KR101127169B1 - 화상표시장치, 화상표시패널, 패널구동장치 및화상표시패널의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 블랭킹기간(1HB)을 제외하는 1H 기간인 라인표시기간 중에, RGB의 화소데이터펄스(61B~61R)가, 각각 대응하는 신호선에 색마다 순차 공급되어서 1개의 화소라인의 색 표시가 실시된다. 신호선(6-1~6-n)의 각각에 접속된 실렉트스위치의 제어회로(40)는, RGB의 1 색을 표시시킬 때의 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스(63B~63R)를 실렉트스위치(TMG)에 인가하고, 이 인가의 기간 중에, 동일 라인표시기간 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선의 실렉트스위치(TMG)를, 상기 다른 색의 화소데이터의 공급시간(T2 또는 T3)보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스(62G 또는 62R)로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선을 미리 소정의 전위로 프리차지한다.

Description

화상표시장치, 화상표시패널, 패널구동장치 및 화상표시패널의 구동방법{Image display device, image display panel, panel drive device, and image display panel drive method}
본 발명은, 1 수평주사기간의 블랭킹기간을 제외하는 기간인 라인표시기간 중에 3 원색의 화소데이터를 순차적으로 신호선에 공급할 때에 상기 신호선을 소정 전위에서 미리 프리차지하는 화상표시장치, 프리차지기능을 가지는 화상표시패널과 화상표시패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
예를 들면 액정디스플레이 등의 고정화소를 가지는 화상표시장치는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 그 유효화소부에서, 복수의 화소회로(이하, 단지 화소라고 한다)가 매트릭스형으로 배열되며, 또한 소정 배열에서 3 원색이 각 화소에 할당되어 있다.
액정디스플레이의 각 화소는, 특히 도시하지 않지만, 화소실렉트소자로서의 박막트랜지스터(TFT;thin film transistor)와, TFT의 드레인전극(또는 소스전극)에 화소전극이 접속된 액정셀과, TFT의 드레인전극에 한쪽 전극이 접속된 유지용량으로 구성되어 있다.
이러한 화소의 각각에 대해서, 화소행(이하, 화소라인이라고도 한다)의 화소 배열방향에 따라서 주사선이 배선되며, 화소열의 화소배열방향에 따라서 데이터선이라고 칭해지는 신호선이 배선되어 있다. 각 화소의 TFT의 게이트전극이 각 화소행을 단위로 하여 동일 주사선에 접속되며, 그 소스전극(또는, 드레인전극)이 각 화소열을 단위로 하여 동일 신호선에 접속되어 있다.
이와 같은 액정디스플레이 등의 화상표시장치는 해마다 고세밀화가 진행되며, 그것에 수반하여 주사선 및 신호선의 부하용량이 증대하고 있다.
또한, 현행의 NTSC(National Television System Committee) 방식의 영상신호는 1 필드가 60Hz의 주파수(시간으로 하여 약 16.7ms), 1 프레임이 30Hz의 주파수(시간으로 하여 약 33.3ms)와, 그 화면표시기간이 결정되어 있다. 따라서, 고세밀화에 수반하여 화소라인의 수가 증가하면, 1 화소라인의 표시에 할당되는 시간이 짧아진다. 이 1 화소라인의 표시기간은, NTSC 영상신호포맷이라고 하는 1 수평주사(1H) 기간 중, 선두부분의 수평블랭킹기간을 제외하는 기간이다.
고세밀의 화상표시장치에서는, 유효화소부의 화소군을 3 원색의 색마다 순서대로 반복하여 표시하는 경우, 라인표시기간이 짧은 것과, 상술한 신호선의 부하용량의 증대에 의해서, 결정된 시간내에 화소데이터의 기입이 충분하지 않고, 예정하고 있던 휘도의 색 표현이 가능하지 않은 부적당함이 발생하고 있다.
특히, 액정디스플레이에서는, 액정층에 동일한 방향의 전계를 장시간 인가하면 액정층이 열화하는 경우가 있고, 이것을 방지하는 관점에서, 1 화소라인마다 화소데이터의 극성을 반전하는 구동방법이 일반화되고 있다. 그 때문에, 액정디스플레이에서는 평균적으로, 신호선 전위를 화소데이터의 약 2배 변화시킬 필요가 있 고, 그 큰 전위차를 변화시키는 것에 시간이 걸리기 때문에, 고세밀화에 수반하는 화소데이터의 기입부족이 현저하게 되어 오고 있다.
도 7a와 도 7b에, 화소데이터를 신호선에 기입하기 위한 펄스의 파형을 나타낸다. 여기에서, 도 7a는 해상도가 낮은 액정디스플레이의 기입펄스파형도, 도 7b는 해상도가 높은 액정디스플레이의 기입펄스파형도이다.
디스플레이의 해상도가 낮은 경우, 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스(Pw1)의 시간 폭(지속시간(time duration))은, 예를 들면 12㎲로 비교적 길다. 이 허가펄스(Pw1)의 상승시간에서 신호선에 화소데이터가 인가되며, 그때부터 신호선의 전위(100)가 상승하기 시작하고, 신호선의 부하용량에 의해 결정되는 CR 시정수에 따라서 소정 전위로까지 도달한다. 이 신호선의 충전에 필요로 하는 시간(Tpc)은 펄스시간 폭(12㎲)에 비해서 충분히 작다.
