KR100547208B1

KR100547208B1 - 액정표시장치 및 액정표시장치의 데이터선 구동회로

Info

Publication number: KR100547208B1
Application number: KR1019980016070A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 가타쿠라; 유이치 다카기; 겐이치로 오가
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2006-05-09
Also published as: CN1199213A; KR19980086773A; CN1146853C; US6154192A; JPH10307564A

Abstract

영상신호 입력과 각 출력과의 사이의 오프셋을 개별적으로 줄일 수 있고, 각 출력간의 오프셋차를 줄일 수 있으며, 나아가서는 양호한 화질을 얻을 수 있는 액정표시장치의 데이터선 구동회로를 실현한다. 입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링데이터를 일정기간 유지하는 직렬접속된 샘플홀드회로와, 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와, 입력영상신호에 있어서의 수평 동기신호의 전환 기간에 설정된 전압 V1, V2와 드라이브회로의 출력신호전압 VOUT를 비교하여, 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 구비한 복수의 출력블록을 설치한다.

Description

액정표시장치 및 액정표시장치의 데이터선 구동회로

본 발명은 액정표시장치 및 그 데이터선을 구동하는 데이터선 구동회로의 개량에 관한 것이다.

도 8은 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transister) 구동방식을 채용한 액정표시장치의 구성예를 나타낸 회로도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 이 액정표시장치(1)는 TFT 스위치 매트릭스부(2), 게이트선 구동회로(3), 데이터선 구동회로(4), 타이밍 컨트롤회로(5), 게이트회로(6), 및 데이터선 컨트롤회로(7)를 포함하여 구성되어 있다.

TFT 스위치 매트릭스부(2)는 TFT 스위치(21)가 매트릭스형으로 배열되어 있다.

각 TFT스위치(21)는 TFT(21a), 액정소자(21b) 및 대향전극(21c)을 포함하여 구성되어 있다. 또, 각 TFT(21a)의 드레인(drain)이 화소(畵素) 전극에 접속되어 있다.

그리고, 동일 행에 배열된 TFT 스위치(21)의 TFT(21a)의 게이트전극이 동일한 게이트선 GL1~GLM에 접속되고, 동일 행에 배열된 TFT스위치(21)의 TFT(21a)의 소스전극이 동일한 데이터선 DL1~DLN에 접속되어 있다.

게이트선 구동회로(3)는, 게이트선 GL1~GLM에 구동전압을 순차로 인가한다.

데이터선 구동회로(4)는 n(예를 들면 n=6)개의 샘플홀드회로를 가지고, 타이밍 컨트롤회로(5)의 컨트롤신호 CTL(51)로 제어되는 타이밍에서, 입력한 영상신호 VIN을 n개의 출력으로 나누어 모든 출력이 갖추어진 타이밍에서 한번에 n개의 신호 D1~D1n을 출력한다.

도 9는 데이터선 구동회로(4)의 구성예를 나타낸 블록도이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 데이터선 구동회로(4)는 영상신호 VIN의 입력단자 TIN에 대하여 병렬로 접속된 n개의 샘플홀드회로(41-1~41-n), 및 각 샘플홀드회로(41-1~41-n)의 출력과 출력단자 TOUT1~TOUTn의 사이에 각각 접속된 드라이브회로(42-1~42-n)에 의해 구성되어 있다.

도 9의 데이터선 구동회로(4)에서, 각 샘플홀드회로(41-1~41-n)의 샘플타임과 홀드타임의 전환제어가 타이밍 컨트롤회로(5)에 의한 제어신호 CTL51에 따라 행해지고, 입력한 영상신호 VIN이 n개의 출력으로 나누어지고, 모든 출력이 갖추어진 타이밍에서 드라이브회로(42-1~42-n)를 통해 출력단자 TOUT1~TOUTn으로부터 한번에 n개의 신호 D1~D1n이 출력된다.

데이터선 구동회로(4)의 n개의 출력단자 TOUT1~TOUTn은, 게이트회로(6)를 구성하는 TFT(61-1~61-N, 여기서 N > n)를 통해 n개 단위로 N개의 데이터선 DL1~DLN에 병렬로 접속되어 있다.

그리고, 게이트회로(6)의 TFT(61-1~61-N)의 게이트전극은 n개 단위로 데이터선 컨트롤회로(7)의 컨트롤신호(CTL71~CTL7x)의 출력라인에 접속되어 있고, TFT(61-1~61-N)는 n개 단위로 순차로 도통 제어된다.

전술한 바와 같이, 데이터선 구동회로(4)에서, 데이터선 DL을 1개씩 구동하지 않고, n개 단위로 구동하는 방식을 채용하고 있는 것은, 액정표시장치의 고선명도에 따라 하나의 도트에 대한 할당시간이 짧아져, 데이터선에 부가되는 배선용량부하(負荷)(도 8중 CL로 나타내고 있음)를 그 시간 내에 충전(또는 방전)하여, 안정 전압을 부여하는 것이 어려워졌기 때문이다.

