KR101341022B1 - 데이터 전송 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저전압 차동 신호의 진폭을 조절하기 위한 옵션핀 및 가변 저항을 제거하면서도 차동 신호의 진폭을 안정적으로 조정할 수 있는 데이터 전송 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 데이터 전송 장치는 병렬 접속된 다수의 정전류원과, 상기 정전류원의 출력단에 각각 접속된 다수의 스위치를 구비하고, 미리 설정된 디지털 전류 조정 신호에 따라 상기 다수의 스위치가 개별적으로 스위칭되어서 상기 정전류원으로부터 턴-온된 스위치를 경유하여 공급된 전류들을 합산하여 출력하는 전류 생성부와; 상기 전류 생성부의 출력 전류를 증폭하여 출력하는 전류 증폭기와; 상기 전류 증폭기로부터의 증폭 전류와 같은 정전류를 이용하여 입력 데이터에 따른 저전압 차동 신호를 생성하여 출력하는 라인 드라이버를 구비한다.
mini-LVDS, 스윙폭 조절, 전류 조정
Description
본원 발명은 데이터 송신기에 관한 것으로, 특히 저전압 차동 신호의 진폭을 조절하기 위한 옵션핀 및 가변 저항을 제거하면서도 차동 신호의 진폭을 안정적으로 조정할 수 있는 데이터 전송 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치에 관한 것이다.
디지털 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치로는 액정을 이용한 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 불활성 가스의 방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치 등이 대표적이다.
평판 표시 장치는 고품질 영상을 표시하기 위하여 고해상도화 및 대형화 되면서 데이터 전송량이 증가하고 있다. 이에 따라, 데이터의 전송 주파수가 높아지고 데이터 전송 라인 수가 증가됨으로써 전자기적 간섭(Electromagnetic Interference; 이하, EMI)이 많이 발생된다. EMI 문제는 평판 표시 장치의 타이밍 컨트롤러와 데이터 드라이버 사이의 디지털 인터페이스에서 주로 발생되어 평판 표시 장치의 불안정한 구동을 초래한다. 데이터의 고속 전송시 EMI 문제를 해결함과 아울러 소비 전력을 감소시키기 위하여 평판 표시 장치는 낮은 전압의 차동 신호를 이용하여 데이터를 전송하는 LVDS(Low Voltage Differential Signal), 미니(Mini)-LVDS 등의 데이터 전송 방식을 이용한다. 평판 표시 장치의 타이밍 컨트롤러와 데이터 드라이버 사이의 인터페이스는 주로 미니-LVDS 데이터 전송 방식을 이용한다.
미니-LVDS 데이터 전송을 위하여, 타이밍 컨트롤러는 출력단에 내장된 LVDS 송신기를 구비하고, 데이터 드라이버는 입력단에 내장된 LVDS 수신기를 구비한다. LVDS 송신기는 데이터를 저전압 차동 신호로 변환하고 전송 라인쌍을 이용하여 직렬 전송한다. LVDS 수신기는 전송 라인쌍 사이의 종단 저항에 걸리는 전압차를 검출하여 데이터를 복원한다. LVDS 송신기 및 LVDS 수신기와 그들 사이의 전송 라인쌍은 전류 루프를 형성한다. LVDS 송신기의 출력 전압은 기준 전압 발생부로부터의 기준 전류에 의해 결정된다. 다시 말하여, 기준 전류의 조정으로 LVDS 송신기의 출력 전압을 조절할 수 있다. 이를 위하여, LVDS 송신기를 내장하여 집적화된 타이밍 컨트롤러 IC(Integrated Circuit)는 설계자가 외부에서 기준 전류, 즉 출력 전압을 조정할 수 있도록 LVDS 송신기의 기준 전압 발생부와 접속된 옵션핀(RMLVDS) 및 그 옵션핀과 접속되고 PCB(Printed Circuit Board)에 실장된 가변 저항을 구비하고 있다.
