JP4464635B2 - 液晶駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は液晶駆動装置に関するものであり、特に、垂直ブランキング区間でブラックデータ(Black Data)を挿入して動画像を具現するインパルスタイプ(impulsive type)の液晶駆動装置に関するものである。
本発明は高速応答特性を有する液晶を具備したTFT−LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)を利用して動画像(motion picture)を具現するためのシステムを基礎として、本発明による液晶駆動装置は動画像具現のためにリフレッシュレート(refresh rate)を60Hzに設定したものであるが、リフレッシュレートは60Hzに限定されるものではない。
一般に、液晶表示装置は電界の作用により液晶分子の配列を変化させて光透過率を調節することによって、画像を表示する装置としてTN−LCDタイプからSTN−LCD、MIM−LCD、MIM−LCD、TFT−LCDタイプに発展したし、その表示性能も顕著に向上してきた。このような液晶表示装置は消費電力が小さいだけでなく、軽薄短小化の長所を有しているためにCRT(Cathode−Ray−Tube)を置き換えることができる装置として注目されており、ノートブックパソコンまたは携帯用の移動通信機器等に幅広く使われるようになってきたため、需要が増えている状況にある。
従来の液晶表示装置は垂直同期信号(V_sync)の1フレームの間に一番目のゲートバスラインからn番目のゲートバスラインまで順次にゲートオン/オフパルス信号を印加してゲートバスラインを順次に走査し、水平同期信号の発生時にデータバスラインを通じて選択されたゲートバスラインの各画素にデータ信号を印加し、このように印加されたデータ信号を一定に維持させて1フレームの画面を再現する。このような液晶駆動方式をホールドタイプ(hold type)という。
従来技術によるゲート順次走査方式を使用するゲートドライバーICは図1のようになる。
図1を参照すると、従来のゲートドライバーICは垂直クロック信号(CPV)に応答して垂直開始信号(STV)が入力されて次の端に順次にシフトして出力する複数のシフトレジスター(SR1〜SRn)と、複数のシフトレジスター(SR1〜SRn)に対応して結合され、複数のシフトレジスター(SR1〜SRn)の出力信号をレベル変換した後に出力する複数のレベルシフター(LS1〜LSn)と、複数のレベルシフター(LS1〜LSn)レベル変換された信号を増幅してゲートオン/オフ信号(G1〜Gn)を出力する複数のバッファー増幅器(BF1〜BFn)で構成される。
一般に、動画像を再現するためには液晶の応答速度を概略5ms程度に維持することが望ましいが、前記ホールドタイプの液晶表示装置は液晶の応答速度が画像情報の処理速度についていけないことにより前の画面の画像情報が次のフレームに残存して画像が薄れるバーリング(blurring)現象が発生し、これによって画質が低下する。
このような問題点を改善するためにリフレッシュレートが60Hzである1フレームを120Hzのアクティブアドレス区間とブランキング区間に分けて高速駆動するインパルス駆動方式を適用した液晶表示装置が提案された。ここで、インパルス(impulsive)駆動方式は前フレームの画像情報が現在のフレームに影響をおよぼさないようにしたフレーム単位で一定区間をブラック画像領域で割り当てる方式である。
しかし、従来のインパルス駆動方式はバーリング現象の完全な除去を期待することが難しく、EMI(Electro−magnetic interference)の発生可能性が大きく、またアクティブアドレス区間で液晶のデータ維持時間が短いという短所がある。
一方、NTSC、PALなどのようなTV信号を再現する場合1フレームの区間は16.7msで固定されているために、XGA級の液晶表示装置で活性化区間を85Hzで駆動する場合に垂直クロック信号(CPV)の活性化区間が11.2msになり、この時にブラックデータを挿入することができる区間は概略5.5msになる。
ところが、従来の液晶表示装置は前述したようにゲートの順次走査方式を使用するために5.5msの短い時間の間あらゆるゲートを駆動してブラックデータを挿入できないという短所がある。
特開2002−14321号公報
