KR100930162B1 - 표시 장치 및 휴대 단말기 - Google Patents

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Abstract

흑 레벨용 기준 전압 발생 회로를 입출력 패드부 근방에 배치하고, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로의 전원 라인을 입출력 패드부 근방 위치에서 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로의 전원 라인에 접속시킨다. 이로 인해, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로의 전원 라인의 배선 저항의 저항값을 무시할 수 있을 정도로 작게 된다. 그 결과, 흑 레벨용 기준 전압의 배선 저항에 기인하는 전압 강하가 제거된다.
기준 전압 발생 회로, 입출력 패드부, 배선 저항, 액정 표시 장치, EL 표시 장치

Description

표시 장치 및 휴대 단말기{DISPLAY APPARATUS AND PORTABLE TERMINAL}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로 일체형 표시 장치, 예를 들면 액정 표시 장치의 구성예를 도시하는 블록도.
도 2는 표시부에서의 화소의 구성의 일례를 도시하는 회로도.
도 3은 기준 전압 선택형 DA 변환 회로의 구성의 일례를 도시하는 회로도.
도 4는 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 회로도.
도 5는 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 회로도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로 일체형 표시 장치, 예를 들면 액정 표시 장치의 구성예를 도시하는 블록도.
도 7은 공통 전위 생성 회로가 구체적인 구성예를 나타내는 회로도.
도 8은 본 발명에 따른 휴대 단말기, 예를 들면 PDA의 구성의 개략을 도시하는 외관도.
도 9는 기준 전압 발생 회로의 기본형을 도시하는 회로도.
도 10은 종래 기술의 과제를 설명하기 위한 도면.
도 11은 기본형에 따른 기준 전압 발생 회로의 각부의 파형도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 유리 기판
12 : 표시부
14A, 14B : 수평 드라이버
15 : 수직 드라이버
16 : 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로
17 : 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로
19 : 입출력 패드부
20 : 화소
21 : TFT(화소 트랜지스터)
22 : 액정 셀
23 : 유지 용량
31 : 공통 전위 생성 회로
141 : 시프트 레지스터
145 : DA 변환 회로
본 발명은 표시 장치 및 휴대 단말기에 관한 것으로, 더 상세하게는 표시부의 각 화소에 표시 신호를 기입하는 디지털 방식 수평 구동 회로에 기준 전압 선택 형 DA 변환 회로를 이용한 표시 장치 및 해당 표시 장치를 화면 표시부로서 탑재한 휴대 단말기에 관한 것이다.
액정 표시 장치나 EL(electroluminescence) 표시 장치로 대표되는 플랫 패널형 표시 장치의 분야에서는, 패널의 협소한 프레임화 및 박형화를 꾀하기 위해, 이른바 구동 회로 일체형 표시 장치의 개발이 진행되고 있다. 이러한 구동 회로 일체형 표시 장치는, 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 이루어진 표시부와 투명 절연 기판 상에, 해당 표시부를 구동하는 주변 구동 회로를 일체적으로 탑재한다.
표시 장치의 주변 구동 회로는 표시부의 각 화소를 행 단위로 선택하는 수직 구동 회로 및 그 선택된 행의 각 화소로 표시 데이터를 기입하는 수평 구동 회로를 포함한다. 수평 구동 회로에는 아날로그 방식 수평 구동 회로와 디지털 방식 수평 구동 회로가 있다. 디지털 방식의 수평 구동 회로는 디지털 표시 신호를 아날로그 표시 신호로 변환하는 DA 변환 회로를 내장하게 된다. DA 변환 회로로서는 계조 수에 대응한 복수의 기준 전압을 기준 전압 발생 회로에서 생성하여, 이들 복수의 기준 전압 중에서 디지털 표시 신호에 대응한 기준 전압을 선택하여 아날로그 표시 신호로서 출력하는 기준 전압 선택형 DA 변환 회로가 알려져 있다.
기준 전압 발생 회로의 기본형을 도 9에 도시한다. 이 기본형에 따른 기준 전압 발생 회로(100)는 저항 분할(저항에 의한 분압)을 이용한다. 즉, 계조 수를 n으로 하면, 제1 기준 전위 VA와 제2 기준 전위 VB 사이의 전압을 직렬 접속된 n-1개의 저항 R1 내지 Rn-1에 의해 분압한다. 이것에 의해, 각 분압점에서 n-2개의 기준 전압 V1 내지 Vn-2가 얻어진다. 기준 전위 VA를 기준 전압 V0, 기준 전위 VB 를 기준 전압 Vn-1으로 함으로써, 총 n개의 기준 전압 V0 내지 Vn-1을 발생하게 된다.
도 9에 도시한 기준 전압 발생 회로(100)는 액정 표시 장치에 탑재된 경우의 구성으로 되어 있다. 액정 표시 장치에서, 액정에 동극성의 직류 전압이 계속 인가됨에 따라 액정의 비 저항(물질 고유의 저항값) 등이 열화하는 것을 방지하기 위해, 표시 신호의 극성을 임의의 주기로 반전시키는 교류 반전 구동이 채용되고 있다. 그 때문에, 기준 전압 발생 회로(100)에서는, 그 교류 반전에 동기하여 교대로 발생하는 타이밍 펄스 φ1 및 φ2에 의해 스위치 SW1 내지 SW4를 온(닫힘) 및 오프(개방)시키도록 되어 있다.
