KR20020079599A - 액티브 매트릭스형 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

각 화소마다 영상 신호를 유지하는 유지 회로(110)를 배치하고, 통상 동작 모드와 메모리 동작 모드를 전환하여 표시한다. 메모리 동작 모드 시에 패널 내에 설치된 발진부(300)의 출력을 화소 전극에 공급하고, 외부 부착 회로 기판(90)의 승압 회로(92)나, 패널 내의 드라이버 회로를 정지시킴으로써, 소비 전력을 삭감한다. 발진부의 최종 단의 인버터를 구성하는 박막 트랜지스터의 온 저항보다 높게 설정되어 있다.

Description

액티브 매트릭스형 표시 장치{ACTIVE MATRIX TYPE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액티브 매트릭스형 표시 장치에 관한 것으로, 특히 화소에 대응하여 복수개의 유지 회로가 설치된 액티브 매트릭스형 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치는 휴대 가능한 표시 장치, 예를 들면 휴대 텔레비전, 휴대 전화 등이 시장의 수요에 부응하여 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라서 표시 장치의 소형화, 경량화, 소비 전력 절약화에 대응하기 위해 연구 개발이 활발히 행해지고 있다. 각 표시 화소에 스태틱형 메모리(Static Random Access Memory; SRAM)를 구비하고, 정지 화상을 표시하는 액정 표시 장치가 특개평2000-282168호에 개시되어 있다.
도 5는 종래예에 따른 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)의 회로 구성도를 나타낸다. 액정 표시 패널(100)에는, 절연 기판(10) 상에 복수개의 화소 전극(17)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 그리고, 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이버(50)에 접속된 복수개의 게이트 신호선(51)이 한 방향으로 배치되어 있으며, 이들 게이트 신호선(51)과 교차하는 방향으로 복수개의 드레인 신호선(61)이 배치되어 있다.
드레인 신호선(61)에는, 드레인 드라이버(60)로부터 출력되는 샘플링 펄스의 타이밍에 따라서, 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 온 상태로 되고, 데이터신호선(62)의 데이터 신호(아날로그 영상 신호 또는 디지털 영상 신호)가 공급된다.
게이트 드라이버(50)는 임의의 게이트 신호선(51)을 선택하고, 이것에 게이트 신호를 공급한다. 선택된 행의 화소 전극(17)에는 드레인 신호선(61)으로부터 데이터 신호가 공급된다.
이하, 각 화소의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 게이트 신호선(51)과 드레인 신호선(61)의 교차부 근방에는, P채널형 회로 선택 TFT(41) 및 N채널형 회로 선택 TFT(42)를 포함하는 회로 선택 회로(40)가 설치되어 있다. 회로 선택 TFT(41, 42)의 양 드레인은 드레인 신호선(61)에 접속됨과 함께, 이들 양 게이트는 회로 선택 신호선(88)에 접속되어 있다. 회로 선택 TFT(41, 42)는 선택 신호선(88)으로부터의 선택 신호에 따라서 어느 한쪽이 온 상태로 된다. 또한, 후술하는 바와 같이 회로 선택 회로(40)와 쌍을 이루어, 회로 선택 회로(43)가 설치되어 있다. 회로 선택 회로(40, 43)는 각각의 트랜지스터가 상보적으로 동작하면 되며, P채널, N채널은 반대이어도 물론 상관없다.
이에 따라, 후술하는 통상 동작 모드인 아날로그 영상 신호 표시(풀 컬러 동화상 대응)와 메모리 동작 모드인 디지털 영상 표시(저소비 전력, 정지 화상 대응)를 선택하여 전환하는 것이 가능해진다. 또, 회로 선택 회로(40)에 인접하여, N채널형 화소 선택 TFT(71) 및 N채널형 TFT(72)를 포함하는 화소 선택 회로(70)가 배치되어 있다. 화소 선택 TFT(71, 72)는 각각 회로 선택 회로(40)의 회로 선택 TFT(41, 42)와 종렬로 접속됨과 함께, 이들 게이트에는 게이트 신호선(51)이 접속되어 있다. 화소 선택 TFT(71, 72)는 게이트 신호선(51)으로부터의 게이트 신호에 따라서 양쪽이 동시에 온 상태로 되도록 구성되어 있다.
