KR19980702482A - 강유전성 액정 셔터용 구동 회로 - Google Patents

Abstract

잔존하는 dc 오프셋을 갖는 문제점과 임의의 타이밍의 입력 신호를 갖는 문제점을 해결하기 위하여, 강유전성 액정 소자의 구동 회로는 입력 신호(10)에 응답하여 제1 및 제2의 미리 설정된 값 사이에서 카운팅하기 위하여 배열되고, 상기 입력 신호의 상승 에지에 응답하여 제1 방향으로 카운트하고, 상기 입력 신호의 하강 에지에 응답하여 제2 방향으로 카운트하기에 충분하도록 배열된 카운터(20)와, 상기 카운트 수단의 카운트 값과 강유전성 액정 소자를 구동시키기 위해 적합한 양 또는 음의 출력 전압 펄스를 공급하기 위한 카운트의 방향에 응답하는 게이팅 회로(18)와 래치 회로(14)를 포함한다. 브리지 회로(50)를 포함하는 출력 스테이지는 승압 트랜스(54)를 통해 디스플레이 소자에 결합된다.

Description

강유전성 액정 셔터용 구동 회로

이러한 셔터는 쌍안정성의 특성을 갖고, 개방되거나 닫혀지며, 인가된 전압 펄스에 의해 한 상태에서 다른 상태로 전환되며, 상기 전압 펄스의 극성이 상기 셔터의 최종 상태를 결정한다. 전형적인 전압 펄스는 40 V의 크기와 10 마이크로 초의 간격을 갖는다. 낮은 주변 온도에서는, 보다 더 긴 펄스가 이로울 수 있다.

셔터의 수명을 극대화하기 위하여, 인가 전압은 제로의 dc 성분을 가져야 한다는 것이 알려져 있다. 심지어 작은 단편의 전압이 해로울 수 있다. 어떠한 dc 성분도 없는 구동 회로를 고안하는 데에 공시된 어려움이 존재한다. 예를 들면, 일련의 커플링 캐패시터를 사용하는 어떤 회로는 초기 캐패시터 충전 전류를 갖는 문제점을 갖기 쉽다. GB-A-2208741과 GB-A-2262830에 이러한 문제들이 개시되어 있다.

임의의 파형의 제어 하에 셔터를 개방하거나 닫는 데 있어서 공시된 제 2의 문제점이 존재한다.; 겹침(overlap)에 대해, 개방 및 닫힘 펄스가 시간 측에서 충분하게 근접하거나, 구동 파형이 1 대 1의 마크(mark)/스페이스(space)의 비를 갖는 사각파가 아니면, 논리적 게이팅 회로는 펄스의 한 극성을 다른 것에 비해 많이 절단하므로, 출력에서 dc 성분을 야기시킨다. 공시된 강유전성 액정의 구동 회로는 고전압이 공급된 경우에 동작하는 구동 트랜지스터들의 부피가 큰 장치를 포함한다. 인접하게 간격지어진 입력 구동 신호가 출력 구동 파형에 상기한 문제점을 생성할 수 있기 때문에, 회로를 구동시키기 위한 입력 제어 신호의 타이밍이 주의 깊게 제어되어야 한다.

본 발명은 강유전성 액정 소자, 바람직하게는 셔터를 구동시키기 위한 회로에 관한 것이다.

도 1은 입력 제어 파형의 예와, 본 발명에 의해 얻어진 대응하는 디스플레이 구동 전압의 예.

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 회로도.

본 발명의 목적은 실질적으로 dc 오프셋(offset)을 포함하지 않는 출력을 갖고, 임의의 타이밍을 갖는 입력 제어 신호로 셔터의 제어를 간단하게 하는 구동 회로를 제공하는 것이다.

일면으로, 본 발명은 강유전성 액정 소자용 구동 회로를 제공하는 것이며, 상기 회로는, 입력 신호에 응답하여 제1 및 제2의 미리 설정된 값 사이를 카운트하고, 입력 신호의 제1 변수에 응답하여 제1 방향으로 카운트하고, 입력 신호의 제2 변수에 응답하여 제2 방향으로 카운트하기에 충분하도록 배열된 카운트 수단을 포함하며, 강유전성 액정을 구동하기 위한 적합한 양 또는 음의 전압을 제공하기 위하여 카운트 수단의 카운트 값과 카운트의 방향에 응답하는 출력 수단을 포함한다.

