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KR100268904B1 - Tft－lcd 구동 회로 - Google Patents

Tft－lcd 구동 회로 Download PDF

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KR100268904B1
KR100268904B1 KR1019980020637A KR19980020637A KR100268904B1 KR 100268904 B1 KR100268904 B1 KR 100268904B1 KR 1019980020637 A KR1019980020637 A KR 1019980020637A KR 19980020637 A KR19980020637 A KR 19980020637A KR 100268904 B1 KR100268904 B1 KR 100268904B1
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Abstract

본 발명은 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal display)의 돗트(DOT) 반전용 소오스 구동 회로에 관한 것으로, 2 채널의 디지탈 영상 신호를 일시 저장하여 외부의 극성 신호에 따라 (+)극성 신호와 (-)극성 신호의 순서를 조절하여 출력하는 믹싱부와, 클럭신호의 한 주기 길이의 펄스를 순차적으로 출력시키는 쉬프터 레지스터와, 상기 쉬프터 레지스터에서 출력되는 신호에 따라 상기 믹싱부에서 출력되는 디지탈 영상 신호를 래치시켜 각각 (+)극성 신호 처리부와 (-)극 성신호 처리부에 출력하는 래치부와, 각 채널 마다 상기 래치부에서 출력되는 신호의 준위를 소정 레벨로 변환하여 출력하는 레벨 쉬프터부와, 외부에서 입력되는 복수개의 기준 전압을 (+,-)극성 신호에 따라 기준전압 값이 높은 순서 또는 낮은 순서로 출력하는 파워 스위칭부와, 상기 파워 스위칭부에서 출력되는 기준 전압에 의해 각 채널 마다 상기 레벨 쉬프터부에서 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지탈/아날로그 변환부와, (-)극성 신호를 처리하는 커패시터와 (+)극성을 처리하는 커패시터로 구분되어 (+)극성 처리시 상기 디지탈/아날로그 변환부(16)의 출력값에 일정 값(Vx)을 더하여 주는 저장부와, 특정 주기마다 상기 저장부의 (+)극성을 처리하는 커패시터의 양단 전위 차가 일정 값(Vx)을 유지하도록 (+)극성 커패시터를 리프레쉬 시키는 리프레쉬 로직부와, 상기 저장부에서 출력되는 값들을 각각 증폭하여 출력하는 버퍼부와, 상기 버퍼부의 복수개 버퍼 중 2개를 한쌍으로 하여 한쌍에서 하나의 신호를 선택하여 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성된다. 따라서, 5V이하에서 구동될 수 있으므로 일반적인 CMOS 공정으로 돗트 반전용 구동회로를 구현할 수 있고, 하나의 디지탈/아날로그 변환 소자만으로 구현할 수 있으므로 칩 면적을 대폭 줄일 수 있을 뿐만아니라, 출력단이 스위칭하기 전에 일정 기간 동안 모든 데이터 라인을 공통전압(VCOM) 단자에 묶어 전하 분배 (charge sharing) 효과를 누릴 수 있어 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Description

TFT－LCD 구동 회로
본 발명은 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal display)의 구동에 관한 것으로, TFT-LCD의 돗트(DOT) 반전용 소오스 구동 회로에 관한 것이다.
일반적으로(background art) TFT-LCD의 응용 분야가 모니터, TV 등의 고화질을 요구하는 분야로 넓어짐에 따라 고화질을 구현할 수 있는 돗트(DOT) 반전 방식의 구동 방법이 주요한 구동 방법으로 대두되었다. 그러나 돗트 반전 방식의 경우 소오스 구동 회로에서 약 10∼12V 정도의 높은 전압을 출력해야 하기 때문에 출력단에 고전압 소자를 사용하거나, 일반적인 CMOS 공정으로 구현하기 위해서는 특수한 회로 기법이 요구되고 있다.
이와 같은 돗트 반전용 종래의 TFT-LCD 구동 회로를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 TFT-LCD 구동 회로 구성 블록도이고, 도 2는 종래의 출력 버퍼 회로 구성도이다.