이 기준 전압 발생 회로(100)에서는, 교류 반전이 있는 반전 타이밍에서 타이밍 펄스 φ1이 발생하면, 스위치 SW1 및 SW4가 온되기 때문에, 제1 기준 전위 VA로서 플러스측 전원 전압 VCC가, 제2 기준 전위 VB로서 마이너스측 전원 전압 VSS(예를 들면, 접지 레벨)가 각각 주어진다. 다음 반전 타이밍에서 타이밍 펄스 φ2가 발생하면, 스위치 SW2 및 SW3이 온되기 때문에, 제1 기준 전위 VA로서 마이너스측 전원 전압 VSS가, 제2 기준 전위 VB로서 플러스측 전원 전압 VCC이 각각 주어진다.
그런데, 구동 회로 일체형 표시 장치를 구성하는 경우, 한정된 크기의 기판 상에 각종 구동 회로를 탑재하게 되기 때문에, 기준 전압 발생 회로(100)의 기판 상의 배치 위치가 제약된다. 특히, 표시부의 상하로 수평 구동 회로를 배치하는 구성을 채용하는 경우에는, 상하 수평 구동 회로에서 등거리의 위치, 즉 필연적으로 표시부의 가로 중간 위치가 기준 전압 발생 회로(100)의 기판 상의 배치 위치로 된다.
한편, 기판 외부로부터 표시 데이터, 마스터 클럭 MCK, 수평 동기 신호 Hsync, 수직 동기 신호 Vsync, 전원 전압 VCC, VSS를 기판 내부에 입력하는 입력 패드부는 표시부의 상하 한쪽 측의 기판 단부에 설치된다. 이 때문에, 기준 전압 발생 회로(100)를 특히 표시부의 가로 중간 위치에 배치하는 경우, 전원 전압 VCC 및 VSS의 전원 라인을 입력 패드부부터 기준 전압 발생 회로(100)까지 기판 내로 배치하지 않을 수 없게 되어, 그 배선 길이 또한 길어져 버린다. 이 전원 라인이 기판 내에 배치됨으로써, 전원 라인의 배선 저항이 커진다.
도 10에 도시한 바와 같이, VCC 전원 라인의 배선 저항을 Rvcc, VSS 전원 라인의 배선 저항을 Rvss로 한 경우, 이들 배선 저항 Rvcc 및 Rvss의 존재에 의해, 저항 R1 내지 Rn-1에 흐르는 직류 전류를 Iref로 하면, 도 11의 파형도에 도시한 바와 같이 기준 전위 VA 및 VB가 Iref×Rvcc의 전압분 α, 또는 Iref×Rvss의 전압분 β만큼 저하하게 된다. 또, 배선 저항 Rvcc 및 Rvss에는 스위치 SW1 내지 SW4의 스위칭 저항도 포함한다.
여기서, 기준 전위 VA인 기준 전압 V0는 흑 레벨(흑 전압)로서, 기준 전위 VB인 기준 전압 Vn-1은 백 레벨(백 전압)로서 이용된다. 따라서, VCC 및 VSS 전원 라인이 기판 내에 배치됨으로써 기준 전위 VA 및 VB가 저하하면, 흑 레벨 혹은 백 레벨이 저하하기 때문에, 콘트라스트비가 저하하여 화질이 현저히 악화된다. 노멀 화이트 모드의 액정 표시 장치인 경우는 흑 레벨의 저하가 특히 화질의 저하를 가져온다.
본 발명은 상기 과제에 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 표시부와 동일 기판 상에 기준 전압 발생 회로를 탑재하는 경우에도, 충분한 콘트라스트비를 확보함으로써, 고 화질의 화상 표시가 가능한 표시 장치 및 해당 표시 장치를 화면 표시부로서 탑재한 휴대 단말기를 제공하는 것에 있다.
투명 절연 기판 상에 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 이루어진 표시부와, 동일한 투명 절연 기판 상에 상기 표시부와 함께 탑재되어, 계조수분의 복수의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로를 구비하는 표시 장치를 공급함으로써 본 발명의 일 양태로 상기 목적을 얻을 수 있고, 상기 기준 전압 발생 회로는 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 제1 전압 발생 회로와, 다른 계조 레벨용의 제2 전압 발생 회로로 이루어지며, 제1 및 제2 전압 발생 회로는 투명 절연 기판 상의 다른 영역에 배치되어 있고, 제1 전압 발생 회로가 전원을 기판 외부로부터 기판 내부에 입력하는 입력부의 근방에 배치된 구성으로 되어 있다. 이 표시 장치는 PDA(Personal Digital Assistants)나 휴대 전화기로 대표되는 휴대 단말기에 그 화면 표시부로서 탑재된다.
화면 표시부로서 표시 장치를 구비한 휴대 단말기를 공급함으로써 본 발명에 따른 다른 양태로 상기 목적을 얻을 수 있고, 표시 장치는 투명 절연 기판 상에 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 이루어진 표시부와, 동일한 투명 절연 기판 상에 상기 표시부와 함께 탑재되어, 계조수분의 복수의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로를 구비하고, 상기 기준 전압 발생 회로는 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 제1 전압 발생 회로와, 다른 계조 레벨용의 제2 전압 발생 회로로 이루어지며, 제1 및 제2 전압 발생 회로는 투명 절연 기판 상의 다른 영역에 배치되어 있고, 제1 전압 발생 회로가 전원을 기판 외부로부터 기판 내부에 입력하는 입력부의 근방에 배치된 구성으로 되어 있다.
