KR100327176B1 - 액정표시장치,액정표시장치의구동회로및액정표시장치의구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 패널 상의 선택된 화소에 소정의 표시 데이터를 표시하는 기능을 구비한 액정 표시 장치와, 그 구동 회로 ·방법에 관한 것으로 데이터 구동용 드라이버의 불필요한 소비 전력을 절감해서 장치 전체의 저소비 전력화를 도모하는 것을 목적으로 한다.
데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)과, 데이터 구동용 드라이버(6)에 인가할 전원 전압을 생성하고, 또한 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)의 검출 결과에 기초하여 전원 전압을 변화시킬 수 있는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)를 구비하고, 소정의 시간마다, 예를 들어 1프레임 기간마다 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 전원 전압을 선택해서 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급한다.

Description

액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법
본 발명은 액정 표시 패널을 구성하는 복수의 화소 중의 선택된 화소에 대하여 목적으로 하는 표시 데이터를 화상 데이터로서 표시하는 기능을 구비한 액정 표시 장치, 상기 표시 데이터를 표시할 때에 필요한 전원 전압을 공급하기 위한 액정 표시 장치의 구동 회로 및 이 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
더 상세하게 말하면, 본 발명은 복수개의 제 1 버스라인(일반적으로 스캔 버스라인이라 불림)을 통해서 상기 복수의 화소를 순차적으로 주사하는 게이트 드라이버와, 이들 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인(일반적으로 데이터 버스라인이라 불림)을 통해서 상기 제 1 버스라인 상의 선택된 화소에 상기 표시 데이터를 표시하기 위한 구동 전압을 공급하는 데이터 구동용 드라이버가 배치된 액정 표시 장치, 상기 데이터 구동용 드라이버를 동작시켜서 목적으로 하는 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 전원 전압을 데이터 구동용 드라이버에 공급하기 위한 액정 표시 장치의 구동 회로 및 상기 전원 전압을 데이터 구동용 드라이버에 공급하기 위한 액정 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 노트북형 PC 등의 휴대 가능한 퍼스널 컴퓨터에는 박형이고 경량의 표시 장치로서 액정 표시 장치(통상, LCD(Liquid Crystal Display Device)로 약칭)가 사용되고 있다. 특히, 근년에 노트북형 PC 등이 급속하게 보급되어 직장 이외의 장소에서도 액정 표시 장치를 조립해 넣은 노트북형 PC 등의 응용 제품을 이용할 기회가 현저히 증가하는 경향에 있다. 이 때문에, 충방전식 전지를 사용한 액정 표시 장치의 응용 제품의 동작 시간의 연장 또는 충방전식 전지의 소형화에 따른 액정 표시 장치의 응용 제품의 소형화 및 경량화 등이 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 응하기 위해서 액정 표시 장치의 불요한 소비 전력을 가능한 한 절감해서 상기 액정 표시 장치의 저소비 전력화를 실현하는 것이 요망되는 경향에 있다.
이하 도 14 및 도 15를 참조하면서 노트북형 PC 등에 사용되는 종래의 액정 표시 장치의 구성례 및 이 액정 표시 장치의 데이터 구동용 드라이버의 동작을 설명한다.
도 14는 종래의 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 15는 종래 방식의 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버의 제어 형태를 나타내는 전압 파형도이다. 단, 여기서는 데이터 구동용 드라이버가 1개 걸러 제 2 버스라인(예를 들어, 홀수 번째의 데이터 버스라인)(60a)에 접속된 제 1 상부 구동용 드라이버 (600-1)∼제 N 상부 구동용 드라이버(600-N)(N은 임의의 양의 정수: 이하, 제 1 상부 구동용 드라이버∼ 제 N 상부 구동용 드라이버를 단순히 상부 구동용 드라이버로 약칭함)와, 나머지 1개 걸러 제 2 버스라인(예를 들어, 짝수번째의 데이터 버스라인)(60b)에 접속된 제 1 하부 구동용 드라이버(610-1)∼제 N 하부 구동용 드라이버(610-N)(이하, 제 1 하부 구동용 드라이버∼ 제 N 하부 구동용 드라이버를 단순히 하부 구동용 드라이버로 약칭함)로 나뉘어 배치되는 경우를 대표해서 나타낸다.
도 14에서는 복수개의 제 1 버스라인(50)과, 이들 제 1 버스라인(50)과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인(60a, 60b)과의 각 교점의 위치에 형성되는 액정 표시 패널(4) 상의 복수의 화소수가 m×n(m, n은 임의의 양의 정수)의 매트릭스로 구성된다. 환언하면, 제 1 버스라인(50)(즉, 스캔 버스라인)을 구성하는 복수의 제 1 전극(행 전극)(X1∼Xm)과, 제 2 버스라인(60a, 60b)(즉 데이터 버스라인을 구성하는 복수의 제 2 전극(열전극)(Y1∼Yn)과의 각 교점의 위치에 표시 데이터를 표시하기 위한 최소 단위인 복수의 화소를 표시하는 액정 셀이 배치되어 있다.
또한, 이들 복수의 화소에는 각각 TFT(Thin Film Transistor: 박막 트랜지스터)등으로 이루어진 복수의 트랜지스터·스위치 소자(도시 않음)가 접속되어 있다. 또한 이들 트랜지스터·스위치 소자는 각각 복수의 제 2 전극(Y1∼Yn)에 접속되어 있다. 그리고, 또한 각각의 트랜지스터·스위치 소자의 온·오프 동작을 제어하는 제어 게이트가 각각의 제 1 전극(X1∼Xm)에 접속되어 있다. 복수의 제 1 전극(X1∼Xm)과 복수의 제 2 전극(Y1∼Yn)에 의해 복수의 트랜지스터·스위치 소자에 대하여 소정의 전압을 인가해서 상기 트랜지스터·스위치 소자의 온·오프 동작을 행한 경우, 온 상태가 된 트랜지스터·스위치 소자를 통해서 대응하는 화소에 상기 전압을 공급함으로써 상기 화소 내의 액정에 전계를 걸어서 액정의 배향 상태를 변화시켜 목적으로 하는 표시 데이터를 화상 데이터로서 표시할 수 있다.
또한, 도 14에서 가로 방향의 화소 배열, 즉 스캔 버스라인의 각 버스라인을 따른 방향의 화소 배열은 1라인으로 불리고 있다. 액정 표시 패널(4) 상의 표시 데이터는 상기 스캔 버스라인의 1라인마다 기입되고, 이것을 1초 동안에 60회 정도 반복해서 인간의 눈에는 깜박거림이 없는 화상으로서 보이게끔 되어 있다. 전형적으로, 액정 표시 패널(4)의 가로 방향(스캔 버스라인을 따른 방향)으로 640(n=640), 세로 방향(데이터 버스라인을 따른 방향)으로 480(m=480) 정도의 화소를 갖는 액정 표시 장치가 일반적으로 시판되고 있다. 또한, 컬러 표시를 하기 위해서는 R(Red: 적색), G(Green: 녹색) 및 B(Blue: 청색)마다 화소를 갖을 필요가 있다.
또한, 도 14에서는 복수의 트랜지스터·스위치 소자의 온·오프 동작의 제어에 사용되는 게이트 드라이버 제어 신호 Sxco를 적절한 전압 레벨로 변환한 후에복수의 제 1 전극(X1∼Xm)의 각각에 공급하는 게이트 드라이버(5)가 설치되어 있다. 이 게이트 드라이버(5)에 의해 액정 표시 패널(4) 상의 모든 화소가 각각의 트랜지스터·스위치 소자를 통해서 순차적으로 주사된다. 게이트 드라이버(5)로서는 통상 복수의 제 1 전극(X1∼Xm)이 접속되는 IC(Integrated Circuit)가 복수개 배치된다. 단, 도 14에서는 편의상 1개의 게이트 드라이버만을 도시하기로 한다.
또, 한편으로 표시 데이터의 데이터 신호에 대응해서 선택되는 계조 전압을 적절한 전압 레벨로 변환해서 얻어지는 구동 전압 OUT1, OUT2, ……, OUT(n-1) 및 OUTn을 복수의 제 2 전극(Y1∼Yn)에 각각 공급하는 데이터 구동용 드라이버가 설치되어 있다. 데이터 구동용 드라이버는 통상 4∼5개의 복수개의 IC로 이루어진 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N)와 4∼5개의 복수개의 IC로 이루어진 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)로 구성된다(N=4∼5).
또한, 도 14에서는 외부의 입력 신호 Sin에 기초하여 상기 게이트 드라이버(5)나, 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N)나, 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)의 동작을 제어하기 위한 게이트 드라이버 제어 신호 Sxco 및 데이터 구동용 드라이버 제어 신호 Syco 등의 각종의 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성 회로(300)가 설치되어 있다.
