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KR100440540B1 - 파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 파워-오프 방전 회로(power-off discharging circuit)를 갖는 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display)에 관한 것으로서,
인쇄 회로 기판으로 구현되며, 전원 전압, 그라운드 전압 및 제어 신호를 이용하여 전원 전압, 게이트 라인 턴온 전압, 게이트 라인 턴오프 전압, 공통 전극 전압 및 그라운드 전압을 생성하는 전압 발생기; 상기 전압 발생기에서 생성되는 전원 전압이 외부 전원의 공급 중단으로 인해 차단될 경우, 나머지 전압 중 적어도 하나 이상이 전류 바이 패스에 의해 방전되도록 하는 방전 회로와, 상기 전압 발생기에서 생성되는 각 전압을 이용하여 표시 동작에 필요한 표시 신호를 생성하는 구동 회로로 구성되며, 상기 방전 회로와 구동 회로는 집적회로로 만들어지는 구동 집적회로; 및 상기 구동 집적회로에서 생성된 표시 신호에 따라 의도하는 화상을 제공하는 액정 패널로 구성되어,
상기 방전 회로가 구동 회로와 함께 집적회로로 제작되도록 함으로써 종래 인쇄 회로 기판으로 제작되는 것에 비해 실장 면적을 줄일 뿐 아니라 제조 비용을 떨어뜨린다.

Description

파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치
이 발명은 파워-오프 방전 회로(power-off discharging circuit)를 갖는 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 제조 비용과 실장 면적을 절약할 수 있도록 설치된 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치에서 사용되고 있는 전압은 두 종류가 있으며, 그 하나는 액정 패널에 실질적으로 인가되는 전압이며, 다른 하나는 소스 구동회로, 게이트 구동회로, 인터페이스 회로 및 각종 전압 발생기와 같은 주변 회로(peripheral circuit)의 동작에 필요한 전압이다.
상기 액정 패널에 실제로 인가되는 전압에는 패널 내의 스위칭 소자를 턴온시키기 위한 Von 전압, 스위칭 소자를 턴오프시키기 위한 Voff 전압, 화소의 표시 동작을 위한 계조 전압, 패널 내의 각 화소에 기준 전압을 제공하는 공통 전극 전압 Vcom이 있다. 그리고, 주변 회로를 위한 전압에는 전원 전압 VCC, 그라운드 전압 GND 및 경우에 따라 전압 발생기에 내에 사용되는 직류/직류 변환기(DC/DC converter) 출력 전압이 있다.
그런데, 이러한 액정 표시 장치는 전원 전압이 차단되는 파워-오프 시에 액정 패널 내에 인가되어 있는 전압을 급속히 방전시키기 위한 방전 회로를 구비하고 있다. 위와 같은 방전 회로가 없다면, 액정 패널에 최종적으로 인가되어 있던 전압이 패널 내의 화소에 나쁜 영향을 미친다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 방전 회로를 구비한 액정 표시 장치를 설명한다.
도1은 종래의 파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치의 구성도이고,
도2는 상기 도1에 도시된 액정 표시 장치의 실장 예를 도시한 측면도이다.
도1에 도시되어 있듯이, 종래의 액정 표시 장치는 전압 발생 회로(1), 구동 집적회로(driver IC)(2) 및 액정 패널(liquid crystal panel)(3)을 포함하며, 상기 전압 발생 회로(1)는 전압 발생기(11)와 방전 회로(12)로 구성되어 있다. 상기 설명된 것 외에도 더 많은 구성 요소가 액정 표시 장치에 존재하지만, 도1에는 방전 회로(12)와 관련된 부분만 도시되어 있다.
전압 발생 회로(1)의 전압 발생기(11)는 외부 전원(VCC, GND)과 제어 신호를 이용하여 상기 설명된 액정 패널(3)의 동작에 필요한 전압(VCC, Von, Voff, Vcom, GND)을 생성한다. 상기 전압 발생기(11)는 직류/직류 변환기, 전압 레귤레이터와 같은 상용 회로로 구현될 수 있다. 방전 회로(12)는 전원 전압(VCC)이 차단될 경우, 구동 집적회로(2)로 인가되고 있던 전압을 방전시킨다.
