KR101340056B1 - 직류/직류 컨버터 및 액정표시장치 - Google Patents

직류/직류 컨버터 및 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101340056B1
KR101340056B1 KR1020060123963A KR20060123963A KR101340056B1 KR 101340056 B1 KR101340056 B1 KR 101340056B1 KR 1020060123963 A KR1020060123963 A KR 1020060123963A KR 20060123963 A KR20060123963 A KR 20060123963A KR 101340056 B1 KR101340056 B1 KR 101340056B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
region
thin film
film transistor
converter
Prior art date
Application number
KR1020060123963A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080052018A (ko
Inventor
미치루 센다
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020060123963A priority Critical patent/KR101340056B1/ko
Priority to JP2006334084A priority patent/JP5054365B2/ja
Priority to US11/929,282 priority patent/US8542169B2/en
Publication of KR20080052018A publication Critical patent/KR20080052018A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101340056B1 publication Critical patent/KR101340056B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H02M3/073Charge pumps of the Schenkel-type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3696Generation of voltages supplied to electrode drivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

액정표시장치의 DC/DC 컨버터에서, 유리 기판상에 배치하여 설치되고, 한쪽의 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 구성된 박막 트랜지스터(215c)와, 박막 트랜지스터(215c)의 다른 쪽의 주전극에 한 쪽의 전극이 접속되고, 다른 쪽의 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터(2132)와, 박막 트랜지스터(215c)의 다른 쪽의 주전극 및 캐패시터(2132)의 한 쪽 전극과 전원 단자(VDD)의 사이에 전기적으로 직렬로 접속 되고, 단결정 반도체로 구성된 다이오드(2131)를 갖는 챠지 펌프(214, 215)를 구비한다.

Description

직류/직류 컨버터 및 액정표시장치{DC/DC CONVERTER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 DC/DC 컨버터의 승압형 챠지 펌프 회로도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 관한 DC/DC 컨버터의 강압형 챠지 펌프 회로도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 관한 DC/DC 컨버터의 시스템 블럭도이다.
도 4는 도 3에서 보여지는 타이밍 콘트롤러의 회로도이다.
도 5는 제 1 실시형태에 관한 액정표시장치의 시스템 블럭도이다.
도 6은 도 5에서 보여지는 액정표시장치의 조립도이다.
도 7은 도 6에서 보여지는 액정표시장치의 주요부의 확대 단면도이다.
도 8은 도 1에서 보여지는 챠지 펌프의 다이오드의 전류-전압 특성도이다.
도 9는 도 3 및 도 4에서 보여지는 타이밍 콘트롤러의 동작을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 10은 도 1에서 보여지는 승압형 챠지 펌프의 동작을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 11은 본 발명의 제2의 실시의 형태와 관련되는 DC/DC컨버터 및 액정표시장치의 조립도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 DC/DC 컨버터 및 액정표시장치의 조립도이다.
[부호의 설명]
1: 액정표시장치
21: DC/DC 컨버터
20: 액정 표시 패널
211: 레벨 시프터
212: 타이밍 콘트롤러
213: 챠지 펌프
214~217: 챠지 펌프 유닛
213a~213f: 출력 단자
214a~214d, 215a, 215b, 217a~217d, 216a, 216b: 인버터
214e, 214f, 215c, 217e, 217f, 216c: 박막 트랜지스터
2131, 2134, 2135: 다이오드
2131D: 외부접속 소자
24: 액정 표시 유닛
241: 화소 어레이
2411: 화소
2412: 박막 트랜지스터
2413: 캐패시터
242: 수직 드라이버
2421: 수직 주사선
243: 수평 드라이버
2431: 수평 주사선
26: 드라이버 IC
30: 플렉서블 배선 기판
40: 전자 회로 기판
본 발명은, DC/DC컨버터 및 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 절연 기판상에 박막 트랜지스터를 이용해 구축된 DC/DC컨버터 및 그것을 갖춘 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는, 투명 유리 기판상에 배치하여 설치된 액정 표시부와, 이 액정 표시부의 주위에 배치하여 설치된 드라이버와, 이 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC컨버터를 구비하고 있다. 액정 표시부에는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배열되어있다. 1개 화소는 수직 주사선(게이트 신호선)과 수평 주사선(영상 신호선)의 교차부에 배치되어 있다. 화소는, 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터의 소스 영역에 전기적으로 직렬로 접속된 화소 전극과, 화소 전극에 대향 배치된 공통 화소 전극과, 화소 전극과 공통 화소 전극의 사이에 봉입된 액정을 구비해 구성 되어 있다. 화소의 박막 트랜지스터의 드레인 전극에는 수평 주사선이 접속되고, 게이트 전극에는 수직 주사선이 접속되어 있다.
업무용이나 가정용으로 사용되는 텔레비전로서의 대형 액정표시장치의 수요는 더욱 높아지는 경향이 있다. 한편, 휴대전화기, 무선기, 디지털카메라, 노트북 등에 포함되는, 예를 들면, 20 인치 이하의 액정 표시부를 갖는 중소형의 액정표시장치의 수요 또한 높아지고 경향이 있다.
중소형의 액정표시장치는, 액정 표시부의 유효 표시 면적을 가능한 한 확보하면서, 액정 표시부의 주변 회로의 점유 면적을 축소하고, 전체적으로 소형화를 도모하는 경향이 있다. 예를 들면, 휴대전화기는, 액정 표시부의 대화면화의 요구가 있는 한편, 이러한 액정 표시부를 전화기 본체의 한정된 공간 내에 수납하는 것이 요구되고 있다.
이러한 요구에 대해, 액정 표시부의 투명 유리 기판상에 주변 회로의 일부를 직접 만들어 넣는 기술 개발이 진행되고 있다. 주변 회로를 구축하는 일부 소자에는 액정 표시부의 화소의 박막 트랜지스터와 같은 박막 트랜지스터가 사용되고 있다. 구체적으로는, 수직 주사선을 선택해 구동하는 수직 드라이버, 수평 주사선을 선택해 구동하는 수평 드라이버, DC/DC컨버터는 모두 액정 표시부의 화소를 구축하는 소자와 동일 제조 프로세스에 의해 제조된 동일 단면 구조의 소자에 의해 구성되어 있다. DC/DC컨버터의 챠지 펌프를 구축하는 트랜지스터에는 박막 트랜지스터가 사용되고 있다.
액정표시장치의 제조 프로세스에서, 박막 트랜지스터는 고온도열처리에 취약 한 투명 유리 기판상에 제조되기 때문에, 박막 트랜지스터에는 저온도 프로세스에서 막을 형성할 수 있는 다결정 실리콘막 (이하, 「저온 폴리 실리콘막」이라 함)이 사용되고 있다. 즉, 박막 트랜지스터의 채널 형성 영역, 소스 영역 및 드레인 영역이 저온 폴리 실리콘막을 이용하여 제조되고 있다. 박막 트랜지스터는, 이들 채널 형성 영역, 소스 영역 및 드레인 영역과 더불어, 채널 형성 영역의 표면상의 게이트 산화막 및 이 게이트 산화막의 표면상에 형성된 게이트 전극을 구비하고 있다. 게이트 산화막은 예를 들면, 화학적 기상 성장(CVD)법에 의해 형성된다.
