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KR101785339B1 - 공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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KR101785339B1
KR101785339B1 KR1020110036627A KR20110036627A KR101785339B1 KR 101785339 B1 KR101785339 B1 KR 101785339B1 KR 1020110036627 A KR1020110036627 A KR 1020110036627A KR 20110036627 A KR20110036627 A KR 20110036627A KR 101785339 B1 KR101785339 B1 KR 101785339B1
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KR
South Korea
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time
common voltage
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start signal
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장영순
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치에서는, 게이트 스타트 신호를 게이트 드라이버와 공유함에 따라 별도의 공통전압 클럭 신호 없이도 VCOM 반전을 구현할 수 있다.

Description

공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치{COMMON VOLTAGE DRIVER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THEREOF}
본 발명은 공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공통전압 드라이버에서 VCOM 반전을 구현을 하는 경우에 게이트 스타트 신호를 공유함에 따라 별도의 공통전압 클럭 신호의 제공없이 VCOM 반전 반전을 구현할 수 있도록 하는 공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(Electro Luminescent Display device) 등이 연구되고 있다.
이 중에서 액정표시장치는 현재 가장 널리 사용되는 평판 표시 장치 중 하나이며, 화소전극과 공통전극 등이 형성되는 두 기판과, 두 기판 사이의 액정층을 포함한다.
이러한 액정표시장치는, 전극에 인가된 전압에 의해 생성된 전기장에 따라 액정층의 액정분자들의 배향을 결정하고, 입사광의 편광을 제어하여 영상을 표시한다.
액정표시장치에서는 잔상(Image sticking) 등의 화상 문제 개선을 위해 액정 구동 전압의 극성을 프레임마다 바꾸는 반전 구동 방식을 택하고 있다. 이러한 반전 구동 방식은 크게 화소 반전 방식과 라인 반전 방식으로 나눌 수 있다.
도1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도1에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(1)는, 표시패널(10), 드라이버 IC(20), 게이트 드라이버(30), 공통전압 드라이버(40)를 포함한다.
표시패널(10)은, 다수의 게이트 배선(GL) 및 다수의 데이터 배선(DL)이 서로 교차하여 정의되는 다수의 부화소영역(SP)을 포함할 수 있으며, 다수의 부화소영역(SP)에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T), 박막트랜지스터(T)에 연결되는 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정 커패시터(Clc)가 형성된다.
드라이버 IC(20)는 표시패널(10)로 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버(미도시)와, 데이터 드라이버(미도시) 및 게이트 드라이버(30) 등의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(timing controller: 미도시)를 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(미도시)는 타이밍 제어부(미도시)로부터 전달 받은 다수의 데이터 제어신호 및 원본 영상신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하고, 생성한 데이터 신호를 다수의 데이터 배선(DL)을 통해 표시패널(10)로 공급하도록 제어할 수 있다.
타이밍 제어부(미도시)는 그래픽 카드와 같은 외부시스템(미도시)으로부터 다수의 제어신호(Hsync, Vsync 등)를 입력 받아 다수의 게이트 제어신호, 다수의 데이터 제어신호를 생성하여 각각의 드라이버로 공급한다.
또한, 타이밍 제어부(미도시)는 다수의 공통전압 제어신호를 생성하여 공통전압 드라이버(40)로 공급할 수 있다.
게이트 드라이버(30)는 GIP(Gate In Panel)방식으로 표시패널(10)에 형성될 수 있으며, 타이밍 제어부(미도시)로부터 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하고, 생성된 게이트신호를 다수의 게이트 배선(GL)을 통해 표시패널(10)로 공급하도록 제어할 수 있다.
다시 말해서, 게이트 드라이버(30)는 게이트 스타트 신호(GVST) 및 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호(GCLK1, GCLK1) 등을 이용하여 다수의 게이트 배선(GL)를 통해 순차적으로 게이트 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스를 표시패널(10)로 공급한다.
그리고, 게이트 드라이버(30)는 다수의 게이트 배선(GL)에 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 시간에는 게이트 로우 전압(VGL)을 공급하게 된다.
공통전압 드라이버(40)는 타이밍 제어부(미도시)로부터 전달 받은 다수의 공통전압 제어신호 등을 이용하여 공통전압을 출력하여 표시패널(10)로 공급한다.
