KR20030068824A - 액정 표시 장치의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 회로및 방법 - Google Patents

액정 표시 장치의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 회로및 방법 Download PDF

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Abstract

액정 표시 장치(LCD)의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 회로 및 방법이 개시된다. 본 발명의 LCD 구동 전압 조절 회로는, 수정전 볼륨이 설정되는 수정전 볼륨 레지스터; 외부 명령어에 응답하여 소정의 설정 오프셋 볼륨이 저장되는 오프셋 볼륨 레지스터; 소정의 기입 프로세스에 의해 오프셋 볼륨 레지스터로부터 설정 오프셋 볼륨이 기입되어 프로그램되는 프로그램 가능 메모리; 소정의 모드 신호에 응답하여 오프셋 볼륨 레지스터로부터 입력되는 값과 프로그램 가능 메모리로부터 입력되는 값 중 어느 하나를 선택하여 오프셋 볼륨으로서 출력하는 선택 수단; 및 수정전 볼륨과 오프셋 볼륨을 이용하여 수정된 볼륨을 출력하는 연산부를 구비한다. 그리고, 수정된 볼륨에 의하여 LCD 구동전압이 결정된다. 본 발명에 의하면, 사용자가 용이하게 OTP 셀을 프로그램할 수 있어, LCD 구동 전압의 레벨이 용이하게 조절될 수 있다.

Description

액정 표시 장치의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 회로 및 방법{Circuit and Method for calibrating driving voltage level for LCD}
본 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, 이하 LCD라 함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LCD 드라이버 칩(이하 LDI 칩)에서 LCD로 출력되는 신호의 전압 레벨을 조절(calibration)하는 방법 및 이를 구현한 회로에 관한 것이다.
LDI 칩에서 LCD로 출력되는 신호의 전압 레벨, 즉 LCD 구동 전압 레벨의 조절을 위해 LDI 칩에 일반적으로 OTP(One Time Programmable) 메모리(이하 OTP 셀이라 함)가 내장된다. OTP 셀에는 LCD 구동 전압의 미세한 조절을 위한 오프셋 볼륨이 프로그램된다. OTP 셀은 EPROM(erasable and programmable ROM)과 같이 한 번 프로그램되면 용이하게 지워지지 않는 롬(ROM)이 주로 사용된다.
도 1은 일반적인 LDI 칩의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 이를 참조하면, 일반적인 LDI 칩은 디지털 블록(110), 아날로그 블록(120), 데이터 램(DDRAM, 130) 및 드라이버 블록(140)을 구비한다.
디지털 블록(110)은 외부 입력 신호를 처리해서 내부 신호로 변환함으로써 LDI 칩을 제어하는 마이크로프로세서(MCU, 210)와 인터페이스하며, 내부의 시스템 클락을 생성하는 기능을 한다. 데이터 램(130)은 LCD(220)에 디스플레이될 데이터가 저장되는 장소이다.
아날로그 블록(120)은 크게 DC-DC 컨버터(122), 전압 레귤레이터(voltage regulator, 124) 및 전압 팔로어(voltage follower, 126)로 구성된다. DC-DC 컨버터(124)는 직류 전압을 변환하는 기능을 하고, 전압 레귤레이터(124)는 LCD 구동 전압(VO)을 생성하는 역할을 한다. 전압 레귤레이터(124)에서 생성된 LCD 구동 전압(VO)은 전압 팔로어(126)를 거쳐 드라이버 블록(140)으로 인가된다.
드라이버 블록(140)은 데이터 램(130)에서 출력되는 디스플레이 데이터(DAT)를 LCD 구동 전압(VO)을 이용하여 처리하여 LCD(220)로 출력한다.
상기와 같은 일반적인 구성을 가지는 LDI 칩에서 OTP 셀은 아날로그 블록(120)의 전압 레귤레이터(124)에 포함되어 구현된다.
LCD 구동 전압(VO)의 레벨 조절을 위해 LDI 칩에 OTP 셀이 내장되면, 기존의 스펙(spec.)에 OTP 셀의 프로그램 방법이 추가되어야 한다.
