KR0160063B1 - 액정 표시 장치, 전자 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동 방법에 특징이 있는 액정 표시 장치. 특히 중간조 변화를 실시하는데 적합한 프레임 비율 조절 구동 방법(이하, FRC 구동법이라고 한다)을 적용한 액정 표시 장치, 전자 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

너무 하얗고 검게 되어 글자기 보이지 않는 현상이 없고 양호한 중간조 표시가 가능한 단계 조정 표시를 실시하기 위하여 신호 전극 구동 수단에 단계 조정 데이타를 출력하는 디지탈 신호 처리 회로를 구비한 FRC 구동 방법을 이용하여 단계 조정 표시하는 액정 표시 장치이며, 디지탈 신호 처리 회로로부터 출력되는 단계 조정 데이타중에 가장 낮은 단계 조정 전압을 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압(V_C)보다도 크게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치, 전자 장치 및 그 구동 방법

제1도는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 액정 표시 장치의 블럭도,

제2도는 FRC 구동을 실시하는 단계 조정을 하나의 단계 조정을 걸러서 설정한 경우의 단계 조정 휘도 특성을 나타내는 도면.

제3도는 종래의 FRC 구동에 있어서 단계 조정 휘도와 단계 조정의 관계를 나타내는 도면.

제4도는 0~12 단계 조정중에서 FRC 구동을 6단계 조정을 설정하는 경우에 있어서 단계 조정 휘도와 단계 조정의 관계를 나타내는 도면.

제5도는 광투과율과 구동 전압의 관계를 나타내는 도면.

제6도는 8단계 조정 구동하는 경우의 광투과율의 구동전압의 관계를 나타내는 도면.

제7도는 V15에서 V0으로 신호가 교체될 때의 액정 분자의 응답 시간을 측정한 도면.

제8도는 시호 전극 구동 수단으로부터 출력되는 단계 조정 전압의 제어를 나타내는 도면.

제9도는 출력 단계 조정 데이타와 단계 조정 전압의 단계를 나타내는 도면.

제10도는 단계 조정 전압 V0~V7과 상대 투과율의 관계를 나타내는 도면.

제11도는 액정 표시 장치를 구동할때의 타이밍챠트를 나타내는 도면.

제12도는 단계 조정 데이타 신호의 변환을 나타내는 도면.

제13도는 실시예의 액정 표시 장치의 단계 조정과 휘도를 조사한 도면.

제14도는 제1도의 일부를 상세하게 나타내는 회로도.

제15도는 다른 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 액정 패널 2 : 주사 전극 구동 수단

3,4 : 신호 전극 수동 수단 7 : 디지팔 신호 처리 회로

8 : 대항 전극 구동 수단 제어 회로

본 발명은 구동 방법에 특징이 있는 액정 표시 장치에 관한 것으로 그 중에 특히 중간 단계 조정 표시를 실시하는데 적합한 프레임 비율 조절(Frame Rate Controi) 구동 방법(이하, FRC라고 한다)을 적용한 액정 표시 장치, 전자 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

최근에 박형, 경량, 저소비 전력이라고 하는 큰 잇점을 가진 액정 표시 장치는 일본어 워드 프로세서, 노트형 퍼스널 컴퓨터등의 퍼스널 OA기기의 표시 장치, 텔레비젼등의 액상 표시 장치로서 이용되고 있다. 특히 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치는 고해상도의 표시를 실현할 수 있기 때문에 개발이 활발하게 실시되고 있다. 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 1 화소마다 1개의 스위칭 소자가 배치되어 있으며, 동시에 서로 교차하는 복수의 주사선과 복수의 신호선을 가지고 있다. 이 액정 표시 장치의 표시는 각 주사 전극에 주사 신호를 차례로 인가하고, 이와 같은 시기에 복수의 신호 전극에 각각의 표시 신호를 인가함으로써 이루어진다.

최근, OA용의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 표시 화면의 다단계 조정화가 요구되고 있다. 이에 따라서 디지탈 입력 아날로그 출력이 다단계 소정 신호 전극구동 집적 회로가 개발되고 있다. 그러나, 구동 집적 회로만으로 다단계 조정화를 실현하려고 하면 고가격화, 소비전력 증가라고 하는 문제가 생긴다. 따라서, 액정 표시 장치의 단계 조정 표시 구동 방법으로서 각종 구동법이 검토되고 있다. 그 하나로써, FRC 구동 방법이 있다. FRC 구동은 2개의 단계 조정 휘도를 고속으로 번갈아 표시함으로써 이 2개의 단계 조정 휘도의 중간조 휘도를 표시하는 것이다. FRC 구동을 이용하면 구동 드리이버 출력수 이상의 단계 조정 표시를 할 수 있다. 이 구동 방식을 이용함으로써 고가인 구동 집적 회로를 이용하지 않고 N비트 단계 조정(2^N단계 조정)의 단계 조정 전압을 출력하는 신호 전극 구동 집적 회로를 이용한 경우, N+1 비트의 단계 조정(2^NM단계 조정) 표시의 출력이 얻어진다. 이와같이 표시 단계 조정을 늘릴 수 있기 때문에 저가격 드라이버로 다단계 조정 표시가 가능한 기술로서 각종 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 대해서 FRC 구동 방법이 채용되고 있다.

