KR100375309B1

KR100375309B1 - 감마 보정 특성을 변경시킬 수 있는 계조표시 기준전압발생회로 및 그를 이용한 액정구동장치

Info

Publication number: KR100375309B1
Application number: KR10-2000-0075187A
Authority: KR
Inventors: 나카오토모아키
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2003-03-10
Also published as: JP2001166751A; KR20010062324A; US6437716B2; US20010003431A1; JP3495960B2; TW503385B

Abstract

액정 재료 및 액정 패널의 특성에 따라 γ보정 특성을 변경할 수 있는 계조표시 기준전압 발생회로가 제공된다. 저항소자(R0∼R7)는 γ보정용 저항비를 가지며 양 입력단자(V0,V64) 사이의 전압에 따라 γ보정된 중간전압을 생성한다. γ보정 조정회로(42)는 데이터래치회로(43)에 래치된 조정용 데이터에 따라 γ보정된 중간전압을 상향 또는 하향으로 조정한다. 이로써, 데이터래치회로(43)에 액정 재료 및 액정 패널의 특성에 대응하는 조정용 데이터를 공급함에 의해, 소스드라이버의 설계를 변경하지 않고 액정재료 및 액정패널의 특성에 따라 γ보정 특성을 변경할 수 있다.

Description

감마 보정 특성을 변경시킬 수 있는 계조표시 기준전압 발생회로 및 그를 이용한 액정구동장치{GRAY SCALE DISPLAY REFERENCE VOLTAGE GENERATING CIRCUIT CAPABLE OF CHANGING GAMMA CORRECTION CHARACTERISTIC AND LCD DRIVE UNIT EMPLOYING THE SAME}

본 발명은 액정구동장치등에 사용되는 계조표시 기준전압 발생회로 및 그를 이용한 액정구동장치에 관한 것이다.

상기 계조표시 기준전압 발생회로는 2개의 전압의 중간전압을 형성하는 회로이다. 예컨대, 액티브 매트릭스 방식의 액정표시장치에 있어서의 액정구동부등에서, 저항 분할에 의해 중간전압이 형성된다. 그리고, 저항분할용의 저항은 감마(γ) 보정이라 하는 저항비를 가지며, 이 저항비에 따라 액정재료의 광학 특성을 보정하여, 보다 자연스러운 계조표시를 실현하도록 하고 있다.

이하, 상기 계조표시 기준전압 발생회로를 구비한 액정 표시 장치의 구성, 그 액정표시장치에서의 TFT(박막 트랜지스터)방식의 액정패널의 구성, 액정구동파형 및 그 액정 패널의 소스드라이버의 구성에 대해서 설명한다.

도 6은 액티브 매트릭스 방식의 대표예인 TFT 방식의 액정표시장치의 블록 구성을 나타낸다. 이 액정표시장치는 액정표시부와 그것을 구동하는 액정구동회로(액정구동부)로 분리된다. 상기 액정표시부는 TFT 방식의 액정패널(1)을 가진다. 그리고, 액정 패널(1)내에는 액정표시소자(도시 안됨)와 후술하는 대향전극(공통전극)(2)이 제공되어 있다.

한편, 상기 액정구동회로는 IC(집적회로)로 이루어지는 소스드라이버(3), 게이트드라이버(4), 콘트롤러(5) 및 액정구동전원(6)을 포함한다. 그리고, 콘트롤러(5)는 소스드라이버(3)에 표시데이터(D) 및 제어신호(S1)를 입력하는 한편, 게이트드라이버(4)에는 수직동기신호(S2)를 입력한다. 또한, 소스드라이버(3) 및 게이트드라이버(4)에 수평동기신호를 입력한다.

상기 구성에 있어서, 외부에서 입력된 표시데이터는 상기 콘트롤러(5)를 통해 디지탈신호인 표시데이터(D)로서 소스드라이버(3)에 입력된다. 또한, 소스드라이버(3)는 입력된 표시데이터(D)를 시분할하여 제 1 소스드라이버∼제 n 소스드라이버에 래치한 후, 콘트롤러(5)로부터 입력되는 상기 수평동기신호에 동기하여 D/A(디지탈-아날로그) 변환한다. 그리고, 시분할된 표시 데이터(D)를 D/A 변환하여 형성되는 아날로그전압(이하, 계조표시전압이라 함)을, 소스신호라인(도시 안됨)을 통해 액정패널(1)내의 대응하는 상기 액정표시소자에 출력한다.

도 7은 상기 액정패널(1)의 구성을 나타낸다. 액정패널(1)에는, 화소전극(11), 화소용량(12), 화소전극(11)으로의 전압 인가를 온 및 오프 제어하는 TFT(13), 소스신호라인(14), 게이트신호라인(15) 및 대향전극(16)(도 6에서의 대향전극(2)에 상당)이 제공되어 있다. 이 경우에, 화소전극(11), 화소용량(12) 및 TFT(13)에 의해 1 화소분의 상기 액정표시소자(A)가 구성된다.

상기 소스신호라인(14)에는 도 6에서의 소스드라이버(3)로부터, 표시에 사용될 화소의 휘도에 대응하는 상기 계조표시전압이 인가된다. 한편, 게이트신호라인(15)에는 게이트드라이버(4)로부터, 열방향으로 배열된 TFT(13)를순차 온시키는 주사신호가 인가된다. 또한, 온상태의 TFT(13)를 통해, TFT(13)의 드레인에 접속된 화소전극(11)에 소스신호라인(14)의 계조표시전압이 인가되어, 상기 화소전극과 대향전극(16) 사이의 화소용량(12)에 축적된다. 이로써, 액정의 광투과율이 상기 계조표시전압에 따라 변화되어, 화소표시가 행하여진다.

