KR20130130482A - 감마 전압 생성 회로 및 그것을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감마 전압 생성 회로 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로는 기준 전압을 분할하여 복수의 초기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 분배부 및 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 1 색상 화소에 대응되는 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 2 색상 화소에 대응되는 제 2 감마 기준 전압들을 선택하여 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 선택부를 포함하며, 상기 복수의 초기 감마 전압들 중 상기 제 1 및 제 2 감마 기준 전압들에 공통으로 선택된 초기 감마 기준 전압의 출력부는 상기 제 1 감마 기준 전압들 및 상기 제 2 감마 기준 전압들의 입력부에 공유된다. 본 발명에 의한 감마 전압 생성 회로 및 이를 이용한 표시 장치는 작은 면적을 가지면서도 세밀하게 계조를 조절할 수 있다.

Description

감마 전압 생성 회로 및 그것을 포함하는 표시 장치{GAMMA VOLTAGE GENERATING CIRCUIT AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 감마 전압 생성 회로 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
평면형 표시 장치(FPD: Flat Panel Display)는 음극선관(CRT: Cathode Ray Tube)을 대체하는 표시 장치로서 다양한 분야에서 실용화되고 있다. 평면형 표시 장치에는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 소자 장치(ED: Electtroluminesence Device) 등이 있다. 특히 전계 발광 소자 중 자발광 소자를 발광층의 소재로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 표시 장치는 넓은 광시야각을 가지며, 휘도 및 발광 효율이 좋고 응답 속도가 빠른 장점이 있다.
통상적으로, 평면형 표시 장치의 데이터 전압은 감마 기준 전압을 기반으로 비디오 데이터로부터 변환된다. 색상 화소에 사용되는 물질 및 색상 화소에서 발광되는 광의 색상에 따라 화소의 감마 곡선은 서로 다르다. 따라서 색상 화소 간의 화이트 밸런스 및 색상별 출력 밸런스를 유지하기 위하여, 각 색상 화소에 대한 감마 기준 전압은 서로 다르게 제공되어야 한다. 예를 들어, RGB 방식이 사용되는 경우, 평면형 표시 장치는 R, G, B 색상 화소별로 다른 감마 기준 전압을 가진다.
본 발명은 작은 면적을 가지면서도 세밀하게 계조를 조절할 수 있는 감마 전압 생성 회로 및 이를 이용한 표시 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로는 기준 전압을 분할하여 복수의 초기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 분배부 및 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 1 색상 화소에 대응되는 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 2 색상 화소에 대응되는 제 2 감마 기준 전압들을 선택하여 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 선택부를 포함하며, 상기 복수의 초기 감마 전압들 중 상기 제 1 및 제 2 감마 기준 전압들에 공통으로 선택된 초기 감마 기준 전압의 출력부는 상기 제 1 감마 기준 전압들 및 상기 제 2 감마 기준 전압들의 입력부에 공유된다.
실시예에 있어서, 상기 감마 전압 분배부는 스트링 저항을 포함하고, 상기 스트링 저항은 직렬로 연결된 복수의 저항 소자들 및 상기 복수의 저항 소자들 사이에 형성되는 출력 단자들을 포함하며, 상기 초기 감마 기준 전압들은 상기 출력 단자들을 통해 생성된다.
실시예에 있어서, 상기 복수의 저항 소자들은 동일한 크기를 가진다.
실시예에 있어서, 상기 복수의 저항 소자들은 폴리 및 금속 컨택트를 포함하는 유닛 저항을 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 제 1 감마 기준 전압들은 상기 제 1 색상 화소의 감마 곡선에 대응하여 상기 초기 감마 기준 전압들로부터 선택되고, 상기 제 2 감마 기준 전압들은 상기 제 2 색상 화소의 감마 곡선에 대응하여 상기 초기 감마 기준 전압들로부터 선택된다.
실시예에 있어서, 본 발명에 의한 감마 전압 생성 회로는 기준 전압을 상기 감마 전압 분배부로 전달하는 전압 버퍼를 더 포함한다.
실시예에 있어서, 본 발명에 의한 감마 전압 생성 회로는 입력된 외부 전압의 크기를 조절하여 상기 기준 전압을 생성하고, 상기 기준 전압을 상기 전압 버퍼로 전달하는 전압 조절부를 더 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 전압 조절부는 구동 환경에 따라 가변되는 기준 전압 제어 신호를 입력받고, 상기 기준 전압 신호에 대응하여 상기 외부 전압의 크기를 조절한다.
실시예에 있어서, 상기 감마 전압 선택부는 상기 기준 전압의 크기의 변화에 대응하여 상기 제 1 색상 화소의 감마 곡선에 대응되는 상기 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 기준 전압의 크기의 변화에 대응하여 변화된 상기 제 2 색상 화소의 감마 곡선에 대응되는 상기 제 2 감마 기준 전압들을 선택한다.
실시예에 있어서, 선택 제어 신호를 생성하는 감마 선택 레지스터를 더 포함하고, 상기 감마 전압 선택부는 상기 전압 분배부의 출력단과 연결되며, 상기 선택 제어 신호에 응답하여 상기 초기 감마 기준 전압들의 출력을 제어하는 복수의 스위치들을 포함하고, 상기 복수의 스위치들을 이용하여 상기 초기 감마 기준 전압들로부터 상기 제 1 감마 기준 전압들 및 상기 제 2 감마 기준 전압들을 선택한다.
