KR20050106578A - 출력단의 부하의 크기에 따라 전류 구동능력이 가변되는드라이버를 포함하는 ｌｃｄ 드라이버의 차지펌프 회로 - Google Patents

출력단의 부하의 크기에 따라 전류 구동능력이 가변되는드라이버를 포함하는 ｌｃｄ 드라이버의 차지펌프 회로 Download PDF

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Abstract

출력단의 부하가 변하더라도 불필요한 전류소모를 감소시킬 수 LDI의 차지펌프 회로가 개시된다. 상기 차지펌프 회로의 출력단의 부하가 가장 커지는 LDI의 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 그래디언트 모드(Gradient mode)에서는 상기 차지펌프 회로 내부의 드라이버의 전류 구동능력이 커지고 상기 차지펌프 회로의 출력단의 부하가 작아지는 바이너리 모드(Binary mode)에서는 상기 드라이버의 전류 구동능력이 작아진다. 이에 따라 상기 드라이버 내의 과도하게 큰 구동 트랜지스터의 크기로 인해 발생되는 불필요한 전류소모가 방지될 수 있으며 또한 승압효율이 적정수준으로 유지될 수 있다.

Description

출력단의 부하의 크기에 따라 전류 구동능력이 가변되는 드라이버를 포함하는 ＬＣＤ 드라이버의 차지펌프 회로{Charge pump circuit of LCD driver including driver having variable current driving capability}
본 발명은 LDI(LCD Driver IC)에 관한 것으로, 특히 LDI의 차지펌프(charge pump) 회로에 관한 것이다.
모바일(Mobile) 기기용 LDI는 액정을 구동하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 소오스 라인(Source line) 구동전압(SVDD)을 발생하는 회로(11), 공통 전극 구동전압(VCOM)을 발생하는 회로(13), 감마(Gamma) 구동 기준전압(GVDD)을 발생하는 회로(15), 및 액정 온/오프(on/off) 전압(VON,VOFF)을 발생하는 회로(17)를 포함한다. 소오스 라인 구동전압 발생 회로(11), 공통 전극 구동전압 발생 회로(13), 및 감마 구동 기준전압 발생 회로(15)는 증폭기들을 포함하여 구성된다.
또한 LDI는 상기 회로들의 전원전압을 공급하기 위해 차지펌프 회로(19)를 포함한다. 차지펌프 회로(19)는 약 2.5볼트 내지 3.3볼트의 외부 배터리 전원전압(VCI)을 받아 이를 승압하여 약 5.5볼트의 승압전압(AVDD)을 발생하고 이 승압전압(AVDD)을 상기 회로들의 전원전압으로서 상기 회로들에 제공한다.
한편 도 1의 LDI는 각 회로에 안정적으로 전원전압을 공급하기 위해 도 2에 도시된 바와 같은 순서(sequence)에 의해 파우워 온(power on) 동작을 수행한다. 리셋 후 먼저 차지펌프 회로(19)가 온되어 승압전압(AVDD)이 발생되고 액정 온/오프 전압 발생회로(17)에 의해 액정 온/오프 전압(VON,VOFF)이 발생된다(S1 단계 및 S2 단계).
다음에 공통 전극 구동전압 발생 회로(13) 및 감마 구동 기준전압 발생회로(15)가 승압전압(AVDD)을 전원전압으로 사용하여 온되어 공통 전극 구동전압(VCOM) 및 감마 구동 기준전압(GVDD)이 발생된다(S3 단계 및 S4 단계).
마지막으로 LCD 패널을 구동하는 디스플레이 온 모드(Display on mode)로 진입하여 소오스 라인 구동전압 발생 회로(11)가 온된다(S5-S7 단계). 이때 디스플레이 온 모드(Display on mode)는 흑백 모드에 해당하는 바이너리 모드(Binary mode)와 칼러 모드에 해당하는 그래디언트 모드(Gradient mode)로 이루어진다.
바이너리 모드(Binary mode)에서는 소오스 라인 구동전압 발생 회로(11) 내의 증폭기들이 모두 오프되며 그래디언트 모드(Gradient mode)에서는 소오스 라인 구동전압 발생 회로(11) 내의 증폭기들이 모두 온된다. 따라서 그래디언트 모드시 가장 많은 수의 증폭기들이 동작하며 그 결과 그래디언트 모드시 차지펌프 회로(19)의 출력단의 부하가 가장 커지게 된다. 다시말해 그래디언트 모드시 승압전압(AVDD)에 의해 구동되는 부하의 크기가 가장 커지게 된다.
한편 LDI에 채용되는 종래의 차지펌프 회로에서는 내부에서 발생된 승압전압을 차지펌프 회로의 출력단으로 전달하는 드라이버, 즉 구동 전달(transfer) 트랜지스터의 전류 구동능력이 상기 출력단의 부하가 가장 큰 상태인 디스플레이 온 모드의 그래디언트 모드를 기준으로 하여 고정된다.
