JP2010532013A - 液晶表示装置、その駆動装置、デジタル/アナログ変換器、および出力電圧増幅回路 - Google Patents
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Abstract
本発明は、液晶表示装置、その駆動装置、デジタル/アナログ変換器、および出力電圧増幅回路に関する。
本発明は、複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器、および複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、複数の階調電圧の中から外部から印加されるmビットの映像信号に対応する階調電圧を選択して生成されるデータ信号を画素に印加するデータ駆動部を含み、データ駆動部は、複数の階調電圧の中から映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部、映像信号のうちのk個のビットのビット値に対応してそれぞれ第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部、および2k個の電圧を合成してデータ信号を生成し、生成されたデータ信号を複数の画素に印加する出力電圧増幅部を含む液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本発明によれば、実現費用および実現面積が小さい液晶表示装置を実現することができる。
本発明は、複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器、および複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、複数の階調電圧の中から外部から印加されるmビットの映像信号に対応する階調電圧を選択して生成されるデータ信号を画素に印加するデータ駆動部を含み、データ駆動部は、複数の階調電圧の中から映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部、映像信号のうちのk個のビットのビット値に対応してそれぞれ第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部、および2k個の電圧を合成してデータ信号を生成し、生成されたデータ信号を複数の画素に印加する出力電圧増幅部を含む液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本発明によれば、実現費用および実現面積が小さい液晶表示装置を実現することができる。
Description
本発明は、液晶表示装置、その駆動装置、デジタル/アナログ変換器、および出力電圧増幅回路に関する。
近来のパーソナルコンピュータやテレビなどの軽量化及び薄型化によってディスプレイ装置も軽量化及び薄型化が要求されており、このような要求によって陰極線管(Cathode Ray Tube;CRT)の代わりに液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)などのフラット型ディスプレイが開発されている。
液晶表示装置は、両基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界(electric field)を印加して、この電界の強さを調節して外部の光源(バックライト)から基板に透過される光の量を調節することによって、所望の画像信号を得る表示装置である。
このような液晶表示装置は、携帯が容易なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであって、この中でも、薄膜トランジスタ(Thin FilmTransistor;TFT)をスイッチング素子として利用したTFT−LCDが主に利用されている。
一般に、液晶表示装置は、基準階調電圧に基づいて生成される複数の階調電圧の中から液晶表示装置パネルの各画素を通して表示する階調に対応する階調電圧を選択するために、入力されるデジタルデータに対応する電圧を出力するデコーダーを利用する。
図1は10ビットの入力デジタルデータに対応する電圧を出力する一般的なデコーダーを概略的に示した図面である。
図1に示したように、10ビットの入力デジタルデータに対応する電圧を出力する一般的なデコーダーは、2046(=211−2=210+29+28+27+26+25+24+23+22+21)個のスイッチを含む。もし、デジタルデータのビット数が「1」増加すれば、デコーダーは4094(=212−2)個のスイッチを含まなければならない。このようにデジタルデータのビット数に対応するデコーダーに含まれるスイッチの個数は、液晶表示装置の実現費用はもちろん、液晶表示装置の実現面積が大きくなる問題点がある。
一方、従来のデコーダーに含まれるスイッチを減少させるための技術が下記特許文献1に提示されている。下記特許文献1は、デコーダーに含まれるスイッチの個数を減少させる代わりに、階調電圧を出力する出力増幅器の構造を変更して電圧を合成して出力することによって入力デジタルデータに対応するすべての電圧を出力するが、これを図2を参照して説明する。
図2は従来の出力増幅器の構造を示した図面である。
図2に示した従来の下記特許文献1の出力増幅器は、デコーダーから出力される複数の電圧Va、Vb、Vc、Vdそれぞれによって駆動されて、並列に連結されて第1入力端を形成する入力トランジスタS1、S2、S3、S4、および出力電圧(Vout)に対応するフィードバック信号Vxによって駆動されて、並列に連結されて第2入力端を形成する入力トランジスタS1´、S2´、S3´、S4´を含む。第1入力端を形成する入力トランジスタS1、S2、S3、S4および第2入力端を形成する入力トランジスタS1´、S2´、S3´、S4´の一端は全て一つの接点Naに連結され、接点Naは定電流源Ixを通じてVSS電圧を供給する電源VSSに連結される。
しかし、図2に示した出力増幅器は、複数の電圧Va、Vb、Vc、Vdの電圧差を正確に反映することができない問題点があるので、これを補完するための方案が切実な状況にある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、液晶表示装置の実現費用および実現面積を減少させる液晶表示装置、その駆動装置、デジタル/アナログ変換器、および出力電圧増幅回路を提供することにある。
本発明の特徴による液晶表示装置は、複数の走査信号を伝達する複数の走査線、複数のデータ信号を伝達する複数のデータ線、および前記複数の走査線および前記複数のデータ線によって定義される複数の画素を含む液晶表示パネル、複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器、および前記複数の基準階調電圧に基づいて外部から印加されるmビットの映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応して第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を合成して前記複数のデータ信号を生成し、生成された前記複数のデータ信号を前記複数の画素に印加するデータ駆動部を含み、前記データ駆動部は、第1乃至第3デコーダーを含み、前記第1乃至第3デコーダーを利用して前記m−k個のビットのうちのm−k−2個以下のビットのビット値にそれぞれ対応する第3乃至第5階調電圧を生成し、前記第3乃至第5階調電圧の中から二つの電圧を選択して前記第1および第2階調電圧を生成するデジタル/アナログ変換器を含む。ここで、mは3以上の自然数であり、kはm−2より小さい自然数である。
また、本発明の他の特徴による液晶表示装置は、複数の走査信号を伝達する複数の走査線、複数のデータ信号を伝達する複数のデータ線、および前記複数の走査線および前記複数のデータ線によって定義される複数の画素を含む液晶表示パネル、複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器、および前記複数の基準階調電圧に基づいて外部から印加されるmビットの映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応して第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を合成して生成される前記複数のデータ信号、または前記映像信号のうちのn個のビットのビット値に対応して生成される第3階調電圧に対応する前記複数のデータ信号を前記複数の画素に印加するデータ駆動部を含み、前記データ駆動部は、前記m−k個のビットのうちのm−k−2個以下のビットのビット値にそれぞれ対応して生成される第4乃至第6階調電圧の中から二つの電圧を選択して前記第1および第2階調電圧を生成したり、または前記第3階調電圧を生成するデジタル/アナログ変換器を含む。ここで、mは3以上の自然数であり、kはm−2より小さい自然数である。そして、nは2より大きいか同一であって、mより小さい自然数である。
また、本発明の特徴による液晶表示装置の駆動装置は、複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器、および前記複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧の中から外部から印加されるmビットの映像信号に対応する階調電圧を選択して生成されるデータ信号を前記画素に印加するデータ駆動部を含み、前記データ駆動部は、前記複数の階調電圧の中から前記映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部、前記映像信号のうちのk個のビットのビット値に対応してそれぞれ前記第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部、および前記2k個の電圧を合成して前記データ信号を生成し、生成された前記データ信号を複数の画素に印加する出力電圧増幅部を含む。ここで、mは3以上の自然数であり、kはm−2より小さい自然数である。
また、本発明の他の特徴による液晶表示装置の駆動装置は、複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器、および前記複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧の中から外部から印加されるmビットの映像信号に対応する階調電圧を選択して生成されるデータ信号を前記画素に印加するデータ駆動部を含み、前記データ駆動部は、前記複数の階調電圧の中から前記映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部、前記映像信号のうちのk個のビットのビット値に対応してそれぞれ前記第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部、前記映像信号のうちの少なくとも2個以上のビットのビット値にそれぞれ対応する第3階調電圧を生成する一つ以上のデコーダー、および前記2k個の電圧を合成して前記データ信号を生成したり、または前記第3階調電圧に対応する前記データ信号を生成し、生成された前記データ信号を複数の画素に印加する出力電圧増幅部を含む。ここで、mは3以上の自然数であり、kはm−2より小さい自然数である。
また、本発明の特徴によるデジタル/アナログ変換器は、複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧の中から外部から印加されるデジタル映像信号に対応する階調電圧を選択して出力するデジタル/アナログ変換器であって、mビットの前記デジタル映像信号のうちのk個のビットを除いたm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部、および前記デジタル映像信号のうちの前記k個のビットのビット値に対応してそれぞれ前記第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部を含む。ここで、mは3以上の自然数であり、kはm−2より小さい自然数である。
また、本発明の特徴による出力電圧増幅回路は、映像信号に対応する階調電圧を受信して前記階調電圧に対応するデータ信号を生成して液晶表示装置の画素に印加する出力電圧増幅回路であって、前記映像信号に対応する階調電圧によってオン/オフ駆動される複数の第1スイッチ、前記データ信号によってオン/オフ駆動され、それぞれの一端が前記複数の第1スイッチのうちの対応する第1スイッチの一端と接点を有する複数の第2スイッチ、複数の前記接点および第1電圧を供給する第1電源の間にそれぞれ連結される複数の電流源、および前記複数の第2スイッチの他端に連結されて、前記複数の階調電圧を合成して生成される前記データ信号を前記画素に出力する出力端を含む。
本発明の特徴によると、データ駆動部に含まれるスイッチの個数を減少させることによって、液晶表示装置の実現費用および実現面積を減少させることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例に対して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な相異した形態に実現され、ここで説明する実施例に限られない。そして、図面では、本発明を明確に説明するために、説明に関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって類似した部分については、類似した図面符号を付けた。
明細書全体で、ある部分が他の部分に「連結」されているという時、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子をおいて「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことを意味する。
以下、本発明の実施例による液晶表示装置、その駆動装置、デジタル/アナログ変換器、および出力電圧増幅回路について図面を参照して詳細に説明する。
図3は本発明の実施例による液晶表示装置を示した図面である。
図3に示したように、本発明の実施例による液晶表示装置は、液晶表示装置パネル100、走査駆動部200、データ駆動部300、基準階調電圧生成部400、および信号制御部500を含む。
液晶表示装置パネル100には走査駆動部200から印加される走査オン信号を伝達するための複数の走査線(G1−Gn)が形成されており、複数の走査線と絶縁されて交差して、階調データに対応する階調データ電圧を伝達するためのデータ線(D1−Dm)が形成されている。行列形態に配列された複数の画素110は、それぞれ走査線およびデータ線によって取り囲まれており、走査線およびデータ線を通して入力される信号によってバックライト(図示せず)から走査される光の透過率を変更させるが、これを図4を参照して説明する。
図4は本発明の実施例による液晶表示装置の各画素110の等価回路を示した図面である。図4に示したように、液晶表示装置の各画素110は、TFT112、液晶キャパシタC1、およびストレージキャパシタCstを含む。参考として、図4で、データ線Dmはデータ線(D1−Dm)のうちの任意の一つのデータ線を示し、走査線Gnは走査線(G1−Gn)のうちの任意の一つの走査線を示す。
TFT112は、ソース電極がデータ線Dmに連結され、ゲート電極が走査線Gnに連結される。液晶キャパシタC1は、TFT112のドレイン電極および共通電圧Vcomの間に連結される。そして、ストレージキャパシタCstは、液晶キャパシタC1に並列に連結される。
図4で、走査線Gnに走査信号が供給されてTFT112がターンオンされると、データ線Dmに供給されたデータ電圧VdがTFT112を通じて各画素電極(図示せず)に印加される。そうすると、画素電極に印加される画素電圧Vpおよび共通電圧Vcomの差に該当する電界が液晶(図4では等価的に液晶キャパシタC1で示した)に印加されて、この電界の強さに対応する透過率で光が透過される。この時、画素電圧Vpは1フレームまたは1フィールドの間維持されなければならず、図4のストレージキャパシタCstが画素電極に印加される画素電圧Vpを維持するために補助的に使用される。
走査駆動部200は、液晶表示装置パネル100の走査線(G1−Gn)に連結されて、ゲートオン電圧Vonおよびゲートオフ電圧Voffの組み合わせからなる走査信号を走査線(G1−Gn)に印加する。より詳しくは、走査駆動部200は、走査線(G1−Gn)に順次にゲートオン電圧Vonを印加して、ゲートオン電圧Vonが印加された走査線にゲート電極が連結されるTFTをターンオンさせる。
データ駆動部300は、信号制御部500および基準階調電圧生成部400にそれぞれ連結されている複数のデータ駆動集積回路(図示せず)を含む。それぞれのデータ駆動集積回路は、液晶表示装置パネル100のデータ線(D1−Dm)のうちの対応するデータ線に連結されており、基準階調電圧生成部400から入力される基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、複数の階調電圧の中から該当する階調電圧を選択して、これをデータ信号として連結されたデータ線(D1−Dm)に印加する。
