KR20080046934A - 액정표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과전류가 유입되는 것을 방지하기 위한 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 구현하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널을 구동하는 액정표시장치 구동부를 포함하며, 상기 액정표시장치 구동부는상기 액정표시패널을 구동하기 위해 게이트 및 데이터 신호를 제공하는 각각의 게이트 구동부 및 데이터 구동부; 출력신호를 제공하는 타이밍 제어부; 아날로그 구동전압을 생성하는 직류-직류 변환부; 및 상기 직류-직류 변환부에서 상기 출력신호와 동기를 맞추기 위해 아날로그 구동전압을 지연하는 시간지연부를 포함한다.
아날로그 구동전압, 시간지연부, 과전류

Description

액정표시장치 및 이의 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 직류-직류 변환부를 나타내는 상세 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 아날로그 구동신호 및 출력 신호를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 도면의 간단한 설명>
102 : 시스템 104 : 전원부
106 : 직류-직류 변환부 108 : 타이밍 제어부
110 : 액정표시패널 112 : 게이트 구동부
114 : 데이터 구동부 120 : 시간지연 회로부
122 : 펄스 생성부 124 : 구동전압 생성부
126 : PWM IC AVDD : 아날로그 구동전압
TP : 출력신호
본 발명은 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 특히 과전류가 유입되는 것을 방지하기 위한 액정표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD)는 두 기판 사이에 주입된 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시하는 장치이다.
액정표시장치는 액정셀 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛과, 액정표시패널을 구동하는 구동회로를 구비한다. 액정표시패널은 액정셀 각각이 충전 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.
이러한, 액정표시장치의 직류-직류 변환부는 입력 전원에 의해 아날로그 구동전압, 소스전압, 공통전압, 감마전압, 게이트-온 전압, 게이트-오프 전압을 생성하여 각 회로 블록에 공급하게 된다.
여기서, 아날로그 구동전압이 타이밍 제어부로부터 제공되는 출력신호가 데이터 구동부로 입력되지 않은 상황에서 먼저 데이터 구동부로 입력될 경우 데이터 구동부에서 계속 레치업되어 과전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 액정표시장치는 오작동으로 인해 동기화(Sequence) 및 라이징 슬롭(Rising slop)이 흔들리는 가능성이 높아질 뿐만 아니라, 번트(bunt)가 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 과전류가 유입되는 것을 방지하기 위한 액정표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 화상을 구현하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널을 구동하는 액정표시장치 구동부를 포함하며, 상기 액정표시장치 구동부는 상기 액정표시패널을 구동하기 위해 게이트 및 데이터 신호를 제공하는 각각의 게이트 구동부 및 데이터 구동부; 출력신호를 제공하는 타이밍 제어부; 아날로그 구동전압을 생성하는 직류-직류 변환부; 및 상기 직류-직류 변환부에서 상기 출력신호와 동기를 맞추기 위해 아날로그 구동전압을 지연하는 시간지연부를 포함한다.
상기 시간지연부는 서로 병렬로 접속되어 상기 아날로그 구동전압의 기준전압을 분배하는 제 1 및 제 2 저항; 상기 제 2 저항으로 공급되는 입력전압을 안정화하는 커패시터; 상기 제 2 저항으로 입력된 입력전압에 응답하여 턴-온되는 트랜지스터를 포함한다.
상기 제 1 저항 값은 상기 제 2 저항 값보다 크다.
상기 기준전압은 8~13V이다.
상기 제 2 저항에 입력되는 입력전압은 0.7V이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 타이밍제어부를 통해 출력신호를 생성하는 단계; 직류-직류 변환부를 통해 서로 다른 전압을 가지는 다수 개의 아날로그 구동전압을 생성하는 단계; 상기 출력신호와 동일한 시기에 데이트 구동부로 입력되도록 아날로그 구동전압을 지연하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 아날로그 구동전압을 지연하는 단계는 제 1 및 제 2 저항을 이용하여 기준전압을 분배하는 단계; 및 상기 제 2 저항으로 입력된 입력전압이 기준전압이면 상기 기준전압에 응답하여 턴-온하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 이점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 드라이버(114), 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(112), 시스템(102)으로부터 공급되는 동기신호를 이용하여 데이터 드라이버(114)와 게이트 드라이버(112)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(108), 액정표시패널(110)에 공급되는 전압을 발생하기 위한 직류-직류 변환부(108), 구동신호를 제 공하는 전원부(104)를 포함하는 액정표시장치 구동부와, 외부로부터 신호를 전달하는 시스템(102)을 구비한다.