도2a 및 도2b는 액정표시장치의 구동방식 중 각각 라인 반전 방식의 파형도 및 화소 반전 방식의 파형도를 도시한 도면이다.
도2a에 도시한 바와 같이, 라인 반전 방식의 경우에는 타이밍 제어부(미도시)로부터 발생되는 극성 제어신호에 따라 화소전압(Vdata)의 극성이 라인 단위 및 프레임 단위로 반전되고, 화소전압(Vdata)의 극성과는 반전되도록 공통전압(Vcom)이 교류 형태로 인가될 수 있다.
반면, 도2b에 도시한 바와 같이, 화소 반전 방식의 경우에는 공통전압(Vcom)으로 직류전압이 인가되고, 화소전압(Vdata)은 공통전압(Vcom)을 기준으로 극성이 바뀌면서 인가될 수 있다.
하지만, 이러한 구동방식으로 액정표시장치를 구동하는 경우에 별도로 공통전압 드라이버를 두었으며, 동시에 모든 부화소영역에 공통전압을 인가하기 때문에 공통전압 인가로 인하여 액정표시장치의 소비전력이 커지는 문제점이 있었다.
예를 들어, 라인 반전 방식으로 구현할 경우에는 별도로 공통전압 드라이버를 통해 하이 공통전압(VCOMH) 또는 로우 공통전압(VCOML)을 출력하게 되는데, 이때 하이 공통전압(VCOMH) 또는 로우 공통전압(VCOML)을 한 프레임 동안 유지하기 때문에 소비전력이 커지게 되는 문제점이 있었다.
도3a는 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 회로도이고, 도3b는 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 구동을 설명하기 위해 참조되는 파형도를 도시한 도면이다.
도3a에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버(도1의 40)는, 다수의 스위칭 소자 및 다수의 커패시터로 구성되며, 공통전압 드라이버(40)를 구동시키기 위한 별도의 클럭 신호인 제 1 공통클럭 신호(VCOM1) 및 제 2 공통클럭 신호(VCOM2) 및 공통전압 드라이버(40)가 온(ON) 되는 타이밍을 잡기 위한 신호인 게이트 출력 전압(gate2, gate3)에 의해 공통전압 출력(VCOMOUT)이 제어된다.
여기서, 게이트 출력 전압(gate2, gate3)는 공통전압 드라이버(40)가 ON되는 즉, 공통전압이 인가되는 타이밍을 잡기 위한 신호로서, 전단의 게이트 출력 전압이나, 전전단의 게이트 출력 전압 등일 수 있다.
그리고, 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버(40)에는 표시패널(도1의 10)을 구동하기 위한 게이트 로우 전압(VGL)과, 게이트 하이 전압(VGH)과, 하이 공통전압과, 그리고 로우 공통전압(VCOML)이 인가되어 프레임별 또는 라인별 필요한 공통전압(하이 공통전압(VCOMH) 또는 로우 공통전압(VCOML))을 공급할 수 있다.
이때, 공통전압이 인가되는 타이밍은 게이트 출력 전압 또는 게이트 클럭 신호 등에 의해 결정된다. 즉, 도3b에 도시한 바와 같이, 게이트 스타트 신호(GVST), 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호(GCLK1, GCLK2) 등에 의해 게이트 출력(GATEOUT)이 결정되고, 그 게이트 출력 보다 앞서 타이밍에 공통전압 출력 타이밍이 결정된다.
다시 말해서, 제 N 번째 클럭에 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨이 되면, 제 N+1 번째 클럭에 해당 라인의 부화소영역의 다수의 스위칭 소자를 턴-온(Turn-On)시키는 게이트 출력이 하이 레벨이 된다.
이때, 공통전압은 해당 라인의 부화소영역의 커패시터가 차징되기에 충분한 시간을 제공하기 위해 게이트 출력이 하이 레벨이 되는 시점보다 앞서서 인가되어야 하며, 그 시점은 전단의 게이트 출력이나, 전전단의 게이트 출력 등에 의해 결정될 수 있다.
이와 같이 VCOM 반전(Inversion)을 하기 위해서는 별도로 공통전압 드라이버(40)를 구비하여야 하며, 별도의 공통전압 클럭 신호가 지원되어야 하기 때문에 VCOM 반전을 지원하는 드라이버-IC를 이용하여야만 구현이 가능하다는 문제점이 있었다.
