KR0169769B1 - Tft액정표시디스플레이 - Google Patents

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KR0169769B1
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요시히로 이마쪼
콘도히로노리
카오루 하세가와
요이치 이가라시
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카나이 쯔또무
가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 표시제어회로, 공통구동회로 및 드레인구동회로의 소비전력을 적게 하고, 발열을 억제함으로써, 표시제어회로, 공통구동회로 및 드레인구동회로의 실장밀도를 향상하고, TFT액정표시장치의 표시영역을 넓힌 것을 특징으로 하는 TFT액정표시 디스플레이를 제공하는 것이다.

Description

TFT액정표시 디스플레이
제1도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예(실시예 1)인 TFT액정표시모듈의 TFT액정표시패널과 그 주변에 배치된 회로를 표시한 블록도.
제2도는 제1도에 표시한 TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 등가회로를 표시한 도면.
제3도는 제1도에 표시한 TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 1화소의 등가회로를 표시한 도면.
제4도는 제1도에 표시한 TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 1화소의 등가회로의 각 게이트신호선에 접속되는 용량을 표시한 도면.
제5도는 본 실시예 1에 TFT액정표시모듈의 각 드라이버의 개략구성과, 신호의 흐름을 표시한 블록도.
제6도는 제5도에 표시한 공통전압 생성부의 회로구성 및 입출력파형을 표시한 도면.
제7도는 공통전극을 사다리꼴파의 교류구동전압으로 구동함으로써, 구동용 트랜지스터의 피이크전류를 억제할 수 있는 것을 표시한 도면.
제8도는 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서의 게이트온전압 생성부, 게이트오프전압생성부의 회로구성을 표시한 도면.
제9도는 본 실시예 1에 있어서의 공통전극에 인가되는 공통전압, 드레인에 인가되는 드레인전압, 게이트전극에 인가되는 게이트전압의 레벨 및 그 파형을 표시한 도면.
제10도는 본 실시예 1에 있어서의 게이트온전압생성부를 생략한 경우의 공통전극에 인가되는 공통전압, 드레인에 인가되는 드레인전압, 게이트전극에 인가되는 게이트전압의 레벨 및 그 파형을 표시한 도면.
제11도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예(실시예 2)인 TFT액정표시모듈의 전원부의 회로구성을 표시한 도면.
제12도는 제11도에 있어서의 버퍼회로(430)의 오동작을 설명하기 위한 도면.
제13도는 제11도에 표시한 회로구성에 있어서, 공통전압생성부에서 생성되는 사다리꼴파의 공통전압의 진폭을 변화시키기 위하여, 단자 VA1, VA2, VA3에 접속하는 저항회로망을 표시한 도면.
제14도는 본 실시예 3의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버의 출력전압발생회로의 회로구성을 표시한 도면.
제15도는 제14도에 있어서의 각 계조기준전압과 출력전압과의 관계를 표시한 도면.
제16도는 제15도에 있어서의 디코더입력과 디코더출력의 대응관계를 표시한 표.
제17도는 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서의 드레인드라이버에 대한 표시용 데이터와 클럭신호의 흐름을 표시한 도면.
제18도는 제17도에 표시한 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도.
제19도는 제18도에 표시한 표시제어장치의 타이밍챠트를 표시한 도면.
제20도는 제18도에 표시한 논리처리회로의 회로구성을 표시한 도면.
제21도는 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 4)인 TFT액정표시모듈의 버퍼회로의 개략구성을 표시한 블록도.
제22도는 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 5)인 TFT액정표시모듈의 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도.
제23도는 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 6)인 TFT액정표시모듈의 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도.
제24도는 제23도에 표시한 데이터처리부의 회로구성을 표시한 도면.
제25도는 제23도에 표시한 데이터처리부의 타임차트를 표시한 도면.
제26도는 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 7)인 TFT액정표시모듈의 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도.
제27도는 제26도에 표시한 데이터처리부의 타이밍차트를 표시한 도면.
제28도는 I/F커넥터에 특정단자를 설치하고, 당해 특정단자로부터 TFT액정표시모듈의 내부의 구동회로를 조정할 수 있는 것을 설명하기 위한 도면.
제29도는 본 발명의 디지털-디지털변환방법을 설명하기 위한 도면.
제30도는 제29도에 설명한 디지털-디지털변환방법에 의해 4비트로부터 6비트로 변환된 비트열을 표시한 표.
제31도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제32도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제33도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제34도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제35도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제36도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제37도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제38도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터와의 사이의 결선부분을 포함해서 표시하는 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면.
제39도는 종래의 TFT액정표시모듈의 개략구성을 표시한 블록도.
제40도는 종래의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버의 개략구성을 표시한 블록도.
제41도는 종래의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버의 출력전압발생회로의 회로구성을 표시한 도면.
제42도는 제41도에 있어서의 계조기준전압과 출력전압의 관계를 표시한 도면.
제43도는 대표적인 액정의 인가전압-투과율특성을 표시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
TFT-LCD : TFT액정표시패널 TR1~TR5 : 트랜지스터
OP1~OP4 : 연산증폭기 101 : 제어부
102 : 전원부 103 : 드레인드라이버부
104 : 게이트드라이버부 201,501 : 표시제어장치
202 : 공통전압 생성부 203 : 공통드라이버
204 : 게이트온전압 생성부 205 : 게이트오프전압 생성부
205,506 : 게이트드라이버 207 : 레벨시프트회로
208 : 계조기준전압 생성부 209,233 : 멀티플렉서
210,430,451,452 : 버퍼회로 211,511 ; 드레인드라이버
212 : DC-DC컨버터 221 : 데이터처리부
222,230 : 제어신호처리/생성부 223 : 게이트드라이버 구동회로
224 : 드레인드라이버 구동회로 225 : 출력클럭 생성회로
226,228,234,235 : D형플립플롭 227 : 논리처리회로
231 : 위쪽의 데이터처리부 232 : 아래쪽의 데이터처리부
253,553 : 디코더 302 : 공통전압 발생회로
304 ; 게이트온전압 발생회로 305 : 게이트오프전압 발생회로
410,420 : 레벨시프트회로 551 : 데이터래치부
552 : 출력전압발생회로
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 TFT(Thin Film Transistor)액정표시 디스플레이에 적용해서 유용한 기술에 관한 것이다.
종래, TFT액정디스플레이의 하나로서, TFT액정표시모듈이 공지이다.
제39도는 상기 종래의 TFT액정표시모듈의 개략구성을 표시한 블록도이다.
제39도에 있어서, 액정표시패널(TFT-LCD)은, 640×3×480화소로 구성되고, 액정표시패널(TFT-LCD)의 상하에 드레인드라이버(511)가 배치되고, 이 상하의 드레인드라이버(511)를 교호로 박막트랜지스터TFT의 드레인선(D)에 접속하고, 박막트랜지스터TFT에 액정을 구동하기 위한 전압을 공급한다.
또, 박막트랜지스터TFT의 게이트선(G)에는, 액정표시패널(TFT-LCD)의 측면에 배치된 게이트드라이버(506)를 접속하고, 1수평동작시간 박막트랜지스터TFT의 게이트에 전압을 공급한다.
1개의 반도체집적회로(LSI)로 구성되는 표시제어장치(501)는, 본체컴퓨터로부터의 표시용 데이터와 표시제어신호를 받아들이고, 이것을 토대로 드레인드라이버(511), 게이트드라이버(506)를 구동한다.
이 경우에, 본체컴퓨터로부터의 표시용 데이터는, 1화소단위, 즉, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 데이터를 1개의 조로 해서 단위시간마다 전송한다.
여기서, 표시용 데이터는, 각 색마다 4비트의 12비트 혹은 각색마다 6비트의 18비트로 구성되어 있다.
또, 드레인드라이버(511)는 상하로 표시되어 있으므로, 표시제어장치(501)로부터 드레인드라이버(511)를 구동하기 위한 출력은 제어신호 및 표시용 데이터버스 모두 2계통 가지고 있다.
제40도는 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버(511)의 개략구성을 표시한 블록도이다.
제40도에 표시한 바와 같이, 드레인드라이버(511)는 표시용 데이터의 데이터래치부(551)와 출력전압 발생회로(522)로 구성된다.
또한, 제40도에 표시한 드레인드라이버(511)에서는 6비트의 표시용 데이터와 9치의 계조기준전압이 외부로부터 입력되고, 64레벨의 출력전압치가 얻어진다.
데이터래치부(511)는, 표시데이터래치용 클럭신호(CL1)에 동기해서 표시데이터를 출력개수분만큼 받아들이고, 출력전압 발생회로(522)는 외부로부터 입력된 계조기준전압으로부터 생성되는 64계조의 출력전압 중, 데이터래치부(551)로부터의 표시데이터에 대응하는 출력전압을 선택해서 드레인신호선에 출력한다.
제41도는, 종래의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버(511)의 출력전압 발생회로(552)의 회로구성을 표시한 도면이고, 드레인신호선의 총수분만큼 설치되는 출력전압 발생회로 중의 1회로분의 회로구성을 표시한다.
제41도에 표시한 바와 같이, 출력전압 발생회로는, 외부로부터 입력되는 9치의 계조기준전압(V0~V8) 간을 각각 8등분한 전압치(VO0~VO64)를 생성하고, 그것을 디코더(553)에 의해서 선택해서 출력한다.
제42도는 제41도에 있어서의 계조기준전압과 출력전압의 관계를 표시한 도면이다.
제42도에서는 전부 65치의 출력전압치가 얻어지나, 이중, V8과 동등한 VO64는 사용하지 않는다.
또, TFT액정표시모듈의 공통전극 구동법으로서, 공통전극에 인가하는 전압을 교류화하는 공통전극 교류화구동법을 채용함으로써, 저내압의 드레인드라이버를 사용할 수 있는 것이 종래부터 알려져 있다(USP4,906,984참조).
종래의 공통전극 교류화구동법에 있어서는, 교류파형으로서 사각형파를 사용하고 있었기 때문에, 위상이 절환시점에서, 큰 피이크전류가 흐르기 위하여, 공통전극 구동용 트랜지스터로서, 정격전류치가 큰 트랜지스터가 필요하고, 그에 따라서 구동회로가 대형화한다는 제1문제가 있었다.
