KR20040061666A - 액정표시장치의 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계조 전압의 오차를 줄이기 위한 액정표시장치 구동회로에 관한 것으로, 다수개의 계조 전압을 분리하기 위해 직렬로 연결되는 다수개의 저항에 다결정 실리콘 박막트랜지스터와 같은 스위칭 소자의 스위치 저항을 포함하여 설계함으로써 스위치 저항에 의한 상기 계조 전압의 오차를 줄일 수 있다.

Description

액정표시장치의 구동회로{Circuit for Driving Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치의 구동회로에 관한 것으로, 상세하게는 다수개의 계조 전압을 분리하기 위해 직렬로 연결되는 다수개의 저항에 다결정 실리콘 박막트랜지스터와 같은 스위칭 소자의 스위치 저항을 포함시켜 설계하여 스위치 저항에 의한 계조 전압의 오차를 줄일 수 있는 액정표시장치의 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 다른 표시장치에 비하여 상대적으로 경/박/단/소하므로 휴대용 표시장치로 각광을 받고 있으며, 대표적인 것이 노트 북(Note Book) PC이다.
이와 같은 액정표시장치는 크게 영상신호를 표시하는 액정패널과 외부에서 상기 액정패널에 구동신호를 인가하는 구동회로로 구분할 수 있다.
상기 액정패널은, 도면에는 도시되지 않았지만, 일정한 공간을 갖고 합착된두 개의 투명 기판(유리 기판) 사이에 액정이 주입된 표시장치로서, 상기 두개의 투명 기판 중 하나에는 일정 간격으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 정의된 매트릭스 형태의 각 화소 영역에 형성된 복수개의 화소전극과, 상기 게이트 라인의 신호에 따라 상기 데이터 라인의 신호를 각 화소전극에 인가하는 복수개의 박막트랜지스터가 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에 형성된다. 그리고 나머지 기판에는 칼라필터층, 공통전극 및 블랙 매트릭스층이 형성된다.
따라서, 게이트 라인에 순차적으로 턴 온 신호를 인가하면 그 때마다 해당 라인의 화소 전극에 데이터 신호가 인가되므로 영상이 표시된다.
이와 같이 구성된 액정패널과 상기 액정패널에 데이터를 인가하는 데이터 구동회로를 구비한 일반적인 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 블록 구성도이다.
즉, 상술한 바와 같이, 액정표시장치는, 서로 수직하는 복수개의 게이트 라인(G)과 데이터 라인(D)에 의해 정의되는 복수개의 화소영역이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널(1)과, 상기 액정패널(1)에 구동 신호와 데이터 신호를 공급하는 구동회로부(2) 및 LCM(Liquid Crystal Module) 구동 시스템(7)으로 구분된다.
여기서, LCM 구동 시스템(7)은 상기 구동회로부(2)에 전원을 공급하고, 수직동기 신호(Vsync : 프레임 구별 신호), 수평동기 신호(Hsync : 라인 구별 신호),데이터 인에이블 신호(DE : 데이터 전압이 출력되는 구간 동안만 인에이블 되는 신호), 클럭 신호등을 출력한다.
또한, 상기 구동회로부(2)는, 상기 액정패널(1)의 각 데이터 라인(D)에 데이터 신호를 입력하는 데이터 드라이버(1b)와, 상기 액정패널(1)의 각 게이트 라인(G)에 게이트 구동 펄스를 인가하는 게이트 드라이버(1a)와, 상기 게이트 드라이버(1a)를 구동하기 위한 구동펄스를 발생함과 동시에 데이터 드라이버(1b)를 구동하기 위한 로드 신호 및 데이터 신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러(3)와, 상기 액정표시패널(1) 및 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원 공급부(4)와, 상기 전원 공급부(4)로부터 전원을 인가 받아 상기 데이터 드라이버(1b)에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준전압을 공급하는 감마 기준전압부(5)와, 상기 전원 공급부(4)로부터 출력된 전압을 이용하여 액정패널(1)에 사용되는 정전압(VDD), 게이트 고전압(VGH), 게이트 저전압(VGL), 기준전압(Vref) 및 공통전압(Vcom) 등을 출력하는 DC/DC 변환부(6)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 데이터 드라이버(1b)는 상기 타이밍 컨트롤부(3)로부터 출력되는 데이터 신호를 데이터 라인(D)에 인가하는 것으로, 상기 데이터 드라이버(1b)에 대하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 일반적인 데이터 드라이버의 블록 구성도로서, 데이터 드라이버 (1b)는 양방향 쉬프트(shift) 레지스터부(register)(11), 데이터 레지스터부(12), 래치부(latch)(13), 레벨 쉬프트부(14), DAC(digital to analog convertor)(15) 및 출력부(16)로 이루어진다.
