KR20040013750A - 액정 표시 장치 및 그 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치의 구동 장치에서, 디지털/아날로그 변환부는 RGB 계조 데이터를 제1 및 제2 극성 계조 전압으로 변환하고, 출력버퍼는 디지털/아날로그 변환부로부터 제1 또는 제2 극성 계조 전압을 전달받아 데이터선으로 출력한다. 그리고 극성 반전 제어부는 디지털/아날로그 변환부에서 출력 버퍼로 전달되는 계조 전압의 극성을 제어하는데, 출력 버퍼로 제1 극성 계조 전압이 전달되도록 제어하는 경우에는 출력 버퍼를 제1 전원에 연결하고, 출력 버퍼로 제2 극성 계조 전압이 전달되도록 제어하는 경우에는 출력 버퍼를 제2 전원에 연결한다. 이때, 제2 전원은 제1 전원보다 낮은 전압 레벨을 가진다. 이와 같이 하면, 출력 버퍼에서 부극성 계조 전압을 출력할 때는 정극성 계조 전압을 출력할 때보다 낮은 전압 레벨의 전원이 사용되므로, 출력 버퍼에서 소비되는 전력을 줄일 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING APPARATUS THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)는 공통 전극과 색 필터 등이 형성되어 있는 상부 기판의 배향막과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판의 배향막 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 액정 분자들의 배열을 변경하고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.
일반적으로 액정 표시 장치를 구동할 때는, 화질 열화를 방지하기 위해 1 프레임마다 액정의 위상을 바꿔 주는 반전 구동을 한다. 반전 구동 방식으로는 공통전극에 인가하는 공통 전압을 반전시키는 방식이 있지만, 공통 전압을 반전시키는 경우에는 소비 전력이 증가한다. 따라서 공통 전압을 반전시키지 않고 화소 전극에 인가하는 계조 전압을 반전시키는 방식이 일반적으로 사용된다.
이러한 반전 방식에서는, N번째 프레임에 공통 전압에 대해 양의 극성을 갖는 계조 전압(이하 "정극성 계조 전압"이라 함)을 인가한 화소에 대해서 (N+1)번째 프레임에는 공통 전압에 대해 음의 극성을 갖는 데이터 전압(이하 "부극성 계조 전압"이라 함)을 인가한다. 이때, 부극성 계조 전압이란 음의 전압을 갖는 계조 전압을 의미하는 것이 아니라 액정이 정극성 계조 전압이 인가될 때의 위상과 반대되는 위상을 갖도록 하는 계조 전압을 의미한다. 일반적으로 정극성 계조 전압은 공통 전압보다 높은 전압이 사용되며, 부극성 계조 전압은 공통 전압보다 낮고 접지 전압보다 높은 전압이 사용된다.
그런데, 정극성 계조 전압과 부극성 계조 전압을 출력할 때 동일하게 높은 전압을 갖는 전원이 사용되므로, 데이터 드라이버에서 소모되는 전력이 크다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소비 전력이 낮은 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 드라이버를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 드라이버의 출력 버퍼를 나타내는 도면이다.
이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 출력 버퍼가 정극성 계조 전압을 출력하는 경우와 부극성 계조 전압을 출력하는 경우에 다른 전원을 사용하도록 한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는, RGB 계조 데이터를 제1 및 제2 극성 계조 전압으로 변환하는 디지털/아날로그 변환부, 그리고 디지털/아날로그 변환부로부터 제1 또는 제2 극성 계조 전압을 전달받아 데이터선으로 출력하는 출력 버퍼를 포함한다. 극성 반전 제어부는 디지털/아날로그 변환부에서 출력 버퍼로 전달되는 계조 전압의 극성을 제어하는데, 출력 버퍼로 제1 극성 계조 전압이 전달되도록 제어하는 경우에는 출력 버퍼를 제1 전원에 연결하고, 출력 버퍼로 제2 극성 계조 전압이 전달되도록 제어하는 경우에는 출력 버퍼를 제2 전원에 연결한다. 이때, 제2 전원은 제1 전원보다 낮은 전압 레벨을 가진다.
