KR100989244B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 인쇄회로보드의 면적을 줄임과 아울러 디지털 신호를 이용하여 공통 전압 신호의 전압 레벨을 쉽게 조절 할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와; 상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 제 1 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 제 1 디지털-아날로그 컨버터와; 상기 외부로부터 입력된 제 2 디지털 신호들에 대응되는 제 2 전압으로 변환하는 제 2 디지털-아날로그 컨버터와; 소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 및 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 인버터와; 상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압 값을 비교하는 비교부와; 상기 패널 표시부와 상기 비교부 사이에 접속되어 상기 비교부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와; 기저전압을 공급하기 위한 기저전압원과; 상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터와; 소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 기저전압과 상기 제 1 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 상기 패널 표시부에 서로 다 른 레벨을 갖는 공통 전압을 공급하는 제 1 인버터를 구비한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DIRVING METHOD THEREOF}

도 1은 일상적인 액정 표시 장치를 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 공통 전압 생성부를 상세히 도시한 회로도.

도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 공통 전압 생성부의 입/출력 파형도.

도 4a 및 도 4b는 액정 패널의 극성 패턴을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 상세히 도시한 회로도.

도 7은 도 6에 도시된 공통 전압 생성부의 입/출력 파형도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 상세히 도시한 회로도.

도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 상세히 도시한 회로도.

도 10은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 상세히 도시한 회로도.

도 11은 본 발명의 도 8 내지 도 10에 도시된 공통 전압 생성부의 입/출력 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 데이터 인쇄회로보드 2, 12 : 액정 표시 패널

4, 14: 게이트 드라이버 6, 16 : 데이터 드라이버

8, 18 : 공통 전압 생성부 10 : 연산 증폭기

20 : 패널 22, 24 : 디지털-아날로그 컨버터

26, 34 : 4-단자 인버터 28, 29 : 비교기

30 : PMOS 스위치 32 : NMOS 스위치

36, 37 : 인버터

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 패널 내부에 공통 전압 생성 회로를 실장시킴으로써 데이터 인쇄회로보드의 면적을 줄임과 아울러 디지털 신호를 이용하여 공통 전압 신호의 전압 레벨을 쉽게 조절 할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 액정셀 매트릭스를 가지는 액정 표시 패널과, 그 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비하게 된다.

도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 액정 표시 장치는 액정셀 매트릭스를 갖는 액정 표시 패널(2)과, 액정 표시 패널(2)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(4)와, 액정 표시 패널(2)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(6)와, 액정 표시 패널(2)의 공통 전극 라인들(CL1 내지 CLn)에 공통으로 접속된 공통 전압 공급 라인(ICL)에 공통 전압(Vcom) 공급하기 위한 공통 전압 생성부(8)를 구비한다.

액정 표시 패널(2)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)와 공통 전극 라인(CL) 사이에 접속된 액정셀을 구비한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 경우 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터의 화소 신호를 액정셀에 공급한다. 그리고, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되는 경우 턴-오프되어 액정셀에 충전된 화소 신호가 유지되게 한다.

액정셀은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극과 접속된 화소 전극과, 그 화소 전극과 액정을 사이에 두고 나란하게 배치되며 공통 전극 라인(CL)과 접속된 공통 전극을 포함하게 되며, 등가적으로는 액정 캐패시터(Clc)로 표현된다. 또한, 액정셀은 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 하기 위하여 절연막을 사이에 두고 화소 전극과 공통 전극이 중첩되는 부분에 형성된 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 이러한 액정셀은 공통 전극 라인(CL)을 통해 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 화소 신호와 충전되는 화소 신호와의 전압차에 의해 형성되는 수평 전계에 따라 유전 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

게이트 드라이버(4)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 스캔 신호를 공급하여 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)가 게이트 라인(GL) 단위로 구동되게 한다.

데이터 드라이버(6)는 타이밍 제어부(도시하지 않음)로부터의 디지털 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

공통 전압 생성부(8)는 액정셀 구동시 기준 전압이 되는 공통 전압(Vcom)을 생성하여 공통 전압 공급 라인(ICL)를 통해 공통 전극 라인들(CL1 내지 CLn)에 공급한다.

