KR20130095483A - 전원공급장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

전원공급장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 전원오프시 패널의 부하를 최소화시켜, 외부전원공급장치로부터 입력되는 입력전압이 상승되어 출력전압이 출력되는 현상을 방지할 수 있는, 전원공급장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 전원공급장치는, 출력전압을 생성하기 위한 기능부; 저전압 록 아웃 장치; 상기 저전압 록 아웃 장치로부터 전송되어온 상기 입력전압이, 기설정된 판단전압 이하인 경우에는 저부하생성 제어신호를 타이밍 컨트롤러로 전송하여 상기 타이밍 컨트롤러가 패널의 부하가 최소로 되는 저부하 영상데이터를 출력하도록 하기 위한 제어신호 생성부; 및 상기 저전압 록 아웃 장치로부터 전송되어온 입력전압을 상기 기능부와 상기 제어신호 생성부로 각각 전송하기 위한 분배부를 포함한다.

Description

전원공급장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법{POWER SUPPLY APPARATUS, LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME AND ITS DRIVING METHOD}
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로서, 특히, 액정표시장치의 각 구성요소로 전원을 공급하는 전원공급장치 및 이를 이용한 액정표시장치 그 구동 방법에 관한 것이다.
평판표시장치(Flat Panel Display)로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시 장치(Fied Emission Display Device), 유기발광표시장치(OLED) 등이 있으며, 이러한 평판표시장치는 크게 발광형과 수광형으로 분류된다. 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기발광표시장치(OLED)는 발광형이고, 액정표시장치는 수광형이다.
액정표시장치의 패널은 그 자체가 발광하지 못하는 특성 때문에 외부에서 빛이 입사되어야만 화상을 형성하는 수광형 소자로서, 액정표시장치의 배면에는 백라이트 유닛이 구비되어 패널로 빛을 조사해 주고 있다.
상기한 바와 같은 액정표시장치는 텔레비젼 또는 노트북 또는 핸드폰 등(이하, 간단히 '시스템'이라 함)에 장착되어 영상을 출력하는 모니터로서 이용되고 있다.
액정표시장치는 패널, 타이밍 컨트롤러, 게이트구동부, 데이터구동부 및 백라이트 유닛 등을 포함하여 구성되어 있다. 이 중, 백라이트 유닛은 광을 조사하기 위한 광원 및 광원에 전원을 공급하기 위한 광원구동부로 구성되어 있다.
액정표시장치는 일반적으로 시스템의 외부전원공급장치로부터 전원을 공급받아 구동되고 있으며, 백라이트 유닛의 광원구동부 역시 외부전원공급장치로부터 인가된 전원을 이용하여 구동되고 있다.
시스템의 외부전원공급장치로부터 광원구동부, 타이밍컨트롤러, 게이트구동부, 데이터구동부(이하, 간단히 '광원구동부 등'이라 함)로 인가되는 전압은 광원구동부 등에서 요구되는 전압보다 낮은 저전압 상태로 백라이트 유닛에 인가될 수도 있으며, 그 외에도 여러 가지 원인에 인해 불안정한 상태로 광원구동부 등에 인가될 수 있다. 이러한 경우, 광원구동부 등의 각종 회로, 예를 들어, 집적회로 및 전자부품들에 문제가 발생될 수도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 액정표시장치에는 광원구동부 등에 안정적으로 전원을 공급하기 위하여, 저전압 록 아웃 장치를 포함한 전원공급장치를 구비하고 있다. 즉, 저전압 록 아웃 장치는 외부전원공급장치로부터 인가되는 입력전압이 기설정된 전압레벨보다 작은 경우, 광원구동부 등으로 출력되는 전원을 차단시킴으로써, 광원구동부 등의 각종 회로를 보호하는 기능을 수행한다.
도 1은 종래의 전원공급장치의 일실시예 구성도이다. 도 2는 종래의 전원공급장치에서 입력단을 통해 인가되는 입력전압(Vin)과, 출력단을 통해 출력되는 출력전압(Vout)을 나타낸 예시도이다.
액정표시장치의 전원공급장치(10)는 외부전원공급장치와 액정표시장치의 각 구성요소들 사이에 위치한다. 전원공급장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부전원공급장치로부터 액정표시장치로 인가되는 입력전압(Vin)을 기준전압(Vref)과 비교하여, 입력전압이 기준전압보다 작은 경우에는 광원구동부 등으로 공급되는 출력전압(Vout)을 차단시키는 기능을 수행하고, 입력전압(Vin)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에는 광원구동부 등으로 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
이러한 전원공급장치(Power IC)(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 저전압 록 아웃 장치(11) 및 기능부(12)를 포함한다.
