KR100667184B1 - Source driver of liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치의 소스 구동장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 액정 표시패널을 구비한 액정표시장치의 소스 구동장치에 있어서, 상기 표시패널과 연결되고, 서로 번갈아 배열되어 있는 복수의 홀수 출력단자 및 짝수 출력단자, 상기 홀수 출력단자에 대응하는 수만큼 배열되고, 홀수 라인을 통해 상기 홀수 출력단자와 연결되는 복수의 포지티브 증폭기, 상기 짝수 출력단자에 대응하는 수만큼 배열되고, 짝수 라인을 통해 상기 짝수 출력단자와 연결되는 복수의 네가티브 증폭기, 상기 홀수 라인과 짝수 라인에 제 1스위치를 통해 각각 연결되는 복수의 커패시터 및 상기 커패시터를 서로 연결하는 제 2스위치를 구비하고, 상기 스위치들의 제어에 의해 상기 홀수 출력단자와 상기 짝수 출력단자가 입력전압에 상관없이 일정한 전압을 출력하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 구동장치가 제공된다. 본 발명에 의하면, 스위치의 제어에 의해 소스 드라이버 구동시 소스 드라이버의 다수의 출력선의 출력전압을 입력 전압에 상관없이 항상 일정하게 고정하므로 파워 저장 효율을 유지시켜줄 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a source driving device of a liquid crystal display device. According to the present invention, a source driving device of a liquid crystal display device having a liquid crystal display panel includes a plurality of odd outputs connected to the display panel and alternately arranged with each other. A plurality of positive amplifiers arranged in a number corresponding to the terminals and even output terminals and the odd output terminals, and connected to the odd output terminals through odd lines, and arranged in a number corresponding to the even output terminals. A plurality of negative amplifiers connected to the even output terminals, a plurality of capacitors respectively connected to the odd lines and the even lines through a first switch, and a second switch connecting the capacitors to each other; The odd output terminal and the even output terminal output a constant voltage regardless of an input voltage. The source driving device of a liquid crystal display device is provided, characterized in that operative to. According to the present invention, the output voltage of the plurality of output lines of the source driver is constantly fixed regardless of the input voltage when the source driver is driven by the control of the switch, thereby maintaining power storage efficiency.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 블록도 이다.1 is a block diagram of a general liquid crystal display device.
도 2는 종래 전하공유방식의 TFT LCD 소스 드라이버의 채널 구조도 이다.2 is a channel structure diagram of a conventional charge sharing TFT LCD source driver.
도 3은 본 발명에 따른 전하공유방식의 TFT LCD 소스 드라이버의 채널 구조도 이다.3 is a channel structure diagram of a charge sharing TFT LCD source driver according to the present invention.
도 4는 도 3의 소스 드라이버의 신호 파형도 이다.4 is a signal waveform diagram of the source driver of FIG. 3.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
21. 인버터 sw1∼sw4. 스위치21. Inverters sw1 to sw4. switch
33. 먹스(MUX) 36. 고용량 캐패시터33.MUX 36. High Capacity Capacitors
31. 포지티브 증폭기 32. 네가티브 증폭기31.Positive Amplifiers 32.Negative Amplifiers
본 발명은 액정표시장치의 소스 구동장치에 관한 것으로, 전하공유를 할 때 입력에 독립적으로 다수 출력 채널의 공통출력전압을 항상 고정시켜줌으로써 소비전력을 저감한 액정표시장치의 소스 구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)는 브라운관 등에 비해 소비전 력이 작으며 면적도 많이 차지하지 않는다. 그 중에서도 TFT(Thin-Film-Transistor)를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 액정디스플레이(액정표시장치)는 고정밀이며, 대화면화가 가능하며, 퍼스널 컴퓨터용 디스플레이나 텔레비젼 화면 등 다용도로 이용되고 있다.Liquid crystal displays (LCDs) consume less power and consume less area than CRTs. Among them, an active matrix liquid crystal display (liquid crystal display device) using TFT (Thin-Film-Transistor) has high precision, is capable of large screens, and is used for various purposes such as a personal computer display or a television screen.
액티브 매트릭스 방식의 디스플레이에 있어서, TFT는 이 표시패널상에 매트릭스 형태로 배치된다. 이들 TFT는 통상 표시패널의 프레임부에 배치된 드라이버 IC에 의해 동작이 제어된다. 드라이버IC에는 소스 드라이버와 게이트 드라이버가 있는데, 이들 드라이버 IC의 동작은 제어기에서 출력되는 신호로 제어된다. 제어기는 클럭신호를 포함하는 각종 신호를 생성하여 적절한 제어를 하도록 한다.In an active matrix display, TFTs are arranged in a matrix form on this display panel. These TFTs are normally controlled by a driver IC disposed in the frame portion of the display panel. The driver IC includes a source driver and a gate driver. The operation of these driver ICs is controlled by signals output from the controller. The controller generates various signals including the clock signal to perform appropriate control.