상기 구성의 표시 장치 및 해당 표시 장치를 화면 표시부로서 탑재한 휴대 단말기에서, 제1 전압 발생 회로는 전원 전압 VCC 또는 VSS를 그대로 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 기준 전압으로서 출력할 뿐인 것이므로, 제1 전압 발생 회로의 회로 구성이 간단하고, 회로 규모로서는 매우 작은 것이다. 따라서, 제2 전압 발생 회로와는 달리, 제1 전압 발생 회로는 투명 절연 기판 상의 배치 위치에 제약을 받을 일이 없고 임의의 위치에 배치가 가능하다. 따라서, 전원을 기판 외부로부터 기판 내부에 입력하는 입력부(입력 패드부) 근방에도 간단히 배치할 수 있다. 제1 전압 발생 회로를 해당 입력부의 근방에 배치함으로써, 제1 전압 발생 회로의 전원 라인을 제2 전압 발생 회로에 전원을 공급하는 전원 라인에 대하여 입력부 근방 또는 기판 외부에서 접속할 수 있다. 이것에 의해, 제1 전압 발생 회로의 전원 라인을 기판 내에 배치하지 않아서 그 배선 길이도 매우 짧아지기 때문에, 배선 저항의 저항값은 무시할 수 있는 정도의 작은 것으로 된다. 그 결과, 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 기준 전압의 배선 저항에 기인하는 전압 저하가 없어지기 때문에, 충분한 콘트라스트비를 확보할 수 있 다.
<발명의 실시예>
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동 회로 일체형 표시 장치, 예를 들면 액정 표시 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다. 도 1에서, 투명 절연 기판, 예를 들면 유리 기판(11) 상에는 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 이루어진 표시부(화소부)(12)가 형성되어 있다. 유리 기판(11)은 다른 한 장의 유리 기판과 소정의 간극을 갖고 대향 배치되어, 양 기판 사이에 액정 재료를 밀봉함으로써 표시 패널(LCD 패널)을 구성하고 있다.
표시부(12)에서의 화소의 구성의 일례를 도 2에 도시한다. 매트릭스 형상으로 배치된 화소(20) 각각은 화소 트랜지스터인 TFT(Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터)(21)와, 이 TFT(21)의 드레인 전극에 화소 전극이 접속된 액정 셀(22)과, TFT(21)의 드레인 전극에 한쪽 전극이 접속된 유지 용량(23)을 갖는 구성으로 되어 있다. 여기서, 액정 셀(22)은 화소 전극과 이것에 대향하여 형성되는 대향 전극 사이에서 발생하는 액정 용량을 의미한다.
이 화소 구조에서는, TFT(21)는 게이트 전극이 게이트선(주사선)(24)에 접속되고, 소스 전극이 데이터선(신호선)(25)에 접속되어 있다. 액정 셀(22)의 대향 전극이 모든 화소의 대향 전극이 접속된 VCOM 선(26)에 접속되어 있다. 그리고, 공통 전압 VCOM(VCOM 전위)이 VCOM 선(26)을 통해 액정 셀(22)의 대향 전극과 다른 화소에 공통으로 인가된다. 유지 용량(23)의 다른 쪽의 전극(대향 전극측의 단자)이 CS 선(27)에 대하여 각 화소 공통으로 접속되어 있다.
여기서, IH(H는 수평 기간) 반전 구동 또는 1F(F는 필드 기간) 반전 구동을 행하는 경우에는, 각 화소에 기입된 표시 신호는 VCOM 전위를 기준으로 하여 극성 반전을 행하게 된다. 또한, VCOM 전위의 극성을 1H 주기 또는 1F 주기로 반전시키는 VCOM 반전 구동을 IH 반전 구동 또는 1F 반전 구동과 병용하는 경우에는, CS 선(27)에 주어지는 CS 전위의 극성도 VCOM 전위에 동기하여 교류 반전한다. 단,본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 VCOM 반전 구동에 한정되는 것이 아니다. 또, VCOM 전위와 CS 전위는 거의 동일한 전위이기 때문에, 본 명세서에서는 VCOM 전위 및 CS 전위를 총칭하여 공통 전위라 부르기로 한다.
다시 도 1에서, 유리 기판(11) 상에는 예를 들면, 표시부(12)의 상하측에 수평(H) 드라이버(수평 구동 회로)(14A, 14B)가, 표시부(12)의 우측에 수직(V) 드라이버(수직 구동 회로)(15)가, 표시부(12)의 좌측에 기준 전압 발생 회로(16, 17) 및 그 제어 회로(18)가, 각각 주변의 구동 회로로서 탑재되어 있다. 단, 여기서는 주변의 구동 회로로서 일부를 예시한 것에 불과하다. 주변 구동 회로는 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 주변 구동 회로는 표시부(12)의 화소 트랜지스터와 같이 저온 폴리실리콘 혹은 CG(Continuous Grain; 연속 입계 결정) 실리콘을 이용하여 제작된다.