일반적으로 말해서, 액정에 직류의 구동 전압을 계속적으로 인가하면, 잔상이나 콘트라스트가 저하해서 화상의 품질이 열화하는 경향이 생긴다. 이 표시 품질의 열화를 회피하기 위해서, 액정 표시 패널(4) 상의 각 화소 내의 액정에는 시간 평균적으로 보았을 경우에 직류 성분이 생기지 않는 구동 전압, 예를 들어 일정 주기로 양음의 극성이 반전하는 교류의 구동 전압이 인가된다. 이와 같은 교류의 구동 전압의 대표예로서 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N)로부터 출력되는 구동 전압의 전압 파형(도 15의 사선부)과, 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)로부터 출력되는 구동 전압의 전압 파형(도 15의 사선부)을 도 15에 나타낸다. 이 경우, 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N)로부터 출력되는 구동 전압과, 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)로부터 출력되는 구동 전압은 동일 시간 t에서 보았을 경우, 한쪽의 구동 전압이 양극(正極)성의 구동 전압 파형(+ 구동 전압 파형)을 갖을 때에, 다른 쪽의 구동 전압이 음극(負極)성의 구동 전압 파형(- 구동 전압 파형)을 갖는 식으로 서로 극성이 반전한 관계로 되어 있다. 이들 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N) 및 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)에서의 구동 전압의 진폭 및 극성의 제어는 제어 신호 생성 회로(300)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 이루어진다.
또한, 도 14에서는 외부 입력 전원의 입력 전원 전압 Vin으로부터 게이트 드라이버(5), 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N) 및 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)를 동작시키기 위해 필요한 직류의 출력 전원 전압 Vout을 생성하는 전원 회로(200)가 설치되어 있다. 또한, 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N) 및 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)로부터 구동 전압 OUT1∼OUTn을 출력하기 위해 필요한 양극성의 전원 전압(+ 전원 전압) +Vs와 음극성의 전원 전압(-전원 전압) -Vs의 전압 레벨을 적절히 설정하기 위한 전원 제어 신호 Ss를 생성하는 전원 제어 회로(310)가 설치되어 있다.
상기 제어 신호 생성 회로(300) 및 전원 제어 회로(310) 등의 제어 회로부나, 전원 회로(200) 등의 전원 회로부로 액정 표시 장치의 구동 회로가 구성된다. 이 구동 회로는 통상 1개 또는 복수개의 IC로 형성된다.
상기의 양극성의 전원 전압 +Vs과 음극성의 전원 전압 -Vs의 전압 레벨, 즉 데이터 구동용 드라이버에 인가되는 전원 전압의 전압 레벨의 절대치의 크기는 도 15에 나타낸 바와 같이 통상 최대 전압 레벨의 계조 전압에 대응하는 구동 전압의 진폭의 최대치보다 크게 되도록 설정된다. 환언하면, 데이터 구동용 드라이버는 임의의 진폭의 구동 전압을 출력할 수 있도록 구동 전압의 최대치를 넘은 전원 전압이 항상 인가되도록 되어 있다.
상기한 대로 종래의 액정 표시 장치에서는 구동 전압의 최대치를 넘은 일정 전압 레벨의 전원 전압을 항상 인가함으로써, 임의의 진폭의 구동 전압에 대응할 수 있도록 데이터 구동용 드라이버를 제어하고 있었다. 상기한 액정 표시 장치를 조립해 넣은 노트북형 PC 등을 사용할 경우, 흑표시 시에 높은 전압, 백표시 시에 낮은 전압으로 구동하는 것과 같은 패널(노말 화이트)에 있어서는 백표시 시에서는 실제로 출력되는 구동 전압의 진폭은 통상 최대 전압 레벨의 계조 전압에 대응하는 구동 전압의 최대치보다 작은 값으로 되어 있다.
그러나, 종래는 구동 전압의 진폭이 최대치보다도 작은 백표시 시의 경우라도 구동 전압의 최대치를 넘은 비교적 큰 전원 전압을 데이터 구동용 드라이버에 항상 인가하고 있었기 때문에 데이터 구동용 드라이버 내의 복수의 반도체 소자를통해서 전류가 흐른다. 상술한 바와 같이, 데이터 구동용 드라이버는 복수개의 IC로 구성되어 있고, 이들 IC 내의 복수의 반도체 소자를 통해서 흐르는 전류의 합계치가 무시할 수 없게 된다. 그 결과, 데이터 구동용 드라이버에서 불필요한 전력이 소비되게 되고, 액정 표시 장치의 저소비 전력화를 도모하기가 어려워지는 문제점이 생긴다.
본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로서, 특히 데이터 구동용 드라이버에서 소비되는 불필요한 소비 전력을 가능한 한 작게 해서 장치 전체의 저소비 전력화를 실현할 수 있는 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 원리 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 데이터 구동용 드라이버의 전원 전압과 구동 전압과의 관계를 나타낸 전압 파형도.
도 3은 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 주요부의 구성을 확대해서 나타낸 회로 블록도.
도 4는 본 발명의 액정 표시 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 도 4의 제 1 실시예에서의 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버의 제어 모양을 나타낸 전압 파형도.
도 6은 가로 방향의 동일 버스라인에서 전원 전압을 스위칭하는 경우의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로의 구성 및 각 부의 전압 파형을 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로에 관련한 상하 구동 드라이버용 전원 회로의 구성을 나타낸 회로 블록도.
도 8은 도 7에서 전원 전압이 변화하는 모양을 나타낸 전압 파형도.
도 9는 다수 비트 디지털 데이터를 검출해서 아날로그 데이터로 변환할 경우의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로의 구성을 나타낸 회로 블록도.
도 10은 도 9의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로에 관련한 상하 구동 드라이버용 전원 회로의 구성을 나타낸 회로 블록도.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 제어 신호 생성 회로를 상세히 나타낸 회로 블록도.
도 12는 본 발명의 액정 표시 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타낸 블록도.
도 13은 도 12의 제 2 실시예에서의 짝수 출력 구동용 드라이버부 및 홀수 출력 구동용 드라이버부의 제어 형태를 나타낸 전압 파형도.
도 14는 종래의 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 15는 종래 방식의 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버의 제어 형태를 나타낸 전압 파형도.
(부호의 설명)
1… 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단
2…출력 전압 가변형 전원 회로부
3…제어 회로부
4…액정 표시 패널
5…게이트 드라이버
6…데이터 구동용 드라이버
7…게이트 전원 회로
10…액정 표시 장치
11∼16…플립플롭 회로부(FF 회로부)
17…디지털/아날로그 컨버터(D/A 컨버터)
18, 18a…최대 진폭 표시 데이터 검출 회로
20…상하 구동 드라이버용 전원 회로
21…발진기
22…전원 전압 제어부
23…피드백 전압 생성부
24…짝수 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 회로
30…제어 신호 생성 회로
31…프레임 반전 신호 생성부
32…입력 버퍼
33…상하 분배 회로부
34…출력 버퍼
35…상하 구동용 드라이버 제어 신호 생성부
36…게이트 드라이버 제어 신호 생성부
37…전원 제어 신호 생성부
38…디지털/아날로그 변환부(D/A 변환부)
50…제 1 버스라인
60, 60a, 60b… 제 2 버스라인
61…γ보정 저항군
62…기준 전압 생성부
63…계조 전압 선택부
64…출력 버퍼부
65…구동 전압 생성부
66-1∼ 66-N…제 1 상부 구동용 드라이버∼ 제 N 상부 구동용 드라이버
67-1∼ 67-N…제 1 하부 구동용 드라이버∼ 제 N 하부 구동용 드라이버
68-1∼ 68-N…제 1 짝수 홀수 구동용 드라이버∼ 제 N 짝수 홀수 구동용 드라이버
200…전원 회로
300…제어 신호 생성 회로
310…전원 제어 회로
600-1∼600-N…제 1 상부 구동용 드라이버∼ 제 N 상부 구동용 드라이버
610-1∼610-N…제 1 하부 구동용 드라이버∼ 제 N 하부 구동용 드라이버
도 1은 본 발명의 원리 구성을 나타내는 블록도이다. 단, 여기서는 액정 표시 장치(10)의 구성을 간략화해서 나타낸다. 그리고, 이후에는 상술한 구성 요소와 동일한 것에 대해서는 동일 참조 번호를 붙여서 나타내기로 한다.
도 1의 원리도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치(10)는 복수개의 제 1 버스라인(즉, 스캔 버스라인)(50)과, 이들 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인(즉, 데이터 버스라인)(60)과의 각 교점의 위치에 형성되는 복수의 화소로 구성되는 액정 표시 패널(4)과, 상기 제 1 버스라인(50)을 통해서 이 화소를 순차적으로 주사하는 게이트 드라이버(5)와, 상기 제 2 버스라인(60)을 통해서 상기 제 1 버스라인(50) 상의 선택된 화소에 소정의 데이터를 표시하기 위한 구동 전압 OUT1, OUT2, ……, OUT(n-1) 및 OUTn을 공급하는 데이터 구동용 드라이버(6)를 설치하고 있다.
도 1에서의 게이트 드라이버(5)는 도 14에 나타낸 종래의 액정 표시 장치의 게이트 드라이버와 동일 구성을 갖는다. 단, 도 1에서는 데이터 구동용 드라이버의 제어에 관한 설명을 간단하게 하기 위해서 도 14에 나타낸 복수개의 상부 구동용 드라이버와 복수개의 하부 구동용 드라이버가 일체가 된 구성의 데이터 구동용 드라이버(6)를 예시하고 있다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치(10)는 데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)을 구비하고 있다. 상기와 같은 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출은 외부의 입력 신호 Sin에 포함되는 표시 데이터의 데이터 신호를 이용해서 이루어진다. 또한, 여기서 말하는 "최대 구동 전압"은 소정의 기간 내에서 검출되도록 한 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 임의의 전압 레벨을 의미하고 있고, 종래 기술의 항에서 서술한 "최대 전압 레벨의 계조 전압에 대응하는 구동 전압의 최대치"와는 그 의미가 다른 점에 주의해야 한다.
