KR20080072435A

KR20080072435A - 액정표시장치의 구동회로

Info

Publication number: KR20080072435A
Application number: KR1020070011217A
Authority: KR
Inventors: 김현석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-06

Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 스위칭 소자인 트랜지스터에 게이트 로우,하이 전압을 출력할 때 온도변화에 따라 그 전압들을 적절히 보상하여 출력 함으로써, 트랜지스터의 온도변화에 따른 전류-전압 특성 변화로 인하여 화질이 저하되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 구동을 제어하기 위한 각종 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와; 직류/직류 변환기에서 출력되는 게이트 로우,하이 전압을 이용하여, 액정 패널상의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부 및, 그 액정 패널상의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 데이터 신호와 상기 스캔펄스에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널과; 시스템 각부에서 필요로 하는 각종 구동전압을 발생하고, 상기 액정패널상의 스위칭 트랜지스터의 게이트 로우,하이전압을 출력할 때 그 액정패널의 온도변화에 따라 그 전압들을 보상하여 출력하는 직류/직류 변환기에 의해 달성된다.

Description

액정표시장치의 구동회로{DRIVING CIRCUIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE }

도 1은 게이트 로우,하이 전압의 파형도.

도 2는 온도변화에 따른 트랜지스터의 전류-전압 특성그래프의 파형도.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 구동회로의 블록도.

도 4는 도 3에서 직류/직류 변환기의 상세 블록도.

도 5는 본 발명에 의한 게이트 로우,하이 전압의 보상출력예를 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명에 적용되는 룩업테이블의 예시표.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

31 : 타이밍 콘트롤로 32 : 게이트 구동부

33 : 데이터 구동부 34 : 액정패널

35 : 직류/직류 변환기 41 : 초기설정값 출력부

42 : 온도센서 43 : 룩업테이블

44 : 연산처리부 45 : 게이트전압 보상부

46 : 게이트전압 출력부

본 발명은 액정표시장치에서 온도변화에 따라 액정셀 구동소자인 트랜지스터의 스위칭 동작을 적절히 제어하는 기술에 관한 것으로, 특히 트랜지스터의 게이트 로우,하이 전압을 출력할 때 온도변화에 따라 그 전압들을 적절히 보상하여 출력하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 구동회로에 관한 것이다.

최근, 정보기술(IT)의 발달에 따라 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 선점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.

평판표시장치의 대표적인 표시장치인 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 박형, 소형, 저소비전력 및 고화질 등의 장점으로 인해 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체할 수 있는 평판 표시장치의 주요 제품으로 개발되고 있다.

일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다. 따라서, 액정 표시장치는 화상을 구현하는 최소 단위인 화소들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되는 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하기 위한 구동부를 구비한다. 그리고, 상기 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 액정표시장치에 광을 공급하는 백라이트 유닛이 구비된다.

이와 같은 액정표시장치의 구동원리를 간단히 설명하면, 시스템에서 타이밍 콘트롤러에 디지털 비디오 데이터와 수직/수평 동기신호 및 클럭신호를 공급하고, 그 타이밍 콘트롤러는 그 시스템으로부터 입력되는 신호들을 이용하여 게이트 구동부 를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 데이터 구동부를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생함과 아울러, 상기 디지털 비디오 데이터를 샘플링한 후에 재정렬하여 데이터 구동부에 공급한다. 그리고, 상기 게이트 구동부와 데이터 구동부에 의해 액정패널이 구동되어 상기 비디오 데이터의 영상이 디스플레이된다.

상기 액정표시장치에는 시스템 각부에서 필요로 하는 직류전압을 공급하기 위한 직류/직류 변환기가 구비된다. 상기 직류/직류 변환기는 상기 데이터 구동부의 구동전압을 공급하고, 시스템 각부에 전원단자전압(Vcc)을 공급하며, 상기 게이트 구동부에 게이트 로우 전압(VGL), 게이트 하이 전압(VGH)을 공급한다.

상기 게이트 로우 전압(VGL), 게이트 하이 전압(VGH)은 액정패널상에 매트릭스 형태로 배열된 각각의 픽셀들을 구동하기 위한 스위칭 소자인 트랜지스터(TFT)의 게이트에 공급되는 전압으로서 이들은 도 1과 같은 타이밍으로 출력된다.

여기서, 상기 게이트 하이 전압(VGH)이 출력되는 구간은 게이트 온 구간으로서 이 구간에서 데이터전압이 픽셀에 차징된다. 또한, 상기 게이트 로우 전압(VGL)이 출력되는 구간은 게이트 오프 구간으로서 이 구간에서는 상기 게이트 온 구간에 차징된 전압이 유지된다.

