KR101534015B1

KR101534015B1 - 액정표시장치용 구동회로

Info

Publication number: KR101534015B1
Application number: KR1020080127703A
Authority: KR
Inventors: 김상수
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2015-07-07
Also published as: KR20100069113A

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 구동회로에 관한 것으로서, 특히 인버젼 구동을 수행하며, 다수의 감마기준전압 중 영상데이터에 대응되는 감마기준전압을 선택하여 액정패널로 출력하여 영상을 표시하는 액정표시장치의 구동회로로서, 서로 구별되는 제1극성신호 또는 제2극성신호를 출력하는 극성신호출력부와; 상기 제1극성신호에 따라 제1레지스터 데이터를 출력하고 상기 제2극성신호에 따라 제2레지스터 데이터를 출력하는 레지스터출력부와; 입력된 레지스터 데이터에 따라 서로 다른 전압을 출력하는 다수의 디지털 가변저항으로 구성된 감마기준전압생성부를 포함하는 액정표시장치용 구동회로를 제공하며, 하나의 감마전압생성회로를 적용하여 액정표시장치의 정상적인 동작을 수행하면서도 회로부의 구성 부품수 저감을 통해 제조비용의 절감, 회로기판 크기 감소 등의 효과를 기대할 수 있다.

Description

액정표시장치용 구동회로{Driving circuit unit for liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치용 구동회로에 관한 것으로서, 특히 하나의 감마전압생성회로를 적용하여 회로부의 구성 부품수 저감을 통해 제조비용의 절감, 회로기판 크기 감소 등의 효과를 기대할 수 있는 액정표시장치용 구동회로에 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 블록구성도로서, 크게 액정패널(2)과 LCM구동회로부(26)로 구분된다.

각 구성을 보면, 인터페이스(10)는 TV시스템 또는 퍼스널컴퓨터등과 같은 외 부구동시스템으로부터 LCM구동회로부(26)로 입력되는 데이터(RGB Data) 및 제어신호(입력 클럭, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호 등)들을 입력받아 타이밍제어부(12)로 공급한다. 주로 외부구동시스템으로부터 데이터 및 제어 신호전송을 위해서 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스와 TTL 인터페이스 등이 사용되고 있다. 또한, 이러한 인터페이스 기능을 모아서 타이밍제어부(12)와 함께 단일 칩(Chip)으로 집적시켜 사용하기도 한다.

액정패널(2)은 도 2와 같이, 글라스를 이용한 기판 상에 다수의 데이터배선(DL1~DLm)과 다수의 게이트배선(GL1~GLn)이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정(LC)이 구성되어 입력된 데이터에 의해 영상을 표시한다.

타이밍제어부(12)는 통상 타이밍컨트롤러(Timing controller)로 명칭되며, 그래픽카드와 같은 외부구동시스템으로부터 입력된 제어신호를 이용하여 복수개의 소스 드라이브 집적회로들로 구성된 소스구동부(18)와 복수개의 게이트 드라이버 집적회로들로 구성된 게이트구동부(20)를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 또한 상기 인터페이스(10)를 통해 입력되는 데이터들을 소스구동부(18)로 전송한다.

기준전압생성부(16)는 상기 소스구동부(18)에서 사용되는 DAC(Digital To Analog Converter)에 적용될 다수의 감마기준전압(Gamma reference voltage)들을 생성한다. 감마기준전압들은 패널의 투과율-전압특성을 기준으로 생산자에 의해서 설정된다.

상기 소스구동부(18)는 상기 타이밍제어부(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 입력 데이터의 감마기준전압들을 선택하고, 선택된 감마기준전압을 액정패널(2)에 공급하여 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.

상기 게이트구동부(20)는 상기 타이밍제어부(12)로부터 입력되는 제어신호들에 응답하여 액정패널(2)상에 배열된 박막트랜지스터(TFT)들의 온/오프(on/off) 제어를 위한 게이트구동신호를 출력하는데, 액정패널(2) 상의 게이트배선(GL1~GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 액정패널(2) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1 라인 분씩 순차적으로 구동시켜 소스구동부(18)로부터 공급되는 아날로그 영상신호들이 각 박막트랜지스터(TFT)들에 접속된 픽셀들로 인가되도록 한다.

