KR20210076394A - 디지털아날로그컨버터 및 이를 포함하는 데이터구동장치 - Google Patents

디지털아날로그컨버터 및 이를 포함하는 데이터구동장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예는 하나의 기준전압을 보간하여 복수의 감마전압을 생성함으로써, 디지털아날로그컨버터 회로의 면적을 감소시킬 수 있다.

Description

디지털아날로그컨버터 및 이를 포함하는 데이터구동장치{DIGITAL ANALOG CONVERTER AND DATA DRIVING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 실시예는 표시장치의 데이터구동장치에서 영상데이터의 출력을 위한 감마전압을 생성하는 기술에 관한 것이다.
표시장치는 패널, 게이트구동장치, 데이터구동장치 및 타이밍컨트롤러를 포함할 수 있다. 데이터구동장치는 데이터처리장치로부터 영상데이터를 수신하고, 상기 영상데이터를 아날로그신호-예를 들어 데이터전압-로 변환하여 패널로 송신할 수 있다.
데이터구동장치는 영상데이터를 아날로그신호로 변환하는 디지털아날로그컨버터(DAC: digital-to-analog converter)를 포함할 수 있다. 디지털아날로그컨버터는 영상데이터에 따라서 감마전압들 중 하나를 아날로그신호로서 출력할 수 있다.
디지털아날로그컨버터는 일정한 비트수를 가지는 영상데이터에 응답하여 복수의 감마전압 중 하나의 전압을 선택하여 출력할 수 있다. 그래서 영상데이터의 비트수가 증가하면, 감마전압의 개수가 증가할 뿐만 아니라 감마전압을 선택하기 위한 소자도 많이 필요할 수 있다. 소자가 많아지게 되면 디지털아날로그컨버터가 데이터구동장치에서 차지하는 면적도 커질 수 있다.
예를 들어 n(n은 1이상의 자연수)비트의 영상데이터를 처리하기 위하여 2(n+1)-2개의 선택소자가 필요할 수 있다. 10비트의 영상데이터의 경우, 하나의 디지털아날로그컨버터당 2046개가 필요할 수 있다.
이와 관련하여, 본 실시예는 기존의 영상데이터 처리용량을 유지하면서도 디지털아날로그컨버터의 면적을 줄이는 감마전압 생성 기술을 제공하고자 한다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 일 목적은, 하나의 기준전압을 보간하여 복수의 감마전압을 생성하는 기술을 제공하는 것이다.
본 실시예의 다른 목적은, 바이어스전류를 전류미러링(current mirroring)을 통해 공급하고 미러링된 전류(mirrored current)를 이용하여 복수의 감마전압을 생성하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 영상데이터를 출력하는 데이터구동장치에 있어서, 고전원전압 및 저전원전압을 수신하고, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압간 차이를 분배하여 제1 감마기준전압을 생성 및 출력하는 제1 전압생성부; 상기 영상데이터 중 복수의 비트를 수신하고, 상기 복수의 비트에 응답하여 상기 제1 감마기준전압에서 제2 감마기준전압을 선택 및 출력하는 제1 선택부; 상기 제2 감마기준전압을 수신하고, 상기 제2 감마기준전압으로부터 복수의 감마전압을 생성 및 출력하는 제2 전압생성부; 및 상기 영상데이터 중 나머지 비트를 수신하고, 상기 영상데이터에 대한 데이터전압의 생성을 위해 상기 나머지 비트에 응답하여 상기 복수의 감마전압에서 하나의 전압을 선택 및 출력하는 제2 선택부를 포함하고, 상기 제2 감마기준전압은, 상기 제1 감마기준전압에서 선택된 하나의 전압이며, 상기 제2 전압생성부는, 상기 제1 감마기준전압에서 선택된 하나의 전압을 상기 제2 감마기준전압으로서 수신하고, 상기 제2 감마기준전압을 증압 또는 감압하여 상기 복수의 감마전압을 생성하는 데이터구동장치를 제공한다.
상기 데이터구동장치에서, 상기 복수의 감마전압에서 선택된 하나의 전압을 상기 제2 선택부로부터 입력받아 증폭하고, 상기 증폭된 전압을 상기 데이터전압으로서 출력하는 버퍼를 포함할 수 있다.
상기 데이터구동장치에서, 상기 제2 전압생성부는, 미러링된(mirrored) 전류를 이용하여 상기 제2 감마기준전압을 증압 또는 감압할 수 있다.
상기 데이터구동장치에서, 기준전류를 생성하고 상기 기준전류를 상기 제2 전압생성부로 미러링함으로써, 상기 제2 전압생성부에 바이어스전류를 공급하는 바이어스부를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터구동장치에서, 상기 바이어스부는, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압간 차이를 분배한 전압 중 일부를 입력받고, 상기 입력받은 전압을 통해 상기 기준전류를 생성할 수 있다.
상기 데이터구동장치에서, 상기 제2 전압생성부는, 복수의 저항어레이를 포함하고, 일 저항어레이를 통해 상기 제2 감마기준전압을 증압하고, 다른 저항어레이를 통해 상기 제2 감마기준전압을 감압할 수 있다.
상기 데이터구동장치에서, 상기 제2 감마기준전압은, 상기 일 저항어레이와 상기 다른 저항어레이가 만나는 노드로 인가되고, 상기 일 저항어레이는, 미러링된 전류를 흡수하여 상기 제2 감마기준전압에 대한 증압전압을 생성하며, 상기 다른 저항어레이는, 상기 미러링된 전류를 흡수하여 상기 제2 감마기준전압에 대한 감압전압을 생성할 수 있다.