도 8 및 도 9에는 액정구동파형의 일례를 나타낸다. 도 8 및 도 9에 서, 참조 부호(21,25)는 소스드라이버(3)의 구동파형이고, (22,26)은 게이트드라이버(4)의 구동파형이다. 또한, 참조 부호(23,27)는 대향전극(16)의 전위이고, (24,28)은 화소전극(11)의 전압파형이다. 이 경우에, 액정재료에 인가되는 전압은, 화소전극(11)과 대향전극(16) 사이의 전위차이고, 도면에서는 사선으로 나타내고 있다.

예컨대, 도 8의 경우는, 상기 게이트드라이버(4)의 구동파형(22)의 레벨이「H」의 기간만 TFT(13)가 온되어, 소스드라이버(3)의 구동파형(21)과 대향전극(16)의 전위(23) 사이의 차의 전압이 화소전극(11)에 인가된다. 그 후, 게이트드라이버(4)의 구동파형(22)의 레벨이「L」로 되어, TFT(13)가 오프 상태로 된다. 이 경우에, 화소의 화소 용량(12)으로 인해, 상기한 전압이 보유되어진다.

도 9의 경우도 같다. 단지, 도 8과 도 9는 액정재료에 인가되는 전압이 다른 경우를 나타내고 있고, 도 8의 경우는, 도 9의 경우에 비하여 인가전압이 높게 되어 있다. 이와 같이, 액정재료에 인가하는 전압을 아날로그전압으로 변화시킴에 따라, 액정의 광투과율을 아날로그 방식으로 변경하여, 다계조 표시를 실현하는 것이다. 한편, 표시에 제공될 수 있는 계조 레벨수는 액정재료에 선택적으로 인가되는아날로그 전압의 수에 따라 결정된다.

도 10은, 도 6의 소스드라이버(3)를 구성하는 제 n 소스드라이버의 블록도의 일례를 나타낸다. 입력된 디지털 신호의 표시데이터(D)는 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 표시데이터(DR, DG, DB)를 가진다. 그리고, 이 표시데이터(D)는 일단 입력래치회로(31)에 래치된 후, 콘트롤러(5)에서 공급되는 스타트 펄스(SP) 및 클록(CK)에 의해 시프트되는 시프트 레지스터(32)의 동작에 따라 시분할로 샘플링메모리(33)에 기억된다. 그 후, 콘트롤러(5)에서의 수평동기신호(도시 안됨)에 따라 홀드메모리(34)에 일괄 전송된다. 한편, 참조 부호(S)는 캐스케이드 출력이다.

계조표시 기준전압 발생회로(39)는 외부 기준전압 발생회로(도 6의 액정구동전원(6)에 상당)에서 공급되는 전압(VR)에 따라, 각 레벨의 기준전압을 발생한다. 홀드메모리(34)의 데이터는 레벨시프터 회로(35)를 통해 D/A 변환회로(디지탈·아날로그 변환회로)(36)로 송출되어, 계조표시 기준전압 발생회로(39)에서의 각 레벨의 기준 전압에 따라 아날로그 전압으로 변환된다. 다음, 출력회로(37)에 의해 액정구동전압 출력단자(38)로부터 상기 계조표시전압으로서 각 액정표시소자(A)의 소스신호라인(14)에 출력된다. 즉, 상기 기준전압의 레벨수가 상기 표시에 제공될 수 있는 계조 레벨의 수로 되는 것이다.

도 11은 상기한 바와 같이 복수의 기준전압을 발생하여 중간전압을 생성하는 계조표시 기준전압 발생회로(39)의 구성을 나타낸다. 한편, 도 11의 계조표시 기준전압 발생회로(39)는 64레벨의 기준전압을 발생하고 있다.

상기 계조표시 기준전압 발생회로(39)는, V0, V8, V16, V24, V32, V40, V48, V56 및 V64로 나타낸 9개의 중간조 전압 입력단자, γ보정을 위한 저항비를 가진 저항소자(R0∼R7) 및 각 저항소자(R0∼R7)의 양 단자에 걸쳐 직렬로 8개씩 접속된 합계 64개의 저항(도시 안됨)으로 구성되어 있다. 이와 같이, γ보정이라 하는 저항비를 소스드라이버(3)에 내장하여, 상기 계조 표시 전압으로 변환하기 위한 액정구동 출력전압에 선 그래프 특성을 제공하도록 하고 있다. 따라서, 상기 저항비의 비율에 의해 액정재료의 광학 특성을 보정함으로써, 액정재료의 광학특성에 부응하는 자연스러운 계조표시를 할 수 있는 것이다. 한편, 종래의 계조표시 기준전압 발생회로(39)에서의 액정구동 출력전압의 특성예를 도 12에 나타낸다.

그러나, 상기 종래의 계조표시 기준전압 발생회로는 다음의 문제가 있다. 즉, 최적의 감마 보정 특성(도 12에 나타낸 액정구동 출력전압의 선 그래프 특성)은 액정재료의 종류 및 액정패널의 화소수에 의해 다르고, 액정 모듈마다 다르다. 또한, 소스드라이버에 내장되는 계조표시 기준전압 발생회로(39)의 저항 분할비는 소스드라이버의 설계 단계에서 결정되어 있다. 따라서, 적용하는 액정 재료의 종류 및 액정 패널의 화소수에 따라 γ보정 특성을 변경하는 경우에는, 그 때마다 소스드라이버를 리메이킹(remaking)하지 않으면 안되는 문제가 있다.

또한, 상기 외부 기준전압 발생회로에서 중간조 전압입력단자(V0∼V64)에 공급되는 복수의 중간조 전압을 조정하는 기준전압 조정수단을 제공하여, 이 기준전압 조정수단에 의해 각 중간조 전압 입력단자(V0∼V64)에 공급되는 중간조 전압을조정하는 방법도 고려된다. 그러나, 상기 기준전압 조정수단을 제공함에 따라 단자수가 증가하거나 회로 규모가 커져, 제조 비용이 증가하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조 비용을 증가시키지 않고 액정 재료 및 액정 패널의 특성에 따라 γ보정 특성을 변경할 수 있는 계조표시 기준전압 발생회로 및 그를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 표시 데이터를 디지털 형태에서 아날로그 형태로 변환할 때 사용되는 계조 표시용의 기준전압을 생성하는 계조표시 기준전압 발생회로로서,

복수 레벨의 기준전압을 생성하는 기준전압 생성회로; 및

외부에서의 조정용 데이터에 따라 상기 기준전압을 조정하는 조정회로를 포함하는 계조표시 기준전압 발생회로가 제공된다.

