KR20110088797A

KR20110088797A - 액정표시장치의 소스 드라이버 회로

Info

Publication number: KR20110088797A
Application number: KR1020100008474A
Authority: KR
Inventors: 임헌용; 최정환; 김언영; 나준호; 김대성; 한대근
Original assignee: 주식회사 실리콘웍스
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-04
Also published as: TW201126502A; TWI441148B; JP5848261B2; CN102770898A; JP2013518307A; US20120299903A1; US8913048B2; WO2011093550A1; KR101111529B1; CN102770898B

Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 파워 온 시 유효데이터가 입력되기 전에 잡음성 데이터가 디스플레이되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, VCC 전원전압과 VDD 전원전압을 분압하여 출력함에 있어서, VDD 전원전압의 중간레벨을 VCC 전원전압의 레벨보다 낮게 분압하여 출력하는 전원전압 입력부와; 상기 전원전압 입력부로부터 분압되어 입력되는 전압을 비교하여 상기 VDD 전원전압의 중간레벨보다 VCC 전원전압의 레벨이 높게 나타나는 구간에서 출력전압을 '하이'로 출력하는 전원전압 비교부와; 상기 전원전압 비교부의 출력전압을 리세트신호로 출력함에 있어서, 외부 환경에 민감하게 반응하는 것을 방지하기 위한 슈미트트리거와; 상기 슈미트트리거로부터 입력되는 리세트신호와 첫 번째의 게이트 스타트펄스의 사이 구간에서 특정 레벨의 전압을 출력하는 특정전압 공급부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 소스 드라이버 회로{SOURCE DRIVER CIRCUIT FOR LCD}

본 발명은 액정표시장치의 소스 드라이버 구동기술에 관한 것으로, 특히 파워 온 시 소스 드라이버로부터 액정표시패널에 잡음성 데이터가 공급되어 불량 화면이 디스플레이되는 것을 방지할 수 있도록 한 액정표시장치의 소스 드라이버 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 복수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 서로 수직한 방향으로 배열되어 매트릭스 형태의 픽셀영역을 갖는 액정표시패널과, 액정표시패널에 구동 신호와 데이터 신호를 공급하는 구동회로부와, 액정표시패널에 광원을 제공하는 백라이트를 구비한다.

그리고, 상기 구동회로부는 액정표시패널의 각 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 소스 드라이버와, 액정표시패널의 각 게이트 라인에 게이트 구동 펄스를 인가하는 게이트 드라이버와, 액정표시패널의 구동 시스템으로부터 입력되는 디스플레이 데이터와 수직 및 수평동기신호 그리고 클럭신호 등 제어신호를 입력받아 소스 드라이버와 게이트 드라이버가 화면을 재생하기에 적합한 타이밍으로 출력하는 타이밍 콘트롤러 등을 구비한다.

도 1은 종래 액정표시패널의 파워 온 시퀀스를 나타낸 것이다.

제1전원전압(VCC)이 목표 레벨로 상승될 때 또 다른 제2전원전압(VDD)은 중간 레벨로 상승된다. 이때, 리세트신호(Reset)가 목표 레벨을 향해 상승되기 시작하고, 상기 전원원압(VDD)은 t1 시간 동안 중간 레벨로 유지된 후 최종 목표 레벨로 상승된다. 이후, t2 시간이 경과되면 상기 리세트신호(Reset)가 목표 레벨에 도달된다. 이후, t3 시간이 경과되고 t4 시간이 시작될 때 첫 번째의 게이트 스타트 펄스(GSP)가 공급되고, 이어서 타이밍 콘트롤러 및 소스 드라이버를 통해 유효 데이터(Valid data)가 공급되기 시작한다. 여기서, 상기 제1전원전압(VCC)은 소스 드라이버의 로직회로를 구동하는 전원전압이고, 제2전원전압(VDD)은 소스 드라이버를 구동하는 전원전압이다.

상기 설명에서와 같이 소스 드라이버로부터 액정표시패널에 유효 데이터가 공급되기 전에 두 개의 전원전압이 시차를 두고 인가되는데, 이와 같은 경우 소스 드라이버 내의 출력버퍼의 입력단이 플로팅되어 t2~t3 구간에 불분명한 잡음성의 데이터가 액정표시패널에 공급된다. 이에 따라, 상기 t2~t3 구간에서 도 2의 (a)에서와 같이 노이즈 형태의 화면이 디스플레이되고, 이후 t4 구간에서부터 도 2의 (b)에서와 같이 정상적인 디스플레이 동작이 이루어진다.

