KR100266355B1

KR100266355B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR100266355B1
Application number: KR1019950040862A
Authority: KR
Inventors: 쿠리하라히로시; 이와사키신이치; 미시마야스유키
Original assignee: 나시모토 류조; 히다찌디바이스엔지니어링 가부시기가이샤; 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1995-11-11
Publication date: 2000-09-15
Also published as: KR960018693A; US5854627A

Abstract

본 발명은, 액정표시장치의 계조전압생성회로에 있어서, 저소비전력과 고화질 표시를 가능하게 하는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하고, 그 구성에 있어서 복수의 계조기준전압의 각 계조기준전압간을 직렬저항분압회로(1)에 의해 분압해서 액정층에 인가하는 다계조의 계조전압을 생성하는 액정표시장치에 있어서, 상기 직렬저항분압회로(1)의 각 계조기준전압을 인가하는 단자간의 저항치를, 각 계조기준전압간의 전위차에 거의 비례한 저항치로 설정한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

액정표시장치

제1도는 본 발명의 일실시예(실시예1)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면.

제2도는 본 발명의 일실시예(실시예1)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로에 구체적인 저항치 및 계조기준전압치를 적용한 도면.

제3도는 제2도에 표시한 계조기준전압과 액정표시소자의 투과율과의 관계를 표시한 그래프.

제4도는 본 발명의 다른 실시예(실시예2)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면.

제5도는 본 발명의 다른 실시예(실시예2)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면.

제6도는 본 발명의 다른 실시예(실시예3)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면.

제7도는 본 발명의 다른 실시예(실시예4)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면.

제8도는 TFT액정표시장치의 개략구성을 표시한 블록도.

제9도는 TFT액정표시장치의 화소의 등가회로를 표시한 도면.

제10도는 TFT액정표시장치의 화소에 인가하는 전압의 타이밍관계를 표시한 도면.

제11도는 드레인드라이버의 개략구성을 표시한 블록도.

제12도는 종래의 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로를 표시한 도면.

제13도는 전원회로의 계조기준전압생성부의 회로도.

제14도는 제11도에 표시한 계조기준전압과 액정표시소자의 투과율과의 관계를 표시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

TFT-LCD : TFT액정표시패널 (1) : 직렬저항분압회로

(2)(32) : 퓨즈 (3) : 스위치

(4) : 계조전압출력단자 (5) : 절환스위치

(6)(7) : 절환수단 (10) : 표시제어장치

(11) : 드레인드라이버 (12) : 게이트드라이버

(13) : 전원회로 (101)(102)(103) : 직렬저항회로

본 발명은 퍼스널컴퓨터, 워크스테이션 등에 사용하는 액정표시장치에 관한 것이고, 특히 다계조의 표시가 가능한 액정표시장치의 계조전안생성회로에 관한 것이다.

다색표시, 예를들면 64계조의 다색표시가 가능항 TFT액정표시장치의 일예가 하기 문헌 I에 기재되어 있다.

I 「Low-Power 6-bit Column Driver for AMLCDs」

(1994년 6월 발행 SID 94 DIJEST P. 351-354).

제8도는 상기 문헌I에 기재되어 있는 TFT액정표시장치의 개략구성을 표시한 블록도이다.

제8도에 있어서, 액정표시패널(TFT-LCD)은, 800 × 3 × 600화소 PIX로 구성된다.

TFT액정표시패널의 화소PIX의 등가회로를 제9도에 표시한다.

ITO는 화소전극, COM은 대향전극이고, ITO와 COM과 액정층에 의해서 액정표시소자(도시생략)가 형성된다.

액정표시소자는 등가회로에서 표시하면 정전용량C_LC로 표시할 수 있다.

액정표시소자는 제14도에 표시한 바와 같이 ITO와 COM의 사이에 인가하는 전압에 의해 광투과율이 변화하므로, 화소전극 ITO에, COM에 인가하는 전압을 기준으로 해서 복수의 표시계조마다 전압이 결정된, 계조전압을 인가함으로써 다계조 표시를 할 수 있다.

Dn은 드레인선 혹은 영상신호선이고, 계조전압은 드레인드라이버(11)로부터 복수의 드레인선Dn에 인가된다.

TFT는 박막트랜지스터이고, ITO에 전기적으로 접속되는 소소 S, Dn에 전기적으로 접속되는 드레인D 및 게이트G를 가지고, 게이트G에 인가하는 전압에 의해 DnM ITO간의 전기적도통, 비도통을 제어한다.

G_n은 게이트선 혹은 주사선이고, G_n은 대응하는 화소PIX의 TFT의 게이트G에 접속되어 있으므로, G_n에 의해 계조전압을 인가하는 화소전극ITO를 선택할 수 있다.

C_add는 유지용량, C_n은 용량선이고, C_add는 ITO에 인가된 계조전압을, 다음에 계조전압이 ITO에 인가될 때 까지의 동안 유지할 수 있다.

제10도는 제9도에 표시한 화소에 인가되는 전압파형의 타이밍을 표시한 도면이다.