따라서 바람직한 실시예에 있어서, 회로는 최대 및 최소 카운트의 종점을 갖는 카운터를 포함한다. 상기 카운터는 표준 주파수에 의해 클럭이 인가되며, 상기 소자(셔터)가 하나의 상태로 전환될 때, 카운트 업하고, 상기 소자가 다른 상태로 전환될 때는 카운트 다운한다. 카운트 업하는 동안에 출력 전압 펄스는 하나의 극성이며; 카운트 다운하는 동안에는 다른 극성이다. 카운터가 상기 종점 중의 어느 하나에 도달할 때, 상기 셔터 소자는 제로로 궤환한다.

오랜 기간을 통해 카운트 업 한 총 횟수는 카운트 다운한 총 횟수와 동일하여야 하므로, 입력 신호의 파형의 타이밍과는 무관한 모든 조건하에서 본 발명은 셔터에서의 dc 성분이 제로임을 확보한다.

바람직한 형태의 카운트 수단은 예를 들어 8 비트 카운터를 구동하는 5MHz의 발진기와 같은 클럭 신호에 의해 구동되는 업-다운 카운터를 포함하며, 상기 카운터는 카운트 방향을 결정하기 위한 제어 입력을 갖는다. 카운트 수단의 출력은, 카운터가 카운트 상태에 놓여 있음과 카운트 방향을 나타내는 출력 신호를 제공하기 위한 논리 회로를 통해 출력 구동 회로에 결합된다. 다른 카운트 수단은 예를 들어, 프로세서 유니트 또는 일반적인 목적의 마이크로 프로세서, 순환 시프트 레지스터 또는 하나 이상의 시프트 레지스터를 사용할 수 있으며, 하나의 유형의 비트 신호를 포함하는 하나 또는 그 이상의 스테이지와 다른 유형의 비트 신호를 갖는 잔여 스테이지를 포함한다.

다른 형태에서는, 카운트 수단은 시간에 따라 높은 선형의 전압 경사도를 제공하기 위한 이중 경사의 용량성 적분 장치를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 카운트 수단의 출력에 반응하는 출력 구동 회로는, 승압 트랜스를 통해 제공되는 출력 구동신호에 비해 상대적으로 낮은 전압에서 동작하는 MOSFET의 브리지 배열을 포함한다.

게다가 소위 100KHz의 바이어싱 구동 신호가 클럭 신호로부터 출력 구동 회로를 통해 제공될 수 있고, 추가의 트랜스 장치를 통해 액정 셔터와 결합될 수 있다. 트랜스 결합을 이용한 이점은, 액정의 가치를 떨어뜨리는 경향이 있는 출력 신호내에 어떠한 dc 성분도 없다는 것이다. 다른 형태의 분리가 고안될 수 있을지라도, 트랜스를 이용하는 이점은 출력 신호가 전압 크기 면에서 상승될 수 있다는 것이다.

이에 따라, 두번째 측면으로, 본 발명은 구동 제어 펄스를 생성하여 출력 회로로 인가하기 위한 타이밍 수단과, 제어 펄스에 응답하여 사각의 출력 펄스를 생성하고 사각 구동 펄스를 액정 디스플레이에 결합시키기 위한 트랜스 수단을 포함하는 출력 회로를 포함하는 강유전성 액정 소자용 전기적 구동 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 입력 제어 파형의 일예와, 대응하는 강유전성 액정 셔터에 대한 출력 구동 전압이다. 제어 입력은 셔터가 개방되거나 닫히는 것에 상응하는 양 또는 제로인 두 개의 상태를 갖는다. 출력 셔터 구동 전압은 제어 전압의 상승 에지에 대응하여 생성되는 양의 펄스와 파형의 하강 에지에 대응하여 생성되는 사각 파형을 갖는다. 두 펄스는 최대와 최소 카운트 사이에서 클럭킹되는 카운트 수단에 의해 결정되는, 동일하고 고정된 간격을 갖는다. 이러한 상황이 도 1 의 좌측에 도시된다.