데이터 인쇄회로보드(1) 상에 형성되는 공통 전압 생성부(8)는 도 2에 도시된 바와 같이 액정 표시 장치의 전원부로부터의 구동 전압(VDD1)을 분압하는 제 1, 제 2 및 제 5 저항들(R1,R2,R5)과 입력 신호를 반전 증폭하기 위한 제 3 및 제 4 저항들(R3,R4)과 제 1, 제 2 및 제 5 저항들(R1,R2,R5)에 의해 분압된 전압과 입력 신호의 전압차를 증폭시켜 출력하는 연산증폭기(10)를 구비한다. 이때, 가변저항인 제 5 저항(R5)의 저항값을 조절하여 연산증폭기(10)로부터 출력되는 공통 전압(Vcom)레벨을 가변시킬 수 있다. 이때, 공통 전압 생성부(8)의 입/출력 신호는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같다.

한편, 액정 패널은 소비전력의 감소를 위해 도 4a 및 도 4b에서와 같이 액정 패널 상의 수평라인 단위로 액정셀에 충전된 전압의 극성이 반전되게 하고, 다시 프레임에 따라 그 극성이 다시 반전되게 하는 라인 인버젼(Line Inversion) 방식으로 구동되고, 도 3에 도시된 바와 같이 2 수평주기로 교류(AC) 구동되는 공통 전압 신호(Vcom)을 이용하게 된다. 이와 같은 교류(AC) 공통 전압 신호(Vcom)로 인해 액정 패널에 인가되는 데이터 신호의 스윙폭을 줄일 수 있다. 또한, 액정 패널에 직류(DC) 공통 전압 신호(Vcom)가 장시간 인가 될 때 발생되는 화면의 잔상을 없앨 수 있는 장점이 있다.

그러나, 이와 같은 공통 전압 생성부(8)를 구비하는 액정 표시 장치는 공통 전압 생성부(8)가 패널 외부의 구동 인쇄회로보드 상에 형성되므로 인쇄회로보드의 면적을 증가시킴과 아울러 인쇄회로보드 상에 구현된 연산증폭기(10)로 인해 전력 소모가 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 공통 전압 생성 회로를 패널 내부에 실장 시킴으로써 인쇄회로보드의 면적을 줄일 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 디지털 신호를 이용하여 공통 전압 신호의 전압 레벨을 쉽게 조절 할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와; 상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 제 1 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 제 1 디지털-아날로그 컨버터와; 상기 외부로부터 입력된 제 2 디지털 신호들에 대응되는 제 2 전압으로 변환하는 제 2 디지털-아날로그 컨버터와; 소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 및 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 인버터와; 상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압 값을 비교하는 비교부와; 상기 패널 표시부와 상기 비교부 사이에 접속되어 상기 비교부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 구비한다.

상기 비교부는 상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압값을 비교하는 제 1 비교기와, 상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압값을 비교하는 제 2 비교기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 비교기들은 상기 인버터로부터의 출력 전압 값이 상기 비교기들의 반전 입력 단자에 접속되고 상기 패널 표시부로부터의 전압 값이 상기 비교기들의 비반 전 입력 단자에 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 출력부는 상기 제 1 비교기의 출력 값에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 1 스위치와, 상기 제 2 비교기의 출력 값에 따라 제 1 스위치에 의해 상기 패널 표시부에 공급되는 상기 공통 전압과 서로 다른 레벨의 상기 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 2 스위치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 스위치의 일측은 제 1 공급 전압원과 접속되고 상기 제 2 스위치의 일측은 제 2 공급 전압원과 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 및 제 2 스위치는 서로 상반되게 동작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와; 기저전압을 공급하기 위한 기저전압원과; 상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터와; 소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 기저전압과 상기 제 1 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 상기 패널 표시부에 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 공급하는 제 1 인버터를 구비한다.

상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제어부와, 상기 패널 표시부와 상기 제어부 사이에 접속되어 상기 제어부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제 2 인버터와, 상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제 3 인버터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력부는 상기 제 2 인버터 출력 값에 따라 제 1 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 1 스위치와, 상기 제 3 인버터의 출력 값에 따라 제 2 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 2 스위치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 스위치의 일측은 상기 제 1 인버터의 일측과 접속되고 상기 제 2 스위치의 일측은 상기 제 1 인버터의 다른측과 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압 값을 비교하는 비교부와, 상기 패널 표시부와 상기 비교부 사이에 접속되어 상기 비교부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 비교부는 상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압 값을 비교하는 제 1 비교기와, 상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제 2 인버터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력부는 상기 제 1 비교기의 출력 값에 따라 제 1 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 1 스위치와, 상기 제 2 인버터의 출력 값에 따라 제 2 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 2 스위치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 스위치의 일측은 제 1 공급 전압원과 접속되고 상기 제 2 스위치 의 일측은 상기 기저전압원과 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 외부로부터 입력된 제 1 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 단계와; 상기 외부로부터 입력된 제 2 디지털 신호들에 대응되는 제 2 전압으로 변환하는 단계와; 소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 및 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 단계와; 상기 출력 전압 값과 이전 상태의 피드백된 전압 값을 비교하는 단계와; 상기 비교된 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 패널 표시부에 공급하는 단계를 포함한다.