다른 실시예는, k+m(k와 m은 1이상의 자연수)비트의 영상데이터에 대한 감마전압을 생성하는 감마전압회로에 있어서, 복수의 저항과, 고전원전압 및 저전원전압 사이에 상기 복수의 저항이 연결되어 형성된 노드를 포함하고, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압의 전압차를 상기 복수의 저항으로 분배하여 상기 노드에 노드전압을 형성하는 저항스트링; k비트에 응답하여 복수의 노드전압을 입력받고, 상기 복수의 노드전압을 스위칭하여 일 선택전압을 출력하는 스위칭회로; 상기 일 선택전압을 입력받고, 상기 일 선택전압으로부터 복수의 감마전압을 생성하는 전압생성회로; 및 상기 저항스트링으로부터 제1 노드전압 및 제2 노드전압을 입력받고, 상기 제1 노드전압 및 상기 제2 노드전압의 전압차에 대한 전류를 생성하는 바이어스저항어레이를 포함하고, 상기 전류를 상기 전압생성회로로 미러링하는 바이어스회로를 포함하고, 상기 전압생성회로는, 상기 복수의 감마전압을 생성하는 전압생성저항어레이를 포함하고, 상기 바이어스회로로부터 미러링된 전류와 상기 전압생성저항어레이를 통해 상기 일 선택전압을 증압 또는 감압하여 상기 복수의 감마전압을 생성하는 감마전압회로를 제공한다.
상기 감마전압회로에서, 상기 바이어스저항어레이 및 상기 전압생성저항어레이는, 서로 동일한 특성을 가질 수 있다.
상기 감마전압회로에서, 상기 바이어스저항어레이는, 상기 저항스트링의 일부와 상이한 특성을 가질 수 있다.
상기 감마전압회로에서, 상기 바이어스저항어레이는, 상기 제1 노드전압이 형성되는 제1 노드 및 상기 제2 노드전압이 형성되는 제2 노드 사이에 연결된 저항과 상이한 특성을 가질 수 있다.
상기 감마전압회로에서, 상기 바이어스회로는, 상기 제1 노드전압 및 상기 제2 노드전압을 입력받아 상기 바이어스저항어레이로 인가하는 버퍼를 포함할 수 있다.
상기 감마전압회로에서, 상기 버퍼는, 상기 제1 노드전압 및 상기 제2 노드전압을 상기 바이어스저항어레이의 양 끝단으로 인가할 수 있다.
상기 감마전압회로에서, 상기 전압생성저항어레이는, 상기 일 선택전압을 증압하는 상위저항어레이 및 상기 일 선택전압을 감압하는 하위저항어레이를 포함할 수 있다.
상기 감마전압회로에서, 상기 일 선택전압은, 상기 상위저항어레이와 상기 하위저항어레이가 만나는 노드로 인가될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 디지털아날로그컨버터의 선택소자 개수가 감소하고 이에 따라 디지털아날로그컨버터가 차지하는 면적이 감소할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 2는 데이터구동장치의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 데이터구동장치의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 데이터구동장치의 회로도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 4비트 영상데이터에 대한 데이터구동장치 동작의 예시도이다.
도 6은 도 5에 따른 제2 감마기준전압, 감마전압 및 데이터전압을 나타내는 테이블이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 패널(110), 데이터구동장치(120), 게이트구동장치(130) 및 데이터처리장치(140) 등을 포함할 수 있다.
패널(110)에는 다수의 데이터라인(DL) 및 다수의 게이트라인(GL)이 배치되고, 다수의 화소가 배치될 수 있다. 화소는 복수의 서브화소(SP: Sub-Pixel)로 구성될 수 있다. 여기서, 서브화소는 R(red), G(green), B(blue), W(white) 등일 수 있다. 하나의 화소는 RGB의 서브화소(SP)로 구성되거나, RGBG의 서브화소(SP)로 구성되거나, RGBW의 서브화소(SP) 등으로 구성될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, 하나의 화소는 RGB의 서브화소로 구성되는 것으로 설명한다.
데이터구동장치(120), 게이트구동장치(130) 및 데이터처리장치(140)는 패널(110)에 영상을 표시하기 위한 신호들을 생성하는 장치이다.
게이트구동장치(130)는 턴온전압 혹은 턴오프전압의 게이트구동신호를 게이트라인(GL)으로 공급할 수 있다. 턴온전압의 게이트구동신호가 서브화소(SP)로 공급되면 서브화소(SP)는 데이터라인(DL)과 연결된다. 그리고, 턴오프전압의 게이트구동신호가 서브화소(SP)로 공급되면 서브화소(SP)와 데이터라인(DL)의 연결은 해제된다. 게이트구동장치(130)는 게이트드라이버로 호칭될 수 있다.
데이터구동장치(120)는 데이터라인(DL)을 통해 서브화소(SP)로 데이터전압(Vdata)을 공급할 수 있다. 데이터라인(DL)으로 공급되는 데이터전압(Vdata)은 게이트구동신호에 따라 서브화소(SP)로 공급될 수 있다. 데이터구동장치(120)는 소스드라이버로 호칭될 수 있다.
데이터구동장치(120)는 복수의 감마전압을 생성하고, 복수의 감마전압 중에서 영상데이터(RGB)에 대응하는 데이터전압(Vdata)을 출력할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 디지털아날로그컨버터 및 버퍼를 포함할 수 있다. 디지털아날로그컨버터는 영상데이터(RGB)에 응답하여 복수의 감마전압 중 하나의 전압을 선택하고 상기 선택된 하나의 전압을 버퍼로 출력할 수 있다. 상기 버퍼는 상기 선택된 하나의 전압을 증폭하여 데이터전압(Vdata)을 데이터라인(DL)을 통해 서브화소(SP)로 인가할 수 있다.