상기 구성의 구동 회로 일체형 액정 표시 장치에서, 수평 드라이버(14A)는 예를 들면, 수평 시프트 레지스터(141), 데이터 샘플링 래치부(142), 제2 래치부(143), 레벨 시프터(144) 및 DA(디지털-아날로그) 변환 회로(DAC)(145)를 갖는 디지털 드라이버 구성으로 되어 있다. 수평 드라이버(14B)에 대해서도 수평 드라이버(14A)와 전체적으로 동일한 구성으로 되어 있다.
수평 시프트 레지스터(141)는 타이밍 발생 회로(도시하지 않음)로부터 공급되는 수평 스타트 펄스 HST에 응답하여 시프트 동작을 개시하고, 해당 타이밍 발생 회로로부터 공급된 수평 클럭 펄스 HCK에 동기하여 1 수평 기간에 순차적으로 전송하는 샘플링 펄스를 생성한다. 데이터 샘플링 래치부(142)는 수평 시프트 레지스터(141)에서 생성된 샘플링 펄스에 동기하여 기판 외부로부터 입력되고, 인터페이스 회로(도시하지 않음)를 통해 표시 데이터 Data를 1 수평 기간에 순차적으로 샘플링하여 래치한다.
이 래치된 1 라인분의 디지털 데이터는 수평 블랭킹 기간에 제2 래치부(143)로 일괄해서 옮겨진다. 제2 래치부(143)로부터는 1 라인분의 디지털 데이터가 일제히 출력된다. 이 출력된 1 라인분의 디지털 데이터는 레벨 시프터(144)에서 레벨 업되어 DA 변환 회로(145)로 제공된다. 1 라인분의 디지털 데이터는 DA 변환 회로(145)에 의해 아날로그 표시 신호로 변환되어 표시부(12)의 수평 방향 화소 수 n에 대응하여 배선된 데이터선 25-1 내지 25-n에 출력된다. 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.
수직 드라이버(15)는 수직 시프트 레지스터 및 게이트 버퍼에 의해 구성된다. 이 수직 드라이버(15)에서, 수직 시프트 레지스터는 타이밍 발생 회로(도시하지 않음)로부터 공급된 수직 스타트 펄스 VST에 응답하여 시프트 동작을 개시하고, 해당 타이밍 발생 회로로부터 공급된 수직 클럭 펄스 VCK에 동기하여 1 수직 기간에 순차적으로 전송한 주사 펄스를 생성한다. 이 생성된 주사 펄스는 표시부(12)의 수직 방향 화소 수 m에 대응하여 배선된 게이트선 24-1 내지 24-m에 게이트 버퍼를 통해서 순차적으로 출력된다.
이 수직 드라이버(15)에 의한 수직 주사에 의해, 주사 펄스가 게이트선 24-1 내지 24-m에 순차적으로 출력되면, 표시부(12)의 각 화소가 행 단위로 선택된다. 이 선택된 1 라인분의 화소에 대하여 DA 변환 회로(145)로부터 출력된 1 라인분의 아날로그 표시 신호가 데이터선 25-1 내지 25-n을 경유하여 일제히 기입된다. 이 라인 단위의 기입 동작이 반복됨으로써, 1 화면분의 화상 표시가 행해진다.
여기서, DA 변환 회로(145)에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 DA 변환 회로(145)로서, 복수의 기준 전압 중에서 디지털 표시 신호에 대응한 기준 전압을 선택하여 아날로그 표시 신호로서 출력하는 기준 전압 선택형 DA 변환 회로가 이용된다. 이 기준 전압 선택형 DA 변환 회로의 구성의 일례를 도 3에 도시한다.
여기서는 도면의 간략화를 위해, 표시 데이터를 3 비트 b2, b1, b0로 하며, 이 3 비트의 표시 데이터에 의해 8 계조의 아날로그 표시 신호로 변환하는 경우를 예로 들어 나타내고 있다. 따라서, 본 DA 변환 회로는 8 계조분의 8개의 기준 전압 V0 내지 V7을 수신한다. 본 DA 변환 회로는 표시부(12)의 데이터선 25-1 내지 25-n에 대응하여 설치되고, 3 비트의 표시 데이터의 각 비트 b2, b1, b0의 논리 조합에 따라, 8개의 기준 전압 V0 내지 V7 중에서 1개를 선택하여 아날로그 표시 신 호로서 대응하는 데이터선에 공급한다.
이 기준 전압 선택형 DA 변환 회로에 제공하는 복수의 기준 전압을 발생하기 위해서, 기준 전압 발생 회로(16, 17)가 설치되어 있다. 기준 전압 발생 회로(16)는 흑 레벨용의 기준 전압을 발생하기 위한 것이다. 기준 전압 발생 회로(17)는 흑 레벨 이외의 다른 계조 레벨용의 기준 전압을 발생하기 위한 것이다. 이들 기준 전압 발생 회로(16, 17)는 유리 기판(11) 상의 다른 영역에 배치되어 있다. 구체적으로는, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)가 표시부(12)의 상하 한쪽 측의 기판 단부에 설치된 입출력 패드부(19) 근방에 배치되는 한편, 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)가 수평 드라이버(14A, 14B)에서 거의 등거리의 위치로 되는 표시부(12)의 가로 중간 위치에 배치된다.
