KR20050096999A

KR20050096999A - 감마회로 및 이를 내장한 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050096999A
Application number: KR1020040021707A
Authority: KR
Inventors: 이창환
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-07

Abstract

본 발명은 감마회로 및 이를 내장한 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원공급선과 감마저항간의 교차 구성으로 발생되는 용량성 부하의 영향을 제거하기 위해 이를 회피할 수 있는 감마회로 설계방식을 제시하고 있다.

이는 감마저항과 전원공급선의 중첩 설계를 지양하도록 설계하여 감마회로의 전원공급을 원활히 할 수 있으며, 이로 인한 감마전압의 정출력에 효과가 있다.

Description

감마회로 및 이를 내장한 액정표시장치{Gamma reference voltage generator and the LCD using it}

본 발명은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: 이하 LCD라 칭한다) 장치 구동 회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전원의 안정된 공급을 위한 감마회로 설계 구조에 관한 것이다.

박막 트랜지스터-액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display: 이하 TFT-LCD라 칭한다)의 모듈을 구동하는 전압 중에서 특히 감마 전압(Gamma reference Voltage)은 구동 IC(Drive IC)의 출력 전압을 결정하는 기준 전압으로서 매우 중요하다. 특히, 그레이 레벨(Gray Level)이 64 레벨에서 128 레벨까지 구별 되도록 구동하기 위해서는 감마 전압의 변화 폭이 수십 mV의 오차 범위 내에서 동작을 할 수 있어야 한다. 따라서 감마 전압이 안정하게 동작하여야만 정확한 그레이 레벨의 구현이 가능해진다.

도 1은 전원 전압에 따라 구동 전압을 발생하는 종래의 LCD 구동 감마회로를 등가 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 종래의 LCD 구동 회로는 전원 전압(VBB)을 분배하기 위하여 상기 전원 전압(VBB)에 직렬로 연결된 다수의 저항(R1, ... , R5), 즉 감마 저항군(GR)과, 상기 다수의 저항들 사이에 비반전 입력 단자(+)가 연결되고, 출력단이 반전 입력 단자(-)로 피드백(Feedback)되어 다수의 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 출력하는 다수의 OP 앰프(Operational Amplifier: OP1, ... , OP4)로 이루어진다.

상기 도 1에서는 4 개의 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 발생시키는 경우를 도시하였다.

예를 들어, 전원 전압(VBB)을 8 볼트라고 가정하고, 제 1 내지 제 4 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 각각 7 볼트, 5 볼트, 3 볼트, 1 볼트의 값으로 발생하기 위하여 저항값을 계산해보면 다음과 같다.

상기 도 1에서 다수의 저항(R1, ... , R5)을 통하여 흐르는 전류가 2 mA의 값을 가지도록 하려면, 전체 저항 RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 8 V/2 mA = 4 ㏀의 값이 되어야 한다. 이 때, 제 1 구동 전압(GMA1)은

GMA1 = = 7 V이 된다.

상기에서, 제 1 내지 제 4 OP 앰프(OP1, ... , OP4)는 입력단의 전압을 그대로 출력단으로 전달하는 전압 팔로워(Voltage Follower)의 역할을 한다.

이 때, R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 4 ㏀이기 때문에, R2 + R3 + R4 + R5 = 3.5 ㏀이 된다. 따라서, 저항 R1의 값은 4 ㏀ - 3.5 ㏀ = 0.5 ㏀이 된다.

같은 방법으로 제 2 구동 전압(GMA2)은

GMA2 = = 5 V가 된다.

이 때, R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = RT = 4 ㏀이기 때문에, R3 + R4 + R5 = 2.5 ㏀이 되고, 저항 R2의 값은 R2 = 3.5 ㏀ - 2.5 ㏀ = 1 ㏀이 된다.

상기와 같은 방식으로, 제 3 내지 제 5 저항값을 구해보면, 각각 R3 = R4 = 1 ㏀, R5 = 0.5 ㏀이 된다.

따라서 전원 전압(VBB)에 직렬로 연결된 각 저항값을 조정함으로써, LCD 모듈의 구동 전압을 각각 조정할 수 있다.

그런데, 상기와 같은 기본 구조와 원리를 통해 구동되는 LCD 구동 감마 회로는 최근 들어 액정패널(즉, 글라스) 내에 집약 구성되는 추세로 나아가며, 이러한 추세에 따라 구성되는 감마 회로의 전원과 저항과의 설계 구조는 도 2와 같다.

