KR20070007591A - 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로는 외부로부터 전원 전압을 입력받고 기준 전압을 발생하는 밴드갭 기준 전압 발생기 및 상기 기준 전압을 입력받고 계조 전압을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함한다. 밴드갭 기준 전압 발생기는 외부 전압이나 온도 변화에 영향을 받지 않고 안정된 기준 전압을 발생하므로, 안정된 계조 전압을 얻을 수 있다.

Description

평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로{VOLTAGE GENERATOR FOR FLAT PANEL DISPLAY APPARATUS}
도 1은 평판 디스플레이 장치의 하나인 액정 디스플레이(LCD) 장치의 구성을 보여주는 블록도;
도 2는 종래의 전압 발생기의 일 예를 보여주는 도면; 그리고
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 발생 회로를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명
100 : 액정 디스플레이 장치 110 : 액정 패널
120 : 타이밍 컨트롤러 130 : 소스 드라이버
140 : 게이트 드라이버 150 : 전압 발생기
210, 320 : 전압 변환기 220, 330 : 연산 증폭기
310 : 밴드갭 기준 전압 발생기
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로에 관한 것이다.
유저 인터페이스의 하나로서 전자 디바이스에 표시 장치를 탑재하는 것은 필수가 되고 있으며, 전자 디바이스의 경박단소화와 저전력 소모를 위하여 표시 장치는 평판 디스플레이 장치가 많이 사용되고 있다. 평판 디스플레이 장치는 영상 표시 패널의 종류에 따라서 OLED(Organic Light Emitting Diode), LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), PDP(Plasma Display Panel) 등이 있다. 특히 근래에는 공간절약과 전력절약을 도모하고 소형경량화를 위한 휴대형 전자 디바이스외에도 컴퓨터 디스플레이나 텔레비전 디스플레이로서 평판 디스플레이 장치가 이용되고 있다.
도 1은 평판 디스플레이 장치의 하나인 액정 디스플레이(LCD) 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 액정 디스플레이 장치(100)는 액정 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 소스 드라이버(130), 게이트 드라이버(140) 및 전압 발생기(150)를 포함한다.
액정 패널(110)은 복수의 게이트 라인들과, 게이트 라인들에 수직으로 교차하는 복수의 데이터 라인들과, 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차점에 형성된 픽셀을 포함하며, 픽셀들은 매트릭스 구조로 배치되어 있다. 각 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 게이트 전극 및 소스 전극이 각각 연결되는 박막 트랜지스터(미 도시됨)와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(미 도시됨) 및 스토리지 커패시터(미 도시됨)를 포함한다. 이러한 픽셀 구조에서는, 게이트 드라이버(140)에 의해서 게이트 라인들이 순차적으로 선택되고, 선택된 게이트 라인에 게이트 온 전압이 펄스 형태로 인가되면, 게이트 라인에 연결된 픽셀의 박막 트랜지스터가 턴 온되고, 이어서 소스 드라이버(130)에 의해 각 데이터 라인에 픽셀 정보를 포함하는 전압이 인가된다. 이 전압은 해당 픽셀의 박막 트랜지스터를 거쳐 액정 커패시터와 스토리지 커패시터에 인가되어 이들 커패시터가 구동됨으로써 소정의 표시 동작이 이루어진다.
타이밍 컨트롤러(120)는 외부의 그래픽 소스로부터 입력되는 수평 동기 신호(H_SYNC), 수직 동기 신호(V_SYNC), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 RGB 데이터 신호(DATA)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(120)는 액정 패널(110)의 사양에 맞도록 데이터 포맷(format)을 변환한 RGB 데이터 신호(IDATA)와 수평 동기 시작 신호 및 로드 신호 등의 제어 신호들을 소스 드라이버(130)로 출력한다.
소스 드라이버(130)는 일반적으로 복수의 소스 드라이버 IC들로 이루어지며, 타이밍 컨트롤러(120)로부터 제공되는 RGB 데이터와 제어 신호들에 응답해서 액정 패널(110)의 소스 라인들(S1-Sm)을 구동하기 위한 신호들을 발생한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(120)는 수평 동기 신호(H_SYNC), 수직 동기 신호(V_SYNC) 및 데이터 인에이블 신호(DE)에 응답해서 수직 동기 시작 신호, 게이트 클럭 신호, 및 출력 인에이블 신호 등의 제어 신호들을 게이트 드라이버(140)로 출력한다.
게이트 드라이버(140)는 복수의 게이트 드라이버 IC들로 구성되며, 타이밍 컨트롤러(120)로부터 제공되는 제어 신호들에 따라서 액정 패널(110)의 게이트 라 인들(G1-Gn)을 순차적으로 스캐닝한다. 여기서, 스캐닝이란 게이트 라인에 게이트 온 전압을 순차적으로 인가하여 게이트 온 전압이 인가된 게이트 라인의 픽셀을 데이터 기록이 가능한 상태로 만드는 것을 말한다.
