KR100704016B1 - Data driver for liquid crystal display - Google Patents

Data driver for liquid crystal display

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KR100704016B1
KR100704016B1 KR1020030084577A KR20030084577A KR100704016B1 KR 100704016 B1 KR100704016 B1 KR 100704016B1 KR 1020030084577 A KR1020030084577 A KR 1020030084577A KR 20030084577 A KR20030084577 A KR 20030084577A KR 100704016 B1 KR100704016 B1 KR 100704016B1
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한민구
남우진
정상훈
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재단법인서울대학교산학협력재단
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    • G09G2320/0209Crosstalk reduction, i.e. to reduce direct or indirect influences of signals directed to a certain pixel of the displayed image on other pixels of said image, inclusive of influences affecting pixels in different frames or fields or sub-images which constitute a same image, e.g. left and right images of a stereoscopic display
    • G09G2320/0214Crosstalk reduction, i.e. to reduce direct or indirect influences of signals directed to a certain pixel of the displayed image on other pixels of said image, inclusive of influences affecting pixels in different frames or fields or sub-images which constitute a same image, e.g. left and right images of a stereoscopic display with crosstalk due to leakage current of pixel switch in active matrix panels

Abstract

본 발명은 액정표시장치를 구동하기 위한 구동회로 중 데이터 드라이버에 관한 것으로, 디지털 인터페이스 구동방식의 데이터 드라이버에 관한 것이다. The present invention relates to a data driver among driving circuits for driving a liquid crystal display device, and more particularly to a data driver of a digital interface driving method.

본 발명에 따른 액정표시장치의 데이터 드라이버는 샘플링 신호를 공급하는 쉬프트 레지스터 어레이와, 상기 샘플링 신호에 응답하여 비디오 데이터를 래치하여 출력하는 래치 어레이와, 상기 래치 어레이의 출력신호에 따라 해당 데이터 라인을 선택하는 디코더 어레이와, 상기 디코더 어레이의 출력신호에 따라 해당 데이터 라인으로 아날로그 전압을 출력하는 전송게이트 어레이를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A data driver of a liquid crystal display according to the present invention includes a shift register array for supplying a sampling signal, a latch array for latching and outputting video data in response to the sampling signal, and a corresponding data line according to an output signal of the latch array. And a transmission gate array for outputting an analog voltage to a corresponding data line according to an output signal of the decoder array.

데이터 드라이버, 다결정 박막 트랜지스터, 부트-스트래핑, Data drivers, polycrystalline thin film transistors, boot-strapping,

Description

액정표시장치의 데이터 드라이버{DATA DRIVER FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY} DATA DRIVER FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}             

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성을 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing a configuration of a general liquid crystal display device;

도 2는 본 발명에 따른 데이터 드라이버의 구성예를 나타낸 도면,2 is a view showing a configuration example of a data driver according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 P-타입 박막트랜지스터만으로 구성된 데이터 래치를 구현하기 위해 필요한 인버터 회로의 구성예를 나타낸 도면,3 is a view showing a configuration example of an inverter circuit necessary to implement a data latch composed of only a P-type thin film transistor according to the present invention;

도 4는 도 3의 타이밍도,4 is a timing diagram of FIG.

도 5a는 도 3의 회로에 신호를 인가한 결과를 나타낸 측정 결과도,5A is a measurement result diagram showing a result of applying a signal to the circuit of FIG. 3;

도 5b는 도 3의 회로에 Vss 신호를 더 낮게 인가한 결과를 나타낸 레벨 쉬프터 측정 결과도, 5B is a level shifter measurement result showing a result of applying a lower Vss signal to the circuit of FIG.

도 6은 본 발명의 래치회로에 사용되는 스위칭 인버터의 회로도,6 is a circuit diagram of a switching inverter used in the latch circuit of the present invention;

도 7은 도 6의 스위칭 인버터를 상보적으로 연결하여 래치를 구성한 예를 나타낸 도면,7 is a view illustrating an example in which a latch is configured by complementarily connecting the switching inverters of FIG. 6;

도 8은 본 발명에 따른 디코더의 회로도,8 is a circuit diagram of a decoder according to the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 NAND 게이트 회로의 구성예를 나타낸 도면,9 is a view showing a configuration example of a NAND gate circuit according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 NAND 게이트 회로의 다른 구성예를 나타낸 도면,10 is a view showing another configuration example of a NAND gate circuit according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 전송 게이트의 회로도,11 is a circuit diagram of a transmission gate according to the present invention;

도 12a는 P-타입 트랜지스터만으로 구성한 전송 게이트의 예시도, 12A is an exemplary diagram of a transfer gate composed of only P-type transistors;

도 12b는 일반적인 CMOS 전송 게이트의 회로도,12B is a circuit diagram of a general CMOS transfer gate,

도 13은 본 발명에 따른 전송 게이트의 회로도, 13 is a circuit diagram of a transmission gate according to the present invention;

도 14는 본 발명에 따른 D/A 컨버터의 출력 특성을 나타낸 시뮬레이션 결과도,14 is a simulation result diagram showing the output characteristics of the D / A converter according to the present invention,

도 15는 도 2의 타이밍도.15 is a timing diagram of FIG. 2.