그리고, 또한 본 발명의 액정 표시 장치(10)는 입력 전원 전압 Vin으로부터 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 인가할 전원 전압(즉, 출력 전압 Vout)을 생성하고, 또한 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)의 검출 결과로서 생성되는 출력 전압 제어 신호 Svoc에 기초하여 상기 전원 전압을 변화시킬 수 있는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)를 구비하고 있다. 이 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 소정의 기간마다 상기 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 하고 있다.
또한, 도 1에 나타낸 액정 표시 장치(10)는 외부의 입력 신호 Sin에 기초하여 상기 게이트 드라이버(5)나, 데이터 구동용 드라이버(6)의 동작을 제어하기 위한 게이트 드라이버 제어 신호 Sxco 및 상하 구동용 드라이버 제어 신호 Syco 등의 각종 제어 신호를 생성하는 제어 회로부(3)를 구비하고 있다. 이 제어 회로부(3)는 도 14에 나타낸 종래의 액정 표시 장치의 제어 신호 생성 회로(300)와 거의 동일한 기능을 갖는 것이다.
바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급되는 전원 전압은 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 전원 전압이다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는 상기 액정 표시 패널(4) 상의 복수의 화소로 표시되는 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)의 검출 결과를 나타내는 신호에 따라서 단계적으로 상기 전원 전압을 변화시켜 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 되어 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는 상기 액정 표시 패널(4) 상의 복수의 화소로 표시되는 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)의 검출 결과를 나타낸 신호에 대하여 디지털/아날로그 변환(D/A 변환)을 해서 얻어지는 신호에 따라서 상기 전원 전압을 연속적으로 변화시켜 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 되어 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치에 설치된 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 1프레임 기간마다 상기 데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 되어 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치에 설치된 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 상기 제 1 버스라인(50)의 각 버스라인 내, 즉 1 라인 기간(1 주사 기간) 내에 상기 데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터에 따라서 상기 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 하고 있다.
또, 한편으로 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1), 출력 전압 가변형 전원 회로부(2) 및 제어 회로부(3)로 구성되는 액정 표시 장치의 구동 회로가 IC 등에 의해서 상기 액정 표시 장치의 다른 구성 요소와는 별개로 형성되는 경우를 생각한다. 이 경우, 액정 표시 장치의 구동 회로는 복수개의 제 1 버스라인과, 이들 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인과의 각 교점의 위치에 복수의 화소를 갖는 액정 표시 패널(4)에 데이터 구동용 드라이버(6)을 통해서 소정의 표시 데이터를 표시하기 위한 구동 전압을 공급하는 기능을 갖는다.
또한, 이 경우 액정 표시 장치의 구동 회로는 상술한 액정 표시 장치(10)의경우와 마찬가지로, 데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)과, 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 인가할 전원 전압을 생성하고, 또한 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)의 검출 결과에 기초하여 상기 전원 전압을 변화시킬 수 있는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)를 포함한다. 이 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 소정의 기간마다 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 하고 있다.
바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 회로에 있어서, 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급되는 전원 전압은 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해서 최소한 필요한 전원 전압이다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 회로를 구성하는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는, 1프레임 기간마다 상기 데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 하고 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 회로를 구성하는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 상기 제 1 버스라인(50)의 각 버스라인 내에서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터에 따라서 상기 표시 데이터를 표시 하기 위해서 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 하고 있다.
또, 한편으로 상기 구동 회로 등으로 실행되는 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법에서는 액정 표시 패널을 구성하는 복수의 화소에 대하여 복수개의 제 1 버스라인을 통해서 상기 화소를 순차적으로 주사하고, 이들 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인을 통해서 상기 제 1 버스라인 상의 선택된 화소에 소정의 표시 데이터를 표시하기 위한 구동 전압을 데이터 구동용 드라이버에 공급할 경우에, 상기 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하고, 상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압으로서 소정의 기간마다 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하도록 하고 있다.
바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법에서는 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급되는 전원 전압은 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 전원 전압이다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법에서는 상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 검출 결과를 나타낸 신호에 따라서 단계적으로 상기 전원 전압을 변화시켜 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하도록 하고 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법에서는 상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 검출 결과를 나타낸 신호에 대하여 디지털/아날로그 변환을 해서 얻어지는 신호에 따라서 상기 전원 전압을 연속적으로 변화시켜 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하도록 하고 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법에서는 상기 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하고, 상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압으로서 1프레임 기간마다 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하도록 하고 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법에서는 상기 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하고, 상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압으로서 상기 제 1 버스라인의 각 버스라인 내의 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하도록 하고 있다.
도 2는 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 데이터 구동용 드라이버의 전원 전압과 구동 전압과의 관계를 나타낸 전압 파형도이고, 도 3은 본 발명의 원리를 설명하기 위해 주요부의 구성을 확대해서 나타내는 회로 블록도이다. 이들 도 2 및도 3을 참조하면서 본 발명의 원리에 따른 액정 표시 장치의 구동 회로와 데이터 구동용 드라이버와의 관계를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치 등에서는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)(도 1)로부터 출력되는 전원 전압으로서 데이터 구동용 드라이버(6)(도 1)에 공급되는 구동 전압 파형에 따라서 변화시킬 수 있는 양극성의 전원 전압(+ 전원 전압) +Vs와 음극성의 전원 전압(-전원 전압) -Vs을 생성하도록 되어 있다.
보다 구체적으로 말하면, 액정 표시 패널 상의 화상의 배경이 백의 상태, 즉 백표시에서 진폭이 작은 구동 전압 또는 흑표시에서 진폭이 큰 구동 전압을 인가하도록 된 패널에서, 화상 데이터를 흑으로 표시하도록 된 흑표시 시의 기간에서는 구동 전압의 진폭이 커지고, 비교적 큰 +전원 전압 Vs 및 -전원 전압 -Vs가 데이터 구동용 드라이버에 공급되어진다. 이에 대하여, 화상 데이터를 백으로 표시하는 백표시 시의 기간에서는 흑표시 시의 기간에 비해서 구동 전압의 진폭이 작아지고, 비교적 작은 + 전원 전압 +Vs 및 -전원 전압 -Vs가 데이터 구동용 드라이버에 공급되어지게 된다. 이와 같이 하면, 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)에 의해 어느 기간 내에서 진폭이 최대가 되는 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하고, 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 +전원 전압 +Vs 및 -전원 전압 -Vs를 데이터 구동용 드라이버에 공급함으로써 데이터 구동용 드라이버에서 불필요한 전력이 소비되는 것을 억제할 수 있다.
상기 전원 전압과 구동 전압과의 관계를 실현하기 위한 출력 전압 가변형 전원 회로부 및 데이터 구동용 드라이버의 기본적인 회로 구성을 도 3에 나타낸다. 도 3의 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 외부 입력 전원의 입력 전원 전압 Vin으로부터 +전원 전압 +Vs 및 -전원 전압 -Vs을 생성할 경우에, 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)(도 1)에 의해 검출되는 최대 진폭의 구동 전압에 대응하는 표시 데이터에 관련한 출력 전압 제어 신호 Svoc에 기초하여 +전원 전압 +Vs 및 -전원 전압 -Vs의 크기를 변화시키도록 하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 데이터 구동용 드라이버(6)는, 바람직하게는 화상 데이터의 계조 전압 레벨을 조정하기 위한 복수의 분압 저항으로 이루어진 γ 보정 저항군(61)과, 복수의 분압 저항 및 복수의 입력 버퍼를 통해서 복수 레벨의 계조 전압에 각각 대응한 복수의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(62)와, 이들 기준 전압을 토대로 소망하는 구동 전압 OUT1∼OUTn을 생성해서 각 화소에 공급하는 구동 전압 생성부(65)를 구비하고 있다.
또한, 이 구동 전압 생성부(65)는, 바람직하게는 표시 데이터에 따라서 상기 복수의 기준 전압의 특정의 기준 전압을 선택해서 소망하는 계조 전압을 생성하는 계조 전압 선택부(63)와, 이들 계조 전압을 적절한 전압 레벨로 변환하는 출력 버퍼부(64)를 갖는다. 이 출력 버퍼부(64) 내의 복수의 출력 버퍼를 통해서 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 구동 전압 OUT1∼OUTn이 출력된다. 상기한 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 1프레임 기간마다 표시 데이터를 표시하기 위해서 최소한 필요한 +전원 전압 +Vs 및 -전원 전압 -Vs를 구동 전압 생성부(65)에 공급하도록 하고 있다. 혹은, 제 1 버스라인(50)(도 1)의 각 버스라인 내에서 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해서 최소한 필요한 +전원 전압 +Vs 및 -전원 전압 -Vs를 구동 전압 생성부(65)에 공급하도록 하고 있다.
이와 같이 해서, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 필요로 하는 구동 전압의 진폭이 작을 경우에는 전원 전압도 작아지도록 상기 전원 전압을 변화시킬 수 있으므로, 데이터 구동용 드라이버에서 소비되는 불요한 소비 전력을 절감해서 장치 전체의 저소비 전력화를 실현할 수 있게 된다.