입력되는 계조 레벨(gray level)을 나타내는 화상 신호 데이터를 입력하여 일정 준위의 신호로 레벨을 변환(VSS∼VDD를 VSS2∼VDD2로 레벨을 변환함)하여 출력하는 제 1 레벨 쉬프터부(1)와, 상기 제 1 레벨 쉬프터(1)서 출력되는 신호를 (+)극성의 아날로그 화상 신호로 변환하여 출력하는 제 1 디지탈/아날로그 변환부(2)와, 상기 제 1 디지탈/아날로그 변환부(2)의 출력을 샘플링(sampling)하고 홀드(hold)하는 제 1 샘플링＆홀드부(3)와, 입력되는 계조 레벨(gray level)을 나타내는 화상신호 데이터를 입력하여 일정 준위의 신호로 레벨을 변환(VSS∼VDD를 VSS1∼VDD1하여 출력하는 제 2 레벨 쉬프터부(4)와, 상기 제 2 레벨 쉬프터(4)서 출력되는 신호를 (-)극성의 아날로그 화상 신호로 변환하여 출력하는 제 2 디지탈/아날로그 변환부(5)와, 상기 제 2 디지탈/아날로그 변환부(5)의 출력을 샘플링(sampling)하고 홀드(hold)하는 제 1 샘플링＆홀드부(6)와, 외부에서 입력되는 극성(+,-) 신호를 입력 받아 일정 준위의 신호로 레벨을 변환(VSS∼VDD를 VSS2∼VDD2로 레벨을 변환함)하여 인에이블 "하이"신호를 출력하는 제 3 레벨 쉬프터부(7)와, 외부에서 입력되는 극성(+,-) 신호를 입력 받아 일정 준위의 신호로 레벨을 변환(VSS∼VDD를 VSS1∼VDD1로 레벨을 변환함)하여 인에이블 "로우"신호를 출력하는 제 4 레벨 쉬프터부(8)와, 상기 제 3 및 제 4 레벨 쉬프터부(7,8)의 인에이블 신호에 따라 상기 제 1 샘플링＆홀드부(3) 또는 제 2 샘플링＆홀드부(6)의 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 출력 버퍼부(9)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 종래의 구동 회로에서, 출력 버퍼부의 구성은 도 2와 같다.
즉, 상기 제 3 레벨 쉬프터부(7)에서 출력되는 인에이블 신호에 따라 상기 제 1 샘플링＆홀드부(3)의 출력을 스위칭 하는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 4 레벨 쉬프터부(8)에서 출력되는 인에이블 신호에 따라 상기 제 2 샘플링＆홀드부(6)의 출력을 스위칭 하는 제 2 트랜지스터(Q3)와, 상기 제 1, 제 2 트랜지스터(Q1, Q2)에서 출력되는 신호를 각각 소정 이득으로 증폭하여 출력하는 제 3, 제 4 트랜지스터(Q3, Q4)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 종래의 TFT-LCD 소오스 구동 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
계조를 나타내는 4비트의 디지탈 영상신호를 제 1 레벨 쉬프터부(1), 제 1 디지탈/아날로그 변환부(2) 및 제 1 샘플링＆홀드부(3)에서 소정 레벨(VSS2∼VDD2)로 변환된 (+)극성의 아날로그 신호를 생성하고, 계조를 나타내는 4비트의 디지탈 영상신호를 제 2 레벨 쉬프터부(4), 제 2 디지탈/아날로그 변환부(5) 및 제 2 샘플링＆홀드부(6)에서 소정 레벨(VSS1∼VDD1)로 변환된 (-)극성의 아날로그 신호를 생성한다.
그리고 외부에서 입력되는 극성(+,-) 신호를 제 3, 제 4 레벨 쉬프터부(7,8)에서 각각 VSS2∼VDD2레벨과 VSS1∼VDD1레벨로 변환하여 출력 버퍼부(9)의 인에이블 신호로 출력한다.
상기 출력 버퍼부(9)는 상기 제 3, 제 4 레벨 쉬프터부(7,8)에서 출력되는 신호에 따라 상기 제 1, 제 2 샘플링＆홀드부(3,6)에서 출력되는 신호 중 하나를 선택하여 TFT-LCD 데이터 라인에 인가한다.