본 발명은 액정표시장치를 구동하기 위한 구동회로 중 데이터 드라이버에 관한 것이다. The present invention relates to a data driver among driving circuits for driving a liquid crystal display.

능동형(Active Matrix) 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display)나 유기 EL 디스플레이를 구현할 때 디스플레이 화소 패널과 이를 구동하기 위한 구동회로 패널을 집적하는 것에 대한 연구가 진행되고 있다. When implementing an active matrix liquid crystal display or an organic EL display, research is being conducted on integrating a display pixel panel and a driving circuit panel for driving the same.

현재 연구되고 있는 구동회로 집적 기술은 크게 다음의 두 개 회로를 패널 내에 내장하는 데에 초점을 맞추고 있다. 첫째, 화소 패널 내에 화소 어레이(array)의 각 라인을 선택하는 쉬프트 레지스터(shift resister)를 설계하는 것과 둘째, 칩셋(chipset)에서 출력된 전압(3.3V 내지 5V 수준)을 화소 픽셀의 박 막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 TFT라 칭함)를 스위칭 시키기 위한 전압으로 승격시키는 레벨 쉬프터를 TFT로 설계하여 내장하는 것이다. 이러한 패널 내에 집적되는 구동 회로부를 설계하기 위해서 현재 N-타입 및 P-타입 폴리 실리콘 TFT를 함께 사용하는 CMOS 타입을 이용하고 있으며, 일반적인 CMOS 로직(logic)을 이용하여 설계하고 있다. The driving circuit integration technology currently being researched is mainly focused on embedding two circuits in a panel. First, design a shift resister that selects each line of the pixel array in the pixel panel; and second, the thin film transistor of the pixel pixel with the voltage (3.3V to 5V level) output from the chipset. (Thin Film Transistor: hereinafter referred to as TFT) A level shifter that promotes to a voltage for switching is designed and incorporated into a TFT. In order to design a driving circuit unit integrated in such a panel, a CMOS type using an N-type and a P-type polysilicon TFT is currently used, and a general CMOS logic is used.

그러나, CMOS 타입의 회로는 N-타입 및 P-타입 트랜지스터를 함께 만들 때 많은 수의 마스크가 요구되고, 각기 문턱전압을 맞추기 위해 추가의 공정이 필요하게 된다. 이는 공정 수율을 낮추며 공정 단가를 증가시키는 주된 이유가 되며, 또한 회로의 동작 신뢰성이 떨어지는 재현성(reliability) 문제를 발생시킬 수 있다. 일반적으로 N-타입 TFT는 P-타입에 비해 소자 구동 시 핫-캐리어(hot carrier)에 의한 열적 손상을 입어 특성저하(degradation)가 심하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 따라서, 폴리실리콘 TFT를 이용하여 CMOS 회로로 구동 회로부를 설계할 경우 N-타입 소자에 의한 열화현상을 방지하는 것이 필요하며 이를 위해 LDD 공정을 추가하고 있다. 결국 이러한 회로 구동의 안정성(stability)를 확보하기 위해서 추가의 공정이 요구되고 LDD 공정 자체가 또한 공정 수율을 현저히 저하시키는 요인으로 통상 보고 되고 있기 때문에 가급적 N-타입 폴리실리콘 박막 트랜지스터를 사용하지 않는 회로설계가 요구된다. However, CMOS type circuits require a large number of masks when making N-type and P-type transistors together, and an additional process is required to match the threshold voltages respectively. This is a major reason for lowering process yields and increasing process costs, and can also lead to reproducibility problems with poor operation reliability of the circuit. In general, N-type TFTs are known to exhibit severe degradation due to thermal damage due to hot carriers when driving devices, compared to P-types. Therefore, when designing a driving circuit part using a CMOS circuit using a polysilicon TFT, it is necessary to prevent deterioration caused by an N-type device, and for this purpose, an LDD process is added. As a result, an additional process is required to ensure the stability of the circuit driving, and since the LDD process itself is generally reported as a factor that significantly lowers the process yield, a circuit that does not use an N-type polysilicon thin film transistor is preferably used. Design is required.

따라서, 본 발명은 P-타입 트랜지스터만으로 구현 가능한 래치 어레이와 전송게이트 어레이를 채용한 액정표시장치의 데이터 드라이버를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 디지털 정보를 외부로부터 수신하여 아날로그 데이터를 패널 어레이에 인가하는 디지털 인터페이스 구동방식의 데이터 드라이버를 제공하기 위한 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a data driver of a liquid crystal display device employing a latch array and a transfer gate array that can be implemented only with a P-type transistor.
Another object of the present invention is to provide a data driver of a digital interface driving method for receiving digital information from the outside and applying analog data to a panel array.

