KR19990011349A - 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(thin film transistor liquid crystal display)의 구동 장치에 관한 것으로서,

두 개의 저항 열을 가지며, 그 각각으로부터 정극성과 부극성의 기준전압을 생성하고, 라인 반전 신호 또는 프레임 반전 신호에 따라 두 저항 열의 정극성 및 부극성의 기준전압을 스위칭하여 정극성과 부극성의 계조전압을 생성함으로써 도트 반전 구동 방식에서 인접 화소간의 전압에 차이를 주어 위상차를 보상할 수 있고, 회로적으로 시야각을 개선시킬 수 있다.

Description

박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치

이 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도트 반전 구동 방식에서 계조전압을 2채널의 4분할로 구동하여 위상차를 보상함으로써 시야각을 개선시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치의 패널 크기가 소형에서 대형으로 변화하는 추세이고, 그 용도도 개인용 노트북 컴퓨터로 국한되던 것이 벽걸이 텔레비젼, 모니터용 등으로 다양화 되어감에 따라 광시야각 액정 표시 장치의 개발이 요망되고 있다. 이에 따라, 광시야각을 구현하기 위하여, 평면 구동 모드(IPS : in plane switching), 화소 전극 분할법, 위상차 필름 사용법, 광배향 기술, 마이크로 도메인법, 축상 대칭 배열식 마이크로볼 모드(axially symmetric aligned microball mode)와 같은 기술이 사용되고 있다.

한편, 액정 표시 장치의 구동에서 액정의 열화를 막기 위해 인가되는 전압의 극성을 주기적으로 반전시켜야 하는데, 도트 반전, 라인 반전, 수직 주기 반전, 프레임 반전의 4가지 방식이 사용되고 있다. 이 중에서 상기 도트 반전 구동 방식은 다른 방식에 비해 상대적으로 크로스토크(crosstalk) 및 플리커(flicker) 특성을 경감시키는 데 유리하기 때문에 모니터 및 XGA급에서 채택되고 있다.

도트 반전 구동 방식을 이용하면, 임의의 한 화소(pixel)는 상하 좌우의 인접 화소와는 극성이 다른 상태로 액정에 전압이 인가된다. 이렇게 함으로써 화소의 프레임간의 킥백 전압의 차에 의해서 발생하는 플리커가 상호 인접 화소간의 보상 효과로 인하여 줄어든다.

도1에는 일반적인 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치가 도시되어 있으며, 특히 계조전압 발생 부분에 관한 것이다.

상기 도1을 참조하면, 기준전압 발생회로(1)는 전원전압(VCC)과 접지(GND) 사이에 직렬 연결된 저항(R1∼R17)으로 이루어져 있다. 각 저항의 접점의 전위는 감마 기준전압(GAMMA1∼GAMMA18)으로서 버퍼(2)에 출력된다. 상기 감마 기준전압 중 상위 9개(GAMMA1∼GAMMA9)는 정극성이며, 하위 9개(GAMMA10∼GAMMA18)는 부극성이다. 버퍼(2)는 상기 감마 기준전압을 일시적으로 유지하였다가 소스 구동회로(3)에 출력시키며, 소스 구동회로(3)는 상기 정극성 및 부극성의 감마 기준전압으로부터 각각 64개의 계조전압을 생성하여 액정 구동 전압으로서 사용한다. 이때, 동일 계조레벨이 인접하는 두 화소에 인가될 경우, 두 화소의 액정 커패시터에는 동일한 크기의 전압이 작용한다.

그런데, 구동 회로의 측면에서 시야각을 개선하기 위해서는 인접하는 두 화소에 인가되는 계조레벨에 차이를 주어 위상차를 보상하여야 한다. 이를 달성하기 위해서는 종래의 계조전압 발생회로의 개량이 필요하다.

