KR20040062199A - 액정표시장치 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 소오스 드라이브 IC에 다수개의 감마 전압 레퍼런스 값을 갖는 감마 전압 발생부를 형성하여, 액정표시장치의 PCB의 회로 패턴을 단순화하면서, 부품 수를 절감할 수 있는 액정표시장치 구동회로를 개시한다. 개시된 본 발명은 비디오 카드로부터 입력되는 R, G, B 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터로 변환하여 출력하는 액정표시장치의 구동회로에 있어서, 상기 R, G, B 디지털 데이터 신호에 따라 다수개의 감마 전압을 발생시킬 수 있는 다채널 감마 전압 발생부; 상기 다채널 감마 전압 발생부에서 특정한 감마 전압 레퍼런스를 선택하는 제어부; 상기 다채널 감마 전압 발생부에서 선택된 감마 전압 레퍼런스의 전압 값을 안정화 시키는 안정화부; 상기 안정화부에서 출력되는 감마 전압 레퍼런스 값을 분배하는 전압 분배부; 상기 전압 분배부에서 분배된 전압 값들을 입력되는 영상 디지털 신호에 따라 일정한 감마 전압 값을 선택하는 디지털/아날로그 컨버터부; 및 상기 디지털/아날로그 컨버터부에서 선택된 감마 전압 값을 액정표시장치의 화소 영역에 출력하기 위한 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 구동회로{LCD DRIVE CIRCUIT}

본 발명은 액정표시장치 구동회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소오스드라이브 IC에 다채널 감마 레퍼런스를 발생할 수 있는 감마 전압부를 실장하여 드라이브 IC의 입력 핀수를 줄이고, PCB 패턴 단순화 및 부품 수를 절감할 수 있는 액정표시장치 구동회로에 관한 것이다.

평판표시장치의 일종인 액정표시장치는 화소 별로 인가되는 전압에 따라서 광의 투과도가 변하는 액정의 전기적인 특성을 이용한 것이며, 액정표시장치는 다른 표시장치에 비하여 저 전압으로 구동이 가능하고 전력소모가 적기 때문에 널리 이용된다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터를 이용하여 자연스러운 동화상을 표시하고 있다. 현재 액정표시장치(LCD)는 기존의 음극선관(CRT)에 비하여 소비전력이 적으며, 유해파 방출이 현저히 적고, 얇고 가벼워 작업 공간을 줄임으로써 작업 환경의 편의를 가지고 왔다.

따라서 액정표시장치는 모니터와 텔레비전 등의 많은 분야에서 디스플레이 장치로 음극선관(CRT)을 대체하고 있다.

그리고 최근 영상매체는 시청자에게 고해상도의 화상을 제공하기 위한 방안으로 기존의 아날로그 영상신호 대신에 정보의 압축이 용이한 디지털 영상신호로 전송하는 방식으로 전환되어 가고 있다.

이에 따라, 영상표시장치의 한 종류인 액정표시장치도 기존의 아날로그 영상신호 대신 디지털 영상신호에 의해 구동될 수 있어야 한다.

상기 액정표시장치는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 봉입된 액정 층으로 구성되며, TFT-LCD는 상기 액정층에 신호 전압을 스위칭 하는 스위칭 소자로TFT(Thin Film Transistor)를 이용하는 구조로 되어 있다.

그리고 상기 액정표시장치는 액정 모듈과 백라이트 어셈블리 및 기타 고정물들로 구성되고, 액정표시장치 모듈은 액정 패널과 인쇄회로 기판이 접속되어 구성되며, 인쇄회로기판에는 소오스/게이트 드라이브 집적회로들과 기타 컨트롤러와 같은 부품들이 실장된다.