저전압 록 아웃 장치(11)는 시스템에 구비되어 있는 외부전원공급장치로부터 입력전압(Vin)을 인가받아, 저전압 여부를 판단하고, 판단결과 저전압이 아닌 경우에는 시스템으로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 기능부로 전달하며, 판단결과 저전압인 경우에는 입력전압(Vin)이 기능부(12)로 전달되는 것을 차단시킴으로써, 기능부 및 백라이트 유닛을 오프시켜 보호하는 기능을 수행한다.
기능부(12)는 저전압 록 아웃 장치로부터 인가된 공급전압을 이용하여 광원구동부 등에 필요한 출력전압(Vout)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.
상기한 바와 같이, 전원공급장치(10)는 기능부(12)를 통해 액정표시장치의 구동에 필요한 각 출력전압(Vout)전원을 생성한다. 전원공급장치(10)의 기능부(11)는 컬러(Color) 정보를 생성하는 타이밍컨트롤러(T-CON)의 구동전압, 화소를 구동하는 소스드라이버IC(Source D-IC)의 구동전압, 화소의 Turn on/off를 생성하는 VGH, VGL 등 액정표시 장치의 모든 구동전압을 생성한다.
전원공급장치(10)는 저전압 록 아웃 장치(UVLO : Under Voltage LockOut)(11)에 설정된 레벨(Level)에 의하여 입력전압의 시작점과 종료점이 구성된다. 입력전압(Vin)이 UVLO Rising(A)으로 설정된 전압에 도달하게 되면 기능부(12)가 동작을 시작하게 되고, 입력전압이 UVLO Falling(B)으로 설정된 전압 Level 이하로 내려가면 기능부(12)가 동작을 멈추게 된다.
전원공급장치(10)가 입력전압에 의해 구동되고 있는 상태에서 입력전압을 오프시키면, 입력전압이 도 2에 도시된 바와 같이, UVLO Falling(B) 레벨까지 낮아지게 된다. 입력전압이 UVLO Falling(B)까지 낮아지게 되면, 저전압 록 아웃 장치(11)가 기능부로 출력되는 전압을 차단시킴으로써, 기능부(12)는 동작을 멈추게 된다.
입력전압(Vin)을 오프할 때, 입력전압이 UVLO Falling(B)까지 낮아져서 기능부(11)가 동작을 멈추게 되면, 패널에 걸렸던 부하가 빠지면서 입력전압(Vin)이 도 2에 도시된 바와 같이 순간적으로 상승하게 된다. 즉, 패널에 걸렸던 부하가 빠지면서 전원공급장치(10)의 입력전압(Vin)이 상승하는 폭이 크게 되어, 입력전압이 다시 UVLO Falling(A) 이상으로 높아지게 되면, 다시 기능부(12)가 동작을 하게 되어 액정표시장치의 광원구동부 등으로 출력전압(Vout)이 인가된다. 상기한 바와 같은 현상은 패널에 인가되고 있는 부가가 작을 때 보다, 부하가 클 때, 더욱 심하게 발생된다.
패널에 인가되는 부하의 상태는 다음과 같다. 예를 들어, 노멀리 블랙 패널(Normally Black Pannel)에서는 모든 화소가 블랙(Black)을 출력화는 블랙 패턴(Black Pattern)에서 부하가 가장 적고, 모든 화소가 화이트(White)를 출력하는 화이트 패턴(White Pattern)에서는 부하가 가장 높다. 반대로, 노멀리 화이트 패널(Normally White Pannel)에서는 모든 화소가 하이트(White)를 출력하는 화이트 패턴(White Pattern)에서 부하가 가장 적고, 모든 화소가 블랙(Black)을 출력하는 블랙 패턴(Black Pattern)에서는 부하가 가장 높다.