したがって、本発明の目的は前記問題点を解決するためにアクティブアドレス区間を既存に比べて所定幅減らしてブランキング区間を増やし、このブランキング区間で複数のゲートバスラインを同時に走査することにより、ブランキング区間での全体ゲート駆動時間を減らす液晶駆動装置を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明による液晶駆動装置は、垂直同期信号の1フレームを所定のアクティブアドレス区間と垂直ブランキング区間とに分け、表示画像を高速に駆動する領域と一定区間をブラック画像にする領域とに割り当てて駆動するインパルスタイプの液晶駆動装置であって、一方向に配列された複数のゲートバスラインと複数のゲートバスラインに直交するように配列された複数のデータバスラインを含む液晶パネルと、前記ゲートバスラインを走査するための垂直クロック信号、垂直開始信号、該垂直開始信号より遅延されて生成された第2垂直開始信号、及び前記アクティブアドレス区間と垂直ブランキング区間とを分けるための出力イネーブル信号に応答し、前記アクティブアドレス区間で前記垂直開始信号を入力して前記複数のゲートバスラインを順次走査し、前記垂直ブランキング区間で前記第2垂直開始信号を入力して前記複数のゲートバスラインを所定数のライン単位で同時に走査するゲートドライバー部と、パルス幅変調信号に応答して前記垂直ブランキング区間で前記走査されたゲートバスラインに供給される電流量を増加させるカレントブースティング部と、を具備することを特徴とする。
以上のような本発明の目的と別の特徴及び長所などは次に参照する本発明の好適な実施例についての以下の説明から明確になるであろう。
本発明はアクティブアドレス区間を既存に比べて所定幅減らしブラックデータを挿入するためのブランキング区間を増やして、このブランキング区間で複数のゲートバスラインを同時に走査し、ブランキング区間での全体ゲート駆動時間を減らすことによって、アクティブアドレス区間でのEMIの発生可能性が大きく減るとともに液晶のデータ維持時間が増加する効果がある。
以下、添付された図面に基づいて本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。
図2は本発明による液晶駆動装置を示したブロック図であり、図示されたように、液晶パネル100と、ゲートドライバー部200と、カレントブースティング部300で構成される。
液晶パネル100は一方向に配列された複数のゲートバスライン(図示せず)と、前記複数のゲートバスラインに直交するように配列された複数のデータバスライン(図示せず)と、前記複数のゲートバスラインと前記複数のデータバスラインの交差領域に形成された薄膜トランジスター(図示せず)を含む。
ゲートドライバー部200は複数のゲートドライバーICを含んで、垂直開始信号(STV)、第2垂直開始信号(STV2)、垂直クロック信号(CPV)及び出力イネーブル信号(OES)に応答してアクティブアドレス区間で前記複数のゲートバスラインを順次走査し、垂直ブランキング区間で前記複数のゲートバスラインを所定数のライン単位で同時に走査する。
カレントブースティング部300はゲートドライバー部200から出力されるゲートオン/オフ信号(G〜Gn)とパルス幅変調信号(PWM)を各々が入力される複数のカレントブースター回路(CB1〜CBn)で構成され、パルス幅変調信号(PWM)に応答して前記垂直ブランキング区間で前記走査されたゲートバスラインに供給される電流量を増加させる。この時、供給される電流量はパルス幅変調信号(PWM)のデューティー比によって調節される。
図3は本発明によるゲートドライバー集積回路の構成を示したブロック図であり、図示したように、第1シフトレジスター部220と、第2シフトレジスター部240と、複数のレベルシフター(LS1〜LSn)と、複数のバッファー増幅器(BF1〜BFn)で構成される。
第1シフトレジスター部220は出力イネーブル信号(OES)によりスイッチングして前記第2垂直開始信号(STV2)または内部的にシフトされた信号を選択する所定数の第1スイッチ(SW1〜SW29)と、所定数の第1スイッチ(SW1〜SW29)のスイッチング動作により前記内部的にシフトされた信号が選択される時に垂直開始信号(STV)を入力して順次シフトして出力し、第2垂直開始信号(STV2)が選択される時に第2垂直開信号を入力してシフトなしに同時に出力する所定数の第1シフトレジスター(SR1〜SR30)で構成される。
例えば、スイッチ(SW1)は前記アクティブアドレス区間でシフトレジスター(SR1)の出力端にスイッチングし、前記垂直ブランキング区間で第2垂直開始信号(STV2)入力端にスイッチングする。スイッチ(SW2)は前記アクティブアドレス区間でシフトレジスター(SR2)の出力端にスイッチングし、前記垂直ブランキング区間で第2垂直開始信号(STV2)入力端にスイッチングする。
このような構成を有する第1シフトレジスター部220は垂直クロック信号(CPV)と出力イネーブル信号(OES)に応答して前記アクティブアドレス区間では所定数のゲートバスラインを順次走査するために垂直開始信号(STV)を順次シフトさせて出力し、前記垂直ブランキング区間では前記所定数のゲートバスラインを同時に走査するために第2垂直開始信号(STV2)を入力て複数の第1出力信号を同時に発生する。
