KR20050113852A

KR20050113852A - 프로그래머블 감마전압발생부를 내장한 소스 드라이버와이를 이용한 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050113852A
Application number: KR1020040038976A
Authority: KR
Inventors: 이재용
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-05

Abstract

본 발명은 액정표시장치 소스드라이버에 관한 것으로서, 내부 회로에 의해 감마기준전압을 생성하는 프로그램 가능한 감마전압발생부를 구비한 소스드라이버와 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

이는 외부로부터 모든 그레이레벨에 대한 감마기준전압 생성정보를 입력받아 소스드라이버 내에서 직접 감마전압을 생성하여 출력하기 때문에 사용자에 의한 감마전압의 조정이 용이하다. 또한 사용자에 의해 생성될 감마기준전압의 레벨에 대한 정보를 포함한 감마생성정보의 변경 입력이 가능하므로 표현되는 그레이 스케일의 미세한 조정이 가능한 것이 가장 큰 장점이라 하겠다.

Description

프로그래머블 감마전압발생부를 내장한 소스 드라이버와 이를 이용한 액정표시장치{Source driver with programmable gamma reference voltage generator and display device thereof}

본 발명은 액정표시장치 소스드라이버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로그램구동 가능한 내부 회로에 의해 감마전압을 생성하는 감마전압발생부와 이를 이용한 소스드라이버에 관한 것이다.

TFT-LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시장치이다.

이러한 TFT-LCD의 기판 위에는 서로 평행한 복수의 게이트라인과 이 게이트라인에 절연되어 교차하는 복수의 데이터라인이 형성되며, 이들 게이트라인과 데이터라인에 의해 둘러싸인 영역이 하나의 화소를 규정한다. 각 화소의 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 TFT가 형성된다.

이러한 TFT-LCD를 구동시키기 위해서는 게이트라인을 순차적으로 구동시킴과 동시에 구동하는 게이트라인에 연결된 TFT의 소스 단에 인가될 데이터 전압을 데이터 선을 통해 인가한다. 이때, TFT에 형성된 화소에 방향의 전계가 계속해서 인가됨에 따라 발생하는 액정의 열화를 방지하기 위해, 데이터 전압을 매 프레임마다 공통 전압에 대해 극성이 반전되도록 한다. 이러한 데이터 전압의 극성을 반전시키는 TFT-LCD 구동 방식을 반전 구동 방식이라 한다.

도 1은 통상의 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 도시한 도면으로서, 액정 셀들이 두장의 투명기판들 사이에 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(2)과, 액정패널(2)의 게이트라인들(GL1 내지 GLm)에 접속되어진 게이트 드라이버(6)와, 액정패널(2)의 데이터라인들(DL1 내지 DLn)에 접속되어진 데이터 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(4)에 접속되어진 감마전압발생부(8)를 구비한다. 상기 감마전압발생부(8)는 통상 상기 데이터드라이버(4)에 포함되어 구성되기도 한다.

도 2는 전원 전압에 따라 구동 전압을 발생하는 종래의 감마전압 발생회로를 등가 도시한 것이다. 종래의 감마전압 발생회로는 전원 전압(VBB)을 분배하기 위하여 상기 전원 전압(VBB)에 직렬로 연결된 다수의 저항(R1, ... , R5)과, 상기 다수의 저항들 사이에 비반전 입력 단자(+)가 연결되고, 출력단이 반전 입력 단자(-)로 피드백(Feedback)되어 다수의 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 출력하는 다수의 OP 앰프(Operational Amplifier: OP1, ... , OP4)로 이루어진다.

상기 도 2에서는 4 개의 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 발생시키는 경우를 도시하였다.

예를 들어, 전원 전압(VBB)을 8 볼트라고 가정하고, 제 1 내지 제 4 구동 전압(GMA1, ... , GMA4)을 각각 7 볼트, 5 볼트, 3 볼트, 1 볼트의 값으로 발생하기 위하여 저항값을 계산해보면 다음과 같다.

상기 도 2에서 다수의 저항(R1, ... , R5)을 통하여 흐르는 전류가 2 mA의 값을 가지도록 하려면, 전체 저항 RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 8 V/2 mA = 4 ㏀의 값이 되어야 한다. 이 때, 제 1 구동 전압(GMA1)은

GMA1 = = 7 V이 된다.

상기에서, 제 1 내지 제 4 OP 앰프(OP1, ... , OP4)는 입력단의 전압을 그대로 출력단으로 전달하는 전압 팔로워(Voltage Follower)의 역할을 한다.

이 때, R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 4 ㏀이기 때문에, R2 + R3 + R4 + R5 = 3.5 ㏀이 된다. 따라서, 저항 R1의 값은 4 ㏀ - 3.5 ㏀ = 0.5 ㏀이 된다.

같은 방법으로 제 2 구동 전압(GMA2)은

GMA2 = = 5 V가 된다.