전압 발생기(150)는 외부로부터 전원 전압(VCI)을 입력받아 액정 디스플레이 장치(100)에서 필요한 전압들(VCD, VGM)을 발생한다. 도 2는 종래의 전압 발생기의 일 예를 보여주고 있다.
도 2를 참조하면, 전압 발생기(200)는 전압 변환기(210), 연산 증폭기(220) 그리고 저항들(R10-R13)을 포함한다. 전압 변환기(210)는 외부로부터 제공된 전원 전압(VCI)을 동작 전압(VDC)으로 변환한다. 동작 전압은 예컨대, 도 1에 도시된 액정 디스플레이 장치(100) 내 타이밍 컨트롤러(120), 소스 드라이버(130) 및 게이트 드라이버(140) 등의 동작에 필요한 전압이다.
저항들(R10, R11)은 외부 전원 전압(VCI)과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된다. 저항들(R10, R11)의 연결 노드의 전압, 즉, 저항들(R10, R11)에 의해 분압된 전압(VREF)은 연산 증폭기(220)로 제공된다.
연산 증폭기(220)는 저항들(R10, R11)에 의해 분압된 전압(VREF)을 입력받는 제 1 입력 단자(+), 제 2 입력 단자(-) 그리고 출력 단자를 갖는다. 저항들(R12, R13)은 연산 증폭기(220)의 출력 단자와 접지 전압 사이에 직렬로 연결된다. 저항들(R12, R13)의 연결 노드는 연산 증폭기(220)의 제 2 입력 단자(-)와 연결된다. 저항들(R12, R13)은 각각 가변 저항이다. 그러므로 연산 증폭기(220)는 가변 저항들(R12, R13)의 저항값에 대응하는 계조 전압(VGM)을 출력한다.
액정 디스플레이 장치(100)에서 필요로 하는 전압은 크게 동작 전압과 계조 전압으로 나누어진다. 앞서 설명한 바와 같이, 동작 전압은 액정 디스플레이 장치(100) 내 타이밍 컨트롤러(120), 소스 드라이버(130) 및 게이트 드라이버(140) 등의 동작에 필요한 전압이고, 계조 전압은 소스 드라이버(130)가 소스 라인들(S1-Sm)을 구동하기 위해 필요한 전압이다.
동작 전압과 계조 전압은 별도의 외부 전원 공급원에 의해 공급될 수 있으나 휴대폰과 같이 한정된 범프(bump)를 갖는 전자 디바이스는 단일 범프를 통해 입력되는 외부 전원 전압을 가지고 동작 전압과 계조 전압을 생성하게 된다. 영상의 안정된 품질을 위해서 계조 전압(VGM)은 안정되게 공급되어야만 한다. 그러나 액정 디스플레이 장치의 동작 중 동작 전류의 소비가 증가하게 되면 계조 전압(VGM)의 기준 전압(VREF)에 리플(ripple)이 생기게 된다. 이는 결과적으로 계조 전압에 영향을 미쳐 화면이 흘러내리는 것처럼 보이는 등의 영상 품질 저하를 초래하게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 안정된 계조 전압을 발생하는 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 안정된 계조 전압을 발생하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 평판 디 스플레이 장치의 전압 발생 회로는: 외부로부터 전원 전압을 입력받고 기준 전압을 발생하는 밴드갭 기준 전압 발생기, 및 상기 기준 전압을 입력받고 계조 전압을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함한다.
상기 계조 전압 발생기는, 상기 기준 전압을 입력받는 제 1 입력 단자, 제 2 입력 단자 및 상기 계조 전압을 출력하는 출력 단자를 갖는 증폭기, 및 상기 증폭기의 상기 출력 단자와 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항들을 포함하며, 상기 가변 저항들의 연결 노드는 상기 증폭기의 상기 제 2 입력 단자와 연결된다. 상기 저항들은 각각 가변 저항으로 구성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 표시 장치는: 외부로부터 전원 전압을 입력받고 기준 전압을 발생하는 밴드갭 기준 전압 발생기 및 상기 기준 전압을 입력받고 계조 전압을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 발생 회로를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전압 발생 회로(300)는 전압 변환기(310), 밴드갭 기준 전압 발생기(320), 연산 증폭기(330) 그리고 저항들(R21, R22)을 포함한다. 전압 변환기(310)는 외부로부터 제공된 전원 전압(VCI)을 동작 전압(VDC)으로 변환한다. 동작 전압은 예컨대, 도 1에 도시된 액정 디스플레이 장치(100) 내 타이밍 컨트롤러(120), 소스 드라이버(130) 및 게이트 드라이버(140) 등의 동작에 필요한 전압이 다.