우선, 데이터 드라이버(1b)의 입력 신호로는 6비트 R(red), G(green), B(blue) 데이터 신호, VGMA1 - VGMA10까지 10개의 감마 기준 전압, 출력 제어 신호인 LS 신호, 그리고 데이터 드라이버(1b)를 구동시키기 위한 디지털 타이밍 신호가 있다.
데이터 드라이버(1b)의 최상위에 설치된 양방향 쉬프트 레지스터부(11)는 외부 인가 전압(Vdd)과 시스템 동작 전압(Vss)를 인가받은 상태에서 상기 타이밍 컨트롤러(3)로부터 수평 클럭 신호(HCLK), 입력 시작을 명령하는 신호(DIO1 또는 DIO2)가 인가되면 동작을 시작하여 펄스를 순차적으로 쉬프트시킨다.
그러면, 데이터 레지스터부(12)는 순차적으로 쉬프트되는 펄스에 따라 입력하는 데이터 신호, R[0:5], G[0:5], B[0:5] 데이터를 하나씩 저장시키고, 이런 과정을 반복하여 1개의 수평 라인 데이터의 저장이 모두 끝나면, 래치부(13)로 저장한 데이터들을 한꺼번에 출력한다.
상기 래치부(13)에서는 인가되는 래치시켜 레벨 쉬프터(14)부로 인가하고, 레벨 쉬프트부(14)는 인가되는 데이터를 시스템 동작 전압으로 레벨 쉬프트시켜 DAC(15)로 인가한다.
다음, DAC(15)는 외부에서 입력되는 감마 기준 전압인 VGMA1∼VGMA10으로부터 생성되는 64 계조 전압(아날로그)중 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력부(16)로 인가하고, 출력부(16)는 출력 제어 신호인 LS 신호에 따라 인가되는 계조 전압을 증폭하여 Y1, Y2, ..., Y384의 출력단을 통해 실제액정패널(1)에 인가한다.
이때, 상기 DAC(15)로서는 용량소자를 사용한 것이 있으나, 이와 같은 용량소자를 사용한 DAC(15)로 구동회로를 구성한 경우, 구동회로에 통상 사용하는 범위의 전원전압에서는 출력전압특성에 직선성(直線性)을 얻기 어렵다는 결점이 있다. 때문에, 액정표시장치의 구동회로로서는 저항소자를 사용한 저항분할형 DAC(15)로 구성한 것이 사용되고 있다.
이와 같은 저항분할형 DAC(15)는 개별부품으로 저항소자나 스위칭소자를 사용하여 구성되는 것으로, 상기 저항소자나 스위칭 소자를 단결정(單結晶)실리콘으로 제작 IC에 실장하여 액정패널(1)의 외부에 별도로 구성할 수도 있지만, 다결정 실리콘으로 액정패널(1)의 제조 공정과 병행하여 설계함으로써 생산성을 높일 수 있다.
도 3은 종래의 일반적인 DAC를 개략적으로 도시한 회로도로서, 종래의 DAC(도 2의 15)는 래치부(도 2의 13)에서 래치된 R.G.B 6bit의 데이터 신호 중 3bit를 이용하여 감마 기준전압부(도 1의 5)로부터 공급되는 기준전압에서 상위 전압 및 하위 전압의 기준 전압을 각각 선택하기 위한 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32)와, 상기 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32)에 의해 선택된 상기 상하위의 기준 전압을 입력받아 8개의 계조전압을 분리하기 위해 복수개의 단위 저항(도시하지 않음)이 직렬 연결된 저항 스트링(String)부(33)와, 상기 저항 스트링부(33)로부터 출력된 8개의 계조전압 중 나머지 3bit의 상기 데이터 신호에 따라 해당 계조전압을 선택하여 출력부(도 2의 16)에 출력하기 위한 LSB(Least Significant bit) 디코더(34)를 포함하여 구성된다.