입출력 패드부(19)에는 표시 데이터, 마스터 클럭 MCK, 수평 동기 신호 Hsync, 수직 동기 신호 Vsync, 전원 전압 VCC, VSS 등이 기판 외부로부터 주어진다. 이 중, 전원 전압 VCC 및 VSS는 입출력 패드부(19)와 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)와의 사이에 기판 내에 배치됨으로써 배선되는 전원 라인 L1에 의해 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)에 공급된다. 도면상에서는 전원 라인 L1을 1개로서 도시되어 있다. 그러나, 실제로는 VCC 라인과 VSS 라인의 2개이다.
이 전원 라인 L1의 입출력 패드부(19) 근방 위치(도면내의 A점)에는 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)의 전원 라인 L2가 접속되어 있다. 그리고, 입출력 패드부(19)로부터 전원 라인 L1에 입력된 전원 전압 VCC 및 VSS가 전원 라인 L1의 도중에(도면내의 A점) 전원 라인 L2에도 입력되며, 이 전원 라인 L2에 의해 흑 레벨 용 기준 전압 발생 회로(16)에 공급된다. 전원 라인 L2에 대해서도 전원 라인 L1과 같이 VCC 라인과 VSS 라인의 2개이다.
도 4는 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)가 구체적인 구성의 일례를 도시하는 회로도이다. 도 4로부터 분명한 바와 같이, 전원 전압 VCC를 입력으로 하는 스위치 SW11과, 전원 전압 VSS를 입력으로 하는 스위치 SW12로 구성되어 있다. 이들 스위치 SW11, SW12는 액정의 교류 구동에 대응하여 설치된 것으로, 해당 교류 구동에 동기하여 제어 회로(18)로부터 교대로 출력되는 타이밍 펄스 φ1, φ2에 의해 온/오프 구동됨으로써, 전원 전압 VCC 또는 전원 전압 VSS를 흑 레벨용의 기준 전압 V0로 하여 출력한다.
도 4로부터 분명한 바와 같이, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)는 2개의 스위치 SW11, SW12를 가질뿐인 매우 간단한 회로 구성으로 되어 있다. 따라서, 그 회로 규모는 매우 작은 것으로, 유리 기판(11) 상의 배치 위치에 제약을 받을 일이 없고, 후에 구체적인 구성에 대하여 설명하는 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)와 상이하다. 흑 레벨용 기준 전압 발생회로(16)는 임의의 위치에 배치가 가능하며, 입출력 패드부(19) 근방에도 간단히 배치할 수 있다.
도 5는 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 회로도이다. 도 5로부터 분명한 바와 같이, 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)는 저항 분할 회로 구성으로 되어 있다. 즉, 계조 수를 n으로 하면, 제1 기준 전위 VA와 제2 기준 전위 VB 사이의 전압을 직렬 접속된 n-1개의 저항 R1 내지 Rn-1에 의해 분압한다. 이에 의해, 각 분압점에서 n-2개의 기준 전압 V1 내지 Vn-2이 얻어진다. 기준 전위 VB를 백 레벨용의 기준 전압 Vn-1으로 함으로써, 총 n-1개의 기준 전압 V1 내지 Vn-1을 흑 레벨 이외의 계조 레벨용으로서 발생하게 된다.
흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)와 마찬가지로, 액정의 교류 구동에 대응하여 제1 기준 전위 VA 측에 2개의 스위치 SW21 및 SW22가, 제2 기준 전위 VB 측에 2개의 스위치 SW23 및 SW24가 각각 설치되어 있다. 이들 스위치 SW21 내지 SW24는 교류 구동에 동기하여 제어 회로(18)로부터 교대로 출력되는 타이밍 펄스φ1 및 φ2에 의해 온/오프 구동된다.
구체적으로는, 교류 반전이 있는 반전 타이밍에서 타이밍 펄스 φ1이 출력되면, 스위치 SW21 및 SW24가 온하기 때문에, 제1 기준 전위 VA로서 플러스측 전원 전압 VCC가, 제2 기준 전위 VB로서 마이너스측 전원 전압 VSS(예를 들면, 접지 레벨)가 각각 주어진다. 다음 반전 타이밍에서 타이밍 펄스 φ2가 출력되면, 스위치 SW22 및 SW23가 온하기 때문에, 제1 기준 전위 VA로서 마이너스측 전원 전압 VSS가, 제2 기준 전위 VB로서 플러스측 전원 전압 VCC가 각각 주어진다.
다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)에서 저항 R1 내지 Rn-1의 저항 재료로서, 트랜지스터의 게이트 배선 재료를 이용할 수 있다. 게이트 배선은 Mo(몰리브덴) 등의 금속으로 형성되는 것이 많고, 저항값의 변동이 작다고 하는 특징을 가지고 있다. 저항 R1 내지 Rn-1의 저항값의 변동이 작으면 큰 저항값으로 작성하는 것이 가능하기 때문에, 전원 라인 L1의 배선 저항에 기인하는 기준 전압 V1 내지 Vn-1에 대한 영향을 적게 할 수 있다. 또, 백 레벨용의 기준 전압 Vn-1에 대해서는 전술한 공통 전위, 즉 VCOM 전위 및 CS 전위로서 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 구동 회로 일체형 액정 표시 장치에서는 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)를 입출력 패드부(19) 근방에 배치하고, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)의 전원 라인 L2를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속하는 구성을 채용한다. 따라서, 전원 라인 L2에 대해서는 기판 내에 배치하지 않아서, 그 배선 길이를 매우 짧게 할 수 있기 때문에, 전원 라인 L2의 배선 저항의 저항값은 무시할 수 있는 정도의 작은 것이 된다. 그 결과, 흑 레벨용 기준 전압 V0의 배선 저항에 기인하는 전압 저하가 없어지기 때문에, 충분한 콘트라스트비를 확보할 수 있다.