이 중 액정 패널에서 화면이 형성되고, 액정 패널의 각 화소에 소스 신호와 게이트 신호가 인가되며, 게이트 신호는 액정 패널에 형성된 게이트 라인을 통하여 화소를 이루는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 'TFT'라 함)의 게이트전극에 인가되며, TFT는 게이트 신호의 레벨에 따라서 턴온 또는 턴오프 된다. 게이트 전압에 따라서 TFT가 턴 온(Turn On) 또는 턴 오프(Turn Off)되면 화소 전극과 대향 전극 사이의 전압 레벨에 의하여 결정되는 대전 정도에 따라서 액정의 배열 상태가 변화된다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치 모듈 회로의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 그래픽 신호를 발생하는 시스템에서는 액정표시장치의 모듈 회로부에 디지털 신호들과 여러 가지 컨트롤 신호를 인가하는데, 상기 모듈 회로 중에서 타이밍 컨트롤부(5)에 인가된 데이터 신호들과 컨트롤 신호들은 일정한 변환을 거쳐서 소오스 드라이브(1)와 게이트 드라이브(3)에 구동신호와 데이터 신호를 인가한다.

이때, 상기 소오스 드라이브(1)에 인가되는 R, G, B 그래픽 신호는 감마 전압 발생부(7)에서 인가되는 감마 전압을 이용하여 디지털 신호를 아날로그 신호로변환시켜 액정표시장치 패널(10)의 화소 영역에 신호를 인가한다.

상기 액정표시장치 패널(10)의 화소 영역에 배치되어 있는 TFT 소자들을 턴온 시키기 위하여 구동 신호가 상기 타이밍 컨트롤부(5)에서 컨트롤된 후에 게이트 드라이브(3)에 인가되고, 상기 게이트 드라이브(3)에서는 다수개의 게이트 버스 라인에 스캔 방식으로 구동 신호를 상기 액정표시장치의 화소 영역 상에 인가한다.

상기 게이트 드라이브(3)에서 인가되는 구동 신호에 따라 게이트 버스 라인 별로 게이트 화소들에 배치되어 있는 각각의 게이트 전극에 신호가 인가되면 상기 TFT가 온 상태로 된다. 상기 TFT가 온 상태가 될 때, 상기 소오스 드라이브(1)에서 인가되는 데이터 신호를 상기 TFT의 드레인 전극과 콘택되어 있는 화소 전극에 전송시켜 화상을 구동시킨다.

일반적으로 XGA (1024 x 768 pixels) 급의 해상도를 가지는 액정 패널에는 1024 x 3(RGB)개의 데이터 버스 라인(Source line)이 존재한다. 따라서 일례로 XGA급의 해상도를 가지는 액정표시장치에는 384 채널의 출력단을 가지는 소오스 드라이브가 8개(384 x 8 = 3072) 사용되며, 200채널의 출력단을 가지는 게이트 드라이버는 일반적으로 4개가 사용된다.

도 2는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 감마 전압 발생부와 소오스 드라이브의 구조를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 감마 전압 발생부(7)에서 발생된 감마 전압이 소오스 드라이브(1)에 인가되어, 상기 소오스 드라이브(1) 내에서 다수개의 감마 전압(g1, g2, ...gn)으로 분리되고 있음을 알 수 있다.

감마 전압 발생부(7)는 정극성(+)의 감마전압들(G1 내지 Gn)을 발생하는 정극성부에서 출력된 감마 전압들(G1 내지 Gn)을 안정화하여 소오스 드라이브(1)에 인가한다.

상기 감마 전압 발생부(7)에서는 외부로부터 인가되는 전원 전압(VDD)을 직렬로 접속된 제1 내지 제 n 개의 고정 저항(R1 내지 Rn)의 저항비에 따라 분압하여 n개의 노드들 각각에서 제1 내지 제n 정극성 감마 전압들(G1 내지 Gn)을 발생한다.

여기서, 제1 정극성 감마전압(G1)은 블랙 레벨에 대응되고, 중간 영역의 감마 전압은 중간 레벨, 그리고 제 n 정극성 감마 전압(Gn)은 화이트 레벨에 대응된다.

그리고 상기 고정 저항에 의하여 분배된 전압은 버퍼들에 의하여 안정화를 거친 다음, 감마 전압(G1~Gn)으로 출력되는데, 이렇게 출력된 감마 전압은 소오스 드라이브(1)에 입력된다. 입력된 감마 전압은 상기 소오스 드라이브에서 액정표시장치의 해상도에 따라 64 또는 256개의 계조 전압으로 분배된다.