데이터구동장치(120)는 적어도 하나의 집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 집적회로는, 테이프오토메이티드본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 타입 또는 칩온글래스(COG: Chip On Glass) 타입으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 실시예에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동장치(120)는 칩온필름(COF: Chip On Film) 타입으로 구현될 수도 있다.
데이터처리장치(140)는 게이트구동장치(130) 및 데이터구동장치(120)로 제어신호를 공급할 수 있다. 예를 들어, 데이터처리장치(140)는 스캔이 시작되도록 하는 게이트제어신호(GCS)를 게이트구동장치(130)로 송신할 수 있다. 그리고, 데이터처리장치(140)는 영상데이터를 데이터구동장치(120)로 출력할 수 있다. 또한, 데이터처리장치(140)는 데이터구동장치(120)가 각 서브화소(SP)로 데이터전압(Vdata)을 공급하도록 제어하는 데이터제어신호를 송신할 수 있다. 데이터처리장치(140)는 타이밍컨트롤러로 호칭될 수 있다.
도 2는 데이터구동장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 데이터구동장치(20)는 감마전압회로(21) 및 채널(CH)을 포함할 수 있다. 그리고 채널(CH)에는 디지털아날로그컨버터(DAC)와 버퍼(BF)가 포함될 수 있다.
데이터구동장치(20)는 감마전압(Vg) 중 하나의 전압을 선택하고 상기 선택된 전압을 증폭하여 데이터전압(Vdata)을 출력할 수 있다.
감마전압회로(21)는 감마전압(Vg)을 생성할 수 있다. 감마전압회로(21)는 2이상의 전원전압을 수신하고, 상기 2이상의 전원전압의 전압차를 전압분배하여 감마전압(Vg)을 생성할 수 있다. 감마전압회로(21)는 직렬 접속된 일련의 저항어레이를 포함할 수 있는데, 상기 일련의 저항어레이는 상기 2이상의 전원전압의 차이에 해당하는 전압을 분배할 수 있다. 상기 일련의 저항어레이는 전압분배기(voltage divider)로 명명될 수 있다. 상기 일련의 저항어레이를 구성하는 복수의 저항들은 서로 접속된 지점에 노드(node)를 형성하는데, 상기 노드에 감마전압(Vg)이 형성될 수 있다. 상기 노드는 상기 복수의 저항들은 서로 접속된 지점마다 형성되므로 감마전압(Vg)은 복수의 전압을 포함할 수 있다.
채널(CH)의 디지털아날로그컨버터(DAC)는 감마전압(Vg)으로부터 데이터전압(Vdata)을 생성할 수 있다. 디지털아날로그컨버터(DAC)는 영상데이터(RGB)에 응답하여 감마전압(Vg)을 스위칭함으로써 감마전압(Vg)에 포함된 복수의 전압 중 하나를 선택할 수 있다. 디지털아날로그컨버터(DAC)는 상기 선택된 전압을 데이터전압(Vdata)으로 출력할 수 있다. 디지털아날로그컨버터(DAC)는 상기 복수의 전압 중 하나를 선택하기 위한 다수의 스위칭소자들을 포함할 수 있다.
감마전압(Vg) 및 디지털아날로그컨버터(DAC)는 영상데이터(RGB)의 비트수에 따라 달라질 수 있다. 감마전압(Vg)은 영상데이터(RGB)의 비트수에 의하여 만들어지는 이진신호의 개수만큼의 복수의 전압을 포함할 수 있다. 예를 들어 데이터구동장치(20)가 8비트(n=8)의 영상데이터(RGB)를 처리하면, 감마전압회로(21)는 256(28)개의 전압을 포함하는 감마전압(Vg)을 생성할 수 있다. 더불어 디지털아날로그컨버터(DAC)는 256개의 전압을 선택할 수 있는 510(=256×2-2)개의 스위칭소자를 필요로 할 수 있다. 만약 영상데이터(RGB)의 비트수가 늘어나면, 감마전압(Vg)을 생성하는 저항어레이와 감마전압(Vg)을 선택하는 스위칭소자가 증가하여 데이터구동장치(20)가 차지하는 면적이 증가하게 된다.
채널(CH)의 버퍼(BF)는 데이터전압(Vdata)을 입력받아 증폭하고, 상기 증폭된 데이터전압(Vdata)을 데이터라인으로 인가할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 데이터구동장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 데이터구동장치(120)는 제1 전압생성부(310-V), 제1 선택부(310-S), 제2 전압생성부(320-V), 제2 선택부(320-S), 출력부(330) 및 바이어스부(340)를 포함할 수 있다. 여기서 제1 선택부(310-S) 및 제2 선택부(320-S)는 디지털아날로그컨버터(DAC)에 해당할 수 있다.
데이터구동장치(120)는 데이터전압(Vdata)을 생성하기 위하여 여러 번의 전압생성과정을 이용할 수 있다. 예를 들어 데이터구동장치(120)는 제1 전압생성과정 동안 고전원전압 및 저전원전압간 차이에 대하여 제1 전압분배를 수행하여 제1 전압을 생성할 수 있다. 이어서 데이터구동장치(120)는 제2 전압생성과정 동안 제1 전압에 대하여 전압변경(증압 또는 감압)을 수행하여 제2 전압을 생성할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 제2 전압으로부터 데이터전압(Vdata)을 생성 및 출력할 수 있다.
