WO2010095819A2 - 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로 - Google Patents

전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display driving circuit, and more particularly, to a liquid crystal display driving circuit having a low current consumption that can reduce a current consumed during a charging and discharging process when driving a liquid crystal display.
  • a liquid crystal display refers to a device in which image data is displayed by passing light through a liquid crystal using a feature in which arrangement states of liquid crystal molecules vary according to an applied voltage.
  • the current consumption is one of the most important factors.
  • the temperature of the liquid crystal display driving circuit and the system is increased, thereby increasing the reliability and lifespan of the liquid crystal display driving circuit and the system. It can be shortened.
  • an increase in current consumption in the liquid crystal display driving circuit and system applied to the portable device shortens the use time of the battery, thereby reducing the use time of the entire portable device.
  • FIG. 1 is a view showing a current consumption process of driving a panel of a liquid crystal display driving circuit according to the prior art.
  • the LCD driving circuit In order to drive a liquid crystal display panel, the LCD driving circuit must drive a data line of the liquid crystal display panel, and current consumption occurs in this process.
  • the data line of the liquid crystal display panel becomes an R / C load composed of a resistor and a capacitor in an equivalent circuit, and the LCD driving circuit charges the R / C load in order to drive the liquid crystal display panel. (charging) and discharging (dis-charging).
  • the liquid crystal display driving circuit when it is necessary to drive a level higher than the previous level, the liquid crystal display driving circuit should receive the charge at the first voltage VDD to charge the R / C load and drive the level lower than the previous level. In this case, the liquid crystal display driving circuit needs to discharge the charges charged in the R / C load through the second voltage VSS.
  • the driving circuit drives the liquid crystal display panel by using the conventional technology
  • the charge supplied from the first voltage VDD is used only once and flows to the second voltage VSS
  • the liquid crystal display is driven. Increasing the current consumption of the drive circuit and system, thereby causing a rise in temperature.
  • the battery life can be shortened by reducing the battery usage time. It acts as a shortening factor.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to further include an intermediate voltage terminal in the output buffer of the liquid crystal display driving circuit to reduce the current consumption by using the charge discarded in the discharge process of the first buffer in the charging process of the second buffer.
  • the present invention provides a liquid crystal display driving circuit with low current consumption.
  • a liquid crystal display driving circuit having a low current consumption includes a first voltage (VDD) terminal, a second voltage (VSS) terminal, and an intermediate voltage (V) in a driving circuit of a liquid crystal display panel.
  • the liquid crystal display driving circuit with low current consumption increases the reliability and lifespan of the liquid crystal display driving circuit and system by reducing the consumption current and the temperature in the liquid crystal display driving circuit and the system, and is applied to the liquid crystal display driving circuit applied to portable devices. There is an effect that can increase the battery life of the furnace and system.
  • FIG. 1 is a view showing a current consumption process of driving a panel of a liquid crystal display driving circuit according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a current consumption reduction method of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a range of driving voltages of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an embodiment of an intermediate voltage (V COM ) generation unit of a liquid crystal display driving circuit having low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a method of sharing the output terminal of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a method of sharing the input terminal of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the current consumption reduction effect of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a temperature reduction effect of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the output buffer of the liquid crystal display driving circuit includes a first voltage (VDD) terminal and a second voltage (VSS) terminal and further includes an intermediate voltage terminal (V COM ) to discharge the first buffer.
  • VDD first voltage
  • VSS second voltage
  • V COM intermediate voltage terminal
  • the present invention proposes a method for minimizing current consumption when the liquid crystal display driving circuit drives the liquid crystal display panel.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the liquid crystal display driving circuit having low current consumption includes a first buffer 210, a second buffer 220, a first switch 230, and a second switch 240.
  • the first buffer 210 is a buffer for driving the positive voltage level of the liquid crystal display panel and includes a first voltage VDD terminal that is an upper voltage level and a second voltage VSS terminal that is a lower voltage level.
  • An intermediate voltage (V COM ) terminal is provided as an intermediate level voltage. At this time, the intermediate voltage V COM terminal is connected to a discharging path of the first buffer 210.
  • the first buffer 210 is a buffer for outputting a positive voltage, which is a voltage having a magnitude greater than the center voltage based on a constant center voltage, and the positive voltage level is an intermediate voltage V COM . It corresponds to the range from to the first voltage VDD.
