KR20130021909A

KR20130021909A - 액정표시장치와 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20130021909A
Application number: KR1020110084470A
Authority: KR
Inventors: 허준오; 박민규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2013-03-06

Abstract

본 발명의 실시예는, 액정패널; 액정패널을 구동하는 구동부; 액정패널 및 구동부에 구동전압을 공급하는 직류전원부; 및 직류전원부를 제어하며, 외부로부터 공급된 동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동하는 전원제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치와 이의 구동방법{Liquid Crystal Display Device and Driving Method thereof}

본 발명의 실시예는 액정표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다. 그 중 고해상도를 구현할 수 있고 소형화뿐만 아니라 대형화가 가능한 액정 표시장치가 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는 트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 픽셀전극 등이 형성된 트랜지스터기판과 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 형성된 컬러필터기판 사이에 위치하는 액정층으로 구성된 액정패널을 포함한다.

액정표시장치는 게이트 구동부로부터 게이트신호가 공급되면, 데이터구동부로부터 공급된 데이터전압과 전원부로부터 공급된 공통전압 간의 차이에 의해 액정층이 구동을 하게 되고, 이를 통해 백라이트유닛으로부터 입사된 광을 조절하게 됨으로써 영상을 표시하게 된다.

액정표시장치는 직류전압을 상승시켜 출력하는 직류전원부(부스트 컨버터)로부터 구동전압을 공급받는다. 직류전원부로부터 출력된 구동전압은 액정패널 그리고 액정패널을 구동하는 구동부 등에 공급된다.

그런데, 종래 직류전원부는 항시 일정하게 출력전압만 출력하도록 동작하고 있어 부하 로드의 급변시 출력을 제어하는데에 따른 어려움과 이로 인하여 소비전력이 증가하는 문제가 있어 이를 개선하기 위한 방안이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 직류전원부를 구동하거나 비구동하게 되므로, 부하 로드가 급변하더라도 출력을 제어할 수 있게 되고, 직류전원부가 소비하는 소비전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 액정패널; 액정패널을 구동하는 구동부; 액정패널 및 구동부에 구동전압을 공급하는 직류전원부; 및 직류전원부를 제어하며, 외부로부터 공급된 동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동하는 전원제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

전원제어부는 직류전원부로부터 출력된 구동전압과 동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동할 수 있다.

전원제어부는 구동전압을 분압한 분압전압과 동기신호에 포함된 수직동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동할 수 있다.

전원제어부는 액정패널에 영상이 비표시되는 구간에 직류전원부를 비구동할 수 있다.

전원제어부는 분압전압을 기반으로 직류전원부를 구동하는 구동신호를 생성하는 제1전원제어부와, 제1전원제어부의 출력단을 통해 출력되는 구동신호를 제어하는 스위칭부와, 수직동기신호에 따라 스위칭부를 턴온/턴오프하는 스위칭제어신호를 생성하는 제2전원제어부를 포함할 수 있다.

전원제어부는 분압전압을 기반으로 직류전원부를 구동하는 구동신호를 생성하는 제1전원제어부와, 분압전압과 수직동기신호를 이용하여 제1전원제어부를 활성화시키거나 비활성화시키는 전원제어부제어신호를 생성하는 앤드게이트부를 포함할 수 있다.

직류전원부는 비구동기간 동안 자신의 출력단으로부터 출력되는 구동전압을 유지시켜주는 보조 커패시터를 포함할 수 있다.

다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 액정패널 및 액정패널을 구동하는 구동부에 구동전압이 공급되도록 직류전원부를 구동하는 단계; 액정패널에 영상이 표시되도록 액정패널 및 구동부를 구동하는 단계; 및 직류전원부로부터 출력된 구동전압과 외부로부터 공급된 동기신호를 이용하여 직류전원부가 구동되거나 비구동되도록 전원제어부를 구동하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법을 제공한다.

전원제어부를 구동하는 단계는 구동전압과 수직동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동할 수 있다.

전원제어부를 구동하는 단계는 액정패널에 영상이 비표시되는 구간에 직류전원부를 비구동할 수 있다.