그런데, 디스플레이의 해상도가 높아지면, 상술한 바와 같이 부하용량이 급격히 증대하여 배선의 CR 시정수가 높아지기 때문에, 도 7a에 나타내는 신호선 전위(100A 또는 100B)와 같이, 부하용량에 따라서 파형이 둔해지고, 소정 기입시간내에, 소정의 기입 전위까지 신호선 전위가 도달할 수 없고, 신호선에 전하를 충분히 충전할 수 없는 사태가 발생한다.
덧붙여서, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 기입시간 자체가, 예를 들면 5㎲로 짧아지기 때문에, 만약 부하용량이 그다지 증대하지 않는 경우에도 신호선으로의 충분한 부하의 충전은 곤란하게 된다.
이와 같은 기입부족을 해소하기 위해서, 화소데이터의 기입에 앞서서, 신호 선 전위를 미리 중간 전위로까지 올리는 신호선의 프리차지기술이 알려져 있다(예를 들면, 일본국특허공개공보 : 특개평10-011032호 공보 또는 특개2003-177720호 공보참조).
이 신호선의 프리차지기술을 채용하면, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스(Pw2)의 상승개시점에서, 미리 실시한 프리차지(파형(101))에 의해서 신호선 전위(102)가 있는 중간 전위까지 도달되어 있다면, 짧은 허가펄스 시간내에 신호선 전위(102)를 소망의 전위까지 도달시키는 것이 가능하게 된다.
프리차지파형은, 도 7c에서는 편의상, 화소데이터에 의한 신호선 충전시에 중복하여 묘사하고 있지만, 상기 2개의 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 신호선의 프리차지는 1 수평주사기간(1H)의 선두부분에 위치하는 수평블랭킹기간에서 실시되는 경우가 많다.
그런데, 상기한 디스플레이의 고세밀화에 수반하는 기입시간의 단축은, 1 화소라인의 화소수의 증대에 더하여, 구동클록주파수가 높아지기 때문에 발생하므로, 수평블랭킹기간도 짧아져서 충분한 프리차지시간의 여유가 없어지는 경우가 있다. 또한, 신호선에 프리차지해야 할 전하량도 증가하기 때문에, 이와 같은 수평블랭킹기간에서의 프리차지는 어려운 상황이 되어 오고 있다. 따라서, 현실적으로는, 고세밀의 디스플레이에서 도 7c에 나타내는 바와 같은 프리차지의 효과를 충분히 얻을 수 없다고 하는 실정이 있다.
보다 상세한 예에서 도 8a를 이용하여 설명하면, 화소수가 예를 들면 480× 320 이하의 저해상도 액정표시장치에서는, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 유효화소영역(110)의 일단에 배치된 수평구동회로(111) 내와는 별도로, 신호선(113)의 반대측에 프리차지회로(112)를 설치하고 있다. 수평구동회로(111) 내에, 화소데이터의 출력을 제어하는 실렉트스위치로서의 CMOS 트랜스퍼게이트(TG1)가 신호선(113)마다 설치되어 있다. 동일하게, 프리차지회로(112) 내에, CMOS 트랜스퍼게이트(TG2)를 설치하고, 이 CMOS 트랜스퍼게이트(TG2)에 의해서 프리차지전압의 공급제어를 실시하고 있다.
도 8b에 2개의 CMOS 트랜스퍼게이트의 상세를 나타낸다. 디스플레이의 수평구동시에, 프리차지회로(112) 내의 CMOS 트랜스퍼게이트(TG2)로부터 프리차지신호(SPC)가 유효화소부의 신호선(113)에 인가되며, 그 후, 수평구동회로 측의 CMOS 트랜스퍼게이트(TG1)로부터 화소데이터신호(SDT)가 유효화소부의 신호선(113)에 입력된다.
그러나, 화소수가 예를 들면 640×480의 VGA 해당 이상의 고해상도 액정표시장치에서는, 상술한 바와 같이, 장치를 구동하는 구동주파수가 높아지는 동시에, 표시장치의 배선의 부하용량이 증대하기 때문에, 소정의 기입시간에 신호선 전위가 예정하고 있는 중간 전위까지 도달하지 않게 되고, 기입부족이 발생하고, 그 결과, 선명한 영상을 얻을 수 없게 된다.
그 경우, 안정된 프리차지를 실시하기 위해서, CMOS 트랜스퍼게이트(TG2)의 소자사이즈를 증대시키지 않으면 안 되고, 프리차지회로(112)가 차지하는 면적이 증대한다. 또한 신호선(113)의 인피던스를 내릴 필요가 있고, 배선 폭을 크게 하지 않으면 안 되는 등의 이유에 의해, 동일하게, 프리차지를 위한 배선의 기판내 면적점유율이 증대한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 일괄 프리차지에서는 높은 프리차지능력이 요구되기 때문에, 도 9에 전체의 블록도에서 나타내는 바와 같이 수평구동회로(HDRV)(111)와 프리차지회로(PCH)(112)를 나누어서 배치하든지, 혹은, 2개의 수평구동회로의 한쪽을 프리차지 기능첨부로 하지 않으면 안 되고, 프리차지회로의 에어리어 페널티의 증대가 문제가 된다.