상기 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)은 상기 직류/직류 변환기에서 기 설정된 고정된 값으로 출력된다.

도 2는 상기 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프로서 이에 도시한 바와 같이, 온도변화에 따라 특성그래프가 변화되는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 직류/직류 변환기에서 상기 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 설 정할 때 상기 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프를 특성그래프(G21)로 가정하여 설정하였다. 그러나, 온도가 높아질 경우 상기 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프가 특성그래프(G22)로 변화되고, 반대로 온도가 낮아질 경우 그 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프가 특성그래프(G23)로 변화된다.

따라서, 온도가 변화되는 경우 상기 트랜지스터(TFT)의 스위칭 제어동작이 정확하게 이루어지지 않고 이로 인하여 그 트랜지스터(TFT)를 통해 픽셀에 데이터전압(화소전압)을 정확하게 전달하는데 어려움이 있었다.

이와 같이 종래의 액정표시장치에 있어서는 온도변화에 관계없이 게이트 로우,하이 전압을 고정된 값으로 출력하게 되어 있어, 온도가 변화되는 경우 트랜지스터의 스위칭 제어동작이 정확하게 이루어지지 않고, 이로 인하여 그 트랜지스터를 통해 픽셀에 데이터전압을 제대로 전달하는데 어려움이 있었다. 이에 따라 크로스 토크, 플리커, 잔상 등이 발생되어 화질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정셀 구동소자인 트랜지스터의 게이트에 게이트 로우,하이전압을 출력할 때 온도변화에 따라 그 전압들을 적절히 보상하여 출력하는 구동회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 구동을 제어하기 위한 각종 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와; 직류/직류 변환기에서 출력되는 게이트 로우,하이전압을 이용하여, 액정 패널상의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 액정 패널상의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 데이터 신호와 상기 스캔펄스에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널과; 시스템 각부에서 필요로 하는 각종 구동전압을 발생하고, 상기 액정패널상의 스위칭 트랜지스터의 게이트 로우,하이전압을 출력할 때 온도변화에 따라 적절히 보상하여 출력하는 직류/직류 변환기를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 구동회로의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 게이트 구동부(32) 및 데이터 구동부(33)의 구동을 제어하기 위한 각종 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러(31)와; 직류/직류 변환기(35)에서 출력되는 게이트 로우,하이전압을 이용하여, 액정 패널(34)의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부(32)와; 상기 액정 패널(34)의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(33)와; 상기 데이터 신호와 상기 스캔펄스에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널(34)과; 시스템 각부에서 필요로 하는 각종 구동전압을 발생하고, 게이트 로우,하이전압(VGL),(VGH)을 출력할 때 온도변화에 따라 적절히 보상하여 출력하는 직류/직류 변환기(35)로 구성하였다.

도 4는 상기 직류/직류 변환기(35)의 일실시 구현예를 보인 상세 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 초기에 설정된 게이트 로우,하이 전압값을 출력하는 초기설 정값 출력부(41)와; 액정패널(34)상의 트랜지스터 주변의 온도변화를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하는 온도센서(42)와; 상기 검출신호에 따라, 상기 초기에 설정된 게이트 로우,하이 전압값을 보상하기 위한 보상값이 저장되어 있는 룩업테이블(43)과; 상기 온도센서(42)에 의해 검출된 온도가 상기 게이트 로우,하이 전압값을 설정할 때의 초기 온도와 상이한 경우 그에 따른 보상전압값을 상기 룩업테이블(43)로부터 읽어내어 출력하는 연산처리부(44)와; 상기 초기설정값 출력부(41)에서 출력되는 게이트 로우,하이 전압값에 상기 연산처리부(44)에서 출력되는 보상전압값을 더하여 보상된 게이트 로우,하이 전압값을 출력하는 게이트전압 보상부(45)와; 상기 게이트전압 보상부(45)에서 출력되는 게이트 로우,하이 전압값에 상응되는 레벨의 게이트 로우,하이 전압(VGL),(VGH)을 생성하여 출력하는 게이트전압 출력부(46)로 구성하였다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

타이밍 콘트롤러(31)는 시스템으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동부(32)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(33)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(31)는 상기 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링한 후에 재정렬하여 데이터 구동부(33)에 공급한다.

상기 게이트 구동부(32)는 상기 타이밍 콘트롤러(31)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트 온 신호(스캔펄스)(VGH)를 게이트라인(G1∼Gn)에 순차적으로 공급하고, 이에 의해 데이터가 공급되는 액정패널(34)의 수평라인들이 선택된다.