한편, 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)에 대해서는 전원 라인 L1의 배선 저항의 영향을 받아, 기준 전위 VA, VB가 저하된다. 여기서 발생되는 기준 전압은 중간 계조 레벨용이기 때문에, 흑 레벨이 저하하는 경우와 상이하여, 실용상 문제가 되는 경우는 없다. 단, VCC 라인과 VSS 라인의 배선 저항이 크게 다르면, 교류 반전에 동기하여 전원 전압 VCC과 전원 전압 VSS를 스위칭했을 때, 각 계조에 대응하는 기준 전압이 VCOM 전위에 대하여 고저 대칭이 되지 않게 된다.
그래서, 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)측의 전원 라인 L1에 대해서는 VCC 라인과 VSS 라인의 각 배선 저항의 저항값이 일치하도록 배선하는 것이 바람직하다. 이들 VCC 및 VSS 라인의 각 저항값을 일치시키기 위해서는 양자의 배선 폭과 기판 내의 배선 거리를 될 수 있는 한 일치시키도록 레이아웃하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 각 계조에 대응하는 기준 전압을 VCOM 전위에 대하여 고저 대칭으로 할 수 있다. 그 결과, 중간 계조에서의 잔상 현상이나 신뢰성 열화를 방지할 수 있다. 또, VCC 및 VSS 라인의 각 저항값이 완전히 일치하지 않더라도, 약 20% 이하의 오차로 들어가도록 배선할 수 있으면, 중간 계조에서의 잔상 현상이나 신뢰성 열화에 대하여 문제가 되지 않는 범위로, 기준 전압이 VCOM 전위에 대하여 고저 비대칭의 레벨 차를 억제할 수 있다.
또, 본 실시예에서는, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)와 분리하여 입출력 패드부(19) 근방에 배치하고, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)의 전원 라인 L2를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 다른 실시예에서는, 백 레벨용 기준 전압 발생 회로를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로와 분리하여 입출력 패드부(19) 근방에 배치하고, 백 레벨용 기준 전압 발생 회로의 전원 라인을 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로의 전원 라인에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속하도록 한다. 또한 흑 레벨용과 백 레벨용의 양방의 기준 전압 발생 회로에 대하여 마찬가지의 구성을 채용하는 것도 가능하다.
일반적으로, 노멀 화이트 모드의 액정 표시 장치인 경우에는 흑 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 양자의 기준 전압 발생 회로를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로와 분리하는 것이 효과적이고, 노멀 블랙 모드의 액정 표시 장치인 경우에는 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 양자의 기준 전압 발생 회로를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로와 분리하는 것이 효과적이라고 말할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)의 전원 라인 L2를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속한다. 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)의 전원 라인 L2는 입출력 패드부(19)를 경유하여 기판 외부에서 전원 라인에 접속할 수도 있다. 이 경우에도, 전원 라인 L2에 대해서는 기판 내에 배치하지 않아서, 그 배선 길이를 짧게할 수 있기 때문에, 전원 라인 L2의 배선 저항을 무시할 수 있는 정도로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 표시 소자로서 액정 셀을 이용하여 이루어진 액정 표시 장치에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 본 발명은 이 적용예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명은 표시 소자로서 EL(electroluminescence; 일렉트로 루미네센스) 소자를 이용하여 이루어진 EL 표시 장치 등, 표시부와 동일한 기판 상에 데이터 처리 회로를 탑재하여 이루어진 표시 장치 전반에 적용 가능하다.
그런데, 일반적으로, VCOM 전위 및 CS 전위는 노멀 화이트 모드의 액정 표시 장치인 경우에는 백 레벨용의 기준 전압 Vn-1, 노멀 블랙 모드의 액정 표시 장치인 경우에는 흑 레벨용의 기준 전압 V0와 동일한 것이 많다. 그 때문에, 전술한 바와 같이 기준 전압 V0 내지 Vn-1을 발생하기 위한 기준 전압 발생 회로를 VCOM 전위 및 CS 전위를 생성하는 회로로서 겸용하는 것이 많았다.
그러나, 이 경우, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치를 예로 들면, VCOM 전위 및 CS 전위는 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 저항 분할 회로에 흐르는 직류 전류 Iref 및 전원 라인 L1을 기판 내에 배치함에 의한 배선 저항에 기인하는 기준 전위 VA, VB의 전압 강하의 영향을 받아서, 콘트라스트를 악화시키는 원인이 된다. 이 점에 주목하여 이루어진 것이 이하에 설명하는 제2 실시예에 따른 구동 회로 일체형 액정 표시 장치이다.
[제2 실시예]
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 회로 일체형 액정 표시 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다. 도면에서 도 1과 동등 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 나타내고 있다.