이 발명은 상기한 종래의 기술적 배경하에 도출된 것으로서, 시야각을 개선하기 위하여, 인접하는 화소에 다른 계조의 전압을 인가할 수 있도록 2개의 저항열을 이용하여 기준전압을 발생시켜 이를 주기적으로 선택함으로써 도트 반전 구동 방식에서 계조전압을 2채널의 4분할로 구동할 수 있도록 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치를 도시한 회로.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치를 도시한 회로.

도3a는 상기 도2에서 라인 반전 신호가 스위칭부에 사용될 때, 4프레임 동안의 패널의 표시 상태를 도시한 평면도.

도3b는 상기 도2에서 프레임 반전 신호가 스위칭부에 사용될 때, 4프레임 동안의 패널의 표시 상태를 도시한 평면도.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는, 제1전원전압과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 다수의 저항으로 구성된 제1저항열과 제2전원전압과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 다수의 저항으로 구성된 제2저항열로 이루어지며, 각 저항열내의 저항에서 그 접점 전압을 감마 기준전압으로서 출력시키되, 각 저항열은 정극성 및 부극성의 감마 기준전압을 생성하는, 기준전압 발생회로; 상기 기준전압 발생회로의 출력을 일시 유지하였다가 출력시키는 버퍼; 상기 버퍼에서 출력되는 각 저항열의 정극성 및 부극성의 감마 기준전압을 입력받아, 라인 반전 신호 또는 프레임 반전 신호에 따라 스위칭하여 정극성 및 부극성의 감마 기준전압을 생성하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부에서 출력되는 정극성 및 부극성의 감마 기준전압 각각에 대하여 64개의 계조전압을 생성하며, 이 생성된 계조전압을 액정 구동 신호로 하여 표시 동작을 수행하는 소스 구동회로를 포함한다.

상기한 이 발명의 목적, 특징 및 잇점은 도면을 참조한 아래의 상세한 실시예 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치를 도시한 회로이고,

도3a는 상기 도2에서 라인 반전 신호가 스위칭부에 사용될 때, 4프레임 동안의 패널의 표시 상태를 도시한 평면도이고,

도3b는 상기 도2에서 프레임 반전 신호가 스위칭부에 사용될 때, 4프레임 동안의 패널의 표시 상태를 도시한 평면도이다.

상기 도2에 도시된 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 구동 장치는, 기준전압 발생회로(4), 버퍼(5), 스위칭부(6) 및 소스 구동회로(7)로 이루어져 있다.

상기 기준전압 발생회로(4)는 두 개의 저항열로 이루어지며, 그 각각은 제1전원전압(VE)과 접지(GND) 사이에 직렬 연결된 다수의 저항과 제2전원전압(VO)과 접지(GND) 사이에 직렬 연결된 다수의 저항으로 구성된다. 상기 각 저항열에서는 각 저항의 접점의 전압이 감마 기준전압으로서 버퍼(5)에 출력된다. 그리고, 각 저항열에서 전원전압측의 상반부에서는 정극성의 감마 기준전압이 생성되고, 접지측의 하반부에서는 부극성의 감마 기준전압이 생성된다. 여기서, 정극성이란 액정 패널의 각 화소에 공통전극으로 인가되는 공통 전극 전압(VCOM)보다 높은 전압 레벨을 가짐을 의미하며, 이와 반대로, 부극성은 공통 전극 보다 낮은 전압 레벨을 가짐을 의미한다. 설명의 편의상, 도2에 도시된 바와 같이, 제1전원전압(VE)과 접지(GND) 사이에 연결된 저항열의 상반부에서 생성되는 감마 기준전압을 'A'로 표시하였고, 이 저항열의 하반부에서 생성되는 감마 기준전압을 'B'로 표시하였다. 제2전원전압(VO)과 접지(GND) 사이에 연결된 저항열의 상반부에서 생성되는 감마 기준전압을 'C'로 표시하였고, 이 저항열의 하반부에서 생성되는 감마 기준전압을 'D'로 표시하였다. 각 저항열은 정극성과 부극성을 합쳐서 총 18개씩의 감마 기준전압을 생성한다.

