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KR100366315B1 - 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로 및 구동방법 - Google Patents

액정표시장치의 저전력 소스 구동회로 및 구동방법 Download PDF

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KR100366315B1
KR100366315B1 KR1020000053553A KR20000053553A KR100366315B1 KR 100366315 B1 KR100366315 B1 KR 100366315B1 KR 1020000053553 A KR1020000053553 A KR 1020000053553A KR 20000053553 A KR20000053553 A KR 20000053553A KR 100366315 B1 KR100366315 B1 KR 100366315B1
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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT) 액정표시장치(Liquid Crystal Device: LCD)의 소스(source) 구동회로에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 회로는 TFT 액정표시장치의 데이터 라인을 영상 데이터에 따라 구동하기 위한 저전력 소스 구동회로에 있어서, 영상 데이터를 아날로그신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환부; 극성변조를 위한 다단계 충방전 전압을 제공하는 극성변조부; 디지털-아날로그 변환부로부터 입력된 영상신호를 입력받고, 극성변조주기에서 극성변조부와 연결되어 충방전되어 극성변조하되, 충전시 극성변조부의 충전전압이 영상신호보다 높으면 영상신호 레벨로 포화되고, 방전시 극성변조부의 방전전압이 영상신호보다 낮으면 영상신호로 포화되며, 계조표시 주기에서 극성변조된 출력을 해당 데이터 라인에 인가하는 출력버퍼; 및 극성변조주기에서 극성변조부를 출력버퍼에 연결하고, 계조표시주기에서 출력버퍼를 전원에 연결하는 스위칭수단을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따르면 극성변조시에 고정된 전압 레벨이 아닌 영상신호에 따라 제어되는 레벨까지만 충/방전하므로써 과충전(overcharging)이나 과방전을 방지하여 불필요한 전력소모를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치의 저전력 소스 구동회로 및 구동방법{CIRCUIT AND METHOD OF DRIVING DATA LINE BY LOW POWER IN A LCD}
본 발명은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT) 액정표시장치(Liquid Crystal Device: LCD)의 소스(source) 구동회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전력으로 데이터 라인을 구동할 수 있는 저전력 소스 구동 회로 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 문자 기호 또는 그래픽을 디스플레이하는데 이용되는 액정표시장치(Liquid Crystal Device: LCD)는 전기장에 의하여 분자배열이 변화하는 액정의 광학적 성질을 이용하여 액정기술과 반도체 기술을 융합한 표시장치이다. 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)용 LCD는 내부의 픽셀을 온/오프시키는 스위칭소자로서 TFT를 이용하며, 이 TFT가 온/오프됨에 따라 픽셀들이 온/오프된다. 즉, 일반적인 TFT 액정표시장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 화소를 구성하는 셀(130)들이 어레이형태로 배열되어 있고, 각 셀들은 스위칭 기능을 하는 TFT(132)와 액정 셀(134), 스토리지 커패시터(Cs)로 구성된다.
그리고, 각 TFT의 소스(source)들이 컬럼(column) 방향으로 공통으로 연결되어 데이터 라인(D1~DN)을 형성한 후 소스 드라이버(120)에 연결되어 있고, 각 TFT의 게이트(gate)들이 로우(row) 방향으로 공통으로 연결되어 스캔 라인(S1~SM)을 형성한 후 게이트 드라이버(110)에 연결되어 N x M 해상도(예컨대, SVGA는 800x600, XGA는 1024x768, UXGA는 1600x1200)를 갖는 표시장치를 구현하고 있다.여기서, 소스 드라이버(120)는 데이터 드라이버 혹은 컬럼 드라이버라고도 하고, 게이트 드라이버는 로우(ROW) 드라이버라고도 한다.
도 1 을 참조하면, 액정 셀(134)은 TFT(132)의 드레인(drain)과 화소전극을 통해 연결되고, 다른 편은 공통전극으로 연결된다. 화소전극은 투명하고 전기 전도성을 갖는 ITO로 만들어지며 TFT 게이트에 온신호가 인가될 때 소스 드라이버(120)를 통해 인가되는 신호전압을 액정 셀(134)에 가해주고, 공통전극은 역시 ITO로 만들어져 액정 셀에 공통전압(Vcom)을 인가한다.