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본 발명에 따른 액정표시장치의 데이터 드라이버는 샘플링 신호를 공급하는 쉬프트 레지스터 어레이와, 상기 샘플링 신호에 응답하여 비디오 데이터를 래치하여 출력하는 래치 어레이와, 상기 래치 어레이의 출력신호에 따라 해당 데이터 라인을 선택하는 디코더 어레이와, 상기 디코더 어레이의 출력신호에 따라 해당 데이터 라인으로 아날로그 전압을 출력하는 전송게이트 어레이를 포함함을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 래치 어레이의 각 래치는 P-타입 트랜지스터로 구현된 인버터를 상보적으로 연결하여 구성하며, 상기 디코더 어레이의 각 디코더는 4-비트 NAND 게이트로 구현됨을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 아날로그 전압은 저항스트링(resistor-string)으로 이루어진 전압소스로부터 선택적으로 얻어짐을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 전송게이트 어레이의 각 전송게이트는 상기 디코더의 출력단에 연결된 커패시터와, 상기 커패시터와 전압소스 사이에 전류 통로가 형성되고, 외부 칩셋으로부터 공급되는 리셋신호를 게이트로 인가받는 제1 P-타입 트랜지스터와, 상기 커패시터의 출력신호를 게이트로 인가받고, 상기 전압소스에 소스가 연결된 제2 P-타입 트랜지스터를 포함하며, 상기 전압소스로부터의 입력전압에 대해 상기 제2 P-타입 트랜지스터의 게이트-소스 전압을 일정하게 유지하도록 함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
A data driver of a liquid crystal display according to the present invention includes a shift register array for supplying a sampling signal, a latch array for latching and outputting video data in response to the sampling signal, and a corresponding data line according to an output signal of the latch array. And a transmission gate array configured to output an analog voltage to a corresponding data line according to an output signal of the decoder array.
Preferably, each latch of the latch array is configured by complementarily connecting inverters implemented with P-type transistors, and each decoder of the decoder array is implemented with a 4-bit NAND gate.
Preferably, the analog voltage is selectively obtained from a voltage source consisting of a resistor string.
More preferably, each of the transfer gates of the transfer gate array includes a capacitor connected to an output terminal of the decoder and a current path formed between the capacitor and the voltage source, and receiving a reset signal supplied from an external chipset as a gate. A second P-type transistor receiving a P-type transistor and an output signal of the capacitor as a gate, and having a source connected to the voltage source, wherein the second P-type transistor is applied to an input voltage from the voltage source; It is characterized in that to maintain the gate-source voltage of the constant.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same components in the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 데이터 드라이버가 적용되는 액정표시장치의 구성을 나타낸 블록도로서, 상기 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널(1)과, 액정패널(1)의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(2)와, 액정패널(1)의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(3) 및 게이트 드라이버(2)와 데이터 드라이버(3)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(4)을 구비한다. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device to which the data driver of the present invention is applied, wherein the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 1 in which liquid crystal cells are arranged in a matrix, and a gate line of the liquid crystal panel 1. Gate driver 2 for driving the fields GL1 to GLn, data driver 3 for driving the data lines DL1 to DLm of the liquid crystal panel 1, and the gate driver 2 and the data driver ( The timing control part 4 for controlling 3) is provided.

도 2는 본 발명에 따른 데이터 드라이버(3)의 구성예를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the data driver 3 according to the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 데이터 드라이버(3)는 쉬프트 레지스터(100)와, 데이터 래치(200) 및 디지털/아날로그(D/A)컨버터(300)를 구비한다. 또한, D/A 컨버터(300)의 출력신호들을 신호 완충하여 데이터 라인들 각각으로 출력하는 출력버퍼(도시하지 않음)를 더 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2, the data driver 3 includes a shift register 100, a data latch 200, and a digital / analog (D / A) converter 300. In addition, an output buffer (not shown) may be further provided to signal-buffer the output signals of the D / A converter 300 to each of the data lines.

상기 쉬프트 레지스터(100)는 데이터 전압을 나타내는 정보가 디지털 값으로 입력되면 순차적으로 샘플링 신호를 공급한다. 데이터 전압은 하나의 게이트 라인 에 대응되는 각각의 모든 화소에 전달되어야 하는데, 실제 데이터 전압 값들은 배선 라인을 통해 순차적으로 들어오므로 각각의 화소 전압을 각기 래치에 맞게 분배해주기 위한 쉬프트 레지스터가 필요하다. The shift register 100 sequentially supplies sampling signals when information representing a data voltage is input as a digital value. The data voltage must be delivered to each pixel corresponding to one gate line. Since the actual data voltage values are sequentially introduced through the wiring line, a shift register is needed to distribute each pixel voltage to each latch. .