이와 같이, 종래의 소스 드라이버를 사용하는 경우, 액정표시패널에 유효 데이터를 출력하기 전에 액정표시패널에 불분명한 잡음성 데이터를 출력하였다. 이로 인하여, 액정표시패널에 잡음성 화상이 디스플레이되어 사용자에게 불쾌감을 줄 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 파워 온 후 소스 드라이버로부터 액정표시패널에 유효 데이터가 공급되기 전에 소스 드라이버 내의 출력버퍼를 통해 특정 레벨의 전압을 공급하여 잡음성 불량화면이 디스플레이되는 것을 방지하는데 있다.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

제1전원전압과 제2전원전압을 분압하여 출력함에 있어서, 제2전원전압의 중간레벨을 제1전원전압의 레벨보다 낮게 분압하여 출력하는 전원전압 입력부와;

상기 전원전압 입력부로부터 분압되어 입력되는 전압을 비교하여 상기 제2전원전압의 중간레벨보다 제1전원전압의 레벨이 높게 나타나는 구간에서 출력전압을 '하이'로 출력하는 전원전압 비교부와;

상기 전원전압 비교부의 출력전압을 리세트신호로 출력함에 있어서, 외부 환경에 민감하게 반응하는 것을 방지하기 위한 슈미트트리거와;

상기 슈미트트리거로부터 입력되는 리세트신호와 첫 번째의 게이트 스타트펄스의 사이 구간에서 특정 레벨의 전압을 출력하는 특정전압 공급부 및,

파워가 온된 직후 상기 특정전압 공급부로부터 공급되는 특정 레벨의 전압을 액정표시패널의 데이터라인에 출력한 후 유효 데이터를 출력하는 출력버퍼부로 구성함을 특징으로한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,

파워가 온된 후 유효데이터가 입력될 때까지 출력버퍼들의 출력단자와 해당 데이터라인들을 개방시키는 다수의 출력스위치와;

상기 파워가 온된 직후부터 유효데이터가 입력될 때까지 상기 데이터라인들을 서로 연결시켜 차지쉐어링이 이루어지도록 하는 다수의 차지쉐어링 스위치와;

상기 출력스위치 및 차지쉐어링 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 액정표시장치에서 파워가 온된 직후부터 데이터라인을 통해 액정표시패널에 유효 데이터가 입력될 때까지 데이터라인에 강제로 특정 레벨의 전압을 공급함으로써, 잡음성 불량화면이 디스플레이되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 액정표시장치에서 파워가 온된 직후부터 데이터라인을 통해 액정표시패널에 유효 데이터가 입력될 때까지 데이터라인에 연결된 출력버퍼의 출력단자들을 개방시키고, 각 데이터라인을 서로 연결시켜 차지 쉐어링이 이루어지도록 함으로써, 잡음성 불량화면이 디스플레이되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

이에 의해, 제품에 대해 신뢰감이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 액정표시패널의 파워 온 시퀀스를 나타낸 파형도.
도 2의 (a),(b)는 종래 액정표시장치에서 초기 구동시 불량화면이 디스플이된 후 정상화면이 디스플레이되는 것을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 소스 드라이버 회로의 실시예를 나타낸 블록도.
도 4는 도 3에서 전원전압 입력부의 상세 회로도.
도 5는 도 3 각부의 출력 파형도.
도 6은 도 3에서 전원전압 비교부의 상세 회로도.
도 7은 전원전압 비교부의 입력전압 및 출력전압의 파형도.
도 8의 (a),(b)는 본 발명의 액정표시장치에서 초기 구동시 유효데이터가 입력되기 전후에 모두 정상화면이 디스플레이되는 것을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명에 의한 액정표시장치의 소스 드라이버 회로의 다른 실시예를 나타낸 블록도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치의 소스 드라이버 회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 전원전압 입력부(31), 전원전압 비교부(32), 슈미트트리거(33), 특정전압 공급부(34) 및 출력버퍼부(35)로 구성된다.

전원전압 입력부(31)는 서로 다른 레벨의 제1,2 전원전압(VCC),(VDD)을 소정 비율로 분압하여 출력하는 역할을 수행한다.

도 4는 상기 전원전압 입력부(31)의 구현예를 보인 회로도로서, 스위칭용 피모스 트랜지스터(HP1), 상위 분압전압출력부(41), 스위칭용 피모스 트랜지스터(LP1), 하위 분압전압출력부(42)로 구성된다.