도 1의 우측 방향쪽에 도시된 바와 같이, 제어 입력 에지들이 더욱 인접될 때, 출력 펄스는 겹쳐지지만 어떠한 평균 dc 성분도 갖지 않은 파형을 제공하는 방식과 동일한 방식 내에서 겹쳐진다.

도 2에 대해 설명하면, 입력 포트(10)는 디지털 입력 신호를 인가 받고, 슈미트 트리거(12)를 포함하는 조절 회로를 통해 래치 회로(14)에 인가된다. 클럭 신호에 의해 나머지 회로와 신호를 동기화 시키기 위해, 래치 회로(14)는 입력 단(15)에서 클럭 신호를 인가받으며, 조절된 입력 신호가 래치(14)를 통해 두번 순환된다. 재타이밍되고 조절된 입력 신호는 라인(16)상의 업/다운 제어 신호를 게이팅 회로(18)와 업/다운 카운터(20)에 인가한다.

업/다운 카운터(20)는 두 개의 4비트 카운터로서 구성되며, 제어 입력단(22)에 라인(16)상의 입력 신호를 인가받고, 클럭 입력단(24)에 5MHz 의 클럭(26)으로부터 클럭 신호를 인가받는다. 클럭(26)은 NOR 게이트(27)와, 피드백 배열로 연결된 수정 발진기(28)로 이루어진다.;클럭(26)의 출력은 슈미터 트리거(30)를 경유하여 카운터(20)에 결합된다. 클럭(26)의 출력은 또한 100KHz 바이어싱 신호를 공급하기 위하여 50으로 나누는 분할 회로(32)를 통해 래치 회로(14)에 인가된다.

게이팅 회로(18)는 카운터(20)의 출력과 라인(16)상의 입력신호 및 라인(34) 상의 라인(16)에 대한 반전된 신호를 입력 신호로서 인가받는 두 개의 NAND 게이트(33)로 구성된다. 래치 회로(14)를 통해 상대적으로 낮은 출력 임피던스에 전압 증폭(5V 내지 12V)을 제공하는 반전 증폭기(40,42)로 게이팅 회로(18)의 출력이 인가된다. 증폭기(40,42)는 브리지 구성(50)의 두 개의 쌍(44,46)으로 배열된 상보형 MOSFET 트랜지스터 쌍을 구동시킨다. 트랜지스터 쌍(44,46)은 트랜스(54)(상승된 140:44의 비를 갖는)의 1차 권선(52)에 낮은 임피던스의 전류 증폭을 제공하며, 1차 권선은 브리지의 출력을 가로질러 연결되고, 트랜스의 2차 권선은 강유전성 액정 셔터(도시도지 않음)에 직접 연결된다.

5V 크기를 갖는 신호를 셔터로 제공하기 위하여, 2차 권선(56)에 직렬로 연결된 2차 권선(74)과 1차 권선(72)을 갖는 추가의 트랜스(13:20의 비를 갖는)를 통해 결합된 구동 증폭기(60,62)로 분할 회로(32)로부터 제공되는 100 KHz의 바이어싱 신호가 래치 회로(14)를 통해 인가된다. 이러한 구성에 트랜스를 사용하는 능력은 구동 파형내에 제로의 dc 성분이 존재한다는 것에 달려있다.;그렇지 않으면, 1차 전류가 직접 트랜스를 포화시키게 한다.