상기 데이터 래치(200)는 제1 래치(210)와 제2 래치(220)를 구비하며, 샘플링 신호에 응답하여 비디오 데이터를 래치 하여 출력한다. 제1 래치(210)의 동작신호(SWA1, SWA2, SWA3)는 쉬프트 레지스터의 제어신호(SR.n, SR.n+1, SR.n+2)를 활용하며, 제2 래치(220)의 동작신호(SWB1, SWB2, SWB3)는 외부 구동회로를 통해서 제공된다. 일반적인 CMOS 래치회로의 경우 스위칭 인버터를 상보적으로 연결하여 입력된 전압의 반전값을 안정적으로 출력하는 방식을 취하고 있다. 본 발명에서는 P-타입 트랜지스터만을 사용하여 CMOS 회로에 상응하는 동작을 할 수 있도록 구성한다. The data latch 200 includes a first latch 210 and a second latch 220, and latches and outputs video data in response to a sampling signal. The operation signals SWA1, SWA2, and SWA3 of the first latch 210 utilize the control signals SR.n, SR.n + 1, and SR.n + 2 of the shift register, and the second latch 220 The operation signals SWB1, SWB2, and SWB3 are provided through external drive circuits. In general, the CMOS latch circuit is connected to the switching inverter complementary to the stable output of the input voltage. In the present invention, only the P-type transistor is used to configure the operation corresponding to the CMOS circuit.

상기 데이터 래치를 구현하기 위해 필요한 기본적인 인버터는 출원번호 2002-63570 및 출원번호 2002-84147 에서 제안한 인버터 회로를 응용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 P-타입 박막트랜지스터만으로 구성된 데이터 래치를 구현하기 위해 필요한 인버터 회로의 구성예를 나타낸 것이며, 도 4는 도 3의 타이밍도이다. 도 3에서 T1과 T2는 Vss 및 Vdd를 출력하는 트랜지스터이며, T3와 T4는 T1과 T2의 스위칭을 위한 트랜지스터이다. 입력신호 SW가 low이고 입력신호 IN이 high 일 때, T2와 T4는 턴-온 되고 T1과 T3는 턴-오프 되어 입력신호 low에 대해 반전되는 high(Vd)가 출력된다. 역으로, 입력신호 SW가 high이고 입력신호 IN이 low 일 때, T2와 T4는 턴-오프 된다.
한편 T3는 포화영역(saturation region)에서 턴-온 상태를 유지하면서 T3와 T4 사이의 노드A의 전압을 VIN + ┃Vth┃까지 낮춘 다음 턴-오프 된다. 이와 같이 노드 A가 낮아지게 되면 T1이 포화영역에서 턴-온 되어 출력노드의 전압이 Vss를 향해 낮아지게 된다. 이때 노드 A는 전기적으로 플로팅(floating) 되어 있으므로 부트-스트래핑(boot-strapping)에 의해 T1은 계속해서 턴-온 된다. 따라서 출력노드의 전압은 계속해서 낮아질 수 있으며 Vss까지 도달할 수 있게 되어 결과적으로 입력신호 high에 대해 반전되는 low(Vss)가 출력된다.
도 5a 는 P-타입 다결정 박막 트랜지스터를 이용하여 입력전원 Vdd(10V) 와 Vss (0V) 그리고 입력신호 (0~10V) 에 대해 이러한 인버터 회로를 제작한 측정결과를 보여준다. 또한 입력전압에 대해 레벨쉬프팅 된 전압 인가가 필요할 경우 Vss 값을 입력신호의 low 전압 보다 더 낮게 설정함으로써 레벨 쉬프터를 구현할 수도 있다. 도 5b 는 도 3의 인버터 회로에서 Vss 값이 더 낮게 (-10V) 설정된 경우의 레벨쉬프터 측정결과를 보여준다.
The basic inverter required to implement the data latch can be applied to the inverter circuit proposed in the application number 2002-63570 and the application number 2002-84147.
3 shows an example of the configuration of the inverter circuit required to implement a data latch consisting of only the P-type thin film transistor according to the present invention, Figure 4 is a timing diagram of FIG. In FIG. 3, T1 and T2 are transistors for outputting Vss and Vdd, and T3 and T4 are transistors for switching T1 and T2. When the input signal SW is low and the input signal IN is high, T2 and T4 are turned on, and T1 and T3 are turned off to output high (Vd) inverted with respect to the input signal low. Conversely, when the input signal SW is high and the input signal IN is low, T2 and T4 are turned off.
Meanwhile, T3 is turned off after lowering the voltage of node A between V3 and T4 to V IN + Vth while maintaining the turn-on state in the saturation region. As such, when node A is lowered, T1 is turned on in the saturation region so that the voltage of the output node is lowered toward Vss. At this time, since node A is electrically floating, T1 is continuously turned on by boot-strapping. Therefore, the voltage of the output node can be continuously lowered and can reach Vss, resulting in low (Vss) inverted with respect to the input signal high.
FIG. 5A shows a measurement result of fabricating such an inverter circuit for input power sources Vdd (10V) and Vss (0V) and input signals (0 to 10V) using a P-type polycrystalline thin film transistor. In addition, if a level-shifted voltage is required for the input voltage, the level shifter may be implemented by setting the Vss value lower than the low voltage of the input signal. FIG. 5B shows the result of the level shifter measurement when the Vss value is set lower (-10V) in the inverter circuit of FIG. 3.