동도면에서 (1)은 게이트선 G_n의 파형, (2)는 대향전극 COM 및 용량선 C_n의 파형, (3)은 드레인선G_n의 파형을 표시한다. 화소전극ITO에 계조전압을 인가할 때에는 게이트전압파형(1)이 게이트온레벨이 되고 TFT의 소스, 드레인간이 도통한다. 드레인전압파형(3)과 대향전극전압파형(2)은 위상이 반전한 모양이 되고 있고, 드레인전압파형(3)과 대향전극전압파형(2)의 차의 전압이 액정표시소자 C_LC에 인가된다. 액정표시소자 C_LC에 인가되는 전압은, 정극성으로 인가되는 타이밍과 부극성으로 인가되는 타이밍이 고호로 나타나도록 게이트전압파형(1), 대향전극전압파형(2), 드레인전압파형(3)을 설정하고 있으므로, 액정표시소자 C_LC에는 직류성분이 인가되지 않고, TFT액정표시패널의 수명의 저하, 화상의 스티킹 및 잔상의 문제가 없다.

TFT를 사용한 액정표시장치의 특징은, TFT와 같은 스위칭소자를 개재해서 화소전극 ITO에 계조전압을 인가하기 때문에 각 화소 PIX간의 크로스토크가 없어, 단순매트릭스형 액정표시장치와 같이 크로스토크를 방지하기 위한 특수한 구동방법을 사용할 필요가 없고, 다계조표시가 가능한 데 있다.

또, 제8도에 표시한 바와 같이, 액정표시패널(TFT-LCD)의 한쪽에 드레인드라이버(11)가 배치되고, 어드레인드라이버(11)를 박막트랜지스터(TFT)의 드레인선에 접속하고, 박막트랜지스터(TFT)에 액정을 구동하기 위한 전압을 공급한다.

또, 액정표시패널(TFT-LCD)의 측면에는 게이트드라이버(12)가 배치되고, 박막트랜지스터(TFT)의 게이트선에 접속하고, I수평동작시간(IH)박막트랜지스터(TFT)의 게이트G에 게이트온전압을 공급한다.

표시제어장치(10)는, 인터페이스케넥터로부터, 본체컴퓨터로부터의 표시용데이터와 표시제어신호를 받아들이고, 이것을 토대로 드레인드라이버(11), 게이트드라이버(12)를 구동한다.

여기서, 본체컴퓨터로부터의 표시용데이터는, 각색마다 6비트의 18비트로 구성되어 있다.

드레인드라이버(11)는, 제11도에 표시한 바와 같이, 1개의 계조전압생성회로를 가지고, 상기 계조전압생성회로는, 내부전원회로(13)로부터 입력되는 9치의 계조기준전압(V0-V8)으로부터 64계조분의 계조전압을 생성한다.

또, 드레인드라이버(11)는, 시프트레지스터에 의해 표시데이터래치용 클럭신호 CLK1에 동기해서 각 색마다 6비트의 표시용데이터를 입력레지스터내에 출력개수분만큼 도입한다. 다음데, 출력타이밍제어용 클럭신호 CLK2에 따라서, 입력레지스터내의 표시용데이터를 스토리지레지스터에 도입하고, 출력회로는 상기 계조전압생성회로에서 생성된 64계조분의 계조전압중에서, 표시용데이터에 대응하는 계조전압을 선택해서 각 드레인선D_n에 출력한다.

드레인드라이버(11)의 극성단자는 드레인선D_n에 출력하는 전압의 극성을 제어하기 위하여 설치되고, 캐리입력, 캐리출력단자는 액정표시장치내의 복수의 드레인드라이버(11)간의 제휴를 취하기 위하여 설치되어 있다.

제12도는, 상기 제11도에 표시한 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로를 표시한 도면이다.

제12도(a)에 표시한 바와 같이, 상기 제11도에 표시한 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로는, 내부전원회로(13)로부터 입력된 9치의 계조기준전압(V0-V8)의 각 게조기준전압간을, 직렬저항분압회로(1)에 의해 8등분해서 V00∼V63의 64계조분의 계조전압을 생성하는 것이다.

제14도에 표시한 바와 같이, 일반적으로 액정층에 인가하는 전압과 투과율과의 관계는 리니어가 아니라, 투과율이 높은 경우 및 낮은 경우에서는, 액정층에 인가하는 전압에 대한 투과율의 변화는 적고, 그 중간이 되는 경우에서 투과율의 변화가 크다.

이 때문에, 64계조의 다색표시가 가능한 액정표시장치에 있어서, 64계조를 리니어로 표시하기 위해서는, 드레인드라이버(11)의 계조전압생성호로에 부여하는 계조기준전압치는, 동간격이 아니고 중간조부근(V2∼V6)에서 차가 작고, 그 이외(V0∼V2, V6∼V8)에서 크게 하지 않으면 안된다.

그러나 상기 공지문헌에서는, 상기 제12도에 표시한 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로의 직렬저항분압회로(1)의 저항치를 어떻게 설정할지는 상세하게 언급하고 있지 않다.

그 때문에, 제12도의(a)에 표시한 계조전압생성회로의 직렬저항분압회로(1)에, 제14도에 표시한 동간격이 아닌 계조기준전압VO∼V8을 인가하면, 계조기준전압을 공급하는 선에 직류(DC)전류가 흐르고, 소비전력이 증대하는 문제가 있었다.