제1 전압생성부(310-V)는 고전원전압 및 저전원전압을 수신하고, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압간 차이에 대한 전압을 분배하여 제1 감마기준전압(Vg_ref1)을 생성 및 출력할 수 있다. 제1 전압생성부(310-V)는 전압분배를 위하여 일련의 저항으로 구성되는 저항어레이를 포함할 수 있다.
제1 전압생성부(310-V)가 전압분배를 통해 생성하는 전압은 영상데이터(RGB)의 비트에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어 n비트(n은 1이상의 자연수)의 영상데이터(RGB)가 처리되는 경우, 제1 전압생성부(310-V)가 생성하는 총 전압은 2n개일 수 있다. 제1 전압생성부(310-V)는 2n개 중 복수의 전압을 제1 감마기준전압(Vg_ref1)로서 출력할 수 있다.
제1 전압생성부(310-V)는 복수의 전압을 포함하도록 제1 감마기준전압(Vg_ref1)를 생성할 수 있는데, 상기 포함되는 전압의 개수는 제1 선택부(310-S)가 수신하는 영상데이터(RGB)의 비트에 따라 결정될 수 있다. 다만 제1 선택부(310-S)는 영상데이터(RGB) 중 일부의 비트만을 수신하므로, 상기 포함되는 전압의 개수도 상기 일부의 비트에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어 n비트의 영상데이터(RGB)는 k비트의 영상데이터(RGB_k)와 m비트의 영상데이터(RGB_m)로 구성될 수 있다. n=k+m이고, n, k, m은 1이상의 자연수 일 수 있다. 제1 선택부(310-S)가 k비트의 영상데이터(RGB_k)만 수신한다면, 제1 감마기준전압(Vg_ref1)은 2k개의 전압을 포함할 수 있다.
제1 선택부(310-S)는 상기 제1 감마기준전압(Vg_ref1)에서 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 선택 및 출력할 수 있다. 예를 들어 제1 선택부(310-S)는 다수의 스위치-예를 들어 트랜지스터-로 구성되는 스위치어레이를 포함할 수 있다. 각 스위치는 제1 감마기준전압(Vg_ref1)의 복수의 전압 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 하나의 전압을 제2 감마기준전압(Vg_ref2)로서 출력할 수 있다.
제1 선택부(310-S)는 영상데이터(RGB) 중 일부의 비트를 수신하고, 상기 일부의 비트에 응답하여 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 선택 및 출력할 수 있다. 예를 들어 제1 선택부(310-S)가 k+m비트의 영상데이터(RGB) 중에서 k비트의 영상데이터(RGB_k)를 수신하면, 제1 선택부(310-S)는 2(k+1)-2개의 스위치를 포함할 수 있다. 제1 선택부(310-S)는 제1 감마기준전압(Vg_ref1)에 포함된 2k개의 전압 중 하나를 선택할 수 있다.
제2 전압생성부(320-V)는 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 수신하고, 제2 감마기준전압(Vg_ref2)으로부터 복수의 전압을 포함하는 감마전압(Vg)을 생성 및 출력할 수 있다. 제2 전압생성부(320-V)는 제1 감마기준전압(Vg_ref1)에서 선택된 하나의 전압을 제2 감마기준전압(Vg_ref2)으로서 수신하고, 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 증압 또는 감압하여 복수의 전압을 포함하는 감마전압(Vg)을 생성 및 출력할 수 있다.
제2 전압생성부(320-V)는 감마전압(Vg)을 생성하기 위하여 미러링된(mirrored) 전류를 이용하여 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 증압 또는 감압할 수 있다. 제2 전압생성부(320-V)는 상기 증압전압 또는 상기 감압전압을 감마전압(Vg)으로서 제2 선택부(320-S)로 출력할 수 있다.
제2 전압생성부(320-V)는 복수의 저항어레이를 포함할 수 있다. 제2 전압생성부(320-V)는 일 저항어레이를 통해 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 증압하고, 다른 저항어레이를 통해 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 감압할 수 있다.
여기서 제2 감마기준전압(Vg_ref2)은 상기 일 저항어레이와 상기 다른 저항어레이가 만나는 노드로 인가될 수 있다. 상기 일 저항어레이는 상기 미러링된 전류를 흡수하여 제2 감마기준전압(Vg_ref2)에 대한 증압전압을 생성할 수 있다. 상기 다른 저항어레이는 상기 미러링된 전류를 흡수하여 제2 감마기준전압(Vg_ref2)에 대한 감압전압을 생성할 수 있다.
바이어스부(340)는 기준전류를 생성하고 상기 기준전류를 제2 전압생성부(320-V)로 미러링함으로써, 제2 전압생성부(320-V)로 바이어스전류를 공급할 수 있다. 상기 바이어스전류는 제2 전압생성부(320-V)의 미러링된 전류의 형태로 공급될 수 있다.
바이어스부(340)는 제1 전압생성부(310-V)로부터 고전원전압 및 저전원전압간 차전압을 분배한 전압 중 일부를 입력받고, 상기 입력받은 전압을 통해 상기 기준전류를 생성할 수 있다.
