KR20070076022A - Liquid crystal display and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도.1 is a block diagram schematically illustrating a liquid crystal display device.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 구동부를 상세히 나타내는 블록도.FIG. 2 is a block diagram illustrating in detail the data driver illustrated in FIG. 1. FIG.
도 3은 출력버퍼 내의 내부저항과 그 내부저항을 통해 흐르는 전류를 나타내는 회로도. 3 is a circuit diagram showing an internal resistance in the output buffer and a current flowing through the internal resistance.
도 4는 외부 프리차지 전압으로 데이터라인을 프리차지하는 프리차징방식의 일예를 보여 주는 파형도. 4 is a waveform diagram illustrating an example of a precharge method for precharging a data line with an external precharge voltage.
도 5는 차지쉐어 전압으로 데이터라인을 프리차지하는 차지쉐어방식의 일예를 보여 주는 파형도. FIG. 5 is a waveform diagram illustrating an example of a charge share method of precharging a data line with a charge share voltage; FIG.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면.6 is a view showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 도시된 데이터 IC의 일부를 상세히 나타내는 도면.FIG. 7 shows a detail of a part of the data IC shown in FIG. 6; FIG.
도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7에 도시된 제어신호들과 데이터 IC의 출력파형을 나타내는 도면. 8 and 9 are diagrams illustrating output signals of the control signals and the data IC shown in FIGS. 6 and 7.
도 10은 도 7은 도 6에 도시된 데이터 IC 동작을 나타내는 도면.FIG. 10 is a view showing the data IC operation shown in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1, 61 : 데이터 구동부 2, 62 : 게이트 구동부1, 61:
3, 63 : 액정표시패널 4 : 타이밍 컨트롤러3, 63: liquid crystal display panel 4: timing controller
21, 22, 71 : 레지스터 23, 24, 62 : 래치21, 22, 71:
25, 73 : 디지털/아날로그 변환기 26a, 74 : 출력버퍼 25, 73: digital-to-
27 : 감마전압 공급부 75 : 스위치회로27: gamma voltage supply unit 75: switch circuit
76 : 비교부 77 : 멀티플렉서76: comparison unit 77: multiplexer
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 데이터 집적회로의 발열 온도를 낮추고 소비전력을 줄이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. The liquid crystal display adjusts the light transmittance of liquid crystal cells according to a video signal to display an image.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.An active matrix type liquid crystal display device is advantageous in realizing a video because active control of a switching element is possible. As a switching element used in an active matrix type liquid crystal display device, a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) is mainly used.
이러한 액정표시장치는 도 1과 같이 다수의 데이터라인(DL)들과 다수의 게이 트라인(GL)들이 교차되며 그 교차부에 액정셀들을 구동하기 위한 TFT들이 형성된 액정표시패널(3)과, 데이터라인(DL)들에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(1)와, 게이트라인(GL)들에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(2)와, 데이터 구동부(1)와 게이트 구동부(2)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(4)를 구비한다. Such a liquid crystal display includes a liquid
액정표시패널(3)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 데이터라인(DL)들과 게이트라인(GL)들이 직교된다. 데이터라인(DL)들과 게이트라인(GL)들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(GL)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인(DL)들로부터의 데이터를 액정셀에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트단자는 게이트라인(GL)에 접속되며, 소스단자는 데이터라인(DL)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인단자는 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 또한, 액정표시패널(3)의 하부유리기판 상에는 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)가 형성된다. In the liquid
타이밍 컨트롤러(4)는 디지털 비디오 데이터(RGB), 수평 동기신호(H), 수직 동기신호(H, V) 및 클럭신호(CLK)를 입력받고 게이트 구동부(2)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생함과 아울러 데이터 구동부(1)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 발생한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(4)는 시스템으로부터의 데이터(RGB)를 데이터 구동부(1)에 공급한다. 데이터 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하여 데이터 구동부(1)에 공급된다. 게이트 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP), 게이트쉬프트클럭(GSC) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함하여 게이트 구동부(2)에 공급된다. The
게이트 구동부(2)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터, 스캔펄스의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동부(2)는 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급함으로써 그 게이트라인(GL)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터의 화소전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동부(1)로부터 발생되는 데이터들은 스캔펄스에 의해 선택된 수평라인의 액정셀(Clc)에 공급된다. The
데이터 구동부(1)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인(DL)들에 공급한다. 이 데이터 구동부(1)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 디지털 데이터(RGB)를 샘플링하고 그 데이터를 래치한 다음, 아날로그 감마전압으로 변환한다. 이 데이터 구동부(1)는 도 2와 같은 구성을 가지는 다수의 데이터 집적회로(Integrated Circuit : 이하, "IC"라 한다)(1a)로 구현된다. The