도 6에서 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)와 분리하여 입출력 패드부(19) 근방에 배치하고, 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)의 전원 라인 L2를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속하고 있는 점에 대해서는 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치인 경우와 동일하다
또한, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는, 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)를 VCOM 전위 및 CS 전위의 총칭인 공통 전위(전술한 바와 같이, 본 명세서에서는 VCOM 전위 및 CS 전위를 총칭하여 공통 전위라고 부르는 것으로 하고 있음)를 생성하는 회로(이하, 공통 전위 생성 회로라고 함)로서 겸용하는 것은 아니고, 공통 전위 생성 회로(31)를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)와 분리한 구성을 채용하고 있다.
도 7에 공통 전위 생성 회로(31)의 구체적인 구성예를 나타낸다. 이 공통 전위 생성 회로(19)는 전술한 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)와 기본적으로 동 일한 구성으로 되어 있다. 더 상세하게는, 전원 전압 VCC를 입력으로 하는 스위치 SW31과, 전원 전압 VSS를 입력으로 하는 스위치 SW32를 가진다. 이들 스위치 SW31 및 SW32를 교류 구동에 동기하여 제어 회로(18)로부터 교대로 출력되는 타이밍 펄스 φ2 및 φ1에 의해 온/오프 구동함으로써, 전원 전압 VCC 또는 전원 전압 VSS를 공통 전위, 즉 VCOM 전위 및 CS 전위로서 출력하는 구성으로 되어 있다.
도 7로부터 분명한 바와 같이, 공통 전위 생성 회로(31)는 흑 레벨용 기준 전압 발생 회로(16)와 같이 2개의 스위치 SW31 및 SW32를 가질 뿐인 매우 간단한 회로 구성으로 되어 있다. 따라서, 그 회로 규모는 매우 작은 것이므로, 유리 기판(11) 상의 배치 위치에 제약을 받을 일이 없다. 공통 전위 생성 회로(31)는 임의의 위치에 배치가 가능하며, 입출력 패드부(19) 근방에도 간단히 배치할 수 있다. 그리고, 공통 전위 생성 회로(31)의 전원 라인 L3을 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치(도면 중 B점)에서 접속한다.
여기서, VCOM 전위로서는 CS 전위와 거의 동일한 진폭의 교류 전압이 이용된다. 단, 실제로는 도 2의 화소 회로에서, 데이터선(54)으로부터 TFT(51)를 통해서 액정 셀(52)의 화소 전극에 신호를 기입할 때에, 기생 용량 등에 기인하여 TFT(51)로 전압 강하가 생긴다. 따라서, VCOM 전위로서는 그 전압 강하분만큼 DC 시프트한 교류 전압을 이용할 필요가 있다. 이 VCOM 전위의 DC 시프트를 예를 들면, 기판 외부에 설치된 VCOM 조정 회로(32)가 담당한다.
공통 전위 생성 회로(31)로 생성된 CS 전위는 표시부(12)의 각 화소 회로에 직접 제공된다. CS 전위와 동 전위의 VCOM용 전위가 입출력 패드부(19)로부터 기판 외부에 한번 출력되어 VCOM 조정 회로(32)에 공급된다. VCOM 조정 회로(32)는 예를 들면, 컨덴서 C, 저항 R 및 DC 전원 V로 구성되며, 공통 전위 생성 회로(31)로 생성된 VCOM용 전위의 DC 레벨을 조정(DC 시프트)하여 실제 VCOM 전위를 얻는다. 이 VCOM 전위는 입출력 패드부(19)로부터 재차 기판 내에 입력되어, 표시부(12)의 각 화소 회로에 제공된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 구동 회로 일체형 액정 표시 장치에서는 공통 전위 생성 회로(31)를 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)와 분리함과 함께, 입출력 패드부(19) 근방에 배치하고, 공통 전위 생성 회로(31)의 전원 라인 L3을 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속하는 구성을 채용하고 있다. 전원 라인 L3에 대해서는 기판 내에 배치하지 않아서, 그 배선 길이가 매우 짧게 끝나기 때문에, 전원 라인 L3의 배선 저항의 저항값은 무시할 수 있는 정도의 작은 것이 된다.
이에 의해, VCOM 전위 및 CS 전위는 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 저항 분할 회로에 흐르는 직류 전류 Iref 및 전원 라인 L1을 기판 내에 배치함에 의한 배선 저항에 기인하는 기준 전위 VA 및 VB의 전압 강하의 영향을 받을 일은 없으며, 또한 전원 라인 L3의 배선 저항의 저항값도 무시할 수 있는 정도로 작아서, 전원 라인 L3의 배선 저항에 기인하는 전압 강하도 없다. 콘트라스트의 악화를 일으키지 않는다.
또, 본 실시예에서는, 공통 전위 생성 회로(31)의 전원 라인 L3을 다른 계조 레벨용 기준 전압 발생 회로(17)의 전원 라인 L1에 대하여 입출력 패드부(19) 근방 위치에서 접속시킨다. 공통 전위 생성 회로(31)의 전원 라인 L3을 입출력 패드부(19)를 경유하여 기판 외부에서 전원 라인에 접속시켜도 된다. 이 경우에는 전원 라인 L3에 대해서는 기판 내에 배치하지 않아서, 그 배선 길이를 짧게할 수 있기 때문에, 전원 라인 L3의 배선 저항을 무시할 수 있는 정도로 억제할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대표되는 표시 장치는 휴대 전화기 및 PDA(PDA 또는 휴대 정보 단말기)로 대표되는 소형·경량의 휴대 단말기의 화면 표시부로서 이용하기 적합한 것이다.