이 구동 장치는, 디지털/아날로그 변환부에서 제1 및 제2 극성 계조 전압이 각각 출력되는 제1 및 제2 신호선과 출력 버퍼의 입력단 사이에 각각 연결되는 제1 및 제2 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다. 이때, 극성 제어부는 제1 및 제2 스위칭 소자를 구동하는 제어 신호를 생성하여 출력 버퍼로 전달되는 계조 전압의 극성을 조절하는 것이 바람직하다. 그리고 극성 제어부는 제어 신호에 맞추어 제1 및 제2 전원을 출력 버퍼에 연결하다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하며 데이터선을 통하여 인가되는 계조 전압에 따라 화상을 표시하는 액정 패널, RGB 계조 신호를 수신하여 출력하며 반전 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러, 그리고 데이터 드라이버를 포함한다. 데이터 드라이버에서, 디지털/아날로그 변환부는 타이밍 컨트롤러로부터의 RGB 계조 신호에 대응하는 정극성 계조 전압 및 부극성 계조 전압을 선택하며, 극성 반전 제어부는 반전 제어 신호에 따라 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. 그리고 데이터 드라이버의 출력 버퍼는 제1 제어 신호에 따라 디지털/아날로그 변환부로부터의 정극성 계조 전압 또는 부극성 계조 전압을 데이터선으로 출력하며, 제2 제어 신호에 따라 제1 전원 또는 제2 전원에 연결된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 드라이버를 나타내는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 드라이버의 출력 버퍼를 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(100), 액정 패널(100)에 연결된 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300), 그리고 이들을 제어하는 타이밍 컨트롤러(400)를 포함한다. 액정 패널(100)에는 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선(G1-Gm)과 세로 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(D1-Dn)이 형성되어 있다. 이웃하는 두 개의 게이트선과 이웃하는 두 개의 데이터선은 화소 영역을 정의하며, 화소 영역에는 화상을 표시하는 화소(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 복수의 RGB 계조 신호를 데이터 드라이버(300)에 공급하며, 게이트 및 데이터 드라이버(200, 300)를 구동하기 위한 제어 신호를 게이트 및 데이터 드라이버(200, 300)로 공급한다. 게이트 드라이버(200)는 구동 전압 생성부(도시하지 않음)에서 제공된 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)에 기초하여 주사 신호를 생성하고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터의 제어 신호에 맞추어 주사 신호를 게이트선(G1-Gm)에 인가한다.
데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터의 RGB 계조 신호에 근거하여 계조 전압 생성부(도시하지 않음)의 기준 전압(VGMA1-VGMAP, VGMAP+1-VGMA2P)으로부터 계조 전압을 선택하고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터의 제어 신호에 맞추어 선택한 계조 전압을 화상 신호로서 데이터선(D1-Dn)에 인가한다. 그리고 타이밍 컨트롤러(400)는 데이터 전압의 극성을 반전시키기 위한 반전 제어 신호(RVS)를 생성하여 데이터 드라이버(300)에 공급하며, 데이터 드라이버(300)는 반전 제어 신호(RVS)를 수신하면 극성이 반전된 계조 전압을 화상 신호로서 데이터선(D1-Dn)에 인가한다. 이러한 반전 제어 신호는 액정 표시 장치의 반전 구동 방식에 따라 달라진다. 예를 들어 1도트 반전 방식인 경우에는 한 행에 해당하는 화상 신호를 인가할 때마다 반전 제어 신호(RVS)가 인가되며, 2도트 반전 동 방식인 경우에는 홀수행 또는 짝수행에 해당하는 화상 신호를 인가할 때마다 반전 제어 신호(RVS)가 인가된다.
아래에서는 데이터 드라이버(300)에 대해서 도 2를 참조하여 자세하게 설명한다. 그리고 액정 표시 장치는 예를 들어 1도트 반전 방식으로 구동되는 것으로 가정한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 데이터 드라이버(300)는 시프트 레지스터(310), 데이터 래치(320), 레벨 시프터(330), 디지털/아날로그 변환부(340), 래더 저항부(350), 출력 버퍼(360) 및 극성 반전 제어부(370)를 포함한다. 시프트 레지스터(310)는 타이밍 컨트롤러(400)에서 수신한 RGB 계조 데이터를 데이터 레지스터(도시하지 않음)에 시프트하면서 저장하고, 한 라인의 데이터가 모두 저장되면 데이터 래치(320)는 RGB 계조 데이터를 래치하여 레벨 시프터(330)로 전달한다. 레벨 시프터(330)는 RGB 계조 데이터를 액정 표시 장치의 구동에 적합한 전압 레벨로 변환하여 디지털/아날로그 변환부(340)로 전달한다.