본 발명의 실시예는, 직류전원부의 출력단으로부터 출력되는 전압과 동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동하게 되므로, 부하 로드가 급변하더라도 출력을 제어할 수 있게 되고, 직류전원부가 소비하는 소비전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 액정표시장치의 블록도.
도 2는 게이트 구동부의 블록도.
도 3은 데이터 구동부의 블록도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 직류전원부 및 전원제어부의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 직류전원부 및 전원제어부의 상세 구성도.
도 6은 도 5에 도시된 직류전원부 및 전원제어부의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 직류전원부 및 전원제어부의 상세 구성도.
도 8은 도 7에 도시된 직류전원부 및 전원제어부의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 액정표시장치의 블록도 이고, 도 2는 게이트 구동부의 블록도 이며, 도 3은 데이터 구동부의 블록도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치에는 타이밍 구동부(TCN), 액정패널(PNL), 게이트 구동부(SDRV), 데이터 구동부(DDRV), 백라이트유닛(BLU), 직류전원부(PWR) 및 전원제어부(PDRV)가 포함된다.

타이밍 구동부(TCN)는 외부로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK), 데이터신호(DATA)를 공급받는다. 타이밍 구동부(TCN)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동부(DDRV)와 게이트 구동부(SDRV)의 동작 타이밍을 제어한다.

타이밍 구동부(TCN)는 1 수평기간의 데이터 인에이블 신호(DE)를 카운트하여 프레임기간을 판단할 수 있으므로 외부로부터 공급되는 수직 동기신호(Vsync)와 수평 동기신호(Hsync)는 생략될 수 있다. 타이밍 구동부(TCN)는 게이트 구동부(SDRV) 및 데이터 구동부(DDRV)와 같이 액정패널(PNL)을 구동하는 패널구동부를 제어하는 제어신호(GDC, DDC)를 생성한다. 여기서, 제어신호들(GDC, DDC)에는 게이트 구동부(SDRV)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(DDRV)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)가 포함된다.

액정패널(PNL)은 트랜지스터기판(이하 TFT기판으로 약칭)과 컬러필터기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하며 매트릭스형태로 배치된 서브 픽셀을 포함한다. TFT기판에는 데이터라인, 게이트라인, TFT, 스토리지 커패시터 등이 형성되고, 컬러필터기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성된다.

서브 픽셀(SP)은 상호 교차하는 데이터라인(DL1)과 게이트라인(SL1)에 의해 정의된다. 서브 픽셀(SP)에는 게이트라인(SL1)을 통해 공급된 게이트신호에 의해 구동하는 TFT, 데이터라인(DL1)을 통해 공급된 데이터신호를 데이터전압으로 저장하는 스토리지 커패시터(Cst), 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 데이터전압에 의해 구동하는 액정셀(Clc)이 포함된다.

액정셀(Clc)은 화소전극(1)에 공급된 데이터전압과 공통전극(2)에 공급된 공통전압(Vcom)에 의해 구동된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 컬러필터 기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 TFT기판 상에 형성된다. 액정패널(PNL)의 TFT기판과 컬러필터 기판에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 액정패널(PNL)의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.

게이트 구동부(SDRV)는 타이밍 구동부(TCN)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 표시패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)의 트랜지스터들이 동작 가능한 게이트 구동전압의 스윙폭으로 신호의 레벨을 시프트시키면서 게이트신호를 순차적으로 생성한다. 게이트 구동부(SDRV)에는 게이트라인들(SL1~SLm)을 통해 생성된 게이트신호를 표시패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 공급한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 구동부(SDRV)는 게이트 드라이브 IC들로 구성된다. 게이트 드라이브 IC들은 각각 쉬프트레지스터(61), 레벨쉬프터(63), 쉬프트레지스터(61)와 레벨쉬프터(63) 사이에 접속된 다수의 논리곱 앤드게이트(62) 및 게이트 출력 인에이블신호(GOE)를 반전시키기 위한 인버터(64) 등을 포함한다. 쉬프트레지스터(61)는 종속적으로 접속된 다수의 D-플립플롭을 이용하여 게이트 스타트 펄스(GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 따라 순차적으로 쉬프트시킨다. 앤드게이트들(62)은 각각 쉬프트레지스터(61)의 출력신호와 게이트 출력 인에이블신호(GOE)의 반전신호를 논리곱하여 출력을 발생한다. 인버터(64)는 게이트 출력 인에이블신호(GOE)를 반전시켜 앤드게이트들(62)에 공급한다. 레벨쉬프터(63)는 앤드게이트(62)의 출력전압 스윙폭을 표시패널(PNL)에 포함된 트랜지스터들이 동작 가능한 게이트전압의 스윙폭으로 쉬프트시킨다. 레벨쉬프터(63)로부터 출력되는 게이트신호는 게이트라인들(SL1~SLm)에 순차적으로 공급된다.

