KR20020061471A

KR20020061471A - 화상 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20020061471A
Application number: KR1020010052343A
Authority: KR
Inventors: 아끼모또하지메; 미까미요시로
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2002-07-24
Also published as: JP2002215102A; US20020093495A1; KR100432289B1; TW554208B; US7327339B2; JP4757388B2

Abstract

표시 구동 회로는 임피던스 변환 수단을 각 계조 전압 배선과 래더 저항(ladder resistor) 사이에 갖는다. 신호선으로의 아날로그 화상 신호 전압의 기입시에 3회의 위상으로 나누어 기입을 행할 수 있다.

Description

화상 표시 장치 및 그 구동 방법{IMAGE DISPLAY APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 수율 및 화질의 향상이 가능한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

예를 들면 일본 공개특허공보 평11-73165호(EP 0899714A2에 대응) 및 일본 공개특허공보 평10-301539에 기재되어 있는 것과 같은 오프셋 제거기(off-set canceller)를 갖는 버퍼 증폭기(buffer amplifier)로서의 소스 폴로워(source follower) 회로 구성을 갖는 다결정 Si TFT 패널은 다음과 같은 큰 과제를 부여받는다.

먼저 첫째, 버퍼 증폭기와 같은 아날로그 능동 회로를 신호선의 라인수만큼 내장시키는 것은 수율을 저하시키는 원인이 된다는 문제가 있다. 아몰퍼스 Si TFT 패널에서는 버퍼 증폭기를 특성의 균일성이 우수한 단결정 Si 트랜지스터로 구성하지만, 다결정 Si TFT는 채널 중에 분포하는 다수의 결함 준위에 기인하는 특성 불균일이 크기 때문에, 버퍼 증폭기의 특성 불균일도 필연적으로 커지게 되고, 이것이 수율을 저하시키는 원인이 된다.

둘째, 다결정 Si TFT를 이용한 오프셋 제거기의 능력은 단결정 Si 트랜지스터로 구성된 것만큼 높지 않다는 점이다. 다결정 Si TFT는 단결정 Si 트랜지스터 정도의 미세 가공이 곤란하기 때문에, 필연적으로 오프셋 제거기의 각 스위치가 갖는 기생 용량이 커지고, 또한 기생 용량값의 불균일도 커진다. 이것은 그대로 오프셋 제거기의 제거 출력 오차의 증대를 초래하고, 이것은 그대로 화질의 S/N비 저하를 초래하게 된다.

본 발명의 화상 표시 장치의 일 실시 양태에 따르면, 화상 표시를 행하는 표시부와, 이 표시부를 구동하는 구동부가 복수의 신호선으로 접속되어 있는 화상 표시 장치에서, 표시부는 매트릭스 형태로 배치한 복수의 표시 화소로 구성되고, 구동부는 래더 저항과 이 래더 저항에 접속된 임피던스 변환 수단과, 이 임피던스 변환 수단으로부터의 출력선인 계조 전압 배선과, 이 계조 전압 배선에 접속된 계조 전압 선택 수단을 포함한다.

또한, 계조 전압 선택 수단은 복수의 신호선과 접속되어 있는 것이다.

또한, 본 출원의 다른 한 실시 양태에 따르면, 화상 표시를 행하기 위해 매트릭스 형태로 배치된 복수의 표시 화소와, 아날로그 화상 신호를 전달하기 위해 각 열마다 설치되며, 표시 화소에 접속된 신호선군과, 표시 화소와 신호선군을 미리 정해진 타이밍으로 구동하기 위한 구동 회로부를 갖고, 입력된 화상 표시 데이터를 기초로, 미리 정해진 시퀀스에 따라 상기 표시 화소에 화상을 표시하기 위한 수단을 갖는 화상 표시 단말 시스템에서, 구동 회로부는 래더 저항과 이 래더 저항에 접속되는 복수 라인의 계조 전압 배선을 갖고, 신호선군은 계조 전압 배선에 계조 전압 선택 수단을 통하여 접속되어 있고, 각 계조 전압 배선은 임피던스 변환 수단을 통하여 상기 래더 저항에 접속되어 있고, 적어도 표시 화소, 신호선군, 계조 전압 선택 수단, 계조 전압 배선은 단일 기판상에 설치되어 있다.

이와 같은 실시 형태에 따르면, 임피던스 변환 수단과 같은 아날로그 능동 회로는 신호선의 라인수만큼이 아니라, 계조 전압 배선의 라인수만큼 형성되면 좋다. 이것은 CIF(Common Intermediate Format), 표시 데이터 4비트의 공통 화소 전극 교류 구동의 패널로 계산하면, (352×RGB=1056)개에서 (2⁴=16)개로 저감됨으로써, 현저한 수율 향상 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 제1 실시예인 폴리 Si-TFT 액정 표시 패널의 구성도.

도 2는 제1 실시예에 있어서의 신호선에 대응하는 수평 시프트 레지스터, 데이터 래치, 라인 메모리, DA 변환기의 배치를 도시한 구성도.

도 3은 제1 실시예에 있어서의 버퍼 증폭기 및 래더 저항과 그 주변의 회로 구성도.

도 4는 제1 실시예에 있어서의 버퍼 증폭기의 회로 구성도.

도 5는 제1 실시예에 있어서의 버퍼 증폭기의 동작 타이밍차트.

도 6은 제2 실시예에 있어서의 폴리 Si-TFT 액정 표시 패널의 구성도.