또, DC/DC컨버터의 챠지 펌프가 박막 트랜지스터에 의해 구성되는 액정표시장치에 대해서는, 예를 들면, 아래의 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
특허 문헌 1 미국특허번호 7,072,193 B2
그러나, 상기의 DC/DC컨버터 및 그것을 구비한 액정표시장치는, 이하의 점에 대한 배려가 이루어지지 않았다. 중소형의 액정표시장치는, 상용 전원으로부터의 전원 공급이 아닌, 전지나 배터리로부터의 전원 공급에 의해 구동되는 것을 전제로 하고 있는 경우가 많다. 저소비 전력화를 도모하기 위해 액정표시장치의 구동 전압은 저전압화의 경향이 있고, 액정표시장치의 내부에서 DC/DC컨버터의 챠지 펌프에 의해 승압 및 강압된 전원 전압이나 신호가 사용되지만, DC/DC컨버터에 공급되는 전원 자체는 예를들면, 3V의 저전압이다. 이 저전압의 전원이 공급되는 승압형 챠지 펌프는, 전원 단자와 승압용 캐패시터의 사이에 전류의 공급을 제어하고, 스위칭 소자로 사용되는 p채널 도전형 박막 트랜지스터가 삽입되어 있다. 그런데, 이 박막 트랜지스터의 채널 형성 영역은 상기와 같이 저온 폴리 실리콘막에 의해 형성되고, 채널 형성 영역내에 존재하는 결정입계의 위치나 크기에 불균일 생기므로, 박막 트랜지스터의 문턱전압(Vth)에 불균일이 발생한다. 게다가, 채널 형성 영역은 저온 폴리 실리콘막에 의해 형성되어 있으므로, 채널 형성 영역상에 형성되는 게이트 산화막의 막질에 불균일이 생기고, 마찬가지로 박막 트랜지스터의 문턱전압에 불균일이 발생한다. 이 때문에, 박막 트랜지스터의 게이트 전압과 소스 영역 사이의 전압차이(Vgs)를 충분히 확보할 수 없기 때문에, 박막 트랜지스터의 전류 구동 능력이 저하된다. 한편, DC/DC컨버터의 강압형 챠지 펌프는, 접지 단자와 강압용 캐패시터 사이의 전류 공급을 제어하고, 스위칭 소자로 사용되는 n채널 도전형 박막 트랜지스터가 삽입되어 있다. 이 박막 트랜지스터는 상기의 p채널 도전형 박막 트랜지스터와 같이 저온 폴리 실리콘막에 의해 채널 형성 영역이 형성되어 있으므로, 박막 트랜지스터의 전류 구동 능력이 저하된다.
이들 승압형 챠지 펌프 및 강압형 챠지 펌프는 결과적으로는 승압 특성 및 강압 특성이 저하되는 것을 의미하고, 액정표시장치의 액정 표시부에서 표시 동작 속도의 저하를 유발한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 챠지 펌프의 승압 특성 혹은 강압 특성을 향상시킬 수 있는 DC/DC컨버터를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, DC/DC컨버터의 챠지 펌프의 승압 특성 혹은 강압 특성을 향상시킬 수 있고, 액정 표시부의 표시 동작 속도를 향상 시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 관한 제1 특징에 따른 DC/DC컨버터는, 절연 기판상에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 이루어진 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터와, 박막 트랜지스터의 타측 주전극 및 캐패시터의 일측 전극과 전원 단자 사이에 전기적으로 직렬로 접속되고, 단결정 반도체로 이루어진 다이오드를 갖는 챠지 펌프를 구비한다.
본 발명의 실시형태에 관한 제2 특징에 따른 액정표시장치는, 절연 기판상의 제1 영역에 배치하여 설치된 화소 어레이와, 화소 어레이를 구동하는 드라이버와, 절연 기판상의 제1 영역에 인접하는 제2 영역에 배치하여 설치되고, 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC컨버터를 구비한다. DC/DC컨버터는, 절연 기판상의 제2 영역에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 이루어진 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터와, 박막 트랜지스터의 타측 주전극 및 캐패시터의 일측 전극과 전원 단자 사이에 전기적으로 직렬로 접속 되고, 단결정 반도체로 이루어진 다이오드를 갖는 챠지 펌프를 구비한다.
본 발명의 실시 형태에 관한 제3 특징에 따른 액정표시장치는, 절연 기판상의 제1 영역에 배치하여 설치된 화소 어레이와, 화소 어레이를 구동하는 드라이버 와, 절연 기판상의 제1 영역에 인접하는 제2 영역에 배치하여 설치되고, 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC컨버터와, 절연 기판에 연접된 플렉서블(flexible) 프린트 배선 기판을 구비한다. DC/DC컨버터는, 절연 기판상의 제2 영역에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 이루어진 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터를 갖는 챠지 펌프를 구비한다. 챠지 펌프는 플렉서블(flexible) 프린트 배선 기판상에 배치하여 설치되고, 박막 트랜지스터의 타측 주전극 및 캐패시터의 일측 전극과 전원 단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속되고, 단결정 반도체로 이루어진 다이오드를 구비한다.
본 발명의 실시 형태에 관한 제4 특징에 따른 액정표시장치는, 절연 기판상의 제1의 영역에 배치하여 설치된 화소 어레이와, 화소 어레이를 구동하는 드라이버와, 절연 기판상의 제1 영역에 인접하는 제2 영역에 배치하여 설치되고, 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC컨버터와, 화소 어레이, 드라이버 및 DC/DC컨버터를 제어하는 전자 회로 기판을 구비한다. DC/DC컨버터는, 절연 기판상의 제2 영역에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 이루어진 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터를 갖는 챠지 펌프를 구비한다. 챠지 펌프는 전자 회로 기판상에 배치하여 설치되고, 박막 트랜지스터의 타측 주전극 및 캐패시터의 일측 전극과 전원 단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속되고, 단결정 반도체로 이루어진 다이오드를 구비한다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 DC/DC(직류/직류) 컨버터 및 그것을 갖춘 액정표시장치 특히 중소형의 액정표시장치에 대해, 도면을 참조해 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
[액정표시장치의 액정 표시 패널의 시스템 구성]
도 5에 나타나듯이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정표시장치(1)는 액정 표시 패널(LCD 패널)(20)을 구비하고 있다. 이 사이즈에 반드시 한정된 것은 아니지만, 제1 실시 형태에서, 액정표시장치(1)은, 예를 들면, 20 인치 이하의 사이즈를 갖는 중소형의 액정표시장치이고, 휴대전화기, 무선기, 디지탈카메라, 노트북에 적용된다.