따라서 동작에 있어서는, 라인(10)에서 인가받은 디지털 입력은 슈미트 트리거(12)내에서는 사각형이 되고, 래치 회로(14)내에서 재타이밍되며, 상승 또는 하강 에지가 입력단(22)에서 카운터(20)의 카운트 방향을 제어하는 데 사용된다. 카운터(20)는 최대와 최소 카운트 사이에서 카운트되고, 도 1의 좌측에 도시된 상황에 대해 최대 값으로 여기고, 이어 NAND 게이트(33)로 출력 포트(25)에서 적합한 출력 신호를 인가한다. 이러한 게이트들은 브리지 회로(44,46)를 구동하기 위해, 래치 회로(14)를 통해 반전 증폭기(40,42)로 적합한 제어 펄스를 인가하기 위하여, 래치 회로(14)내의 입력 신호에 의해 결정되는 조건내에서 유지된다. 따라서 증폭기(40,42)에서 제어 펄스가 증폭되고, 트랜지스터 쌍(44,46)에 의해 전류가 증폭된다. 결국, 양 또는 음의 적합한 전압 펄스를 셔터로 직접 제공하기 위하여 사각 펄스가 트랜스(54)를 통해 승압된다.

이러한 동작이 발생하는 동안에, 강유전성 액정 디스플레이를 조정하기 위하여 100KHz의 일정한 바이어싱 5V 신호가 래치 회로(14), 반전 증폭기(60,62) 및 트랜스(70)를 통해 제공된다.

시간에 대해 입력 신호가 빠르게 변화하는, 출력 펄스의 간격보다 빠르게 변화하는 도 1의 우측면에서 도시된 상황에서는, 카운터(20)의 입력단(22)에 제공되는 제어 신호가 대응하여 빠르게 변화하므로, 최대와 최소 한계에 꼭 도달할 필요없이 카운터는 카운트 업하고, 이어 다운한 후, 다시 업한다. 게이팅 회로(18)에 인가된 신호가 순간적으로 카운트의 방향을 나타내기 때문에, 적합한 양 또는 음의 제어 펄스가 래치(14)를 통해 브리지 회로(50)에 인가된다. 따라서 출력은, 더 높은 주파수의 입력 신호에 대하여 출력 펄스의 최대 간격 보다 작은 간격을 갖는 양 및 음의 펄스로 구성된다.

이상에서는 본 발명의 양호한 일 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.

Claims (11)

1. 강유전성 액정 소자용 구동 회로에 있어서,

   입력 신호에 응답하여 제1 및 제2의 미리 설정된 값 사이에서 카운트하기 위하여 배열되고, 상기 입력 신호의 제1 변수에 응답하여 제1 방향으로 카운트하고, 상기 입력 신호의 제2 변수에 응답하여 제2 방향으로 카운트하도록 배열된 카운트 수단과,

   강유전성 액정을 구동하기 위한 적합한 양 또는 음의 전압을 제공하도록 상기 카운트 수단의 카운트 값과 카운트의 방향에 응답하는 출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 변수들은 상기 입력 신호의 파형의 상승 및 하강 에지로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 카운팅 조건과 카운트 방향을 나타내는 출력을 제공하기 위하여, 상기 카운트 수단의 출력은 입력 신호와 상기 입력 신호를 반전한 신호와 함께 게이팅 회로에 인가되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동회로.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카운트 수단에 클럭 신호를 공급하기 위한 클럭 회로와,

   상기 클럭 신호에 상기 입력 신호를 재타이밍하고 동기화하기 위하여, 상기 입력 구동 신호를 인가 받고, 상기 클럭 신호를 인가받기 위한 래치 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 게이팅 회로의 상기 출력은 상기 래치 회로를 통해 출력 스테이지에 인가되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 사각 출력 펄스를 액정 디스플레이에 제공하기 위한 출력 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 출력 스테이지는 브리지 구성으로 배열된 두 개의 상보형 트랜지스터 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 출력 스테이지의 출력은 트랜스의 1차 권선에 결합되고, 상기 트랜스의 2차 권선은 상기 액정 디스플레이 소자에 직접 연결된 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 트랜스는 승압 트랜스인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 진동하는 바이어싱 신호를 공급하기 위한 수단과,

    상기 진동하는 바이어싱 신호를 상기 액정 디스플레이 소자에 결합하기 위한 추가의 트랜스를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.
11. 제 8 항 ,제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 추가의 트랜스의 2차 권선이 상기 처음 언급한 트랜스의 2차 권선에 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 소자용 구동 회로.