도 7은 제3 실시예에 있어서의 버퍼 증폭기의 구성도.

도 8은 제4 실시예에 있어서의 표시 화소의 구성도.

도 9는 제5 실시예인 화상 표시 시스템에 있어서의 화상 표시 단말의 전체 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 화소 스위치

2 : 액정 용량

3 : 게이트선

4 : 게이트선 시프트 레지스터

5 : 신호선

7 : DA 컨버터

8 : 기준 전압선

14 : 버퍼 증폭기

15 : 래더 저항

<제1 실시예>

이하 도 1 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 제1 실시예에 관하여 설명한다.

먼저 제1 실시예의 전체 구성에 관하여 기술한다.

도 1은 제1 실시예인 폴리 Si-TFT 액정 표시 패널의 구성도이다.

액정 용량(2)과 폴리 Si-TFT로 이루어지는 화소 스위치(1)를 갖는 표시 화소(13)가 매트릭스 형태로 배치되고, 화소 스위치(1)의 게이트는 게이트선(3)을 통하여 게이트선 시프트 레지스터(4)에 접속되어 있다. 또한 화소 스위치(1)의 일단은 신호선(5)을 통하여 DA 변환기(7)에 접속되어 있다. DA 변환기(7)에는 라인 메모리(9)가 입력하고 있고, 또한 라인 메모리(9)에는 데이터 래치(10)가, 데이터 래치(10)에는 수평 시프트 레지스터(12)가 접속되어 있다. 또 여기에서 DA 변환기(7)에는 기준 전압선(8)이 공통으로 입력하고 있고, 기준 전압선(8)은 버퍼 증폭기(14)를 통하여 래더 저항(15)에 접속되어 있다. 또한 데이터 래치(10)에는 표시 데이터선(11)이 공통으로 입력하고 있다. 또 여기에서는 액정의 공통 전극, 컬러 필터나 백라이트 구성 등 컬러 TFT 패널의 구축에 필요한 일반적인 구조나 표시 데이터선(11)의 입력부는 일반적인 구성이기 때문에, 도면의 간략화를 위하여 기재를 생략하고 있다. 또한, 복수의 표시 화소(13)에 의해 표시 화소 매트릭스(혹은 표시부)를 구성하고 있다. 또한, 수평 시프트 레지스터(12), 데이터 래치(10), DA 변환기(7)를 갖는 구성에 의해 수평 구동 회로(86)를 구성하고 있다. 게이트선 시프트 레지스터(4)를 포함하는 게이트선 선택 회로(84) 및 수평 구동 회로(86)를 갖는 구성으로서 구동 회로부라고 불러도 좋다.

다음에 제1 실시예의 전체 동작을 설명한다. 또 각 부분의 상세한 구조 및 그 동작에 관해서는 이후에 각각의 구성 요소의 설명 중에서 순차 기술해 가기로 한다.

표시 데이터선(11)을 통하여 입력된 표시 데이터는 수평 시프트 레지스터(12)에 의해 데이터 래치(10)로 순차 래치된다. 계속하여 상기 래치된 표시 데이터는 수평 입력 기간마다 라인 메모리(9)에 전송되고, DA 변환기(7)에 입력된다. DA 변환기(7)는 기준 전압선(8)으로부터 입력되는 기준 전압을 기초로, 상기 표시 데이터를 디지털 입력으로 한 아날로그 화상 신호 전압을 신호선(5)으로 출력한다. 이 때 게이트선 시프트 레지스터(4)에 의해 선택된 미리 정해진 표시 화소 행의 화소 스위치(1)가 턴 온하면, 신호선(5)으로 출력된 상기 아날로그 화상 신호 전압은 선택된 표시 화소의 액정 용량(2)에 기입된다. 이상의 동작에 의해, 본 TFT 액정 패널은 입력된 표시 데이터에 기초하는 화상 표시를 행한다. 또 여기에서 기준 전압선(8)에 입력되는 기준 전압은 래더 저항(15)에서 생기는 기준 전압을 기초로, 버퍼 증폭기(14)를 필요에 따라 이용함으로써 생성된다.

이하, 본 실시예의 각 부의 구성 요소 및 그 동작에 관하여 순서대로 설명한다.

이하 도 2를 이용하여, 수평 시프트 레지스터(12), 데이터 래치(10), 라인 메모리(9), DA 변환기(7)에 관하여 그 구성 및 동작을 설명한다.