즉, 종래의 액정표시장치에서는, 전원공급장치(10)의 입력전압(Vin)을 Off하여 패널 구동을 멈추려고 하는 경우, 패널에 걸리된 부하가 전원공급장치(10)의 입력전압(Vin)으로 인가된다. 패널에 걸리던 부하에 의해 입력전압(Vin)이 상승되면, 기능부(12)가 다시 동작하여 각 출력전압(Vout)들이 광원구동부, 타이밍 컨트롤러, 게이트구동부 및 데이터구동부에 인가되므로써, 순간적으로 화면이 보이는 깜빡거림 등의 현상이 발생한다. 이러한 현상은, UVLO Rising 및 Falling Level이 고정 전압으로 구성되어, 패널 부하의 변동성을 반영하지 못하기 때문에 발생된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 액정표시장치의 전원오프시 패널의 부하를 최소화시켜, 외부전원공급장치로부터 입력되는 입력전압이 상승되어 출력전압이 출력되는 현상을 방지할 수 있는, 전원공급장치 및 이를 이용한 액정표시장치와 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전원공급장치는, 외부전원공급장치로부터 공급되는 입력전압을 이용하여 액정표시장치의 각 구성요소들에 필요한 출력전압을 생성하기 위한 기능부; 상기 입력전압이 기 설정된 폴링전압 이상인 경우 상기 기능부가 동작되도록 하기 위한 저전압 록 아웃 장치; 상기 저전압 록 아웃 장치로부터 전송되어온 상기 입력전압이, 기설정된 판단전압 이하인 경우에는 저부하생성 제어신호를 타이밍 컨트롤러로 전송하여 상기 타이밍 컨트롤러가 패널의 부하가 최소로 되는 저부하 영상데이터를 출력하도록 하기 위한 제어신호 생성부; 및 상기 저전압 록 아웃 장치로부터 전송되어온 입력전압을 상기 기능부와 상기 제어신호 생성부로 각각 전송하기 위한 분배부를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 상기 전원공급장치; 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부; 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부; 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부에 의해 구동되는 패널; 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 전원공급장치는, 상기 데이터 구동부, 게이트 구동부, 타이밍 컨트롤러와 상기 백라이트 유닛으로 상기 출력전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치 구동 방법은, 입력전압이 기 설정된 라이징전압 이상으로 상승된 경우, 전원공급장치가, 상기 입력전압을 이용하여 생산된 출력전압을 타이밍 컨트롤러, 데이터 구동부, 게이트 구동부 및 백라이트 유닛으로 공급하는 단계; 입력전압이 상기 라이징전압 보다 낮게 설정되어 있는 판단전압 이하로 떨어지면, 상기 전원공급장치가 저부하생성 제어신호를 타이밍 컨트롤러로 전송하는 단계; 상기 저부하생성 제어신호를 수신한 상기 타이밍 컨트롤러가, 패널의 부하가 최소가 되도록 하는 저부하 영상데이터를 생성하여 상기 데이터 구동부로 출력하는 단계; 및 입력전압이 상기 판단전압 보다 낮게 설정되어 있는 폴링전압 이하로 떨어지면, 상기 전원공급장치가 상기 출력전압의 출력을 중단시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 액정표시장치의 전원오프시 패널의 부하를 최소화시켜, 외부전원공급장치로부터 입력되는 입력전압이 상승되어 출력전압이 출력되는 현상을 방지함으로써, 입력전압을 오프하여 패널 구동을 멈추게 하려고 하는 상태에서 전원공급장치의 기능부가 다시 동작하여 각 출력전압들이 액정표시장치의 각 구성요소들로 인가되어 순간적으로 패널의 화면이 깜빡거리는 현상을 방지할 수 있다는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 전원공급장치의 일실시예 구성도.
도 2는 종래의 전원공급장치에서 입력단을 통해 인가되는 입력전압(Vin)과 출력단을 통해 출력되는 출력전압(Vout)을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 타이밍 컨트롤러의 일실시예 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 전원공급장치의 구성을 나타낸 예시도,
도 6은 도 5에 도시된 전원공급장치의 제어신호생성부의 구성을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 전원공급장치에서 입력단을 통해 인가되는 입력전압(Vin)과 출력단을 통해 출력되는 출력전압(Vout)을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 타이밍 컨트롤러의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 구동부(300), 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 구동부(200), 데이터 구동부와 게이트 구동부에 의해 구동되는 패널(100), 데이터 구동부(300)와 게이트 구동부(200)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(400), 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(800) 및 시스템의 외부전원공급장치(700)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 이용하여 생성된 출력전압(Vout)을 상기 구성요소들에 공급하기 위한 전원공급장치(900)를 포함하고 있다.
우선, 패널(100)은 표시 영역에서 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(GL1 내지 GLn) 및 데이터 라인(DL1 내지 DLm)과, 상기 각 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 부분에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)를 구비한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 게이트 온 전압에 의해 턴온되어 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터 전송된 영상데이터전압을 화소 전극에 공급하여 영상데이터전압과 공통전압(Vcom)의 차전압이 액정 커패시터(Clc)에 충전되게 한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터 인가되는 게이트 오프전압(Voff)에 의해 턴오프되어 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압이 유지되게 한다.
다음, 게이트 구동부(200)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔펄스를 공급한다. 그리고, 게이트 구동부(200)는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압(Von)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간에 동안에는 게이트 라인에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급한다.
다음, 데이터 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터 구동부(300)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 영상데이터(RGB)를 샘플링 신호에 따라 래치한 후 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 공급한다.
다음, 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템으로부터 입력되는 수직 및 수평 동기신호(Vsyn, Hsyn), 데이터 인에이블(DE) 및 도트클럭(DCLK)과 같은 타이밍 신호들을 이용하여 데이터 구동부(300)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성함과 동시에 게이트 구동부(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성한다.