이로 인하여 차지펌프 회로의 출력단의 부하가 작은 상태, 즉 그래디언트 모드 이외의 동작상태에서는 드라이버를 통해 과도하게 불필요한 전류소모가 발생되는 단점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 출력단의 부하가 변하더라도 불필요한 전류소모를 감소시킬 수 LDI의 차지펌프 회로를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차지펌프 회로는, 외부 전원전압을 받아 이를 승압하여 승압전압을 발생하는 차지펌프 부, 및 상기 승압전압을 출력단으로 전달하는 드라이버를 구비하고, 상기 드라이버의 전류 구동능력이 상기 승압전압에 의해 구동되는 부하의 크기에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면 상기 드라이버는 상기 차지펌프 부와 상기 출력단 사이에 병렬로 연결되는 적어도 두개 이상의 구동전달 트랜지스터들을 구비하고, 상기 부하의 크기에 따라 턴온되는 구동전달 트랜지스터들의 수가 가변된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 차지펌프 회로는, 소오스 라인 구동 증폭기들을 포함하며 제1동작 모드시에는 상기 소오스 라인 구동 증폭기들이 모두 온되고 제2동작 모드시에는 상기 소오스 라인 구동 증폭기들이 모두 오프되는 소오스 라인 구동전압 발생회로를 구비하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로에 있어서, 외부 전원전압을 받아 이를 승압하여 승압전압을 발생하는 차지펌프 부, 및 상기 승압전압을 상기 소오스 라인 구동전압 발생회로로 전달하는 드라이버를 구비하고, 상기 드라이버의 전류 구동능력이 상기 제1동작 모드 및 상기 제2동작 모드에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면 상기 드라이버는, 제1제어신호의 활성화에 응답하여 상기 승압전압을 상기 소오스 라인 구동전압 발생회로로 전달하는 제1구동전달 트랜지스터, 및 상기 제1구동전달 트랜지스터와 병렬로 연결되고, 제2제어신호의 활성화에 응답하여 상기 승압전압을 상기 소오스 라인 구동전압 발생회로로 전달하는 제2구동전달 트랜지스터를 구비한다. 상기 제1동작 모드시에는 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호가 모두 활성화되고 상기 제2동작 모드시에는 상기 제1제어신호는 활성화되고 상기 제2제어신호는 비활성화된다.
상기 제1동작 모드는 상기 LCD 드라이버의 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 그래디언트 모드(Gradient mode)이고 상기 제2동작 모드는 상기 LCD 드라이버의 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 바이너리 모드(Binary mode)이다.
본 발명과 본 발명의 동작 상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차지펌프 회로(39)를 나타내는 도면이다. 여기에서는 설명의 편의를 위하여 LCD Driver IC에서 액정 구동과 관련된 회로들(31,33,35,37)도 함께 도시되었다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 차지펌프 회로(39)는 외부 전원전압(VCI)을 받아 이를 승압하여 승압전압을 발생하는 차지펌프 부(391) 및 상기 승압전압을 출력단으로 전달하는 드라이버(393)를 구비한다. 특히 드라이버(393)의 전류 구동능력은 차지펌프 회로(39)의 출력단의 부하의 크기에 따라 다시말해 차지펌프 회로(39)의 출력단으로부터 출력되는 승압전압(AVDD)에 의해 구동되는 부하의 크기에 따라 가변된다.
좀더 상세하게는, 드라이버(393)는 제1제어신호(VX)에 의해 제어되는 제1구동전달 트랜지스터(P1) 및 제1구동전달 트랜지스터(P1)와 병렬로 연결되고 제2제어신호(VX_BINARY)에 의해 제어되는 제2구동전달 트랜지스터(P2)로 구성된다.
LCD 드라이버의 제1동작 모드, 즉 소오스 라인 구동전압 발생 회로(31) 내의 증폭기들이 모두 온되어 차지펌프 회로(39)의 출력단의 부하가 가장 커지는 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 그래디언트 모드(Gradient mode)에서는, 제1제어신호(VX) 및 제2제어신호(VX_BINARY)가 모두 활성화된다. LCD 드라이버의 제2동작 모드, 즉 소오스 라인 구동전압 발생 회로(31) 내의 증폭기들이 모두 오프되어 차지펌프 회로(39)의 출력단의 부하가 작아지는 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 바이너리 모드(Binary mode)에서는, 제1제어신호(VX)는 활성화되고 제2제어신호(VX_BINARY)는 비활성화된다.
따라서 차지펌프 회로(39)의 출력단의 부하가 가장 커지는 그래디언트 모드(Gradient mode)에서는 제1구동전달 트랜지스터(P1) 및 제2구동전달 트랜지스터(P2)가 모두 턴온되어 드라이버(393)의 전류 구동능력이 커진다. 반면에 차지펌프 회로(39)의 출력단의 부하가 작아지는 바이너리 모드(Binary mode)에서는 제1구동전달 트랜지스터(P1)는 턴온되고 제2구동전달 트랜지스터(P2)는 턴오프되어 드라이버(393)의 전류 구동능력이 작아진다.