도 2는 1 라인의 신호선(5)에 대응하는 수평 시프트 레지스터(12), 데이터 래치(10), 라인 메모리(9), DA 변환기(7)의 구성도이다. 수평 시프트 레지스터(12)로부터는 서로 반전하는 래치 신호 배선(31, 32)이 데이터 래치(10)에 연장되어 있다. 데이터 래치(10)는 표시 데이터 비트마다 클럭드 인버터(33, 35) 및 인버터(34)로 구성되어 있고, 표시 데이터선(11)이 그 입력에 접속된다. 또 표시 데이터 비트는 실제 6비트이지만, 여기에서는 도면의 간략화를 위해 표시 데이터 비트를 3비트로서 도시하고 있다. 데이터 래치(10)의 출력은 또한 표시 데이터 비트마다 클럭드 인버터(clocked inverter)(36, 38) 및 인버터(37)로 구성되는 라인 메모리(9)에 입력하고 있고, 각 라인 메모리는 서로 반전하는 라인 래치배선(39, 40)으로 제어된다. 또한 라인 메모리(9)의 출력은 전압 선택형 DA 변환기(7)로 입력한다. 여기에서 피선택 전압은 아날로그 계조의 라인수에 상당하는 기준 전압선(8)을 통하여 공급되고 있고, 라인 메모리(9)로부터 출력된 표시 데이터는 레벨 시프트 회로(41)를 통하여 계조 선택용 트랜지스터(42, 43, 44)로 입력된다. 또한 도 2에서, 계조 선택용 트랜지스터(42)는 MSB(최대 양자화 비트, Most Significant Bit), 계조 선택용 트랜지스터(44)는 LSB(최소 양자화 비트, Least Significant Bit)에 대응한다. 도시한 바와 같이 계조 선택용 트랜지스터(42, 43, 44)는 DA 변환 특성에 맞추어 그것의 온, 오프 특성이 반전하도록, nMOS, pMOS를 의식적으로 선택하여 구성되어 있다. DA 변환기(7)의 출력은 신호선(5)에 직접 접속된다.

이하에 수평 시프트 레지스터(12), 데이터 래치(10), 라인 메모리(9), DA 변환기(7)의 동작을 설명한다. 수평 시프트 레지스터(12)는 표시 데이터선(11)에 입력되는 표시 데이터에 동기하는 구동 신호에 의해, 미리 정해진 타이밍으로 데이터 래치(10)에 래치 신호 배선(31, 32)을 통하여 래치 펄스를 입력한다. 이에 따라 데이터 래치(10)는 표시 데이터선(11)에 입력되어 있는 표시 데이터를 샘플링하고, 클럭드 인버터(35) 및 인버터(34)로 구성되는 래치 회로에 표시 데이터를 받아들인다. 이 표시 데이터는 미리 정해진 타이밍으로 구동되는 라인 래치 배선(39, 40)에 의해, 1행 기입 기간(1수평 입력 기간)마다 라인 메모리(9)에 전송되어, 다시 래치된다. 이 래치 데이터는 레벨 시프트 회로(41)에 의해 진폭 변조된 후, 계조 선택용 트랜지스터(42, 43, 44)로 구성되는 전압 선택 매트릭스의 게이트에 입력되며, 그 결과 선택된 기준 전압이 신호선(5)으로 출력된다.

또 본 실시예에서는 각 클럭드 인버터나 인버터를 다결정 Si TFT를 이용한 CMOS 회로로 구성하고 있지만, 동일한 기능을 갖는 그 외의 회로 구성이 가능하다는 점은 말할 필요도 없다. 또한 저소비 전력화를 위하여 수평 시프트 레지스터(12), 데이터 래치(10), 라인 메모리(9)를 5V 진폭의 저전압 구동 회로로 구성하였기 때문에, 계조 선택용 트랜지스터(42, 43, 44)의 게이트부와의 사이에 레벨 시프트 회로(41)를 설치하여 전압 진폭을 10V로 증폭하고 있지만, 수평 시프트 레지스터(12), 데이터 래치(10), 라인 메모리(9) 등을 당초부터 10V 정도의 대전압 진폭으로 구동하면, 레벨 시프트 회로(41)가 불필요하다는 점은 분명하다. 또한 계조 선택용 트랜지스터(42, 43, 44)의 매트릭스를 CMOS의 아날로그 스위치 구성으로 하는 것도 가능하며, 이 경우도 레벨 시프트 회로(41)의 전압 저감이나, 레벨 시프트 회로(41)를 필요하지 않게 할 수 있다.

이하 도 3을 이용하여, 버퍼 증폭기(14) 및 래더 저항(15)에 관하여 그 구성 및 동작을 설명한다.

버퍼 증폭기(14), 래더 저항(15):

도 3은 버퍼 증폭기(14) 및 래더 저항(15)과 그 주변의 회로 구성도이다. 래더 저항(15)에는 9개의 외부 회로 접속 단자(16)가 설치되어 있고, 각 외부 회로 접속 단자(16)에는 Si-LSI(Large Scale Integrated Circuit)인 기준 전압 발생 회로(17)의 기준 전압 발생 증폭기(18)로부터의 출력이 접속되어 있다. 래더 저항(15)에는 각 외부 회로 접속 단자(16) 사이에 8개씩 버퍼 증폭기(14)가 설치되어 있고, 버퍼 증폭기(14)의 출력은 각각 기준 전압선(8)에 접속되어 있다. 버퍼 증폭기(14)는 합계 64개 설치되어 있지만, 이것은 전술한 바와 같이 표시 데이터 비트가 6비트인 것에 대응하고 있다.

여기에서 래더 저항(15)는 에러에 의한 계조 반전을 발생하지 않고 64계조의 기준 전압을 생성하기 위해 이용되지만, 기준 전압 발생 회로(17)는 64 계조의 기준 전압값을 조정하기 위해 이용된다. 또한 버퍼 증폭기(14)는 래더 저항(15)에 대한, 기준 전압선(8)에 접속된 신호선(5)에 기인하는 부하 용량의 영향을 억제할 목적으로 이용되고 있지만, 이에 관해서는 후술하기로 한다.