일반적으로 단계 조정 제어를 실시하는 경우, 액정에 인가되는 단계 조정 전압은 가해진 서로 인접하는 전압 레벨에 의해서 얻어지는 휘도의 대수(對數)끼리의 차이가 서로 같은 차이가 되도로 설정된다. 이와같은 전압 레벨을 설정함으로써 인접 단게 조정의 휘도 차이가 같은 차이가 되도록 눈으로 확인되어 원하는 단계 조정이 재현된다.

그러나, FRC 제어를 이용하여 단계 조정 제어를 실시하는 경우, 이하에 설명하는 이유로 인해 정확하게 단계 조정을 표시하는 것이 곤란했었다.

제2도에 FRC 제어에 의해 단계 조정 제어를 실시한 경우의 단계 조정 휘도 특성의 한 예를 나타낸다. 또한, 이 예에서는 액정 표시 장치는 이른바 노멀리 화이트 모드(normally white mode)를 사용하고 있다. 따라서, 낮은 전압을 인가하고 있는 상태에서는 높은 휘도를 나타내고, 인가 전압이 높아짐에 따라서 낯은 휘도가 나타난다. 제2도의 가로축은 제현되는 단계 조정의 번호(0~15)를 나타내고, 세로축은 그 단계 조정에 대응한 휘도를 나타낸다. 제2도에 있어서, ●표로 나타낸 단계 조정은 구동 드라이버 출력에 따라서 실현되는 단계 조저을 나타내며, ▲표로 나타내는 단계 조정은 구동 드라이버 출력을 FRC 변조함으로써 실현되난 단계 조정을 나타낸다. 예를 들면 15번째의 단계 조정은 구동 드라이버 출력에 의해서 표현되는 단계 조정이며, 13번째 및 14번째의 단계 조정은 FRC 변조에 의해서 얻어지는 단계 조정이다.

제2도에서 명확해진 바와 같이, 0~12 단계째 조정까지는 인접 단계 조정의 휘도차가 거의 같은 차이지만 13 단계째 조정 및 14 단계째 조정의 휘도가 급격하게 높아지며, 따라서 이 영역에서는 원하는 단계 조정보다도 백색에 가까운 색조가 재현되어 너무나 하얗게 되어 글자가 보이지 않게 되는 현상이 발생되고 있다.

제3도는 이 현상을 다른 관점으로 판단한 도면이고, 12 단계째 조정의 단계 조정 전압과 15단계째 조정의 단계 조정 전압 사이에서 FRC 변조를 실시했을때의 액정의 휘도 변화를 나타낸다. 또한 제3도에 있어서, 세로축은 휘도를 나타내며, 가로축은 시간을 나타낸다. 이 예는 20msec마다 액정 인가 전압을 12단계째 조정의 단계 조정 전압과 5단계째 조정의 단계 조정 전압 사이에서 교체하는 제어를 실시하고 있다.

이 FRC 변조에 의해서 본래라면 15단계째 조정과 12단계째 조정의 중간 휘도가 얻어지지만 실제로는 제2도에 설명한 바와 같이, 그 중간의 단계 조정보다는 높은 휘도가 되어 재현되었다. 이 현상을 제3도를 이용하여 설명하면 예를 들면 0~20msec 기긴의 액정에는 12단계째 조정에 대응하는 전압이 인가된다. 이것에 의으해 15단계 조정의 휘도로부터 12단계 조정의 휘도가 되어 변화하지만 이 기간이 끝나게 되어도 액정의 휘도는 12단계 조정의 휘도에 도달하지 않고, 15단계 조정의 휘도 근처의 휘도에 있다. 계속해서 20msec로부터 40msec까지의 기간의 액정에는 15단계째 조정에 대응하는 전압이 인가된다. 이것에 의해 휘도는 전과는 반대로 15단계 조정의 휘도를 향해서 변화하기 시작해 이 기간이 끝날때 액정의 휘도는 거의 15단계 조정의 휘도에 도달한다. 이 FRC 변조의 결과 재현되는 단계 조정은 12단계째 조정의 휘도보다도 15단계째 조정의 휘도에 가까운 휘도와, 15단계째 조정의 휘도와 거의 평균이 되기 때문에 원하는 단계 조정 보다도 휘도가 높아져 버린다.