예를들면, 제12도(b)는 제12도(a)를 간략화한 것인데, 계조전압생성회로에 있어서 직력저항분압회로(1)의 각 계조기준전압인가 단자간의 저항치는 각각 100Ω으로서 일정한 값으로 하면, 계조기준전압VO-V1간, V1-V2간, V6-V7간, V7-V8간의 계조기준전압차가, 계조기준전압V2-V3간, V3-V4간, V4-V5간, V5-V6간의 계조기준 전압차의 2배가 된다.

따라서, 직렬저항분압회로(1)의 계조기준전압V6, V7의 계조기준전압을 인가하는 단자간, 및, 계조기준전압V1, V2의 계조기준전압을 인가하는 단자간을 흐르는 전류는, 10㎃(1.0V/100Ω=10㎃)인데 대하여, 직렬저항분압회로(1)의 계조기준전압 V5, V6, 및 계조기준전압V2, V3의 계조기준전압을 인가하는 단자간을 흐르는 전류는 5㎃(0.5V/100Ω=5㎃)가 된다.

그 때문에, 전류치가 불연속이 되는 직력저항분압회로(1)의 계조기준전압 V6을 인가하는 단자, 및 계조기준전압V2를 인가하는 단자로부터 전류가 유입, 유출하고, 계조전압생성회로에 흐르는 전류가 많아지기 때문에, 드레인드라이버(11)의 소비전력이 증대한다는 문제가 있었다.

또, 계조기준전압V1∼것을을 공급하는 선에 전류가 유입, 유출하면 전원회로(13)의 내부저항에 의한 소비전력의 증가도 문제였다.

제13도는 전원회로(13)의 계조기준전압V0∼V8의 생성부를 표시한 도면이다.

제13도(a)는 계조기준전압V0∼V8의 생성부를 저항분압회로에서 생성하는 예를 표시한다. 계조기준전압VO∼V8은 저항RR0∼RR9의 값의 비에 의해 설정되고, 저항RR0∼RR9의 분압회로의 출력은, 버퍼회로OP0∼OP9에 의해, 충분한 전력으로 증폭되어 드레인드라이버(11)의 직렬저항분압회로(1)에 출력된다.

제13도(b)는 제13도(a)의 등가회로를 표시한 도면이다. 전원회로(13)는 직류전압원 V0∼V8과 내부저항 γ0∼γ8로 표시할 수 있다. 직류전압원VO∼V8은 저항RR0∼RR9의 분압회로의 출력에 의해 결정되고, 내부저항 γ0∼γ8은 버퍼회로 OP0∼OP9의 출력임피던스에 의해 결정된다고 생각된다.

가령 내부저항 γ0∼γ8을 20Ω으로 했다고 하면, 계조기준전압V2의 공급선에 5㎃의 전류가 흐르면 0.5㎽의 전력이 여분으로 전원회로(13)에서 소비되게 된다. 또 내부저항 γ2에 의해 0.2V의 전압강하를 발생하므로, 드레인드라이버(11)에 출력하는 계조기준전압V2도 0.2V강하하고, 목적으로 하는 계조전압을 액정표시패널에 출력할 수 없고, 올바를 표시계조를 얻을 수 없는 문제도 생긴다.

또, 드레인드라이버(11)에서는, 구성을 간당히 하고 집적회로의 칩사이즈를 작게할 목적으로, 제11도에 표시한 바와같이, 계조전압생성회로의 출력을 드레이드라이버(11)가 구동하는 모든 드레인선에서 공용하기 때문에, 1개의 드레인드라이버(11)내에서 동일계조전압을 선택하는 드레인신호선의 개수가 많아지면, 계조기준전압생성회로(1)의 저항R1∼R8에 흐르는 전류가 커기고, 각 계족전압이 드레인드라이버(11)마다 변동하고, 특히, 인가전압에 대한 액정층의 투과율의 변화가 큰 중간조표시(V2-V6)의 표시화면상에서는, 드레인드라이버(11)가 다른 드레인선D_n, D_n ⁺¹에 대응하는 화소PIX의 경계에서 휘도차가 발생하고 표시품질이 저하한다는 문제점이 있었다.

즉 제12도에 표시한 예에서 보면, 계조기준전압차V3(2), V4(3), V5(4), V6(5)는 V1(0), V2(1), V7(6), V8(7)보다도 낮으나, R3∼R6의 값은 R1, R2, R7, R8의 값과 동일하므로, V2∼V6간의 저항분압회로로부터 출력되는 계조전압(V15∼V47)의 출력선에는 충분한 전류를 흐르게 하는 것이 곤란하게 된다.

본 발명은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 본 발명의 목적은, 액정표시장치의 계조전압생성회로에 있어서, 저소비전력과 고화질표시를 가능하게 하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적 및 그밖의 목적 및 신규특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부도면에 의해서 명확하게 한다.

본원에 있어서 개시되는 발명중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 하기와 같다.