(실시예)
이하, 첨부 도면(도 4∼ 도 13)을 사용해서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 액정 표시 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 5는 도 4의 제 1 실시예에서의 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버의 제어 형태를 나타내는 전압 파형도이다. 단, 이 경우 상술한 도 14의 경우와 같이, 데이터 구동용 드라이버가 1개 걸러 제 2 버스라인(예를 들어, 홀수번째의 데이터 버스라인)(60a)에 접속된 제 1 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N)(이하, 제 1 상부 구동용 드라이버∼ 제 N 상부 구동용 드라이버를 단순히 상부 구동용 드라이버로 약칭함)와, 나머지 1개 걸러 제 2 버스라인(예를 들어, 짝수번째의 데이터 버스라인)(60b)에 접속된 제 1 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)(이하, 제 1 하부 구동용 드라이버∼ 제 N 하부 구동용 드라이버를 단순히 하부 구동용 드라이버로 약칭함)로 나뉘어 배치되는 경우를 예시하기로 한다.
도 4에서는 복수개의 제 1 버스라인(50)(즉, 스캔 버스라인)을 구성하는 복수의 제 1 전극(X1∼Xm)과, 복수개의 제 2 버스라인(60a, 60b)(즉, 데이터 버스라인)을 구성하는 복수의 제 2 전극(Y1∼Yn)과의 각 교점의 위치에 목적으로 하는 표시 데이터를 표시하기 위한 최소 단위인 복수의 화소를 표시하는 액정 셀이 배치되어 있다.
또한, 이들 복수의 화소에는 각각 TFT 등으로 된 복수의 트랜지스터·스위치 소자(도시 않음)가 접속되어 있다. 또한, 이들 트랜지스터·스위치 소자는 각각 복수의 제 2 전극(Y1∼Yn)에 접속되어 있다. 또한, 각각의 트랜지스터·스위치 소자의 온·오프 동작을 제어하는 제어 게이트가 각각의 제 1 전극(X1∼Xm)에 접속되어 있다.
또한, 도 4에서는 상기 복수의 트랜지스터·스위치 소자의 온·오프 동작의 제어에 사용되는 게이트 드라이버 제어 신호 Sxco를 적절한 전압 레벨로 변환한 후에 복수의 제 1 전극(X1∼Xm)의 각각에 공급하는 게이트 드라이버(5)가 설치되어 있다. 이 게이트 드라이버(5)는 도 14에 나타낸 종래의 액정 표시 장치의 게이트 드라이버와 마찬가지 구성을 하고 있다. 상기 게이트 드라이버(5)에 의해 액정 표시 패널(4) 상의 모든 화소가 각각의 트랜지스터·스위치 소자를 통해서 순차적으로 주사된다.
또, 한편으로 복수의 제 2 전극(Y1∼Yn)의 각각에 구동 전압 OUT1∼ OUTn을 공급하는 데이터 구동용 드라이버가 설치되어 있다. 이 경우, 구동 전압 OUT1∼ OUTn은 외부의 입력 신호 Sin에 포함되는 표시 데이터의 데이터 신호에 따라서 복수의 기준 전압으로부터 특정의 기준 전압을 선택해서 생성되는 계조 전압을 적절한 전압 레벨로 변환한 것이다. 상기 데이터 구동용 드라이버는 4∼5개의 IC로 이루어진 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N)와, 4∼5개의 IC로 이루어진 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)로 구성된다. 이들 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N) 및 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)는 도 14에 나타낸 종래의 액정 표시 장치의 상부 구동용 드라이버(600-1∼600-N) 및 하부 구동용 드라이버(610-1∼610-N)와 거의 동일 구성을 갖는다. 또한, 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버의 각각은 바람직하게는 상술한 도 3과 같은 회로 구성으로 실현된다. 상기한 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버는 본 발명의 구동 회로의 구성 요건은 아니므로, 여기서는 데이터 구동용 드라이버의 회로 구성의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도 4에서는 외부의 입력 신호 Sin에 기초하여 상기 게이트 드라이버(5)나 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N)나 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)의 동작을 제어하기 위한 게이트 드라이버 제어 신호 Sxco 및 데이터 구동용 드라이버 제어 신호 Syco 등의 각종의 제어 신호를 출력하는 제어 신호 생성 회로(30)가 설치되어 있다. 이 제어 신호 생성 회로(30)의 구성은 도 14에 나타낸 종래의 액정 표시 장치의 제어 신호 생성 회로(300)와 거의 동일하다. 단, 여기서는 도 14에 나타낸 종래의 구성과는 달리 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)(도 1)의 기능을 갖는 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)가 제어 신호 생성 회로(30)를 구성하는 IC 내에 조립되어 있다. 이 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)는 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N) 및 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)로부터 출력되는 구동 전압 OUT1∼ OUTn의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 것이다. 또한, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)의 검출 결과에 따라서 생성되는 출력 전압 제어 신호 Svoc에 기초하여 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압을 변화시킬 수 있게 된다.
또한, 도 4에서는 본 발명의 액정 표시 장치(10)는 입력 전원 전압 Vin으로부터 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 인가할 전원 전압(즉, 출력 전압 Vout)을 생성하고, 또한 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단(1)의 검출 결과로서 생성되는 출력 전압 제어 신호 Svoc에 기초하여 상기 전원 전압을 변화시킬 수 있는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)를 구비하고 있다. 이 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)에서는 소정의 기간마다 상기 표시 데이터를 표시하기 위해서 최소한 필요한 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버(6)에 공급하도록 하고 있다.
여기서, 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N)로부터 출력되는 교류의 구동 전압의 전압 파형(도 5의 사선부)과, 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)로부터 출력되는 교류의 구동 전압의 전압 파형(도 5의 사선부)을 도 5에 나타낸다. 이 경우, 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N)로부터 출력되는 구동 전압과, 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)로부터 출력되는 구동 전압은 동일 시간 t에서 보았을 경우, 한쪽의 구동 전압이 양극성의 구동 전압 파형( + 구동 전압 파형)을 가질 때에 다른 쪽의 구동 전압이 음극성의 구동 전압 파형( - 구동 전압 파형)을 갖는 것처럼, 서로극성이 반전한 관계로 되어 있다. 이들 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N) 및 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)에서의 구동 전압의 진폭 및 극성의 제어는 제어 신호 생성 회로(30)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 행하여진다.
또한, 도 4에서는 본 발명의 구동 회로의 전원 회로부를 구성하는 출력 전압 가변형 전원 회로부(2)로서 외부 입력 전원의 입력 전원 전압 Vin으로부터 상부 구동용 드라이버(66-1∼66-N) 및 하부 구동용 드라이버(67-1∼67-N)에 인가할 양극성의 전원 전압(+ 전원 전압) +Vs와 음극성의 전원 전압(- 전원 전압) -Vs을 생성하는 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)를 구비하고 있다. 또한, 본 발명의 구동 회로의 전원 회로부로서 외부 입력 전원의 입력 전원 전압 Vin으로부터 게이트 드라이버(5)를 안정하게 동작시키기 위해 필요한 일정 전압 레벨의 게이트 전원 전압 Vgs을 생성하는 게이트 전원 회로(7)가 설치되어 있다.
또한, 이 경우 양극성의 전원 전압 +Vs와 음극성의 전원 전압 -Vs의 스위칭이 프레임 기간의 단위로 행하여지도록 1프레임 기간마다 전원 전압의 극성을 반전시키는 프레임 반전 신호 Sfr를 생성하기 위한 프레임 반전 신호 생성부(31)가 설치되어 있다. 이 프레임 반전 신호 생성부(31)로부터 출력되는 프레임 반전 신호 Sfr는 상술한 출력 전압 제어 신호 Svoc와 함께 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)에 공급된다.
또한, 이 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)로부터 출력되는 양극성의 전원 전압 +Vs와 음극성의 전원 전압 -Vs은 도 5에 나타낸 바와 같이 프레임 반전 신호 Sfr에 따라서 1프레임 기간마다 그 극성이 스위칭되도록 제어됨과 동시에 구동전압의 크기에 따라서 그 크기가 변화하도록 제어된다.
도 5의 전압 파형도로부터 분명한 바와 같이, 어느 프레임 기간에서는 상부 구동용 드라이버로부터는 양극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에, 양극성의 전원 전압 +Vs만을 양극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨로 설정하고, 음극성의 전원 전압 -Vs의 전압 레벨을 낮게(예를 들어, 0V 부근) 설정하면 된다. 마찬가지로, 하부 구동용 드라이버로부터는 음극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 음극성의 전원 전압 -Vs만을 음극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨로 설정하고, 양극성의 전원 전압 +Vs의 전압 레벨을 낮게(예를 들어, 0V 부근) 설정하면 된다.
이에 대하여, 다음의 프레임 기간에서는 상부 구동용 드라이버로부터는 음극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 음극성의 전원 전압 -Vs만을 음극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨로 설정하고, 양극성의 전원 전압 +Vs의 전압 레벨을 낮게 설정하면 된다. 마찬가지로, 하부 구동용 드라이버로부터는 양극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 양극성의 전원 전압 +Vs만을 양극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨로 설정하고, 음극성의 전원 전압 -Vs의 전압 레벨을 낮게 설정하면 된다.
본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법은 상기 제 1 실시예의 구동 회로를 동작시킴으로써 용이하게 실시된다. 이와 같은 구동 방법에서는 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 극성의 스위칭을 고려하면서, 그 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하고, 1프레임 기간마다 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해서 최소한 필요한 양극성의 구동 전압과 음극성의 전원 전압을 선택해서 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버에 공급하도록 하고 있다.