종래의 OTP 셀의 프로그램 방법은 절차가 복잡하고, 구동 방식이 한정되어 있으며 사용자가 이해하기 어려운 단점이 있다. 따라서, 종래의 OPT 셀을 포함하는 LDI 칩에서 LCD 구동 전압의 레벨을 조절하는 방법이 까다롭고 복잡하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자가 용이하게 OTP 셀을 프로그램할 수 있어, LCD 구동 전압의 레벨이 용이하게 조절될 수 있는 LDI 칩의 LCD 구동 전압 조절 회로를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 사용자가 용이하게 OTP 셀을 프로그램할 수 있어, LCD 구동 전압의 레벨이 용이하게 조절될 수 있는 LCD 구동 전압 조절 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 LCD 드라이버 칩의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 LCD 드라이버 칩에서 아날로그 블록의 구성을 계층적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 구동 전압 조절 회로를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 구동 전압 조절 방법을 나타내는 흐름도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 액정 표시 장치(이하, LCD)의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 구동 전압 조절 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LCD 구동 전압 조절 회로는 수정전 볼륨이 설정되는 수정전 볼륨 레지스터; 외부 명령어에 응답하여 소정의 설정 오프셋 볼륨이 저장되는 오프셋 볼륨 레지스터; 소정의 기입 프로세스에 의해 상기 오프셋 볼륨 레지스터로부터 상기 설정 오프셋 볼륨이 기입되어 프로그램되는 프로그램 가능 메모리; 소정의 모드 신호에 응답하여 상기 오프셋 볼륨 레지스터로부터 입력되는 값과 상기 프로그램 가능 메모리로부터 입력되는 값 중 어느 하나를 선택하여 오프셋 볼륨으로서 출력하는 선택 수단; 및 상기 수정전 볼륨과 상기 오프셋 볼륨을 이용하여 수정된 볼륨을 출력하는 연산부를 구비하며, 상기 수정된 볼륨에 의하여 상기 LCD 구동전압이 결정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하기로는, 상기 LCD 구동 전압 조절 회로는 상기 수정된 전압을 저장하기 위한 수정된 전압 레지스터를 더 구비한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 액정 표시 장치(이하, LCD)의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 구동 전압 조절 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LCD 구동 전압 조절 방법은 (a) 수정전 볼륨을 수정전 볼륨 레지스터에 설정하는 단계; (b) 소정의 OTP 모드를 오프하는 단계; (c) 외부 명령어를 통하여 소정의 오프셋 볼륨을 오프셋 볼륨 레지스터에 설정하는 단계; (d) 원하는 상기 구동 전압이 될 때까지 상기 (c) 단계를 반복하는 단계; (e) 상기 오프셋 볼륨 레지스터에 설정된 상기 오프셋 볼륨을 프로그램 가능 메모리에 기입하여 프로그램하는 단계; 및 (f) 소정의 오프셋 모드 신호에 응답하여 상기 오프셋 볼륨 레지스터에 설정된 오프셋 볼륨과 상기 프로그램 가능 메모리에 프로그램된 오프셋 볼륨 중의 어느 하나와 상기 수정전 볼륨을 이용하여 수정된 볼륨을 출력하는 단계를 구비하며, 상기 수정된 볼륨에 의하여 상기 LCD 구동전압이 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 LDI 칩에서 아날로그 블록의 구성을 계층적으로 나타내는 블록도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 구동 전압 조절 회로가 포함되는 아날로그 블록의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 아날로그 블록(300)은 DC-DC 컨버터(310), 전압 팔로어(320) 및 전압 레귤레이터(330)를 구비한다. 그리고, 전압 레귤레이터(330)는 LCD 구동 전압(VO)의 레벨을 조절하기 위하여, 다수의 레지스터들을 구비한다.
전압 레귤레이터(330)에서 출력되는 LCD 구동 전압(VO)은 다음의 수학식으로 표현된다.
여기서, VO는 LCD 구동 전압, Ra, Rb는 가변 저항값이고, V_MEV는 수정된 전압이다.