그리고, 도3a에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 각 소자들을 배치하게 되면 0.9mm의 베젤(Bezel)이 소모되는 문제점도 있으며, 또한, 앞서 살핀 바와 같이 공통전압을 한 프레임 동안 유지하기 때문에 소비전력이 커지는 문제점도 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 공통 클럭 신호의 제공없이 게이트 스타트 신호를 공유함에 따라 VCOM 반전을 구현할 수 있도록 하는 공통전압 드라이버 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 공통전압 드라이버는, 게이트 스타트 신호에 의해 턴온되는 제 1 및 제 2 스위칭 소자와; 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자로부터 전달 받는 상기 게이트 스타트 신호에 의해 제어되는 제 3 스위칭 소자와; 게이트 드라이버의 게이트 출력을 제어하는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는 제 4 및 제 5 스위칭 소자와; 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자와 동시에 턴온되도록 연결되는 제 6 스위칭 소자를 포함하며, 상기 게이트 스타트 신호를 상기 게이트 드라이버와 공유하는 것을 특징으로 한다.
여기서, N번째 프레임에서 상기 제 3 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 하이 공통전압을 출력하고, N번째 프레임의 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어될 수 있다.
그리고, N+1번째 프레임에서 상기 제 6 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 로우 공통전압을 출력하고, N+1번째 프레임의 나머지 시간에는 상기 기저전압을 출력하도록 제어될 수 있다.
여기서, 상기 턴온시간은, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점에 의해 결정되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는, 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 서로 교차하여 정의되는 다수의 부화소영역을 포함하는 표시패널과; 데이터신호를 생성하고, 생성된 상기 데이터신호를 상기 다수의 데이터 배선에 공급하는 데이터 드라이버를 포함하는 드라이버 IC와; 게이트신호를 생성하고, 생성된 상기 게이트신호를 상기 다수의 게이트 배선에 공급하는 게이트 드라이버와; 상기 게이트 드라이버의 개시를 제어하는 게이트 스타트 신호를 상기 게이트 드라이버와 공유하여 공통전압을 출력을 제어하는 공통전압 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공통전압 드라이버는, 상기 게이트 스타트 신호에 의해 턴온되는 제 1 및 제 2 스위칭 소자와; 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자로부터 전달 받는 상기 게이트 스타트 신호에 의해 제어되는 제 3 스위칭 소자와; 게이트 드라이버의 게이트 출력을 제어하는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는 제 4 및 제 5 스위칭 소자와; 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자와 동시에 턴온되도록 연결되는 제 6 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
그리고, N번째 프레임에서 상기 제 3 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 하이 공통전압을 출력하고, N번째 프레임의 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어될 수 있다.
또한, N+1번째 프레임에서 상기 제 6 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 로우 공통전압을 출력하고, N+1번째 프레임의 나머지 시간에는 상기 기저전압을 출력하도록 제어될 수 있다.
여기서, 상기 턴온시간은, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점에 의해 결정되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 드라이버 IC는, 상기 게이트 스타트 신호 및 상기 제 2 게이트 클럭 신호를 공급하는 타이밍 제어부를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는, 게이트 스타트 신호를 게이트 드라이버와 공유함에 따라 별도의 공통전압 클럭 신호 없이도 VCOM 반전을 구현할 수 있다.
그 결과 불필요한 소자들은 제거함에 따라 베젤(Bezel)의 소모를 줄일 수 있으며, 공통전압을 인가하는 시간을 줄여 소비전력을 줄일 수 있다.
도1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도2a 및 도2b는 액정표시장치의 구동방식 중 각각 라인 반전 방식의 파형도 및 화소 반전 방식의 파형도를 도시한 도면이다.
도3a는 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 회로도이고, 도3b는 종래의 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 구동을 설명하기 위해 참조되는 파형도를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 회로도이고, 도5b 및 도5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 구동을 설명하기 위해 참조되는 파형도를 도시한 도면이다.