그리고, 스토리지 커패시터(Cs)는 화소전극(픽셀 ITO)에 인가된 신호전압을 일정 시간 유지시켜주는 역할을 하며, 충전 및 방전을 통해 액정 셀의 배열 상태를 변화시켜줌으로써 픽셀의 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cs)의 일측은 독립전극이나 게이트전극과 연결될 수 있는데, 게이트전극과 연결되는 구조를 스토리지 온 게이트(storage on gate)방식이라 한다.
전술한 픽셀 어레이를 구동시킬 때 픽셀의 액정에 한쪽 방향으로만 전압이 인가되면 액정의 열화가 촉진되므로 액정에 인가되는 화상 데이터 전압을 주기적으로 반대 극성으로 인가해 주는 인버전(inversion)을 사용한다. 데이터 전압을 정방향과 반대 방향으로 바꾸어 인가하는 주기는 보통 한 필드마다 바꾸어 주는데, 매 필드마다 패널의 모든 픽셀의 전압극성을 한꺼번에 바꾸는 즉, 인버전시키는 필드 인버전 방법과, 한 주사선에 연결된 픽셀 라인마다 구분하여 라인마다 교대로 인버전시키는 라인 인버전 방법, 각 픽셀 별로 인버전시키는 도트 인버전 방법 등이 있다. 어느 경우에서나 인버전시킬 때는 화소전압(TFT 드레인에서 화소전극에 인가된전압)이 공통전압(Vcom)에 대하여 정(+)의 방향이거나 부(-)의 방향이 되도록 교대로 변화시킨다.
도 2 는 종래의 소스 구동회로의 일부분을 도시한 도면으로서, D/A변환부(21)와, 출력버퍼부(22), 홀수 극성변조부(23), 짝수 극성변조부(24), 먹스(MUX: 25)가 도시되어 있다.
도 2 를 참조하면, 도시되지 않은 시프트 레지스터에서 래치클럭이 발생되고, 비디오카드로부터 입력된 디지털 비디오 데이터는 래치부(미도시)에서 래치클럭에 따라 래치되어 D/A변환부(21)로 입력된다.
D/A변환부(21)에서 아날로그신호로 변환된 영상신호 전압이 출력버퍼부(22)를 거쳐 홀수 데이터 라인과 짝수 데이터 라인으로 구분되어 홀수 데이터 라인은 홀수 극성 변조부(23)의 출력에 극성변조되어 먹스(25)를 통해 데이터 라인에 인가되고, 짝수 데이터 라인은 짝수 극성 변조부(24)의 출력에 극성 변조되어 먹스(25)를 통해 데이터 라인에 인가된다.
이와 같이 종래의 소스 구동회로는 각 컬럼 라인마다 MUX 스위치가 필요하므로 회로가 복잡해지고, 스위치를 구동하기 위해 추가적으로 전력이 소모되는 문제점이 있다.
그리고, 이와 같은 소스 구동회로를 이용하여 영상신호를 데이터 라인에 인가하기 위한 다단계 소스 구동회로의 출력 파형도가 도 3a 에 도시되어 있다.
도 3a 를 참조하면, VSS전압은 '0V'이고, VDD전압은 '10V'이며, 공통전극에 인가되는 공통전압(VCOM)은 '5V'이다. 그리고, 인버전(inversion)을 위해 화소전극에 인가되는 양의 중간전압(VH)은 7.75V 이고, 음의 중간전압(VL)은 2.25V 이며, 양의 영상신호는 양의 중간전압(VH)을 중심으로 빗금친 영역에 존재하고, 음의 영상신호는 음의 중간전압(VL)을 중심으로 빗금친 영역에 존재한다.
이와 같이 종래에는 매 라인타임마다 VH와 VL이라는 고정된 전압으로 극성 변조를 한 후(도 3a 의 B), 계조 표시(도 3a 의 C와 D)를 한다. 또한, 도 3b 에서와 같이, 전압 V2에서 V1을 5등분하여(일반적으로, N등분) 부하 캐패시턴스(CLOAD)를 구동하면 소비전력은 수학식 2와 같이 단일 단계로 구동하는 수학식 1 보다 1/5( N단계이면, 1/N)로 감소하게 된다.