즉, 복수의 도트(예를 들면 n개로 함)의 출력을 한번에 행하면 n배의 시간이 확보될 수 있으므로 안정 전압을 부여하기 쉽게 되는 것에 기인한다.

그러나, 이 방식을 사용하면 각 n개로 나누어진 신호가 별개의 샘플홀드회로나 드라이브회로를 통하게 되므로 각 출력간에 오프셋차가 쉽게 생기게 된다.

오프셋차의 원인으로서, 회로적으로는 샘플홀드의 드룹(droop)에 의한 오프셋이나 드라이버에 의한 오프셋이 고려된다.

이 오프셋에 대하여, 도 10 (A), (B) 및 도 11을 참조하여 더 고찰한다.

예를 들면, 데이터선 구동회로를 도 10 (A)와 같이 1개의 집적회로(IC)에서 실현했다고 하면, IC 내부의 소자간의 특성차에 의해 ±50mV 정도의 차가 생길 가능성이 있다.

또, 도 10 (B)와 같이 복수개의 IC 내에서 실현했다고 하면, 거기에 또한 IC간의 특성차에 의한 ±100mV 정도의 차가 가해질 가능성이 있다.

도 11 (A) 내지 (D)는, 영상신호의 입력 및 출력의 일례를 나타낸 도면이다.

도 11 (A)에 나타낸 바와 같이, 입력되는 영상신호가 플랫(flat)한 신호라고 하면, 이상적으로는 도 11 (B)에 나타낸 바와 같이, 출력신호도 플랫해야 한다.

그러나, 실제로는 도 10 (A)와 같이 1개의 IC에서의 출력은, 도 11 (C)에 나타낸 바와 같이 되고, 도 10 (B)와 같이 복수개의 IC에서의 출력은 도 11 (D)에 나타낸 바와 같이 된다(다만 도 11 (D)는 도 10 (B)에서 m=2로 했음).

이 출력간의 오프셋차 때문에, 전술한 데이터선 DL을 1개씩 구동하지 않고, n개 단위로 구동하는 방식을 종래의 데이터선 구동회로에 채용한 경우, 이 데이터선 구동회로를 높은 계조(階調)의 액정표시장치에 사용하면, 화면에 세로줄 무늬의 반복패턴이 발생해 버려, 화질이 나빠진다고 하는 단점이 있었다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 영상신호 입력과 각 출력 사이의 오프셋을 개별적으로 줄일 수 있고, 각 출력간의 오프셋차를 줄일 수 있으며, 나아가서는 양호한 화질을 얻을 수 있는 액정표시장치의 데이터선 구동회로를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1의 특징에서는, 화소(畵素) 스위치가 접속된 데이터선을 입력 영상신호에 따라 구동하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로로서, 입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정기간 유지하는 샘플홀드회로와; 상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와; 입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 당해 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 가진다.

또, 본 발명의 제2의 특징에서는, 화소 스위치가 접속된 복수의 데이터선을 입력 영상신호에 따라 병렬적으로 구동하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로로서, 입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정기간 유지하는 최소한 1개의 샘플홀드회로와; 상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와; 입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 당해 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 구비한 출력블록을 복수개 가지고, 각 출력블록의 입력단자가 영상신호의 입력단자에 병렬로 접속되고, 출력단자가 구동될 다른 데이터선에 접속되어 있다.

또한, 본 발명의 제3의 특징에서는, 화소 스위치가 접속된 데이터선을 입력영상신호에 따라 구동하는 데이터선 구동회로를 가진 액정표시장치로서, 입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정기간 유지하는 샘플홀드회로와; 상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와; 입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 당해 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 구비한다.

또, 본 발명의 제4의 특징에서는, 화소 스위치가 접속된 복수의 데이터선을 입력 영상신호에 따라 병렬적으로 구동하는 데이터선 구동회로를 가진 액정표시장치로서, 입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정기간 유지하는 하나 이상의 샘플홀드회로와; 상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와; 입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 당해 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 구비한 출력블록을 복수개 가지고, 각 출력블록의 입력단자가 영상신호의 입력단자에 병렬로 접속되고, 출력단자가 구동될 다른 데이터선에 접속되어 있다.

또, 본 발명에서는 상기 영상신호는 영상데이터기간을 제외한 소정 기간에 비교용 전압이 설정되어 있고, 출력레벨 조정회로는 상기 비교용 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호의 전압레벨을 비교한다.

또, 상기 영상데이터기간을 제외하는 소정 기간은, 영상신호의 수평동기신호의 전환 기간 내의 소정 기간이다.

또, 본 발명에서는 상기 영상신호는 수평동기신호의 전환마다 반전(反轉), 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 및 제2의 비교용 전압이 설정되어 있다.