  • the second buffer 220 is a buffer for driving a negative voltage level of the liquid crystal display panel and includes a first voltage VDD terminal that is an upper voltage level and a second voltage VSS terminal that is a lower voltage level.
  • An intermediate voltage (V COM ) terminal is provided as an intermediate level voltage. At this time, the intermediate voltage V COM terminal is connected to a charging path of the second buffer 220.
  • the second buffer 220 is a buffer for outputting a negative voltage, which is a voltage having a magnitude smaller than the center voltage, based on a constant center voltage, and the negative voltage level is from 2 voltages (VSS). It corresponds to the range up to the intermediate voltage (V COM ).
  • the second buffer When the first buffer is driven at the positive voltage level, the second buffer is driven at the negative voltage level, and when the first buffer is driven at the negative voltage level, the second buffer is driven at the positive voltage level.
  • the intermediate voltage V COM has a voltage level within the range of the first voltage VDD and the second voltage VSS, and supplies a voltage to operate the first buffer 210 and the second buffer 220. do.
  • the intermediate voltage V COM is a dis-charging path and a second buffer of the first buffer 210. It is connected to the charging path of 220 and serves to share the discharging path of the first buffer and the charging path of the second buffer.
  • the terminal for supplying the voltage at which the buffer can operate is composed of only two of the first voltage VDD terminal and the second voltage VSS terminal.
  • the buffer and the second buffer operate with three voltage terminals of the first voltage VDD terminal, the second voltage VSS terminal, and the intermediate voltage V COM terminal.
  • the first switch 230 is a switch for transmitting the input signal (Even_input, Odd_input) to the first buffer 210 and the second buffer 220 and for the polarity inversion to prevent the solidification phenomenon of the liquid crystal display panel It can also be used.
  • the second switch 240 is a switch that connects the output signals (Even_output, Odd_output) of the first buffer 210 and the second buffer 220 to the data lines of the liquid crystal display panel, and prevents the solidification of the liquid crystal display panel. It can also be used for polarity reversal.
  • the first switch 230 and the second switch 240 cross or shift the inputs of the first buffer 210 and the second buffer 220 to each other, thereby polarizing the liquid crystal display panel. Can be reversed.
  • FIG. 3 is a view showing a current consumption reduction process of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the input signal Even_input of the first buffer 210 receives a higher input than the previous input signal, and the first buffer 210 receives electric charge from the first voltage VDD terminal, thereby receiving a liquid crystal display.
  • the R / C load of the data line of the panel is charged and driven, and the second buffer 220 receives an input signal Odd_input lower than the previous input signal, thereby receiving a data line of the liquid crystal display panel. It is driven by discharging the electric charge charged in the R / C Load at the second voltage (VSS) terminal.
  • the input signal Even_input of the first buffer 210 receives an input lower than that of the previous input signal and is charged in the R / C load of the data line of the liquid crystal display panel.
  • the charge is discharged through the intermediate voltage (V COM ) terminal, and the second buffer 220 receives the input signal (Odd_input) higher than the previous input signal and receives the charge from the intermediate voltage (V COM ) terminal to receive the liquid crystal display panel. It is driven by charging R / C Load of Data Line.
  • the intermediate voltage (V COM ) terminal connects the discharge path of the first buffer 210 and the charging path of the second buffer 220 to each other, and the data line of the data line connected to the first buffer 210.
  • the current consumption can be reduced by using the charge discharged from the R / C Load to charge the R / C Load of the data line connected to the second buffer 220.
  • FIG. 4 is a view showing a range of driving voltages of the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the first buffer is driven in the range from the first voltage VDD to the intermediate voltage V COM
  • the second buffer is in the range from the intermediate voltage V COM to the second voltage VSS. It can be seen that the drive.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an embodiment of an intermediate voltage generator of a liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the intermediate voltage V COM generating unit of the liquid crystal display driving circuit having low current consumption may include a first resistor R1 having one end connected to a first voltage VDD terminal, and one terminal of the first resistor R1 connected to the first voltage VDD terminal.
  • the second resistor R2 connected to the other terminal of the resistor R1 and the other terminal connected to the second voltage VSS, and the common terminal of the first resistor R1 and the second resistor R2 are non- And an operational amplifier (Amp.) Input to the inverting terminal and whose output terminal is connected to the inverting terminal.
