KR20090071083A - 액정표시장치의 데이터 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 액정패널상에 부분적으로 화면을 디스플레이할 때 디스플레이되지 않는 영역의 화소신호에 대해서도 스위칭 기능을 수행하여 불필요하게 전력이 낭비되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 입력되는 디지털의 RGB 데이터를 아날로그의 영상신호로 변환하여 출력함과 아울러, 라인별로 극성을 전환하여 출력하는 D/A변환기와; 상기 D/A변환기에 의해 변환된 아날로그의 RGB 화소신호를 완충증폭하는 출력버퍼부와; 상기 출력버퍼부에서 출력되는 RGB 화소신호를 스위칭 동작으로 선택하여 액정패널상의 데이터라인에 출력함에 있어서, 디스플레이 구간에서만 스위칭 동작하고 넌디스플레이 구간에서는 스위칭 동작하지 않는 멀티플렉서부에 의해 달성된다.
멀티플렉서,소비전력

Description

액정표시장치의 데이터 구동회로{DATA OPERATING CIRCUIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치의 구동기술에 관한 것으로, 특히 액정패널상에 부분적으로 화면을 디스플레이할 때 디스플레이되지 않는 영역의 화소신호에 대해 스위칭 동작하여 불필요하게 전력이 낭비되는 것을 방지하는데 적당하도록 한 액정표시장치의 데이터 구동회로에 관한 것이다.
최근, 정보기술(IT)의 발달에 따라 평판표시장치는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 한층 강조되고 있으며, 향후 보다 향상된 경쟁력을 확보하기 위해 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등이 요구되고 있다.
평판표시장치의 대표적인 표시장치인 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 박형, 소형, 저소비전력 및 고화질 등의 장점이 있다.
이와 같은 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다. 따라서, 액정 표시장치는 화상을 구현하는 최소 단위인 화소들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되는 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하기 위한 구동부를 구비한다. 그리고, 상기 액정표시장치는 스스로 발광하지 못하기 때문에 액정표시장치에 광을 공급하는 백라이트 유닛이 구비된다. 상기 구동부는 타이밍 콘트롤러를 비롯하여 데이터 구동부와 게이트 구동부를 구비한다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 게이트 구동부(12) 및 데이터 구동부(13)의 구동을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC) 및 데이터 제어신호(DDC)를 출력함과 아울러, 디지털의 적녹청색(RGB) 데이터를 샘플링한 후에 재정렬하여 출력하는 타이밍 콘트롤러(11)와; 액정 패널(14)의 각 게이트라인(GL1∼GLn)에 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부(12)와; 상기 액정 패널(14)의 각 데이터라인(DL1∼DLm)에 화소신호를 공급하는 데이터 구동부(13)와; 상기 게이트신호와 화소신호에 의해 구동되는 액정셀(CLC)을 매트릭스 형태로 구비하여 화상을 표시하는 액정패널(14)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.
타이밍 콘트롤러(11)는 시스템으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호와 클럭신호를 이용하여 게이트 구동부(12)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(13)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)를 출력한다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(11)는 상기 시스템으로부터 입력되는 디지털의 RGB 데이터를 샘플링한 후에 이를 재정렬하여 데이터 구동부(13)에 공급한다.
상기 게이트 제어신호(GDC)의 예로써, 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 시프트 클럭(GSC), 게이트 아웃 인에이블(GOE) 등이 있고, 데이터 제어신호(DDC)의 예로써, 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 시프트 클럭(SSC), 소스 아웃 인에이블(SOE), 극성신호(POL) 등이 있다.
게이트 구동부(12)는 상기 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트라인(GL1∼GLn)에 게이트신호를 순차적으로 공급하고, 이에 의해 게이트라인(GL1∼GLn)에 접속된 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인 단위로 구동된다.
데이터 구동부(13)는 상기 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 상기 RGB 데이터를 계조값에 대응하는 아날로그의 화소신호(데이터신호 또는 데이터전압)로 변환하고, 이렇게 변환된 화소신호를 액정패널(14)상의 데이터라인(DL1∼DLm)에 공급한다.
액정패널(14)은 데이터라인(DL1∼DLm)과 게이트라인(GL1∼GLn)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 액정셀(CLC)을 매트릭스 형태로 구비하는데, 이와 같은 액정셀(CLC)들이 상기 화소신호와 게이트신호에 의해 구동되어 목적한 화상을 표시할 수 있게 된다.
한편, 도 2는 상기 액정패널(14)상에 부분적으로 디스플레이되는 화면의 일예를 나타낸 것이다. 상기 도 2에서 띠 형상의 중앙 영역이 영상이 디스플레이되는 디스플레이 영역(diaplay area)(21)이고, 그 디스플레이 영역(21)의 상하측 영역은 영상이 디스플레이되지 않는 넌디스플레이 영역(Non-diaplay area)(22A),(22B)이다.