또, 본 발명에서는 상기 각 출력블록의 샘플홀드회로의 샘플홀드 타이밍 및 출력레벨 조정회로의 비교동작 타이밍을 제어하는 컨트롤회로를 가진다.

본 발명에 의하면 입력 영상신호는 샘플홀드회로에서, 샘플링 및 홀드되어, 드라이브회로에 입력되고, 소정 레벨의 신호로서 데이터선에 출력된다.

이 경우, 드라이브회로의 출력신호레벨은 출력레벨 조정회로에서 입력 영상신호의 소정 기간의 전압과 비교되어, 당해 드라이브회로의 출력신호레벨이 일정한 레벨로 조정된다.

또, 본 발명에 의하면 입력 영상신호는 각 출력블록에 입력된다. 그리고, 각 출력블록에 있어서는 샘플홀드회로에서, 샘플링 및 홀드되어, 드라이브회로에 입력되고, 소정 레벨의 신호로서 데이터선에 출력된다.

또, 각 출력블록의 샘플홀드회로의 샘플홀드 타이밍 및 출력레벨 조정회로의 비교동작 타이밍이 컨트롤회로에 의해 제어된다.

또, 영상신호가 수평동기신호의 전환마다 반전, 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 및 제2의 비교용 전압이 설정되어 있는 경우에, 예를 들면 그 비교용 전압의 입력 타이밍에 맞추어 비교동작 타이밍이 제어된다.

도 1은 본 발명에 관한 액정표시장치 일실시예를 나타낸 회로도이고, 도 2는 도 1에 A로 나타낸 데이터선 구동회로의 일실시형태를 나타낸 회로도이다.

본 발명의 액정표시장치(1A)는, 도 8의 장치와 유사한 TFT 구동방식을 사용하고, TFT 스위치가 매트릭스형태로 배열된 TFT 스위치 매트릭스부(2)와, 구동전압을 게이트선 GL1~GLM 에 순차 공급하는 게이트선 구동회로(3)와, 데이터선 구동회로(4A)와, 타이밍컨트롤회로(5A)와, 게이트회로(6), 및 데이터선 컨트롤회로(7)를 포함하여 구성된다. 이들 구성요소는 도 8의 회로구성과 유사한 접속 구성으로 액정표시장치(1A)내에 설치되어 있다.

TFT 스위치 매트릭스부(2)의 TFT 스위치(21) 각각은 TFT(21a)와, 액정소자(21b), 및 카운터전극(21c)으로 구성되어 있는 것을 주목해야 한다. 각각의 TFT(21a)의 드레인은 화소 전극에 접속된다. 동일 행에 배열된 TFT 스위치(21)의 TFT(21a)의 게이트전극은 게이트선 GL1~GLM 에 접속되고, 한편 동일 열에 배열된 TFT 스위치(21)의 TFT(21a)의 소스전극은 동일 데이터선 DL1~ DLN에 접속되어 있다.

또, 본 실시형태에 있어서의 영상신호는 도 3에 나타낸 바와 같이, 수평동기신호(H)의 전환마다 반전, 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 V1 및 제2의 비교용 전압 V2가 설정되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 데이터선 구동회로(4A)는 n개의 출력에 대응하는 출력블록(40-1~40-n(본 실시형태에서는 n=3))이 영상신호 VIN의 입력단자 TIN에 병렬로 접속되어 있다.

그리고, 도 2에서는 설명을 간단하게 하기 위해, 입력 영상신호 VIN의 배분수 n은 '3'으로 하고, 또, 회로구성은 각 출력블록(40-1~40-3)에서 동일하므로, 출력블록(40-1)만 구체적인 구성을 나타내고 있다.

출력블록(40-1)은, 직렬로 접속된 제1 및 제2의 샘플홀드회로(S/H)(401-1, 401-2), 드라이브회로(402), 및 출력레벨 조정회로(403)를 포함하여 구성되어 있다.

제1의 샘플홀드회로(401-1)는 버퍼회로 BUF1, 스위치회로 SW1 및 커패시터 C1에 의해 구성되어 있다.

버퍼회로 BUF1의 입력은 영상신호 VIN의 입력단자 TIN1에 접속되고, 출력단자가 스위치회로 SW1의 고정접점 a에 접속되어 있다. 스위치회로 SW1의 작동접점 b가 커패시터 C1의 한쪽의 전극에 접속되고(이들의 접속점을 출력노드 N1이라고 함), 커패시터 C1의 다른 쪽의 전극이 접지되어 있다.

스위치회로 SW1은, 타이밍 컨트롤회로(5A)에 의한 펄스형의 컨트롤신호 CP1-1이 로레벨(low level)인 때는 오프상태를 유지하고, 하이레벨(high level)인 때 온상태로 된다.

제1의 샘플홀드회로(401-1)는, 스위치회로 SW1이 온상태인 때가 샘플타임이고, 이 때 커패시터 C1은 버퍼회로 BUF1의 출력전압에 동일한 전압까지 충전된다.