상기 구성에 의하면, 기준전압 생성회로에 의해 생성된 복수 레벨의 기준전압은 각각 외부에서의 조정용 데이터에 따라 조정회로에 의해 조정된다. 따라서, 해당 계조표시 기준전압 발생회로가 일단 액정구동장치에 탑재된 후에도, 외부에서 상기 조정용 데이터를 공급함에 의해 상기 액정구동장치를 리메이킹하지 않고 액정재료 및 액정 패널의 특성에 따라 상기 기준전압을 간단하게 조정할 수 있게 된다.

일 실시예에서, 상기 조정회로는 각각 :

상기 기준전압의 입력단자; 상기 조정용 데이터의 입력단자; 조정된 전압의 출력단자; 및 상기 조정용 데이터에 따라 상기 기준전압보다 높은 전압 또는 상기 기준전압보다 낮은 전압을 생성하여 상기 조정된 전압으로서 출력하는 조정된 전압생성회로를 포함한다.

상기 구성에 의하면, 조정된 전압생성회로에 의한 상기 조정용 데이터에 따라 상기 기준전압 보다 높거나 또는 낮은 전압이 생성되어, 출력단자로부터 조정된 전압으로서 출력된다.

또한, 일 실시예에서, 상기 조정된 전압 생성회로는 :

상기 조정용 데이터에 따라 전위차를 발생하는 전위차 발생회로; 및

상기 기준전압과 전위차의 합계 전압을 출력하는 합계 전압 출력회로를 포함하고,

상기 합계 전압 출력회로에서의 합계 전압이 상기 조정된 전압으로서 출력된다.

상기 구성에 의하면, 전위차 발생회로에 의해 상기 조정용 데이터에 대응하는 전위차가 발생된다. 다음에, 이 전위차와 상기 기준전압의 합계 전압이 합계 전압 출력회로에 의해 생성되어 상기 조정된 전압으로서 출력된다.

또한, 일 실시예에서 상기 조정된 전압 생성회로는 :

상기 입력단자와 출력단자 사이에 제공되어, 그를 통해 흐르는 전류치에 대응하는 전위차를 발생시키는 저항소자;

하나 이상의 정전류원; 및

상기 조정용 데이터에 따라 온 및 오프되는 동시에, 상기 정전류원과 저항 소자 사이에 삽입되는 하나 이상의 스위치 소자를 포함하고,

상기 조정용 데이터에 따라 각 스위치 소자의 온 및 오프를 제어함으로써 상기 저항 소자를 통해 흐르는 전류치를 변화시킴으로써 상기 전위차를 변화시킨다.

상기 구성에 의하면, 상기 조정용 데이터에 따라 정전류원과 상기 저항소자 사이에 삽입된 각 스위치 소자의 온 오프가 제어되면, 상기 입력단자와 출력단자 사이에 삽입된 상기 저항소자를 통해 흐르는 전류치가 변화된다. 그 결과, 상기 저항소자의 양 단자에 걸쳐 발생하는 전위차가 변화되어 상기 조정용 데이터에 대응하는 조정량에 의해 상기 기준전압이 조정되어 상기 조정된 전압으로서 출력된다.

또한, 일 실시예에서는 상기 저항소자와 출력단자 사이에 삽입된 버퍼 앰플리파이어를 포함한다.

상기 구성에 의하면, 상기 저항소자와 출력단자 사이에 삽입된 버퍼 앰플리파이어에 의해 출력 임피던스가 감소되어, 상기 출력단자로부터 안정적으로 출력전류가 취출된다.

상기 정전류원은 n을 정의 정수라 할때, 2^(n-1)의 가중치(weight)의 전류를 발생하며,

상기 조정용 데이터는 2의 보수 표현에 의해 나타내지는 2진수의 다비트 디지털 데이터이다.

상기 구성에 의하면, 상기 조정용 데이터의 비트 번호를 n으로 설정하여 상기 조정용 데이터와 상기 정전류원의 가중치를 서로 대응하도록 할 수 있고, 상기 조정용 데이터에 대응하는 배수의 전위차가 상기 저항소자의 양 단자에 발생된다.

상기 정전류원은 상기 저항소자로 전류를 흐르게 하는 하나 이상의 제 1 정전류원 및 상기 저항소자로부터 전류를 흐르게 하는 하나 이상의 제 2 정전류원으로 구성되고,

상기 스위치소자들중 적어도 하나는 상기 제 1 정전류원에서 저항소자로 전류를 흐르게 할 수 있고 다른 스위치 소자는 저항 소자에서 제 2 정전류원으로 전류를 흐르게 할 수 있다.

상기 구성에 따르면, 상기 조정용 데이터에 따라 상기 각 스위치소자의 온 오프가 제어되면, 상기 저항소자를 통해 전류를 흐르게 하는 제 1 정전류원과 상기 저항소자로부터 전류를 흐르게 하는 제 2 정전류원이 설정된다. 따라서, 상기 조정용 데이터에 따라 상기 기준전압의 조정량 및 증감이 설정된다.

또한, 일 실시예에서, 상기 기준전압 생성회로는 γ보정된 기준전압을 생성하며,

상기 조정회로는 상기 γ보정된 기준전압을 조정하는 γ보정 조정회로이다.

상기 구성에 따르면, 일단 γ보정된 기준전압이 액정재료 및 액정 패널의 특성에 따라 더욱 조정된다. 따라서, 보다 정확하게 액정재료 및 액정패널의 특성에 따라 기준전압을 생성할 수 있게 된다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 계조표시 기준전압 발생회로를 포함하는 액정 구동 장치가 제공된다.

