KR0171938B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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마사키 미야타케
켄시 츠지야
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사토 후미오
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Abstract

본 발명은 텔레비전 영상표시와 OA기기지는 화상표시 양쪽을 간단한 구성으로 깜박거림없이 표시할 수 있는 액정표시 장치에 관한 것으로서, 2단계 변화의 화소로 화상표시를 실시하는 제1모드와, 3단계 변화 이상의 다단계 변화의 화소로 화상 표시를 실시하는 제2모드를 전환하는 모드 전환 수단과, 각 주사 전극에 주사 전압고 비주사 전압을 전환하는 것이 가능하게 가하는 주사 전압 인가 수단으로서 제1모드시에는 주사 전압을 제1기간만큼 복수의 주사 전극중에 1개씩 차례로 가하고, 제2모드시에는 주사 전압을 제1기간의 M배의 제2기간만큼 복수의 주사 전극중에 각 M개로 동시에 가하고, 차례로 이 동작을 실시하는 주사 전압 인가 수단과, 각 신호 전극에 제1신호 전압과 제2신호 전압을 전환 가능하게 가하는 구동 전압 인가 수단으로서, 제1모드시에는 각 신호 전극에 제1기간만큼 제1신호 전압과 제2신호 전압중에 어떤것을 가하고, 제2모드시에는 제2기간 사이에 있어서, 각 신호 전극으로 제1신호 전압과 상기 제2신호 전압의 2개의 신호중에 어떤 신호를 제1기간마다 선택하여 M회 가하는 신호 전압 인가 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치
제1도는 제1실시예의 액정표시장치의 간략한 구조를 나타낸 도면.
제2도느 ADC회로의 구조를 나타낸 도면.
제3도는 본 발명의 액정표시장치의 전체적인 회로구조를 나타낸 도면.
제4도는 제1실시예의 액정표시장치의 액정구동전압 발생회로를 나타낸 도면.
제5도는 제1모드에 있어서 주사전압 및 신호전압의 파형의 한예를 나타낸 도면.
제6도는 제1모드에 있어서 2치(値) 표현의 화상을 표시하기 위한 주사전압 파형 및 신호전압 파형의 한 예를 나타낸 도면.
제7도는 제2모드에 있어서 각 화소마다의 M주사선택기간의 전압의 평균으로 계조(階調)화상을 표시하기 위한 주사전압 파형 및 신호전압 파형의 한 예를 나타낸 도면.
제8도는 제2모드에 있어서 주사 데이터 처리흐름을 모식적으로 나타낸 도면.
제9도는 제2실시예의 액정표시장치에 사용되는 액정인가전압 파형의 한 예를 나타낸 도면.
제10도는 제3실시예의 액정표시장치에 사용되는 액정인가전압 파형의 한 예를 나타낸 도면.
제11도는 제4실시예의 액정표시장치에 사용되는 액정구동전압 발생 회로를 나타낸 도면.
제12도는 제5실시예의 액정표시장치에 사용되는 액정구동전압 발생 회로를 나타낸 도면.
제13도는 제6실시예의 액정표시장치에 사용되는 액정구동전압 발생 회로를 나타낸 도면.
제14도는 제6실시예의 제1액정표시장치의 주요부 회로도.
제15도는 제6실시예의 제2액정표시장치의 주요부 회로도.
제16도는 제14도중의 신호발생회로의 한 예를 나타낸 회로도.
제17도는 제15도중의 신호 발생회로의 한 예를 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 액정표시소자 102 : 주사 드라이버 회로
103 : 신호 드라이버 회로 104 : 액정모듈
105 : 주사전극 106 : 신호전극
107 : 액정구동전압 발생회로 201 : 데이터 발생회로
202 : TV튜너/비디오 입력회로 203 : ADC회로
204 : 마이크로프로세서 205 : 모드전환회로
206 : 화상신호 데이터 발생회로 207 : 주사 데이터 발생회로
208 : 모드전환 타이밍 발생회로
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 간단한 구조로 개인용 컴퓨터 등에 표시화상과 다계조(階調)의 계조 표현이 필요한 화상의 2모드로 모드전환이 가능하고 또한 계조 화상을 표시할 때 종래보다 더욱 다계조 표시가 가능하며 화면깜박임을 감소시켜 양호한 표시품위를 표현할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 박형, 경량, 저소비전력 등의 특징을 살려 워드프로세서나 개인용컴퓨터와 같은 개인용 OA기기의 표시장치 혹은 휴대용 텔레비전을 비롯한 텔레비전 표시화면으로서 많이 이용되고 있다.
그 중에서도 OA기기의 표시장치로서 이용되는 액정표시장치는 다행(多行) 표시나 고품위표시 또는 이와 함께 저 비용화가 요구되고 있다. 이 용도에 적합한 액정표시장치로서는 특히 단순한 매트릭스형 액정표시장치가 있다.
그중에서도 STN(수퍼 트위스티드 네마틱)형 액정표시장치는 다행 표시가 가능하고 구조가 간단하고 제조비용도 저렴하게 할 수 있기 때문에 저비용화가 요구되는 개인용 컴퓨터 등과 같은 OA기기의 표시장치로서 화소수가 예를들면 640×480도트(VGA)혹은 640×400도트의 것이 일반적으로 사용되고 있다.
한편 소위 가정용 전자기기인 개인용 텔레비전으로서 많이 사용되고 있는 액정 표시장치에 대해서도 고품위 표시를 저비용으로 실현하는 것이 요구되고 있다. 가정용 전자기기는 일반적으로 상당한 저비용화가 요구하기 때문에 구조가 간단하고 높은 제품마진으로 제작가능한 것이 필요하다. 따라서 이러한 용도분야에 있어서 단순한 매트릭스형 액정표시소자가 적합하다.
개인용 텔레비전과 같은 계조 표현을 가지는 동화상을 표시하는 용도에 사용되는 액정표시장치에는 비교적 빠른 응답이 얻어지는 TN(트위스티드 네마틱)형 액정표시소자가 일반적으로 사용되는 것이 많다. 그 화소수는 예를들면 320×220도트 정도로 화면사이즈가 6인치이하의 비교적 소형의 것이 많이 사용되고 있다.
최근 상기한 바와 같은 개인용 OA기기용의 표시장치 및 퍼스널 텔레비전용의 표시장치의 양쪽에 사용되는 액정표시장치의 실현이 요망되고 있다. 예를들면 통상적으로는 개인용 OA기기의 표시장치로서 사용되고 OA기기를 사용하지 않을 때에는 동일한 표시장치에 텔레비전 화상을 표시하는 사용방법이 가능한 액정표시장치의 실현이 기대되고 있다.
이들 2종류의 용도를 1대로 가능하게 하는 액정표시장치는 OA기기의 화상테이터에 대응할 수 있는 한편 텔레비전 영상을 표시하기 위한 화상표시 데이터에도 대응할 수 있는 것이 필요하다.
그러나 개인용 OA기기와 같은 정보처리장치의 표시장치로서 사용되는 STN형 액정표시 모듈은 일반적으로 각 화소의 ON과 OFF를 절환함으로써 그 흑과 백 상태를 변화시켜 표시를 실행한다는 2치(値) 표시기능에 대응한 구조로 형성되어 있다.
따라서 개인용 OA기기에 일반적으로 사용되는 STN형의 액정표시장치에 계조 표현으로 필요로 하는 텔레비전 화상을 표시하기 위해서는 계조 표시를 하기 위한 전용회로를 그 액정표시 모듈에 별도로 설치할 필요가 있다. 또한 텔레비전 화상의 표시용량(화소수)과 OA기기의 표시화상의 표시용량은 일반적으로 다르다.