① 복수의 계조기준전압의 각 계조기준전압간을 직렬저항분압회로에 의해 분압해서 액정층에 인가하는 다계조의 계조전압을 생성하는 액정표시장치로서, 상기 직렬저항분압회로의 각 계조기준전압을 인가하는 단자간의 저항치를, 각 계조기준전압간의 전위차에 거의 비례한 저항치로 한 것을 특징으로 한다.

② 상기 ①의 수단에 있어서, 상기 직력저항분압회로의 각 계조기준전압을 인가하는 단자간의 저항치를, 각 계조기준전압간의 전위차에 거의 비례한 저항치로 변경하기 위한 절환수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

③ 상시 ①의 수단에 있어서, 상기 직렬저항분압회로의 각 계조기준전압을 인가하는 단자간에 복수의 직렬저항회로를 형성하고, 상기 복수의 직력저항회로중에서, 각 계조기준전압간의 전위차에 거의 비례한 저항치가 되는 직렬저항회로를 선택하기 위한 선택수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 각 수단에 의하면, 액정층에 인가하는 다계조의 계조전압을 생성하는 액정표시장치의 계조전압생성회로에 있어서, 직렬저항분압회로의 각 계조기준전압인가단자간의 저항치가, 각 계조기준전압간의 전압차에 비례하고 있고, 직렬저항분압회로의 계조기준전압인가단자중에서, 최대의 계조기준전압과 최소의 계조기준전압이 인가되는 계조기준전압인가단자이외로부터의 전류의 유입, 유출은 거의 0이 되고, 드레인드라이버(11) 및 전원회로(13)의 소비전력을 저감하는 것이 가능하게 되고, 액정표시장치전체의 소비전력을 저감할 수 있다.

또, 인가전압에 대한 액정층의 투과율의 변화가 큰 중간조표시부의 부분에서는, 계조기준전압인가단자간의 저항치를 작게하기 때문에, 동일계조전압을 출력하는 드레인신호선의 개수가 많아져도, 계조전압생성회로의 계조전압의 전압변동이 작아지고, 드레인드라이버(11)가 다른, 화소 PIX간의 경계에서 휘도차가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 되고, 액정표시장치의 표시특성이 향상된다.

이하, 본 발명은 적용한 TFT액정표시장치의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.

또한, 실시예를 설명하기 위한 전체도면에 있어서, 동일기능을 가진 것을 동일부호를 붙이고, 그 반복설명은 생략한다.

이하, 본 발명이 적용되는 TFT액정표시장치구성은, 상기 제8도에 표시한 TFT액정표시장치와 동일하므로 설명은 생략한다.

[실시예 1]

제1도는, 본 발명의 일실시예(실시예1)인 액정표시장치의 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로를 표시한 도면이다.

본 실시예1의 계조전압생성회로는, 상기 제12도에 표시한 계조전압생성회로와 마찬가지로, 내부전원회로(13)로부터 입력된 9치의 계조기준전압(V0-V8)의 각 계조기준전압간을, 직렬저항분압회로(1)에 의해 8등분해서 64계조분의 계조전압을 생성하는 것이다.

여기서, 9치의 계조기준전압(V0-V8)의 계조기준전압V_n과 계조기준전압V_n-1(n=1∼8)의 전압차를 V_n(n-1)라고 표기하고, 직렬저항분압회로(1)의 계조기준전압V_n과 계조기준전압V_n ^-1(n = 1∼8)의 계조기준인가단자간의 합성저항치를 R_n라고 표기한다.

본 실시예1의 계조전압생성회로에서는, R8:R7:R6:R5:R4:R3:R2:R1 = V87:V76:V65:V54:V43:V32:V21:V10이다.

따라서, 직렬저항분압회로(1)를 흐르는 전류는, 일정한 전류치(V_n(n-1)/R_n= 일정한 전류치)가 되고, 본 실시예1의 계조전압생성회로에서는, 최대의 계조기준전압과 최소의 계조기준전압이 인가되는 직렬저항분압회로(1)의 계조기준전압(V0 및 V8)인가단자 이외로부터의 전류의 유입, 유출은 거의 0이 되고, 드레인드라이버의 소비전력을 저감하는 것이 가능하게 되고, 그에 의해, 액정표시장치의 소비전력을 저감하는 것이 가능하게 된다.

제2도는 제1도에 표시한 직렬저항분압회로(1)에 구체적인 저항치를 적용해서 본 발명을 실시한 예를 표시한 도면이다

제2도에 기재한 각 저항의 저항치는 제3도에 표시한 3V에서 투과율이 거의 0이 되는 액정을 사용한 경우의 전압투과율곡선에 계조기준전압VO∼V8을 합한 예이다. 제3도에 기재한 V0'∼V8'는 제2도의 기준전압V0∼V8에 대응하고 있다.

제2도에 표시한 구체적인 실시예에서는 각 계조기준전압단자간의 저항R1∼R8에 흐르는 전류는 모두 1.3㎃가 되고, V0, V8이외의 계조기준전압을 인가하는 단자에는 전류가 흐르지 않고, 직렬저항분압회로(1)에서 소비하는 전력은, 1.3㎃의 전류에 기인하는 것뿐이고, 가장 낮아진다.