이 때, R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = RT = 4 ㏀이기 때문에, R3 + R4 + R5 = 2.5 ㏀이 되고, 저항 R2의 값은 R2 = 3.5 ㏀ - 2.5 ㏀ = 1 ㏀이 된다.

상기와 같은 방식으로, 제 3 내지 제 5 저항값을 구해보면, 각각 R3 = R4 = 1 ㏀, R5 = 0.5 ㏀이 된다.

따라서 전원 전압(VBB)에 직렬로 연결된 각 저항값을 조정함으로써, LCD 모듈 구동 감마전압을 각각 조정할 수 있다.

상기와 같이 다수개의 저항과 다수개의 버퍼로 구성되어 데이터 드라이버 내에 구성되는 감마전압 발생회로는 고정된 다수 저항에 의해 분배된 감마전압에 따라 비디오 데이터의 계조를 표현하게 되며 하드웨어적으로 고정되어 있기 때문에 임의로 교체할 수 없도록 되어 있어 감마전압의 미세 조정이 불가능하다.

본 발명은 상기와 같이, 하드웨어적으로 고정되어 미세조정이 어려운 감마전압 발생회로를 대체하여 원하는 전압으로의 변환이 자유롭고 또한 그 조정이 편리한 감마전압발생부를 포함하는 소스드라이버를 제안하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 감마전압발생부를 내장한 소스드라이버로써 신호입력의 핀 수를 줄여 보다 간단하게 구성되고 동작되어지는 소스드라이버와 이를 이용한 액정표시장치를 제안하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 외부장치와 통신하여 다수의 감마생성정보를 입력받는 감마생성정보입력부와; 상기 입력받은 다수의 감마생성정보를 이용해 설정된 로직에 따른 다수의 감마기준전압을 생성하여 출력하는 감마전압발생부와; 디지털 비디오 데이터와 상기 다수의 감마기준전압을 입력받으며, 디지털 비디오 데이터에 상응되는 감마기준전압을 선택하여 아날로그신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부를 포함하는 액정표시장치용 소스드라이버를 제안한다.

또한 본 발명은 다수의 감마생성정보를 생성하여 출력하는 감마정보출력부와; 외부장치와 통신하여 다수의 감마생성정보를 입력받는 감마정보입력부와, 상기 입력받은 다수의 감마생성정보를 이용해 설정된 로직에 따른 다수의 감마기준전압을 생성하여 출력하는 감마전압발생부와, 디지털 비디오 데이터와 상기 다수의 감마기준전압을 입력받으며 디지털 비디오 데이터에 상응되는 감마기준전압을 선택하여 아날로그신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부를 구비한 소스드라이버와; 상기 아날로그 신호로 변환된 비디오 데이터를 입력받아 영상을 디스플레이 하는 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제시한다.

여기서 상기 외부장치와 상기 감마정보출력부는 감마생성정보의 변경이 가능한 단말장치인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 감마정보입력부로 입력되는 감마생성정보는 그레이 레벨 개수만큼의 정보가 입력되는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 감마정보입력부로 입력되는 감마생성정보는 디지털 신호인 것을 특징으로 한다.

상기 감마정보출력부와 감마정보입력부는 I²C 통신 프로토콜에 의한 시리얼 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 프로그래머블 감마전압발생부를 내장한 소스 드라이버의 내부 구성을 도시한 도면이다.

감마정보입력부(110)는 컴퓨터 단말장치와 같은 외부장치(미도시)로부터 입력되는 감마생성정보를 입력받는데, 상기 감마생성정보는 그레이 레벨 개수만큼의 디지털정보를 포함한 시그널로써 시리얼하게 입력된다.

감마전압발생부(120)는 상기 입력된 감마생성정보를 이용해 그레이 레벨 개수만큼의 감마기준전압을 생성한다. 이때 상기 감마전압발생부(120)는 내부에 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 포함한 로직회로로 구성되어 입력된 디지털 감마생성정보에 대응하는 아날로그 감마기준전압들을 생성한다. 상기 감마전압발샹부(120)는 DAC 회로를 포함하여 로직 구성된 칩(Chip)으로 구성될 수 있으며 소스드라이버에 내장되는 것이 바람직하다.

디지털-아날로그 변환부(130)는 디지털 비디오데이터와 상기 감마전압발생부(120)로부터 출력된 다수의 감마기준전압을 입력받으며, 비디오 데이터에 상응되는 레벨의 감마전압을 선택하여 아날로그 비디오 신호로 출력한다.

상기와 같이 내부에 DAC 회로를 포함한 내부회로를 이용해 입력된 디지털 정보에 따른 감마기준전압을 발생시키는 소스드라이버는, 종래의 R-string 에 의해 감마전압이 일률적으로 고정되어 출력되던 방식에 비해 사용자가 외부 장치를 통해(또는 프로그램의 변경을 통해) 상기 감마생성정보를 변경하여 입력할 수 있으므로 감마전압의 조정을 필요에 따라 언제든지 변경가능한 장점이 있다.