여기서, α는 수정전 볼륨, x는 오프셋 볼륨, V_REF는 기준 전압이다. 수정전 볼륨(α)은 기준 전압(V_REF)에 대하여 원하는 수정된 전압(V_MEV)을 발생하기 위해 정해지는 값이다. 그런데, LCD 특성이 각 LCD 마다 약간씩의 편차를 가지기 때문에 동일한 LCD 구동 전압(VO)에 대해서 밝기가 달라질 수 있다. 이와 같이, 각 LCD의 미소한 특성 차이를 반영하여 모든 LCD에 대해서 원하는 밝기 특성을 얻기 위해서는 LCD 구동 전압(VO)의 레벨을 미세하게 조절할 필요가 있다.
상기와 같은 LCD 구동 전압(VO)의 미세한 레벨 조절을 위해 오프셋 볼륨(x)이 적절하게 설정되어야 한다. LCD 구동 전압(VO)은 오프셋 볼륨(x)에 의해 미세하게 조절되는 반면, 가변 저항값(Ra, Rb)에 의해 크게 변동될 수 있다.
상기 수학식 1에서 나타나듯이 LCD 구동 전압(VO)은 수정된 전압(V_MEV) 및 저항비(Rb/Ra)에 의해 결정되며, 또한 수학식 2에서 나타나듯이 수정된 전압(V_MEV)은 수정전 볼륨(α) 및 오프셋 볼륨(x)에 의해 결정된다.
저항비(Rb/Ra)의 조절을 위하여 RR 레지스터(331)가 구비된다. 즉, RR 레지스터(331)를 소정의 값으로 설정함으로써, 저항비(Rb/Ra)를 조절할 수 있다.
그리고, 수정전 볼륨(α)의 설정을 위하여 EV 레지스터(333)가, 오프셋 볼륨(x)의 설정을 위하여 OV 레지스터(334)가 구비된다.
EV 레지스터(333)에 설정된 수정전 볼륨(α)과 OV 레지스터(334)에 설정된 오프셋 볼륨(x)에 의하여 수정된 볼륨(MEV)이 결정되는데, 수정된 볼륨(MEV)은 후술되겠지만 '2α+ x'이다. 수정된 볼륨(MEV)의 저장을 위하여 MEV 레지스터(332)가 더 구비될 수 있다.
수학식 2에 나타나듯이, MEV 레지스터(332)에 저장된 수정된 볼륨(MEV), 즉 '2α+ x'에 의하여 수정된 전압(V_MEV)이 결정된다. 수정된 전압(V_MEV)이 결정되면, 수학식 1에 의하여 LCD 구동 전압(VO)도 결정된다.
따라서, 본 발명은 궁극적으로 원하는 LCD 구동 전압(VO)을 발생할 수 있는 오프셋 볼륨(x)을 찾아서 롬(ROM)에 프로그램하는 과정을 용이하게 할 수 있는 회로 및 방법을 제시하는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 구동 전압 조절 회로를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 구동 전압 조절 회로(400)는 EV 레지스터(333), INST_OV 레지스터(335), OTP 셀(336), 멀티플렉서(340) 및 가산기(350)를 구비한다.
EV 레지스터(333)에는 수정전 볼륨(α)이 저장된다. 바람직하기로는, EV 레지스터(333)는 6비트의 레지스터이다. INST_OV 레지스터(335)에는 외부 명령어에 응답하여 소정의 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)이 저장되는데, INST_OV 레지스터(335)는 5비트의 레지스터이다.
OTP 셀(336)에는 소정의 OTP 기입 프로세스에 의해 INST_OV 레지스터(335)로부터 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)이 기입되어 프로그램된다. 따라서, OTP 셀(336)에 특정의 오프셋 볼륨(x)이 프로그램되기 전에 적절한 오프셋 볼륨(x)을 찾기 위하여 외부 명령어로 오프셋 볼륨(x)을 가변할 수 있는 INST_OV 레지스터(335)가 필요한것이다. INST_OV 레지스터(335)를 이용하여 적절한 오프셋 볼륨(x)을 찾으면, OTP 기입 프로세스를 통하여, 즉시 INST_OV 레지스터(335)에 설정되어 있는 값을 OTP 셀(336)에 프로그램할 수 있다. 바람직하기로는, OTP 셀(336)은 5비트의 소거 가능 피롬(Erasable and Programmable ROM, EPROM)이다.