미설명 부호 '30'은 상기 감마 기준전압부(5)의 출력단이다.
도시하지는 않았지만, 상기 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32)는 각각 트랜지스터와 같은 복수개의 스위칭 소자를 이용하여 상기 감마 기준전압부(5)로부터 공급되는 상하위의 기준 전압을 각각 선택할 수 있다.
또한, 복수개의 단위 저항은 상기 상위 디코더(31)의 출력단으로부터 동일한 저항값을 갖고 출력 전압이 순차적으로 출력되도록 각각 8개가 구성되며, 상기 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32)에 의해 선택된 상기 기준 전압을 분압할 수 있다.
이때, 상기 저항 소자로서는 1016개/cm3정도의 N 형 또는 P 형 불순물이 도핑된 다결정질 실리콘을 사용하는 경우가 일반적이다. 이들 불순물 농도는 평균적인 출력 불균일을 억제하기 위해 매우 정밀하게 그 저항치를 제어할 필요가 있다.
도 4는 종래 기술의 저항 스트링부를 개략적으로 도시한 도면으로써, 종래 기술의 저항부는 8개의 계조전압을 만들기 위한 복수개의 단위 저항(Runit)과 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32)의 내부 스위치 저항(Rsw)값을 포함하여 이루어짐을 알 수 있다.
상기 복수개의 단위 저항(Runit)을 통하여 출력되는 출력 전압의 값은 각각
Vout0= Rsw/(2Rsw + 8Runit) ×(Vh-Vl) + Vl
Vout1= (Runit+Rsw)/(2Rsw + 8Runit) ×(Vh-Vl) + Vl
.
Vout7= (7Runit+Rsw)/(2Rsw + 8Runit) ×(Vh-Vl) + Vl이 된다.
이때, 상기 출력 전압(Vout)은 정극성부 및 부극성부의 기준전압 차에 Runit/(2Rsw + 8Runit)이 순차적으로 비례하여 나타난다.
그러나, 상기 상하위의 기준 전압을 각각 선택하는 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32)의 스위치(도시하지 않음)를 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로 구현하면 스위치의 저항값(Rsw)의 오차가 커질 수 있기 때문에 DAC 출력값이 안정적이지 못하다.
따라서, 단위 저항(Runit)의 저항값을 상기 상위 디코더(31) 및 하위 디코더(32) 스위치의 저항값보다 월등히 크게 하여 상기 DAC 출력 값의 오차를 줄일 수 있다.
이때, 상기 단위 저항 값이 높은 DAC를 구현하고자 할 경우 면적이 증가하고, DAC의 속도를 저하시키는 단점이 있다.
한편, 액정의 물질적 특성상 같은 방향의 전계가 계속해서 인가되면 상기 액정이 열화되는 문제점이 있기 때문에 공통전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시켜 구동할 필요가 있다.
도 5는 종래의 다른 DAC를 개략적으로 도시한 회로도로써, 감마 기준전압부(5)의 기준전압으로부터 다수개의 계조 전압을 만들기 위해 각각 다수개의 저항이 직렬로 연결된 복수개의 저항 스트링부(43)와, 상기 저항 스트링부(43)를 통하여 출력되는 다수개의 계조 전압중 하나를 선택하고, 상기 선택된 계조 전압이 서로 다른 극성을 갖도록 하는 양극성 DAC(41) 및 음극성 DAC(42)가 있고, 극성 제어(Polarity Control) 신호에 의해 상기 양극성 DAC(41) 또는 음극성 DAC(42)의 입력을 선택하여 데이터 라인에 출력하기 위한 스위칭부(44)가 있다.