실시예에 있어서, 상기 선택 제어 신호는 외부 입력에 의해 가변된다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는 전압 제네레이터에서 생성된 전압을 분할하여 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 생성 회로, 게이트 제어 신호 및 상기 감마 기준 전압들에 응답하여 표시 패널의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버, 데이터 제어 신호에 응답하여 상기 표시 패널의 데이터 라인을 구동하는 소스 드라이버 및 상기 게이트 제어 신호, 상기 데이터 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 상기 감마 전압 생성 회로는 상기 전압 제네레이터에서 생성된 전압을 분할하여 초기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 분배부 및 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 1 색상 화소에 대응되는 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 2 색상 화소에 대응되는 제 2 감마 기준 전압들을 선택하여 상기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 선택부를 포함한다.
실시예에 있어서, 상기 복수의 초기 감마 전압들 중 상기 제 1 및 제 2 감마 기준 전압들에 공통으로 선택된 초기 감마 기준 전압의 출력부는 상기 제 1 감마 기준 전압들 및 상기 제 2 감마 기준 전압들의 입력부에 공유된다.
실시예에 있어서, 상기 제 1 색상 화소는 적색 색상 화소이며, 상기 제 2 색상 화소는 청색 색상 화소이고, 상기 제 1 감마 기준 전압은 상기 제 1 색상 화소의 감마 곡선에 대응하여 상기 초기 감마 기준 전압으로부터 선택되며, 상기 제 2 감마 기준 전압은 상기 제 2 색상 화소의 감마 곡선에 대응하여 상기 초기 감마 기준 전압으로부터 선택된다.
실시예에 있어서, 상기 감마 전압 분배부는 복수의 저항 소자들이 직렬로 연결된 스트링 저항을 포함하고, 상기 복수의 저항 소자들은 동일한 크기를 가진다.
본 발명에 의한 감마 전압 생성 회로 및 이를 이용한 표시 장치는 작은 면적을 가지면서도 세밀하게 계조를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전압 버퍼 및 R 전압 분배부를 더 자세히 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 3의 감마 전압 생성 회로를 더 자세히 도시하는 블록도이다.
도 5는 도 1의 감마 전압 분배부의 스트링 저항들을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 3의 감마 전압 분배부의 스트링 저항을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1의 감마 전압 생성 회로의 감마 기준 전압을 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 3의 감마 전압 생성 회로의 초기 감마 기준 전압을 도시하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치를 도시하는 블록도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 이하에서 사용되는 용어들은 오직 본 발명을 설명하기 위하여 사용된 것이며 본 발명의 범위를 한정하기 위해 사용된 것은 아니다. 앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 감마 전압 생성 회로(Gamma Voltage Generating Circuit)(10)는 전압 버퍼(Voltage Buffer)(11) 및 감마 전압 분배부(Gamma Voltage Distribution Unit)(12)를 포함한다.
감마 전압 생성 회로(10)는 외부로부터 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 입력받는다. 감마 전압 생성 회로(10)는 톱 전압(Vtop)과 바텀 전압(Vbtm)을 이용하여 감마 기준 전압(Gamma Refernce Voltage)들을 생성한다.
전압 버퍼(11)는 외부로부터 입력된 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 감마 전압 분배부(12)로 전달한다. 전압 버퍼(11)는 음성 피드백 회로로 구성될 수 있다.
감마 전압 분배부(12)는 전압 버퍼(11)로부터 입력된 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 이용하여 감마 기준 전압들을 생성한다.
본 실시예에서는 색상 표시 방법으로서 RGB 방식이 사용된다. 그러나 이는 예시적인 것으로 본 발명의 색상 표시 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. RGB 색상 표시 방법에 의하여 표시 장치가 구동되기 위해서는 R(Red) 색상 화소, G(Green) 색상 화소 및 B(Blue) 색상 화소의 서로 다른 세 색상의 화소가 요구된다.
위에서 설명된 바와 같이, 색상 화소 간의 화이트 밸런스 및 색상별 출력 밸런스를 유지하기 위하여 R(Red) 색상 화소, G(Green) 색상 화소 및 B(Blue) 색상 화소에 대하여 그에 대응되는 서로 다른 감마 기준 전압들이 제공되어야 한다. 따라서 감마 전압 분배부(12)에서 생성되는 감마 기준 전압에는 R 감마 기준 전압들(Gr), G 감마 기준 전압들(Gg) 및 B 감마 기준 전압들(Gb)이 포함된다.
R 감마 기준 전압들(Gr)은 R(Red) 색상 화소에 대한 감마 기준 전압들이다. G 감마 기준 전압들(Gg)은 G(Green) 색상 화소에 대한 감마 기준 전압들이다. B 감마 기준 전압들(Gb)은 B(Blue) 색상 화소에 대한 감마 기준 전압들이다.
각 색상 화소에 대응되는 복수의 감마 기준 전압들을 제공하기 위하여, 감마 전압 분배부(12)는 R 전압 분배부(12a), G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)를 포함한다.
또한 R 전압 분배부(12a), G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)에 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 전달하기 위하여 전압 버퍼(11)는 R 전압 버퍼(11a), G 전압 버퍼(11b) 및 B 전압 버퍼(11c)를 포함한다.
