KR20040044529A - 단순화된 평면 표시장치용 다중 출력 디지털-아날로그변환기 - Google Patents

단순화된 평면 표시장치용 다중 출력 디지털-아날로그변환기 Download PDF

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Abstract

평면 표시 시스템을 위한 기준전압 발생장치는 표시 시스템으로 다중 기준전압을 인가하기 위하여 D/A 변환기(DAC)를 포함하고, 여기서 DAC(12)는 복수의 레지스터(14)들중 하나로부터 디지털 입력전압 기준을 수신하기 위해 적용되고, 복수의 샘플 및 유지회로(18)중 하나로 아날로그 출력을 제공한다. 제어기(16)는 복수의 샘플 및 유지회로(18)중 어느 하나가 DAC(12) 출력과 연결될지를 선택한다. 공통단자를 갖는 제 1 스위치(20)는 DAC(12)의 입력으로 연결되고, 스위칭 단자 각각은 레지스터(14)들중 하나와 연결되고, 공통단자를 갖는 제 2 스위치(22)는 DAC(12)와 연결되고, 각 스위칭 단자는 샘플 및 유지회로(18)중 하나와 연결된다.

Description

단순화된 평면 표시장치용 다중 출력 디지털-아날로그 변환기{A simplified multi-output digital to analog converter(DAC) for a flat panel display}
본 발명의 개시는 기준전압 발생기에 관한 것이고, 특히 평면 패널 표시장치에 사용되는 기준전압 발생기에 관한 것이다.
액정 표시(LCD) 시스템과 같은 종래의 평면 패널 표시 시스템에 있어서, 각 픽셀 또는 소자의 휘도는 트랜지스터에 의해 제어된다. 능동형 매트릭스 표시장치는 행과 열방향으로 배열된 트랜지스터의 격자(예를 들어 박막 트랜지스터)를 포함한다. 열라인은 각 열의 각 트랜지스터와 관련된 드레인 또는 소스와 결합된다. 행라인은 각 행의 트랜지스터와 관련된 각 게이트와 결합된다. 트랜지스터의 행은 행라인에 행내의 각 트랜지스터를 켜는 게이트 제어신호를 인가함으로서 능동화된다. 행에서 능동화된 각 트랜지스터는 소정량의 빛을 발광하도록 하기 위하여 열라인으로부터 아날로그 전압값을 수신한다. 일반적으로 말해, 열 구동부 회로는 열라인에 아날로그 전압을 제공함으로서 적당한 광량이 각 픽셀 또는 소자로부터 발광되도록 한다. 표시의 해상도는 구별되는 휘도 레벨의 갯수와 관련된다. 고화질을 위하여, 열 구동부에 전압들을 공급하기 위한 다중-기준전압 버퍼(예를 들어, 8개 또는 그 이상의 전압들)가 필요하다.
도 1은 구동부 회로와 함께 평면 패널 표시장치(2)의 단순화된 블럭도이다. 구동부 회로는 열 구동부(4)를 포함하고, 이는 다중-기준전압 버퍼(6)로부터 아날로그 전압을 얻는다. 비록, 도 1이 패널 표시장치(2)로부터 논리적으로 떨어진 구동부 회로를 도시하고 있지만, 상업적인 평면 패널 표시장치는 전형적으로는 단일의 얇은 패키지내에 표시장치와 구동부 회로를 결합한다. 따라서, 이러한 표시장치를 위한 회로 개발의 주된 고려대상은 이러한 논리를 구현하는데 필요한 마이크로칩의 다이 크기이다.
다중-기준전압 출력들을 얻기 위하여, 서로 다른 전압들을 발생하는 디지털-아날로그 변환기(DAC)가 사용될 수 있다. 전압들은 임시로 저장하기 위하여 DAC에 캐패시터가 연결될 수 있다. 이와 같은 다중-기준전압 회로는 통상적으로 여러가지 방법으로 구현되곤 한다. 한가지 방법은 도 2에 도시된 바와 같은 다중-DAC 구조를 사용하는 것이고, 여기서 하나의 DAC는 각 채널을 위한 버퍼를 구동하기 위하여 사용된다. 그러나, DAC회로는 매우 크다. 이와 같은 다중-DAC 구조에서, 출력의 갯수가 증가함에 따라 칩 다이의 크기도 바람직하지 않게 커질 것이다. 다중-기준전압 버퍼를 구현하는 또 다른 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 스위치 네트워크를 가진저항 또는 캐패시터 래더(ladder)를 사용하는 것이다. 모든 출력들이 독립적으로 동작되기 때문에, M개의 출력을 가진 N-비트 변환기에 대해 Mㆍ2N개의 스위치가 필요하다. 따라서, 필요한 스위치의 갯수는 바람직하지 않은 커다란 공간을 차지할 수 있다. 필요한 것은 평면 패널 표시 패키지내에 사용되기에 충분히 작은 다중-기준전압 버퍼이다.
본 발명은 2001년 9월 5일자로 미국에 가출원된 제 60/317,581호의 우선권을 주장한다.