또, 제2도에 표시한 실시예에 있어서는, V62, V63의 계조전압을 높게 설정해서 흑색표시를 보다 검게해서 콘트라스트를 높이기 위하여, 최고전압V8의 단자에 가까운쪽의 저항R8의 내역은 R88, R87의 값이 그 밖의 저항R81∼R86의 저항치봐도 높게 설정되어 있다.

마찬가지로 제2도에 표시한 실시예에 있어서는, VO0, VO1의 계조전압을 낮게 설정해서 백색표시를 보다 희게해서 콘트라스트를 높이기 위하여, 최저전압V0 단자에 가까운 쪽의 저항R1의 내역은 R11, R12의 값이 그밖의 저항R13∼R17의 저항치보다도 높게 설정되어 있다.

또한, 제3도에 기재한 V0'∼V8'는, 실제의 액정층(도시생략)에 인가되는 전압으로 표시하고 있기 때문에, 제2도의 기준전압V0∼V8에 비해서 변동분(0.8V)만큼 시프트하고 있다.

실제의 액정층에 인가되는 전압이 제2도의 기준전압V0∼V8에 비해서 시프트하는 이유로서는 게이트전압파형의 화소전극 ITO에의 점핑이 생각된다. 실제의 화소에는 제9도에 표시한 바와 같이 게이트, 화소전극ITO간에는 기생용량 C_gs가 있고, 제10도에 표시한 구동방법에 의해서 게이트전압파형이 게이트온으로부터 게이트오프로 변화하면, 그 변화에 따른 펄스가 C_gs를 개재해서 화소전극 ITO에 인가되기 때문에 액정층에 인가되는 전압의 시프트가 발생한다.

따라서 전원회로(13)의 계조기준전압V0∼V8을 설정하는 경우에는 미리 액정층에 인가되는 전압의 시프트를 고려해 넣을 필요가 있다.

또한, 제2도, 제3도에 표시한 실시예는 액정에 인가하는 전압이 부극성일 경우를 표시한 것이고, 전압의 시프트분을 계조기준전압에 인가하는 경우를 표시하고 있다. 그러나 액정에 인가하는 전압이 정극성일 경우에는 전압의 시프트분을 계조기준전압으로부터 뺀 값이 실제의 액정층에 인가되는 전압이 되기 때문에, 제13도에 표시한 계조시준전압생성회로는 정극성과 부극성의 2종류 필요하게 된다.

마찬가지로 드레인드라이버(11)내의 계조전압생성회로도 정극성과 부극성의 2종류의 직렬저항분압회로(1)를 가지고, 극성신호에 따라서 절환하고 있다.

또한, 본 실시예1의 계조기준전압생성회로에서는, 직렬저항분압회로(1)의 각 계조기준전압인가단자간의 저항치를, 각 계조기준전압간의 전위차에 완전히 비례한 저항치로 하고 있으나, 완전히 비례하지 않아도 마찬가지의 효과를 가진다.

즉 V_n(n-1)/R_n의 값이 완전히 일치하지 않아도, 그 값의 불균일이 특정한 범위내에 있으면, 특정한 범위외의 것에 비해서 여분의 소비전력의 발생을 억제할 수 있다.

직렬저항분압회로(1)는 반도체집적회로의 내부에 만들어진다. 일반적으로 반조체집적회로내에 만들어진 저항에는 불균일이 있고, 저항에 반도체의 확산저항을 사용한 경우, 저항치는 ±20%의 불균일을 발생한다. 또한 완성된 반도체집적회로를 선별해서 저항치를 ±10%의 불균일로 하는 것도 가능하나, 반도체집적회로의 수율이 내려가므로, 드레인드라이버(11)의 코스트가 높아진다. 따라서, 제1도에 표시한 직렬저항분압회로(1)를 사용하는 액정표시장치에서, V_n(n-1)/R_n의 값을 완전히 일치하는 것은 이상적이나 실용적은 아니다.

제2도에 표시한 실시예에서, 가장 계조표시에 영향을 주는 저항R3이 ±20%불균일한 것을 생각하면, V_n(n-1)/R_n의 값 즉 R3에 흐르는 전류는 ±0.3㎃(±23%)변동한다. R4도 R3과 동일한 저항치이므로 R4에 흐르는 전류도 ±0.3㎃변동한다. R3과 R4에 흐르는 전류치의 차가 가장 커진 경우를 생각하면, 단자 V3에는 ±0.6㎃의 전류가 흐르고 직렬저항분압회로(1) 및 전원회로(13)의 소비전력이 증가한다.

그러나, 직렬저항분압회로(1)의 저항치에 ±20%의 불균일이 있어도, 본 실시예를 적용하면 V1∼V7에 흐르는 전류를 ±0.6㎃의 범위내에 억제할 수 있으므로, 드레인드라이버(11) 및 전원회로(13)의 소비전력은 낮게 억제할 수 있고, 드레인드라이버(11)의 코스트가 높지 않아 실용적이다.