또, TFT액정표시모듈의 구동회로에 있어서는, 차동증폭기타입의 레벨시프트회로가 다용되고 있다.
상기 차동증폭기타입의 레벨시프트회로에 있어서는, 정전원에 노이즈가 중첩되면, 그 출력단자에도 노이즈가 전송되나, 정전원라인에 중첩된 노이즈와 출력단자에 전송된 노이즈의 파형이 다르기 때문에, 레벨시프트회로의 후단에 접속되는 정전원을 기준으로 해서 동작하는 버퍼회로가 오동작을 행하는 제2문제가 있었다.
또, 액정의 대향전극-화소전극 간에 인가하는 전압을 변화시킴으로써, 시각조정을 행할 수 있는 것이 USP5,250,937에 기재되어 있고, 종래의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 드레인신호선에 인가되는 전압을 변화시켜 시각조정을 행하고 있다.
일반적으로 공통전극 교류구동을 행하는 TFT액정표시모듈에 있어서, 드레인신호선(D)에 인가하는 전압을 변화시켜 시각조정을 행하는 것은, 회로구성이 복잡해진다는 제3문제가 있었다.
일반적으로, 제43도에 표시한 대표적인 액정의 인가전압-투과율특성으로부터 명백한 바와 같이 액정에 인가하는 전압과, 그 투과성은 비선형이다.
제43도로부터 명백한 바와 같이, 액정의 인가전압-투과율특성은 사용전압범위의 양단부에서 비선형 특성이 현저하고, 중앙부에서는 비교적 선형의 특성을 나타내고 있다.
통상은, 이 비선형 특성에 맞춘 전압치를 드레인드라이버에 입력함으로써, 선형의 바람직한 계조표시를 얻는 것이 가능하다.
그러나, 제42도에 표시한 바와 같이, 외부로부터 입력된 9치의 계조기준전압(V0~V8) 간을 각각 8등분한 전압치(VO0~VO64)를 생성하고, 그것을 선택해서 출력하도록 한 드레인드라이버(511)에 있어서는, 전체 64계조 중 사용자가 출력전압을 임의로 설정할 수 있는 것은 8계조밖에 없다.
또, 드레인드라이버(511)의 내부에서 생성되는 계조전압은, 드레인드라이버(511)의 범용성 및 드레인드라이버(511)의 내부회로의 간략화를 위하여 외부로부터 입력되는 각 계조기준전압간을 등간격으로 분압해서 생성되고 있다.
이 때문에, 드레인드라이버(511)의 내부에서 생성되는 계조전압은, 본래의 선형이고 바람직한 계조표시를 얻기 위한 전압으로부터 어긋남이 발생해버리는 제4문제가 있었다.
또, 액정의 인가전압-투과율특성이 비교적 선형의 특성을 나타내는 사용전압범위의 중앙부에서는, 상기 「어긋남」의 영향은 그다지 크지 않으나, 비선형 특성이 현저한 사용전압의 양단부분에서는, 이 「어긋남」의 영향을 무시할 수 없고, 양호한 계조표시특성을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.
또, 외부로부터 입력하는 계조기준전압의 개수를 늘임으로써, 이 「어긋남」을 작게 하는 것은 가능하나, 이 방법에서는 드레인드라이버(511)의 입력리드개수가 증가하는, 드레인드라이버(511)를 구동하기 위한 외부회로구성이 복잡해지고, 실용적이 아니라는 문제가 있다.
제39도에 표시한 기술에서는, 드레인드라이버(511)는, 액정표시패널(TFT-LCD)의 상하에 배치되어 있으므로, TFT액정표시모듈의 프레임부분은 상하모두 거의 동일한 길이(면적)를 필요로 하는 제5문제가 있었다.
그러나, 시장요구의 하나로서, 표시영역은 크게 프레임은 가능한 한 작게라는 요구가 있었다.
또, 상기 종래의 기술에서는, 표시제어장치(501)로부터의 1계통의 클럭신호에 의해서 모든 드레인드라이버(511)를 구동하고 있다.
이 경우에, 드레인드라이버(511)의 수가 많아졌을 때에, 버퍼회로(210)가, 드레인드라이버(511)를 구동할 수 없게 될 염려가 있고, 안정된 클럭신호가 공급되지 않는 경우가 있는 제6문제가 있었다.
일반적으로 반도체집적으로부터 출력하는 신호의 교류분의 소비전력은 하기 식으로 표시할 수 있다.
p=fcv2[w]
단, f; 동작주파수[Hz]
c; 출력단부에 가해지는 용량[f]
v; 교류화되는 전위차[v]
따라서, TFT액정표시모듈의 표시제어장치(501)로부터 출력되는 단자수가 증가하거나, 출력의 부하용량이 증가하면, 그 만큼 소비전력이 증대한다.
TFT액정표시모듈의 표시제어장치(501)에 있어서는, 내부회로에서 소비되는 전력(수십[mw])보다도, 각 드라이버를 구동하는 출력단자에서 발생하는 교류분의 소비전력(수백[mw])의 쪽이 크다.
그리고, TFT액정표시모듈의 표시제어장치(501)에는, 표면실장형이고 합성수지몰드 패키지타입의 LSI가 사용되나, 표면실장형이고 합성수지몰드 패키지타입의 LSI의 허용소비전력은, 약 500[mw]이다.
또, TFT액정표시모듈은 선명도와, 액정의 응답속도의 빠름(상승속도+하강속도에서 약 50[ns] 이하)에 특징이 있고, 그 특징에 의해, 다계조화, 고해상화 등, 보다 고성능화가 요망되고 있다.
그러나, 표시하는 계조수(색)를 증가시키는 것, 혹은, 표시화소수의 증대에 따라서 구동하는 드레인드라이버(511), 게이트드라이버(506)를 증가시키는 것은, TFT액정표시모듈의 표시제어장치(501)의 출력단자에서 발생하는 소비전력을 증대시킨다.
예를 들면, 다계조화대응을 위하여 각색 64계조(262144색)의 드레인드라이버(511) 및 고해상도 구동을 행하기 위하여 다버스화 구동을 행하면, 경우에 따라서는, 반도체집적회로(LSI)의 패키지의 허용소비전력을 초과한다.
그에 의해, 반도체집적회로(LSI)의 패키지는, 상당한 발열을 띠고, 최종적으로는 반도체집적회로(LSI)의 파괴를 초래하는 제7문제가 있었다.
또, TFT액정표시모듈의 I/F커넥터는 표시용 데이터, 동기신호 등의 입력을 위해서 밖에 사용되고 있지 않고, 또한, TFT액정표시모듈에 있어서는, 그 내부의 조정 혹은 설정상태를 아는 것이 용이하지 않다는 제8문제가 있었다.
또, 종래 컴퓨터와 TFT액정표시모듈의 데이터수의 차이에 의해, 예를 들면 본체컴퓨터로부터의 각색마다 4비트의 표시용 데이터를, TFT액정표시모듈의 각색마다 6비트의 표시용 데이터로 변환하는 방법에서는, 100%의 백색 또는 흑색을 표시할 수 없다는 제9문제가 있었다.
본 발명의 제1목적은, TFT액정표시 디스플레이에 있어서의 공통전극 교류화구동법에 있어서, 구동용 트랜지스터에 흐르는 피이크전류를 억제하고, 따라서 TFT액정표시디스플레이의 외형사이즈를 소형화할 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 제2목적은, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 레벨시프트회로의 후단에 설치되는 회로의 노이즈에 의한 오동작을 방지하는 것이 가능한 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 제3목적은, 공통전극 교류구동을 행하는 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 간단히 시도조정이 가능하게 되는 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 제4목적은, TFT액정디스플레이에 있어서, 양호한 계조표시를 행하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 제5목적은, TFT액정디스플레이에 있어서, 액정표시장치의 외형치수에 비해 표시영역을 크게 하는 것이 가능한 기술을 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 제6목적은 TFT액정디스플레이에 있어서, 부하가 되는 드레인드라이버(511)의 수가 많아졌을 때에 있어서도, 안정된 클럭신호를 공급하는 것이 가능한 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 제7목적은, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 발열을 저감할 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 제8목적은, TFT액정디스플레이에 있어서, 간단히 내부의 조정 혹은 설정상태를 아는 것이 가능한 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 제9목적은, TFT액정표시디스플레이의 표시데이터의 변환방법에 있어서, 100%의 백색 또는 흑색을 표시 가능하게 하고, 또한, 선형의 계조표시를 가능하게 하는 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 목적 및 그 밖의 목적 및 신규구성은, 본 명세서의 기재 및 첨부도면에 의해서 명백하게 한다.
본원에 있어서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 하기와 같다.