상기 구성에 따르면, 상기 계조표시 기준전압 발생회로는 기준전압 생성회로에 의해 생성된 복수 레벨의 기준 전압을 각각, 조정용 데이터에 따라 조정회로에 의해 조정할 수 있다. 따라서, 외부에서 상기 조정용 데이터를 공급함에 의해, 해당 액정구동장치를 리메이킹하지 않고 액정재료 및 액정패널의 특성에 따라 상기 기준전압이 간단하게 조정된다.

도 1은 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로의 구성을 나타낸 블록도,

도 2는 도 1에서 γ보정 조정회로의 개략적인 블록도,

도 3A 및 3B는 기준전압보다 높은 출력전압을 얻는 경우와 기준전압보다 낮은 출력전압을 얻는 경우의 정전류원의 동작 설명도,

도 4는 γ보정 조정회로에서의 정전류원의 회로 구성을 나타낸 도면,

도 5는 도 1에 나타낸 계조표시 기준전압 발생회로에 의한 액정구동 출력전압의 특성을 나타낸 도면,

도 6은 TFT 방식의 액정 표시 장치의 블록 구성을 나타낸 도면,

도 7은 도 6의 액정패널의 구성을 나타낸 도면,

도 8은 액정 구동 파형의 일례를 나타낸 도면,

도 9는 도 8보다 인가 전압이 낮은 경우의 액정 구동 파형을 나타낸 도면,

도 10은 도 6의 소스드라이버의 블록도,

도 11은 도 10의 계조표시 기준전압 발생회로의 구성을 나타낸 도면, 및

도 12는 도 11에 나타낸 계조표시 기준전압 발생회로의 액정구동 출력전압 특성의 예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예에 의해 상세히 설명한다. 도1은, 본 실시예의 계조표시 기준전압 발생회로의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 계조표시 기준전압 발생회로는, 특히 액티브 매트릭스 방식의 액정표시장치의 액정구동회로로 사용될 수 있다. 한편, 본 실시예에 있어서의 계조표시 기준전압 발생회로가 탑재되는 액정표시장치의 구성, 그 액정표시장치에 있어서의 액정패널의 구성, 그 액정구동파형 및 그 소스 드라이버의 구성은, 도6 내지 도10에 따라 설명한 액정표시장치의 구성, 액정 패널의 구성, 액정구동파형 및 소스 드라이버의 구성과 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서의 계조표시 기준전압 발생회로(41)는, 도11에 나타낸 종래의 계조표시 기준전압 발생회로(39)의 경우와 같이, 64단계의 기준전압을 작성하여 중간전압을 생성한다.

본 실시예에 있어서의 계조표시 기준전압 발생회로(41)는: 최상위전압 입력단자(V0)와 최하위전압 입력단자(V64)의 2개의 전압 입력단자; 기준이 되는 감마 보정을 하기 위한 저항비를 갖는 8개의 저항소자(R0∼R7); 및 이 저항소자(R0∼R7)에 의해 얻어진 감마 보정후의 각 기준전압을 일정한 범위로 상하 미세조정(fine adjustment)하는 감마보정 조정회로(42); 및 이 감마보정 조정회로(42)가 상기 미조정하는 동안 조정용데이터(adjustment data)를 래치하는 데이터 래치회로(43)를갖고 있다. 또, 최상위전압 입력단자(V0)와 감마보정 조정회로(42)의 출력단자의 사이, 각 감마보정 조정회로(42)의 출력단자 사이, 감마보정 조정회로(42)의 출력단자와 최하위전압 입력단자(V64)와의 사이에 직렬로 8개씩 접속된 합계 64개의 저항(도시 안됨)을 갖고 있다.

상기 구성을 구비하기 위해서, 도11에 나타내는 종래의 계조표시 기준전압 발생회로(39)와 같이, 9개의 중간전압 입력단자(V0∼V64)를 마련할 필요가 없고, 상기 중간전압을 해당 계조표시 기준전압 발생회로(41)내에 생성하여 조정할 수 있는 것이다.

도2는, 상기 감마보정 조정회로(42)의 구성을 나타내는 개략적인 블록도이다. 상기 감마보정 조정회로(42)는, 전압강하를 발생시키기 위한 1개의 저항소자(R)와, 2개의 정전류원(44,45)과, 버퍼 앰플리파이어(46)로 구성된다. 그리고, 저항소자(R)에 전류를 흘리는 것에 의한 전압강하를 이용하여, 입력된 전압을 일정한 전압만 상하로 시프트함으로써 출력전압을 조정한다. 이러한 구성을 갖는 감마 보정 조정회로(42)는, 다음과 같이 동작한다.

즉, 상기 감마보정 조정회로(42)의 입력단자(47)에, 예컨대, 기준이 되는 전압(Vref)가 공급된다. 그리고, 기준전압(Vref)보다도 높은 출력전압 또는 낮은 출력전압을 얻는 경우에는, 정전류원(44,45)에 의해 저항소자(R)에 흐르는 전류를 변화시키고, 저항소자(R)에 의한 전압강하를 이용함으로써, 입력된 전압을 저항소자(R)에서의 전압강하만큼 위 또는 아래로 시프트한 전압(Vout)을 출력단자(48)로부터 출력하는 것이다.

요컨대, 상기 기준전압(Vref)보다도 높은 출력전압(Vout)을 얻는 경우에는,

Vout = Vref + iR

이 되도록, 또한, 기준전압(Vref)보다도 낮은 출력전압(Vout)을 얻는 경우에는,

Vout = Vref - iR

이 되도록, 감마보정 조정회로(42)에 의해 전압을 조정하는 것이다.

