KR101373469B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회로를 간소화하여 비용을 줄일 수 있는 액정표시장치가 개시된다.
개시된 본 발명의 액정표시장치는 시스템 및 시스템과 I2C 프로토콜을 이용하여 통신하는 I2C 구동부 및 메모리를 포함하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 타이밍 컨트롤러에는 시스템의 제1 라이트 보호 단자로부터의 논리신호와 I2C 구동부의 제2 라이트 보호 단자로부터의 논리신호를 연산하여 메모리로 출력하는 논리소자가 구비되고, 메모리는 논리소자의 출력단으로부터 출력되는 제어신호에 의해 라이팅(Writing) 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND APPARATUS FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 회로를 간소화하여 비용을 줄일 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 크게 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device) 및 유기전계발광 표시장치(Organic electro luminescence Display device) 등이 있다.
표시장치들 중 액정표시장치는 후면의 광원에서 발생한 빛을 전면에 있는 액정표시패널의 각 화소가 일종의 광 스위치 역할을 하여 선택적으로 투과시킴으로 인하여 화상을 디스플레이하는 장치이다. 즉, 종래의 음극선관(CRT: cathode ray tube)이 전자선의 세기를 조절하여 휘도를 제어하는데 반하여, 액정표시장치는 광원에서 발생한 광의 세기를 제어하여 화면이 디스플레이된다.
액정표시장치는 액정표시패널과, 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러 로부터 공급된 타이밍 신호를 이용하여 액정표시패널을 구동시키는 게이트 및 데이터 드라이버를 포함한다.
액정표시패널은 스캔 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인들과, 상기 게이트 라인들과 교차되어 영상 데이터를 전달하는 데이터 라인들을 포함하고, 상기 게이트 라인들 및 데이터 라인들에 의해 정의되는 화소와, 상기 게이트 라이들과 데이터 라인들의 교차영역에 형성된 박막 트랜지스터를 포함한다.
게이트 드라이버는 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버 IC가 구비되고, 데이터 드라이버는 다수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버 IC가 구비된다.
액정표시장치는 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함한다.
타이밍 컨트롤러는 액정표시장치의 하부에 배치된 구동 PCB 상에 실장되며, 상기 구동 PCB 에는 EEFROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)을 포함한 각종 회로가 실장된다.
상기 EEFROM은 시스템 부팅 시에 해상도, 타이밍과 같은 정보를 시스템으로부터 리드하여 타이밍 컨트롤러로 전달한다.
그러나, 일반적인 액정표시장치는 배면에 배치된 구동 PCB 상에 타이밍 컨트롤러와 EEPROM을 포함한 각종 회로들이 실장됨으로써, 회로가 복잡하고, 이에 따른 비용 상승과 PCB의 면적을 효율적이지 못한 문제가 있었다.
본 발명은 회로를 간소화하여 비용을 줄일 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는,
시스템; 및 상기 시스템과 I2C 프로토콜을 이용하여 통신하는 I2C 구동부 및 메모리를 포함하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고, 상기 타이밍 컨트롤러에는 상기 시스템의 제1 라이트 보호 단자로부터의 논리신호와 상기 I2C 구동부의 제2 라이트 보호 단자로부터의 논리신호를 연산하여 상기 메모리로 출력하는 논리소자가 구비되고, 상기 메모리는 상기 논리소자의 출력단으로부터 출력되는 제어신호에 의해 라이팅(Writing) 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동방법은,
시스템 및 상기 시스템과 I2C 프로토콜을 이용하여 통신하는 I2C 구동부 및 메모리를 포함하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 시스템의 제1 라이트 보호 단자로부터 입력된 논리신호가 논리소자의 입력단에 입력되는 단계; 상기 I2C 구동부의 제2 라이트 보호 단자로부터 입력된 논리신호가 상기 논리소자의 입력단에 입력되는 단계; 및 상기 논리신호의 출력단으로부터 출력되는 제어신호에 의해 라이팅(Writing)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 타이밍 컨트롤러의 내부에 EEPROM이 내장된 구조로써, 회로 구성을 간소화하여 비용을 줄이고, 구동 PCB 면적 활용도를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
본 발명에서는 평판 표시장치 중에 액정표시장치를 일 예로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구조를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 교차되며, 그 교차부에 형성된 액정 셀(Clc)을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(120)와, 상기 액정표시패널(110)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(130)와, 게이트 드라이버(130)와 데이터 드라이버(120)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(150)를 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 액정표시장치는 외부로부터 공급된 전원을 이 용하여 액정표시패널(110)을 구동하기 위한 다양한 전원 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터(미도시)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 드라이버(120)에 공급하는 감마전압 발생부(미도시)를 더 포함한다.
액정표시패널(110)은 액정 셀마다 스위칭 소자로써, 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 접속되며, 드레인 전극은 액정 셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다. 액정 셀(Clc)의 공통 전극에는 공통전압(Vcom)이 공급되고, 스토리지 캐패시터(Cst)는 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온될 때 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되는 데이터 전압을 충전하여 액정 셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
스캔 펄스가 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급되면, 박막 트랜지스터(TFT)는 턴-온되어 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널을 형성하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 상의 전압을 액정 셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정 셀(Clc)의 액정분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력된 영상 데이터(R, G, B Data)를 샘플링하여 래치한 다음 감마전압 발생부로부터 공급된 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정 셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 데이터 구동 제어신호(DCS)는 SSP, SSC, SOE, POL 등을 포함한다.