또 본 실시예에서는 표시 데이터 비트를 6비트로 하였기 때문에 64계조의 기준 전압선(8)이 필요하게 되어 있지만, 표시 데이터 비트를 n비트로 하면, 기준 전압선(8)을 2ⁿ계조로 하면 된다는 것은 말할 필요도 없다. 또한 본 실시예에서는 기준 전압 발생 회로(17)를 Si-LSI로 구성하였지만, 개별 부품으로 구성하는 등, 본 발명의 주된 요지를 손상하지 않는 범위에서 여러 형태를 취할 수 있다. 또 여기에서 기준 전압 발생 회로(17)를 후술하는 버퍼 증폭기(14)와 같이 다결정 Si TFT 회로로 일체형으로 구성하면, 외부 회로 접속 단자(16)가 불필요하게 되는 것은 자명하다.

버퍼 증폭기(14)의 세부 사항:

이하 도 4 및 도 5를 이용하여, 버퍼 증폭기(14)에 관하여 그 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

도 4는 버퍼 증폭기(14)의 회로 구성도이다. 증폭기의 본체는 드레인 접지 접속된 n채널 TFT(21)이고, 그 드레인은 정전압 전원 Vdd에 접속되어 있다. TFT(21)의 게이트는 스위치1(SW1: 23) 및 오프셋 제거 용량 Cc(22)에 접속되고, 스위치1(SW1: 23)의 다른쪽 단은 스위치2(SW2: 24)의 일단과 함께 버퍼 증폭기(14)의 입력부 Vin에 연결되어 있다. 오프셋 제거 용량 Cc(22)의 다른쪽 단과 스위치2(SW2: 24)의 다른쪽 단은 공통으로 스위치3(SW3: 25)의 일단에 입력하고 있고, 스위치3(SW3: 25)의 다른쪽 단은 버퍼 증폭기(14)의 출력부 Vout이다. 또한 TFT(21)의 소스는 스위치4(SW4: 26)를 통하여 역시 버퍼 증폭기(14)의 출력부 Vout에 접속되어 있다. 또 버퍼 증폭기(14)의 출력부 Vout에는 이 외에 리셋 스위치(27)가 설치되어 있다. 또 여기에서 TFT(21), 상기 각 스위치(23, 24, 25, 26, 27)는 모두 다결정 Si TFT 소자를 이용하여 구성되어 있다.

다음에 도 5를 이용하여 버퍼 증폭기(14)의 동작을 설명한다. 도 5는 버퍼 증폭기(14)의 동작 타이밍차트이며, 설명의 편의상, n행째와 (n+1)행째의 게이트선(3)의 동작도 각각 gate(n), gate(n+1)로서 함께 나타내고 있다. 또한 리셋 스위치(27), 스위치1(SW1: 23), 스위치2(SW2: 24), 스위치3(SW3: 25), 스위치4(SW4: 26)의 동작은 각각 도면에서는 reset(27), SW1(23), SW2(24), SW3(25), SW4(26)으로 기재하였다. 또 도 5에 있어서의 파형은, 위 부분이 각 스위치 혹은 게이트가 온 상태, 아래 부분이 오프 상태인 것을 나타내는 것으로 한다. 1행의 기입 기간(1수평 입력 기간)의 처음 리셋 기간에 게이트선(3)이 온하면, 동시에 리셋 스위치(27)가 온하고, 기준 전압선(8)과 이것에 접속된 신호선(5)은 리셋 전압 레벨로 리셋된다. 계속하여 1차 프리차지 위상이 되면, 리셋 스위치(27)는 온하고, 스위치1(SW1: 23)과 스위치4(SW4: 26)가 온한다. 이 때 입력부 Vin에 인가되어 있는 전압이 TFT(21)의 게이트에 입력되고, TFT(21)는 드레인 접지 트랜지스터로서 동작한다. 그 결과, TFT(21)의 임계치 전압을 Vth로 두면, 출력부 Vout의 전압은 거의 (Vin-Vth)로 프리차지되게 된다. 여기에서 이때, 오프셋 제거 용량 Cc(22)의 양단에는 전압 Vth가 충전된다. 다음에 2차 프리차지 위상이 되면, 스위치1(SW1: 23)는 오프, 스위치2(SW2: 24)는 온하고, 스위치3(SW3: 25)이 오프한다. 이때 TFT(21)의 게이트에는 오프셋 제거 용량 Cc(22)를 통함으로써 (Vin+Vth)의 전압이 입력하기 때문에 출력부 Vout의 전압은 거의 Vin으로 프리차지되게 된다. 여기에서 상기 오프셋 제거 동작을 확실하게 하기 위해서는 스위치1(SW1: 23)의 오프를 한걸음 앞서 행하는 것이 바람직하고, 또한 스위치1(SW1: 23)에는 스위치 피드 스루(Switch Feed Through) 등의 비이상 특성(Unideal Characteristic)이 있어서는 안된다. 그러나 실제로 본 스위치는 전술한 바와 같이 다결정 Si TFT를 이용하여 실현되고 있기 때문에, 이와 같은 스위치 피드 스루는 단결정 Si 트랜지스터보다도 커서, 더욱이 불균일을 피할 수 없다. 이것은 다결정 Si으로 구성된 채널 내에는 다수의 결함 준위가 분포하고 있기 때문이다. 이 때문에 현실적으로는, 2차 프리차지 위상의 끝이 되어도 Vout의 값은 Vin보다도 수십 mV 정도 어긋나게 되어 버린다. 그래서 본 실시예에서는, 이후의 직접 입력 위상에서 스위치3(SW3: 25)을 온하고, 스위치4(SW4: 26)를 오프시키는 직접 기입을 행한다. 이때 TFT(21)는 소스가 차단되기 때문에 동작을 정지하고,이에 대신하여 스위치2(SW2: 24)와 스위치3(SW3: 25)를 통하여 Vin의 전압이 Vout에 직접 기입된다. 이 직접 입력 위상에 있어서는, 버퍼 증폭기는 동작하지 않기 때문에 기준 전압선(8)에 접속되는 모든 용량에 대한 충전은 래더 저항(15)를 통하여 행해져야만 한다. 그러나 버퍼 증폭기가 처음부터 전혀 존재하지 않는 경우에는 래더 저항(15)을 통한 충전은 액정을 구동하기 위해 필요한 수 V의 오더인 것에 비교하여, 본 발명 경우의 상기 충전은 2차 프리차지 위상에서 발생한 기입 오차인 수십 mV 정도와, 1/100 정도의 전하량이다. 이 비율분만큼 래더 저항(15)의 전류 구동 능력은 낮게 설계할 수도 있고, 직접 입력 위상에 있어서의 래더 저항(15) 관통 전류의 증대, 혹은 시정수의 문제는 회피된다. 또한 본 실시예에 있어서는 직접 입력 위상의 채용에 의해 버퍼 증폭기(14)의 오프셋 오차는 물론이고, 오프셋 제거 오차에 관해서도 그 저감이 가능하다. 아울러 본 실시예에서는, 상기 효과를 발생시키기 위해 필요한 능동 트랜지스터는 불과 64개의 TFT(21)로 충분하다.