도 6은 본 발명의 래치회로에 사용되는 스위칭 인버터의 회로도이다. 입력 신호 IN을 반전시키는 방식은 상기 언급한 인버터와 같으나, 입력 신호 RS를 이용하여 출력값을 제어한다. RS 신호가 low 일 때, IN 신호가 low이면 출력은 high이며 IN 신호가 high 이면 출력단의 값을 그대로 유지한다. RS 신호가 high가 되면 결과적으로 IN 및 SW 신호에 의한 인버터 동작을 하게 된다. 6 is a circuit diagram of a switching inverter used in the latch circuit of the present invention. The method of inverting the input signal IN is the same as the inverter mentioned above, but the output value is controlled using the input signal RS. When the RS signal is low, if the IN signal is low, the output is high. If the IN signal is high, the output terminal value is maintained. When the RS signal goes high, the inverter is operated by the IN and SW signals.

도 7은 도 6의 스위칭 인버터를 상보적으로 연결하여 래치를 구성한 예를 나타낸 것이다. 스위치 신호 SW1은 외부입력 IN 신호를 래치회로 내로 받아들이는 게 이트를 턴-온 하는 역할을 하는 동시에 스위칭 인버터의 출력을 제어하는 도 6의 RS 신호의 역할을 수행한다. SW2와 SW3는 각기 인버터 동작을 시키기 위한 도 6의 SW 신호 역할을 수행한다. 결과적으로 P-타입 트랜지스터만으로 구성된 도 7의 래치회로를 이용하여 IN 신호에 대하여 반전된 값을 저장할 수 있다. FIG. 7 illustrates an example in which a latch is configured by complementarily connecting the switching inverters of FIG. 6. The switch signal SW1 serves to turn on the gate that receives the external input IN signal into the latch circuit and also serves as the RS signal of FIG. 6 to control the output of the switching inverter. SW2 and SW3 each serve as the SW signal of FIG. 6 for operating the inverter. As a result, the inverted value of the IN signal can be stored using the latch circuit of FIG. 7 composed of only the P-type transistor.

상기 D/A 컨버터(300)는 데이터 래치(200)로부터 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 전압으로 변환한다. 상기 D/A 컨버터(300)는 디코더(310)와 전송 게이트(T/G, 320)로 구성된다. The D / A converter 300 converts digital data input from the data latch 200 into an analog voltage. The D / A converter 300 includes a decoder 310 and a transmission gate T / G 320.

도 8은 상기 디코더(310)의 회로도로서, 4-비트 낸드(NAND) 게이트를 이용하여 구현한 4-비트 디코더의 예이다. 각기 NAND 게이트로 입력되는 신호는 D0D1D2D3D0'D1'D2'D 3' 의 8가지로써 이중 4개를 선택하여 ABCD 입력단에 인가한다. 결과적으로 4비트를 받아서 구성되는 16개의 NAND 게이트 중 1개만 low를 출력하고 나머지 15개는 high를 출력한다.8 is a circuit diagram of the decoder 310, which is an example of a 4-bit decoder implemented using a 4-bit NAND gate. Each of the signals input to the NAND gate is 8 of D 0 D 1 D 2 D 3 D 0 'D 1 ' D 2 'D 3 ' and four of them are selected and applied to the ABCD input terminal. As a result, only one of the 16 NAND gates configured to receive four bits outputs low and the other 15 outputs high.

도 9 및 도 10은 NAND 게이트 회로의 구성예를 나타낸 것이다. NAND 게이트는 입력 신호가 모두 high 일 때 출력 low를 내보내는 회로로서, n-비트의 신호를 받아 원하는 출력단을 선택하는 디코더(decoder) 회로를 구현할 때 유용하게 사용된다. 9 and 10 show a configuration example of a NAND gate circuit. NAND gate is a circuit that outputs low when all input signals are high. It is useful when implementing a decoder circuit that receives an n-bit signal and selects a desired output stage.