도 2는 일반적으로 패널 상에 구성되는 감마회로의 전원과 저항의 설계 레이아웃을 도시한 도면으로서, 다수의 전원전압 공급선(VH1,VH2,VH3) 및 접지전압 공급선(VL1,VL2,VL3)이 수평하게 구성되고, 상기 공급선과 교차되도록 상부 또는 하부에 각각의 R, G, B 데이터에 대한 감마 전압 생성을 위한 R,G,B 감마 저항군(GR_R, GR_G, GR_B)이 형성된다. 상기 각 감마저항군(GR_R, GR_G, GR _B)은 도시되지는 않았지만 다수개의 감마저항이 직렬 연결되어 있다.

상기 각 감마저항군(GR_R, GR_G, GR_B)은 전원전압공급선(VH)과 접지전압공급선(VL)에 각각 콘택(CNT)을 통해 연결된다.

그런데, 상기와 같이 감마저항과 전원 공급선이 교차되도록 구성할 경우, 상기 전원 공급선과 전원이 인가된 감마저항 간 교차되는 지점의 공간이 용량성 부하(Load capacitance)로 대전되는 현상이 발생하게 된다.

상기와 같은 용량성 부하 대전현상은 상기 각 전압 공급선(VH, VL)과 교차되는 감마저항 인가전압과의 차이가 클수록 더욱 크게 나타나며, 이러한 현상은 상기 전압공급선을 통한 전원 공급의 지연(delay)을 유발하게 되어 액정 표시장치의 구동에 따른 수율저하 등의 문제점을 유발하는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 감마회로 내의 전압 공급선과 감마저항 간의 용량성 부하 발생 원인을 제거하는데 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 감마저항과 전압 공급선이 교차되지 않는 회로 설계의 바람직한 실시예를 제시하는데 또다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판과; 상기 기판에 다수개의 저항으로 구성되며 전원전압입력단과 접지전압입력단을 구비한 감마저항군이 위치하는 제1영역과; 상기 제1영역의 외부에 구성되어 상기 전원전압입력단과 연결되는 전원전압 공급선과; 상기 제1영역의 외부에 구성되어 상기 접지전압입력단과 연결되는 접지전압 공급선을 포함하여 구성되는 액정표시장치용 감마회로를 제안한다.

또한 본 발명은 기판과; 상기 기판의 일 영역에 구성되며, 복수개의 데이터라인과 게이트라인이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하고, 상기 각 화소영역에 박막 트랜지스터와 액정이 형성된 화면표시영역과; 상기 기판의 일 영역에 구성되며, 상기 데이터라인으로 비디오 데이터를 출력하는 데이터 구동회로와; 상기 기판의 일 영역에 구성되며, 상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트 구동회로와; 상기 기판의 일 영역에 구성되며, 다수개의 저항으로 구성되어 전원전압입력단과 접지전압입력단을 구비한 감마저항군이 위치하는 제1영역과, 상기 제1영역의 외부에 구성되어 상기 전원전압입력단과 연결되는 전원전압 공급선과, 상기 제1영역의 외부에 구성되어 상기 접지전압입력단과 연결되는 접지전압 공급선을 포함하여 구성되는 감마회로를 포함하는 액정표시장치를 제안한다.

여기서 상기 기판은 글라스인 것을 특징으로 하는 한다.

또한 상기 감마회로는 기판 상에 하나 이상 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기판 상에 구성된 각 감마회로의 전원전압공급선 길이는 서로 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 감마회로는 데이터 구동회로 내에 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 감마회로의 설계 레이아웃을 도시한 도면으로서, 기판(glass) 상에, 하나 이상의 감마 저항군(GR_R, GR_G, GR_B)을 설계하여 구성하고, 상기 감마저항군(GR_R, GR_G, GR_B)과 회로의 평면 설계상 중첩되지 않도록 전원전압공급선(VH)과 접지전압공급선(VL)이 구성된다. 상기 각 감마저항군(GR_R, GR_G, GR_B)은 입력되는 R, G, B 계조생성신호에 따라 각각에 대한 감마 기준 신호를 생성한다.

상기 각 감마저항군(GR_R, GR_G, GR_B)은 다수개의 감마저항이 직렬연결을 형성하고 있으며, 각각 전원전압(VH1, VH2, VH3)이 입력되는 전원전압입력단(VH_in1, VH_in2, VH_in3)과 접지전압(VL1, VL2, VL3)이 입력되는 접지전압입력단(VL_in1, VL_in2, VL_in3)을 구비하고 있다.