구동 집적회로(2)는 전압 발생 회로(1)에서 제공되는 전압 신호를 이용하여 소정의 구동 전압(OUT1∼OUTn)을 생성하며, 이것을 액정 패널(3)에 인가한다. 이에 따라, 액정 패널(3)에서는 의도하는 표시 동작이 이루어질 수 있다.
도2에는 상기 도1에서 설명된 액정 표시 장치의 실장 예가 도시되어 있다.
상기 도1에 도시된 전압 발생 회로(1)는 도2의 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 구현되며, 상기 인쇄 회로 기판과 액정 패널은 테이프(tape)로 연결된다. 대규모 집적회로로 구현되는 구동 집적회로(2)는 탭(TAP : Tape Automated Bonding) 공정에 의해 상기 테이프 상에 설치된다. 상기 테이프는 유연성이 있어서 상기 인쇄 회로 기판은 액정 패널의 뒷면으로 접혀질 수 있으며, 이로 인해 액정 표시 장치의 표면적이 감소한다.
그러나, 종래의 액정 표시 장치에서는 방전 회로가 전압 발생 회로 내부에 위치하고, 상기 전압 발생 회로는 인쇄 회로 기판 상에서 구현되므로, 실장 면적을 많이 차지할 뿐만 아니라 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
이 발명의 목적은 상기한 종래의 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방전 회로가 구동 집적회로에 내장되도록 함으로써 실장 면적의 증가와 제조 비용의 상승을 회피할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치의 구성도.
도2는 상기 도1에 도시된 액정 표시 장치의 실장 예를 도시한 측면도.
도3은 이 발명의 실시예에 따른 파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치의 구성도.
도4는 상기 도3에 도시된 방전 회로의 일 예를 보여주는 회로도.
도5a∼도5d는 상기 도3에 도시된 방전 회로의 다른 예를 보여주는 회로도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 액정 표시 장치는,
인쇄 회로 기판 구현되며, 전원 전압, 그라운드 전압 및 제어 신호를 이용하여 전원 전압, 게이트 라인 턴온 전압, 게이트 라인 턴오프 전압, 공통 전극 전압 및 그라운드 전압을 생성하는 전압 발생기;
상기 전압 발생기에서 생성되는 전원 전압이 외부 전원의 공급 중단으로 인해 차단될 경우, 나머지 전압 중 적어도 하나 이상이 전류 바이 패스에 의해 방전되도록 하는 방전 회로와, 상기 전압 발생기에서 생성되는 각 전압을 이용하여 표시 동작에 필요한 표시 신호를 생성하는 구동 회로로 구성되며, 상기 방전 회로와 구동 회로는 집적회로로 만들어지는 구동 집적회로; 및
상기 구동 집적회로에서 생성된 표시 신호에 따라 의도하는 화상을 제공하는 액정 패널을 포함한다.
상기한 이 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 방전 회로는 구동 집적회로에 내장되며, 구동 회로와 통합된 채 집적회로로 제작되므로, 회로의 실장 면적이 크게 감소될 수 있다. 또한, 집적회로로 제작되는 부분이 종래에 비해 증가하므로, 제조 비용이 감소한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도3은 이 발명의 실시예에 따른 파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치의 구성도이고,
도4는 상기 도3에 도시된 방전 회로의 일 예를 보여주는 회로도이고,
도5a∼도5d는 상기 도3에 도시된 방전 회로의 다른 예를 보여주는 회로도이다.
먼저, 도3을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 설명한다.
도3에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 전압 발생기(4), 방전 회로와 구동 회로로 구성되는 구동 집적회로(5) 및 액정 패널(6)을 포함한다. 이 발명의 액정 표시 장치는 상기 도3에 도시된 것 외에도 다른 구성 요소를 더 포함하고 있으나, 도3에는 방전 회로와 관련된 구성 요소만 도시되어 있다. 상기 전압 발생기(4)는 인쇄 회로 기판 구현되며, 상기 방전 회로와 구동 회로는 집적회로로 구현된다.