상기 제 1 실시예에 의하면, 1프레임 기간마다 구동 전압의 전압 범위에 따라서 전원 전압의 전압 레벨을 변화시킴으로써 필요로 하는 구동 전압의 진폭이 작을 경우에는 전원 전압도 작아지도록 상기 전원 전압을 선택할 수 있으므로, 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버에서 불필요한 전력이 소비되는 것을 억제할 수 있게 된다.
도 6은 가로 방향의 동일 버스라인, 즉 각각의 제 1 버스라인에서 전원 전압을 스위칭하는 경우의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로의 구성 및 각부의 전압 파형을 나타내는 도면이다.
도 6a에 나타낸 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)는 3개의 플립플롭 회로부(FF 회로부)(11∼ 13)를 구비하고 있다. 여기서는, 입력 신호 Sin에 포함되는 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 이, 디지털 데이터를 나타낸 수 비트(예를 들어, 6비트)의 데이터 신호가 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)에 입력되는 것으로 한다. 또한, Vcc는 FF 회로부를 동작시키기 위한 전원을 나타내고, HSYNC는 표시 데이터를 표시할 때의 주사의 주기를 나타내는 수평 동기 신호를 나타내고 있다.
도 6a에서 처음에 디지털인 데이터 신호의 최상위의 데이터 비트가 클록 신호 CK에 동기한 상태에서 1단째의 FF 회로부(11)의 데이터 입력 단자(D)에 입력된다. 데이터 입력 단자(D)의 전압 파형(a)과, 클록 신호 CK의 전압 파형(b)은 도 6b에 나타내는 바와 같다. 데이터 신호의 최상위 데이터 비트가 "1"일 경우, 도 6b의 전압 파형(c)으로 나타낸 바와 같이, 1단째의 FF 회로부(11)의 출력 단자(Q)로부터 "H(High)" 레벨의 신호가 출력된다. 즉, 이 "H" 레벨의 신호는 표시 데이터에 대응하는 구동 전압의 전압 레벨이 최대치에 가깝다는 것, 즉 거의 최대의 표시 데이터가 검출된 것을 나타내게 된다. 또, 한편으로 데이터 신호의 최상위 데이터 비트가 "0"일 경우, 1단째의 FF 회로부(11)의 출력 단자(Q)의 출력 레벨은 "L(low)" 레벨 그대로이다. 이 "L" 레벨의 신호는 표시 데이터에 대응하는 구동 전압의 전압 레벨이 최대치의 약 1/2의 값임을 나타내게 된다.
또한, 도 6a부에서 1단째의 FF 회로부(11)의 출력 단자(Q)로부터 "H" 레벨의 신호가 출력된 경우, 이와 같은 "H" 레벨의 신호는 2단째의 FF 회로부(12)의 클록 단자 CK에 입력된다. 상기한 "H" 레벨의 신호는 도 6b의 전압 파형(d)에 나타낸 바와 같이 각각의 제 1 버스라인의 주사가 완료할 때까지 2단째의 FF 회로부(12)에 유지된다. 이 2단째의 FF 회로부(12)에 "H" 레벨의 신호가 유지되는 기간은 도 6b의 전압 파형(f)으로 나타낸 바와 같이 수평 동기 신호 HSYNC를 1단째 및 2단째의 FF 회로부(11, 12)의 리셋 단자(RES)에 입력함으로써 규정된다.
또한, 도 6a에서 특정의 버스라인의 주사가 완료하고 다음의 버스라인의 주사가 개시하였을 때에 도 6b의 전압 파형(e)으로 나타낸 바와 같이 상기 특정의 버스라인에서 검출한 "H" 레벨의 신호가 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)의 검출 결과로서 3단째의 FF 회로부(13)로부터 출력된다. 이 3단째의 FF 회로부(13)로부터 출력된 신호를 후술하는 도 7에 나타낸 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)의 전원 전압 스위칭 제어 신호(즉, 출력 전압 제어 신호 Svoc)로서 이용함으로써 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압을 가변으로 할 수 있다.
도 7은 도 6의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로에 관련한 상하 구동 드라이버용 전원 회로의 구성을 나타낸 회로 블록도이고, 도 8은 도 7에서 전원 전압이 변화하는 형태를 나타내는 전압 파형도이다.
도 7에서는 도 4에 나타낸 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)의 회로 구성의 구체예가 나타나 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)는 상술한 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)(도 6)로부터 출력되는 전원 전압 스위칭 제어 신호에 기초하여 가변의 양극성의 전원 전압 +Vs와 음극성의 전원 전압 -Vs를 생성하기 위한 스위칭 레귤레이터 회로를 구성한다.
도 7의 상하 구동 드라이버용 전원 회로, 즉 스위칭 레귤레이터 회로는 외부 입력 전원의 입력 전원 전압 Vin으로부터 양극성의 전원 전압 +Vs 및 음극성의 전원 전압 -Vs를 각각 생성하기 위한 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)를 구비하고 있다. 이들 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)에는 전압 평활화의 기능을 갖는 초크 코일(L1, L2)이 각각 부가되어 있다.
또한, 도 7에서는 발진기(21)로부터의 기준 신호에 기초하여 양극성의 전원 전압 제어용 전압 +V-CNT와 음극성의 전원 전압 제어용 전압 -V-CNT를 생성해서 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)의 입력측에 각각 공급하기 위한 전원 전압 제어부(22)가설치되어 있다. 이 경우, 양극성의 전원 전압 제어용 전압 +V-CNT는 스위칭 트랜지스터(Q3)의 입력 신호의 레벨을 변화시킴으로써 역류 전류 방지용의 다이오드(D1)를 통해서 출력되는 양극성의 전원 전압 +Vs의 전압 레벨을 적절하게 설정하기 위해 사용된다. 또, 한편으로 음극성의 전원 전압 제어용 전압 -V-CNT는 스위칭 트랜지스터(Q4)의 입력 신호의 레벨을 변화시킴으로써 역류 방지용 다이오드(D2)를 통해서 출력되는 음극성의 전원 전압 -Vs의 전압 레벨을 적절하게 설정하기 위해서 사용된다. 또한, 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)의 출력측에는 양극성의 전원 전압 +Vs과 음극성의 전원 전압 -Vs에 포함되는 고주파 신호 성분을 제거하기 위한 콘덴서(C1, C2)가 각각 접속된다.
또한, 도 7에서는 양극성의 피드백 전압 +V-FB와 음극성의 피드백 전압 -V-FB를 생성해서 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)의 출력측에 각각 공급하기 위한 피드백 전압 생성부(23)가 설치되어 있다. 이 경우, 양극성의 피드백 전압 +V-FB은 1조의 분압용 저항(R1, R2)에 의해 규정되는 전압분만 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)의 입력측에 피드백된다. 또, 한편으로 음극성의 피드백 전압 -V-FB는 1조의 분압용 저항(R4, R5)에 의해 규정되는 전압분만 스위칭 트랜지스터(Q4)의 입력측에 피드백된다.
또한, 양극성의 피드백 전압을 가변으로 하기 위한 전압 레벨 저항이(R3) 스위칭 트랜지스터(Q1)를 통해서 양극성의 전원측의 한쪽의 분압용 저항(R2)과 병렬로 접속된다. 또, 한편으로 음극성의 피드백 전압을 가변으로 하기 위한 전압 레벨 조정용 저항(R6)이 스위칭 트랜지스터(Q2)를 통해서 음극성의 전원측의 한쪽의 분압용 저항(R5)과 병렬로 접속된다. 이들 스위칭 트랜지스터(Q1, Q2)의 온·오프 동작은 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)(도 6) 등에 의해 생성되는 2종류의 전원 전압 스위칭 제어 회로, 즉 양극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs+와 음극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs-에 의해 제어된다.
도 7의 상하 구동 드라이버용 전원 회로를 동작시켜서 양극성의 전원 전압 +Vs의 전압 레벨을 변화시키기 위해서는 도 8에 나타낸 바와 같이 양극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs+의 레벨을 "H"로 해서 스위칭 트랜지스터(Q1)를 온 상태로 하면 된다. 이와 같이, 스위칭 트랜지스터(Q1)를 온 상태로 함으로써 전압 레벨 조정용 저항(R3)과 분압용 저항(R2)이 서로 병렬로 접속된다. 이들 전압 레벨 조정용 저항(R3)과 분압용 저항(R2)의 합성 저항에 의해서 양극성의 피드백 전압 +V-FB의 전압 레벨이 변화하고, 양극성의 전원 전압 +Vs이 단계적으로 변화하게 된다.
또, 한편으로 음극성의 전원 전압 -Vs의 전압 레벨을 변화시키기 위해서는 도 8에 나타낸 바와 같이 음극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs-의 레벨을 "H"로 해서 스위칭 트랜지스터(Q2)를 온 상태로 하면 된다. 이와 같이, 스위칭 트랜지스터(Q2)를 온 상태로 함으로써 전압 레벨 조정용 저항(R4)과 분압용 저항(R2)이 서로 병렬로 접속된다. 이들 전압 레벨 조정용 저항(R6)과 분압용 저항(R5)의 합성 저항에 의해서 음극성의 피드백 전압의 전압 레벨이 변화하고, 음극성의 전원 전압 -Vs이 단계적으로 변화하게 된다.
도 9는 다수 비트 디지털 데이터를 검출해서 아날로그 데이터로 변환하는 경우의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로의 구성을 나타낸 회로 블록도이다. 단, 여기서는 설명을 간단하게 하기 위해서 최상위 데이터 비트와 최상위로부터 2번째의 데이터 비트의 값을 검출함으로써 4비트의 데이터 검출을 하는 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로를 나타내고 있다.