基準階調電圧生成部400は、電源電圧供給部(図示せず)から入力される複数の電圧(VDD、VSS、Vgma)を利用して画素110の透過率に関する二対の基準階調電圧の集合を生成する。二対のうちの一対は共通電圧Vcomに対して正の値(Vcom〜VDD)を有し、他の一対は負の値(Vcom〜Vss)を有する。また、基準階調電圧生成部400は、二対の基準階調電圧以外に電圧(VP1またはVP2m)および電圧(VN1またはVN2m)を追加的に生成する。ここで、電圧Vgmaは、電圧VSSから電圧VDDの間の任意の電圧である。一方、電圧(VP(−1)、VN(−1)、VP2mおよびVN2m)については後述する。
信号制御部500は、外部またはグラフィック制御器(図示せず)から階調データ信号(R、G、B Data)およびその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力制御信号の例としては、水平同期信号(Hsync)、垂直同期信号(Vsync)、データ印加領域信号(DE)、およびメインクロック(MCLK)などがある。ここで、データ印加領域信号(DE)はデータが出る区域(出力される領域)を示す信号であり、メインクロック(MCLK)はマイクロ・プロセッサ(Microprocessor)(図示せず)から受信されて基準信号になるクロック信号である。
信号制御部500は、階調データ信号(R、G、B Data)を液晶表示装置パネル100の動作条件に合うように適切に処理して、ゲート制御信号(Sg)、データ制御信号(Sd)、およびデジタル映像信号(DAT)を生成する。信号制御部500は、ゲート制御信号(Sg)を走査駆動部200に伝達し、データ制御信号Sdおよびデジタル映像信号DATをデータ駆動部300に供給することによって、走査駆動部200およびデータ駆動部300を制御する。
ゲート制御信号(Sg)は、走査開始を指示する走査開始信号(STV)、およびゲートオン電圧(Von)の出力周期を制御する少なくとも一つのクロック信号を含む。ゲート制御信号(Sg)は、また、ゲートオン電圧(Von)の持続時間を限定する出力イネイブル信号(OE)をさらに含むことができる。
データ制御信号(Sd)は、一つの行の画素110に対する映像信号の伝送開始を知らせる水平同期開始信号(STH)、データ線(D1−Dm)にデータ信号の印加を指示するロード信号(LOAD)、およびデータクロック信号(HCLK)を含む。データ制御信号(Sd)は、また、共通電圧(Vcom)に対するデータ信号の電圧極性(以下、「共通電圧に対するデータ信号の電圧極性」を略して「データ信号の極性」という)を反転させる反転信号(RVS)をさらに含むことができる。また、データ制御信号(Sd)は、データ駆動部300の動作を制御する複数の信号(SEL0、SEL1、SHL)をさらに含むことができる。
信号制御部500からのデータ制御信号(Sd)によって、データ駆動部300のそれぞれのデータ駆動集積回路は、一つの行の画素110に対するデジタル映像信号(DAT)を受信して、基準階調電圧生成部400からの基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成した後、これらの階調電圧の中から各デジタル映像信号(DAT)に対応する階調電圧を選択することによって、デジタル映像信号(DAT)をアナログデータ信号に変換した後、これを当該データ線(D1−Dm)に印加する。
走査駆動部200は、信号制御部500からのゲート制御信号(Sg)によってゲートオン電圧(Von)を走査線(G1−Gn)に印加して、この走査線(G1−Gn)に連結されたスイッチング素子をターンオンさせる。そうすると、データ線(D1−Dm)に印加されたデータ信号がターンオンされたスイッチング素子を通して該当画素110に印加される。
画素110に印加されたデータ信号の電圧および共通電圧(Vcom)の差は、液晶キャパシタ(C1)の充電電圧、つまり画素電圧(Vp)として現れる。液晶分子は、画素電圧(Vp)の大きさによって配列が異なり、それによって液晶層を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は液晶表示装置パネル100に付着された偏光子によって光の透過率の変化として現れる。
1水平周期〔「1H」ともいい、水平同期信号(Hsync)およびデータイネイブル信号(DE)の一周期と同一である]を単位としてこのような過程を繰り返すことによって、すべてのゲート線(G1−Gn)に対して順次にゲートオン電圧(Von)を印加し、すべての画素100にデータ信号を印加して、1フレーム(frame)の映像を表示する。
1フレームが終わると次のフレームが始まって、各画素110に印加されるデータ信号の極性が以前のフレームでの極性と反対になるようにデータ駆動部300に印加される反転信号(RVS)の状態が制御される(フレーム反転)。この時、1フレーム内でも反転信号(RVS)の特性によって一つのデータ線を通して流れるデータ信号の極性が変化したり(例:行反転、点反転)、一つの画素行に印加されるデータ信号の極性が互いに異なることがある(例:行反転、点反転)。
次に、図5を参照して、本発明の実施例によるデータ駆動部300について詳細に説明する。
図5は本発明の実施例によるデータ駆動部300のブロック図である。
図5に示したように、本発明の実施例によるデータ駆動部300は、シフトレジスタ301、ラッチ302、デジタル/アナログ変換器303、出力電圧増幅部304、および出力バッファー305を含む。
シフトレジスタ301は、信号制御部500からデータクロック信号(HCLK)および複数の制御信号(SHL、SEL0、SEL1)を受信して、シフト方向制御信号(SHL)のレベルによってパルス入出力端子(DIO1、DIO2)の機能を定めてシフト方向を決定する。例えば、シフト方向制御信号(SHL)がハイレベルであれば、パルス入出力端子(DIO1)はシフトレジスタ301の動作開始を指示する開始パルス(図示せず)の入力ピンとして機能し、パルス入出力端子(DIO2)は開始パルスの出力ピンとして機能する。もちろん、シフト方向制御信号(SHL)がローレベルであれば、パルス入出力端子(DIO1、DIO2)の機能は変化するようになる。一方、制御信号(SEL0、SEL1)は出力選択信号であって、制御信号(SEL0、SEL1)それぞれのレベルによってシフトレジスタ301の出力端子のうちのイネイブルされる出力端子が決定される。
ラッチ302は、シフトレジスタ301から入力されるイネイブル信号によって信号制御部500から入力されるデジタル映像信号(DAT)を保存する。シフトレジスタ301は、データクロック信号(HCK)に同期してイネイブル信号が出力される出力端子の位置を一つずつシフトさせ、それによってシフトレジスタ301の出力端子それぞれに対応するラッチ302の領域も順次にシフトされる。これによって、ラッチ302の全領域に信号制御部500から入力されるデジタル映像信号(DAT)が順次に保存される。
ラッチ302の全領域に信号制御部500から入力されるデジタル映像信号(DAT)が保存されると、データ駆動集積回路は、隣接したデータ駆動集積回路にキャリー(carry)信号などを出力して、隣接したデータ駆動集積回路も同一な動作が行われるようにする。このような動作によって、結局、一つの行分のデジタル映像信号(DAT)がすべてのデータ駆動部300のラッチ302に分けて保存される。
一つの行分のデジタル映像信号(DAT)がラッチ302の全領域に保存されると、信号制御部500は、ラッチ302に印加するロード信号(LOAD)のレベルを変更させ、これによってラッチ302の全領域に保存されたデジタル映像信号(DAT)が一度にデジタル/アナログ変換器303に伝達される。
デジタル/アナログ変換器303は、ラッチ302の奇数番目の領域に対応する複数のポジティブデコーダー(Positive Decoder)およびラッチ302の偶数番目の領域に対応する複数のネガティブデコーダー(Negative Decoder)を含む。複数のポジティブデコーダー(Positive Decoder)は、基準階調電圧生成部400から正の値(Vcom〜VDD)の基準階調電圧(VP0〜VP1023)および電圧(VP(−1)またはVP2m)を受信して、それぞれ対応するラッチ302の奇数番目の領域から受信したデジタル映像信号(DAT)に対応する階調電圧(データ信号)を選択して出力電圧増幅部304に出力する。複数のネガティブデコーダー(Negative Decoder)は、基準階調電圧生成部400から負の値(VSS〜Vcom)の基準階調電圧(VN0〜VN1023)および電圧(VN(−1)またはVN2m)を受信して、それぞれ対応するラッチ302の偶数番目の領域から受信したデジタル映像信号(DAT)に対応する階調電圧(データ信号)を選択して出力電圧増幅部304に出力する。ここで、VP(−1)は、共通電圧(Vcom)より所定のレベルだけ低い電圧であるか、または共通電圧(Vcom)より所定のレベルだけ高い電圧であり、VN(−1)は、共通電圧(Vcom)より所定のレベルだけ低い電圧であるか、または共通電圧(Vcom)より所定のレベルだけ高い電圧である。また、VN2mは、VSSより所定のレベルだけ高い電圧であり、VP2mは、VDDより所定のレベルだけ低い電圧である。そして、mは、ラッチ302からデジタル/アナログ変換器303に入力されるデジタル映像信号(DAT)のビット数を意味する。
一方、前記で説明したのとは異なって、デジタル/アナログ変換器303のポジティブデコーダー(Positive Decoder)がラッチ302の偶数番目の領域に対応するように形成され、ネガティブデコーダー(Negative Decoder)がラッチ302の奇数番目の領域に対応するように形成されることもできる。
出力電圧増幅部304は、複数の出力増幅器(図示せず)を含む。それぞれの出力増幅器は、電圧フォロアー(voltage follower)として機能する。
出力バッファー305は、複数のMUX回路(図示せず)を含む。複数のMUX回路それぞれの入力端はポジティブデコーダーおよびネガティブデコーダーの出力信号をそれぞれ受信する一対の電圧フォロアーに連結され、出力端はデータ線(D1−Dm)のうちの連続する二つのデータ線(Dodd、Deven)に連結される。それぞれのMUX回路は、信号制御部500から入力される反転信号(RVS)によって一対の電圧フォロアから受信した二つのデータ信号を二つのデータ線(Dodd、Deven)のうちの一つのデータ線を通して選択的に出力する。
図6は本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303を示したブロック図である。
図6に示したように、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303は、上位および下位電圧生成部3032および出力電圧生成部3034を含む。
上位および下位電圧生成部3032は、ラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)のうちの設定されたビット数だけ下位ビットを除いたビットを利用して上位電圧および下位電圧(VH、VL)を生成する。ここで、上位電圧(VH)は上位および下位電圧生成部3032から出力される二つの電圧のうちの共通電圧Vcomとの電圧差が大きい電圧を示し、下位電圧(VL)は上位および下位電圧生成部3032から出力される二つの電圧のうちの共通電圧(Vcom)との電圧差が小さい電圧を示す。
出力電圧生成部3034は、上位および下位電圧生成部3032から上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を受信して、上位および下位電圧生成部3032で上位電圧および下位電圧(VH、VL)を生成するのに利用されない下位ビットを利用して複数の電圧(Vo)を生成する。
例えば、ラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)が10ビットであり、設定された下位ビットが2ビットである場合、上位および下位電圧生成部3032は10ビットのうちの上位8ビットを利用して上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を生成する。そして、出力電圧生成部3034は上位および下位電圧生成部3032で利用されない下位2ビットを利用して上位および下位電圧生成部3032から入力される上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を変換して、四つの電圧(Vo)を生成する。
以下では、ラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)のビット数をmで示す。また、ラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)のうちの上位および下位電圧生成部3032で上位電圧および下位電圧(VH、VL)を生成するのに利用されずに電圧(Vo)を生成するために出力電圧生成部3034で利用される下位ビットのビット数をkで示す。ここで、kはmより小さい整数である。そして、ラッチ302から入力されるmビットのデジタル映像信号(DAT)から電圧(Vo)を生成するために出力電圧生成部3034で利用されるk個の下位ビットを引いたm−k個のビットを上位ビットと命名し、mおよびkをそれぞれ「10」および「2」に仮定して説明する。また、以下では、mビットのうちの第mビットはmビットに含まれるビット中の最上位ビットを示し、第1ビットはmビットに含まれるビット中の最下位ビットを示す。そして、以下で、グレーレベルは、10ビットのデジタル映像信号(DAT)を10進数に変換した値に対応するグレー電圧を示す。
図7は本発明の実施例による上位および下位電圧生成部3032を示したブロック図である。
図7に示したように、本発明の実施例による上位および下位電圧生成部3032は、第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326および選択電圧出力部30328を含む。参考として、図7に示した第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326は、ポジティブデコーダーを例示したものであり、ネガティブデコーダーで実現される場合については後述する。
第1デコーダー30322は、ラッチ302から出力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)中の下位4ビットを除いた6ビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によって電圧(VD1)を生成して選択電圧出力部30328に出力する。
第2デコーダー30324は、ラッチ302から出力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)中の下位3ビットを除いた7ビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によって電圧(VD2)を生成して選択電圧出力部30328に出力する。
第3デコーダー30326は、ラッチ302から出力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)中の下位3ビットを除いた7ビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によって電圧(VD3)を生成して選択電圧出力部30328に出力する。
選択電圧出力部30328は、ラッチ302から出力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)中の上位ビットである8個のビットの下位2ビットのビット値によって第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326からそれぞれ入力される電圧の中から二つの電圧(VH、VL)を選択して出力電圧生成部3034に伝達する。
以下、本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326について図8乃至図10を参照して説明する。