또한, 아날로그 영상 신호를 유지하기 위한 보조 용량(85)이 설치되어 있다. 보조 용량(85)의 한쪽 전극은 화소 선택 TFT(71)의 소스에 접속되어 있다. 다른 쪽의 전극은 공통인 보조 용량선(87)에 접속되며, 바이어스 전압 VSC가 공급되어 있다. 또한, 화소 선택 TFT(71)의 소스는 회로 선택 TFT(44) 및 컨택트(16)를 통해 화소 전극(17)에 접속되어 있다. 게이트 신호에 의해 화소 선택 TFT(71)의 게이트가 열리면, 드레인 신호선(61)으로부터 공급되는 아날로그 영상 신호는 컨택트(16)를 통해 화소 전극(17)에 입력되고, 화소 전압으로서 액정을 구동한다. 화소 전압은 화소 선택 TFT(71)의 선택이 해제되고, 다음에 다시 선택되기까지의 1 필드 기간 동안 유지되어야만 하지만, 액정의 용량만으로는, 화소 전압은 시간 경과와 함께 점차로 저하되어, 1 필드 기간 동안 충분히 유지되지 않는다. 그러면, 그 화소 전압의 저하가 표시 얼룩으로서 나타나게 되어 양호한 표시를 얻어을 수 없다. 따라서, 화소 전압을 1 필드 기간 동안 유지하기 위해 보조 용량(85)을 설치하고 있다. 보조 용량(85)은 소정의 면적을 갖고 대향하는 1조(組)의 전극으로 구성되며, 그 한쪽의 전극은 화소 선택 TFT(71)와 일체인 반도체층, 다른 쪽의 전극은 보조 용량선(87)이다. 보조 용량선(87)은 행 방향의 복수 화소에 연결되어 있으며, 전압 VSC가 인가되어 있다.
이 보조 용량(85)과 화소 전극(17) 사이에는, 회로 선택 회로(43)의 P채널형TFT(44)가 설치되고, 회로 선택 회로(40)의 회로 선택 TFT(41)와 동시에 온 오프 상태가 되도록 구성되어 있다. 회로 선택 TFT(41)가 온 상태로 되고, 아날로그 신호를 수시로 공급하여 액정을 구동하는 동작 모드를 통상 동작 모드, 또는 아날로그 동작 모드라고 한다.
또한, 화소 선택 회로(70)의 TFT(72)와 화소 전극(17) 사이에는, 유지 회로(110)가 설치되어 있다. 유지 회로(110)는 정귀환된 2개의 인버터 회로와 신호 선택 회로(120)를 포함하며, 디지털 2값을 유지하는 SRAM을 구성하고 있다.
또한, 신호 선택 회로(120)는 2개의 인버터로부터의 신호에 따라서 신호를 선택하는 회로로서, 2개의 N채널형 TFT(121, 122)로 구성되어 있다. TFT(121, 122)의 게이트에는 2개의 인버터로부터의 상보적인 출력 신호가 각각 인가되어 있으므로, TFT(121, 122)는 상보적으로 온 오프 상태로 된다.
여기서, TFT(121)가 온 상태로 되면 직류 전압의 대향 전극 신호 VCOM(신호 A)가 선택되고, TFT(122)가 온 상태로 되면 그 대향 전극 신호 VCOM을 중심으로 한 교류 전압으로서 액정을 구동하기 위한 교류 구동 신호(신호 B)가 선택되며, 회로 선택 회로(43)의 TFT(45), 컨택트(16)를 통해 액정의 화소 전극(17)에 공급된다. 회로 선택 TFT(42)가 온 상태로 되고 유지 회로(110)에 유지된 데이터에 기초하여 표시를 하는 동작 모드를 메모리 모드 또는 디지털 동작 모드라고 한다.