여기서, 상기 양극성 DAC(41) 및 음극성 DAC(42)는 각각 64 그레이(Gray)레벨을 표시하기 위해 상기 저항 스트링부(43)로부터 64개의 입력전압을 인가 받고, 상기 64개의 입력 전압중에서 입력되는 데이터에 해당하는 전압을 선택하기 위해 63개의 아날로그 스위치와 디코더를 구비한다.
또한, 상기 양극성 DAC(41) 및 음극성 DAC(42)는 멀티플렉서와 같은 소자를 이용하여 각각 하나의 출력 신호를 선택할 수 있다.
따라서, 종래의 다른 액정표시장치의 구동회로는 양극성 DAC(41) 및 음극성 DAC(42)에 각각 복수개의 단위 저항이 직렬로 연결된 저항 스트링부(43)로부터 64개의 입력전압을 인가하고, 상기 64개의 입력 전압중 하나를 선택한 후 상기 양극성 DAC(41) 및 음극성 DAC(42)의 출력값을 스위칭하여 출력함으로써, 데이터 라인에 출력되는 데이터 값을 반전시킬 수 있다.
그러나, 이와 같은 반전을 고려하여 상기 양극성 DAC(41)와 음극성 DAC(42)를 각각 설계함으로써 데이터 드라이버(1b)가 복잡해지고, 소비 전력이 커지는 단점이 있을 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래 기술의 액정표시장치의 구동회로는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 기준 전압을 선택하는 상위 디코더 및 하위 디코더의 스위치를 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로 구현할 경우, 단위 저항의 저항값과 스위치 저항값의 차이가 작기 때문에 DAC 출력값이 오차가 발생한다.
둘째, 액정의 반전을 위해 극성을 갖도록 각각의 64계조 전압을 만드는 직렬 저항을 이용한 양극성 DAC 및 음극성 DAC을 구비해야 하기 때문에 데이터 드라이버가 복잡해지고, 소비전력이 커진다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스위칭 소자의 스위치 저항값을 다수개의 계조 전압을 분리하기 위해 직렬로 연결되는 다수개의 저항값에 포함하여 설계함으로써 스위치 저항에 의한 계조 전압의 오차를 줄일 수 있는 액정표시장치의 구동회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 블록 구성도.
도 2는 도 2는 일반적인 데이터 드라이버의 블록 구성도.
도 3은 종래의 DAC를 개략적으로 도시한 회로도.
도 4는 종래의 저항 스트링부를 개략적으로 도시한 도면
도 5는 종래의 다른 데이터 드라이버를 개략적으로 도시한 회로도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로의 DAC를 개략적으로 도시한 회로도.
도 7은 본 발명의 제 1에 따른 액정표시장치의 구동회로의 제 1 저항 스트링부를 개략적으로 도시한 회로도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로의 DAC를 개략적으로 도시한 회로도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로의 제 2 저항 스트링부를 개략적으로 도시한 회로도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
50 : 감마 기준전압부 51 : 상위 디코더
52 : 하위 디코더 53 : 제 1 저항 스트링부
54 : 제 2 저항 스트링부 55 : LSB 디코더부
56 : 스위칭부 57 : 디코더
Rsw : 스위치 저항 Runit: 단위 저항
Vh: 정극성부 기준 전압 Vl: 부극성부 기준 전압
RN: 최상위 저항 R1: 최하위 저항
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표지장치의 구동회로는, 액정패널, 감마 기준전압부, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 구성되는 액정표시장치의 구동회로에 있어서, 상기 데이터 드라이버는 상기 감마 기준전압부에서 출력되는 기준전압 중 데이터 신호에 의해 제어되는 스위치를 이용하여 상위 기준전압과 하위 기준전압을 선택하는 MSB 디코더부와, 상기 MSB 디코더부의 내부 스위칭 저항값을 하나의 단위 저항으로 하고 직렬로 연결된 다수개의 상기 단위 저항으로부터 다수개의 계조 전압을 분리하여 출력하는 저항 스트링부와, 상기 저항 스트링부에서 분리된 다수개의 계조전압 중 하나를 상기 데이터 신호를 이용하여선택하여 출력하는 LSB 디코더부를 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 MSB 디코더부는 각각 상위 디코더 및 하위 디코더로 구성됨이 바람직하다.