도6a는 종래의 공통전압 드라이버의 레이아웃을 도시한 도면이고, 도6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공통전압 드라이버의 레이아웃을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 공통전압의 출력 타이밍을 결정하고 라인 반전을 위해서는 공통전압의 출력을 쉬프트하거나 쉬프트된 신호를 이용하여 다음 라인의 공통전압 출력을 제어할 수 있다. 본 발명에서는 쉬프트된 신호인 게이트 스타트 신호를 이용하여 공통전압 출력을 제어한다.
도4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 표시패널(110), 드라이버 IC(120), 게이트 드라이버(130), 공통전압 드라이버(140)를 포함한다.
표시패널(110)은, 다수의 게이트 배선(GL) 및 다수의 데이터 배선(DL)이 서로 교차하여 정의되는 다수의 부화소영역(SP)을 포함할 수 있으며, 다수의 부화소영역(SP)에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 박막트랜지스터(T), 박막트랜지스터(T)에 연결되는 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정셀(Clc)이 형성된다.
박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(GL)을 통해 게이트 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)을 공급 받는 경우 턴-온(Turn-On)됨에 따라 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 신호를 액정셀(Clc)에 공급하며, 게이트 배선(GL)을 통해 게이트 로우 전압(VGL)을 공급 받는 경우 턴-오프(Turn-Off)된다.
액정셀(Clc)은 등가적으로 캐패시터로 표현되며, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통 전극(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 접속된 화소전극(미도시)으로 구성된다.
이러한 액정셀(Clc)은 박막트랜지스터(T)를 통해 충전되는 데이터 신호에 따라 액정의 배열 상태가 가변하여 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.
그리고, 스토리지 캐패시터(Cst)는, 액정셀(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 프레임까지 유지시키는 역할을 한다.
드라이버 IC(120)는 표시패널(110)로 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버(미도시)와, 데이터 드라이버(미도시) 및 게이트 드라이버(130) 등의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(timing controller: 미도시)를 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(미도시)는 타이밍 제어부(미도시)로부터 전달 받은 다수의 데이터 제어신호 및 원본 영상신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하고, 생성한 데이터 신호를 다수의 데이터 배선(DL)을 통해 표시패널(110)로 공급하도록 제어할 수 있다.
타이밍 제어부(미도시)는 그래픽 카드와 같은 외부시스템(미도시)으로부터 다수의 제어신호(Hsync, Vsync 등)를 입력 받아 다수의 게이트 제어신호, 다수의 데이터 제어신호 등을 생성하여 각각의 드라이버로 공급한다.
게이트 드라이버(130)는 GIP(Gate In Panel)방식으로 표시패널(110)에 형성될 수 있으며, 타이밍 제어부(미도시)로부터 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하고, 생성된 게이트신호를 다수의 게이트 배선(GL)을 통해 표시패널(110)로 공급하도록 제어할 수 있다.
다시 말해서, 게이트 드라이버(130)는 게이트 스타트 신호(GVST) 및 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호(GCLK1, GCLK1) 등에 의해 게이트 신호의 출력 타이밍이 결정되고, 해당 타이밍에 순차적으로 게이트 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스를 다수의 게이트 배선(GL)를 통해 표시패널(110)로 공급한다.
그리고, 게이트 드라이버(130)는 게이트 하이 전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 시간에는 게이트 로우 전압(VGL)을 표시패널(110)로 공급한다.
공통전압 드라이버(140)는 게이트 드라이버(130)로 전달되는 게이트 스타트 신호(GVST)를 공유하여 별도의 공통전압 클럭 신호 없이도 게이트 스타트 신호(GVST)에 의해 공통전압의 출력 타이밍을 결정하여 해당 타이밍에 공통전압을 표시패널(110)로 공급한다.
즉, 공통전압 드라이버(140)는 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨이 되는 시점부터 게이트 출력(GATEOUT)이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴-온(Turn-On)시간 동안 공통전압을 출력하고, 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어한다.
여기서, 게이트 스타트 신호(GVST)는 해당 라인의 부화소영역의 다수의 스위칭 소자를 턴-온(Turn-On)시키는 타이밍을 제어하기 위한 제어신호의 하나로서, 제 1 라인의 경우는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse)가 게이트 스타트 신호(GVST)가 되고, 나머지는 이전 라인의 게이트 출력(GATEOUT) 등이 다음 라인의 게이트 스타트 신호(GVST)가 될 수 있다.