이와같은 현상이 있기 때문에 종래의 FRC 제어법에 있어서는 정확하게 단계 조정을 재현하는 것이 곤란하였다.

이에 대해, 너무 하얗게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 일어나는 영역에서는 FRC 제어를 하지않는 몇개의 방법도 생각된다. 제4도는 이와같은 방법의 하나를 적용한 경우의 휘도 특성을 나타내는 도면이다. 즉, 제4도의 방법은 0~12단계 조정 사이에서 FRC 변조를 실시하는 전압의 조합을 많게 함으로써 너무 하얗게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 일어나는 영역을 회피하여 단계 조정수를 늘리는 것이다.

그러나, 제4도의 방법에 있어서는 구동 드라이버 출력에 의해서 재현되는 단계 조정 사이에 FRC 변조에 의해서 단계 조정을 하고, 이에 더해 또한 새로운 전압의 조압에 의해 단계 조정을 만들지 않으면 안된다. 이 때문에 리니어(linear)한 단계 조정 재현이 실시되지 않고, 반대로 제4도에 나타난 바와같이 흑색을 재현하는 영역에서 복수의 단계 조정이 접근하여 너무 검게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 일어나 버린다.

본 발명은 상기와 같은 문제에 대처하기 위하여 이루어진 것이며, 흑화와 백화가 발생하지 않고 양호한 단계 조정 재현성을 가진 액정 표시 장치, 전자 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액정 표시 장치는 신호 전극 구동 수단에 단계 조정 데이타를 출력하는 단계 조정 데이타 신호 제어 수단을 구비한 FRC 구동 방법을 이용하여 단계 조정 표시하는 액정 표시 장치에 있어서, 단계 조정 데이타 신호 제어 수단으로부터 출력되는 단계 조정 데이타가 가장 낮은 단계 조정 전압이 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압(V_C)보다 큰 것을 하나의 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 관련되는 FRC 구동 방법에 있어서, 단계 조정 데이타 신호 제어 수단으로부터 출력되는 단계 조정 데이타가 가장 낮은 단계 조정 전압을 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압(V_C)보다 크게 한 이유에 대해서 설명한다.

막대 형상 분자의 집합체인 액정은 분자 긴축 방향의 유전율 ε(평행)과 이것과 직교하는 방향의 유전율 ε(수직)과는 다르다. 액티브매트릭스형 액정 표시 장치에서 이용되는 네마틱 액정의 경우, 일반적으로, ε (수직) ε (평행)이다. 이 때문에, 액정에 있는 임계값을 초과한 강도의 전압을 가하면 전계의 방향에 액정 분자 긴 축이 향하도록 배열한다. 이와같은 현상은 프레데릭스 전이라고 불리우고 있다. 이와같은 액정 분자가 작동하기 시작하는 한계 전압을 V_C라고 한다.

그러나, 실제의 액정 표시 장치의 구동은 액정의 광투과율이 10% 변환하는 전압을 시초(threshold) 전압(Vth)으로 하고, 이것을 광학적 변화의 오프레벨로서 이용하고 있으며, 또한 광투과율이 90% 변화하는 전압을 Vsat라고 하고, 이것을 광학적 변화의 온레벨로서 이용하고 있다.

제5도는 액정에 인가되는 구동 전압에 대한 액정의 광학 응용을 나타내고, 가로축은 액정으로의 인가 전압을 나타내며, 세로축은 이 인가 전압에 대한 액정의 상대 투과율(최고 투과율과 최저 투과율의 사이를 백분율로 나타낸 것)을 나타낸다.

또한, 제5도에 있어서, 실선으로 나타낸 곡선은 이른바 노멀리 화이트(NW) 모드의 액정 표시 장치에 있어서 광학 응답을 나타내고, 한쪽 점선으로 나타낸 곡선은 이른바 노멀리 블랙(NB) 모드의 액정 표시 장치에 있어서 광학 운동을 나타낸다.

NW 모드 장치는 액정 셀을 좁히는 2장의 편광판의 편광축을 크로스니콜이 되도록 배치한 것으로 Vth보다 작은 전압은 백색을 표시하고, Vsat를 초과한 전원은 흑색이 표시된다. 한편, NB 모드의 장치는 편광판의 편광축을 서로 평행하게 되도록 배치한 것으로 NW 모드와는 반대로 Vth 보다 작은 전압은 흑색을 표시하고, Vsat를 초과한 전압은 백색이 표시된다.