R 전압 분배부(12a)는 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 이용하여 R 감마 기준 전압들(Gr)을 생성한다. G 전압 분배부(12b)는 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 이용하여 G 감마 기준 전압들(Gg)을 생성한다. B 전압 분배부(12c)는 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 이용하여 B 감마 기준 전압들(Gb)을 생성한다.
R 전압 분배부(12a), G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)는 직렬로 연결된 복수의 저항 소자들을 포함할 수 있다. 각 전압 분배부(12a~12c)는 복수의 저항 소자들을 이용하여 톱 전압(Vtop) 레벨, 바텀 전압(Vbtm) 레벨 및 그 사이의 레벨을 가지는 감마 기준 전압들을 생성한다. 이하 도 2를 참조하여 감마 전압 분배부(12)의 감마 기준 전압 생성 방법에 대하여 더 자세히 설명한다.
도 2는 도 1의 R 전압 버퍼 및 R 전압 분배부를 더 자세히 도시하는 블록도이다. R 전압 분배부(12a), G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)의 감마 기준 전압 생성 방법은 서로 동일하다. 또한 R 전압 버퍼(11a), G 전압 버퍼(11b) 및 B 전압 버퍼(11c)의 전압 전달 과정은 서로 동일하다. 따라서 설명의 편의를 위하여 R 전압 분배부(12a)와 그에 연결된 R 전압 버퍼(11a)에 관하여만 도시되었다. 그러나 이하에서 설명되는 감마 기준 전압 생성 방법은 G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)에 대하여도 동일하게 적용될 것이다.
도 2를 참조하면, R 전압 버퍼(11a)는 톱 전압 버퍼(11a1) 및 바텀 전압 버퍼(11a2)를 포함한다. 톱 전압 버퍼(11a1)는 톱 전압(Vtop)이 R 전압 분배부(12a)로 안정적으로 전달되도록 버퍼 역할을 수행한다. 바텀 전압 버퍼(11a2)는 바텀 전압(Vbtm)이 R 전압 분배부(12a)에 안정적으로 전달되도록 버퍼 역할을 수행한다.
R 전압 분배부(12a)는 톱 입력 단자(Pr1) 및 바텀 입력 단자(PrN)를 포함한다. R 전압 분배부(12a)는 톱 입력 단자(Pr1) 및 바텀 입력 단자(PrN) 사이에 직렬로 연결되는 R 스트링 저항(R String Resistor)(SRr)을 포함한다. R 스트링 저항(SRr)은 복수의 저항 성분(Rr1 ~ RrN-1) 및 복수의 저항 성분(Rr1 ~ RrN-1) 사이에 형성된 출력 단자들(Pr2 ~ PrN-1)을 포함한다.
톱 입력 단자(Pr1)는 톱 전압 버퍼(11a1)의 출력단과 연결되어 톱 전압(Vtop)을 입력받는다. 바텀 입력 단자(PrN)는 바텀 전압 버퍼(11a2)의 출력단과 연결되어 바텀 전압(Vbtm)을 입력받는다.
R 전압 분배부(12a)는 R 스트링 저항(SRr)을 통해 톱 전압(Vtop) 레벨, 바텀 전압(Vbtm) 레벨 및 그 사이의 레벨을 가지는 감마 기준 전압들을 생성한다. R 전압 분배부(12a)는 N개의 레벨의 전압(Vr1 ~ VrN)으로 구성된 R 감마 기준 전압들(Gr)을 톱 입력 단자(Pr1) ,바텀 입력 단자(PrN) 및 출력 단자들(Pr2 ~ PrN-1)을 통해 출력한다.
R 전압 분배부(12a)의 R 스트링 저항(SRr)에 포함된 복수의 저항 소자들(Rr1 ~ RrN-1)의 저항비는 R 색상 화소의 감마 곡선에 의하여 결정된다. 마찬가지로, G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)의 저항 소자들의 저항비는 G 색상 화소의 감마 곡선 및 B 색상 화소의 감마 곡선에 의하여 결정된다.
R 색상 화소, G 색상 화소 및 B 색상 화소의 감마 곡선에 대응되는 R 전압 분배부(12a), G 전압 분배부(12b) 및 B 전압 분배부(12c)의 저항비는 서로 다르다. 따라서 감마 전압 분배부(12)는 서로 다른 저항비를 사용하는 것을 통해 각 색상 화소에 대하여 서로 다른 감마 기준 전압들을 생성하여 색상 화소 간의 화이트 밸런스 및 색상별 출력 밸런스를 유지할 수 있다.
그러나 본 실시예에 의하면, 서로 다른 감마 기준 전압들을 생성하기 위하여 서로 다른 저항비를 가지는 복수의 스트링 저항이 요구되므로 회로의 크기가 그에 대응되어 증가된다. 또한 각 색상 화소의 감마 곡선은 비선형이므로 각 스트링 저항의 저항 소자들의 크기가 서로 다를 것이 요구되어 저항의 미스매치(mismatch)에 의한 오차가 커진다. 따라서 이하에서는 이를 해결하기 위하여 개선된 감마 전압 생성 회로를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다. 본 실시예에서는 색상 표시 방법으로서 RGB 방식이 사용된다. 그러나 이는 예시적인 것으로 본 발명의 색상 표시 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. RGB 색상 표시 방법에 의하여 표시 장치가 구동되기 위해서는, 서로 다른 색상을 가지는 R(Red) 색상 화소, G(Green) 색상 화소 및 B(Blue) 색상 화소가 요구된다.