도3은, 상기 기준전압(Vref)보다도 높은 출력전압(Vout)을 얻는 경우(도3 (a)) 및 기준전압(Vref)보다도 낮은 출력전압(Vout)을 얻는 경우(도3(b))에, 정전류원(44,45)의 동작에 의해 저항소자(R)를 흐르는 전류가 변화하는 상태를 나타낸다. 이 경우, 도3(a)에 나타낸 바와 같이, 저항소자(R)보다도 입력단자(47)측에 있는 정전류원(44)을 접지하여, 출력단자(48)측에 있는 정전류원(45)을 전원에 접속함으로써, 저항소자(R)에는 정전류원(45)으로부터 정전류원(44)으로 향하는 정 방향(positive direction)의 전류(i)가 흐른다. 그 결과, 입력단자(47)로부터 기준전압(Vref)이 입력된 경우의 출력단자(48)로부터의 출력전압(Vout)은, 기준전압(Vref)보다도 저항소자(R)에서의 전압강하만큼 높은

Vout = Vref + iR

로 된다.

한편, 도3(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 정전류원(44)을 전원에 접속하고 정전류원(45)을 접지함으로써, 저항소자(R)에는 정전류원(44)으로부터 정전류원(45)으로 향하는 부 방향(negative direction)의 전류(i)가 흐른다. 그 결과,입력단자(47)로부터 기준전압(Vref)가 입력된 경우의 출력단자(48)로부터의 출력전압(Vout)은, 기준전압(Vref)보다도 저항소자(R)에서의 전압강하만큼 낮은

Vout = Vref - iR

로 되는 것이다.

그리고, 개개의 상기 감마보정 조정회로(42)의 각 정전류원(44,45)에 관해서, 전류치를 복수치중 하나로 변환(changeover)하는 것을 가능하게 하고, 또, 접지와 전원 사이에서의 변환을 가능하게 하며, 또, 상기 각각의 변환을 데이터 래치회로(43)에 래치된 조정용데이터(adjustment data)에 따라 제어함으로써, 저항소자(R0∼R7)로 얻어진 감마보정 전압을 미조정하는 것이다. 이렇게 함으로써 미조정된 각 기준전압 사이의 전압이, 상기 64개의 저항중 8개에 의해 8등분되어, D/A 변환회로(도10참조)에 송출되는 것이다.

도4는, 상기 각 정전류원(44,45)에 관한 전류치의 변환 및 접지/전원의 접속 사이의 전환을 실행하는 감마보정 조정회로(42)의 정전류원부(constant current section)의 회로구성을 나타낸다. 도4의 상부 절반에 나타낸 바와 같이, 이 정전류원부는, 전원에 접속되는 동시에, n을 정의 정수로 하여, 2^(n-1)로 가중치가 붙은 전류(2^(n-1)i)를 발생하는 5개의 정전류원(i,2i,4i,8i,16i)을 포함한다. 그리고, 각각의 정전류원(2^(n-1)i)은, +2^(n-1)의 제어신호에 의해 온(on)되는 스위치(+2^(n-1))를 통해, 저항소자(R)의 일단자 및 출력단자(48)에 접속되어 있다. 정전류원(2^(n-1)i)은,-2^(n-1)의 제어신호에 의해 온(on)되는 스위치(-2^(n-1))를 통해, 저항소자(R)의 다른 단자 및 입력단자(47)에 접속되어 있다.

마찬가지 방식으로, 도4의 하부 절반에 나타낸 바와 같이, 접지되어 상기 2^(n-1)i로 가중치가 붙은 전류(2^(n-1)i)를 발생하는 5개의 정전류원(i,2i,4i,8i,16i)을 갖는다. 다음으로, 각각의 정전류원(2^(n-1)i)은, +2^(n-1)의 제어신호에 의해 온되는 스위치(+2^(n-1))를 통해, 저항소자(R)의 상기 타단자 및 입력단자(47)에 접속되어 있다. 또, -2^(n-1)의 제어신호에 의해 온되는 스위치(-2^(n-1))를 통해, 저항소자(R)의 상기 일단자 및 출력단자(48)에 접속되어 있다.

요컨대, 상기 스위치(+2^(n-1))를 통해 입력단자(47)에 접속된 정전류원(2^(n-1)i)은 도3의 정전류원(44)으로 기능하고, 스위치(-2^(n-1))를 통해 입력단자(47)에 접속된 정전류원(2^(n-1)i)은 도3의 정전류원(44)으로서 기능하는 것이다. 상기 스위치(+2^(n-1))를 통해 출력단자(48)에 접속된 정전류원(2^(n-1)i)은 도3의 정전류원(45)으로 기능하고, 스위치(-2^(n-1))를 통해 출력단자(48)에 접속된 정전류원(2^(n-1)i)은 도3의 정전류원(45)으로서 기능하는 것이다. 그리고, 상기 데이터 래치회로(43)에 래치되어 있는 2의 보수표현에 의한 부호부 2진수의 멀티비트 디지털 데이터(multibit digital data of binary digits coded by the two's complement)인 조정용데이터에 기초하여, 각 스위치(+2^(n-1)및 -2^(n-1))의 on/off를 제어함으로써, 정전류원(44,45)에 관한 전류치의 변환 및 전원/접지 사이의 접속 전환을 실현하는 것이다.

이렇게 함으로써, 상기 저항소자(R)를 흐르는 전류의 값과 방향을 변화시키는 것이 가능해지고, 저항소자(R)에서 발생하는 전압강하만큼 상하 복수단계로 입력전압(Vin)을 시프팅하여 얻어지는 전압(Vout)을 출력할 수 있는 것이다. 이하, 구체예를 들고 설명한다.

이하의 설명은, 상기 조정용데이터가 6비트 데이터이라는 가정하에 기초한다. 이러한 6비트로 나타내어지는 조정용데이터에 기초한 조정은, 감마보정치에 대한 조정을 -32 ∼ +31의 64단계에서 실행하는 것을 가능하게 하는 것이다.

도4에 있어서, 상기 정전류원(i,2i,4i,8i,16i)의 각각은, 2^(n-1)로 가중치가 붙은 전류치(i,2i,4i,8i,16i)를 발생한다. 또한, 상기 각 스위치(+2^(n-1)및 -2^(n-1))는, 데이터 래치회로(43)로부터 입력되는 6비트의 조정용 데이터에 기초하여 on 또는 off된다. 이하, 6비트의 조정용데이터에 기초한 감마보정 조정회로(42)의 동작을 설명한다.