이와 같이 종래의 TFT-LCD 소오스 구동 회로는 (+)극성 영상신호를 처리하는 회로부와 (-)극성 영상신호를 처리하는 회로부를 각각 구성하여 각 회로부의 전압 젼화폭을 5V이하로 줄여 저전압 소자로 각 회로부를 구성할 수 있도록 하였고, 또한 출력단 회로에 쉴드 트랜지스터(sheild transistor)를 삽입하여 출력단 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이 혹은 소오스와 드레인 사이에 고전압이 걸리지 않게 하여 출력단을 저전압 소자로 구성하였다.
상기에서 설명한 바와 같은 종래의 TFT-LCD 소오스 구동 회로에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 일 채널의 영상신호를 처리함에 있어서, (+)극성 처리부와 (-)극성 처리부가 구성되므로 회로의 크기가 커진다.
둘째, 출력 버퍼부에서 (+)극성의 신호에서 (-)극성의 신호로 스위칭할 때 제 4 트랜지스터(Q4)의 소오스와 드레인 사이에 순간적으로 고전압이 인가되고, 또한 (-)극성에서 (+)극성의 신호를 스위칭할 때 제 3 트랜지스터(Q2)의 소오스와 드레인 사이에 순간적으로 고전압이 인가되므로 신뢰성이 저하된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 회로 구성을 단순화하고 일반적인 CMOS 공정으로 구현할 수 있는 TFT-LCD 구동 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
제1도는 종래의 TFT-LCD 구동 회로 구성 블럭도.
제2도는 종래의 출력 버퍼 회로 구성도.
제3도는 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로 구성도.
제4도는 본 발명에 따른 믹싱부의 상세 회로도.
제5도는 본 발명에 따른 파워 스위칭부의 상세 회로도.
제6도는 본 발명에 따른 파워 스위칭부의 콘트롤 신호 출력 파형도.
제7도는 본 발명에 따른 리프레쉬 로직의 개념도.
제8도는 본 발명에 따른 스위칭부의 상세 회로도.
제9도는 본 발명에 따른 도 6에 의한 파워 스위칭부의 출력 값을 나타낸 표.
제10도는 본 발명에 따른 디지탈/아날로그 변환부의 출력과 저장부의 출력 설명도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 믹싱부 12 : 쉬프터 레지스터부
13 : 래치부 14 : 레벨 쉬프터부
15 : 파워 스위칭부 16 : 디지탈/아날로그 변환부
17 : 리프레쉬 로직부 18 : 저장부
19 : 버퍼부 20 : 스위칭부
21, 22, 23, 24 : 래치소자 25 : 멀티플렉서
26 : 인버터 31, 32, 33, 34 : 전송 게이트
35, 36 : 트랜지스터 S1 - S23 : 스위치
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로는 2 채널의 디지탈 영상 신호를 일시 저장하여 외부의 극성 신호에 따라 (+)극성 신호와 (-)극성 신호의 순서를 조절하여 출력하는 믹싱부와, 클럭신호의 한 주기 길이의 펄스를 순차적으로 출력시키는 쉬프터 레지스터와, 상기 쉬프터 레지스터에서 출력되는 신호에 따라 상기 믹싱부에서 출력되는 디지탈 영상 신호를 래치시켜 각각 (+)극성 신호 처리부와 (-)극성 신호 처리부에 신호 처리하여 출력하는 래치부와, 각 채널 마다 상기 래치부에서 출력되는 신호의 준위를 소정 레벨로 변환하여 출력하는 레벨 쉬프터부와, 외부에서 입력되는 복수개의 기준 전압을 (+,-)극성 신호에 따라 기준전압 값이 높은 순서 또는 낮은 순서로 출력하는 파워 스위칭부와, 상기 파워 스위칭부에서 출력되는 기준 전압에 의해 각 채널 마다 상기 레벨 쉬프터부에서 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지탈/아날로그 변환부와, (-)극성 신호를 처리하는 커패시터와 (+)극성을 처리하는 커패시터로 구분되어 (+)극성 처리시 상기 디지탈/아날로그 변환부(16)의 출력값에 일정 값(Vx)을 더하여 주는 저장부와, 특정 주기마다 상기 저장부의 (+)극성을 처리하는 커패시터의 양단 전위 차가 일정 값(Vx)을 유지하도록 (+)극성 커패시터를 리프레쉬 시키는 리프레쉬 로직부와, 상기 저장부에서 출력되는 값들을 각각 증폭하여 출력하는 버퍼부와, 상기 버퍼부의 복수개 버퍼 중 2개를 한쌍으로 하여 한쌍에서 하나의 신호를 선택하여 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 믹싱부의 상세 회로도이며, 도 5는 본 발명에 따른 파워 스위칭부의 상세 회로도이고, 도 6은 본 발명에 따른 파워 스위칭부의 출력 파형도이며, 도 7은 본 발명에 따른 리프레쉬 로직의 개념도이고, 도 8은 본 발명에 따른 스위칭부의 상세 회로도이며, 도 9는 본 발명에 따른 도 6에 의한 파워 스위칭부의 출력 값을 나타낸 표이고, 도 10은 본 발명에 따른 디지탈/아날로그 변환부의 출력과 저장부의 출력 설명도이다.