그리고, 본 실시예의 동작에 관해서는, 특별히 도시하고 있지 않지만, 이외에도 각 화소의 액정 용량(2)이 접속되어 있는 공통 전극의 교류 구동이 필요하다. 본 실시예에서 DA 컨버터(7)는 각 신호선(5)에 대하여 동일한 구성을 갖기 때문에, 이대로는 액정에 대한 행마다, 혹은 프레임마다의 극성 반전을 할 수 없다. 그래서 본 실시예에서는 이와 같은 액정에 대한 반전 구동을 행하기 위해, 공통 전극을 행마다 혹은 프레임마다 선택적으로 교류 구동할 수 있도록 하고 있다. 여기에서 행마다의 교류 구동에는 표시 화면상의 플리커를 억제하는 효과가 있고, 프레임마다의 교류 구동에는 공통 전극 구동시의 소비 전력을 저감하는 효과가 있다.

또 본 실시예에서는 특별히 기재하고 있지 않은 것에 대해서는, 각 스위치 및 트랜지스터는 유리 기판상에 설치된 다결정 Si TFT를 이용하여 실현되고 있다. 이 다결정 Si TFT의 작성 시에는 일반적으로 저온 다결정 Si 프로세스로서 잘 알려져 있는 제조 프로세스를 이용하였다. 그러나 본 실시예의 본질은 제조 방법이나 디바이스 구조가 아니라, 고온 다결정 Si TFT나 아몰퍼스 Si TFT 등의 기타 디바이스나 석영 기판, 플라스틱 기판, Si 기판 등의 기타 기판을 이용하여도, 상기에 준하는 효과를 얻을 수 있음은 분명하다. 또한 전압 관계를 조정하면, 본 실시예에 있어서의 TFT의 채널 극성을 n형에서 p형으로 변경하는 것이나, 기타 회로 구성을 채용하는 것도 가능하다. 또한 본 실시예의 각 스위치는 특별히 예고하지 않는 한 TFT를 이용한 CMOS 아날로그 스위치를 이용하고 있지만, 이것을 단일 채널 스위치로서 본 실시예에 준하는 특성을 얻을 수도 있다.

또 본 실시예에서는 288×352 화소의 CIF(Common Intermediate Format) 화소 구성을 채용하고 있지만, 본 실시예의 적용은 기본적으로는 화소수의 제약을 받지 않는다.

<제2 실시예>

이하, 본 발명에 있어서의 제2 실시예에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다.

도 6은 제2 실시예에서의 폴리 Si TFT 액정 표시 패널의 구성도이다.

제2 실시예의 주된 구성 및 동작은 제1 실시예의 그것과 동일하므로 설명을 생략한다. 본 실시예에서의 제1 실시예와의 차이는 DA 컨버터(7), 기준 전압선(8), 버퍼 증폭기(14), 래더 저항(15)으로 이루어지는 아날로그계 회로가 전환 스위치(61, 62, 63, 64)를 통하여 2중으로 설치되어 있고, 또한 도시하지 않았지만 각 화소의 액정 용량(2)이 접속되어 있는 공통 전극을 직류 전압으로 보유하고 있다는 것이다.

본 실시예에서는 DA 컨버터(7a), 기준 전압선(8a), 버퍼 증폭기(14a), 래더 저항(15)으로 이루어지는 아날로그계 회로와, DA 컨버터(7b), 기준 전압선(8b), 버퍼 증폭기(14b), 래더 저항(15b)으로 이루어지는 아날로그계 회로는 홀수열과 짝수열 신호선(5)에 대하여 전환 스위치(61, 63)와 전환 스위치(62, 64)를 통하여 전환 가능하게 접속되어 있다. 여기에서 래더 저항(15a, 15b)에 인가되는 기준 전압은 각각 액정의 극성 반전 구동에 상당하는 전압으로, 본 실시예는 전환 스위치(61, 63)와, 전환 스위치(62, 64)의 전환 타이밍에 의해 액정 표시 화면의 열마다 반전 구동 내지 도트 반전 구동을 선택할 수 있다. 열마다 반전 구동할 경우에는 전환 스위치(61, 63)와 전환 스위치(62, 64)의 구동 펄스가 간단해지는 장점이 있지만, 도트 반전의 경우에는 화면상의 크로스토크가 억제되어 화질이 향상하는 효과가 있다.