액정 표시 패널(20)은, DC/DC컨버터(21), 레벨 시프터(L/S)(22), 액정 표시 유닛(24), 드라이버 IC(26)를 구비하고 있다. 이 액정 표시 패널(20)에는, 그 외부로부터 또는 드라이버 IC(26)로부터 회로 동작 전압(VDD)이 공급되고, 드라이버 IC(26)로부터 타이밍 신호, 영상 신호 및 공통 화소 전압(VCOM)이 공급된다. 회로 동작 전압(VDD)은, 제1 실시 형태에서, 전지나 배터리를 공급원으로 하는 회로 동작 전압이다. 또, 액정표시장치(1)는, 배터리의 충전시에, 상용 전원으로부터 AC/DC전원 유닛을 통해 회로 동작 전압 VDD를 액정 표시 패널(20)에 공급할 수 있는 시스템을 구비하고 있어도 좋다.
액정 표시 유닛(24)은, 복수의 화소(2411)이 매트릭스 형상으로 배열된 화소 어레이(241)와, 화소 어레이(241)의 주변의 한 변(도에서 윗변)에 따라 배치하여 설치된 수평 드라이버(243)와, 화소 어레이(241) 주변의 다른 한 변(도에서 좌측변)에 따라 배치하여 설치된 수직 드라이버(242)를 구비하고 있다. 화소 어레이(241)에는 도에서 좌측에서 우측으로 수직 주사선(게이트 신호선)(2421)이 연장하여 형성되고, 이 수직 주사선(2421)은 수직 드라이버(242)에 접속되어 있다. 게다가, 화소 어레이(241)에는 도에서 위쪽으로부터 아래 쪽으로 수평 주사선(영상 신호선)(2431)이 연장하여 형성되고, 이 수평 주사선(2431)은 수평 드라이버(243)에 접속되어 있다. 1개의 화소(2411)는, 스위칭 소자로 사용되는 n채널 도전형 박막 트랜지스터(TFT)(2412)와, 화소용 캐패시터(2413)의 직렬 회로에 의해 구성되어 있다. 박막 트랜지스터(2412)의 게이트 전극에는 수직 주사선(2421)이 접속되고, 드레인 전극에는 수평 주사선(2431)이 접속되어 있다.
[액정표시장치의 세트 구성]
도 6에 나타나듯이, 액정표시장치(1)는, 도 5에서 나타나는 액정 표시 패널(20)과, 이 액정 표시 패널(20)의(절연 기판 61의) 한 변에 일단이 접속된 플렉서블(flexible) 배선 기판(30)과, 플렉서블(flexible) 배선 기판(30)의 타단에 접속되고 액정 표시 패널(20)의 화소 어레이(241), 수직 드라이버(242), 수평 드라이버(243)및 DC/DC컨버터(21)등을 제어하는 전자 회로 기판(40)을 구비하고 있다. 액정 표시 패널(20), 플렉서블(flexible) 배선 기판(30), 전자 회로 기판(40)은, 각각 단독의 제조 메이커 혹은 2사 이상의 제조 메이커에 의해 제조된 후, 조립 제조 프로세스를 거쳐 도 6에 나타난 세트 구성이 된다.
액정 표시 패널(20)은, 사각형 형상을 갖는 절연 기판(61)과, 이 절연 기판(61)의 표면상에 대향해 배치하여 설치되고 절연 기판(61)의 사이즈보다 한층 작은 사이즈의 사각형 형상을 갖는 대향 기판(62)와, 절연 기판(61)과 대향 기판(62)의 사이에서 대향 기판(62)측에 배치하여 설치되는 칼라 필터(미도시)와, 절연 기판(61)과 칼라 필터의 사이에 봉입되는 액정(미도시)을 구비하고 있다. 여기서, 제1 실시 형태에 관한 액정표시장치(1)는 투과형이므로, 절연 기판(61), 대향 기판(62)에는 모두 투명한 유리 기판을 실용적으로 사용할 수 있다.
도 5에 나타난 화소 어레이(241)는 절연 기판(61)과 대향 기판(62)이 오버랩되는 영역에 배치된다. 화소 어레이(241)의 수직 주사선(2421), 수평 주사선(2431), 박막 트랜지스터(2412), 화소용 캐패시터(2413)의 한 쪽 전극(화소 전극)은 모두 절연 기판(61)의 표면상에 배치하여 설치되고 있다. 화소용 캐패시터(2413)의 다른 한 쪽 전극(공통 전극)은 대향 기판(63)에 배치하여 설치되어 있다.
절연 기판(61)과 대향 기판(62)이 오버랩되지 않는 영역에서, 절연 기판(61)의 한 변에 따라 DC/DC컨버터(21) 및 드라이버 IC(26)가 배치하여 설치되고, 이 절연 기판(61)의 한 변에 플렉서블(flexible) 배선 기판(30)의 일단이 접속된다. DC/DC컨버터(21)를 구축하는 소자는, 기본적으로는 그 대부분이 화소 어레이(241)의 화소(2411)의 박막 트랜지스터(2412)와 동일 구조로 구성되고, 한편 액정표시장치(1)의 액정 표시 패널(20)의 제조 프로세스에서 동일 제조 공정에 의해 제조되고 있다.
전자 회로 기판(40)은, 예를 들면, 휴대전화기내에 실장되고, 휴대전화기의 동작에 필요한 표시, 예를 들면 전화번호, 수신 메세지, 발신 메시지 등의 표시를 행하는 액정 표시 패널(20)의 구동 제어를 실시한다. 전자 회로 기판(40)은, 예를 들면 유리 에폭시 수지를 베이스로 제조된 배선 기판에 회로(예를 들면 IC), 소자(예를 들면 저항, 용량) 등을 실장 한 것이다.
[DC/DC컨버터의 시스템 전체 구성]
DC/DC컨버터(21)은, 도 3에 나타나듯이, 레벨 시프터(211)와, 타이밍 콘트롤러(212)와, 챠지 펌프(213)을 구비하고 있다. 레벨 시프터(211)에는 도 5 및 도 6에 나타나는 드라이버 IC(26)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)가 입력된다. 이 입력에 근거해 레벨 시프터(211)은 클록 신호(CLK) 및 클록 신호(CLKB)를 생성하고, 이 생성된 클록 신호(CLK) 및 클록 신호(CLKB)를 타이밍 콘트롤러(212)에 출력한다. 또, 레벨 시프터(211)는 타이밍 콘트롤러(212)에 진폭을 확대한 신호를 공급한다.
