KR100885161B1 - 디스플레이 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 구동 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 평판 디스플레이용 드라이버 집적회로에서 디스플레이 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 구동 장치는 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압보다 감소된 입력전압을 입력받아 기준전압을 생성하고, M(M은 양의 정수)비트의 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택하는 디지털/아날로그 변환부 및 디지털/아날로그 변환부에서 선택된 기준전압을 증폭하는 증폭부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 구동 장치는 낮은 레벨의 전압으로 구동됨으로서, 회로의 면적 및 전력 소모를 최소화 시킬 수 있다.
평판 디스플레이(Flat Panel Display : FPD), 디지털/아날로그 변환기(Digital To Analog Convertor), 레벨 쉬프터(Level Shifter), 기준 전압원

Description

디스플레이 구동 장치{DRIVING APPARATUS FOR DISPLAY}
본 발명은 디스플레이 구동 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 평판 디스플레이용 드라이버 집적회로에서 디스플레이 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(Flat Panel Display : FPD) 장치란 수 센티미터에서 밀리미터 정도의 두께를 갖는 박형의 디지털 영상표시장치를 의미한다. 평판 디스플레이 장치에는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치 (Active-Matrix Liquid Crystal Display: AMLCD) 및 액티브 매트릭스형 유기 발광 소자 디스플레이 (Active-Matrix Organic Light Emitting Diode: AMOLED) 등이 있다.
도1은 일반적인 디스플레이 구동 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 디스플레이 패널(Panel)에 있는 픽셀(Pixel)회로(104)는 디스플레이 드라이버 집적회로에 의해 구동된다. 디스플레이 드라이버 집적회로는 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102) 및 로우 드라이버 집적회로(Row Driver IC)(103)로 구성된다. 디스플레이 드라이버 집적회로는 로우 드라이버 집적회로(Row Driver IC)(103)에 의해 패널(Panel) 안에 있는 픽셀(Pixel)회로(104)의 행들이 순차적으로 선택되고, 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102)에 의해 각 픽셀(Pixel)에 표현될 계조(Gray Scale)에 해당하는 전압 또는 전류가 공급되어 구동된다. 또한, 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102) 및 로우 드라이버 집적회로(Row Driver IC)(103)의 신호들은 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)(101)에 의해 제어된다. 디스플레이 구동 장치 구동을 위한 전원은 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)(100)로부터 공급받는다.
도2는 도1에서 도시된 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102)의 구성을 나타내는 블록도이다. 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102)는 쉬프트 레지스터(Shift Register)(200), 제1 래치부(201) 및 제2 래치부(202), 디지털/아날로그 변환기(203) 및 출력부(205)를 포함한다. 또한, 기준전압을 생성하여 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102)로 공급하는 기준 전압원(207)을 포함한다.
제1 래치부(201)에서 입력 RGB(Red, Green, Blue)신호의 디지털 비트의 개수 N에 의해서 각 채널로 출력되는 기준 전압의 출력 개수는 2N 개로 정해진다. 도트 인버젼(Dot inversion) 방식을 적용하는 경우, 픽셀 회로 중 홀수 라인의 디지털/아날로그 변환기는 2N 개의 정극성 감마 기준 전압 중에서 하나의 전압을 선택하게 되고, 홀수 라인과 인접한 짝수 라인의 디지털/아날로그 변환기는 2N 개의 부극성 감마 기준전압 중에서 하나의 전압을 선택하게 된다.
기준 전압원(207)은 저항열을 이용하여 기준 전압을 생성한다. 저항열은 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102)당 한 개씩 존재하게 된다. 또한, 기 준 전압원(207)에서 생성된 기준 전압을 선택하고, 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기(203)는 채널당 한 개씩 존재한다. 따라서 저항열 부분을 제외한 디지털/아날로그 변환기(203) 부분은 컬럼 드라이버 집적회로(Column Driver IC)(102) 당 수백 개씩 존재하게 되므로 디스플레이 구동 장치의 면적을 결정하는 중요한 요소가 된다.
도3 및 도4는 종래의 디스플레이 구동 장치를 나타낸 도면이다. 도3에서 도시된 디스플레이 구동 장치는 레벨 쉬프터(Level Shifter)(310), 디코더(320), 기준 전압원(300), 디지털/아날로그 변환기(330) 및 출력부(340)를 포함한다.