상기 데이터 구동부(33)는 상기 타이밍 콘트롤러(31)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 계조값에 대응하는 데이터전압(아날로그 감마보상전압)으로 변환하고, 이렇게 변환된 데이터전압이 액정패널(34)상의 데이터라인(D1∼Dm)에 공급된다.

액정패널(34)은 데이터라인(D1∼Dm)과 게이트라인(G1∼Gn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 액정셀(Clc)을 구비하는데, 이 다수의 액정셀(Clc)들은 상기 데이터 신호와 게이트 온 신호에 의해 구동되어 화상을 표시하게 된다.

직류/직류 변환기(35)는 시스템으로부터 제공되는 전원단자전압(VCC)을 이용하여 고전위 공통전압인 VDD 전압, VCOM 전압, 게이트 로우,하이(오프,온)전압(VGL),(VGH)을 발생한다.

참고로, 상기 설명에서는 데이터 구동부(33)와 게이트 구동부(32)가 액정패널(34)과 분리 설치된 것으로 설명하였으나, 근래 들어 이들 각각은 패키징 기술에 의해 액정패널(34)상에 직접 실장되는 추세에 있다.

상기 직류/직류 변환기(35)는 게이트 로우,하이전압(VGL),(VGH)을 출력할 때 상기 액정패널(34)상의 트랜지스터(TFT) 주변의 온도변화에 따라 적절히 보상하여 출력하게 되는데, 이 과정을 도 4를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

초기설정값 출력부(41)에서는 초기에 설정된 게이트 로우,하이 전압(VGL),(VGH)의 초기값을 출력하는데, 이 초기값 설정시 액정패널(34)상의 트랜지스터(TFT) 주 변의 온도를 기준온도라 하고, 이때의 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프로서 도 5의 특성그래프(G41)가 적용된다. 따라서, 상기 초기설정값 출력부(41)에 설정된 초기의 게이트 로우전압(VGL)은 Vg8이고, 게이트 하이전압(VGH)은 Vg21이다.

이후, 연산처리부(44)는 온도센서(42)를 통해 상기 액정패널(34)상의 트랜지스터(TFT) 주변의 온도변화를 주기적으로 체크하여 온도가 변화된 것으로 판명되면, 그에 따른 게이트 로우,하이전압(VGL),(VGH)의 보상값을 출력하게 된다.

예를 들어, 상기 연산처리부(44)가 임의의 시점에서 상기 온도센서(42)를 통해 상기 액정패널(34)상의 트랜지스터(TFT) 주변의 온도변화를 체크해본 결과, 온도가 상승되어 상기 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프가 특성그래프(G42) 또는 특성그래프(G43)로 변화된 것으로 판명되면, 그에 따른 게이트 로우,하이전압(VGL),(VGH)의 보상값을 룩업테이블(43)로부터 읽어내어 출력하게 된다.

상기 룩업테이블(43)은 여러 가지 형태로 구현할 수 있는데, 도 6은 하나의 실시예를 나타낸 것이다. 즉, 상기 게이트 로우전압(VGL)의 보상값을 온도 상승/하강시로 구분하여 각각의 어드레스에 저장해 두고, 이와 마찬가지로 상기 게이트 하이전압(VGH)의 보상값을 온도 상승/하강시로 구분하여 각각의 어드레스에 저장해 둔다.

예를 들어, 상기 연산처리부(44)가 상기와 같이 온도를 체크해본 결과 현재 온도가 상기 기준온도에서 고온으로 변화되어 상기 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프가 특성그래프(G41)에서 특성그래프(G42)로 변경된 것으로 판명되면, 상기 룩업테이블(43)로부터 그에 따른 게이트 로우,하이전압(VGL),(VGH)의 보상값을 읽어내어 출력하게 된다.

이에 따라, 게이트전압 보상부(45)는 초기설정값 출력부(41)로부터 출력되는 초기에 설정된 게이트 로우전압(VGL)의 초기값에 상기 연산처리부(44)에서 출력되는 게이트 로우전압(VGL)의 보상값을 더하여 출력하게 된다. 이로 인하여 게이트전압 출력부(46)는 상기 게이트전압 보상부(45)에서 보상처리된 게이트 로우전압(VGL)의 값에 상응되는 게이트 로우전압(VGL)으로 Vg7을 생성하여 출력하게 된다.