도 3을 참조하면, 감마 전압 생성 회로(100)는 전압 버퍼(110), 감마 전압 분배부(120), 감마 전압 선택부(130)를 포함한다.
전압 버퍼(110)는 입력된 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 감마 전압 분배부(120)로 전달한다. 전압 버퍼(110)는 피드백 회로로 구성될 수 있다.
감마 전압 분배부(120)는 전압 버퍼(110)로부터 입력된 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 이용하여 초기 감마 기준 전압들을 생성한다.
감마 전압 선택부(130)는 감마 전압 분배부(120)에서 생성된 초기 감마 기준 전압들 중 각 색상 화소에 대응되는 전압들을 선택하여 감마 기준 전압들을 생성한다. 감마 전압 선택부(130)에서 생성되는 감마 기준 전압들은 R 감마 기준 전압들(Gr), G 감마 기준 전압들(Gg) 및 B 감마 기준 전압들(Gb)을 포함한다.
도 3에 의한 감마 전압 생성 회로(100)는 각 색상 화소에 대하여 하나의 전압 분배부를 이용하여 초기 감마 기준 전압들을 생성한다. 감마 전압 생성 회로(100)는 생성된 초기 감마 기준 전압들로부터 각 화소에 대응되는 전압들을 선택하여 R 감마 기준 전압들(Gr), G 감마 기준 전압들(Gg) 및 B 감마 기준 전압들(Gb)을 생성한다.
따라서 본 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로(100)는 전압 분배를 위하여 하나의 전압 분배부만 요구되므로 도 1의 감마 전압 생성 회로(10)에 비하여 크기가 감소된다. 또한 감마 전압 생성 회로(100)는 초기 감마 기준 전압들 중 선택되는 전압에 따라 감마 기준 전압들의 비율이 조절될 수 있으므로 높은 범용성을 가진다. 이하 도 4를 참조하여 감마 전압 생성 회로(100)에 대하여 더 자세히 설명한다.
도 4는 도 3의 감마 전압 생성 회로(100)를 더 자세히 도시하는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 감마 전압 생성 회로(100)는 전압 버퍼(110), 감마 전압 분배부(120), 감마 전압 선택부(130)를 포함한다.
전압 버퍼(110)는 톱 전압 버퍼(111) 및 바텀 전압 버퍼(112)를 포함한다. 톱 전압 버퍼(111)는 톱 전압(Vtop)이 감마 전압 분배부(120)에 안정적으로 전달되도록 버퍼 역할을 한다. 바텀 전압 버퍼(112)는 바텀 전압(Vbtm)이 감마 전압 분배부(120)에 안정적으로 전달되도록 버퍼 역할을 한다.
감마 전압 분배부(120)는 톱 입력 단자(P1) 및 바텀 입력 단자(PM)를 포함한다. 또, 감마 전압 분배부(120)는 톱 입력 단자(P1) 및 바텀 입력 단자(PM) 사이에 직렬로 연결되는 스트링 저항(SR)을 포함한다. 스트링 저항(SR)은 복수의 저항 성분(R1 ~ RM-1), 그리고 복수의 저항 성분(R1 ~ RM-1) 사이사이에 형성된 출력 단자들(P2 ~ PM-1)을 포함한다.
톱 입력 단자(P1)는 톱 전압 버퍼(111)와 연결되어 톱 전압(Vtop)을 입력받는다. 바텀 입력 단자(PM)는 바텀 전압 버퍼(112)와 연결되어 바텀 전압(Vbtm)을 입력받는다.
감마 전압 분배부(120)는 스트링 저항(SR)을 통해 톱 전압(Vtop) 레벨, 바텀 전압(Vbtm) 레벨 및 그 사이의 레벨을 가지는 감마 기준 전압들을 생성한다. 감마 전압 분배부(120)는 M개의 레벨의 전압(V1 ~ VM)으로 구성된 초기 감마 기준 전압들을 톱 입력 단자(P1), 바텀 입력 단자(PM) 및 출력 단자들(P2~ PM-1)을 통해 출력한다.
감마 전압 분배부(120)의 스트링 저항(SR)에 포함된 복수의 저항 소자들(R1 ~ RM-1)은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 각 저항 소자들은 유닛 저항(unit resistor)이 될 수 있다. 스트링 저항(SR)의 모든 저항 성분에 동일한 유닛 저항을 사용하면 공정이 용이해지는 장점이 있다. 또한 공정 과정에서 저항들의 미스매치에 의하여 발생되는 오차가 감소될 수 있다.
감마 전압 선택부(130)는 M개의 레벨의 전압들(V1 ~ VM)로 구성된 초기 감마 기준 전압들 중 N개의 전압들을 선택하여 R 감마 기준 전압들(Gr)을 생성한다. 마찬가지로, 감마 전압 선택부(130)는 초기 감마 기준 전압들 중 N개의 전압들을 선택하여 G 감마 기준 전압들(Gg) 및 B 감마 기준 전압들(Gb)을 생성한다. 감마 전압 선택부(130)가 R 감마 기준 전압들(Gr), G 감마 기준 전압들(Gg) 및 B 감마 기준 전압들(Gb)을 생성할 때 선택하는 전압은 각 색상 화소의 감마 곡선에 대응된다.