시스템(102)은 미도시된 영상 처리장치로부터 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터와, 클럭(CLK), 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), Vcc 전원을 입력받아 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터와, 클럭(CLK), 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 등은 타이밍 제어부로 전달하고, Vcc 전원은 전원부(103)로 전달한다. 이때, 시스템(102)을 통해 전송된 신호는 엘브이디에스(Low Voltage Differential Signalling :LVDS)방식이나 알에스디에스(Redeced Swing Differential Signalling : RSDS) 방식이 이용될 수 있다.
액정표시패널(110)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 및 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수 개의 액정셀(Clc)을 구비한다. 액정셀(Clc)에 각각 형성된 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL)으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로부터 공급되는 데이터신호를 액정셀(Clc)로 공급한다. 또한, 액정셀(Clc) 각각에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 화소전극과 전단 게이트라인 사이에 형성되거나, 액정셀(Clc)의 화소전극과 공통전극라인 사이에 형성되어 액정셀(Clc)에 충전된 전압을 일정하게 유지시킨다.
전원부(104)는 입력전원(Vcc)을 입력받아 타이밍 제어부(108)나 각 구동회로를 동작시키기 위한 전원을 공급함과 아울러 게이트 구동을 위한 게이트-온 전압(Von)과 게이트-오프 전압(Voff), 공통전극 전압(Vcom), 구동전압(VDD)을 생성한 다.
데이터 드라이버(114)는 타이밍 제어부(108) 및 직류-직류 변환부(106)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 계조 값에 대응하는 아날로그 전압으로 변환하고 그 아날로그 전압 및 출력신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(114)로 입력되는 아날로그 전압(AVDD) 및 출력전압(TP)은 서로 동기화되어 동일한 시간에 입력된다.
게이트 드라이버(112)는 타이밍 제어부(108)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 스캔 펄스를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급하여 데이터가 공급되는 액정표시패널(110)의 수평라인을 선택한다.
타이밍 제어부(108)는 시스템(102)의 그래픽 제어부로부터 입력되는 수직/수평 동기신호와 클럭 신호를 이용하여 게이트 드라이버(112)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 드라이버(114)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 발생한다. 여기서, 게이트 드라이버(112)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)에는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable : GOE)등이 포함된다. 데이터 드라이버(114)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)에는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스 출력 신호(Source Output Enable : SOC) 및 극성신호(Polarity : POL)등이 포함된다.
직류-직류 변환부(106)는 시스템(102)을 통해 입력된 입력전압(VIN)을 이용 하여 아날로그 구동전압(AVDD), 소스전압(VSS), 턴-온 전압(VON), 턴-오프 전압(VOFF)를 생성하여 출력한다. 구동 및 소스전압(VDD,VSS)은 공통 전압/감마 전압 생성부(미도시)로 공급되고, 턴-온 전압(VON)과 턴-오프 전압(VOFF)은 게이트 드라이버(108)로 공급된다.
도 2는 도 1에 도시된 직류-직류 변환부(106)의 상세 회로를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 직류-직류 변환부(106)는 펄스 생성부(122)와, 그 펄스 생성부(122)로부터 생성된 제 1 펄스 신호를 이용하여 아날로그 구동전압(AVDD)을 생성하는 구동전압 생성부(124)와, 그 구동전압 생성부(124)로부터 생성된 아날로그 구동전압의 시간을 지연하여 출력신호와 동기를 맞추기 위한 시간지연부(120)를 구비한다.
펄스 생성부(122)는 PWM IC(126)와, 제 1 노드(N1)를 통해 PWM IC(126)의 스위치 단자와 입력 전압원 사이에 접속된 리액턴스(L)와, 입력전압원(VIN)과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 제 1 캐패시터(C1)를 구비한다.
PWM IC(126)는 입력 전압원으로부터 공급된 입력 전압(VIN)에 의해 구동되어 내부에서 발진된 펄스 신호를 펄스 폭 변조하여 변조된 펄스 신호를 발생한다.
리액턴스(L)는 스위치 단자와 접속되어 변조된 펄스 신호에 의해 스위칭되는 출력 스위치의 도통 시간 동안에 입력 전압원으로부터의 전류를 저장하고, 출력 스위치의 차단 시간에 저장된 전류를 제 1 노드(N1)에 공급한다.
제 1 캐패시터(C1)는 리액턴스(L)에 공급되는 입력 전압(VIN)을 안정화시킨다.