앞에서 설명한 구성을 요약하면, 화소 선택 소자인 화소 선택 TFT(71) 및 아날로그 영상 신호를 유지하는 보조 용량(85)을 포함하는 회로(아날로그 표시 회로)와, 화소 선택 소자인 TFT(72), 2값의 디지털 영상 신호를 유지하는 유지 회로(110)를 포함하는 회로(디지털 표시 회로)가 하나의 표시 화소 내에 설치되며, 또한, 이들 2개의 회로를 선택하기 위한 회로 선택 회로(40, 43)가 설치되어 있다.
다음에, 액정 패널(100)의 주변 회로에 대하여 설명한다. 액정 패널(100)의 절연성 기판(10)과는 별도의 기판인 외부 부착 회로 기판(90)에는, 구동 신호 발생 회로(91), 승압 회로(92), 전압 생성 회로(93)가 설치되어 있다. 외부 부착 회로 기판(90)에는 전지(95)가 접속되어 있다.
전지(95)는 전지 전압 VB를 출력하고, 승압 회로(92)가 이것을 보다 높은 승압 전압 VVDD으로 승압하고, 전압 생성 회로(93)는 LCD 패널(100)의 각부에 접속된 배선에 각각 소정의 전압을 출력한다. 승압 VVDD는 예를 들면 게이트 드라이버(50)의 구동용 정(正) 전압으로서 이용된다. 승압 부전압 VVEE는 게이트 드라이버의 구동용 부전압으로서 이용된다. 기준 전압 VSS는 통상 접지이다. 신호 A, 신호 B는 유지 회로(110)의 유지 데이터에 의해서 선택되어 액정에 인가되는 전압이다. PCG, PCD는 드레인 신호선(61)을 프리차지하기 위한 신호이다. 또한, 구동 신호 발생 회로(91)로부터 수직 스타트 신호 STV가 게이트 드라이버(50)에 입력되고, 수평 스타트 신호 STH가 드레인 드라이버(60)에 입력된다. 또한 영상 신호가 데이터선(62)에 입력된다.
다음에, 앞에서 설명한 구성의 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.
(1) 통상 동작 모드(아날로그 동작 모드)인 경우
모드 신호에 따라서, 아날로그 표시 모드가 선택되면, 구동 신호 발생 회로(91)는 데이터 신호선(62)에 아날로그 신호를 공급하는 상태로 설정됨과 함께, 회로 선택 신호선(88)의 전위가 L(로우) 레벨로 되어, 회로 선택 회로(40, 43)의 P채널 회로 선택 TFT(41, 44)가 온 상태로 되고, N채널 회로 선택 TFT(42, 45)가 오프 상태로 된다.
또한, 수평 스타트 신호 STH에 기초한 샘플링 신호에 따라서 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 순차적으로 온 상태로 되고 데이터 신호선(62)의 아날로그 영상 신호가 드레인 신호선(61)에 공급된다.
또한, 수직 스타트 신호 STV에 기초하여, 게이트 신호가 게이트 신호선(51)에 공급된다. 게이트 신호에 따라서, 화소 선택 TFT(71)이 온 상태로 되면, 드레인 신호선(61)으로부터 아날로그 영상 신호 An. Sig가 화소 전극(17)에 전달됨과 함께 보조 용량(85)에 유지된다. 화소 전극(17)에 인가된 영상 신호 전압이 액정에 인가되고, 그 전압에 따라서 액정이 배향됨으로써 액정 표시를 얻을 수 있다.
드레인 신호선(61)은 많은 트랜지스터에 접속되어 있기 때문에, 용량이 크고, 영상 신호를 순간적으로 인가하는 것이 곤란하다. 따라서, 프리차지 트랜지스터 PCT1,, PCT2, …, PCTn로부터, 각 드레인 신호선(61)에 소정 전압의 프리차지 신호 PCD를 공급한다. 프리차지 트랜지스터는 프리차지 신호 PCG에 의해 수평 귀선 기간마다 온 상태로 된다.