상기 소오스 드라이브(1)에서 감마 전압이 분배되는 방식은 상기 감마 전압 발생부(7)에서 감마 전압을 발생하는 것과 같이 고정된 저항을 직렬로 연결하여 각각의 노드에서 계조 전압들을 출력해 낸다.

이렇게 다수개의 계조 전압으로 분배된 다음에는 타이밍 컨트롤러에서 입력되는 영상 신호에 의하여 어느 하나의 계조 전압이 선택되고 출력부를 통하여 액정표시장치의 패널 상에 형성되어 있는 데이터 패드들로 인가된다.

이렇게 선택되어진 계조 전압은 상기 액정표시장치의 패널 상에 형성되어 있는 매트릭스 형태의 화소들에 인가되고, 계조 전압에 따라 일정한 투과율을 갖도록 액정을 트위스트 시켜 R, G, B 컬러 필터층의 휘도를 조절시켜 영상을 디스플레이 한다.

그러나, 상기와 같이 액정표시장치의 모듈 회로들이 실장되어 있는 PCB 상에는 감마 전압 발생부가 소오스 드라이브 IC와는 분리되어 배치되어 있는데, 이와 같이 분리되는 경우 PCB 상의 회로 패턴이 복잡해지고, 부품수가 증가하는 단점이 있다.

본 발명은, 종래 PCB 상에 독립적으로 배치되던 감마 전압 발생부를 소오스 드라이브 IC 내에 집적화 함으로써, PCB 상의 회로 패턴을 단순화하고, 부품 수를 절감시킬 수 있는 액정표시장치 구동회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치 모듈 회로의 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 감마 전압 발생부와 소오스 드라이브의 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 소오스 드라이브의 내부 구조를 도시한 블록도.

도 4는 본 발명에 따라 다채널 감마 전압 발생부가 실장된 소오스 드라이브의 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20: 소오스 드라이브 IC 21: 제어부

23: 다채널 감마 전압 발생부 25: 안정화부

27: 전압 분배부 28: D/A 컨버터부

29: 출력부

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치 구동회로는,

비디오 카드로부터 입력되는 R, G, B 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터로 변환하여 출력하는 액정표시장치의 구동회로에 있어서,

상기 R, G, B 디지털 데이터 신호에 따라 다수개의 감마 전압을 발생시킬 수 있는 다채널 감마 전압 발생부;

상기 다채널 감마 전압 발생부에서 특정한 감마 전압 레퍼런스를 선택하는 제어부;

상기 다채널 감마 전압 발생부에서 선택된 감마 전압 레퍼런스의 전압 값을안정화 시키는 안정화부;

상기 안정화부에서 출력되는 감마 전압 레퍼런스 값을 분배하는 전압 분배부;