도 5에서와 같이 제2전원전압(VDD)이 중간 레벨로 유지되는 t1 구간에서 상위 파워다운신호(H_PD)에 의해 피모스 트랜지스터(HP1)가 턴온된다. 따라서, 상기 제2전원전압(VDD)이 상기 피모스 트랜지스터(HP1)를 통해 상위 분압전압출력부(41)에 전달된다. 이때, 상기 상위 분압전압출력부(41)는 직렬접속된 두 저항(HR1),(HR2)으로 상기 피모스 트랜지스터(HP1)를 통해 공급되는 제2전원전압(VDD)을 분압하여 상위 분압전압(H_OUT)을 전원전압 비교부(32)의 상위 입력전압(H_IN)으로 공급한다.

또한, 상기 t1 구간에서 하위 파워다운신호(L_PD)에 의해 피모스 트랜지스터(LP1)가 턴온된다. 따라서, 상기 제1전원전압(VCC)이 상기 피모스 트랜지스터(LP1)를 통해 하위 분압전압출력부(42)에 전달된다. 이때, 상기 하위 분압전압출력부(42)는 직렬접속된 두 저항(LR1),(LR2)으로 상기 피모스 트랜지스터(LP1)를 통해 공급되는 제1전원전압(VCC)을 분압하여 하위 분압전압(L_OUT)을 전원전압 비교부(32)의 하위 입력전압(L_IN)으로 공급한다.

도 7에서와 같이 원래 제1전원전압(VCC)은 제2전원전압(VDD)의 중간 레벨보다 낮다. 하지만, 상기 상위 분압전압출력부(41)의 저항(HR1),(HR2)의 비율과 하위 분압전압출력부(42)의 저항(LR1),(LR2)의 비율을 적절히 설정하여, t1 구간에서 전원전압 비교부(32)에 공급되는 하위 입력전압(L_IN)이 상위 입력전압(H_IN)보다 높도록 하였다.

전원전압 비교부(32)는 상기 전원전압 입력부(31)로부터 입력되는 상기 하위 입력전압(L_IN)과 상위 입력전압(H_IN)를 비교하여 그 하위 입력전압(L_IN)이 상위 입력전압(H_IN)보다 높게 나타나는 t1 구간에서 출력신호(OUT)를 '하이'로 출력한다.(도 7 참조)

도 6은 상기 전원전압 비교부(32)의 구현예를 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 인에이블부(61), 비교부(62), 로드부(63)로 구성된다.

인에이블부(61)는 직렬 접속된 피모스 트랜지스터(CP1),(CP2)를 구비한다. 상기 t1 구간에서 상기 파워다운신호(PD)가 '로우'로 공급되어 상기 피모스 트랜지스터(CP1)가 턴온된다. 이에 따라, 제1전원전압(VCC)이 상기 피모스 트랜지스터(CP1),(CP2)를 통해 비교부(62)에 전달된다.

비교부(62)는 피모스 트랜지스터(CP3),(CP4)를 구비하는데, 이들은 소스 공통접속점을 통해 상기 제1전원전압(VCC)을 공급받고, 게이트로 상기 하위 입력전압(L_IN), 상위 입력전압(H_IN)을 각기 공급받는다.

따라서, 상기 설명에서와 같이 t1 구간에서 상기 하위 입력전압(L_IN)이 상위 입력전압(H_IN)보다 높으므로, 상기 피모스 트랜지스터(CP3)가 턴오프되는 반면 피모스 트랜지스터(CP4)가 턴온된다.

부하부(63)는 엔모스 트랜지스터(CN1),(N2)를 구비하는데, 상기 피모스 트랜지스터(CP3)의 턴오프에 의해 노드(N1)가 '로우' 상태이므로 그 엔모스 트랜지스터(CN1),(N2)가 턴오프 상태로 유지된다.

이에 따라, 상기 비교부(62)의 피모스 트랜지스터(CP4)를 통해 도 7에서와 같이 출력전압(OUT)이 '하이'로 출력된다.

결국, 전원전압 비교부(32)는 도 5 및 도 7에서와 같이 제1전원전압(VCC)이 목표레벨로 상승된 후부터 제2전원전압(VDD)이 최종 목표 레벨로 상승되기 시작하는 구간 즉, 상기 제2전원전압(VDD)이 중간 레벨로 유지되는 t1 구간에서 리세트신호(Reset)를 '하이'로 출력한다.

슈미트트리거(33)는 상기 전원전압 비교부(32)를 통해 발생되는 출력전압(OUT)을 리세트신호(Reset)로 사용함에 있어서, 외부 환경(노이즈)에 의해 너무 민감하게 반응하지 않고 안정된 형태를 유지할 수 있도록 하기 위해 사용되었다.