타이밍 콘트롤러(212)는, 도 4에 나타나듯이, 클록 신호(CLK)의 타이밍을 제어하는 인버터(212a), 2입력 NAND(212b), 인버터(212c~212h)와, 클록 신호(CLKB)의 타이밍을 제어하는 인버터(212i), 2입력 NAND(212j), 인버터(212k~212p)를 구비하고 있다. 2입력 NAND(212b)는 인버터(212a)및 인버터(212n)로부터의 클록 신호의 입력에 근거해 인버터(212c)에 클록 신호를 출력한다. 2입력 NAND(212j)는 인버터(212i)및 인버터(212f)로부터의 클록 신호의 입력에 근거해 인버터(212k)에 클록 신호를 출력한다. 타이밍 콘트롤러(212)에서는, 최종적으로, 인버터(212g)로부터의 클록 신호(CLKBB2), 인버터(212h)로부터의 클록 신호(CLKPP2), 인버터(212o)로부터의 클록 신호(CLKPP3)및 인버터(212p)로부터의 클록 신호(CLKBB3)가 출력된다.
챠지 펌프(213)는, 클록 신호(CLKPP2)가 입력되는 챠지 펌프 유닛 1(VPP)(214)과, 클록 신호(CLKPP3)가 입력되는 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)와, 클록 신호(CLKBB3)가 입력되는 챠지 펌프 유닛 2(VBB)(216)와, 클록 신호(CLKBB2)가 입력되는 챠지 펌프 유닛 1(VBB)(217)을 구비하고 있다. 챠지 펌프 유닛 1(VPP)(214)및 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)는 승압형 챠지 펌프를 구성하고, 챠지 펌프 유닛 2(VBB)(216) 및 챠지 펌프 유닛 1(VBB)(217)은 강압형 챠지 펌프를 구성한다.
챠지 펌프 유닛 1(VPP)(214)의 출력 단자(213a)와 회로 동작 전압(VDD)의 사이에는 다이오드(D1)가 삽입되고, 출력 단자(213a)와 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)의 출력 단자(213b)의 사이에는 캐패시터(C1)가 삽입되어 있다. 또, 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)의 출력 단자(213c)와 회로 동작 전압(VDD)의 사이에는 다이오드(D2)가 삽입되고, 출력 단자(213c)와 회로 접지 전압(VSS)의 사이에는 캐패시터(C2)가 삽입되어 있다. 여기서, 회로 동작 전압(VDD)은 전지나 배터리에서 공급되는 전압 예를 들면 3V이고, 회로 접지 전압(VSS)은 접지 전압 예를 들면 0V이다.
챠지 펌프 유닛 1(VBB)(217)의 출력 단자(213d)와 회로 접지 전압(VSS)의 사이에는 다이오드(D3)가 삽입되고, 출력 단자(213d)와 챠지 펌프 유닛 2(VBB)(216)의 출력 단자(213e)의 사이에는 캐패시터(C3)가 삽입되어 있다. 또, 챠지 펌프 유닛 2(VBB)(216)의 출력 단자(213f)와 회로 접지 전압(VSS)의 사이에는 캐패시 터(C4)가 삽입되어 있다.
[승압형 챠지 펌프의 회로 구성 및 다이오드의 구성]
도 1에 나타나듯이, 챠지 펌프(213)의 챠지 펌프 유닛 1(VPP)(214)은, 타이밍 콘트롤러(212)에서 출력되는 클록 신호(CLKPP2)가 입력되고 직렬 접속된 인버터(214a, 214b)와, 마찬가지로 클록 신호(CLKPP2)가 입력되고 직렬 접속된 인버터(214c, 214d)와, 인버터(214b)의 출력이 제어 전극(게이트 전극)에 입력되는 p채널 도전형박막 트랜지스터(214e) 및 인버터(214d)의 출력이 제어 전극에 입력되는 n채널 도전형박막 트랜지스터(214f)로 이루어진 상보형 트랜지스터를 구비하고 있다. 이 상보형 트랜지스터는 클록 신호(CLK1)를 출력한다. 여기서, DC/DC컨버터(21)을 구축하는 「박막 트랜지스터」란, 화소 어레이(241)의 화소(2411)를 구축하는 박막 트랜지스터(2412)와 동일 제조 프로세스에 의해서 제조되는 박막 트랜지스터라는 의미로 사용된다. 따라서, 박막 트랜지스터의 채널 형성 영역, 소스 영역 및 드레인 영역은, 비단결정 반도체, 구체적으로는 저온 폴리 실리콘막으로 제조되어 있다. 더욱, 「비단결정 반도체」란, 제조 프로세스상, 절연 기판(61)에 영향을 미치지 않는 저온도 프로세스에서 제조할 수 있는 다결정 실리콘 및 비정질 실리콘 양쪽을 포함하는 의미로 사용되고, 단결정 반도체는 포함하지 않는다. 덧붙여 본 발명에서, 「박막 트랜지스터」에는, 제조 프로세스상, 저온도 프로세스에 의해 막을 형성 할 필요가 있는 유기(organic) 박막 트랜지스터가 포함된다.
챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)는, 타이밍 콘트롤러(212)에서 출력되는 클록 신호 (CLKPP3)가 입력되고 직렬 접속된 인버터(215a, 215b)와, 인버터(215b)의 출력 이 제어 전극에 입력되는 p채널 도전형 박막 트랜지스터(215c)를 구비하고 있다. 이 박막 트랜지스터(215c)의 한 쪽의 주전극(소스 영역)은 출력 단자(213c)에 접속되고, 채널 형성 영역, 소스 영역 및 드레인 영역은 비단결정 반도체로 구성되어 있다.
그리고, 챠지 펌프(213)는, 박막 트랜지스터(215c)의 다른 쪽의 주전극(드레인 영역)에 한 쪽의 전극이 접속되고, 다른 한쪽의 전극에 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)로부터의 가변 전압인 클록 신호(CLK1)가 인가되는 승압용 캐패시터(2132)와, 박막 트랜지스터(215c)의 다른 한 쪽의 주전극 및 승압용 캐패시터(2132)의 한 쪽 전극과 회로 동작 전압(VDD)(전원 단자)의 사이에 전기적으로 직렬로 접속 되고, 단결정 반도체로 구성된 다이오드(제1 다이오드) (2131)를 구비하고 있다. 다이오드(2131)의 애노드 영역은 회로 동작 전압(VDD)에 접속되고, 캐소드 영역은 박막 트랜지스터(215c)의 다른 쪽의 주전극에 접속되어 있다. 여기서, 단결정 반도체에는 예를 들면 단결정 실리콘을 실용적으로 사용할 수 있고, 다이오드(2131)은 예를 들면 p형 단결정 실리콘(애노드 영역)과 그 주면부에 형성된 n형 반도체 영역(캐소드 영역)으로 구성되어 있다.