또한, 상기 게이트전압 보상부(45)는 초기설정값 출력부(41)로부터 출력되는 초기에 설정된 게이트 하이전압(VGH)의 초기값에 상기 연산처리부(44)에서 출력되는 게이트 하이전압(VGH)의 보상값을 더하여 출력하게 된다. 이로 인하여 상기 게이트전압 출력부(46)는 상기 게이트전압 보상부(45)에서 보상처리된 게이트 하이전압(VGH)의 값에 상응되는 게이트 하이전압(VGH)으로 Vg20을 생성하여 출력하게 된다.

또 다른 예로써, 상기 연산처리부(44)가 상기와 같이 온도를 체크해본 결과 현재 온도가 상기 기준온도에서 저온으로 변화되어 상기 트랜지스터(TFT)의 전류-전압 특성 그래프가 특성그래프(G41)에서 특성그래프(G43)로 변경된 것으로 판명되면, 상기 룩업테이블(43)로부터 그에 따른 게이트 로우,하이전압(VGL),(VGH)의 보상값을 읽어내어 출력하게 된다.

이에 따라, 게이트전압 보상부(45)는 초기설정값 출력부(41)로부터 출력되는 초기에 설정된 게이트 로우전압(VGL)의 초기값에 상기 연산처리부(44)에서 출력되는 게이트 로우전압(VGL)의 보상값을 더하여 출력하게 된다. 이로 인하여 게이트전압 출력부(46)는 상기 게이트전압 보상부(45)에서 보상처리된 게이트 로우전압(VGL)의 값에 상응되는 게이트 로우전압(VGL)으로 Vg9를 생성하여 출력하게 된다.

또한, 상기 게이트전압 보상부(45)는 초기설정값 출력부(41)로부터 출력되는 초기에 설정된 게이트 하이전압(VGH)의 초기값에 상기 연산처리부(44)에서 출력되는 게이트 하이전압(VGH)의 보상값을 더하여 출력하게 된다. 이로 인하여 상기 게이트전압 출력부(46)는 상기 게이트전압 보상부(45)에서 보상처리된 게이트 하이전압(VGH)의 값에 상응되는 게이트 하이전압(VGH)으로 Vg22를 생성하여 출력하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 액정셀 구동소자인 트랜지스터의 게이트에 게이트 로우,하이 전압을 출력할 때, 온도변화에 따라 그 전압들을 적절히 보상하여 출력함으로써, 온도변화에 의한 트랜지스터의 특성변화에 의해 크로스 토크, 플리커, 잔상 등의 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

게이트 구동부 및 데이터 구동부의 구동을 제어하기 위한 각종 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와;

직류/직류 변환기에서 출력되는 게이트 로우,하이 전압을 이용하여, 액정 패널상의 각 게이트 라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부 및, 그 액정 패널상의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와;

상기 데이터 신호와 상기 스캔펄스에 의해 구동되어 화상을 표시하는 액정패널과;

시스템 각부에서 필요로 하는 각종 구동전압을 발생하고, 상기 액정패널상의 스위칭 트랜지스터의 게이트 로우,하이전압을 출력할 때 그 액정패널의 온도변화에 따라 그 전압들을 보상하여 출력하는 직류/직류 변환기로 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
제1항에 있어서, 직류/직류 변환기는

초기에 설정된 게이트 로우,하이 전압값을 출력하는 초기설정값 출력부와;

상기 액정패널상의 트랜지스터 주변의 온도변화를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하는 온도센서와;

상기 검출신호에 따라, 상기 초기에 설정된 게이트 로우,하이 전압값을 보상하기 위한 보상값이 저장되어 있는 룩업테이블과;

상기 검출신호에 따른 보상전압값을 상기 룩업테이블로부터 읽어내어 출력하는 연산처리부와;

상기 초기설정값 출력부에서 출력되는 게이트 로우,하이 전압값에 상기 연산처리부에서 출력되는 보상전압값을 더하여 보상된 게이트 로우,하이 전압값을 출력하는 게이트전압 보상부와;

상기 게이트전압 보상부에서 출력되는 게이트 로우,하이 전압값에 상응되는 레벨의 게이트 로우,하이 전압을 생성하여 출력하는 게이트전압 출력부로 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
제2항에 있어서, 룩업테이블은 게이트 로우,하이 전압의 보상값을 온도 상승/하강시로 각기 구분하여 각각의 어드레스에 저장한 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
제2항에 있어서, 온도센서는 상기 액정패널상의 트랜지스터 주변의 온도변화를 소정의 주기로 검출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
제1항에 있어서, 게이트 로우 전압의 구간은 게이트 오프 구간이고, 게이트 하이 전압의 구간은 게이트 온 구간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.