도 3b 에서 부하 캐패시터(CLOAD)는 N개의 데이터 라인(column line)의 커패시턴스(capacitance)의 합으로, 여기서 N은 1개의 소스 드라이버의 출력 수의 1/2이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 액정표시장치의 소스 구동방법은 올-블랙 모드나 올-그레이 모드에서는 도 4a 에 도시된 바와 같이 높은 효율을 보여주고 있지만, 올-화이트 모드에서는 도 4b 에서 볼 수 있듯이 극성 반전을 하기 위해서 중간전압(VH:7.75, VL:2.25V)까지 충전/방전을 시킴으로써 과충전(Overcharging)이 발생되어 불필요하게 전력이 소모되는 문제점이 있다. 즉, 올-블랙 모드에서는 포지티브에서 블랙 레벨이 중간전압 VH보다 높고, 네거티브에서 중간전압 VL보다 낮으므로 중간전압(VH, VL)으로 변조해도 높은 효율을 보여주나 올-화이트 모드에서는 포지티브에서 화이트 레벨이 중간전압 VH보다 낮고, 네거티브에서 중간전압 VL보다 높아 낮은 스윙폭을 요구함에도 불구하고 과충전(overcharging)이 발생(즉, 요구하는 전압레벨보다 높은 전압레벨로 충전)하므로 추가적인 전력소모가 발생한다. 따라서, 모드에 관계없이 전력 소모 절감 효율을 높이기 위해서는 과충전(Overcharging)을 없애는 것이 필요하다.
본 발명은 전술한 같은 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로, 고정된 중간전압까지 충전하지 않고 영상신호 전압에 따라 정해지는 전압까지만 충방전하므로써 과충전을 방지하여 전력 효율을 높인 소스 구동회로 및 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 출력버퍼의 연산증폭기(Op-Amp)를 소수의 스위치로 일괄적으로 제어하므로써 종래의 구동회로에서 각 라인마다 존재하는 먹스 스위치를 제거하여 회로 구성이 간단하게 된 소스 구동회로를 제공하는 것이다.
도 1 은 일반적인 TFT 액정표시장치의 등가회로를 도시한 도면.
도 2 는 종래의 다단계 소스 구동회로를 도시한 도면.
도 3a 는 종래의 다단계 소스 구동 방식에서의 출력 전압 파형도.
도 3b 는 종래의 다단계 소스 구동 방식에서 극성 변조부를 나타낸 회로도.
도 4a 는 종래의 다단계 소스 구동 방식의 올-블랙 이미지의 구동 파형도.
도 4b 는 종래의 다단계 소스 구동 방식의 올-화이트 이미지 구동 파형도.
도 5 는 본 발명에 의한 저전력 소스 구동방식에서의 출력 전압 파형도.
도 6a 는 본 발명에 의한 액정표시장치의 소스 구동회로를 나타낸 구성도.
도 6b 는 본 발명에 의한 출력단 연산증폭기(Op-Amp)의 상세 회로도.
도 7 은 도 6a 에 도시된 스위치 제어신호의 파형도.
도 8a 는 본 발명에 의한 저전력 소스 구동 방식의 올-블랙 이미지의 구동 파형도.
도 8b 는 본 발명에 의한 저전력 소스 구동 방식의 올-화이트 이미지 구동 파형도.
도 9 는 본 발명에 의한 소스 구동회로의 극성 변조부의 회로도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
610: D/A변환부 620: 극성변조부
630: 출력버퍼 632: 연산증폭기
634: 입력증폭기 640: LCD패널
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 회로는, TFT 액정표시장치의 데이터 라인을 영상 데이터에 따라 구동하기 위한 다단계 소스 구동회로에 있어서, 상기 영상 데이터를 아날로그신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환부;극성변조를 위한 다단계 충방전 전압을 제공하는 극성변조부; 상기 디지털-아날로그 변환부로부터 입력된 영상신호를 입력받고, 극성변조주기에서 상기 극성변조부와 연결되어 충방전되어 극성변조하되, 충전시 상기 극성변조부의 충전전압이 상기 영상신호보다 높으면 상기 영상신호 레벨로 포화되고, 방전시 상기 극성변조부의 방전전압이 상기 영상신호보다 낮으면 상기 영상신호로 포화되며, 계조표시 주기에서 극성변조된 출력을 해당 데이터 라인에 인가하는 출력버퍼; 및 극성변조주기에서 상기 극성변조부를 상기 출력버퍼에 연결하고, 계조표시주기에서 상기 출력버퍼를 전원에 연결하는 스위칭수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, TFT 액정표시장치의 데이터 라인을 구동하기 위한 저전력 소스 구동방법에 있어서, 극성반전을 위한 충전 및 방전시 중간전압을 고정된 전압 레벨이 아닌 영상신호에 따라 제어되는 레벨까지만 충전 및 방전하여 과충전이나 과방전을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 저전력 소스 구동방식에서의 출력 전압 파형도이다.