본 발명의 제1목적을 달성하기 위하여, (제1수단)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널과, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로와, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로와, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치를 구비한 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 사각형파의 교류화신호로부터 사다리꼴파의 교류구동전압을 생성하는 사다리꼴파발생호로를 구비하고, 공통구동회로로부터 상기 사다리꼴파의 교류구동전압을 공통전극에 인가해서, 공통전극을 교류화 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2목적을 달성하기 위하여, (제2수단)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널과, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로와, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로와, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치를 구비한 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 한쪽의 트랜지스터의 베이스에 입력신호가, 다른 쪽의 트랜지스터의 베이스에 기준전위가 인가된, 2개의 트랜지스터의 이미터를 공통으로 접속하고, 또, 다른 쪽의 트랜지스터의 콜렉터와 전원과의 사이에 콘덴서를 접속하고, 다른 쪽의 트랜지스터의 콜렉터로부터 레벨시프트된 입력신호를 출력하는 레벨시프트회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3목적을 달성하기 위하여, (제3수단)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널과, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로와, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로와, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치를 구비한 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 공통전극에 인가하는 교류구동전압의 진폭을 변화시키는 시도조정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4목적을 달성하기 위하여, (제4수단)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널과, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로와, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로와, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치를 구비하고, 드레인구동회로에서 복수의 계조기준전압으로부터 각 계조기준전압간의 중간전압을 생성하고, 당해 중간전압 및 복수의 계조기준전압을 드레인신호선에 인가하고, 다계조표시가 가능한 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 상기 계조기준전압 발생회로에서, 액정의 인가전압-투과율특성이 비선형 영역이 되는 사용전압범위의 계조기준전압의 각 계조기준전압간의 전위차가, 액정의 인가전압-투과율특성이 비교적 선형의 영역이 되는 사용전압범위의 각 계조기준전압으로부터 생성되는 중간전압의 개수를, 액정의 인가전압-투과율특성이 비교적 선형의 영역이 되는 사용전압범위의 각 계조기준전압으로부터 생성되는 중간전압의 개수보다 작게 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5목적을 달성하기 위하여, (제5수단)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널의 주변에, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로가 실장되는 게이트드라이버 기판과, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로가 실장되는 게이트드라이버 기판과, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로가 실장되는 전원기판과, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치가 실장되는 인터페이스 기판을 배치해서 이루어진 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 드레인드라이버 기판을, TFT액정표시패널의 게이트드라이버 기판이 배치되는 쪽과 직교하는 쪽의 한쪽에만 배치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5목적을 달성하기 위하여 상기 제5수단에 기재된 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 상기 표시제어장치는, 입력되는 표시데이터량을 토대로 출력하는 표시데이터량을 상기 드레인드라이버 기판의 입력데이터량과 동일하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6목적을 달성하기 위하여, (제6수단)상기 제5수단에 기재된 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치로부터 드레인구동회로에 송신하는 클럭신호를, 동일한 복수의 계통의 클럭신호로 분할하고, 각각의 클럭신호를 드레인구동회로에 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7목적을 달성하기 위하여, (제7수단a)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널과, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로와, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로와, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치를 구비한 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치와, 게이트구동회로 또는 드레인구동회로의 적어도 한쪽의 구동회로와의 사이에 버퍼회로를 삽입한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7목적을 달성하기 위하여, (제7수단b)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널과, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로와, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로와, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치를 구비한 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 상기 표시제어장치가, 복수의 반도체집적회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8목적을 달성하기 위하여, (제8수단)매트릭스형상으로 설치된 복수의 박막트랜지스터와, 공통전극과, 상기 복수의 박막트랜지스터와 공통전극과의 사이에 설치되는 액정과, 행방향의 박막트랜지스터의 게이트전극이 접속되는 행방향으로 설치된 복수의 게이트신호선과 열방향의 박막트랜지스터의 드레인전극이 접속되는 열방향으로 설치된 복수의 드레인신호선을 가진 TFT액정표시패널의 주변에, TFT액정표시패널의 복수의 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로가 실장되는 게이트드라이버 기판과, TFT액정표시패널의 복수의 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로가 실장되는 게이트드라이버 기판과, 공통전극을 구동하는 공통구동회로와, 전원회로가 실장되는 전원기판과, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되고, 상기 각 회로를 제어하는 표시제어장치가 실장되는 인터페이스기판을 배치해서 이루어진 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 인터페이스기판이, 컴퓨터부로부터의 제어신호 및 표시용 데이터가 입력되는 커넥터를 구비하고, 당해 커넥터의 일부가, TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정 개소에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 TFT액정표시디스플레이.
본 발명의 제9목적을 달성하기 위하여, (제9수단)컴퓨터로부터의 n비트의 표시용 데이터를 TFT액정표시디스플레이의 m(nm)비트의 표시용 데이터로 변환하는 방법에 있어서, TFT액정표시디스플레이의 상기 n비트의 표시용 데이터를, 컴퓨터부로부터의 n비트의 표시용 데이터로 하고, TFT액정표시디스플레이의 나머지(m-n)의 하위 비트의 표시용 데이터로 해서, 컴퓨터부로부터의 n비트의 표시용 데이터 중의 상위(m-n)비트의 표시용 데이터로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 공통전극을 사다리꼴파의 교류구동전압으로 구동하도록 했으므로, 구동용 트랜지스터의 피이크전류를 억제할 수 있고, 이에 의해, TFT액정표시디스플레이의 구동회로가 소형화되고, TFT액정표시디스플레이의 외형사이즈를 작게 하는 것이 가능하다.
상기 제2수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 정전원과 레벨시프트회로의 출력단자와의 사이에 콘덴서를 접속하고, 정전원에 중첩된 노이즈를 제거하도록 했으므로, 레벨시프트회로의 후단에 접속되는 회로의 오동작을 방지하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해, 내노이즈성을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 제3수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 공통전극에 인가하는 사다리꼴파의 교류구동전압의 진폭을 변화시키도록 했으므로, 비교적 간단한 회로구성에 의해 TFT액정표시디스플레이의 시각조정이 가능하게 되고, 이에 의해, TFT액정표시디스플레이의 구동회로가 간단화되고, TFT액정표시디스플레이 외형치수를 소형화하는 것이 가능하게 된다.
상기 제4수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이의 계조기준전압 발생회로에 있어서 액정의 인가전압-투과율특성이 비교적 선형인 영역에서는, 기준전압에 내삽하는 중간전압의 수를 많게 하고, 액정의 인가전압-투과율특성이 비선형인 영역에서는, 기준전압 간에 내삽하는 중간전압의 수를 적게 하도록 했으므로, 외부로부터 입력되는 기준전압의 수를 증가시키는 일없이, 액정의 인가전압-투과율특성에 맞는 γ보정전압을 얻을 수 있고, 이에 의해, 양호한 계조표시를 얻는 것이 가능하다.
상기 제5수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 드레인드라이버를 액정표시패널의 상하의 어느 한쪽에 배치하도록 했으므로, 액정표시패널의 프레임의 면적을 작게 할 수 있고, 이에 의해, 액정표시장치의 외형치수에 비해 표시영역을 크게 하는 것이 가능하다.
상기 제6수단에 의하면, 드레인드라이버를 액정표시패널의 상하의 어느 한쪽에 배치하는 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 복수계통의 클럭신호를 드레인드라이버에 공급하도록 했으므로 안정된 클럭신호를 공급하는 것이 가능하게 된다.
상기 제7a수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치와, 게이트구동회로 또는 드레인구동회로의 적어도 한쪽의 구동회로와의 사이에, 버퍼회로를 삽입하도록 했으므로, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 소비전력을 분산할 수 있고, 이에 의해, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 파괴를 방지하는 것이 가능하게 된다.
상기 제7b수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치를 복수의 반도체집적회로로 구성하도록 했으므로, 표시제어장치의 소비전력을 분산할 수 있고, 이에 의해, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 파괴를 방지하는 것이 가능하게 된다.
상기 제8수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이에 있어서, 커넥터에 특정단자를 설치하고, 당해 특정단자를 TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정 개소에 접속하도록 했으므로, 커넥터를 삽입하는 것만으로도 TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정 개소의 각종 신호전압을 모니터할 수 있고, 이에 의해, 제조공정 중 및 최종검사공정에 있어서의 조정부분의 조정작업이 간단화되고, 작업공정이 저감화된다.
또, 커넥터를 삽입하는 것만으로도 TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정 개소에 외부로부터 조정전압을 인가할 수 있고, 이에 의해, TFT액정표시모듈의 구동회로의 시험 등을 외부로부터 간단히 행할 수 있다.
상기 제9수단에 의하면, TFT액정표시디스플레이의 상기 n비트의 표시용 데이터를, 컴퓨터부로부터의 n비트의 표시용 데이터로 하고, TFT액정표시디스플레이의 나머지인 (m-n)의 하위 비트의 표시용 데이터로 해서, 컴퓨터부로부터의 n비트의 표시용 데이터 중의 상위 (m-n)비트의 표시용 데이터를 사용하도록 했으므로, 전체 비트Low로부터, 전체 비트High까지의 사이를 최적의 폭으로 솎아낸 비트열이 얻어진다.
이에 의해, 100%의 백색 또는 흑색을 표시할 수 있는 동시에, 선형의 계조표시가 가능하게 된다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 전도에 있어서, 동일 기능을 가진 것은 동일부호를 붙이고, 그 반복설명을 생략한다.
제1도는, 본 발명의 액정표시장치의 실시예(실시예 1)인 TFT액정표시모듈의 TFT액정표시패널과 그 주변에 배치된 회로를 표시한 블록도이다.
본 실시예 1의 TFT액정표시모듈은, TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 위쪽에 드레인드라이버부(103)가 배치되고, 또, TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 측면부에는, 게이트드라이버부(VERTICAL SCANNING CIRCUIT)(104), 제어부(101), 전원부(102)가 배치된다.
드레인드라이버부(103), 게이트드라이버부(104), 제어부(101) 및 전원부(102)는, 각각 전용 프린트기판에 실장된다.
또, 액정표시패널(TFT-LCD)은, 640×3×480화소로 구성된다.
제2도는 제1도에 표시한 TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 등가회로를 표시한 도면이다.
제2도에 표시한 바와 같이, 박막트랜지스터TFT는, 인접하는 2개의 드레인신호선(DiG,DiB,……)과, 인접하는 2개의 게이트신호선(G0,G1,……)과의 교차영역 내에 배치된다.
박막트랜지스터TFT의 드레이전극, 게이트전극은, 각각, 드레인신호선(DiG,DiB,……), 게이트신호선(G0,G1,……)에 접속된다.
박막트랜지스터TFT의 소스전극은 화소전극에 접속되고, 화소전극과 공통전극과의 사이에 액정층이 형성되므로, 박막트랜지스터TFT의 소스전극과의 사이에는, 액정용량CLC가 등가적으로 접속된다.
박막트랜지스터TFT는, 게이트전극에 정의 바이어스전압을 인가하면 도통하고, 게이트전극에 부의 바이어스전압을 인가하면 불도통이 된다.
또, 박막트랜지스터TFT의 소스전극과 앞라인의 게이트신호선과의 사이에는, 유지용량CADD가 접속된다.
또한, 소스전극, 드레인전극은 본래 그 사이의 바이어스극성에 의해서 결정되는 것으로서, 이 액정표시장치의 회로에서는 그 극성은 동작 중 반전하므로, 소스전극, 드레인전극은 동작 중 교체된다고 이해하기 바란다. 그러나, 이하의 설명에서는, 편의상 한쪽을 소스전극, 다른 쪽을 드레인전극과 고정해서 표현한다.
그 경우에, 게이트/라인 째의 유지용량CADD의 타단부가 개방상태가 되는 것을 방지하기 위하여, 게이트신호선(G1)의 바깥쪽에 더미게이트신호선(G0)이 설치되고, 게이트 1라인 째의 유지용량CADD의 타단부를 더미게이트신호선(G0)에 접속한다.