또 제2도에 표시한 실시예에서 직렬저항분압회로(1)의 불균일을 ±10%로 하면, R3, R4에 흐르는 전류는 ±0.2㎃(±15%)의 변동으로 억제할 수 있다. 따라서 R3과 R4에 흐르는 전류티의 차가 최대의 경우를 생각하면, 단자V3에는 ±0.4㎃의 전류가 흐르고 직렬저항 분압회로(1) 및 전원회로(13)의 소비전력의 증가를 더욱 작게할 수 있어 가장 바람직하다.

또한 본 실시예에서는 전원회로의 V1∼V7의 출력단자에 흐르는 전류는 낮게 억제할 수 있기 때문에 제13도에 표시한 구성의 전원회로(13)를 사용한 경우에는 V1∼V7을 출력하는 버퍼회로OP1∼OP7은 VO, V8을 출력하는 버퍼회로OP0∼OP8에 비해서 출력임피던스가 높아도 되고, 염가인 것을 사용할 수 있고, 전원회로(13)의 코스트를 내릴 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서는, 버퍼회로OP1∼OP7을 제외하고, V1∼V7의 출력은 직접저항분압회로로부터 얻는 것도 가능하고, 전원회로(13)의 코스트를 더욱 내릴 수 있다.

또, 본 실시예에 의하며, 제1도에 표시한 바와 같이 중간조를 표시하는 계조기준전압차V4(3), V5(4)는, 전압차가 작기 때문에, 직렬저항분압회로(1)의 계조기준전압인가단자간의 저항치R5, R4도 작아진다.

즉 제2도에 표시한 구체적 실시예에서 보면, 계조기준전압차V3(2), V4(3), V5(4), V6(5)는 V1(0), V2(1), V7(6), V8(7)보다도 낮으나, R3∼R6의 값은 R1, R2, R7, R8의 값보다 충분히 낮으므로, V2∼V6간의 저항분압회로로부터, 출력되는 계조전압(V15∼V47)의 출력선에는 충분한 전류를 흐르게 하는 것이 가능하게 된다.

이에 의해, 동일계조전압을 출력하는 드레인선D_n의 개수가 많아져도, 계조전압생성회로의 출력하는 계조전압의 전압변동이 작아지고, 드레인드라이버(11)가 다른 화소간의 휘도차의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

따라서 본 실시예의 계조전장생성회로를 사용함으로써, 고화질이고 저소비전력의 액정표시장치를 구성하는 것이 가능하게 된다.

[실시예 2]

제4도, 제5도는 본 발명의 다른 실시예(실시예2)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조 전압생성회로를 표시한 도면이다.

일반적으로 제14도에 표시한 전압투과율특성은 액정층의 재료에 따라서 다르다.

따라서 전원회로(13)의 계조기준전압은 액정층의 전압투과율 특성에 맞추어서 설정되고, 드레인드라이버(11)내의 계조전압생성회로도 전압투과율 특성에 맞추어서 설정하지 않으면 안되므로, 드레인드라이버(11)의 범용성이 없고, 각 액정표시패널마다 전용 드레인드라이버(11)를 사용하지 않으면 안되고, 액정표시장치의 코스트가 높아지는 문제가 있다.

본 실시예2는 상기 실시예1을 보다 구체적으로 한 실시예이고, 액정표시패널에 맞추어서 용이하게 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로의 계조전압의 설정치를 변경가능하게 한 실시예이다.

본 실시예2의 계조기준전압생성회로에서는, 반도체제조단계에 있어서 제4도에 표시한 바와 같이, 각 계조기준전압(V1∼V7)의 계조기준전압인가단자를 직렬저항분압회로(1)의 몇개의 점(A, B, C)에 퓨즈(32)를 개재해서 접속한다.

이 경우 A, B, C의 각 점은 실제로 사용할 가능성이 있는 분압차가 되도록 선택한다.

본 실시예2의 계조기준전압생성회로를 실제로 사용하는 실사용시에, 각 계조기준전압(V0∼V8)으로서 소정의 계조기준전압을 인가하면, 각 계조기준전압의 전압차에 비례한 저항치의 경우에 접속된 퓨즈(32)에는 전류가 흐르지 않고, 퓨즈(32)는 용단되지 않는다.

그러나, 그 이외의 퓨즈(32)에는 전류가 흐르고, 퓨즈(32)가 용단되고, 이에 의해 직렬저항분압회로(1)의 각 계조기준전압인가단자간의 저항치는 각 계조기준전압의 전압차에 비례한 저항치가 된다.

또, 제5도에 표시한 바와 같이, 직렬저항분압회로(1)의 출력스위치(3)가 접속되어 있는 쪽에도, 마찬가지로 각 계조전압출력단자(4)를 퓨즈(2)를 개재해서 직렬저항분압회로(1)의 몇개의 점(D.E.F)에 접속한다.

표시용데이터에 의거해서, 소정계조 예를들면, 계조V62를 선택한 후, 계조기준전압V8, V7의 계조기준전압인가단자와 계조전압출력단자(4)에 소정의 전압을 인가한다.

이때, 계조전압출력단자(4)에는 용단하고 싶지 않은 퓨즈(2)가 접속되어 있는 점의 저항치, 예를들면, E의 점에 대응한 전압(0.8 × V8(7))을 인가한다.