데이터 제어신호(DCS)는 소스 쉬프트 클럭(SSC), 소스 스타트 펄스(SSP) 및 극성 제어신호(POL), 소스 출력 인에이블 신호(SOE) 등을 포함한다.
게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE) 등을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 현재 일반적으로 이용되고 있는 타이밍 컨트롤러가 적용될 수 있으며, 다만, 제어신호 생성부(940)로부터 저부하생성 제어신호(LCS)가 전송된 경우에는, 패널의 부하를 최소화시킬 수 있는 영상데이터를 생성하는 기능이 추가되어야 한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(400)는 제어신호 생성부(940)와 통신을 수행할 수 있는 인터페이스가 구비되어 있어야 하며, 패널의 부하를 최소화시킬 수 있는 영상데이터에 대한 정보를 저장하고 있어야 한다. 그러나, 패널의 부하를 최소화시킬 수 있는 영상데이터에 대한 정보는 타이밍 컨트롤러(400) 외부의 저장부(미도시)에 저장되어 있다가, 타이밍 컨트롤러로 전송될 수도 있다.
상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위해 타이밍 컨트롤러(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수신부(410), 제어부(420), 영상데이터변환부(430), 제어신호생성부(440) 및 저부하 영상데이터 저장부(450)를 포함할 수 있다.
수신부(410)는 시스템으로부터 타이밍 신호와 입력영상데이터를 수신하는 한편, 제어신호 생성부(940)로부터 저부하생성 제어신호를 수신하는 기능을 수행한다. 수신부는, 타이밍 신호를 제어신호생성부로 전송하고, 입력영상데이터는 영상데이터변환부로 전송하는 기능을 수행한다.
제어부(420)는 제어신호 생성부(940)로부터 저부하생성 제어신호가 수신되는지를 판단하여, 수신되지 않는 경우에는 입력영상데이터를 영상데이터변환부로 전송하는 기능을 수행하며, 수신된 경우에는 저부하 영상데이터 저장부에 저장되어 있는 저부하 영상데이터를 영상데이터변환부로 전송하는 기능을 수행한다.
영상데이터변환부(430)는 입력영상데이터 또는 저부하 영상데이터를 패널(100)의 특성에 맞게 재정렬하여, 변환된 영상데이터를 데이터 구동부(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
제어신호생성부(440)는 수신부로부터 전송되어온 타이밍 신호를 이용하여, 상기한 바와 같이, 데이터 구동부(300)와 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 생성하는 기능을 수행한다.
저부하 영상데이터 저장부(450)는 저부하 영상데이터를 저장하는 기능을 수행한다. 저부하 영상데이터는 상기한 바와 같이, 타이밍 컨트롤러 외부에 구비될 수도 있다. 여기서, 저부하 영상데이터란, 패널의 부하를 최소화시킬 수 있는 데이터를 말하는 것으로서, 종래기술에서 언급된 바와 같이, 노멀리 블랙 패널(Normally Black Pannel)에서는 모든 화소가 블랙(Black)을 출력하도록 하는 데이터가 될 수 있다. 또한, 저부하 영상데이터는, 노멀리 화이트 패널(Normally White Pannel)에서는 모든 화소가 하이트(White)를 출력하도록 하는 데이터가 될 수 있다.
다음, 백라이트 유닛(800)은 패널(100)에 광을 조사하기 위한 것으로서, 광원(810) 및 광원을 구동시켜 광을 조사하기 위한 광원구동부(820)를 포함하여 구성된다.
광원(810)으로는 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED), 외부전극형광램프(Exterior Electrode Fluorescent Lamp : EEFL), 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 등이 이용될 수 있다. 최근에는 발광다이오드가 광원으로 널리 이용되고 있다.
광원구동부(820)는 상기한 바와 같은 기능을 위해, MCU, 각종 집적회로 및 각종 회로들을 포함하고 있으며, 이하에서는, 이러한 광원구동부의 각종 구성들을 어플리케이션(Application) 회로라 한다.
마지막으로, 전원공급장치(900)는 상기한 바와 같이, 시스템의 외부전원공급장치(700)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 이용하여, 액정표시장치의 각 구성요소들에서 필요한 출력전압(Vout)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다. 즉, 전원공급장치(900)는 타이밍컨트롤러(T-CON)의 구동에 필요한 출력전압(Vout1), 화소(픽셀)를 구동하는 데이터 구동부(Source D-IC)(300)의 구동에 필요한 출력전압(Vout2), 게이트 구동부의 구동에 필요한 출력전압(Vout3) 및 백라이트 유닛의 광원구동부(820)의 구동에 필요한 출력전압(Vout4)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.