또한, 3 원색의 색마다 프리차지해야 할 최저한의 전하량도 달라지는 경우가 있지만, 그와 같은 경우, 수평블랭킹기간에서의 일괄 프리차지에서는 쓸데없는 프리차지가 일부 색에서 실시되어 버린다고 하는 문제도 발생하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제 1과제는, 화상표시장치의 고세밀화에 의해서, 구동클록이 고속화하고, 신호선에 화소데이터를 공급하는 시간이 짧아지고, 또한, 신호선 부하용량이 증대하는 등의 원인으로 신호선으로의 충분한 프리차지가 곤란하게 되어 오고 있는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 제 2과제는, 3 원색의 또는 라인마다의 일괄 프리차지에서는 높은 프리차지능력이 요구되며, 프리차지회로의 규모가 증대하여 에어리어 페널티가 커지고, 또, 쓸데없는 전력소비가 발생하고 있는 것이다.
본 발명에 관한 화상표시장치(1)는, 소정 배열로 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군(유효화소부(2))을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)이 접속되며, 1 수평주사기간(1H)의 블랭킹기간(1HB)을 제외하는 기간인 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 중에, 3 원색의 화소데이터(61R, 61G, 61B)가, 각각 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 색마다 순차 공급되어서 1개의 화소라인의 색 표시가 실시되는 화상표시장치(1)에 있어서, 상기 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 각각에 실렉트스위치(TMG)가 접속되며, 상기 실렉트스위치(TMG)에 프리차지의 제어회로(40)가 접속되며, 상기 프리차지의 제어회로(40)는, 상기 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)으로의 데이터공급의 허가펄스(63R, 63G, 63B)를, 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간(펄스(63R, 63G, 63B)의 지속시간) 중에, 동일 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)를, 상기 다른 색의 화소데이터의 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스(62R, 62G, 62B)로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)을 미리 소정 전위로 프리차지한다.
적합하게는, 상기 프리차지의 제어회로(40)는, 상기 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 상기 데이터공급의 허가펄스(63R, 63G, 63B)의 지속시간이 짧고, 보다 다음에 표시하는 색만큼 상기 프리차지펄스(62R, 62G, 62B)의 시간 폭 또는 수를 바꿔서 프리차지의 시간을 길게 한다.
또한, 적합하게, 프리차지의 제어회로(40)는, 상기 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 최초로 표시시키는 색에 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 대하여, 1 수평주사기간(1H)의 선두부분에 위치하는 블랭킹기간(1HB)에서 상기 프리차지용의 프리차지펄스(62R, 62G, 62B)를 공급한다.
본 발명에 관한 화상표시패널은, 소정 배열로 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군(유효화소부(2))을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)이 접속되며, 1 수평주사기간(1H)의 블랭킹기간(1HB)을 제외하는 기간인 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간)) 중에, 3 원색의 화소데이터(61R, 61G, 61B)가, 각각 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 색마다 순차 공급되어서 1개의 화소라인의 색 표시가 실시되는 화상표시패널에 있어서, 상기 화상표시패널 내에 프리차지의 제어회로(40)가 설치되며, 상기 프리차지의 제어회로(40)는, 상기 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 각각에 접속된 실렉트스위치(TMG)에 접속되며, 상기 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)으로의 데이터공급의 허가펄스(63R, 63G, 63B)를, 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간(펄스(63R, 63G, 63B)의 지속시간) 중에, 동일 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)를, 상기 다른 색의 화소데이터 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스(62R, 62G, 62B)로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)을 미리 소정 전위로 프리차지한다.
본 발명에 관한 펄스구동장치는, 소정 배열로 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군(유효화소부(2))을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)이 접속되어 있는 화상표시패널에 대해서, 화소라인마다의 구동시에, 1 수평주사기간(1H)의 블랭킹기간(1HB)을 제외하는 기간인 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간)) 중에, 3 원색의 화소데이터(61R, 61G, 61B)를, 각각 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 색마다 순차 공급하는 패널구동장치에 있어서, 상기 패널구동장치에 프리차지의 제어회로(40)를 내장하고, 상기 프리차지의 제어회로(40)는, 상기 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 각각에 접속된 실렉트스위치(TMG)에 접속되며, 상기 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)으로의 데이터공급의 허가펄스(63R, 63G, 63B)를, 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간(펄스(63R, 63G, 63B)의 지속시간) 중에, 동일 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)를, 상기 다른 색의 화소데이터 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스(62R, 62G, 62B)로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)을 미리 소정 전위로 프리차지한다.
본 발명에 관한 화상표시패널의 구동방법은, 소정 배열로 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군(유효화소부(2))을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)이 접속되며, 상기 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 각각에 실렉트스위치(TMG)가 접속되어 있는 화상표시패널에 대해서, 1 수평주사기간(1H)의 블랭킹기간(1HB)을 제외하는 기간인 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 중에, 3 원색의 화소데이터(61R, 61G, 61B)를, 각각 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 색마다 순차 공급하여 화소라인마다의 색 표시를 구동하는 화상표시패널의 구동방법에 있어서, 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)으로의 데이터공급의 허가펄스(63R, 63G, 63B)를, 대응하는 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간(펄스(63R, 63G, 63B)의 지속시간) 중에, 동일 라인표시기간(펄스(60)의 지속시간) 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)를, 상기 다른 색의 화소데이터 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스(62R, 62G, 62B)로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)을 미리 소정 전위로 프리차지한다.
본 발명의 동작을, 이하, BGR의 순으로 색 표시하는 화상표시장치(1)를 예로 기술한다.