또, 제3도에 표시한 TFT액정표시패널(TFT-LCD)이 1화소의 등가회로에 있어서, 박막트랜지스터TFT의 드레인-게이트간 및 게이트-소스간에는, 부유용량CGD, CGS가 존재한다.
따라서, 제4도에 표시한 바와 같이, 각 게이트신호선의 사이에는, 유지용량CADD와 게이트-소스간의 부유용량CGS와의 직렬회로가 접속되게 된다.
그러나, 최종라인의 게이트신호선(Gend)의 바깥쪽에는 게이트신호선이 존재하지 않기 때문에, 최종 게이트신호선(Gend)과 그 밖의 게이트신호선(G1~Gend-1)과의 사이에서는, 게이트신호선에 접속되는 콘덴서의 용량치가 다르다.
본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 게이트신호선에 접속되는 콘덴서의 용량치가 대략 동일하게 하기 위하여, 최종 게이트신호선(Gend)의 바깥쪽에 더미게이트신호선(Gend+1)이 설치된다.
또, 정규게이트신호선(G1~Gend)의 양쪽에 설치한 더미게이트신호선(G0, Gend+1)은, 제조공정 중에 있어서 정전기가 침입하는 것을 방지하는 효과도 가지고 있다.
유지용량CADD는, 잘 알려진 바와 같이 박막트랜지스터(TFT)가 스위칭할 때, 게이트전위변화가 화소전극 주위에 주는 영향을 저감하는 작용을 한다.
또, 유지용량CADD는 방전시간을 길게 하는 작용도 있고, 박막트랜지스터TFT가 OFF한 후의 영상정보를 오랫동안 축적한다.
제5도는, 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈의 각 드라이버(드레인드라이버,게이트드라이버,공통드라이버)의 개략구성과, 신호의 흐름을 표시한 블록도이다.
제5도에 있어서 표시제어장치(201), 버퍼회로(210)는 제1도에 표시한 제어부(101)에 형성되고, 드레인드라이버(211)는 제1도에 표시한 드레인드라이버부(103)에 설치되고, 게이트드라이버(206)는 제1도에 표시한 게이트드라이버부(104)에 설치된다.
드레인드라이버(211)는, 상기 제40도에 표시한 드레인드라이버(511)와 마찬가지로, 표시데이터의 데이터래치부와 출력전압 발생회로로 구성된다.
또, 계조기준전압 생성부(208), 멀티플렉서(209), 공통전압 생성부(202), 공통드라이버(203), 레벨시프트회로(207), 게이트온전압 생성부(204), 게이트오프전압 생성부(205) 및 DC-DC컨버터(212)는 제1도에 표시한 전원부(102)에 설치된다.
상기 종래기술에 있어서 설명한 바와 같이, 종래의 공통전극 교류화구동법에 있어서는, 교류파형으로서 사각형파를 사용하고 있기 때문에, 위상이 절환시점에서, 공통전극 구동용 트랜지스터에 큰 피이크전류가 흐르고, 정격치가 큰 트랜지스터가 필요하고, 그에 따라 구동회로가 대형화한다는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 제5도에 표시한 공통전압 생성부(202)에 있어서, 사각형파의 교류화신호(M)를 사다리꼴파의 교류화신호로 변환하고, 사다리꼴파의 교류구동전압을 공통전극에 인가하고 있다.
제6(a)도는 제5도에 표시한 공통전압 생성부(202)의 회로구성 및 제6(a)도는 입출력파형을 표시한 도면이다.
제6(a)도의 고통전압 생성회로(302)에 있어서, 제6(b)도에 표시한 사각형파의 High 레벨이 연산증폭기 OP1의 교류화신호 입력단자에 인가되면, 저항 R1 및 콘덴서 C1을 개재해서 전류가 흐르고, 콘덴서 C1이 충전됨으로써, 연산증폭기 OP1의 출력전압은 서서히 강하해 간다.
그리고, 콘덴서 C1의 양단부의 전위차가 콘덴서 C1과 병렬로 접속되어 있는 다이오드 D1의 순방향 전압을 넘으면, 다이오드 D1이 도통함으로써 연산증폭기 OP1의 출력전압은 저전위 쪽의 일정 전압이 된다.
또, 제6(b)도에 표시한 사각형파의 Low 레벨이 연산증폭기의 교류화신호 입력단자에 인가되면, 콘덴서 C1이, 콘덴서 C1 및 저항 R1을 개재해서 충전됨으로써, 연산증폭기 OP1의 출력전압은 서서히 상승해간다.
그리고, 콘덴서 C1의 양단부의 전위차가, 콘덴서 C1과 병렬로 접속되어 있는 다이오드 D2의 순방향전압을 넘으면, 다이오드 D2가 도통함으로써, 연산증폭기 OP1의 출력전압은 고전위쪽의 일정 전압이 된다.
이에 의해, 제6(b)도에 표시한 바와 같이, 연산증폭기의 출력단자로부터 사다리꼴파의 교류화신호가 얻어진다.
또한, 다이오드 D1 또는 D2를 복수개 직렬로 접속된 단위다이오드로 구성함으로써 사다리꼴파의 진폭레벨을 변화시킬 수 있다.
이 사다리꼴파의 교류화신호를 공통드라이버(203)에 입력하고, 공통전극을 사다리꼴파의 교류구동전압으로 구동함으로써, 제7도에 표시한 바와 같이 구동용 트랜지스터의 피이크전류를 억제하는 것이 가능하고, 이에 의해 TFT액정표시모듈의 구동회로를 소형화할 수 있고, TFT액정표시모듈의 외형사이즈를 작게 하는 것이 가능하다.
상기 제3도에 표시한 등가회로에 있어서, 액정용량CLC의 타단부는 공통전극 COM에 접속되어 있다.
그리고, 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에서는, 공통전극을 교류구동파형으로 구동하도록 했으므로, 유지용량CADD의 타단부가 접속되는 앞단의 게이트신호선도, 공통전극에 인가되는 교류구동파형과 동위상·동진폭의 교류구동파형을 인가해서 구동하도록 하지 않으면, 액정용량CLC의 양단부의 전위차를 일정하게 유지할 수 없다.
그 때문에, 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에서는, 제5도에 표시한 바와 같이, 공통드라이버(203)로부터의 교류화신호를 게이트온전압 생성부(204), 게이트오프전압 생성부(205)에 입력해서, 공통전극교류 구동파형을 인가한 게이트온전압, 게이트오프전압을 생성하도록 하고 있다.
제8도는, 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서의 게이트온전압 생성부(204), 게이트오프전압 생성부(205)의 회로구성을 표시한 도면이다.
제8도에 있어서, 게이트온전압 발생회로(304)는, 정전류원 I1과 제너다이오드 ZD1로 구성되는 레벨시프트회로와, 연산증폭기 OP2와 NPN형 트랜지스터 TR1과 PNP형 트랜지스터 TR2로 구성되는 버퍼회로로 구성되고, 공통드라이버(203)의 출력전압을 레벨시프트회로에서 시프트하고, 그 시프트된 전압을 버퍼회로에서 증폭하도록 한 것이다.
또, 게이트오프전압 발생회로(305)는, 정전류원 I2와 제너다이오드 ZD2로 구성되는 레벨시프트회로와, 연산증폭기 OP3과 NPN형 트랜지스터 TR3과 PNP형 트랜지스터 TR4로 구성되는 버퍼회로로 구성되고, 공통드라이버(203)의 출력전압을 레벨시프트회로에서 시프트하고, 그 시프트된 전압을 버퍼회로에서 증폭하도록 한 것이다.
제9도에 공통전극에 인가되는 공통전압 Vcom, 드레인에 인가되는 드레인전압, 게이트전극에 인가되는 게이트전압의 on, off 레벨, 및 그 파형을 표시한다.
또한, 제9도에 있어서, 드레인파형은 흑색을 표시하고 있을 때의 드레인파형을 표시한다.
제9도에 표시한 바와 같이, 공통전압 Vcom 파형과, 게이트전압의 on 레벨파형과, 게이트전압의 off 레벨파형은, 직류적인 레벨이 다를 뿐이고, 모양은 동일하다. 따라서 공통전압 Vcom 파형과, 게이트전압의 on 레벨파형과, 게이트전압의 off 레벨파형은, 그중 1개의 파형을 생성함으로써, 다른 2개의 파형은 그것을 레벨시프트하는 것만으로도 얻을 수 있다.
본 실시예 1은 최초에 공통전압 Vcom 파형을 생성하고, 게이트전압의 on 레벨파형과, 게이트전압의 off 레벨파형은, 공통전압 Vcom 파형을 레벨시프트함으로써 얻고 있다.
또한, 공통전압 Vcom 파형, 게이트전압의 on 레벨파형 및 게이트전압의 off 레벨파형의 생성방법은 공통전압 생성부(202)로부터의 출력을 공통드라이버(203), 게이트온전압 생성부(204) 및 게이트오프전압 생성부(205)에 입력하는 전통적인 방법도 있다.
그러나 본 실시예 1에 의하면, 제5도에 표시한 게이트온전압 생성부(204)혹은 게이트오프전압 생성부(205)가, 제8도에 표시한 간단한 회로로 구성할 수 있고, TFT액정표시모듈의 실장밀도가 향상한다.
또, 최초에 게이트전압의 on 레벨파형 혹은 게이트전압의 off 레벨파형을 생성하고, 그것을 레벨시프트함으로써 공통전압 Vcom 파형을 얻는 것도 가능하다. 그 경우는, 제5도에 표시한 공통드라이버(203)를 간단한 회로로 구성할 수 있고, TFT액정표시모듈의 실장밀도가 향상한다.
제5도에 표시한 블록도에 있어서는, 게이트온전압, 및 게이트오프전압의 양쪽에 공통전극교류 구동파형을 인가했으나, 게이트온전압은, 직류전압에서도 박막트랜지스터TFT는 동작 가능하므로, 제5도에 있어서, 게이트온전압 생성부(204)는 생략 가능하다.
게이트온전압 생성부(204)를 생략함으로써, 회로구성이 간단해지고, 그에 의해, TFT액정표시모듈의 소형화를 도모하는 것이 가능하다.
제10도에 게이트온전압 생성부(204)를 생략한 경우의 공통전극에 인가되는 공통전압 Vcom, 드레인에 인가되는 드레인전압, 게이트전극에 인가되는 게이트전압의 on, off 레벨 및 그 파형을 표시한다.