버퍼(5)는 상기 기준전압 발생회로(4)에서 생성된 감마 기준전압을 일시적으로 유지하였다가 출력시킨다. 스위칭부(6)는 상기 버퍼(5)의 출력을 입력받는 동시에 라인 반전 신호 또는 프레임 반전 신호를 스위칭 신호로서 입력받는다. 상기 라인 반전 신호는 1수평 라인 주기로 상태가 반전되며 동시에 프레임 주기로 상태가 반전되는 신호이며, 프레임 반전 신호는 1프레임 주기로 상태가 반전되는 신호이다.

상기 스위칭부(6)는 상기 스위칭 신호의 상태에 따라 기준전압 발생회로(4)의 두 저항열에서 생성되는 각 기준전압들을 교대로 선택한다. 예를 들어, 스위칭 신호가 라인 반전 신호일 경우, 상기 스위칭부(6)는 매 수평 라인 주기마다 상기 두 저항열에서 생성된 감마 기준 전압들을 교대로 선택한다. 스위칭 신호가 프레임 반전 신호일 경우에는 상기 스위칭부(6)가 매 프레임 주기마다 상기 두 저항열에서 생성된 감마 기준전압들을 교대로 선택한다. 상기 스위칭부(6)에서 선택된 감마 기준전압은 소스 구동회로(7)에 출력된다. 한편, 상기 스위칭부(6)에서는 제1기준전압(VE)에 의해 생성되는 정극성 기준전압(A)과 제2기준전압(VO)에 의해 생성되는 부극성 기준전압(D)이 매칭(matching)되도록 하였고, 제1기준전압(VE)에 의해 생성되는 부극성 기준전압(B)과 제2기준전압(VO)에 의해 생성되는 정극성 기준전압(C)이 매칭되도록 하였다. 이렇게 함으로써, 스위칭 신호의 임의의 한 상태에서 기준전압(A)이 선택되었을 경우, 스위칭 신호의 다른 상태에서는 기준전압(D)이 선택된다. 이와 유사하게, 스위칭 신호의 임의의 한 상태에서 기준전압(C)이 선택되었을 경우, 스위칭 신호의 다른 상태에서는 기준전압(B)이 선택된다.

이와 동시에, 기준전압(A, D)과 기준전압(B, C)의 포화 영역 부분에 계조레벨의 세팅을 다르게 하면, 임의의 한 화소에 걸리는 전압이 서로 다르게 되어 액정 커패시터에 작용하는 전압에 차이가 생기므로 액정 커패시터의 구동 정도에 차이가 생겨 서로 위상차가 생기는 정도가 달라 위상차가 보상될 수 있다.

상기 스위칭부(6)에서 선택된 감마 기준전압(GAMMA1∼GAMMA18)은 소스 구동회로에 출력되며, 소스 구동회로(7)는 입력된 정극성 및 부극성의 감마 기준전압 각각에 대하여 64개의 계조전압을 생성하며, 이 계조전압에 의거하여 의도하는 표시 동작이 이루어지도록 한다.

도3a에는 상기 도2의 스위칭부에서 라인 반전 신호가 스위칭 신호로서 사용될 경우에 액정 패널에서의 화소 패턴이 도시되어 있으며, 도3b에는 상기 도2의 스위칭부에서 프레임 반전 신호가 스위칭 신호로서 사용될 경우에 액정 패널에서의 화소 패턴이 도시되어 있다.

도3a를 참조하면, 1프레임에서 첫 번째 라인과 두 번째 라인의 극성 상태는 서로 반대이며, 각 화소의 좌우 방향으로도 극성 상태가 반전 상태이다. 이때, 이미 설명된 매칭 관계에 따라 각 라인의 극성이 반전되는 것을 볼 수 있다. 2프레임에서는 1프레임에서의 각 상태가 상기 매칭 관계에 따라 반전된다. 도3a의 화소 패턴은 라인 반전 신호에 의해 극성이 반전되므로, 인접한 두 라인의 극성은 이미 설명된 매칭 관계에 따라 반전되는 것을 알 수 있다.