특히, 본 발명에 적용되는 전원공급장치(900)는 전원오프에 의해 입력전압(Vin)이 기 설정되어 있는 폴링전압 이하로 떨어지는 경우에는, 타이밍 컨트롤러(400)로 저부하생성 제어신호(LCS)를 전송하여, 타이밍 컨트롤러(400)가 패널(100)에 저부하가 걸리도록 하는 저부하 영상데이터를 생성하도록 하는 기능을 수행한다.
저부하생성 제어신호(LCS)에 의해 패널에 저부하가 걸리는 저부하 영상데이터가 패널로 출력되면, 전원이 오프되더라도, 패널 부하에 의해 전원공급장치(900)의 입력전압(Vin)이 상승되는 폭이 줄어들게 되어, 입력전압(Vin)이 라이징전압 이상으로 상승되지 않는다. 따라서, 전원 오프시 전원공급장치(900)가 재구동되지 않게 되어, 광원구동부(820), 타이밍 컨트롤러(400), 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)에 출력전압(Vout)이 공급되지 않는다. 상기 구성요소들에 출력전압이 공급되지 않으면, 전원오프시 패널(100)에서 순간적으로 화면이 보이는 깜빡거림 등의 현상이 발생되지 않는다.
상기한 바와 같은 전원공급장치(900)의 구성 및 기능은 이하에서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정표시장치가 구동되는 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, 입력전압(Vin)이 기 설정된 라이징전압 이상으로 상승된 경우, 전원공급장치(900)가, 상기 입력전압을 이용하여 생산된 출력전압을 타이밍 컨트롤러(400), 데이터 구동부(300), 게이트 구동부(200) 및 백라이트 유닛(800)으로 공급한다.
다음, 입력전압이 상기 라이징전압(A) 보다 낮게 설정되어 있는 판단전압 이하로 떨어지면, 상기 전원공급장치가 저부하생성 제어신호(LCS)를 타이밍 컨트롤러(400)로 전송한다.
다음, 상기 저부하생성 제어신호를 수신한 상기 타이밍 컨트롤러(400)가, 패널(100)의 부하가 최소가 되도록 하는 저부하 영상데이터를 생성하여 상기 데이터 구동부(300)로 출력한다. 여기서, 저부하 영상데이터는, 상기 패널(100)이 노멀리 블랙 패널(Normally Black Pannel)인 경우에는, 모든 화소가 블랙(Black)을 출력하도록 하는 영상데이터이며, 상기 패널(100)이 노멀리 화이트 패널(Normally White Pannel)인 경우에는, 모든 화소가 하이트(White)를 출력하도록 하는 영상데이터를 말한다.
마지막으로, 입력전압(Vin)이 상기 판단전압 보다 낮게 설정되어 있는 폴링전압(Vout) 이하로 떨어지면, 상기 전원공급장치(900)가 상기 출력전압의 출력을 중단시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 전원공급장치의 구성을 나타낸 예시도로서, 도 3에 도시된 전원공급장치(900), 타이밍 컨트롤러(400) 및 데이터 구동부(300)의 연결관계를 나타내고 있다. 도 6은 도 5에 도시된 전원공급장치의 제어신호생성부(922)의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 7은 본 발명에 따른 전원공급장치에서 입력단을 통해 인가되는 입력전압(Vin)과 출력단을 통해 출력되는 출력전압(Vout)을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 전원공급장치(900)는 도 5에 도시된 바와 같이, 외부전원공급장치(700)로부터 공급되는 입력전압을 이용하여 액정표시장치의 각 구성요소들에 필요한 출력전압을 생성하기 위한 기능부(930), 상기 입력전압(Vin)이 기 설정된 폴링전압 이상인 경우에만 상기 기능부가 동작되도록 하기 위한 저전압 록 아웃 장치(910)), 상기 입력전압(Vin)이 기설정된 판단전압 이하인 경우에는 저부하생성 제어신호(LCS)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(400)로 전송하기 위한 제어신호 생성부(940) 및 저전압 록 아웃 장치(910)로부터 전송되어온 입력전압(Vin)을 기능부(930)와 제어신호 생성부(940)로 각각 전송하기 위한 분배부(920)를 포함할 수 있다.
우선, 저전압 록 아웃 장치(910)는, 입력전압(Vin)이 폴링전압(B) 이하에서 점차 상승되고 있는 상태에서, 입력전압(Vin)이 기설정된 라이징전압(A) 이상인지의 여부를 판단하여, 판단결과 입력전압(Vin)이 라이징전압(A) 이상이면 외부전원공급장치(700)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 분배부(920)로 전달하며, 판단결과 입력전압(Vin)이 라이징전압보다 작은 경우에는 입력전압(Vin)이 분배부(920)로 전달되는 것을 차단시킴으로써, 액정표시장치의 각 구성요소들로 출력되는 출력전압(Vout)의 생성을 차단하는 기능을 수행한다.