게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)에 의해 스캔 펄스 즉, 게이트 드라이버(130)는 스캔 펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다.
여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 구동 제어신호(GCS)는 GSP, GSC, GOE 등을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(150)는 시스템(100)으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호(Vsync/Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호(Clk) 및 데이터 신호(R, G, B Data)를 이용하여 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어한다.
타이밍 컨트롤러(150)는 해상도와 같은 정보가 저장된 EEPROM(160)와, 상기 EEFROM(160)과 I2C(Inter-IC) 프로토콜을 이용하여 EEPROM(160)에 저장된 데이터가 전달되는 I2C 구동부(I2C-TOP, 151)를 포함한다.
시스템(100)은 상기 I2C 구동부(151) 및 EEPROM(160)과 제1 클럭 단자(SCL1: Serial Clock) 및 제1 데이터 단자(SDL1: Serial Data)를 통해서 I2C 프로토콜을 이용한 통신을 수행한다.
I2C 구동부(151)에는 제2 클럭 단자(SCL2) 및 제2 데이터 단자(SDL2)가 구비되며, EEPROM(160)에는 제3 클럭 단자(SCL3) 및 제3 데이터 단자(SDL3)가 구비된 다.
즉, 제1 내지 제3 클럭 단자(SCL1 내지 SCL3) 및 제1 내지 제3 데이터 단자(SDL1 내지 SDL3)는 I2C 프로토콜을 이용하여 상기 시스템(100), I2C 구동부(151) 및 EEPROM(160) 간의 통신을 위한 단자로 정의할 수 있다.
제1 내지 제3 클럭 단자(SCL1 내지 SCL3) 및 제1 내지 제3 데이터 단자(SDL1 내지 SDL3)는 각각 서로 연결되어 있으며, 타이밍 컨트롤러(150) 내에서 내부적으로 풀 다운(pull down)되어 접지된다.
시스템(100)에는 제1 라이트 보호 단자(WP1)가 구비되며, I2C 구동부(151)에는 제2 라이트 보호 단자(WP2)가 구비되며, EEPROM(160)에는 상기 제1 및 제2 라이트 보호 단자(WP1, WP2)로부터 출력되는 제어신호가 입력되는 메모리 라이트 보호 단자(EEP_WP)가 구비된다.
EEPROM(160)의 메모리 라이트 보호 단자(EEP_WP)로 입력되는 제어신호는 EEPROM(160)의 라이팅(Writing) 동작 타이밍을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러(150)는 시스템(100)의 제1 라이트 보호 단자(WP1)와 스위치(101)가 직렬 접속되고, 상기 스위치(101)는 제1 버퍼(152)와 직렬접속되고, 상기 제1 버퍼(152)의 출력단은 논리소자(153)의 입력단과 접속된다.
I2C 구동부(151)의 제2 라이트 보호 단자(WP2)는 상기 논리소자(153)의 입력단과 접속된다.
상기 논리소자(153)는 일 실시예로써, AND 게이트로 이루어진다.
논리소자(153)는 입력단으로 입력된 논리신호를 연산하여 출력한다.
논리소자(153)의 출력단은 제2 버퍼(157)와 직렬 접속되고, 상기 제2 버퍼(157)의 출력단은 상기 EEPROM(160)의 메모리 라이트 보호 단자(EEP_WP)와 직렬접속된다.
EEPROM(160)은 상기 논리소자(153)의 출력단으로부터 제2 버퍼(157)를 경유하여 입력되는 제어신호에 따라 라이팅(Writing) 동작을 수행한다.
본 발명의 액정표시장치는 최초의 데이터 라이팅(Writing)시에 시스템(100)의 제1 라이트 보호 단자(WP1)와 직렬접속된 스위치(101)가 접지되어 로우신호가 입력되고, 상기 제1 버퍼(152)를 통해 상기 로우신호는 논리소자(153)의 입력단에 입력된다.
이때, 논리소자(153)는 AND 게이트로 이루어져, I2C 구동부(151)의 제2 라이트 보호 단자(WP2)의 신호와 관계없이 로우신호를 출력한다.
논리소자(153)로부터 출력된 로우신호는 제2 버퍼(157)를 경유하여 EEPROM(160)의 메모리 라이트 보호 단자(EEP_WP)에 입력되어 라이팅(Writing) 동작을 수행한다.
본 발명의 액정표시장치는 최초의 데이터 라이팅(Writing) 후에 스위치(101)가 오픈(Open)되어 하이신호가 논리소자(153)에 입력단에 입력되고, I2C 구동부(151)는 미리 설정된 하이신호를 제2 라이트 보호 단자(WP2)를 통해서 상기 논리소자(153)의 입력단으로 출력한다. EEPROM(160)의 메모리 라이트 보호 단자(EEP_WP)에는 하이신호가 입력되어 EEPROM(160)의 데이터가 변경되지 않는다.