그 결과 본 발명의 공통전압 드라이버(140)는 종래의 공통전압 드라이버(140)와 달리 별도의 공통전압 클럭 신호가 없이도 구동할 수 있어 VCOM 반전을 지원하는 드라이버-IC를 사용하지 않더라도 VCOM 반전을 구현을 할 수 있다.
도5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 회로도이고, 도5b 및 도5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 공통전압 드라이버의 구동을 설명하기 위해 참조되는 파형도를 도시한 도면이다.
도5a에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 공통전압 드라이버(140)는 게이트 스타트 신호(GVST)에 의해 턴-온(Turn-On)되는 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)와, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)로부터 전달 받는 게이트 스타트 신호(GVST)에 의해 제어되는 제 3 스위칭 소자(M3)와, 게이트 드라이버(도4의 130)의 게이트 출력(GATEOUT)을 제어하는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)와, 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)와 동시에 전달 받는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는 제 6 스위칭 소자(M6) 및 커패시터(C)를 포함한다.
여기서, 제 1 내지 제 6 스위칭 소자(M1 내지 M6)는 N 타입 트랜지스터를 사용하고 있으나, 이에 한정하지 아니하고, P 타입 트랜지스터를 사용할 수도 있다. 이하에서는 N 타입 트랜지스터로 보아 설명하기로 한다.
보다 자세히 설명하면, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)는 게이트 스타트 신호(GVST)에 의해 동시에 턴-온(Turn-On)되며, 게이트 스타트 신호(GVST)를 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)와의 연결되는 노드로 전달한다.
그리고, 제 3 스위칭 소자(M3)는 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)로부터 전달 받는 게이트 스타트 신호(GVST) 및 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)부터 전달 받는 게이트 로우 전압(VGL)에 의해 설정되는 전압에 의해 턴-온(Turn-On)여부가 결정되며, 턴-온(Turn-On)시간 동안에 드레인전극을 통해 전달되는 하이 공통전압(VCOMH)을 공통전압 출력(VCOMOUT)으로 출력하도록 제어된다.
한편, A부분을 살펴보면, 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)는 게이트 드라이버(130)의 게이트 로우 전압(VGL)을 출력하도록 제어되는 다수의 스위칭 소자와 동시에 턴-온(Turn-On)되도록 다수의 스위칭 소자의 게이트 전극과 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)의 게이트 전극이 연결되어 있다.
이러한 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)의 턴-온(Turn-On)여부는 게이트 드라이버(130)로 공급되는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 결정된다.
그리고, 제 6 스위칭 소자(M6)는 턴-온(Turn-On)시간 동안에 소스전극을 통해 전달되는 로우 공통전압(VCOML)을 공통전압 출력(VCOMOUT)으로 출력하도록 제어된다.
이를 프레임 단위로 설명하면, N번째 프레임에서 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨이 되는 시점부터 게이트 출력(GATEOUT)이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴-온(Turn-On)시간 동안 제 3 스위칭 소자(M3)에 의해 하이 공통전압(VCOMH)을 출력하고, N번째 프레임의 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어된다.
N+1번째 프레임에서 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨이 되는 시점부터 게이트 출력(GATEOUT)이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴-온(Turn-On)시간 동안 제 6 스위칭 소자(M6)에 의해 로우 공통전압(VCOML)을 출력하고, N+1번째 프레임의 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어된다.
여기서, 공통전압은 해당 라인의 부화소영역의 커패시터가 차징되기에 충분한 시간을 제공하기 위해 게이트 출력(GATEOUT)이 하이 레벨이 되는 시점보다 앞서서 인가되어야 하기 때문에, 턴-온(Turn-On)시간은 전단의 게이트 출력(GATEOUT)이나, 전전단의 게이트 출력(GATEOUT)인 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨이 되는 시점에 의해 등에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 게이트 스타트 신호(GVST)가 전단 게이트 출력(GATEOUT)인 경우에는 턴-온(Turn-On)시간이 두 클럭일 수 있고, 게이트 스타트 신호(GVST)가 전전단 게이트 출력(GATEOUT)인 경우에는 턴-온(Turn-On)시간이 세 클럭일 수 있다. 이하에서는 게이트 스타트 신호(GVST)가 전단 게이트 출력(GATEOUT)인 경우로 보다 턴-온(Turn-On)시간이 두 클럭인 것을 예를 들어 설명한다.