도 5 를 참조하면, VSS전압은 '0V'이고, VDD전압은 '10V'이며, 공통전극에 인가되는 공통전압(VCOM)은 '5V'이다. 그리고, 1H, 2H,...는 라인타임을 나타내고, 각 라인타임은 극성반전 시간(즉, 충전/방전 시간(A,C))과 계조표시 시간(B,D)으로 구분된다. 한편, 라인 반전을 위해 1H는 화소전극에 포지티브가 인가되는 주기이고, 2H는 네거티브가 인가되는 주기이다. 특히, VCH는 영상신호에 의해 제어되는 양(+)측 최대 충전 레벨이고, VCL은 영상신호에 의해 제어되는 음(-)측 최대 방전 레벨이다.
이와 같이 본 발명에서는 극성 변조시 고정된 중간 전압 레벨(VH, VL)까지 충/방전 하지 않고, 영상신호(Image)에 따라 제어되는 전압(VCH, VCL)까지만 충/방전시키므로써 과충전을 방지하는 것이다.
도 6a 는 본 발명에 의한 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로를 나타낸 구성도이고, 도 6b 는 도 6a 에 도시된 출력버퍼의 연산증폭기(Op-Amp) 상세 회로도이다.
도 6a 를 참조하면, 소스 구동회로는 홀수 데이터 라인(이하, 간단히 홀수라인이라 한다)과 짝수 데이터 라인(이하, 간단히 짝수라인이라 한다)의 영상신호 전압을 출력하는 디지털-아날로그 변환부(610)와 극성변조부(polarity modulator: 620), 출력버퍼(630), 충방전을 제어하기 위한 스위치들(sw1a, sw1b, sw2a, sw2b)로 구성되어 LCD패널(640)에 구동전압을 인가한다. 그리고, 출력버퍼(630)는 데이터 라인 수만큼의 연산증폭기(632)로 이루어지고, 이 연산증폭기(632)는 도 6b 에 도시된 바와 같이, 입력 증폭기(634), PMOS 트랜지스터(MP), NMOS 트랜지스터(MN)로 이루어진다.
제 1 스위치(sw1a)는 온되면 극성변조부(620)의 충전단자(VD)출력을 짝수라인의 VH로 연결하고, 극성변조부(620)의 방전단자(VS)출력을 홀수라인의 VL로 연결하여 짝수라인 충전 및 홀수라인 방전시킨다. 제 2 스위치(sw1b)는 온되면 VDD 전압을 홀수라인의 VH로 공급하고, GND를 짝수라인의 VL로 연결한다.
제 3 스위치(sw2a)는 온되면 극성변조부(620)의 충전단자(VD) 출력을 홀수라인의 VH로 연결하고, 극성변조부(620)의 방전단자(VS) 출력을 짝수라인의 VL로 연결하여 홀수라인 충전 및 짝수라인 방전시킨다. 제 4 스위치(sw2b)는 온되면 VDD 전압을 짝수라인의 VH로 공급하고 GND를 홀수라인의 VL로 연결한다.
도 6b 를 참조하면, 연산증폭기의 입력증폭기(634)는 D/A변환부(610)의 출력을 반전(-)단자로 입력받고 비반전(+)단자로는 궤환신호를 입력받아 이득(A0)만큼 증폭하여 출력하고, 입력증폭기(634)의 출력은 VH와 VL사이에 직렬로 연결되는 P모스 트랜지스터(MP)와 N모스 트랜지스터(MN)의 게이트로 전달되어 Vo로서 출력된다.
이어, 도 6a 및 6b 를 참조하여 올-화이트 모드의 충/방전 동작을 설명한다.