도 4는 본 발명에 따른 프로그래머블 감마전압발생부를 구비한 소스드라이버를 이용한 액정표시장치의 구성을 개략도시한 도면이다.

전술된 소스드라이버(100)의 상세 구성에 대한 설명은 생략한다.

감마생성정보출력부(200)는 상기 소스드라이버(100)의 감마생성정보입력부(110)로 감마생성정보를 제공하는데, 제공되는 감마생성정보는 표시되는 그레이 레벨 각각에 대한 디지털 신호로 출력된다. 예를 들어 256계조의 디스플레이가 수행될 때 제공되는 감마생성정보는 256개의 감마기준전압 생성정보를 포함한 디지털 신호로 제공된다.

이때 출력된 감마생성정보는 상기 감마생성정보입력부(110)로 I²C 프로토콜 시리얼 통신을 수행하여 전송된다. 여기서 상기 I²C 통신은 집적회로들 간의 양방향 시리얼 통신 방식의 하나이다.

상기 감마생성정보출력부(200)로부터 전송받은 256계조에 대한 디지털 감마생성정보에 따라 감마전압발생부(120)는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 이용해 디지털 신호레벨에 상응되는 256개의 아날로그 감마기준전압을 생성하여 출력한다.

이후 상기 디지털-아날로그 변환부(130)는 타이밍컨트롤러(미도시)와 같은 외부 장치로부터 입력받은 디지털 비디오 데이터에 상응되는 아날로그 감마기준전압을 선택하여 액정패널(300) 측으로 출력한다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 소스드라이버는 외부로부터 모든 그레이레벨에 대한 감마기준전압 생성정보를 입력받아 소스드라이버 내에서 직접 감마전압을 생성하여 출력하기 때문에 사용자에 의한 감마전압의 조정이 용이하다. 또한 사용자에 의해 생성될 감마기준전압의 레벨에 대한 정보를 포함한 감마생성정보의 변경 입력이 가능하므로 표현되는 그레이 스케일의 미세한 조정이 가능한 것이 가장 큰 장점이라 하겠다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 도시한 도면

도 2는 종래의 LCD 구동 감마전압 발생회로를 등가 도시한 도면

도 3은 본 발명에 따른 프로그래머블 감마전압발생부를 내장한 소스 드라이버의 내부 구성을 도시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 프로그래머블 감마전압발생부를 구비한 소스드라이버를 이용한 액정표시장치의 구성을 개략도시한 도면

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100 : 소스드라이버 110 : 감마생성정보입력부

120 : 감마전압발생부 130 : 디지털-아날로그 변환부

200 : 감마생성정보출력부 300 : 액정패널

Claims

외부장치와 통신하여 다수의 감마생성정보를 입력받는 감마생성정보입력부와;

상기 입력받은 다수의 감마생성정보를 이용해 설정된 로직에 따른 다수의 감마기준전압을 생성하여 출력하는 감마전압발생부와;

디지털 비디오 데이터와 상기 다수의 감마기준전압을 입력받으며, 디지털 비디오 데이터에 상응되는 감마기준전압을 선택하여 아날로그신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부

를 포함하는 액정표시장치용 소스드라이버
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 외부장치는 감마생성정보의 변경이 가능한 단말장치인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스드라이버
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 감마생성정보입력부로 입력되는 감마생성정보는 그레이 레벨 개수만큼의 정보가 입력되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스드라이버
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 감마생성정보입력부로 입력되는 감마생성정보는 디지털 신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 소스드라이버
다수의 감마생성정보를 생성하여 출력하는 감마생성정보출력부와;

외부장치와 통신하여 다수의 감마생성정보를 입력받는 감마생성정보입력부와, 상기 입력받은 다수의 감마생성정보를 이용해 설정된 로직에 따른 다수의 감마기준전압을 생성하여 출력하는 감마전압발생부와, 디지털 비디오 데이터와 상기 다수의 감마기준전압을 입력받으며 디지털 비디오 데이터에 상응되는 감마기준전압을 선택하여 아날로그신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부를 구비한 소스드라이버와;

상기 아날로그 신호로 변환된 비디오 데이터를 입력받아 영상을 디스플레이하는 액정패널

을 포함하는 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 감마생성정보출력부는 감마생성정보의 변경이 가능한 단말장치인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 감마생성정보입력부로 입력되는 감마생성정보는 그레이 레벨 개수만큼의 정보가 입력되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 감마생성정보입력부로 입력되는 감마생성정보는 디지털 신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치
청구항 제 5 항에 있어서,

상기 감마생성정보출력부와 감마생성정보입력부는 I²C 통신 프로토콜에 의한 시리얼 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치