한편 차지펌프 부(391)는, 일단이 외부 전원전압(VCI)에 연결되는 제1스위치(S1), 일단이 제1스위치(S1)의 타단에 연결되는 커패시터(C1), 일단이 접지전압(GND)에 연결되고 타단이 커패시터(C1)의 타단에 연결되는 제2스위치(S2), 및 일단이 외부 전원전압(VCI)에 연결되고 타단이 커패시터(C1)의 타단에 연결되는 제3스위치(S3)를 구비한다. 제1스위치(S1)와 커패시터(C1) 간의 접속노드(N1)로부터 승압전압이 출력된다. 제1 내지 제3스위치(S1-S3)는 모스 트랜지스터로 구성되는 것이 바람직하다. 차지펌프 부(391)는 다른 여러가지 다양한 형태로 구성될 수 있음은 자명하다.
차지펌프 부(391)의 동작을 간단히 설명하면, 초기에 제1스위치(S1)가 온되어 제1스위치(S1)와 커패시터(C1) 간의 접속노드(N1)의 레벨이 외부 전원전압(VCI) 레벨이 된다. 다음에 제1스위치(S1)가 오프되고 제2스위치(S2)가 온되면, 접속노드(N1)의 레벨은 외부 전원전압(VCI) 레벨을 유지하고 노드(N2)의 레벨은 접지전압(GND) 레렐이 된다. 다음에 제2스위치(S2)가 오프되고 제3스위치(S3)가 온되면, 노드(N2)의 레벨은 외부 전원전압(VCI) 레벨이 되고 이에 따라 접속노드(N1)의 레벨은 외부 전원전압(VCI) 레벨의 2배로 승압된다.
한편 차지펌프 회로(39)의 출력단으로부터 출력되는 승압전압(AVDD)은 LCD Driver IC에서 액정 구동과 관련된 여러 회로들(31,33,35,37)에 전원전압으로서 제공된다. 소오스 라인 구동전압 발생 회로(31)는 소오스 라인 구동전압(SVDD)을 발생한다. 공통 전극 구동전압 발생 회로(33)는 공통 전극 구동전압(VCOM)을 발생한다. 감마(Gamma) 구동 기준전압 발생 회로(35)는 감마 구동 기준전압(GVDD)을 발생한다. 액정 온/오프 전압 발생 회로(37)는 액정을 온/오프(on/off)시키기 위한 전압(VON,VOFF)을 발생한다. 이러한 회로들은 LCD Driver IC에 포함되는 통상적인 것들이므로 여기에서 상세한 구성에 대해서는 생략된다.
이상에서와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 차지펌프 회로에서는 차지펌프 회로의 출력단의 부하가 가장 커지는 그래디언트 모드(Gradient mode)에서는 내부의 드라이버(393)의 전류 구동능력이 커지고 차지펌프 회로의 출력단의 부하가 작아지는 바이너리 모드(Binary mode)에서는 내부의 드라이버(393)의 전류 구동능력이 작아진다.
다시말해 차지펌프 회로의 출력단의 부하가 작아지는 바이너리 모드에서는 드라이버(393)의 전류 구동능력이 작아도 되므로 제2구동전달 트랜지스터(P2)는 턴오프되고 제1구동전달 트랜지스터(P1)만 동작된다. 이에 따라 과도하게 큰 구동 트랜지스터의 크기로 인해 발생되는 불필요한 전류소모가 방지될 수 있으며 또한 승압효율이 적정수준으로 유지되어 공정내압을 넘는 동작이 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 차지펌프 회로(39A)를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 차지펌프 회로(39A)는 드라이버(393A)의 구성이 제1실시예와 다르다. 드라이버(393A)의 전류 구동능력은 차지펌프 회로(39A)의 출력단의 부하의 크기에 따라 다시말해 차지펌프 회로(39A)의 출력단으로부터 출력되는 승압전압(AVDD)에 의해 구동되는 부하의 크기에 따라 가변된다.
좀더 상세하게는, 드라이버(393A)는 각각의 제어신호(VA,VB,VC,VD,VN)에 의해 제어되고 서로 병렬로 연결되는 복수개의 구동전달 트랜지스터들(P3-P7)을 구비한다. 그리고 차지펌프 회로(39A)의 출력단의 부하의 크기에 따라 제어신호(VA,VB,VC,VD,VN)에 의해 구동전달 트랜지스터들(P3-P7)중 턴온되는 것들의 수가 가변된다.
다시말해 그래디언트 모드 및 바이너리 모드 뿐만 아니라 차지펌프 회로(39A)의 출력단의 부하의 크기가 변경되는 LCD 드라이버의 다른 여러가지 동작모드에서도 구동전달 트랜지스터들(P3-P7)을 선택적으로 동작시킴으로써 드라이버(393A)에서의 불필요한 전류소모가 방지될 수 있으며 또한 승압효율이 적정수준으로 유지될 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 LCD 드라이버의 차지펌프 회로는 동작모드에 따라 출력단의 부하가 변하더라도 불필요한 전류소모가 발생되는 것을 방지할 수 있으며 또한 승압효율을 적정수준으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 LCD Driver IC에서 액정 구동과 관련된 회로들의 개략적인 블록도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 LCD Driver IC의 파우워 온(power on) 동작 순서(sequence)를 타나내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 도면이다.