그러나, 상기 가변 저항이 타이밍 컨트롤러 IC의 외부에 추가로 실장되어야 하므로 작업상의 번거로움이 있으며, 그 가변 저항과 접속된 옵션핀(RMLVDS)이 반 드시 필요하므로 타이밍 컨트롤러 IC의 원가 절감을 위해 핀수를 줄이는데 한계가 있다. 또한 외부 가변 저항의 컨택 불량으로 옵션핀(RMLVDS)이 플로팅되면 기준 전류 생성이 불가능하여 출력 전압이 생성되지 않으므로 타이밍 컨트롤러 IC가 동작 불능으로 평가될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저전압 차동 신호의 진폭을 조절하기 위한 옵션핀 및 가변 저항을 제거하면서도 차동 신호의 진폭을 안정적으로 조정할 수 있는 데이터 전송 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 장치는 병렬 접속된 다수의 정전류원과, 상기 정전류원의 출력단에 각각 접속된 다수의 스위치를 구비하고, 미리 설정된 디지털 전류 조정 신호에 따라 상기 다수의 스위치가 개별적으로 스위칭되어서 상기 정전류원으로부터 턴-온된 스위치를 경유하여 공급된 전류들을 합산하여 출력하는 전류 생성부와; 상기 전류 생성부의 출력 전류를 증폭하여 출력하는 전류 증폭기와; 상기 전류 증폭기로부터의 증폭 전류와 같은 정전류를 이용하여 입력 데이터에 따른 저전압 차동 신호를 생성하여 출력하는 라인 드라이버를 구비한다.
상기 전류 생성부에서 상기 다수의 스위치는 상기 전류들이 합산되는 노드와 공통으로 접속되고 상기 전류 조정 신호의 각 비트에 응답하여 개별적으로 스위칭되어서 상기 전류 생성부로부터 출력되는 전류를 상기 전류 조정 신호에 따라 조절 한다.
본 발명의 데이터 전송 장치는 상기 라인 드라이버의 구동시 기준이 되는 기준 전압을 생성하여 출력함과 아울러 상기 전류 생성부의 출력 전류와 합산되는 전류를 더 생성하여 출력하는 기준 전압 생성부를 추가로 구비한다.
상기 라인 드라이버에서 출력되는 상기 저전압 차동 신호의 스윙폭은 상기 전류 조정 신호에 따라 조절된 상기 전류 생성부의 출력 전류에 의해 결정된다.
본 발명의 데이터 전송 장치는 상기 기준 전압 생성부와 접속되어서 상기 기준 전압 생성부의 출력 전류를 외부에서 조정하기 위한 가변 저항을 추가로 구비한다.
상기 라인 드라이버에서 출력되는 상기 저전압 차동 신호의 스윙폭은 상기 전류 생성부의 출력 전류와 상기 기준 전압 생성부의 출력 전류 중 적어도 하나의 조정에 의해 조절된다.
본 발명에 따른 평판 표시 장치는 상기 데이터 전송 장치를 내장하여 영상 데이터를 상기 저전압 차동 신호로 변환하여 출력하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 저전압 차동 신호를 수신하고 수신된 차동 신호로부터 상기 영상 데이터를 복원하여 표시 패널로 공급하는 데이터 드라이버를 구비한다
상기 평판 표시 장치는 액정 표시 장치이다.
본 발명에 따른 데이터 전송 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치는 기준 전압 생성부의 전류와 전류 생성부의 전류 중 적어도 하나를 조정하여 라인 드라이버 에서 출력되는 저전압 차동 신호의 스윙폭을 조절할 수 있다. 또한, 가변 저항의 컨택 불량으로 기준 전압 생성부에서 전류가 출력되지 않더라도 전류 생성부의 전류를 이용하여 라인 드라이버가 저전압 차동 신호를 생성하여 출력할 수 있음과 아울러 전류 생성부의 전류 조정으로 저전압 차동 신호의 스윙폭을 안정적으로 조절할 수 있다. 나아가, 기준 전압 생성부와 접속된 옵션핀 및 가변 저항을 제거함으로써 제조 원가를 절감할 수 있음과 아울러 전류 생성부의 전류 조정으로 전류 생성부의 전류 조정으로 저전압 차동 신호의 스윙폭을 안정적으로 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1에 도시된 데이터 전송 장치는 미니-LVDS 방식으로 데이터를 전송하는 LVDS 송신기(10) 및 LVDS 수신기(20)를 구비한다. LVDS 송신기(10)는 기준 전압 생성부(12), 전류 생성부(14), 전류 증폭기(16), 라인 드라이버(18)를 구비한다. LVDS 수신기(20)는 종단 저항(R2) 및 비교기(21)를 구비한다. LVDS 송신기(10)의 라인 드라이버(18)와 LVDS 수신기(20)의 종단 저항(R2)는 전송라인 쌍(LA, LB)을 통해 접속되어 전류 루프를 구성한다.