도5b에 도시한 바와 같이, 게이트 스타트 신호(GVST), 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호 등에 의해 게이트 출력(GATEOUT)이 결정되고, 그 게이트 출력(GATEOUT) 보다 앞선 타이밍에 공통전압 출력 타이밍이 결정된다.
다시 말해서, 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨인 경우에, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)의 게이트 전극으로 게이트 스타트 신호(GVST)가 인가됨에 따라 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)가 턴-온(Turn-On)되어 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)와의 연결되는 노드로 게이트 스타트 신호(GVST)를 전달한다.
이때, 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는데, 도시한 바와 같이, 제 2 게이트 클럭 신호는 게이트 스타트 신호(GVST)와 동시에 하이 레벨이 된다.
따라서, 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)의 게이트 전극과 연결되는 노드는 게이트 로우 전압(VGL)이 충전된 커패시터에 의해 로우 레벨 전압이 걸리고, 그 결과 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)가 모두 턴-오프(Turn-Off)된다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)가 턴-온(Turn-On)되고, 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)는 턴-오프(Turn-Off)된 결과 제 3 스위칭 소자(M3)의 게이트 전극으로 하이 레벨 전압이 인가되어 제 3 스위칭 소자(M3)가 턴-온(Turn-On)되어 그의 드레인 전극으로부터 전달되는 하이 공통전압(VCOMH)을 출력할 수 있다.
그리고, 커패시터(C)에 의해 차징된 하이 레벨 전압이 다음 클럭에서도 제 3 스위칭 소자(M3)의 게이트 전극으로 인가되기 때문에 제 3 스위칭 소자(M3)의 턴-온(Turn-On)이 유지되고, 그 결과 다음 클럭에서도 하이 공통전압(VCOMH)이 공통전압 출력(VCOMOUT)이 된다.
다음 클럭에, 제 1 게이트 클럭 신호가 로우 레벨이 되고 제 2 게이트 클럭 신호가 하이 레벨이 되면, 게이트 출력(GATEOUT)은 로우 레벨이 되고, 그 때는 기저전압이 공통전압 출력(VCOMOUT)이 된다.
도5c에 도시한 바와 같이, 게이트 스타트 신호(GVST), 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호 등에 의해 게이트 출력(GATEOUT)이 결정되고, 그 게이트 출력(GATEOUT) 보다 앞선 타이밍에 공통전압 출력 타이밍이 결정된다.
다시 말해서, 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨이 되면, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)가 턴-온(Turn-On)되어 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)와의 연결되는 노드로 게이트 스타트 신호(GVST)를 전달한다.
그리고, 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는데, 도시한 바와 같이, 제 2 게이트 클럭 신호는 게이트 스타트 신호(GVST)가 하이 레벨일 때 로우 레벨이 된다.
이때, 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)의 게이트 전극과 연결되는 노드는 하이 레벨 전압이 충전된 커패시터에 의해 하이 레벨 전압이 걸리게 되어 제 4 내지 제 6 스위칭 소자(M4 내지 M6)가 모두 턴-온(Turn-On)된다.
따라서, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(M1, M2)가 턴-온(Turn-On)되고, 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)도 턴-온(Turn-On)된 결과 제 3 스위칭 소자(M3)의 게이트 전극으로 로우 레벨 전압이 인가되어 제 3 스위칭 소자(M3)는 턴-오프(Turn-Off)된다.
반면 제 6 스위칭 소자(M6)는 제 4 및 제 5 스위칭 소자(M4, M5)와 동시에 턴-온(Turn-On)되고, 턴-온(Turn-On)된 제 6 스위칭 소자(M6)의 소스 전극으로부터 전달 받은 로우 공통전압(VCOML)이 공통전압 출력(VCOMOUT)이 된다.
커패시터(C)에 의해 차징된 하이 레벨 전압에 의해 다음 클럭에서도 제 3 스위칭 소자(M3)는 턴-오프(Turn-Off)를 유지하고, 제 6 스위칭 소자(M6)는 턴-온(Turn-On)을 유지하기 때문에 다음 클럭에서도 로우 공통전압(VCOML)을 출력할 수 있다.