어느 라인이 선택되며, 그 1 수평주사기간(1H)의 블랭킹기간(1HB)이 종료하여 라인표시기간(펄스(60))의 지속시간)이 되면, 이 표시대상의 화소라인을 구성하는 화소 중, 3 원색의 1 색, 예를 들면 「청(B)」의 화소가 접속된 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 데이터공급을 허가하는 허가펄스(63B)가 프리차지의 제어회로(40)로부터, 상기 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 접속된 실렉트스위치(TMG)에 인가된다. 이것에 의해, 「B」의 화소데이터가 예를 들면 3개에 1개의 비율로 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 공급되며, 색 표시에 제공된다. 이 B 데이터공급의 허가펄스(63B)의 인가도중에서, 또한, 다음의 「녹(G)」의 데이터공급의 전 타이밍에서, G 데이터공급예정의 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 대해서 프리차지가 실시된다. 즉, G 화소가 접속된 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)의 실렉트스위치(TMG)에 프리차지펄스(62G)가 인가된다. 이 프리차지펄스(62G)의 시간 폭은, G 화소데이터펄스(61G)보다 짧기 때문에, 이 프리차지에 의해서 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 중간 전위가 설정된다. 그 후, G 데이터공급의 허가펄스(63G)가 인가되며, 「G」의 화소데이터가 3개에 1개의 비율로 신호선(6-1, 6-2, …, 6-n)에 공급되며, 색 표시에 제공된다.
이하, 동일하게, G 데이터공급의 허가기간에 「적(R)」의 프리차지가 실시된다. 또한, 최초의 B 데이터공급의 허가기간에도 「R」의 프리차지를 실시하여도 좋고, 이 경우, 다음에 표시되는 색만큼 프리차지시간이 길어지고, 혹은 프리차지량이 커진다.
이와 같은 라인표시가 반복되어서 1 화면의 영상표시가 종료한다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 액정표시장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 프리차지 기능첨부 수평구동회로의 실렉터의 회로도이다.
도 3은, 프리차지용의 제 2실렉트스위치회로부의, 보다 구체적인 회로도이다.
도 4a는 1개의 실렉트스위치의 회로기호도, 도 4b는 실렉트스위치의 변형예를 나타내는 회로기호도이다.
도 5a~도 5g는, 프리차지동작시의 각 펄스의 타이밍차트이다.
도 6a~도 6d는, 프리차지펄스의 다른 예를 나타내는 타이밍차트이다.
도 7a~도 7c는, 배경기술의 문제점의 설명 및 본 발명의 효과의 설명에 이용한 신호선에 전압을 공급하는 허가펄스와 신호선 전위변화의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는, 배경기술의 설명에 이용한, 화소데이터와 프리차지를 신호선이 다른 쪽에서 실시하는 기술의 설명도이다.
도 9는, 선행기술에 기재된, 수평구동회로와 프리차지회로를 나눠서 배치한 화상표시장치의 블록도이다.
*부호의 설명
1 : 액정표시장치 2 : 유효화소부
3 : 수직구동회로(VDRV) 4 : 프리차지 기능첨부 수평구동회로(HDRV&PCH)
5P : pMOS 트랜지스터 5N : nMOS 트랜지스터
5-1~5-m : 주사선 6, 6-1~6-n : 신호선
7 : Vcom 공급선 21 : 화소회로(화소)
30 : 실렉터 30A : 제 1실렉트스위치회로부
30B : 제 2실렉트스위치회로부
31-R 등, 51-R 등(및 TMG) : 실렉트스위치(트랜스퍼게이트)
40 : 제어회로 60 : 수평펄스
61B 등 : 화소데이터펄스 62B 등 : 프리차지펄스
63B 등 : 화소데이터공급의 허가펄스
Cs : 유지용량배선 TFT21 : 화소실렉트소자
LC21 : 액정셀 Cs21 : 유지용량
본 발명은, LCD(liquid crystal display), DMD(digital micro-mirror device), 혹은 유기 EL소자 등의 고정화소의 화상표시장치 외에, CRT와 같은 빔 주사형의 화상표시장치에 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 프리차지회로를 내장한 화상표시패널, 혹은, 화상표시패널의 구동장치에도, 본 발명을 적합하게 이용할 수 있다. 또한 본 발명은, 이른바 선 순차 구동, 점 순차 구동의 어느 것에도 적용할 수 있다.
여기에서는, 선 순차 구동의 일종이며, 한번에 수평구동하는 배선수를 멀티 플렉스 제어에 의해 감소시킨, 이른바 멀티 플렉스 방식(혹은 실렉터 방식이라고도 한다)의 액정표시장치를 예로서, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 여기에서, 「선 순차」란 「1 화소라인의 표시기간 내에 RGB의 색마다 1번씩 색 표시를 실시하는 수평구동방식」을 말하고, 「점 순차」란 「1 화소라인의 표시기간 내에 RGB의 색 표시를 순차적으로, 또한 화소마다 반복하여 실시하는 수평구동방식」을 말한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 액정표시장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
액정표시장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유효화소부(2), 수직구동회로(VDRV)(3) 및 프리차지회로를 내장한 수평구동회로(HDRV&PCH)(4)를 가지고 있다. 이 수평구동회로(4) 내의 프리차지회로(PCH)의 구성이 본 실시형태의 큰 특징의 하나이다.