본 발명의 TFT-LCD 구동 회로는 도 3과 같이, 입력되는 2 채널의 디지탈 영상 신호를 일시 저장하여 외부의 극성 신호에 따라 (+)극성 신호와 (-)극성 신호의 순서를 조절하여 출력하는 믹싱부(11)와, 클럭신호의 한 주기 길이의 펄스를 순차적으로 출력시키는 쉬프터 레지스터부(12)와, 상기 쉬프터 레지스터부(12)에서 출력되는 신호에 따라 상기 믹싱부(11)에서 출력되는 디지탈 영상 신호를 래치시켜 (+)극성 신호 처리부와 (-)극성 신호 처리부에 출력하는 래치부(13)와, TFT-LCD의 채널에 상응하는 개수의 레벨 쉬프터로 구성되어 각 채널 마다 상기 래치부(13)에서 출력되는 신호의 준위를 소정 레벨로 변환(VSS∼VDD를 VSS1∼VDD1레벨로 변환함)하여 출력하는 레벨 쉬프터부(14)와, 외부에서 입력되는 복수개의 기준 전압을 (+,-)극성 신호에 따라 기준전압 값이 높은 순서 또는 낮은 순서로 출력하는 파워 스위칭부(15)와, TFT-LCD 의 채널에 상응하는 개수의 D/A 변환기로 구성되어 상기 파워 스위칭부(15)에서 출력되는 기준 전압에 의해 각 채널 마다 상기 레벨 쉬프터부(13)에서 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지탈/아날로그 변환부(16)와, TFT-LCD 의 채널에 상응하는 개수의 커패시터(C1,C2,…)로 구성되어 (-)극성 신호를 처리하는 커패시터와 (+)극성을 처리하는 커패시터로 구분되어 (+)극성 처리시 상기 디지탈/아날로그 변환부(16)의 출력값에 일정 값(Vx)을 더하여 주는 저장부(18)와, 특정 주기마다 (+)극성을 처리하는 커패시터의 양단 전위 차가 일정 값(Vx)을 유지하도록 (+)극성 커패시터를 리프레쉬 시키는 리프레쉬 로직부(17)와, TFT-LCD 의 채널에 상응하는 개수의 버퍼로 구성되어 상기 저장부(18)에서 출력되는 값들을 증폭하여 출력하는 버퍼부(19)와, TFT-LCD 의 채널에 상응하는 개수의 스위칭 소자로 구성되어 상기 버퍼부(19)의 복수개 버퍼 중 이웃하는 버퍼의 출력중 하나를 선택하여 출력하는 스위칭부(20)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 레벨 쉬프터부(14), 상기 디지탈/아날로그 변환부(16), 상기 저장부(17), 상기 버퍼부(19)의 복수개의 소자 중 홀수번째는 (-)극성 신호를 처리하는 부분이고, 짝수번째는 (+)극성 신호를 처리하는 부분이다.
이와 같은 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로의 각부를 좀 더 상세히 설명하면다음과 같다.