그리고, 컨트롤신호 CP1-1이 로레벨로 되어 오프상태인 때가 홀드타임이고, 충전된 전압이 유지된다.

제2의 샘플홀드회로(401-2)는 버퍼회로 BUF2, 스위치회로 SW2 및 커패시터 C2에 의해 구성되어 있다.

버퍼회로 BUF2의 입력은 제1의 샘플홀드회로(401-1)의 출력노드 N1에 접속되고, 출력단자가 스위치회로 SW2의 고정접점 a에 접속되어 있다. 스위치회로 SW2의 작동접점 b가 커패시터 C2의 한쪽의 전극에 접속되고(이들의 접속점을 출력노드 N2라고 함), 커패시터 C2의 다른 쪽의 전극이 접지되어 있다.

스위치회로 SW2는, 타이밍 컨트롤회로(5A)에 의한 펄스형의 컨트롤신호 CP2가 로레벨인 때는 오프상태를 유지하고, 하이레벨인 때 온상태로 된다.

제2의 샘플홀드회로(401-2)는, 스위치회로 SW2가 온상태인 때가 샘플타임이고, 이 때 커패시터 C2는 버퍼회로 BUF2의 출력전압에 동일한 전압까지 충전된다.

그리고, 컨트롤신호 CP2가 로레벨로 되어 오프상태 때가 홀드타임이고, 충전된 전압이 유지된다.

드라이브회로(402)는 제2의 샘플홀드회로(401-2)의 출력신호를 후술하는 출력레벨 조정회로(403)의 제어에 따라 소정 레벨 VOUT로 유지되어 출력단자 TOUT1로부터 신호 D1을 출력한다.

드라이브회로(402)의 비반전 입력단자(+)가 제2의 샘플홀드회로(401-2)의 출력노드 N2에 접속되고, 반전 입력단자(-)가 저항소자 R2를 통해 출력단자에 접속되어 있는 동시에, 출력레벨 조정회로(403)의 출력에 접속되어 있다.

출력레벨 조정회로(403)는, 입력 영상신호 VIN과 드라이브회로(402)의 출력신호레벨 VOUT를 저항분할한 전압 VOUT'를 비교하고 그 차이분에 따른 신호를, 드라이브회로(402)의 반전입력단자(-)에, 영상신호 VIN과 귀환전압 VOUT'의 차이분을 제거하도록 인가한다.

출력레벨 조정회로(403)는, 구체적으로는 전압/전류변환앰프 GMA1, 커패시터 C3, 버퍼회로 BUF3, 저항소자 R1~R4, 및 정전압원(定電壓源) VCT를 포함하여 구성되어 있다.

전압/전류변환회로 GMA1은, 반전입력단자(-)가 영상신호 VIN의 입력단자 TIN1에 접속되고, 비반전입력단자(+)가 저항소자 R3과 R4의 접속점에 접속되고, 출력단자가 커패시터 C3의 한쪽의 전극 및 버퍼회로 BUF3의 입력단자에 접속되어 있다(이들의 접속점을 출력노드 N3이라고 함). 커패시터 C3의 다른 쪽의 전극이 접지되고, 버퍼회로 BUF3의 출력단자가 저항소자 R1을 통해 드라이브회로(402)의 반전입력단자(-)에 접속되어 있다.

그리고, 드라이브회로(402)의 출력단자와 접지라인과의 사이에, 저항소자 R4, R3 및 정전압원 VCT가 직렬로 접속되어 있다.

출력레벨 조정회로(403)에 있어서는, 전압/전류변환회로 GMA1은 타이밍 컨트롤회로(5A)에 의한 컨트롤신호 CP3에 의해 온/오프 제어되는 스위치회로 SW3를 가지고, 스위치회로 SW3이 온상태에 있을 때, 입력 영상신호 VIN의 전압레벨과 저항분할전압 VOUT'이 비교된다.

그리고, 양 전압의 차이분이 전류로서 출력되어, 커패시터 C3에서 전압으로 변환된다. 그리고 노드 N3의 전압이 버퍼회로 BUF3을 경유하여 드라이브회로(402)의 반전입력단자(-)측에 VIN과 VOUT'의 차이분을 제거하는 방향에서 인가된다.

그리고, 출력레벨 조정회로(403)에 있어서, 저항소자 R1, R2는 보정분을 인가하기 위해 설치되어 있다.

또, 저항소자 R3, R4는 전압/전류변환회로 GMA1에서 전압비교를 할 때 드라이브회로(402)의 출력신호전압 VOUT가 입력 영상신호 VIN에 대하여 (R1+R2)/R1로 되어 버려, 그대로는 비교하기 어려우므로, VOUT를 R3/(R3+R4)로 분압(分壓)하여, VIN과 대등한 VOUT'로 하도록 설치되어 있다.