상기 전압 값을 비교하는 단계는 상기 출력 전압 값과 상기 이전 상태의 피드백된 전압 값을 비교하는 제 1 단계와, 상기 출력 전압 값과 상기 이전 상태의 피드백된 전압 값을 비교하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공통 전압을 패널 표시부에 공급하는 단계는 상기 제 1 단계의 출력 값에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 단계와, 상기 제 2 단계의 출력 값에 따라 상기 패널 표시부에 공급되는 공통 전압의 서로 다른 레벨을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 서로 다른 레벨의 공통 전압을 공급하는 단계는 제 1 공급 전압이 상기 제 1 전압과 동일할 때 상기 패널 표시부에 제 1 공통 전압을 공급하는 단계와, 제 2 공급 전압이 상기 제 2 전압과 동일할 때 상기 패널 표시부에 제 2 공통 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 외부로부터 입력된 디지털 신호들을 제 1 전압으로 변환하는 단계와; 소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 전압과 기저전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 패널 표시부에 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 공급하는 단계를 포함한다.

상기 패널 표시부에 공통 전압을 공급하는 단계는 상기 출력 전압을 반전시키는 단계와, 상기 반전된 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 패널 표시부에 공통 전압을 공급하는 단계는 상기 출력 전압과 이전 상태의 피드백된 전압을 비교하는 단계와, 상기 출력 전압을 반전시키는 단계와, 상기 비교된 값에 따라 상기 패널 표시부에 제 1 공통 전압을 공급하는 단계와, 상기 반전된 신호에 따라 상기 패널 표시부에 제 2 공통 전압을 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 첨부된 도 5 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 공통 전압 생성부를 상세히 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 평면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정셀 매트릭스를 갖는 액정 표시 패널(12)과, 액정 표시 패널(12)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(14)와, 액정 표시 패널(12)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(16)와, 액정 표시 패널(12)의 공통 전극 라인들(CL1 내지 CLn)에 공통으로 접속된 공통 전압 공급 라인(ICL)에 공통 전압(Vcom) 공급하기 위한 공통 전압 생성부(18)를 구비한다.

액정 표시 패널(12)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)와 공통 전극 라인(CL) 사이에 접속된 액정셀을 구비한다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는 경우 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터의 화소 신호를 액정셀에 공급한다. 그리고, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터 게이트 로우 전압(VGL)이 공급되는 경우 턴-오프되어 액정셀에 충전된 화소 신호가 유지되게 한다.

액정셀은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극과 접속된 화소 전극과, 그 화소 전극과 액정을 사이에 두고 나란하게 배치되며 공통 전극 라인(CL)과 접속된 공통 전극을 포함하게 되며, 등가적으로는 액정 캐패시터(Clc)로 표현된다. 또한, 액정셀은 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 하기 위하여 절연막을 사이에 두고 화소 전극과 공통 전극이 중첩되는 부분에 형성된 스토리지 캐패시터(Cst)를 더 구비한다. 이러한 액정셀은 공통 전극 라인(CL)을 통해 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 화소 신호와 충전되는 화소 신호와의 전압차에 의해 형성되는 수평 전계에 따라 유전 이방성을 가지는 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.

게이트 드라이버(14)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 스캔 신호를 공급하여 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 박막 트랜지스터(TFT)가 게이트 라인(GL) 단위로 구동되게 한다.

데이터 드라이버(16)는 타이밍 제어부(도시하지 않음)로부터의 디지털 화소 데이터를 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다.