먼저, 믹싱부(11)는 도 4와 같이, 6비트의 데이터를 클럭신호(CLK, CLKB)에 의해 래치하여 출력하는 제 1 래치소자(21)와, 상기 제 1 래치소자(21)의 출력신호를 제 1 래치소자(21)와 동일한 클럭신호에 의해 래치하여 출력하는 제 2 래치소자(22)와, 상기 제 1 래치소자(21)의 출력신호를 제 1 래치소자(21)의 2배에 해당하는 클럭신호(CLK2X, CLKB2X)에 의해 래치하여 출력하는 제 3 래치소자(22)와, 상기 제 2 래치소자(22)의 출력신호를 제 3 래치소자(23)와 동일한 클럭신호(CLK2X, CLKB2X)에 의해 래치하여 출력하는 제 4 래치소자(24)와, 극성신호(POL)을 CON단에 입력하고 반전된 극성신호(POL)를 CONB단에 입력하여 상기 제 3, 제 4 래치소자(23, 24)의 출력신호 중 일 신호를 선택하여 상기 래치부(13)에 출력하는 멀티플렉서(25)와, 상기 극성신호(POL)를 반전하여 상기 멀티플렉서(25)의 CONB단에 입력하는 인버터(26)로 구성된다.
상기 파워 스위칭부(15)는 도 5와 같이, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref5)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 1 스위치(S1)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref0)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 2 스위치(S2)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref4)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 3 스위치(S3)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref1)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 4 스위치(S4)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref3)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 5 스위치(S5)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref2)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 6 스위치(S6)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref2)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 7 스위치(S7)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref3)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 8 스위치(S8)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref1)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 9 스위치(S9)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref4)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 10 스위치(S10)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref0)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 11 스위치(S11)와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref5)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 12 스위치(S12)와, 제 1, 제 2 스위치(S1,S2)에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 13 스위치(S13)와, 제 3, 제4 스위치(S3,S4)에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 14 스위치(S14)와, 제 5, 제 6 스위치(S5,S6)에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 15 스위치(S15)와, 제 7, 제 8 스위치(S7,S8)에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 16 스위치(S16)와, 제 9, 제 10 스위치(S9,S10)에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 17 스위치(S17)와, 제 11, 제 12 스위치(S11,S12)에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 18 스위치(S18)와, 상기 제 13, 제 14, 제 15, 제 16, 제 17, 제 18 스위칭(S13, S14, S15, S16, S17, S18)의 출력을 출력단으로 하는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6 출력단(VO5, VO4, VO3, VO2, VO1, VO0) 사이에 각각 설치되어 외부의 제어신호(CON3)에 의해 상기 각 출력단의 등전위로 스위칭하는 제 19, 제 20, 제 21, 제22, 제 23 스위치(S19, S20, S21, S22, S23)로 구성된다.
상기 저장부(18)는 홀수번째인 커패시터(C1)는 한쪽 노드(NODE)는 접지되어 있고, 나머지 한쪽 노드는 DAC의 출력과 버퍼부(19)의 입력단에 연결되어 있다. 그리고 짝수 번째의 (+)극성 신호 처리부분인 커패시터(C2)는 DAC의 출력단과 버퍼부(19)의 입력단 사이에 연결되어 있다.
상기 버퍼부(19)는 상기 저장부(18)에서 출력되는 신호를 증폭하는 역할을 한다. (-)극성 신호 처리부에는 (-)극성을 증폭하는 N-BUF가 있고, (+)극성 신호 처리부에는 (+)극성을 증폭하는 P-BUF가 배치되어 있으며, 각각의 동작 전압은 VSS1∼VDD1과 VSS2∼VDD2 이다. 이 때 VSS1∼VDD1과 VSS2∼VDD2 는 각각 (-)신호와 (+)신호 범위를 포함하고 있고 5V범위 이내이다.
상기 스위칭부(20)의 구성은 도 8과 같이, 외부의 로우 콘트롤 신호(CONL, CONLB)에 의해 로우 신호를 스위칭하는 제 1 전송 게이트(31)와, 외부의 콘트롤 신호(CONL, CONLB)에 의해 공통전압(VCOM)을 스위칭하는 제 2 전송 게이트(32)와, 외부의 하이 콘트롤 신호(CONH, CONHB)에 의해 하이 신호를 스위칭하는 제 3 전송 게이트(33)와, 외부의 하이 콘트롤 신호(CONH, CONHB)에 의해 하이 신호를 스위칭하는 제 4 전송 게이트(34)와, 상기 공통 전압(VCOM)신호에 의해 상기 제 1, 제 2 전송 게이트(31, 32)의 출력신호를 스위칭하여 출력하는 NMOS 트랜지스터(35)와, 상기 공통 전압(VCOM)신호에 의해 상기 제 3, 제 4 전송 게이트(33, 34)의 출력신호를 스위칭하여 출력하는 PMOS 트랜지스터(36) 으로 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로의 동작은 다음과 같다.