데이터 구동부(DDRV)는 타이밍 구동부(TCN)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 타이밍 구동부(TCN)로부터 공급되는 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 데이터 구동부(DDRV)는 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환할 때, 데이터신호(DATA)를 감마 기준전압으로 변환한다. 데이터 구동부(DDRV)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 변환된 데이터신호(DATA)를 표시패널(PNL)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 공급한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 쉬프트 레지스터(51), 데이터 레지스터(52), 제1래치(53), 제2래치(54), 변환부(55), 출력회로(56) 등을 포함한다. 쉬프트레지스터(51)는 타이밍 구동부(TCN)로부터 공급된 소스 샘플링 클럭(SSC)을 쉬프트시킨다. 쉬프트레지스터(51)는 이웃하는 다음 단의 소스 드라이브 IC의 쉬프트레지스터에 캐리신호(CAR)를 전달한다. 데이터레지스터(52)는 타이밍 구동부(TCN)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 일시 저장하고 이를 제1래치(53)에 공급한다. 제1래치(53)는 쉬프트레지스터(51)로부터 순차적으로 공급되는 클럭에 따라 직렬로 입력되는 데이터신호(DATA)를 샘플링하여 래치한 다음 래치한 데이터들을 동시에 출력한다. 제2래치(54)는 제1래치(53)로부터 공급되는 데이터들을 래치한 다음 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 응답하여 다른 소스 드라이브 IC들의 제2래치(54)와 동기 하여 래치한 데이터들을 동시에 출력한다. 변환부(55)는 제2래치(54)로부터 입력되는 데이터신호(DATA)를 감마 기준전압(GMA1~GMAn)으로 변환한다. 출력회로(56)로부터 출력되는 데이터신호(DATA)는 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 응답하여 데이터라인들(DL1~DLn)에 공급된다.

백라이트유닛(BLU)은 액정패널(PNL)에 광을 제공한다. 백라이트유닛(BLU)에는 발광소스들, 발광소스들을 구동하는 구동 트랜지스터들을 포함하는 광원소자부와 커버버텀, 도광판 및 광학시트 등을 포함하는 광학기구부를 포함한다. 백라이트유닛(BLU)은 엣지형(edge type), 듀얼형(dual type), 직하형(direct type) 등으로 다양하게 구성될 수 있다. 여기서, 엣지형은 액정패널(PNL)의 일측면에 발광다이오드들이 줄(또는 스트링) 형태로 배치된 것이다. 듀얼형은 액정패널(PNL)의 양측면에 발광다이오드들이 줄(또는 스트링) 형태로 배치된 것이다. 직하형은 액정패널(PNL)의 하부에 발광다이오드들이 블록 또는 매트릭스 형태로 배치된 것이다. 백라이트유닛(BLU)은 펄스폭변조신호(PWM; Pulse Width Modulation)를 기반으로 글로벌 디밍되거나 로컬 디밍된다.

직류전원부(PWR)는 부스트 컨버터로서 외부로부터 입력된 입력전압(Vin)을 변환하여 구동전압(Vout)을 생성한다. 직류전원부(PWR)로부터 생성된 구동전압(Vout)은 각 장치들에 맞는 전압으로 생성되어 타이밍 구동부(TCN), 액정패널(PNL), 게이트 구동부(SDRV), 데이터 구동부(DDRV) 및 백라이트유닛(BLU) 중 하나 이상에 공급된다.

전원제어부(PDRV)는 직류전원부(PWR)를 제어하며, 외부로부터 공급된 동기신호를 이용하여 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동한다. 전원제어부(PDRV)는 직류전원부(PWR)를 구동하는 구동신호(GCS)를 펄스폭변조신호(PWM) 형태로 공급할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동하면 부하 로드가 급변하더라도 출력을 제어할 수 있게 되고, 직류전원부(PWR)가 소비하는 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 전원제어부(PDRV)는 다양한 방법을 이용하여 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동하는 구동신호(GCS)를 공급할 수 있는데, 이에 대해서는 이하에서 더욱 자세히 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전원제어부에 대해 더욱 자세히 설명한다.