<제3 실시예>

이하, 본 실시예에 있어서의 제3 실시예에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다.

제3 실시예인 폴리 Si TFT 액정 표시 패널의 주된 구성 및 동작은, 제1 실시예의 그것과 동일하므로 구성도 및 그 설명은 생략한다. 그러나 제1 실시예와 비교한 경우의 본 실시예의 차이는 버퍼 증폭기(14)의 구성이다. 이하 본 실시예에서의 버퍼 증폭기(14)의 구성에 관하여 설명한다.

도 7은 본 실시예에 있어서의 버퍼 증폭기(14)의 구성도이고, 제1 실시예에서의 도 4에 대응하고 있다. 제1 실시예와 비교한 경우의 본 실시예의 차이는, 제1 실시예의 버퍼 증폭기(14)가 드레인 접지된 n채널 TFT와, 오프셋 제거기, 및 버퍼 증폭기의 출력을 차단하고 또한 입출력부를 단락하는 기능을 갖고 있는데 대하여, 본 실시예의 버퍼 증폭기(14)는 부귀환을 걸은 차동 증폭 회로로 구성되어 있고, 오프셋 제거기나 입출력부의 단락 기능은 갖고 있지 않다는 것이다.

상기 차동 증폭 회로는 n채널 TFT인 드라이버 TFT(71, 72), p채널 TFT인 부하 TFT(73, 74), 전류원 TFT(75)로 이루어지는 차동 회로부와, 차동 회로 출력 전압의 DC 시프트 및 임피던스 변환을 목적으로 한 2개의 n채널 TFT인 드라이버 TFT(76), 전류원 TFT(77)로 이루어지는 소스 폴로워 회로부로 구성되어 있다. 입력부 Vin은 상기 차동 회로부의 한쪽 입력 단자에 접속되어 있고, 또한 그 출력부 Vout이 상기 차동 회로부의 다른쪽 입력 단자로 귀환함으로써, 버퍼 증폭기(14) 전체는 전압 폴로워로서 동작한다.

본 실시예에서는, 버퍼 증폭기(14)의 구성은 복잡해지고 능동 디바이스로서 동작하는 TFT의 수도 제1 실시예 보다는 증가하지만, 상기 종래예와 비교하면 그래도 능동 디바이스의 수는 격감하고 있고, 수율의 향상 효과는 크다. 또한 본 실시예에서는 오프셋 제거 동작을 행하지 않기 때문에, 제1 실시예와 비교하여 구동이 간단해지는 장점을 갖는다.

또 본 실시예에 관해서는, 본 발명의 효과를 잃지 않는 범위 내에서 여러 가지 회로적 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면 차동 회로부나 소스 폴로워 회로부에 캐스코드(cascode) 구성을 적용하여 전압 폴로워의 입출력 전압 특성을 향상시키거나, 또는 개방 이득을 향상시키기 위하여 더 한단 새로운 증폭 회로부를 설치하는 것 등을 고려할 수 있다. 혹은 버퍼 증폭기(14)의 특성을 더욱 향상시키기 위하여, 이 부분에 단결정 LSI를 적용할 수도 있다.

<제4 실시예>

이하, 본 발명에 있어서의 제4 실시예에 대하여 도 8을 이용하여 설명한다.

본 실시예의 주된 구성 및 동작은 제1 실시예의 그것과 동일하므로, 전체 구성도를 포함하여 그 설명을 생략한다. 제1 실시예와 비교한 경우의 본 실시예의 차이는, 표시 화소(80)의 구성으로서 액정 표시 셀 대신에 전계 발광 효과(Electroluminescence, 이하 EL로 표기한다) 표시 셀을 이용하고 있다.

도 8은 본 실시예에 있어서의 표시 화소의 구성도이다.

표시 화소(80)는 화소 용량(81)과 화소 스위치(1)를 갖고, 화소 스위치(1)의 게이트는 게이트선(3)에, 또한 화소 스위치(1)의 일단은 신호선(5)에 접속되어 있는 것까지는, 제1 실시예의 화소(13)의 구성과 유사하다. 그러나 본 실시예에서는 화소 스위치(1)와 화소 용량(81)은 그대로 전류 구동 TFT(82)이 게이트에 입력되고 있고, 전류 구동 TFT(82)의 드레인측은 EL 다이오드(83)를 통하여 정전압 Vd가 인가된 정전압선(84)에 접속되어 있다. 또한 화소 용량(81)의 대향 전극은 미리 정해진 전압으로 접지되어 있다.

본 실시예의 화소부의 동작을 이하에 설명한다. 게이트선(3)이 선택되어 온상태가 되면, 신호선(5)에 인가되어 있던 아날로그 화상 신호 전압이 화소 스위치(1)를 통하여 화소 용량(81)에 기입되고, 게이트선(3)에 의해 화소 스위치(1)가 다시 오프 상태가 된 후에도, 기입된 아날로그 화상 신호 전압이 화소 용량(81)에 보유되는 것까지는 제1 실시예의 화소(13)의 동작과 거의 동일하다. 그러나 본 실시예에서 상기 아날로그 화상 신호 전압은 전류 구동 TFT(82)의 게이트에 입력되기 때문에, EL 다이오드(83)에는 상기 아날로그 화상 신호 전압의 값에 따른 구동 전류가 흐른다. 이 구동 전류에 의해 EL 다이오드(83)는 상기 아날로그 화상 신호 전압에 대응하는 휘도로 발광하기 때문에, 본 실시예에서는 신호선(5)에 인가되는 아날로그 화상 신호 전압에 따른 자발광 표시를 행할 수 있다.