그리고, 도 3의 (a)-(c)는 상기 액정패널(14)에 상기 도 2와 같은 화면을 디스플레이할 때, 상기 데이터 구동부(13)에서 그 액정패널(14)에 RGB 화소신호를 출력하기 위한 멀티플렉서부의 스위칭제어신호의 파형도이다. 즉, 상기 도 3의 (a)-(c)에서 '로우' 신호는 상기 데이터 구동부(13) 내에서 그 액정패널(14)상의 각 화소(pixel)에 RGB 화소신호를 출력하기 위해 멀티플렉서부에 공급되는 스위칭 제어신호이다.
여기서, 상기 멀티플렉서부는 피모스 트랜지스터(P채널 모스 트랜지스터)로 구현한 것을 예로 하여 설명한다. 이와 같은 경우, 상기 도 3의 (a)-(c)의 스위칭 제어신호는 상기 피모스 트랜지스터의 게이트에 공급되는 신호로서 이의 '로우' 구간에서 그 피모스 트랜지스터가 턴온되고, 이에 의해 RGB 화소신호 중 해당 화소신호가 선택되어 데이터라인(DL)을 통해 해당 화소(서브픽셀)에 출력된다.
상기 도 2에서와 같이 화면의 일부에만 영상을 디스플레이하는 경우 해당 디스플레이 영역(21)의 화소신호만 출력하면 되므로 상기 스위칭 제어신호도 디스플레이 영역(21)에서만 인에이블시키고, 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에서는 인에이블시킬 필요가 없다.
도 3의 (a)-(c)에서 'DP'는 상기 디스플레이 영역(21)에 대응하여 출력되는 구간의 스위칭 제어신호이고, 'NDP_A','NDP_B'는 상기 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에 대응하여 출력되는 구간의 스위칭 제어신호이다.
이와 같이, 종래의 액정표시장치에서는 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에 대한 구간(NDP_A),(NDP_B)에서도 스위칭제어신호를 인에이블시키게 되어 있었다. 이에 따라, 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에서 멀티플렉서부의 멀티플렉서들이 불필요하게 스위칭 동작되어 많은 전력이 소모되었다.
도 4는 액정표시장치에서 백라이트를 제외한 패널 전체의 소비전력(전류) 분포를 나타낸 것으로, 패널 전체의 소비전력이 8.53mW일 때 상기 멀티플렉서부를 구동하는데 소모되는 전력이 2.81mW인 것을 나타낸 것이다.
이와 같이 종래의 액정표시장치에 있어서는 전체 화면 중 일부에 영상을 디스플레이할 때 해당 영역에서만 멀티플렉서들을 선택적으로 구동시키지 않고, 전체 영역에 걸쳐 구동시키게 되어 있어 그만큼 불필요하게 많은 전력이 소모되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전체 화면 중 일부에 영상을 디스플레이할 때 해당 구간에서만 멀티플렉서들이 스위칭 동작하도록 하여, 불필요한 스위칭 동작으로 인하여 전력이 소모되는 것을 방지하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, D/A변환기에 의해 변환된 아날로그의 RGB 화소신호를 완충증폭하여 출력하는 출력버퍼부와; 상기 출력버퍼부에서 출력되는 RGB 화소신호를 스위칭 동작으로 선택하여 액정패널상의 데이터라인에 출력함에 있어서, 디스플레이 구간에서만 스위칭 동작하고 넌디스플레이 구간에서는 동작하지 않는 멀티플렉서부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 데이터 구동회로의 멀티플렉서부에서 RGB 화소신호를 스위칭 동작으로 선택하여 액정패널의 데이터라인에 출력할 때, 디스플레이 구간에서만 스위칭 동작하고 넌디스플레이 구간에서는 동작하지 않는다. 따라서, 멀티플렉서부가 넌디스플레이 구간에서 불필요하게 스위칭동작하여 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 의한 액정표시장치의 데이터 구동회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 외부로부터 입력되는 소스 스타트 펄스(SSP)를 클럭신호의 1주기마다 쉬프트시키면서 소정 개수의 샘플링신호를 생성하는 쉬프트레지스터/콘트롤 로직부(51)과; 외부로부터 입력되는 적녹청색(RGB)의 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여 출력하는 직렬/병렬변환기 및 콘트롤로직부(52)와; 상기 쉬프트레지스터/콘트롤 로직부(51)로부터 입력되는 샘플링신호에 응답하여 상기 직렬/병렬변환기 및 콘트롤로직부(52)로부터 입력되는 데이터를 순차적으로 저장한 후, 그 저장된 데이터를 D/A 변환기(54)에 출력하는 2라인 래치(53)와; 상기 2라인 래치(53)로부터 입력되는 디지털의 RGB 데이터를 아날로그의 영상신호로 변환하여 출력함과 아울러, 라인별로 극성을 전환하여 출력하는 D/A변환기(54)와; 상기 D/A변환기(54)에 의해 변환된 아날로그의 RGB 화소신호를 완충증폭하여 출력하는 출력버퍼부(55)와; 상기 출력버퍼부(55)에서 출력되는 RGB 화소신호를 스위칭제어신호(CTL)에 따라 스위칭 동작으로 선택하여 액정패널상의 데이터라인에 출력함에 있어서, 디스플레이 구간에서만 스위칭 동작하고 넌디스플레이 구간에서는 동작하지 않고 블랙 또는 화이트 레벨의 신호를 출력하는 멀티플렉서부(56)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 2, 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
쉬프트레지스터/콘트롤 로직부(51)는 외부로부터 소스 스타트 펄스(SSP)를 입력받아 클럭신호의 1주기마다 그 소스 스타트 펄스(SSP)를 쉬프트시켜 가면서 순차적으로 소정 개수의 샘플링신호를 생성한다. 이를 위해 상기 쉬프트레지스터/콘트롤 로직부(51)는 소정 개수의 쉬프트레지스터를 구비한다.