상기 믹싱부(11)는 콘트롤러(도면에는 도시되지 않음)로 부터 입력되는 2 채널 분의 디지탈 영상 신호를 저장하였다가 극성(POL)신호에 따라 (+)극성의 신호는 래치부(13)의 (+)극성 신호 처리부에 입력되고, (-)극성의 신호는 래치부(13)의 (-)극성 신호 처리부에 입력되도록 상기 래치부(13)에 입력되는 순서를 조절한다.
즉, 1 채널의 영상신호는 제 1, 제 3 래치소자(21, 23)를 통하고, 다른 채널의 영상신호는 제2, 제 4 래치소자(22, 24)를 통해 극성 신호(POL)신호에 따라 멀티플렉서(25)에 의해 래치부(13)의 (+)극성 신호 처리부 또는 (-)극성 신호 처리부에입력된다.
그리고, 쉬프터 레지스터부(12)에는 상기 클럭신호(CLK)의 한 주기 길이의 펄스를 순차적으로 출력시켜 다음단의 래치들 중 하나를 인에이블 시킴으로써 상기 믹싱부(11)의 출력을 래치부(13)에 순차적으로 입력되도록 한다.
상기 래치부(13)는 상기 쉬프터 레지스터부(12)에서 출력되는 인에이블 신호에 의해 상기 믹싱부(11)에서 입력되는 영상신호를 일 채널 씩 (+)극성 신호 처리부와 (-)극성 신호 처리부에서 처리하여 레벨 쉬프터부(14)로 출력한다. 이 때 (+)극성 신호 처리부에서 처리된 신호는 짝수번째의 레벨 쉬프터에 출력하고 (-)극성 신호 처리부에서 처리된 신호는 홀수번째의 레벨 쉬프터에 출력한다.
상기 레벨 쉬프터부(14)는 상기 래치부(13)에서 출력되는 디지탈 영상신호의 레벨을 각 채널 마다 VSS∼VDD에서 VSS1∼VDD1레벨로 변환하여 출력한다.
상기 파워 스위칭부(15)는 도 6과 같은 클럭신호 타이밍에 의해 도 9와 같이 출력단에서 출력되는 기준 전압값의 크기 순서가 반대가 되도록 출력한다. 즉, CON1과 CON2가 "하이'인 구간에는 Vref5에서 Vref0 의 순서로 출력되도록 하고, CON2가 "로우"이고 CON3가 "하이"인 구간에서는 모두 단락되고, CON1B와 CON2가 "하이"인 구간에서는 Vref0에서 Vref5의 순서로 출력되도록 하며, 다시 CON3가 "하이"인 구간에서 다시 신호들이 모두 단락되도록 한다.
상기 디지탈/아날로그 변환부(16)는 상기 파워 스위칭부(15)에서 입력되는 기준 전압값에 따라 상기 레벨 쉬프터부(14)에서 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 도 10과 같이 입력되는 기준 전압에 따라 크기는 같고 위상이 반대인 신호를 출력한다.
상기 저장부(18)는 홀수번째인 커패시터(C1)는 한쪽 노드(NODE)는 접지되어 있고, 나머지 한쪽 노드는 DAC의 출력과 버퍼부(19)의 입력단에 연결되어 있어 DAC의 출력을 그대로 버퍼부(19)의 입력단에 전달하고 DAC의 출력단이 하이임피던스 상태일 때는 이전의 출력 전압을 유지하도록 되어 있다. 그리고 짝수 번째의 (+)극성 신호 처리부분인 커패시터(C2)는 DAC의 출력단과 버퍼부(19)의 입력단 사이에 연결되어 있고 리프레쉬 로직부(17)에 의해 항상 양단의 전위 차가 일정 값(Vx)으로 유지되도록 되어 있다. 이 때, Vx는 DAC의 출력에 더해져서 (+)극성의 영상 신호를 만들기 위한 보상 전압이다. 따라서 커패시터(C2)는 DAC의 출력에 Vx의 전압을 더하여 버퍼부(19)에 전달하는 전압 가산기의 역할을 하고커패시터(C1)과 마찬가지로 DAC의 출력단이 하이 임피던스 상태일 때는 이전의 출력값을 유지한다. 즉, 도 10과 같이 (+)극성일 경우는 Vx 만큼 더하여 진다.