상기와 같은 형태의 감마회로는 전압공급선(VH 및 VL)과 감마저항이 중첩되지 않도록 하여 용량성 부하 대전 현상을 제거하고 이로 인해 전원공급의 지연 현상을 제거하기 위한 설계 레이아웃이다.

이때, 상기 감마저항군 내의 감마자항 설계시에 각 전원전압공급선의 내부저항에 의한 라인 저항(Line resistance)을 고려하여 끝단의 감마저항을 라인 저항치만큼 작게 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 감마저항군(GR_R, GR_G, GR_B)으로 연장되는 감마회로내의 전원전압공급선(VH1, VH2, VH3)의 길이는 서로 동일하도록 구성하는 것이 바람직한데, 이는 전원전압공급선 내부저항에 의한 라인 커패시턴스(Line capacitance)를 동일하게 하여 감소전압이 전원전압공급선마다 일정하도록 하여 공급선별 전원공급의 시차를 최소화할 수 있을 것이다.

도 4는 상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 감마회로(110)를 포함한 액정표시장치 장치의 구성을 예시한 구성블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 전술한 감마회로(110)가 기판(100) 상에 데이터 구동회로와 별도로 구성되어 있으나, 이는 필요에 따라 데이터 구동회로 내부에 포함되어 구성될 수 도 있을 것이다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정표시장치용 감마회로는 전원공급선과 감마저항간의 교차 구성으로 발생되는 용량성 부하의 영향을 제거하기 위해 이를 회피할 수 있는 감마회로 설계방식을 제시하고 있다.

이는 감마저항과 전원공급선의 중첩 설계를 지양하도록 설계하여 감마회로의 전원공급을 원활히 할 수 있으며, 아울러 이로 인한 감마전압의 정출력 효과가 있다.

도 1은 전원 전압에 따라 구동 전압을 출력하는 종래의 LCD 구동 감마회로를 등가 도시한 도면

도 2는 일반적으로 패널 상에 구성되는 감마회로의 전원과 저항의 설계 레이아웃을 도시한 도면

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치용 감마회로의 설계 레이아웃을 도시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 감마회로를 포함한 액정표시장치 장치의 구성을 예시한 구성블록도

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100 : 기판 110 : 감마회로

GR_R, GR_G, GR_B : 감마저항군 VH1, VH2, VH3 : 전원전압 공급선

VL1, VL2, VL3 : 접지전압 공급선 CNT : 콘택

VH_in1, VH_in2, VH_in3 : 전원전압 입력단

VL_in1, VL_in2, VL_in3 : 접지전압 입력단

Claims

서로 중첩되지 않는 제1 및 제2 영역을 포함하는 기판과;

상기 제1영역에 다수개의 저항으로 구성되며 전원전압입력단과 접지전압입력단을 구비한 감마저항군과;

상기 제2영역에 구성되며, 상기 전원전압입력단과 연결되는 전원전압 공급선과;

상기 제2영역에 구성되며, 상기 접지전압입력단과 연결되는 접지전압 공급선

을 포함하여 구성되는 액정표시장치용 감마회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 기판은 글라스인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 감마회로
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 감마회로는 기판 상에 중첩되지 않도록 하나 이상 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 감마회로
청구항 제 3 항에 있어서,

상기 기판 상에 구성된 각 감마회로의 전원전압공급선 길이는 서로 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 감마회로
서로 중첩되지 않는 제1 및 제2 영역을 포함하는 기판과;

상기 기판에 구성되며, 복수개의 데이터라인과 게이트라인이 교차되어 다수의 화소영역을 형성하고, 상기 각 화소영역에 박막 트랜지스터와 액정이 형성된 화면표시영역과;

상기 기판에 구성되며, 상기 데이터라인으로 비디오 데이터를 출력하는 데이터 구동회로와;

상기 기판에 구성되며, 상기 게이트라인으로 스캔신호를 출력하는 게이트 구동회로와;

상기 제1영역에 다수개의 저항으로 구성되며 전원전압입력단과 접지전압입력단을 구비한 감마저항군과, 상기 제2영역에 구성되며 상기 전원전압입력단과 연결되는 전원전압 공급선과, 상기 제2영역에 구성되며 상기 접지전압입력단과 연결되는 접지전압 공급선을 포함하여 구성되는 액정표시장치용 감마회로

를 포함하는 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 기판은 글라스인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 감마회로는 기판 상에 하나 이상 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
청구항 제 7 항에 있어서,

상기 기판 상에 구성된 각 감마회로의 전원전압공급선 길이는 서로 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 감마회로는 데이터 구동회로 내에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치