1. 충전동작
데이터 라인의 VO부하에 충전할 경우에 연산증폭기(632)의 VI에는 6.5V의 전압이 가해지고, 극성 변조부(620)에서 VI보다 낮은 전압이 VH에 가해졌을 때는 PMOS 트랜지스터(MP)가 온(ON)이 되므로 단계적 충전이 이루어지고, VI보다 높은 전압이 VH에 가해졌을 때는 입력증폭기(Input Amp: 634)에서 하이(High) 신호를 발생시키므로 PMOS 트랜지스터(MP)의 게이트-소스 전압이 감소해서 컷오프(Cutoff)된다. 그러므로, VI이상의 전압이 VO에 충전되는 것을 방지하게 되어 과충전(Overcharging) 현상이 없어진다.
2. 방전동작
방전시에는 VI보다 낮은 전압이 극성 변조부(620)에서 연산증폭기(632)의 VL에 가해지면 입력증폭기(Input Amp:634)에서 로우(Low)신호를 발생시키어 NMOS 트랜지스터(MN)의 게이트-소스 전압이 감소해서 컷오프(Cutoff)된다. 따라서, VI보다 낮은 전압으로 방전되는 현상이 없어진다.
도 7 은 본 발명에 따라 도 6a 에 도시된 스위치들을 온/오프하기 위한 제어신호의 파형도이다.
도 7 에서는 초기 조건으로 짝수 라인이 네거티브 이미지(negative image) 즉, 방전(discharging) 상태이고, 홀수 라인이 포지티브 이미지(positive image) 즉, 충전(charging) 상태라고 가정한다. 파형의 조건으로 1 라인타임(line time)을 22㎲로 가정하였고(frame 주파수가 75Hz이고 1600×1200 UXGA인 경우 1 line time은 1/(75×1200)≒11.1㎲이고 분할 구동시 2배가 된다), 두 번의 라인타임(line time)동안 짝수라인과 홀수라인이 충전/방전하는 주기를 보여주고 있다. 도 7 에서 '구간 A'는 제 1 라인타임의 짝수라인 충전 및 홀수라인 방전(극성변조) 시간이고, '구간B'는 제 1 라인타임의 계조표시 시간, '구간C'는 제 2 라인타임의 홀수라인 충전 및 짝수라인 방전(극성변조) 시간이고, '구간D'는 제 2 라인타임의 계조 표시시간이다.
도 6a 와 도 7 을 참조하면, 구간A에서 모든 sw1a가 온(on) 되면, 짝수라인은 극성변조부(620)를 통해 단계적으로 충전되고, 동시에 홀수라인은 극성변조부(620)를 통해 단계적으로 방전된다. 구간B에서는 극성 반전이 종료된 후 sw1a, sw2a가 오프(off)되고, sw1b, sw2b가 온(on)되면 출력버퍼(630)의 모든 연산증폭기에 VDD, VSS 전압원이 연결되어 출력버퍼(630)의 출력이 각 데이터 라인(컬럼 라인)에 인가된다.
구간C에서, sw2a가 온(on) 되면, 짝수라인은 단계적으로 방전, 홀수라인은 단계적으로 충전된다. 구간D에서는 구간 B에서와 스위치 on/off 동작이 동일(즉, sw1a, sw2a가 off되고, sw1b, sw2b가 on)하며 계조가 표시된다.
이를 정리하면 다음 표 1과 같다.
스위치 구간 A 구간 B 구간 C 구간 D
SW1a 온 오프 오프 오프
SW1b 오프 온 오프 온
SW2a 오프 오프 온 오프
SW2b 오프 온 오프 온
도 8a 는 본 발명에 의한 저전력 소스 구동 방식의 올-블랙 이미지의 구동 파형도이고, 도 8b 는 본 발명에 의한 저전력 소스 구동 방식의 올-화이트 이미지 구동 파형도이다.