도 9에 나타낸 4비트 디지털 데이터 검출용의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)는 6개의 플립플롭 회로부(FF 회로부)(11∼16)와, FF 회로부(11∼ 16)의 검출 결과를 나타낸 전원 전압 스위칭 신호에 대하여 디지털/아날로그 변환(D/A 변환)을 하는 디지털/아날로그 컨버터(D/A)(17)를 구비하고 있다.
도 9에서 표시 데이터를 나타낸 데이터 신호의 최상위 데이터 비트를 검출하기 위한 FF 회로부(11∼ 13)의 구성 및 동작은 상술한 도 6의 FF 회로부와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
또한, 도 9에서 데이터 신호의 최상위로부터 2번째의 데이터 비트를 검출하기 위한 하부의 FF 회로부(14∼16)가 최상위 데이터 비트를 검출하기 위한 상부의 FF 회로부(11∼ 13)와 병렬로 접속된다. 상기한 최상위로부터 2번째의 데이터 비트는 클록 신호 CK에 동기한 상태에서 하부의 1 단째의 FF 회로부(14)의 데이터 입력 단자(D)에 입력된다. 데이터 신호의 최상위로부터 2번째의 데이터 비트가 "1"일 경우, 하부의 1 단째의 FF 회로부(14)의 출력 단자(Q)로부터 "H" 레벨의 신호가 출력된다. 또, 한편으로 데이터 신호의 최상위로부터 2번째의 데이터 비트가 "0"일 경우, 하부의 1 단째의 FF 회로부(14)의 출력 단자(Q)의 출력 레벨은 "L"의 레벨 그대로이다.
또한, 도 9에서 하부의 1단째의 FF 회로부(14)의 출력 단자(Q)로부터 "H"레벨의 신호가 출력된 경우, 이와 같은 "H"레벨의 신호는 하부의 2단째의 FF 회로부(15)의 출력 단자 CK에 입력된다. 상기한 "H"레벨의 신호는 각각의 제 1 버스라인의 주사가 완료할 때까지 하부의 2단째의 FF 회로부(15)에 유지된다. 이 2단째의 FF 회로부(15)에 "H" 레벨의 신호가 유지되는 기간은 수평 동기 신호 HSYNC를 FF 회로부(14, 15)의 리셋 단자(RES)에 입력함으로써 규정된다.
또한, 도 9에서 특정의 버스라인의 주사가 완료하고 다음의 버스라인의 주사가 개시하였을 때, 상기 특정의 버스라인에서 검출한 "H" 레벨의 신호가 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)의 검출 결과로서 하부의 3단째의 FF 회로부(16)로부터 출력된다. 이 3단째의 FF 회로부(16)로부터 출력된 신호에 대하여 상부의 3단째의 FF 회로부(13)로부터 출력된 신호와 함께 디지털/아날로그 컨버터(17)에 의해서 디지털/아날로그 변환이 이루어진다. 이 디지털/아날로그 컨버터(17)로부터 출력된 신호를 후술하는 도 10에 나타낸 상하 구동 드라이버용 전원 회로(20)의 전원 전압 스위칭 제어 회로로서 이용함으로써 데이터 구동 드라이버에 인가할 전원 전압을 거의 연속적으로 변화시킬 수 있다.
도 10은 도 9의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로에 관련한 상하 구동 드라이버용 전원 회로의 구성을 나타낸 회로 블록도이다.
도 10의 상하 구동 드라이버용 전원 회로는 상술한 도 6의 상하 구동 드라이버용 전원 회로와 거의 동일하지만, 스위칭 트랜지스터(Q7, Q8)와 전압 레벨 조정용 저항(R7, R8)을 도 6의 상하 구동 드라이버용 전원 회로에 부가하고 있는 점이다르다.
상기한 스위칭 트랜지스터(Q7, Q8) 및 전압 레벨 조정용 저항(R7, R8)은 데이터 신호의 최상위로부터 2번째의 데이터 비트의 검출 결과에 따라서 양극성의 피드백 전압과 음극성의 피드백 전압을 바꾸기 위해서 새로 설치된 것이다.
도 10에서는 상술한 도 6의 경우와 마찬가지로 양극성의 피드백 전압 +V-FB과 음극성의 피드백 전압 -V-FB를 생성해서 스위칭 트랜지스터(Q3, Q4)의 출력측에 각각 공급하기 위한 피드백 전압 생성부(23)가 설치되어 있다. 이 경우, 양극성의 피드백 전압 +V-FB은 일조의 분압용 저항(R1, R2)에 의해 규정되는 전압만 스위칭 트랜지스터(Q3)의 입력측에 피드백된다. 또, 한편으로 음극성의 피드백 전압 -V-FB은 일조의 분압용 저항(R4, R5)에 의해 규정되는 전압만 스위칭 트랜지스터(Q4)의 입력측에 피드백된다.
또한, 도 10에서 양극성의 피드백 전압을 가변으로 하기 위한 전압 레벨 조정용 저항(R3)이 스위칭 트랜지스터(Q1)를 통해서 양극성의 전원측의 한쪽의 분압용 저항(R2)과 병렬로 접속됨과 동시에, 다른 전압 레벨 조정용 저항(R7)이 스위칭 트랜지스터(Q7)를 통해서 양극성의 전원측의 한쪽의 분압용 저항(R2)과 병렬로 접속된다. 또, 한편으로 음극성의 피드백 전압을 가변으로 하기 위한 전압 레벨 조정용 저항(R6)이 스위칭 트랜지스터(Q2)를 통해서 음극성의 전원 측의 한쪽의 분압용 저항(R5)과 병렬로 접속됨과 동시에 다른 전압 레벨 조정용 저항(R8)이 스위칭 트랜지스터(Q8)를 통해서 음극성의 전원측의 한쪽의 분압용 저항(R5)과 병렬로 접속된다.
여기서, 스위칭 트랜지스터(Q1, Q2)의 온·오프 동작은 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)(도 9) 등에 의해 생성되는 4종류(2비트)의 아날로그의 전원 전압 스위칭 제어 회로에 의해 각각 제어된다. 이들 4종류의 전원 전압 스위칭 제어 회로에는 데이터 신호의 최상위 데이터 비트의 검출 결과로서 얻어진 제 1 양극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs1+와 제 1 음극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs1- 및 데이터 신호의 최상위 데이터 비트로부터 2번째의 데이터 비트의 검출 결과로서 얻어지는 제 2 양극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs2+와 제 2 음극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs2-가 포함된다.
도 10의 상하 구동 드라이버용 전원 회로를 동작시켜서 양극성의 전원 전압 +Vs의 전압 레벨을 거의 연속적(여기서는, 4 가지)으로 변화시키기 위해서는 제 1 양극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs1+의 레벨을 "H"로 해서 스위칭 트랜지스터(Q1)를 온 상태로 하든지, 또는 제 2 양극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs2+의 레벨을 "H"로 해서 스위칭 트랜지스터(Q7)를 온 상태로 하면 된다. 이와 같이, 스위칭 트랜지스터(Q1) 또는 스위칭 트랜지스터(Q7)를 온 상태로 함으로써 분압용 저항(R2)과 전압 레벨 조정용 저항(R3)과 전압 레벨 조정용 저항(R7)과의 병렬 접속의 관계가 바뀐다. 이들 분압용 저항(R2)과 전압 레벨 조정용 저항(R3)과 전압 레벨 조정용 저항(R7)과의 합성 저항에 의해서 양극성의 피드백 전압 +V-FB의 전압 레벨이 거의 연속적으로 변화해서 양극성의 전원 전압 +Vs가 거의 연속적으로 변화하게 된다.
또, 한편으로 음극성의 전원 전압 -Vs의 전압 레벨을 4 가지로 변화시키기위해서는 제 1 음극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs1-의 레벨을 "H"로 해서 스위칭 트랜지스터(Q2)를 온 상태로 하든지, 또는 제 2 음극성 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs2-의 레벨을 "H"로 해서 스위칭 트랜지스터(Q8)를 온 상태로 하면 된다. 이와 같이, 스위칭 트랜지스터(Q2) 또는 스위칭 트랜지스터(Q8)를 온 상태로 함으로써 분압용 저항(R5)과 전압 레벨 조정용 저항(R6)과 전압 레벨 조정용 저항(R8)과의 병렬 접속의 관계가 바뀐다. 이들 분압용 저항(R5)과 전압 레벨 조정용 저항(R6)과 전압 레벨 조정용 저항(R8)과의 합성 저항에 의해서 음극성의 피드백 전압 -V-FB의 전압 레벨이 거의 연속적으로 변화해서, 음극성의 전원 전압 -Vs가 거의 연속적으로 변화하게 된다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 제어 신호 생성 회로를 상세하게 나타낸 회로 블록도이다. 단, 여기서는 컬러 표시용의 R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 3원색의 화소에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 구동 전압의 진폭 및 극성의 제어를 하는 경우를 상정한다.
도 11의 제어 신호 생성 회로에 입력되는 외부의 입력 신호 Sin는 적색의 화소에 대응하는 표시 데이터를 나타낸 6비트의 적색 데이터 신호 R5∼R0, 녹색의 화소에 대응하는 표시 데이터를 나타낸 6비트의 녹색 데이터 신호 G5∼G0, 청색의 화소에 대응하는 표시 데이터를 나타낸 6비트의 청색 데이터 신호 B5∼B0, 수직 동기 신호 VSYNC, 수평 동기 신호 HSYNC, 클록 신호 CK 및 이네이블 신호 ENAB를 포함한다.