이하의 출원은 2002년 9월 5일 발명자 초오-인 치아에 의한 미국 출원번호 제 _/_._호의 아날로그 디멀티플렉서와와 함께 동시에 출원된 것이다. 본 특허출원은 이하에서 이것을 참조하여 전체로서 병합되어진다.
도 1은 일반적인 평면 패널 표시 시스템의 블럭도,
도 2는 종래의 다중-기준전압 버퍼의 블럭도,
도 3은 또 다른 종래의 다중-기준전압 버퍼의 블럭도,
도 4는 본 발명의 일실시예의 블럭도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 블럭도이다. 일실시예에서, 도시된 방식에 따라, 단일 DAC(12)에는 N개의 레지스터(14)및 M개의 다중-기준전압 출력을 제공하기 위한 M개의 샘플 및 유지회로(18)가 사용될 수 있다. M개의 다중-기준전압 출력들은 평면 패널 표시장치(미도시)를 구동하기 위한 열 구동부(미도시) 또는 유사한 장치로의 입력으로 사용될 수 있다. 동작에서, DAC(12)는 DAC 레지스터(14)중 하나로부터 입력된 디지털 데이터를 얻고, 그 다음, 샘플 및 유지회로(18)중 하나로 대응하는 아날로그 전압을 출력한다. M은 어떠한 정수라도 될 수 있다. 각 DAC 레지스터(14)는 k-비트의 폭이다. 일실시예에서, k는 10 이다. 또 다른 실시예에서, k는 어떤 짝수라도 될 수 있다. 하나의 DAC가 사용되기 때문에, 회로는 도 2의 다중-DAC 구조 또는 도 3의 커다란 스위치 네트워크와 비교하여 작다.
제어 로직(16)은 어떠한 레지스터(14) 및 샘플 및 유지회로(18)가 선택적으로 DAC(12)에 연결되는지를 결정한다. 적절한 레지스터와 샘플 및 유지회로를 DAC(12)에 연결하기 위하여 제어 로직(16)은 스위칭 단자(멀티플렉서 또는 이와 유사한 장치)(20, 22)를 프로그램 한다. 한번 연결되면, DAC(12)는 레지스터에 저장된 정수를 받아들여 이를 샘플 및 유지회로로 출력하는 아날로그 전압으로 변환한다. 레지스터들은 독립적으로 설정될 수 있다. 비록 어떠한 레지스터(14)라도 어떠한 샘플 및 유지회로(18)와 관련될 수 있을지라도, 일실시예에서, 주어진 레지스터는 항상 같은 샘플 및 유지회로와 관련되어질 것이다. 샘플 및 유지회로(예를 들어, 전하를 저장하기 위해 사용되는 캐패시터 또는 이와 유사한 회로소자)는 전하기 줄어들기 전에 한정된 시간동안 전하를 보유할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 로직(16)은 레지스터와 샘플 및 유지회로의 쌍을 통해 이들은 DAC(12)에 연결하는 것을 반복한다. 이러한 방식에서, 샘플 및 유지회로(18)는 그들의 전하를 연속적으로 유지한다. 제어회로는 유지 캐패시터상의 전압 강하를 피하기 위하여 리플래쉬를 더 구비한다. 만약 리플래쉬 비율이 충분히 빠르다면, 일정하고 정밀한 다중-버퍼의 출력을 얻을 수 있다.
일 실시예에서, M개의 샘플 및 유지회로(18) 각각은 증폭기(24)와 캐패시터(26)로 구성된다. 증폭기(24)의 제 1 입력은 샘플 및 유지회로의 입력을 형성한다. 증폭기(24)의 제 2 입력과 출력은 같이 연결된다. 캐패시터(26)는 증폭기(24)의 제 1 입력을 접지와 연결한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 블럭도이다. 이러한 실시예는 출력 디멀티플렉서 회로(30)를 형성하기 위하여 입력 증폭기(28)를 포함한다. 출력 디멀티플렉서 회로는 출원번호 제 _/_,_ 호의 교차 참조된 출원내에 설명된다. 일실시예에서, 도 5의 출력 디멀티플렉서(30)는 출원번호 제 _/_,_ 호의 교차 참조된 출원중 도 6의 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 본 발명의 모든 회로는 하나의 칩내에 포함될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 전술한 설명은 도시와 설명을 목적으로 제공된다. 이는 본 발명을 개시된 정밀한 형태로 국한하려는 의도는 아니다. 많은 수정과 변형이 당해 기술분야의 당업자에게 분명할 것이다. 실시예들은 본 발명의 요지와 실제적인 응용을 가장 잘 설명하기 위하여 선택되어 설명되었고, 이로서 여타 다른 당업자에게 본 발명의 이해를 돕도록 한다. 다양한 실시예들과 변형된 수정들이 잘 관찰된 특정 용도에 적합하다. 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위 및 그들의 균등물에 의해 정의되도록 의도된다.