이와 같이 본 실시예2의 계조전압생성회로에서는, 출력스위치(3)가 접속되어 있는 쪽의 퓨즈(2)를 용단할 때에는, 각 계조기준전압의 전압차만 실사용시에 대응한 값으로 하고, 절대치는 실사용시보다 높은 전압으로 한다.

이에 의해, 본 실시예2의 계조전압생성회로에서는, 실사용시에 퓨즈(2)가 용단되지 않는 전류를 흐르게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예2에서는 드레인드라이버(11)에 범용성을 가지게 할 수 있고, 상기 실시예1과 마찬가지고, 고화질이고 저소비전력인 액정표시장치를 여러가지 액정표시패널의 특성에 대응해서 용이하게 실현하는 것이 가능하게 된다.

[실시예 3]

제6도는 본 발명의 다른 실시예(실시예3)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면이다.

본 실시예3도 상기 실시예1을 보다 구체적으로 한 실시예이고, 액정표시패널에 맞추어서 용이하게 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로의 계조전압의 설정치를 변경가능하게 한 실시예이다.

본 실시예3의 계조전압생성회로는, 직렬저항분압회로(1)의 각 계조기준전압(V0-V8)의 계조기준전압인가단자간에, 몇종류정도의 복수의 직렬저항회로(101, 102, 103)를 형성해두고, 실사용시에 각 계조기준전압의 전압차의 비에 가까운 저하치가 되는 직렬저항회로(101, 102, 103)를, 절환신호에 의해 선택한다.

또, 마찬가지로 절환신호에 의해 절환스위치(5)를 절환해서 각 직렬저항회로(101, 102, 103)로부터의 계조전압을 각 계조전압출력단자(4)에 출력하도록 한 것이다.

이때, 절환신호는, 표시제어장치(10)내의 레지스터, EPROM, 혹은 컴퓨터와 접속하는 인터페이스커넥터의 전용의 입력단자 등으로부터 각 드레인드라이버(11)에 공급되도록 해둔다.

이에 의해, 실사용시의 각 계조기준전압의 전압차의 비에 가까운 저항비를 가진 직렬저항분압회로를 용이하게 실현할 수 있고, 본 실시예3의 계조전압생성회로에서도, 드레인드라이버(11)에 범용성을 가지게 할 수 있고, 상기 실시예1과 마찬가지로, 고화질이고 저소비전력인 액정표시장치를 여러가지 액정표시패널의 특성에 대응해서 용이하게 실현하는 것이 가능하게 된다.

[실시예 4]

제7도는 본 발명의 다른 실시예(실시예4)인 액정표시장치의 드레인드라이버의 계조전압생성회로를 표시한 도면이다.

본 실시예4도 상기 실시예1을 보다 구체적으로 한 실시예이고, 액정표시패널에 맞추어서 용이하게 드레인드라이버(11)의 계조전압생성회로의 계조전압의 설정치를 변경가능하게 한 실시예이다.

본 실시예4의 계조전압생성회로에서도 상기 실시예3과 마찬가지로 직렬저항분압회로(1)의 각 계조기준전압(V0-V8)의 계조기준전압인가단자간에 몇종류정도의 복수의 직렬저항회로(101, 102, 103)를 형성해두고, 각 계조기준전압의 전압차의 비에 가까운 저항치가 되는 직렬저항회로(101, 102, 103)를, 반도체제조공정정의 금속배선층동만의 변경에 의해 선택한다.

또 마찬가지로, 반도체제조공정중의 금속배선층동만의 변경에 의해 절환수단(6)을 절환해서, 각 직렬저항회로(101, 102, 103)로부터의 계조전압을 각 계조전압출력단자(4)에 출력하도록 한 것이다.

이에 의해, 실사용시의 각 계조기준전압의 전압차의 비에 가까운 저항비를 가진 직렬저항분압회로를 용이하게 실현할 수 있고, 본 실시예4의 계조전압생성회로에서도, 드레인드라이버(11)의 범용성을 가지게 할 수 있고, 상기 실시예1과 마찬가지로 고화질이고 저소비전려거인 액정표시장치를 여러가지 액정표시패널의 특성에 대응해서 용이하게 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 액정표시장치에 본 발명을 적용한 경우에 대해서 설명했으나, 이에 한정되지 않고 본 발명은, 액정표시모듈등의 모든 액정표시장치에 적용할 수 있는 것은 말할 나위도 없다.

이상, 본 발명을 실시예에 의거해서 구체적으로 설명했으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경할 수 있는 것은 말할 나위도 없다.

본원에 있어서 개시되는 발명중 대표적인 것에 의해서 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 하기와 같다.

① 본 발명에 의하면, 액정층에 인가하는 다계조의 계조전압을 생성하는 액정표시장치의 계조전압생성회로에 있어서, 직렬저항분압회로(1)의 각 계조기준전압 인가단자간의 저항치가, 각 계조기준전압간의 전압차에 비례하고 있고, 직렬저항 분압회로의 계조기준전압인가단자중에서, 최대의 계조기준전압과 최소의 계조기준전압이 인가되는 계조기준전압인가단자이외로부터의 전류의 유입, 유출은 거의 0이 되고, 드레인드라이버의 소비전력을 저감하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해 액정표시장치의 소비전력을 저감하는 것이 가능하게 된다.