따라서, R2/R1=R4/R3의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

또, 정전압원 VCT의 공급전압은 입력전압범위의 중심전압으로 하는 것이 적당하다.

이 루프를 구성함으로써 최종적으로는, 드라이브회로(402)의 출력신호전압 VOUT는 입력 영상신호 VIN에 대하여 오프셋이 억제된 값으로 안정하게 된다.

또, 출력레벨 조정회로(403)의 전압/전류변환회로 GMA1에 있어서의 전압비교는, 영상신호 VIN의 반전 시, 비반전 시의 양쪽에서 행해진다.

이것에 대하여 다음에 상술한다.

액정디스플레이에 직류 전압을 계속 인가하면 그 수명이 줄어들므로, 영상신호 VIN을 수평동기신호(H)마다 기준전압 VSIG(예를 들면 7V)를 중심으로 반전하여 평균하면 직류적인 전압이 인가되지 않도록 하는 것이 비교적 주요한 방법으로서 사용된다.

도 3은, 이 때의 영상신호의 모양을 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같은 영상신호의 입력에 대하여, 전술한 오프셋 개선의 비교동작은 비반전 시만, 또는 반전 시만에서 행해도, 그 효과를 얻을 수 있다.

그러나 그 경우, 입출력간에 미묘한 게인(gain) 오차가 존재했을 때 다음과 같은 것이 일어난다고 생각된다.

도 4는, 데이터선 구동회로의 입출력 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4중, (a)의 파선으로 나타낸 직선이 이상(理想)의 입출력 특성이다.

이에 대하여, 도 4중 (b)로 나타낸 직선은, 본 발명에 의한 입출력의 비교에 의한 오프셋대책을 행하지 않을 때의 입출력 특성의 일예이다.

이 (b)로 나타낸 특성은 오프셋 외에, 미묘한 게인 오차도 가지고 있다고 한다.

여기서, 본 발명에 의한 입출력의 비교에 의한 오프셋대책을 비반전 시(V1점에 있어서; 예를 들면 3V)에만 행한 경우의 특성을 도 4중 직선(c)으로 나타냈다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 직선(b)에 대하여 직선(c)은 이상직선(a)의 근방에 평행이동하여 전체적인 오프셋은 약 Va분만큼 경감된다.

다만, 비반전기간에 있어서의 오프셋은 없어졌어도, 반전기간에서는 게인오차에 의한 오프셋 Vb가 남아버린다.

마찬가지로, 반전 시(V2에 있어서; 예를 들면 11V)에서만 행하면, 이번은 비반전기간에서 오프셋 Vb'가 남아버린다. 이를 도 3중 직선(d)으로 나타냈다.

특성 직선(c), (d)와 같이 반전기간과 비반전기간에서 오프셋이 다르면, 화면의 1개의 도트에 주목했을 때 영상신호의 V주기마다 출력에 차가 나타나, 이는 플리커(flicker)로서 보이게 된다.

비반전 시(V1점에 있어서)와 반전 시(V2점에 있어서)의 양쪽에서 본 발명에 의한 입출력의 비교에 의한 오프셋대책을 행한 경우를 직선(e)으로 나타냈다.

이 경우는, 비반전인 경우의 효과와 반전인 때의 효과가 밸런스를 이루는 점에 수속(收束)된다.

이 때, V1점에서의 오프셋 Vc'와 V2점에서의 오프셋 Vc는, 거의 같게 되므로, 플리커가 없어지고, 화질이 향상된다.

그러므로, 출력레벨 조정회로(403)의 전압/전류변환회로 GMA1에 있어서의 전압비교는 영상신호 VIN의 반전 시, 비반전 시의 양쪽에서 행한다.

타이밍 컨트롤회로(5A)는, 타이밍컨트롤신호 CTL51A에 의해 데이터선 구동회로(4A)의 각 출력블록(40-1, 40-2, 40-3)의 제1 및 제2의 샘플홀드회로(401-1, 401-2)의 스위치회로 SW1, SW2의 온/오프 제어에 의한 샘플타임 및 홀드타임의 타이밍제어, 및 출력레벨 조정회로(403)의 전압/전류변환회로 GMA1의 스위치회로 SW3의 온/오프제어에 의한 전압비교의 타이밍제어를, 영상신호의 수평동기신호(H)의 전환을 위한 영상데이터가 없는 기간에서 행한다.

타이밍 컨트롤회로(5A)는, 제1의 샘플홀드회로(401-1)의 스위치회로 SW1의 온/오프제어는, 출력블록(40-1, 40-2, 40-3) 동시가 아니고, 순차로 행해지도록 컨트롤신호 CP-1, CP-2, CP-3을 출력블록(40-1, 40-2, 40-3)에 공급한다.

다음에, 출력블록(40-3)에의 컨트롤신호 CP-3의 공급과 동일타이밍에서, 각 출력블록(40-1~40-3)의 제2의 샘플홀드회로(401-2)의 스위치회로 SW2에 컨트롤신호 CP2를 동일타이밍에서 공급한다.