액정 표시 장치를 2단계 조정으로 구동하는 경우에는 도면중의 Vth 및 Vsat에 해당하는 전압을 인가함으로써 액정층의 광학 응답을 2개의 상태에서 교체하여 구동한다. 한편, 2단계 조정을 초과한 단계 조정수로 구동하는 경우에는 전압 Vth와 Vsat 사이를 단계 조정수에 따라서 분할한 전압을 액정층에 인가함으로써 구동한다.

제6도는 그 한 예로서 NW 모드에서 조정 구동하는 경우의 예를 나타낸다. 종래의 FRC 제어를 이용한 구동 방법에 있어서는 「15단계 조정」에 대응한 전압 V15는 프레데릭스 전이점 V_C보다도 작게 형성되어 있다.

제6도에서 있어서, 예를 들면 「15단계 조정」에 대응한 전압 V15와 「12단계 조정」에 대응한 전압 V12 사이에서 FRC 변조를 실시한 경우, 제3도를 이용하여 설명한 바와 같이 너무 하얗게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 생긴다. 이 현상에 대해서 검토한 경과, 발명은 독자적으로 최저 단계 조정 전압(여기서는 V15)이 V_C보다도 작은 경우, 액정의 광학 응답이 인가 전압의 교체에 추종하지 않고, 너무 하얗게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 발생하는 것을 알아냈다.

제7도는 이 상태를 나타낸 실험 결과이며, 전압 V15의 값을 다른 값으로 전환했을때 생기는 광학 응답의 변화를 조사한 것이다. 여기서 가로축은 초기값인 전압 V15의 값을 나타내며, 세로축은 이 각 초기값인 전압 V15를 V0(고정)으로 전환했을때, 액정이 V0에 대응한 휘도에 도달할때까지의 응답 시간을 나타낸다.

제7도로부터 명확해진 바와 같이 초기값인 V15가 V_C(=1.1V)미만인 경우, 그 V15의 변화에 대해 응답 시간의 변환가 느리지만, V15의 초기값이 V_C이상 일때는 V15에 반비례하돌고 응답 시간이 감소하고 있다는 것을 본 발명자가 독립적으로 알아냈다. 본 발명자는 이 독자적으로 알아낸 현상에 착안하여 본 발명에서는 V15를 V_C이상으로 설정함으로써 FRC 제어를 실시했을 때의 액정의 응답 시간을 개선하여 단계 조정 재현성을 향상시키도록 했다.

또한, 전압 V15를 초기(threshold)전압(Vth)이상으로 높게 하면 15단계째의 휘도의 저하가 눈으로 확인되어 콘트라스트가 실질적으로 저하할 경우가 있끼 때문에 Vth 이하로 되는 것이 바람직하다.

또한, NW 모드와 NB 모드로 상기 응답 시간의 개선 효과가 얻어지는 것에 변화는 없지만 흑색 상태에서의 투과율의 변호는 보다 눈으로 확인되기 쉽기 때문에 최저 단계 조정 전압을 V_C이상으로 하는 방법은 NW 모드에 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 장치는 FRC 구동 방법을 이용하여 단계 조정 표시하는 경우에 있어서, 단계 조정 데이타 신호 제어 수단으로부터 출력되는 단계 조정 데이타가 가장 낮은 단계 조정 전압을 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압(V_C) 보다 크게 했기 때문에 너누 하얗게 되거나 검게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 발생하지 않아 양호한 표시 특성으로 높은 콘크라스트를 얻을 수 있다.

[실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 제1도는 본 발명의 한 실시예에 있어서 액정 표시 장치의 블록도를 나타낸다.

액정 패널(1)로서는 이른바 TFT-LCD가 이용된다. TFT-LCD는 매트릭스형상으로 배열된 복수의 TFT 소자와 이들 TFT 소자의 각 소스에 접속되는 각 화소 전극이 각각 형성된 절연 기판과, 전 화소 전극 공통의 대향 전극이 형성된 다른 절연 기판 사이에 액정층을 끼워넣은 기본 구조를 가지게 된다. 그리고, 각 회소 전극과 대향 전극 사이에 부여되는 전위차를 각각 제어함으로써 화소마다 액정층의 광투과율을 변조시켜 표시를 실시한다.