② 본 발명에 의하면 인가전압에 대한 액정층의 투과율의 변화가 큰 중간조표시의 부분에서는, 계조기준전압인가단자간의 저항치가 작기 때문에, 동일계조전압을 출력하는 드레인신호선의 계수가 많아져도, 계조전압생성회로의 계조전압의 전압변동이 작아지고, 다른 드레인드라이버(11)사이에서 표시화면의 휘도차의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

Claims

박막트랜지스터와 이 박막트랜지스터의 소스에 전기적으로 접속된 화소전극을 가진 화소가 복수배치된 액정표시패널과, 상기 박막트랜지스터의 드레인에, 복수의 계조전압으로부터 선택한 전압을 출력하는 드레인드라이버와, 상기 드레인드라이버에 복수의 기준전압을 공급하는 전원회로와, 상기 박막트랜지스터의 게이트에 상기 화소를 선택하는 전압을 출력하는 게이트드라이버를 가진 액정표시장치에 있어서, 상기 드레인드라이버는 계조전압생성회로를 가지고, 상기 계조전압생성회로는 상기 기준전압간의 각 전압영역을 저항을 직렬로 접속한 분압회로에 의해 복수의 전위로 분압해서, 상기 복수의 계조전압을 생성하고, 상기 분압회로의 상기 기준전압간의 저항치를, 상기 기준전압간의 전위차에 거의 비례한 크기로 설정하고 1쌍의 인접한 기준전압간의 상기 직렬접속저항의 전체 저항치의 적어도 하는 또다른 쌍의 인접한 기준전압간의 상기 직렬접속저항의 전체 저항치와 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 분압회로의 상기 기준전압간의 저항치를, 상기 기준전압간의 전위차에 거의 비례한 상기 저항치로 변경하기 위한 절환수단을 또 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 분압회로의 기준전압간에 복수의 직렬저항회로를 형성하고, 상기 복수의 직렬저항회로중에서, 상기 기준전압간의 전위차에 거의 비례한 저항치가 되는 직렬저항회로를 선택하기 위한 선택수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
박막트랜지스터와 이 박막트랜지스터의 소스에 전기적으로 접속된 화소전극을 가진 화소가 복수배치된 액정표시패널과, 상기 박막트랜지스터의 드레인에, 복수의 계조전압으로부터 선택한 전압을 공급하는 드레인드라이버와, 상기 드레인드라이버에 복수의 전위의 계조기준전압을 출력하는 전원회로와, 상기 박막트랜지스터의 게이트에 상기 화소를 선택하는 전압을 출력하는 게이트드라이버를 가진 액정표시장치에 있어서, 상기 드레인드라이버는 계조전압 생성회로를 가지고, 상기 계조전압생성회로는 상기 기준전압간의 각 전압영역을 저항을 직렬로 접속한 분압회로에 의해 복수의 전위로 분압해서, 상기 복수의 계조전압을 생성하고, 상기 1개의 계조기준전압V_n과 인접한 기준전압 V_n-1과의 전위차를 V_n(n-1)이라고 하고, 상기 기준전압V_n과 V_n-1이 인가되는 상기 분압회로의 전압인가단자간의 합성저항치를 R_n이라고 하면, 모든 R_n에 대해서 V_n(n-1)의 값이 특정한 변동의 범위내에서 일치하도록 상기 분압회로의 각 저항치의 값을 설정하고, 적어도 하나의 합성저항R_n은 다른 합성저항R_n과는 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서, 상기 모든 R_n에 대해서 상기 V_n(n-1)/R_n의 값이 ±23%의 변동의 범위내에서 일치하도록 상기 분압회로의 각 저항의 값을 설정한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서, 상기 모든 R_n에 대해서 상기 V_n(n-1)/R_n의 값이 ±15%의 변동의 범위내에서 일치하도록 상기 분압회로의 각 저항의 값을 설정한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서, 상기 모든 R_n에 대해서 상기 V_n(n-1)/R_n의 값이 완전히 일치하도록 상기 분압회로의 각 저항의 값을 설정한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 복수의 계조전압으로부터 선택된 상기 전압을 상기 드레인드라이버로부터 상기 박막트랜지스터의 드레인으로 반송하는 드레인라인과, 상기 화소를 선택하는 상기 전압을 상기 게이트드라이버로부터 상기 박막트랜지스터의 게이트로 반송하는 게이트라인을 구비하고, 상기 게이트라인과 상기 드레인라인은 공토이판상에 존재하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서, 복수의 계조전압으로부터 선택된 상기 전압을 상기 드레인드라이버로부터 상기 박막트랜지스터의 드레인으로 반송하는 드레인라인과, 상기 화소를 선택하는 상기 전압을 상기 게이트드라이버로부터 상기 박막트랜지스터의 게이트로 반송하는 게이트라인을 구비하고, 상기 게이트라인과 상기 드레인라인은 공통기판상에 존재하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 복수의 선형 및 비선형기준전압이 상기 드레인드라이버에 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제4항에 있어서, 복수의 선형 및 비선형기준전압이 상기 드레인드라이버에 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.