또한, 저전압 록 아웃 장치(910)는 입력전압(Vin)이 라이징전압(A) 이상에서 점차 하강되고 있는 상태에서, 입력전압(Vin)이 기설정된 폴링전압(B) 이하인지의 여부를 판단하여, 판단결과 입력전압(Vin)이 폴링전압(B)보다 크면 외부전원공급장치(700)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 분배부(920)로 전달하며, 판단결과 입력전압(Vin)이 폴링전압 이하인 경우에는 입력전압(Vin)이 분배부(920)로 전달되는 것을 차단시킴으로써, 액정표시장치의 각 구성요소들로 출력되는 출력전압(Vout)의 생성을 차단하는 기능을 수행한다.
즉, 저전압 록 아웃 장치(910)는 전원이 온되는 상태에서는 입력전압(Vin)이 라이징전압(A) 이상이 되어야만 입력전압(Vin)을 분배부(920)를 통해 기능부(930)로 전송한다. 입력전압(Vin)이 라이징전압(A) 이상이 된 이후에는, 입력전압(Vin)이 폴링전압(B) 이하로 떨어지지 않는 이상 저전압 록 아웃 장치(910)는 지속적으로 입력전압(Vin)을 분배부(920)를 통해 기능부(930)로 전송한다. 상기와 같은 상태에서, 입력전압(Vin)이 폴링전압(B) 이하로 떨어지면, 저전압 록 아웃 장치(910)는 입력전압(Vin)의 전송을 차단시키며, 이후 다시 상기 과정들을 반복적으로 수행한다.
다음, 분배부(920)는 저전압 록 아웃 장치(910)로부터 전송되어온 입력전압(Vin)을 각각 제어신호 생성부(940) 및 기능부(930)로 전송하는 기능을 수행한다.
다음, 기능부(930)는 분배부(920)를 통해 저전압 록 아웃 장치(910)로부터 전송되어온 입력전압을 이용하여 타이밍 컨트롤러(400), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 광원구동부(820) 등에 필요한 출력전압(Vout1, Vout2, Vout3, Vout4)을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.
이러한 기능부(930)의 구성은 현재 일반적으로 이용되고 있는 기능부(930)의 기능이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
마지막으로, 제어신호 생성부(940)는 분배부(920)를 통해 전송되어온 입력전압(Vin)이 기설정된 판단전압 이하인 경우에는 저부하생성 제어신호(LCS)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(400)로 전송하는 기능을 수행한다.
판단전압은 폴링전압(B) 보다는 크고 라이징전압(A) 보다는 작은 전압이 될 수 있다. 예를 들어, 폴링전압(B)이 8.5V이고, 라이징전압(A)이 10V라고 할 때, 판단전압은 8.5V 보다 크고 10V 보다 작은 값들 중에서 선택될 수 있다.
제어신호 생성부(940)는 일예로서 도 6에 도시된 바와 같은 P타입 트랜지스터로 구성될 수 있다.
제어신호 생성부(940)가 도 6에 도시된 바와 같이 P타입 트랜지스터로 구성되고, 판단전압 이하에서 턴온되도록 구성된 경우, 분배부(920)로부터 판단전압보다 큰 전압이 P타입 트랜지스터의 게이트로 입력되면, P타입 트랜지스터는 턴오프되어 저부하생성 제어신호(LCS)를 생성하지 않는다. 그러나, 분배부(920)로부터 판단전압 이하의 전압이 P타입 트랜지서터의 게이트로 입력되면, P타입 트랜지스터는 턴온되어 저부하생성 제어신호(LCS)를 타이밍 컨트롤러(400)로 전송할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법이 설명된다.
우선, 오프상태에서 외부전원공급장치(700)로부터 전원공급장치(900)로 입력전압(Vin)이 인가되어, 라이징전압(A) 이상이 되면, 저전압 록 아웃 장치(910)가 입력전압(Vin)을 기능부(930)로 전송한다.
다음, 기능부(930)가 각 구성요소들에서 필요로 하는 출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 생성하여 각 구성요소들로 출력하면, 타이밍 컨트롤러(400), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 광원구동부(820)가 구동되어, 패널(100)을 통해 영상이 출력된다.
다음, 상기한 바와 같이 액정표시장치가 구동되고 있는 상태에서, 폴링전압(B) 보다는 크지만, 판단전압 이하인 입력전압(Vin)이 인가되면, 저전압 록 아웃 장치(910)는 입력전압(Vin)을 분배부(920)를 통해 제어신호 생성부(940) 및 기능부(930)로 전송한다. 따라서, 기능부(930)는 지속적으로 출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 출력한다. 그러나, 입력전압(Vin)이 판단전압 이하이기 때문에, 제어신호 생성부(940)는 저부하생성 제어신호(LCS)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(400)로 전송한다.