전원전압생성부(14)는 각 구성부들의 동작전원을 공급하고 액정패널(2)의 공통전극 전압을 생성하여 공급한다.

또한 도시되지는 않았지만 하나 이상의 램프(lamp)를 구비하여 상기 액정패널(2)로 광(light)을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 더욱 포함한다.

상기한 구성에서 감마기준전압을 생성하여 출력하는 상기 기준전압생성부(16)의 감마기준전압 생성회로를 도 3을 참조하여 설명한다.

종래의 LCD 구동 회로는 구동전압(VDD)을 분배하기 위하여 상기 구동전압(VDD)에 직렬로 연결된 다수의 저항(예를 들어, R1 내지 R5)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 OP앰프(Operational Amplifier: OP1, ... , OP4)로 이루어진 감마기준전압 발생회로를 이용한다.

상기 도 3에서는 4 개의 감마기준전압(GMA1, ... , GMA4)을 발생시키는 경우를 예시하였으며, 상기 직렬 연결된 저항의 개수를 증가시키면 더욱 많은 수의 감마기준전압을 발생시킬 수 있다.

상기한 구조에서 상기 구동전압(VDD)을 8 볼트라고 가정하고, 제 1 내지 제 4 감마기준전압(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 감마기준전압(GMA1)은,

GMA1 = VDD {(R2+R3+R4+R5)/(R1+R2+R3+R4+R5)} = 7 V이 된다.

상기에서, 제 1 내지 제 4 OP앰프(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 감마기준전압(GMA2)은,

GMA2 = VDD {(R3+R4+R5)/(R1+R2+R3+R4+R5)} = 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.

상기와 같은 방식으로 생성된 감마기준전압은 미도시된 신호출력용 버퍼(buffer) 회로를 통해 상기 데이터 드라이버(18)로 입력된다. 따라서 구동전압(VDD)에 직렬로 연결된 각 저항의 저항값 및 개수를 조정함으로써, LCD 모듈의 구동 전압, 즉 감마기준전압을 각각 조정할 수 있다.

그런데 상기와 같이 다수의 저항을 직렬 연결하여 감마기준전압 생성회로를 구성할 경우, 액정표시장치의 인버젼(inversion) 구동에 따라 정극성 영상데이터 표시용과 부극성 영상데이터 표시용의 감마기준전압 생성회로를 각각 구성해야 하며, 또한 상기와 같이 다수의 저항 및 상기 감마기준전압생성부용 대용량 버퍼 회로 등의 부품수 증가가 수반되며 이는 결국 제조비용의 상승과 인쇄회로기판 상의 회로 설계 공간의 제약을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하나의 감마기준전압 생성회로를 통해 정극성 및 부극성 영상데이터용 감마기준전압을 생성하도록 하여 회로부품수 저감과 제조비용의 절감 및 인쇄회로기판 상의 회로 설계 공간의 여유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 인버젼 구동을 수행하며, 다수의 감마기준전압 중 영상데이터에 대응되는 감마기준전압을 선택하여 액정패널로 출력하여 영상을 표시하는 액정표시장치의 구동회로로서, 서로 구별되는 제1극성신호 또는 제2극성신호를 출력하는 극성신호출력부와; 상기 제1극성신호에 따라 제1레지스터 데이터를 출력하고 상기 제2극성신호에 따라 제2레지스터 데이터를 출력하는 레지스터출력부와; 입력된 레지스터 데이터에 따라 서로 다른 전압을 출력하는 다수의 디지털 가변저항으로 구성된 감마기준전압생성부를 포함하는 액정표시장치용 구동회로를 제공한다.