제1의 경우로서, 상기 조정용데이터가 "+1:(000001)"의 경우에 관해 셜명한다. 이 경우에는 2개의 스위치(+2⁰)만이 on되고, 다른 모든 스위치는 off된다. 이 상태는, 도3(a)와 같다. 요컨대, 저항소자(R)에 흐르는 전류(I_total)는 정전류원(i)와 같고, 전류의 방향은 상술한 바와 같이 정 방향이다. 따라서, 출력전압(Vout)은 입력된 기준전압(Vin)보다도 저항소자(R)에서의 전압강하만큼 상승하여,

Vout = Vin + iR

의 출력전압이 얻어진다. 이것은, 입력기준전압(Vin)보다도 (iR)만큼 높은 전압이다.

또한, 다른 경우로서, 상기 조정용데이터가 "-9:(100111)"의 경우에 대해 설명한다. 이 경우에는, 2개의 스위치(-2³) 및 2개의 스위치(-2⁰)의 합계 4개의 스위치가 on하고, 다른 모든 스위치는 off된다. 이 상태는, 도3(b)와 같다. 요컨대, 저항소자(R)에 흐르는 전류(I_total)는 정전류원(i)과 정전류원(8i)의 전류의 합인 9i로 되고, 전류의 방향은 상술한 바와 같이 부 방향이다. 따라서, 출력전압(Vout)은 입력된 기준전압(Vin)보다도 저항소자(R)에서의 전압강하만큼 하강하여,

Vout = Vin - 9iγR

의 출력전압이 얻어진다. 이것은, 입력 기준전압(Vin)보다도 (iγR)의 9배만큼 낮은 전압이다.

다른 조정용데이터의 경우에 있어서도, 상술한 동작에 따라 각각의 스위치(+2^(n-1)및 -2^(n-1))를 on 또는 off함으로써, 입력 기준전압(Vin)을 중심으로 하여, 1단계당 (iγR)의 전압으로 -32 ∼ +31의 범위내에서 64단계에 전압조정을 할 수 있다.

즉, 상기 조정용데이터로서 2의 보수표현에 의한 부호부 2진수의 멀티비트디지털 데이터를 사용함으로써, 상기 비트 번호(n)와 저항소자(R)를 통해 흐르는 전류치의 가중치(2^(n-1))를 스위치(+2^(n-1)및 -2^(n-1))를 통해 대응하도록 할 수 있는 것이다. 따라서, 데이터 래치회로(42)로부터의 조정용데이터에 대응하는 배율의 조정량을 얻는 것이 가능하게 된다. 요컨대, 상기 조정용데이터에 의해 상기 기준치의 조정량을 간단히 지정할 수 있는 것이다.

이와 같이, 상기 데이터 래치회로(43)로부터의 조정용데이터에 대응해서 스위치(+2^(n-1)및 -2^(n-1))를 on/off함으로써, 입력전압에 대하여 조정용데이터에 기초한 조정을 한 전압을 출력할 수 있고, 이 조정을 저항소자(R0∼R7)에 기초한 감마 보정치에 적용함으로써, 도5에 나타낸 바와 같이, 액정구동 출력전압의 특성을, 저항소자(R0∼R7)에 기초한 보정치를 중심으로 하여 상기 조정용데이터에 따라 상하로 변경할 수 있는 것이다.

또, 상기 조정용데이터의 데이터 래치회로(43)로의 기입은, 통상표시데이터(normal display data)(D)의 입력단자를 사용하여, 표시데이터를 받아들이는 클록신호에 동기하여, 예컨대, 입력래치회로, 샘플링메모리, 홀드메모리 및 레벨시프터회로(도10 참조)를 통해 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 실시예에 있어서, 소스 드라이버의 D/A 변환회로에 기준전압을 공급하는 계조표시 기준전압 발생회로(41)는, 감마보정용의 저항비를 갖는 각 저항소자(R0∼R7)로부터의 기준전압(Vref)을 데이터래치회로(43)에 저장된 조정용데이터에 따라 위 또는 아래로 조정하는 감마보정 조정회로(42)를 구비하고있다.

그리고, 이 감마보정 조정회로(42)는 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, n을 정의 정수로 하여, 전원에 접속되어 2^(n-1)로 가중치가 붙은 전류(2^(n-1)i)를 발생하는 5개의 정전류원(2^(n-1)i)을, +2^(n-1)의 제어신호로 on하는 스위치(+2^(n-1))를 통해 저항소자(R) 및 출력단자(48)에 접속하는 한편, -2^(n-1)의 제어신호로 on하는 스위치(-2^(n-1))를 통해 저항소자(R) 및 입력단자(47)에 접속되어 있다. 마찬가지 방식으로, 접지되어 2^(n-1)로 가중치가 붙은 전류(2^(n-1)i)를 발생하는 5개의 정전류원(2^(n-1)i)을, +2^(n-1)의 제어신호로 on하는 스위치(+2^(n-1))를 통해 저항소자(R) 및 입력단자(47)에 접속하는 한편, -2^(n-1)의 제어신호로 on하는 스위치(-2^(n-1))를 통해 저항소자(R) 및 출력단자(48)에 접속되어 있다.

따라서, 상기 데이터래치회로(43)으로부터의 6비트의 조정용데이터에 기초하여, 각 스위치(+2^(n-1),-2^(n-1))의 on/off를 제어함으로써, 저항소자(R)를 흐르는 전류치와 방향의 조합을 64가지로 스위칭하여 설정할 수 있다. 요컨대, 각 저항소자(R0∼R7)에 의해 감마보정된 각각의 기준전압(Vref)을, 윗쪽으로 31단계와 아래쪽으로 32단계의 합계 64단계로 조정할 수 있는 것이다.