그리고, 각 출력블록(40-1~40-3)에 전압/전류변환회로 GMA1의 스위치회로 SW3을 온시키기 위한 컨트롤신호 CP3을 동일타이밍에서 공급한다.

도 5 (A) 내지 (F)는, 전술한 타이밍 컨트롤회로(5A)의 각 컨트롤신호 CP1(-1~-3)의 공급타이밍의 일예를 나타낸 타이밍차트이다.

샘플홀드를 포함하는 회로에서 입력과 출력의 전압을 비교하기 위해서는, 입력에 있는 시간 T만큼 일정전압을 계속 인가할 필요가 있다.

도 5의 예의 경우, 시간 T가 T1+T2를 포함한 형으로 할 필요가 있다.

여기서, T1은 영상신호 VIN이 제1 및 제2의 샘플홀드회로(401-1,401-2)를 통해 드라이브회로(402)로부터 전압 VOUT의 신호로서 출력되기까지의 시간이다. 이 시간 T1을 설치하지 않으면 비교할 2개의 신호가 준비되지 않는다. 따라서, 비교를 개시하기 전에 반드시 준비하지 않으면 안 되는 시간이다.

또, 시간 T2는 영상신호 VIN과 저항분할전압 VOUT'를 비교하여, 커패시터 C3를 충전(또는 방전)하기 위한 시간이다.

이 시간 T만큼 일정한 전압을 영상신호의 어디엔가에 준비할 필요가 있지만, 수평동기신호(H)의 전환시간에 미사용부분이 있으므로, 거기에 충분히 취할 수 있다.

그리고, 시간 T2에 있어서 커패시터 C3을 한번에 완전히 충전하는 시간일 필요는 없다. 영상신호 VIN의 수평동기신호(H)의 전환마다 정기적으로 해오므로, 서서히 충전할 수 있는 시간으로 된다.

다음에, 상기 구성에 의한 동작을 설명한다.

먼저, 영상신호 VIN의 수평동기신호(H)의 전환 기간의 미사용부분을 사용하여, 입력단자 TIN에 비교용의 전압 V1이 입력된다. 이 전압 V1은 잠시 일정한 채 입력단자 TIN에 입력된다.

전압 V1은 각 출력블록(40-1~40-3)에 입력되고, 타이밍 컨트롤회로(5A)에 의한 컨트롤신호 CP1, CP2에 의해 온/오프제어되는 제1 및 제2의 샘플홀드회로(401-1,401-2)의 스위치회로 SW1, SW2의 온/오프동작을 거쳐, 전압 V1'으로 되어 드라이브회로(402)의 비반전입력(+)에 입력된다.

그리고, 여기서, 전압 V1으로부터 전압 V1'로 되는 것은, 샘플홀드가 발생시키는 드룹 등의 영향이다.

그리고, 전압 V1'은 ((R1+R2)/R1×(R3/(R3+R4))=1이라는 관계로부터, 전압 V1"(VOUT')로 되어, 전압/전류변환회로 GMA1의 비반전입력단자(+)에 입력된다.

또한, 전압 V1'로부터 V1"로 되는 것은 드라이브회로(402)가 발생시키는 오프셋 등의 영향이다.

다음에, 타이밍 컨트롤회로(5A)에 의한 컨트롤신호 CP3에 의해, 전압/전류변환회로 GMA1의 스위치회로 SW3이 온상태로 전환된다.

이 때, 전압/전류변환회로 GMA1의 반전입력단자(-)에는, 입력전압 V1이 공급되어 있다.

따라서, 전압/전류변환회로 GMA1에 있어서 입력전압 V1과 귀환전압 V1"이 비교되어, 양 전압의 차이분이 전류로서 출력되고, 커패시터 C3에서 전압으로 변환된다. 그리고, 노드 N3의 전압이 버퍼회로 BUF3을 경유하여 드라이브회로(402)의 반전입력단자(-)측에 VIN과 VOUT'의 차이분을 제거하는 방향에서 인가된다.

예를 들면, V1<V1"이면, 저항소자 R1에는 +방향의 전압이 인가되어, 드라이브회로(402)의 출력전압 VOUT는 내려가는 방향으로 된다.

다음에, 타이밍 컨트롤회로(5A)에 의한 컨트롤신호 CP3에 의해, 전압/전류변환회로 GMA1의 스위치회로 SW3이 오프상태로 전환되어, 비교동작이 중지된다.

그 결과, 입력단자 TIN는 전압 V1의 입력으로부터 개방되고, 그 후 영상신호가 들어온다. 이 동안 저항소자 R1의 전압은 홀드된다.

그리고, 영상신호가 끝나고, 수평동기신호(H)의 전환이 시작된다.

