds)의 조절에 따라, 커패시터(C)에 차징되는 전압이 조절될 수 있게 된다.
한편, 제 1 트랜지스터(T1)가 턴오프되는 경우에, 제 2 트랜지스터(T2)는 턴온된다.
커패시터(C)는, 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2)의 접점 즉 제 1 노드(N1)에 연결된다. 예를 들면, 커패시터(C)의 제 1 전극은 제 1 노드(N1)에 연결된다. 이와 같은 커패시터(C)는, 플라잉(flying) 커패시터라고 불리워진다.
다이오드들(D1, D2)로서, 예를 들면 제 1 및 2 다이오드(D1, D2)가 사용될 수 있다. 제 1 다이오드(D1)의 제 1 전극은, 제 2 차지펌프부(440)의 출력단에 연결되며, 제 2 전극은 커패시터(C)의 제 2 전극에 연결된다. 여기서, 제 1 다이오드(D1)의 순방향은, 제 1 전극에서 제 2 전극 방향에 해당된다.
제 2 다이오드(D2)의 제 1 전극은, 커패시터(C)의 제 2 전극에 연결된다. 그리고, 제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극에는, 제 2 전원전압(VCC)이 인가된다. 예를 들면, 제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극은, 벅컨버터부(420)의 출력단에 연결됨으로써, 제 2 전원전압(VCC)를 인가받게 된다. 여기서, 제 2 다이오드(D2)의 순방향은, 제 1 전극에서 제 2 전극 방향에 해당된다.
이처럼, 제 1 및 2 다이오드(D1, D2)는, 출력단과 제 2 전원전압의 입력단 사이에서 서로 직렬 연결된 구성을 갖게 된다.
전술한 바와 같이, 커패시터(C)의 제 1 전극은 제 1 및 2 트랜지스터(T1, T2) 사이의 제 1 노드(N1)에 연결되며, 커패시터(C)의 제 2 전극은 제 1 및 2 다이오드(D1, D2) 사이의 접점 즉 제 2 노드(N2)에 연결된다. 이에 따라, 커패시터(C)에 전압을 충전하고, 충전된 전압을 통해 게이트로우전압(VGL)이 생성되는데, 이에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(441)는, 제 1 트랜지스터(T1)를 턴온시키며, 제 2 트랜지스터(T2)에 대해서는 채널이 부분적으로 열리도록 제어하게 된다.
이에 따라, 제 2 트랜지스터(T2)의 소스-드레인 전극 사이에는 채널저항(Rds)이 존재하게 된다. 이로 인해, 제 2 트랜지스터(T2)의 소스-드레인 전극 사이에는, 채널전류(Ids)가 흐르게 되며, 결과적으로 채널전압(Vds)이 발생되게 된다.
이와 같은 경우에, 제 1 노드(N1)는, 입력전압(VIN)에서 채널전압(Vds)를 뺀 만큼의 전압을 갖게 된다. 따라서, 커패시터(C)의 제 1 전극에는, 입력전압(VIN)에서 채널전압(Vds)을 뺀 전압, 즉 (VIN - Vds) 만큼의 전압이 인가된다.
한편, 제 2 노드(N2)는, 제 2 전원전압(VCC)에 해당되는 전압을 갖게 된다. 따라서, 커패시터(C)의 제 2 전극에는, 제 2 전원전압(VCC)이 인가된다.
이에 따라, 제 1 트랜지스터(T1)가 턴온되고 제 2 트랜지스터(T2)의 채널이 부분적으로 열려진 경우에, 커패시터(C)에는 (VIN - Vds - VCC) 만큼의 전압이 충 전되게 된다.
다음으로, 제어부(441)는, 제 1 트랜지스터(T1)를 턴오프시키고, 제 2 트랜지스터(T2)를 턴온시킨다. 이와 같은 경우에, 커패시터(C)의 제 1 전극은, 제 2 트랜지스터(T2)를 통해 접지된다. 이때, 커패시터(C)의 제 1 및 2 전극 사이에는, 앞서 충전된 전압, (VIN - Vds - VCC) 만큼의 전압차가 유지되므로, 커패시터(C)의 제 2 전극은, -(VIN - Vds - VCC) = (-VIN + Vds + VCC) 만큼의 전압을 갖게 된다.
이에 따라, 제 2 차지펌프부(440)의 출력단의 전압 즉 게이트로우전압(VGL)은, VGL = Vd + (-VIN + Vds + VCC)의 출력값을 갖게 된다. 여기서, Vd는 출력단 측에 위치하는 다이오드 즉 제 1 다이오드(D1)에서 발생하는 순방향 전압 강하량에 해당된다. 따라서, Vds를 조절하여 커패시터(C)에 충전되는 전압을 조절할 수 있으며, 이에 따라 출력되는 게이트로우전압(VGL) 값을 조절할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 차지펌핑 동작을 통해, 입력전압(VIN)으로부터 게이트로우전압(VGL)을 생성할 수 있게 된다.
본발명의 실시예에서는, 앞서 언급한 바와 같이, 게이트로우전압(VGL) 생성과정에서, 제 2 전원전압(VCC)를 사용함으로써, 제 2 트랜지스터(T2)의 채널전압(Vds)을 줄일 수 있게 된다.