상기 전압 분배부에서 분배된 전압 값들을 입력되는 영상 디지털 신호에 따라 일정한 감마 전압 값을 선택하는 디지털/아날로그 컨버터부; 및

상기 디지털/아날로그 컨버터부에서 선택된 감마 전압 값을 액정표시장치의 화소 영역에 출력하기 위한 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다채널 감마 전압 발생부에는 서로 다른 감마 전압 레퍼런스 값을 갖는 발생부가 병렬로 다수개 연결되어 있고, 상기 제어부에 의한 상기 다채널 감마 전아 발생부의 감마 전압 레퍼런스 선택은 멀티 먹스 보드 형태의 스위칭 소자인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 다채널 감마 전압 발생부에 배치된 병렬 감마 전압 레퍼런스들은 공통된 전원 전압을 인가되도록 하고, 상기 제어부는 액정표시장치에 사용하는 액정에 따라 감마 전압을 판단하여 상기 다채널 감마 전압 발생부에서 해당 감마 전압 레퍼런스를 선택하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 집적화 기술의 발달로 인하여 감마 전압 발생부를 소오스 드라이버 IC에 내장하고, 다수개의 감마 전압 레퍼런스를 실장함으로써 다양한 액정 패널에도 호환성이 좋을 뿐 만 아니라, PCB의 회로 패턴이 단순해지는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치 소오스 드라이브 IC의 구조를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 감마 전압을 발생할 수 있는 소오스 드라이브 IC(20)의 구조는 다수개의 감마 전압 레퍼런스를 갖는 다채널 감마 전압 발생부(23)와, 상기 다채널 감마 전압 발생부(23)에서 발생되는 감마 전압들 중에서 액정표시장치에 사용되는 감마 전압을 선택하는 제어부(21)와, 선택된 감마 전압을 버퍼를 통하여 안정화 시키는 안정화부(25)와, 상기 안정화부(25)에서 안정화된 감마 전압을 액정표시장치에서 사용하는 계조 전압 수에 맞도록 다수개의 전압으로 분배하는 전압 분배부(27)와, 상기 전압 분배부(27)에 의하여 분배된 전압들 중에서 외부로부터 인가되는 영상 디지털 신호에 의하여 특정한 전압을 선택하는 디지털/아날로그 컨버터부(28)와, 상기 디지털/아날로그 컨버터부(28)에서 선택되어진 감마 전압을 출력시키는 출력부(29)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 액정표시장치의 소오스 드라이브 IC(20)는 먼저 다수개의 감마 전압 레퍼런스를 발생하는 감마 전압 발생부가 다채널 감마 전압 발생부(23) 형태로 소오스 드라이브 IC(20)에 모두 내장되어 있으므로 종래와 같이 소오스 PCB 상에 감마 전압 발생부를 배치하지 않을 뿐만 아니라, 감마 전압을 인가하기 위한 회로 패턴을 줄일 수 있다.

상기 다채널 감마 전압 발생부(23)에서는 다수개의 감마 전압 레퍼런스가 병렬로 연결되어 있고, 상기 제어부(21)에서 액정표시장치에서 사용되는 액정의 종류에 따라 일정한 감마 전압 레퍼런스를 선택하여 사용할 수 있도록 하였다.

보통 감마 전압 발생부는 다수개의 저항을 직렬로 연결하여 각각의 저항들 사이에 노드를 뽑아내어 감마 전압을 형성하는데, 직렬로 연결되어 있는 저항들에 의하여 순차적으로 전압들이 낮아진다.

이중에서 첫단의 노드에 걸리는 전압이 가장 높은 전압인데, 보통 블랙 레벨을 구현할 때 사용하고, 가장 낮은 마지막 단에 걸리는 전압은 화이트 레벨을 구현할 때 사용한다.

상기 다채널 감마 전압 발생부(23)에서 어느 하나의 감마 전압 레퍼런스가 선택되어지면, 상기 안정화부(25)에서 각각의 감마 전압을 버퍼를 통하여 플리커등을 안정화 시킨다.

그런 다음, 상기 안정화부(25)에서 안정화된 감마 전압은 액정표시장치가 256 해상도 또는 64 해상도 등에 따라 다시 64~256개의 전압으로 상기 전압 분배부(27)에서 분배된다.

상기 전압 분배부(27)에서 분배된 전압은 상기 디지털/아날로그 컨버터부(28)에 인가되는데, 상기 디지털/아날로그 컨버터부(28)에서는 외부로부터 영상 디지털 신호를 입력받아 어느 하나의 감마 전압이 선택되어지고, 선택되어진 감마 전압은 상기 출력부(29)를 통하여 액정표시장치 패널에 인가되어 일정한 휘도를 갖는 R, G, B를 구현한다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 소오스 드라이브 IC에서 다채널 감마 전압 발생부를 확대한 회로도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래에 외부 소오스 PCB에 실장되어 있던 감마 전압 발생부가 소오스 드라이브 IC 내부에 형성되어 있다. 상기 소오스 드라이브 IC의 다채널 감마 전압 발생부에는 다수개의 감마 전압 레퍼런스들이 병렬 형태로 형성되어 있는데, 도면에서는 4개의 감마 전압 레퍼런스가 도시되었지만, 경우에 따라서는 4개 이상의 감마 전압 레퍼런스를 형성할 수 있다.