<제1실시예>

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 직류전원부 및 전원제어부의 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 직류전원부 및 전원제어부의 상세 구성도이며, 도 6은 도 5에 도시된 직류전원부 및 전원제어부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.

도 1, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 직류전원부(PWR)는 외부로부터 공급된 직류 입력전압(Vin)을 변환하여 구동전압(Vout)을 생성한다. 그리고 전원제어부(PDRV)는 직류전원부(PWR)로부터 출력된 구동전압(Vout)을 분압한 분압전압(Vfb)과 동기신호에 포함된 수직동기신호(Vsync)를 이용하여 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동한다.

전원제어부(PDRV)에 공급되는 수직동기신호(Vsync)는 타이밍 구동부(TCN)로부터 출력된 것을 사용하거나 타이밍 구동부(TCN)에 데이터신호(DATA) 등을 공급하는 영상제어부(미도시)로부터 출력된 것을 사용할 수 있다.

전원제어부(PDRV)는 수직동기신호(Vsync)를 이용하여 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동하는데, 이때, 직류전원부(PWR)를 비구동하는 구간은 통상 액정패널(PNL)에 영상이 비표시되는 구간에 대응된다. 여기서, 액정패널(PNL)에 영상이 비표시되는 구간은 예컨대, 수직동기신호(Vsync)에 포함된 수직블랭크구간(Vertical Blank Interval)이 될 수 있다.

직류전원부(PWR)에는 도 5와 같이, 입력전압(Vin)을 상승시켜 출력하는 소자들로서, 인덕터(L1), 트랜지스터소자(MN1), 정류소자(D1), 커패시터(C1) 및 저항기들(R1, R2) 등이 포함된다.

저항기들(R1, R2)은 직류전원부(PWR)로부터 출력된 구동전압(Vout)을 분압한 분압전압(Vfb)을 생성하여 전원제어부(PDRV)에 공급한다. 트랜지스터소자(MN1)는 고속 구동이 가능한 모스 FET(Field Effect Transistor) 등이 선택될 수 있고, 정류소자(D1)는 쇼트키 다이오드 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

트랜지스터소자(MN1)는 게이트전극에 공급된 구동신호(GCS)에 의해 턴온/턴오프 스위칭 동작이 이루어진다. 인덕터(L1)는 트랜지스터소자(MN1)의 스위칭 동작에 따라 양단 전류가 증가와 감소를 반복하게 된다. 이때, 인덕터(L1)는 전류가 증가될 때 양단전압이 정극성(+)이 되고, 전류가 감소할 때에는 부극성(-)이 된다. 트랜지스터소자(MN1)가 턴온 시, 인덕터(L1)의 양단전압이 정극성(+) 전압으로 되어 출력단으로 곧바로 전달되지 않고 충전된다. 그리고 트랜지스터소자(MN1)가 턴오프 시, 인덕터(L1)의 양단전압이 부극성(-)으로 되어 출력단에서 보면 입력전압(Vin)과 인덕터(L1)의 양단전압이 더해지게 된다. 위와 같은 동작에 의해, 직류전원부(PWR)는 출력단을 통해 출력되는 구동전압(Vout)이 입력단을 통해 입력된 입력전압(Vin)의 전압보다 증가하게 된다.

한편, 직류전원부(PWR)에는 비구동기간 동안 자신의 출력단으로부터 출력되는 구동전압(Vout)을 유지시켜주는 보조 커패시터(Cst)가 더 포함된다. 즉, 커패시터(C1)는 정류소자(D1)로부터 출력된 전압을 평활하기 위한 목적으로 사용되는 반면, 보조 커패시터(Cst)는 직류전원부(PWR)의 비구동기간 동안 충전된 전하를 방전할 목적으로 사용된다. 이에 따라, 직류전원부(PWR)가 실질적으로 비구동하는 기간에도 출력전압(Vout)은 일정 기간 유지될 수 있게 된다.

전원제어부(PDRV)에는 도 5와 같이, 수직동기신호(Vsync)에 따라 직류전원부(PWR)를 구동하는 구동신호(GCS)를 출력하는 소자들로서, 제1전원제어부(131), 제2전원제어부(133) 및 스위칭부(SW1)가 포함된다.