밴드갭 기준 전압 발생기(220)는 외부 전원 전압(VCI)을 입력받아 안정된 기준 전압(VREF)을 발생한다. 밴드갭 기준 전압 발생기(220)는 외부 전원 전압 및 온도 등의 주변 환경이 변하더라도 그에 대해 독립적으로 정확한 전압을 생성한다. 밴드갭 기준 전압 발생기(320)에서 발생되는 기준 전압(VREF)은 예컨대, 1.44V이다.
밴드갭 기준 전압 발생 기법에는 CMOS 공정에서 구현 가능한 기생 바이폴라 트랜지스터(lateral bipolar transistor)로 밴드갭 전압을 생성하는 방법과 증가형(enhancement)의 MOS 트랜지스터와 공핍형(depletion)의 MOS 트랜지스터의 문턱 전압(threshold voltage)의 차이를 이용하여 구현하는 방법, 증가형의 MOS 트랜지스터만으로 구현하는 방법 등이 있는 것으로 알려져 있다.
연산 증폭기(330)는 밴드갭 기준 전압 발생기(310)로부터의 기준 전압(VREF)을 입력받는 제 1 입력 단자(+)와 제 2 입력 단자(-) 그리고 출력 단자를 갖는다.
저항들(R21, R22)은 연산 증폭기(320)의 출력 단자와 접지 전압 사이에 직렬로 연결된다. 저항들(R21, R22)의 연결 노드는 연산 증폭기(330)의 제 2 입력 단자(-)와 연결된다. 저항들(R21, R22)은 각각 가변 저항이다. 그러므로 연산 증폭기(320)는 가변 저항들(R21, R22)의 저항값에 대응하는 계조 전압(VGM)을 출력한다. 연산 증폭기(330)의 전원 전압(AVDD)은 계조 전압(VGM)의 바이어스 전압이다.
상술한 바와 같이, 밴드갭 기준 전압 발생기(320)가 안정된 기준 전압(VREF)을 출력하므로 계조 전압(VGM) 또한 안정된 상태로 발생된다. 더욱이, 액정 표시 장치의 동작에 따라서 동작 전류량이 변화되거나 외부 전원 전압(VCI)이 변화더라도 계조 전압(VGM)은 그것과 무관하게 안정된 상태로 유지될 수 있다. 안정된 영상 디스플레이를 위해서는 계조 전압뿐만 아니라 액정 패널 내 액정 커패시터들의 일단으로 공급되는 공통 전극 전압(VCOM)도 안정된 상태로 유지되어야 한다. 그러므로 밴드 갭 기준 전압 발생기(320)로부터 발생된 기준 전압(VREF)을 이용하여 공통 전극 전압을 발생하는 회로를 구성하면 공통 전극 전압 역시 안정된 상태로 유지될 수 있다.
예시적인 바람직한 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들이 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면 평판 디스플레이 장치의 전원 발생 회로는 외부 전원 전압 및 온도 등 주변 환경이 변하더라도 그에 대해 독립적으로 안정된 계조 전압을 생성할 수 있다.

Claims (6)

  1. 외부로부터 전원 전압을 입력받고 기준 전압을 발생하는 밴드갭 기준 전압 발생기; 및
    상기 기준 전압을 입력받고 계조 전압을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함하는 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조 전압 발생기는,
    상기 기준 전압을 입력받는 제 1 입력 단자, 제 2 입력 단자 및 상기 계조 전압을 출력하는 출력 단자를 갖는 증폭기; 및
    상기 증폭기의 상기 출력 단자와 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항들을 포함하되;
    상기 가변 저항들의 연결 노드는 상기 증폭기의 상기 제 2 입력 단자와 연결된 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저항들은 각각 가변 저항인 평판 디스플레이 장치의 전압 발생 회로.
  4. 외부로부터 전원 전압을 입력받고 기준 전압을 발생하는 밴드갭 기준 전압 발생기; 및
    상기 기준 전압을 입력받고 계조 전압을 발생하는 계조 전압 발생기를 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 계조 전압 발생기는,
    상기 기준 전압을 입력받는 제 1 입력 단자, 제 2 입력 단자 및 상기 계조 전압을 출력하는 출력 단자를 갖는 증폭기; 및
    상기 증폭기의 상기 출력 단자와 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 적어도 두 개의 저항들을 포함하되;
    상기 가변 저항들의 연결 노드는 상기 증폭기의 상기 제 2 입력 단자와 연결된 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저항들은 각각 가변 저항인 표시 장치.
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