  • the intermediate voltage (V) of the liquid crystal display driving circuit used in the present invention is generated by dividing the voltage by adjusting the first resistor (R1) or the second resistor (R2) to generate an intermediate voltage and buffering it through the operational amplifier.
  • COM the intermediate voltage
  • the operational amplifier (Amp.) Use a unit gain buffer having a voltage gain of 1.
  • FIG. 6 is a view showing a method of sharing the output terminal of the buffer in the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the first and second buffers include an inverter at an input terminal, an inverter and a bias stage at an output terminal.
  • the first buffer 210 operates between the first voltage VDD and the second voltage VSS and inverts the input signal by the first input terminal inverter 211 and the first voltage VDD.
  • a first output terminal inverter 212 and the first voltage (VDD) and the second voltage to operate between the intermediate voltage (V COM ) and to invert the output of the first input terminal inverter 211 again.
  • a first bias stage 213 that operates between (VSS) and applies a bias voltage to the first output stage inverter 212.
  • the second buffer 220 is operated between the first voltage VDD and the second voltage VSS, and the second input terminal inverter 221 and the intermediate voltage V COM for inverting the input signal.
  • a second output stage inverter 222 and the first voltage VDD and the second voltage which operate between the second voltage VSS and invert the output of the second input stage inverter 221 again.
  • a second bias stage 223 that operates between (VSS) and applies a bias voltage to the second output stage inverter 222.
  • the first output terminal inverter 212 of the first buffer 210 and the second output terminal inverter 222 of the second buffer 220 are shared through the intermediate voltage V COM .
  • FIG. 7 is a view showing a method of sharing the input terminal of the buffer in the liquid crystal display driving circuit with low current consumption according to the present invention.
  • the first and second buffers include an inverter at an input terminal, an inverter and a bias stage at an output terminal.
  • the first buffer 210 operates between the first voltage VDD and the intermediate voltage V COM , and includes a first input terminal inverter 211 and the first voltage VDD which invert the input signal. And a first output terminal inverter 212 and the first voltage VDD and the intermediate voltage V operating between the second voltage VSS and inverting the output of the first input terminal inverter 211 again. COM ) and a first bias stage 213 for applying a bias voltage to the first output stage inverter 212.
  • the second buffer 220 may operate between the intermediate voltage V COM and the second voltage VSS, and may include a second input terminal inverter 221 and the first voltage VDD to invert the input signal. ) And a second output terminal inverter 222 and the intermediate voltage V COM and the second voltage operating between the second voltage VSS and inverting the output of the second input terminal inverter 221 again. And a second bias stage 223 that operates between (VSS) and applies a bias voltage to the second output stage inverter 222.
  • the first input stage inverter 211 and the first bias stage 213 of the first buffer 210 and the second input stage inverter 221 and the second bias stage 223 of the second buffer 220 are intermediate. It can be seen that the voltage V COM is shared.
  • FIG. 8 is a view showing the current consumption reduction effect of the liquid crystal display driving circuit with a low current consumption according to the present invention
  • Figure 9 is a view showing the temperature reduction effect of the liquid crystal display driving circuit that can reduce the current consumption according to the present invention to be.
  • the current consumption of the liquid crystal display driving circuit and the system was verified through simulation, and as shown in FIG. The same data drive pattern was used.
  • FIG. 9 is a view showing a simulation result of a temperature reduction effect using a liquid crystal display driving circuit having 720 buffers as a model. have.

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Abstract

본 발명은 액정디스플레이 구동회로에 관한 것으로, 특히 액정디스플레이 구동 시 충전 및 방전과정에서 소비되는 전류를 감소시킬 수 있는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로에 관한 것이다.

Description

전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로
본 발명은 액정디스플레이 구동회로에 관한 것으로, 특히 액정디스플레이 구동 시 충전 및 방전 과정에서 소비되는 전류를 감소시킬 수 있는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로에 관한 것이다.
액정디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)는 인가전압에 따라 액정분자들의 배열 상태가 달라지는 특징을 이용하여 액정으로 빛을 통과시킴에 의해 영상 데이터가 디스플레이되는 소자를 의미한다.