래더 저항부(350)는 정극성 및 부극성 래더 저항부(351, 352)로 이루어지며, 정극성 래더 저항부(351)는 계조 전압 발생부에서 발생된 정극성 기준 전압(VGMA1-VGMAP)을 다양한 계조를 표현할 수 있는 정극성 계조 전압으로 분할하고, 부극성 래더 저항부(352)는 부극성 기준 전압(VGMAP+1-VGMA2P)을 부극성 계조 전압으로 분할한다. 디지털/아날로그 변환부(340)는 레벨 시프터(330)에서 전달된 RGB 계조 데이터로 정극성 계조 전압 및/또는 부극성 계조 전압을 선택하여 출력 버퍼(360)에 전달한다. 일반적으로 정극성 계조 전압으로서는 공통 전압(Vcom)보다 높은 전압을 사용하고 부극성 계조 전압으로서는 공통 전압(Vcom)보다는 낮고 접지 전압(0V)보다 높은 전압을 사용한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 출력 버퍼(360)는 연산 증폭기로 이루어진 복수의 홀수 라인 출력 버퍼(361) 및 복수의 짝수 라인 출력 버퍼(362)를 포함하며, 홀수 및 짝수 출력 버퍼(361, 362)에는 각각 2개의 극성 변환 스위치[(SO1, SO2), (SE1, SE2)]가 연결된다. 홀수 라인의 출력 버퍼(361)는 홀수 번째 데이터선(D2i-1)으로 계조 전압을 출력하고 짝수 라인의 출력 버퍼(362)는 짝수 번째 데이터선(D2i)으로 계조 전압을 출력한다. 극성 변환 스위치(SO1, SE1)는 디지털/아날로그 변환부(340)로부터 정극성 계조 전압이 전달되는 신호선에 연결되며, 극성 변환 스위치(SO2, SE2)는 디지털/아날로그 변환부(340)로부터 부극성 계조 전압이 전달되는 신호선에 연결된다.
극성 반전 제어부(370)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터의 반전 제어 신호(RVS)에 따라 극성 반전 제어 신호(inv1, inv2)와 전원 제어 신호(v1, v2)를 생성한다. 예를 들어 어떤 행의 홀수 및 짝수 라인(D2i-1, D2i)에 각각 정극성 및 부극성 계조 전압이 인가되는 경우에는 극성 반전 제어 신호(inv1, inv2)에 의해 스위치(S01, SE2)가 온되고 스위치(SO2, SE1)가 오프된다. 그리고 다음 행에 해당하는 계조 전압을 인가하는 경우에는 극성 반전 제어 신호(inv1, inv2)에 의해 스위치(S01, SE2)가 오프되고 스위치(SO2, SE1)가 온되어 홀수 및 짝수 라인(D2i-1, D2i)에 각각 부극성 및 정극성 계조 전압이 인가된다.
그리고 홀수 및 짝수 라인 출력 버퍼(361, 362)는 연산 증폭기로 이루어지므로 구동하기 위한 전원이 필요하며, 출력 버퍼(361, 362)에는 두 개의 전원(AVDD1, AVDD2)이 스위치(SWO, SWE)를 통하여 각각 연결되어 있다. 전원(AVDD1)은 정극성 계조 전압의 최고값보다 높은 전압을 공급하는 전원이며, 전원(AVDD2)은 부극성 계조 전압의 최고값보다 높은 전압을 공급하는 전원으로서 전원(AVDD1)보다 낮은 전압을 공급하는 것이 바람직하다. 이때, 출력 버퍼(361, 362)가 각각 정극성 및 부극성 계조 전압을 출력하는 경우에는, 전원 제어 신호(v1, v2)에 의해 출력 버퍼(361)는 전원(AVDD1)에 연결되고 출력 버퍼(362)는 전원(AVDD2)에 연결된다. 그리고 출력 버퍼(361, 362)가 각각 부극성 및 정극성 계조 전압을 출력하는 경우에는, 출력 버퍼(361)는 전원(AVDD2)에 연결되고 출력 버퍼(362)는 전원(AVDD1)에 연결된다.