이 아날로그 표시 모드에서는, 수시로 입력되는 아날로그 신호에 따라서 수시로 액정을 구동하기 때문에, 풀 컬러의 동화상을 표시하는데 적합하다. 단, 외부 부착 회로 기판(90)의 구동 신호 발생 회로(91), 각 드라이버(50, 60)에서는 이들을 구동하기 위해 끊임없이 전력이 소비되고 있다.
(2) 메모리 동작 모드(디지털 표시 모드)인 경우
모드 신호에 따라서, 디지털 표시 모드가 선택되면, 구동 신호 발생 회로(91)는 영상 신호를 디지털 변환하여 상위 1비트를 추출한 디지털 데이터를 데이터 신호선(62)으로 출력하는 상태로 설정됨과 함께, 회로 선택 신호선(88)의 전위가 하이 레벨로 되어, 회로 선택 회로(40, 43)의 회로 선택 TFT(41, 44)가 오프 상태로 됨과 함께 회로 선택 TFT(42, 45)가 온 상태로 되어 유지 회로(110)가 유효한 상태로 된다.
또한, 외부 부착 회로 기판(90)의 구동 신호 발생 회로(91)로부터, 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60)에 스타트 신호 STV, STH가 각각 입력된다. 그에 따라서 샘플링 신호가 순차적으로 발생하고, 각각의 샘플링 신호에 따라서 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn의 순서대로 온 상태로 되어 디지털 영상 신호 D. Sig를 샘플링하여 각 드레인 신호선(61)에 공급한다.
다음에 유지 회로(110)에 대하여 설명한다. 우선, 게이트 신호 G1에 의해서 게이트 신호선(51)에 접속된 각 표시 화소의 각 화소 선택 TFT(72)가 1수평 주사 기간 동안 온 상태로 된다. 제1 행 제1 열의 표시 화소에 주목하면, 샘플링 신호 SP1에 의해 샘플링된 디지털 영상 신호 S11이 드레인 신호선(61)에 입력된다. 그리고 화소 선택 TFT(72)가 게이트 신호에 의해서 온 상태로 되면 그 디지털 신호 D. Sig가 유지 회로(110)에 입력되어, 2개의 인버터에 의해 유지된다.
이 인버터에 의해 유지된 신호는 신호 선택 회로(120)에 입력되고, 이 신호 선택 회로(120)에 의해 신호 A 또는 신호 B를 선택하여, 선택된 신호가 화소 전극(17)에 인가되고, 그 전압이 액정에 인가된다.
이렇게 하여 1행째의 게이트 신호선으로부터 최종행의 게이트 신호선까지 주사함으로써, 1 화면분(1 필드 기간)의 스캔, 즉 모든 도트 스캔이 종료하여 1 화면이 표시된다.
여기서, 1 화면이 표시되면, 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60) 및 외부 부착 기판의 구동 신호 발생 회로(91)로의 전압 공급을 정지하고 이들의 구동을 멈춘다. 유지 회로(110)에는 항상 참조 전압으로서 승압 전압 VVDD, 기준 전압 VSS를 공급하여 구동하며, 또한 대향 전극 전압을 대향 전극에, 각 신호 A 및 B를 선택 회로(120)에 공급한다.
즉, 유지 회로(110)에 이 유지 회로를 구동하기 위한 VVDD, VSS를 공급하고, 대향 전극에는 대향 전극 전압 VCOM을 인가하며, 액정 표시 패널(100)이 노멀리 화이트(NW)인 경우에는, 신호 A에는 대향 전극 전압과 동일한 전위의 교류 구동 전압을 인가하고, 신호 B에는 액정을 구동하기 위한 교류 전압(예를 들면 60㎐, 30㎐)을 인가할 뿐이다. 그렇게 함으로써, 1 화면분을 유지하여 정지 화상으로서 표시할 수 있다. 또한 다른 게이트 드라이버(50), 드레인 드라이버(60) 및 구동 신호 발생 회로(91)에는 전압이 인가되어 있지 않은 상태이다.