또한 OA기기에 사용되는 비교적 저가격의 단순 매트릭스형의 액정표시소자에 계조 화상을 표현하기 위해서는 전압진폭 변조(PHM)방식과 펄스폭 변조(PWM)방식을 사용하는 것이 곤란하고 프레임상관(FRC)법이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 그러한 단순 매트릭스형 액정표시소자에 프레임상관법에 따라 계조 화상을 표시시키려면 프레임마다의 액정셀 상태변화에 의해 화소에 화면깜박임이 빈발하고 표시품위가 저하한다는 문제가 있다.
따라서 이들 다른 2종류의 표시, 즉 2개의 모드를 1개의 액정표시장치로 전환가능하게 실현하고자 하면 양쪽 모두 계조주가 필요로 하는 쪽에 맞춘 액정구동회로를 형성하지 않으면 안 된다. 이러한 회로를 조립하면 액정구동회로계의 구조가 극히 복잡하게 된다는 문제가 있다. 예를들면 종래의 액정구동회로계의 화상데이터 축적용 메모리인 소위 V-RAM이 사용되고 있지만 이 V-RAM을 상기한 2개의 다른 모드 각각에 하나씩 액정표시장치내에 설치하지 않으면 안 된다. 그 결과 액정표시장치로서의 소형화 및 저비용화가 곤란해진다는 문제가 있다.
또한 이러한 방식은 변경을 실시하지 않고 종래의 계조 표시법(프레임 상관법)을 사용하면 표시화소에 화면 깜박거림이 빈발한다는 문제가 있다.
또한 액정모듈 자체에 계조를 표시하기 위한 기능을 부가하지 않으면 안되고 이 경우 액정표시소자를 구동하는 드라이버 IC에 단계표시 전용의 것을 사용할 필요가 있기 때문에 장치의 비용( 및 제품으로서의 가격)이 고가가 된다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 만들어진 것으로 그 목적은 텔레비전 영상의 표시와 OA기기의 화소표시와의 양쪽 화상을 극히 간단하고 저렴한 수단으로 하나의 장치로 표시가능하게 하고 또한 화면깜박임이 없는 고품위의 계조 화상표시가 가능한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 액정표시장치는 제1방향으로 주사하는 복수의 주사전극으로, 전환에 의해서 주사 전압과 비주사전압중 어느 것인가가 가해지는 복수의 주사 전극과, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 주사하는 복수의 신호전극으로, 전환에 의해서 선택 전압과 비선택 신호 전압중 어느 것인가가 가해지는 복수의 신호 전극과 상기 주사 전극과 상기 신호 전극사이에 끼워진 액정층과, 2계조(階調)화소로 화상 표시를 실행하는 제1모드와, 3계조이상의 다계조의 화소로 화상 표시를 실행하는 제2모드를 전환 하는 모드 전환 수단과, 상기 주사 전극에 상기 주사 전압과 상기 비주사 전압을 전환 가능하게 가하는 주사 전압 인가 수단으로, 상기 제1모드일 때는 상기 주사 전압을 제1기간만큼 상기 복수의 주사 전극중 1개씩에 순차적으로 가하고, 상기 제2모드시에는 상기 주사 전압을 상기 제1기간의 M배의 제2기간만큼 상기 복수의 주사 전극중 각 M개에 동시에 가해 순차적으로 상기 동작을 실행하는 주사 전압 인가 수단 및 상기 신호선에 대해 제1의 신호 전압과 제2의 신호 전압을 선택적으로 공급하는 신호 전압 인가 수단을 구비하고, 상기 제1모드시에는 주사 전압이 인가된 상기 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 화소가 상기 신호선에 상기 제1기간중에 공급되는 상기 신호 전압에 따라 표시를 행하고, 상기 제2모드시에는 상기 제2의 기간중에 서로 인접하는 M개의 주사선에 동시에 주사 전압이 인가되어 상기 신호선에는 상기 제2의 기간을 구성하는 각각의 제1의 기간마다 가변적으로 상기 신호 전압의 일방이 공급되어 상기 M개의 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 화소가 상기 제2의 기간중에 공급되는 각 신호 전압의 평균 전압에 따라 표시를 행하는 것을 특징으로하여 구성된다.
본 발명의 액정표시장치는 OA기기 등의 표시장치나 표시단말용의 화상표시를 실시하는 제1모드와, 텔레비전 화상과 같은 계조 표현을 가지는 화상의 표시를 설시하는 제2모드를 전환가능하게 선택할 수 있도록 액정구동회로계가 형성되어 있다. 그리고 기본적으로 2치(値) 표시에 대응해서 만들어진 단순한 매트릭스형 액정표시소자를 사용해서 상기한 제1모드에 의한표시와 제2모드에 의한 표시를 모두 계조 재현성이 좋고 화면깜박임도 없는 고화질로 실시한다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서는 기본적인 구조가 2치(値) 표시에 대응해서 형성되어 있는 액정표시소자를 이용하면서도 제2모드에 있어서는 종래의 면적 계조법이나 전압진폭 변조법에 의한 계조 표시법이나 전압펄스폭 변조법에 의한 계조 표시법, 프레임 상관법에 의한 계조방식 등과은 다른 본발명 독자의 다른 구동법에 의거 구동된다.
즉, 본 발명의 액정표시장치는 제2모드에 있어서는 상호 인접하는 M개의 주사전극을 모아서 동시에 선택하는 주사를 MN인 N주사선택기간마다 N개씩 주사전극을 벗어나면서 실시하는 주사전압파형을 발생시키기 위한 주사 데이터를 주사 데이터 발생회로가 형성해서 이것을 주사 드라이버 회로에 공급한다.
한편, 화상신호 데이터 발생회로는 디지털 포맷의 계조 화상신호 전압을 1주사 기간마다 액정셀로 인가해서 N주사선택기간에서의 평균에 의해 계조표시를 실시하는 화상신호 데이터를 발생하고 이것을 신호 드라이버 회로에 공급한다.
주사 드라이버 회로는 주사선택기간중에 상호 인접하는 N개의 주사전극을 모아서 동시에 선택한다. 즉 그 인접하는 N개의 주사전극에 한 번에 주사펄스를 인가해서 그것을 선택상태로 한다. 한편, 각 신호전극측에 있어서는 신호 드라이버 회로로부터 화상신호 데이터에 의거해 상기과 같은 M주사선택기간에서의 점등상태의 평균에 의해 계조 표현을 실시하는 화상신호전압이 형성되고 이것이 신호전극에 인가된다. 이 때 상기한 주사선택상태에 있는 M개의 주사전극과 각 신호전극과의 공차부분의 각 화소에 인가되는 액정인가전압은 M주사선택기간에 인가된 전압의 평균으로서 작용한다. 따라서 완전 점등상태와 완전 소동상태를 포함하는 M+1 계조의 표현을 가지는 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의하면 상호 인접하는 M개의 주사전극을 모아서 한 번에 주사선택상태로 하기 때문에 제1모드에 비해 실질적으로 주사선수가 감소한 것과 등가가 되고 액정의 응답을 실질적으로 빠르게 할 수 있다. 이 효과는 인접하는 M개의 주사전극을 모아 한 번에 주사선택상태로 하는 주사를 MN 인 N주사선택 기간마다 차례로 주사라인 N개씩 벗어나서 수사해도 효과를 얻을 수 있고 또는 M주사선택 기간마다 차례로 주사라인 M개씩 벗어나서 주사해서 실시해도 효과를 얻을 수 있다.
따라서 그러한 액정 응답성의 양호함이 요구되고 주사선 개수가 OA기기의 표시 화상보다 일반적으로 적은 텔레비전 화상의 동화상 표시 등에 적합하다. 즉 사용한 액정표시소자의 주사전극개수와 텔레비전의 화상신호의 실효적인 주사선 개수가 다른경우에는 상기한 M 및 N을 적절한 값으로 설정함으로써 텔레비전영상의 실효적인 주사라인수에 적합한 주사를 실시하는 것이 가능하게 된다. 또한 이 때 본 발명에 의하면 특히 N주사 선택 기간마다 주사라인 N개씩 선택상태를 벗어나면서 상호 인접하는 M개의 주사전극을 모아 동시에 주사선택상태로 해 가는 주사를 실시함으로써 전후의 주사선택 기간마다 인접한 각 주사라인이 화소 점등상태의 변화가 순조롭게 된다. 즉 MN이라는 조건으로 설정함으로써 1주사 선택기간 당 M-N개의 주사전극이 중복해서 선택된 상태가 된다. 이러한 주사전극의 선택상태가 1주사선택 기간마다 차례로 주사되어 가기 때문에 1프레임 기간마다 선택되는 화소와 화소와의 사이의 휘도변화, 즉 1화면 내에서의 휘도변화가 극히 순조롭게 된다.