다음, 타이밍 컨트롤러(400)는 저부하생성 제어신호에 따라 저부하 영상데이터를 데이터 구동부로 출력하며, 데이터 구동부는 저부하 영상데이터를 저부하 영상데이터전압으로 변경하여 패널로 출력한다.
다음, 상기와 같이 저부하 영상데이터가 출력되고 있는 상태에서, 입력전압(Vin)이 판단전압에서 더 떨어져 폴링전압(B) 이하가 되면, 저전압 록 아웃 장치(910)가 기능부(930)로 전송되는 입력전압(Vin)을 차단하게 되어, 기능부(930)는 더 이상 출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 출력하지 않는다.
이때, 상기한 바와 같이, 패널(100)에 걸렸던 부하가 저전압 록 아웃 장치(910)로 입력되는 입력전압(Vin)에 걸리기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이, 입력전압(Vin)이 순간적으로 높아진다. 그러나, 이미, 패널에는 패널에 최소의 부하가 걸리도록 하는 저부하 영상데이터가 출력되고 있는 상태이기 때문에, 입력전압(Vin)에 미치는 패널의 부하의 크기는 크지 않다.
따라서, 폴링전압(B) 이하의 입력전압(Vin)에 상기한 바와 같은 패널의 부하가 추가되더라도, 최종적인 입력전압(Vin)의 크기는 라이징전압(A) 보다 작게 된다. 이로 인해, 저전압 록 아웃 장치(910)는 입력전압(Vin)을 기능부(930)로 전송하지 않는다.
마지막으로, 상기한 바와 같이 입력전압(Vin)이 기능부(930)로 폴링전압(B) 이상의 입력전압을 공급하지 않기 때문에, 기능부(930) 역시 출력전압(Vout1 내지 Vout4)을 출력하지 않는다. 따라서, 입력전압(Vin)이 폴링전압 이하로 떨어진 이후에, 패널(100)에서 순간적으로 화면이 보이는 깜빡거림 등의 현상이 발생되지 않는다.
상기한 바와 같은 본 발명의 특징을 정리하면 다음과 같다.
일반적으로, 액정표시장치의 각 구성요소들에서 요구되는 모든 전원은 전원공급장치(Power IC)(900)에서 생성한다. 전원공급장치(Power IC)(900)는 저전압 록 아웃 장치(UVLO : Under Voltage LockOut)(910)에 설정된 레벨(Level)에 의하여 입력전압의 시작점과 종료점이 구성된다.
입력전압이 UVLO Rising으로 설정된 전압(라이징전압(A))에 도달하게 되면 Level Power IC 동작을 시작하게 되고, 입력전압이 UVLO Falling으로 설정된 전압 Level(폴링전압(B))이하로 내려가면 Power IC동작을 멈추게 된다.
즉, 전원공급장치(900)는 저전압 록 아웃 장치(910)에서 이 기설정된 전압보다 낮은 저전압(Vlow)인지의 여부를 판단하여, 판단결과 저전압이 아닌 경우에는 시스템 또는 타이밍 컨트롤러로부터 인가되는 인에이블전압(ENA)에 의해, 백라이트 유닛(800)을 구동시키며, 판단결과 저전압인 경우에는 인에이블전압(ENA)에 의해 백라이트 유닛(800), 게이트 구동부, 타이밍 컨트롤러 및 데이터 구동부의 구동을 차단시킴으로써, 이들 구성요소들을 오프시켜 보호하는 기능을 수행하고 있다.
본 발명은 액정표시장치의 오동작을 방지하기 위한 것으로서, 입력전압이 UVLO Falling Level(폴링전압(B))에 근접하게 되면 전원공급장치(Power IC)(900)가 타이밍 컨트롤러(TCON)(400)에 저부하생성 제어신호(LCS)를 보내서 패널에 가장 부하가 적게 걸리는 데이터를 출력하게 한다.
타이밍 컨트롤러(TCON)(400)가 부하가 가장 적게 걸리는 데이타를 데이터 구동부(Source IC)(300)에 전송하였기 때문에, UVLO falling(폴링전압(B))으로 입력전압(Vin)이 낮아지면 데이터 구동부(Source IC)(300)는 패널부하가 가장 적은 데이터를 출력한다.