도 8a 와 도 8b 에서 볼 수 있듯이 종래의 다단계 충전(stepwise charging)방식과 달리 항상 원하는 전압까지만 충/방전이 되고 과충전(Overcharging)이 없으므로, 5단계의 단계적 구동을 할 경우 영상신호(Image)에 관계없이 약 80% 정도의 구동 소비 전력을 절감하는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 저전력 소스 구동회로(도 6a)와 종래의 다단계 소스 구동회로(도 2)를 비교해 보면, 본 발명의 구동회로에서는 극성 변조시 전체 구동회로의 출력버퍼(630)의 스위치들을 짝수라인과 홀수라인으로 구분하여 각각 묶어서 버퍼를 일괄적으로 제어하므로써 종래의 다단계 소스 구동 방식에서 출력단 Op-Amp와 LCD 패널 사이에 각 라인마다 존재하는 먹스(MUX) 스위치가 제거된 것을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명은 먹스 스위치를 구동하는데 필요한 부가적인 전력소모를 줄일 수 있고, 회로를 간단히 할 수 있다.
도 9 는 본 발명에 의한 소스 구동회로를 구동하기 위한 극성 변조부의 회로도이다.
도 9 를 참조하면, 본 발명에 따른 극성변조부(620)는 단계적으로 충전하기 위한 7개의 커패시터(C1~C7)와 각 커패시터(C1~C7)를 방전단자(VS)에 연결하기 위한 스위치(SW1~SW7), 각 커패시터(C1~C7)를 충전단자(VD)에 연결하기 위한 스위치(SW8~SW14) 및 2개의 다이오드(D1, D2)로 구성된다.
올-화이트 모드(VH: 6.5V)에서 단계적으로 방전시에 커패시터(C7)에서 방전단자(VS)로 전류가 역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 다이오드(D1)을 추가하였고, 올-화이트 모드(VL:3.5V)에서 충전시에 충전단자(VD)에서 커패시터(C1)로 전류가 역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 다이오드(D2)를 추가하였다. 따라서, 본 발명에 따른 극성변조부(620)는 외부 커패시터 7개와 14개의 스위치, 두 개의 다이오드로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 소스 구동회로는 버퍼의 연산증폭기(Op-Amp)를 소수의 스위치로 일괄적으로 제어함으로써 종래의 구동회로에서 각 라인마다 존재하는 스위치를 제거하여 회로 구성을 간단히 할 수 있고, 스위치를 구동하기 위한 소비전력을 절감할 수 있다. 또한, 극성변조시에 고정된 전압 레벨이 아닌 영상신호에 따라 제어되는 레벨까지만 충/방전함으로써 과충전(overcharging)이나 과방전을 방지하여 불필요한 전력소모를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 액정표시장치의 데이터 라인을 영상데이터에 따라 구동하기 위한 다단계 소스 구동방법에 있어서,
    디지털 영상데이터를 아날로그의 영상신호로 변환하여 출력버퍼에 제공하는 단계 (a);
    극성변조를 위하여 충방전 전압을 출력버퍼에 제공하는 단계 (b);
    데이터 라인의 충전을 위한 극성 변조 시, 출력버퍼에서 상기 충전전압과 상기 영상신호를 비교하여, 상기 충전전압이 상기 영상신호보다 높은 경우에는 상기 영상신호 레벨로 데이터 라인을 충전하고, 상기 충전전압이 상기 영상신호보다 낮은 경우에는 상기 충전전압으로 데이터 라인을 충전하는 단계 (c);
    데이터 라인의 방전을 위한 극성 변조 시, 출력버퍼에서 상기 방전전압과 상기 영상신호를 비교하여, 상기 방전전압이 상기 영상신호보다 낮은 경우에는 상기 영상신호 레벨로 데이터 라인을 방전하고, 상기 방전전압이 상기 영상신호보다 높은 경우에는 상기 방전전압으로 데이터 라인을 방전하는 단계 (d); 및
    계조 표시 주기 시,
    i) 상기 단계 (c)에서 상기 충전전압이 상기 영상신호보다 높은 경우 또는 상기 단계 (d)에서 상기 방전전압이 상기 영상신호보다 낮은 경우에는 상기 단계 (c) 또는 단계 (d)에서 극성 변조된 출력을 계속 해당 데이터 라인에 인가하고,
    ii) 상기 단계 (c)에서 상기 충전전압이 상기 영상신호보다 낮은 경우 또는 상기 단계 (d)에서 상기 방전전압이 상기 영상신호보다 높은 경우에는 상기 영상신호를 해당 데이터 라인에 인가하는 단계 (e)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 라인의 과충전·과방전을 방지하기 위한 액정표시장치의 저전력 소스 구동방법.