제1전원제어부(131)는 직류전원부(PWR)의 출력단에 형성된 저항기들(R1, R2)을 통해 분압전압(Vfb)을 공급받고 이를 기반으로 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)를 제어하는 구동신호(GCS)를 생성한다. 제2전원제어부(133)는 수직동기신호(Vsync)를 공급받고 이를 이용하여 스위칭부(SW1)를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 스위칭제어신호(GV)으로 생성하여 스위칭부(SW1)를 제어한다. 즉, 제1전원제어부(131)는 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)를 직접적으로 제어하는 구동신호(GCS)를 생성하고, 제2전원제어부(133)는 스위칭부(SW1)를 통해 출력되는 구동신호(GCS)를 간접적으로 제어하는 스위칭제어신호(GV)를 생성한다.

도 6과 같은 형태로 수직동기신호(Vsync) 및 분압전압(Vfb)이 공급되면, 제2전원제어부(133)는 수직동기신호(Vsync)가 논리적으로 로직하이 상태가 되는 영역에서는 스위칭부(SW1)를 턴온하는 스위칭제어신호(GV, 예컨대 로직하이)를 출력한다. 그러면, 제1전원제어부(131)로부터 생성된 구동신호(GCS)는 스위칭부(SW1)를 통해 출력되므로 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)는 부스팅을 하게 된다. 즉, 트랜지스터소자(MN1)는 턴온되며 구동을 하는 상태(MN1_ON)이므로 직류전원부(PWR)는 구동전압(Vout)을 생성하게 된다.

이와 달리, 제2전원제어부(133)는 수직동기신호(Vsync)가 논리적으로 로직로우 상태가 되는 영역에서는 스위칭부(SW1)를 턴오프하는 스위칭제어신호(GV, 예컨대 로직로우)를 출력한다. 그러면, 제1전원제어부(131)로부터 생성된 구동신호(GCS)는 스위칭부(SW1)를 통해 미출력되므로 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)는 부스팅을 할 수 없게 된다. 이때, 트랜지스터소자(MN1)는 턴오프되며 미구동을 하는 상태(MN1_OFF)이므로 직류전원부(PWR)는 구동전압(Vout)을 미생성한다. 하지만, 직류전원부(PWR)는 보조 커패시터(Cst)에 의해 출력단으로부터 출력되는 구동전압(Vout)을 일정 기간 동안 유지할 수 있게 된다.

<제2실시예>

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 직류전원부 및 전원제어부의 상세 구성도이며, 도 8은 도 7에 도시된 직류전원부 및 전원제어부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.

도 1, 도 4, 도 7 및 도 6에 도시된 바와 같이, 직류전원부(PWR)는 외부로부터 공급된 직류 입력전압(Vin)을 변환하여 구동전압(Vout)을 생성한다. 그리고 전원제어부(PDRV)는 직류전원부(PWR)로부터 출력된 구동전압(Vout)을 분압한 분압전압(Vfb)과 동기신호에 포함된 수직동기신호(Vsync)를 이용하여 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동한다.

직류전원부(PWR)에는 도 7과 같이, 입력전압(Vin)을 상승시켜 출력하는 소자들로서, 인덕터(L1), 트랜지스터소자(MN1), 정류소자(D1), 커패시터(C1) 및 저항기들(R1, R2) 등이 포함된다.

전원제어부(PDRV)에는 도 7과 같이, 수직동기신호(Vsync)에 따라 직류전원부(PWR)를 구동하는 구동신호(GCS)를 출력하는 소자들로서, 제1전원제어부(131) 및 앤드게이트부(ANDG)가 포함된다.

제1전원제어부(131)는 직류전원부(PWR)의 출력단에 형성된 저항기들(R1, R2)을 통해 분압전압(Vfb)을 공급받고 이를 기반으로 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)를 제어하는 구동신호(GCS)를 생성한다. 앤드게이트부(ANG)는 분압전압(Vfb)과 수직동기신호(Vsync)를 이용하여 전원제어부제어신호(GO)를 생성하고, 이를 이용하여 제1전원제어부(131)를 제어한다. 즉, 제1전원제어부(131)는 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)를 직접적으로 제어하는 구동신호(GCS)를 생성하고, 앤드게이트부(ANG)는 제1전원제어부(131)로부터 출력되는 구동신호(GCS)를 간접적으로 제어하는 전원제어부제어신호(GO)를 생성한다. 여기서, 앤드게이트부(ANG)는 분압전압(Vfb)과 수직동기신호(Vsync)를 논리곱한 논리값을 이용하여 전원제어부제어신호(GO)를 생성한다.