또한 프레임 상관방식에 의한 표시에서는 화면에 화면깜박임이 빈발하지만 본 발명에 의하면 그러한 화면깜박임을 효과적으로 해소해서 깜박임 없는 안정된 고품위의 화상을 표시하는 것을 가능하게 한다.
그런데 제2모드에 있어서는 상기한 바와 같이 각 주사선택기간에 M개의 주사전극이 한 번에 동시에 선택되기 때문에 단순하게 선을 차례로 각 주사전극이 주사 선택되는 제1모드와 비교해서 액정의 구동 듀티비가 실질적으로 크게 된다.
그런데 제2모드가 선택되어 있을때에는 상기 M값에 대응해서 액정구동 전압 파형을 최적화 한다.
여기서 주사 전압 파형의 파고값(절대값)을 A, 신호전압파형의 파고값(절대값)을 B로 하면 A+B를 액정구동전압 VOP로 정의한다. 또한 B/(A+B)를 바이어스비 1/b로 정의한다.
우선 제2모드가 선택되었을 때의 VOP라고 정희한다. 또한 B/(A+B)를 바이어스비 1/b라 정의한다.
우선 제2모드가 선택되었을 때의 VOP를 제1모드가 선택되었을 때의 VOP보다 작게 하면 양모드 사이에서 구동듀티비가 변화한 것에 의한 액정인가전압의 실효값을 동일화하도록 작용한다. 또한 제2모드가 선택되어 있을 때의 바이어스비 1/b를 제1모드가 선택되어 있을 때의 바이어스비보다 낮게 하면 제1모드와 제2모드와의 양쪽 모드에 대한 액정인가전압의 실효값을 균일화하도록 작용한다. 그 결과 표시화소의 휘도나 콘트라스트 특성을 균일화할 수 있다.
또한 상기한 바와 같은 화상신호전압의 바이어스비의 제어는 제1모드 및 제2모드 각각의 모드에 대해 이론적으로 최적한 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
그러한 이론적으로 최적한 값이라는 것은, 제1모드에 대한 바이어스비로서는 1/(L1/2+1)이고 제2모드의 바이어스비로서는 1/{(L/M)1/2+1}이다. 이와같이 설정함으로써 액정표시소자를 ON으로 하기 위한 실효적인 전압의 값 Vs와 OFF를 표시하기 위한 실효적인 전압의 값 푼와의 비(Vs/Vns)를, 제1 및 제2 각각의 모드로 각각 최대로 할 수 있다. 따라서 그와 같은 바이어스비로 설정함으로써 각각의 모드로 가장 큰 콘트라스트비 및 휘도를 얻는 것이 이론적으로 가능하다. 상기한 바이어스비가 이론적인 최적값은 상기한 바와 같지만 실제적인 허용범위로서는 공차 ±α=45% 이내로 설정하는 것이 바람직하다.
왜냐하면 사용하는 액정표시 패널의 방법에 대응해서 이 허용범위 α내에서 조정할 필요가 있기 때문이다. 액정표시 패널은 사용하는 액정재료, 패널의 크기, 간격 등에 의해 다른 정전용량을 가지고 있다. 이 불균일을 바이어스비의 조정에 의해 맞추어 넣어 균일한 표시를 얻기 위해서이다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명의 제1실시예의 액정표시장치의 개략구조를 모식적으로 나타낸 도면이다. 이 액정표시장치는 액정표시소자(101)와 이 액정표시소자(101)를 구동하는 주사 드라이버 회로(102) 및 신호 드라이버 회로(103)로부터 그 주요부가 구성된 액정모듈(104)과 액정표시소자(101)를 구동해서 화상을 표시시키기 위한 주사 데이터 및 화상데이터를 액정모듈(104)의 주사 드라이버 회로(102) 및 신호 드라이버 회로(103)에 공급하는 데이터발생회로(201)를 구비하고 있다.
데이터 발생회로(201)는 아날로그 형식의 계조 표현을 가지는 계조 화상 데이터로서 소위 텔레비전 영상신호를 발생하는 TV튜너/비디오 입력회로(202)와, 이 TV튜너/비디오 입력회로(202)와, 마이크로컴퓨터나 워드프로세서 등의 화상 데이터를 발생하는 마이크로프로세서(204)와 이들 TV튜너/비디오 입력회로(202) 및 마이크로프로세서(204)의 어느 한쪽의 출력을 선택하는 모드전환회로(205)와, 이 모드전환회로(205)에 의해 선택된 데이터가 공급되어 그것에 의거한 화상신호데이터를 발생시키는 화상신호 데이터 발생회로(206)와, 주사 데이터를 발생시키는 주사 데이터 발생회로(207)를 구비하고 있다.
데이터 발생회로(201)는 TV튜너/비디오 입력회로(202)로부터 공급되는 텔레비전의 화상을 표시하기 위한 텔레비전 화상신호 즉 아날로그 포맷의 계조 화상 테이터와, 컴퓨터나 워드프로세서의 화상을 형성하기 위해서 마이크로프로세서(204)로부터 출력된다. 예를들면 숫자나 문자와 같은 캐릭터표시 등을 표시하기 위한 디지털포맷의 테이터 중 어느 한쪽의 모드를 모드전환회로(205)로 선택한다. 이와 같이 컴퓨터 등의 화상을 표시하는 제1모드와 텔레비전 영상을 표시하는 제2모드를 전환하는 기능을 구비하고 있다.
제1모드가 선택되어 있을때에는 마이크로프로세서(204)로부터 데이터버스를 통해 데이터가 화상신호데이터 발생회로(206) 및 주사 데이터 발생회로(207)에 공급된다. 화상신호 데이터 발생회로(206), 주사 테이터 발생회로(207)은 각각 테이터에 의거 화상신호 데이터를 신호 드라이버회로(103)에 또는 주사데이트를 주사 드라이버 회로(102)에 각각 공급한다.
주사 드라이버 회로(102)는 주사 데이터가 공급되면 각 주사전극(105)중에서 그 주사선택기간에 선택되는 주사전극에 대해 각각 주사선택전압을 인가한다.
한편 신호 드라이버 회로(103)는 화상데이터가 공급되면 신호 드라이버 회로(103)는 각 신호전극(106)에 대해 각각 신호전압을 주사전압과 동기하면서 공급한다. 그리고 액정표시소자(101)에 있어서 이들이 주사전압과 신호전압이 중첩해서 액정인가전압으로서 인가되고 각 화소마다의 액정셀이 구동되어 마이크로컴퓨터나 워드프로세서 등에 의한 화상이 액정표시소자(101)의 화면에 표시된다.
한편 모드전환회로(205)에 의해 텔레비전의 화상을 표시하는 제2모드가 선택되어 있을 때는 TV튜너/비디오 입력회로(202)가 발생한 아날로그형식의 테이터가 ADC회로(203)에 의해 아날로그·디지털 변환되어 디지털형식의 테이터로 변환되고 변환된 후에 데이터는 데이터버스를 통해 화상신호 테이터 발생회로(206), 주사 데이터 발생회로(207) 각각에 공급된다.