구동전압 생성부(124)는 다수 개의 전압을 가지는 아날로그 구동전압(AVDD)을 생성한다. 이러한 구동전압 생성부(124)는 제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이에 순방향으로 직렬로 접속된 제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2)와, 제 2 노드(N2)와 기저전압원 사이에 접속된 제 2 캐패시터(C2)를 구비한다.
제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2)는 펄스 생성부(미도시)로부터 방출되는 전류를 정류함과 아울러 역방향 전류를 차단하게 된다. 이러한 제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2)는 고속 동작이 가능한 쇼트키 다이오드(Schottky Diode)로 형성된다.
제 2 캐패시터(C2)는 제 2 다이오드(D2)를 통해 출력되는 전압을 저장함과 아울러 저장된 전압값을 출력하게 된다.
시간지연부(120)는 구동전압 생성부(124)로부터 제공된 다수 개의 전압을 가지는 아날로그 구동전압(AVDD)을 기준전압과 비교하여 기준전압 이상일 경우에는 턴-온시켜 데이터 구동부로 제공하고, 기준전압과 비교하여 기준전압 이하일 경우에는 턴-오프시킨다. 이러한 시간 지연부(120)는 병렬로 접속된 제 1 및 제 2 저항(R1, R2)과, 제 1 및 제 2 저항(R1, R2) 사이에 형성된 제 3 캐패시터(C3)와, 제 3 캐패시터(C3)와 접속된 트랜지스터(Q)를 구비한다.
제 1 및 제 2 저항(R1, R2)은 구동전압 생성부(124)로부터 생성된 아날로그 구동전압(AVDD)을 분배하는 역할을 한다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 저항(R1, R2)은 구동전압 생성부(124)로부터 제공된 다수 개의 전압을 가지는 아날로그 구동전압(AVDD)을 분배한다. 이때, 제 1 저항 값은 제 2 저항 값보다 크게 형성된다. 즉, 제 2 저항(R2)은 최대 0.7V인 아날로그 구동전압(AVDD)을 가지며, 제 1 저항 (R1)은 0.7V 이상의 아날로그 구동전압(AVDD)을 가진다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 저항(R1, R2)으로 인해 분배된 아날로그 구동전압(AVDD)의 합은 8~12V이며, 바람직하게는 8V를 이용한다.
제 3 캐패시터(C3)는 제 2 저항(R2)으로 입력된 아날로그 구동전압(AVDD)을 충전하여 아날로그 구동전압(AVDD)이 안정화되도록 한다.
트랜지스터(Q)는 제 2 저항(R2)으로부터 기준전압이상일 경우 턴-온되어 데이터 구동부(114)로 제공된다. 즉, 트랜지스터(Q)는 제 2 저항(R2)으로 입력된 아날로그 전압(AVDD)이 0.7일 경우 턴-온되어 아날로그 구동전압(AVDD)을 데이터 구동부(114)로 제공한다.
이러한 직류-직류 변환부(106)의 동작을 살펴보면, PWM IC(126)는 입력 전압원으로 공급된 입력 전압(VCC)에 의해 구동되어 내부에서 발진된 펄스 신호를 펄스 폭 변조하여 변조된 펄스 신호를 발생한다. 그리고 PWM IC(126)는 변조된 펄스 신호에 의해 출력 단자와 접속된 출력 스위치를 스위칭하여 리액턴스(L)가 전류를 충/방전하게 함으로써 제 1 노드(N1)에 증폭된 제 1 펄스 신호가 발생되게 한다. 이 때, 제 1 펄스 신호는 구동전압 생성부(124)에 위치하는 다수의 다이오드들(D1,D2)의 문턱전압의 합(2VFD)에 아날로그 구동전압(AVDD)이 더해진 전압(VDD+2VFD)인 하이 전압과 기저 전압인 로우 전압 사이를 스윙한다.
이러한 제 1 펄스 신호(P1)가 구동전압 생성부(124)에 공급되면, 제1 펄스 신호(P1)는 직렬로 연결된 제1 및 제2 다이오드(D1,D2) 및 제2 캐패시터(C2)로 구성된 정류부(미도시)를 통해 정류된 후 제 2 노드(N2)를 통해 아날로그 구동전압 (AVDD)으로 출력된다. 구체적으로, 제 1 노드(N1)에 제 1 펄스 신호(P1)의 하이 전압(VDD+2VFD)이 공급되면, 제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2)에는 순방향 바이어스가 걸리게 되어 제1 및 제2 다이오드(D1,D2)는 턴 온상태가 된다. 이에 따라, 제2 노드(N2)에는 제 1 펄스 신호(P1)의 하이 전압(VDD+2VFD)에서 제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2) 각각의 문턱 전압의 합 레벨(2VFD)만큼 하강된 전압인 아날로그 구동전압(AVDD)이 공급된다. 이 때, 제 2 캐패시터(C2)에는 제 2 노드(N2)에 공급된 아날로그 구동전압(AVDD)이 충전된다. 이 후, 제 1 노드(N1)에 제 1 펄스 신호(P1)의 로우 전압(GND)이 공급되면, 제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2)에는 역방향 바이어스가 걸리게 되어 제 1 및 제 2 다이오드(D1,D2)는 턴 오프 상태가 된다. 이 때, 제2 캐패시터(C2)에 충전된 아날로그 구동전압(AVDD)이 방전됨으로써 제2 노드(N2)는 소정 시간 동안 아날로그 구동전압(AVDD)을 유지한다.