액정 패널(1)의 주변에는 각 행 방향으로 늘어지는 복수의 TFT 소자의 게이트에 공통으로 접속되는 각 주사선을 구동하는 주사 전극 구동 수단(2), (2) … 및 각 열 방향으로 늘어서는 복수의 TFT 소자의 드레인에 공통으로 접속되는 각 신호선을 구동하는 신호 전극 구동 수단(3), (3), … ; (4), (4), … 이 배치되어 있다.

주사 전극 구동 수단(2), (2), … 은 타이밍 제어 회로(6)로부터 출력되는 타이밍 신호에 의거하여 각 주사선에 대해 차례로 주사 신호를 출력하고, 각 TFT 소자는 주사 신호가 입력되는 타이밍으로 on하여 각 신호선의 정보를 각 화소 전극에 전달한다.

한편, 신호 전극 구동 수단(3), (3), … ; (4), (4), … 은 디지탈 신호 처리 회로(7)로부터 보내지는 디지탈 데이타에 의거해 리프런스(reference) 전원 회로(8)로부터 출력되는 리프런스 전압중의 원하는 전압을 선택함으로써 디지탈 데이타를 아날로그 신호로 변환하여 신호선 전압으로서 출력한다. 액정 패널(1)의 각각 화소의 표시는 주사 신호의 타이밍에 따라서 신호선 전압이 샘플링(sampiling)되어, 이 샘플링된 신호선 전압에 따라서 화소가 광학 응답함으로써 실시된다.

리프런스 전원 회로(8)의 구체적인 회로 구성을 제14도에 나타낸다. 리프런스 전원 회로(8)는 입력 전압 Vsc와 Vcc 사이를 필요한 단계 조정수에 따른 복수의 직렬 저항(여기서는 VR1~VR7)으로 분압해 있으며, 이것에 의해 8개의 리프런스 전압(V0~V7)를 발생하고 있다. 또한, 액정을 교류 구동하기 위하여 분압 저항의 출력을 양, 음의 2계통 준비하고 이것을 스위치 SW1~SW8에 의해 양극성의 경우와 음극성의 경우로 교체해서 출력하고 있다.

또한, 각 단계 조정 전압 V0~V7은 각각 가변 저항 VE1~VR7을 조절함으로써 그 전압값을 조정 가능하게 되어 있다. 후술하는 바와 같이, 본 실시예와 액정 표시 장치는 최저 단계 조정 전압 V0을, 프레딕스 전이점보다도 작게 하고 있지만 예를 들면 온도가 변화하면 프레딕스 전이를 일으키는 전압값도 변화한다. 따라서, 사용 환경에 따라서 단계 조정 전압을 보정할 필요가 생긴다.

본 실시예에서는 제14도에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 가변 저항 VR8을 조절함으로써 최저 단계 조정 레벨을 환경 온도에 따라서 조절하는 것이 가능하다. 도면중, 전압 Va의 노드와 전압 Vh 의 노드를 연결하는 튜너 다이오드 ZD는 가변 저항 VR8의 조절에 의해서 최저 단계 조정 레벨을 조절한 경우에 있어서도 V1~V7의 전압중 서로 인접하는 2개의 전압사이의 전위차가 변화하지 않도록 하기 위한 것이다.

다음으로, 본 실시예에 있어서 액정 표시 장치의 동작을 이하에 설명한다. 또한, 본 실시예에 있어서는 편의상 최저 단계 조정 시간을 V0로 하고, 이에 대응하여 백색으로 표시되는 단계 조정을 「0단계 조정」이라고 한다.

여기서는 3비트 단계 조정의 단계 조정 전압을 출력하는 신호 전극 구동 집적 회로를 이용하여 4비트의 단계 조정의 출력을 얻는 단계 조정 제어를 예로 한다. 또한, 구동법은 HCOM 반전이라고 한다.

단계 조정 데이타를 신호원(10)으로부터 4비트(즉, 16단계 조정)의 입력 단계 조정 데이타를 디지탈 신호 처리 회로(7)에 출력한다. 이 디지탈 신호 처리 회로(7)로 입력된 단계 조정 데이타(11)를 제8도에 도시한 바와 같은 제어를 실시해 3비트(즉, 8단계 조정)출력 단계 조정 데이타(12)로서 출력한다. 여기서, 제8도의 제어는 액정 패널의 상부에 배치된 신호 전극 구동 수단(3)으로부터 출력되는 단계 조정 전압의 제어이며, 하부에 설치된 신호 전극 구동 수단(4)으로부터 출력되는 단계 조정 전압은 제8도의 괄호내에 나타낸 전위가 출력되도록 제어된다.