상기 스위칭 소자는 상기 감마 기준전압부로부터 각각 상위 기준전압 및 하위 기준전압을 선택하기 위해 P형 불순물이 도핑되거나 N형 불순물이 도핑된 다수개의 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 구비함이 바람직하다.
상기 MSB 디코더부는 스위치 저항을 상기 단위 저항과 같아지도록 하기 위해 소정의 저항이 더 연결됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 액정패널, 감마 기준 전압부, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 구성되는 액정표시장치의 구동회로에 있어서, 상기 데이터 드리이버는, 극성을 선택하기 위한 극성 컨트롤 신호에 의해 감마 기준전압부에서 공급되는 기준 전압으로부터 각각 정극성부 및 부극성부의 기준 전압을 선택하고 극성을 전환하여 출력하기 위한 스위칭부와, 다수개의 계조 전압을 분리하기 위해 직렬로 연결된 다수개의 저항들 중 최상위 저항값에 상기 스위칭부의 스위치 저항값과 합하여 최상위 저항값으로 설정하고, 상기 저항들 중 최하위 저항에 상기 스위칭부의 스위치 저항값과 합하여 최하위 저항값으로 설정하여 상기 최상위 저항값과 상기 최하위 저항값에 상응하는 다수개의 계조 전압으로 분리하는 저항 스트링부와, 상기 저항 스트링부에서 분리된 다수개의 계조전압을 버퍼링하고 상기 다수개의 계조전압 중 하나를 선택하여 출력하는 디코더부를 포함하는 액정표시장치의 구동회로이다.
여기서, 상기 스위칭부는 상기 기준 전압으로부터 각각 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 선택하고, 상기 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 상기 저항 스트링부에 전환하여 출력하기 위한 p형 불순물이 도핑되거나 n형 불순물이 도핑된 복수개의 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 구비함이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 액정표시장치의 구동회로는 서로 수직하는 복수개의 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 정의되는 복수개의 화소영역이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과, 상기 액정패널의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 입력하는 데이터 드라이버와, 상기 액정패널의 각 게이트 라인에 게이트 구동 펄스를 인가하는 게이트 드라이버와, 상기 게이트 드라이버를 구동하기 위한 구동펄스를 발생함과 동시에 데이터 드라이버를 구동하기 위한 로드 신호 및 데이터 신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 액정패널 및 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 인가 받아 상기 데이터 드라이버에서 입력되는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환할 때 필요한 기준전압을 공급하는 감마 기준전압부와, 상기 전원 공급부로부터 출력된 전압을 이용하여 액정표시패널에 사용되는 정전압(VDD), 게이트 고전압(VGH), 게이트 저전압(VGL), 기준전압(Vref) 및 공통전압(Vcom) 등을 출력하는 DC/DC 변환부를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 데이터 드라이버는 상기 타이밍 컨트롤러부로부터 수평 동기신호가 인가될 상기 게이터 드라이버에 인가될 때, 상기 타이밍 컨트롤러부로부터 출력되는 데이터 신호를 데이터 라인에 인가한다.
이때, 상기 데이터 드라이버는 양방향 쉬프트 레지스터부, 데이터 레지스터부, 래치부, 레벨 쉬프터부, DAC(digital to analog convertor) 및 출력부로 이루어지고, 다음과 같이 구동된다.
먼저, 양방향 쉬프트 레지스터부가 외부의 인가 전압(Vdd)과 시스템 동작 전압(Vss)을 인가 받은 상태에서 상기 타이밍 컨트롤러로부터 수평 클럭 신호(HCLK), 입력 시작을 명령하는 신호(DIO1 또는 DIO2)가 인가되면 동작을 시작하여 펄스를 순차적으로 쉬프트시킨다.
