JP3616220B2 - オフ電圧発生回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はオフ電圧VOFFのレベルが調節可能なオフ電圧発生回路に係り、より詳しくは、薄膜トランジスタ液晶表示装置(TFT LCD;Thin Film Transist−or Liquid Crystal Display)の駆動装置において、薄膜トランジスタのオフ特性を向上させて液晶表示装置の画質を改善するためにオフ電圧のレベルが調節可能なオフ電圧発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ液晶表示装置は各画素をオン/オフさせるスイッチング素子として薄膜トランジスタを用いる。従って、薄膜トランジスタ液晶表示装置において、薄膜トランジスタの特性が画質に及ぼす影響は非常に大きい。この薄膜トランジスタの特性はオン特性とオフ特性とに分けられるが、オン特性は薄膜トランジスタをオンしたとき、データラインに印加された電圧をどの程度忠実に画素に伝達するかに従い決定され、オフ特性はオンしたとき画素に充電された電荷を薄膜トランジスタのオフ期間の間どの程度忠実に保持するかに従い決定される。従って、オン特性を良くするためにはオン電流を大きくしなければならないし、オフ特性を良くするためにはオフ電流を小さくしなければならない。添付図面を参照して説明すると、図1は薄膜トランジスタの電圧−電流特性を示すグラフであり、同図に示すように、オン電流IONはオン電圧VONNが大きいほど大きくなるが、オフ電流IOFF は最小点があってオフ電圧VOFF がこの点を外れる場合にはオフ電流IOFF が増加して薄膜トランジスタのオフ特性が悪くなる。
【0003】
一方、これと関連した公知の技術としては、韓国特許第95−5129号の“薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置”および同特許第95−12240号の“薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動方法”がある。
以下、添付図面を参照して従来のオフ電圧発生回路について説明する。
図2は従来のオフ電圧発生回路を示す図である。
【0004】
図2に示すように、従来のオフ電圧発生回路は、接地に逆方向に直列に連結されているダイオードD3 ,D4 ,D5 ,D6 と、一端が反転共通電圧信号VCOMBと連結され他端が二つのダイオードD4 ,D5 の接続点N1 と連結されたキャパシタC4 と、一端が共通電圧信号VCOM と連結され他端がダイオードD6 のアノードと連結されたキャパシタC5 とからなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このとき、電源電圧VDDを5Vとし、ダイオード電圧VD を0.75Vとすると、共通電圧信号VCOM と反転共通電圧信号VCOMBが0Vと5Vとを繰り返して入力するので、第2ノードN2 の電位は−2Vと−7Vとを繰り返す。従って、オフ電圧VOFF のレベルは固定され調節が不能になる。
【0006】
このため、前記従来のオフ電圧発生回路は、パネルごとに存在する薄膜トランジスタのオフ特性の差異による画質の低下に効果的に対応できないという問題点がある。
従って、本発明は前記のような問題点を解決するためのものであって、その目的は、薄膜トランジスタのオフ特性を最適化し、薄膜トランジスタの生産工程単位やパネル単位で発生するオフ特性の偏差を補償せしめるためのオフ電圧のレベルが調節可能なオフ電圧発生回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、共通電圧信号と反転共通電圧信号とが入力され、薄膜トランジスタをターンオフさせるために必要なレベルの電位を生成して出力するオフ電圧発生部と、一端は接地され他端は前記オフ電圧発生部に連結され、前記オフ電圧発生部から出力するオフ電圧のレベルを調節するオフ電圧レベル調節部と、一方は接地され他方は前記オフ電圧レベル調節部に連結され、初期電源印加(パワーオン)時に前記オフ電圧レベル調節部が一定の時間の間動作しないようにするシャットダウン防止部とからなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図3は本発明の一実施形態に従うオフ電圧発生回路を示すものである。