멀티플렉서(340)는 OTP 모드 신호(OTP_MODE)에 응답하여 INST_OV 레지스터(335)로부터 입력되는 값(이하, 설정 오프셋 볼륨이라 함, INST_OV)과 및 OTP 셀(336)로부터 입력되는 값(이하, 프로그램 오프셋 볼륨이라 함, OTP_OV) 중 어느 하나를 선택하여 오프셋 볼륨(x)으로서 출력하는 선택 수단이다.
가산기(350)는 수정전 볼륨(α)을 2배한 값(2α)과 오프셋 볼륨(x)을 더하여 수정된 볼륨(MEV)을 출력한다. 즉, 수정된 볼륨(MEV)은 '2α+x' 이다. 수정된 볼륨(MEV)은 7비트로 구성되는 신호로서, 이를 저장하기 위해 MEV 레지스터가 더 구비되는 것이 바람직하다.
수정된 볼륨(MEV)이 결정되면, LCD 구동 전압(VO)은 상술한 수학식 1 및 2에 나타난 바와 같이, 수정된 볼륨(MEV)에 의하여 정해된다.
멀티플렉서(340)를 제어하는 OTP 모드 신호(OTP_MODE)는 OTP 모드가 온일 경우에는 제1 레벨, OTP 모드가 오프일 경우에는 제2 레벨의 신호이다. OTP 모드가 온일 경우, 즉 OTP 모드 신호가 제1 레벨일 경우에는 멀티플렉서(340)는 프로그램 오프셋 볼륨(OTP_OV)을 출력한다. 그리고, OTP 모드가 오프일 경우, 즉 OTP 모드 신호가 제2 레벨일 경우에는 멀티플렉서(340)는 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)을 출력한다.
초기에 OTP 셀(336)은 프로그램되지 않은 상태로서, 그 값은 '00000'이다. LDI 칩의 외부로부터 리셋 신호가 인가되면 OTP 모드가 온 상태가 된다. OTP 모드가 온 상태가 되면, OTP 셀(336)로부터 출력되는 오프셋 볼륨(OTP_OV)이 멀티플렉서(340)에 의해 선택된다. 따라서, 수정된 볼륨(MEV)은 '2α+OTP_OV' 가 된다.
LCD 구동 전압의 레벨을 조절하기 위하여 OTP 모드가 오프된다. 그러면, 멀티플렉서(340)는 INST_OV 레지스터(335)로부터 출력되는 오프셋 볼륨(INST_OV)이 선택되어, 수정된 볼륨(MEV)은 '2α+INST_OV' 가 된다.
설정 오프셋 볼륨(INST_OV)은 외부 명령어를 통하여 가변될 수 있다. 따라서, 외부 명령어를 인가하여 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)을 가변함으로써, 수정된 볼륨(MEV)을 조절할 수 있다. 만약 수정된 볼륨(MEV)이 일정 범위를 초과하거나 그 이하로 내려가면 더 이상 증가 또는 감소하지 않는다.
원하는 LCD 구동 전압(VO)이 될 때까지 상기와 같이 수정된 볼륨(MEV)을 가변한다. 원하는 LCD 구동 전압(VO)이 되면, 그 때의 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)을 OTP 셀(336)에 프로그램시키는데, 그 과정은 OTP 기입 프로세스를 실행함으로써 이루어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 구동 전압 조절 방법을 나타내는 흐름도이다. 이를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 LDI 칩에서의 구동 전압 조절 과정을 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 외부 리셋을 실행한다(510). 그리고 외부 명령어를 이용하여 수정전 볼륨(α)을 설정한다(520). 그 다음으로, OTP 모드를 오프한다(530). OTP 모드가오프되면, 상술한 바와 같이, INST_OV 레지스터(도 3의 335)에 저장되는 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)이 수정전 볼륨(α)과 더해져 수정된 볼륨(MEV)으로 출력된다.
OTP 모드가 오프된 상태에서, 외부 명령어를 이용하여 설정 오프셋 볼륨(INST_OV)을 가변한다(540). 그리고, 원하는 LCD 구동 전압(VO)을 얻을 때까지 상기 단계(540) 단계를 반복하여 수행한다. 원하는 LCD 구동 전압(VO)이 얻어지면, 레벨 조절이 완료된 것이므로, INST_OV 레지스터(도 3의 335)에 설정된 값을 OTP 셀(도 3의 336)에 프로그램하는 과정이 필요한데, 이 과정이 OTP 기입 프로세스이다.