제2 전압생성부(320-V)는 복수의 전압을 포함하도록 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 생성할 수 있는데, 상기 포함되는 전압의 개수는 제2 선택부(320-S)가 수신하는 영상데이터(RGB)의 비트에 따라 결정될 수 있다. 다만 제2 선택부(320-S)는 영상데이터(RGB) 중 일부의 비트만을 수신하므로, 상기 포함되는 전압의 개수도 상기 일부의 비트에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어 n비트의 영상데이터(RGB)는 k비트의 영상데이터(RGB_k)와 m비트의 영상데이터(RGB_m)로 구성될 수 있다. n=k+m이고, n, k, m은 1이상의 자연수 일 수 있다. 제2 선택부(320-S)가 m비트의 영상데이터(RGB_m)만 수신한다면, 감마전압(Vg)은 2m개의 전압을 포함할 수 있다.
제2 선택부(320-S)는 상기 영상데이터 중 나머지 비트를 수신하고, 상기 영상데이터에 대한 데이터전압의 생성을 위해 상기 나머지 비트에 응답하여 상기 복수의 감마전압에서 하나의 전압을 선택 및 출력할 수 있다. 상기 영상데이터 중 일부의 비트는 제1 선택부(310-S)에서 수신될 수 있다.
제2 선택부(320-S)는 감마전압(Vg)에서 데이터전압(Vdata)을 선택 및 출력할 수 있다. 예를 들어 제2 선택부(320-S)는 다수의 스위치-예를 들어 트랜지스터-로 구성되는 스위치어레이를 포함할 수 있다. 각 스위치는 감마전압(Vg)의 복수의 전압 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 하나의 전압을 데이터전압(Vdata)으로서 출력할 수 있다.
예를 들어 제2 선택부(320-S)가 k+m비트의 영상데이터(RGB) 중에서 m비트의 영상데이터(RGB_m)를 수신하면, 제2 선택부(320-S)는 2(m+1)-2개의 스위치를 포함할 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 감마전압(Vg)에 포함된 2m개의 전압 중 하나를 선택할 수 있다.
출력부(330)는 데이터전압(Vdata)을 증폭하여 데이터라인으로 인가할 수 있다. 출력부(330)는 데이터전압(Vdata)을 증폭하기 위하여 버퍼를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 데이터구동장치의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 데이터구동장치(120)의 제1 전압생성부(310-V), 제2 전압생성부(320-V) 및 바이어스부(340)의 회로가 도시된다. 이하에서는 감마전압(Vg)은 극성이 다른 전압으로 구성되어 있으나 이하에서는 양의 전압만을 포함하는 것으로 하여 설명하도록 한다.
제1 전압생성부(310-V)는 저항스트링(410)을 포함할 수 있다. 저항스트링(410)는 직렬 연결된 복수의 저항을 포함할 수 있다. 또한 저항스트링(410)는 고전원전압(VH) 및 저전원전압(VL) 사이에 상기 복수의 저항이 연결되어 형성된 노드(node)를 포함할 수 있다. 노드는 저항과 저항이 접속되는 지점, 고전원전압(VH)이 인가되는 저항의 끝단 또는 저전원전압(VL)이 인가되는 저항의 끝단을 포함할 수 있다. 본 도면에서 제1 전압생성부(310-V)에 포함된 저항값은 R로 표현될 수 있다.
저항스트링(410)은 고전원전압(VH) 및 저전원전압(VL)의 전압차를 직렬의 복수의 저항으로 분배하여 각 노드에 노드전압을 형성할 수 있다. 상기 노드전압 중 몇몇은 제1 선택부(310-S)가 수신하는 영상데이터(RGB)의 비트수에 따라 다르게 생성될 수 있다. 상기 생성되는 노드전압의 개수는 영상데이터(RGB)의 비트수에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어 영상데이터(RGB)가 4비트이면, 저항스트링(410)은 16개의 노드전압(V1~V16)을 생성하고 이를 위하여 직렬연결된 15개의 저항을 포함할 수 있다. 고전원전압(VH) 및 저전원전압(VL)의 전압차가 저항들에 의하여 분배되어야 하므로, 각 저항값은 R로 동일할 수 있다.
제1 전압생성부(310-V)는 16개의 노드전압(V1~V16) 중 몇몇 전압을 제1 감마기준전압(Vg_ref1)로서 출력할 수 있다. 제1 전압생성부(310-V)가 출력하는 전압은 제1 선택부(310-S)가 수신하는 영상데이터(RGB)의 비트신호에 따라 다르게 출력될 수 있다. 제1 감마기준전압(Vg_ref1)로서 출력되는 노드전압의 개수는 제1 선택부(310-S)가 수신하는 영상데이터(RGB)의 비트수에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어 제1 선택부(310-S)가 수신하는 k비트의 영상데이터(RGB_k)가 1비트라면, 제1 전압생성부(310-V)는 2개의 노드전압을 제1 감마기준전압(Vg_ref1)으로서 출력할 수 있다. 제1 선택부(310-S)가 수신하는 k비트의 영상데이터(RGB_k)가 2비트라면, 제1 전압생성부(310-V)는 4개의 노드전압을 제1 감마기준전압(Vg_ref1)으로서 출력할 수 있다.
제1 선택부(310-S)는 제1 감마기준전압(Vg_ref1)을 수신하여 제2 감마기준전압(Vg_ref2)를 출력할 수 있다. 제1 선택부(310-S)는 제1 전압생성부(310-V)로부터 제1 감마기준전압(Vg_ref1)로서 수신된 노드전압 중 단 하나의 노드전압을 선택할 수 있다. 제1 선택부(310-S)는 상기 단 하나의 노드전압을 선택하기 위하여 스위치회로를 포함할 수 있다. 제1 선택부(310-S)는 수신하는 k비트의 영상데이터(RGB_k)에 대응하는 개수의 스위치를 포함할 수 있다. 제1 선택부(310-S)는 스위치를 통해 제1 감마기준전압(Vg_ref1)로서 수신된 노드전압 중 단 하나의 노드전압을 제2 감마기준전압(Vg_ref2)로서 선택할 수 있다.