상기 전압 발생기(4)에는 전원 전압(VCC), 제어 신호(CTR), 그라운드 전압(GND)이 입력되며, 상기 전압 발생기(4)는 입력 전압을 이용하여 액정 패널(6)에서의 표시 동작에 필요한 전원 전압(VCC), 게이트 라인 턴온 전압(Von), 게이트 라인 턴오프 전압(Voff), 공통 전극 전압(Vcom) 및 그라운드 전압(GND)을 생성한다.
상기 전압 발생기(4)에서 생성된 전압은 구동 집적회로(5)에 제공되며, 상기 구동 집적회로(5) 내에 구비되어 있는 상기 방전 회로는 외부 전원의 공급 차단으로 인해 상기 전원 전압(VCC)이 차단될 경우 적어도 하나 이상의 상기 전압 발생기(4) 출력 전압이 전류 바이 패스에 의해 방전되도록 한다. 상기 방전 회로의 방전 과정은 도4 및 도5a∼도5d를 참조하여 후에 설명된다.
상기 구동 집적회로(5) 내에 구비되어 있는 구동 회로는 상기 전압 발생기(4)에서 생성된 각 전압을 이용하여 액정 패널(6)의 표시 동작을 위한 표시 신호(OUT1∼OUTn)를 생성한다. 상기 생성된 표시 신호(OUT1∼OUTn)는 액정 패널(6)에 제공되며, 액정 패널(6)에서는 신호에 의해 의도하는 표시 동작이 수행된다.
도4는 상기 방전 회로의 일 예를 도시한 것으로서, 트랜지스터를 이용한 게이트 라인 턴오프 전압 Voff에 대한 방전 회로이다.
도4에 도시되어 있듯이, PMOS 트랜지스터(P)의 게이트에는 커패시터(C)가 연결되며, 상기 커패시터(C)에는 전원 전압(VCC)이 인가되어 있다. 상기 트랜지스터(P)의 소스에는 그라운드 전압(GND)이 인가되어 있으며, 소스와 게이트 사이에는 양극이 게이트를 향한 다이오드(D)가 연결되어 있고, 상기 트랜지스터(P)의 드레인에는 전원 전압(Voff)이 인가되어 있다.
정상적으로 전원 공급이 이루어지고 있는 파워-온 상태에서는 상기 전원 전압(VCC)이 커패시터(C)에 의해 차단되고, 트랜지스터(P)의 게이트-소스 전압은 다이오드(D)의 문턱 전압인 대략 0.7V를 유지한다. 이때, 상기 트랜지스터(P)는 PMOS이기 때문에 음의 문턱 전압을 가지므로, 턴오프 상태가 된다. 즉, 트랜지스터(P)의 소스와 드레인 사이에는 전류가 흐르지 않으며, 턴오프 전압(Voff)은 그대로 구동 회로에 전달된다.
파워-오프 상태에서는 상기 전원 전압(VCC)이 그라운드 상태로 떨어진다. 이때, 커패시터(C)는 일정한 크기의 전압을 충전하고 있는 상태이므로, 트랜지스터(P)의 게이트에는 문턱 전압보다 더 작은 음의 전압이 제공된다. 따라서, 상기 트랜지스터(P)는 턴온되며, 턴오프 전압(Voff)이 인가되어 있는 드레인보다 그라운드 전압(GND)이 인가되어 있는 소스의 전압이 더 작으므로, 트랜지스터(P)의 드레인에서 소스를 향해 전류가 흐른다. 이로 인해, 전원 전압(VCC)의 파워-오프시 턴오프 전압(Voff)은 급속히 방전될 수 있다.
상기 도3에 도시된 방전 회로에는 상기 도4에 도시된 회로 구조가 적어도 하나 이상 포함되어 있다.