아날로그 구동전압(AVDD)은 시간 지연부(120)의 제 1 및 제 2 저항(R1, R2)으로 분배되어 일정전압이 제 2 저항(R2)으로 입력되면 트랜지스터(Q)를 통해 턴-온되어 데이터 구동부(114)로 제공된다. 이때, 제 2 저항(R)으로 입력된 전압이 트랜지스터(Q)를 통해 턴-온될 때 갑자기 입력되는 것을 방지하고 안정적으로 입력되도록 하기 위해 제 3 캐패시터(C3)가 조절한다. 트랜지스터(Q)를 통해 데이터 구동부(114)로 입력된 아날로그 전압(AVDD)은 도 3에 도시된 바와 같이 타이밍제어부(114)로부터 입력된 컨트롤 신호(PT)와 동일한 시기에 데이터 구동부(114)로 입력되어 과전류에 의한 번트문제를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 직류-직류 변환부(106)는 시간지연부(120)를 구비하여 아날로그 구동전압(AVDD)이 기준전압 이하일 경우에는 턴-오프를 시킴으로써 항상 0V를 유지할 수 있다. 이에 따라, 펄스 신호에 의해 출력 단자와 접속된 출력 스위치를 스위칭하여 리액턴스(L)로 인해 8V이상의 전압을 인식해되야 될 데이터 구동부(114)가 3.3v를 먼저 인가하여 과전류를 일으키게 된 기존의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 아날로그 구동전압(AVDD)이 기준전압 이상일 경우만 턴-온시킴으로써 과전류를 일으켜 번트가 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치 및 이의 구동방법은 아날로그 구동전압을 제 1 및 제 2 저항을 통해 분배하여 제 2 저항으로 입력된 기준전압을 턴온시키는 트랜지스터를 통해 아날로그 구동전압을 공급한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 이의 구동방법은 아날로그 구동전압의 시간을 지연시켜 출력전압과 동기화함으로써 기존의 아날로그 구동전압이 출력전압보다 먼저 입력되어 과전류가 흐르는 것을 방지하여 번트(bunt)가 발생하는 문제점을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 화상을 구현하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널을 구동하는 액정표시장치 구동부를 포함하며,
    상기 액정표시장치 구동부는
    상기 액정표시패널을 구동하기 위해 게이트 및 데이터 신호를 제공하는 각각의 게이트 구동부 및 데이터 구동부;
    출력신호를 제공하는 타이밍 제어부;
    아날로그 구동전압을 생성하는 직류-직류 변환부; 및
    상기 직류-직류 변환부에서 상기 출력신호와 동기를 맞추기 위해 아날로그 구동전압을 지연하는 시간지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간지연부는
    서로 병렬로 접속되어 상기 아날로그 구동전압의 기준전압을 분배하는 제 1 및 제 2 저항;
    상기 제 2 저항으로 공급되는 입력전압을 안정화하는 커패시터;
    상기 제 2 저항으로 입력된 입력전압에 응답하여 턴-온되는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 저항 값은 상기 제 2 저항 값보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준전압은 8~13V인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 저항에 입력되는 입력전압은 0.7V인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 타이밍제어부를 통해 출력신호를 생성하는 단계;
    직류-직류 변환부를 통해 서로 다른 전압을 가지는 다수 개의 아날로그 구동전압을 생성하는 단계;
    상기 출력신호와 동일한 시기에 데이트 구동부로 입력되도록 아날로그 구동전압을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 아날로그 구동전압을 지연하는 단계는
    제 1 및 제 2 저항을 이용하여 기준전압을 분배하는 단계; 및
    상기 제 2 저항으로 입력된 입력전압이 기준전압이면 상기 기준전압에 응답하여 턴-온하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 저항 값은 상기 제 2 저항 값보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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