이 때 주사 데이터 발생회로(207)가 발생하는 주사 데이터는 상호 인접하는 M개의 주사전극을 동시에 주사선택 상태로 하는 주사를 MN인 N수평기간마다 N개씩 벗어나면서 실시하는 주사 데이터를 발생하고 주사 드라이버 회로(102)에 이것을 공급한다. 한편 화상신호 테이터 발생회로(206)는 M주사선택기간의 평균으로 계조 표현을 실시하는 화상신호 데이터를 발생하고 이것을 신호 드라이버 회로(103)로 공급한다. 그리고 주사 드라링버 회로(102), 신호 드라이버 회로(103)는 각각 공급된 주사 데이터, 화상 데이터에 각각 의거해서 주사전압, 신호전압을 형성하고 주사전극(105), 신호전극(106)에 각각 인가한다. 이렇게 해서 액정표시소자(101)가 구동되고 M주사선택기간에서의 각 화소의 점등상태인 평균에 의해 계조표현을 가지는 화상의 표시를 실시한다.
본 발명에 따른 제1실시예의 액정표시장치의 개요구조 및 그 동작은 상기한 바와 같지만 다음에 그 상세한 구조 및 동작을 설명한다.
TV튜너/비디오 입력회로(202), 마이크로프로세서(204)에 대해서는 본 발명에 따른 액정표시장치의 외부에 배치해 두고 이 외부에 배치된 TV튜너나 다른 마이크로 컴퓨터의 데이터버스 등에서 각각 아날로그데이터, 디지털데이터를 본 발명의 액정표시장치에 공급하도록 해도 좋다.
ADC회로(203)는 입력된 아날로그형식(아날로그포맷)의 데이터를 아날로그·디지털변환해서 디지털 형식(디지털포맷)으로 변환하는 회로이다. 따라서 종래형의 AD변환기를 사용하는 것이 가능하다는 것은 말할 필요도 없지만 특히 본 실시예에 있어서는 제2도에 나타낸 바와 같은 AD변환회로를 사용했다. 제2도에 나타낸 AD변환회로는 TV튜너/비디오 입력회로(202)로부터 입력된 아날로그형식의 화상신호의 전압에 대해 그 전압의 크기순으로 디지털변환되고 MSB까지의 각 단계의 전압으로 할당되어 출력된다. 이와 같은 회로는 구조가 극히 간단하고 값싸게 제조할 수 있다.
또한 회로는 사용함으로써 화상테이터 발생회로는 단순히 프레임메모리 또는 데이터끼리의 변환회로 만으로도 될 수 있다.
모드전환회로(205)는 스위치회로이고 TV튜너/비디오 입력회로(202)로부터 ADC회로(203)를 통해 입력되는 데이터와, 마이크로프로세서(204)로부터 공급되는 2치(値) 화상테이터중 한쪽을 선택하는 스위치회로이다. 이 회로는 스위치회로로서의 상기한 기능을 구비하고 있는 회로이지만 어떠한 것을 사용해도 좋고 이 모드전환회로(205)의 스위칭동작은모드전환 신호입력을 모드전환회로(205)에 입력함으로써 실시하도록 해도 좋고 또는 기계적인 스위치를 사용해도 전환하도록 해도 좋다는 것은 말할필요도 없다.
화상신호 테이터 발생회로(206)는액정표시소자(101)의 화소수에 대응한 프레임 메모리(도시생략)와 데이터의 입력/출력을 제어하는 타이밍회로(도시생략)로부터 그 주요부가 구성되어 있다. AD변환된 데이터를 프레임메모리의 소정의 번지로 기입하도록 동작한다. 그리고 프레임메모리에 기입한 데이터를 출력하고 이것을 액정모듈(104)의 신호 드라이버 회로(103)에 공급한다.
한편, 주사 데이터 발생회로(207)에 있어서는 상기한 타이밍신호에 동기해서 주사전극(105)의 주사선택상태를 결정짓는 주사데이터를 발생하고 이것을 주사 드라이버 회로(102)로 공급한다.
제3도는액정모듈(104)의 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.
액정표시소자(101)는 제3도에서 알 수 있는 바와 같이 주사전극(105)과 신호전극(106)이 매트릭스형상으로 대향배치되고 그 간격에 액정조성물(도시 생략)이 끼워진 구조로 형성되어 있다. 이 액정표시소자(101)는 STN형 액정표시소자를 사용하고 있다. 화면 사이즈는 A4사이즈, 표시용량(화소수)은 640×480도트이다. 이 STN형 액정표시소자의 셀간격은 약 7㎛이고 러빙배향처리를 실시한 폴리이미드로 이루어지는 배향막을 구비하고 액정표시소자의 셀내에 액정분자가 240。 비틀어진 구조로 형성되어 있다. 액정조성물로서는 멜크사제ZLI-2293을 사용했다. 또한 주사전극(105), 신호전극(106)는 ITO의 투명전극을 사용해서 형성되어 있다. 이 액정표시소자(101)는 백흑표시를 실시할 때의 STN형 액정에 의해 표시의 색바램을 해소하기 위해서 광학위상 보상용 셀을 이 액정표시소자(101)사에 붙여 설치하고 전압 무인가시에 흑, 전압 인가시에 백의 표시를 얻을 수 있도록 설정되어 있는 것을 본 실시예에서는 사용하고 있다.
주사 드라이버 회로(102)는 주사 데이터에 의거 V0, V1, V4, V5의 4개의 전위를 사용해서 주사전압을 형성한다. 또한 신호 드라이버 회로(103)는 화상신호 테이터에 의거 V0, V2, V3, V5의 전위를 사용해서 신호전압을 형성한다. 이들의 V0∼V5의 전위는 제4도에 나타낸 바와 같은 분압회로를 사용해서 이루어지는 액정구동전압 발생회로(107)에 있어서 입력된 직류의 전원전압(VDD)를 분압해서 만들어진다. 이 액정구동전압 발생회로(107)는 입력된 전원전압(VDD)를 저항R4, R5로 분압시켜 상기한 전위 V0∼V5를 발생하고 이들의 전위에 버퍼(108)를 통해 각각 출력한다. 그리고 이들의 출력전위 중 상기한 바와 같이 V0, V1, V4, V5는 주사 드라이버 회로(102)로, V0, V2, V3, V5는 신호 드라이버 회로(103)에 각각 공급한다. 이들의 출력전위 V0, V1, V2, V3, V4, V5는 제1모드에 있어서 제5도에 나타낸 바와 같은 파형의 액정인가전압으로서 액정표시소자(101)에 인가된다.
주사 드라이버 회로(102)에 있어서는 테이터 발생회로(201)로부터 입력되는 주사제어신호(FP : 프레임펄스)를 받아 전위(V0, V1, V4, V5)중에서 주사 데이터에 대응한 전위를 선택하고 Y1∼Y240의 240개의 주사전극(105)을 각각 인수한다.
주사 드라이버 회로(102)의 주요부는 제3도에 나타낸 바와 같이 주사 데이터를 내부에서 차례로 전송하는 시프트레지스터·래치(109)와, 이 시프트레지스터·래치(109)에 의해 제어되고 주사선택시의 주사펄스(V0 및 극성반전시의 V5) 또는 주사 비선택시의 전위(V4 및 극성 반전시의 V1)를 선택하는 스위치부(11)로 구성되어 있다.
시프트레지스터·래치(109)는 FP(프레임 펄스)를 기본적인 주사 테이터로서 받으면 클럭 CP를 받아 출력 Y1에서 Y240까지의 주사 데이터를 240개의 레지스터소자(도시생략)에 차례로 전송하고 LP(래치펄스)의 신호를 받아, 출력 Y1에서 Y240의 출력전압을 출력한다. 이 동작은 제2모드를 선택할 때도 마찬가지이다.
스위치부(110)내부에는 240개의 각 주사전극(105)에 대해 1개씩 접속되는 스위치소자(도시생략)가 나란히 설치되어 있다. 그 각 스위치소자는 상기 시프트레지스터·래치(109)의 내부에 설된 240개의 레지스터소자의 하나하나로부터 전송되는 주사 테이터에 의거해 스위칭동작을 실시한다.