도 9는 4개의 입력신호 ABCD와 각기 반전된 형태인 4개의 A'B'C'D' 신호를 입력 신호로 받아서 NAND 연산을 수행하는 회로이다. 입력 신호 ABCD 중에서 어느 하나라도 low 가 존재하면 출력은 high가 된다. 반면 입력 신호 ABCD=1111 가 되면(동시에 A'B'C'D'=0000가 되면) 본 회로는 인버터 동작을 하게 되므로 출력은 low가 된다.FIG. 9 is a circuit for performing NAND operation by receiving four input signals ABCD and four A'B'C'D 'signals having inverted forms as input signals. If any of the input signals ABCD is low, the output goes high. On the other hand, if the input signal ABCD = 1111 (at the same time A'B'C'D '= 0000), the circuit will operate the inverter, so the output goes low.

도 10은 입력 신호 ABCD 만을 받아서 NAND 연산을 수행하는 회로를 보여준다. 도 9의 경우 반전 신호 4개가 필요하여 전체 8개의 입력신호를 필요로 하였으나, 도 10의 경우 반전 신호를 필요로 하지 않는 것이 특징이다. 다만 CTL 제어 신호를 이용하여 NAND 출력을 내보낸다. 도 10의 회로는 반전신호를 사용하지 않고 CTL 제어 신호를 사용하므로 회로 동작 시 누설전류(through-current)를 최소화 시킬 수 있다. 10 shows a circuit that receives only the input signal ABCD and performs a NAND operation. In the case of FIG. 9, four inversion signals are required, requiring a total of eight input signals. In FIG. 10, the inversion signal is not required. However, the NAND output is sent out using the CTL control signal. The circuit of FIG. 10 uses a CTL control signal instead of an inverted signal, thereby minimizing through-current during circuit operation.

도 9의 경우 ABCD=1111 이외의 나머지 15가지 조합의 경우 누설전류가 항상 흐르게 되기 때문에 소비전력 문제가 발생할 수 있으나, 도 10의 경우 CTL 제어 신호가 입력될 때만 누설 전류가 흐르기 때문에 저전력 구동의 이점이 있다. In the case of FIG. 9, the remaining 15 combinations other than ABCD = 1111 may cause a power consumption problem because the leakage current always flows. However, in FIG. 10, the leakage current flows only when the CTL control signal is input. There is this.

도 11은 상기 전송 게이트(T/G, 320)의 회로도이다. 도 11에서 아날로그 전압을 출력하는 스위치가 전송 게이트(T/G)이며, T/G를 거쳐 출력되는 전압이 바로 디스플레이 화소 회로로 입력되는 데이터 전압이 된다. 이러한 전송 게이트를 P-타입 트랜지스터만으로 구성할 경우 도 12a 와 같이 트랜지스터 1개만을 이용한 간단한 형태를 생각할 수 있다.
그러나 도 12b 에 도시된 CMOS 전송 게이트에 비해 전류구동능력이 떨어지는 단점이 있다. CMOS 회로의 경우 P-타입 및 N-타입 트랜지스터를 함께 사용하므로 입력된 전압이 어떤 값을 갖든지 충분한 구동능력을 갖고 출력할 수 있다. 그러나 P-타입만 사용할 경우 입력된 전압의 레벨에 따라서 Vgs가 변하므로 트랜지스터의 전류구동능력이 달라진다. 따라서 출력단의 로드(load)가 클 경우 충전시간이 길어지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서 가장 간단한 해결 방법은 트랜지스터의 크기(size)를 키움으로써 전류구동능력을 향상시키는 것이다. 하지만 이 경우에도 Vin에 따른 트랜지스터의 전류구동능력 불균일성은 여전히 문제로 남는다.
11 is a circuit diagram of the transmission gate T / G 320. In FIG. 11, a switch for outputting an analog voltage is a transfer gate T / G, and a voltage output through the T / G is a data voltage input to the display pixel circuit. When such a transfer gate is composed of only P-type transistors, a simple form using only one transistor can be considered as shown in FIG. 12A.
However, there is a disadvantage in that the current driving capability is lower than that of the CMOS transfer gate illustrated in FIG. 12B. In the case of CMOS circuits, P-type and N-type transistors are used together, so that any value of the input voltage can be output with sufficient driving capability. However, when only the P-type is used, the current driving capability of the transistor is changed because Vgs changes according to the level of the input voltage. Therefore, if the load of the output stage (load) is large, the charging time may be long.
In order to solve the problem, the simplest solution is to increase the current driving capability by increasing the size of the transistor. However, even in this case, the current driving capability nonuniformity of the transistor according to Vin still remains a problem.