각각의 데이터 IC(1a)는 도 2와 같이 타이밍 컨트롤러(4)로부터 디지털 데이터(RGB)가 입력되는 데이터 레지스터(21)와, 샘플링 클럭을 발생하기 위한 쉬프트 레지스터(22)와, 쉬프트 레지스터(22)와 k(단, k는 m보다 작은 정수) 개의 데이터라인들(DL1 내지 DLk) 사이에 접속된 제1 래치(23), 제2 래치(24), 디지털/아날로그 변환기(Digital to Analog Converter : 이하, "DAC"라 한다)(25) 및 출력회로 (26)와, 감마기준전압 발생부(4)와 DAC(25) 사이에 접속된 감마전압 공급부(27)를 구비한다. Each
데이터 레지스터(21)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 디지털 데이터(RGB)를 제1 래치(23)에 공급한다. 쉬프트 레지스터(22)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 소스 스타트 펄스(SSP)를 소스 샘플링 클럭신호(SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링신호를 발생하게 된다. 또한, 쉬프트 레지스터(22)는 소스 스타트 펄스(SSP)를 쉬프트시켜 다음 단의 쉬프트 레지스터(22)에 캐리신호(CAR)를 전달하게 된다. 제1 래치(23)는 쉬프트 레지스터(22)로부터 순차적으로 입력되는 샘플링신호에 응답하여 데이터 레지스터(21)로부터의 디지털 데이터(RGB)를 순차적으로 샘플링한다. 제2 래치(24)는 제1 래치(23)로부터 입력되는 데이터를 래치한 다음, 래치된 데이터를 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 응답하여 동시에 출력한다. DAC(25)는 제2 래치(24)로부터의 데이터를 감마전압 공급부(27)로부터의 감마전압(DGH,DGL)으로 변환하게 된다. 감마전압(DGH,DGL)은 디지털 입력 데이터의 계조값 각각에 대응하는 아날로그 전압이다. 출력회로(26)는 데이터라인들 각각에 접속된 출력 버퍼(Output Buffer)를 포함한다. 감마전압 공급부(27)는 감마기준전압 발생부(4)로부터 입력되는 감마 기준전압을 세분화하여 각 계조에 대응하는 감마전압을 DAC(25)에 공급하게 된다. The
이러한 데이터 IC(3a)는 액정표시장치가 대형화, 고정세화로 발전하면서 부하가 증가하고 구동 주파수가 상승하여 발열양이 많아지게 되었다. 이러한 데이터 IC(3a)의 발열로 인하여 데이터 IC(3a)의 구동 신뢰성이 떨어지게 되었고 심지어는 발화되는 등의 안전상 위험성이 커지고 있다. 데이터 IC(3a)의 발열을 일으키는 주요 원인은 도 3과 같이 출력버퍼(26a)이다. 이 출력버퍼(26a)의 내부저항성분을 통해 흐르는 전류(iSOURCE, iSINK)로 인한 전력소모에 의해 데이터 IC(3a)가 발열된다. The data IC 3a has a large amount of liquid crystal display devices and a high definition, so that the load increases and the driving frequency increases, thereby increasing the amount of heat generated. Due to the heat generation of the data IC 3a, the driving reliability of the data IC 3a is deteriorated, and the safety risks such as ignition are increased. The main cause of the heat generation of the data IC 3a is the
최근에는 액정셀의 충전특성을 개선하고 소비전력을 줄이기 위하여 이웃하는 데이터라인들을 접속시켜 그 데이터라인들 사이의 차지 쉐어로 인하여 발생되는 차지쉐어전압(Charge share voltage)으로 데이터라인을 프리차지한 후에 데이터라인들을 분리한 상태에서 데이터전압을 각 데이터라인에 공급하는 차지쉐어 방식이나 미리 설정된 외부전압인 프리차지전압(Pre-charge)으로 데이터라인을 프리차지시킨 후에 데이터전압을 그 데이터라인에 공급하는 프리차지 방식으로 데이터 IC가 구현되고 있는 추세에 있다. Recently, in order to improve the charging characteristics of the liquid crystal cell and to reduce the power consumption, the data lines are precharged with a charge share voltage generated by the charge share between the adjacent data lines by connecting the adjacent data lines. Pre-charge the data line with the charge share method of supplying the data voltage to each data line with the lines separated or the pre-charge voltage (Pre-charge), which is a preset external voltage, and then supply the data voltage to the data line. There is a trend that data ICs are being implemented as a charge method.
차지쉐어 방식은 도 4와 같이 차지쉐어전압(Vcs)으로부터 데이터전압으로 변하는 출력버퍼 구동구간에서 출력버퍼(26a)에 많은 전류가 흘러 발열과 소비전력이 크게 된다. 프리차지 방식은 도 5와 같이 데이터전압이 높을 때 예를 들면 노말리 블랙(Normaly black)에서 화이트전압에서 미리 비교적 높은 외부전압으로 공급되는 프리차지전압(+Vpre, -Vpre)로 인하여 출력버퍼(26a)의 구동영역의 전압이 줄어들어 데이터 IC(3a)의 온도를 낮출 수 있으나 중간 이하의 데이터전압에서 높은 외부에서 공급되는 프리차지전압(Vpc_pos, Vpc_neg)으로 인하여 낮은 데이터전압의 프리차지 구동영역(51, 52)에서 데이터 IC(3a)의 온도가 상승하고 소비전력이 급증한다. In the charge share method, as shown in FIG. 4, a large amount of current flows through the
따라서, 본 발명의 목적은 데이터 집적회로의 발열 온도를 낮추고 소비전력을 줄이도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a driving method thereof to lower the heat generation temperature of a data integrated circuit and reduce power consumption.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1 출력 제어신호에 응답하여 차지쉐어전압을 액정표시패널의 데이터라인으로 출력하는 제1 제어부와; 상기 제1 출력 제어신호보다 위상이 늦은 제2 출력 제어신호에 응답하여 상기 차지쉐어전압과 상기 차지쉐어전압보다 절대치가 높은 프리차지전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 데이터라인으로 출력하는 제2 제어부와; 상기 제2 출력 제어신호보다 위상이 늦은 제3 출력 제어신호에 응답하여 데이터전압을 상기 데이터라인으로 출력하는 제3 제어부를 구비한다. In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to the present invention includes: a first control unit outputting a charge share voltage to a data line of a liquid crystal display panel in response to a first output control signal; A second controller configured to select one of the charge share voltage and a precharge voltage having an absolute value higher than the charge share voltage in response to a second output control signal that is later in phase than the first output control signal, and output the data to the data line; ; And a third controller configured to output a data voltage to the data line in response to a third output control signal whose phase is later than the second output control signal.