이러한 액정디스플레이를 구동시키는 구동회로 및 시스템에 있어서 소비전류는 매우 중요한 요인 중 하나로 소비전류가 증가 할 경우, 액정디스플레이 구동회로 및 시스템의 온도 증가를 유발시켜 액정디스플레이 구동회로 및 시스템의 신뢰성 및 수명을 단축시킬 수 있다. 또한 휴대용 기기에 적용되는 액정 디스플레이 구동회로 및 시스템에서의 소비전류의 증가는 배터리의 사용 시간을 단축 시켜 휴대용 기기 전체의 사용 시간이 단축된다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정디스플레이 구동회로의 패널 구동 시 전류 소모 과정을 나타내는 도면이다.
액정디스플레이 구동회로(LCD driving circuit)가 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위해서는 액정 디스플레이 패널의 데이터 라인(Data Line)을 구동 하여야 하는데 이 과정에서 전류소모가 발생 하게 된다.
액정 디스플레이 패널의 데이터 라인(Data Line)은 등가 회로적으로 저항과 커패시터로 이루어진 R/C Load가 되고, 액정 디스플레이 구동 회로(LCD driving circuit)가 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위해서는 R/C Load를 충전(charging) 및 방전(dis-charging)하여 한다.
즉, 이전 레벨보다 높은 레벨을 구동해야 할 경우, 액정 디스플레이 구동회로는 제1전압(VDD)에서 전하를 공급 받아서 R/C Load를 충전(charging)시켜야 하고, 이전 레벨보다 낮은 레벨을 구동해야 할 경우에는 액정 디스플레이 구동회로는 제2전압(VSS)을 통하여 R/C Load에 충전되어 있던 전하를 방전(dis-charging)을 시켜야 한다.
액정 디스플레이 구동 회로가 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위해서는 이러한 과정을 연속적으로 반복해야 되며, 이 과정에서 전류를 소모하게 된다.
상기한 바와 같이 종래의 기술을 이용하여 구동 회로(driving circuit)가 액정 디스플레이 패널을 구동하는 경우 제1전압(VDD)에서 공급받은 전하를 한번만 사용하고 제2전압(VSS)으로 흘려버리게 되므로 액정 디스플레이 구동회로 및 시스템의 소비 전류를 증가시키고 이에 따라 온도의 상승을 유발하게 된다.
소비 전류의 증가 및 온도의 증가는 액정디스플레이 구동회로 및 시스템의 신뢰성 및 수명을 단축시킬 수 있으며, 휴대용 기기에 적용되는 액정 디스플레이 구동회로 및 시스템에서는 배터리 사용 시간을 단축시켜 휴대용 기기 전체의 사용 시간을 단축시키는 요인으로 작용한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 액정디스플레이 구동회로의 출력버퍼에 중간전압 단자를 추가로 구비하여 제1버퍼의 방전과정에서 버려지는 전하를 제2버퍼의 충전과정에 사용함으로써 소비전류를 감소시킬 수 있는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로는, 액정표시패널의 구동회로에 있어서, 제1전압(VDD) 단자, 제2전압(VSS) 단자 및 중간전압(VCOM) 단자를 구비하고 상기 제1전압(VDD) 내지 상기 중간전압(VCOM)의 범위 내에서 구동되는 제1버퍼 및 상기 제1전압(VDD) 단자, 상기 제2전압(VSS) 단자 및 상기 중간전압(VCOM) 단자를 구비하고 상기 중간전압(VCOM) 내지 상기 제2전압(VSS)의 범위 내에서 구동되는 제2버퍼를 구비하고, 상기 제1버퍼의 중간전압(VCOM) 단자와 상기 제2버퍼의 중간전압(VCOM)단자는 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로는 액정디스플레이 구동회로 및 시스템에 있어서 소비 전류 및 온도를 감소시킴으로써 액정 디스플레이 구동회로 및 시스템의 신뢰성 및 수명을 증가시키며, 휴대용 기기에 적용되는 액정 디스플레이 구동회로 및 시스템의 배터리 사용 시간을 증가 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정디스플레이 구동회로의 패널 구동 시 전류 소모 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 전류소비 감소방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 구동전압의 범위를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 중간전압(VCOM) 생성부의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 출력단을 공유하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 입력단을 공유하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 전류 소비 감소 효과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 온도 감소 효과를 나타내는 도면이다.