공통 전압 생성부(18)는 액정셀 구동시 기준 전압이 되는 공통 전압(Vcom)을 생성하여 공통 전압 공급 라인(ICL)를 통해 공통 전극 라인들(CL1 내지 CLn)에 공급한다. 이때, 공통 전압 생성부(18)는 패널(20) 내부의 비표시 영역에 실장됨으로써 데이터 인쇄회로보드의 면적을 줄이게 된다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 도시한 회로도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공통 전압 생성부(18)는 패널 외부로부터 입력된 디지털 신호들(S1 내지 Sn 및 Sn+1 내지 S2n)을 아날로그 신호인 제 1 및 제 2 공통 전압들(VcomH,VcomL)로 변환하여 출력하는 제 1 및 제 2 디지털 아날로그 컨버터들(Digital to Analog Converter;이하 "DAC"라함,22,24)과, 입력 신호에 따라 DAC(22,24)의 출력 신호인 제 1 및 제 2 공통 전압들(VcomH,VcomL)을 선택적으로 출력하는 4-단자 인버터(26)와, 4-단자 인버터(26)의 출력 값과 이전 상태의 피드백된 값을 비교하는 제 1 및 제 2 비교기들(28,29)과, 제 1 비교기(28)의 출력 값에 의해 제어되고 턴-온(Turn-on) 동작 시 출력 신호를 반전시키는 PMOS 스위치(30)와, 제 2 비교기(29)의 출력 값에 의해 제어되고 턴-온 동작 시 출력 신호를 유지시키는 NMOS 스위치(32)를 구비한다.

보다 자세히 설명하면, 제 1 및 제 2 DAC들(22,24)은 도시되지 않은 패널 외부의 디지털 로직으로부터 제 1 및 제 2 디지털 신호들(S1 내지 Sn, Sn+1 내지 S2n)을 입력받아 제 1 및 제 2 디지털 신호들(S1 내지 Sn, Sn+1 내지 S2n)에 대응되는 아날로그 신호로 변환한다. 이때, 제 1 디지털 신호들(S1 내지 Sn)은 제 1 공통 전압(VcomH)으로 변환되고, 제 2 디지털 신호들(Sn+1 내지 S2n)은 제 2 공통 전압(VcomL)으로 변환된다. 여기서, 입력되는 디지털 신호들(S1 내지 Sn, Sn+1 내지 S2n)은 도시되지 않은 디지털 로직에 의해 가변될 수 있다. 도 7의 (a)에 도시된 입력 신호가 4-단자 인버터(26)에 입력되면 입력 신호의 펄스가 로우(0V)일 때 제 1 공통 전압(VcomH)을 출력하고, 입력 신호의 펄스가 하이(3.3V)일 때 제 2 공통 전압(VcomL)을 출력한다.

이때, 4-단자 인버터(26)의 출력 값이 제 1 공통 전압(VcomH)이면, 제 1 비교기(28)는 반전(-) 입력 단자에 입력된 제 1 공통 전압(VcomH)과 이전 상태의 피드백된 값이 동일해 질 때 까지 PMOS 스위치(30)를 턴-온(Turn-on)시키고 피드백된 값과 동일해 지는 순간 PMOS 스위치(30)를 턴-오프(Turn-off)시킨다. 이로 인해, PMOS 스위치(30)를 통해 출력되는 제 1 공급 전압(VDD)의 최대 값은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1 공통 전압(VcomH)으로 한정된다. 이때, 제 2 비교기(29)는 반전(-) 입력 단자에 입력된 제 1 공통 전압(VcomH)과 이전 상태의 피드백된 값이 동일해 지는 순간 NMOS 스위치(32)를 턴-온시켜 출력 신호를 유지하게 된다. 즉, 출력 신호는 입력 신호가 로우(0V)를 유지하는 기간 동안 제 1 공통 전압(VcomH)으로 유지된다.

4-단자 인버터(26)의 출력 값이 제 2 공통 전압(VcomL)이면, 제 1 비교기(28)는 반전(-) 입력 단자에 입력된 제 2 공통 전압(VcomL)과 이전 상태의 피드백된 값이 동일해 질 때 까지 NMOS 스위치(32)를 턴-온시키고 피드백된 값과 동일해 지는 순간 NMOS 스위치(32)를 턴-오프시킨다. 이로 인해, NMOS 스위치(32)를 통해 출력되는 제 2 공급 전압(VSS)의 최소 값은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 제 2 공통 전압(VcomL)으로 한정된다. 이때, 제 2 비교기(29)의 반전(-) 입력 단자에 입력된 제 2 공통 전압(VomL)과 이전 상태의 피드백된 값이 동일해 지는 순간 PMOS 스위치(30)를 턴-온시켜 출력 신호를 유지하게 된다. 즉, 출력 신호는 입력 신호가 하이(3.3V)를 유지하는 기간 동안 제 2 공통 전압(VcomL)으로 유지된다.