도 7에 나타나듯이, 박막 트랜지스터(215c)는, 절연 기판(61)의 표면상에 패시베이션막(611)을 개재해 형성되고, 채널 형성 영역(612)과, 한 쪽의 주전극(613)과, 다른 한 쪽의 주전극(614)와, 게이트 산화막(615)과, 제어 전극(게이트 전극)(616)을 구비하고 있다. 채널 형성 영역(612), 한 쪽의 주전극(613)및 다른 쪽의 주전극(614)는 비단결정 반도체로 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(215c)의 다 른 쪽의 주전극(614)에는 배선(619)의 일단이 접속되고, 배선(619)의 타단은 파이널 패시베이션막(620)의 하부에서 외부로부터 인출되거나 혹은 비어 홀에 의해 노출되어 외부 접속 단자(619P1)으로 사용된다. 회로 동작 전압(VDD)에 일단이 접속되는 배선(619)의 타단도 마찬가지로 외부 접속 단자(619 P2)로 사용된다.
다이오드(2131)는 단결정 반도체(단결정 반도체 칩)를 패키징 한 외부접속 소자 (2131D)의 형태로 제공되고 있다. 이 외부접속 소자(2131D)는 접착층(2131B)를 개재해 외부 접속 단자(619P1, 619P2)와 각각 전기적, 기계적으로 접속되고 있다. 접착층 (2131B)에는, 예를 들면 이방성 도전 필름(ACF:anisotropic conductive film)을 실용적으로 사용할 수 있다.
제1 실시 형태에서, 다이오드(2131)(외부접속 소자(2131D))은, 상기의 도 5 및 도 6에 나타나듯이, 절연 기판(61)의 표면상에서 대향 기판(62)이 배치되어 있지 않은 영역, 특히 DC/DC컨버터(21)근방의 절연 기판(61)의 코너 부분의 데드 스페이스에 실장되어 있다. 즉, 다이오드(2131)는 칩 온 글래스(Chip On Glass : COG) 구조로 실장되어 있다.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 다이오드(2131)의 전류-전압 특성을 나타낸다. 도 8에서, 가로축은 전압(V)을 나타내고, 세로축은 전류(A)를 나타낸다. 단결정 반도체로 구성된 다이오드(2131)는, 문턱전압이 작고, 문턱전압의 불균일이 작다. 이에 반해, 박막 트랜지스터(TFT)는, 문턱전압이 높고, 문턱전압의 불균일이 크다.
상기 도 1에 나타나듯이, 박막 트랜지스터(215c)의 한 쪽의 주전극과 출력 단자(213c)의 사이에는, 전기적으로 병렬로 접속된 캐패시터(2133)와, 전기적으로 병렬로 접속된 캐소드 영역 및 회로 동작 전압(VDD)(전원 단자)에 전기적으로 접속된 애노드 영역을 갖는 다이오드(제2 다이오드)(2134)를 더 구비하고 있다. 다이오드(2134)는, 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)의 시동 초기에 승압 전압(VPP)까지의 승압 시간을 단축하기 위해, 회로 동작 전압(VDD)에서 전원을 공급한다. 승압 전압(VPP)은 예를 들면 5V이다. 다이오드(2134)는, 문턱값의 불균일을 작게하는 것, 혹은 전류 구동 능력을 높게 하는 것이 특별히 요구되지 않기 때문에, 비단결정 반도체에 의해 제작되는 것이 바람직하지만, 다이오드(2131)와 마찬가지로 외부접속 소자로 실장해도 좋다.
[강압형 챠지 펌프의 회로 구성 및 다이오드의 구성]
도 2에 나타나듯이, 챠지 펌프(213)의 챠지 펌프 유닛 1(VBB)(217)은, 타이밍 콘트롤러(212)에서 출력되는 클록 신호(CLKBB2)가 입력되고 직렬 접속된 인버터(217a, 217b)와, 마찬가지로 클록 신호(CLKBB2)가 입력되고 직렬 접속된 인버터(217c, 217d)와, 인버터(217b)의 출력이 제어 전극에 입력되는 p채널 도전형 박막 트랜지스터(217e) 및 인버터(217d)의 출력이 제어 전극에 입력되는 n채널 도전형 박막 트랜지스터(217f)로 이루어진 상보형 트랜지스터를 구비하고 있다. 이 상보형 트랜지스터는 클록 신호(CLK1)를 출력한다.
챠지 펌프 유닛 2(VBB)(216)은, 타이밍 콘트롤러(212)에서 출력된 클록 신호(CLKBB3)가 입력되고 직렬 접속된 인버터(216a, 216b)와, 인버터(216b)의 출력이 제어 전극에 입력되는 p채널 도전형 박막 트랜지스터(216c)를 구비하고 있다. 이 박막 트랜지스터(216c)의 한 쪽의 주전극(소스 영역)은 출력 단자(213f)에 접속되 고, 채널 형성 영역, 소스 영역 및 드레인 영역은 비단결정 반도체로 구성되어 있다.
그리고, 챠지 펌프(213)는, 박막 트랜지스터(216c)의 한 쪽의 주전극(드레인 영역)에 한 쪽의 전극이 접속되고, 한 쪽의 전극에 챠지 펌프 유닛 2(VBB)(217)로부터의 가변 전압인 클록 신호(CLK1)가 인가되는 강압용 캐패시터(2136)와, 박막 트랜지스터(216c)의 다른 한쪽의 주전극 및 강압용 캐패시터(2136)의 한 쪽의 전극과 회로 접지 전압 VSS(전원 단자)의 사이에 전기적으로 직렬로 접속 되고, 단결정 반도체로 구성된 다이오드(제1 다이오드)(2135)를 구비하고 있다. 다이오드(2135)의 캐소드 영역은 회로 접지 전압(VSS)에 접속되고, 애노드 영역은 박막 트랜지스터(216c)의 한 쪽의 주전극에 접속되어 있다. 여기서, 다이오드(2135)는, 다이오드(2131)과 마찬가지로 단결정 반도체로 구성되고, 외부접속 소자로 구성되어 있다. 또, 박막 트랜지스터(216c)의 한 쪽의 주전극과 출력 단자(213f)의 사이에는, 전기적으로 병렬로 접속된 캐패시터(2137)이 배치하여 설치되어 있다.
[DC/DC컨버터의 회로 동작]
다음으로, DC/DC컨버터(21) 특히 승압형 챠지 펌프의 회로 동작을 설명한다. DC/DC컨버터(21)의 레벨 시프터(211)에 클록 신호(CLK)가 입력되면, 레벨 시프터(211)는 클록 신호(CLK, CLKB)를 생성하고, 이 클록 신호(CLK, CLKB)는 타이밍 콘트롤러(212)로 출력된다.