第2シフトレジスター部240は出力イネーブル信号(OES)によりスイッチングして第1シフトレジスター部でシフトされた信号または内部的にシフトされた信号を選択する所定数の第スイッチ(SW30〜SW58)と、所定数の第スイッチ(SW30〜SW58)のスイッチング動作により前記内部的にシフトされた信号が選択される時に第1シフトレジスター部でシフトされた信号を入力て順次シフトして出力し、所定数の第2スイッチ(SW30〜SW58)のスイッチング動作により第1シフトレジスター部でシフトされた信号が選択される時に第1シフトレジスター部でシフトされた信号を入力てシフトなしに所定数の第出力信号を同時に出力する所定数の第2シフトレジスター(SR31〜SR60)で構成される。
例えば、第1シフトレジスター部220のシフトレジスター(SR30)の出力端を第2シフトレジスター部240のシフトレジスター(SR31)に入力し、スイッチ(SW30)は前記アクティブアドレス区間でシフトレジスター(SR31)の出力端にスイッチングし、前記垂直ブランキング区間で第1シフトレジスター部220のシフトレジスター(SR30)の出力端にスイッチングする。
このような構成を有する第2シフトレジスター部240は、垂直クロック信号(CPV)に応答して前記アクティブアドレス区間では所定数のゲートバスラインを順次に走査するために第1シフトレジスター部220の第1シフトレジスター(SR30)でシフトされた信号を入力て第2シフトレジスター(SR31〜SR60)を通じて順次にシフトして出力し、前記垂直ブランキング区間では所定数のゲートバスラインを同時に走査するために第1シフトレジスター部220の第1シフトレジスター(SR30)でシフトされた信号を入力て第2シフトレジスター(SR31〜SR60)を通じて所定数の第2出力信号を同時に発生する。
複数のレベルシフター(LS1〜LS60)は第1及び第2シフトレジスター部220,240の第1及び第2シフトレジスター(SR1〜SR60)に対応して結合され、第1及び第2シフトレジスター(SR1〜SR60)の出力信号をレベル変換して複数のバッファー増幅器(BF1〜BF60)に出力する。
複数のバッファー増幅器(BF1〜BF60)は複数のレベルシフター(LS1〜LS60)に対応して結合され、前記複数のレベルシフター(LS1〜LS60)で変換された信号を増幅してゲートオン/オフ信号(G1〜G60)を発生する。
本発明に適用されたゲートドライバーICはアクティブアドレス区間ではゲートバスラインを順次に駆動し、垂直ブランキング区間では1番目のゲートバスラインで30番目のゲートバスラインを同時に駆動した後31番目のゲートバスラインで60番目のゲートバスラインを同時に駆動する。
このような方式で30個のゲートバスライン単位で駆動する場合にゲートオンタイムが従来に比べて30分の1に減るようになって、これによりアクティブアドレス区間に比べて相対的に短い垂直ブランキング区間内にブラックデータを挿入できるようになる。
一方、アクティブアドレス区間とは異なり垂直ブランキング区間で多数のゲートバスラインを駆動するようになれば、ゲートバスラインに瞬間的に多くの電流が要求される。したがって、本発明ではこれに相応する電流を供給するためにカレントブースター回路(Current Booster Circuit)を使用する。
図4は本発明によるカレントブースター回路を示した詳細回路図であり、図示したように、各々は非反転端(+)と反転端(−)を有する演算増幅器(OP)と、非反転端(+)と接地との間に結合された第1抵抗(R1)と、第1抵抗(R1)と並列結合された第1コンデンサ(C1)と、第1入力端300aと接地との間に結合された第2コンデンサ(C2)と、第1入力端300aに一端が結合された第2抵抗(R2)と、該第2抵抗(R2)の他端と接地との間に結合され演算増幅器(OP)の出力信号によってターンオンされる第1バイポーラートランジスター(Q1)と、第1入力端(300a)に一端が結合される第3抵抗と(R3)と、第3抵抗(R3)の他端と非反転端(+)との間に結合され、第2抵抗(R2)の他端の出力信号によりターンオンされる第2バイポーラートランジスター(Q2)と、第1入力端300aと非反転端(+)との間に結合された第4抵抗(R4)と、演算増幅器(OP)の反転端(−)と出力端との間に結合された第3コンデンサ(C3)と、第2入力端300bと反転端(−)との間に結合された第5抵抗(R5)と、反転端(−)と接地との間に結合された第6抵抗(R6)と、第6抵抗(R6)に並列結合された第4コンデンサ(C4)で構成される。