상기 버퍼부(19)는 상기 저장부(18)에서 출력되는 신호를 각각 (-) 극성 증폭과 (+)극성 증폭을 한다.
마지막으로 상기 스위칭부(20)는 (+)극성 신호와 (-)극성 신호를 라인에 따라 바꾸어 준다. 즉, 돗트 반전 방식은 홀수번째 라인에서는 +, -, +, - 순서로 표시되고 짝수번째 라인에서는 -, +, -, +의 순서로 표시되기 때문에 라인에 따라 버퍼부(19)에서 출력되는 극성을 바꾸어 준다.
전체적으로 요약하여 설명하면, 믹싱부에서는 2 채널 신호를 입력하여 한 채널은 (+) 극성 신호 처리부에 인가하고 또 한 채널의 신호는 (-)극성 신호 처리부에 인가하여 각각 해당 극성으로 처리하도록 한다. 그리고 파워 스위칭부(15) 및 디지탈/아날로그 변환부(16)에서는 해당 극성의 아날로그 신호가 출력되도록 하고 저장부(18) 및 리프레쉬 로직부(17)에서는 돗트 반전 방식의 구동 원리에 따라 (+)극성과 (-)극성을 생성하고 스위칭부(20)에서 라인에 따라 채널의 극성 순서를 바꾸어 준다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 TFT-LCD 구동 회로에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 5V이하에서 구동될 수 있으므로 일반적인 CMOS 공정으로 돗트 반전용 구동회로를 구현할 수 있다.
둘째, 일 채널의 신호를 처리함에 있어서, 종래에는 두 개의 신호 처리부와 디지탈/아날로그 변환 소자가 필요하였으나 본 발명은 하나의 디지탈/아날로그 변환 소자만으로 구현할 수 있으므로 칩 면적을 대폭 줄일 수 있다.
셋째, 출력단이 스위칭하기 전에 일정 기간 동안 모든 데이터 라인을 공통전압(VCOM) 단자에 묶어 전하 분배 (charge sharing) 효과를 누릴 수 있어 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 2 채널의 디지탈 영상 신호를 일시 저장하여 외부의 극성 신호에 따라 (+)극성 신호와 (-)극성 신호의 순서를 조절하여 출력하는 믹싱부와, 클럭신호의 한 주기 길이의 펄스를 순차적으로 출력시키는 쉬프터 레지스터와, 상기 쉬프터 레지스터에서 출력되는 신호에 따라 상기 믹싱부에서 출력되는 디지탈 영상 신호를 래치시켜 각각 (+)극성 신호 처리부와 (-)극성 신호 처리부에 출력하는 래치부와, 각 채널 마다 상기 래치부에서 출력되는 신호의 준위를 소정 레벨로 변환하여 출력하는 레벨 쉬프터부와, 외부에서 입력되는 복수개의 기준 전압을 (+,-)극성 신호에 따라 기준전압 값이 높은 순서 또는 낮은 순서로 출력하는 파워 스위칭부와, 상기 파워 스위칭부에서 출력되는 기준 전압에 의해 각 채널 마다 상기 레벨 쉬프터부에서 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지탈/아날로그 변환부와, (-)극성 신호를 처리하는 커패시터와 (+)극성을 처리하는 커패시터로 구분되어 (+)극성 처리시 상기 디지탈/아날로그 변환부(16)의 출력값에 일정 값(Vx)을 더하여 주는 저장부와, 특정 주기마다 상기 저장부의 (+)극성을 처리하는 커패시터의 양단 전위 차가 일정 값(Vx)을 유지하도록 (+)극성 커패시터를 리프레쉬 시키는 리프레쉬 로직부와, 상기 저장부에서 출력되는 값들을 각각 증폭하여 출력하는 버퍼부와, 상기 버퍼부의 복수개 버퍼 중 2개를 한쌍으로 하여 한쌍에서 하나의 신호를 선택하여 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레벨 쉬프터부, 상기 디지탈/아날로그 변환부, 상기 저장부, 상기 버퍼부는 각각 채널에 상응하는 개수의 소자들로 구성되어 각 부의 홀수번째는 (-)극성 신호를 처리하는 부분이고, 짝수번째는 (+)극성 신호를 처리하는 부분임을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 믹싱부는 6비트의 데이터를 클럭신호(CLK, CLKB)에 의해 래치하여 출력하는 제 1 래치소자와, 상기 제 1 래치소자의 출력신호를 제 1 래치소자와 동일한 클럭신호에 의해 래치하여 출력하는 제 2 래치소자와, 상기 제 1 래치소자의 출력신호를 제 1 래치소자의 2배에 해당하는 클럭신호(CLK2X, CLKB2X)에 의해 래치하여 출력하는 제 3 래치소자와, 상기 제 2 래치소자의 출력신호를 상기 제 3 래치소자와 동일한 클럭신호(CLK2X, CLKB2X)에 의해 래치하여 출력하는 제 4 래치소자와, 외부의 극성신호(POL)에 따라 상기 제 3, 제 4 래치소자의 출력신호 중 일 신호를 선택하여 상기 래치부에 출력하는 멀티플렉서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파워 스위칭부는 외부에서 입력되는 기준전압(Vref5)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 1 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref0)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 2 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref4)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 