예를 들면, 단계 조정 0을 표시하는 경우, 입력 단계 조정 데이타(11)로서 4비트 데이타 0가 디지탈 신호 처리 회로(7)에 입력된다. 이 처리 회로(7)는 그것에 입력되는 입력 단계 조정 데이타(11)와, 타이밍 제어 회로(6)로부터의 조절 신호 CTRL(함 초기 신호 EA)에 의해서, 신호 전극 구동 수단(3, 4)이 V0의 단계 조정 전압을 출력하도록 제어한다. 또한, 단계 조정(1)을 표시하는 경우, 입력 단계 조정 데이타(11)로서 4비트 데이타 1이 디지탈 신호 처리 회로(7)에 입력된다. 디지탈 신호 처리 회로(7)는 입력 단계 조정 데이타(11)와 초기 신호 EA에 의해 신호 전극 구동수단(3)으로부터 홀수 프레임에서는 V0, 짝수 프레임에서는 V1의 단계 조정 전압이 각각 출력되며, 신호 전압 구동 수단(4)으로부터는 홀수 프레임에서는 V1, 짝수 프레임에서는 V0의 단계 조정 전압이 출력되도록 제어를 실시한다.

디지탈 신호 처리 회로(7)로부터 출력되는 출력 단계 조정 데이타(12)와 신호 전극 구동 수단(3, 4)으로부터 출력되는 단계 조정 전압의 관계는 제9도에 도시했다. 단계 조정 전압 V0에 대응하는 출력 단계 조정 데이타(12)는 0, V1은 1이 된다. 디지탈 신호 처리 회로(7)로부터는 출력되는 단계 조정 전압 V0~V7에 대응하는 3비트 출력 단계 조정 데이타(12)가 출력되게 된다.

여기서, 단계 조정 전압 V0~V7과 상대 투과율의 관계는 제10도와 같이 된다.

제10도는 노멀리 화이트의 모드를 나타내고, 동시에 V0일때의 상대 투과율이 가장 높은 경우이다. V0는 광투율이 변화하기 시작하는 전압 V_C보다 높은 전압이 되고 있다.

다음으로 이 경우의 동작을 제11도의 타이밍 챠트를 이용하여 설명한다. 주사 전극 구동 수단(2)에는 주사 전극 구동 수단 제어 회로(타이밍 제어 회로)(6)으로부터 구동 전압Vy(도시하지 않음)과 클록 신호(Yclock)가 입력되어 각각의 주사 전극에 게이트 전압 Vgatel, Vgate2가 시프트하면서 입력된다. 한편, 대향 전극에는 1 수평 주사 기간 주기에서 교체하는 2레벨의 신호 Vcom이 입력된다.

단계 조정 데이타 신호의 변환은 제12도에 도시한 바와 같이, 4도트에서 1단위로 하고, 이 4비트에 인가하는 각각의 단계 조정 전압을 디지탈 신호 처리 회로(7)에서 4프레임 단위로 제어한다. 예를 들면 단계 조정(1)를 표시하는 경우, 제12도에 나타낸 바와 같이 4도트 A, B, C, D에는 ZA, ZB, ZC, ZD의 단계 조정 전압이 인가된다. 또한, 대향 전극 전압(Vcom)은 단계 조정 전압의 극성에 맞추어서 1 수평 주사 기간마다 또한 2 프레임마다 반전하도록 대향 전극 구동 수단 제어 회로(8)로 제어되고 있다.

이와같이 복수의 도트를 조합하여 이용하는 이유는 다음과 같다. 즉, 인접하는 2개의 화소로 FRC 변조에 의해 같은 단계 조정을 재현하려고 한 경우, 각 화소에 프레임마다 거의 같은 등가인 신호를 인가하면 프레임 사이의 휘도차가 시야로 확인되기 쉬워지며, 깜박거림이 생길 우려가 있다. 따라서, 인접하는 도트에 대해 각 프레임마다 서로 다른 전압을 인가하고, 4 프레임 합계는 결과적으로 실효값이 같은 전압을 인가하면 좋다. 이것에 의해 같은 단계 조정을 재현하면서, 4화소 합계의 프레임사이의 휘도차를 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, N 비트 단계 조정(설명중에서는 3비트)의 표시를 실시하기 위한 단계 조정 전압을 출력하는 신호 전극 구동 수단을 이용하면서도 N+1 비트(설명에서는 4비트)의 출력을 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, N비트 단계 조정(설명중에서는 3비트)의 표시를 실시하기 위한 단계 조정 전압을 출력하는 신호 전극 구동 수단을 이용하면서도 N+1비트(설명에서는 4비트)의 출력을 얻을 수 있다.