즉, 이 실시예에 의하면, 예컨대, 표시데이터에 상기 조정용데이터를 기입하고, 표시데이터(D)의 입력단자를 이용하여 상기 조정용데이터를데이터래치회로(43)에 기입함으로써, 간단히 감마보정특성을 변경할 수 있는 것이다. 따라서, 액정재료나 액정패널의 특성에 따라 소스 드라이버의 설계를 변경할 필요가 없어져, 그 때마다 LSI(대규모집적회로)를 만들어 바꾸는 일없이 대처할 수 있는 소스 드라이버를 제공하는 것이 가능해진다.

상기 경우에, 본 계조표시 기준전압 발생회로(41)에서는, 내부에서 각 저항소자(R0∼R7)와 감마보정 조정회로(42)에 의해 소망의 중간전압을 발생하기 때문에, 예컨대, 9레벨의 중간조 기준전압을 외부에서 공급하여 줄 필요가 없다. 따라서, 외부로부터의 중간조 기준전압을 받는 전압입력단자를 최상위전압 입력단자(V 0)와 최하위전압 입력단자(V64)의 2개만을 제공함으로써, 외부 회로규모의 축소나 단자수의 삭감을 꾀할 수 있어, 제조비용을 절감할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 조정용 데이터는, 아무 때나 소스 드라이버내에 있는 데이터 래치회로(43)에 기입될 수 있다. 따라서, 액정모듈 1대마다 생기는 계조표시의 양산격차를 보정할 수 있다. 또, 상기 조정용 데이터는, 액정패널의 1수평라인마다 기입하는 것도 가능하다. 따라서, 액정패널의 표시 결함의 하나인 수평 섀도잉(horizontal shadowing)을 보정함으로써, 보다 고품위 표시를 실현하는 것도 가능해진다.

상기 실시예에서, 상기 전원에 접속된 제1의 정전류원(2^(n-1)i)을 5개, 이 제 1의 정전류원을 저항소자(R) 및 출력단자(48)에 접속하는 스위치(+2^(n-1))를 5개, 상기 제1의 정전류원을 저항소자(R) 및 입력단자(47)에 접속하는 스위치(-2^(n-1))를 5개, 접지된 제2의 정전류원(2^(n-1))을 5개, 이 제2의 정전류원을 저항소자(R) 및 입력단자(47)에 접속하는 스위치(+2^(n-1))를 5개, 상기 제2의 정전류원을 저항소자(R) 및 출력단자(48)에 접속하는 스위치(-2^(n-1))를 5개 마련하고, 6비트의 조정용데이터에 따라 각 스위치(+2^(n-1),-2^(n-1))의 on/off를 제어하여 감마보정된 각 기준전압 (Vref)을 64단계로 조정하도록 하고 있다. 그렇지만, 말할 필요도 없이, 상기 정전류원이나 스위치의 개수 또는 조정용데이터의 비트수는 상기 값으로 한정되는 것이 아니다.

또, 상기 정전류원이 발생하는 전류치에 대한 가중치도 "2^(n-1)"로 한정되는 것이 아니라, 액정재료나 액정패널의 특성이나 계조표시의 양산격차 등을 고려하여 적절하게 설정하더라도 상관없다.

상기 설명으로부터 분명한 바대로, 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로는, 기준전압 생성회로에서 생성된 복수레벨의 기준전압의 각각을, 조정회로에 의해, 외부로부터의 조정용데이터에 따라 조정할 수 있기 때문에, 해당 계조표시 기준전압 발생회로가 일단 액정구동장치에 탑재된 후에 있어서도, 외부로부터 상기 조정용데이터를 공급함에 따라, 해당 액정구동장치를 수정할 필요없이, 액정재료 및 액정패널의 특성에 따라 상기 기준전압을 간단히 조정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 조정용데이터를 아무 때나 공급함으로써, 해당 계조표시 기준전압 발생회로가 탑재된 액정모듈 1대마다 생기는 계조표시의 양산격차를 보정하는 것이 가능하게 된다. 또, 상기 기준전압 생성회로와 조정회로에 의하여 내부에서 소망의 중간전압을 발생하기 때문에, 3 이상의 레벨의 중간조 기준전압을 외부로부터 공급하여 줄 필요가 없다. 따라서, 외부 회로규모의 축소나 단자수의 삭감을 꾀할 수 있어, 제조비용을 억제할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로에 따라 상기 조정회로는, 상기 기준전압의 입력단자, 상기 조정용데이터의 입력단자, 조정후 전압(adjusted voltage)의 출력단자, 및 상기 조정용데이터에 따라 상기 기준전압보다 높은 또는 낮은 전압을 생성하여 상기 조정후의 전압으로 출력하는 조정후 전압생성회로를 구비하고 있고, 상기 기준전압에 기초하여, 상기 조정용데이터에 따른 조정후 전압이 용이하게 생성되고 상기출력단자로부터 출력될 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로에 따라, 상기 조정후 전압생성회로는, 상기 조정용데이터에 따른 전위차를 발생하는 전위차 발생회로와, 상기 기준전압과 전위차의 합전압을 출력하는 합전압 출력회로로 구성되고, 상기 구성으로 조정후 전압생성회로를 간단히 형성할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로에 따라, 상기 조정후 전압생성회로는, 상기 입력단자와 출력단자 사이에 제공된 된 저항소자, 정전류원, 및 상기 정전류원과 저항소자 사이에 개재되어 상기 조정용데이터에 따라 on/off하는 스위치소자로 구성되어 있다. 상기 구성으로, 상기 조정용데이터에 따라 각 스위치소자의 on/off를 제어함으로써, 상기 저항소자를 흐르는 전류치를 변화시키고양단 전위차를 제어할 수 있다. 따라서, 상기 조정용데이터에 따른 조정량으로 상기 기준전압 조정을 할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로는, 상기 저항소자와 출력단자 사이에 개재된 버퍼 앰플리파이어를 포함하고 있다. 상기 구성으로, 출력 임피던스를 낮게 하여 상기 출력단자로부터 안정적으로 출력전류를 얻을 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로에 따라, 상기 정전류원은(n을 정의 정수로) 2^(n-1)의 가중치가 붙은 전류를 발생하고, 상기 조정용데이터는 2의 보수표현에 의한 2진수의 멀티비트 디지털 데이터이다. 상기 배열로, 상기 조정용데이터의 비트번호를 n으로 하여 상기 조정용데이터와 상기 정전류원의 가중치를 대응시킬 수 있다. 따라서, 상기 조정용데이터에 따른 배수의 전위차를 상기 저항소자의 양단자에서 발생시키는 것이 가능하다.