図8乃至図10で、VP3、VP7、VP11、…、VP1015、VP1019、およびVP1023のそれぞれは、基準階調電圧生成部400から入力される基準階調電圧(Vcom〜VDD)のうちの電圧(Vgma)から電圧(VDD)を210+1個の抵抗(R1〜R1024)で分圧して生成される210個のグレー電圧(VP0〜VP1023)のうちの一つを示す。ここで、電圧(Vgma)は、共通電圧Vcomより所定のレベルだけ高い電圧である。一方、図8乃至図10で、第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326に含まれる複数のスイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)は、全て同一なタイプのスイッチ、つまりPタイプ電界効果トランジスタで形成される。一方、複数のスイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)は、全てNタイプ電界効果トランジスタで形成されることもでき、この時には、各スイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)の制御電極に入力される信号は全て反転されなければならない。デコーダー30322、30324、30326に含まれるスイッチを全て同一なタイプで形成するのは、本発明の実施例による上位および下位電圧生成部3032のレイアウト面積の減少のためであって、これは本発明の技術分野の当業者には広く知られた事実であるので、追加的な説明は省略する。また、図8乃至図10で、D10NおよびD10Pはそれぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの最上位ビットである第10ビットのビット値および第10ビットのビット値の反転信号によってオン/オフ駆動されるスイッチを示す。同様に、D6N、D5N、およびD4Nはそれぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第6ビット、第5ビット、および第4ビットのビット値によってオン/オフ駆動されるスイッチを示し、D6P、D5P、およびD4Pはそれぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第6ビット、第5ビット、および第4ビットのビット値の反転信号によってオン/オフ駆動されるスイッチを示す。
図8は本発明の第1実施例による第1デコーダー30322を示した図面であり、図9は本発明の第1実施例による第2デコーダー30324を示した図面である。
図8に示したように、本発明の第1実施例による第1デコーダー30322は、第5ビットから第10ビットまでの6個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP7乃至VP1015のうちの一つのグレー電圧を選択して電圧(VD1)として出力する。第1デコーダー30322は、VP7からグレーレベルの差が16ずつであるグレー電圧、つまりVP7、VP23、VP39、VP55、…、VP967、VP983、VP999、およびVP1015の64(26)個のグレー電圧を受信する。これによって、第1デコーダー30322に含まれるスイッチの個数は27−2(=26+25+24+23+22+21)個になる。
図9に示したように、本発明の第1実施例による第2デコーダー30324は、第4ビットから第10ビットまでの7個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP3乃至VP1019のうちの一つのグレー電圧を選択して電圧(VD2)として出力する。ここで、第2デコーダー30324は、VP3からグレーレベルの差が8ずつであるグレー電圧、つまりVP3、VP11、VP19、VP27、…、VP995、VP1003、VP1011、およびVP1019の128(27)個のグレー電圧を受信する。これによって、第2デコーダー30324に含まれるスイッチの個数は28−2(=27+26+25+24+23+22+21)個になる。
図10は本発明の第1実施例による第3デコーダー30326を示した図面である。図10で、VP(−1)は基準階調電圧生成部400で生成されて供給される電圧であって、Vcomより多少低いか高い電圧であって、下記の数式1で定義される。
(数1)
VP0=VP(−1)+(VP3−VP(−1))*(1/4)
(数1)
VP0=VP(−1)+(VP3−VP(−1))*(1/4)
つまり、VP(−1)はVP0よりVP1−VP0だけ低い電圧である。
図10に示したように、本発明の第1実施例による第3デコーダー30326は、第4ビットから第10ビットまでの7個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP(−1)乃至VP1023のうちの一つのグレー電圧を選択して電圧(VD3)に出力する。ここで、第3デコーダー30326は、VP15からグレーレベルの差が16ずつの電圧差を有するグレー電圧、つまりVP15、VP31、VP47、…、VP991、VP1007、およびVP1023とVP(−1)の128(27)個のグレー電圧を受信するが、入力されるグレー電圧のうちの最低電圧であるVP(−1)および最高電圧であるVP1023を除いた他の電圧をそれぞれ二つのスイッチを通して受信する形態に形成される。これによって、第3デコーダー30326に含まれるスイッチの個数は28−2(=27+26+25+24+23+22+21)個になる。
ここで、本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326にそれぞれ入力される最低電圧の間の関係は、次の通りである。つまり、第1デコーダー30322に入力される最低電圧(VP7)は、第2デコーダー30324に入力される最低電圧(VP3)よりグレーレベルが4だけ高い電圧であり、第3デコーダー30326に入力される最低電圧(VP(−1))は、第2デコーダー30324に入力される最低電圧(VP3)よりグレーレベルが4だけ低い電圧になるように設定される。また、本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326から出力される電圧(VD1´´〜VD3´´)は、デジタル映像信号(DAT)の第4ビットから第10ビットまでの7個のビットのビット値にそれぞれ対応して相互間に常にグレーレベル4ずつの電圧差を有する。
次に、本発明の実施例による選択電圧出力部30328を図11を参照して説明する。
図11は本発明の実施例による選択電圧出力部30328を概略的に示した図面である。参考として、図11で、選択電圧出力部30328に含まれるスイッチ(SW1〜SW10)は全て同一なタイプのスイッチ、つまりNタイプ電界効果トランジスタで形成される。一方、スイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)は全てPタイプ電界効果トランジスタで形成されることもでき、この時には、各スイッチ(SW1〜SW10)の制御電極に入力される信号は全て反転されなければならない。ここで、選択電圧出力部30328に含まれるスイッチ(SW1〜SW10)を全て同一なタイプで形成するのは、本発明の実施例による選択電圧出力部30328に含まれるスイッチ(SW1〜SW10)のレイアウト面積の減少のためである。
図11に示したように、本発明の実施例による選択電圧出力部30328は、複数のスイッチ(SW1〜SW10)を含む。複数のスイッチ(SW1〜SW10)のそれぞれは10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第3ビットおよび第4ビットのビット値によってオン/オフ駆動されて、第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326から入力される電圧(VD1〜VD3)の中から二つの電圧を選択して出力する。第3ビットおよび第4ビットのビット値によって選択電圧出力部30328が出力する上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を下記の表1に示した。参考として、表1で、データ<4>およびデータ<3>はそれぞれラッチ302から出力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第4ビットおよび第3ビットのビット値を示す。
本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326から出力される電圧(VD1〜VD3)の相互間には常にグレーレベルが4ずつ差異が生じるので、本発明の実施例による選択電圧出力部30328が出力する二つの電圧(VH、VL)は相互間にグレーレベル4ずつの電圧差を有する。
次に、本発明の第1実施例による出力電圧生成部3034を図12を参照して説明する。
図12は本発明の第1実施例による出力電圧生成部3034を示した図面である。図12に示したように、本発明の第1実施例による出力電圧生成部3034は、複数のスイッチ(SW11〜SW17)を含み、選択電圧出力部30328から入力される上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を利用して四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)を生成して出力電圧増幅部304に出力する。
複数のスイッチ(SW12〜SW17)は、ラッチ302から入力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの上位および下位電圧生成部3032で利用される第3ビットから第10ビットまでを除いた2個のビット、つまり第1ビットおよび第2ビットのビット値によってオン/オフ駆動される。そして、スイッチ(SW11)は常にオン状態を維持する。
具体的に、スイッチ(SW11)は、一端に入力される上位電圧(VH)を第1電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW12)は、第1および第2ビットのビット値が「01」、「10」、および「11」である時にオンされて、一端に入力される上位電圧(VH)を第2電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW13)は、第1および第2ビットのビット値が「00」である時にオンされて、一端に入力される下位電圧(VL)を第2電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW14)は、第1および第2ビットのビット値が「10」および「11」である時にオンされて、一端に入力される上位電圧(VH)を第3電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW15)は、第1および第2ビットのビット値が「00」および「01」である時にオンされて、一端に入力される下位電圧(VL)を第3電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW16)は、第1および第2ビットのビット値が「11」である時にオンされて、一端に入力される上位電圧(VH)を第4電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW17)は、第1および第2ビットのビット値が「00」、「01」、および「10」である時にオンされて、一端に入力される下位電圧(VL)を第4電圧出力端に伝達する。
図12で、本発明の第1実施例による出力電圧生成部3034が生成する四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)は、下記のI乃至IVの四つの場合のうちの一つに決定される。
第1および第2ビットのビット値が全て「0」である時、
Va=上位電圧(VH)、Vb=Vc=Vd=下位電圧(VL)
II 第1ビットが「1」であり、第2ビットが「0」である時、
Va=Vb=上位電圧(VH)、Vc=Vd=下位電圧(VL)
III 第1ビットが「0」であり、第2ビットが「1」である時、
Va=Vb=Vc=上位電圧(VH)、Vd=下位電圧(VL)
IV 第1および第2ビットのビット値が全て「1」である時、
Va=Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)
Va=上位電圧(VH)、Vb=Vc=Vd=下位電圧(VL)
II 第1ビットが「1」であり、第2ビットが「0」である時、
Va=Vb=上位電圧(VH)、Vc=Vd=下位電圧(VL)
III 第1ビットが「0」であり、第2ビットが「1」である時、
Va=Vb=Vc=上位電圧(VH)、Vd=下位電圧(VL)
IV 第1および第2ビットのビット値が全て「1」である時、
Va=Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)
図13は本発明の実施例による出力電圧増幅部304を概略的に示した図面である。参考として、図13では、トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24、SW31、SW32、SW33、SW34)を全てNタイプ電界効果トランジスタで示したが、これとは異なって、トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24、SW31、SW32、SW33、SW34)は全てPタイプ電界効果トランジスタで形成されることもできる。また、トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24、SW31、SW32、SW33、SW34)は同一な役割を果たす他のスイッチで実現されることもできる。
図13に示したように、本発明の実施例による出力電圧増幅部304は、出力増幅器を含む。出力増幅器の二つの入力端のうちの一つの入力端は四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)によって駆動される4個のトランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)を含み、他の一つの入力端はフィードバック信号(Vx)によって駆動される4個のトランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)を含む。ここで、出力電圧(Vout)は、データ線(D1−Dm)を通じて画素110に印加される階調電圧であり、フィードバック信号(Vx)は、出力端を通して出力中の出力電圧(Vout)と同一である。
トランジスタ(SW21)およびトランジスタ(SW31)の一端は続点(N1)を有し、電流源(I1)を通じてVSS電圧を供給する電源(VSS)に連結される。トランジスタ(SW22)およびトランジスタ(SW32)の一端は続点(N2)を有し、電流源(I2)を通じてVSS電圧を供給する電源(VSS)に連結される。トランジスタ(SW23)およびトランジスタ(SW33)の一端は続点(N3)を有し、電流源(I3)を通じてVSS電圧を供給する電源(VSS)に連結される。そして、トランジスタ(SW24)およびトランジスタ(SW34)の一端は続点(N4)を有し、電流源(I4)を通じてVSS電圧を供給する電源(VSS)に連結される。
トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)それぞれの一端に流れる電流(Ia、Ib、Ic、Id)は、トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)のゲートに入力される四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)のレベルに比例する。トランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)は、全て同一なフィードバック信号(Vx)をゲート電極で受信して駆動されるが、トランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)それぞれの一端に印加される電圧(Vx1、Vx2、Vx3、Vx4)は電流(Ia、Ib、Ic、Id)により変化し、これによって出力電圧(Vout)が変化する。つまり、トランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)それぞれの一端に印加される電圧(Vx1、Vx2、Vx3、Vx4)が変化することによって、同一なゲート制御電圧(Vx)によって駆動されるトランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)の一端に流れる電流(Ixa、Ixb、Ixc、Ixd)が変化する。出力増幅器の出力端は、トランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)の他端に共通で接点を有するので、トランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)の一端に流れる電流(Ixa、Ixb、Ixc、Ixd)が変化することによって、VSS電圧を供給する電源(VSS)および出力増幅器の出力端の間の電圧差の変動によって出力電圧(Vout)が変化する。
即ち、本発明の第1実施例による出力電圧生成部3034が生成する四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)が先に言及したI乃至IVの四つの場合のうちのいずれの場合に該当するかによって出力電圧(Vout)のレベルが変更される。具体的に、選択電圧出力部30328から出力される上位電圧(VH)および下位電圧(VL)の間の電圧差をΔと仮定すれば、出力電圧(Vout)は、I乃至IVの四つ場合に対して次のa)乃至d)のように上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を合成した値になる。