기준 전압 생성부(12)는 라인 드라이버(18)의 전송라인 쌍(LA, LB) 구동시 기준이되는 기준 전압을 생성하여 출력한다. 또한, 기준전압 생성부(12)는 옵션핀(RMLVDS)을 통해 접속된 가변 저항(R1)의 저항 조정에 따라 조절되는 제1 전류(I1a)를 생성하여 출력한다.
전류 생성부(14)는 n비트(여기서, n은 자연수)의 전류 조정 신호(ISOD)에 따른 제2 전류(I1b)를 생성하여 출력한다. 이를 위하여, 전류 생성부(14)는 병렬 접속된 다수, 즉 n개의 정전류원(13)과, 전류 조정 신호(ISOD)의 각 비트에 따라 제어되어 정전류원(13)으로부터의 전류(I1b_1~I1b_n) 각각을 스위칭하여 공통 노드(CN)로 출력하는 다수, 즉 n개의 스위치(SW11~SWn)를 구비한다. 전류 생성부(14)는 전류 조정 신호(ISOD)의 각 비트에 응답하여 턴-온된 스위치(SW11~SWn)를 통해 각 정전류원(13)으로부터 공통 노드(CN)로 공급된 전류들(I1b_1~I1b_n)을 합산하여 제2 전류(I1b)로 출력한다. n비트의 전류 조정 신호(ISOD)는 설계자에 의해 미리 설정되어 내부 레지스터에 저장되며, 설계자의 필요에 따라 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 전류 조정 신호(ISOD)가 4비트이고 "1010"으로 설정된 경우를 가정하면, 전류 생성부(14)는 4개의 정전류원(13) 및 4개의 스위치(SW11~SW14)를 구비하며, "1010"에 따라 턴-온된 제2 및 제4 스위치(SW12, SW14)를 통해 각 정전류원(13)으로부터 2개의 전류(I1b_2, I1b_4)가 공통 노드(CN)로 공급되고, 공통 노드(CN)로 공급된 2개의 전류(I1b_2, I1b_4)가 합산되어 제2 전류(Ib)로 출력된다.
기준 전압 생성부(12)로부터 출력된 제1 전류(I1a)와 전류 생성부(14)로부터 출력된 제2 전류(I1b)는 컨택 노드(15)를 통해 합산되어서 합산 전류(I1c)가 전류 증폭기(16)로 공급된다. 전류 증폭기(16)는 입력된 합산 전류(I1c)를 증폭하여 증폭 전류(I2)를 라인 드라이버(18)로 공급한다.
라인 드라이버(18)는 전류 증폭기(16)로부터의 증폭 전류(I2)와 동일한 정전류(I2)를 생성하는 입출력 정전류원(17)과, 입출력 정전류원(17) 사이에 접속되어 서 전송라인 쌍(LA, LB) 및 종단 저항(R2)과 함께 전류 루프를 형성하며 입력 데이터(D, /D)에 따라 스위칭되어서 차동 신호를 출력하는 4개의 스위치(SW21~SW24)를 구비한다. 라인 드라이버(18)는 직렬 데이터(D, /D)에 따라 4개의 스위치(SW21~SW24)가 선택적으로 턴-온 또는 턴-오프되어 전송 라인쌍(LA, LB)으로 정극성 또는 부극성의 정전류(I2)를 공급함으로써 종단 저항(R2)에 양단에 정극성 또는 부극성의 전압(Vod)이 발생되게 한다. 예를 들어, 하이 레벨의 데이터(D)가 입력되면 2개의 스위치(SW21, SW24)가 턴-온되어서 전송 라인쌍(LA, LB)과 종단 저항(R2)을 경유하여 정극성(+)의 정전류(I2)가 흐르게 됨으로써 종단 저항(R2)의 양단에 정극성(+)의 전압(Vod=I2×R2)을 발생시킨다. 로우 레벨의 데이터(D)가 입력되면 2개의 스위치(SW22, SW23)가 턴-온되어서 전송 라인쌍(LB, LA)과 종단 저항(R2)을 경유하여 부정극성(-)의 정전류(I2)가 흐르게 됨으로써 종단 저항(R2)의 양단에 부극성(-)의 전압(Vod=I2×R2)을 발생시킨다.