도3b를 참조하면, 1프레임에서는 인접하는 각 화소의 극성이 서로 반대이며, 이때의 극성 관계는 두 저항열 중 하나로부터 얻어지는 정극성과 부극성이다. 2프레임에서는 상기 1프레임에서의 각 화소의 극성 상태가 이미 설명된 매칭 관계에 따라 반전됨을 알 수 있다. 위와 유사한 방식으로, 3번째 및 4번째 프레임에서도 유사한 극성 반전이 이루어진다.

상기 도3a와 도3b의 화소 패턴은 모두 도트 반전 구동 방식을 따르고 있으며, 이것은 임의의 화소와 이에 인접하는 화소의 극성이 서로 반대인 것으로부터 알 수 있다.

이 발명에서는 전체 계조 영역에서 인가전압에 따라 광투과율에 변화가 없는 블랙 영역과 화이트 영역에 정극성과 부극성의 계조전압에 임의적으로 차이를 주었다. 이에 따라, 블랙 영역에서와 화이트 영역상에서 화소를 둘러싼 상하 좌우의 인접 화소의 계조 레벨에 차이가 생기게 되며, 각 화소에 걸리는 전압을 다르게 하여 액정 커패시터에 작용하는 전압의 크기에 차이가 생기므로, 액정의 구동 정도에 차이가 생긴다. 그리고, 이러한 차이는 서로 위상차가 생기는 정도가 달라지게 하여 위상차가 보상되도록 함으로써 시야각을 개선시킬 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 이 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는 두 개의 저항열을 가지며, 그 각각으로부터 정극성과 부극성의 기준전압을 생성하고, 라인 반전 신호 또는 프레임 반전 신호에 따라 두 저항열의 정극성 및 부극성의 기준전압을 스위칭하여 정극성과 부극성의 계조전압을 생성함으로써 도트 반전 구동 방식에서 인접 화소간의 전압에 차이를 주어 위상차를 보상할 수 있고, 회로적으로 시야각을 개선시킬 수 있다.

비록 이 발명은 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 청구의 범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.

Claims (3)

1. 제1전원전압과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 다수의 저항으로 구성된 제1저항열과 제2전원전압과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 다수의 저항으로 구성된 제2저항열로 이루어지며, 각 저항열내의 저항에서 그 접점 전압을 감마 기준전압으로서 출력시키되, 각 저항열은 정극성 및 부극성의 감마 기준전압을 생성하는, 기준전압 발생회로;

   상기 기준전압 발생회로의 출력을 일시 유지하였다가 출력시키는 버퍼;

   상기 버퍼에서 출력되는 각 저항열의 정극성 및 부극성의 감마 기준전압을 입력받아, 라인 반전 신호 또는 프레임 반전 신호에 따라 스위칭하여 정극성 및 부극성의 감마 기준전압을 생성하는 스위칭부; 및

   상기 스위칭부에서 출력되는 정극성 및 부극성의 감마 기준전압 각각에 대하여 64개의 계조전압을 생성하며, 이 생성된 계조전압을 액정 구동 신호로 하여 표시 동작을 수행하는 소스 구동회로를 포함하는,

   액정 표시 장치의 구동 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 스위칭부에서는 어느 한 저항열에서 얻어진 정극성의 감마 기준전압과 다른 저항열에서 얻어진 부극성의 감마 기준전압이 매칭되어 있고, 어느 한 저항열에서 얻어진 부극성의 감마 기준전압과 다른 저항열에서 얻어진 정극성의 감마 기준전압이 매칭되어 있는,

   액정 표시 장치의 구동 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 매칭된 기준전압의 포화영역 부분에 계조의 세팅이 다르게 설정되어 있는,

   액정 표시 장치의 구동 장치.