a)If、Va=上位電圧(VH)、Vb=Vc=Vd=下位電圧(VL)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+(Δ/4)*上位電圧(VH)
b)If、Va=Vb=上位電圧(VH)、Vc=Vd=下位電圧(VL)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+(2Δ/4)*上位電圧(VH)
c)If、Va=Vb=Vc=上位電圧(VH)、Vd=下位電圧(VL)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+3Δ/4*上位電圧(VH)
d)If、Va=Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=上位電圧(VH)
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+(Δ/4)*上位電圧(VH)
b)If、Va=Vb=上位電圧(VH)、Vc=Vd=下位電圧(VL)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+(2Δ/4)*上位電圧(VH)
c)If、Va=Vb=Vc=上位電圧(VH)、Vd=下位電圧(VL)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+3Δ/4*上位電圧(VH)
d)If、Va=Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=上位電圧(VH)
本発明の実施例による選択電圧出力部30328が出力する二つの電圧(VH、VL)は、相互間にグレーレベル4ずつの電圧差を有するので、本発明の実施例による出力電圧増幅部304は、デジタル映像信号(DAT)に対応する全てのグレーレベルを出力することができる。
以下、出力電圧(Vout)がI乃至IVの四つの場合に対応して前記a)乃至d)のように上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を合成した値になる理由について説明する。
まず、ゲート入力電圧およびこれに対応してトランジスタの一端に流れる電流を数式で示すと、下記の数式2の通りである。
(数2)
I=μCox(W/L)[(Vgs−Vt)Vds−1/2Vds2]
(数2)
I=μCox(W/L)[(Vgs−Vt)Vds−1/2Vds2]
(ここで、Wはトランジスタのチャンネルの幅、Lはトランジスタのチャンネルの長さ、Vgsはトランジスタのゲートソース間の電圧差、Vtはトランジスタのしきい電圧、Vdsはトランジスタのドレインソース間の電圧差、Coxはオキシドキャパシタンス(Oxide capacitance)、μは電荷移動度である。)
一方、数式2に示したトランジスタの一端に流れる電流(I)は、トランジスタのドレインおよびソースの間の電圧差の変化量に対応する電流(I)の変化量で示すと、下記の数式3のように示すことができる。
(数3)
δI=μCox(W/L)[(Vgs−Vt)(δVds)−1/2(δVds2)]
(ここで、δは変化量、αは定数である。)
(数3)
δI=μCox(W/L)[(Vgs−Vt)(δVds)−1/2(δVds2)]
(ここで、δは変化量、αは定数である。)
数式3で、1/2(δVds2)は非常に小さい値であるため、これを無視して、μCox(δVds)を定数αで示すと、電流(I)の変化量δIは下記の数式4のように示すことができる。
(数4)
δI≒α(W/L)(Vgs−Vt)
(数4)
δI≒α(W/L)(Vgs−Vt)
数式4を利用して、四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)それぞれに対応してトランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)それぞれの一端に流れる電流(Ia、Ib、Ic、Id)を示すと、下記の数式5の通りである。
(数5)
Ia=α(W21/L21)(Va−Vx1−Vt21)、
Ib=α(W22/L22)(Vb−Vx2−Vt22)、
Ic=α(W23/L23)(Vc−Vx3−Vt23)、
Id=α(W24/L24)(Vd−Vx4−Vt24)
(数5)
Ia=α(W21/L21)(Va−Vx1−Vt21)、
Ib=α(W22/L22)(Vb−Vx2−Vt22)、
Ic=α(W23/L23)(Vc−Vx3−Vt23)、
Id=α(W24/L24)(Vd−Vx4−Vt24)
また、フィードバック信号(Vx)によって駆動される4個のトランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)それぞれの一端に流れる電流(Ixa、Ixb、Ixc、Ixd)を数式4を利用して示すと、下記の数式6の通りである。
(数6)
Ixa=α(W31/L31)(Vx−Vx1−Vt31)、
Ixb=α(W32/L32)(Vx−Vx2−Vt32)、
Ixc=α(W33/L33)(Vx−Vx3−Vt33)、
Ixd=α(W34/L34)(Vx−Vx4−Vt34)
(数6)
Ixa=α(W31/L31)(Vx−Vx1−Vt31)、
Ixb=α(W32/L32)(Vx−Vx2−Vt32)、
Ixc=α(W33/L33)(Vx−Vx3−Vt33)、
Ixd=α(W34/L34)(Vx−Vx4−Vt34)
一方、出力電圧増幅器の二つの入力端は、電流ミラー(current mirror)の構造に形成され、これによってトランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)それぞれの一端に流れる電流の和は、トランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)それぞれの一端に流れる電流の和と同一であり、これを数式7に示した。
(数7)
Ia+Ib+Ic+Id=Ixa+Ixb+Ixc+Ixd
(数7)
Ia+Ib+Ic+Id=Ixa+Ixb+Ixc+Ixd
出力電圧増幅器の二つの入力端を形成するトランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)およびトランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)それぞれのチャンネルの幅(W)、チャンネルの長さ(L)、およびしきい電圧(Vt)が同一に形成されると仮定して、これを数式で示すと、下記の数式8の通りである。
(数8)
W21=W22=W23=W24=W31=W32=W33=W34、
L21=L22=L23=L24=L31=L32=L33=L34、
Vt21=Vt22=Vt23=Vt24=Vt31=Vt32=Vt33=Vt34
(数8)
W21=W22=W23=W24=W31=W32=W33=W34、
L21=L22=L23=L24=L31=L32=L33=L34、
Vt21=Vt22=Vt23=Vt24=Vt31=Vt32=Vt33=Vt34
数式8を数式5乃至数式7に代入すれば、フィードバック信号(Vx)およびデコーダーから出力される複数の電圧(Va、Vb、Vc、Vd)の間の関係は、数式9の通りである。
(数9)
Vx=(Va+Vb+Vc+Vd)/4
(数9)
Vx=(Va+Vb+Vc+Vd)/4
この時、Δは上位電圧(VH)から下位電圧(VL)を引き算演算した値と同一であって、これによってI乃至IVの四つの場合に対応する出力電圧(Vout)は前記a)乃至d)のように示される。
以下、a)乃至d)それぞれの場合に対して、図2に示した従来の韓国登録特許10−0336683に提示された出力増幅器および図13に示した本発明の実施例による出力増幅器の出力電圧(Vout)を図14を参照して比較する。参考として、図2に示した従来の韓国登録特許10−0336683に提示された出力増幅器および図13に示した本発明の実施例による出力増幅器は、全てI乃至IVの四つの場合に前記a)乃至d)のような出力電圧(Vout)を出力するためのものである。
図14aは従来の出力増幅器の出力電圧(Vout)を示した波形図であり、図14bは本発明の実施例による出力増幅器の出力電圧(Vout)を示した波形図である。
図14aおよび図14bに示したように、本発明の実施例による出力増幅器の出力電圧(Vout)は、上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を合成して生成しようとする中間電圧を正確に生成することができるが、従来の韓国登録特許10−0336683に提示された出力増幅器は、正確な中間電圧の生成が行われず、これは次のような理由によるものである。
まず、前記I乃至IVの四つの場合それぞれに対して、図2に示した従来の韓国登録特許10−0336683に提示された出力増幅器の接点(Na)に印加される電圧がそれぞれVs1、Vs2、Vs3、およびVs4のように互いに異なる電圧に変化するようになる。この時、トランジスタ(S1、S2、S3、S4)それぞれの一端に流れる電流(Ia、Ib、Ic、Id)は、次のe)乃至h)の通りである。
e)Ia=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)、Ib=Ic=Id=α(W1/L1)(VL−Vs1−Vt)、
f)Ia=Ib=α(W1/L1)(VH−Vs2−Vt)、Ic=Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
g)Ia=Ib=Ic=α(W1/L1)(VH−Vs3−Vt)、Id=α(W1/L1)(VL−Vs3−Vt)、
h)Ia=Ib=Ic=Id=α(W1/L1)(VH−Vs4−Vt)
f)Ia=Ib=α(W1/L1)(VH−Vs2−Vt)、Ic=Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
g)Ia=Ib=Ic=α(W1/L1)(VH−Vs3−Vt)、Id=α(W1/L1)(VL−Vs3−Vt)、
h)Ia=Ib=Ic=Id=α(W1/L1)(VH−Vs4−Vt)
前記e)乃至h)に示したように、図2に示した従来の韓国登録特許10−0336683に提示された出力増幅器は、同一な電圧が入力されても場合によって電流(Ia、Ib、Ic、Id)量が異なるようになる。これによって、図14aに示したように、出力電圧(Vout)が上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を合成して生成しようとする正確な中間電圧にならない。
一方、本発明の実施例による出力増幅器は、従来の韓国登録特許10−0336683に提示された出力増幅器とは異なって、トランジスタ(SW21、SW31)、トランジスタ(SW22、SW32)、トランジスタ(SW23、SW33)、およびトランジスタ(SW24、SW34)がそれぞれ電流源(I1、I2、I3、I4)に別途に連結される構造に形成される。これによって、トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)のうちの上位電圧(VH)をゲート電極で受信するトランジスタ、電流源(I1、I2、I3、I4)、およびトランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)の間の接点に印加される電圧は常にVs1で一定である。同様に、トランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)のうちの下位電圧(VH)をゲート電極で受信するトランジスタ、電流源(I1、I2、I3、I4)、およびトランジスタ(SW31、SW32、SW33、SW34)の間の接点に印加される電圧は常にVs2で一定である。つまり、前記I乃至IVの四つの場合それぞれに対して、本発明の実施例による出力増幅器のトランジスタ(SW21、SW22、SW23、SW24)それぞれの一端に流れる電流(Ia、Ib、Ic、Id)は、次のi)乃至l)の通りである。これによって、図14bに示したように、本発明の実施例による出力増幅器の出力電圧(Vout)は、上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を合成して生成しようとする中間電圧を正確に生成するようになる。
i)Ia=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)、Ib=Ic=Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
j)Ia=Ib=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)、Ic=Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
k)Ia=Ib=Ic=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)、Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
l)Ia=Ib=Ic=Id=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)
j)Ia=Ib=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)、Ic=Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
k)Ia=Ib=Ic=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)、Id=α(W1/L1)(VL−Vs2−Vt)、
l)Ia=Ib=Ic=Id=α(W1/L1)(VH−Vs1−Vt)
一方、デジタル映像信号(DAT)が「0000000100」である時の本発明の実施例による出力増幅器の出力電圧(Vout)は、次の通りである。デジタル映像信号(DAT)が「0000000100」であれば、第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326からそれぞれ出力される電圧(VD1〜VD3)はそれぞれVP7、VP3、およびVP(−1)になり、選択電圧出力部30328から出力される上位電圧(VH)および下位電圧(VL)はそれぞれVP7およびVP3になる。この時、出力電圧生成部3034から出力される四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)のうちのVaはVP7になり、Vb、Vc、およびVdは全てVP3になるので、前記a)の場合と同一であり、これによって出力電圧(Vout)はVP3+(Δ/4)*VP7になる。ここで、上位電圧(VH)および下位電圧(VL)の間の電圧差であるΔはVP7−VP3であるため、(Δ/4)はVP4−VP3と同一であり、出力電圧(Vout)はVP4になる。
下記の表2は、デジタル映像信号(DAT)に対応する出力電圧増幅部304の出力電圧(Vout)を示したものである。参考として、表2で、Data<10:5>、Data<4>、Data<3>、およびData<2:1>はそれぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第10ビットから第5ビットまでのビット値、第4ビットのビット値、第3ビットのビット値、および第2ビットから第1ビットのビット値を示す。
表2に示したように、第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326からそれぞれ出力される電圧(VD1〜VD3)は、10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第4ビットから第10ビットまでのビット値に対応する。つまり、デジタル映像信号(DAT)の第4ビットから第10ビットまでのビット値が「0000000」であれば、電圧(VD1〜VD3)はそれぞれVP7、VP3、およびVP(−1)になり、デジタル映像信号(DAT)の第4ビットから第10ビットまでのビット値が「1111111」であれば、電圧(VD1〜VD3)はそれぞれVP1015、VP1019、およびVP1023になる。
前述した本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303および出力電圧増幅部304に含まれるスイッチの個数は、次の通りである。
第1デコーダー30322に含まれるスイッチの個数は126(=27−2)個であり、第2デコーダー30324および第3デコーダー30326に含まれるスイッチの個数はそれぞれ254(=28−2)個である。そして、選択電圧出力部30328に含まれるスイッチの個数は10個であり、出力電圧生成部3034に含まれるスイッチの個数は7(=(2*22)−1)個である。
つまり、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303および出力電圧増幅部304に含まれるスイッチの総数は651(=126+254+254+10+7)個で、図1に示した一般的なデコーダーで2046個のスイッチを利用しなければならなかったのに比べて顕著に少ない個数のスイッチを含む。これによって液晶表示装置の実現費用および実現面積を減少させることができる。