이상의 동작이 반복하여 행해지고, 최종적으로는 V1=V1"로 되는 점에서 안정된다. 그러므로, 드라이브회로(402)의 출력전압 VOUT에는 입력 영상신호 VIN에 대하여 오프셋이 적은 신호가 얻어진다.

실제로는 오프셋전압은, 전압/전류변환회로 GMA1의 오프셋분에 의한 ±5mV 정도로 억제될 수 있다.

이 때의 출력파형을 도 6의 (A) 및 (B)에 나타냈다.

그리고, 도 6 (A)는 도 10 (A)와 같이 1개의 IC에서의 출력을, 도 6 (B)는 도 10 (B)와 같이 복수개의 IC에서의 출력을, 각각 나타내고 있는(다만 도 6 (B)는, 도 10 (B)에 있어서, m=2로 했음).

여기서, 전압/전류변환회로 GMA1의 오프셋은, 차동(差動) 트랜지스터의 상대적인 특성차에 의해 발생하는 것으로, 절대치인 특성에는 기인하지 않는다.

그러므로, IC간에서의 오프셋차가 IC 내부의 각 출력간의 오프셋차보다 크지않으므로, 도 6 (A) 및 (B)에 나타낸 출력파형은 거의 동일하다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 화소스위치가 접속된 복수의 데이터선을 입력 영상신호에 따라 병렬적으로 구동하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로(4A)에 있어서, 입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정기간 유지하는 직렬접속된 샘플홀드회로(401-1,401-2)와, 샘플홀드회로(401-2)의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로(402)와, 입력 영상신호에서의 수평동기신호의 전환 기간에 설정된 전압 V1, V2와 드라이브회로(402)의 출력신호전압 VOUT를 비교하여, 당해 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로(403)를 구비한 복수의 출력블록(40-1~40-n)을 설치하고, 각 출력블록(40-1~40-n)의 입력단자 TIN1~TINn을 영상신호의 입력단자 TIN에 병렬로 접속하고, 출력단자 TOUT1~TOUTn을 구동할 다른 데이터선에 접속했으므로, 입력과 출력의 신호의 비교에 의해 출력의 오프셋을 보정할 수 있고, 복수개의 출력간의 오프셋차를 억제할 수 있다.

따라서, 이 데이터선 구동회로(4A)를 높은 계조의 액정디스플레이에 사용해도 화면에 세로줄무늬의 반복패턴이 발생하지 않는다. 또, 플리커도 경감할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 각 출력블록에 있어서의 샘플홀드회로를 2개 직렬로 접속한 경우를 예로 설명했지만, 본 발명은, 도 6에 나타낸 바와 같이 임의의 수 k개의 샘플홀드회로를 직렬로 접속한 회로에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 입력과 출력의 신호의 비교에 의해 출력의 오프셋을 보정할 수 있고, 복수개의 출력간의 오프셋차를 억제할 수 있다. 따라서, 높은 계조의 액정디스플레이에 사용해도 화면에 세로줄무늬의 반복패턴이 발생하지 않는다. 또, 플리커도 경감할 수 있는 이점이 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시에에 대하여 실시예를 따라서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한하지 않고, 당해 기술분야에서 숙련된 자는 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않고, 여러 가지 변경 및 변형을 가할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 액정표시장치의 일실시형태를 나타낸 회로도.

도 2는 도 1에 4A로 나타낸 데이터선(線) 구동회로의 한 실시형태를 나타낸 회로도.

도 3은 본 발명에 관한 영상신호의 구성예, 및 반전, 비반전동작을 설명하기 위한 도면.

도 4는 데이터선 구동회로의 입출력 특성을 설명하기 위한 도면.

도 5 (A) 내지 (F)는 본 발명에 관한 타이밍 컨트롤회로에 의한 샘플홀드동작 및 비교동작의 타이밍제어를 설명하기 위한 타이밍차트.

도 6 (A), (B)는 본 발명에 관한 데이터선 구동회로를 집적화한 경우의 출력파형예(出力波形例)를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 관한 데이터선 구동회로의 다른 실시형태를 나타낸 회로도.

도 8은 박막트랜지스터 구동방식을 채용한 액정표시장치의 구성예를 나타낸 회로도.

도 9는 종래의 데이터선 구동회로의 구성예를 나타낸 블록도.

도 10 (A), (B)는 데이터선 구동회로를 집적화한 구성예를 나타낸 도면.