상기 제2 제어부는, 상기 제2 출력 제어신호에 응답하여 상기 데이터전압을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상기 프리차지전압의 출력을 지시하기 위한 제1 선택신호 또는 상기 차지쉐어전압의 출력을 지시하기 위한 제2 선택신호를 발생하는 비교부와; 상기 제1 선택신호에 응답하여 상기 프리차지전압을 상기 데이터라인으로 출력하고 상기 제2 선택신호에 응답하여 상기 프리차지전압을 상기 데이터라인으로 출력하는 스위칭부를 구비한다.The second controller determines the data voltage in response to the second output control signal, and instructs the output of the first selection signal or the charge share voltage to indicate the output of the precharge voltage according to the determination result. A comparator for generating a second selection signal for performing a comparison; And a switching unit configured to output the precharge voltage to the data line in response to the first selection signal and to output the precharge voltage to the data line in response to the second selection signal.
상기 비교부는, 상기 데이터전압의 절대치가 상기 프리차지전압의 절대치보다 높은 것으로 판단되면 상기 제1 선택신호를 발생하고, 상기 데이터전압의 절대 치가 상기 프리차지전압의 절대치보다 낮은 것으로 판단되면 상기 제2 선택신호를 발생한다.The comparison unit generates the first selection signal when it is determined that the absolute value of the data voltage is higher than the absolute value of the precharge voltage, and when it is determined that the absolute value of the data voltage is lower than the absolute value of the precharge voltage. Generate a selection signal.
상기 비교부는, 상기 데이터전압과 상기 프리차지전압을 비교하기 위하여 상기 데이터전압 발생에 기초가 되는 디지털 데이터의 최상위 비트를 참조한다.The comparison unit refers to the most significant bit of the digital data based on the generation of the data voltage in order to compare the data voltage and the precharge voltage.
상기 비교부는, 상기 디지털 데이터의 최상위 비트가 '0'일 경우 상기 데이터전압의 절대치가 상기 프리차지전압의 절대치보다 낮은것으로 판단하고, 상기 디지털 데이터의 최상위 비트가 '1'일 경우 상기 데이터전압의 절대치가 상기 프리차지전압의 절대치보다 높은것으로 판단한다.The comparator determines that the absolute value of the data voltage is lower than the absolute value of the precharge voltage when the most significant bit of the digital data is '0', and when the most significant bit of the digital data is '1', It is determined that the absolute value is higher than the absolute value of the precharge voltage.
상기 프리차지전압은, 상기 데이터전압 중 최고계조를 표현하기 위한 전압과 최저계조를 표현하기 위한 전압의 중간 전압으로 설정된다.The precharge voltage is set to an intermediate voltage between a voltage for representing the highest gray scale and a voltage for representing the lowest gray scale among the data voltages.
상기 비교부는, 상기 디지털 데이터의 최상위 비트와 상기 제2 출력 제어신호와의 논리곱으로 상기 제1 선택신호를 발생하는 제1 논리소자와; 상기 디지털 데이터의 최상위 비트의 반전논리값과 상기 제2 출력 제어신호와의 논리곱으로 상기 제2 선택신호를 발생하는 제2 논리소자를 구비한다.The comparing unit includes: a first logic element generating the first selection signal by a logical product of a most significant bit of the digital data and the second output control signal; And a second logic element for generating the second selection signal by a logical product of an inversion logic value of the most significant bit of the digital data and the second output control signal.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 제1 출력 제어신호에 응답하여 차지쉐어전압으로 데이터라인을 프리차지시키는 제1 단계와; 상기 제1 출력 제어신호보다 위상이 늦은 제2 출력 제어신호에 응답하여 상기 차지쉐어전압 또는 상기 차지쉐어전압보다 절대치가 높은 프리차지전압으로 상기 데이터라인을 프리차지시키는 제2 단계와; 상기 제2 출력 제어신호보다 위상이 늦은 제3 출력 제어신호에 응답하여 데이터전압으로 상기 데이터라인을 구동하는 제3 단계를 포함한다.A driving method of a liquid crystal display according to the present invention includes a first step of precharging a data line with a charge share voltage in response to a first output control signal; Precharging the data line with a precharge voltage having an absolute value greater than the charge share voltage or the charge share voltage in response to a second output control signal that is later in phase than the first output control signal; And driving the data line with a data voltage in response to a third output control signal that is later in phase than the second output control signal.