즉 스위치부(110)의 각 스위치소자는 각각이 시프트레지스터·래치(109)의 내부의 주사데이터가「선택」데이터인 경우에는 전위 V0(또는 극성 반전시에는 V5)를 선택해서 주사전극(105)에 출력한다. 또한 「비선택」 데이터의 경우에는 전위V4(또는 극성 반전시에는 V1)를 선택해서 주사전극(105)에 출력한다. 이렇게 해서 제5(a)도에 나타낸 바와 같은 주사전압을 주사전극(105)에 인가한다.
한편, 신호 드라이버 회로(103)는화상 신호 테이이에 따라 발생 회로(206)로부터 입력되어 오는 화상 신호 데이터를 받아 전위 V0, V2, V3, V5중에서 화상 신호 데이터에 대응한 전위를 선택하여 X1∼X640개의 신호 전극(106)에 각각 신호 전압을 인가한다. 신호 드라이버 회로(103)는 제3도에 도시하는 바와 같이 화상 신호 데이터를 차례로 전송하는 레지스터 소자(도시 생략)가 줄지어 설치된 시프트레지스터(111)와, 차례로 전송된 이 화상 신호 데이터를 소정의 타이밍마다 평행한 상태로 홀드하는 데이터 래치(112)와, 홀드된 화상 데이터에 의거하여 출력하는 전위를 선택하는 스위치부(113)와 그 주요부가 형성되어 있다.
시프트 레지스터(111)는 화상 신호 데이터(이하 문장중에서「DATA」라고 부른다)를 받으면 이 DATA를 전송하기 위한 클록펄스(CP)에 의해서 신호 전극 106(X1∼X640)에 대응하는 DATA를 차례로 각 레지스터에 전송해간다. 그리고, 스위치부(113)는 상기 홀드된 DATA에 의거하여 DATA가 ON상태를 선택하는 데이터일때는 선택 전압 V5 및 극성반전시의 V0를 선택한다. 또한 DATA가 OFF 상태를 선택하는 데이터일때에는 비선택 전압 V3 및 극성 반전시의 전압 V2를 선택한다. 이렇게 하여 제5(b)도에 도시한 바와 같은 화상 신호 전압을 각 신호 전극(106)에 인가한다.
이와같이 하여 주사 전극(105)에는 주사 전압이 인가되고, 신호 전극(106)에는 신호 전압이 인가되면 그 주사 전극(105)과 신호 전극(106)의 교차 부분에 끼워진 액정측(도시 생략)으로 인가되는 전압파형은 제7(c)도에 한 예를 나타내는 바와 같은 파형의 액정 인가 전압이 된다. 제5(c)도는 설명하기 위하여 프레임마다 극성 반전하는 파형으로 했지만 일반적으로는 10∼20 주사 시간마다 극성 반전된다.
극성 반전 구동법은 잘 알려진 바와 같은 액정층으로의 직류 전압 성분의 인가에 의한 조성물의 악화를 막기 위하여 교류적인 액정 인가 전압을 이용하여 살시되는 구동 방법이다. 앞에서 설명한 주사 드라이버 회로(102)내의 스위치부(110) 및 신호 드라이버 회로(103)내의 스위치부(113)는 극성 반전 신호(FR)에 의해서 제어되어 극성을 일정한 주기로 반전시키도록 형성되어 있다.
이와같이 하여 주사 드라이버 회로(102)에서 형성되는 주사 전압의 파형과 신호 드라이버 회로(103)에서 형성되는 화상 신호 전압의 파형을 제1모드인 경우의 한 예로 제6도에 나타내며, 제2모드인 경우의 한 예로서 제7도에 나타냈다. 양 도면에 있어서, 출력되는 파형은 도시의 간결화 및 설명의 간결화를 위해서 편극성측의 전압파형(1 프레임 기간에서의)만을 나타내고 있다.
제1모드에 있어서는 제6도에 도시하는 바와 같이 주사 전극(105)은 1개씩 선 차례로 주사되며, 이와 같은 시기에 신호 전극(106)에는 선택이면 V5, 비선택이면 V3이 공급된다. 제6도에서는 우단에 나타내는 바와 같이 백과 흑의 화상을 표시할 수 있다. 이와 같은 2값의 표시는퍼스컴과 같은 정보 처리 장치의 문자와 숫자등 캐릭터 표시 등의 화상 표시 장치에 가장 적합하다. 또한 이들 프레임 상관법에 의한 단계 변화 표현을 실시하는 경우에 가장 적합하다.
한편, 제2모드에 있어서는 제7도에 도시하는 바와 같이 주사 전극(105)은 서로 인접하는 M개를 정리하고, 동시에 M주사 선택 기간씩 주사선택 상태로 하는 주사를 N주사 선택 기간마다 차례로 주사 전극 N개씩 비켜 실시하는 주사 데이터를 주사 드라이버 회로(102)에 공급한다. 본 실시예에 있어서는 제7도에 도시하는 바와 같이 M=4, N=2로 했다. 신호 전극으로는 1주사 선택 기간마다 화상 신호가 공급된다.
제8도는 이와같은 제2모드에 있어서 화상 신호 공급의 처리 플로우챠트를 나타낸다. 스텝 801에 나타내는 바와 같이 TV 튜너/비디오 입력 회로(202)로부터 공급되는 1필드(2필드로 1화면이 형성되는 것은 말할 필요도 없다)분의 텔레비전의 영상 신호는 스텝 802에 나타내는 바와 같이 아나로그·디지탈 변환(ADC)되어 제1도에 있어서 데이터 버스로 전송되어 각각 화상 신호 데이터 발생 회로(206) 및 주사 데이터 발생 회로(207)에 공급된다. 이 화상 신호 데이터 발생 회로(206) 및 주사 데이터 발생 회로(207)에 있어서, 스텝 803에 나타낸 바와 같이 주사 전극(105)의 동시 선택 개수 M개의 단위 주사 시간 M 프레임 및 그 주사 이행 간격 N 이 설정된다. 이렇게 하여 주사 전극(105)은 서로 인접한 M개를 정리하여 동시에 선택되어 이들 M개의 주사 전극(105)이 동시에 선택 상태가 된다. 그리고 그곳으로 화상 신호 전압이 1주사 선택 기간마다 M회분에 걸쳐서 공급되기 때문에 이들 주사 전극(105)과 신호 전극(106)으로 인가되는 전압의 차가 액정으로 인가된다. 그 결과, 각 화상의 액정 셀에 인가되는 액정 인가 전압은 M주사 선택 기간마다 그 M 기간 주사 선택 기간의 평균값이 된다. 본 실시예에서는 상기한 바와 같이 M=4, N=2로 설정하고 있다.
이와 같이 하여 형성된 제2모드에 있어서 전압 파형에 의해 표시되는 화상은 다단계 변화 화상이 된다.
또한 서로 인접하는 4개의 주사 전극(105)이 정리되어 동시에 4주사 선택 기간에 걸쳐서 주사 선택 상태가 되는 주사가 2주사 선택 기간마다 차례로 어긋나게 실시되어 가도록 설정되어 있기 때문에 각 주사 선택 기간마다 M-N=개의 주사 전극(105)이 중복되어 선택되기 때문에 이 주사가 1주기해서 1프레임으로 형성되는 1화면은 인접하는 화소와 화소사이에서는 1프레임마다의 휘도 변화가 매우 순조롭게 된다. 그 결과, 텔레비전 영상과 같은 다단계 변화 표현을 필요로 하는 화면을, 본래 2값의 표시밖에 할 수 없는 액정 표시 소자를 이용해도 다단계 변화로 또한 매우 순조롭게 표시하는 것이 가능하게 되었다.
이상과 같이 본 발명에 관련된 액정 표시 장치에 있어서는 제1 및 제2모드를 전환하는 전환 스위치에 의해서 퍼스컴과 같은 정보 처리기기(OA 기기)의 화상 정보를 표시하는 표시 화면과 텔레비전 영상을 표시하는 텔레비전 화면과의 모드를 전환할 수 있고, 또한 각각의 모드에 있어서 표시 부위가 양호한 표시를 실현할 수 있다.