본 실시예의 액정 표시 장치의 실제 효과를 확인하기 위해 실험을 실시하여 단계 조정과 휘도를 조사한 바, 제13도와 같이 되고, 너무 하얗고 검게 되어 글자가 보이지 않는 현상이 관찰되며, 충분한 효과가 있다는 것을 알았다.

그러나, 상기 실시예는 NW 모드의 액정 표시 장치에 본 발명을 적용한 경우를 예로 설명했지만 여러가지 변형을 실시함으로써 NB 모드에도 적용할 수 있다.

즉 앞에서 설명한 바와 같이, NB 모드는 최저 단계 조정 전압으로 흑색 표시를 실시하는 모드이며, 흑색의 변환가 시야로 확인되기 쉽다. 따라서, NW 모드에 비해서 최저 단계 조정 전압을 변화시킴으로써 콘트라스트가 저하할 우려가 있다.

따라서, 본 실시예에 있어서는 제15도에 나타내는 바와 같이, 최저 단계 조정 전압으로서 V_C보다 작은 전압 V0'를 준비한다. 이 전압은 최저 단계 조정 전압을 표시할때만 사용하고, 다음 레벨의 단계 조정을 표시하는 경우에는 예를 들면 V0과 V1의 사이에서 FRC 변조를 실시함으로써 V0와 V1의 사이에 대응하는 단계 조정의 표시를 콘트라스트를 손상시키지 않고 또한 FRC 제어를 실시했을때의 단계 조정 재현성을 향상시킬 수 있다. 회로 구성적으로는 제14도에 나타내는 리프런스 전원 회로를 V0' 레벨의 출력을 출력 가능하게 하고, 신호 전극 구동 수단 내부에 구비된 해독기의 설정을 변경하여 디지탈 데이타에 따라서 이들 전압을 적절하게 선택해주면 좋다.

또한, 이와같은 방법 이외에도 다음과 같은 방법도 가능하다. 즉, NW 모드와 NB 모드로 구동 전압의 설정을 변하게 하면 양쪽 모드에 여러 방면에 널리 쓰이는 구동 회로를 이용해도 NW 모드와 NB 모드 각각에 가장 적절한 구동 방법을 이용할 수 있다. 즉, 리프런스 전원 회로(8)에서 V0'을 준비하는 점까지는 상기 실시예와 같지만 본 실시예에서는 NW 모드의 경우 V0'의 리프런스 전압은 사용하지 않고 V0를 최저 단계 조정 전압으로서 이용한다. 한쪽 NB 모드의 경우, VO'의 리프런스 전압을 최저 단계 조정 전압으로서 이용하고, V0는 이용하지 않는다. 이것에 의해 NW 모드의 경우는 FRC 제어에 의한 단계 조정 재현상을 향상시킬 수 있다. NB 모드의 경우는 종래의 콘트라스트를 유지하는 것이 가능하게 된다.

이와 같은 방법을 실현할 때에는 앞에서 설명한 리프런스 전원 회로를 이용하고, 동시에 사용하지 않는 리프런스 전압을 플로팅(floating)시켜 실장(室奬)함으로써 용이하게 실현할 수 있다.

이와같이 하여 본 실시예에서는 NW 모드에 가장 적절하게 널리 쓰이는 구동 회로를 얻을 수 있다.

또한, 이상에 설명한 액정 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터 , 워드 프로세서, TV 수신기등의 각종 영상 표시 장치인 전자 장치에 적용 가능하다.

Claims (12)