  2. 액정표시장치의 데이터 라인을 영상 데이터에 따라 구동하기 위한 다단계 소스 구동회로에 있어서,
    상기 영상 데이터를 아날로그신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환부;
    극성변조를 위한 다단계 충방전 전압을 제공하는 극성변조부;
    상기 디지털-아날로그 변환부로부터 입력된 영상신호를 입력받고, 극성변조주기에서 상기 극성변조부와 연결되어 충방전되어 극성변조하되, 충전시 상기 극성변조부의 충전전압이 상기 영상신호보다 높으면 상기 영상신호 레벨로 포화되고, 방전시 상기 극성변조부의 방전전압이 상기 영상신호보다 낮으면 상기 영상신호로 포화되며, 계조표시 주기에서 극성변조된 출력을 해당 데이터 라인에 인가하는 출력버퍼; 및
    극성변조주기에서 상기 극성변조부를 상기 출력버퍼에 연결하고, 계조표시주기에서 상기 출력버퍼를 전원에 연결하는 스위칭수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 출력버퍼는 데이터 라인수만큼의 연산증폭기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 연산증폭기는 상기 영상신호(VI)를 입력받는 입력증폭기와, 충전시에 상기 영상신호(VI)보다 낮은 전압이 상기 극성변조부로부터 인가되면 온되어 단계적으로 충전이 이루어지게 하고 높은 전압이 인가되면 컷오프되는 PMOS 트랜지스터(MP)와, 방전시 상기 영상신호(VI)보다 높은 전압이 상기 극성변조부로부터 인가되면 온되어 단계적으로 방전이 이루어지게 하고 낮은 전압이 인가되면 컷오프되는 NMOS 트랜지스터(MN)로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭수단은 홀수라인과 짝수라인으로 구분하여 라인 인버전할 경우에 짝수라인 충전/ 홀수라인 방전을 제어하기 위한 제 1 스위치(SW1a)와, 홀수라인 충전/ 짝수라인 방전을 제어하기 위한 제 2 스위치(SW2a), 홀수라인의 연산증폭기에 VDD, 짝수라인의 연산증폭기에 GND 전원을 연결하기 위한 제 3 스위치(SW1b), 짝수라인의 연산증폭기에 VDD, 홀수라인의 연산증폭기에 GND 전원을 연결하기 위한 제 4 스위치(SW2b)로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스위치는 제 1 라인타임의 짝수라인 충전(홀수라인 방전)시간 온, 제 1 라인타임 계조표시 시간 오프, 제 2 라인타임 짝수라인 방전(홀수라인 충전) 시간 오프, 제 2 라인타임 계조표시 시간 오프,
    상기 제 2 스위치는 제 1 라인타임 짝수라인 충전(홀수라인 방전) 시간에 오프, 제 1 라인타임 계조표시 시간 온, 제 2 라인타임 짝수라인 방전(홀수라인 충전) 시간 오프, 제 2 라인타임 계조표 시간 오프,
    상기 제 3 스위치는 제 1 라인타임 짝수라인 충전(홀수라인 방전) 시간에 오프, 제 1 라인타임 계조표시 시간 오프, 제 2 라인타임 짝수라인 방전(홀수라인 충전) 시간 온, 제 2 라인타임 계조표 시간 오프,
    상기 제 4 스위치는 제 1 라인타임 짝수라인 충전(홀수라인 방전) 시간에 오프, 제 1 라인타임 계조표시 시간 온, 제 2 라인타임 짝수라인 방전(홀수라인 충전) 시간 오프, 제 2 라인타임 계조표 시간 온으로 동작하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 극성변조부는 N개의 커패시터와, 상기 커패시터를 방전단자로 연결하기 위한 N개의 스위치, 상기 커패시터를 충전단자에 연결하기 위한 N개의 스위치, 올-화이트 모드에서 단계적으로 방전시에 CN에서 방전단자(VS)로전류가 역으로 흐르는 것을 방지하기 위한 다이오드(D1), 올-화이트 모드에서 충전시에 충전단자(VD)에서 C1로 전류가 역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 다이오드(D2)로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 저전력 소스 구동회로.
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