도 8과 같은 형태로 수직동기신호(Vsync) 및 분압전압(Vfb)이 공급되면, 앤드게이트부(ANG)는 수직동기신호(Vsync)가 논리적으로 로직하이 상태가 되는 영역에서는 제1전원제어부(131)를 활성화시키는 전원제어부제어신호(GO, 예컨대 로직하이)를 출력한다. 그러면, 제1전원제어부(131)로부터 생성된 구동신호(GCS)는 직류전원부(PWR)에 공급되므로 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)는 부스팅을 하게 된다. 즉, 트랜지스터소자(MN1)는 턴온되며 구동을 하는 상태(MN1_ON)이므로 직류전원부(PWR)는 구동전압(Vout)을 생성하게 된다.

이와 달리, 앤드게이트부(ANG)는 수직동기신호(Vsync)가 논리적으로 로직로우 상태가 되는 영역에서는 제1전원제어부(131)를 비활성화시키는 전원제어부제어신호(GO, 예컨대 로직로우)를 출력한다. 그러면, 제1전원제어부(131)로부터 생성된 구동신호(GCS)는 직류전원부(PWR)에 미공급되므로 직류전원부(PWR)의 트랜지스터소자(MN1)는 부스팅을 할 수 없게 된다. 즉, 트랜지스터소자(MN1)는 턴오프되며 미구동을 하는 상태(MN1_OFF)이므로 직류전원부(PWR)는 구동전압(Vout)을 미생성한다. 하지만, 직류전원부(PWR)는 보조 커패시터(Cst)에 의해 출력단으로부터 출력되는 구동전압(Vout)을 일정 기간 동안 유지할 수 있게 된다.

앞서 설명된, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 직류전원부(PWR)의 경우, 직류전원부(PWR)의 출력단으로부터 출력된 구동전압(Vout)을 분압한 분압전압(Vfb)와 수직동직신호(Vsync)에 의해 구동 상태와 비구동 상태로 동작이 전환된다. 따라서, 출력단의 부하 로드(load)가 없는 경우에도 제2전원제어부(133, 제1실시예)나 앤드게이트부(ANG, 제2실시예)에 의해 직류전원부(PWR)는 비구동 상태로 동작이 전환될 수 있게 된다.

<제3실시예>

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법에 대해 설명한다. 설명의 이해를 돕기 위해 도 1 내지 도 8을 함께 참고한다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 액정패널(PNL) 및 액정패널(PNL)을 구동하는 데이터 및 게이트구동부(DDRV, SDRV)에 구동전압(Vout)이 공급되도록 직류전원부(PWR)를 구동한다.(S111) 이에 따라, 직류전원부(PWR)는 입력전압(Vin)을 변환하여 구동전압(Vout)을 생성한다.

다음, 액정패널(PNL)에 영상이 표시되도록 액정패널(PNL), 데이터 및 게이트구동부(DDRV, SDRV)를 구동한다.(S113) 이에 따라, 데이터 및 게이트구동부(DDRV, SDRV)는 액정패널(PNL)에 데이터신호 및 게이트신호를 공급하게 되고, 액정패널(PNL)은 백라이트유닛(BLU)으로부터 출사된 광을 이용하여 영상을 표시하게 된다.

다음, 직류전원부(PWR)로부터 출력된 구동전압(Vout)을 분압한 분압전압(Vfb)과 외부로부터 공급된 동기신호에 포함된 수직동기신호(Vsync)를 모니터링한다.(S115) 이에 따라, 전원제어부(PDRV)는 분압전압(Vfb)을 기반으로 직류전원부(PWR)가 구동전압(Vout)을 생성할 수 있도록 부스팅을 하며, 액정패널(PNL)이 영상을 표시하는 구간인지 아닌지 여부를 모니터링하게 된다.