다음, 데이터 레지스터부는 순차적으로 쉬프트되는 펄스에 따라 입력하는 데이터 신호, R[0:5], G[0:5], B[0:5] 데이터를 하나씩 저장시키고, 이런 과정을 반복하여 1개의 수평 라인 데이터의 저장이 모두 끝나면, 래치부로 저장한 데이터들을 한꺼번에 출력한다.
상기 래치부에서는 인가되는 데이터를 래치시켜 레벨 쉬프터부로 인가하고, 레벨 쉬프터부는 인가되는 데이터를 시스템 동작 전압으로 레벨 쉬프트시켜 DAC로 인가한다.
다음, DAC는 외부에서 입력되는 감마 기준 전압부로부터 64 계조 전압(아날로그)을 생성하고, 데이터 신호에 따라 해당하는 상기 64개의 계조 전압 중 하나의 계조 전압을 선택하여 출력부로 인가하고, 출력부는 출력 제어 신호인 LS 신호에 따라 인가되는 계조 전압을 증폭하여 Y1, Y2, ..., Y384의 출력단을 통해 실제 액정패널에 인가한다.
여기서, 상기 DAC는 저항소자를 사용한 저항분할형 DAC로서, 상기 저항 분할형 DAC는 개별부품으로 저항소자나 스위칭소자를 상기 액정 패널의 하부 기판 즉, 어레이기판 상에 직접 설계한다.
이때, 상기 저항소자 및 스위칭 소자로는 P형 불순물이 도핑되거나 N형 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 구비한 패스 게이트 구조를 이용할 수 있다.
또한, 상기 P형 또는 N형 불순물 농도를 매우 정밀하게 제어하여 균일한 출력이 되도록 저항치를 조절할 수 있고, 상기 패스 게이트의 넓이와 길이를 제어하여 저항치를 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치의 구동회로는 상기 다결정 실리콘 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자의 스위치 저항을 고려하여 실시예를 들어 설명한다.
제 1 실시예
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로의 DAC를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 드라이버의 DAC는 래치부(도시하지 않음)에서 래치된 R.G.B 6bit 데이터 신호 중 3bit를 이용하여 감마 기준전압부(50)로부터 공급되는 상위 및 하위의 기준 전압을 각각 선택하기 위한 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)와, 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)의 스위칭 저항값을 하나의 단위 저항값으로 하는 다수개의 단위 저항을 직렬로 연결하여 다수개의 계조 전압으로 분리하는 제 1 저항 스트링부(53)와, 상기 제 1 저항 스트링부(53)에서 분리된 다수개의 계조 전압 중 나머지 3bit를 이용하여 하나를 선택하는 LSB 디코더부(55)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)는 MSB 디코더라 명명하며, 상기 감마 기준전압부로부터 각각 상위 및 하위의 기준전압을 선택하기 위해 P형 불순물이 도핑되거나 N형 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 박막트랜지스터와 같은 복수개의 스위칭 소자를 구비한다.
또한, 상기 제 1 저항 스트링부(53)는 다수개의 계조 전압을 분리하기 위해 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)의 각 출력단에 다수개의 상기 단위 저항이 직렬로 연결되어 있고, 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)에 사용되는 상기 스위칭 소자의 스위치 저항값을 상기 단위 저항의 저항값과 같아지도록 설계한다.
이때, 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)의 두 스위치 저항값을 상기 단위 저항과 같은 저항값을 같아지도록 하기 위해 소정의 저항이 더 연결되어도 무방하다.
즉, 도 7은 본 발명에 따른 제 1 저항 스트링부를 개략적으로 도시한 회로도로서, 제 1 저항 스트링부(53)는 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)에 의해 선택된 기준 전압을 이용하여 다수개의 계조 전압을 만들기 위해 다수개의 단위 저항이 직렬로 연결되고, 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)에서 상기 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 선택하기 위해 사용되는 복수개의 스위칭 소자의 모든 스위치 저항값을 상기 단위 저항의 저항값과 동일하도록 설계한다.
결국, 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)의 스위칭 소자의 모든 스위치 저항값이 상기 단위 저항의 저항값과 같아지면, 상기 제 1 저항 스트링부(53)의 출력 전압은 상기 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)에 의해 선택된 상하위 기준전압의 차가 상기 상위 코더의 저항값에 비례하여 증가한다.