이와 같이 하면, 출력 버퍼가 높은 전압(정극성 계조 전압)을 출력할 때는 높은 전압 레벨의 전원을 사용하고 낮은 전압(부극성 계조 전압)을 출력할 때는 낮은 전압 레벨의 전원을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 1도트 반전으로 구동하는 액정 표시 장치를 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 반전 구동을 모든 액정 표시 장치에 적용 가능하다. 그리고 본 발명은 본 발명의 실시예에서 설명한 데이터 드라이버의 구조에 한정되지 않고 정극성 및 부극성 계조 전압을 출력하는 출력 버퍼를 사용하는 데이터 드라이버에 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 출력 버퍼에서 부극성 계조 전압을 출력할 때는 정극성 계조 전압을 출력할 때보다 낮은 전압 레벨의 전원이 사용된다. 따라서 부극성 계조 전압을 출력할 때는 높은 전압 레벨의 전원을 사용하지 않으므로 출력 버퍼에서 소비되는 전력을 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. RGB 계조 데이터를 제1 및 제2 극성 계조 전압으로 변환하는 디지털/아날로그 변환부,
    상기 디지털/아날로그 변환부로부터 상기 제1 또는 제2 극성 계조 전압을 전달받아 데이터선으로 출력하는 출력 버퍼, 그리고
    상기 디지털/아날로그 변환부에서 상기 출력 버퍼로 전달되는 상기 계조 전압의 극성을 제어하는 극성 반전 제어부
    를 포함하며,
    상기 극성 제어부는 상기 출력 버퍼로 상기 제1 극성 계조 전압이 전달되도록 제어하는 경우에는 상기 출력 버퍼를 제1 전원에 연결하고, 상기 출력 버퍼로 상기 제2 극성 계조 전압이 전달되도록 제어하는 경우에는 상기 출력 버퍼를 상기 제1 전원보다 낮은 전압 레벨을 가지는 제2 전원에 연결하는
    액정 표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털/아날로그 변환부에서 상기 제1 및 제2 극성 계조 전압이 각각 출력되는 제1 및 제2 신호선, 그리고
    상기 제1 및 제2 신호선과 상기 출력 버퍼의 입력단 사이에 각각 연결되는 제1 및 제2 스위칭 소자
    를 더 포함하며,
    상기 극성 제어부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 구동하는 제어 신호를 생성하여 상기 출력 버퍼로 전달되는 계조 전압의 극성을 조절하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 극성 제어부는 상기 제어 신호에 맞추어 상기 제1 및 제2 전원을 상기 출력 버퍼에 연결하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  4. 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하며 데이터선을 통하여 인가되는 계조 전압에 따라 화상을 표시하는 액정 패널,
    RGB 계조 신호를 수신하여 출력하며 반전 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러, 그리고
    상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 RGB 계조 신호에 대응하는 정극성 계조 전압 및 부극성 계조 전압을 선택하는 디지털/아날로그 변환부, 상기 반전 제어 신호에 따라 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 극성 반전 제어부, 및 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 디지털/아날로그 변환부로부터의 상기 정극성 계조 전압 또는 상기 부극성 계조 전압을 상기 데이터선으로 출력하며 상기 제2 제어 신호에 따라 제1 전원 또는 상기 제1 전원보다 낮은 전압 레벨의 제2 전원에 연결되는 출력 버퍼를 포함하는 데이터 드라이버
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 버퍼가 상기 정극성 계조 전압을 출력하는 경우에는 상기 제1 전원에 연결되고 상기 부극성 계조 전압을 출력하는 경우에는 상기 제2 전원에 연결되는 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100920342B1 (ko) * 2003-01-07 2009-10-07 삼성전자주식회사 액정 표시 장치의 구동 장치 및 방법

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