상기 제2 단계는, 상기 데이터전압과 상기 프리차지전압을 비교하여, 상기 데이터전압의 절대치가 상기 프리차지전압보다 높은 경우 상기 프리차지전압으로 상기 데이터라인을 프리차지시키고, 상기 데이터전압의 절대치가 상기 프리차지전압보다 낮은 경우 상기 차지쉐어전압으로 상기 데이터라인을 프리차지시킨다.In the second step, the data voltage is compared with the precharge voltage, and when the absolute value of the data voltage is higher than the precharge voltage, the data line is precharged with the precharge voltage, and the absolute value of the data voltage is increased. If the precharge voltage is lower than the precharge voltage, the data line is precharged using the charge share voltage.
상기 프리차지전압은, 상기 데이터전압 중 최고계조를 표현하기 위한 전압과 최저계조를 표현하기 위한 전압의 중간 전압으로 설정된다.The precharge voltage is set to an intermediate voltage between a voltage for representing the highest gray scale and a voltage for representing the lowest gray scale among the data voltages.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 데이터라인(DL)들과 다수의 게이트라인(GL)들이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)들을 구동하기 위한 TFT들이 형성된 액정표시패널(63)과, 게이트라인(GL)들에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(62)와, 데이터라인(DL)들에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(61)와, 데이터 구동부(61)와 게이트 구동부(62)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러를 구비한다. Referring to FIG. 6, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, a plurality of data lines DL and a plurality of gate lines GL intersect each other, and a TFT for driving the liquid crystal cells Clc at an intersection thereof. Formed liquid
액정표시패널(63)은 합착된 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되는 구조로 형성되며, 하부 유리기판 상에 형성된 데이터라인(DL)들과 게이트라인(GL)들은 상호 직교한다. 데이터라인(DL)들과 게이트라인(GL)들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(GL)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 액정셀에 공급한다. 이를 위하여, TFT의 게이트단자는 게이트라인(GL)에 접속되며, 소스단자는 데이터라인(DL)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인단자는 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 또한, 액정표시패널(63)의 하부 유리기판 상에는 액정셀(Clc)에 충전되는 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터가 형성된다. The liquid
게이트 구동부(62)는 타이밍 컨트롤러로부터의 제어신호에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 스캔펄스의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터와, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동부(62)는 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급함으로써 그 게이트라인(GL)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동부(61)로부터 발생되는 데이터전압들은 스캔펄스에 의해 선택된 수평라인의 액정셀(Clc)에 공급된다. 이 게이트 구동부(62)는 소정의 채널수를 가지는 다수의 게이트 IC들로 구현된다. The
데이터 구동부(61)는 타이밍 컨트롤러로부터의 제어신호에 응답하여 데이터를 데이터라인(DL)들에 공급한다. 이 데이터 구동부(61)는 타이밍 컨트롤러로부터의 디지털 데이터를 샘플링하고 그 데이터를 래치한 다음, 래치된 데이터를 아날로그 감마전압으로 변환하여 데이터라인(DL)들에 공급한다. 이 데이터 구동부(61)는 소정의 채널수를 가지는 다수의 데이터 IC들로 구현되며, 데이터 IC들은 레지스터(71), 래치(72), DAC(73), 출력버퍼(74), 스위칭회로(75), 비교기(76) 및 멀티플렉 서(이하, "MUX"라 함)(77)를 각각 포함한다. The