상기 액정표시장치용 구동회로에서, 상기 제1극성신호와 상기 제2극성신호는 서로 다른 전압레벨을 가지며 서로 교번되게 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 구동회로에서, 상기 제1극성신호와 상기 제2극성신호는 서로 동일한 시간 간격으로 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 구동회로에서, 상기 제1레지스터 데이터는 상기 인버젼 구동에서의 정극성 데이터용 감마기준전압 생성을 지시하기 위한 데이터이고, 상기 제2레지스터 데이터는 상기 인버젼 구동에서의 부극성 데이터용 감마기준전압 생성을 지시하기 위한 데이터인 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 구동회로에서, 상기 제1레지스터 데이터와 상기 제2레지스터 데이터는 디지털 데이터인 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 구동회로에서, 상기 각 디지털 가변저항은 입력된 레지스터 데이터에 응답하여 실장된 저항값을 변경함으로써 출력 전압을 변경하는 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 구동회로에서, 상기 극성신호출력부와 상기 레지스터출력부는 동일 집적회로에 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 특징을 가지는 본 발명에 따르면, 하나의 감마기준전압생성회로를 구성하여 액정표시장치를 구동함으로써 회로설계의 단순화 회로부품수 저감과 이에 따른 제조비용의 절감 및 인쇄회로기판 상의 회로 설계 공간의 여유를 제공함으로써 제품 경쟁력이 향상되는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 액정표시장치용 구동회로는 도 1 및 도 2를 통해 전술한 바와 같은 액정표시장치에서 감마기준전압을 생성하는 데에 적용될 수 있으며, 특히 픽셀에 대해 공통전압보다 높은 전압의 데이터(정극성 데이터)와 공통전압보다 낮은 전압의 데이터(부극성 데이터)를 교번되게 인가해주는 인버젼(inversion) 방식의 액정표시장치에 적용될 수 있다.

이에 도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치용 구동회로의 구성을 도시한 도면으로서, 하나의 감마기준전압생성회로만으로 상기 액정표시장치를 구동하기 위한 방법을 제시한다.

구성을 보면, 극성신호출력부(100)와 레지스터출력부(200), 감마기준전압생성부(300)로 구성된다.

상기 극성신호출력부(100)는, 도 5를 참조하면, 서로 구별되는 전압레벨을 가진 제1극성신호(P1)와 제2극성신호(P2)를 선택적으로 출력하되, 특히 상기 제1극성신호(P1)와 제2극성신호(P2)를 서로 교번되게 출력한다.

이때 상기 제1극성신호(P1)와 제2극성신호(P2)의 출력시간(T1 및 T2)은 바람직하게는 서로 동일한 시간을 가지도록, 즉 T1=T2 의 관계를 가지도록 출력된다.

상기 레지스터출력부(200)는 상기 극성신호출력부(100)로부터 출력되는 상기 제1극성신호(P1) 및 제2극성신호(P2)에 따라 제1레지스터 데이터(RD1)와 제2레지스터 데이터(RD2)를 출력하는데, 상기 제1레지스터 데이터(RD1)와 제2레지스터 데이터(RD2)는 후술될 감마기준전압생성부(300)에 구성된 다수의 디지털 가변저항에서 각각 저항값을 결정할 수 있도록 하는 특정 어드레스 데이터(address data)로 규정할 수 있는 디지털 데이터이다.

이때 상기 제1레지스터 데이터(RD1)는 상기 액정표시장치의 인버젼 구동시 요구되는 정극성 데이터를 생성하기 위한 다수의 정극성 데이터용 감마기준전압의 생성을 지시하기 위한 것이고, 상기 제2레지스터 데이터(RD2)는 상기 액정표시장치의 인버젼 구동시 요구되는 부극성 데이터를 생성하기 위한 다수의 부극성 데이터용 감마기준전압의 생성을 지시하기 위한 것이다.

상기 감마기준전압생성부(300)는, 도 6을 참고하면, 감마구동전압(Gamma_VDD)을 입력받아 다수(예를 들어 S개)의 정극성 데이터용 감마기준전 압(Vp1, Vp2,..., VpS)과 다수(예를 들어 S개)의 부극성 데이터용 감마기준전압(Vn1, Vn2, ..., VnS)을 생성한다.

이때 상기 감마구동전압(Gamma_VDD)은 상기 감마기준전압생성부(300)로 공급되어 다수의 디지털 가변저항(310)에 의해 상기 다수의 감마기준전압으로 분압되는데, 이때 상기 디지털 가변저항(310)은 상기 레지스터출력부(200)로부터 출력된 제1레지스터 데이터(RD1)와 제2레지스터 데이터(RD2)에 따라 각각 그 출력 전압레벨이 상이하게 발생된다.