따라서, 입력전압(Vin)이 오프(off)되어, UVLO Falling(폴링전압(B))까지 낮아져서 전원공급장치(Power IC)(900)가 동작을 멈추게 되었을 때, 패널의 부하에 의한 입력전압(Vin)의 상승폭이 적어서, UVLO Rising(라이징전압(A))까지 도달하지 않게 된다. 이러한 방법을 이용한 본 발명은, 입력전압(Vin)을 오프(Off)시켜, 패널 구동을 멈추게 하려고 하는 상태에서, 전원공급장치(Power IC)(900)가 다시 동작하여 각 출력전압(Vout)들이 패널에 인가되어, 순간적으로 화면 깜빡거림 등이 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 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 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 200 : 게이트 구동부
300 : 데이터 구동부 400 : 타이밍 컨트롤러
700 : 외부전원공급장치 800 : 백라이트 유닛
900 : 전원공급장치 910 : 저전압 록 아웃 장치
920 : 분배부 930 : 기능부
940 : 제어신호 생성부 410 : 수신부
420 : 제어부 430 : 영상데이터변환부
440 : 제어신호생성부 450 : 저부하 영상데이터 저장부

Claims (10)

  1. 외부전원공급장치로부터 공급되는 입력전압을 이용하여 액정표시장치의 각 구성요소들에 필요한 출력전압을 생성하기 위한 기능부;
    상기 입력전압이 기 설정된 폴링전압 이상인 경우 상기 기능부가 동작되도록 하기 위한 저전압 록 아웃 장치;
    상기 저전압 록 아웃 장치로부터 전송되어온 상기 입력전압이, 기설정된 판단전압 이하인 경우에는 저부하생성 제어신호를 타이밍 컨트롤러로 전송하여 상기 타이밍 컨트롤러가 패널의 부하가 최소로 되는 저부하 영상데이터를 출력하도록 하기 위한 제어신호 생성부; 및
    상기 저전압 록 아웃 장치로부터 전송되어온 입력전압을 상기 기능부와 상기 제어신호 생성부로 각각 전송하기 위한 분배부를 포함하는 전원공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는,
    상기 분배부를 통해 전송되어온 상기 입력전압(Vin)이, 상기 판단전압 보다 큰 상태에서 상기 판단전압 이하로 낮아지는 경우에는 상기 저부하생성 제어신호를 생성하여 상기 타이밍 컨트롤러로 전송하며, 상기 판단전압보다 큰 경우에는 상기 저부하생성 제어신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전압 록 아웃 장치는,
    상기 입력전압이 상기 폴링전압 이상으로 상승되어 기 설정된 라이징 전압 이상이 되면 상기 입력전압을 상기 분배부로 전송하며, 상기 기능부가 구동되고 있는 상태에서 상기 입력전압이 상기 폴링전압 이하로 낮아지면 상기 기능부의 구동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 판단전압은,
    상기 폴링전압 보다는 크고, 상기 라이징전압 보다는 작은 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는,
    P타입 트랜지스터로 구성되며, 상기 P타입 트랜지스터의 게이트로 상기 입력전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저부하 영상데이터는,
    상기 패널이 노멀리 블랙 패널(Normally Black Pannel)인 경우에는, 모든 화소가 블랙(Black)을 출력하도록 하는 영상데이터이며,
    상기 패널이 노멀리 화이트 패널(Normally White Pannel)인 경우에는, 모든 화소가 하이트(White)를 출력하도록 하는 영상데이터인 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재되어 있는 상기 전원공급장치;
    데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부;
    게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부에 의해 구동되는 패널;
    상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 패널에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 전원공급장치는, 상기 데이터 구동부, 게이트 구동부, 타이밍 컨트롤러와 상기 백라이트 유닛으로 상기 출력전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 입력전압이 기 설정된 라이징전압 이상으로 상승된 경우, 전원공급장치가, 상기 입력전압을 이용하여 생산된 출력전압을 타이밍 컨트롤러, 데이터 구동부, 게이트 구동부 및 백라이트 유닛으로 공급하는 단계;
    입력전압이 상기 라이징전압 보다 낮게 설정되어 있는 판단전압 이하로 떨어지면, 상기 전원공급장치가 저부하생성 제어신호를 타이밍 컨트롤러로 전송하는 단계;
    상기 저부하생성 제어신호를 수신한 상기 타이밍 컨트롤러가, 패널의 부하가 최소가 되도록 하는 저부하 영상데이터를 생성하여 상기 데이터 구동부로 출력하는 단계; 및
    입력전압이 상기 판단전압 보다 낮게 설정되어 있는 폴링전압 이하로 떨어지면, 상기 전원공급장치가 상기 출력전압의 출력을 중단시키는 단계를 포함하는 액정표시장치 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 저부하 영상데이터는,
    상기 패널이 노멀리 블랙 패널(Normally Black Pannel)인 경우에는, 모든 화소가 블랙(Black)을 출력하도록 하는 영상데이터이며,
    상기 패널이 노멀리 화이트 패널(Normally White Pannel)인 경우에는, 모든 화소가 하이트(White)를 출력하도록 하는 영상데이터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 저부하생성 제어신호를 타이밍 컨트롤러로 전송하는 단계는,
    상기 입력전압을 게이트신호로 입력받는 P타입 트랜지스터에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동 방법.
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KR20150076032A (ko) * 2013-12-26 2015-07-06 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 이의 구동방법
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