더구나, 본 발명의 액정 표시 장치는 가장 일반적인 백·흑의 2값밖에 표시할 수 없도록 한 기본 설계의 액정 표시 소자를 이용하는 것조차도 매우 간단한 회로의 부가에 의해 다단계 변화 표시가 가능하다고 하는 특징을 구비하고 있다.
[실시예 2]
제2실시예에 있어서는 상기 제1실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 주사 테이터 발생 회로(207), 주사 드라이버 회로(102), 화상 신호 데이터 발생 회로(206), 신호 드라이버 회로(103)의 회로 구조를 M=N=2에 대응하도록 변경한 것을 특징으로 하고 있다. 그리고, 그 밖의 다른 각 부위의 구조 및 기능은 제1실시예와 같은 것을 이용했다. 또한 본 실시예의 설명 및 제9도에 있어서는 설명의 간결화를 위해서 제1실시예와 같은 부위에는 같은 번호 및 명칭을 이용하고 있다.
이와 같은 제2실시예의 액정 표시 장치에 있어서는 제1모드의 표시는 제1실시예의 경우와 아주 같은 파형의 액정 인가 전압으로 실시된다.
그리고, 제2모드의 단계 변화 화상의 표시는 제9도에 도시하는 바와 같이, 서로 인접하는 2개의 주사 전극(105)이 정리되어 동시에 주사 선택 상태가 되는 주사가 2주사 선택기간마다 차례로 2개의 주사 전극씩 어긋나서 실시되어 오도록 설정되어 있다. 예를 들으면 커스컴의 화상의 주사 라인 개수와 비교하여 약 반정도의 주사 라인 개수를 가진 민생용 TV의 화상을 제2모드로 표시하는 경우등에 본 실시예의 액정 표시 장치는 가장 적합했었다. 이 때 주사 라인 개수는 정확하게는 1/2이 아니지만 그 오차에 대해서는 예를 들면 수직 브랭킹 기간등으로 조정하면 좋은 것을 말할 필요도 없다.
이와같은 구조의 제2실시예의 액정 표시 장치의 각 화소에는 N주사 선택 기간의 평균 전압이 인가되기 때문에 이것에 의해 단계 변화 화상을 표시할 수 있다.
또한 주사 라인 개수가 다른 2개의 모드의 화상을 같은 한 개의 액정표시 장치로 전환 가능하게 표시할 수 있다.
[실시예 3]
제3실시예에 있어서는 상기 제2실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 주사 데이터 발생 회로(207), 주사 드라이버 회로(102), 화상 신호 데이터 발생 회로(206), 신호 드라이버 회로(103)의 회로 구조를 M=N=3에 대응하도록 변경한 것을 특징으로 하고 있다. 그리고, 그 밖의 다른 각 부위의 구조 및 기능은 제1, 제2 실시예와 같은 것을 이용했다. 또한 본 실시예의 설명 및 제10도에 있어서는 설명의 간결화를 위해 제1, 제2실시예와 같은 부위에는 같은 번호 및 명칭을 이용하고 있다.
이와 같은 제3실시예의 액정 표시 장치에 있어서는 제1모드의 표시는 제1실시예의 경우와 같은 파형의 액정 인가 전압으로 실시된다.
그리고, 제2모드의 단계 변화 화상의 표시를 실시하는 액정 인가 전압은 제10도에 도시하는 바와 같이 서로 인접하는 3개의 주사 전극(105)이 정리되어 동시에 3주사 선택기간에 걸쳐서 주사 선택 상태가 되는 주사가 3주사 선택 기간마다 차례로 3개의 주사 전극씩 어긋나서 실시되어 오도록 설정되어 있다.
이와 같은 제3실시예의 액정 표시 장치는 CG(컴퓨터 그래픽스)와 같은 고밀도인 화상의 주사 라인 개수와 비교하여 약 1/3 정도의 주사 라인 갯수를 가진 가정용 TV의 화상을 제2모드로 표시하는 경우에 가장 적합했었다. 이 때 주사 라인 갯수는 정확하게는 1/3이 아니지만 그 오차에 대해서는 제2실시예와 마찬가지로 예를 들면 수직 브랭킹 기간마다 조정하면 좋다는 것을 말할 필요도 없다.
이와 같은 구조의 제3실시예의 액정 표시 장치의 각 화소마다 액정 셀로는 3주사 선택 기간의 평균 전압이 인가되기 때문에 이것에 의해 단계 변화 표시가 가능하다. 또한 주사 라인 갯수가 다른 2개의 모드의 화상을 같은 한 개의 액정 표시 장치로 전환 가능하게 표시할 수 있다.
또한, 제1실시예로 제2도에 도시한 ADC 회로(203)의 내부의 R1, R2, R3에서의 분압비를 액정 표시 소자(101)에 이용한 액정의 Υ(전기, 광학 곡선의 급준성(急峻性))에 적합하도록 조절하고, 또한 M을 3 이상, 예를 들면 4, 5, 6…으로 함으로써 제2모드의 표시를 제2실시예의 경우보다도 더욱 단계 변화인 표시로 할 수 있다.
[실시예 4]
제4실시예에 있어서는 상기 제1실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 제11도에 도시하는 바와 같이, 액정 구동 전압 발생 회로(107)에 제1모드와 제2모드로 전기 저항(R55)을 회로에 삽입하든지 아니면 전기 저항(R55)을 통하지 않고 스위치로 바이어스하는 것으로 전환하는 전압 전환 스위치(1101)를 부설한 것이 제1실시예의 액정 표시 장치로부터의 변경점이다. 그리고 그밖의 다른 각 부위의 각 구조 및 기능은 제1실시예와 같은 것을 이용했다. 이와같은 전압 전환 스위치(1101)를 모드마다 전환하여 액정 인가 전압의 진폭을 모드마다 전환할 수 있도록 한 것이 이 제4실시예의 액정 표시 장치의 특징이다. 또한 본 실시예의 설명 및 제11도에 있어서는 설명의 간결화를 위해서 제1실시예와 같은 부위에는 같은 부호 및 명칭을 이용하고 있다.
전압 전환 스위치(1101)는 모드 전환 회로(205)에 입력되는 것과 같은 모드 전환 신호가 입력되어 이 모드 전환 신호에 의해서 제어되며, 제1모드가 선택되는 경우에는 스위치가 ON상태가 되어 전원 전압 VOP는 직접분압 회로로 입력된다.
한편, 제2모드가 선택되는 경우에는 스위치가 OFF 상태가 되어 전원 전압 VDD는 전기 저항(R55)을 통하여 분압 회로로 입력된다. 따라서 제2모드에 있어서는 전기 저항(R55)에 의한 전압 저하분으로 균형이 맞아 그 다음단의 분압 회로로부터 출력되는 이른바 액정 구동 전압 발생 회로(107)로부터 출력되는 전압의 진폭이 낮아진다.
이와같이 액정 인가 전압의 진폭을 모드마다 다른 진폭으로 전환 가능하게 하고, 제2모드의 액정 인가 전압의 최대 진폭을 제1모드의 그것보다도 낮게 함으로써 양 모드에서의 표시 화상의 휘도 특성을 균일화할 수 있었다.
또한, 상기한 바와 같이 각 모드마다의 액정 인가 전압의 진폭을 제어하는 제4실시예의 기술은 이 제4실시예에 한 예로서 나타낸 바와 같은 제1실시예의 액정 표시 장치 외에도 제2실시예와 제3실시예의 액정 표시 장치에 대해서도 적용 가능하다고 하는 것은 말할 필요도 없다.