이하, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 데이터 IC 회로구성 및 그 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 7은 도 6에 도시된 데이터 IC의 회로구성 중 DAC(73) 이하 MUX(77) 까지의 상세한 회로구성을 나타내며, 도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7에 도시된 제어신호들(OE, CS, PC) 및 데이터 IC의 출력전압(Data IC Out)을 나타낸다. 도 8 및 도 9에 있어서, 출력인에이블신호(OE)는 출력버퍼(74)의 출력전압, 즉, 데이터전압의 출력을 지시하기 위한 제어신호이고, 차지쉐어제어신호(CS)는 차지쉐어전압(Vcs)의 출력을 지시하기 위한 제어신호이며, 프리차지제어신호(PC)는 정극성 및 부극성 프리차지전압(Vpc_pos, Vpc_neg)의 출력을 지시하기 위한 제어신호이다. 한편, 프리차지제어신호(PC)는 이하의 설명을 통해 알게 되겠지만, 차지쉐어전압(Vcs)의 출력을 지시하기 위해 이용되기도 한다. 프리차지제어신호(PC)는 차지쉐어 제어신호(CS)의 한 펄스폭 만큼 쉬프트된다. 이 출력 제어신호들(OE, CS, PC)은 1 수평기간 간격으로 발생된다. 극성제어신호(POL)는 1 수평기간 주기로 그 논리값이 반전되어 액정표시패널의 데이터라인(DL)들에 공급되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 이러한 출력 제어신호들(OE, PC, CS) 및 극성 제어신호(POL)는 타이밍 컨트롤러에서 발생된다.Hereinafter, the data IC circuit configuration and its operation of the liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 10. FIG. 7 shows a detailed circuit configuration from the
레지스터(71)는 타이밍 콘트롤러로부터의 디지털 데이터들을 래치(22)에 공급한다. 이 레지스터(71)는 타이밍 컨트롤러로부터 디지털 데이터가 입력되는 데이터 레지스터와, 샘플링 클럭을 발생하기 위한 쉬프트 레지스터를 구비한다.The
래치(72)는 직렬체계의 디지털 데이터를 병렬체계의 디지털 데이터로 변환하 여 DAC(73)에 공급한다. 이 래치(72)는 쉬프트 레지스터로부터 순차적으로 입력되는 샘플링신호에 응답하여 데이터 레지스터로부터의 디지털 데이터를 순차적으로 샘플링하는 제1 래치와, 제1 래치로부터의 디지털 데이터를 래치하여 한 라인분씩 출력하는 제2 래치를 구비한다.The
DAC(73)는 제2 래치로부터의 디지털 데이터를 화소구동을 위한 아날로그 데이터전압으로 변환한다. 이 DAC(73)는 래치(72)로부터의 디지털 데이터신호를 정극성 아날로그 데이터전압으로 변환하기 위한 정극성 DAC(73a)와, 래치(72)로부터의 디지털 데이터를 부극성 아날로그 데이터전압으로 변환하기 위한 부극성 DAC(73b)를 포함한다. 한편, DAC(73)와 제2 래치 사이에는 전압스윙폭을 변환하기 위한 레벨쉬프터가 포함될 수 있다. The
DAC(73)로부터의 정극성 및 부극성 아날로그 데이터전압은 각각 출력버퍼(74)의 정극성 출력부(74a) 및 부극성 출력부(74b)를 경유하여 스위칭회로(75)에 공급되게 된다. The positive and negative analog data voltages from the
스위칭회로(75)는 출력인에이블신호(OE), 차지쉐어제어신호(CS), 정극성 비교부(76a)의 제1 및 제2 선택신호에 제어되어 정극성 데이터전압, 차지쉐어전압(Vcs), 정극성 프리차지전압(Vpc_pos) 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 정극성 스위칭부(75a)와, 출력인에이블신호(OE), 차지쉐어제어신호(CS), 부극성 비교부(76b)의 제1 및 제2 출력신호에 제어되어 부극성 데이터전압, 차지쉐어전압(Vcs), 부극성 프리차지전압(Vpc_neg) 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 부극성 스위칭부(75b)를 구비한다. 여기서, 정극성 및 부극성 프리차지전압(Vpc_pos, Vpc_neg)은 디지털 데이터가 8비트를 포함하여 표현 가능한 계조수가 256(28) 개 임을 가정할 때, 전체 계조전압의 중간에 해당하는 전압으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 정극성 프리차지전압(Vpc-pos)은 129(10000000) 계조를 나타내기 위한 정극성 데이터전압에 해당하는 전압으로 설정되고, 부극성 프리차지전압(Vpc-neg)은 129(10000000) 계조를 나타내기 위한 부극성 데이터전압에 해당하는 전압으로 설정될 수 있다. 이러한 경우, 디지털 데이터의 최상위 비트(Most Significant Bit : MSB)가 1일 경우(1xxxxxxx : 여기서 x는 0 또는 1) 화소에 공급될 정극성 및 부극성 데이터전압의 절대치는 정극성 및 부극성 프리차지전압(Vpc_pos, Vpc_neg)의 절대치 이상임을 의미하며, 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 0일 경우(0xxxxxxx : 여기서 x는 0 또는 1) 화소에 공급될 정극성 및 부극성 데이터전압의 절대치는 정극성 및 부극성 프리차지전압(Vpc_pos, Vpc_neg)의 절대치 미만임을 의미한다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 정극성 및 부극성 프리차지전압(Vpc_pos, Vpc_neg)이 상술한 예와 같이 129계조를 나타내는 정극성 및 부극성 데이터전압에 해당하는 전압으로 설정된 경우를 기준으로 하여 설명하기로 한다. 그리고, 차지쉐어전압(Vcs)은 정극성 프리차지전압(Vpc_pos)과 부극성 프리차지전압(Vpc_neg) 사이의 범위 내에서 설정되며, 이하 본 발명의 실시예에서는 차지쉐어전압(Vcs)이 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압의 구분 기준이 되는 공통전압(Vcom)으로 설정된 경우를 기준으로 하여 설명하기로 한다. 한편, 차지쉐어전압(Vcs)은 데이터 IC의 외부에 배치된 전원회로에서 별도로 발생될 수도 있고 데이터 IC 내에서 데이터라인들의 차지쉐어로 생성되는 전압일 수도 있다. The switching
정극성 스위칭부(75a)는 차지쉐어제어신호(CS)가 하이논리를 유지하는 제1 기간(t1)에 차지쉐어전압(Vcs)을 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout)으로 공급한다. 이어서, 프리차지제어신호(PC)가 하이논리를 유지하는 제2 기간(t2)에 비교부(75)로부터 정극성 제1 선택신호가 입력되면 정극성 프리차지전압(Vpc_pos)을 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout)으로 공급하고, 비교부(75)로부터 정극성 제2 선택신호가 입력되면 차지쉐어전압(Vcs)를 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout)으로 공급한다. 이어서, 출력인에이블신호(OE)가 하이논리를 유지하는 제3 기간(t3), 즉, 데이터 IC의 출력버퍼(74)가 구동되는 기간에 정극성 데이터전압을 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout)으로 공급한다.The