유효화소부(2)에서, 복수의 화소(이하, 화소회로라고 한다)(21)가 매트릭스형으로 배열되어 있다. 각 화소회로(21)는, 화소실렉트소자로서의 박막트랜지스터(TFT ; thin film transistor)(TFT21)와, 박막트랜지스터(TFT21)의 드레인전극(또는 소스전극)에 화소전극이 접속된 액정셀(LC21)과, 박막트랜지스터(TFT21)의 드레인전극에 한쪽 전극이 접속된 유지용량(Cs21)에 의해 구성되어 있다.
이러한 화소회로(21)의 각각에 대해서, 주사선(5-1~5-m)이 행마다 그 화소배열방향에 따라서 배선되며, 신호선(6-1~6-n)이 열마다 그 화소배열방향에 따라서 배선되어 있다.
각 화소회로(21)의 박막트랜지스터(TFT21)의 게이트전극은, 행 단위로 결정된 주사선(5-1~5-m)의 어느 것인가에 접속되어 있다. 또한, 각 화소회로(21)의 박막트랜지스터(TFT21)의 소스전극(또는, 드레인전극)은, 열 단위로 결정된 신호선(6-1~6-n)의 어느 것인가에 접속되어 있다.
또한, 일반적인 액정표시장치와 동일하게, 유지용량배선(Cs)을 독립적으로 배선하고, 이 유지용량배선(Cs)과 화소전극과의 사이에 유지용량(Cs21)이 형성되어 있다. 유지용량배선(Cs)에, 코먼전압(Vcom)과 동상(同相)의 수평방향 구동펄스(CS)가 입력된다.
각 화소회로(21)의 액정셀(LC21)의 다른 쪽 전극(공통전극)은, 1 수평주사기간(1H)마다 극성이 반전하는 코먼전압(Vcom)의 공급라인(7)에 접속되어 있다.
각 주사선(5-1~5-m)은, 수직구동회로(3)에 의해 구동되며, 각 신호선(6-1~6-n)은 수평구동회로(4)에 의해 구동된다.
수직구동회로(3)는, 1 필드기간마다 수직방향(열 방향)에 주사선(5-1~5-m)을 주사하고, 주사선(5-1~5-m)에 접속된 화소회로(21)를 행 단위로 순차 선택하는 처리를 실시한다.
즉, 수직구동회로(3)로부터 주사선(5-1)에 대해서 주사펄스(SP1)가 주어졌을 때에는 제 1번째의 각 열 화소가 선택되며, 주사선(5-2)에 대해서 주사펄스(SP2)가 주어졌을 때에는 제 2번째의 각 열 화소가 선택된다. 이하 동일하게 하여, 주사선(5-3, …, 5-m)에 대해서 주사펄스(SP3)(, …, SPm)가 순서대로 주어진다.
수평구동회로(4)는, 도시하지 않은 클록 제너레이터에 의해 공급되는 실렉트신호의 펄스를 레벨시프트하는 회로이며, 이 동작에 의해서 입력되는 영상신호를 선 순서대로 각 화소회로에 기입을 실시한다. 또, 그 내장 프리차지회로는, 선 순차 구동시의 RGB의 색 표시를 위해 신호선(6-1~6-n)을 미리 소정 전위로 프리차지하는 회로이다.
도 2는, 이 프리차지 기능첨부 수평구동회로(4)의 멀티플렉서 구성의 실렉터 회로도이다. 이 실렉터는, 각 신호선에 화소데이터 또는 프리차지전압의 공급허가를, 제어회로로부터의 제어신호에 의거하여 제어하는 회로이다.
도 2에 나타내는 실렉터(30)는, 화소데이터의 공급허가를 제어하는 제 1실렉트스위치회로부(30A)와, 프리차지전압(Vpc)의 공급허가를 제어하는 제 2실렉트스위치회로부(30B)로 크게 구별된다.
제 1실렉트스위치회로부(30A)는, 실렉트스위치(31-R, 31-G, 31-B, …, 34-R, 34-G, 34-B)(, …, 3n-R, 3n-G, 3n-B)를 가진다. 제 1실렉트스위치회로부(30A)는, 제어회로(40)로부터 입력된 제어신호(S40A)에 의해 각 실렉트스위치를 온 또는 오프하고, 화소회로(21)에 기입하는 데이터신호(SDT1~SDT4)(,…)를 선택하고, 각 신호선(6-1~6-n)에 공급하여, 이것에 의해 영상을 표시시키기 위한 것이다.
이 액정표시장치에서, 색의 3 원색 데이터인 R(적)데이터, G(녹)데이터 및 B(청)데이터가 각 신호선에 순차적으로 공급된다. 구체적으로, 우선 B 데이터를 신호선(6-1~6-n) 중 3개에 1개의 비율로, 선택된 화소라인의 B 화소가 접속된 신호선에 공급하고, 다음에, G 데이터를, 동일하게 하여 선택된 화소라인의 G 화소가 접속된 신호선에 공급하고, 마지막으로, R 데이터를, 동일하게 하여 선택된 화소라인의 R 화소가 접속된 신호선에 공급하여, 각 화소회로(21)에 RGB 데이터를 기입하고, 이것에 의해서 영상을 표시시킨다. 또한, 여기에서는 1화소에 1 색의 표시로 하고 있지만, RGB에서 1개의 화소로서 정의하여도 좋다. 이 경우, 각 신호선(6-1~6-n)에 대해서는, 각각 3개의 실렉트스위치가 접속되게 된다.