[실시예 5]
제5실시예에 있어서는 상기한 제1실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 제12도에 도시하는 바와 같이 액정 구동 전압 발생 회로(107)의 분압 회로내에 전기 저항(R5')을 부설함과 동시에 제1모드와 제2모드로 분압 회로내에서 전기 저항(R5)와 직렬로 전기 저항 (R5')를 접속하든지, 이것을 전환하는 분압 전압 스위치(1201)를 부설한 것이 제1실시예의 액정 표시장치로부터의 변경점이다. 그리고, 그밖의 각 부위의 구조 및 기능은 제1실시예와 같은 것을 이용했다. 이와 같은 분압 전환 스위치(1201)를 각 모드마다 전환하여 액정 인가 전압의 바이어스비를 각 모드마다 다른 진폭으로 전환는 것이 가능하게 하고 있는 것이 이 제5실시예의 액정 표시 장치의 특징이다. 또한 본 실시예의 설명 및 제11도에 있어서는 설명의 간결화를 위해서 제1실시예와 같은 부위에는 같은 번호 및 명칭을 이용하고 있다.
분압 전환 스위치(1201)는 모드 전환 회로(205)에 입력되는 것과 같은 모드 전환 신호가 입력되고, 이 모드 전환 신호에 의해서 제어되며 제1모드가 선택되는 경우에는 스위치가 ON상태가 되어 전원 전압(VDD)은 전기 저항 R5'에 의해 분압된다. 이 제1모드에 있어서 액정 구동 전기 발생 회로(107)로부터 출력되는 액정인가 전압의 바이어스비는 1/17이다.
한편, 제2모드가 선택되는 경우에는 스위치가 OFF상태가 되어 전원 전압(VDD)은 출력 단자 V2와 V3사이에서 전기 저항 R5과 전기 저항 R5'에 의해 분압된다. 따라서, 제2모드에 있어서는 제1모드보다도 낮은 바이어스비의 전압이 액정구동 전압 발생 회로(107)로부터 출력된다. 본 실시예에서는 제2모드에 있어서 액정 구동 전압 발생 회로(107)로부터 출력되는 액정 인가 전압의 바이어스비는 1/33이다.
이와같이 액정 인가 전압의 바이어스비를 모드마다 다른 값으로 전환하는 것이 가능하게 되고, 제2모드의 액정 인가 전압의 바이어스비를 제1모드의 그것보다 낮게 함으로써 양 모드에서의 표시 화상의 휘도 특성을 균일화할 수 있었다.
또한, 상기 제5실시예의 바이어스비를 모드마다 전환하는 기술은 이 제5실시예에 한 예로서 나타낸 바와 같이 제1실시예의 액정 표시 장치에 대해서만 적용 가능하다고 하는 것에 한정되지 않는다. 이밖에도 제2실시예 내지 제4실시예의 액정 표시 장치에 대해서도 적용 가능하다고 하는 것은 말할 필요도 없다.
[실시예 6]
제6실시예의 액정 표시 장치에 대해서는, 상기 제5실시예의 액정 표시 장치에 제13도에 나타내는 바와 같이 R6 및 이것을 바이어스하는 전압 전환 스위치(1301)를 부가하고, 또 제1모드에 있어서 바이어스비가 1/(L1/2+1)이며, 제2모드의 바이어스비가 1/{(L/M)1/2+1}이 되도록 액정 인가 전압을 출력하는 액정 구동 전압 발생 회로(107)를 변경한 것을 특징으로 하고 있다.
이와같이 설정함으로써 액정 표시 소자를 ON으로 하기 위한 실효적인 전압값(Vs)과 OFF를 표시하기 위한 실효적인 전압값(Vns)의 비(Vs/Vns)를 제1 및 제2 각각의 모드로 각각 최대로 할 수 있다. 따라서 그와 같은 바이어스비로 설정함으로써 각각의 보드로 가장 큰 콘트라스트비 및 휘도를 얻는 것이 가능하다. 여기서 실제적인 액정 표시 장치에 있어서는 상기 이론값을 중심값으로 하여 ±45%의 범위로 설정하면 실용상 유효하다.
본 실시예의 있어서는 제1모드에 있어서 액정 인가 전압의 바이어스비를 주사 전극의 개수가 L=240일 때, 상기 이론식에 따라서 최대 콘트라스가 얻어지는 바이어스비를 1/b=1/21로 하고, 제2모드에 있어서 액정 인가 전압의 바이어스비를 1/b= 12.5로 했다.
이와같이 각 모드마다 가장 적당한 바이어스비를 설정함으로써 제1 및 제4실시예의 액정 표시 장치보다도 더욱 콘트라스트 특성이 양호한 고품위인 화상을 제1 및 제2 각 모드 각각 표시할 수 있다.
상기 본 발명에 관한 액정 표시 장치에 있어서는 제1모드에 비해 제2모드는 실질적인 주사선수가 L/M이 되는 점에 착안하여 각각의 모드에서 최대의 콘트라스트비를 갖는 바이어스비를 설정한다. 제13도에 액정 구동 전압 발생 회로를 나타낸다. 본 회로는 모드 전환 신호를 받아 바이어스비를 변하게 하는 기능을 가지고 있다. 각 전압 레벨 V0로부터 V5는 액정 구동 전압(VOP)을 저항 분할하는 것에 의해 부여된다. V2, V3 사이의 전압을 분할하고 있는 저항 R5, R5'가 바이어스비를 결정하는 저항이다. 본 발명에서는 모드 전환 신호에 의해서 ON, OFF가 제어되는 트랜지스터 스위치(1201)에 의해 2개의 바이어스비를 얻고 있다. 제2모드를 나타내는 모드 전환 신호를 받으면 트랜지스터 스위치(1201)가 ON이 되어 V2, V3사이의 전압을 분할하고 있는 저항이 R3 만으로 되어 최대 콘트라스트비를 갖는 바이어스비를 1/{(L/M)1/2}로 설정하고 있다. 또한 제1모드를 나타내는 모드 전환 신호를 받으면 트랜지스터 스위치가 OFF로 되어 V2, V3 사이의 저항이 R5+R5'만으로 되어 제2모드에서의 최대 콘트라스비를 갖는 바이어스비 1/(L1/2+1)을 설정하고 있다.
또한, 이와같이 액정 구동 전압을 설정하면 Vs, Vns 모두 제1모드보다도 제2모드쪽이 커지기 때문에 저항(R6)과 모드 전환 신호로 제어되는 스위치 SW2에 의해 VOP의 크기를 전환하는 기능을 설치하고 있다. 제1모드에서는 스위치(SW2)를 ON, 제2모드에서는 스위치(SW2)를 OFF하여 제1모드의 VOP보다도 제2모드의 VOP를 작게 했다.
[실시예 7]
이상의 설명은 어느 1개의 화면의 전체를 제1모드에 의한 표시로 하고 또는 제2모드에 의한 표시로 하는 경우에 대해서 설명했지만 1개의 화면에 제1 또는 제2모드에 의한 표시를 혼재시킬수도 있다.
제14도는 액정 표시 소자(101)의 좌측 영역(A)을 제2모드에 의한 표시로 하고, 우측 영역(B)을 제1모드에 의한 표시로 하는 경우를 나타내는 것이다. 이 경우에 있어서는 좌측 영역(A)에 대응해서 주사 드라이버 회로(102)(A) 및 신호 드라이버 회로(103)(A)가 설치되며, 우측 영역(B)에 대응하여 주사 드라이버 회로(102)(B) 및 신호 드라이버 회로(103)(B)가 설치되어 있다. 그리고, 주사 드라이버 회로(102)(A) 및 신호 드라이버 회로(103)(A)에는 데이터발생 회로(201)로부터 각각 제2모드의 주사 데이터(SGD₁)가 전달된다. 이것에 의해 상술한 바와 같이 액정 표시 소자(101)의 좌측 영역(A)에는 제2모드에 의한 표시가 실시되며, 우측 영역(B)에는 제1모드에 의한 표시가 실시된다.