이 때, 드레인 신호선(61)에 디지털 영상 신호로「H(하이)」레벨이 유지 회로(110)에 입력된 경우에는, 신호 선택 회로(120)에서 제1 TFT(121)에는 로우 레벨이 입력되게 되므로 제1 TFT(121)는 오프 상태로 되고, 다른 쪽의 제2 TFT(122)에는 하이 레벨이 입력되게 되므로 제2 TFT(122)는 온 상태로 된다. 그렇게 하면, 신호 B가 선택되어 액정에는 신호 B의 전압이 인가된다. 즉, 신호 B의 교류 전압이 인가되고, 액정이 전계에 의해 배향되기 때문에, NW의 표시 패널에서는 표시로서 흑 표시를 관찰할 수 있다.
드레인 신호선(61)에 디지털 영상 신호로 로우 레벨이 유지 회로(110)에 입력된 경우에는, 신호 선택 회로(120)에서 제1 TFT(121)에는 하이 레벨이 입력되게 되므로 제1 TFT(121)는 온 상태로 되고, 다른 쪽의 제2 TFT(122)에는 로우 레벨이 입력되게 되므로 제2 TFT(122)는 오프 상태로 된다. 그렇게 하면, 신호 A가 선택되어 액정에는 신호 A의 전압이 인가된다. 즉, 대향 전극과 동일한 전압이 인가되기 때문에, 전계가 발생하지 않고 액정은 상승하지 않기 때문에, NW의 표시 패널에서는 표시로서 백 표시를 관찰할 수 있다.
이와 같이, 1 화면분을 기입하고 그것을 유지함으로써 정지 화상으로서 표시할 수 있지만, 그 경우에는, 각 드라이버(50, 60) 및 구동 신호 발생 회로(91)의 구동을 정지하기 때문에, 그 만큼 저소비 전력화할 수 있다.
그러나, 종래의 유지 회로를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치는 메모리 동작 모드 시에 유지 회로를 동작시키기 위한 전압은, 외부 부착 회로 기판(90)으로부터 공급되어, 메모리 동작 모드 시의 전원 수나 제어 신호 수가 많고, 패널(100)의 단자 수가 많다고 하는 결점이 있다.
또한, 메모리 동작 모드에서도, 전원 전압으로서 승압한 승압 전압 VVDD를 이용하기 때문에, 외부 부착 회로 기판(90)의 승압 회로를 계속 동작시킬 필요가 있어, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력이 크다.
따라서, 본 발명은 유지 회로를 갖는 액티브 매트릭스 표시 장치에 있어서, 메모리 동작 모드 시에 이용하는 전원 수나 제어 신호 수를 삭감하여, 간략화함과 함께, 한층 더 저소비 전력화를 달성하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 표시 장치를 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명의 승압 회로를 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명의 발진부를 나타내는 회로도.
도 4는 본 발명의 실시예를 나타내는 회로도.