본 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로, 수율과 화질의 향상을 동시에 꾀할 수 있다.

또 본 실시예는 자발광형 디스플레이 패널이기 때문에, 제1 실시예에서 기술한 액정층이나 백라이트가 불필요한 점, 또한 액정을 갖지 않기 때문에 액정 용량과 같은 아날로그 화상 신호 전압의 교류화를 꾀할 필요가 없다는 점은 말할 필요도 없다.

<제5 실시예>

이하 도 9를 이용하여, 본 발명에 있어서의 제5 실시예에 관하여 설명한다.

도 9는 제5 실시예인 화상 표시 시스템에 있어서의 화상 표시 단말(201)의 전체 구성도이다.

무선 인터페이스(I/F) 회로(202)에는 압축된 화상 데이터가 외부로부터 블루투스 규격(Bluetooth Protocol)에 기초하는 무선 데이터로서 입력하고, 무선 인터페이스 회로(202)의 출력은 I/O 회로(203)를 통하여 버스(206)에 접속된다. 버스(206)에는 이 외에 마이크로프로세서(204), 타이밍 컨트롤러(207), 프레임 메모리(208) 등이 접속되어 있다. 또한 타이밍 컨트롤러(207)의 출력은 폴리 Si TFT 액정 표시 패널(88)에 입력하고 있고, 폴리 Si TFT 액정 표시 패널(88)에는 기준 전압 생성 회로(87), 수평 구동 회로(86), 게이트선 선택 회로(84), 표시 화소 매트릭스(85)가 설치되어 있다. 또 화상 표시 단말(201)에는 상기의 것 외에, 2차 전지(209) 및 조명(205)이 설치되어 있고, 조명(205)은 I/O 회로(203)에 의해 제어되고 있다. 또 여기에서 폴리 Si TFT 액정 표시 패널(88)은 앞서 기술한 제1 실시예와 동일한 구성 및 동작을 갖고 있으므로, 그 내부의 구성 및 동작의 기재를 여기에서는 생략한다.

이하에 제5 실시예의 동작을 설명한다. 먼저 무선 인터페이스 회로(202)는 압축된 화상 데이터를 외부로부터 받아들여, 이 화상 데이터를 I/O 회로(203)을 통하여 마이크로프로세서(204) 및 프레임 메모리(208)로 전송한다. 마이크로프로세서(204)는 사용자로부터의 조작을 받아, 필요에 따라서 화상 표시 단말(201)을 표시 구동, 혹은 압축된 화상 데이터의 디코드 처리를 행한다. 디코드된 화상 데이터는 프레임 메모리(208) 내에 일시적으로 축적된다. 여기에서 표시 구동이 선택된 경우에는, 마이크로프로세서(204)의 지시에 따라 프레임 메모리(208)로부터 타이밍 컨트롤러(207)를 통하여 폴리 Si TFT 액정 표시 패널(88)에 화상 데이터가 입력되고, 표시 화소 매트릭스(85)는 입력된 화상을 1행마다 순차 표시한다. 이때타이밍 컨트롤러(207)는 동시에, 화상을 표시하기 위해 필요한 미리 정해진 타이밍 펄스를 출력한다. 또 폴리 Si TFT 액정 표시 패널(88)이 이들 신호를 이용하여 표시 화소 매트릭스(85)에 화상을 표시하는 과정에 관해서는, 제1 실시예에서 이미 기술한 바와 같다. 또 이때 I/O 회로(203)는 필요에 따라 조명(205)을 점등시킨다. 또 여기에서 2차 전지(209)는 이들 장치 전체를 구동하는 전원을 공급한다.

본 제5 실시예에 따르면, 압축된 화상 데이터를 고품위 표시 가능한 화상 표시 단말을 수율 좋고 저가격으로 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 화상 표시 장치에 있어서의 고품위의 화상 표시와 저소비 전력화를 양립시킬 수 있다.