이와 같은 방법으로 생성된 공통 전압 파형이 패널 표시부에 공급된다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 도시한 회로도이다.

도 8를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공통 전압 생성부(18)는 패널 외부의 디지털 신호들(S1 내지 Sn)을 아날로그 신호로 변환하는 DAC(22)와, 입력 신호에 따라 DAC(22)의 출력 신호인 공통 전압(VcomH)과 기저전압(GND)를 선택적으로 출력하는 4-단자 인버터(34)와, 4-단자 인버터(34)의 출력을 반전시키는 인버터(36)와, 4-단자 인버터(34)의 출력 값과 이전 상태의 피드백된 값을 비교하는 비교기(28)와, 비교기(28)의 출력 값에 의해 제어되고 턴-온 동작 시 출력 신호 의 최대 값을 제한하는 PMOS 스위치(30)와, 인버터(36)의 출력 값에 의해 제어되고 턴-온 동작 시 출력 신호를 유지시키는 NMOS 스위치(32)를 구비한다.

보다 자세히 설명하면, 도시되지 않은 패널 외부의 디지털 로직으로부터 디지털 신호들(S1 내지 Sn)이 DAC(22)로 입력되면 DAC(22)는 입력 신호들(S1 내지 Sn)을 아날로그 신호인 공통 전압(VcomH)으로 변환한다. 여기서, 입력되는 디지털 신호들은 도시되지 않은 디지털 로직에 의해 가변 될 수 있다. 이때, 도 11의 (a)에 도시된 입력 신호가 4-단자 인버터(34)에 입력되면 입력 펄스의 상태에 따라 로우(0V)이면 공통 전압(VcomH)을 출력 하고, 하이(3.3V)이면 기저전압(GND)을 출력하게 된다.

4-단자 인버터(34)의 출력 값이 공통 전압(VcomH)이면, 비교기(28)는 비교기(28)의 반전(-) 입력 단자에 입력된 공통 전압(VcomH)과 이전 상태의 피드백된 값이 동일해 질 때 까지 PMOS 스위치(30)를 턴-온시키고 피드백된 값과 동일해 지는 순간 PMOS 스위치(30)를 턴-오프시키게 된다. 이로 인해, PMOS 스위치(30)를 통해 출력되는 공급 전압(VDD)의 최대 값은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 공통 전압(VcomH)으로 한정된다. 이때, 인버터(36)는 4-단자 인버터(34)의 출력 값을 반전 시키므로 NMOS 스위치(32)는 턴-오프된다.

4-단자 인버터(34)의 출력 값이 기저전압(GND)이면, 인버터(36)는 4-단자 인버터(34)의 출력 값을 반전 시키므로 NMOS 스위치(32)는 턴-온되고 기저전압(GND)이 패널 표시부에 공급된다. 이때, 비교기(28)의 반전(-) 입력 단자에 입력된 값과 피드백된 값이 동일할 때까지 PMOS 스위치(30)는 턴-오프된다. 이에 따라, 패 널 표시부에 공급되는 전압 파형은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 도시한 회로도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 공통 전압 생성부(18)는 패널 외부의 디지털 신호들(S1 내지 Sn)을 아날로그 신호인 공통 전압(VcomH)로 변환하여 출력하는 DAC(22)와, 입력 신호에 따라 DAC(22)의 출력 신호인 공통 전압(VcomH)과 기저전압(GND)을 선택적으로 출력하는 4-단자 인버터(34)와, 4-단자 인버터(34)의 출력을 반전 시키는 제 1 및 제 2 인버터들(36,37)과, 제 1 인버터(36)의 출력 값에 의해 제어되는 PMOS 스위치(30)와, 제 2 인버터(37)의 출력 값에 의해 제어되는 NMOS 스위치(32)를 구비한다.