또, 상기한 바와 같이(제2도 참조), 게이트 1라인 째의 유지용량CADD의 타단부는 더미게이트신호선(G0)에 접속되어 있다.
상기 최초의 더미게이트신호선(G0)에, 정규게이트구동전압(게이트온전압, 게이트오프전압)을 인가함으로써, 구동조건을 다른 게이트신호선과 동일하게 할 수 있고, 이에 의해, 1라인 째의 화소의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
또, 상기 최종 더미게이트신호선(Gend+1)에도, 정규 게이트구동전압(게이트온전압,게이트오프전압)을 인가함으로써 구동조건을 다른 게이트신호선과 동일하게 할 수 있고, 이에 의해, 최종라인의 화소의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
제11도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예(실시예 2)인 TFT액정표시모듈의 전원부(102)의 회로구성을 표시한 도면이다.
본 실시예 2에서는, 게이트온전압 생성부(204)가 생략되어 있다.
또한, 제11도 중에 제5도에 있어서의 계조기준전압 생성부(208), 멀티플렉서(209), 공통전압 생성부(202), 공통드라이버(203), 레벨시프트회로(207), 게이트오프전압 생성부(205) 및 DC-DC컨버터(212)를 점선틀로 표시한다.
제11도에 있어서, 커런트미러회로 CM은, 제8도에 표시한 정전류원 I2에 상당하고, 제너다이오드 ZD2와 커런트미러회로 CM으로 레벨시프트회로를 구성한다.
공통드라이버(203)로부터의 출력전압이, 레벨시프트회로에 있어서 레벨시프트되고, 그 레벨시프트된 전압이 게이트오프전압으로서 꺼내진다.
또, 제11도에 있어서는, 프레임신호(FLM), 및 클럭신호(CL3)는, 레벨시프트회로(410,420)에서 레벨시프트되고, 버퍼회로(430)에 입력된다.
그리고, 버퍼회로(430)로부터 출력된 프레임신호(FLM') 및 클럭신호(CL3')가, 게이트드라이버에 입력되도록 되어 있다.
그러나, 몇 가지 원인에 의해 정전원(VDG)에 노이즈가 중첩되면 버퍼회로는 정전원(VDG)을 기준으로 동작하고 있기 때문에, 버퍼회로(430)는 오동작을 행하고, TFT액정표시모듈이 오표시를 해버린다.
그 때문에, 제11도에 표시한 회로구성에 있어서는, 정전원(VDG)과 레벨시프트회로출력(FLM' 또는 CL3')과의 사이에 콘덴서 C2를 접속하도록 하고 있다.
상기 버퍼회로(430)의 오동작에 대해서, 제12도를 사용해서 설명한다.
일반적으로 TFT액정패널에서는 제2도에 표시한 바와 같이, 다수의 게이트선(G1,G2……)과 드레인선(DiG,DiB,……) 혹은 공통전극(COM)이, 선간의 부유용량 혹은 액정용량(CLC)에 의해 교류적으로 결합되고 있다.
따라서 게이트드라이버부(104)에 주사펄스가 입력되지 않는 기간도, 액정패널의 선간용량 혹은 액정용량(CLC)을 개재해서 다른 펄스(예, 표시신호,공통전극구동펄스)가 노이즈로서 게이트드라이버부(104)에 들어간다. 레벨시프트회로의 정전원(VDG)은 게이트드라이버부(104)의 정전원에도 접속되어 있기 때문에, 상기 액정패널에서 발생한 노이즈는 레벨시프트회로의 정전원(VDG)에도 중첩된다.
제12(a)도에 표시한 차동증폭기타입의 레벨시프트회로에 있어서, 정전원에 동도면(b)에 표시한 바와 같은 노이즈가 중첩된 경우에, 콘덴서 C2가 접속되어 있지 않을 때에는, 레벨시프트회로의 출력단자에, 정전원으로부터 중첩된 노이즈가 트랜지스터 TR5의 콜렉터-베이스간의 부유용량CCB를 개재해서 접지에 흐르기 때문에, 레벨시프트회로의 출력전압은, 동도면(b) 실선으로 표시한 바와 같이 노이즈의 하강 부분에 완만하게 변화한다.
이 때문에, 정전원(VDG)을 기준으로 해서 레벨시프트회로의 출력전압을 생각하면, 제12(c)도에 표시한 바와 같이, 노이즈의 하강 부분에 있어서, 정전원과 레벨시프트회로의 출력전압과의 전위차가 작아지고, 거짓 펄스가 발생하고, 이에 의해 버퍼회로(430)는 오동작을 행한다.
즉, 제11도에 표시한 전원부에 입력되는 CL3이 Low 레벨일 때, 게이트드라이버에는 상기 거짓 펄스가 CL3의 대신에 입력된다. 게이트드라이버에 상기 거짓 펄스가 들어가면, 게이트드라이버는 시프트동작을 행하므로, 오표시가 발생한다.
본 실시예에서는, 정전원(VDG)과 레벨시프트회로의 출력단자와의 사이에 콘덴서 C2를 접속함으로써, 정전원(VDG)에 중첩된 노이즈와 동일 파형의 노이즈가 콘덴서 C2를 통과하고 레벨시프트회로의 출력단자에 중첩되어 소거되기 때문에, 정전원(VDG)을 기준으로 해서 레벨시프트회로의 출력전압을 생각하면 제12(b)도 파선으로 표시한 바와 같이, 정전원(VDG)과 레벨시프트회로의 출력전압과의 전위차는 대략 일정한 전위차가 된다.
이에 의해 제12(c)도 파선으로 표시한 바와 같이 거짓 펄스는 발생하지 않고, 버퍼회로(430)의 오동작을 방지하는 것이 가능하게 되고, 내노이즈성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 콘덴서 C2의 값이 크면 레벨시프트회로의 기능이 상실되고, C2의 값이 작으면 노이즈소거의 효과가 적으므로, 콘덴서 C2의 치는, 20~100pF의 값으로 할 필요가 있다.
또, 종래의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 드레인신호선(D)에 인가하는 전압을 변화시켜 시각조정을 행하고 있었으나, 시각조정을 행하기 위해서는, 액정의 대향전극-화소전극간에 인가하는 전압을 변화시켜도 된다. 따라서, 본 실시예 2에서는, 시각을 조정하기 위하여, 공통전극에 인가되는 전압을 변화시키도록 하고 있다.
그 때문에, 제11도에 표시한 전원부(102)의 회로구성에 있어서는, 단자 VA1, VA2, VA3에 제13도에 표시한 바와 같은 가변저항을 접속함으로써 공통전압 생성부(202)에서 생성되는 교류구동파형의 공통 전압의 진폭을 변화시키도록 하고 있다.
이에 의해, 비교적 간단한 회로구성에 의해 TFT액정표시모듈의 시각조정이 가능하게 되고, 또, TFT액정표시모듈의 구동회로가 간단화되는 동시에 TFT액정표시모듈의 외형치수를 소형화하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 제11도에 표시한 회로구성에 있어서의 계조기준전압 생성부(208)와, 멀티플렉서(209)에 대해서 설명한다.
제11도에 표시한 바와 같이, 계조기준전압 생성부(208)는, 2개의 분압회로로 구성되고, 상기 2개의 분압회로의 각 출력이 멀티플렉서(209)에 입력된다.
상기 2개의 분압회로의 저항직렬회로는, 첫 번째의 분압회로를 구성하는 저항직렬회로가, RB1, RB2, ~B10이었다고 하면, 두 번째의 분압회로를 구성하는 저항직렬회로는, RB10, RB9, ~RB1의 관계가 되도록 구성되어 있다.
또, 멀티플렉서(209)는 교류화신호(M)의 High 레벨 Low 레벨에 따라서 2개의 분압회로로부터의 출력을 절환해서 계조기준전압(V0~V8)을 출력하도록 하고 있다.
이제 가령, 드레인드라이버(211)로부터 드레인전극에 V7의 계조기준전압이, 공통드라이버(203)로부터 공통전극(COM)에 Low 레벨의 공통전압(Vcom)이 인가되고 있다고 하면, 교류화신호(M)의 반전에 따라서, 공통드라이버(203)로부터 공통전극(COM)에는, High 레벨의 공통전압(Vcom)이 인가된다.
그 경우에, 드레인드라이버(211)에는 반전된 표시용 데이터가 입력되고 드레인드라이버(211)로부터는 드레인전극에 V1의 계조기준전압이 인가되도록 되어 있다.
저항직렬회로가 2개 있는 이유는, 제43도에 표시한 바와 같이 액정에는 γ특성이 있기 때문에 정전시와 반전시에는 드레인드라이버(211)에 부여하는 계조기준전압을 절환할 필요가 있기 때문이다.
또, 제11도에 표시한 공통드라이버(203)의 연산증폭기 OP4의 반전입력단자에 접속되는 반고정저항 VR은, 공통신호전압(Vcom)의 직류레벨을 조정하기 위한 것이다.
다음에, 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예3)인 TFT액정표시모듈에 대해서 설명한다.
본 실시예 3의 TFT액정표시모듈은, 양호한 계조표시를 행할 수 있도록 한 것이다.
제14도에 본 실시예 3의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버(211)의 출력전압 발생회로의 회로구성을 표시하고, 드레인신호선(D)의 총수분만큼 설치되는 출력전압 발생회로 중의 1회로분의 회로구성을 표시하고 있다.
또한, 본 실시예 3의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버(211)의 구성은, 상기 제40도에 표시한 드레인드라이버(511)와 동일하고, 표시용 데이터의 데이터래치부와 출력전압 발생회로로 구성된다.
일반적으로 제43도에 표시한 바와 같이 액정의 인가전압-투과율특성은, 사용전압범위의 양단부에서 비선형 특성이 현저하고, 중앙부에서는 비교적 선형 특성을 나타낸다.
그 때문에, 본 실시예 3의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버(211)의 출력전압 발생회로에 있어서는, 외부로부터의 각 계조기준전압간에 내삽하는 전압치의 수를 사용전압범위의 양단부에서는 적게 하고, 중앙부에서 많게 하도록, 외부로부터 입력되는 9치의 계조기준전압(V0~V8)간을 각각 16등분하고, 액정의 전압-투과율특성이 비선형 특성을 나타내는 사용전압범위의 양단부에서는, 16등분 중에서 가장 적절한 3점, 혹은 7점의 전압을 디코더에서 선택하고 또, 액정의 전압-투과율특성이 비교적 선형 특성을 나타내는 사용전압범위의 중앙부에서는, 16등분된 전압을 디코더(253)에서 선택하도록 한 것이다.