제2 전압생성부(320-V)는 전압생성회로(420)를 포함할 수 있다. 전압생성회로(420)는 제2 감마기준전압(Vg_ref2)를 입력받고, 제2 감마기준전압(Vg_ref2)로부터 감마전압(Vg)을 생성할 수 있다. 감마전압(Vg)은 복수의 전압을 포함할 수 있다.
전압생성회로(420)는 저항어레이(421)를 포함할 수 있다. 저항어레이(421)는 제2 감마기준전압(Vg_ref2)를 입력받고, 제2 감마기준전압(Vg_ref2)와 저항어레이(421)를 통과하는 전류(Imir)를 이용하여 감마전압(Vg)을 생성할 수 있다. 저항어레이(421)는 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 증압 또는 감압하여 복수의 전압을 생성할 수 있는데, 감마전압(Vg)은 상기 생성된 복수의 전압을 포함할 수 있다.
전류(Imir)는 바이어스부(340)로부터 공급될 수 있다. 바이어스부(340)는 기준전류(Iref)를 제2 전압생성부(320-V)의 전압생성회로(420)로 미러링함으로써 전류(Imir)를 공급할 수 있다.
제2 선택부(320-S)는 제2 전압생성부(320-V)로부터 감마전압(Vg)을 수신할 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 m비트의 영상데이터(RGB_m)에 응답하여 감마전압(Vg)에 포함된 복수의 전압 중 하나를 선택할 수 있다. 제2 선택부(320-S) 역시 제1 선택부(310-S)과 마찬가지로 m비트의 영상데이터(RGB_m)에 상응하는 스위치를 포함하고, 각 스위치는 감마전압(Vg)에 포함된 복수의 전압 중 하나를 선택할 수 있다.
바이어스부(340)는 바이어스회로(410)를 포함할 수 있다. 바이어스회로(410)는 저항스트링(410)로부터 복수의 노드전압을 입력받을 수 있다. 예를 들어 4비트 영상데이터(RGB)의 경우, 바이어스회로(410)는 16개의 노드전압(V1~V16) 중에서 2개의 노드전압을 수신할 수 있다. 수신된 노드전압은 버퍼로 입력되어 저항어레이(411)의 양 끝단에 인가될 수 있다.
바이어스회로(410)는 상기 입력받은 복수의 노드전압의 전압차에 대하여 전류를 생성하는 저항어레이(411)를 포함할 수 있다. 상기 저항어레이(411)를 통해 생성된 전류는 기준전류(Iref)로 명명될 수 있다. 바이어스회로(410)는 기준전류(Iref)를 전압생성회로(420)의 저항어레이(421)로 미러링할 수 있다. 상기 미러링된 기준전류(Iref)는 전압생성회로(420)에 의하여 제2 감마기준전압(Vg_ref2)을 증압 또는 감압하는데 이용될 수 있다.
여기서 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)는 제2 전압생성부(320-V)의 저항어레이(421)와 서로 동일한 특성을 가질 수 있다. 양 저항어레이(411, 421)는 동일한 수의 저항을 포함할 수 있다. 또한 양 저항어레이(411, 421)를 구성하는 저항은 동일한 값을 가질 수 있다. 예를 들어 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)와 제2 전압생성부(320-V)의 저항어레이(421)는 각각 3개의 저항을 포함하고, 각 저항의 값은 R'가 될 수 있다.
또한 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)는 저항스트링(410)의 일부와 상이한 특성을 가질 수 있다. 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)는 저항스트링(410)의 일부와 상이한 수의 저항을 포함할 수 있다. 또한 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)와 저항스트링(410)의 일부를 구성하는 저항은 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들어 저항스트링(410)의 일부를 구성하는 저항의 값은 R이고 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)를 구성하는 저항의 값은 R'이 되어, 그 값은 서로 상이할 수 있다.
여기서 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)는, 저항스트링(410)에서 바이어스회로(410)로 입력되는 전압들이 형성되는 노드들 사이의 저항과 상이한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어 제7 노드전압(V7)과 제10 노드전압(V10)이 바이어스회로(410)로 입력되면, 저항어레이(411)는 저항스트링(410)의 제7 노드와 제10 노드 사이에 저항의 특성과 상이할 수 있다. 저항스트링(410)의 제7 노드와 제10 노드 사이에 3개의 저항값은 R을 가지는 반면, 저항어레이(411)의 3개의 저항값은 R'을 가질 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 4비트 영상데이터에 대한 데이터구동장치 동작의 예시도이고, 도 6은 도 5에 따른 제2 감마기준전압, 감마전압 및 데이터전압을 나타내는 테이블이다.
도 5를 참조하면, 데이터구동장치(120)가 4비트 영상데이터(RGB)를 처리하는 경우의 회로의 구성이 도시된다. 제1 선택부(310-S)는 4비트 영상데이터(RGB) 중 2비트 영상데이터(RGB_2)에 응답하여 선택하고, 제2 선택부(320-S)는 나머지 2비트 영상데이터(RGB_2)에 응답하여 선택할 수 있다.