예를 들면, 출력단이 8개인 제 1 저항 스트링부(53)에서 상기 상위 디코더(51)의 내부 스위치 저항과 소정의 저항을 합한 스위치 저항값을 상기 단위 저항의 저항값의 절반으로 하고, 상기 하위 디코더(52)의 내부 스위치 저항과 소정의 저항을 합한 스위치 저항값을 상기 단위 저항의 저항값의 절반으로 할 경우, 상기 제 1 저항 스트링부(53)를 통하여 출력되는 전압값은 각각
Vout0= 1/16 (Vh- Vl) +Vl
Vout1= 3/16 (Vh- Vl) +Vl
Vout2= 5/16 (Vh- Vl) +Vl
.
Vout7= 15/16 (Vh- Vl) +Vl이 된다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로는 상위 디코더(51) 및 하위 디코더(52)의 스위치 저항을 제 1 저항 스트링부(53)의 저항에 포함하여 단위 저항값이 되도록 하여 균등한 계조 전압을 갖는 아날로그 신호를 출력할 수 있다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로는 공통전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시키기 위한 것이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로의 DAC를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 극성을 선택하기 위한 극성 컨트롤(Polarity Control) 신호에 의해 감마 기준전압부(50)에서 공급되는 기준 전압으로부터 각각 정극성부 및 부극성부의 기준 전압을 선택하기 위한 스위칭부(56)와, 다수개의 계조 전압을 분리하기 위한 다수개의 저항들 중 최상위 저항값에 상기 스위칭부(56)의 스위치 저항값과 합하여 최상위 저항값으로 설정하고, 상기 저항들 중 최하위 저항에 상기 스위칭부(56)의 스위치 저항값과 합하여 최하위 저항값으로 설정하여 상기 최상위 저항값과 상기 최하위 저항값에 상응하는 다수개의 계조 전압으로 분리하는 제 2 저항 스트링부(54)와, 상기 제 2 저항 스트링부(54)에서 분리된 다수개의 계조전압을 버퍼링하고 상기 다수개의 계조전압 중 하나를 선택하여 출력하는 디코더부(57)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 스위칭부(56)는 상기 극성(Pol) 컨트롤 신호에 따라 상기 감마 기준 전압부(56)로부터 각각 선택된 정극성부 및 부극성부의 기준 전압을 제 2 저항 스트링부(54)에 전환하여 출력할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부(56)는 상기 기준 전압으로부터 각각 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 선택하고, 상기 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 상기 제 2 저항 스트링부(54)에 전환하여 출력하기 위해 P형 불순물이 도핑되거나 N형 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 박막트랜지스터와 같은 복수개의 스위칭 소자를 구비한다.
이때, 복수개의 상기 스위칭 소자의 구동에 따른 저항이 발생할 수 있으므로, 상기 스위칭 소자의 스위치 저항을 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 최상위 저항 값에 포함시켜 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 최상위 저항값으로 설정한다. 마찬가지로, 상기 스위치 저항을 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 최하위 저항 값에 포함시켜 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 최하위 저항값으로 설정한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로는 하나의 제 2 저항 스트링부(54)를 이용하여 구동할 수 있는 DAC를 설계할 수 있기 때문에 회로가 간단해지고, 소비전력이 감소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로의 제 2 저항 스트링부를 개략적으로 도시한 회로도로서, 감마 기준전압부(50)로부터 정극성부 및 부극성부의 기준전극을 선택하고 전환하여 제 2 저항 스트링부(54)에 출력하기 위한 스위칭부(56)의 스위치 저항(Rsw)이 존재한다.
또한, 다수개의 계조전압을 만들기 위해 다수개의 저항이 직렬로 연결된 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 최상위 저항(RN)과 최하위 저항(R1) 각각에 상기 스위칭부(56)의 스위치 저항값을 포함시켜 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 최상위저항(RN)과 최하위 저항(Rl)으로 설계한다.