특정전압 공급부(34)는 도 5에서와 같이 리세트신호(Reset)와 특정전압(SV)을 논리조합하여 t2,t3 구간에서 특정 전압(SV)을 출력한다. 상기 특정전압 공급부(34)에서 출력되는 특정전압(SV)은 출력버퍼부(35)의 출력버퍼(BUF1),(BUF2)를 통해 액정표시패널의 데이터라인에 공급된다. 도 3에서는 출력버퍼부(35)에 한 쌍의 출력버퍼(BUF1),(BUF2)가 구비된 것으로 표현하였으나, 이와 같은 출력버퍼들이 필요한 개수만큼 구비된다.

이에 따라, 도 8의 (a)에서와 같이 액정표시패널 상에 불분명한 잡음성 화상이 디스플레이되지 않는다.

이후, t4 구간부터 상기 특정전압(SV)이 더 이상 상기 출력버퍼부(35)의 출력버퍼(BUF1),(BUF2)에 공급되지 않고, 이때부터 유효 데이터(Valid data)가 상기 출력버퍼(BUF1),(BUF2)를 통해 액정표시패널의 데이터라인에 공급된다.

이에 따라, 도 8의 (b)에서와 같이 유효 데이터에 의해 정상적으로 디스플레이되는 화면이 나타난다.

상기 출력버퍼부(35)의 출력버퍼(BUF1),(BUF2)는 상기 특정전압(SV)과 유효 데이터(Valid data)를 하나의 입력단자를 통해 시간 차이를 두고 입력받을 수 있고, 별도의 스위치를 구비하여 선택적으로 입력받을 수 있다.

상기 도 3에서 엔모스 트랜지스터(NM)는 상기 t2,t3 구간이 경과된 후 하위 파워다운신호(L_PD)에 의해 턴온되어 상기 전원전압 비교부(32)에서 출력되는 전압(OUT)을 접지단자(VSS)로 뮤팅시켜 그 출력전압(OUT)이 무효화되도록 하기 위해 사용된 것이다.

한편, 도 9는 본 발명의 액정표시장치의 소스 드라이버 회로에 대한 다른 실시예를 나타낸 것으로, 출력버퍼(BUF1,BUF2),(BUF3,BUF4), 출력스위치(SW_OUT1, SW_ OUT2),(SW_OUT3,SW_OUT4), 차지쉐어링 스위치(SW_CS1,SW_CS2),(SW_CS3,SW_CS4)로 구성된다.

평상시, 출력스위치(SW_OUT1)는 상기 타이밍 콘트롤러와 같은 제어부의 제어를 받아 출력버퍼(BUF1)의 출력단자나 출력버퍼(BUF2)의 출력단자를 데이터라인에 연결된 홀수출력단자 OUTPUT<odd>에 연결한다. 또한, 출력스위치(SW_OUT2)는 상기 제어부의 제어를 받아 출력버퍼(BUF1)의 출력단자나 출력버퍼(BUF2)의 출력단자를 데이터라인에 연결된 짝수출력단자 OUTPUT<even>에 연결한다.

이와 마찬가지로, 출력스위치(SW_OUT3,SW_OUT4)도 출력버퍼,(BUF3,BUF4)의 출력단자를 또 다른 데이터라인에 각기 연결된 홀수 출력단자 OUTPUT<odd> 및 짝수 출력단자 OUTPUT<even>에 연결한다.

그런데, 상기 출력스위치(SW_OUT1, SW_ OUT2),(SW_OUT3,SW_OUT4)는 상기 불분명한 데이터가 입력될 우려가 있는 t2~t3 구간에서 상기 제어부에 의해 턴오프되도록 하였다. 따라서, 상기 t2~t3 구간에서 액정표시패널에 불분명한 잡음성 데이터가 액정표시패널에 유입되어 디스플레이되는 것이 방지된다.

하지만, 상기와 같이 단순히 t2~t3 구간에서 상기 출력스위치(SW_OUT1, SW_ OUT2),(SW_OUT3,SW_OUT4)를 오프시키는 경우, 데이터라인에 불균등하게 잔존하는 데이터 전압에 의해 약간의 잡음성 화상이 디스플레이될 수 있다.

이를 방지하기 위해 본 실시예에서는 상기 제어부의 제어하에 차지쉐어링 스위치(SW_CS1,SW_CS2),(SW_CS3,SW_CS4)를 모두 턴온시키도록 하였다. 이에 따라, 상기 다수의 홀수 출력단자 OUTPUT<odd>와 짝수 출력단자 OUTPUT<even>에 연결된 각각의 데이터라인들이 모두 연결되어 차지쉐어링되므로 상기 t2~t3 구간에서 잡음성 화상이 디스플레이되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 화면을 깨끗한 단색으로 디스플레이할 수 있게 된다.