제1 전압생성부(310-V)는16개의 노드전압(V1~V16) 중 2비트만큼의 노드전압을 제1 감마기준전압(Vg_ref1)로서 출력할 수 있다. 제1 감마기준전압(Vg_ref1)은 2.5V의 노드전압(V2.5), 6.5V의 노드전압(V6.5), 10.5V의 노드전압(V10.5) 및 14.5V의 노드전압(V14.5)을 포함할 수 있다.
한편 바이어스부(340)의 바이어스회로(410)는 복수의 노드전압을 제1 전압생성부(310-V)의 저항스트링(410)로부터 입력받을 수 있다. 예를 들면 입력되는 전압은 7V의 노드전압(V7) 및 10V의 노드전압(V10)을 포함할 수 있다. 여기서 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)는 제7 노드(N7)와 제10 노드(N10) 사이의 저항 특성과 상이할 수 있다. 바이어스회로(410)의 저항어레이(411)는 전압생성회로(420)의 저항어레이(421)의 저항 특성과 동일할 수 있으므로, 전압생성회로(420)의 저항어레이(421) 역시 제7 노드(N7)와 제10 노드(N10) 사이의 저항 특성과 상이할 수 있다.
예를 들어 제7 노드(N7)와 제10 노드(N10) 사이의 저항구조는 저항값 R을 가지는 3개의 저항들의 직렬 연결인 반면, 바이어스회로(410)의 저항어레이(411) 및 전압생성회로(420)의 저항어레이(421)는 저항값 R' 또는 R'/2을 가지는 4개의 저항들의 직렬 연결일 수 있다.
제1 선택부(310-S)는 제1 감마기준전압(Vg_ref1) 중에서 오직 하나의 전압을 선택할 수 있다. 예를 들어 제1 선택부(310-S)는 V2.5를 제2 감마기준전압(Vg_ref2)로서 선택할 수 있다. 제1 선택부(310-S)는 V2.5를 제2 전압생성부(320-V)의 전압생성회로(420)로 송신할 수 있다.
V2.5가 제2 전압생성부(320-V)로 입력되면, V2.5는 반대편의 저항어레이(421)로 인가될 수 있다. 여기서 감마전압(Vg)을 생성하는 저항어레이(421)는, 특정전압을 증압하는 상위저항어레이(421-1) 및 특정전압을 감압하는 하위저항어레이(421-2)를 포함할 수 있다. 그런데 제2 감마기준전압(Vg_ref2)은 저항어레이(421) 중 상위저항어레이(421-1)와 하위저항어레이(421-2)가 만나는 노드로 인가될 수 있다.
상위저항어레이(421-1)는 제2 감마기준전압(Vg_ref2)로서 인가된 V2.5를 증압하여 3V의 제3 감마전압(Vg3)과 4V의 제4 감마전압(Vg4)을 생성할 수 있다. 반대로 하위저항어레이(421-2)는 제2 감마기준전압(Vg_ref2)로서 인가된 V2.5를 감압하여 2V의 제2 감마전압(Vg2)과 1V의 제1 감마전압(Vg1)을 생성할 수 있다. 상위저항어레이(421-1) 및 하위저항어레이(421-2)는 바이어스부(340)로부터 미러링된 전류(Imir)를 이용하여 제1 내지 4 감마전압(Vg1~Vg4)을 생성할 있다.
제2 선택부(320-S)는 2비트 영상데이터(RGB_2)에 응답하여 제1 내지 4 감마전압(Vg1~Vg4) 중 하나를 데이터전압(Vdata)으로서 선택할 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 상기 선택된 전압을 버퍼(124)로 송신할 수 있다.
도 6을 참조하면, 4비트 영상데이터(RGB)가 2비트씩 제1 및 선택부(310-S, 320-S)에 의하여 처리되는 경우, 이에 따라 생성되는 제2 감마기준전압(Vg_ref2), 감마전압(Vg) 및 데이터전압(Vdata)이 테이블로 도시된다. 제1 선택부(310-S)가 처리하는 k비트의 영상데이터(RGB_k)는 MSB(most significant bit)로 정의될 수 있고 본 예시에서는 2비트일 수 있다. 제2 선택부(320-S)가 처리하는 m비트의 영상데이터(RGB_m)는 LSB(least significant bit)로 정의될 수 있고 본 예시에서는 2비트일 수 있다.
따라서 영상데이터(RGB)가 0000, 0001, 0010, 0011이면 제2 감마기준전압(Vg_ref2)은 V2.5가 될 수 있고, V1, V2, V3, V4가 감마전압(Vg)으로 생성될 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 0000, 0001, 0010, 0011의 영상데이터(RGB) 비트신호에 따라 V1, V2, V3, V4를 각각 출력할 수 있다.
마찬가지로 영상데이터(RGB)가 0100, 0101, 0110, 0111이면 제2 감마기준전압(Vg_ref2)은 V6.5가 될 수 있고, V5, V6, V7, V8이 감마전압(Vg)으로 생성될 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 0100, 0101, 0110, 0111의 영상데이터(RGB) 비트신호에 따라 V5, V6, V7, V8를 각각 출력할 수 있다.
영상데이터(RGB)가 1000, 1001, 1010, 1011이면 제2 감마기준전압(Vg_ref2)은 V10.5가 될 수 있고, V9, V10, V11, V12가 감마전압(Vg)으로 생성될 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 1000, 1001, 1010, 1011의 영상데이터(RGB) 비트신호에 따라 V9, V10, V11, V12를 각각 출력할 수 있다.