상기 다채널 감마 전압 발생부의 회로도는 종래에 사용되던 직렬 저항에 의한 감마 전압 레퍼런스를 병렬 형태로 형성하였고, 상기 병렬 형태로 형성된 다수개의 감마 전압 레퍼런스에는 감마 전압을 발생시키기 위한 전원 전압 Vdd가 공통으로 걸리고 있다.

제어부가 상기 다채널 감마 전압 발생부에서 특정한 감마 전압 레퍼런스를 선택하는 다양한 방법이 있으나, 본 발명에서는 2단 스위칭 형태로 구성하였다. 하지만, 감마 전압 레퍼런스가 많이 형성되는 경우에는 외부 신호 입력에 의하여 선택될 수 있는 선택기를 사용할 수 있다.

상기 2단 스위칭 형태는 상기 다채널 감마 전압 발생부에서 병렬 형태로 형성되어 있는 감마 전압 레퍼런스들 중에서 1단 스위칭 동작에서 어느 하나의 감마 전압 레퍼런스를 선택하여 선택 범위를 좁힌 후 다음 2단 스위칭 동작에서 최종적으로 사용할 감마 전압 레퍼런스를 선택한다.

감마 전압 발생부로부터 특정의 감마 전압을 선택하는 방식은 먹스(MUX)를 사용하여 다수개의 채널로부터 인가되는 전압들로부터 특정의 전압을 선택하는 방식이 적용될 수 있다.

상기 제어부에서 선택되어진 감마 전압 레퍼런스는 상기 안정화부에서 버퍼를 통하여 안정된 전압으로 바꾼 다음, 해상도에 따라 다시 다수개의 감마 전압으로 바꾼다.

상기 전압 분배부에서도 전압을 분배하는 구조는 직렬 저항을 형성하여 상기 감마 전압 레퍼런스가 갖는 다수개의 감마 전압을 다시 저항에 따라 일정한 전압 크기로 분배하게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 기존에 외부에서 상기 소오스 드라이브 IC에 인가하던 감마 전압 발생부를 소오스 드라이브 IC 내부에 실장함으로써 PCB의 단순화와 부품수를 절감할 수 있게 되었다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치의 소오스 PCB 상에 실장되어 있던 감마 전압 발생부를 소오스 드라이브 IC 내부에 모두 실장하기 때문에 종래 소오스 PCB 상의 회로 패턴을 단순화시킬 수 있는 이점이 있다.

아울러, 소오스 드라이브 IC 내부에 다채널 감마 전압 발생부가 실장되어 있음으로, 액정표시장치에서 사용하는 액정이 변하더라도 적당한 전압을 선택하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 외부로부터 입력되는 R, G, B 디지털 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 액정표시장치의 구동회로에 있어서,

   상기 R, G, B 디지털 데이터 신호에 따라 다수개의 감마 전압을 발생시킬 수 있는 다채널 감마 전압 발생부;

   상기 다채널 감마 전압 발생부에서 특정한 감마 전압 레퍼런스를 선택하는 제어부;

   상기 다채널 감마 전압 발생부에서 선택된 감마 전압 레퍼런스의 전압 값을 안정화 시키는 안정화부;

   상기 안정화부에서 출력되는 감마 전압 레퍼런스 값을 분배하는 전압 분배부;

   상기 전압 분배부에서 분배된 전압 값들을 입력되는 영상 디지털 신호에 따라 일정한 감마 전압 값을 선택하는 디지털/아날로그 컨버터부; 및

   상기 디지털/아날로그 컨버터부에서 선택된 감마 전압 값을 액정표시장치의 화소 영역에 출력하기 위한 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다채널 감마 전압 발생부에는 서로 다른 감마 전압 레퍼런스 값을 갖는발생부가 병렬로 다수개 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동회로.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부에 의한 상기 다채널 감마 전압 발생부의 감마 전압 레퍼런스 선택은 먹스 형태의 스위칭 소자인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동회로.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 다채널 감마 전압 발생부에 배치된 병렬 감마 전압 레퍼런스들은 공통된 전원 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동회로.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 액정표시장치에 사용하는 액정에 따라 감마 전압을 판단하여 상기 다채널 감마 전압 발생부에서 해당 감마 전압 레퍼런스를 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 구동회로.