도 9에 나타나듯이, 타이밍 콘트롤러(212)는, 최종적으로 챠지 펌프(213)에 공급되는 클록 신호(CLK1)의 상승 및 하강 타이밍과, 클록 신호(CLK2)의 상승 및 하강 타이밍이 겹쳐지지 않는 타이밍 제어가 행해진다. 구체적으로는, 클록 신호(CLKPP2)의 하강 타이밍에 대해서 클록 신호(CLKPP3)의 하강 타이밍을 늦추고, 클록 신호(CLKPP2)의상승 타이밍에 대해 클록 신호(CLKPP3)의 상승 타이밍을 앞당기는 제어가 행해진다. 마찬가지로, 클록 신호(CLKBB2)의 상승 타이밍에 대해 클록 신호(CLKBB3)의 상승 타이밍을 늦추고, 클록 신호(CLKBB2)의 하강 타이밍에 대해 클록 신호(CLKBB3)의 하강 타이밍을 앞당기는 제어가 행해진다.
타이밍 콘트롤러(212)에서 생성되고 타이밍이 제어된 클록 신호(CLKPP2)는 챠지 펌프 유닛 1(VPP)(214)로 출력되고, 챠지 펌프 유닛 1(VPP)(214)는 클록 신호(CLKPP2)에 근거해 클록 신호(CLK1)를 생성한다. 이 클록 신호(CLK1)는 승압용 캐패시터(2132)의 다른 한쪽의 전극에 공급된다. 한편, 타이밍 콘트롤러(212)에서 생성되고 타이밍이 제어된 클록 신호(CLKPP3)는 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)로 출력되고, 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)는 클록 신호(CLKPP3)에 근거해 클록 신호(CLK2)를 생성한다. 이 클록 신호(CLK2)는 챠지 펌프 유닛 2(VPP)(215)의 박막 트랜지스터(215c)의 제어 전극에 공급된다.
도 10에 나타나듯이, 우선 최초로 클록 신호(CLK1)의 상승에 의해, 승압용 캐패시터(2132)의 다른 한쪽의 전극에 하이 레벨의 클록 신호(CLK1)가 공급되면, 박막 트랜지스터(215c)는 이미 클록 신호(CLK2)의 상승에 의해 오프 상태에 있으므로, 상기 도 1에 나타내는 노드 A의 전압(CLK1가 상승하기 전의 노드 A의 전압은(회로 동작 전압(VDD)-다이오드(2131)의 문턱전압(Vth)) 부근에 있다)은 회로 동작 전압(VDD)의 전압분 상승한다. 이 때, 다이오드(2131)에는 역방향 전압이 인가 되고 있는 상태라서, 다이오드(2131)에는 그것에 접속되어 있는 회로 동작 전압(VDD)로부터의 전류는 흐르지 않는다. 계속해서, 클록 신호(CLK1)가 상승한 것을 가늠한 클록 신호(CLK2)의 하강에의해, 박막 트랜지스터(215c)의 제어 전극에 로우 레벨의 클록 신호(CLK2)가 공급되면, 박막 트랜지스터(215c)는 ON상태가 되고, 승압용 캐패시터(2132)에 충전된 전하가 박막 트랜지스터(215c)를 통해 출력 단자(213c)에 승압 전압(VPP)로 출력된다. 이 출력과 함께, 노드 A의 전압은 서서히 강하한다. 여기서, 이 전압 강하량을 △V라고 정의한다.
일정시간 경과후, 클록 신호(CLK2)가 상승하고, 박막 트랜지스터(215c)의 제어 전극에 하이 레벨의 클록 신호(CLK2)가 공급되기 때문에, 박막 트랜지스터(215c)는 오프 상태로 되고, 출력 단자(213c)로의 승압 전압(VPP)의 출력이 정지된다. 그 후, 박막 트랜지스터(215c)가 충분히 오프 상태가 된 타이밍을 가늠해 클록 신호(CLK1)가 하강하고, 로우 레벨의 클록 신호(CLK1)가 승압용 캐패시터(2132)의 다른 한쪽 전극에 공급된다. 이 동작에 근거해, 노드 A의 전압이 저하되고, 노드 A의 전압은, 회로 동작 전압(VDD)로부터 다이오드(2131)의 문턱전압(Vth) 및 전압 강하량 △V를 뺀 값이 된다. 이 때, 다이오드(2131)에는 순방향 전압이 인가된 상태이며, 노드 A의 전압이 회로 동작 전압 VDD로부터 다이오드(2131)의 문턱전압(Vth)을 뺀 값이 될 때까지 다이오드(2131)은 노드 A에 전류를 흘린다. 이러한 일련 동작이 반복 실행된다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 DC/DC컨버터(21)는, 챠지 펌프(213)의 회로 동작 전압(VDD)의 스위칭 소자에 단결정 반도체로 구성된 다이오드(2131), 또는 회로 접지 전압(VSS)의 스위칭 소자에 단결정 반도체로 구성된 다이오드(2135)를 구비했기 때문에, 문턱전압의 불균일을 감소할 수 있고, 게다가 문턱전압을 작게 할 수 있으므로, 충분한 승압 전압(VPP)또는 강압 전압(VBB)를 확보할 수 있고, 승압 특성 또는 강압 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 다이오드(2131, 2135)의 동작에는 제어 신호선을 필요하지 않기 때문에, 챠지 펌프(213)의 회로 구성을 간결화 할 수 있는 동시에, 클록 신호의 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러(212)의 회로 구성도 간결화할 수 있다. 또, 챠지 펌프(213)는, 2 종류의 클록 신호(CLK1, CLK2)로 제어할 수 있으므로, 클록 신호(CLK1, CLK2) 사이의 데드 타임을 감소할 수 있고, 승압 동작 및 강압 동작의 고효율화를 실현할 수 있다.
더욱, 이러한 DC/DC컨버터(21)를 탑재한 액정표시장치(1)는, 승압 동작 및 강압 동작의 고효율화에 더불어 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 제1 실시 형태에 관한 액정표시장치(1)는 중소형이고 전지나 배터리로부터 회로 동작 전압(VDD)가 공급되고 있으므로, 저소비 전력화의 실현은 액정표시장치(1)의 장시간 구동을 실현할 수 있다. 또, 저소비 전력화의 실현은, 전지나 배터리의 소형화를 도모할 수 있고, 예를들면, 액정표시장치(1)이 실장된 휴대전화기, 무선기, 디지털 카메라, 노트북 등 디바이스의 소형화를 실현할 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 발명의 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 관한 액정표시장치(1)의 DC/DC컨버터 (21)에서 챠지 펌프(213)의 다이오드(2131) 등의 배치 위치를 바꾼 예를 설 명하는 것이다. 또, 제2 실시 형태는, 상술의 제1 실시 형태에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일 부호를 붙이고, 그에 대한 설명은 중복되므로 생략한다.
도 11에 나타내는 제2 실시 형태에 관한 액정표시장치(1)는, DC/DC컨버터(21)의 챠지 펌프(213)의 다이오드(2131, 2135)이 플렉서블(flexible) 배선 기판(30)상에 실장되어 있다. 특히, 다이오드(2131, 2135)는, 플렉서블(flexible) 배선 기판(30)의 챠지 펌프(21)에 근접한 일단 측에 배치하여 설치되는 것이 바람직하다.