1. 액정층을 포함하는 액정 용량으로 구성되는 복수의 단위 화소; 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 신호선; 상기 각 신호선에 대해 다른 복수 레벨의 단계 조정 전압중 특정한 단계조정 전압을 선택하여 출력하는 신호 전극 구동 수단을 구비하고, 상기 신호 전극 구동 수단의 임의의 프레임을 단위로 하여, 복수의 상기 단계 조정 전압의 프레임 비율을 조절함으로써 상기 단위 화소의 단계 조정을 제어하고 , 상기 신호 전극 구동 수단으로부터 출력되는 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압이 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압보다도 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가장 낮은 단계 조정 전압이 가변적으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 액정 표시 장치를 구비하는 전자 장치에 있어서, 이 액정 표시 장치는, 액정층을 포함하는 액정 용량으로 구성되는 복수의 단위 화소; 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 신호선; 각 신호선에 대해 다른 복수의 레벨의 단계 조정 전압중 어떤 단계 조정 전압을 선택하여 출력하는 신호 전극 구동 수단을 구비하며, 상기 신호 전극 구동 수단은 임의의 프레임을 단위로 하여 복수의 상기 단계 조정 전압의 프레임 비율을 조절함으로써 상기 단위 화소의 단계 조정을 제어하고, 상기 신호 전극 구동 수단으로부터 출력되는 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압이 액정층의 광투광율이 변화하기 시작하는 전압보다도 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
4. 액정층을 포함하는 액정 용량으로 구성되는 각 단위 화소에 대해 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 각 신호선을 통하여 복수 레벨의 단계 조정 전압중에 특정한 것을 선택하여 인가하고, 상기 단계 조정 전압을 임의의 프레임사이에서 프레임 비율을 조절함으로써 상기 각 단위 화소의 단계 조정을 제어하고, 상기 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압이 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압보다도 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
5. 액정층을 포함하는 액정 용량으로 구성되는 복수의 단위 화소; 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 신호선; 상기 각 신호선에 대해 다른 복수 레벨의 단계 조정 전압중에 특정한 단계 조정 전압을 선택하여 출력하는 신호 전극 구동 수단을 구비하고, 상기 신호 전극 구동 수단의 임의의 프레임을 단위로 하여 복수의 상기 단계 조정 전압의 프레임 비율을 조절함으로써 상기 단위 화소의 단계 조정을 제어하고 , 상기 신호 전극 구동 수단으로부터 출력되는 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압을 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압보다도 크게 설정하고, 동시에 상기 단위 프레임 사이에서 다른 레벨의 단계 조정 전압을 프레임 비율을 조절함으로써 단계 조정을 표시하는 경우, 상기 단위 프레임의 기간은 상기 가장 낮은 단계 조정 전압을 이용하지 않는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 가장 낮은 단계 조정 전압은 가변적으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 노멀리 화이트 모드로 동작하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 노멀리 블랙 모드로 동작하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 액정 표시 장치를 구비하는 전자 장치에 있어서, 이 액정 표시 장치는, 액정층을 포함하는 액정 용량으로 구성되는 복수의 단위 화소; 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 신호선; 상기 각 신호선에 대해 다른 복수 레벨의 단계 조정 전압중에 특정한 단계 조정 전압을 선택하여 출력하는 신호 전극 구동 수단을 구비하고, 상기 신호 전극 구동 수단은 임의의 프레임을 단위로 하여 복수의 상기 단계 조정 전압의 프레임 비율을 조절함으로써 상기 단위 화소의 단계 조정을 제어하고 , 상기 신호 전극 구동 수단으로부터 출력되는 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압을 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압보다도 크게 설정하고, 동시에 상기 단위 프레임 사이에서 다른 레벨의 단계 조정 전압을 프레임 비율을 조절함으로써 단계 조정을 표시하는 경우, 상기 단위 프레임의 기간은 상기 가장 낮은 단계 조정 전압을 이용하지 않는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
10. 액정층을 포함하는 액정 용량으로 구성되는 복수의 단위 화소에 대해 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 각 신호선을 통하여 복수 레벨의 단계 조정 전압중에 특정한 것을 선택하여 인가하고, 상기 단계 조정 전압을 임의의 프레임 사이에서 프레임 비율을 조절함으로써 상기 각 단위 화소의 단계 조정을 제어하고, 상기 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압이 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 전압보다도 크게 설정되어 있으며, 동시에 상기 단위 프레임 사이에서 다른 레벨의 단계 조정 전압을 프레임 비율을 조절함으로써 단계 조정을 표시하는 경우, 상기 단위 프레임의 기간은 상기 가장 낮은 단계 조정 전압을 이용하지 않는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
11. 액정층을 포함하는 액정용량으로 구성되는 복수의 단위 화소; 상기 단위 화소의 복수에 공통적으로 접속된 신호선; 상기 각 신호선에 대해 다른 복수 레벨의 단계 조정 전압중에 특정한 단계 조정 전압을 선택하여 출력하는 신호 전극 구동 수단을 구비하고, 상기 신호 전극 구동 수단은 임의의 프레임을 단위로 하여 복수의 상기 단계 조정 전압의 프레임 비율을 조절함으로써 상기 단위 화소의 단계 조정을 제어하는 액정 표시 장치를 구비하고, 상기 단계 조정 전압중에 가장 낮은 단계 조정 전압으로서 액정층의 광투과율이 변화하기 시작하는 변화 개시 전압을 좁혀 상기 변화 개시 전압보다도 작은 제 1 전압과, 큰 제 2 전압이 선택 가능하게 준비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 액정 표시 장치가 노멀리 화이트 모드인 경우에는 상기 제 2 전압을 가장 낮은 단계 조정 전압으로 이용하고, 상기 액정 표시 장치가 노멀리 블랙 모드인 경우에는 상기 제 1 전압을 가장 낮은 단계 조정 전압으로 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.