도 5는 종래의 액티브 매트릭스형 표시 장치를 나타내는 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
17 : 화소 전극
40, 43 : 회로 선택 회로
51 : 게이트 신호선
61 : 드레인 신호선
70 : 화소 선택 회로
85 : 보조 용량
110 : 유지 회로
200 : 승압 회로
300 : 발진부
401, 402 : 접지 트랜지스터
본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 유지 회로는 메모리 동작 모드 시에, 표시 장치 내에 설치된 승압 회로(200)의 출력을 이용하여 동작하기 때문에, 외부 부착 회로 기판에 설치하는 승압 회로(92)를 이용하는 것보다 배선을 짧고, 유지 회로에 가깝게 배치할 수 있기 때문에, 배선의 부하가 경감되어, 외부 부착의 승압 회로(92)를 이용하는 것보다 승압 회로(200)의 소비 전력을 삭감할 수 있어, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 화소부의 통상 동작 모드 시와 메모리 동작 모드 시에 이용하는 회로를 전환하는 회로 선택 회로(40, 43)는, 표시 장치 내에 설치된 승압 회로(200)의 출력에 따라 전환되기 때문에, 외부 부착 회로 기판(90)으로부터 전환용의 신호를입력할 필요가 없어져, 외부 부착 회로 기판(90)의 승압 회로(92)를 정지시켜, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
상기한 어느 경우에 있어서나, 메모리 동작 모드 시에 동작하는 승압 회로(200)를 이용함으로써, 메모리 동작 모드 시에 사용하는 회로 소자에만 최적의 전압을 공급하고, 메모리 동작 모드 시에 사용하지 않는 회로 소자에 여분으로 전압을 공급하지 않기 때문에, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 승압 회로(200)는 통상 동작 모드 시에 전압 공급이 정지되기 때문에, 통상 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 승압 회로(200)는, 전원 전압(실시예에서는 전지 전압 VB)이 공급되는 차지 펌프와, 차지 펌프의 출력과 그보다 낮은 제1 전압을, 선택하여 출력하는 전환 회로를 갖는다. 그리고, 전환 회로는 통상 동작 모드 시에 제1 전압을 선택하여 출력한다. 따라서, 통상 동작 모드 시는 유지 회로(110)의 동작을 정지시켜, 통상 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다. 또한, 통상 동작 모드 시에 로우, 메모리 동작 모드 시에 하이로 되기 때문에, 회로 선택 회로(40, 43)를 적절하게 전환할 수 있다. 따라서, 회로 선택 회로(40, 43)를 전환하기 위한 전용 신호를 외부 부착 회로 기판(90)으로부터 공급할 필요가 없어, 표시 장치와 외부 부착 회로 기판(90)과의 접속 단자수를 삭감할 수 있다.
또한, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 메모리 동작 모드 시에 소정 주기의 제1 교류 신호와, 제1 교류 신호를 반전한 제2 교류 신호를 출력하는 발진부를 갖고, 유지 회로가 유지하는 데이터에 따라 제1 또는 제2 교류 신호를 선택하여 화소 전극에 공급함으로써, 메모리 동작 모드 시에는, 외부 부착 회로 기판(90)에 배치되는 구동 신호 발생 회로(91) 및 승압 회로(92)는 완전하게 동작을 정지하기 때문에, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 발진부는, 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 갖기 때문에, 발진 회로의 출력 듀티의 밸런스가 무너져도, 제1 및 제2 교류 신호의 듀티 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 발진부는 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하기 때문에, 통상 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 발진부는 출력단에 통상 동작 모드 시에 오프로 되는 스위칭 소자를 갖기 때문에, 통상 동작 모드 시에 발진부를 구성하는 회로가 노이즈를 실어도, 그 영향이 표시에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 발진부를 구성하는 회로 중 적어도 일부는, 통상 동작 모드 시에 소정의 전위로 고정되기 때문에, 발진 회로를 구성하는 회로 소자의 일부가 부유 상태로 되어, 주위의 회로의 동작에 의해 이들 회로의 일부의 전위가 변동되어 표시에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 절연 기판 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 이용하여 형성되는 발진부가 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 갖기 때문에, 발진 회로의 출력 듀티의 밸런스가 무너져도, 제1 및 제2 교류 신호의 듀티 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 발진 회로의 출력 주파수를 높게 설정할 수 있기 때문에, 회로의 전유 면적을 축소할 수 있다.