또, 도 12에 나타나는 제2 실시 형태에 관한 액정표시장치(1)는, 다이오드(2131, 2135)이 전자 회로 기판(40)상에 실장되어 있다.
본 발명은, 상술의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명은, 제조 프로세스에서 고온도 처리가 어려운 유기 전계 발광 디바이스에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 챠지 펌프의 승압 특성 혹은 강압 특성을 향상 시킬 수 있는DC/DC컨버터를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, DC/DC컨버터의 챠지 펌프의 승압 특성 혹은 강압 특성을 향상할 수 있고, 액정 표시부의 표시 동작 속도를 향상 시킬 수 있는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 절연 기판상에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 이루어진 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터와,
    상기 박막 트랜지스터의 상기 타측 주전극 및 상기 캐패시터의 상기 일측 전극과 전원 단자 사이에 전기적으로 직렬로 접속 되고, 단결정 반도체로 이루어진 제 1 다이오드를 갖는 챠지 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 다이오드는 외부접속 소자인 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 절연 기판상에 배치하여 설치되고, 상기 박막 트랜지스터의 상기 타측 주전극 및 상기 캐패시터의 상기 일측 전극에 전기적으로 접속된 제1 외부 접속 단 자와,
    상기 절연 기판상에 배치하여 설치되고, 상기 전원 단자에 접속된 제2 외부 접속 단자를 더 구비하고,
    상기 외부접속 소자의 단자를 상기 제 1 외부 접속 단자 및 상기 제 2 외부 접속 단자에 각각 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 외부접속 소자는, 상기 절연 기판상에 칩 온 글래스 구조로 실장된 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 챠지 펌프는 상기 전원 단자로부터 회로 접지 전압을 공급받아 상기 출력 단자를 통해 상기 회로 접지 전압을 강압한 강압 전압을 출력하는 강압형 챠지 펌프인 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 다이오드는, 상기 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 애노드 영역을 전기적으로 접속하고, 상기 전원 단자에 캐소드 영역을 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 챠지 펌프는 상기 전원 단자로부터 회로 접지 전압보다 높은 회로 동작 전압을 공급받아 상기 출력 단자를 통해 상기 회로 동작 전압을 승압한 승압 전압을 출력하는 승압형 챠지 펌프인 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 다이오드는, 상기 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 캐소드 영역을 전기적으로 접속하고, 상기 전원 단자에 애노드 영역을 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 일측 주전극과 상기 출력 단자의 사이에 전기적으로 병렬로 접속된 캐소드 영역과 상기 전원 단자에 전기적으로 접속된 애노드 영역을 갖는 제2 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 상기 제어 전극에 입력되는 상기 제어 신호의 상승 및 하강의 타이밍과, 상기 캐패시터의 다른 한쪽의 전극에 인가되는 상기 가변 전압의 상승 및 하강의 타이밍이 서로 겹치지 않는 클록 신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 상기 제어 전극에 입력되는 상기 제어 신호의 상승 타이밍이 상기 캐패시터의 다른 한쪽 전극에 인가되는 상기 가변 전압의 상승 타이밍에 대해서 늦고, 상기 제어 신호의 상승 타이밍이 상기 가변 전압의 상승 타이밍에 대해 빨리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 챠지 펌프 및 상기 타이밍 콘트롤러 각각으로 진폭을 확대한 신호를 공급하는 레벨 시프터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DC/DC컨버터.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 챠지 펌프 및 상기 타이밍 콘트롤러 각각으로 승압된 회로 동작 전압이 공급되는 것을 특징으로 DC/DC컨버터.
  15. 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역으로 구분되는 절연 기판;
    상기 절연기판의 제1 영역에 배치하여 설치된 화소 어레이;
    상기 절연기판의 제2 영역에 배치하여 상기 화소 어레이를 구동하는 드라이버; 및
    상기 절연 기판의 상기 제2 영역에 배치하여 상기 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC 컨버터를 구비하고,
    상기 DC/DC컨버터는, 상기 절연 기판상의 상기 제 2 영역에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 구성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터와, 상기 박막 트랜지스터의 상기 타측 주전극 및 상기 캐패시터의 상기 일측 전극과 전원 단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속되고, 단결정 반도체로 이루어진 제1 다이오드를 갖는 챠지 펌프를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연 기판의 상기 제 1 영역에 대향하는 대향 기판; 및
    상기 절연 기판의 상기 제1 영역과 상기 대향 기판과의 사이에 봉입된 액정을 더 포함하고, 상기 제 1 다이오드는 상기 절연 기판 상의 상기 제 2 영역에 구비되어서 평면상에서 상기 대향 기판과 오버랩되지 않는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 DC/DC컨버터의 상기 제 1 다이오드는 외부접속 소자인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 절연 기판 상의 상기 제 2 영역에 배치하여 설치되고, 상기 박막 트랜지스터의 상기 타측 주전극 및 상기 캐패시터의 상기 일측 전극에 전기적으로 접속된 제1 외부 접속 단자; 및
    상기 절연 기판 상의 상기 제 2 영역에 배치하여 설치되고, 상기 전원 단자에 접속된 제2 외부 접속 단자를 더 구비하고,
    상기 외부접속 소자의 단자를 상기 제 1 외부 접속 단자 및 상기 제 2 외부 접속 단자에 각각 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역으로 구분되는 절연 기판;
    상기 절연 기판의 제1 영역에 배치하여 설치된 화소 어레이;
    상기 화소 어레이를 구동하는 드라이버;
    상기 절연 기판의 상기 제2 영역에 배치하여 설치되고, 상기 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC컨버터; 및
    상기 절연 기판에 연접된 플렉서블(flexible) 프린트 배선 기판을 구비하고,
    상기 DC/DC컨버터는, 상기 제 2 영역에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 이루어진 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터를 갖는 챠지 펌프를 구비하고,
    상기 챠지 펌프는, 상기 플렉서블(flexible) 프린트 배선 기판상에 배치하여 설치되고, 상기 박막 트랜지스터의 상기 타측 주전극 및 상기 캐패시터의 상기 일측 전극과 전원 단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속 되고, 단결정 반도체에 의해 구성된 제1 다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  20. 제1 영역과 상기 제1 영역에 인접한 제2 영역으로 구분되는 절연 기판;
    상기 절연 기판의 제1 영역에 배치하여 설치된 화소 어레이;
    상기 화소 어레이를 구동하는 드라이버;
    상기 절연 기판 상의 상기 제2 영역에 배치하여 설치되고, 상기 드라이버에 구동 전압을 공급하는 DC/DC컨버터; 및
    상기 화소 어레이, 상기 드라이버 및 전기 DC/DC컨버터를 제어하는 전자 회로 기판을 구비하고,
    상기 DC/DC컨버터는, 상기 제2 영역에 배치하여 설치되고, 일측 주전극이 출력 단자에 접속되고, 제어 전극에 제어 신호가 입력되고, 비단결정 반도체로 구성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 타측 주전극에 일측 전극이 접속되고, 타측 전극에 가변 전압이 인가되는 캐패시터를 갖는 챠지 펌프를 구비하고,
    상기 챠지 펌프는, 상기 전자 회로 기판에 배치하여 설치되고, 상기 박막 트랜지스터의 상기 타측 주전극 및 상기 캐패시터의 상기 일측 전극과 전원 단자의 사이에 전기적으로 직렬로 접속되고, 단결정 반도체로 구성된 제1 다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1020060123963A 2006-12-07 2006-12-07 직류/직류 컨버터 및 액정표시장치 KR101340056B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123963A KR101340056B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 직류/직류 컨버터 및 액정표시장치
JP2006334084A JP5054365B2 (ja) 2006-12-07 2006-12-12 Dc/dcコンバータ及び液晶表示装置
