KR100997512B1 - 하프 감마 구동용 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마기준전압생성부와; 상기 출력된 감마기준전압을 입력받아 출력하는 버퍼와; 상기 버퍼로부터 입력된 감마기준전압을 이용하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하고, 상기 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마보상출력부를 구비한 소스 드라이버를 포함하는 액정표시장치를 이용하여, 하프 감마 채널의 출력만으로도 소스 드라이버를 통한 액정표시장치의 구동이 가능한 액정표시장치를 제시하고 있으며, 이는 교대로 사용되는 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마전압의 생성을 절반으로 감소시켜 이에 따른 버퍼 및 감마전압생성부의 소자 간소화를 실현하고 있다.

Description

하프 감마 구동용 액정표시장치{Liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도
도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 액정패널의 구성을 도시한 도면
도 3은 전원 전압에 따라 구동 전압을 출력하는 종래의 LCD 구동 감마회로를 등가 도시한 도면
도 4는 종래의 10 채널 감마기준전압 생성부를 구비한 액정표시장치를 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 하프 채널 감마기준전압생성부를 구비한 액정표시장치용 소스 드라이버의 구성을 도시한 블록도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
20 : 하프 감마기준전압생성부 30 : 버퍼
40 : 소스드라이버 42 : 하프 감마보상출력부
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로 구조를 간소화하여 부품 절감에 효과적인 하프 감마 구동을 수행하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 인터페이스(10)는 퍼스널 컴퓨터등과 같은 구동시스템으로부터 입력되는 데이터(RGB Data) 및 제어신호(입력클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호)들을 입력받아 타이밍 컨트롤러(12)로 공급한다. 주로 구동 시스템으로부터 데이터 및 제어 신호전송을 위해서 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용되고 있다. 이러한, 인터페이스 기능을 모아서 타이밍컨트롤러(12)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적시켜 사용하고 있다.
타이밍 컨트롤러(12)는 인터페이스(10)를 통해 입력되는 제어신호를 이용하여 복수개의 드라이브 집적회로들로 구성된 소스 드라이버(18)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트 드라이버(20)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한, 인터페이스(10)를 통해 입력되는 데이터들을 소스 드라이버(18)로 전송한다.
기준 전압 생성부(16)는 소스 드라이버(18)에서 사용되는 DAC(Digital To Analog Converter)의 감마기준전압들을 생성하며 통상 소스 드라이버(18)에 포함되어 구성된다. 감마기준전압들은 패널의 투과율-전압특성을 기준으로 생산자에 의해서 설정된다.
소스 드라이버(18)는 타이밍 컨트롤러(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 입력 데이터의 감마기준전압들을 선택하고, 선택된 감마기준전압을 액정패널(2)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
게이트 드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 액정패널(2)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프 제어를 수행하며, 상기 소스 드라이버(18)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 TFT들에 접속된 픽셀들로 인가되도록 한다.
전원전압생성부(14)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 액정패널(2)의 공통전극 전압을 생성하여 공급한다.
액정패널(2)은 도 2와 같이, 다수의 데이터라인(DL1~DLn)과 다수의 게이트라인(GL1~GLm)이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정(LC)이 구성되어 화면을 표시한다.
상기한 구성에서 감마기준전압을 생성하여 출력하는 상기 기준전압생성부(16)의 감마전압 발생회로를 도 3을 참조하여 설명한다.
종래의 LCD 구동 회로는 전원 전압(VBB)을 분배하기 위하여 상기 전원 전압(VBB)에 직렬로 연결된 다수의 저항(예를 들어, R1, ... , R5), 즉 감마 저항군(GR)과, 상기 다수의 저항들 사이에 비반전 입력 단자(+)가 연결되고, 출력단이 반전 입력 단자(-)로 피드백(Feedback)되어 다수의 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 출력하는 다수의 OP 앰프(Operational Amplifier: OP1, ... , OP4)로 이루어진 감마전압 발생회로를 이용한다.
상기 도 3에서는 4 개의 감마기준전압(GMA1, ... , GMA4)을 발생시키는 경우를 도시하였다.
상기한 구조에서 전원 전압(VBB)을 8 볼트라고 가정하고, 제 1 내지 제 4 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 각각 7 볼트, 5 볼트, 3 볼트, 1 볼트의 값으로 발생하기 위하여 저항값을 계산해보면 다음과 같다.
상기 도 1에서 다수의 저항(R1, ... , R5)을 통하여 흐르는 전류가 2 mA의 값을 가지도록 하려면, 전체 저항 RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 8 V/2 mA = 4 ㏀의 값이 되어야 한다. 이 때, 제 1 구동 전압(GMA1)은
GMA1 =
Figure 112004028523312-pat00001
= 7 V이 된다.