Claims (10)

  1. 외부 전원전압을 받아 이를 승압하여 승압전압을 발생하는 차지펌프 부; 및
    상기 승압전압을 출력단으로 전달하는 드라이버를 구비하고,
    상기 드라이버의 전류 구동능력이 상기 승압전압에 의해 구동되는 부하의 크기에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 드라이버는,
    상기 차지펌프 부와 상기 출력단 사이에 병렬로 연결되는 적어도 두개 이상의 구동전달 트랜지스터들을 구비하고,
    상기 부하의 크기에 따라 턴온되는 구동전달 트랜지스터들의 수가 가변되는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차지펌프 부는,
    일단이 상기 외부 전원전압에 연결되는 제1스위치;
    일단이 상기 제1스위치의 타단에 연결되는 커패시터;
    일단이 접지전압에 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되는 제2스위치; 및
    일단이 상기 외부 전원전압에 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되는 제3스위치를 구비하고,
    상기 커패시터의 상기 일단으로부터 상기 승압전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 내지 제3스위치는 모스 트랜지스터들인 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
  5. 소오스 라인 구동 증폭기들을 포함하며 제1동작 모드시에는 상기 소오스 라인 구동 증폭기들이 모두 온되고 제2동작 모드시에는 상기 소오스 라인 구동 증폭기들이 모두 오프되는 소오스 라인 구동전압 발생회로를 구비하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로에 있어서,
    외부 전원전압을 받아 이를 승압하여 승압전압을 발생하는 차지펌프 부; 및
    상기 승압전압을 상기 소오스 라인 구동전압 발생회로로 전달하는 드라이버를 구비하고,
    상기 드라이버의 전류 구동능력이 상기 제1동작 모드 및 상기 제2동작 모드에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 드라이버는,
    제1제어신호의 활성화에 응답하여 상기 승압전압을 상기 소오스 라인 구동전압 발생회로로 전달하는 제1구동전달 트랜지스터; 및
    상기 제1구동전달 트랜지스터와 병렬로 연결되고, 제2제어신호의 활성화에 응답하여 상기 승압전압을 상기 소오스 라인 구동전압 발생회로로 전달하는 제2구동전달 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제1동작 모드시에는 상기 제1제어신호 및 상기 제2제어신호가 모두 활성화되고 상기 제2동작 모드시에는 상기 제1제어신호는 활성화되고 상기 제2제어신호는 비활성화되는 것을 특징으로 하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로.
  7. 제5항에 있어서, 상기 차지펌프 부는,
    일단이 상기 외부 전원전압에 연결되는 제1스위치;
    일단이 상기 제1스위치의 타단에 연결되는 커패시터;
    일단이 접지전압에 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되는 제2스위치; 및
    일단이 상기 외부 전원전압에 연결되고 타단이 상기 커패시터의 타단에 연결되는 제3스위치를 구비하고,
    상기 커패시터의 상기 일단으로부터 상기 승압전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 내지 제3스위치는 모스 트랜지스터들인 것을 특징으로 하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1동작 모드는 상기 LCD 드라이버의 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 그래디언트 모드(Gradient mode)인 것을 특징으로 하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로.
  10. 제5항에 있어서, 상기 제2동작 모드는 상기 LCD 드라이버의 디스플레이 온 모드(Display on mode)의 바이너리 모드(Binary mode)인 것을 특징으로 하는 LCD 드라이버의 차지펌프 회로.
KR1020040031354A 2004-05-04 2004-05-04 출력단의 부하의 크기에 따라 전류 구동능력이 가변되는드라이버를 포함하는 ｌｃｄ 드라이버의 차지펌프 회로 KR100604849B1 (ko)

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