基準階調電圧生成部400で生成するVP(−1)は、全て本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303を利用して生成される電圧(VH、VL)を合成してラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)に対応する全ての階調電圧を生成するためのものである。
つまり、表2で、選択電圧出力部30328から出力される上位電圧(VH)および下位電圧(VL)の間にはグレーレベル4ずつの電圧差が存在する。出力電圧生成部3034および出力電圧増幅部304は、上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を利用して上位電圧(VH)および下位電圧(VL)そのものまたは上位電圧(VH)および下位電圧(VL)の間の電圧を階調電圧として生成して出力バッファー305を通じてデータ線に印加する。例えば、表2で、デジタル映像信号(DAT)が「00000000XX」(ここで、Xは「0」または「1」)である場合、上位電圧(VH)および下位電圧(VL)はそれぞれVP3およびVP(−1)になり、データ線に印加される階調電圧は、デジタル映像信号(DAT)の下位2ビットのビット値によってVP3およびVP(−1)を合成した結果であるVP0、VP1、VP2、およびVP3のうちのいずれか一つになる。
一方、図8乃至図10に示した本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326は、基準階調電圧生成部400から210個のグレー電圧(VP0〜VP1023)およびVP(−1)が印加されて駆動されるデコーダーを示したものである。もし、基準階調電圧生成部400がVP(−1)の代わりにVP2mを生成するように設定される場合、データ線に印加される階調電圧は、基準階調電圧生成部400がVP(−1)を生成する場合と同様にデジタル映像信号(DAT)の下位2ビットのビット値によってVP4およびVP0を合成した結果であるVP0、VP1、VP2、およびVP3のうちのいずれか一つとなって、結論的に同一に駆動される。このために、基準階調電圧生成部400から第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326にそれぞれ入力されるグレー電圧が変化しなければならず、これを図15乃至図17を参照して説明する。
図15乃至図17で、VP0、VP4、VP8、…、VP1008、VP1012、VP1016、およびVP1020のそれぞれは基準階調電圧生成部400から入力される基準階調電圧(Vcom〜VDD)のうちの電圧(Vgma)から電圧(VDD)を210+1個の抵抗(R1〜R1024)で分圧して生成される210個のグレー電圧(VP0〜VP1023)のうちの一つを示す。ここで、電圧(Vgma)は、図8乃至図10に示した本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326と同様に共通電圧Vcomより所定のレベルだけ高い電圧である。一方、図15乃至図17で、本発明の第2実施例による第1乃至第3デコーダー30322´、30324´、30326´に含まれるスイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)は、全て同一なタイプのスイッチ、つまりPタイプ電界効果トランジスタで形成される。一方、スイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)は、全てNタイプ電界効果トランジスタで形成されることもでき、この時には、各スイッチ(D4N、D4P、D5N、D5P、D6N、D6P、…、D10N、D10P)に入力される信号は全て反転されなければならない。また、図15乃至図17で、D10NおよびD10Pは、それぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの最上位ビットである第10ビットのビット値および第10ビットのビット値の反転信号によってオン/オフ駆動されるスイッチを示す。同様に、D6N、D5N、およびD4Nは、それぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第6ビット、第5ビット、および第4ビットのビット値によってオン/オフ駆動されるスイッチを示し、D6P、D5P、およびD4Pは、それぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第6ビット、第5ビット、および第4ビットのビット値の反転信号によってオン/オフ駆動されるスイッチを示す。
図15は本発明の第2実施例による第1デコーダー30322´を示した図面であり、図16は本発明の第2実施例による第2デコーダー30324´を示した図面である。
図15に示したように、本発明の実施例による第1デコーダー30322´は、第5ビットから第10ビットまでの6個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP8乃至VP1016のうちの一つのグレー電圧を選択して電圧(VD1´)として出力する。ここで、第1デコーダー30322´は、VP8からグレーレベルの差が16ずつのグレー電圧、つまりVP8、VP24、VP40、VP56、…、VP968、VP984、VP1000、およびVP1016の64(26)個のグレー電圧を受信する。これによって、第1デコーダー30322´に含まれるスイッチの個数は27−2(=26+25+24+23+22+21)個になり、これは図8に示した本発明の第1実施例による第1デコーダー30322に含まれるスイッチの個数と同一である。
図16に示したように、本発明の実施例による第2デコーダー30324は、第4ビットから第10ビットまでの7個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP4乃至VP1020のうちの一つのグレー電圧を選択して電圧(VD2´)として出力する。ここで、第2デコーダー30324は、VP4からグレーレベルの差が8ずつのグレー電圧、つまりVP4、VP12、VP20、VP28、…、VP996、VP1004、VP1012、およびVP1020の128(27)個のグレー電圧を受信する。これによって、第2デコーダー30324に含まれるスイッチの個数は28−2(=27+26+25+24+23+22+21)個になり、これは図9に示した本発明の第1実施例による第2デコーダー30324に含まれるスイッチの個数と同一である。
図17は本発明の第2実施例による第3デコーダー30326´を示した図である。
図17で、VP1024は基準階調電圧生成部400から入力される電圧であって、VDDより多少低い電圧であり、下記の数式10のように定義される。
(数10)
VP1021=VP1020+(VP1024−VP1020)*(1/4)
(数10)
VP1021=VP1020+(VP1024−VP1020)*(1/4)
つまり、VP1024はVP1023よりVP1023−VP1022だけ高い電圧である。
参考として、数式1および数式10を通して定義したVP(−1)およびVP1024は、210+1個の抵抗(R1〜R1024)で分圧して生成することができる210個のグレー電圧(VP0〜VP1023)に含まれない電圧である。特に、VP1024は、前述した基準階調電圧生成部400で生成されるVP2mにm=10を代入したものである。
図17に示したように、本発明の第2実施例による第3デコーダー30326´は、第4ビットから第10ビットまでの7個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP0乃至VP1024のうちの一つのグレー電圧を選択して電圧(VD3´)として出力する。ここで、第3デコーダー30326´は、VP0からグレーレベルの差が16ずつのグレー電圧、つまりVP0、VP16、VP32、…、VP992、およびVP1008とVP1024の128(27)個のグレー電圧を受信するが、入力されるグレー電圧のうちの最低電圧であるVP0および最高電圧であるVP1024を除いた他の電圧をそれぞれ二つのスイッチを通して受信する形態に形成される。これによって、本発明の第2実施例による第3デコーダー30326´に含まれるスイッチの個数は図10に示した本発明の第1実施例による第3デコーダー30326と同一に28−2(=27+26+25+24+23+22+21)個になる。
ここで、本発明の第2実施例による第1乃至第3デコーダー30322´、30324´、30326´にそれぞれ入力される最低電圧の間の関係は、次の通りである。つまり、第1デコーダー30322´に入力される最低電圧(VP8)は、第2デコーダー30324´に入力される最低電圧(VP4)よりグレーレベルが4だけ高い電圧であり、第3デコーダー30326´に入力される最低電圧(VP0)は第2デコーダー30324´に入力される最低電圧(VP4)よりグレーレベルが4だけ低い電圧になるように設定される。また、本発明の第2実施例による第1乃至第3デコーダー30322´、30324´、30326´から出力される電圧(VD1´〜VD3´)は、デジタル映像信号(DAT)の第4ビットから第10ビットまでの7個のビットのビット値それぞれに対応して相互間に常にグレーレベル4ずつの電圧差を有する。
一方、図12に示した本発明の第1実施例による出力電圧生成部3034は、本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326を含む上位および下位電圧生成部3032から出力される上位および下位電圧(VH、VL)に適合するように設定されたものである。図15乃至図17に示した本発明の第2実施例による第1乃至第3デコーダー30322´、30324´、30326´を利用する場合、出力電圧生成部3034の構造も変更されなければならず、これを図18を参照して説明する。
図18は本発明の第2実施例による出力電圧生成部3034´を示した図面である。図18に示したように、本発明の第2実施例による出力電圧生成部3034´は、複数のスイッチ(SW11´〜SW17´)を含み、選択電圧出力部30328から入力される上位電圧および下位電圧を利用して生成される四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)を出力電圧増幅部304に出力する。
複数のスイッチ(SW12´〜SW17´)は、ラッチ302から入力される10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの上位および下位電圧生成部3032で利用される上位8ビットを除いた2個のビット、つまり第1ビットおよび第2ビットのビット値によってオン/オフ駆動される。そして、スイッチ(SW11´)は常にオンの状態を維持する。
具体的に、スイッチ(SW11´)は、一端に入力される下位電圧(VL)を第1電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW12´)は、第1および第2ビットのビット値が「00」、「01」、および「10」である時にオンされて、一端に入力される下位電圧(VL)を第2電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW13´)は、第1および第2ビットのビット値が「11」である時にオンされて、一端に入力される上位電圧(VH)を第2電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW14´)は、第1および第2ビットのビット値が「00」および「01」である時にオンされて、一端に入力される下位電圧(VL)を第3電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW15´)は、第1および第2ビットのビット値が「10」および「11」である時にオンされて、一端に入力される上位電圧(VH)を第3電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW16´)は、第1および第2ビットのビット値が「00」である時にオンされて、一端に入力される下位電圧(VL)を第4電圧出力端に伝達する。スイッチ(SW17´)は、第1および第2ビットのビット値が「01」、「10」、および「11」である時にオンされて、一端に入力される上位電圧(VH)を第4電圧出力端に伝達する。
図18で、本発明の第2実施例による出力電圧生成部3034´が生成する四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)は、下記のV乃至VIIIの四つの場合のうちの一つに決定される。
V 第1および第2ビットのビット値が全て「0」である時、
Va=Vb=Vc=Vd=下位電圧(VL)
VI 第1ビットが「1」であり、第2ビットが「0」である時、
Va=Vb=Vc=下位電圧(VL)、Vd=上位電圧(VH)
VII 第1ビットが「0」であり、第2ビットが「1」である時、
Va=Vb=下位電圧(VL)、Vc=Vd=上位電圧(VH)
VIII 第1および第2ビットのビット値が全て「1」である時、
Va=下位電圧(VL)、Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)
Va=Vb=Vc=Vd=下位電圧(VL)
VI 第1ビットが「1」であり、第2ビットが「0」である時、
Va=Vb=Vc=下位電圧(VL)、Vd=上位電圧(VH)
VII 第1ビットが「0」であり、第2ビットが「1」である時、
Va=Vb=下位電圧(VL)、Vc=Vd=上位電圧(VH)
VIII 第1および第2ビットのビット値が全て「1」である時、
Va=下位電圧(VL)、Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)
この時、図13に示した本発明の実施例による出力電圧増幅部304の出力電圧(Vout)は、V乃至VIIIの四つの場合それぞれに対して次のm)乃至p)のように上位電圧(VH)および下位電圧(VL)を合成した値になる。
m)If、Va=Vb=Vc=Vd=下位電圧(VL)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)
n)If、Va=Vb=Vc=下位電圧(VL)、Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+(Δ/4)*上位電圧(VH)
o)If、Va=Vb=下位電圧(VL)、Vc=Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+2Δ/4*上位電圧(VH)
p)If、Va=下位電圧(VL)、Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+3Δ/4*上位電圧(VH)
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)
n)If、Va=Vb=Vc=下位電圧(VL)、Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+(Δ/4)*上位電圧(VH)
o)If、Va=Vb=下位電圧(VL)、Vc=Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+2Δ/4*上位電圧(VH)
p)If、Va=下位電圧(VL)、Vb=Vc=Vd=上位電圧(VH)、
Then、出力電圧(Vout)=下位電圧(VL)+3Δ/4*上位電圧(VH)
例えば、デジタル映像信号(DAT)が「0000000001」であれば、第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326´からそれぞれ出力される電圧(VD1´〜VD3´)はそれぞれVP8、VP4、およびVP0になり、選択電圧出力部30328から出力される上位電圧(VH)および下位電圧(VL)はそれぞれVP4およびVP0になる。この時、出力電圧生成部3034から出力される四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)のうちのVa、Vb、およびVcは全てVP0になり、VdはVP4になるので、前記のf)の場合と同一であり、これによって出力電圧(Vout)はVP0+(Δ/4)*VP4になる。ここで、上位電圧(VH)および下位電圧(VL)の間の電圧差であるΔはVP4−VP0であるため、(Δ/4)はVP1−VP0と同一であり、出力電圧(Vout)はVP1になる。
下記の表3は、本発明の第2実施例による第3デコーダー30326´および本発明の第2実施例による出力電圧生成部3034´を含む上位および下位電圧生成部3032を利用することによるデジタル映像信号(DAT)に対応する出力電圧増幅部304の出力電圧(Vout)を示したものである。参考として、表3で、Data<10:5>、Data<4>、Data<3>、およびData<2:1>はそれぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第10ビットから第5ビットまでのビット値、第4ビットのビット値、第3ビットのビット値、および第2ビットから第1ビットのビット値を示す。