상기에서, 제 1 내지 제 4 OP 앰프(OP1, ... , OP4)는 입력단의 전압을 그대로 출력단으로 전달하는 전압 플로워(Voltage Follower)의 역할을 한다.
이 때, R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 4 ㏀이기 때문에, R2 + R3 + R4 + R5 = 3.5 ㏀이 된다. 따라서, 저항 R1의 값은 4 ㏀ - 3.5 ㏀ = 0.5 ㏀이 된다.
같은 방법으로 제 2 구동 전압(GMA2)은,
GMA2 =
Figure 112004028523312-pat00002
= 5 V가 된다.
이 때, R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = RT = 4 ㏀이기 때문에, R3 + R4 + R5 = 2.5 ㏀이 되고, 저항 R2의 값은 R2 = 3.5 ㏀ - 2.5 ㏀ = 1 ㏀이 된다.
상기와 같은 방식으로, 제 3 내지 제 5 저항값을 구해보면, 각각 R3 = R4 = 1 ㏀, R5 = 0.5 ㏀이 된다.
따라서 전원 전압(VBB)에 직렬로 연결된 각 저항값을 조정함으로써, LCD 모듈의 구동 전압, 즉 감마기준전압을 각각 조정할 수 있다.
상기와 같이 감마전압 발생회로를 구비하여 동작되는 기준전압생성부(16)는 통상 도 4와 같이, 공통전압(Vcom)을 기준으로 정극성(+) 영역의 GMA1~GMA5의 5채널 하이(high)측 감마생성부(16a)와, 역시 공통전압(Vcom)을 기준으로 부극성(-) 영역의 GMA6~ GMA10의 5채널 로우(low)측 감마생성부(16b)를 포함한 10채널로 구성되어 하이측 및 로우측의 감마기준전압을 교대로 사용함으로써 잔류 DC 성분을 줄이도록 구동된다.
상기 하이(high)측 감마생성부(16a)와 로우(low)측 감마생성부(16b)에서 출력된 10채널 감마기준전압은 버퍼(buffer)에 입력되고, 상기 버퍼(17)는 입력된 10채널의 감마기준전압(GMA1~GMA10)을 상기 소스드라이버(18)로 출력한다.
그러나, 상기와 같이 10채널 감마기준전압 출력을 위해 5채널의 감마생성부(16a)(16b)를 각각 구성하여 사용할 경우, 각 감마생성부(16a)(16b)의 구성과 상기 10채널 버퍼(17)의 구성에 따른 저항, 대용량 버퍼 등의 부품수 증가가 수반되며 이는 결국 제조비용의 상승을 초래하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 회로를 간소화에 따른 부품 소자의 최소화에 의해 제조비용을 절감할 수 있는 액정표시장치를 제시하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 감마 기준전압생성부의 감마 출력 채널을 출력 감마 개수의 1/2 채널로 구성하여 구동하는 소스드라이버를 포함한 액정표시장치를 제시하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마기준전압생성부와; 상기 출력된 감마기준전압을 입력받아 출력하는 버퍼와; 상기 버퍼로부터 입력된 감마기준전압을 이용하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하고, 상기 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마보상출력부를 구비한 소스 드라이버를 포함하는 액정표시장치를 제안한다.
여기서, 상기 하프 감마보상출력부는, 외부에서 입력되는 별도의 전압인 감 마출력신호를 이용해 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 하이레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 높은 전압이고, 상기 로우 레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 복수개의 데이터라인과 게이트라인이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하고, 상기 각 화소영역에 박막 트랜지스터와 액정이 형성된 액정패널과; 상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트 드라이버와; 상기 데이터라인으로 비디오 데이터를 출력하기 위해, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마기준전압생성부와, 상기 출력된 감마기준전압을 입력받아 출력하는 버퍼와, 상기 버퍼로부터 입력된 감마기준전압을 이용하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하고 상기 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마보상출력부를 구비한 소스 드라이버와; 상기 각 드라이버의 구동을 제어하기 위한 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 액정표시장치를 제시한다.
여기서 상기 하프 감마보상출력부는, 외부에서 입력되는 별도의 전압인 감마출력신호를 이용해 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 하이레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 높은 전압이고, 상기 로우 레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하프 채널 기준전압생성부를 구비한 소스 드라이버와 그 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 하프 채널 감마기준전압생성부를 구비한 액정표시장 치용 소스 드라이버의 구성을 도시한 블록도이다.