도 2는, B 대응의 실렉트스위치(31-B~34-B)만이 온 되어 있는 상태를 나타내고 있다. B 데이터의 기입이 종료하면, G 대응의 실렉트스위치(31-G~34-G)만을 온 시켜서 G 데이터를 기입한다. G 데이터의 기입이 종료하면, R 대응의 실렉트스위치(31-R~34-R)만을 온 시켜서 R 데이터를 기입한다. 또한, RGB의 배열 및 데이터기입의 순위는 임의이다.
한편, 프리차지용의 제 2실렉트스위치회로부(30B)는, 제 1실렉트스위치회로부(30A)와 동일한 실렉트스위치(51-R, 51-G, 51-B, …, 54-R, 54-G, 54-B)(, …, 5n-R, 5n-G, 5n-B)를 가지고 있다. 이러한 실렉트스위치는, 제 1실렉트스위치회로부(30A)의 1개의 실렉트스위치와 병렬로 각 신호선에 대해서 접속되어 있다. 즉, 최초의 3열에서는, 실렉트스위치(31-R과 51-R, 31-G와 51-G, 31-B와 51-B)가, 각각 쌍이 되어서 신호선에 접속되어 있다. 다른 열에서도 동일한 접속관계가 반복되어 있다. 실렉트스위치(51-R~54-B)의 신호선과 반대 측의 단자는 프리차지전압(Vpc)의 공급선에 공통으로 접속되어 있다.
제 2실렉트스위치회로부(30B)는, 제어회로(40)로부터 입력된 제어신호(S40B)에 의해 각 실렉트스위치를 온 또는 오프하고, 프리차지전압(Vpc)을 공급해야할 각 신호선(6-1~6-n)을 선택하고, 또한, 그 프리차지전하량(프리차지전압(Vpc)이 일정한 경우는, 프리차지시간)을 제어한다.
도 3에, 보다 구체적인 회로예를, 프리차지용의 제 2실렉트스위치회로부(30B)를 예로서 나타낸다. 또한, 1개의 실렉트스위치의 확대도를 도 4A에 나타낸다. 또한, 화소데이터공급용의 제 1실렉트스위치회로부(30A)의 구성이 도 3과 다른 점은, 각 실렉트스위치의 한쪽 단자가 전부 공통이 아니고, RGB마다 공통화되어서 화소데이터신호(SDT1~SDT4)의 공급선에 접속되어 있는 것으로(도 2참조), 스위치구성 자체는 동일하기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.
도 2에 나타내는 실렉트스위치(51-R, 51-G, 51-B, …, 54-R, 54-G, 54-B(, …, 5n-R, 5n-G, 5n-B)의 각각은, 도 4a에 나타내는 바와 같이, p채널 MOS(PMOS) 트랜지스터(5P)와 n채널 MOS(NMOS) 트랜지스터(5N)의 소스(「S」)끼리, 드레인(「D」)끼리를 접속한 트랜스퍼게이트(TMG-R, TMG-G 또는 TMG-B)(도 4a에서는 TMG로 일괄하여 표기))에 의해 구성된다.
또한, CMOS구성으로 하지 않는 경우, 실렉트스위치를 도 4b에 나타내는 1개의 NMOS 트랜지스터로 구성시키는 것도 가능하다.
각 트랜스퍼게이트는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상보적인 레벨을 취하는 실렉트신호(SEL1, XSEL1, SEL2, XSEL2, SEL3, XSEL3)에 의해 각각 도통 제어된다. 이러한 실렉트신호의 집합이 제어신호(S40B)가 된다.
구체적으로, R 데이터용 실렉트스위치(51-R~54-R)를 구성하는 트랜스퍼게이트(TMG-R)는 실렉트신호(SEL1, XSEL1)에 의해 도통 제어된다. G 데이터용 실렉트스위치(51-G~54-G)를 구성하는 트랜스퍼게이트(TMG-G)는 실렉트신호(SEL2, XSEL2)에 의해 도통 제어된다. B 데이터용 실렉트스위치(51-B~54-B)를 구성하는 트랜스퍼게이트(TMG+B)는 실렉트신호(SEL3, XSEL3)에 의해 도통 제어된다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 멀티 플렉스 방식에서 신호선에 화소데이터를 공급할 때에 이용하는 실렉트스위치와, 프리차지용의 실렉트스위치를 근접하여 설치할 수 있고, 그 때문에 화상표시패널의 구동장치(예를 들면, 구동IC) 내에서 트랜지스터의 스위칭특성이 갖추어지고, 타이밍제어가 정확하게 된다고 하는 이점이 있다.
다음으로, 프리차지동작을, 도 5a~도 5g에 나타내는 타이밍차트를 참조하여 설명한다.
도 5a에 나타내는 수평펄스(60)로서는, 예를 들면 도 1에 나타내는 수평방향 구동펄스(CS), 혹은, 화소라인마다 영상데이터 및 프리차지전압을 반전하기 위한 펄스 등을 이용할 수 있다. 이 수평펄스(60)보다 전의 소정 시간은, 수평주사기 간(1H) 내의 수평블랭킹기간(1HB)에 대응하고, 이 수평펄스(60)의 지속시간이 라인표시기간에 상당한다.
도 5c, 도 5e 및 도 5g에, 각각, B(청) 신호의 화상데이터펄스(61B)(펄스시간 폭 : T1), G(녹) 신호의 화상데이터펄스(61G)(펄스시간 폭 : T2) 및 R(적) 신호의 화상데이터펄스(61R)(펄스시간 폭 : T3)를 나타내고 있다. 선 순차의 표시에서는, 이와 같이 소정 순으로 RGB 신호의 색 표시가 1 화소라인에서 1 사이클만 실시된다.