図3に示すように、本発明の実施形態に従うオフ電圧発生回路は、共通電圧信号VCOM と反転共通電圧信号VCOMBが入力されて、薄膜トランジスタをターンオフさせるために必要なレベルの電位を生成して出力するオフ電圧発生部31と、一端は接地され他端は前記オフ電圧発生部31に連結され、前記オフ電圧発生部31から出力するオフ電圧VOFF のレベルを調節するオフ電圧レベル調節部32と、一方は接地され他方は前記オフ電圧レベル調節部32に連結され、初期電源の印加時に前記オフ電圧レベル調節部32が一定の時間の間動作しないようにするシャットダウン防止部33とからなる。
【0009】
前記オフ電圧発生部31は、前記オフ電圧レベル調節部32の一端に逆方向に直列連結された二つのダイオードD1 ,D2 と、一端が反転共通電圧信号VCOMBと連結され、他端が前記二つのダイオードD1 ,D2 の接続点に連結された第1キャパシタC1 と、一端が共通電圧信号VCOM と連結され、他端が前記ダイオードD2 のアノードに連結された第2キャパシタC2 とからなる。
【0010】
前記オフ電圧レベル調節部32は、一端が接地され他端が前記オフ電圧発生部31のダイオードD1 のカソードに連結された可変抵抗R1 からなる。
前記シャットダウン防止部33は、一端が電源電圧VDDに連結された第3キャパシタC3 と、ゲートが前記第3キャパシタC3 の他端に連結され、ソースが前記可変抵抗R1 の一端と接地との間に連結され、ドレインが前記可変抵抗R1 の他端と前記ダイオードD1 のカソードとの間に連結されたnMOSトランジスタMと、一端が接地され他端が前記第3キャパシタC3 と前記nMOSトランジスタMのゲートの間に連結された抵抗R2 とからなる。
【0011】
前記構成によるこの発明の実施形態に従う作用について説明する。
オフ電圧発生部31の前記二つのダイオードD1 ,D2 は前記二つのキャパシタC1 ,C2 に充電された電圧をそれぞれ降下させる。また、前記第1キャパシタC1 は反転共通電圧信号VCOMBを充電し、その後前記ダイオードD1 と前記可変抵抗R1 による電圧降下後に電圧を出力し、前記第2キャパシタC2 は共通電圧信号VCOM を充電し、その後前記ダイオードD2 による電圧の降下後にオフ電圧VOFF を出力する。ここで、前記可変抵抗R1 は前記オフ電圧発生部31から出力するオフ電圧VOFF のレベルを、パネルの特性を考慮して調節する。
【0012】
より詳しく説明すると、オフ電圧VOFF の振幅の変化なしでDCレベルのみを調節するため、第2キャパシタC2 に充電される第2キャパシタ電圧VC2の変化なしで第1キャパシタC1 に充電される第1キャパシタ電圧VC1のみを可変可能にしなければならない。第1キャパシタC1は反転共通電圧信号VCOMBがハイであるときだけ充電されるので第1キャパシタ電圧VC1は下記の式(1)により決まる。
【0013】
VC1=VCOMB(H)−VD1−VR1 ・・・・・・(1)
ここで、VCOMB(H)を5V,VD1を0.7Vとすると、第1キャパシタ電圧VC1は下記の式(2)のようである。
VC1=4.3(V)−VR1 ・・・・・・(2)
従って、第1キャパシタ電圧VC1は可変抵抗R1 の両端にかかる可変抵抗の電圧VR1により調節可能であり、可変抵抗の電圧VR1は可変抵抗R1 の値を変化させることにより調節可能である。
【0014】
結局、可変抵抗R1 値の変化に従い、最終出力であるオフ電圧VOFF のレベルが調節される。
一方、前記可変抵抗R1 は必要に応じて固定抵抗に代替することもできる。
そして、可変抵抗R1 と並列に連結されたnMOSトランジスタMと第3キャパシタC3 と抵抗R2 とで構成されたシャットダウン防止部33は、可変抵抗R1 が大きい場合、初期パワーオンしたとき、オフ電圧VOFF がグラウンドGNDレベルにおいて所望するレベルに転移する過渡的時間が長くなりゲートドライブ集積回路(図示省略)のパワーシーケンスが乱れて発生するシャットダウン現象を防止するための回路である。
【0015】
すなわち、シャットダウン防止部33は初期パワーオンしたとき、nMOSトランジスタMがターンオンされて可変抵抗R1 を一定時間の間動作しないよう短絡させることにより、オフ電圧VOFF の過渡的時間を短くせしめる。
より詳しく説明すると、nMOSトランジスタMをターンオンさせるためにはゲートにソースよりVTH以上の高い電圧が印加されなければならない。
【0016】
このとき、nMOSトランジスタMのゲート電圧VG は下記の式(1)により決まる。
VG =VDD−VC3 ・・・・・・(3)