또한, 발진부는 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하기 때문에, 통상 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 발진부는 출력단에 통상 동작 모드 시에 오프로 되는 스위칭 소자를 갖기 때문에, 통상 동작 모드 시에 발진부를 구성하는 회로가 노이즈를 실어도, 그 영향이 표시에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 발진부를 구성하는 회로 중 적어도 일부는, 통상 동작 모드 시에 소정의 전위로 고정되기 때문에, 발진 회로를 구성하는 회로 소자의 일부가 부유 상태로 되어, 주위의 회로의 동작에 의해 이들 회로의 일부의 전위가 변동되어 표시에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 메모리 동작 모드 시에 소정 주기의 제1 교류 신호와, 제1 교류 신호를 반전한 제2 교류 신호를 출력하는 발진부를 갖고, 유지 회로가 유지하는 데이터에 따라 제1 또는 제2 교류 신호를 선택하여 화소 전극에 공급함으로써, 메모리 동작 모드 시는, 외부 부착 회로 기판(90)에 배치되는 구동 신호 발생 회로(91) 및 승압 회로(92)는 완전하게 동작을 정지하기 때문에, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 발진부의 출력 트랜지스터의 온 저항을 발진부의 최종 단의 인버터를 구성하는 박막 트랜지스터의 온 저항보다 높게 설정하고 있기 때문에, 발진부의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 발진부는, 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 갖기 때문에, 발진 회로의 출력 듀티의 밸런스가 무너져도, 제1 및 제2 교류 신호의 듀티 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 발진부는 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하기 때문에, 통상 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.
또한, 출력 트랜지스터는 통상 동작 모드 시에 오프로 되기 때문에, 통상 동작 모드 시에 발진부를 구성하는 회로가 노이즈를 실어도, 그 영향이 표시에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 발진부를 구성하는 회로 중 적어도 일부는 통상 동작 모드 시에 소정의 전위로 고정되기 때문에, 발진 회로를 구성하는 회로 소자의 일부가 부유 상태로 되어, 주위의 회로의 동작에 의해 이들 회로의 일부의 전위가 변동되어 표시에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 표시 장치를 액정 표시 장치에 응용한 경우의 회로 구성도를 나타낸다. 본 실시예의 표시 장치의 화소 부분은 종래와 거의 동일하다. 즉, 본 실시예는 회로 선택 회로(40, 43)에 의해 선택 TFT(71), 보조 용량(85)을 갖는 아날로그 동작 회로와, 유지 회로(110)를 갖는 메모리 동작 회로를 전환함으로써,통상 동작 모드와 메모리 동작 모드를 전환하여 표시한다. 종래와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 표시 장치는, LCD 패널(100) 내부에 승압 회로(200), 발진부(300), 접지 스위치(401), 접지 스위치(402)를 갖는다는 점에서, 종래의 표시 장치와 크게 다르다. 그리고, 유지 회로에는 고저 2종류의 참조 전압이 입력되어 있는 점에서는 종래의 표시 장치와 마찬가지이지만, 본원에서는 높은 쪽의 참조 전압으로서, 승압 회로(200)의 출력 C1이 공급되어 있다는 점에서 종래와 다르다. 낮은 쪽의 참조 전압은 종래와 마찬가지로 기준 전위 VSS이고, 통상 접지 전위이다.
우선, 승압 회로(200)에 대하여 설명한다. 도 2는 승압 회로(200)를 보다 상세히 도시한 도면이다. 승압 회로(200)는 전지 전압 VB와 기준 전압 VSS가 공급된 차지 펌프(201), 전환 신호가 공급되는 제1 전환 회로(202), 승압 전압 VVDD가 공급되는 제2 전환 회로(203), 트랜지스터(204)를 갖는다.
차지 펌프(201)는 전원 전압 VB가 공급되고, 이것을 승압하여 소정의 전압 LVDD를 출력한다. 제1 전환 회로(202)는 P채널 트랜지스터와 N채널 트랜지스터의 게이트 전극에 전환 신호가 입력되고, 전환 신호에 따라서 차지 펌프의 출력 LVDD와 부전압 VVEE를 선택하여 제1 제어 신호 C1을 출력한다. 제2 전환 회로(203)는 P채널 트랜지스터와 N채널 트랜지스터의 게이트 전극에 VVDD가 입력되고, VVDD에 따라서차지 펌프의 출력 LVDD와 부전압 VVEE를 선택하여 제2 제어 신호 C2를 출력한다.