또 다른 방법으로 도 13 에 도시된 바와 같이 전송 게이트의 입력 전압 Vin에 대하여 출력 트랜지스터(M2)의 Vgs를 일정하게 맞춰주는 것이다. M2의 소스 단에 Vin이 인가되고 게이트 단에는 Vin + Vconst.가 인가되도록 함으로써 Vgs = Vconst.가 되도록 설계한다. 이렇게 하기 위해 M2의 게이트 단에 디코더 출력(TG2)이 바로 인가되지 않고 커패시터Cpump를 통해서 인가되도록 한다. 또한 M1을 이용하여 Vin에 대해 Vin + Voffset(대략 2V) 전압을 받을 수 있도록 한다. 여기서 M1의 역할을 Vgs = Voffset 으로 만들어 M2를 턴-오프 시키기 위함이며 Vin + Voffset 전압은 저항스트링(resistor-string)으로 이루어진 전압소스로부터 쉽게 얻을 수 있다. 따라서 디코더 출력(TG2)이 전달될 경우 M2의 게이트 단의 전압은 TG2 신호의 스윙에 의해 커패시터 Cpump를 거치면서 Vin + Voffset + Vswing 이 된다. 만약 TG2 신호의 스윙폭이 15V 이하이면 Vswing = -10V가 되어 결과적으로 Vin + Voffset + Vswing = Vin + 2-15 = Vin - 13(volt)가 된다. 따라서 Vin에 관계없이 Vgs + -13V가 되고 본 발명의 전송 게이트는 균일한 전류구동능력을 갖게 된다.Alternatively, as shown in FIG. 13, the Vgs of the output transistor M2 is constantly adjusted with respect to the input voltage Vin of the transfer gate. Vin is applied to the source terminal of M2 and Vin + Vconst. Is applied to the gate terminal to design Vgs = Vconst. To do this, the decoder output TG2 is not directly applied to the gate terminal of M2 but is applied through the capacitor Cump. It also allows M1 to receive a Vin + Voffset (approximately 2V) voltage for Vin. Here, M1 plays the role of Vgs = Voffset to turn M2 off and the Vin + Voffset voltage can be easily obtained from a voltage source consisting of a resistor string. Therefore, when the decoder output TG2 is delivered, the voltage of the gate terminal of M2 becomes Vin + Voffset + Vswing while passing through the capacitor Cpump by the swing of the TG2 signal. If the swing width of the TG2 signal is less than 15V, then Vswing = -10V, resulting in Vin + Voffset + Vswing = Vin + 2-15 = Vin-13 (volt). Therefore, regardless of Vin, Vgs + -13V, and the transmission gate of the present invention has a uniform current driving capability.

도 14 는 본 발명에 따른 D/A 컨버터(300)의 출력의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 도면에서, 출력 전압의 범위(약 2V 내지 9V)에 대해서 균일한 전류전달능력을 가짐을 확인할 수 있다. 14 is a diagram showing a simulation result of the output of the D / A converter 300 according to the present invention. In the figure, it can be seen that it has a uniform current carrying capability over the range of the output voltage (about 2V to 9V).

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 데이터 드라이버의 동작은 다음과 같다. 도 15 는 도 2의 타이밍도이다. The operation of the data driver according to the present invention having the above-described configuration is as follows. FIG. 15 is a timing diagram of FIG. 2.

도 2 및 도 15 를 참조하면, 데이터 전압을 나타내는 정보가 디지털 값으로 입력되면 쉬프트 레지스트(100)를 거쳐 제1 래치(210)에 순차적으로 저장된다. 제1 래치(210)에 데이터가 반전된 값을 가지면서 순차적으로 저장되어 모두 저장되면 제1 래치(210)의 출력값은 제2 래치(220)에 동시에 입력된다. 제2 래치(220)에 입력된 디지털 정보는 반전되어 제2 래치(220)의 출력값으로 출력되며 이때 입력된 정보와 출력된 정보(입력된 정보의 반전값) 두 가지 신호값을 디코더(310)에서 받는다. 디코더에서는 원하는 출력단자에 전송 게이트 트랜지스터를 턴-온 시키게 되므로 원하는 아날로그 전압을 데이터 라인으로 출력하게 된다. 여기서 데이터를 저장하고 처리하는 제어신호 즉, SWB1, SWB2, SWB3, 인에이블 신호(EN), 전송게이트 리셋 신호(TRGS)는 외부 칩셋으로부터 공급되는 신호이다. 그리고, 제2 래치(220)로부터 출력된 데이터가 상기 과정을 거쳐 데이터 라인으로 아날로그 데이터를 출력되는 동안 제1 래치(210)에서는 다음 신호를 받아 순차적으로 샘플링한다. 한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.2 and 15, when information representing a data voltage is input as a digital value, the information is sequentially stored in the first latch 210 via the shift resist 100. When data is sequentially stored while being inverted and stored in the first latch 210, the output values of the first latch 210 are simultaneously input to the second latch 220. The digital information input to the second latch 220 is inverted and output as an output value of the second latch 220. At this time, the decoder 310 receives two signal values, input information and output information (inverted value of the input information). Received from In the decoder, the transfer gate transistor is turned on at a desired output terminal to output a desired analog voltage as a data line. The control signals for storing and processing data, that is, SWB1, SWB2, SWB3, enable signal EN, and transfer gate reset signal TRGS are signals supplied from an external chipset. In addition, while the data output from the second latch 220 is outputting analog data to the data line through the above process, the first latch 210 receives the next signal and sequentially samples the data. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 디지털 정보를 외부로부터 수신하여 아날로그 데이터를 패널 어레이에 인가하는 디지털 인터페이스 구동방식의 데이터 드라이버를 구현할 수 있다.
또한, P-타입 트랜지스터만을 이용하여 데이터 드라이버의 래치 어레이와 전송게이트 어레이를 구현함으로써 구동회로를 패널 집적에 적용할 경우 집적회로 공정비용을 절감하고 동시에 패널의 수유을 향상시킬 수 있어 양산면에서도 경쟁력 있는 우수한 디스플레이 패널을 생산할 수 있다.
As described above, the present invention may implement a data driver of a digital interface driving method for receiving digital information from the outside and applying analog data to a panel array.
In addition, by implementing the latch array and the transfer gate array of the data driver using only the P-type transistor, when the driving circuit is applied to the panel integration, it is possible to reduce the process cost of the integrated circuit and to improve the feeding of the panel. It can produce display panels.