직렬/병렬변환기 및 콘트롤로직부(52)는 외부로부터 입력되는 RGB 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여 이를 2라인 래치부(53) 측으로 전달하는 역할을 수행한다.
2라인 래치부(53)는 실질적으로 샘플링 래치부와 홀딩 래치부로 이루어진다. 상기 샘플링 래치부는 상기 쉬프트레지스터/콘트롤 로직부(51)로부터 순차적으로 공급되는 샘플링신호에 응답하여, 상기 직렬/병렬변환기 및 콘트롤로직부(52)로부터 공급되는 RGB 데이터를 순차적으로 저장한다. 이를 위하여, 상기 샘플링 래치부는 소정 개수의 샘플링 래치를 구비한다. 그리고, 상기 홀딩 래치부는 상기 샘플링 래치부로부터 RGB 데이터를 입력받아 저장하였다가 이를 D/A 변환기(55)에 출력한다. 이를 위해 상기 홀딩 래치부 또한 소정 개수의 홀딩 래치를 구비한다.
D/A변환기(54)는 실질적으로 채널 수에 상응하는 개수의 D/A변환기로 이루어지며, 이들은 상기 홀딩 래치부로부터 입력되는 디지털 RGB 데이터를 감마기준전압 발생기(도면에 미표시)의 기준전압을 이용하여 아날로그의 RGB 영상신호로 변환한다. 그리고, 상기 D/A변환기(54)는 상기와 같이 디지털 RGB 데이터를 아날로그의 RGB 영상신호로 변환하여 출력할 때, 극성신호(POL)를 근거로 데이터를 라인별로 극성전환하여 출력하게 된다.
출력 버퍼부(55)는 상기 D/A변환기(54)에 의해 변환된 아날로그의 RGB 화소신호를 완충증폭하여 출력한다.
멀티플렉서부(56)는 스위칭제어신호(CTL)에 따라, 상기 출력버퍼부(55)에서 출력되는 RGB 화소신호 중 해당 신호를 스위칭 동작으로 선택하여 액정패널상의 데이 터라인에 출력하게 되는데, 디스플레이 구간에서만 스위칭 동작하고 넌디스플레이 구간에서는 스위칭 동작하지 않고 블랙 또는 화이트 레벨의 신호를 출력한다.
여기서, 상기 멀티플렉서부(56)의 멀티플렉서들은 피모스 트랜지스터(P채널 모스 트랜지스터)나 엔모스 트랜지스터(N채널 모스 트랜지스터)로 구현한 것을 예로 하여 설명한다.
상기 멀티플렉서부(56)의 멀티플렉서들을 피모스 트랜지스터로 구현한 경우, 그 피모스 트랜지스터의 게이트에 공급되는 스위칭제어신호(CTL)의 예를 도 6의 (a)-(c)에 나타내었다.
즉, 상기 스위칭제어신호(CTL)는 도 6의 (a)-(c)에서와 같이 도 2의 디스플레이 영역(21)에 대응되는 디스플레이 구간(DP)에서 인에이블되지만, 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에 대응되는 넌디스플레이 구간(NDP_A),(NDP_B)에서는 디스에이블되는 것을 알 수 있다.
상기 넌디스플레이 구간(NDP_A),(NDP_B)에서 해당 RGB 화소신호 레벨은 블랙 또는 화이트 레벨로 설정된다.
상기 멀티플렉서들을 엔모스 트랜지스터로 구현한 경우, 그 피모스 트랜지스터의 게이트에 공급되는 스위칭제어신호(CTL)를 도 7의 (a)-(c)에 나타내었다.
