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KR100495805B1 - 게이트온전압발생회로 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 게이트 온 전압 발생회로(gate on voltage generation circuit)에 관한 것으로서, 게이트 라인의 로드 증가 및 킥백 전압에 의해 발생하는 플리커에 대해서 구동신호로 보상하여 플리커의 발생량을 줄이거나 제거하므로써 TFT LCD의 디스플레이 화질을 개선하고, 플리커를 조절할 수 있는 가변 저항의 조정 마진 또한 넓게 할 수 있는 효과를 가진 게이트 온 전압 발생회로에 관한 것이다.

Description

게이트 온 전압 발생회로{GATE ON VOLTAGE GENERATION CIRCUIT}
이 발명은 게이트 온 전압 발생회로(gate on voltage generation circuit)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)의 킥백(Kickback) 전압을 감소시키는 게이트 온 전압 발생회로에 관한 것이다.
TFT LCD의 응용범위가 노트 피씨(Note PC)용에서 모니터(monitor)용으로 넓어지면서 패널 사이즈(panel size) 또한 대면적 및 고정세화로 가고 있다. 이에 반하여 구동을 위한 타이밍 마진(timing margin)은 오히려 작아지게 되어 화질에 영향을 주게 되는데 대표적인 것이 플리커(flicker)와 크로스토크(crosstalk) 등이다.
이중 크로스토크는 라인 인버전(line inversion) 방식에서 도트(dot) 인버전 방식으로 구동시키면서 개선이 되었으나 플리커는 계속해서 문제되고 있다.
플리커는 프레임(frame)간 액정에 인가되는 실효전압이 (+)와 (-)간의 절대치 사이에 차이가 발생함에 따라 이 차이가 RMS적으로 누적되어 나타나는 깜박임 현상이다.
플리커의 원인으로는 여러 가지가 제시되고 있으나 그중 하나가 킥백(kickback) 전압 의존성인데 킥백 현상은 게이트 전압이 Von에서 Voff로 바뀔 때 데이터 전압이 정상 레벨보다 약간 떨어진 전압이 인가되는 현상이다.
이 플리커는 패널이 대면적화로 가면서 게이트(gate) 1 라인(line)의 로드(load)가 증가하여 작아진 구동 타이밍 마진과 더불어 게이트 신호에 매우 큰 부담을 주게 된다. 보통 게이트 1 라인의 로드는 라인 저항이 수 ㏀이고 커패시티브(capacitive) load는 1500pF 이상이 되는데 게이트 신호에 걸리는 이러한 로드는 곧바로 디스플레이 화질에 영향을 주게 된다. 또한, 게이트 라인의 RC 로드에 의해 RC 딜레이(delay)가 크게 되어 패널의 좌측 및 우측에 편차를 갖게 한다.
이하 도면을 참조하여 종래의 게이트 온 전압 발생 기술을 설명한다.
도1은 종래에 사용한 게이트 펄스의 파형도이고,
도2는 종래의 게이트 펄스와 데이터 전압 및 킥백 전압의 관계를 보여주는 파형도이고,
도3은 종래의 게이트 온 전압 발생회로도이고,
도4는 도3에 관련된 입력신호 및 출력의 파형도이다.
도1 내지 도4에 도시되어 있듯이, 종래의 게이트 온 전압 발생회로는 입력되는 직류 전압(Vcc)을 구형파(rectangular wave)로 출력하는 구형파 변환부(31), 상기 구형파 변환부(31)로부터 입력된 전압을 펌핑(pumping)하여 출력하는 차지펌핑부(32) 및 상기 차지펌핑부(32)로부터 입력된 전압을 직류 전압(V7)으로 출력하는 직류 변환부(33)로 이루어진다.
여기에서 구형파 변환부(31)는 제1저항(R1), 제1엔모스트랜지스터(NMOS1) 및 커패시터(C)로 이루어진다. 차지펌핑부(32)는 다수의 다이오드와 다수의 커패시터로 이루어진다. 직류 변환부(33)는 제2저항(R2), 제2엔모스트랜지스터(NMOS2), 커패시터 및 제3저항(R3)으로 이루어진다.
상기 게이트 온 전압 발생회로는 종래에는 gate array(interface)에서 출력되는 RVS(데이터 전압을 스윙하기 위한 신호) 또는 RVSB(RVS의 반전신호)를 이용하여 Vcc를 기준으로 RVS(or RVSB) 레벨 폭 만큼씩 펌핑(pumping)시킨후 종단의 제2엔모스트랜지스터(NMOS2)와 커패시터를 통해 직류(DC) 전압으로 변환시켜서 게이트 드라이버 집적회로(도시하지 않음)로 인가하였다. 이렇게 해서 최종적으로 패널의 게이트 라인에 인가되는 전압은 도1의 형태를 갖게 되는데, TFT LCD는 도1처럼 게이트 라인이 1 라인씩 순차적으로 턴 온(turn-on)되며 게이트 전압이 하이(Von)에서 로우(Voff)로 바뀔 때 데이터 전압은 도2에서와 같이 TFT의 여러 기생 커패시터로 인해 정상 레벨보다 약간 떨어진 전압(ΔV)이 픽셀(pixel)에 인가된다. 이때의 킥백 전압은 다음의 식으로 정의한다.