OTP 기입 프로세스는 상세하게는 다음의 단계로 나뉘어진다. 먼저, 전압 세이브 모드가 설정된다(560). 그리고, OTP 셀을 기입 인에이블 상태로 한다(570). 다음으로 OTP 셀을 프로그래밍하기 위하여 소정의 프로그래밍 전압을 인가한다. 프로그래밍이 완료되면, 프로그래밍 전압이 제거된다.
마지막으로 다시 외부 리셋이 실행된다. 그러면, OTP 셀에 프로그램된 오프셋 볼륨에 의하여 원하는 LCD 구동 전압(VO)이 발생된다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 사용자가 용이하게 OTP 셀을 프로그램할 수 있어, LCD 구동 전압의 레벨이 용이하게 조절될 수 있다.

Claims (7)

  1. 액정 표시 장치(이하, LCD)의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 구동 전압 조절 회로에 있어서,
    수정전 볼륨이 설정되는 수정전 볼륨 레지스터;
    외부 명령어에 응답하여 소정의 설정 오프셋 볼륨이 저장되는 오프셋 볼륨 레지스터;
    소정의 기입 프로세스에 의해 상기 오프셋 볼륨 레지스터로부터 상기 설정 오프셋 볼륨이 기입되어 프로그램되는 프로그램 가능 메모리;
    소정의 모드 신호에 응답하여 상기 오프셋 볼륨 레지스터로부터 입력되는 값과 상기 프로그램 가능 메모리로부터 입력되는 값 중 어느 하나를 선택하여 오프셋 볼륨으로서 출력하는 선택 수단; 및
    상기 수정전 볼륨과 상기 오프셋 볼륨을 이용하여 수정된 볼륨을 출력하는 연산부를 구비하며,
    상기 수정된 볼륨에 의하여 상기 LCD 구동전압이 결정되는 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 LCD 구동 전압 조절 회로는
    상기 수정된 전압을 저장하기 위한 수정된 전압 레지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 회로.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 연산부는
    상기 수정전 볼륨을 2배한 값과 상기 오프셋 볼륨을 더하여 상기 수정된 볼륨으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 회로.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기입 프로세스는
    외부에서 인가할 수 있는 기입 명령어를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 회로.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 프로그램 가능 메모리는
    소거 가능 피롬(Erasable and Programmable ROM, EPROM)인 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 회로.
  6. 액정 표시 장치(이하, LCD)의 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 구동 전압 조절 방법에 있어서,
    (a) 수정전 볼륨을 수정전 볼륨 레지스터에 설정하는 단계;
    (b) 소정의 OTP 모드를 오프하는 단계;
    (c) 외부 명령어를 통하여 소정의 오프셋 볼륨을 오프셋 볼륨 레지스터에 설정하는 단계;
    (d) 원하는 상기 구동 전압이 될 때까지 상기 (c) 단계를 반복하는 단계;
    (e) 상기 오프셋 볼륨 레지스터에 설정된 상기 오프셋 볼륨을 프로그램 가능 메모리에 기입하여 프로그램하는 단계; 및
    (f) 소정의 모드 신호에 응답하여 상기 오프셋 볼륨 레지스터에 설정된 오프셋 볼륨과 상기 프로그램 가능 메모리에 프로그램된 오프셋 볼륨 중의 어느 하나와 상기 수정전 볼륨을 이용하여 수정된 볼륨을 출력하는 단계를 구비하며,
    상기 수정된 볼륨에 의하여 상기 LCD 구동전압이 결정되는 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 (e) 단계는
    (e1) 전원 세이브 모드를 설정하는 단계;
    (e2) 상기 오프셋 볼륨 롬의 기입을 인에이블하는 단계; 및
    (e3) 상기 오프셋 볼륨 롬에 프로그래밍용 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 구동 전압 조절 방법.
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US8059074B2 (en) 2006-09-13 2011-11-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and common voltage generating circuit thereof
US8681133B2 (en) 2006-04-28 2014-03-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Display driver integrated circuit which stores output mode of driving circuit control signal in non-volatile memory and method of outputting the driving circuit control signal

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