LVDS 수신기(20)는 종단 저항(R2)에 걸리는 전압(Vod)을 비교기(21)를 통해 검출하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 데이터를 복원한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 미니-LVDS 방식의 데이터 전송 장치는 기준 전압 생성부(12)의 제1 전류(I1a)와 전류 생성부(14)의 제2 전류(I1b) 중 적어도 하나의 전류를 조정하여 라인 드라이버(18)의 출력 전류(I2)를 조정함으로써 출력 전압(Vod)의 진폭, 즉 저전압 차동 신호의 스윙폭을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 미니-LVDS 방식의 데이터 전송 장치는 듀얼 모드로 전류를 조정함으로써 가변 저항(R1)의 컨택 불량으로 기준 전압 생성부(12)에서 제1 전류(I1a)가 생성되지 않더라도 전류 생성부(14)로부터의 제2 전류(I1b)를 이용하여 라인 드라이버(18)가 차동 신호를 생성하여 출력할 수 있음과 아울러 전류 조정 신호(ISOD)를 조정하여 라인 드라이버(18)의 출력 전류(I2)를 조정함으로써 출력 전압(Vod)의 진폭도 조절할 수 있다.
이 결과, 도 2에 나타낸 제2 실시예와 같이 데이터 전송 장치는 기준 전압 생성부(12)와 접속된 옵션핀(RMLVDS) 및 가변 저항(R1)을 제거할 수 있다.
도 2에서 옵션핀(RMLVDS) 및 가변 저항(R1)이 제거되었으므로 기준 전압 생성부(12)로부터의 제1 전류(I1a)는 외부에서 조정할 수 없지만, 전류 생성부(14)로 입력되는 n비트의 전류 조정 신호(ISOD)를 조정하여 제2 전류(I1b)를 조절할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 전류 생성부(14)의 제2 전류(I1b)를 조절하여 라인 드라이버(18)의 출력 전류(I2)를 조정함으로써 출력 전압(Vod)의 진폭도 조절할 수 있다. 이 결과, LVDS 송신기(10)가 내장된 타이밍 컨트롤러 IC에서 옵션핀(RMLVDS)과 가변 저항(R1)을 제거하여 제조 원가를 절감할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 장치를 이용한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 액정 표시 장치는 타이밍 컨트롤러(42), 데이터 드라이버(44), 게이트 드라이버(46), 액정 패널(48)을 포함한다. 여기서 타이밍 컨트롤러(42)는 도 1 또는 도 2에 나타낸 LVDS 송신기(10)를 내장하고, 데이터 드라이버(44)가 LVDS 수신기(20)를 내장하여서 미니-LVDS 방식으로 데이터를 전송한다.
타이밍 컨트롤러(42)는 외부로부터 입력된 영상 데이터를 정렬하여 데이터 드라이버(44)로 출력한다. 또한 타이밍 컨트롤러(42)는 외부로부터 입력된 다수의 동기 신호, 즉 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 이네이블 신호, 도트 클럭을 이용하여 데이터 드라이버(44)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 게이트 드라이버(46)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(44) 및 게이트 드라이버(46)로 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 각각 출력한다. 특히, 타이밍 컨트롤러(43)는 도 1 또는 도 2에 나타낸 LVDS 송신기(10)를 출력단에 내장하여서 영상 데이터와 데이터 제어 신호를 저전압 차동 신호로 변환하여 데이터 드라이버(44)로 출력한다. 도 1에 도시된 LVDS 송신기(10)를 이용하는 경우 기준 전압 생성부(12)의 제1 전류(I1a)와 전류 생성부(14)의 제2 전류(I1b) 중 적어도 하나의 전류를 조정하여 라인 드라이버(18)의 출력 전류(I2)를 조정함으로써 저전압 차동 신호의 스윙폭을 조절할 수 있다. 이때, 가변 저항(R1)의 컨택 불량으로 기준 전압 생성부(12)에서 제1 전류(I1a)가 생성되지 않더라도 전류 생성부(14)로부터의 제2 전류(I1b)를 이용하여 라인 드라이버(18)가 차동 신호를 생성하여 출력할 수 있음과 아울러 전류 조정 신호(ISOD)를 조정하여 라인 드라이버(18)의 출력 전류(I2)를 조정함으로써 저전압 차동 신호의 스윙폭을 조절할 수 있다. 한편, 도 2와 같이 옵션핀(RMLVDS) 및 가변 저항(R1)이 제거된 LVDS 송신기(10)를 이용하는 경우 전류 생성부(14)로 입력되는 n비트의 전류 조정 신호(ISOD)의 조정으로 제2 전류(I1b)를 조절하여 라인 드라이버(18)의 출력 전류(I2)를 조정함으로써 저전압 차동 신호의 스윙폭을 안정적으로 조절할 수 있다. 이 경우 타이밍 컨트롤러(42)에서 옵션핀(RMLVDS)과 가변 저항(R1)이 제거되므로 제조 원가를 절감할 수 있다.