본 발명의 핵심적인 아이디어는 액정디스플레이 구동회로의 출력버퍼가 제1전압(VDD) 단자와 제2전압(VSS) 단자를 구비하고 중간전압 단자(VCOM)를 추가로 구비하여 제1버퍼의 방전 과정에서 버려지는 전하를 제2버퍼의 충전 과정에 사용함으로써 소비전류를 감소시킬 수 있는 있는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로를 제공하는 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서는 액정 디스플레이 구동 회로가 액정 디스플레이 패널을 구동함에 있어서 전류 소모를 최소화하기 위한 방안을 제안한다.
도 2는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참고하면 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로는 제1버퍼(210), 제2버퍼(220), 제1스위치(230) 및 제2스위치(240)를 구비한다.
제1버퍼(210)는 액정 디스플레이 패널의 포지티브(Positive) 전압 레벨의 구동을 위한 버퍼로 상위 전압 레벨인 제1전압(VDD) 단자와 하위 전압 레벨인 제2전압(VSS) 단자를 구비하고, 중간 레벨 전압인 중간전압(VCOM) 단자를 구비한다. 이때 중간전압(VCOM) 단자는 제1버퍼(210)의 방전(dis-charging) 경로에 연결된다.
여기서 제1버퍼(210)는 일정한 중심전압을 기준으로 중심전압보다 큰 크기(amplitude)를 가지는 전압인 포지티브(Positive) 전압을 출력하는 버퍼이며, 포지티브(Positive) 전압 레벨은 중간전압(VCOM)으로부터 제1전압(VDD)까지의 범위에 해당된다.
제2버퍼(220)는 액정 디스플레이 패널의 네거티브(Negative) 전압 레벨의 구동을 위한 버퍼로 상위 전압 레벨인 제1전압(VDD) 단자와 하위 전압 레벨인 제2전압(VSS) 단자를 구비하고, 중간 레벨 전압인 중간전압(VCOM) 단자를 구비한다. 이때 중간전압(VCOM) 단자는 제2버퍼(220)의 충전(charging) 경로에 연결된다.
여기서 제2버퍼(220)는 일정한 중심전압을 기준으로 중심전압보다 작은 크기(amplitude)를 가지는 전압인 네거티브(Negative) 전압을 출력하는 버퍼이며, 네거티브(Negative) 전압 레벨은 2전압(VSS)으로부터 중간전압(VCOM) 까지의 범위에 해당된다.
상기 제1버퍼가 포지티브 전압레벨에서 구동되는 경우 상기 제2버퍼는 네가티브 전압레벨에서 구동되고, 상기 제1버퍼가 네가티브 전압레벨에서 구동되는 경우 상기 제2버퍼는 포지티브 전압레벨에서 구동된다.
이때 중간전압(VCOM)은 제1전압(VDD)과 제2전압(VSS)의 범위 내의 전압 레벨을 가지며, 제1버퍼(210) 및 제2버퍼(220)가 동작할 수 있도록 전압을 공급한다. 또한 중간전압(VCOM)은 제1버퍼가 포지티브 전압레벨에서 구동되고, 상기 제2버퍼가 네거티브 전압레벨에서 구동되는 경우, 제1버퍼(210)의 방전(dis-charging) 경로 및 제2버퍼(220)의 충전(charging) 경로에 연결되어 제1버퍼의 방전(dis-charging) 경로와 제2버퍼의 충전(charging) 경로가 공유되게 하는 역할을 한다.
즉, 종래의 기술에서는 버퍼(Buffer)가 동작할 수 있는 전압을 공급하는 단자가 제1전압(VDD) 단자와 제2전압(VSS) 단자의 2개만으로 구성 되지만, 본 발명에서는 버퍼(제1ㅇ버퍼 및 제2버퍼)가 제1전압(VDD) 단자와 제2전압(VSS) 단자 그리고 중간전압(VCOM) 단자의 3개의 전압 단자를 구비하여 동작한다는 점에서 차이가 있다.
한편, 상기 제1스위치(230)는 제1버퍼(210) 및 제2버퍼(220)에 입력 신호(Even_input, Odd_input)를 전달하는 스위치며 액정 디스플레이 패널의 고착화 현상을 방지를 위한 극성 반전용으로 사용 될 수도 있다.
상기 제2스위치(240)는 제1버퍼(210) 및 제2버퍼(220)의 출력신호(Even_output, Odd_output)를 액정 디스플레이 패널의 데이터 라인과 연결시켜 주는 스위치며 액정 디스플레이 패널의 고착화 현상을 방지를 위한 극성 반전용으로 사용 될 수도 있다.