본 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로(100)는 하나의 스트링 저항을 사용하여 복수의 감마 기준 전압을 생성할 수 있으므로 크기 및 범용성 측면에서 효율적이다. 또한 스트링 저항에 사용되는 저항 성분을 동일하게 하여 공정 효율 및 동작 성능을 향상시킬 수 있다. 더하여, 스트링 저항을 각 색상 화소가 공유하므로, 동일하게 선택된 전압에 대하여 동일한 단자가 사용될 수 있어 입출력 금속 라우팅(metal routing)의 크기가 감소될 수 있다. 또한 기존의 복수의 스트링 저항으로 구성된 회로에 비하여 톱 전압과 바텀 전압을 더 세밀하게 분할할 수 있으므로 감마 기준 전압의 계조(gray)를 더욱 세밀하게 조절할 수 있다.
도 5는 도 1의 감마 전압 분배부(12)의 스트링 저항들을 도시하는 도면이다. 도 6은 도 3의 감마 전압 분배부(120)의 스트링 저항을 도시하는 도면이다. 스트링 저항은 저항 성분을 가지는 폴리(Poly) 및 폴리 사이사이에 형성되는 금속 컨택트(Metal Contact)를 포함한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 스트링 저항들(SRr, SRg, SRb)은 N-1개의 저항 성분을 포함하고, 스트링 저항(SR)은 M-1개의 저항 성분을 포함한다. 각 스트링 저항들(SRr, SRg, SRb)과 스트링 저항(SR)의 전체 저항값은 서로 동일하다 (SRr=SRg=SRb=SR). 스트링 저항들(SRr, SRg, SRb)과 스트링 저항(SR)에 인가되는 톱 전압과 바텀 전압은 동일하므로, 각 스트링 저항들(SRr, SRg, SRb)과 스트링 저항(SR)에는 동일한 전류가 흐른다. 따라서 도 3의 감마 전압 분배부(120)는 도 1의 감마 전압 분배부(12)에 비하여 1/3 수준의 전력 소비량을 가진다.
스트링 저항(SR)에 포함되는 저항 성분의 개수는 스트링 저항들(SRr, SRg, SRb)에 의하여 표현되는 저항비를 모두 표현할 수 있는 수일 수 있다. 스트링 저항(SR)에 포함되는 저항 성분의 개수는 그 중 최소 개일 수 있다. 이때 스트링 저항(SR)에 포함되는 저항 성분의 개수는 스트링 저항들(SRr, SRg, SRb)에 포함되는 저항 소자들의 개수의 총합보다 많을 수 있다(M-1 > 3(N-1)).
그러나 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 스트링 저항(SR)의 저항 성분에는 유닛 저항이 사용된다. 이를 통해 스트링 저항(SR)은 포함하는 저항 성분의 개수가 많아져도 기존 스트링 저항으로 구성된 회로보다 감소된 면적으로 공정될 수 있다.
도 7은 도 1의 감마 전압 생성 회로의 감마 기준 전압을 도시하는 그래프이다. 본 실시예에서 감마 전압 분배부는 256개의 출력 레벨(N=256)을 가진다. 또, 톱 전압은 6.5V, 바텀 전압은 4V로 인가되었다. 그러나 이는 예시적인 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, R 색상 화소, G 색상 화소 및 B 색상 화소 각각에 대하여, 가로축은 각 전압 분배부의 출력 단자의 서수(ordinal number)를, 세로축은 출력 단자에서 출력되는 감마 기준 전압을 나타낸다. 예를 들어, R 색상 화소에 대하여, R 전압 분배부의 첫 번째 출력 단자인 톱 전압 입력 단자(Pr1)에서 출력되는 감마 기준 전압은 톱 전압인 6.5V와 같을 것이다. R 색상 화소, G 색상 화소 및 B 색상 화소 각각은 서로 다른 저항비를 가지므로 서로 다른 비선형 감마 기준 전압 곡선을 나타낸다.
도 8은 도 3의 감마 전압 생성 회로의 초기 감마 기준 전압을 도시하는 그래프이다. 본 실시예에서 감마 전압 분배부는 1024개의 출력 레벨(M=1024)을 가진다. 또, 톱 전압은 6.5V, 바텀 전압은 4V로 인가되었다. 그러나 이는 예시적인 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8을 참조하면, 가로축은 감마 전압 분배부의 출력 단자의 서수(ordinal number)를, 세로축은 출력 단자에서 출력되는 감마 기준 전압을 나타낸다. 예를 들어, 감마 전압 분배부의 첫 번째 출력 단자인 톱 전압 입력 단자(P1)에서 출력되는 감마 기준 전압은 톱 전압인 6.5V와 같을 것이다. 본 실시예에서 스트링 저항의 저항 성분은 유닛 저항으로 구성되어 모두 동일하다. 따라서 감마 기준 전압 그래프는 선형으로 나타난다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도 3의 감마 전압 생성 회로의 초기 감마 기준 전압은 도 1의 감마 전압 생성 회로의 감마 기준 전압의 범위를 모두 만족한다. 따라서 도 3의 감마 전압 생성 회로의 초기 감마 기준 전압의 일부를 선택하는 것으로서 도 1의 감마 전압 생성 회로의 감마 기준 전압을 생성할 수 있다.