도 11에 나타낸 제어 신호 생성 회로는 적색 데이터 신호 R5∼R0, 녹색 데이터 신호 G5∼G0 및 청색 데이터 신호 B5∼B0를 복수의 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버로 분배하는 상하 분배 회로부(33)를 구비하고 있다. 상기한 3종류의 데이터 신호는 입력 버퍼(32)를 통해서 상하 분배 회로부(33)에 입력된 후에, 출력 버퍼(34)를 통해서 적절한 신호 레벨로 변환된다. 또한, 상부 구동용 드라이버의 동작을 제어하기 위해서 적색 데이터에 관련한 상부 구동용 드라이버 제어 신호 R5U∼R0U, 녹색 데이터에 관련한 상부 구동용 드라이버 제어 신호 G5U∼G0U 및 청색 데이터에 관련한 상부 구동용 드라이버 제어 신호 B5U∼B0U가 제어 신호 생성 회로의 출력 신호(즉, 데이터 구동용 드라이버 제어 신호 Syco)로서 출력 버퍼(34)로부터 출력된다. 마찬가지로, 하부 구동용 드라이버의 동작을 제어하기 위해서 적색 데이터에 관련한 하부 구동용 드라이버 제어 신호 R5D∼R0D, 녹색 데이터에 관련한 하부 구동용 드라이버 제어 신호 G5D∼G0D 및 청색 데이터에 관련한 하부 구동용 드라이버 제어 신호 B5D∼B0D가 제어 신호 생성 회로의 출력 신호로서 출력 버퍼(34)로부터 출력된다.
또한, 도 11의 제어 신호 생성 회로는 상기한 상부 구동용 드라이버 제어 신호 및 하부 구동용 드라이버 제어 신호의 동기를 취하기 위한 데이터 클록 CLK나 각 스캔 버스라인마다 표시 데이터를 표시할 때에 상부 구동용 드라이버 제어 신호 및 하부 구동용 드라이버 제어 신호를 일시적으로 유지하는 래치 펄스 LP를 생성하는 상하 구동용 드라이버 제어 신호 생성부(35)를 구비하고 있다. 이 경우, 상기 제어 클록 CLK나 래치 펄스 LP는 입력 신호 Sin에 포함되는 수직동기 신호 VSYNC, 클록 신호 CK 및 인에이블 신호 ENAB에 기초해서 생성된다.
또한, 도 11의 제어 신호 생성 회로는 게이트 드라이버의 동작을 제어하기 위한 게이트 드라이버 제어 신호 Sxco로서 1프레임 기간을 규정하는 프레임 신호 FRM이나 게이트 드라이버의 동작에 관련한 각종 신호의 동기를 취하기 위한 게이트 클록 GCLK를 생성하는 게이트 드라이버 제어 신호 생성부(36)를 구비하고 있다. 이 경우, 상기한 프레임 신호 FRM이나 게이트 클록 신호 GCLK는 입력 신호 Sin에 포함되는 수평동기 신호 HSYNC, 클록 신호 CK 및 인에이블 신호 ENAB에 기초해서 생성된다.
또한, 도 11의 제어 신호 생성 회로는 상술한 양극성의 전원 전압 스위칭 제어 회로 Svs+ 및 음극성의 전원 전압 스위칭 제어 회로 Svs- 등의 적어도 2종류의 전원 전압 스위칭 제어 회로를 생성하는 전원 제어 신호 생성부(37)를 구비하고 있다.
또한, 이 경우 상술한 바와 같은 양극성의 전원 전압 스위칭 제어 전압 +V-CNT 및 음극성의 전원 전압 스위칭 제어 전압 -V-CNT 등의 적어도 2종류의 전원 전압 제어용 전압을 생성하는 디지털/아날로그 변환부(D/A 변환부)(38)가 제어 신호 생성 회로 내에 설치되어 있다.
또한, 도 11에서는 도 6에 나타낸 바와 같은 구성의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)가 제어 신호 생성 회로를 구성하는 IC 내에 조립되어 있다. 이 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)는 상기한 적색 데이터 신호 R5∼R0, 녹색 데이터 신호 G5∼G0 및 청색 데이터 신호 B5∼B0로 이루어진 데이터 신호에 기초하여 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 것이다. 또한, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18)의 검출 결과를 나타낸 출력 전압 제어 신호에 기초해서 전원 전압 스위칭 제어 신호 및 전원 전압 제어용 전압을 적절하게 제어함으로써 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압을 변화시키도록 하고 있다.
도 12는 본 발명의 액정 표시 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 13은 도 12의 제 2 실시예서의 짝수 출력 구동용 드라이버부 및 홀수 출력 구동용 드라이버의 제어 형태를 나타내는 전압 파형도이다. 단, 여기서는 도 9에 나타낸 바와 같은 다수 비트 디지털 데이터 검출용의 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)를 제어 신호 생성 회로 내에 설치하는 경우를 상정한다.
도 12에 나타낸 제 2 실시예에서는 상부 구동용 드라이버 및 하부 구동용 드라이버로 나누어서 제 2 버스라인(60)(즉, 데이터 버스라인)의 양측에 데이터 구동용 드라이버를 배치하는 대신에(도 4의 제 1 실시예 참조), 제 2 버스라인(60)의 한쪽에만 데이터 구동용 드라이버를 배치하고 있다. 상기 제 2 실시예에서의 데이터 구동용 드라이버는 복수개의 데이터 버스라인에 각각 접속된 제 1 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버(68-1)∼ 제 N 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버(68-N)(이하, 제 1 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버∼ 제 N 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버를 단순히 짝수 출력 홀수 구동용 드라이버로 약칭함)로 구성되고, 바람직하게는 4∼5개의 IC로 된다. 이 경우, 복수의 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버의 각각은 그 내부에서 짝수번째의 데이터 버스라인에 접속된 짝수 출력 구동용 드라이버부와 홀수번째의 데이터 버스라인에 접속된 홀수 출력 구동용 드라이버부가 서로 분리되어 있다.
또한, 도 12에 나타낸 제 2 실시예에서는 외부 입력 전원의 입력 전원 전압 Vin으로부터 짝수 출력 구동 드라이버용 전원 전압 Vse와 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 전압 Vso를 생성해서 복수의 짝수 출력 구동용 드라이버(68-1∼ 68-N)에 공급하기 위한 짝수 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 회로(24)가 설치되어 있다. 이 경우, 짝수 출력 구동 드라이버용 전원 전압 Vse는 짝수 출력 구동용 드라이버부에 공급되고, 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 전압 Vso는 홀수 출력 구동용 드라이버부에 공급된다. 즉, 상기 제 2 실시예에서는 짝수 출력 구동용 드라이버부 및 홀수 출력 구동용 드라이버부에 대하여 각각 별도의 전원 전압이 공급되도록 되어 있다.
또한, 도 12에 나타낸 제 2 실시예에서는 상술한 도 9에 나타낸 바와 같은 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)가 제어 신호 생성 회로(30)를 구성하는 IC 내에 조립되어 있다. 이 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)는 복수의 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버(68-1∼ 68-N)로부터 출력되는 구동 전압 OUT1∼ OUTn의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 것이다. 더 상세하게 말하면, 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)에서는 입력 신호 Sin에 포함되는 데이터 신호의 최상위 비트의 검출 결과 및 최상위 데이터 비트로부터 2번째의 데이터 비트의 검출 결과로서 얻어지는 4종류(2비트)의 전원 전압 스위칭 제어 신호를 짝수 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 회로(24)에 공급한다. 이들 4종류의 전원 전압 스위칭 제어 신호에는 상술한 바와 같이 데이터 신호의 최상위 데이터 비트의 검출 결과로서 얻어지는 제 1 양극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs1+와 제 1 음극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs- 및 데이터 신호의 최상위 데이터 비트로부터 2번째의 데이터 비트의 검출 결과로서 얻어지는 제 2 양극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs2+와 제 2 음극성의 전원 전압 스위칭 제어 신호 Svs2-가 포함된다. 상기한 전원 전압 스위칭 제어 신호에 따라서 짝수 출력 구동용 드라이버부 및 홀수 출력 구동용 드라이버부에 각각 인가할 전원 전압을 거의 연속적으로 변화시킬 수 있다.
또한, 도 12에서의 제어 신호 생성 회로(30) 및 게이트 전원 회로(7)의 구성은 도 4에 나타낸 제 1 실시예의 구성과 기본적으로 다르지 않으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
상기한 짝수 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 회로(24)에서는 최대 진폭 표시 데이터 검출 회로(18a)로부터 출력되는 4종류의 전원 전압 스위칭 제어 신호에 기초하여 1프레임 기간마다 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 전원 전압을 선택해서 복수의 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버(68-1∼ 68-N)에 공급하도록 하고 있다.