기준 전압원(300)은 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압을 입력받고, 저항열을 이용하여 기준 전압을 생성한다. 저항열에 의해 생성된 기준전압은 0V 내지 12V(또는 18V)의 범위 내 값을 갖게 된다. 이렇게 생성된 기준전압은 디지털/아날로그 변환기(330)에 설치된 트랜지스터로 공급된다. 트랜지스터는 디코더(320)에서 출력된 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택한다. 즉, 기준전압은 디코더(320)에서 출력된 데이터 신호에 따른 트랜지스터들의 스위칭 동작에 의해 선택된다. 한편, 디코더(302)는 0V 내지 3.3V(또는 5V) 범위의 디지털 전압을 갖는 데이터 신호를 래치부로부터 입력받는다. 따라서 트랜지스터가 약 0V 내지 12V의 범위를 갖는 기준전압을 제어하기 위해서는 디코더(302)에서 처리되는 디지털 전압의 레벨을 증폭시켜 주어야 한다. 이에 따라, 디코더(302)의 전단에 레벨 쉬프터(310)가 설치되어 디코더(302)에서 데이터 신호를 처리하기 위한 전압레벨을 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압의 레벨로 증폭시키게 된다. 여기서, 8 비트 디코 더의 전단에 레벨 쉬프터(310)가 설치될 경우, 8개의 레벨 쉬프터(310)가 설치되어야 한다. 이렇게 디코더(302)에서 높은 전압레벨로 처리된 데이터 신호에 따라 스위칭 동작하는 디지털/아날로그 변환기(330)의 트랜지스터들에 의해 기준전압이 선택된다. 디코더(302) 및 디지털/아날로그 변환기(330)가 12V 내지 18V 정도의 높은 전압으로 동작하기 위해서는 그 회로내부에 설치된 다수의 트랜지스터의 최소 크기가 증가되어야 한다. 트랜지스터 크기가 증가됨에 따라 디코더(302) 및 디지털/아날로그 변환기(330)의 면적 증가는 불가피해진다.
도4는 종래의 디스플레이 구동 장치를 나타낸 도면이다. 도4의 디스플레이 구동 장치는 디코더(410), 레벨 쉬프터(Level Shifter)(420), 기준 전압원(400), 디지털/아날로그 변환기(430) 및 출력부(440)를 포함한다. 도4의 디스플레이 구동 장치는 도3을 참조하여 설명된 디스플레이 구동 장치의 구동 방식과 동일하다. 그러나 도3과 달리, 디코더(410)의 다음 단에 레벨 쉬프터(420)가 설치되어 있다. 디코더(410)는 0V 또는 3.3V의 전압레벨에서 데이터 신호를 처리하여 레벨 쉬프터(420)로 출력한다. 레벨 쉬프터(420)는 낮은 레벨의 전압 갖는 데이터 신호를 디지털/아날로그 변환기(430)의 트랜지스터들이 스위칭 동작을 할 수 있도록 증폭한다. 이에 따라, 디코더(410)에 설치된 트랜지스터들은 낮은 전압의 레벨에서 데이터 신호를 처리하기 때문에 그 크기를 감소시킬 수 있다. 그러나 디지털/아날로그 변환기(430)에 설치된 트랜지스터들은 레벨 쉬프터(420)에서 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압의 레벨로 증폭된 데이터 신호로 높은 레벨을 갖는 기준 전압을 제어하기 때문에 그 크기는 감소되지 않는다. 또한, 레벨 쉬프터(420)는 디코 더(410)에서 출력되는 데이터 신호를 입력받기 때문에, 데이터 신호의 개수만큼 설치된다. 예를 들면, 8 비트 디코더에서 출력되는 데이터 신호를 입력받을 경우에는
Figure 112007060185203-pat00001
개의 레벨 쉬프터(420)가 설치되어야 한다. 추가로 설치된 레벨 쉬프터(420)에 의해 디스플레이 구동 장치의 면적은 다시 증가하게 된다. 따라서 레벨 쉬프터(420)가 차지하는 면적의 증가 및 디코더 크기의 감소는 트레이드-오프(Trade-off) 관계를 가짐으로서 디스플레이 구동 장치의 면적을 증가시키는 문제점을 갖게 된다.
[문헌1] "An 8-bit Digital Data Driver for Color TFT-LCDs" F.Kato, M.Yotsuyanagi, M.Ishida SID 96 DIGEST VOL 27, 1996, 247-250쪽
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 낮은 전력으로 구동되고, 면적이 최소화된 디스플레이 구동 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 디스플레이 구동 장치는 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압보다 감소된 입력전압을 입력받아 다수의 기준전압들을 생성하고, M(M은 양의 정수)비트의 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택하는 디지털/아날로그 변환부 및 디지털/아날로그 변환부에서 선택된 기준전압을 증폭하는 증폭부를 포함 한다.
디지털/아날로그 변환부는 저항열을 이용하여 다수의 기준전압들을 생성하는 기준 전압원 M비트의 데이터 신호를 출력하는 디코더 및 디코더에서 출력된 M비트의 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택하는 선택 스위치부를 포함하는 것이 바람직하다.
증폭부는 디지털/아날로그 변환부에서 전원전압의 1/K(K는 2이상 10이하의 정수)배인 입력전압을 입력받아 선택된 기준전압을 K배 증폭하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 디스플레이 구동 장치는 낮은 레벨의 전압으로 구동함으로서, 회로의 면적 및 전력 소모를 최소화 시킬 수 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예 따른 디스플레이 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 장치는 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압보다 감소된 입력전압을 입력받아 기준전압을 생성하고, M(M은 양의 정수)비트의 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택하는 디지털/아날로그 변환부(500) 및 디지털/아날로그 변환부(500)에서 선택된 기준전압을 증폭하는 증폭부(540)를 포함한다.