따라서, 본 실시예 3의 TFT액정표시모듈의 드레인드라이버의 출력전압 발생회로에 있어서는, 각 계조기준전압간에 내장되는 계조수는 차례로, 3, 3, 7, 15, 15, 7, 3, 3이 되고 있다.
또, 본 실시예 3에서는 실시예 2와 마찬가지로 제11도에 표시한 전원부를 사용하고, 계조기준전압 생성부(208)에 있어서는, 9치의 계조기준전압(V0~V8)을, 액정의 전압-투과율특성이 비선형 특성을 표시한 사용전압범위의 양단부의 계조기준전압(V0-V1, V1-V2,V2-V3,V5-V6,V6-V7,V7-V8)간에서는 전위차가 작고, 액정의 전압-투과율특성이 비교적 선형 특성을 나타내는 사용전압범위의 중앙부의 계조기준전압(V3-V4,V4-V5)간에서는 전위차가 커지는 계조기준전압을 생성한다.
제15도는 제14도에 있어서의 각 계조기준전압과 출력전압의 관계를 표시한 도면이다.
제15도에서는 전부 65치의 출력전압치가 얻어지나, 이중, V8과 동등한 VO64는 사용하지 않는다.
또, 제16도는 제15도에 있어서의 디코더입력과 디코더출력의 대응관계를 표시한 표이다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예 3의 TFT액정표시모듈에 있어서의 계조기준전압 생성부(208)와 드레인드라이버(211)의 출력전압 발생부를 사용하면, 액정의 인가전압-투과율특성의 비선형 특성이 현저한 사용전압범위의 양단부에 있어서, 외부로부터 임의로 설정할 수 있는 계조기준전압수를 많게 할 수 있고, 본래 바람직한 계조전압과 드레인드라이버 내부에서 생성되는 계조전압과의 「어긋남」을 적게 할 수 있다.
단, 액정의 인가전압-투과율특성이 선형 특성을 나타내는 사용전압범위의 중앙부에 있어서는, 외부로부터 임의로 설정할 수 있는 계조기준전압수가 감소하고, 드레인드라이버(211)의 내부에서 생성되는 계조전압수가 증가한다.
그러나, 사용전압범위의 중앙부는, 액정의 인가전압-투과율특성이 비교적 선형 특성을 표시하므로, 바람직한 계조전압과 드레인드라이버(211)의 내부에서 생성되는 계조전압과의 「어긋남」이 그다지 크게 되지 않아, 큰 문제가 되는 일은 없다.
이에 의해, 액정의 전압-휘도특성에 맞는 γ보정전압을 얻을 수 있고, 보다 양호한 계조표시특성을 얻는 것이 가능하다.
또한, 외부로부터 입력하는 계조기준전압치의 수를 늘일 필요도 없고, 또, 주변회로를 증가할 필요도 없으므로, 주변회로부품의 증가에 따른 코스트업이나 실장면적의 증대도 없다.
본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 제1도에 표시한 바와 같이, 드레인드라이버(211)를 액정표시패널(TFT-LCD)의 위쪽에만 배치한다.
제17도는 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서의 드레인드라이버(211)에 대한 표시용 데이터와 클럭신호의 흐름을 표시한 도면이다.
드레인드라이버(211)의 앞단의 캐리출력은, 그대로 다음 단의 드레인드라이버(211)의 캐리입력에 입력된다.
이 캐리신호에 의해 드레인드라이버(211)의 데이터래치부(551)의 래치동작이 제어되고, 잘못된 표시데이터가 데이터래치부(551)에 기록되는 것을 방지하고 있다.
표시제어부(201)는, 본체컴퓨터와의 인터페이스의 역할을 가지고, 본체컴퓨터로부터의 송신되어 오는 제어신호, 클럭 및 표시용 데이터를 토대로 드레인드라이버(211) 및 게이트드라이버(206)의 구동을 행한다.
본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서의 표시제어장치(201)에 있어서는, 본체컴퓨터로부터 송신되어 오는 단순 1열의 표시데이터를, 드레인드라이버(211)에 입력하도록 하고 있다.
제18도는, 제17도에 표시한 표시제어자치(201)의 개략구성을 표시한 블록도이다.
제19도는, 제18도에 표시한 표시제어장치(201)의 타이밍차트를 표시한 도면이다.
본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서, 표시제어장치(201)는, 데이터처리부(221)와 제어신호처리/생성부(222)로 구성되고, 제어신호처리/생성부(222)는, 본체컴퓨터로부터의 제어신호(클럭, 표시타이밍신호, 동기신호)를 받아서, 데이터처리부(221) 및 각 액정드라이버(드레인드라이버(211), 게이트드라이버(206))에의 제어신호를 생성한다.
또, 제어신호처리/생성부(222)는, 드레인드라이버 구동회로(224)와, 게이트드라이버 구동회로(223)와, 출력클럭 생성회로(225)로 이루어지고, 출력클럭 생성회로(225)에 있어서, 데이터출력클럭 및 드레인드라이버(211)에의 시프트클럭(CL2)을 생성한다.
데이터처리부(221)는, D형플립플롭(226)과, 논리처리회로(227)와, D형플립플롭(228)이 종속 접속되어 이루어지고, 본체컴퓨터로부터의 표시용 데이터를 받아들이고, 제어신호처리/생성부(222)로부터의 클럭신호를 토대로 드레인드라이버(211)에 표시용 데이터를 출력한다.
데이터처리부(221)의 논리처리회로(227)는, 표시용 데이터를 반전하기 위하여 삽입되는 것으로서, 제20도에 표시한 멀티플렉서로 구성할 수 있다.
셀렉트에 부여하는 신호에 의해 표시데이터의 반전, 비반전을 제어할 수 있다.
또한, 표시용 데이터의 반전이 필요하지 않으면, 논리처리회로(227)는 필요 없다.
표시데이터의 반전의 필요성은 드레인드라이버(211)의 사양에 따라서 결정된다.
제19도로부터 명백한 바와 같이, 드레인드라이버의 시프트클럭 및 출력데이터는, 본체컴퓨터로부터 입력되는 클럭신호 및 표시용 데이터의 주파수와 동일하고, 본체컴퓨터로부터의 클럭신호와 동일주파수의 클럭신호에 의해, D형플립플롭(226)에 도입된 표시용 데이터는, D형플립플롭(228)으로부터 클럭신호에 의해 데이터버스에 출력되고, 본체컴퓨터로부터 송신되어 오는 단순 1열의 표시용 데이터를 데이터버스에 출력한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예 1에 의하면, TFT액정표시모듈에 있어서, 드레인드라이버를 액정표시패널의 상하 어느 한쪽에 배치하도록 했으므로, 액정표시패널의 프레임의 면적을 작게 할 수 있고, 이에 의해, 액정표시장치의 외형치수에 비해서 표시영역을 크게 하는 것이 가능하다.
또, 본 실시예 1의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 표시제어장치(201)와 드레인드라이버(211)와의 사이에 제5도에 표시한 바와 같이 버퍼회로(210)가 삽입되어 있다.
제21도는, 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 4)인 TFT액정표시모듈의 버퍼회로의 개략구성을 표시한 블록도이다.
상기 실시예 1의 경우에, 버퍼회로(210)로부터의 1계통의 클럭신호에 의해서 모든 드레인드라이버(211)를 구동하고 있다.
이 경우에, 드레인드라이버(211)의 수가 많아졌을 때에, 버퍼회로(210)가, 드레인드라이버(211)를 구동할 수 없게될 염려가 있고, 안정된 클럭신호가 공급되지 않는 경우가 있다.
그 때문에, 본 실시예 4의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 클럭신호를 2계통으로 나누고, 그 2계통의 클럭신호를 각각 독립한 버퍼회로(451,452)로부터 공급하도록 한 것이다.
이에 의해, 부하가 되는 드레인드라이버(211)의 수가 많아졌을 때에 있어서도, 안정된 클럭신호를 공급하는 것이 가능하게 된다.
상기 각 실시예에 있어서, 실제의 액정구동회로는, 각각 전용의 LSI, IC를 사용해서 액정구동회로가 구성된다.
제22도는 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 5)인 TFT액정표시모듈의 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도이다.
제22도에 있어서, 상기 제39도와 다른 부분은, TFT액정표시모듈의 표시제어장치(201)와 액정드라이버(드레인드라이버(211))와의 사이에 버퍼회로(451,452)를 삽입한 데 있다.
이에 의해 TFT액정표시모듈의 표시제어장치(201)가 부담하고 있던 액정드라이버(드레인드라이버(211))의 구동을 버퍼회로(451,452)에서 행하도록 한 것이다.
이 버퍼회로(451,452)는, 구동하는 출력단자수에 따라서는 복수개의 반도체집적회로로 구성할 수도 있다.
이에 의해, 표시제어장치(201)의 소비전력, 즉, 발열을 각 버퍼회로(451,452)에 분산할 수 있다.
그리고, 표시제어장치(201)로부터 버퍼회로(451,452)에의 배선용량(약 20[pF])에 비해서, 버퍼회로(451,452)로부터 액정드라이버군(드레인드라이버(211), 게이트드라이버(206)에의 배선용량(접속되는 드라이버 IC의 개수에도 의하지만, 약 100[pF] 이상)이 큰 점에 의해 표시제어장치(201)의 소비전력을 각 버퍼회로(451,452)에 분산하는 효과는 큰 것이다.
또, 상기 실시예에서는 드레인드라이버(211)와 표시제어장치(201)와의 사이에 버퍼(451)(452)를 형성하는 것을 예로 설명했으나, 게이트드라이버(206)(도시생략)와 표시제어장치(201)와의 사이에 버퍼를 형성해도 되고, 표시제어장치(201)의 발열을 억제하는 효과가 있다.
또한, 프린트기판 상에 부품을 재치하는 경우, 표시제어장치(201)와 버퍼회로(451,452)는 가능한 한 근접한 편이, 배선용량이 저감하므로 표시제어장치(201)의 소비전력을 억제하는 것이 가능하다.