US11/929,282 US8542169B2 (en) 2006-12-07 2007-10-30 DC/DC converter and liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123963A KR101340056B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 직류/직류 컨버터 및 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080052018A KR20080052018A (ko) 2008-06-11
KR101340056B1 true KR101340056B1 (ko) 2013-12-11

Family

ID=39497536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060123963A KR101340056B1 (ko) 2006-12-07 2006-12-07 직류/직류 컨버터 및 액정표시장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8542169B2 (ko)
JP (1) JP5054365B2 (ko)
KR (1) KR101340056B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101751712B1 (ko) * 2009-10-30 2017-06-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 전압 조정 회로
US10389235B2 (en) 2011-05-05 2019-08-20 Psemi Corporation Power converter
US10680515B2 (en) 2011-05-05 2020-06-09 Psemi Corporation Power converters with modular stages
EP3425784B1 (en) 2011-05-05 2023-09-06 PSEMI Corporation Dc-dc converter with modular stages
US9882471B2 (en) 2011-05-05 2018-01-30 Peregrine Semiconductor Corporation DC-DC converter with modular stages
US8619445B1 (en) 2013-03-15 2013-12-31 Arctic Sand Technologies, Inc. Protection of switched capacitor power converter
CN105404416B (zh) * 2015-10-23 2018-01-19 广东欧珀移动通信有限公司 触摸屏抗干扰的方法及装置
DE112017002374T5 (de) * 2016-05-09 2019-01-17 Psemi Corporation Stromwandler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176764A (ja) 2000-12-07 2002-06-21 Sony Corp 電源電圧変換回路およびその制御方法、ならびに表示装置および携帯端末
US6411531B1 (en) * 2000-11-21 2002-06-25 Linear Technology Corporation Charge pump DC/DC converters with reduced input noise
JP2002299559A (ja) 2001-03-29 2002-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 昇圧回路および昇圧回路を備えた表示装置
KR20050059030A (ko) * 2000-10-31 2005-06-17 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 표시장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3099915B2 (ja) * 1991-12-27 2000-10-16 松下電器産業株式会社 半導体装置とこれを用いた液晶表示装置
JPH05152572A (ja) * 1991-12-02 1993-06-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属配線、及びそれを用いた半導体装置及びtft液晶表示装置
EP0545327A1 (en) * 1991-12-02 1993-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin-film transistor array for use in a liquid crystal display
JP3024387B2 (ja) * 1992-09-22 2000-03-21 松下電器産業株式会社 半導体装置
JPH06334119A (ja) * 1993-02-17 1994-12-02 Seiko Instr Inc 昇圧用半導体集積回路及びその半導体集積回路を用いた電子機器
JP3943896B2 (ja) * 2000-10-27 2007-07-11 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 表示装置
CN1394320A (zh) * 2000-10-27 2003-01-29 松下电器产业株式会社 显示器件
KR100439427B1 (ko) * 2000-11-15 2004-07-09 가부시끼가이샤 도시바 표시장치
US7057611B2 (en) * 2003-03-25 2006-06-06 02Micro International Limited Integrated power supply for an LCD panel
US7072193B2 (en) * 2004-05-19 2006-07-04 Toppoly Optoelectronics Corp. Integrated charge pump DC/DC conversion circuits using thin film transistors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050059030A (ko) * 2000-10-31 2005-06-17 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 표시장치
US6411531B1 (en) * 2000-11-21 2002-06-25 Linear Technology Corporation Charge pump DC/DC converters with reduced input noise
JP2002176764A (ja) 2000-12-07 2002-06-21 Sony Corp 電源電圧変換回路およびその制御方法、ならびに表示装置および携帯端末
JP2002299559A (ja) 2001-03-29 2002-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 昇圧回路および昇圧回路を備えた表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080052018A (ko) 2008-06-11
JP5054365B2 (ja) 2012-10-24
US20080136991A1 (en) 2008-06-12
JP2008148474A (ja) 2008-06-26
US8542169B2 (en) 2013-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101340056B1 (ko) 직류/직류 컨버터 및 액정표시장치
US11302246B2 (en) Pixel driving circuit and driving method thereof, display panel and display device
JP4743570B2 (ja) 電源回路を内蔵した半導体集積回路および液晶表示制御装置並びに携帯用電子機器
KR100877734B1 (ko) 전원전압 변환회로 및 그 제어방법과 표시장치 및 휴대단말
CN102959614B (zh) 扫描信号线驱动电路和具备它的显示装置
US9318047B2 (en) Organic light emitting display unit structure and organic light emitting display unit circuit
US8970575B2 (en) Power source circuit and liquid crystal display apparatus having the same
US7843446B2 (en) Direct current to direct current converting circuit, display apparatus having the same and method of driving the direct current to direct current converting circuit
KR101710154B1 (ko) 액정표시장치용 전원회로 및 이를 포함하는 액정표시장치
CN1783346A (zh) 移位寄存器及液晶驱动器
CN114141204B (zh) 背光驱动电路及显示装置
US11749199B1 (en) Pixel driving circuit and display device
CN109904189B (zh) 像素单元及阵列基板、显示装置
US11727866B2 (en) Power management device and display device including the same
US11900873B2 (en) Display panels, methods of driving the same, and display devices
US8212801B2 (en) Booster circuit and display device
KR100481108B1 (ko) 표시 장치 및 그 구동 방법
KR102190441B1 (ko) 전원 공급부를 포함하는 액정표시장치
US20240185937A1 (en) Shift register unit and driving method thereof, gate drive circuit, and display device
US20150339992A1 (en) Display device with electronic equipment therewith
CN115512752A (zh) 移位寄存器单元及驱动方法、栅极驱动电路、基板和装置
KR20070103255A (ko) 음의 고전압 생성을 위한 스텝 업 회로 및 그 방법
CN115116397A (zh) 显示面板及其驱动方法、显示装置
JP2005287142A (ja) 電源電圧変換回路および当該電源電圧変換回路を用いた表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191202

Year of fee payment: 7