[애플리케이션 솔루션] 아위닉 에서는 안정적인 TFT형 LCD 바이어스 솔루션을 제공하는 단일 칩으로 4 개의 전압 레일을 안정적으로 조절합니다.

2026-07-16

많은 사람들은 TFT‑LCD 화면을 볼 때 해상도나 밝기와 같은 눈에 띄는 사양에만 주목할 뿐, 뒷면에 손톱만 한 크기로 달려 있는 작은 바이어스 전압 칩은 거의 알아채지 못합니다. 이러한 디스플레이는 액정 패널에 내장된 박막트랜지스터(TFT) 스위치를 이용하여 각 픽셀의 전기장을 정밀하게 제어한다.각 픽셀은 이러한 독립적인 마이크로스위치에 해당합니다. 한편, 바이어스 IC는 시스템의 ‘전압 심장’ 역할을 하며, 소스 드라이버 회로에 안정적인 기준 전압을 공급하여 정밀한 그레이스케일 신호 출력을 보장할 뿐만 아니라, 각 행의 TFT 스위치를 신속하게 도통시킬 수 있도록 충분히 높은 VGH 전압레벨을 생성함으로써 픽셀의 충전과 방전을 효율적으로 구현합니다.TFT 스위치를 완전히 차단하고 픽셀 전하 누설을 방지하기 위해서는 음의 VGL 전압도 반드시 생성되어야 합니다. 공급 전압이 조금이라도 어긋나면 화상에 고스팅이나 색 띠 현상이 발생할 수 있으며, 심한 경우에는 화면이 완전히 검게 표시될 수도 있습니다.

스마트폰 및 태블릿과 같은 일부 중소형 전자제품에서는, 소스 드라이버 회로의 코어를 구동하는 양전압 및 음전압(VSP 및 VSN, ±4V~±6.5V)을 생성하기 위해 전용 바이어스 발생 IC가 사용됩니다. 아웨이는 이미 이 분야에서 AW3750X 시리즈라는 성숙한 제품 솔루션을 제공하고 있습니다.

TFT‑LCD 디스플레이 응용 분야에서 우리는 주요 전원 전압인 AVDD, VGH, VGL 및 VCOM을 생성할 수 있는 드라이버 IC와 그 동작 원리를 소개하겠습니다.

그림 1 AW9967FSR을 이용한 TFT‑LCD 패널 바이어스의 전형적인 응용 회로

TFT-LCD 화면의 주요 전압:

AVDD: 아날로그 모듈의 전원은 일반적으로 부스트 컨버터를 통해 공급되며, 정격 전류는 대개 10~20 mA 수준입니다.

VGH: TFT 게이트 전극의 구동을 제어하는 양전압입니다. LCD 디스플레이의 특정 행이 스캔될 때, VGH 전압이 해당 행의 게이트 라인에 인가되어 그 행의 모든 TFT를 도통시키고 데이터 전압이 픽셀 커패시터에 기록되도록 합니다. 전류는 일반적으로 수 밀리암페어 수준이며, 10 mA를 초과하지 않습니다.

VGL: TFT 게이트 전극의 차단을 제어하는 음전압이다. LCD 디스플레이의 주사가 완료된 후, 게이트 라인 전압은 VGL로 하강되어 TFT가 완전히 차단되도록 보장하며, 이를 통해 다음 프레임이 새로 고쳐질 때까지 픽셀 커패시터의 전하 안정성이 유지됩니다. 전류는 일반적으로 수 밀리암페어 수준이며, 10 mA를 넘지 않습니다.

VCOM: 액정의 공통 전극 전압으로, LCD 구동을 위한 기준 전압으로도 사용됩니다.

다음 표는 특정 TFT 디스플레이의 전압 요구 사항을 나타냅니다(전압 사양은 화면에 따라 다를 수 있습니다):

표 1: 특정 TFT 디스플레이 화면의 전압 요구 사항

각 전압의 발생에 기초하는 기본 원리:

AVDD는 인덕터 L, 쇼트키 다이오드 D1, 후단 커패시터 및 IC로 구성된 동기식 부스트 컨버터 아키텍처이며, 부스트 변환 원리에 대한 자세한 내용은 AWINIC을 참조하시기 바랍니다.[기술 포스트] 벅-부스트 회로의 원리 간략 분석

VGH: 양전하 펌프 회로(전압 배율 회로)

칩 내부의 전력 MOSFET가 도통되면 SW 핀의 전압은 0 V가 됩니다. 에너지 저장용 인덕터 L은 칩 내부 스위치를 통해 충전되며, 플라이백 커패시터 CFLY1도 동일한 스위치를 통해 왼쪽이 음극, 오른쪽이 양극인 방향으로 충전됩니다. 커패시터 양단의 전압은 약 9.6V에서 다이오드의 순방향 전압강하 Vd2를 뺀 값입니다. 칩의 내부 전력 트랜지스터가 차단되면,SW 노드 전압은 대략 9.6V + Vd1입니다. 축전기 양단의 전압은 순간적으로 변화할 수 없으므로, CFLY1의 왼쪽 단자는 9.6V + Vd1까지 상승하고, 오른쪽 단자는 대략 19.2V + Vd1 − Vd2에 도달한다. 이 전압은 다이오드 D2와 전류 제한용 저항을 거친 뒤 제너 다이오드에 의해 클램핑되어, 최종 출력 전압은 18 V로 안정화됩니다.

VGL: 음전하 펌프 회로(부반전 전압 두배기 회로)

내부 전력 MOSFET가 오프 상태로 전환되면 SW 노드의 전압은 대략 9.6V + Vd1이 되며, 전류는 D3를 통해 접지 쪽으로 흘러 CFLY2 커패시터를 충전합니다. 그 결과, CFLY2 양단의 전압은 약 9.6V + Vd1 − Vd3까지 상승한다. 칩 내부의 전력 트랜지스터가 도통되면, CFLY2 커패시터 왼쪽 단자의 전압이 0 V로 떨어집니다.앞 단계에서 커패시터 CFLY2의 양단 전압이 약 9.6 V까지 충전되었고, 커패시터의 전압은 순간적으로 변할 수 없으므로, CFLY2의 우측 단자는 –9.6 V로 하락하게 된다. 이 전압은 다이오드 D3와 전류 제한용 저항을 거친 뒤 제너 다이오드에 의해 클램핑되어, 최종적으로 출력 전압을 –6 V로 고정한다.

VCOM: 주로 전압 안정성을 유지하고 누설 전류를 보상하는 데 사용됩니다.

일반적으로 전류는 비교적 작아 수 밀리암페어에서 10밀리암페어를 약간 넘는 정도이므로, VCOM 전압은 저항 분압기를 통해 AVDD 전원으로부터 직접 도출할 수 있다.

표 2: 아이웨이 스크린 바이어스 적용을 위한 제품 선택 목록

혼합신호, 전력관리 및 신호 체인 IC 분야의 국내 선도 공급업체인 아이웨이 전자는 다년간 아날로그-디지털 칩 분야에 깊이 몰두해 왔습니다. 회사는 전형적인 디스플레이 응용 시나리오에 주목하여, 높은 신뢰성과 저전력 특성을 갖춘 고집적 백라이트 구동 및 바이어스 전압 IC와 OLED 전원 관리 솔루션을 개발했으며, 이들 제품은 다양한 패키지 옵션으로 제공되어 다채로운 화면 구동 애플리케이션의 요구를 종합적으로 충족합니다.