본 실시예 5의 TFT액정표시모듈에서는 상기 버퍼회로(451,452)를 굳이 커스텀반도체집적회로로서 개발할 필요는 없고, 표준반도체집적회로에 의해 실현 가능하다.
또, 본 실시예 5의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 버퍼회로(451,452)에 비반전회로소자를 사용하고 있으나, 회로구성에 의해서는, 반전회로소자(인버터), 혹은 플립, 플롭회로를 사용하는 것도 가능하다.
그러나, 본 실시예 5의 TFT액정표시모듈에서는, 버퍼회로(451,452)를 추가하는 관계상, 실장되는 반도체집적회로의 총면적이 증가해버리고, 표시제어장치(201)로부터 버퍼회로(451,452)를 구동하는 만큼의 소비전력이 종합적으로 증가하게 된다.
또, 표시제어장치(201)는, 드레인드라이버(211)의 구동에 있어서, 제어신호보다 표시용 데이터버스의 쪽이 출력개수가 많다.
표시계조가 증가하면, 그 만큼, 표시제어장치(201)로부터의 데이터의 출력개수도 증가한다.
그래서, 표시제어장치(201)를 데이터처리부(221)와 제어신호처리/생성부(222)로 나누어서 소비전력을, 보다 적게 하는 것이 가능하다.
제23도는, 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 6)인 TFT액정표시모듈의 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도이다.
본 실시예 6은, 표시제어장치(201)를, 데이터처리부(221)와 제어신호처리/생성부(222)로 나눈 경우의 실시예이다.
제24도는 제23도에 표시한 데이터처리부의 회로구성을 표시한 도면이다.
제25도는 제23도에 표시한 데이터처리부의 타이밍차트를 표시한 도면이다.
제23도에 있어서, 제어신호처리/생성부(230)는 본체컴퓨터부로부터의 제어신호(클럭, 표시타이밍신호, 동기신호)를 받아서, 데이터처리부(231,232) 및 각 액정드라이버(드레인드라이버(211), 도시하지 않은 게이트드라이버(206))에의 제어신호를 생성한다.
제24도는 제23도의 데이터처리부(231,232)를 표시하고, 멀티플렉서(233)와, 클럭 CK1이 입력되는 D형플립플롭(234)과, 클럭 CK2가 입력되는 D형플립플롭(235)이 종속 접소되어 이루어지고, 본체컴퓨터로부터의 표시용 데이터를 받아들이고, 제어신호처리/생성부(230)로부터의 클럭신호를 토대로 드레인드라이버(211)에 표시용 데이터를 출력한다.
멀티플렉서(233)는 제20도에 표시한 논리회로(227)와 동일하고, 셀렉트에 부여하는 신호 SEL에 의해 표시데이터의 반전 또는 비반전을 제어한다.
제25도에 표시한 타이밍차트로부터 명백한 바와 같이, 위쪽의 데이터처리부(231)에 입력되는 클럭신호(CK2)와, 아래쪽의 데이터처리부(232)에 입력되는 클럭신호(CK2)는, 위상이 180°다르고, 또, 클럭신호(CK2)는, 본체컴퓨터로부터의 클럭신호(Clock)의 2배의 주기를 가지고 있다.
이에 의해, 위쪽 및 아래쪽의 데이터처리부(231,232)에 있어서, 본체컴퓨터로부터의 클럭신호와 동일주파수의 클럭신호(CK1)에 의해 D형플립플롭(234)에 도입된 표시용 데이터는, 위쪽의 데이터처리부(231)의 D형플립플롭(235)에 있어서, 클럭신호(CK2)에 의해 1개 걸러서 표시용 데이터(a,c,e,…)가 도입되고, 위쪽 데이터버스에 출력되고 마찬가지로, 아래쪽의 데이터처리부(232)의 D형플립플롭(235)에 있어서, 클럭신호(CK2)에 의해 1개 걸러서 표시용 데이터(b,d,f,…)가 도입되고 아래쪽 데이터버스에 출력된다.
또한, 표시용 데이터는 각색마다 6비트의 18비트로 구성된다.
본 실시예 6의 TFT액정표시모듈에서는, 데이터처리부(231,232)가 드레인드라이버(211)에의 구동을 겸하고 있으므로, 표시제어장치(201)의 전소비전력은 종래와 다름없다.
또, 제어신호처리/생성부(230)는, 데이터처리를 행할 필요가 없으므로, 패키지의 크기는 종래예의 표시제어장치(201)가, 100에서부터 150단자수였던 것에 대해서, 본 실시예 6의 TFT액정표시모듈에서는, 50 이하의 단자수로 실현 가능하다.
본 실시예 6의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 멀티플렉서(233)가 삽입되고 있으나, 이것은 드레인드라이버(211)에 사용하는 IC가, 액정에 부여하는 전압의 교류화주기에 맞추어서, 데이터를 반전할 필요가 있기 때문이다.
또한, 데이터의 반전이 필요없고, 또, 데이터의 도입을 1회에 처리할 수 있는 경우에는, 이 데이터처리부(231,232)에는, 표준반도체집적회로가 사용 가능하다.
제26도는 본 발명의 액정표시장치의 다른 실시예(실시예 7)인 TFT액정표시모듈의 표시제어장치의 개략구성을 표시한 블록도이다.
본 실시예 7은, 상기 실시예 6에 있어서, 본체컴퓨터로부터의 표시용 데이터가 2화소병렬로 위쪽 및 아래쪽의 데이터처리부에 입력되는 TFT액정표시모듈의 실시예이고, 고정세TFT액정표시모듈에 대응한 실시예이다.
제27도는, 제26도에 표시한 데이터처리부의 타이밍차트를 표시한 도면이다.
본 실시예 7의 TFT액정표시모듈에서는, 제27도의 타이밍차트로부터 명백한 바와 같이, 본체컴퓨터로부터의 표시용 데이터가 2화소, 병렬로 위쪽 및 아래쪽의 데이터처리부(232,232)에 입력되기 때문에, 클럭신호(CK1) 및 클럭신호(CK2)가, 본체컴퓨터로부터의 클럭신호(Clock)와 동일 주파수이다.
이에 의해, 위쪽 및 아래쪽의 데이터처리부(232,232)에 있어서, 본체컴퓨터로부터의 클럭신호와 동일주파수의 클럭신호(C1)에 의해, D형플립플롭(234)에 도입된 표시용 데이터는, D형플립플롭(235)으로부터, 클럭신호(CK2)에 의해 병렬로 입력된 표시용 데이터(A,B,C…) 및 (a,b,c…)이, 위쪽 및 아래쪽 데이터버스에 출력된다.
또, 상기 실시예 6 및 본 실시예 7의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 데이터처리부(231,232)는, 복수개의 반도체집적회로로 구성할 수 있고, 또, 256'계조 등의 보다 다계조화, 고정세화에 대응할 수 있도록, 제어신호처리/생성부(230)를 개발할 필요가 없어진다.
또, 이 반도체집적회로에 있어서는 상기와 같이 발열이 억제되므로 TSOP(Thin Small Outline Package)와 같은 소형패키지의 반도체집적회로에 의해서 실현하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 각 실시예의 TFT액정표시모듈에 있어서는, 종래의 TFT액정표시모듈에 있어서의 표시제어장치(201)를 복수개의 반도체집적회로로 구성 혹은 기능을 복수개의 반도체집적회로로 구성하도록 했으므로, 소비전력을 분산하는 것이 가능하다.
또, 제28도에 표시한 바와 같이, 상기 각 실시예의 TFT액정표시모듈에 있어서, 표시제어장치(201)가 실장되는 프린트기판(인터페이스기판)의 I/F(인터페이스)커넥터에, 특정 단자를 설치하고, 당해 특정단자로부터 TFT액정표시모듈의 전원부(102)의 각종 신호전압 중에서 모니터하고 싶은 신호전압, 예를 들면, 공통신호전압의 직류레벨, 공통신호전압의 진폭레벨, 게이트온 및 게이트오프신호전압의 직류레벨, 게이트온 및 게이트오프신호전압의 진폭레벨, 계조전압 등을 꺼내도록 하는 것도 가능하다.
그에 의해, I/F커넥터를 삽입해서, TFT액정표시모듈의 전원부(102)의 각종 신호전압을 모니터할 수 있고, 이에 의해, 제조공정 중 및 최종검사공정에 있어서의 조정부분의 조정작업이 간단화되고, 작업공정이 저감화된다.
또, 상기 제28도에 표시한 바와 같이, 상기 각 실시예의 TFT액정표시모듈에 있어서, I/F커넥터의 특정단자를, TFT액정표시모듈의 구동회로의 특정개소, 예를 들면, 제11도에 표시한 공통드라이버(203)의 연산증폭기 OP4의 반전입력단자에 접속하고, 외부로부터 전압을 인가함으로써, 공통신호전압의 직류레벨을 외부로부터 조정할 수도 있다.
그에 의해, I/F커넥터를 삽입해서 외부로부터 조정전압을 인가할 수 있고, 이에 의해, TFT액정표시모듈의 구동회로의 시험 등이, TFT액정표시모듈을 분해하는 일없이, 외부로부터 간단하게 행할 수 있다.
또, 상기 각 실시예의 TFT액정표시모듈은, 각 색마다의 표시용 데이터가 6비트로 구성되고, 64계조표시 가능한데 대해서, 본체컴퓨터로부터 송신되어 오는 표시용 데이터가, 각색마다의 6비트 미만의 예를 들면 각색마다 4비트로 구성되는 것이 상정된다.
그 경우에, 본체컴퓨터 쪽으로부터의 각색마다 4비트의 표시용 데이터를 각색마다 6비트의 표시용 데이터로 변환할 필요가 있다.
그래서, 본 발명에서는 제29(a)도에 표시한 바와 같이, 상기한 경우에 있어서의 최적 디지털-디지털변환방법을 제안한다.
제29(a)도에 있어서, 출력 4비트는 본체컴퓨터로부터의 출력되는 각색마다의 4비트의 표시용 데이터를 표시하고, 입력 6비트는 상기 각 실시예에 있어서의 TFT액정표시패널(TFT-LCD)의 드레인드라이버(211)에 입력되는 각색마다의 6비트의 표시용 데이터를 표시한다.