여기에서도 상기와 마찬가지로, 상기 스위칭제어신호(CTL)는 도 2의 디스플레이 영역(21)에 대응되는 디스플레이 구간(DP)에서 인에이블되지만, 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에 대응되는 넌디스플레이 구간(NDP_A),(NDP_B)에서는 디스에이블되는 것을 알 수 있다.
이와 같이 디스플레이 영역(21)에서는 멀티플렉서의 스위칭 제어신호(CTL)를 인에이블시켜 상기 출력버퍼부(55)로부터 입력되는 RGB 화소신호 중에서 해당 RGB 화소신호가 액정패널상의 해당 화소에 공급되도록 하고, 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에서는 그 스위칭 제어신호(CTL)를 디스에이블시키고 이때 해당 화소에 블랙 또는 화이트 레벨의 신호가 공급되게 함으로써, 멀티플렉서들이 불필요하게 동작되어 전력이 소모되는 일이 없게 된다.
상기 멀티플렉서부(56)는 여러 용도에 상응되게 구성될 수 있는데, 예를 들어 상기 출력버퍼부(55)에서 출력되는 RGB 화소신호를 스트라이프(stripe) 타입의 화소배열 또는 델타(delta) 타입의 화소배열에 적당하도록 변환하여 출력하는 용도로 사용할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 멀티플렉서부(56)는 상기 스위칭 제어신호(CTL)에 따라 상기 RGB 화소신호를 R,G,B,R,G,B… 순으로 또는 B,R,G,B,R,G… 순으로 또는 G,B,R,G,B,R…순으로 출력한다.
상기 멀티플렉서부(56)는 이밖에도 여러 용도로 사용할 수 있는데, 본 발명의 요지는 어느 용도로 사용하는데 있는 것이 아니라, 넌디스플레이 영역(22A),(22B)에 대응되는 넌디스플레이 구간(NDP_A),(NDP_B)에서 상기 설명에서와 같이 스위칭 동작을 하지 않아 전력이 낭비되는 것을 방지하는데 있다.
도 8은 상기 멀티플렉서부(56)를 상기와 같이 구동하는 경우 소비전력(소비전류)이 얼마나 절약되는지를 종래와 비교한 표로서, 본 발명을 이용하는 경우 멀티플렉서들의 스위칭 동작으로 0.7mW의 전력이 소모되는 것에 비하여 종래 기술을 이 용하는 경우 2.11mW의 전력이 소모되는 것을 알 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 블록도.
도 2는 액정패널상에 부분적으로 디스플레이되는 화면의 예시도.
도 3의 (a)-(c)는 종래 기술에 의한 멀티플렉서부의 스위칭제어신호의 파형도.
도 4는 종래 기술에 의한 멀티플렉서의 소비전력 비교표.
도 5는 본 발명에 의한 액정표시장치의 데이터 구동회로의 블록도.
도 6(a)-(c)는 피모스 트랜지스터로 구성된 멀티플렉서의 스위칭 제어신호의 파형도.
도 7의 (a)-(c)는 엔모스 트랜지스터로 구성된 멀티플렉서의 스위칭 제어신호의 파형도.
도 8은 본 발명에 의한 멀티플렉서의 소비전력을 종래와 비교한 표.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
51:쉬프트레지스터/콘트롤 로직부 52:직렬/병렬변환기 및 콘트롤로직부
53:2라인 래치 54:D/A변환기
55:출력버퍼부 56:멀티플렉서부

Claims (3)

  1. 쉬프트레지스터/콘트롤 로직부로부터 입력되는 샘플링신호에 응답하여 직렬/병렬변환기 및 콘트롤로직부로부터 입력되는 데이터를 순차적으로 저장하였다가 출력하는 래치와;
    상기 래치로부터 입력되는 디지털의 RGB 데이터를 아날로그의 영상신호로 변환하여 출력함과 아울러, 라인별로 극성을 전환하여 출력하는 D/A변환기와;
    상기 D/A변환기에 의해 변환된 아날로그의 RGB 화소신호를 완충증폭하여 출력하는 출력버퍼부와;
    상기 출력버퍼부에서 출력되는 RGB 화소신호를 스위칭 동작으로 선택하여 액정패널상의 데이터라인에 출력함에 있어서, 디스플레이 구간에서만 스위칭 동작하고 넌디스플레이 구간에서는 스위칭 동작하지 않는 멀티플렉서부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 멀티플렉서부의 멀티플렉서들은 피모스 트랜지스터 또는 엔모스 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 멀티플렉서부는 넌디스플레이 구간에서 RGB 화소신호를 블랙 또는 화이트 레벨로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터 구동회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103531167A (zh) * 2013-10-23 2014-01-22 天利半导体（深圳）有限公司 一种串/并行数据控制电路
KR20140134104A (ko) * 2013-05-13 2014-11-21 주식회사 실리콘웍스 표시 장치의 가비지 프로세싱 회로

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