A New Design of Memory-in-Pixel with Modified S-R Flip-Flop for Low Power LCD Panel

저전력 LCD 패널을 위한 수정된 S-R 플립플롭을 가진 새로운 메모리-인-픽셀 설계

In this paper, a new circuit design named memory-in-pixel for low power consumption of the liquid crystal display (LCD) is presented. Since each pixel has a memory, it is able to express 8 color grades using the data saved in the memory without the operation of the gate and source driver ICs so that it can reduce the power consumption of the LCD panel. A memory circuit consists of modified S-R flip-flop (NAND-type) implemented in the pixel, which can supply AC bias for operating the liquid crystal (LC) with the interlocking clocks (CLK_A and CLK_B). This circuit is more complex than the inverter-type memory circuit, but it has lower power consumption of approximately 50% than the circuit. We have investigated the power consumption both NAND and inverter-type memory circuit using a Smart SPICE for the resolution of $96{\times}128$. The estimated power consumption of the inverter-type memory was about 0.037mW. On the other hand, the NAND-type memory showed power consumption of about 0.007mW.

본 논문은 액정 표시 소자 (liquid crystal display, LCD)의 저소비 전력을 위한 새로운 메모리-인-픽셀 회로 설계를 제안한다. 각 픽셀 (화소)이 한 개의 메모리를 가지고 있기 때문에 이러한 회로는LCD동작을 위해 게이트와 소스 구동 회로의 동작 없이도 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 8컬러를 표현할 수 있다. 즉 구동 회로의 동작 없이도 각 화소에 내장된 메모리를 이용하여 데이터를 표현할 수 있기 때문에 LCD패널의 소비전력을 줄일 수 있다. 각 메모리 회로는 각 화소에 내장된 수정된 S-R플립플롭(NAND형)으로 구성되어 있고, 플립플롭은 겹치지 않는 클럭 CLK_A와 CLK_B를 이용하여 교류 바이어스를 공급한다. NAND형은 인버터형 메모리에 비해 회로는 더 복잡하지만, 약 50%의 더 낮은 소비전력 특성을 가진다. $96{\times}128$의 해상도를 가진 LCD패널에 대해 인버터형 메모리가 0.037 mW의 소비전력을 보인 반면 제안된 메모리 회로는 단지 0.007mW의 우수한 소비전력을 보였다.