즉, 상기 디지털 가변저항(310)은 내부에 저항소자와 먹스(mux) 등의 회로소자가 실장되어 있으며 외부에서 인가되는 레지스터 데이터에 따라 상기 먹스(mux)에 의해 상기 저항소자와의 회로적 연결부분이 상이하게 선택되고 이에 제공되는 저항값을 상기 레지스터 데이터에 따라 가변시킬 수 있도록 구성된 회로소자이다.

이러한 디지털 가변저항(310)의 특징을 이용하여 설계자는 미리 상기 제1레지스터 데이터(RD1)와 제2레지스터 데이터(RD2)를 미리 설정하여 시분할을 통해 교번되게 인가함으로써 정극성 데이터용 감마기준전압(Vp1, Vp2,..., VpS)과 부극성 데이터용 감마기준전압(Vn1, Vn2, ..., VnS)의 출력을 번갈아 생성할 수 있는 것이다.

상기한 구성의 특징으로 본 발명은 종래기술에서와는 달리 하나의 감마기준전압생성회로를 구성하여 액정표시장치를 구동함으로써 회로설계의 단순화 회로부품수 저감과 이에 따른 제조비용의 절감 및 인쇄회로기판 상의 회로 설계 공간의 여유를 제공함으로써 제품 경쟁력이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 기본 구성을 도시한 블록구성도

도 2는 도 1의 구성 중 액정패널의 구성을 간략히 도시한 도면

도 3은 전원 전압에 따라 구동 전압을 출력하는 종래의 LCD 구동 감마회로를 등가 도시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치용 구동회로의 구성을 도시한 도면

도 5는 도 4의 구성 중 극성신호출력부(100)에서 출력되는 제1극성신호(P1)와 제2극성신호(P2)를 예시한 도면

도 6은 도 4의 구성 중 감마기준전압생성부(300)의 구성을 도시한 도면

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100 : 극성신호출력부 200 : 레지스터출력부

300 : 감마기준전압생성부

Claims

인버젼 구동을 수행하며, 다수의 감마기준전압 중 영상데이터에 대응되는 감마기준전압을 선택하여 액정패널로 출력하여 영상을 표시하는 액정표시장치의 구동회로로서,

서로 구별되는 제1 또는 제2극성신호를 출력하는 극성신호출력부와;

상기 극성신호출력부로부터 상기 제1 또는 제2극성신호를 입력 받아, 상기 제1극성신호에 따라 제1레지스터 데이터를 출력하고 상기 제2극성신호에 따라 제2레지스터 데이터를 출력하는 레지스터출력부와;

상기 레지스터출력부로부터 상기 제1 또는 제2레지스터 데이터를 입력 받아, 상기 제1 또는 제2레지스터 데이터에 따라 저항값이 바뀌는 다수의 디지털 가변저항을 포함하며, 상기 다수의 디지털 가변저항의 저항값에 따라 정극성 또는 부극성 데이터용 감마기준전압을 출력하는 감마기준전압생성부를 포함하고,

상기 다수의 디지털 가변저항은 저항소자 및 먹스(mux)를 포함하고, 상기 먹스(mux)에 의해 상기 저항소자와의 연결부분이 상이하게 선택됨에 따라 상기 저항값이 바뀌는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 구동회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1극성신호와 상기 제2극성신호는 서로 다른 전압레벨을 가지며 서로 교번되게 출력되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 구동회로
청구항 제 2 항에 있어서,

상기 제1극성신호와 상기 제2극성신호는 서로 동일한 시간 간격으로 출력되 는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 구동회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1레지스터 데이터는 상기 인버젼 구동에서의 상기 정극성 데이터용 감마기준전압 생성을 지시하기 위한 데이터이고, 상기 제2레지스터 데이터는 상기 인버젼 구동에서의 상기 부극성 데이터용 감마기준전압 생성을 지시하기 위한 데이터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 구동회로
청구항 제 4 항에 있어서,

상기 제1레지스터 데이터와 상기 제2레지스터 데이터는 디지털 데이터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 구동회로
삭제
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 극성신호출력부와 상기 레지스터출력부는 동일 집적회로에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 구동회로