Claims

화상 표시를 행하는 표시부와, 상기 표시부를 구동하는 구동부가 복수의 신호선에 의해 접속되어 있는 화상 표시 장치에 있어서,

상기 표시부는 매트릭스 형태로 배치한 복수의 표시 화소로 구성되고,

상기 구동부는, 래더 저항(ladder resistor), 상기 래더 저항에 접속된 임피던스 변환 수단, 상기 임피던스 변환 수단으로부터의 출력선인 계조 전압 배선, 및 상기 계조 전압 배선에 접속된 계조 전압 선택 수단을 포함하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 계조 전압 선택 수단은 상기 복수의 신호선과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시부, 상기 계조 전압 선택 수단, 및 상기 계조 전압 배선은 동일 기판상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임피던스 변환 수단은 드레인 접지된 전계 효과 트랜지스터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임피던스 변환 수단은 전계 효과 트랜지스터를 이용한 차동 증폭 회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임피던스 변환 수단은 입출력 간의 오프셋 전압을 검출하고 제거하는 오프셋 전압 제거(cancel) 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임피던스 변환 수단은 상기 임피던스 변환 수단의 기능을 정지시키는 수단, 및 상기 임피던스 변환 수단의 입출력 단자 사이를 단락시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시 화소는, 대향 전극, 및 상기 화소 전극과 상기 대향 전극 사이의 액정 영역을 포함하는 액정 표시 화소인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계조 전압 선택 수단은 전계 효과 트랜지스터를 이용한 아날로그 스위치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 래더 저항은 불순물을 도핑한 다결정 Si 박막으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시 화소, 상기 계조 전압 선택 수단 및 상기 임피던스 변환 수단은, 다결정 Si TFT(박막 트랜지스터, Thin Film Transistor)를 이용하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시 화소, 상기 계조 전압 선택 수단, 및 상기 임피던스 변환 수단은 동일 기판 상에 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 래더 저항은 하나의 저항으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 래더 저항은 정전압 계조(positive voltage gray level) 및 반전 전압 계조(inverted voltage gray level) 생성용으로 각각 1개를 갖고 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 표시 화소는 입력된 아날로그 화상 신호에 의해 제어되고, 양전극과 음전극 사이를 흐르는 전류에 의해 발생하는 발광에 의해 화상을 표시하기 위한 발광 기능을 갖는 발광형 표시 화소인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
표시부의 각 화소의 화소 용량에 신호선을 통하여 아날로그 화상 신호 전압을 기입하여 화상 표시를 행하는 화상 표시 장치의 구동 방법에 있어서,

신호선으로의 아날로그 화상 신호 전압의 기입시에 3회의 위상으로 나누어 아날로그 화상 신호 전압의 기입을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 구동 방법.
제16항에 있어서,

상기 화상 표시 장치에서의 상기 신호선으로의 아날로그 화상 신호 전압의 기입은 오프셋 제거 용량을 이용한 오프셋 제거 수단을 갖는 임피던스 변환 수단을 이용하여 행해지고 있고,

제1회의 위상에서는, 상기 임피던스 변환 수단을 이용한 아날로그 화상 신호 전압의 기입과 동시에 상기 임피던스 변환 수단의 입출력 전압간에 발생하는 오프셋 전압의 상기 오프셋 제거 용량으로의 기입을 행하고,

제2회의 위상에서는, 상기 임피던스 변환 수단을 이용한 아날로그 화상 신호 전압의 기입과 동시에 상기 오프셋 제거 수단을 이용한 임피던스 변환 수단의 오프셋 전압의 제거를 행하고,

제3회의 위상에서는, 상기 임피던스 변환 수단을 통하지 않고 직접 상기 신호선으로의 아날로그 화상 신호 전압의 기입을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 구동 방법.
제16항에 있어서, 상기 신호선에는 전압 리셋 수단이 설치되어 있고, 이에 따라 미리 신호선의 전압을 리셋한 후에, 3회의 위상으로 나누어 아날로그 화상 신호 전압의 기입을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 구동 방법.
화상 표시를 행하기 위해 매트릭스 형태로 배치된 복수의 표시 화소, 아날로그 화상 신호를 전달하기 위해 각 열마다 설치되고 상기 표시 화소에 접속된 신호선군, 및 상기 표시 화소와 상기 신호선군을 미리 정해진 타이밍으로 구동하기 위한 구동 회로부를 갖고, 상기 표시 화소의 화소 용량에 상기 신호선을 통하여 아날로그 화상 신호 전압을 기입하여 화상 표시를 행하는 화상 표시 장치의 구동 방법에 있어서,

상기 구동 회로부는 래더 저항과 상기 래더 저항에 접속되는 복수 라인의 계조 전압 배선을 갖고,

상기 신호선군은 상기 계조 전압 배선에 계조 전압 선택 수단을 통하여 접속되어 있고,

각 계조 전압 배선은 임피던스 변환 수단을 통하여 상기 래더 저항에 접속되어 있고,

적어도 상기 표시 화소, 상기 신호선군, 상기 계조 전압 선택 수단, 상기 계조 전압 배선은 동일 기판상에 설치되어 있고,

상기 신호선으로의 아날로그 화상 신호 전압의 기입시에, 3회의 위상으로 나누어 아날로그 화상 신호 전압의 기입을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 구동 방법.
화상 표시를 행하기 위해 매트릭스 형태로 배치된 복수의 표시 화소, 아날로그 화상 신호를 전달하기 위해 각 열마다 설치되고 상기 표시 화소에 접속된 신호선군, 및 상기 표시 화소와 상기 신호선군을 미리 정해진 타이밍으로 구동하기 위한 구동 회로부를 갖고, 입력된 화상 표시 데이터를 기초로, 미리 정해진 시퀀스에 따라 상기 표시 화소에 화상을 표시하기 위한 수단을 갖는 화상 표시 단말 시스템에 있어서,

상기 구동 회로부는 래더 저항과 상기 래더 저항에 접속되는 복수 라인의 계조 전압 배선을 갖고,

상기 신호선군은 상기 계조 전압 배선에 계조 전압 선택 수단을 통하여 접속되어 있고,

각 계조 전압 배선은 임피던스 변환 수단을 통하여 상기 래더 저항에 접속되어 있고,

적어도 상기 표시 화소, 상기 신호선군, 상기 계조 전압 선택 수단, 상기 계조 전압 배선은 단일 기판 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 단말 시스템.