위와 같은 동작을 위하여 정극성 스위칭부(75a)는 출력인에이블신호(OE)의 논리치를 반전시키는 인버터(81a)와, 인버터(81a)의 출력신호에 응답하여 정극성 데이터전압을 정극성 스위칭부(75a)의 출력단(Pout)에 공급하는 제1 스위칭소자(SW1a)와, 차지쉐어제어신호(CS)에 응답하여 차지쉐어전압(Vcs)을 정극성 스위칭부(75a)의 출력단(Pout)에 공급하는 제2 스위칭소자(SW2a)와, 정극성 비교부(76a)로부터의 제1 선택신호에 응답하여 정극성 프리차지전압(Vpc_pos)을 정극성 스위칭부(75a)의 출력단(Pout)에 공급하는 제3 스위칭소자(SW3a)와, 정극성 비교부(76a)로부터의 제2 선택신호에 응답하여 차지쉐어전압(Vcs)을 정극성 스위칭부(75a)의 출력단(Pout)에 공급하는 제4 스위칭소자(SW4a)를 구비한다. 정극성 비교부(76a)에 대해서는 이 후 상세히 설명하기로 한다.For the above operation, the
정극성 스위칭부(75a)의 제1 스위칭소자(SW1a)는 PMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 PMOS 트랜지스터는 출력인에이블신호(OE)를 반전시키는 인버터(81a) 출력단에 게이트단자, 출력버퍼(74)의 정극성 출력부(74a) 출력단에 소스단자, 정극성 스위칭부(75a) 출력단(Pout)에 드레인단자가 접속된다.The first switching device SW1a of the
정극성 스위칭부(75a)의 제2 스위칭소자(SW2a)는 NMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 NMOS 트랜지스터는 차지쉐어제어신호(CS) 입력단에 게이트단자, 차지쉐어전압(Vcs) 입력단에 소스단자, 정극성 스위칭부(75a) 출력단(Pout)에 드레인단자가 접속된다.The second switching element SW2a of the
정극성 스위칭부(75a)의 제3 스위칭소자(SW3a)는 PMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 PMOS 트랜지스터는 정극성 비교부(76a)의 NAND 게이트(83a) 출력단에 게이트단자, 정극성 프리차지전압(Vpc_pos) 입력단에 소스단자, 정극성 스위칭부(75a) 출력단(Pout)에 드레인단자가 접속된다.The third switching device SW3a of the
정극성 스위칭부(75a)의 제4 스위칭소자(SW4a)는 NMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 NMOS 트랜지스터는 정극성 비교부(76a)의 AND 게이트(84a) 출력단에 게이트단자, 차지쉐어전압(Vcs) 입력단에 소스단자, 정극성 스위칭부(75a) 출력단(Pout)에 드레인단자가 접속된다.The fourth switching device SW4a of the
부극성 스위칭부(75b)는 차지쉐어제어신호(CS)가 하이논리를 유지하는 제1 기간(t1)에 차지쉐어전압(Vcs)을 스위칭회로(75)의 부극성 출력단(Nout)으로 공급한다. 이어서, 프리차지제어신호(PC)가 하이논리를 유지하는 제2 기간(t2)에 비교부(75)로부터 부극성 제1 선택신호가 입력되면 부극성 프리차지전압(Vpc_neg)을 스 위칭회로(75)의 부극성 출력단(Nout)으로 공급하고, 비교부(75)로부터 부극성 제2 선택신호가 입력되면 차지쉐어전압(Vcs)를 스위칭회로(75)의 부극성 출력단(Nout)으로 공급한다. 이어서, 출력인에이블신호(OE)가 하이논리를 유지하는 제3 기간(t3), 즉, 데이터 IC의 출력버퍼(74)가 구동되는 기간에 부극성 데이터전압을 스위칭회로(75)의 부극성 출력단(Nout)으로 공급한다.The
위와 같은 동작을 위하여 부극성 스위칭부(75b)는 출력인에이블신호(OE)에 응답하여 부극성 데이터전압을 부극성 스위칭부(75b) 출력단(Nout)에 공급하는 제1 스위칭소자(SW1b)와, 차지쉐어전압(Vcs)의 논리치를 반전시키는 인버터(81b)와, 인버터(81b)의 출력신호에 응답하여 차지쉐어전압(Vcs)을 부극성 스위칭부(75b)의 출력단(Nout)에 공급하는 제2 스위칭소자(SW2b)와, 부극성 비교부(76b)로부터의 제1 선택신호에 응답하여 부극성 프리차지전압(Vpc_neg)을 부극성 스위칭부(75b)의 출력단(Nout)에 공급하는 제3 스위칭소자(SW3b)와, 부극성 비교부(76b)로부터의 제2 선택신호에 응답하여 차지쉐어전압(Vcs)을 부극성 스위칭부(75b)의 출력단(Nout)에 공급하는 제4 스위칭소자(SW4b)를 구비한다. 부극성 비교부(76b)에 대해서는 이 후 상세히 설명하기로 한다.For the above operation, the
부극성 스위칭부(75b)의 제1 스위칭소자(SW1b)는 NMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 NMOS 트랜지스터는 출력인에이블신호(OE) 입력단에 출력단에 게이트단자, 출력버퍼(74)의 부극성 출력부(74b) 출력단에 소스단자, 부극성 스위칭부(75b) 출력단(Nout)에 드레인단자가 접속된다.The first switching device SW1b of the
부극성 스위칭부(75b)의 제2 스위칭소자(SW2b)는 PMOS 트랜지스터로 구성되 며, 이 PMOS 트랜지스터는 차지쉐어제어신호(CS)를 반전시키는 인버터(81b)의 출력단에 게이트단자, 차지쉐어전압(Vcs) 입력단에 소스단자, 부극성 스위칭부(75b) 출력단(Nout)에 드레인단자가 접속된다.The second switching device SW2b of the
부극성 스위칭부(75b)의 제3 스위칭소자(SW3b)는 NMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 NMOS 트랜지스터는 부극성 비교부(76b)의 AND 게이트(83b) 출력단에 게이트단자, 부극성 프리차지전압(Vpc_neg) 입력단에 소스단자, 부극성 스위칭부(75b) 출력단(Nout)에 드레인단자가 접속된다.The third switching device SW3b of the