Claims (16)

  1. 입력과 출력을 갖는 디지털-아날로그 변환기(DAC);
    각각이 선택적으로 상기 DAC의 입력에 연결되는 복수의 레지스터들;
    각각이 선택적으로 상기 DAC의 출력에 연결되는 복수의 샘플 및 유지회로들; 및
    상기 복수의 레지스터들중 어느 하나가 상기 DAC의 입력에 연결되는지를 선택하고, 그리고 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 어느 하나가 상기 DAC의 출력에 연결되는지를 선택하기 위한 제어기;로 구성되는 평면 패널 표시 시스템용 기준전압 발생기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 샘플 및 유지회로들은 적어도 하나의 열 구동부와 연결되는 것인 기준전압 발생기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 열 구동부는 평면 패널 표시장치와 연결되는 것인 기준전압 발생기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나를 리플래쉬하고; 그리고
    상기 제어기는 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나를 리플래쉬함으로서 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나에 의해 유지된 전하가 소정의 시간주기동안 유지되는 것인 기준전압 발생기.
  5. 입력과 출력을 갖는 디지털-아날로그 변환기(DAC);
    레지스터들;
    샘플 및 유지회로들;
    상기 DAC의 입력과 연결된 공통단자 및 각각이 상기 레지스터들중 하나와 연결된 스위칭 단자들을 갖고, 상기 레지스터들중 하나를 상기 DAC의 입력에 선택적으로 연결하는 제 1 스위치; 및
    상기 DAC의 출력과 연결된 공통단자 및 각각이 상기 샘플 및 유지회로들중 하나와 연결된 스위칭 단자들을 갖고, 상기 샘플 및 유지회로들중 하나를 상기 DAC의 출력에 선택적으로 연결하는 제 2 스위치;로 구성되는 평면 패널 표시 시스템용 기준전압 발생기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 샘플 및 유지회로는,
    상기 샘플 및 유지회로의 입력을 형성하는 제 1 입력을 갖고, 그리고 상호 연결된 제 2 입력과 출력을 갖는 증폭기; 및
    상기 증폭기의 제 1 입력을 접지와 연결하는 캐패시터로 구성되는 것인 기준전압 발생기.
  7. 제 5 항에 있어서, 제어기;를 더 포함하고, 그리고,
    상기 제어기는 복수의 레지스터들중 어느 하나가 제 1 스위치의 스위칭 단자와 연결되는지를 선택하고, 그리고, 상기 제어기는 복수의 샘플 및 유지회로들중 어느 하나가 제 2 스위치의 스위칭 단자와 연결되는지를 선택하는 것인 기준전압 발생기.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 샘플 및 유지회로는 적어도 하나의 열 구동부와 연결되는 것인 기준전압 발생기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 열 구동부는 평면 패널 표시장치와 연결되는 것인 기준전압 발생기.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나를 리플래쉬하고; 그리고
    상기 제어기는 상기 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나를 리플래쉬함으로서 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나에 의해 유지된 전하가 소정의 시간주기동안 유지되는 것인 기준전압 발생기.
  11. 제 5 항에 있어서, 레지스터들은 상호 독립적으로 업데이트될 수 있는 것인기준전압 발생기.
  12. 평면 패널 표시 시스템으로 다중 기준전압을 인가하기 위해 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 사용하는 단계;로 구성되고, 그리고
    상기 DAC는 복수의 레지스터들중 하나로부터 디지털 입력을 수신하기 위해 적용되고 그리고 복수의 샘플 및 유지회로중 하나로 아날로그 출력을 제공하기 위해 적용되는 것인 평면 패널 표시 시스템으로의 기준전압 제공방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 복수의 샘플 및 유지회로들은 적어도 하나의 열 구동부와 연결되는 것인 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 열 구동부는 평면 패널 표시장치에 연결되는 것인 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 제어기를 사용하여 상기 DAC를 통제하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나를 리플래쉬하고; 그리고
    상기 제어기는 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나를 리플래쉬함으로서 상기 복수의 샘플 및 유지회로들중 적어도 하나에 의해 유지된 전하가 소정의 시간주기동안 유지되는 것인 방법.
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