데이터 드라이버(44)는 LVDS 수신기(20)를 입력단에 내장하여서 타이밍 컨트롤러(42)의 공급으로 수신된 차동 신호의 전압차에 따라 영상 데이터 및 데이터 제어 신호를 복원한다. 데이터 드라이버(44)는 타이밍 컨트롤러(42)로부터의 데이터 제어 신호에 응답하여 타이밍 컨트롤러(44)로부터의 디지털 영상 데이터를 감마 전압을 이용한 아날로그 데이터 신호(화소 전압 신호)로 변환하여서 액정 패널(48)의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
게이트 드라이버(26)는 타이밍 컨트롤러(42)로부터의 게이트 제어 신호에 응답하여 액정 패널(48)의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다. 게이트 드라이버(46)는 액정 패널(48)에 내장될 수 있다.
액정 패널(48)은 다수의 화소들이 배열된 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시한다. 각 화소는 휘도 보상된 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다. 따라서, 액정 패널(48)은 백라이트 유닛(미도시)로부터의 광을 이용하여 데이터 신호에 따른 영상 을 표시한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 본 발명에 따른 데이터 전송 장치가 액정 표시 장치에 적용되는 경우만을 예로 들어 설명하였으나 디지털 데이터 전송을 이용하는 모든 평판 표시 장치에 적용될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 데이터 전송 장치를 개략적으로 나타낸 회로도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 데이터 전송 장치를 개략적으로 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 장치를 이용한 액정 표시 장치를 나타낸 블록도.
Claims (8)
- 병렬 접속된 다수의 정전류원과, 상기 정전류원의 출력단에 각각 접속된 다수의 스위치를 구비하고, 미리 설정된 디지털 전류 조정 신호에 따라 상기 다수의 스위치가 개별적으로 스위칭되어서 상기 정전류원으로부터 턴-온된 스위치를 경유하여 공급된 전류들을 합산하여 출력하는 전류 생성부와;상기 전류 생성부의 출력 전류를 증폭하여 출력하는 전류 증폭기와;상기 전류 증폭기로부터의 증폭 전류와 같은 정전류를 이용하여 입력 데이터에 따른 저전압 차동 신호를 생성하여 출력하는 라인 드라이버와;상기 라인 드라이버의 구동시 기준이 되는 기준 전압을 생성하여 출력함과 아울러 상기 전류 생성부의 출력 전류와 합산되는 전류를 더 생성하여 출력하는 기준 전압 생성부와;상기 기준 전압 생성부와 접속되어서 상기 기준 전압 생성부의 출력 전류를 외부에서 조정하기 위한 가변 저항을 구비하고,상기 라인 드라이버에서 출력되는 상기 저전압 차동 신호의 스윙폭은 상기 전류 생성부의 출력 전류와 상기 기준 전압 생성부의 출력 전류 중 적어도 하나의 조정에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 전류 생성부에서 상기 다수의 스위치는 상기 전류들이 합산되는 노드와 공통으로 접속되고 상기 전류 조정 신호의 각 비트에 응답하여 개별적으로 스위칭되어서 상기 전류 생성부로부터 출력되는 전류를 상기 전류 조정 신호에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1 및 2 중 어느 한 청구항에 기재된 데이터 전송 장치를 내장하여 영상 데이터를 상기 저전압 차동 신호로 변환하여 출력하는 타이밍 컨트롤러와;상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 저전압 차동 신호를 수신하고 수신된 차동 신호로부터 상기 영상 데이터를 복원하여 표시 패널로 공급하는 데이터 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 평판 표시 장치는 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
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