각 색(B, G, R)에 대한 프리차지펄스는, 각 색의 화상데이터펄스의 전에 나타나는 짧은 시간의 임의의 개수의 펄스(62B, 62G 또는 62R)로 나타난다. 각 색의 펄스를 여기에서는 3개 나타나고 있지만, 그 수는 임의로, 색마다 달라져 있어도 좋다. B 신호에 대한 프리차지펄스(62B)의 개수는 0개, 즉 생략해도 좋다. B 신호에 대한 프리차지펄스(62B)의 인가는, 화상데이터펄스(61B)의 인가보다 전에 실시할 필요가 있고, 동일하게, G 신호에 대한 프리차지펄스(62G)의 인가는, 화상데이터펄스(61G)의 인가보다 전에 실시할 필요가 있고, R 신호에 대한 프리차지펄스(62R)의 인가는, 화상데이터펄스(61R)의 인가보다 전에 실시할 필요가 있다.
통상, 화상데이터펄스(61G와 61R)의 인가는, 그 직전의 색의 화상데이터펄스의 인가로부터 그다지 시간을 두지 않고 실시되기 때문에, 화상데이터펄스(61B)와 프리차지펄스(62G)가 시간적으로 중복되고, 화상데이터펄스(61G)와 프리차지펄스(62R)가 중복되어 있다. 한편, 최초의 B 신호의 프리차지펄스(62B)가 존재할 때는, 이 펄스(62B)가 수평블랭킹기간(1HB)과 시간적으로 중복되도록 하여도 좋다.
여기에서, 도 5b, 도 5d 및 도 5f에 나타내는 펄스(63B, 63G 및 63R)는, 각 실렉트스위치를 온 시키는 화소데이터공급의 허가펄스이며, 그 펄스 시간 폭이 색마다 다르다. 즉, 앞에 표시시키는 색의 화소데이터공급 허가펄스만큼 지속시간이 길다. 상술한 고세밀 디스플레이의 문제점에서는, 배선용량이 증대하여 신호선 전위의 충전 방법이 천천히 되는 것을 설명했지만(도 7a 참조), 이와 같은 경우, 실렉터스위치가 열려 있는 시간이 긴 만큼, 보다 높은 전위까지 신호선이 충전된다. 즉, 화소데이터공급의 허가펄스의 지속시간이 긴 만큼 프리차지가 충분하게 된다. 그 의미에서, 선두의 B 신호의 프리차지펄스(62B)는 불필요한 경우가 있고, 필요한 경우에도 프리차지의 시간(또는 전하량)을 짧게 할 수 있다. 또한, 다음의 G 신호의 프리차지펄스(62G)에 의한 프리차지의 시간(또는 전하량)은, 그 다음의 R 신호의 프리차지펄스(62R)에 의한 프리차지의 시간(또는 전하량)보다 짧게(또는 적게)할 수 있다. 고세밀 디스플레이의 경우, 이와 같이 다음에 표시되는 색만큼 화소데이터의 공급이 불충분하게 되므로, 그것에 대응하여, 프리차지를 다음에 표시되는 색만큼 강하게 가하는 것이 바람직하다.
도 6a~도 6d에, 이와 같이 다음에 표시되는 색만큼 프리차지를 강하게 가하는 예를 나타낸다. 또한, 프리차지의 정밀도(전하량)는, 도 6에 나타내는 펄스수 변화로 제어하는 외에, 펄스시간 폭으로 제어하고, 혹은 펄스 온시에 공급되는 프리차지전압(Vpc)의 값으로 제어할 수 있고, 게다가, 이러한 조합에 의해 제어하는 것도 가능하다. 또한, 프리차지전압(Vpc)이, 평균적인 화소데이터 전압치와 거의 같은 경우, 프리차지펄스의 시간 폭은, 화소데이터펄스의 시간 폭보다 짧게 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 제어에 의해, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 각 신호선의 화소데이터에 의한 전위의 상승폭(V1)이 낮은 경우에도, 그 전의 프리차지에 의한 오프셋 전압치(V2)를 확실히, 혹은, 색에 따라서 필요한 값만큼 설정할 수 있고, 그 결과, 소망의 밝기로 소망의 색 밸런스의 영상표시를 달성할 수 있고, 고품질인 화상을 얻을 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 1개의 수평구동회로(4)에서 프리차지회로를 겸용할 수 있고, 면적을 작게 할 수 있어 제작비용을 억제할 수 있다.