表3に示したように、第1乃至第3デコーダー30322´、30324´、30326´からそれぞれ出力される電圧(VD1´〜VD3´)は、10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第4ビットから第10ビットまでのビット値に対応する。つまり、デジタル映像信号(DAT)の第4ビットから第10ビットまでのビット値が「0000000」であれば、電圧(VD1´〜VD3´)はそれぞれVP8、VP4、およびVP0になり、デジタル映像信号(DAT)の第4ビットから第10ビットまでのビット値が「1111111」であれば、電圧(VD1´〜VD3´)はそれぞれVP1016、VP1020、およびVP1024になる。
前記本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303に含まれるスイッチの個数は、図1に示した一般的なデコーダーに比べて少なく、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303および出力電圧増幅部304に含まれるスイッチの個数は、次の通りである。
第1デコーダー30322´に含まれるスイッチの個数は126(=27−2)個であり、第2デコーダー30324´および第3デコーダー30326´に含まれるスイッチの個数はそれぞれ254(=28−2)個である。そして、選択電圧出力部30328に含まれるスイッチの個数は10個であり、出力電圧生成部3034´に含まれるスイッチの個数は7(=(2*22)−1)個である。
つまり、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303および出力電圧増幅部304に含まれるスイッチの総数は651(=126+254+254+10+7)個で、図1に示した一般的なデコーダーで2046個のスイッチを利用しなければならなかったのに比べて非常に少ない個数のスイッチを含む。これによって、液晶表示装置の実現費用および実現面積を減少させることができる。
基準階調電圧生成部400で生成するVP(−1)およびVP2mは、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303を利用して生成される電圧(VH、VL)を合成してラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)に対応する全ての階調電圧を生成するためのものである。
一方、本発明の第1および第2実施例による第1乃至第3デコーダーがネガティブデコーダーで実現されると、第1乃至第3デコーダーはポジティブデコーダーで実現される場合と類似するが、共通電圧(Vcom)を基準にして負の電圧を出力するように形成される。もし、基準階調電圧生成部400が負の値(VSS〜Vcom)の基準階調電圧(VSS〜Vgma)およびVN(−1)を第3デコーダーに供給すれば、第1乃至第3デコーダーは図8乃至図10に示した本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダーと類似した構造に形成される。そして、基準階調電圧生成部400が負の値(VSS〜Vcom)の基準階調電圧(VSS〜Vgma)およびVN2mを第3デコーダーに供給すれば、第1乃至第3デコーダーは図14乃至図16に示した本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダーと類似した構造に形成される。この時、電圧(Vgma)は共通電圧Vcomより所定のレベルだけ低い電圧である。
前記本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303および出力電圧増幅部304は、ラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)のビット数(m)および電圧(Vo)を生成するために出力電圧生成部3034で利用される下位ビットのビット数(k)をそれぞれ10および2に特定して例示したものである。しかし、mおよびkのビット数は異なって設定されてもよく、以下ではmおよびkのビット数を特定せずに、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303および出力電圧増幅部304を一般化して説明する。
まず、第1デコーダー30322、30322´は、m−k−3ビットからmビットまでのm−k−2個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によって2m−k−2個のグレー電圧のうちの一つを選択して電圧(VD1、VD1´)として出力する。この時、第1デコーダー30322、30322´に含まれるスイッチの個数は2m−k−1−2(=2m−k−2+…+22+21)個になる。
第2デコーダー30324、30324´は、m−k−2ビットからmビットまでのm−k−1個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によって2m−k−1個のグレー電圧のうちの一つを選択して電圧(VD2、VD2´)として出力する。この時、第2デコーダー30324、30324´に含まれるスイッチの個数は2m−k−2(=2m−k−1+…+22+21)個になる。
第3デコーダー30326、30326´は、m−k−2ビットからmビットまでのm−k−1個のビットを受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によって2m−k−1個のグレー電圧のうちの一つを選択して電圧(VD3、VD3´)として出力する。この時、第3デコーダー30326、30326´に含まれるスイッチの個数は2m−k−2(=2m−k−1+…+22+21)個になる。
一方、第3デコーダー30326、30326´に入力される2m−k−1個のグレー電圧のうちの一つは、VP(−1)、VN(−1)、VP2m、およびVN2mのうちの一つであり、VP(−1)またはVP2mはポジティブデコーダーに供給され、VN(−1)またはVN2mはネガティブデコーダーに供給されるのは前述した通りである。また、第1乃至第3デコーダーに入力される最小グレー電圧は、基準階調電圧生成部400で電圧(VP(−1)、VN(−1)、VP2m、VN2m)のうちのどれを生成するかによって異なるが、これも先に説明したものと同一であるので、追加的な説明はしない。
ここで、VP2mおよびVN2mを一般化して示すと、下記の数式11および12の通りである。
(数11)
VP(2m−3)=VP(2m−4)+(VP2m−VP(2m−4))*(1/4)
(数12)
VN(2m−3)=VN(2m−4)+(VN2m+VN(2m−4))*(1/4)
(数11)
VP(2m−3)=VP(2m−4)+(VP2m−VP(2m−4))*(1/4)
(数12)
VN(2m−3)=VN(2m−4)+(VN2m+VN(2m−4))*(1/4)
一方、第1デコーダーに入力される2m−k−2個のグレー電圧は、2k+2ずつのグレーレベルの差を有し、第2デコーダーに入力される2m−k−1個のグレー電圧は、2k+1ずつのグレーレベルの差を有する。そして、第2デコーダーに入力される2m−k−1個のグレー電圧は、2k+2ずつのグレーレベルの差を有する。
また、第1乃至第3デコーダーから出力されるグレー電圧を一般化して示すと、次の通りである。
第1デコーダー30324、30324´から出力されるグレー電圧はV(2(k+2)*X+C2)になり、第2デコーダー30324、30324´から出力されるグレー電圧はV(2(k+1)*Y+C1)になる。ここで、Xはラッチ302から入力されるmビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第m−k−3ビットから第mビットまでのm−k−2個のビットのビット値を10進数に変換した値であり、Yはラッチ302から入力されるmビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第m−k−2ビットから第mビットまでのm−k−1個のビットのビット値を10進数に変換した値である。
一方、第3デコーダー30326、30326´から出力されるグレー電圧は、第m−k−1ビットのビット値によって変化する。つまり、第m−k−1ビットのビット値が「0」であれば、第3デコーダー30326から出力されるグレー電圧はV(2(k+2)*X+C3)になり、第m−k−1ビットのビット値が「1」であれば、第3デコーダー30326から出力されるグレー電圧はV(2(k+2)*X+C4)になる。この時、C1、C2、C3、およびC4の間の関係を下記の数式13に示した。
(数13)
ΙC2−C1Ι=2k、
ΙC3−C1Ι=2k、
ΙC3−C4Ι=2(k+2)、
ΙC2−C3Ι=2(k+1)、ifC3<C4
ΙC2−C4Ι=2(k+1)、ifC3>C4
(数13)
ΙC2−C1Ι=2k、
ΙC3−C1Ι=2k、
ΙC3−C4Ι=2(k+2)、
ΙC2−C3Ι=2(k+1)、ifC3<C4
ΙC2−C4Ι=2(k+1)、ifC3>C4
一方、図11に示した本発明の実施例による選択電圧出力部30328は例示的なものであって、これと同一な動作をする他の形態の回路に代替されてもかまわない。
ここで、同一な動作とは、第m−k−2ビットのビット値によって第1乃至第3デコーダーから入力される電圧(VD1〜VD3)を下記のように選択して出力することをいう。つまり、第m−k−2ビットのビット値が「0」であれば、電圧(VD1〜VD3)の中から電圧レベルが低い二つの電圧を選択して出力し、第m−k−2ビットのビット値が「1」であれば、電圧(VD1〜VD3)の中から電圧レベルが高い二つの電圧を選択して出力する。
ここで、同一な動作とは、第m−k−2ビットのビット値によって第1乃至第3デコーダーから入力される電圧(VD1〜VD3)を下記のように選択して出力することをいう。つまり、第m−k−2ビットのビット値が「0」であれば、電圧(VD1〜VD3)の中から電圧レベルが低い二つの電圧を選択して出力し、第m−k−2ビットのビット値が「1」であれば、電圧(VD1〜VD3)の中から電圧レベルが高い二つの電圧を選択して出力する。
また、出力電圧生成部3034、3034´も例示的なものであって、電圧(Vo)の個数は、四つの電圧(Va、Vb、Vc、Vd)より大きくなるように形成される。つまり、mビットのうちの下位kビットのビット値によって2k個の電圧を出力する形態に形成されるが、これを一般化すれば、下記の2種類の場合(q、r)のうちの一つになる。
q.下位kビットのビット値を10進数に変換した値(s)に対応して、
If、s=「0」、2k個の下位電圧出力。
If、s=「1」、1個の上位電圧および2k−1個の下位電圧出力。
If、s=「2」、2個の上位電圧および2k−2個の下位電圧出力。
If、s=「2k−2」、2k−2個の上位電圧および2個の下位電圧出力。
If、s=「2k−1」、2k−1個の上位電圧(VH)および1個の下位電圧(VL)出力。
If、s=「0」、2k個の下位電圧出力。
If、s=「1」、1個の上位電圧および2k−1個の下位電圧出力。
If、s=「2」、2個の上位電圧および2k−2個の下位電圧出力。
If、s=「2k−2」、2k−2個の上位電圧および2個の下位電圧出力。
If、s=「2k−1」、2k−1個の上位電圧(VH)および1個の下位電圧(VL)出力。
r.下位kビットのビット値を10進数に変換した値(s)に対応して、
If、s=「0」、1個の上位電圧および2k−1個の下位電圧出力。
If、s=「1」、2個の上位電圧および2k−2個の下位電圧出力。
If、s=「2k−3」、2k−2個の上位電圧および2k−3個の下位電圧出力。
If、s=「2k−2」、2k−1個の上位電圧(VH)および1個の下位電圧(VL)出力。
If、s=「2k−1」、2k個の上位電圧出力。
If、s=「0」、1個の上位電圧および2k−1個の下位電圧出力。
If、s=「1」、2個の上位電圧および2k−2個の下位電圧出力。
If、s=「2k−3」、2k−2個の上位電圧および2k−3個の下位電圧出力。
If、s=「2k−2」、2k−1個の上位電圧(VH)および1個の下位電圧(VL)出力。
If、s=「2k−1」、2k個の上位電圧出力。
この時、出力電圧生成部に含まれるスイッチの個数は(2*2k)−1になる。そして、本発明の実施例による出力電圧増幅部304の二つの入力端を形成するトランジスタの個数は、出力電圧生成部の出力電圧の個数に対応するように形成されなければならない。つまり、出力電圧生成部の出力電圧が2k個であれば、出力増幅器の入力端の一側および他側のスイッチもそれぞれ2k個に形成されなければならない。
前記本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326から出力される電圧(VD1〜VD3)の相互間の電圧差が4グレーレベルになるように設定し、出力電圧増幅部304を通じて電圧(VD1〜VD3)のうちの二つの電圧を合成して中間電圧を生成する。これは、前述した本発明の第2実施例による第1乃至第3デコーダー30322´、30324´、30326´を利用する場合にも同一である。これによって、本発明の実施例によるデータ駆動部300がデジタル映像信号(DAT)に対応する全てのグレーレベルを出力することができるのは、前述した通りである。
一方、抵抗(R1〜R1024)それぞれの抵抗値は全て同一ではなく、特に抵抗(R1〜R1024)のうちの電圧(Vgma)および電圧(VDD)を供給する電源に近接して形成される抵抗は、抵抗(R1〜R1024)に含まれる他の抵抗と比較する時、抵抗値の偏差が大きい。これは、液晶表示装置パネル100の特徴によるもので、電圧(Vgma)に近接した電圧(VP0、VP1、VP2、…)の間の電圧偏差および電圧(VDD)に近接した電圧(VP1023、VP1022、VP1021、…)の間の電圧偏差が電圧(VP0〜VP1023)に含まれる他の電圧の間の電圧偏差に比べて大きく設定されるためである。
このような電圧間の偏差によって、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303を利用して生成される4グレーレベルの電圧差を有する二つの電圧(VL、VH)を出力電圧増幅部304を通じて合成して出力される中間電圧および実際に出力しようとする電圧の間に大きな電圧誤差が発生することがある。このような電圧誤差の発生要因を除去するための本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´を図19を参照して説明する。
以下では、ラッチ302から入力されるデジタル映像信号(DAT)を10ビット、デジタル映像信号(DAT)のうちの電圧(Vo)を生成するために出力電圧生成部3034で利用される下位ビット数を2ビットに仮定して説明する。
図19は本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´を示した図面である。
図19に示したように、本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´は、上位および下位電圧生成部3032´、出力電圧生成部3034、および第4デコーダー3036を含む。参考として、出力電圧生成部3034は、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303に含まれる出力電圧生成部3034と同一に形成されるので、同一な図面符号で示して、追加的な説明は省略する。
まず、第4デコーダー3036は、ラッチ302から出力されるデジタル映像信号(DAT)を受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP0からVP(2n−1)までグレーレベルの差が1ずつの2n個のグレー電圧を受信する。ここで、nは2以上の自然数であって、デジタル映像信号(DAT)のビット数より小さい自然数に設定されなければならない。
また、第4デコーダー3036は、デジタル映像信号(DAT)に含まれるビット全体、つまり10ビットのうちのnの大きさに対応する個数のビットのビット値によってオン/オフ駆動されるスイッチを含むように形成される。