상술한 액티브 매트릭스 방식 중, 최근의 액정표시장치에서는 액정의 장기잔상(image persistence)을 방지하는 등의 목적에서 도트반전구동이라는 제어가 실행된다.In the above-mentioned active matrix system, in recent liquid crystal display devices, control of dot inversion driving is executed for the purpose of preventing long-term image persistence of liquid crystals.
본 명세서에서는 TFT와 액정용량 또는 발광소자를 포함하며, 표시패널상의 1개 도트를 표시하기 위한 소자를 화소(픽셀)라고 하며, 또 1개의 화소를 구성하며, 적·녹·청 등의 각 색을 표시하기 위한 각 소자를 서브픽셀이라 칭한다.In the present specification, an element including a TFT, a liquid crystal capacitor, or a light emitting element, and the element for displaying one dot on the display panel is called a pixel (pixel), and constitutes one pixel, and each color such as red, green, and blue Each element for displaying is referred to as a subpixel.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 블록도 이다.1 is a block diagram of a general liquid crystal display device.
일반적인 액정표시장치(1)는 TFT 및 액정 용량을 갖는 서브픽셀이 배치되며, 화상을 표시하기 위한 표시패널(6)과, 모두 표시패널(6)내에 배치되며, 서브픽셀을 구동하기 위한 주사선(2) 및 신호선(3)과, 주사선(2)에 전압을 공급하기 위한 게이트 드라이버(4)와, 신호선(3)에 전압을 공급하기 위한 소스드라이버(5)와, 게이트 드라이버(4) 및 소스드라이버(5)의 동작을 제어하는 제어기(7)를 구비한다. 또, 소스드라이버(5)는 서로 인접하는 출력부 사이를 소정 기간 접속시키는 전하회수수단(22)을 갖는다. 신호선(2)과 주사선(3)은 교차하며, 서브픽셀은 표시패널 상에 매트릭스 형태로 배치된다.In the general liquid
도 2는 종래 TFT LCD 소스 드라이버의 전하공유방식을 이용한 채널 구조도 이다.2 is a channel structure diagram using a charge sharing method of a conventional TFT LCD source driver.
도 2를 참조하면, 소스구동회로는 홀수데이터라인(이하, 홀수 라인이라고 한다)과 짝수데이터라인(이하, 간단히 짝수 라인이라고 한다)의 영상신호 전압을 출력하는 각각의 홀수 출력단자(24)와 짝수 출력단자(25)와, 홀수 출력단자(24)와 짝수 출력단자(25)의 연결을 제어하기 위한 스위치들(22, 23), 이들 스위치들(22, 23)을 제어하는 제어신호가 입력되는 제어단자(CR) 및 제어단자(CR)와 연결되고, 홀수 입력단자(24) 및 짝수 입력단자(25)의 데이터 선과의 연결을 전환하는 스위치(22)와 연결되는 인버터(21)로 이루어진다.Referring to Fig. 2, the source driving circuit includes an
인버터(21)를 통해 제어단자(CR)로부터 스위치(22)와 스위치(23)에 서로 역의 제어신호가 입력된다.Inverted control signals are inputted from the control terminal CR to the
인접하는 소스드라이버의 출력단자 사이를 소정의 기간단락이 실행된다. 인접하는 출력단자 사이가 전기적으로 접속될 경우, 양 출력단자의 전위가 평균화되는 방향으로 변화한다. 이 2개 이상의 출력단자 사이를 전기적으로 접속하는 조작을 전하공유(charge sharing)라고 정의한다.A predetermined period of time is executed between output terminals of adjacent source drivers. When electrically connected between adjacent output terminals, the electric potential of both output terminals changes in the direction which averages. The operation of electrically connecting the two or more output terminals is defined as charge sharing.
그런데, 종래의 소스드라이버에서는 입력 전압값에 따라서 다수출력의 공통 출력전압(Vcom)이 변동을 한다. However, in the conventional source driver, the common output voltage Vcom of the multiple outputs varies according to the input voltage value.
이에 따라 파워 저장 효율을 항상 50%값으로 일정하게 유지 할 수 없기 때문에 파워 소모가 높아진다는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem in that power consumption increases because the power storage efficiency cannot be constantly maintained at a value of 50%.