부극성 스위칭부(75b)의 제4 스위칭소자(SW4b)는 PMOS 트랜지스터로 구성되며, 이 PMOS 트랜지스터는 부극성 비교부(76b)의 NAND 게이트(84b) 출력단에 게이트단자, 차지쉐어전압(Vcs) 입력단에 소스단자, 부극성 스위칭부(75b) 출력단(Nout)에 드레인단자가 접속된다.The fourth switching device SW4b of the
비교부(76)는 디지털 데이터의 최상위비트(MSB)와 프리차지제어신호(PC)의 논리연산으로 스위칭회로(75)의 정극성 스위칭부(75a)에 대하여 정극성 프리차지전압(Vpc_pos) 또는 차지쉐어전압(Vcs)의 선택적 출력을 지시하기 위한 정극성 제1 및 제2 선택신호를 발생하는 정극성 비교부(76a)와, 디지털 데이터의 최상위비트(MSB)와 프리차지제어신호(PC)의 논리연산으로 스위칭회로(75)의 부극성 스위칭부(75b)에 대하여 부극성 프리차지전압(Vpc_neg) 또는 차지쉐어전압(Vcs)의 선택적 출력을 지시하기 위한 부극성 제1 및 제2 선택신호를 발생하는 부극성 비교부(76b)를 구비한다.The
정극성 비교부(76a)는 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)와 프리차지제어신 호(PC)의 논리연산으로 스위칭회로(75)의 정극성 스위칭부(75a)에 대하여 정극성 프리차지전압(Vpc_pos) 출력을 지시하기 위한 정극성 제1 선택신호 및 차지쉐어전압(Vcs) 출력을 지시하기 위한 정극성 제2 선택신호를 발생한다. 다시 말해, 정극성 비교부(76a)는 프리차지제어신호(PC)의 논리값이 '1' 일 때 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '1'이면 정극성 스위칭부(75a)에 대하여 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout)에 정극성 프리차지전압(Vpc_pos)이 출력되도록 하는 정극성 제1 선택신호를 발생하며, 프리차지제어신호(PC)의 논리값이 '1' 일 때 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '0'이면, 정극성 스위칭부(75a)에 대하여 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout)에 차지쉐어전압(Vcs)이 출력되도록 하는 정극성 제2 선택신호를 발생한다. 이를 위하여, 정극성 비교부(76a)는 디지털 데이터의 최상위비트(MSB)와 프리차지제어신호(PC)의 반전논리곱으로 정극성 제1 선택신호를 발생하는 NAND 게이트(83a)와, 디지털 데이터의 최상위비트(MSB) 논리치를 반전시키는 인버터(85a)와, 이 인버터(85a)의 출력신호와 프리차지제어신호(PC)와의 논리곱으로 정극성 제2 선택신호를 발생하는 AND 게이트(84a)를 구비한다. 여기서, 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '0'일 경우 정극성 데이터전압의 절대치가 정극성 프리차지전압(Vpc_pos)의 절대치 미만이며, 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '1'일 경우 정극성 데이터전압의 절대치가 정극성 프리차지전압(Vpc_pos)의 절대치 이상을 의미한다는 것은 이미 설명한 바 있다. The
한편, 정극성 비교부(76a)에서 정극성 데이터전압과 정극성 프리차지전압(Vpc_pow)의 비교를 위해 참조하는 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 추출되는 위치는 회로설계에 따른 신호지연 등을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)는 제2 래치의 출력단에서 추출될 수 있으며, 제2 래치와 DAC(73) 사이에 전압스윙폭을 변환하기 위한 레벨쉬프터가 포함되는 경우 제2 래치의 출력단 또는 레벨쉬프터의 출력단에서 추출될 수 있다. 이는 아래의 부극성 비교부(76b)에서도 마찬가지이다.On the other hand, the position where the most significant bit (MSB) of the digital data referred to for comparison between the positive data voltage and the positive precharge voltage (Vpc_pow) by the
부극성 비교부(76b)는 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)와 프리차지제어신호(PC)의 논리연산으로 스위칭회로(75)의 부극성 스위칭부(75b)에 대하여 부극성 프리차지전압(Vpc_neg) 출력을 지시하기 위한 부극성 제1 선택신호와, 차지쉐어전압(Vcs) 출력을 지시하기 위한 부극성 제2 선택신호를 발생한다. 다시 말해, 부극성 비교부(76b)는 프리차지제어신호(PC)의 논리값이 '1' 일 때 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '1'이면 부극성 스위칭부(75b)에 대하여 스위칭회로(75)의 부극성 출력단(Nout)에 부극성 프리차지전압(Vpc_neg)이 출력되도록 하는 부극성 제1 선택신호를 발생하며, 프리차지제어신호(PC)의 논리값이 '1' 일 때 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '0'이면, 부극성 스위칭부(75b)에 대하여 스위칭회로(75)의 부극성 출력단(Nout)에 차지쉐어전압(Vcs)이 출력되도록 하는 부극성 제2 선택신호를 발생한다. 이를 위하여 부극성 비교부(76b)는 래치(72)로부터의 디지털 비디오신호 최상위비트(MSB)와 프리차지제어신호(PC)의 논리곱으로 부극성 제1 선택신호를 발생하는 AND 게이트(83b)와, 디지털 데이터의 최상위비트(MSB) 논리치를 반전시키는 인버터(85b)와, 이 인버터(85b)의 출력신호와 프리차지제어신호(PC)와의 반전논리곱으로 부극성 제2 선택신호를 발생하는 NAND 게이트(84b)를 구비한다. 여 기서, 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '0'일 경우 부극성 데이터전압의 절대치가 부극성 프리차지전압(Vpc_neg)의 절대치 미만이며, 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)가 '1'일 경우 부극성 데이터전압의 절대치가 부극성 프리차지전압(Vpc_neg)의 절대치 이상을 의미한다는 것은 이미 설명한 바 있다. The