이때 상기 제1스위치(230) 및 제2스위치(240)는 상기 제1버퍼(210)와 제2버퍼(220)의 입력을 서로 교차(cross)하거나 쉬프트(shift)하여 상기 액정디스플레이 패널의 극성을 반전시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 전류소비 감소 과정을 나타내는 도면이다.
제1구간(T1)에서는 제1버퍼(210)의 입력 신호(Even_input)가 이전의 입력 신호 보다 높은 입력을 받아 제1버퍼(210)는 제1전압(VDD) 단자로부터 전하를 공급 받아 액정 디스플레이 패널의 데이터 라인(Data Line)의 R/C Load를 충전하여 구동하며, 제2버퍼(220)는 입력 신호(Odd_input)가 이전 입력 신호 보다 낮은 입력을 받아 액정 디스플레이 패널의 데이터 라인(Data Line)의 R/C Load에 충전되어 있던 전하를 제2전압(VSS) 단자로 방전시키며 구동된다.
한편, 제2구간(T2)에서는 제1버퍼(210)의 입력 신호(Even_input)가 이전의 입력 신호 보다 낮은 입력을 받아 액정 디스플레이 패널의 데이터 라인(Data Line)의 R/C Load에 충전되어 있던 전하를 중간전압(VCOM) 단자를 통해 방전시키며, 제2버퍼(220)는 입력 신호(Odd_input)가 이전 입력 신호 보다 높은 입력을 받아 중간전압(VCOM) 단자로부터 전하를 공급받아 액정 디스플레이 패널의 데이터 라인(Data Line)의 R/C Load를 충전시키며 구동된다.
즉, 중간전압(VCOM) 단자는 제1버퍼(210)의 방전 경로와 제2버퍼(220)의 충전 경로를 서로 연결하고 있으며, 제1버퍼(210)와 연결된 데이터 라인(Data Line)의 R/C Load로부터 방전되는 전하를 제2버퍼(220)와 연결된 데이터 라인(Data Line)의 R/C Load를 충전하는데 사용함으로써 전류 소비를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 구동전압의 범위를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면 제1버퍼는 제1전압(VDD)으로부터 중간전압(VCOM)까지의 범위에서 구동하며, 제2버퍼는 중간전압(VCOM)으로부터 제2전압(VSS)까지의 범위를 구동함을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 중간전압 생성부의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참고하면 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 중간전압(VCOM) 생성부는 제1전압(VDD) 단자에 일단자가 연결된 제1저항(R1), 일 단자가 상기 제1저항(R1)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 제2전압(VSS)에 연결된 제2저항(R2) 및 상기 제1저항(R1)과 상기 제2저항(R2)의 공통단자가 비 반전단자에 입력되고 그 출력단자가 반전단자에 연결되는 연산증폭기(Amp.)를 구비한다.
이때 상기 제1저항(R1) 또는 상기 제2저항(R2)을 조절함으로써 전압을 분배하여 중간전압을 생성하고 상기 연산증폭기를 통해 이를 버퍼링하여 본 발명에서 사용되는 액정디스플레이 구동회로의 중간전압(VCOM)을 생성한다.
전압 안정화 및 구동 능력의 향상을 위해서는 상기 연산증폭기(Amp.)의 출력단자에 커패시터를 더 구비하는 것이 바람직하다. 또한 상기 연산증폭기(Amp.)는 전압이득이 1인 단위이득버퍼(Unit gain buffer)를 사용하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로에 있어서 버퍼의 출력단을 공유하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 제1버퍼 및 제2버퍼는 입력단의 반전기와 출력단의 반전기 및 바이어스단(bias stage)을 구비하고 있다.
상기 제1버퍼(210)는, 상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 입력신호를 반전시키는 제1 입력단 반전기(211), 상기 제1전압(VDD) 및 상기 중간전압(VCOM) 사이에서 동작하고, 상기 제1 입력단 반전기(211)의 출력을 다시 반전시키는 제1 출력단 반전기(212) 및 상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고 상기 제1 출력단 반전기(212)에 바이어스 전압을 인가하는 제1 바이어스단(213)을 구비한다.
상기 제2버퍼(220)는, 상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 입력신호를 반전시키는 제2 입력단 반전기(221), 상기 중간전압(VCOM) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 제2 입력단 반전기(221)의 출력을 다시 반전시키는 제2 출력단 반전기(222) 및 상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고 상기 제2 출력단 반전기(222)에 바이어스 전압을 인가하는 제2 바이어스단(223)을 구비한다.