한편, 지금까지는 TFT LCD의 소스 드라이버에 대해서 저소비전력화 및 고화질화, 저 비용화에 초점을 두고 개발되어 왔지만, 소비전력을 낮추면서도 안정적이고, 양질의 화질을 제공할 수 있는 기술과 저 비용화로 구현할 수 있는 TFT LCD 구동 드라이버의 개발이 요망되고 있다.Meanwhile, the TFT LCD source driver has been developed so far with low power consumption, high quality, and low cost, but it can be implemented with technology and low cost that can provide stable and high quality images while reducing power consumption. Development of a TFT LCD driver is desired.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차아지 쉐어링시 공통출력전압(Vcom)값을 VDD/2전압 값으로 항상 일정하게 유지하며, 파워 저장 효율을 50%로 만들어주는 TFT LCD 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, TFT LCD driving device that maintains a constant constant output voltage (Vcom) value of the VDD / 2 voltage value at the time of charge sharing, and makes the power storage efficiency 50% The purpose is to provide.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면 액정 표시패널을 구비한 액정표시장치의 소스 구동장치에 있어서, 상기 표시패널과 연결되고, 서로 번갈아 배열되어 있는 복수의 홀수 출력단자 및 짝수 출력단자, 상기 홀수 출력단자에 대응하는 수만큼 배열되고, 홀수 라인을 통해 상기 홀수 출력단자와 연결되는 복수의 포지티브 증폭기, 상기 짝수 출력단자에 대응하는 수만큼 배열되고, 짝수 라인을 통해 상기 짝수 출력단자와 연결되는 복수의 네가티브 증폭기, 상기 홀수 라인과 짝수 라인에 제 1스위치를 통해 각각 연결되는 복수의 커패시터 및 상기 커패시터를 서로 연결하는 제 2스위치를 구비하고, 상기 스위치들의 제어에 의해 상기 홀수 출 력단자와 상기 짝수 출력단자가 입력전압에 상관없이 일정한 전압을 출력하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 구동장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, in the source driving apparatus of the liquid crystal display device having a liquid crystal display panel, a plurality of odd output terminals and even output terminals connected to the display panel and arranged alternately, A plurality of positive amplifiers arranged in a number corresponding to the odd output terminals and connected to the odd output terminals through odd lines, and arranged in a number corresponding to the even output terminals and connected to the even output terminals through even lines; A plurality of negative amplifiers, a plurality of capacitors connected to each of the odd lines and the even lines through a first switch, and a second switch connecting the capacitors to each other, wherein the odd output terminals and the The even output terminal operates to output a constant voltage regardless of the input voltage. The source driving device of a liquid crystal display device is provided.
여기서, 제 1스위치가 하이(high)일 때, 제 2스위치는 로우(low)인 것이 바람직하다.Here, when the first switch is high, the second switch is preferably low.
또한, 상기 포지티브 증폭기와 상기 홀수 출력단자 사이의 연결을 온/오프하고, 상기 네가티브 증폭기와 상기 짝수 출력단자 사이의 연결을 온/오프하는 제 3스위치와, 상기 포지티브 증폭기 및 네가티브 증폭기와 전단의 출력단자 사이의 연결을 온/오프하는 제 4스위치를 더 구비하는 것이 바람직하다.Further, a third switch for turning on / off the connection between the positive amplifier and the odd output terminal and turning on / off the connection between the negative amplifier and the even output terminal, and outputs the positive amplifier, the negative amplifier, and the front end. It is further preferred to further comprise a fourth switch for turning on / off the connection between the terminals.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 소스드라이버의 블록도 이다.3 is a block diagram of a source driver according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 소스드라이버는 입력단자(V1)로부터 전압이 입력되는 복수의 포지티브 레일투레일 증폭기(이하, 포지티브 증폭기라 한다)(31), 입력단자(V2)로부터 전압이 입력되는 복수의 네가티브 레일투레일 증폭기(이하, 네가티브 증폭기라 한다)(32), 각각의 포지티브 증폭기(31) 및 네가티브 증폭기(32)와 연결된 복수의 스위치(sw3) 및 복수의 스위치(sw4), 각각의 스위치들(sw3, sw4)과 연결된 복수의 MUX(33), 스위치(sw3) 및 MUX(33)를 통해서 포지티브 증폭기(31) 및 네가티브 증폭기(32)와 연결되는 홀수 출력단자(34) 및 짝수 출력단자(35), MUX(33)의 온/오프 제어를 전환하는 스위치(sw1), 접지선과 스위치(sw1) 사이에 연결된 커패시터(36) 및 스위치(sw1)와 반전되어 동작하고, 커패시터(36) 사이에 연결된 스위치(sw2)로 이루어지고, LCD 표시패널(6)에 구동전압을 인가한다.Referring to FIG. 3, a source driver according to the present invention may include a plurality of positive rail-to-rail amplifiers (hereinafter, referred to as positive amplifiers) 31 to which voltages are input from an input terminal V1, and voltages from an input terminal V2. A plurality of negative rail-to-rail amplifiers (hereinafter referred to as negative amplifiers) 32 to be input, a plurality of switches sw3 and a plurality of switches sw4 connected to the respective
복수의 포지티브 증폭기는 홀수 출력단자에 대응하는 수만큼 배열되고, 복수의 네가티브 증폭기는 짝수 출력단자에 대응하는 수만큼 배열된다.The plurality of positive amplifiers are arranged by the number corresponding to the odd output terminals, and the plurality of negative amplifiers are arranged by the number corresponding to the even output terminals.