디지털/아날로그 변환부(500)에는 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압보다 감소된 입력전압을 입력받아 저항열을 이용하여 기준전압을 생성하는 기준 전압원(510)이 있다. 여기서, 저항열에 인가되는 입력전압은 전원전압보다 1/K배 감소된 값을 갖는다. 예를 들면, 약 12V 내지 18V의 값을 갖는 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압은 약 3V 내지 4.5V 이하로 감소시켜 입력전압으로 사용될 수 있다. 이렇게 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압보다 낮은 레벨을 갖는 입력전압을 입력받은 기준 전압원(510)은 저항열에 의해 수많은 기준전압을 생성하게 된다. 여기서 기준전압원(510)은 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압(V)보다 1/K배 감소된 입력전압으로 기준전압을 생성하므로, 감소된 기준전압을 VREF *로 설명한다. 이어서, 기준전압(VREF *)들을 인가받는 선택 스위치부(530)가 있다. 선택 스위치부(530)에는 수많은 기준전압들을 각각 입력받을 수 있도록 복수의 스위치들이 설치된다. 이어서, 디지털/아날로그 변환부(500)에는 M비트의 데이터 신호를 출력하는 디코더(520)가 있다. 디코더(520)는 선택 스위치부(530)에 설치된 각각의 스위치에 M비트의 데이터 신호를 출력한다. 여기서, 데이터 신호의 출력의 개수는 2M개일 수 있다. 디코더(520)는 0V 또는 3.3V의 디지털 전압으로 처리된 2M개의 데이터 신호를 선택 스위치부(530)로 출력한다. 선택 스위치부(530)의 스위치는 디코더(520)에서 출력된 2M개의 데이터 신호 대응하는 기준전압을 온/오프(On/Off) 동작하여 선택하게 된다. 선택 스위치부(530)에서 선택된 기준전압(VREF *)은 증폭부(540)로 인가된다.
증폭부(540)는 디지털/아날로그 변환부(500)에서 선택된 기준전압(VREF *)을 상향 증폭한다. 증폭부(540)는 디지털 아날로그 변환부에서 선택된 기준전압(VREF *)을 K배 증폭하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 증폭부(540)는 K배 증폭된 기준전압을 해당 채널로 출력할 수 있다. 이러한 증폭부(540)는 출력 버퍼를 스위치드 커패시터 앰프(Switched Capacitor Amp) 형태로 구현하거나, 디지털/아날로그 변환부(500) 및 출력 버퍼 사이에 스위치드 커패시터 회로를 설치하여 구현 할 수 있다. 이렇게 구현된 증폭부(540)의 출력은 출력의 레벨을 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압의 레벨과 같아지게 함으로서 그(출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압)보다 낮은 입력전압으로 디스플레이 구동 장치를 정상적으로 구동시킨다. 또한, 디코더(520) 및 선택 스위치부(530)에 설치된 수많은 회로 소자들은 낮은 전압 레벨에서 구동되므로 그 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 디스플레이 구동 장치의 전체적인 면적이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 디스플레이 구동 장치는 낮은 입력전압으로 디코더(520) 및 디지털/아날로그 변환부(500)가 구동되고, 증폭부(540)에 의해 출력의 레벨이 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압의 레벨로 증폭되므로, 레벨 쉬프터의 제거가 가능하다. 따라서 디스플레이 구동 장치는 레벨 쉬프터가 차지하는 면적이 감소됨에 따라, 전체적인 회로의 크기가 감소된다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도1 및 도2는 본 발명에 적용되는 일반적인 디스플레이 구동 장치의 구성을 나타낸 블록도
도3 내지 도4는 종래의 디스플레이 구동 장치를 나타낸 도면
도5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 구동 장치를 나타낸 도면
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****
500: 디지털/아날로그 변환부
510: 기준 전압원
520: 디코더
530: 선택 스위치부
540: 증폭부

Claims (3)

  1. 출력 구동용 버퍼앰프에 사용되는 전원전압보다 1/K(K는 2이상 10이하의 정수)배 감소된 입력전압을 입력받아 다수의 기준전압들을 생성하고, 상기 다수의 기준전압들 중 M(M은 2이상의 20이하의 정수)비트의 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택하는 디지털/아날로그 변환부; 및
    상기 디지털/아날로그 변환부에서 상기 선택된 기준전압을 상기 K배 증폭하는 증폭부;
    를 포함하는 디스플레이 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털/아날로그 변환부는,
    저항열을 이용하여 상기 다수의 기준전압들을 생성하는 기준 전압원;
    상기 M비트의 데이터 신호를 출력하는 디코더; 및
    상기 디코더에서 출력된 상기 M비트의 데이터 신호에 대응하는 기준전압을 선택하는 선택 스위치부;
    를 포함하는, 디스플레이 구동 장치.
  3. 삭제
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