다시 제 1 게이트 클럭 신호가 하이 레벨이 되고, 제 2 게이트 클럭 신호가 로우 레벨이 되면 게이트 출력(GATEOUT)은 로우 레벨이 되고, 그 때 공통전압 출력(VCOMOUT)으로 기저전압이 출력된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 공통전압 드라이버(140)는 게이트 스타트 신호(GVST)를 게이트 드라이버(130)와 공유함에 따라 별도의 공통전압 클럭 신호 없이도 공통전압의 출력 타이밍을 결정하여 VCOM 반전을 구현할 수 있다.
도6a는 종래의 공통전압 드라이버의 레이아웃을 도시한 도면이고, 도6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공통전압 드라이버의 레이아웃을 도시한 도면이다.
도6a 및 도6b에 도시한 바와 같이, 종래의 공통전압 드라이버의 레이아웃은 다수의 스위칭 소자와 다수의 커패시터 등을 포함하고 있어서 그 가로폭이 0.9mm이었고 그만큼 베젤(Bezel)의 소모가 있었으나, 본 발명에 따른 공통전압 드라이버의 레이아웃은 게이트 스타트 신호를 공유함에 따라 불필요한 스위치 소자 및 커패시터 등을 제거함에 따라 그 가로폭이 0.39mm로 줄어 베젤(Bezel)의 소모를 줄일 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
101: 액정표시장치 110: 표시패널
120: 드라이버 IC 130: 게이트 드라이버
140: 공통전압 드라이버

Claims (10)

  1. 게이트 스타트 신호에 의해 턴온되는 제 1 및 제 2 스위칭 소자와;
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자로부터 전달 받는 상기 게이트 스타트 신호에 의해 제어되는 제 3 스위칭 소자와;
    게이트 드라이버의 게이트 출력을 제어하는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는 제 4 및 제 5 스위칭 소자와;
    상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자와 동시에 턴온되도록 연결되는 제 6 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 게이트 스타트 신호를 상기 게이트 드라이버와 공유하며,
    N번째 프레임에서 상기 제 3 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 하이 공통전압을 출력하고, 상기 N번째 프레임의 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어되고,
    N+1번째 프레임에서 상기 제 6 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 로우 공통전압을 출력하고, 상기 N+1번째 프레임의 나머지 시간에는 상기 기저전압을 출력하도록 제어되며,
    상기 턴온시간은, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점에 의해 결정되는 공통전압 드라이버.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 서로 교차하여 정의되는 다수의 부화소영역을 포함하는 표시패널과;
    데이터신호를 생성하고, 생성된 상기 데이터신호를 상기 다수의 데이터 배선에 공급하는 데이터 드라이버를 포함하는 드라이버 IC와;
    게이트신호를 생성하고, 생성된 상기 게이트신호를 상기 다수의 게이트 배선에 공급하는 게이트 드라이버와;
    상기 게이트 드라이버의 개시를 제어하는 게이트 스타트 신호를 상기 게이트 드라이버와 공유하여 공통전압의 출력을 제어하는 공통전압 드라이버
    를 포함하며,
    상기 공통전압 드라이버는,
    상기 게이트 스타트 신호에 의해 턴온되는 제 1 및 제 2 스위칭 소자와, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 소자로부터 전달 받는 상기 게이트 스타트 신호에 의해 제어되는 제 3 스위칭 소자와, 게이트 드라이버의 게이트 출력을 제어하는 제 2 게이트 클럭 신호에 의해 제어되는 제 4 및 제 5 스위칭 소자와, 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자와 동시에 턴온되도록 연결되는 제 6 스위칭 소자를 포함하며,
    N번째 프레임에서 상기 제 3 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 하이 공통전압을 출력하고, 상기 N번째 프레임의 나머지 시간에는 기저전압을 출력하도록 제어되며,
    N+1번째 프레임에서 상기 제 6 스위칭 소자는, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점부터 상기 게이트 출력이 로우 레벨이 되는 시점까지의 턴온시간 동안 로우 공통전압을 출력하고, 상기 N+1번째 프레임의 나머지 시간에는 상기 기저전압을 출력하도록 제어되고,
    상기 턴온시간은, 상기 게이트 스타트 신호가 하이 레벨이 되는 시점에 의해 결정되는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제5항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는, 상기 게이트 스타트 신호 및 상기 제 2 게이트 클럭 신호를 공급하는 타이밍 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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