3 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref1)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 4 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref3)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 5 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref2)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 6 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref2)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 7 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref3)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 8 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref1)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 9 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref4)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 10 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref0)을 외부의 제어신호(CON1)에 의해 스위칭하는 제 11 스위치와, 외부에서 입력되는 기준전압(Vref5)을 외부의 제어신호(CON1B)에 의해 스위칭하는 제 12 스위치와, 상기 제 1, 제 2 스위치에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 13 스위치와, 상기 제 3, 제4 스위치에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 14 스위치와, 상기 제 5, 제 6 스위치에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 15 스위치와, 상기 제 7, 제 8 스위치에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 16 스위치와, 상기 제 9, 제 10 스위치에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 17 스위치와, 상기 제 11, 제 12 스위치에서 출력되는 신호를 외부의 제어신호(CON2)에 의해 스위칭하는 제 18 스위치와, 상기 제 13, 제 14, 제 15, 제 16, 제 17, 제 18 스위치의 출력을 출력단으로 하는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6 출력단 사이에 각각 설치되어 외부의 제어신호(CON3)에 의해 상기 각 출력단의 등전위로 스위칭하는 제 19, 제 20, 제21, 제22, 제 23 스위치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저장부는 채널 수에 상응하는 개수의 커페시터로 구성되어 홀수번째인 커패시터(C1)는 한쪽 노드(NODE)는 접지되어 있고, 나머지 한쪽 노드는 DAC의 출력과 버퍼부의 입력단에 연결되고, 짝수 번째의 (+)극성 신호 처리부분인 커패시터(C2)는 상기 디지탈/아날로그 변환부의 출력단과 상기 버퍼부의 입력단 사이에 연결됨을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 버퍼부는 채널 수에 상응하는 복수개의 버퍼로 구성되어 (-)극성 신호 처리부에는 (-)극성을 증폭하는 N-BUF가 있고, (+)극성 신호 처리부에는 (+)극성을 증폭하는 P-BUF가 배치됨을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 외부의 로우 콘트롤 신호(CONL, CONLB)에 의해 로우 신호를 스위칭하는 제 1 전송 게이트와, 외부의 콘트롤 신호(CONL, CONLB)에 의해 공통전압(VCOM)을 스위칭하는 제 2 전송 게이트와, 외부의 하이 콘트롤 신호(CONH, CONHB)에 의해 하이 신호를 스위칭하는 제 3 전송 게이트와, 외부의 하이 콘트롤 신호(CONH, CONHB)에 의해 상기 하이 신호를 스위칭하는 제 4 전송 게이트와, 상기 공통 전압(VCOM)신호에 의해 상기 제 1, 제 2 전송 게이트(31, 32)의 출력신호를 스위칭하여 출력하는 NMOS 트랜지스터와, 상기 공통 전압(VCOM)신호에 의해 상기 제 3, 제 4 전송 게이트의 출력신호를 스위칭하여 출력하는 PMOS 트랜지스터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD 구동 회로.
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