以下、nを「3」に仮定して、この時の第4デコーダー3036を図20を参照して説明する。図20で、VP0乃至VP7のそれぞれは基準階調電圧生成部400から入力される基準階調電圧(Vcom〜VDD)のうちの電圧(Vgma)から電圧(VDD)を210+1個の抵抗(R1〜R1024)で分圧して生成される210個のグレー電圧(VP0〜VP1023)のうちの一つを示す。ここで、電圧(Vgma)は本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303に含まれる第1乃至第3デコーダーでと同様に、共通電圧(Vcom)より所定のレベルだけ高い電圧である。一方、図20で、第4デコーダー3036に含まれるスイッチ(D1N、D1P、D2N、D2P、D3N、D3P)は、全て同一なタイプのスイッチ、つまりPタイプ電界効果トランジスタで形成される。一方、スイッチ(D1N、D1P、D2N、D2P、D3N、D3P)は、全てNタイプ電界効果トランジスタで形成されることもでき、この時には、各スイッチ(D1N、D1P、D2N、D2P、D3N、D3P)に入力される信号は全て反転されなければならない。また、図20で、D1NおよびD1Pはそれぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの最下位ビットである第1ビットのビット値および第1ビットのビット値の反転信号によってオン/オフ駆動されるスイッチを示す。同様に、D2NおよびD3Nは、それぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第2ビットおよび第3ビットのビット値によってオン/オフ駆動されるスイッチを示し、D2PおよびD3Pは、それぞれ10ビットのデジタル映像信号(DAT)のうちの第2ビットおよび第3ビットのビット値の反転信号によってオン/オフ駆動されるスイッチを示す。
図20は、nが「3」である時に、これに対応する本発明の実施例による第4デコーダー3036を例示した図面である。
図20に示したように、第4デコーダー3036は、デジタル映像信号(DAT)のうちの第1ビットから第3ビットまでの3個のビットを受信するように設定され、この時、第4デコーダー3036に含まれるスイッチの個数は24−2(=23+22+21)個になる。
第4デコーダー3036は、VP0からVP7までグレーレベルの差が1ずつのグレー電圧、つまりVPO、VP1、VP2、…、VP6、VP7の8(=23)個のグレー電圧を受信して、デジタル映像信号(DAT)のうちの第1ビットから第3ビットまでの3個のビットのビット値によってVP0乃至VP7のうちの一つのグレー電圧を選択的に出力する。
以下、本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´に含まれる上位および下位電圧生成部3032´を図21を参照して説明する。
図21は本発明の実施例による上位および下位電圧生成部3032´を例示した図面である。
図21に示したように、本発明の実施例による上位および下位電圧生成部3032´は、第5乃至第7デコーダー30322´´、30324´´、30326´´、および選択電圧出力部30328を含む。参考として、選択電圧出力部30328は、本発明の第1実施例によるデジタル/アナログ変換器303に含まれる選択電圧出力部30328と同一に形成されるので、同一な図面符号で示して、追加的な説明は省略する。
第5乃至第7デコーダー30322´´〜30226´´は、図8乃至図10で示した本発明の第1実施例による第1乃至第3デコーダー30322、30324、30326と非常に類似して形成されたので、異なる点だけを説明する。
第5デコーダー30322´´は、図8に示した本発明の第1実施例による第1デコーダー30322で、抵抗R7および抵抗R8の接点およびスイッチ(D5P)の一端に連結されるスイッチをさらに一つ含む。このスイッチは、デジタル映像信号(DAT)のうちの第5デコーダー30322´´に入力される第3ビットのビット値が「0」であればターンオフされ、「1」であればターンオンされる。また、第6デコーダー30324´´は、図9に示した本発明の第1実施例による第2デコーダー30324で、抵抗R3および抵抗R4の接点に連結されるスイッチ(D4P)を除いたものと同一であり、第7デコーダー30326´´は、図10に示した本発明の第1実施例による第3デコーダー30326で、VP(−1)電圧を受信するスイッチ(D4P)を除いたものと同一である。これは、第4デコーダー3036に入力されるグレー電圧および第5乃至第7デコーダー30322´´〜30226´´に入力されるグレー電圧が重ならないようにするためである。
本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´は、次の通り動作する。
第4デコーダー3036は、デジタル映像信号(DAT)のうちの第1ビットから第3ビットまでの3個のビットのうちの少なくとも一つのビットのビット値が「1」である場合にだけグレー電圧を出力する。この時、上位および下位電圧生成部3032´および出力電圧生成部3034を通じて出力される電圧は存在せず、これによって第4デコーダー3036の出力電圧が本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´の出力電圧(Vo)になる。これとは反対に、デジタル映像信号(DAT)のうちの第1ビットから第3ビットまでの3個のビットのビット値が全て「"0」である場合、第4デコーダー3036は、グレー電圧を出力せず、この時には、上位および下位電圧生成部3032´および出力電圧生成部3034を通じて出力される電圧が本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´の出力電圧(Vo)になる。
一方、グレー電圧のうちのVP7は、第4デコーダー3036および第5デコーダー30322´´に共通で入力され、その理由を表2を参照して説明する。
デジタル映像信号(DAT)の第4ビットのビット値が「1」であり、第1乃至第3ビットのビット値が全て「0」である場合、第4デコーダー3036から出力されるグレー電圧は存在しない。これによって、第5乃至第7デコーダー30322´´〜30226´´の出力電圧(VD1´´〜VD3´´)を利用して生成された上位および下位電圧(VH、VL)を合成して出力電圧(Vout)を生成する。もし、第5デコーダー30322´´にVP7が入力されなければ、表2でデジタル映像信号(DAT)の第4ビットのビット値が「1」であり、第3ビットのビット値が「0」である場合、第5デコーダー30322´´から出力される電圧(VD1´´)はVP7にならない。これによって、表2のように、上位および下位電圧生成部3032´から出力される上位および下位電圧(VH、VL)、つまりVP11およびVP7を利用した電圧を合成することができず、電圧の合成による中間電圧VP8、VP9、およびVP10の生成は行われない。
一方、第4デコーダー3036は、VP1016からVP1023までグレーレベルの差が1ずつであるグレー電圧、つまりVP1O16、VP1017、VP1018、…、VP1022、VP1023の8(=23)個のグレー電圧を受信して、デジタル映像信号(DAT)のうちの第7ビットから第10ビットまでの3個のビットのビット値によってVP1016乃至VP1023のうちの一つのグレー電圧を選択的に出力するように設定されることもできる。また、第4デコーダー3036は、V0からV1023のうちのグレーレベルの差が1ずつである特定の8個の電圧、例えばVP511、VP512、VP513、…、VP517、VP518の8(=23)個のグレー電圧を受信して、デジタル映像信号(DAT)のうちの3個のビットのビット値によってVP511乃至VP518のうちの一つのグレー電圧を選択的に出力するように設定されることもできる。
一方、第4デコーダー3036および第5乃至第7デコーダー30322´´、30324´´、30226´´に共通で入力されるグレー電圧は、電圧の合成による中間電圧の生成のためのものであって、前記で言及したそれぞれの場合に対応して第4デコーダー3036および第5デコーダー30322´´に共通で入力されるグレー電圧は存在しないこともあり、第4デコーダー3036および第6デコーダー30324´´、または第4デコーダー3036および第7デコーダー30326´´に共通で入力されるグレー電圧が存在するのは当然である。
また、本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´は、第8デコーダー(図示せず)をさらに含むことができる。この場合、第4デコーダー3036は、VPO、VP1、VP2、…、VP6、VP7の8(=23)個のグレー電圧のうちのデジタル映像信号(DAT)の第1ビットから第3ビットまでの3個のビットのビット値に対応するグレー電圧を出力し、第8デコーダーは、VP1O16、VP1017、VP1018、…、VP1022、VP1023の8(=23)個のグレー電圧のうちのデジタル映像信号(DAT)の第7ビットから第10ビットまでの3個のビットのビット値に対応するグレー電圧を出力するように設定される。
また、本発明の第2実施例によるデジタル/アナログ変換器303´は、複数のデコーダー(図示せず)をさらに含むことができ、この場合、複数のデコーダーのそれぞれは、V0からV1023のうちのグレーレベルの差が1ずつである特定の8個の電圧のうちのデジタル映像信号(DAT)の3個のビットのビット値に対応するグレー電圧を出力するように設定される。
以上の内容は、nを「3」に仮定した時の第4デコーダー3036を説明したものである。
ここで、nは2以上の自然数であり、デジタル映像信号(DAT)のビット数より小さい自然数に設定されなければならない。
まず、第4デコーダー3036は、ラッチ302から出力されるデジタル映像信号(DAT)を受信して、入力されるビットそれぞれのビット値によってVP0からVP(2n−1)までグレーレベルの差が1ずつである2n個のグレー電圧を受信する。ここで、nは2以上の自然数であり、デジタル映像信号(DAT)のビット数より小さい自然数に設定されなければならない。
また、第4デコーダー3036は、デジタル映像信号(DAT)に含まれるビット全体、つまり10ビットのうちのnの大きさに対応する個数のビットのビット値によってオン/オフ駆動されるスイッチを含むように形成される。
一方、図8、図9、図10、図15、図16、図17、および図20で、本発明の第1および第2実施例による第1乃至第3デコーダー、および第4デコーダー3036は、それぞれ受信したデジタルデータ(DAT)のうちの最下位ビットから最上位ビットの順序に抵抗(R1〜R1024)に近接して形成されるスイッチのオン/オフを制御するように形成されるものとして示したが、これとは反対に形成されることもできる。
前記本発明の実施例による液晶表示装置は、データ駆動部300に含まれるスイッチの個数を減少させることによって、液晶表示装置の実現費用および実現面積を減少させることができる。
以上で、本発明の望ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も、本発明の権利範囲に属するものである。
Claims (35)
- 複数の走査信号を伝達する複数の走査線、複数のデータ信号を伝達する複数のデータ線、および前記複数の走査線および前記複数のデータ線によって定義される複数の画素を含む液晶表示パネル;
複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器;および
前記複数の基準階調電圧に基づいて外部から印加されるmビットの映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応して第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を合成して前記複数のデータ信号を生成し、生成された前記複数のデータ信号を前記複数の画素に印加するデータ駆動部;を含み、
前記データ駆動部は、
第1乃至第3デコーダーを含み、前記第1乃至第3デコーダーを利用して前記m−k個のビットのうちのm−k−2個以下のビットのビット値にそれぞれ対応する第3乃至第5階調電圧を生成し、前記第3乃至第5階調電圧の中から二つの電圧を選択して前記第1および第2階調電圧を生成するデジタル/アナログ変換器を含む、液晶表示装置。
(ここで、mは3以上の自然数、kはm−2より小さい自然数である。) - 前記デジタル/アナログ変換器は、
前記第3乃至第5階調電圧の中から前記m−k個のビットのうちの二つのビットのビット値に対応する二つの階調電圧を前記第1および第2階調電圧として選択して出力する選択電圧出力部;および
前記第1および第2階調電圧を利用して前記2k個の電圧を生成して出力する出力電圧生成部;をさらに含む、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記データ駆動部は、
データクロック信号に同期してイネイブル信号が出力される出力端子の位置をシフトするシフトレジスタ;
前記シフトレジスタによって出力される前記イネイブル信号に応答して順次に動作領域が選択され、前記選択された動作領域の前記映像信号を順次に記憶し、記憶された前記映像信号を前記デジタル/アナログ変換器に出力するラッチ;および
前記2k個の電圧を合成して前記データ信号を生成し、生成された前記データ信号を前記画素に印加する出力電圧増幅部;をさらに含む、請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記出力電圧増幅部は、
前記2k個の電圧をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動される2k個の第1スイッチを含む第1入力端;
前記データ信号をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動され、それぞれの第1端が前記2k個の第1スイッチそれぞれの第1端に連結される2k個の第2スイッチを含む第2入力端;
一端が前記2k個の第1スイッチおよび前記2k個の第2スイッチそれぞれの第1端に連結され、他端が共通電圧より低い第1電圧を供給する第1電源に連結される2k個の電流源;および
前記2k個の第2スイッチそれぞれの第2端に共通で連結されて、前記2k個の電圧を合成して生成される前記データ信号を前記画素に出力する出力端;を含む、請求項3に記載の液晶表示装置。 - 複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器;および
前記複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧の中から外部から印加されるmビットの映像信号に対応する階調電圧を選択して生成されるデータ信号を前記画素に印加するデータ駆動部;を含み、
前記データ駆動部は、
前記複数の階調電圧の中から前記映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部;
前記映像信号のうちのk個のビットのビット値に対応してそれぞれ前記第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部;および
前記2k個の電圧を合成して前記データ信号を生成し、生成された前記データ信号を複数の画素に印加する出力電圧増幅部;を含む、液晶表示装置の駆動装置。
(ここで、mは3以上の自然数、kはm−2より小さい自然数である。) - 前記電圧生成部は、
前記複数の基準階調電圧に基づいて前記m−k個のビットのうちのm−k−2個以下のビットのビット値にそれぞれ対応する第3乃至第5階調電圧を生成する第1乃至第3デコーダー;および
前記第3乃至第5階調電圧の中から二つの電圧を選択して前記第1および第2階調電圧を生成する選択電圧出力部;を含む、請求項5に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第1乃至第3デコーダーは、
前記複数の基準階調電圧に基づいてそれぞれ互いに異なる2m−k−1個以下の階調電圧を生成し、前記2m−k−1個以下の階調電圧の中から前記m−k−2個以下のビットのビット値に対応する前記第3乃至第5階調電圧を選択して出力する、請求項6に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第1デコーダーは、
前記複数の基準階調電圧に基づいて2m−k−2個の階調電圧を生成し、前記2m−k−2個の階調電圧の中から前記m−k−2個のビットのビット値に対応する前記第3階調電圧を選択して出力し、
前記第2および第3デコーダーは、
前記複数の基準階調電圧に基づいてそれぞれ互いに異なる2m−k−1個の階調電圧を生成し、前記2m−k−1個の階調電圧の中から前記m−k個のビットのうちのm−k−1個のビットのビット値にそれぞれ対応する前記第4および第5階調電圧を選択して出力する、請求項7に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記複数の基準階調電圧は、
共通電圧を供給する第1電源および前記共通電圧より高い第1電圧を供給する第2電源の間、または前記第1電源および前記共通電圧より低い第2電圧を供給する第3電源の間に直列に連結される2m+1個の抵抗それぞれによって分圧されて生成される2m個の階調電圧であり、
前記2m−k−2個の階調電圧は、前記2m個の階調電圧のうちの第3電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+2)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧である、請求項8に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第2デコーダーが生成する2m−k−1個の階調電圧は、
前記2m個の階調電圧のうちの第4電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧であり、
前記第3電圧および前記第4電圧の絶対値の差は、前記2m+1個の抵抗のうちの2k個の抵抗に印加される電圧である、請求項9に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第3デコーダーが生成する2m−k−1個の階調電圧は、
前記m−k個のビットのうちの第1ビットのビット値が第1レベルであれば、前記2m個の階調電圧のうちの第5電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧であり、
前記第1ビットのビット値が第2レベルであれば、前記2m個の階調電圧のうちの第6電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧であり、
前記第5電圧および前記第6電圧の絶対値の差および前記第5電圧および前記第4電圧の絶対値の差は、それぞれ前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+2)個および2k個の抵抗に印加される電圧である、請求項10に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第5電圧の絶対値が前記第6電圧の絶対値より大きければ、前記第3電圧および前記第5電圧の絶対値の差が前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1個の抵抗に印加される電圧であり、
前記第5電圧の絶対値が前記第4電圧の絶対値より小さければ、前記第3電圧および前記第6電圧の絶対値の差が前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧である、請求項11に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記選択電圧出力部は、
前記m−k個のビットのうちの一つのビットのビット値が第1レベルであれば、前記第3乃至第5階調電圧の中から電圧が低い二つの階調電圧を前記第1および第2階調電圧として選択し、
前記m−k個のビットのうちの一つのビットのビット値が第2レベルであれば、前記第3乃至第5階調電圧の中から電圧が高い二つの階調電圧を前記第1および第2階調電圧として選択する、請求項6に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記出力電圧生成部は、
前記k個のビットのビット値を10進数に変換して生成される第1値に対応するn個の前記第1階調電圧および2k−n個の前記第2階調電圧を出力し、
前記nは前記第1値と同一であるか、または前記第1値に「1」をたし算演算した結果である、請求項5に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記出力電圧増幅部は、
前記2k個の電圧をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動される2k個の第1スイッチを含む第1入力端;
前記データ信号をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動され、それぞれの第1端が前記2k個の第1スイッチそれぞれの第1端に連結される2k個の第2スイッチを含む第2入力端;
一端が前記2k個の第1スイッチおよび前記2k個の第2スイッチそれぞれの第1端に連結され、他端が前記第2電源に連結される2k個の電流源;および
前記2k個の第2スイッチそれぞれの第2端に共通で連結されて、前記2k個の電圧を合成して生成される前記データ信号を前記画素に出力する出力端;を含む、請求項5に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧の中から外部から印加されるデジタル映像信号に対応する階調電圧を選択して出力するデジタル/アナログ変換器において、
mビットの前記デジタル映像信号の中からk個のビットを除いたm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部;および
前記デジタル映像信号のうちの前記k個のビットのビット値に対応してそれぞれ前記第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部;を含む、デジタル/アナログ変換器。
(ここで、mは3以上の自然数、kはm−2より小さい自然数である。) - 前記電圧生成部は、
前記複数の基準階調電圧に基づいて2m−k−2個の階調電圧を生成し、前記2m−k−2個の階調電圧の中から前記m−k個のビットのうちのm−k−2個のビットのビット値に対応する第3階調電圧を選択して出力する第1デコーダー;および
前記複数の基準階調電圧に基づいてそれぞれ互いに異なる2m−k−1個の階調電圧を生成し、前記2m−k−1個の階調電圧の中から前記m−k個のビットのうちのm−k−1個のビットのビット値にそれぞれ対応する第4および第5階調電圧を選択して出力する第2および第3デコーダー;を含む、請求項16に記載のデジタル/アナログ変換器。 - 複数の走査信号を伝達する複数の走査線、複数のデータ信号を伝達する複数のデータ線、および前記複数の走査線および前記複数のデータ線によって定義される複数の画素を含む液晶表示パネル;
複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器;および
前記複数の基準階調電圧に基づいて外部から印加されるmビットの映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応して第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を合成して生成される前記複数のデータ信号、または前記映像信号のうちのn個のビットのビット値に対応して生成される第3階調電圧に対応する前記複数のデータ信号を前記複数の画素に印加するデータ駆動部;を含み、
前記データ駆動部は、
前記m−k個のビットのうちのm−k−2個以下のビットのビット値にそれぞれ対応して生成される第4乃至第6階調電圧の中から二つの電圧を選択して前記第1および第2階調電圧を生成したり、または前記第3階調電圧を生成するデジタル/アナログ変換器を含む、液晶表示装置。
(ここで、mは3以上の自然数、kはm−2より小さい自然数、nは2より大きいか同一であって、mより小さい自然数である。) - 前記デジタル/アナログ変換器は、
前記第4乃至第6階調電圧の中から前記m−k個のビットのうちの二つのビットのビット値に対応する二つの階調電圧を前記第1および第2階調電圧として選択して出力する選択電圧出力部;
前記第1および第2階調電圧を利用して前記2k個の電圧を生成して出力する出力電圧生成部;および
前記n個のビットのビット値に対応する第3階調電圧を生成して出力するデコーダーをさらに含み、
前記n個のビットは前記m−k−2個以下のビットに含まれない、請求項18に記載の液晶表示装置。 - 前記データ駆動部は、
データクロック信号に同期してイネイブル信号が出力される出力端子の位置をシフトするシフトレジスタ;
前記シフトレジスタによって出力される前記イネイブル信号に応答して順次に動作領域が選択され、前記選択された動作領域の前記映像信号を順次に記憶し、記憶された前記映像信号を前記デジタル/アナログ変換器に出力するラッチ;および
前記2k個の電圧を合成して前記データ信号を生成したり、または前記第3階調電圧に対応する前記データ信号を生成し、生成された前記データ信号を前記画素に印加する出力電圧増幅部;をさらに含む、請求項19に記載の液晶表示装置。 - 前記出力電圧増幅部は、
前記2k個の電圧または前記第3階調電圧をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動される2k個の第1スイッチを含む第1入力端;
前記データ信号をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動され、それぞれの第1端が前記2k個の第1スイッチそれぞれの第1端に連結される2k個の第2スイッチを含む第2入力端;
一端が前記2k個の第1スイッチおよび前記2k個の第2スイッチそれぞれの第1端に連結され、他端が共通電圧より低い第1電圧を供給する第1電源に連結される2k個の電流源;および
前記2k個の第2スイッチそれぞれの第2端に共通で連結されて、前記2k個の電圧を合成して生成される前記データ信号を前記画素に出力する出力端;を含む、請求項20に記載の液晶表示装置。 - 複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成器;および
前記複数の基準階調電圧に基づいて複数の階調電圧を生成し、前記複数の階調電圧の中から外部から印加されるmビットの映像信号に対応する階調電圧を選択して生成されるデータ信号を前記画素に印加するデータ駆動部;を含み、
前記データ駆動部は、
前記複数の階調電圧の中から前記映像信号のうちのm−k個のビットのビット値に対応する第1および第2階調電圧を選択して出力する電圧生成部;
前記映像信号のうちのk個のビットのビット値に対応してそれぞれ前記第1および第2階調電圧のうちの一つに決定される2k個の電圧を出力する出力電圧生成部;
前記映像信号のうちの少なくとも二個以上のビットのビット値にそれぞれ対応する第3階調電圧を生成する一つ以上のデコーダー;および
前記2k個の電圧を合成して前記データ信号を生成したり、または前記第3階調電圧に対応する前記データ信号を生成し、生成された前記データ信号を複数の画素に印加する出力電圧増幅部;を含む、液晶表示装置の駆動装置。
(ここで、mは3以上の自然数、kはm−2より小さい自然数である。) - 前記少なくとも2個以上のビットは前記m−k個のビットに含まれないビットであり、
前記一つ以上のデコーダーおよび前記電圧生成部は、前記データ駆動部に入力される前記映像信号に対応して選択的に駆動される、請求項22に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記電圧生成部は、
前記複数の基準階調電圧に基づいて前記m−k個のビットのうちのm−k−2個以下のビットのビット値にそれぞれ対応する第4乃至第6階調電圧を生成する第1乃至第3デコーダー;および
前記第4乃至第6階調電圧の中から二つの電圧を選択して前記第1および第2階調電圧を生成する選択電圧出力部;を含む、請求項23に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第1乃至第3デコーダーは、
前記複数の基準階調電圧に基づいてそれぞれ互いに異なる2m−k−1個以下の階調電圧を生成し、前記2m−k−1個以下の階調電圧の中から前記m−k−2個以下のビットのビット値に対応する前記第4乃至第6階調電圧を選択して出力する、請求項24に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第1デコーダーは、
前記複数の基準階調電圧に基づいて2m−k−2個の階調電圧を生成し、前記2m−k−2個の階調電圧の中から前記m−k−2個のビットのビット値に対応する前記第4階調電圧を選択して出力し、
前記第2および第3デコーダーは、
前記複数の基準階調電圧に基づいてそれぞれ互いに異なる2m−k−1個の階調電圧を生成し、前記2m−k−1個の階調電圧の中から前記m−k個のビットのうちのm−k−1個のビットのビット値にそれぞれ対応する前記第5および第6階調電圧を選択して出力する、請求項25に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記複数の基準階調電圧は、
共通電圧を供給する第1電源および前記共通電圧より高い第1電圧を供給する第2電源の間、または前記第1電源および前記共通電圧より低い第2電圧を供給する第3電源の間に直列に連結される2m+1個の抵抗それぞれによって分圧されて生成される2m個の階調電圧であり、
前記2m−k−2個の階調電圧は、前記2m個の階調電圧のうちの第3電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+2)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧である、請求項26に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第3デコーダーが生成する2m−k−1個の階調電圧は、前記2m個の階調電圧のうちの第4電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧であり、
前記第3電圧および前記第4電圧の絶対値の差は、前記2m+1個の抵抗のうちの2k個の抵抗に印加される電圧である、請求項27に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第3デコーダーが生成する2m−k−1個の階調電圧は、
前記m−k個のビットのうちの第1ビットのビット値が第1レベルであれば、前記2m個の階調電圧のうちの第5電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧であり、
前記第1ビットのビット値が第2レベルであれば、前記2m個の階調電圧のうちの第6電圧から前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧ずつの電圧差を有する階調電圧であり、
前記第5電圧および前記第6電圧の絶対値の差、および前記第5電圧および前記第4電圧の絶対値の差は、それぞれ前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+2)個および2k個の抵抗に印加される電圧である、請求項28に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記第5電圧の絶対値が前記第6電圧の絶対値より大きければ、前記第3電圧および前記第5電圧の絶対値の差が前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧であり、
前記第5電圧の絶対値が前記第4電圧の絶対値より小さければ、前記第3電圧および前記第6電圧の絶対値の差が前記2m+1個の抵抗のうちの2(k+1)個の抵抗に印加される電圧である、請求項29に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記選択電圧出力部は、
前記m−k個のビットのうちの一つのビットのビット値が第1レベルであれば、前記第4乃至第6階調電圧の中から電圧が低い二つの階調電圧を前記第1および第2階調電圧として選択し、
前記m−k個のビットのうちの一つのビットのビット値が第2レベルであれば、前記第4乃至第6階調電圧の中から電圧が高い二つの階調電圧を前記第1および第2階調電圧として選択する、請求項24に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記出力電圧生成部は、
前記k個のビットのビット値を10進数に変換して生成される第1値に対応するn個の前記第1階調電圧および2k−n個の前記第2階調電圧を出力し、
前記nは前記第1値と同一であるか、または前記第1値に「1」をたし算演算した結果である、請求項22に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 前記出力電圧増幅部は、
前記2k個の電圧または前記第3階調電圧をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動される2k個の第1スイッチを含む第1入力端;
前記データ信号をそれぞれの制御電極で受信してオン/オフ駆動され、それぞれの第1端が前記2k個の第1スイッチそれぞれの第1端に連結される2k個の第2スイッチを含む第2入力端;
一端が前記2k個の第1スイッチおよび前記2k個の第2スイッチそれぞれの第1端に連結され、他端が前記第2電源に連結される2k個の電流源;および
前記2k個の第2スイッチそれぞれの第2端に共通で連結されて、前記2k個の電圧を合成して生成される前記データ信号を前記画素に出力する出力端;を含む、請求項22に記載の液晶表示装置の駆動装置。 - 映像信号に対応する階調電圧を受信して前記階調電圧に対応するデータ信号を生成して液晶表示装置の画素に印加する出力電圧増幅回路において、
前記映像信号に対応する階調電圧によってオン/オフ駆動される複数の第1スイッチ;
前記データ信号によってオン/オフ駆動され、それぞれの一端が前記複数の第1スイッチのうちの対応する第1スイッチの一端と接点を有する複数の第2スイッチ;
複数の前記接点および第1電圧を供給する第1電源の間にそれぞれ連結される複数の電流源;および
前記複数の第2スイッチの他端に連結されて、前記複数の階調電圧を合成して生成される前記データ信号を前記画素に出力する出力端;を含む、出力電圧増幅回路。 - 前記複数の第1スイッチはそれぞれ互いに異なる複数の階調電圧によってオン/オフ駆動される、請求項34に記載の出力電圧増幅回路。
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