또한, 테이터 발생 회로(201)로부터 출력하는 데이터를 적당한 것으로 함으로써 액정 표시 소자(101)의 좌측 영역(A)에 제1모드에 의한 표시를 하고, 우측 영역(B)에 제2모드에 의한 표시를 할 수도 있다.
제15도는 액정 표시 소자(101)의 상측 영역(A)과 하측 영역(C)을 제1모드에 의한 표시로 하고, 중앙 영역(B)을 제2모드에 의한 표시로 한 예를 나타낸다.
이 예에 있어서는 액정 표시 소자(101)의 전체에 대해서 1개의 신호 드라이버 회로(103)를 설치하고 또 상측, 중앙 및 하측 영역(A, B, C)에 대응하여 각각 주사 드라이버 회로(102)(A), (102)(B), (102)(C)가 설치되어 있다. 이들 신호 드라이버 회로(103), 주사 드라이버 회로(102)(A)∼102(C)에 대해 데이터 발생 회로(201)로부터 신호 데이터 SGD, 제1, 제2, 제1모드의 주사 테이터 SCD1, SCD2, SCD1가 각각 가해지고 있다. 이것에 의해 상술한 바와 같이 액정 표시 소자(101)의 상측, 중앙 및 하측 영역(A, B, C)에는 각각 제1, 제2 및 제1모드에서의 표시가 실시된다.
또한, 제15도는 액정 표시 소자(101)의 화면의 중양에 제2모드를 표시한 예를 나타냈지만 위쪽, 아래쪽에 이것을 표시할 수도 있다. 이와같이, 어떤 위치에 있어서도 제1, 제2모드 중 어떤 모드로도 표시가 가능하다.
제14, 제15 도중의 데이터 발생 회로(201A, 201B)는 제16도, 제17도에 상세하게 나타내어진다.
특히, 제17도에 도시한 바와 같이 데이터 발생 회로(201B)는 모드 전환 타이밍 발생 회로(208)를 구비한다. 이 타이밍 발생 회로(208)에 의해서 모드 전환회로(205)를 전환함으로써 예를 들면 제15도에 나타내는 바와 같이 출력 OUT2, OUT3, OUT4로부터 각각 제1, 제2 및 제1모드의 주사 데이터 SCD1, SCD2, SCD1를 출력시킨다. 이것에 의해 제15도에 나타내는 바와 같이 영역 A, B, C에 각각 제1, 제2, 제1의 모드에서의 표시를 실시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치의 실시예에 의하면 전 화면에 대해서 동일 모드로 표시시키는 것은 물론 제1, 제2모드를 화면의 좌우, 상하에 혼재하여 표시시키는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 실시예를 액정 표시 소자의 경우에 대해서 설명했지만
EL 디스플레이와 플래즈마 디스플레이 등의 다른 표시 장치의 구동, 점 등에 적용하는 것도 가능하다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 텔레비전 영상과 같은 화상을 표시하는 제2모드와, 컴퓨터 출력(문자와 숫자 등의 표시)과 같은 화상의 표시를 실시하는 제1모드와의 2가지 기능을 구비하고 있다. 그리고 제2모드에 있어서는 다단계 변화의 화상을 깜박거림없이 순조롭게 표시할 수 있다.

Claims (7)

  1. 제1 방향으로 주사하는 복수의 주사전극으로, 전환에 의해서 주사 전압과 비주사전압중 어느 것인가가 가해지는 복수의 주사 전극; 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 주사하는 복수의 신호전극으로, 전환에 의해서 선택 신호 전압과 비선택 신호 전압중 어느 것인가가 가해지는 복수의 신호 전극; 상기 주사 전극그러 상기 신호 전극사이에 끼워진 액정층; 2계조 화소로 화상 표시를 실행하는 제1모드와, 3계조 이상의 다계조의 화소로 화상 표시 를 실행하는 제2모드를 전환하는 모드 전환 수단; 상기 주사 전극에 상기 주사 전압과 상기 비주사 전압을 전환 가능하게 가하는 주사 전압 인가 수단으로, 상기 제1모드일때는 상기 주사 전압을 제1기간만큼 상기 복수의주사 전극중 1개씩에 순차적으로 가하고, 상기 제2모드시에는 상기 주사 전압을 상기 제1기간의 M배의 제2기간만큼 상기 복수의 주사 전극중 각 M개에 동시에 가해 순차적으로 상기 동작을 실행 하는 주사 전압인가 수단; 및 상기 신호선에 대해 제1의 신호 전압과 제2의 신호 전압을 선택적으로 공급하는 신호 전압 인가 수단을 구비하고, 상기 제1모드시에는 주사 전압이 인가된 상기 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 화소가 상기 신호선에 상기 제1기간중에 공급되는 상기 신호 전압에 따라 표시를 행하고, 상기 제2모드에는 상기 제2의 기간중에 서로 인접하는 M개의 주사선에 동시에 주사 전압이 인가되어 상기 신호선에는 상기 제2의 기간을 구성하는 각각의 제1의 기간마다 가변적으로 상기 신호 전압의 일방이 공급되어 상기 M개의 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 화소가 상기 제2의 기간중에 공급되는 각 신호 전압의 평균 전압에 따라 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주사 전극 인가 수단은 상기 복수의 주사 전극중 상기 M개를 선택하여 상기 주사 전압을 가하는데, 먼저 제1번째의 상기 제2기간만큼 제1번째의 상기 M개의 주사 전극을 선택하고, 다음으로 상기 제1번째의 상기 제2기간과는 중복되지 않고 그것에 연속하는 제2번째의 상기 제2기간만큼 제2번째의 상기 M개의 상기 주사 전극을 선택하여, 이와같은 중복되지 않는 선택 동작을 순차적으로 반복하여 각 선택중의 상기 M개의 상기 주사 전극에 상기 주사 전압을 가하도록 구성되어있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주사 전극 인가 수단은 상기 복수의 주사 전극중 상기 M개를 선택하여 상기 주사 전압을 가하는데, 먼저 제1번째의 상기 제2기간만큼 제1번째의 상기 M개의 상기 주사 전극을 선택하고, 다음으로 상기 제1번째의 상기 제2기간의 도중에 시작하여 제1번째의 상기 제2기간과 일부 중복된 제2번째의 상기 제2기간만큼 제2번째의 상기 M개의 상기 주사 전극을 선택하여, 이와같은 일부 중복된 선택 동작을 순차적으로 반복하여 각각 선택중의 상기 각 M개의 상기 주사 전극에 각각 상기 주사 전압을 가하도록 구성되어있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2모드가 선택되어 있을 때의 상기 주사 전압과 상기 제1신호 전압의 차의 전압 진폭(파고치의 최대 진폭)을 상기 제1모드가 선택되어 있을 때의 상기 주사 전압과 상기 선택신호 전압의 차의 전압 진폭보다도 작게 하여 상기 제2모드에 있어서 다계조의 화소로서의 화상 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2모드가 선택되어 있을 때는 상기 주사 전압의 전압 진폭(A)과 상기 신호 전압의 전압 진폭(B)에 의한 바이어스비{B/(A+B)}를 상기 제1, 제2의 2개 모드 사이에서의 모드의 전환과 함께 변화시켜 상기 제2모드가 선택되어 있을 때의 바이어스비를 상기 제1모드가 선택되어 있을때의 바이어스비보다도 작게 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2모드가 선택되어 있을 때는 상기 주사 전압의 전압 진폭(A)과 상기 신호 전압의 전압 진폭(B)에 의한 바이어스비{B/(A+B)}를 상기 제1, 제2의 2개 모드사이에서의 모드의 전환과 함께 변화시켜, 상기 제1모드가 선택되어 있을 때의 바이어스비를 1/(L1/2+1)을 중심으로 한 값으로 설정하고, 상기 제2모드가 선택되어 있을 때의 바이어스비를 1/{(L/M)1/2+1}을 중심으로 한 값으로 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각 표시 영역은 상기 제1모드 및 상기 제2모드중 어느 것인가 임의의 모드로 화면 표시를 실행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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