보다 자세히 설명하면, 패널 외부로부터 디지털 신호들(S1 내지 Sn)이 입력되면 DAC(22)는 입력 신호들(S1 내지 Sn)을 아날로그 신호인 공통 전압(VcomH)으로 변환하게 된다. 이때, 입력되는 디지털 신호들은 도시되지 않은 디지털 로직에 의해 가변될 수 있다. 도 11의 (a)에 도시된 입력 신호가 4-단자 인버터(34)에 입력되면 4-단자 인버터(34)는 입력 신호의 펄스가 로우(0V)일 때 공통 전압(VcomH)을 출력하고, 하이(3.3V)일 때 기저전압(GND)을 출력한다.

4-단자 인버터(34)의 출력 값이 공통 전압(VcomH)이면, 제 1 인버터(36)는 입력 값을 반전시켜 PMOS 스위치(30)를 턴-온시켜 공통 전압(VcomH)을 패널 표시부에 공급하게 된다. 이때, 제 2 인버터(37)에 입력된 값은 반전되어 NMOS 스위치(32)를 턴-오프시킨다.

4-단자 인버터(34)의 출력 값이 기저전압(GND)이면, 제 1 인버터(36)는 입력 값을 반전시켜 PMOS 스위치(30)가 턴-오프되고, 제 2 인버터(37)에 입력된 값은 반전되어 NMOS 스위치(32)가 턴-온된다. 이로 인해, 기저전압(GND)이 패널 표시부에 공급된다. 이에 따라, 패널 표시부에 공급되는 전압 파형은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같다.

도 10은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 공통 전압 생성부를 도시한 회로도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 공통 전압 생성부(18)는 패널 외부로부터 입력된 디지털 신호들(S1 내지 Sn)을 아날로그 신호인 공통 전압(VcomH)으로 변환하여 출력시키기 위한 DAC(22)와, 입력 신호에 따라 DAC(22)의 출력 신호인 공통 전압(VcomH)과 기저전압(GND)을 선택적으로 출력시키는 4-단자 인버터(34)를 구비한다.

보다 자세히 설명하면, 패널 외부로부터 입력된 디지털 신호들(S1 내지 Sn)은 DAC(22)를 통해 아날로그 신호인 공통 전압(VcomH)으로 변환된다. 이때, 입력되는 디지털 신호들은 도시되지 않은 디지털 로직에 의해 가변될 수 있다. 도 11의 (a)에 도시된 입력 신호가 4-단자 인버터(34)에 입력되면 4-단자 인버터(34)는 입력 신호의 펄스가 하이(3.3V)일 때 기저전압(GND)를 출력하고, 로우(0V)일 때 공통 전압(VcomH)을 출력한다. 이에 따라, 패널 표시부에 공급되는 전압 파형은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공통 전압 생성 회로는 패널 내부에 공통 전압 생성 회로를 실장시킴으로써 데이터 인쇄회로보드의 면적을 줄일 수 있고, 도시되지 않은 디지털 로직의 디지털 신호를 이용하여 공통 전압 신호의 전압 레벨을 쉽게 조절 할 수 있다. 또한, 공통 전압 생성 회로에서 사용되는 소자들을 줄임으로써 회로내에 발생하는 전력 소비를 저감시킬 수 있다.

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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (22)

1. 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와;

   상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 제 1 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 제 1 디지털-아날로그 컨버터와;

   상기 외부로부터 입력된 제 2 디지털 신호들에 대응되는 제 2 전압으로 변환하는 제 2 디지털-아날로그 컨버터와;

   소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 및 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 인버터와;

   상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 이전 상태의 피드백된 공통 전압값을 비교하는 비교부와;

   상기 패널 표시부와 상기 비교부 사이에 접속되어 상기 비교부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비교부는,

   상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 이전 상태의 피드백된 공통 전압값을 비교하는 제 1 비교기와,

   상기 인버터로부터 공급되는 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 이전 상태의 피드백된 공통 전압값을 비교하는 제 2 비교기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 비교기들은,

   상기 인버터로부터의 출력 전압 값이 상기 비교기들의 반전 입력 단자에 접속되고 상기 패널 표시부로부터의 이전 상태의 피드백된 공통 전압 값이 상기 비교기들의 비반전 입력 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 출력부는,

   상기 제 1 비교기의 출력 값에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 1 스위치와,

   상기 제 2 비교기의 출력 값에 따라 제 1 스위치에 의해 상기 패널 표시부에 공급되는 상기 공통 전압과 서로 다른 레벨의 상기 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 2 스위치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 스위치의 일측은 제 1 공급 전압원과 접속되고 상기 제 2 스위치의 일측은 제 2 공급 전압원과 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 스위치는 서로 상반되게 동작하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와;