図5は本発明によってノーマル動作時にゲートバスラインの走査タイミングを示したタイミング図である。同図面で、V_syncは垂直同期信号を、STVは第1垂直開始信号をCPVは垂直クロック信号を、G1ないしG768はゲートオン/オフ信号を各々が示す。
本発明によってNTSC、PALなどのTV画像信号を60Hzで駆動してノーマル動作モードで768個のゲートバスラインを走査した時、図5に示したように、1フレームの区間は16.7msで固定され、垂直クロック信号(CPV)は15.88msの間イネーブルされ、この垂直クロック信号のイネーブル区間内で768個のゲートバスラインが順次に走査される。
図6は本発明によってブリンク動作時にゲートバスラインの走査タイミングを示したタイミング図である。
本発明によってNTSC、PALなどのTV画像信号を60Hzで駆動してブリンク動作モードで768個のゲートバスラインを走査した時、図6に示したように、1フレームの区間は16.7msで固定され、垂直クロック信号(CPV)は11.2msの間イネーブルされ、垂直ブランキング区間(VB)は5.5msを維持して既存に比べて増える。このブランキング区間内で第2垂直開始信号(STV2)が活性化される時に、ゲートドライバー部200は30ケ単位のゲートオンオフ信号を順次に発生して786個のゲートバスラインを30ライン単位で走査する。この場合、786個のゲートバスラインをすべて走査するのにかかる時間は0.73ms程度所要される。例えば、100ラインを同時に駆動する場合単に0.2msの時間が必要になる。
したがって、本発明では垂直ブランキング区間内にブラックデータを十分に余裕があるように挿入できるために、バーリング現状の発生を除去することができる。
図7は本発明によってノーマル動作時にデータバスラインの駆動タイミングを示したタイミング図であり、図8は本発明によってブリンク動作時にデータバスラインの駆動タイミングを示したタイミング図である。
図7から明らかなように、垂直信号のイネーブル区間内で768個の水平開始信号(STH)が発生する。
また、図8から明らかなように、垂直ブランキング区間(VB)内で26個の水平開始信号(STH)が発生する。
図9は本発明によるカレントブースター回路の動作タイミングを示したタイミング図であり、図示されたように、パルス幅変調信号(PWM)は垂直同期信号(V_sync)の1フレーム区間内に低いデューティー比(LD)を維持し、垂直ブランキング区間内で高いデューティー比(HD)を維持する。
以上説明した本発明の実施例は、当業者により多様に変形して実施することが可能であるが、どのように変形された実施例であっても、本発明の技術的範囲内である限り、本発明の特許請求範囲に属することはいうまでもない。
従来のゲートドライバー集積回路の構成を示したブロック図である。 本発明による液晶駆動装置を示したブロック図である。 本発明によるゲートドライバー集積回路の構成を示したブロック図である。 本発明によるカレントブースター回路を示した詳細回路図である。 本発明によってノーマル動作時にゲートバスラインの走査タイミングを示したタイミング図である。 本発明によってブリンク動作時にゲートバスラインの走査タイミングを示したタイミング図である。 本発明によってノーマル動作時にデータバスラインの駆動タイミングを示したタイミング図である。 本発明によってブリンク動作時にデータバスラインの駆動タイミングを示したタイミング図である。 本発明によるカレントブースター回路の動作タイミングを示したタイミング図である。
符号の説明
100 液晶パネル
200 ゲートドライバー部
220 第1シフトレジスター部
240 第2シフトレジスター部
300 カレントブースティング部
CB1〜CBn カレントブースター回路
SR1〜SRn シフトレジスター
LS1〜LSn レベルシフター
BF1〜BFn バッファー増幅器

Claims (10)

  1. 垂直同期信号の1フレームを所定のアクティブアドレス区間と垂直ブランキング区間とに分け、表示画像を高速に駆動する領域と一定区間をブラック画像にする領域とに割り当てて駆動するインパルスタイプの液晶駆動装置であって、
    一方向に配列された複数のゲートバスラインと複数のゲートバスラインに直交するように配列された複数のデータバスラインを含む液晶パネルと、
    前記ゲートバスラインを走査するための垂直クロック信号、垂直開始信号、該垂直開始信号より遅延されて生成された第2垂直開始信号、及び前記アクティブアドレス区間と垂直ブランキング区間とを分けるための出力イネーブル信号に応答し、前記アクティブアドレス区間で前記垂直開始信号を入力して前記複数のゲートバスラインを順次走査し、前記垂直ブランキング区間で前記第2垂直開始信号を入力して前記複数のゲートバスラインを所定数のライン単位で同時に走査するゲートドライバー部と、