영상데이터(RGB)가 1100, 1101, 1110, 1111이면 제2 감마기준전압(Vg_ref2)은 V14.5가 될 수 있고, V13, V14, V15, V16이 감마전압(Vg)으로 생성될 수 있다. 제2 선택부(320-S)는 1100, 1101, 1110, 1111의 영상데이터(RGB) 비트신호에 따라 V13, V14, V15, V16을 각각 출력할 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상데이터를 출력하는 데이터구동장치에 있어서,
    고전원전압 및 저전원전압을 수신하고, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압간 차이를 분배하여 제1 감마기준전압을 생성 및 출력하는 제1 전압생성부;
    상기 영상데이터 중 복수의 비트를 수신하고, 상기 복수의 비트에 응답하여 상기 제1 감마기준전압에서 제2 감마기준전압을 선택 및 출력하는 제1 선택부;
    상기 제2 감마기준전압을 수신하고, 상기 제2 감마기준전압으로부터 복수의 감마전압을 생성 및 출력하는 제2 전압생성부; 및
    상기 영상데이터 중 나머지 비트를 수신하고, 상기 영상데이터에 대한 데이터전압의 생성을 위해 상기 나머지 비트에 응답하여 상기 복수의 감마전압에서 하나의 전압을 선택 및 출력하는 제2 선택부를 포함하고,
    상기 제2 감마기준전압은, 상기 제1 감마기준전압에서 선택된 하나의 전압이며,
    상기 제2 전압생성부는, 상기 제1 감마기준전압에서 선택된 하나의 전압을 상기 제2 감마기준전압으로서 수신하고, 상기 제2 감마기준전압을 증압 또는 감압하여 상기 복수의 감마전압을 생성하는 데이터구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 감마전압에서 선택된 하나의 전압을 상기 제2 선택부로부터 입력받아 증폭하고, 상기 증폭된 전압을 상기 데이터전압으로서 출력하는 버퍼를 포함하는 데이터구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압생성부는, 미러링된(mirrored) 전류를 이용하여 상기 제2 감마기준전압을 증압 또는 감압하는 데이터구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    기준전류를 생성하고 상기 기준전류를 상기 제2 전압생성부로 미러링함으로써, 상기 제2 전압생성부에 바이어스전류를 공급하는 바이어스부를 더 포함하는 데이터구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바이어스부는, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압간 차이를 분배한 전압 중 일부를 입력받고, 상기 입력받은 전압을 통해 상기 기준전류를 생성하는 데이터구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압생성부는, 복수의 저항어레이를 포함하고, 일 저항어레이를 통해 상기 제2 감마기준전압을 증압하고, 다른 저항어레이를 통해 상기 제2 감마기준전압을 감압하는 데이터구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 감마기준전압은, 상기 일 저항어레이와 상기 다른 저항어레이가 만나는 노드로 인가되고,
    상기 일 저항어레이는, 미러링된 전류를 흡수하여 상기 제2 감마기준전압에 대한 증압전압을 생성하며,
    상기 다른 저항어레이는, 상기 미러링된 전류를 흡수하여 상기 제2 감마기준전압에 대한 감압전압을 생성하는 데이터구동장치.
  8. k+m(k와 m은 1이상의 자연수)비트의 영상데이터에 대한 감마전압을 생성하는 감마전압회로에 있어서,
    복수의 저항과, 고전원전압 및 저전원전압 사이에 상기 복수의 저항이 연결되어 형성된 노드를 포함하고, 상기 고전원전압 및 상기 저전원전압의 전압차를 상기 복수의 저항으로 분배하여 상기 노드에 노드전압을 형성하는 저항스트링;
    k비트에 응답하여 복수의 노드전압을 입력받고, 상기 복수의 노드전압을 스위칭하여 일 선택전압을 출력하는 스위칭회로;
    상기 일 선택전압을 입력받고, 상기 일 선택전압으로부터 복수의 감마전압을 생성하는 전압생성회로; 및
    상기 저항스트링으로부터 제1 노드전압 및 제2 노드전압을 입력받고, 상기 제1 노드전압 및 상기 제2 노드전압의 전압차에 대한 전류를 생성하는 바이어스저항어레이를 포함하고, 상기 전류를 상기 전압생성회로로 미러링하는 바이어스회로를 포함하고,
    상기 전압생성회로는, 상기 복수의 감마전압을 생성하는 전압생성저항어레이를 포함하고, 상기 바이어스회로로부터 미러링된 전류와 상기 전압생성저항어레이를 통해 상기 일 선택전압을 증압 또는 감압하여 상기 복수의 감마전압을 생성하는 감마전압회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바이어스저항어레이 및 상기 전압생성저항어레이는, 서로 동일한 특성을 가지는 감마전압회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바이어스저항어레이는, 상기 저항스트링의 일부와 상이한 특성을 가지는 감마전압회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 바이어스저항어레이는, 상기 제1 노드전압이 형성되는 제1 노드 및 상기 제2 노드전압이 형성되는 제2 노드 사이에 연결된 저항과 상이한 특성을 가지는 감마전압회로.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 바이어스회로는, 상기 제1 노드전압 및 상기 제2 노드전압을 입력받아 상기 바이어스저항어레이로 인가하는 버퍼를 포함하는 감마전압회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 버퍼는, 상기 제1 노드전압 및 상기 제2 노드전압을 상기 바이어스저항어레이의 양 끝단으로 인가하는 감마전압회로.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 전압생성저항어레이는, 상기 일 선택전압을 증압하는 상위저항어레이 및 상기 일 선택전압을 감압하는 하위저항어레이를 포함하는 감마전압회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 일 선택전압은, 상기 상위저항어레이와 상기 하위저항어레이가 만나는 노드로 인가되는 감마전압회로.
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