Figure pat00008
(식1)에서 보면 게이트 전압의 변화(ΔVg)가 크면 클수록 킥백 전압은 커지게 되는데 보통 게이트 전압의 변화는 30∼40V 정도로서 TFT 특성에 따라 설정하고 있다.
그러나 상기 종래기술은 상기 언급된 킥백 전압에 의한 플리커가 발생하여 디스플레이 화질이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 이 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위해, TFT LCD의 킥백 전압에 의해 발생하는 플리커의 발생량을 줄이거나 제거하는 게이트 온 전압 발생회로를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로써 이 발명의 구성은,
입력되는 직류 전압을 구형파로 출력하는 구형파 발생부; 및
게이트 클록신호를 이용하여 상기 구형파 발생부로부터 입력되는 구형파를 펌핑하여 출력하는 차지펌핑부를 포함한다.
상기한 구성에 의하여, 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 게이트 온 전압 발생회로도이고,
도6은 도5에 관련된 입력신호 및 출력의 파형도이고,
도7은 이 발명의 실시예에 따른 게이트 펄스와 관련 신호의 파형도이다.
도5내지 도7에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 게이트 온 전압 발생회로는 구형파 발생부(51)와 차지펌핑부(52)로 이루어진다.
구형파 발생부(51)는 저항(R), 엔모스트랜지스터(NMOS1) 및 커패시터(C)로 이루어지며, 구성 및 동작은 상기 언급한 구형파 변환부(31)와 같다. 차지펌핑부(52)는 다수의 다이오드와 다수의 커패시터로 이루어지며, 차지펌핑에 이용하는 신호로 종래 RVS(or RVSB) 대신 게이트 클록신호(CPV)를 사용하는 이외의 구성 및 동작은 상기 언급한 차지펌핑부(32)와 같다.
다시 설명하면, 차지펌핑부(52)의 입력신호로는 RVS(or RVSB) 대신에 CPV(Gate Clock Pulse)를 사용하였고, 종래의 직류 변환부(33)를 제거하여 종래의 직류 전압 대신에 펌핑된 파형이 도6의 V7 같이 스윙(swing)되는 형태로 게이트 드라이버 집적회로로 인가되도록 하였다. 도6의 V7 전압이 게이트 드라이버 집적회로로 인가되면 도7과 같이, 킥백을 보상할 수 있도록 Vgh에서 Vgl로 2 단계(step)로 변화되는 게이트 펄스가 만들어진다. 따라서 게이트 드라이버 집적회로에서 출력된 도7의 게이트 펄스가 최종적으로 패널에 인가되면 킥백 전압은 감소한다.
한편, 이 발명의 구성요소 및 구동방법은 상기 실시예에 한정되지 않으며 요지를 벗어나지 않는 범위에서 변경실시 가능하다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 게이트 라인의 로드 증가 및 킥백 전압에 의해 발생하는 플리커에 대해서 구동신호로 보상하여 플리커의 발생량을 줄이거나 제거하므로써 TFT LCD의 디스플레이 화질을 개선하고, 플리커를 조절할 수 있는 가변 저항의 조정 마진 또한 넓게 할 수 있는 효과를 가진 게이트 온 전압 발생회로를 제공한다.
도1은 종래에 사용한 게이트 펄스의 파형도이다.
도2는 종래의 게이트 펄스와 데이터 전압 및 킥백 전압의 관계를 보여주는 파형도이다.
도3은 종래의 게이트 온 전압 발생회로도이다.
도4는 도3에 관련된 입력신호 및 출력의 파형도이다.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 게이트 온 전압 발생회로도이다.
도6은 도5에 관련된 입력신호 및 출력의 파형도이다.
도7은 이 발명의 실시예에 따른 게이트 펄스와 관련 신호의 파형도이다.

Claims (1)

  1. 입력되는 직류 전압을 구형파로 변환하여 출력하는 구형파 생성부; 그리고
    상기 구형파 생성부로부터의 상기 구형파를 게이트 클록 신호에 따라 펌핑하여 2단계의 게이트 온 전압을 생성하는 복수의 축전기 및 복수의 다이오드를 포함하는 차지 펌핑부
    를 포함하는 게이트 온 전압 발생 회로.
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