    パルス幅変調信号に応答して前記垂直ブランキング区間で前記走査されたゲートバスラインに供給される電流量を増加させるカレントブースティング部と、を具備することを特徴とする液晶駆動装置。
  2. 前記アクティブアドレス区間はリフレッシュレートが60Hzである時に85Hzに対応する区間で駆動されることを特徴とする請求項1に記載の液晶駆動装置。
  3. 前記ゲートドライバー部は、前記垂直開始信号、前記第2垂直開始信号、前記垂直クロック信号及び前記出力イネーブル信号に応答して前記複数のゲートバスラインを走査する複数のゲートドライバー集積回路で構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶駆動装置。
  4. 前記複数のゲートドライバー集積回路の各々は
    前記垂直クロック信号及び前記出力イネーブル信号に応答して前記アクティブアドレス区間で前記垂直開始信号を順次シフトさせて出力し、前記垂直ブランキング区間で前記第2垂直開始信号を入力て所定数の第1出力信号を同時に発生する第1シフトレジスター部と、
    前記垂直クロック信号に応答し前記アクティブアドレス区間で前記第1シフトレジスター部からシフトされた信号を入力て順次シフトして出力し、前記垂直ブランキング区間で前記第1シフトレジスター部からシフトされた信号を入力て所定数の第2出力信号を同時に発生する第2シフトレジスター部と、
    前記第1及び第2シフトレジスター部の出力信号をレベル変換する複数のレベルシフターと、
    前記複数のレベルシフターで変換された信号を増幅してゲートオン/オフ信号を出力する複数のバッファー増幅器と、で構成されることを特徴とする請求項3に記載の液晶駆動装置。
  5. 前記第1シフトレジスター部は
    出力イネーブル信号に応答して前記第2垂直開始信号または内部的にシフトされた信号を選択する所定数の第1スイッチと、
    前記内部的にシフトされた信号が選択される時に前記垂直開始信号を入力て順次シフトして出力し、前記第2垂直開始信号が選択される時に前記第2垂直開始信号を入力てシフトなしに所定数の第1出力信号を同時に出力する所定数の第1シフトレジスターと、で構成されることを特徴とする請求項4に記載の液晶駆動装置。
  6. 前記第2シフトレジスター部は
    出力イネーブル信号に応答して前記第1シフトレジスター部でシフトされた信号または内部的にシフトされた信号を選択する複数の第2スイッチと、
    前記内部的にシフトされた信号が選択される時に前記第1シフトレジスター部でシフトされた信号を入力て順次シフトして出力し、前記第1シフトレジスター部でシフトされた信号が選択される時に前記第1シフトレジスター部でシフトされた信号を入力てシフトなしに前記所定数の第2出力信号を同時に出力する所定数の第2シフトレジスターと、で構成されることを特徴とする請求項4に記載の液晶駆動装置。
  7. 前記カレントブースティング部は前記ゲートドライバー部から出力されるゲートオン/オフ信号及び前記パルス幅変調信号各々が入力される複数のカレントブースター回路で構成されることを特徴とする特徴とする請求項1に記載の液晶駆動装置。
  8. 前記複数のカレントブースター回路の各々は非反転端と反転端を有する演算増幅器と、前記非反転端と接地との間に結合された第1抵抗と、該第1抵抗と並列結合された第1コンデンサと、第1入力端と接地との間に結合された第2コンデンサと、前記第1入力端に一端が結合された第2抵抗と、前記第2抵抗の他端と接地との間に結合されて前記演算増幅器の出力信号によってターンオンされる第1バイポーラートランジスターと、前記第1入力端に一端が結合される第3抵抗と、該第3抵抗の他端と前記非反転端との間に結合され前記第2抵抗の他端の出力信号によりターンオンされる第2バイポーラートランジスターと、前記第1入力端と前記非反転端との間に結合された第4抵抗と、前記演算増幅器の反転端と出力端との間に結合された第3コンデンサと、第2入力端と前記反転端との間に結合された第5抵抗と、前記反転端と接地との間に結合された第6抵抗と、前記第6抵抗に並列結合された第4コンデンサと、で構成されることを特徴とする請求項7に記載の液晶駆動装置。
  9. 前記第1及び第2バイポーラートランジスターはPタイプトランジスターであることを特徴とする請求項8に記載の液晶駆動装置。
  10. 前記カレントブースティング部から発生される電流量は前記パルス幅変調信号のデューティー比によって調節されることを特徴とする請求項1に記載の液晶駆動装置。
JP2003284471A 2003-03-31 2003-07-31 液晶駆動装置 Expired - Lifetime JP4464635B2 (ja)

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