또한, 상기 설명에서는 본 발명을 화상표시장치에 적용한 경우를 기술했지만, 도 2에 나타내는 바와 같은 구성의 프리차지회로를 TFT 등으로 구성하고, 표시패널에 내장시킨 경우, 혹은, 도 2에 나타내는 바와 같은 구성의 프리차지회로를, 표시패널을 구동하는 장치(예를 들면, 구동IC) 내에 내장시킨 경우의, 표시패널 및 구동장치에 본 발명을 적용할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 화상표시장치, 화상표시패널, 패널구동장치 및 화상표시패널의 구동방법에서는, 액정표시장치의 고해상도화 혹은 고세밀화가 진행되어도, 색 표시를 할 때의 동작불량이나 화질열화가 일어나기 어렵다고 하는 이점이 있다. 또, 짧은 시간 폭의 펄스구동이기 때문에, 일괄 프리차지에 비교하면 쓸모없는 전력소비가 적다. 특히 색마다 필요한 프리차지량을 설정할 수 있으므로, 이 점에서도 전력적으로 낭비가 없다. 따라서, 프리차지의 제어회로의 면 적, 규모를 필요 최소한으로 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 한 배열에서 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선이 접속되며, 1 수평주사기간의 블랭킹기간을 제외하는 기간인 라인표시기간 중에, 3 원색의 화소데이터가, 각각 대응하는 신호선에 색마다 순차 공급되어서 1개의 화소라인의 색 표시가 실시되는 화상표시장치에 있어서,
    상기 신호선의 각각에 실렉트스위치가 접속되며,
    상기 실렉트스위치에 프리차지의 제어회로가 접속되며,
    상기 프리차지의 제어회로는, 상기 라인표시기간 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스를, 대응하는 신호선의 실렉트스위치에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간 중에, 동일 라인표시기간 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선의 실렉트스위치를, 상기 다른 색의 화소데이터의 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지 허가펄스로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선을 미리 프리차지하며,
    상기 라인표시기간내에서 보다 뒤에 표시하는 색만큼, 상기 프리차지 허가펄스의 시간폭 또는 펄스의 수를 변형시켜 프리차지의 시간을 길게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프리차지의 제어회로는, 상기 라인표시기간 내에서 최초로 표시시키는 색에 대응하는 신호선에 대해서, 1 수평주사기간의 선두부분에 위치하는 블랭킹기간에서 상기 프리차지에 사용되는 프리차지펄스를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  3. 한 배열에서 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선이 접속되며, 1 수평주사기간의 블랭킹기간을 제외하는 기간인 라인표시기간 중에, 3 원색의 화소데이터가, 각각 대응하는 신호선에 색마다 순차 공급되어서 1개의 화소라인의 색 표시가 실시되는 화상표시패널에 있어서,
    상기 화상표시패널 내에 프리차지의 제어회로가 설치되며,
    상기 프리차지의 제어회로는, 상기 신호선의 각각에 접속된 실렉트스위치에 접속되며, 상기 라인표시기간 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스를, 대응하는 신호선의 실렉트스위치에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간 중에, 동일 라인표시기간 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선의 실렉트스위치를, 상기 다른 색의 화소데이터의 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선을 미리 프리차지하며,
    상기 라인표시기간내에서 보다 뒤에 표시하는 색만큼, 상기 프리차지에 사용되는 허가펄스의 시간폭 또는 펄스의 수를 변형시켜 프리차지의 시간을 길게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상표시패널.
  4. 한 배열에서 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선이 접속되어 있는 화상표시패널에 대해서, 화소라인마다의 구동시에, 1 수평주사기간의 블랭킹기간을 제외하는 기간인 라인표시기간 중에, 3 원색의 화소데이터를, 각각 대응하는 신호선에 색마다 순차 공급하는 패널구동장치에 있어서,
    상기 패널구동장치의 프리차지의 제어회로를 내장하고,
    상기 프리차지의 제어회로는, 상기 신호선의 각각에 접속된 실렉트스위치에 접속되며, 상기 라인표시기간 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스를, 대응하는 신호선의 실렉트스위치에 공급하여 온 시키고, 상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간 중에, 동일 라인표시기간 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선의 실렉트스위치를, 상기 다른 색의 화소데이터의 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선을 미리 프리차지하며,
    상기 라인표시기간내에서 보다 뒤에 표시하는 색만큼, 상기 프리차지에 사용되는 허가펄스의 시간폭 또는 펄스의 수를 변형시켜 프리차지의 시간을 길게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 패널구동장치.
  5. 한 배열에서 3 원색이 할당된 매트릭스형 배치의 화소군을 가지고, 상기 화소군의 열마다 신호선이 접속되며, 상기 신호선의 각각에 실렉트스위치가 접속되어 있는 화상표시패널에 대해서, 1 수평주사기간의 블랭킹기간을 제외하는 기간인 라인표시기간 중에, 3 원색의 화소데이터를, 각각 대응하는 신호선에 색마다 순차 공급하여 화소라인마다의 색 표시를 구동하는 화상표시패널의 구동방법에 있어서,
    라인표시기간 내에서 3 원색의 1 색을 표시시킬 때의 신호선으로의 데이터공급의 허가펄스를, 대응하는 신호선의 실렉트스위치에 공급하여 온 시키고,
    상기 데이터공급의 허가펄스의 인가기간 중에, 동일 라인표시기간 내에서 다음에 표시시키는 다른 색에 대응한 신호선의 실렉트스위치를, 상기 다른 색의 화소데이터의 공급시간보다 짧은 시간 폭의 프리차지펄스로 온 시켜서, 상기 다른 색의 신호선을 미리 프리차지하며,
    상기 라인표시기간내에서 보다 뒤에 표시하는 색만큼, 상기 프리차지에 사용되는 허가펄스의 시간폭 또는 펄스의 수를 변형시켜 프리차지의 시간을 길게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상표시패널의 구동방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 라인표시기간 내에서 최초로 표시시키는 색에 대응하는 신호선에 대해서, 1 수평주사기간의 선두부분에 위치하는 블랭킹기간에서 상기 프리차지에 사용되는 프리차지펄스를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상표시패널의 구동방법.
  7. 삭제
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