즉, 홀수 라인과 짝수 라인을 스위치를 이용하여 홀수 라인은 홀수 라인만으로 연결을 하였고, 짝수 라인 또한 같은 방법으로 연결하였다. 이렇게 연결된 2개의 라인에 고용량의 커패시터(36)를 각각 연결하고 다시 2개의 고용량 커패시터를 스위치(sw2)로 연결하였다. 이들 스위치(sw1∼sw4)에는 제어기(7)로부터의 제어신호가 입력된다.In other words, odd lines and even lines were connected to each other using only odd lines, and even lines were connected in the same manner. The two
라인반전을 위해 포지티브 증폭기(31)에는 정(+)의 전압이 인가되고, 네가티브 증폭기(32)에는 부(-)의 전압이 인가된다.A positive voltage is applied to the
포지티브 증폭기(31)는 VDD-0.2V의 전압원을 입력으로 받고, 네가티브 증폭기(32)는 GND+0.2V의 전압원을 입력으로 받아서, 각각 아날로그 전압을 발생하는 버퍼로 이루어진다. The
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 저전력 소스 구동방식에서의 출력전압 파형을 상세히 설명한다.Hereinafter, the output voltage waveform in the low power source driving method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.
제어기(7)에서 발생한 신호는 전하공유구간과 구동 구간으로 구분된다. The signal generated from the
스위치(sw1:1)는 제어기(7)로부터 들어오는 로드 신호와 같은 신호로 온/오프 동작을 하면서 내부 기생 캐패시터(도시 생략)와 외부의 고용량 캐패시터(36)의 전하를 공유시키는 동작을 한다. Switch (sw1: 1) performs an on / off operation with a signal such as a load signal coming from the
스위치(sw2, 1)는 로드 신호의 반전신호에 의해 동작하면서 전하공유 구 간동안 저장한 전하를 구동 구간동안 외부의 고용량 캐패시터의 전하를 공유시키는 동작을 한다. Switch (sw2, In operation 1), the charge stored in the charge sharing section is shared by the charge of the external high capacity capacitor during the driving section while operating by the inverted signal of the load signal.
스위치(sw3, 2)는 포지티브 증폭기(31)에서 발생한 아날로그 출력으로 표시패널(6)을 구동시키고, 스위치(sw4, 3)는 네가티브 증폭기(32)에서 발생한 아날로그 출력으로 표시패널(6)을 구동시킨다.Switch (sw3, 2) drives the
먼저, 제어기(7)에서 게이트 드라이버(4)로 들어가는 로드신호는 전하 공유 구간과 구동 구간으로 나눠진다. 이 로드 신호에 맞춰 1의 스위치 컨트롤 신호가 동작하고, 1의 스위치 컨트롤 신호는 로드 신호의 반전된 신호를 발생하게 된다.First, the load signal entering the
1의 신호가 하이(H)일때 1의 신호는 로우(L)가 되면서 표시패널(6)에 연결된 소스 라인(3)은 표시패널(6)의 캐패시턴스(도시 생략)와 연결이 되고 외부의 고용량 커패시터(36)는 홀수 라인과 짝수 라인에 서로 연결되고 두 개의 커패시터(36)간의 연결은 오픈된다. When signal of 1 is high (H) The signal of 1 becomes low (L) and the
이 때, 표시 패널(6)안에 기생 캐패시턴스 로드의 전하들이 홀수 라인과 짝수 라인에 각각 연결된 커패시터(36)에 나누어 충전되게 된다. At this time, the charges of the parasitic capacitance load in the
그리고 스위치(1)는 로우가 되고, 스위치(1)가 H로 되는 순간 포지티브 증폭기(31)와 패널의 홀수 라인을 연결해 주는 스위치(sw3)는 도 4에 나타낸 바 와 같이 하이로 된다. And switch ( 1) goes low, and the switch ( As soon as 1) becomes H, the switch sw3 connecting the
이렇게 되면 홀수 라인과 짝수 라인 끼리만 연결하여 외부 커패시터와 연결해주는 스위치(1)는 오픈이 되고, 외부의 고용량 커패시터를 연결해 주는 스위치(1)와 홀수 라인 및 짝수 라인과 표시패널(6)을 연결해주는 스위치(2)가 단락되게 된다. In this case, the switch connects only odd and even lines to an external capacitor. 1) is open, a switch that connects an external high-capacitor 1) and odd line and even line and the switch to connect the display panel (6) 2) is short-circuited.