상기에서는 상기 t2~t3 구간에서 각각의 데이터라인들을 모두 연결시켜 차지쉐어링되게 하여 상기 잡음성 화상이 디스플레이되는 것을 방지하는 기술이, 출력스위치(SW_OUT1),(SW_OUT2)가 출력버퍼(BUF1,BUF2)의 출력을 선택적으로 입력받고, 출력스위치(SW_OUT3),(SW_OUT4)가 출력버퍼(BUF1,BUF2),(BUF3,BUF4)의 출력을 선택적으로 입력받는 크로스 구조에 적용된 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라 출력버퍼(BUF1-BUF4)의 출력과 출력스위치(SW_OUT1-SW_OUT4)가 1대1 대응관계로 연결된 구조에 적용하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

31 : 전원전압 입력부
32 : 전원전압 비교부
33 : 슈미트트리거
34 : 특정전압 공급부
35 : 출력버퍼부

Claims

제1전원전압과 제2전원전압을 분압하여 출력함에 있어서, 제2전원전압의 중간레벨을 제1전원전압의 레벨보다 낮게 분압하여 출력하는 전원전압 입력부와;
상기 전원전압 입력부로부터 분압되어 입력되는 전압을 비교하여 상기 제2전원전압의 중간레벨보다 제1전원전압의 레벨이 높게 나타나는 구간에서 출력전압을 '하이'로 출력하는 전원전압 비교부와;
상기 전원전압 비교부의 출력전압을 리세트신호로 출력함에 있어서, 외부 환경에 민감하게 반응하는 것을 방지하기 위한 슈미트트리거와;
상기 슈미트트리거로부터 입력되는 리세트신호와 첫 번째의 게이트 스타트펄스의 사이 구간에서 특정 레벨의 전압을 출력하는 특정전압 공급부 및,
파워가 온된 직후 상기 특정전압 공급부로부터 공급되는 특정 레벨의 전압을 액정표시패널의 데이터라인에 출력한 후 유효 데이터를 출력하는 출력버퍼부로 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
제1항에 있어서, 제1전원전압은 VCC이고, 제2전원전압은 VDD인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
제1항에 있어서, 전원전압 입력부는
상위 파워다운신호에 의해 턴온되어 제2전원전압을 통과시키는 상위 피모스 트랜지스터와;
상기 상위 피모스 트랜지스터를 통해 입력되는 제2전원전압을 저항의 비율로 분압하여 상위 분압전압을 출력하는 상위 분압전압출력부와;
하위 파워다운신호에 의해 턴온되어 제1전원전압을 통과시키는 하위 피모스 트랜지스터와;
상기 하위 피모스 트랜지스터를 통해 입력되는 제1전원전압을 저항의 비율로 분압하여 하위 분압전압을 출력하는 하위 분압전압출력부로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
제3항에 있어서, 상위 분압전압출력부는 분압된 제2전원전압의 중간레벨이 상기 분압된 제1전원전압의 레벨보다 낮게 되도록 저항값의 비율이 설정된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
제1항에 있어서, 전원전압 비교부는
상위 파워다운신호에 의해 스탠바이 모드에서 인에이블 모드로 전환하는 인에이블부와;
상기 인에이블부를 통해 제1전원전압을 공급받고, 하위 입력전압과 상위 입력전압을 비교하여 그에 따른 출력전압을 출력하는 비교부와;
상기 비교부로부터 출력전압이 발생되도록 하기 위한 부하부로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
제1항에 있어서, 출력버퍼부는 상기 특정전압과 유효 데이터를 공통 입력단자를 통해 입력받거나, 스위치를 통해 선택적으로 입력받도록 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
제1항에 있어서, 파워다운신호에 의해 턴온되어 상기 전원전압 비교부의 출력전압을 접지단자로 뮤팅시키는 모스트랜지스터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.
파워가 온된 직후부터 유효데이터가 입력될 때까지 출력버퍼들의 출력단자와 해당 데이터라인들을 개방시키는 다수의 출력스위치와;
상기 파워가 온된 직후부터 유효데이터가 입력될 때까지 상기 데이터라인들을 서로 연결시켜 차지쉐어링이 이루어지도록 하는 다수의 차지쉐어링 스위치와;

상기 출력스위치 및 차지쉐어링 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 소스 드라이버 회로.