또, 도 1의 감마 전압 생성 회로의 R 색상 화소에 대하여, 톱 전압에 대한 255번째 출력 단자(Pr255)에서 출력되는 감마 기준 전압의 비는 전체 스트링 저항에 대한 255번째 저항 성분(Rr255)의 비와 같다. 도 3의 감마 전압 생성 회로에 대하여, 톱 전압에 대한 1023째 출력 단자(P1023)에서 출력되는 감마 기준 전압의 비는 전체 스트링 저항에 대한 1023번째 저항 성분(R1023)의 비와 같다. 상기 비율은 각 감마 전압 생성 회로가 표현할 수 있는 가장 작은 계조(gray)를 나타낸다.
도 5 및 도 6에서 설명되었듯이, 도 1의 감마 전압 생성 회로와 도 3의 감마 전압 생성 회로의 스트링 저항의 크기는 같다. 따라서 도 3의 감마 전압 생성 회로는 같은 크기의 스트링 저항을 더 세밀하게 분할하므로 상대적으로 더 작은 크기의 저항 성분을 가진다. 즉, 도 3의 감마 전압 생성 회로가 표현할 수 있는 가장 작은 계조(gray)는 도 1의 감마 전압 생성 회로의 그것보다 작다. 따라서 도 3의 감마 전압 생성 회로는 도 1의 감마 전압 생성 회로보다 세밀한 계조를 표현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 감마 전압 생성 회로(200)는 전압 버퍼(210), 감마 전압 분배부(220) 감마 전압 선택부(230) 및 전압 조절부(240)를 포함한다. 도 9의 전압 버퍼(310), 감마 전압 분배부(320) 및 감마 전압 선택부(230)는 도 3의 전압 버퍼(110) 및 감마 전압 분배부(120) 및 감마 전압 선택부(130)와 그 동작 및 구성이 동일하다. 따라서 동일한 요소에 대한 설명은 생략될 수 있다.
전압 조절부(240)는 외부로부터 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 입력받는다. 또, 전압 조절부(240)는 기준 전압 제어 신호(Reference Voltage Control Signal)(RCS)를 입력받는다. 전압 조절부(240)는 기준 전압 제어 신호(RCS)에 따라 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 조절하여 전압 버퍼(210)로 전달한다.
감마 전압 생성 회로(200)가 구비되는 표시 장치의 종류 및 표시 패널의 종류 등에 따라 장치의 구동에 요구되는 감마 기준 전압의 전압 범위는 변화될 수 있다. 이에 따라 감마 기준 전압의 범위를 가변하기 위하여, 기준 전압 제어 신호(RCS)는 감마 전압 생성 회로(200)가 구비되는 장치의 환경에 따라 가변된다.
전압 조절부(240)는 입력된 톱 전압(Vtop) 및 바텀 전압(Vbtm)을 장치에 요구되는 전압 범위로 조절하여 전압 버퍼(210)로 전달한다. 이를 통해 본 실시예의 감마 전압 생성 회로(200)는 장치에 적합하게 조절된 범위의 감마 기준 전압을 생성하여 효율적으로 장치가 구동되도록 한다.
감마 전압 선택부(230)는 전압 조절부(240)에서 조절된 전압 범위에 대응하여 초기 감마 기준 전압으로부터 새롭게 감마 기준 전압을 선택할 수 있다. 감마 기준 전압의 전압 범위가 조절되면, 화소의 감마 곡선에 따라 감마 기준 전압이 출력되는 저항의 비율이 변경되어야 한다. 따라서 저항비가 고정된 도 1의 감마 전압 생성 회로(10)와 달리, 본 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로(200)는 감마 전압 선택부(230)의 선택을 통해 감마 기준 전압이 출력되는 저항의 비율이 변경될 수 있으므로 보다 장치에 적합한 감마 기준 전압을 생성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로를 도시하는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 감마 전압 생성 회로(300)는 전압 버퍼(310), 감마 전압 분배부(320), 감마 전압 선택부(330) 및 감마 선택 레지스터(340)를 포함한다. 도 10의 전압 버퍼(310) 및 감마 전압 분배부(320)는 도 3의 전압 버퍼(110) 및 감마 전압 분배부(120)와 그 동작 및 구성이 동일하다. 따라서 동일한 요소에 대한 설명은 생략될 수 있다.
감마 전압 선택부(330)는 다수의 스위치들을 포함할 수 있다. 스위치들의 입력단은 감마 전압 분배부(320)의 출력 단자와 연결된다. 감마 전압 선택부(330)는 스위치들의 온-오프를 조절하는 것으로 감마 전압 분배부(320)에서 생성된 초기 감마 기준 전압 중 일부를 선택할 수 있다.
감마 선택 레지스터(340)는 복수의 선택 제어 신호(Selection Control Signal)(SCS)를 통해 감마 전압 선택부(330)를 제어한다. 감마 선택 레지스터(340)에서 출력되는 선택 제어 신호는 감마 전압 선택부(330)의 각 스위치들에 대응되어 스위치들의 온-오프를 제어한다. 이를 통해 감마 전압 선택부(330)는 감마 전압 분배부(320)에서 생성된 초기 감마 기준 전압 중 원하는 전압을 선택하여 감마 기준 전압들로서 출력할 수 있다. 감마 선택 레지스터(340)에서 출력되는 선택 제어 신호(SCS)는 가변될 수 있다. 이를 통해 감마 전압 선택부(330)는 선택되는 감마 기준 전압들의 레벨을 가변하여 환경에 적합한 감마 기준 전압들을 생성할 수 있다.