   기저전압을 공급하기 위한 기저전압원과;

   상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터와;

   소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 기저전압과 상기 제 1 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 상기 패널 표시부에 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 공급하는 제 1 인버터를 구비하고,

   상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제어부와,

   상기 패널 표시부와 상기 제어부 사이에 접속되어 상기 제어부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제 2 인버터와,

   상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제 3 인버터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 출력부는,

    상기 제 2 인버터 출력 값에 따라 제 1 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 1 스위치와,

    상기 제 3 인버터의 출력 값에 따라 제 2 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 2 스위치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 스위치의 일측은 상기 제 1 인버터의 일측과 접속되고 상기 제 2 스위치의 일측은 상기 제 1 인버터의 다른측과 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
12. 기판 상의 표시 영역에 형성된 패널 표시부와;

    기저전압을 공급하기 위한 기저전압원과;

    상기 기판 상의 비표시 영역에 형성되고 외부로부터 입력된 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터와;

    소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 기저전압과 상기 제 1 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 상기 패널 표시부에 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 공급하는 제 1 인버터를 구비하고,

    상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압 값을 비교하는 비교부와,

    상기 패널 표시부와 상기 비교부 사이에 접속되어 상기 비교부로부터의 출력 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 출력부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 비교부는,

    상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값과 상기 패널 표시부로부터의 전압 값을 비교하는 제 1 비교기와,

    상기 제 1 인버터로부터의 출력 전압 값을 반전시키는 제 2 인버터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 출력부는,

    상기 제 1 비교기의 출력 값에 따라 제 1 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 1 스위치와,

    상기 제 2 인버터의 출력 값에 따라 제 2 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 제 2 스위치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 스위치의 일측은 제 1 공급 전압원과 접속되고 상기 제 2 스위치 의 일측은 상기 기저전압원과 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
16. 외부로부터 입력된 제 1 디지털 신호들에 대응되는 제 1 전압으로 변환하는 단계와;

    상기 외부로부터 입력된 제 2 디지털 신호들에 대응되는 제 2 전압으로 변환하는 단계와;

    소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 및 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 단계와;

    상기 제 1 및 제 2 전압 중 어느 하나가 선택되어 출력된 전압 값과 이전 상태의 피드백된 공통 전압 값을 비교하는 단계와;

    상기 비교 단계에서 출력되는 신호에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 패널 표시부에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 전압 값을 비교하는 단계는,

    상기 출력 전압 값과 상기 이전 상태의 피드백된 공통 전압 값을 비교하는 제 1 단계와,

    상기 출력 전압 값과 상기 이전 상태의 피드백된 공통 전압 값을 비교하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 공통 전압을 패널 표시부에 공급하는 단계는,

    상기 제 1 단계의 출력 값에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 단계와,

    상기 제 2 단계의 출력 값에 따라 상기 패널 표시부에 공급되는 공통 전압의 서로 다른 레벨을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 서로 다른 레벨의 공통 전압을 공급하는 단계는,

    제 1 공급 전압이 상기 제 1 전압과 동일할 때 상기 패널 표시부에 제 1 공통 전압을 공급하는 단계와,

    제 2 공급 전압이 상기 제 2 전압과 동일할 때 상기 패널 표시부에 제 2 공통 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
20. 외부로부터 입력된 디지털 신호들을 제 1 전압으로 변환하는 단계와;

    소정 주기를 가지는 입력 펄스에 따라 상기 제 1 전압과 기저전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 패널 표시부에 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 패널 표시부에 공통 전압을 공급하는 단계는,

    상기 제 1 전압과 기저전압 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 전압을 반전시키는 단계와,

    상기 반전된 전압에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 공통 전압을 상기 패널 표시부에 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 패널 표시부에 공통 전압을 공급하는 단계는,

    상기 제 1 전압과 기저전압 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 전압과 이전 상태의 피드백된 공통 전압을 비교하는 단계와,

    상기 제 1 전압과 기저전압 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 전압을 반전시키는 단계와,

    상기 비교 단계에서의 출력 값에 따라 상기 패널 표시부에 제 1 공통 전압을 공급하는 단계와,

    상기 반전된 전압에 따라 상기 패널 표시부에 제 2 공통 전압을 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.

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