구성을 보면, 하프 감마기준전압생성부(20)는 다수의 감마기준전압 중 하프 채널의 감마기준전압, 예를 들어, 10채널의 감마기준전압(GMA1~GMA10)이 소스 드라이버(40)에서 사용될 경우, 공통전압(Vcom)을 기준으로 정극성(+) 영역의 하이(high) 레벨의 감마기준전압(GMA1~GMA5) 또는 공통전압(Vcom) 기준으로 부극성(-) 영역의 로우(Low) 레벨의 감마기준전압(GMA6~GMA10) 채널 5 개의 감마기준전압만을 생성하여 출력한다.
버퍼(30)는 상기 하프 채널 기준전압생성부(20)에서 출력된 하이 레벨 또는 로우 레벨의 하프(half) 감마기준전압을 입력받으며, 상기 하프 감마기준전압생성부(20)의 감마기준전압 출력 채널의 개수와 동일하게 입력 및 출력단을 구비한 채널을 형성하고 있다.
하프 감마보상출력부(42)는 상기 버퍼(30)로부터 출력된 하이 레벨 또는 로우 레벨의 하프 감마기준전압을 입력받아 대치되는 레벨의 하프 감마기준전압을 생성한다.
이때 상기 버퍼(30)로부터 하이 레벨(GMA1~GMA5)의 하프 감마기준전압을 입력받았을 경우 나머지 로우 레벨(GMA6~GMA10)의 하프 감마기준전압을 생성하고, 로우 레벨(GMA6~GMA10)의 하프 감마기준전압을 입력받았을 경우 하이 레벨(GMA1~GMA5)의 하프 감마기준전압을 생성하며, 이는 외부에서 공급받는 감마출력신호(Vsw)를 이용하여 생성하게 된다. 이때 상기 감마출력신호(Vsw)는 바람직하게는 공통전압(Vcom) 레벨의 전압이며, 입력된 하프 감마기준전압이 하이 레벨(GMA1~GMA5)의 감마기준전압일 경우 입력된 감마출력신호(Vsw)에서 각각의 입력된 하이 레벨의 감마기준전압(GMA1~GMA5)을 뺀 전압을 생성하여 나머지 로루 레벨의 하프 감마기준전압(GMA6~GMA10)을 생성하는 방법으로 이루어진다.
상기한 본 발명의 구성에서 상기 각 구성부, 즉 하프 감마기준전압생성부(20)와, 버퍼(30) 및 하프 감마보상출력부(42)는 모두 소스 드라이버(40) 내에 집적되어 구성 가능함은 당연하다.
또한 상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 하프 채널 기준전압생성부를 구비한 소스 드라이버는, 복수개의 데이터라인과 게이트라인이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하고 상기 각 화소영역에 박막 트랜지스터와 액정이 형성된 액정패널과, 상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트 드라이버와, 상기 각 드라이버의 구동을 제어하기 위한 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 액정표시장치에 구성되어 질 때, 부품수의 절감으로 인한 액정표시장치 제조비용의 절감과 아울러 액정표시장치의 경량박형화에 더욱 효과가 있음은 당연하다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 하프 감마 채널의 출력만으로도 소스 드라이버를 통한 액정표시장치의 구동이 가능한 액정표시장치를 제시하고 있으며, 이는 교대로 사용되는 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마전압의 생성을 절반으로 감소시켜 이에 따른 버퍼 및 감마전압생성부의 소자 간소화를 실현하고 있다.
이는 부품수의 절감에 따른 제조비용의 감소에 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마기준전압생성부와;
    상기 출력된 감마기준전압을 입력받아 출력하는 버퍼와;
    상기 버퍼로부터 입력된 감마기준전압을 이용하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하고, 상기 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마보상출력부를 구비한 소스 드라이버
    를 포함하는 액정표시장치
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 감마보상출력부는, 외부에서 입력되는 별도의 전압인 감마출력신호를 이용해 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 하이레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 높은 전압이고, 상기 로우 레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  4. 복수개의 데이터라인과 게이트라인이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하고, 상기 각 화소영역에 박막 트랜지스터와 액정이 형성된 액정패널과;
    상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트 드라이버와;
    상기 데이터라인으로 비디오 데이터를 출력하기 위해, 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마기준전압생성부와, 상기 출력된 감마기준전압을 입력받아 출력하는 버퍼와, 상기 버퍼로부터 입력된 감마기준전압을 이용하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하고 상기 하이 레벨 및 로우 레벨의 감마기준전압을 출력하는 하프 감마보상출력부를 구비한 소스 드라이버와;
    상기 각 드라이버의 구동을 제어하기 위한 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러
    를 포함하는 액정표시장치
  5. 청구항 제 4 항에 있어서,
    상기 하프 감마보상출력부는, 외부에서 입력되는 별도의 전압인 감마출력신호를 이용해 로우 레벨의 감마기준전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
  6. 청구항 제 4 항에 있어서,
    상기 하이레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 높은 전압이고, 상기 로우 레벨의 감마기준전압은 공통전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
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