[적용 예]
도 8은 본 발명에 따른 휴대 단말기, 예를 들면 PDA의 구성의 개략을 도시하는 외관도이다.
본 예에 따른 PDA는 예를 들면, 장치 본체(61)에 대하여 덮개(62)가 개폐 가능하게 설치된 절첩식의 구성으로 되어 있다. 장치 본체(61)의 상면에는 키보드 등의 각종 키가 배치되어 이루어진 조작부(63)가 배치되어 있다. 한편, 덮개(62)에는 화면 표시부(64)가 배치되어 있다. 이 화면 표시부(64)로서, 전술한 제1 및 제2 실시예에 따른 구동 회로 일체형 액정 표시 장치가 이용된다.
제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전술한 바와 같이, DA 변환 회로용의 기준 전압 발생 회로나 VCOM 전위 및 CS 전위용 전위 생성 회로에 대한 전원 라인의 배선 저항에 기인하는 전압 강하의 영향을 없애고, 충분한 콘트라스트비를 확보할 수 있다. 따라서, 이들 실시예에 따른 액정 표시 장치를 화면 표시부(64)로서 탑재함으로써, 콘트라스트비가 우수하고 고 화질의 화면 표시가 가능하다. 또한 구동 회로 일체형이기 때문에 PDA 본체의 소형화를 도모할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 PDA에 적용한 경우를 예로 채용하고 설명하였다. 이 적용 예는 이 경우에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 특히 휴대 전화기 등 소형·경량의 휴대 단말기 전반에 이용하기 적합한 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 기준 전압 발생 회로를 입출력 패드부의 근방에 배치하고, 그 전원 라인을 다른 계조 레벨용의 전압 발생 회로의 전원 라인에 대하여 입출력 패드부의 근방 또는 기판 외부에서 접속함으로써, 전원 라인의 배선 저항에 기인하는 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 기준 전압의 전압 저하가 없어지기 때문에, 충분한 콘트라스트비를 확보할 수 있다.

Claims (10)

  1. 표시 장치에 있어서,
    투명 절연 기판 상에 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와,
    상기 투명 절연 기판 상에 상기 표시부와 함께 탑재되어, 계조 레벨의 수에 대응하는 복수의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로
    를 구비하고,
    상기 기준 전압 발생 회로는 상기 투명 절연 기판 상의 다른 영역에 배치된 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 제1 전압 발생 회로와, 다른 계조 레벨용의 제2 전압 발생 회로를 포함하고,
    상기 제1 전압 발생 회로는 전원을 기판 외부로부터 기판 내부에 입력하는 입력부의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압 발생 회로의 전원 라인이 상기 입력부의 근방 또는 상기 기판 외부에서 상기 제2 전압 발생 회로에 전원을 공급하는 전원 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전원 라인들은 플러스측 라인의 배선 저항의 저항값과 마이너스측 라인의 배선 저항의 저항값이 일치하거나 20%의 오차 범위 내에 존재하도록 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압 발생 회로는 트랜지스터의 게이트 배선 재료에 의해 형성된 저항을 2개의 기준 전위 사이에 직렬 접속하고, 상기 저항의 접속점에 발생하는 전압을 상기 다른 계조 레벨용의 기준 전압으로 하는 저항 분할 회로로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치는 각 화소가 액정 셀을 포함하는 액정 표시 장치이고,
    상기 액정 표시 장치는 상기 투명 절연 기판 상에 상기 표시부와 함께 탑재되어, 상기 화소의 대향 전극측에 각 화소 공통으로 공통 전위를 생성하는 전위 생성 수단을 포함하고,
    상기 전위 생성 수단이 상기 입력부의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전위 생성 수단의 전원 라인이 상기 입력부의 근방 또는 상기 기판 외부에서 상기 제2 전압 발생 회로에 전원을 공급하는 전원 라인에 접속되어 있는 것 을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 화면 표시부로서 표시 장치를 포함하는 휴대 단말기에 있어서,
    상기 표시 장치는,
    투명 절연 기판 상에 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와,
    상기 투명 절연 기판 상에 상기 표시부와 함께 탑재되어, 계조 레벨의 수에 대응하는 복수의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로
    를 포함하고,
    상기 기준 전압 발생 회로는 상기 투명 절연 기판 상의 다른 영역에 배치된 흑 레벨용, 백 레벨용 혹은 흑 레벨용과 백 레벨용의 제1 전압 발생 회로와, 다른 계조 레벨용의 제2 전압 발생 회로를 포함하며,
    상기 제1 전압 발생 회로는 전원을 기판 외부로부터 기판 내부에 입력하는 입력부의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전압 발생 회로의 전원 라인이 상기 입력부의 근방 또는 상기 기판 외부에서 상기 제2 전압 발생 회로에 전원을 공급하는 전원 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 표시 장치는 액정 표시 장치이고,
    상기 액정 표시 장치는, 상기 투명 절연 기판 상에 상기 표시부와 함께 탑재되어, 상기 화소의 대향 전극측에 각 화소 공통으로 공통 전위를 생성하는 전위 생성 수단을 포함하고,
    상기 전위 생성 수단은 상기 입력부의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전위 생성 수단의 전원 라인이 상기 입력부의 근방 또는 상기 기판 외부에서 상기 제2 전압 발생 회로에 전원을 공급하는 전원 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
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