한편, 상기 비교기(75) 및 스위칭회로(75)의 회로구성에서 '인버터 - PMOS 트랜지스터'의 조합은 'NMOS 트랜지스터'로 대체 가능하며, 'NMOS 트랜지스터'는 '인버터 - PMOS 트랜지스터'의 조합으로 대체 가능하다. 또한, 'NAND 게이트 - PMOS 트랜지스터'의 조합은 'AND 게이트 - NMOS 트랜지스터'의 조합으로 대체 가능하며, 'AND 게이트 - NMOS 트랜지스터'의 조합은 'NAND 게이트 - PMOS 트랜지스터'의 조합으로 대체 가능하다.Meanwhile, in the circuit configurations of the
상술한 스위칭회로(75) 및 비교부(76)의 동작, 즉, 출력인에이블신호(OE), 차지쉐어제어신호(CS), 프리차지제어신호(PC)의 발생 타이밍 및 논리값(0 또는 1)과 디지털 데이터의 최상위 비트(MSB)의 상태에 따른 스위칭소자들(SW1a 내지 SW4b)의 동작상태(ON 또는 OFF) 및 스위칭회로(75)의 정극성 및 부극성 출력단(Pout, Nout)의 출력을 도 10에 정리하여 나타내었다.The operation timing of the switching
MUX(77)는 스위칭회로(75)의 정극성 출력단(Pout) 또는 부극성 출력단(Nout)의 출력을 극성제어신호(POL)에 따라 선택적으로 데이터라인(DL)에 공급한다.The
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 차지쉐어전압으 로 액정셀을 1차 프리차지시킨 후, 차지쉐어전압보다 절대치가 높은 프리차지전압과 액정셀에 공급될 데이터전압을 비교하여 데이터전압의 절대치가 프리자치전압의 절대치보다 높은 경우 프리자치전압으로 액정셀을 2차 프리차지시키고, 데이터전압의 절대치가 프리자치전압의 절대치보다 낮은 경우 차지쉐어전압으로 액정셀을 2차 프리차지시킴으로써 액정셀이 데이터전압보다 높은(낮은) 전압으로 프리차지되는 것을 방지하여, 즉 액정셀이 데이터전압 이상으로 오버차지되는 것을 방지하여 데이터 집적회로의 발열 온도를 낮추고 소비전력을 줄일 수 있다.As described above, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, after precharging the liquid crystal cell with the charge share voltage, the precharge voltage having an absolute value higher than the charge share voltage is compared with the data voltage to be supplied to the liquid crystal cell. Therefore, if the absolute value of the data voltage is higher than the absolute value of the pre-autonomous voltage, the liquid crystal cell is secondly precharged with the pre-autonomous voltage. By charging, the liquid crystal cell is prevented from being precharged to a voltage higher (lower) than the data voltage, that is, the liquid crystal cell is prevented from being overcharged above the data voltage, thereby lowering the heat generation temperature of the data integrated circuit and reducing power consumption.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (10)
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Publication Number | Publication Date |
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KR1020060004923A KR20070076022A (en) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Liquid crystal display and driving method thereof |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105513520A (en) * | 2014-10-13 | 2016-04-20 | 三星显示有限公司 | Method and system for driving display panel and display apparatus for performing method |
KR20170036853A (en) * | 2015-09-18 | 2017-04-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | Data driving circuit, display device including the same, and method for driving display device |
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2006
- 2006-01-17 KR KR1020060004923A patent/KR20070076022A/en not_active Application Discontinuation
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CN105513520B (en) * | 2014-10-13 | 2021-07-16 | 三星显示有限公司 | Method and system for driving display panel and display device for performing the method |
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