여기서, 짝수 홀수 출력 구동용 드라이버 내의 짝수 출력 구동용 드라이버부로부터 출력되는 교류의 구동 전압의 전압 파형(도 13의 사선부)과 홀수 출력 구동용 드라이버부로부터 출력되는 교류의 구동 전압의 전압 파형(도 13의 사선부)을 도 13에 나타낸다. 이 경우, 짝수 출력 구동용 드라이버부로부터 출력되는 구동 전압과, 홀수 출력 구동용 드라이버부로부터 출력되는 구동 전압은 동일 시간 t에서보았을 경우, 한쪽의 구동 전압이 양극성의 구동 전압 파형(+ 구동 전압 파형)을 갖을 때에 다른 쪽의 구동 전압이 음극성의 구동 전압 파형(- 구동 전압 파형)을 갖는 식으로 서로 극성이 반전한 관계로 되어 있다.
이 경우, 짝수 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 회로(24)(도 12)에서는 4종류의 전원 전압 스위칭 제어 신호에 따라서 4종류의 전압 레벨(V1∼ V4)을 가지는 양극성의 전원 전압 및 음극성의 전원 전압을 선택적으로 출력할 수 있다. 또한, 상기한 짝수 홀수 출력 구동 드라이버용 전원 회로(24)에서는 짝수 출력 구동용 드라이버부에 인가할 양극성의 전원 전압(+ 전원 전압) +Vse와 음극성의 전원 전압(- 전원 전압) -Vse와, 홀수 출력 구동용 드라이버부에 인가할 양극성의 전원 전압(+ 전원 전압) +Vso와 음극성의 전원 전압(-전원 전압) -Vso이 생성된다.
또한, 짝수 출력 구동용 드라이버부 및 홀수 출력 구동용 드라이버부로부터 출력되는 양극성의 전원 전압과 음극성의 전원 전압은 도 13에 나타낸 바와 같이 프레임 반전 신호 Sfr에 따라서 1프레임 기간마다 그 극성이 스위칭하도록 제어됨과 동시에 구동 전압의 크기에 따라서 그 크기(즉, 전압 레벨)가 거의 연속적으로 (여기서는, 4가지)변화하도록 제어된다.
도 13의 전압 파형도로부터 분명한 것처럼 어느 프레임 기간에서는 짝수 출력 구동용 드라이버부로부터는 양극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 양극성의 전원 전압 +Vse만을 양극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨중의 어느 하나로 설정하고, 음극성의 전원 전압 -Vse의 전압 레벨을 낮게(예를 들어, 0V 부근) 설정하면 된다. 마찬가지로, 홀수 출력 구동용 드라이버부로부터는 음극성의구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 음극성의 전원 전압 -Vso만을 음극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨 중의 어느 하나로 설정하고, 양극성의 전원 전압 +Vso의 전압 레벨을 낮게(예를 들어 0V 부근) 설정하면 된다.
이에 대하여, 다음의 프레임 기간에서는 짝수 출력 구동용 드라이버부로부터는 음극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 음극성의 전원 전압 -Vse만을 음극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨중의 어느 하나로 설정하고, 양극성의 전원 전압 +Vse의 전압 레벨을 낮게(예를 들어 0V 부근) 설정하면 된다. 마찬가지로, 홀수 출력 구동용 드라이버부로부터는 양극성의 구동 전압밖에 출력되지 않기 때문에 양극성의 전원 전압 +Vso만을 양극성의 구동 전압의 범위에 가까운 전압 레벨 중의 어느 하나로 설정하고, 음극성의 전원 전압 -Vso의 전압 레벨을 낮게(예를 들어, 0V 부근) 설정하면 된다.
상기 제 2 실시예에 의하면, 데이터 구동용 드라이버의 유닛 수가 상기 제 1 실시예의 절반의 수로 절감되므로 액정 표시 장치에서의 데이터 구동용 드라이버의 점유 면적이 작아져서 장치 전체의 소형화가 도모된다. 단, 데이터 구동용 드라이버의 내부에서 짝수 출력 구동용 드라이버 및 홀수 출력 구동용 드라이버에 대하여 각각 별개로 전원 전압을 공급할 필요가 있으므로, 그로 인한 회로 구성이 상기 제 1 실시예의 경우보다 복잡해지는 점에 주의하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 첫째로 소정의 기간마다 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 작을 경우에는 전원 전압도 작아지도록 상기 전원 전압을 변화시키도록 하고 있으므로 데이터 구동용 드라이버에서 소비되는 불필요한 소비 전력이 절감된다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 둘째로 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 표시 데이터를 1프레임 기간마다 검출하고, 이 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 전원 전압(특히, 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 전원 전압)을 선택하고 있으므로, 프레임 단위로 데이터 구동용 드라이버에서 소비되는 불필요한 소비 전력이 대폭 절감되어 장치 전체의 저소비 전력화를 실현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 세째로 각 스캔 버스라인 내에서 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 표시 데이터를 검출하고, 이 표시 데이터를 표시하기 위해서 필요한 전원 전압을 선택하고 있으므로, 스캔 버스라인의 수가 증가하였을 경우에도 데이터 구동용 드라이버에서 불필요한 전력이 소비되는 것을 유효하게 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 네째로 디지털의 표시 데이터의 최상위 비트 등을 사용해서 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 표시 데이터를 용이하게 검출할 수 있으므로, 간단한 회로 구성으로 전원 전압을변화시켜 데이터 구동용 드라이버에서 소비되는 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 장치의 구동 회로 및 액정 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 다섯째로 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 디지털 표시 데이터를 검출한 후에 이 검출 결과를 아날로그 신호로 변환하고 있으므로, 전원 전압을 거의 연속적으로 변화시킬 수 있어서, 데이터 구동용 드라이버에서 불필요한 전력이 소비되는 것을 정밀도 좋게 억제할 수 있게 된다.

Claims (18)

  1. 복수개의 제 1 버스라인과, 상기 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인과의 각 교점의 위치에 형성되는 복수의 화소로 구성되는 액정 표시 패널과,
    상기 제 1 버스라인을 통해서 상기 화소를 순차적으로 주사하는 게이트 드라이버와,
    상기 제 2 버스라인을 통해서 상기 제 1 버스라인 상의 선택된 화소에 소정의 표시데이터를 표시하기 위한 구동 전압을 공급하는 데이터 구동용 드라이버를 갖는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단과,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압을 생성하고, 또한 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단의 검출 결과에 기초하여 상기 전원 전압을 변화시킬 수 있는 출력 전압 가변형 전원 회로부를 포함하고,
    소정의 기간마다 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는
    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 공급되는 상기 전원 전압이 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 전원 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단의 검출 결과를 나타낸 신호에 따라서 단계적으로 상기 전원 전압을 변화시켜서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단의 검출 결과를 나타내는 신호에 대하여 디지털/아날로그 변환을 하여 얻어지는 신호에 따라서 상기 전원 전압을 연속적으로 변화시키고 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 기간으로서 1프레임 기간마다 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 기간으로서 상기 제 1 버스라인의 각 버스라인마다 상기 각 버스라인 내의 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터에 따라서 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 복수개의 제 1 버스라인과, 상기 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인과의 각 교점의 위치에 복수의 화소를 갖는 액정 표시 패널에 데이터 구동용 드라이버를 개재해서 소정의 표시 데이터를 표시하기 위한 구동 전압을 공급하는 액정 표시 장치의 구동 회로에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하는 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단과,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압을 생성하고, 또한 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단의 검출 결과에 기초하여 상기 전원 전압을 변화시킬 수 있는 출력 전압 가변 전원 회로부를 구비하고 있고,
    소정의 기간마다 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는
    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 공급되는 상기 전원 전압이 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 최소로 필요한 전원 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 회로.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단의 검출 결과를 나타내는 신호에 따라서 단계적으로 상기 전원 전압을 변화시키고 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 회로.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 최대 진폭 표시 데이터 검출 수단의 검출 결과를 나타내는 신호에 대하여 디지털/아날로그 변환을 하여 얻어지는 신호에 따라서 상기 전원 전압을 연속적으로 변화시켜서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 회로.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 소정의 기간으로서 1프레임 기간마다 상기 최대 구동 전압에 대응하는표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 회로.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 소정의 기간으로서 상기 제 1 버스라인의 각 버스라인마다 상기 각 버스라인 내의 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터에 따라서 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 회로.
  13. 액정 표시 패널을 구성하는 복수의 화소에 대하여 복수개의 제 1 버스라인을 통해서 상기 화소를 순차적으로 주사하고, 상기 제 1 버스라인과 교차하는 복수개의 제 2 버스라인을 통해서 상기 제 1 버스라인 상의 선택된 화소로 소정의 표시 데이터를 표시하기 위한 구동 전압을 데이터 구동용 드라이버로부터 공급하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 데이터 구동용 드라이버로부터 출력되는 상기 구동 전압의 진폭이 최대가 되는 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 검출하고,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압으로서 소정의 기간마다 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는
    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 공급되는 상기 전원 전압이 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터를 표시하기 위해 최소한 필요한 전원 전압인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 검출 결과를 나타낸 신호에 따라서 단계적으로 상기 전원 전압을 변화시키고 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 표시 데이터가 디지털 데이터이고, 상기 검출 결과를 나타내는 신호에 대하여 디지털/아날로그 변환을 하여 얻어지는 신호에 따라서 상기 전원 전압을 연속적으로 변화시켜서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압으로서 1프레임 기간마다상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 데이터 구동용 드라이버에 인가할 전원 전압으로서 상기 제 1 버스라인의 각 버스라인마다 상기 각 버스라인 내의 상기 최대 구동 전압에 대응하는 표시 데이터의 검출 결과에 기초하여 상기 표시 데이터를 표시하기 위해 필요한 상기 전원 전압을 선택해서 상기 데이터 구동용 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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