도 11 (A)~(D)는 데이터선 구동회로를 집적화한 경우의 이상적인 입출력과 종래 회로의 실제의 출력 파형예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 액정표시장치, 2 : TFT 스위치 매트릭스부, 3 : 게이트선 구동회로, 4A : 데이터선 구동회로, 5A : 타이밍 컨트롤회로, 6 : 게이트회로, 7 : 데이터선 컨트롤회로, 40-1~40-n : 출력블록, 401-1~401-k : 샘플홀드회로, 402 : 드라이브회로, 403 : 출력레벨 조정회로, BUF1~BUF3 : 버퍼회로, SW1~SW3 : 스위치회로, C1~C3 : 커패시터, GMA1 : 전압/전류 변환회로, R1~R4 : 저항소자, VCT : 정전압원

Claims

화소(畵素) 스위치가 접속된 데이터선을 입력 영상신호에 따라 구동하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로로서,

입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정 기간 유지하는 샘플홀드회로와,

상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와,

입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 상기 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 포함하며,

상기 영상신호의 영상데이터기간을 제외한 소정 기간에 비교용 전압이 설정되어 있고,

상기 출력레벨 조정회로는 상기 비교용 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호의 전압레벨을 비교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
제1항에 있어서,

상기 영상데이터기간을 제외한 소정 기간은, 영상신호의 수평동기신호의 전환 기간 내의 소정 기간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
제2항에 있어서,

상기 영상신호는 수평동기신호의 전환마다 반전(反轉), 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 및 제2의 비교용 전압이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
화소 스위치가 접속된 복수의 데이터선을 입력 영상신호에 따라 병렬적으로 구동하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로로서,

입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정 기간 유지하는 최소한 1개의 샘플홀드회로와,

상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와,

입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 상기 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 구비한 복수의 출력블록을 포함하고,

각 출력블록의 입력단자가 영상신호의 입력단자에 병렬로 접속되고,

출력단자가 구동될 다른 데이터선에 접속되어 있으며,

상기 영상신호의 영상데이터기간을 제외한 소정 기간에 비교용 전압이 설정 되어 있고,

상기 각 출력블록의 출력레벨 조정회로는, 상기 비교용 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호의 전압레벨을 비교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
제4항에 있어서,

상기 영상데이터기간을 제외한 소정 기간은, 영상신호의 수평동기신호의 전환 기간 내의 소정 기간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
제5항에 있어서,

상기 영상신호는 수평동기신호의 전환마다 반전, 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 및 제2의 비교용 전압이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
제4항에 있어서,

상기 각 출력블록의 샘플홀드회로의 샘플홀드타이밍 및 출력레벨 조정회로의 비교 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 데이터선 구동회로.
제6항에 있어서,

상기 각 출력블록의 샘플홀드회로의 샘플홀드타이밍 및 출력레벨 조정회로의 비교동작타이밍을 제어하는 컨트롤회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 데이터선 구동회로.
화소 스위치가 접속된 데이터선을 입력 영상신호에 따라 구동하는 데이터선 구동회로를 가진 액정표시장치로서,

입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정 기간 유지하는 샘플홀드회로와,

상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와,

입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 상기 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 포함하며,

상기 영상신호의 영상데이터기간을 제외한 소정 기간에 비교용 전압이 설정되어 있고,

상기 출력레벨 조정회로는 상기 비교용 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호의 전압레벨을 비교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
상기 영상데이터기간을 제외한 소정 기간은, 영상신호의 수평동기신호의 전환 기간 내의 소정 기간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제10항에 있어서,

상기 영상신호는 수평동기신호의 전환마다 반전, 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 및 제2의 비교용 전압이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
화소 스위치가 접속된 복수의 데이터선을 입력 영상신호에 따라 병렬적으로 구동하는 데이터선 구동회로를 가진 액정표시장치로서,

입력 영상신호를 샘플링하여 샘플링 데이터를 일정 기간 유지하는 하나 이상의 샘플홀드회로와,

상기 샘플홀드회로의 홀드 데이터를 소정 레벨의 신호로서 출력하는 드라이브회로와,

입력 영상신호에서의 소정 기간의 전압과 상기 드라이브회로의 출력신호전압을 비교하여, 상기 드라이브회로의 출력신호레벨을 일정한 레벨로 조정하는 출력레벨 조정회로를 구비하는 복수의 출력블록을 포함하고,

각 출력블록의 입력단자가 영상신호의 입력단자에 병렬로 접속되고,

출력단자가 구동될 다른 데이터선에 접속되며

상기 영상신호의 영상데이터기간을 제외한 소정 기간에 비교용 전압이 설정되어 있고,

상기 각 출력블록의 출력레벨 조정회로는 상기 비교용 전압과 상기 드라이브 회로의 출력신호의 전압레벨을 비교하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제12항에 있어서,

상기 영상데이터기간을 제외한 소정 기간은, 영상신호의 수평동기신호의 전환 기간 내의 소정 기간인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 영상신호는 수평동기신호의 전환마다 반전, 비반전을 반복하고, 반전기간, 비반전기간의 양쪽의 수평동기신호의 전환 기간 내에서, 각각 제1의 비교용 전압 및 제2의 비교용 전압이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제12항에 있어서,

상기 각 출력블록의 샘플홀드회로의 샘플홀드타이밍 및 출력레벨 조정회로의 비교 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제14항에 있어서,

상기 각 출력블록의 샘플홀드회로의 샘플홀드타이밍 및 출력레벨 조정회로의 비교 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.