즉, 본 발명에 의하면, 상기 조정용데이터에 의해, 상기 기준전압의 조정량을 간단히 지정할 수 있다. 또, 상기 조정용데이터를 표시데이터에 기입함으로써, 액정패널의 1수평라인마다 계조표시용의 상기 기준전압을 조정하여, 액정패널의 표시 결함의 하나인 수평 섀도잉(horizontal shadowing)을 보정함으로써, 보다 고품위 표시를 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로에 따라, 상기정전류원은, 상기 저항소자로 전류를 흘리는 제1 정전류원과 상기 저항소자로부터 전류를 흘러 나오게 하는 제2 정전류원으로 구성되고, 상기 스위치소자에 의해서, 상기 저항소자로 전류를 흘리는 제1 정전류원 및 상기 저항소자로부터 전류를 흘러 나오게 하는 제2 정전류원을 설정하도록 구성하면, 상기 조정용데이터에 따라 상기 기준전압의 조정량과 증감을 설정할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 계조표시 기준전압 발생회로에 따라, 상기 기준전압 생성회로는 감마보정된 기준전압을 생성하고, 상기 조정회로는, 상기 감마보정된 기준전압을 조정하는 감마보정 조정회로이다. 따라서, 일단 감마보정된 기준전압은, 액정재료나 액정패널의 특성에 따라 또 조정될 수 있다. 따라서, 보다 정확하게 액정재료나 액정패널의 특성에 따른 기준전압을 생성하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제2 액정구동장치는, 생성한 복수레벨의 기준전압의 각각을 조정용데이터에 따라 조정할 수 있는 계조표시 기준전압 발생회로를 구비하고 있기 때문에, 외부에서 상기 조정용데이터를 공급함으로써, 해당 액정구동장치를 수정할 필요없이, 액정재료나 액정패널의 특성에 따라 상기 기준전압을 간단히 조정할 수 있다.

Claims

표시 데이터를 디지털 형태에서 아날로그 형태로 변환할 때 사용되는 계조 표시용의 기준전압을 생성하는 계조표시 기준전압 발생회로로서,

복수 레벨의 기준전압을 생성하는 기준전압 생성회로; 및

외부에서의 조정용 데이터에 따라 상기 기준전압을 조정하는 조정회로를 포함하는 계조표시 기준전압 발생회로.
제 1 항에 있어서, 상기 조정회로는 각각 :

상기 기준전압의 입력단자; 상기 조정용 데이터의 입력단자; 조정된 전압의 출력단자; 및 상기 조정용 데이터에 따라 상기 기준전압보다 높은 전압 또는 상기 기준전압보다 낮은 전압을 생성하여 상기 조정된 전압으로서 출력하는 조정된 전압 생성회로를 포함하는 계조표시 기준전압 발생회로.
제 2 항에 있어서, 상기 조정된 전압 생성회로는 :

상기 조정용 데이터에 따라 전위차를 발생하는 전위차 발생회로; 및

상기 기준전압과 전위차의 합계 전압을 출력하는 합계 전압 출력회로를 포함하고,

상기 합계 전압 출력회로에서의 합계 전압이 상기 조정된 전압으로서 출력되는 계조표시 기준전압 발생회로.
제 2 항에 있어서, 상기 조정된 전압 생성회로는 :

상기 입력단자와 출력단자 사이에 제공되어, 그를 통해 흐르는 전류치에 대응하는 전위차를 발생시키는 저항소자;

하나 이상의 정전류원; 및

상기 조정용 데이터에 따라 온 및 오프되는 동시에, 상기 정전류원과 저항 소자 사이에 삽입되는 하나 이상의 스위치 소자를 포함하고,

상기 조정용 데이터에 따라 각 스위치 소자의 온 및 오프를 제어함으로써 상기 저항 소자를 통해 흐르는 전류치를 변화시킴으로써 상기 전위차를 변화시키는 계조표시 기준전압 발생회로.
제 4 항에 있어서, 상기 저항소자와 출력 단자 사이에 삽입된 버퍼 앰플리파이어를 포함하는 계조표시 기준전압 발생회로.
제 4 항에 있어서, 상기 정전류원은 n을 정의 정수라 할때, 2^(n-1)의 가중치의 전류를 발생하며,

상기 조정용 데이터는 2의 보수 표현에 의해 나타내지는 2진수의 다비트 디지털 데이터인 계조표시 기준전압 발생회로.
제 4항에 있어서, 상기 정전류원은 상기 저항소자로 전류를 흐르게 하는 하나 이상의 제 1 정전류원 및 상기 저항소자로부터 전류를 흐르게 하는 하나 이상의 제 2 정전류원으로 구성되고,

상기 스위치소자들중 적어도 하나는 상기 제 1 정전류원에서 저항소자로 전류를 흐르게 할 수 있고 다른 스위치 소자는 저항 소자에서 제 2 정전류원으로 전류를 흐르게 할 수 있는 계조표시 기준전압 발생회로.
제 1 항에 있어서, 상기 기준전압 생성회로는 γ보정된 기준전압을 생성하며,

상기 조정회로는 상기 γ보정된 기준전압을 조정하는 γ보정 조정회로인 계조표시 기준전압 발생회로.
제 1 항에 기재된 계조표시 기준전압 발생회로를 포함하는 액정구동장치.