最初のパワーオンの際、第3キャパシタC3 に充電された電荷がないので、VC3はゼロであり、従って、VG はVDDになりnMOSトランジスタMはターンオンされる。
【0017】
しかしながら、時間が経過するほど第3キャパシタC3 に電荷が充電され、第3キャパシタの電圧VC3は漸次上昇して一定時間が経過するとVC3はVDDになる。
このとき、ゲート電圧VG は上記式(3)により、VG はゼロになりnMOSトランジスタMはターンオフされる。1回ターンオフされたnMOSトランジスタMは続けてその状態を保持するので、オフ電圧VOFF は可変抵抗R1 値によって決まるレベルにおいて動作する。
【0018】
ここで、nMOSトランジスタMのターンオンからターンオフまでの時間は第3キャパシタC3 と抵抗R2 により決まる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、薄膜トランジスタの動作条件を最適化でき、パネル別に薄膜トランジスタの特性の差異を補償することができ、オフ電圧VOFF の微細な調整が可能で、液晶表示装置の画質を改善する効果を有するオフ電圧のレベルが調節可能なオフ電圧発生回路を提供することができる。
【0020】
本発明では全ての薄膜トランジスタ液晶表示装置について、このような効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄膜トランジスタの電圧−電流特性を示すグラフである。
【図2】従来のオフ電圧発生回路を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に従うオフ電圧のレベルが調節されるオフ電圧発生回路を示す図である。
【符号の説明】
31 オフ電圧発生部
32 オフ電圧レベル調節部
33 シャットダウン防止部
C1 第1キャパシタ
C2 第2キャパシタ
C3 第3キャパシタ
D1 ,D2 ダイオード
M nMOSトランジスタ
R1 可変抵抗
R2 抵抗
VCOM 共通電圧信号
VCOMB 反転共通電圧信号
VOFF オフ電圧
Claims (7)
- 薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置に用いられるオフ電圧発生回路であって、
共通電圧信号と反転共通電圧信号とが入力され、薄膜トランジスタをターンオフさせるために必要なレベルの電位を生成して出力するオフ電圧発生部と、
一端は接地され他端は前記オフ電圧発生部に連結され、前記オフ電圧発生部から出力するオフ電圧のレベルを調節するオフ電圧レベル調節部と、
一方は接地され他方は前記オフ電圧レベル調節部に連結され、初期電源印加(パワーオン)時に前記オフ電圧レベル調節部が一定の時間の間動作しないようにするシャットダウン防止部と、
を備えることを特徴とするオフ電圧発生回路。 - 前記オフ電圧発生部は、
前記オフ電圧レベル調節部の一端に逆方向に直列連結された二つのダイオードと、
一端が反転共通電圧信号と連結され他端が前記二つのダイオードの接続点に連結された第1キャパシタと、
一端が共通電圧信号と連結され他端が前記ダイオードのアノードに連結された第2キャパシタと、
からなる請求項1に記載のオフ電圧発生回路。 - 前記二つのダイオードは前記二つのキャパシタに充電された電圧をそれぞれ降下させることを特徴とする、請求項2に記載のオフ電圧発生回路。
- 前記オフ電圧レベル調節部は、
一端が接地され他端が前記オフ電圧発生部のダイオードのカソードに連結された可変抵抗からなることを特徴とする請求項1に記載のオフ電圧発生回路。 - 前記可変抵抗は必要に応じて固定抵抗に代替可能であることを特徴とする請求項4に記載のオフ電圧発生回路。
- 前記シャットダウン防止部は、
一端が電源電圧に連結された第3キャパシタと、
ゲートが前記第3キャパシタの他端に連結され、ソースが前記可変抵抗の一端と接地との間に連結され、ドレインが前記可変抵抗の他端と前記ダイオードのカソードとの間に連結されたnMOSトランジスタと、
一端が接地され他端が前記第3キャパシタと前記nMOSトランジスタのゲートの間に連結された抵抗とからなることを特徴とする請求項1に記載のオフ電圧発生回路。 - 前記nMOSトランジスタのターンオンからターンオフまでの時間は前記第3キャパシタと前記抵抗により決定されることを特徴とする請求項6に記載のオフ電圧発生回路。
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