다음, 수직동기신호(Vsync)가 로직로우(0)보다 큰값인지 아니면 작은값인지 여부를 판단한다.(S116) 이에 따라, 전원제어부(PDRV)는 분압전압(Vfb)과 수직동기신호(Vsync)를 기반으로 직류전원부(PWR)를 구동하거나 비구동할 준비를 하게 된다.

다음, 수직동기신호(Vsync)가 로직로우(0)보다 큰값이면 직류전원부(PWR)가 구동되도록 전원제어부(PDRV)를 구동한다.(S117) 이와 달리, 수직동기신호(Vsync)가 로직로우(0)보다 작은값이면 직류전원부(PWR)가 비구동되도록 전원제어부(PDRV)를 구동한다.(S119) 이에 따라, 전원제어부(PDRV)는 액정패널(PNL)에 영상이 표시되는 구간에는 직류전원부(PWR)를 구동하게 되고, 액정패널(PNL)에 영상이 비표시되는 구간에는 직류전원부(PWR)를 비구동하게 된다.

이상 본 발명은 직류전원부의 출력단으로부터 출력되는 전압과 동기신호를 이용하여 직류전원부를 구동하거나 비구동하게 되므로, 부하 로드가 급변하더라도 출력을 제어할 수 있게 되고, 직류전원부가 소비하는 소비전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치와 이의 구동방법을 제공할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

TCN: 타이밍 구동부 PNL: 액정패널
SDRV: 게이트 구동부 DDRV: 데이터 구동부
BLU: 백라이트유닛 PWR: 직류전원부
PDRV: 전원제어부 131: 제1전원제어부
133: 제2전원제어부 SW1: 스위칭부
ANG: 앤드게이트부

Claims

액정패널;
상기 액정패널을 구동하는 구동부;
상기 액정패널 및 상기 구동부에 구동전압을 공급하는 직류전원부; 및
상기 직류전원부를 제어하며, 외부로부터 공급된 동기신호를 이용하여 상기 직류전원부를 구동하거나 비구동하는 전원제어부를 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 전원제어부는
상기 직류전원부로부터 출력된 구동전압과 상기 동기신호를 이용하여 상기 직류전원부를 구동하거나 비구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 전원제어부는
상기 구동전압을 분압한 분압전압과 상기 동기신호에 포함된 수직동기신호를 이용하여 상기 직류전원부를 구동하거나 비구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 전원제어부는
상기 액정패널에 영상이 비표시되는 구간에 상기 직류전원부를 비구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항에 있어서,
상기 전원제어부는
상기 분압전압을 기반으로 상기 직류전원부를 구동하는 구동신호를 생성하는 제1전원제어부와,
상기 제1전원제어부의 출력단을 통해 출력되는 상기 구동신호를 제어하는 스위칭부와,
상기 수직동기신호에 따라 상기 스위칭부를 턴온/턴오프하는 스위칭제어신호를 생성하는 제2전원제어부를 포함하는 액정표시장치.
제3항에 있어서,
상기 전원제어부는
상기 분압전압을 기반으로 상기 직류전원부를 구동하는 구동신호를 생성하는 제1전원제어부와,
상기 분압전압과 상기 수직동기신호를 이용하여 상기 제1전원제어부를 활성화시키거나 비활성화시키는 전원제어부제어신호를 생성하는 앤드게이트부를 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 직류전원부는
상기 비구동기간 동안 자신의 출력단으로부터 출력되는 상기 구동전압을 유지시켜주는 보조 커패시터를 포함하는 액정표시장치.
액정패널 및 액정패널을 구동하는 구동부에 구동전압이 공급되도록 직류전원부를 구동하는 단계;
상기 액정패널에 영상이 표시되도록 상기 액정패널 및 상기 구동부를 구동하는 단계; 및
상기 직류전원부로부터 출력된 상기 구동전압과 외부로부터 공급된 동기신호를 이용하여 상기 직류전원부가 구동되거나 비구동되도록 전원제어부를 구동하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 전원제어부를 구동하는 단계는
상기 구동전압을 분압한 분압전압과 상기 동기신호에 포함된 수직동기신호를 이용하여 상기 직류전원부를 구동하거나 비구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제8항에 있어서,
상기 전원제어부를 구동하는 단계는
상기 액정패널에 영상이 비표시되는 구간에 상기 직류전원부를 비구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.