이때 제1버퍼(210)의 제1 출력단 반전기(212)와 제2버퍼(220)의 제2 출력단 반전기(222)는 중간전압(VCOM)을 통해 공유되어 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로에 있어서 버퍼의 입력단을 공유하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 제1버퍼 및 제2버퍼는 입력단의 반전기와 출력단의 반전기 및 바이어스단(bias stage)을 구비하고 있다.
상기 제1버퍼(210)는 상기 제1전압(VDD) 및 상기 중간전압(VCOM) 사이에서 동작하고, 상기 입력신호를 반전시키는 제1 입력단 반전기(211), 상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 제1 입력단 반전기(211)의 출력을 다시 반전시키는 제1 출력단 반전기(212) 및 상기 제1전압(VDD) 및 상기 중간전압(VCOM) 사이에서 동작하고 상기 제1 출력단 반전기(212)에 바이어스 전압을 인가하는 제1 바이어스단(213)을 구비한다.
상기 제2버퍼(220)는, 상기 중간전압(VCOM) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 입력신호를 반전시키는 제2 입력단 반전기(221), 상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 제2 입력단 반전기(221)의 출력을 다시 반전시키는 제2 출력단 반전기(222) 및 상기 중간전압(VCOM) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고 상기 제2 출력단 반전기(222)에 바이어스 전압을 인가하는 제2 바이어스단(223)을 구비한다.
이때 제1버퍼(210)의 제1 입력단 반전기(211)와 제1 바이어스단(213) 및 제2버퍼(220)의 제2 입력단 반전기(221)와 제2 바이어스단(223)은 중간전압(VCOM)을 통해 공유되어 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 전류소비 감소효과를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 전류 소비를 감소시킬 수 있는 액정디스플레이 구동회로의 온도 감소 효과를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로의 전류 소비 감소 효과를 검증하기 위하여 액정디스플레이 구동회로 및 시스템의 소비전류를 모의실험(Simulation)을 통하여 검증 하였으며, 모의실험에는 도 3에 도시된 바와 같은 데이터 구동 패턴을 사용하였다.
도 8은 버퍼 1개(본 발명의 경우, 제1버퍼와 제2버퍼의 평균값)의 전류 소비 결과를 비교한 것이며 본 발명에 따른 액정디스플레이 구동회로는 종래 기술에 비해 약 45%의 전류 소비 감소 효과가 있음을 알 수 있다.
도 9는 버퍼(Buffer) 720개를 구비하는 액정 디스플레이 구동 회로를 모델로 하여 온도 감소 효과에 대한 모의 실험을 한 결과를 나타내는 도면으로 종래기술에 비해 약 18℃의 온도감소 효과가 있음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (20)

  1. 액정디스플레이 구동회로에 있어서,
    제1전압(VDD) 단자, 제2전압(VSS) 단자 및 상기 제1전압(VDD)과 상기 제2전압(VSS)의 중간전압(VCOM) 단자를 구비하고 상기 제1전압(VDD) 내지 상기 중간전압(VCOM)의 범위 내에서 구동되는 제1버퍼; 및
    상기 제1전압(VDD) 단자, 상기 제2전압(VSS) 단자 및 상기 중간전압(VCOM) 단자를 구비하고 상기 중간전압(VCOM) 내지 상기 제2전압(VSS)의 범위 내에서 구동되는 제2버퍼;를 구비하고,
    상기 제1버퍼의 중간전압(VCOM) 단자와 상기 제2버퍼의 중간전압(VCOM)단자는 서로 연결되어 있으며,
    상기 제1전압(VDD)은 가장 높은 전압이고, 상기 제2전압(VSS)은 가장 낮은 전압 이며, 중간전압(VCOM)은 상기 제1전압(VDD)과 상기 제2전압(VSS)의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정 디스플레이 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1버퍼가 포지티브 전압레벨인 상기 제1전압(VDD) 내지 상기 중간전압(VCOM)에서 구동되는 경우 상기 제2버퍼는 네가티브 전압레벨인 상기 중간전압(VCOM) 내지 상기 제2전압(VSS)에서 구동되고,
    상기 제1버퍼가 네가티브 전압레벨인 상기 중간전압(VCOM) 내지 상기 제2전압(VSS)에서 구동되는 경우 상기 제2버퍼는 포지티브 전압레벨인 상기 제1전압(VDD) 내지 상기 중간전압(VCOM)에서 구동되는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중간전압(VCOM)은
    상기 제1버퍼가 포지티브 전압레벨인 상기 제1전압(VDD) 내지 상기 중간전압(VCOM)에서 구동되고, 상기 제2버퍼가 네거티브 전압레벨인 상기 중간전압(VCOM) 내지 상기 제2전압(VSS)에서 구동되는 경우 상기 제1버퍼의 방전경로 및 상기 제2버퍼의 충전 경로에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1전압(VDD)에 일 단자가 연결된 제1저항(R1);
    일 단자가 상기 제1저항(R1)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 제2전압(VSS)에 연결된 제2저항(R2); 및