감마 선택 레지스터(340)는 EEPROM(Electrical Erasable Programmable ROM)일 수 있다. 감마 선택 레지스터(340)는 미리 저장된 데이터에 따라 선택 제어 신호(SCS)를 출력할 수 있다. 또는 감마 선택 레지스터(340)는 외부에서 입력된 명령에 따라 선택 제어 신호(SCS)를 출력할 수 있다. 감마 선택 레지스터(340)는 IC2 통신을 이용하여 외부로부터 명령을 입력받을 수 있다.
정리하면, 본 실시예에 의한 감마 전압 생성 회로(300)는 감마 선택 레지스터(340)의 선택 제어 신호(SCS)를 통해 감마 전압 선택부(330)의 스위치들을 제어한다. 감마 전압 생성 회로(300)는 선택 제어 신호(SCS)를 가변하여 감마 기준 전압들을 변화시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치를 도시하는 블록도이다. 도 11을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(1100), 타이밍 컨트롤러(1200), 전압 제네레이터(1300), 감마 전압 생성 회로(1400), 소스 드라이버(1500) 및 게이트 드라이버(1600)를 포함한다.
표시 장치(1000)는 외부로부터 입력된 영상 신호를 표시하는 장치이다. 표시 장치(1000)는 평면형 표시 장치일 수 있다. 표시 장치(1000)는 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 소자 장치(ED: Electtroluminesence Device)일 수 있다. 표시 장치(1000)는 전계 발광 소자 중 자발광 소자를 발광층의 소재로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 표시 장치일 수 있다.
표시 패널(1100)은 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn), 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm) 및 게이트 라인들(GL1-GLn)과 데이터 라인들(DL1-DLm)이 교차되어 정의되는 매트릭스(matrix) 형태의 복수의 화소들을 포함한다.
복수의 화소들은 각각 동일한 구성 및 기능을 가진다. 설명의 편의를 위하여 도 11에는 하나의 화소가 예시적으로 도시되었다. 각 화소는 박막 트랜지스터(TFT) 및 커패시터(CLC)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 대응하는 게이트 라인에 연결된다. 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극은 대응하는 데이터 라인에 연결된다. 커패시터(CLC)는 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극에 연결된다.
타이밍 컨트롤러(1200)는 외부의 호스트로부터 외부 신호를 입력받는다. 외부 신호는 영상 신호 및 기준 신호를 포함한다. 기준 신호는 프레임 주파수와 동기되는 신호, 예를 들어 수직 동기 신호 또는 수평 동기 신호일 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1200)는 입력된 외부 신호를 변환하여 게이트 제어 신호(GCS), 데이터 제어 신호(DCS) 및 비디오 데이터(Vdat)를 생성한다. 비디오 데이터(Vdat)는 영상 신호, 예를 들어 RGB 신호,가 표시 패널의 구동에 알맞게 정렬된 신호이다.
타이밍 컨트롤러(1200)는 생성된 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 드라이버(1600)로 출력한다. 또한 타이밍 컨트롤러(120)는 생성된 데이터 제어 신호(DCS) 및 비디오 데이터(Vdat)를 소스 드라이버(1500)로 출력한다. 타이밍 컨트롤러(1200)는 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 통해 게이트 드라이버(1600) 및 소스 드라이버(1500)를 제어한다.
전압 제네레이터(1300)는 감마 기준 전압을 생성하기 위한 톱 전압 및 바텀 전압을 생성한다. 전압 제네레이터는 생성된 톱 전압 및 바텀 전압을 감마 전압 생성부(1400)에 공급한다.
감마 전압 생성 회로(1400)는 입력된 톱 전압 및 바텀 전압을 이용하여 감마 기준 전압들(Vref)을 생성한다. 감마 전압 생성 회로(1400)는 서로 다른 색상 화소에 대하여 서로 다른 감마 기준 전압들을 생성한다. 예를 들어, 감마 기준 전압들(Vref)은 RGB 표시 방법을 사용하는 표시 장치에서 R 감마 기준 전압들(Gr), G 감마 기준 전압들(Gg) 및 B 감마 기준 전압들(Gb)를 포함한다.
감마 전압 생성 회로(1400)는 하나의 스트링 저항을 사용하여 다수의 감마 기준 전압들을 생성한다. 감마 전압 생성 회로(1400)는 생성된 감마 기준 전압emf(Vref)을 소스 드라이버(1500)로 전송한다.
게이트 드라이버(1600)는 타이밍 컨트롤러(1200)로부터 제공된 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 표시 패널(1100)의 게이트 라인들(GL1-GLn)에 순차적으로 게이트 신호를 인가한다.
소스 드라이버(1500)는 타이밍 컨트롤러(1200)로부터 제공된 데이터 제어 신호(DCS) 및 비디오 데이터(Vdat)에 응답하여 표시 패널(1100)의 데이터 라인들(DL1-DLm)에 데이터 신호를 인가한다.
더 자세히 설명하면, 소스 드라이버(1500)는 데이터 제어 신호(DCS)의 제어에 따라 비디오 데이터(Vdat)를 수평 라인 단위로 래치(latch)시킨다. 소스 드라이버(1400)는 래치된 비디오 데이터(Vdat)를 감마 기준 전압(Vref)을 이용하여 아날로그 영상 데이터, 즉 데이터 신호로 변환한다.