도5a∼도5d는 상기 도3에 도시된 방전 회로의 다른 예를 도시한 것으로서, 저항을 이용한 방전 회로이다.
도5a는 턴온 전압(Von)과 공통 전극 전압(Vcom)을 위한 방전 회로로서, 턴온 전압(Von) 단자와 공통 전극 전압(Vcom) 단자 사이에 저항(R)이 연결되어 있다. 상기 저항(R)의 저항 값은 상기 두 단자에 연결된 부하(load)(도시하지 않음)의 값보다 훨씬 크도록 설계된다. 따라서, 파워-온 상태에서는 상기 저항(R)에 전류가 흐르지 않고 외부 전원은 거의 대부분 부하에 인가되며, 파워-오프 상태에서는 외부 전원의 공급이 차단되므로 부하 중 커패시터와 같은 성분에 의해 충전되었던 전압이 상기 저항(R)에 의해 제공되는 전류 경로를 통해 방전된다. 이때의 전류를 누설 전류(leakage current)라 하며, 보통 1mA 이내의 값이 되도록 상기 저항(R)의 저항 값이 조정된다.
도5b는 공통 전극 전압(Vcom)과 턴오프 전압(Voff)에 대한 방전 회로이고, 도5c는 그라운드 전압(GND)과 턴오프 전압(Voff)에 대한 방전 회로이며, 도5d는 턴온 전압(Von), 공통 전극 전압(Vcom) 및 턴오프 전압(Voff)에 대한 방전 회로이다.
상기 도5b∼도5d에 도시된 방전 회로의 동작도 상기 도5a에 도시된 것과 유사하며, 상기 각 저항(R)은 각 전압 단자에 연결된 부하보다 훨씬 큰 저항 값을 가지도록 설계된다.
이상 설명된 이 발명의 액정 표시 장치는 방전 회로가 내장된 구동 집적회로를 포함하며, 상기 방전 회로는 구동 회로와 함께 집적회로로 제작되므로 실장 면적을 줄일 뿐 아니라 제조 비용을 떨어뜨린다. 즉, 종래에는 인쇄 회로 기판 구현되는 부분을 집적회로로 구현함으로써 상기 효과를 달성할 수 있다.

Claims (4)

  1. 인쇄 회로 기판 구현되며, 전원 전압, 그라운드 전압 및 제어 신호를 이용하여 전원 전압, 게이트 라인 턴온 전압, 게이트 라인 턴오프 전압, 공통 전극 전압 및 그라운드 전압을 생성하는 전압 발생기;
    상기 전압 발생기에서 생성되는 전원 전압이 외부 전원의 공급 중단으로 인해 차단될 경우, 나머지 전압 중 적어도 하나 이상이 전류 바이 패스에 의해 방전되도록 하는 방전 회로와, 상기 전압 발생기에서 생성되는 각 전압을 이용하여 표시 동작에 필요한 표시 신호를 생성하는 구동 회로로 구성되며, 상기 방전 회로와 구동 회로는 집적회로로 만들어지는 구동 집적회로; 및
    상기 구동 집적회로에서 생성된 표시 신호에 따라 의도하는 화상을 제공하는 액정 패널을 포함하는,
    파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 방전 회로는
    소스에 그라운드 전압이 인가되고, 게이트에 전원 전압이 인가되며, 드레인에 상기 전압 발생기의 출력 전압 중 하나가 인가되도록 연결되는 트랜지스터로 구성되며, 상기 트랜지스터는 전원 전압이 파워-온 상태이면 턴오프되고, 상기 전원 전압이 파워-오프 상태이면 턴온되는,
    파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 방전 회로는 적어도 하나 이상의 트랜지스터를 포함하며, 각 트랜지스터의 드레인에는 상기 전압 발생기에서 출력되는 전압 중 어느 하나가 인가되는,
    파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 방전 회로는
    상기 전압 발생기에서 출력되는 적어도 둘 이상의 전압 단자 사이에 연결되는 적어도 하나 이상의 저항으로 구성되는,
    파워-오프 방전 회로를 갖는 액정 표시 장치.
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