    상기 제1저항(R1) 및 상기 제2저항(R2)의 공통 단자가 비반전 단자에 입력되고 그 출력단자가 반전단자에 연결되어, 상기 중간전압(VCOM)을 출력하는 연산증폭기를 포함하는 중간전압 생성부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중간전압 생성부는
    상기 제1저항(R1) 또는 상기 제2저항(R2)을 가변시켜 상기 중간전압(VCOM)을 조절하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  6. 제4항에 있어서, 상기 중간전압 생성부는
    상기 연산증폭기의 출력단자에 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  7. 제4항에 있어서, 상기 연산증폭기는
    전압 이득이 1인 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    입력신호를 상기 제1버퍼 및 상기 제2버퍼에 전달하는 제1스위치(SW1)를 더구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1스위치(SW1)는
    상기 액정디스플레이 패널의 극성을 바꾸어주는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1스위치(SW1)는
    상기 제1버퍼와 제2버퍼의 입력을 서로 교차(cross)하거나 쉬프트(shift)하여 상기 액정디스플레이 패널의 극성을 바꾸어주는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1버퍼 및 상기 제2버퍼의 출력신호를 상기 액정디스플레이 패널의 데이터 라인에 연결시켜 주는 제2스위치(SW2)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2스위치(SW2)는
    상기 액정디스플레이 패널의 극성을 바꾸어주는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2스위치(SW2)는
    상기 제1버퍼와 제2버퍼의 출력을 서로 교차(cross)하거나 쉬프트(shift)하여 상기 액정디스플레이 패널의 극성을 바꾸어주는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1버퍼 및 상기 제2버퍼는 전압이득이 1인 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1버퍼는,
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 입력신호를 반전시키는 제1 입력단 반전기;
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 중간전압(VCOM) 사이에서 동작하고, 상기 제1 입력단 반전기의 출력을 다시 반전시키는 제1 출력단 반전기; 및
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고 상기 제1 출력단 반전기에 바이어스 전압을 인가하는 제1 바이어스단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2버퍼는,
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 입력신호를 반전시키는 제2 입력단 반전기;
    상기 중간전압(VCOM) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 제2 입력단 반전기의 출력을 다시 반전시키는 제2 출력단 반전기; 및
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고 상기 제2 출력단 반전기에 바이어스 전압을 인가하는 제2 바이어스단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1버퍼의 중간전압(VCOM) 단자와 상기 제2버퍼의 중간전압(VCOM) 단자는 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1버퍼는,
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 중간전압(VCOM) 사이에서 동작하고, 입력신호를 반전시키는 제1 입력단 반전기;
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 제1 입력단 반전기의 출력을 다시 반전시키는 제1 출력단 반전기; 및
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 중간전압(VCOM) 사이에서 동작하고 상기 제1 출력단 반전기에 바이어스 전압을 인가하는 제1 바이어스단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2버퍼는,
    상기 중간전압(VCOM) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 입력신호를 반전시키는 제2 입력단 반전기;
    상기 제1전압(VDD) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고, 상기 제2 입력단 반전기의 출력을 다시 반전시키는 제2 출력단 반전기; 및
    상기 중간전압(VCOM) 및 상기 제2전압(VSS) 사이에서 동작하고 상기 제2 출력단 반전기에 바이어스 전압을 인가하는 제2 바이어스단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1버퍼의 중간전압(VCOM) 단자와 상기 제2버퍼의 중간전압(VCOM) 단자는 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전류소모가 적은 액정디스플레이 구동회로.
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