이와 관련하여, 만약 제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극이 접지되어 있다면, VGL = Vd + (-VIN + Vds')일 것이다. 여기서, Vds'는 제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극이 접지된 경우에, 제 2 트랜지스터(T2)의 채널전압에 해당된다.
여기서, Vd가 고정된 값을 갖는다고 가정한다면, Vds' = Vds + VCC의 값을 가져야 한다. 즉, Vds'는, Vds에 비해, VCC 예를 들면 대략 3.3V 만큼 높은 전압값을 가져야 한다.
따라서, 제 2 다이오드(D2)의 제 2 전극에 제 2 전원전압(VCC)이 인가되는 경우에는, 제 2 전극이 접지되는 경우에 비해, 대략 3.3V 만큼에 해당되는 전력손실을 줄일 수 있다. 그리고, 이와 같은 전력손실 감소에 따라, 전원회로(400)의 발열 또한 감소시킬 수 있게 된다.
이와 관련하여, 입력전압(VIN)이 대략 12V이고, 게이트로우전압이 대략 -5V 내지 -7V인 액정표시장치에 대해 실험을 진행한 결과, 제 2 전원전압(VCC)을 사용하는 경우가, 접지된 경우에 비해, 전원회로(400)의 온도가 대략 3℃ 내지 4℃ 정도 저감됨을 알 수 있었다.
전술한 바와 같이, 본발명의 실시예에서는, 게이트로우전압을 생성함에 있어, 접지전압보다 높은 전압값을 갖는 전원전압(VCC)을 사용함으로써, 커패시터에 충전되는 전압의 양을 줄이게 된다. 이에 따라, 제 2 트랜지스터의 채널전압을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 채널전압 발생에 따른 전력손실과 발열을 줄일 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
도 1은 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본발명의 실시예에 따른 화소 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 전원회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본발명의 실시예에 따른 전원회로의 제 2 차지펌프부를 개략적으로 도시한 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
440 : 제 2 차지펌프부 441 : 제어부
442 : 스위치부
T1, T2 : 제 1 및 2 트랜지스터
D1, D2 : 제 1 및 2 다이오드
S1, S2 : 제 1 및 2 스위칭신호
C : 커패시터
VIN : 입력전압
VCC : 제 2 전원전압
VGL : 게이트로우전압
N1, N2 : 제 1 및 2 노드

Claims (8)

  1. 액정패널에 형성되고, 서로 교차하여 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기 게이트배선에 게이트전압을 출력하는 게이트구동부와;
    입력전압을 강압하여 게이트로우전압을 상기 게이트구동부에 출력하는 차지펌프부를 포함하는 전원회로를 포함하며,
    상기 차지펌프부는, 상기 입력전압이 입력되는 입력단과 접지단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 트랜지스터와; 상기 차지펌프부의 출력단과 전원전압이 입력되는 입력단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 다이오드와; 상기 제 1 및 2 트랜지스터 사이의 접점과, 상기 제 1 및 2 다이오드 사이의 접점 사이에 연결된 커패시터를 포함하고,
    상기 전원전압은 접지전압보다 높은 값을 갖는
    액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원회로는,
    상기 입력전압을 승압하는 부스트컨버터부와;
    상기 입력전압을 강압하는 벅컨버터부를 더욱 포함하고,
    상기 전원전압은, 상기 벅컨버터부의 출력전압인
    액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원회로는, 상기 입력전압을 승압하여 게이트하이전압을 출력하는 다른 차지펌프부를 더욱 포함하는
    액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차지펌프부는, 상기 제 1 및 2 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 제어부를 더욱 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 2 트랜지스터의 채널은 부분적으로 열리고,
    상기 제 2 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 1 트랜지스터는 턴오프되는
    액정표시장치.
  5. 입력전압을 강압하여 게이트로우전압을 출력하는 차지펌프부를 포함하며,
    상기 차지펌프부는, 입력전압이 입력되는 입력단과 접지단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 트랜지스터와; 상기 차지펌프부의 출력단과 전원전압이 입력되는 입력단 사이에서 서로 직렬연결된 제 1 및 2 다이오드와; 상기 제 1 및 2 트랜지스터 사이의 접점과, 상기 제 1 및 2 다이오드 사이의 접점 사이에 연결된 커패시터를 포함하고,
    상기 전원전압은 접지전압보다 높은 값을 갖는
    액정표시장치용 전원회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력전압을 승압하는 부스트컨버터부와;
    상기 입력전압을 강압하는 벅컨버터부를 더욱 포함하고,
    상기 전원전압은, 상기 벅컨버터부의 출력전압인
    액정표시장치용 전원회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 입력전압을 승압하여 게이트하이전압을 출력하는 다른 차지펌프부를 더욱 포함하는
    액정표시장치용 전원회로.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 차지펌프부는, 상기 제 1 및 2 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 제어부를 더욱 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 2 트랜지스터의 채널은 부분적으로 열리고,
    상기 제 2 트랜지스터가 턴온되면, 상기 제 1 트랜지스터는 턴오프되는
    액정표시장치용 전원회로.
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