또한 본 발명에 의하면, P-타입 트랜지스터만으로 구성되었음에도 불구하고 회로구동 시 불필요한 누설-전류를 최소화할 수 있기 때문에 저소비전력 구동이 가능하다. In addition, according to the present invention, even though the P-type transistor is configured only, since unnecessary leakage-current can be minimized during circuit driving, low power consumption can be driven.

Claims (6)

액정표시장치를 구동하기 위한 데이터 드라이버에 있어서,A data driver for driving a liquid crystal display device, 샘플링 신호를 공급하는 쉬프트 레지스터 어레이와;A shift register array for supplying a sampling signal; 상기 샘플링 신호에 응답하여 비디오 데이터를 래치하여 출력하는 래치 어레이와;A latch array for latching and outputting video data in response to the sampling signal; 상기 래치 어레이의 출력신호에 따라 해당 데이터 라인을 선택하는 디코더 어레이; 및A decoder array for selecting a corresponding data line according to an output signal of the latch array; And 상기 디코더 어레이의 출력신호에 따라 해당 데이터 라인으로 아날로그 전압을 출력하는 전송게이트 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 드라이버. And a transmission gate array configured to output an analog voltage to a corresponding data line according to an output signal of the decoder array. 제 1 항에 있어서, 상기 래치 어레이는 The method of claim 1, wherein the latch array 상기 샘플링 신호에 응답하여 비디오 데이터를 순차적으로 저장하는 제1 래치 어레이와, 외부 칩셋으로부터 공급되는 제어신호에 응답하여 상기 제1 래치 어레이의 출력신호를 소정시간 홀드하는 제2 래치 어레이를 구비하며, A first latch array configured to sequentially store video data in response to the sampling signal, and a second latch array configured to hold an output signal of the first latch array for a predetermined time in response to a control signal supplied from an external chipset, 상기 래치 어레이의 각 래치는Each latch in the latch array P-타입 트랜지스터로 구현된 인버터의 상보적 연결에 의해 구성된 것임을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 드라이버. A data driver of a liquid crystal display device, characterized in that it is configured by complementary connection of an inverter implemented with a P-type transistor. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 디코더 어레이의 각 디코더는2. The decoder of claim 1, wherein each decoder of the decoder array is P-타입 NAND 게이트로 구성된 것임을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 드라이버. A data driver of a liquid crystal display device comprising a P-type NAND gate. 제 1 항에 있어서, 상기 아날로그 전압은The method of claim 1, wherein the analog voltage is 저항스트링(resistor-string)으로 이루어진 전압소스로부터 선택적으로 얻어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 드라이버. A data driver of a liquid crystal display device, characterized in that it is obtained selectively from a voltage source consisting of a resistor string. 제 5 항에 있어서, 상기 전송게이트 어레이의 각 전송게이트는 The method of claim 5, wherein each transmission gate of the transmission gate array is 상기 디코더의 출력단에 연결된 커패시터와,A capacitor connected to the output of the decoder, 상기 커패시터와 상기 전압소스 사이에 전류 통로가 형성되고, 외부 칩셋으로부터 공급되는 리셋신호를 게이트로 수신하는 제1 P-타입 트랜지스터와,A first P-type transistor having a current path formed between the capacitor and the voltage source and receiving a reset signal supplied from an external chipset as a gate; 상기 커패시터의 출력신호를 게이트로 수신하고, 상기 전압소스에 소스가 연결된 제2 P-타입 트랜지스터를 포함하며,A second P-type transistor receiving an output signal of the capacitor as a gate and having a source connected to the voltage source, 상기 전압소스로부터의 입력전압에 대해 상기 제2 P-타입 트랜지스터의 게이트-소스 전압을 일정하게 유지하도록 함을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 드라이버.And keeping the gate-source voltage of the second P-type transistor constant with respect to the input voltage from the voltage source.
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