이상에서와 같이 본 발명의 액정표시장치는 타이밍 컨트롤러(150)의 내부에 EEPROM(160)이 내장되며, 시스템(100)의 제1 라이트 보호 단자(WP1)와 접속된 스위치(101)의 온/오프에 따라 로우/하이신호가 논리소자(153)의 입력단에 입력되어, EEPROM(160)의 라이팅(Writing) 동작이 수행됨으로써, 회로 구조가 간소화되고, 이에 따른 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구동 PCB의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구조를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러(150)의 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구성 중에 스위치를 제외하고 동일함으로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
시스템(100)의 제1 라이트 보호 단자(WP1)와 상기 제1 버퍼(152) 사이에 스우치가 없는 경우, 제1 라이트 보호 단자(WP1)로부터 출력되는 논리신호는 항상 하이신호가 되도록 미리 설정된다.
EEPROM(160)의 데이터가 변경되는 겅우, I2C 구동부(151)의 제2 라이트 보호 단자(WP2)로부터 출력되는 논리신호는 하이신호에서 로우신호로 변경되고, 상기 로우신호는 논리소자(153)의 입력단에 입력되어 EEPROM(160)의 메모리 라이트 보호 단자(EEP_WP)에 입력되어 라이팅(Writing) 동작을 수행한다.
EEPROM(160)의 라이팅(Writing) 동작이 완료되면, I2C 구동부(151)의 제2 라 이트 보호 단자(WP2)로부터 출력되는 논리신호는 로우신호에서 하이신호로 변경되어 액정표시장치는 변경된 데이터에 따라 구동된다.
여기서, EEPROM(160)의 데이터가 변경유무는 EEPROM(160)과 I2C 구동부(151)의 제2 및 제3 클럭 단자(SCL2 및 SCL3)와 제2 및 제3 데이터 단자(SDL2 및 SDL3)에 의한 통신으로 판별할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일반적인 구동시의 타이밍 컨트롤러의 구조를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일반적인 구동 시의 타이밍 컨트롤러(150)는 제1 버퍼(152)를 통해 하이신호가 논리소자(153)의 입력단으로 입력되고, I2C 구동부(151)의 제2 라이트 보호 단자(WP2)로부터 하이신호가 논리소자(153)의 입력단으로 입력된다.
즉, 논리소자(153)는 하이신호를 출력하며, 논리소자(153)의 하이신호에 의해 EEPROM(160)은 라이팅(Writing) 동작을 수행하지 않으며, 액정표시장치는 I2C 구동부(151)에 입력된 데이터에 의해 구동된다.
이상에서 설명한 본 발명의 액정표시장치는 타이밍 컨트롤러(150)의 내부에 EEPROM(160)이 내장된 구조로써, 회로 구성을 간소화하여 비용을 줄이고, 구동 PCB 면적 활용도를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일반적인 구동시의 타이밍 컨트롤러의 구조를 도시한 도면이다.

Claims (11)

  1. 시스템; 및
    상기 시스템과 I2C 프로토콜을 이용하여 통신하는 I2C 구동부 및 메모리를 포함하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러에는 상기 시스템의 제1 라이트 보호 단자로부터의 논리신호와 상기 I2C 구동부의 제2 라이트 보호 단자로부터의 논리신호를 연산하여 상기 메모리로 출력하는 논리소자가 구비되고,
    상기 메모리는 상기 논리소자의 출력단으로부터 출력되는 제어신호에 의해 라이팅(Writing) 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 라이트 보호 단자와 상기 논리소자의 입력단 사이에는 제1 버퍼가 직렬접속되고, 상기 논리소자의 출력단과 상기 메모리의 메모리 라이트 보호 단자 사이에는 제2 버퍼가 직렬접속된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 라이트 보호 단자와 상기 제1 버퍼 사이에는 스위치가 직렬접속된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 논리소자는 AND 게이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 메모리는 EEFROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 시스템 및 상기 시스템과 I2C 프로토콜을 이용하여 통신하는 I2C 구동부 및 메모리를 포함하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 시스템의 제1 라이트 보호 단자로부터 입력된 논리신호가 논리소자의 입력단에 입력되는 단계;
    상기 I2C 구동부의 제2 라이트 보호 단자로부터 입력된 논리신호가 상기 논리소자의 입력단에 입력되는 단계; 및
    상기 논리소자의 출력단으로부터 출력되는 제어신호에 의해 라이팅(Writing)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 논리소자는 AND 게이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 의 구동방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 라이트 보호 단자와 상기 논리소자 사이에는 스위치가 직렬접속된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 스위치가 온되어 상기 제1 라이트 보호 단자로부터 로우신호가 상기 논리소자의 입력단에 입력되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 라이트 보호 단자로부터 출력되는 논리신호는 하이신호로 설정된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 메모리의 데이터가 변경되면, 상기 제2 라이트 보호 단자로부터 출력되는 논리신호가 하이신호에서 로우신호로 변경되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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