제29(a)도에 표시한 디지털-디지털변환방법에 있어서는, 본체컴퓨터 쪽으로부터의 4비트의 표시용 데이터를, 그대로, TFT액정표시패널(LCD)의 드레인드라이버(211)에 입력되는 6비트의 상위 4비트의 표시용 데이터로 하고, TFT액정표시패널(LCD)의 드레인드라이버(211)에 입력되는 6비트의 입력데이터가 없는 하위 2비트에, 본체컴퓨터 쪽으로부터의 4비트의 상위 2비트의 데이터를 입력하도록 하고 있다.
제30도에 제29(a)도에 표시한 디지털-디지털변환방법에 의해 4비트로부터 6비트로 변환된 비트열을 표시한다.
제30도로부터 명백한 바와 같이, 제29(a)도에 표시한 디지털-디지털변환방법에 의하면, 전자비트Low(0,0,0,0,0,0)로부터, 전체비트High(1,1,1,1,1,1)까지의 사이를 최적의 폭으로 솎아낸 비트열이 얻어진다.
이에 의해, 제29(a)도에 표시한 디지털-디지털변환방법에서는 표시용 데이터가 부족한 하위비트를 Low 또는 High로 고정하는 종래의 방법과 비교해서, 100%의 백색 또는 흑색을 표시할 수 있는 동시에, 선형의 계조표시가 가능하게 된다.
또한, 제29도에 표시한 디지털-디지털변환방법에서는, 4비트로부터 6비트로 변환하는 경우를 예로 들어서 설명했으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 3비트의 컴퓨터출력을 6비트로 변환해서 액정모듈에 입력하는 경우는, 제29(b)도에 표시한 회로를 사용함으로써 선형의 계조표시가 가능하게 된다. 또, 2비트의 컴퓨터출력을 6비트로 변환해서 액정모듈에 입력하는 경우는, 제29(c)도에 표시한 회로를 사용하면 된다.
제31도~제38도는 본 발명의 다른 실시예(실시예 8)인 TFT액정표시모듈을 표시한 도면이고, 각 IC와 I/F커넥터의 사이의 결선부분을 포함해서 표시한 도면이고, 실제의 액정구동회로의 회로구성을 표시한 도면이다.
제31도, 제32도는 제1도에 표시한 제어부(101)를, 제33도, 제34도는 제1도에 표시한 드레인드라이버부(103)를, 제35도, 제36도는 제1도에 표시한 게이트드라이버부(104)를, 제37도, 제38도는 제1도에 표시한 전원부(102)를 표시하고 있다.
본 실시예 8은, 상기 각 실시예를 일부 포함하고 있고, 예를 들면, 제31도, 제32도에 있어서는, 표시제어장치(201)는, 1개의 LSI로 구성되고, 또, 표시제어장치(201)와 드레인드라이버(211)와의 사이에 버퍼회로(IC2,IC3,IC4)가 삽입되어 있다.
또, 클럭신호(CL2)는 2계통으로 나누어지고, IC3의 내부의 각각 독립한 버퍼회로로부터 1개 걸러서 드레인드라이버 IC에 공급되고 있다.
또한, 제31도에 표시한 I/F커넥터(15)~(17)는, 제13도에 표시한 바와 같은 시도조정용 저항을 접속하는 단자이고, 또, I/F커넥터(18)는, 제38도에 표시한 연산증폭기 OP4의 비반전단자에 접속되어 있고, 공통신호전압의 직류레벨, 공통신호전압의 진폭레벨을 모니터, 혹은, 외부로부터 전압을 인가함으로써, 공통신호전압의 직류레벨을 외부로부터 조정하기 위한 것이다.
이상, 본 발명을 실시예에 의거해서 구체적으로 설명했으나, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경할 수 있는 것은 말할 나위도 없다.
본원에 있어서 개시되는 발명중 대표적인 것에 의해서 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 하기와 같다.
(1) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 공통전극을 사다리꼴파의 교류구동전압으로 구동하도록 했으므로, 구동용 트랜지스터의 피이크전류를 억제할 수 있고, 이에 의해, TFT액정표시디스플레이의 구동회로가 소형화되고, TFT액정표시디스플레이의 외형사이즈를 작게 하는 것이 가능하다.
(2) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 게이트전극을, 직류의 게이트온전압과, 사다리꼴파의 게이트오프전압으로 구동하도록 했으므로, 회로구성이 간단해지고, 이에 의해, TFT액정표시디스플레이의 외형사이즈를 작게 하는 것이 가능하다.
(3) TFT액정표시디스플레이에 있어서 더미게이트신호선에, 정규게이트구동전압을 인가하도록 했으므로, 양단부의 라인의 화소의 콘트라스트를 향상시키는 것이 가능하다.
(4) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 정전원과 레벨시프트회로의 출력단자와의 사이에 콘덴서를 접속하고, 정전원에 중첩된 노이즈를 제거하도록 했으므로, 레벨시프트회로의 후단에 접속되는 회로의 오동작을 방지하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해, 내노이즈성을 향상시키는 것이 가능하다.
(5) 공통전극교류구동을 행하는 TFT액정표시디스플레이에 있어서, 공통전극에 인가하는 교류구동전압의 진폭을 변화시키도록 했으므로, 비교적 간단한 회로구성에 의해 TFT액정표시디스플레이의 시각조정이 가능하게 되고, 이에 의해, TFT액정표시디스플레이의 구동회로가 간단화되고, TFT액정표시디스플레이 외형치수를 소형화하는 것이 가능하게 된다.
(6) TFT액정표시디스플레이의 계조기준전압 발생회로에 있어서, 액정의 인가전압-투과율특성이 비교적 선형인 영역에서는, 기준전압간에 내삽하는 중간전압의 수를 많게 하고, 액정의 인가전압-투과율특성이 비선형인 영역에서는, 기준전압간에 내삽하는 중간전압의 수를 적게 하도록 했으므로, 외부로부터 입력되는 기준전압의 수를 증가시키는 일없이, 액정의 인가전압-투과율특성에 맞는 γ보정전압을 얻을 수 있고, 이에 의해, 양호한 계조표시를 얻는 것이 가능하다.
(7) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 드레인드라이버를 액정표시패널의 상하의 어느 한쪽에 배치하도록 했으므로, 액정표시패널의 프레임의 면적을 작게 할 수 있고, 이에 의해, 액정표시장치의 외형치수에 비해 표시영역을 크게 하는 것이 가능하다.
(8) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 드레인드라이버를 액정표시패널의 상하의 어느 한 쪽에 배치하는 동시에 2계통의 클럭신호를 드레인드라이버에 공급하도록 했으므로 안정된 클럭신호를 공급하는 것이 가능하게 된다.
(9) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치와, 게이트구동회로 또는 드레인구동회로의 적어도 한쪽의 구동회로와의 사이에, 버퍼회로를 삽입하도록 했으므로, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 소비전력을 분산할 수 있고, 이에 의해, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 파괴를 방지하는 것이 가능하게 된다.
(10) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 표시제어장치를 복수의 반도체집적회로로 구성하도록 했으므로, 표시제어장치의 소비전력을 분산할 수 있고, 이에 의해, 표시제어장치를 구성하는 반도체집적회로의 파괴를 방지하는 것이 가능하게 된다.
(11) TFT액정표시디스플레이에 있어서, 커넥터에 특정단자를 설치하고, 당해 특정단자를 TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정개소에 접속하도록 했으므로, 커넥터를 삽입하는 것만으로도 TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정개소의 각종 신호전압을 모니터할 수 있고, 이에 의해, 제조공정 중 및 최종검사공정에 있어서의 조정부분의 조정작업이 간단화되고, 작업공정이 저감화된다.
또, 커넥터를 삽입하는 것만으로 TFT액정표시디스플레이의 각 구동회로 중의 특정개소에 외부로부터 조정전압을 인가할 수 있고, 이에 의해, TFT액정표시디스플레이의 구동회로의 시험 등을 외부로부터 간단히 행할 수 있다.
(12) TFT액정표시디스플레이의 상기 n비트의 표시용 데이터를, 컴퓨터로부터의 n비트의 표시용 데이터로 하고, TFT액정표시디스플레이의 나머지인 (m-n)의 하위비트의 표시용 데이터로 해서, 컴퓨터부로부터의 n비트의 표시용 데이터 중의 상위(m-n)비트의 표시용 데이터를 사용하도록 했으므로, 전체비트Low로부터, 전체비트High까지의 사이를 최적의 폭으로 속아낸 비트열이 얻어진다.
이에 의해, 100%의 백색 또는 흑색을 표시할 수 있는 동시에, 선형의 계조표시가 가능하게 된다.

Claims (1)

  1. 게이트전극과 드레인전극을 가지는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 화소전극을 가지고 횡방향 및 종방향으로 복수개 배치된 화소와, 횡방향으로 복수개 배치되어 대응하는 화소의 박막트랜지스터의 게이트전극에 각각 접속되는 복수의 게이트신호선과, 종방향으로 복수개 배치되어 대응하는 화소의 드레인전극에 접속하는 복수의 드레인신호선으로 이루어진 액정패널과; 상기 게이트신호선을 구동하는 게이트구동회로와; 상기 드레인신호선을 구동하는 드레인구동회로를 가지는 액정표시장치에 있어서, 상기 드레인구동회로는, 외부회로로부터 복수의 계조기준전압을 수신하여, 상기 계조기준전압의 인접하는 레벨의 한쌍 사이에 삽입하는 복수의 중간전압을 생성하고, 상기 복수의 계조기준전압 또는 복수의 중간전압 중에서 전압을 선택하고, 선택한 전압레벨을 상기 드레인신호선에 부여하고, V0을 최소계조에 대응하는 계조기준전압으로 하고, V1을 V0에 인접하는 계조기준전압으로 하고, Vm을 최대계조에 대응하는 계조기준전압으로 하고, V(m-1)를 상기 Vm에 인접하는 계조기준전압으로 하고, Vi를 상기 드레인신호에 부여되는 전압범위의 중앙부의 계조기준전압으로 하고, V(i-1)를 상기 Vi에 인접하는 계조기준전압으로 하면, 상기 Vi와 V(i-1)사이에 삽입하는 중간전압의 수는, 상기 V0과 V1 사이에 삽입하는 중간전압의 수 및 상기 Vm과 V(m-1)사이에 삽입하는 중간전압의 수보다도 많은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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