예컨대, 64개의 계조전압을 분리하기 위해 64개의 저항을 직렬로 연결한 상기 스트링부의 최상위 저항(RN)과 최하위 저항(Rl)은 상기 제 2 저항 스트링부(54)에 연결되는 스위칭부(56)의 스위치 저항값을 포함하여 다시 최상위 저항(RN)과 최하위 저항(Rl)으로 재 설정한다.
이와 같은 방법으로 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 저항의 저항값은 각각
R0'+Rsw = R0
R1' = R1
R2' =R2
.
RN-1' = RN-1
RN'+Rsw = RN이 된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 구동회로는 스위칭부(56)의 스위치 저항을 제 2 저항 스트링부(54)의 최상위 저항(RN)과 최하위 저항(Rl)에 포함시켜 설계하기 때문에 상기 스위치 저항에 의한 상기 제 2 저항 스트링부(54)의 저항값 오차를 줄여 다수개의 계조 전압을 안정적으로 출력할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 액정표시장치의 구동회로는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 액정표시장치의 구동회로는 상위 디코더 및 하위 디코더의 스위치 저항을 저항 스트링부의 저항값에 포함시켜 단위저항이 되도록 하여 균등한 계조 전압을 갖는 아날로그 신호를 출력할 수 있다.
둘째, 본 발명의 액정표시장치의 구동회로는 스위칭부의 스위치 저항을 저항 스트링부의 최상위 저항과 최하위 저항에 포함시켜 설계하기 때문에 다수개의 계조 전압을 안정적으로 출력할 수 있다.

Claims (6)

  1. 액정패널, 감마 기준전압부, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 구성되는 액정표시장치의 구동회로에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 감마 기준전압부에서 출력되는 기준전압 중 데이터 신호에 의해 제어되는 스위치를 이용하여 상위 기준전압과 하위 기준전압을 선택하는 MSB 디코더부와,
    상기 엠에스비(MSB) 디코더부의 내부 스위칭 저항값을 하나의 단위 저항으로 하고 직렬로 연결된 다수개의 상기 단위 저항으로부터 다수개의 계조 전압을 분리하여 출력하는 저항 스트링부와,
    상기 저항 스트링부에서 분리된 다수개의 계조전압 중 하나를 상기 데이터 신호를 이용하여 선택하여 출력하는 엘에스비(LSB) 디코더부를 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MSB 디코더부는 각각 상위 디코더 및 하위 디코더로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 상기 감마 기준전압부로부터 각각 상위 기준전압 및 하위 기준전압을 선택하기 위해 P형 불순물이 도핑되거나 N형 불순물이 도핑된 다수개의 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 구비함을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 엠에스비(MSB) 디코더부는 스위치 저항을 상기 단위 저항과 같아지도록 하기 위해 소정의 저항이 더 연결됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
  5. 액정패널, 감마 기준 전압부, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 구성되는 액정표시장치의 구동회로에 있어서,
    상기 데이터 드리이버는
    극성을 선택하기 위한 극성 컨트롤 신호에 의해 감마 기준전압부에서 공급되는 기준 전압으로부터 각각 정극성부 및 부극성부의 기준 전압을 선택하고 극성을 전환하여 출력하기 위한 스위칭부와,
    다수개의 계조 전압을 분리하기 위해 직렬로 연결된 다수개의 저항들 중 최상위 저항값에 상기 스위칭부의 스위치 저항값과 합하여 최상위 저항값으로 설정하고, 상기 저항들 중 최하위 저항에 상기 스위칭부의 스위치 저항값과 합하여 최하위 저항값으로 설정하여 상기 최상위 저항값과 상기 최하위 저항값에 상응하는 다수개의 계조 전압으로 분리하는 저항 스트링부와,
    상기 저항 스트링부에서 분리된 다수개의 계조전압을 버퍼링하고 상기 다수개의 계조전압 중 하나를 선택하여 출력하는 디코더부를 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 기준 전압으로부터 각각 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 선택하고, 상기 정극성부 및 부극성부의 기준전압을 상기 저항 스트링부에 전환하여 출력하기 위한 p형 불순물이 도핑되거나 n형 불순물이 도핑된 복수개의 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 구비함을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동회로.
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