결과적으로 포지티브 버퍼 증폭기(31)와 네가티브 버퍼 증폭기(32)가 패널을 구동하는 동안 외부의 고용량 커패시터(36)들에 충전된 전하들이 공유되어 VDD/2만큼의 전압값을 가지게된다.As a result, while the
이 때 포지티브 버퍼 증폭기(31)는 도 4의 출력 파형처럼 P(포지티브 영상신호)를 발생하고 네가티브 버퍼 증폭기(32)는 N(네가티브 영상신호)을 발생한다. At this time, the
그 다음, 스위치들의 동작 신호는 스위치(1)가 H이고, 스위치(1, 2)가 로우이며, 그리고 스위치(3)가 로우를 그대로 유지한 상태가 된다.Then, the operation signal of the switches is a switch ( 1) is H, switch ( One, 2) is low, and the switch ( 3) is in a state of keeping a low.
이렇게 되면 소스 라인 즉, 홀수 라인 및 짝수 라인에 연결된 표시패널(6)은 오픈이 되고, 스위치(1)만이 단락되어 패널과 외부의 고용량 커패시터를 연결시켜줌으로서 외부의 고용량 커패시터에 충전된 전하들이 표시 패널(6)의 내부에 캐패시턴스 로드의 전하와 공유하면서 출력파형의 전압을 Vcom 전압 즉, VDD/2값으로 만들어주게 된다. In this case, the
즉, 고용량 커패시터(36)의 전하와 표시패널(6) 내부의 캐패시턴스 로드의 전하들이 공유되기 때문에 버퍼 증폭기들(31, 32)로 들어가는 입력 전압값에 상관없이 항상 출력 파형의 Vcom 전압을 VDD/2 전압값으로 유지시켜 준다.That is, since the charge of the
그래서 파워 저장 효율이 입력 전압값에 독립적으로 항상 50%를 유지하게 되는 것이다. So the power storage efficiency is always 50% independent of the input voltage value.
마지막으로, 스위치(1)가 로우이고, 스위치(1, 3)가 하이이며, 그리고 스위치(2)가 L로 되는 구간동안 표시패널(6)과 오픈된 고용량 커패시터들(36)은 다시 전하공유를 하게 된다.Finally, switch ( 1) is low and the switch ( One, 3) is high, and the switch ( During the period in which 2) becomes L, the
이와 동시에 포지티브 버퍼 증폭기(31)는 이전 단계와 반대로 N(네가티브 영상신호)를 발생하며 네가티브 버퍼 증폭기(32)는 P(파지티브 영상신호)을 발생시키면서 패널을 구동하게 된다.At the same time, the
따라서, 소스 드라이버 구동시 스위치 제어를 통해 다수출력의 공통출력전압(Vcom)을 VDD/2의 전압값으로 항상 일정하게 고정시켜 준다.Therefore, the common output voltage Vcom of the multiple outputs is constantly fixed to the voltage value of VDD / 2 through switch control when driving the source driver.
본 발명에 의하면, 스위치의 제어에 의해 소스 드라이버 구동시 소스 드라이버의 다수의 출력선의 출력전압을 입력 전압에 상관없이 항상 일정하게 고정하므로 파워 저장 효율을 유지시켜줄 수 있다.According to the present invention, the output voltage of the plurality of output lines of the source driver is constantly fixed regardless of the input voltage when the source driver is driven by the control of the switch, thereby maintaining power storage efficiency.
따라서, TFT LCD 구동시 상당 부분을 차지하는 LCD 소스 드라이버의 소비전력을 줄이는 효과를 나타낸다.Thus, the power consumption of the LCD source driver, which occupies a considerable portion when driving the TFT LCD, is reduced.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not limited to the specific embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Anyone skilled in the art can make various modifications, as well as such modifications are within the scope of the claims.
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