게이트 드라이버(1600)로부터 게이트 라인들(GL1-GLn)에 순차적으로 게이트 신호가 인가되면, 이에 동기하여 게이트 신호가 인가된 게이트 라인에 대응하는 데이터 신호가 소스 드라이버(1500)로부터 데이터 라인들(DL1-DLm)에 인가된다. 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 신호가 인가됨으로써 하나의 프레임의 화상이 표시된다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치(1000)는 하나의 스트링 저항을 이용하여 서로 다른 색상 화소에 대하여 서로 다른 감마 기준 전압들을 생성하므로 작은 크기를 가지면서도 세밀하게 계조를 조절할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형될 수 있다. 예를 들어, 전압 버퍼, 감마 전압 분배부 및 감마 전압 선택부의 세부적 구성은 사용 환경이나 용도에 따라 다양하게 변화 또는 변경될 수 있을 것이다. 본 발명에서 사용된 특정한 용어들은 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 그 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어서는 안되며 후술하는 특허 청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허 청구범위와 균등한 범위에 대하여도 적용되어야 한다.
10, 100, 200, 300: 감마 전압 생성 회로
11, 110, 210, 310: 전압 버퍼
12, 120, 220, 320: 감마 전압 분배부
130, 230, 330: 감마 전압 선택부
240: 전압 조절부
340: 감마 선택 레지스터
1000: 표시 장치
SRr, SRg, SRb, SR: 스트링 저항
Pr1~PrN, P1~PM: 단자
RCS: 기준 전압 제어 신호
SCS: 선택 제어 신호

Claims (10)

  1. 기준 전압을 분할하여 복수의 초기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 분배부; 및
    상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 1 색상 화소에 대응되는 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 2 색상 화소에 대응되는 제 2 감마 기준 전압들을 선택하여 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 선택부를 포함하며,
    상기 복수의 초기 감마 전압들 중 상기 제 1 및 제 2 감마 기준 전압들에 공통으로 선택된 초기 감마 기준 전압의 출력부는 상기 제 1 감마 기준 전압들 및 상기 제 2 감마 기준 전압들의 입력부에 공유되는 감마 전압 생성 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감마 전압 분배부는 스트링 저항을 포함하고,
    상기 스트링 저항은
    직렬로 연결된 복수의 저항 소자들; 및
    상기 복수의 저항 소자들 사이에 형성되는 출력 단자들을 포함하며, 상기 초기 감마 기준 전압들은 상기 출력 단자들을 통해 생성되는 감마 전압 생성 회로.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 저항 소자들은 동일한 크기의 저항값을 가지는 감마 전압 생성 회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 감마 기준 전압들은 상기 제 1 색상 화소의 감마 곡선에 대응하여 상기 초기 감마 기준 전압들로부터 선택되고,
    상기 제 2 감마 기준 전압들은 상기 제 2 색상 화소의 감마 곡선에 대응하여 상기 초기 감마 기준 전압들로부터 선택되는 감마 전압 생성 회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 전압을 상기 감마 전압 분배부로 전달하는 전압 버퍼를 더 포함하는 감마 전압 생성 회로.
  6. 제 5항에 있어서,
    입력된 외부 전압의 크기를 조절하여 상기 기준 전압을 생성하고, 상기 기준 전압을 상기 전압 버퍼로 전달하는 전압 조절부를 더 포함하는 감마 전압 생성 회로.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전압 조절부는 구동 환경에 따라 가변되는 기준 전압 제어 신호를 입력받고,
    상기 기준 전압 제어 신호에 대응하여 상기 외부 전압의 크기를 조절하는 감마 전압 생성 회로.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 감마 전압 선택부는 상기 기준 전압의 크기의 변화에 대응하여 상기 제 1 색상 화소의 감마 곡선에 대응되는 상기 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 기준 전압의 크기의 변화에 대응하여 변화된 상기 제 2 색상 화소의 감마 곡선에 대응되는 상기 제 2 감마 기준 전압들을 선택하는 감마 전압 생성 회로.
  9. 제 1항에 있어서,
    선택 제어 신호를 생성하는 감마 선택 레지스터를 더 포함하고,
    상기 감마 전압 선택부는
    상기 전압 분배부의 출력단과 연결되며, 상기 선택 제어 신호에 응답하여 상기 초기 감마 기준 전압들의 출력을 제어하는 복수의 스위치들을 포함하고,
    상기 복수의 스위치들을 이용하여 상기 초기 감마 기준 전압들로부터 상기 제 1 감마 기준 전압들 및 상기 제 2 감마 기준 전압들을 선택하는 감마 전압 생성 회로.
  10. 전압 제네레이터에서 생성된 전압을 분할하여 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 생성 회로;
    게이트 제어 신호 및 상기 감마 기준 전압들에 응답하여 표시 패널의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버;
    데이터 제어 신호에 응답하여 상기 표시 패널의 데이터 라인을 구동하는 소스 드라이버; 및
    상기 게이트 제어 신호, 상기 데이터 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 감마 전압 생성 회로는 상기 전압 제네레이터에서 생성된 전압을 분할하여 초기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 분배부; 및
    상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 1 색상 화소에 대응되는 제 1 감마 기준 전압들을 선택하고, 상기 복수의 초기 감마 기준 전압들 중 제 2 색상 화소에 대응되는 제 2 감마 기준 전압들을 선택하여 상기 감마 기준 전압들을 생성하는 감마 전압 선택부를 포함하는 표시 장치.
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