승압 회로(200)의 제1 제어 신호 C1은 회로 선택 회로(40, 43)의 게이트 전압으로서, 및, 유지 회로(110)의 고전압측 참조 전압으로서 공급되어 있다. 제2 제어 신호 C2는 발진부(300), 접지 스위치(401), 접지 스위치(402)의 각 트랜지스터의 게이트 전압으로서 공급되어 있다.
다음에 발진부(300)에 대하여 설명한다. 도 3은 발진부(300)를 보다 상세히 도시한 도면이다. 발진부(300)는 발진 회로(301), 분주 회로(302), 복수개의 인버터를 갖는다. 발진 회로(301)는, 예를 들면 120㎐ 주기의 구형파를 출력한다. 분주 회로(302)는 발진 회로(301)의 출력을 4분주하고, 30㎐ 주기의 구형파를 출력한다. 분주 회로(302)의 출력은 인버터(307, 308)에 의해 2회 반전된 후, 제1 출력 트랜지스터(303)를 통해 제1 교류 신호로서 출력된다. 또한, 분주 회로(302)의 출력은 인버터(307, 309, 310)에 의해 3회 반전된 후, 제2 출력 트랜지스터(304)를 통해 제2 교류 신호로서 출력된다. 제1 교류 신호와 제2 교류 신호는 상호 반전된 구형파이다.
다음에, 본 실시예의 동작에 대하여, 도 4를 참조하여 3개의 경우로 나누어 순차적으로 설명한다. 도 4는 승압 회로(200)와 발진부(300)를 상세히 예시하고, 도면의 간략화를 위해 화소부를 1화소만 도시하고 다른 화소는 생략한 도면이며, 도 1과 마찬가지의 실시예를 나타내고 있다.
(1) 통상 동작 모드
우선, 통상 동작 모드에서는, 외부 부착 회로 기판(90)의 승압 회로(92)는 동작하며, 게이트 드라이버(50)의 구동용 정(正)전압으로서 소정 전압의 VVDD가 출력되고 있다. 통상 동작 모드 시, 게이트 드라이버(50)와 드레인 드라이버(60)는 구동 신호 발생 회로(91)가 출력하는 각종 타이밍 신호에 기초하여 동작하고 있다. 전환 신호는 하이 레벨로 되며, 승압 회로(200)의 제1 전환 회로(202)는 저전압 VVEE를 선택하여 제1 제어 신호 C1로서 출력하고, P채널 회로 선택 TFT(41, 44)가 온 상태로 되고, N채널 회로 선택 TFT(42, 45)가 오프 상태로 된다. 이것에 의해, 게이트 신호에 따라서 화소 선택 TFT(71)가 온 상태로 되면, 드레인 신호선(61)으로부터 아날로그 영상 신호 An. Sig이 화소 전극(17), 보조 용량(85)에 전달되어 표시를 행한다.
이 때, 유지 회로(110)의 고전압 참조 전압은 제1 제어 신호 C1이 공급되어 있기 때문에, 유지 회로(110)는 유지 내용이 소거되어, 동작을 정지한다. 통상 동작 모드 시에는 유지 회로(110)는 불필요하므로, 회로 선택 회로(40, 43)의 게이트 전극과 신호를 공유하여, 화소 내의 공간 절약화를 실현한다. 또한, 차지 펌프(201)에 전원인 전지 전압 VB를 공급하는 트랜지스터(204)가 전환 신호에 따라서 오프 상태로 되므로, 차지 펌프(201)도 동작을 정지하여, 차지 펌프(201)의 동작 전류를, 회로의 누설 전류 등도 포함하여 삭감할 수 있다.
또한, VVDD가 하이 레벨이므로, 제2 전환 회로(203)도 저전압 VVEE를 선택하여, 제2 제어 신호 C2로서 출력하며, 발진부(300)의 제1 출력 트랜지스터(303),제2 출력 트랜지스터(304), 접지 스위치(401), 접지 스위치(402)의 각 트랜지스터는 오프 상태로 된다. 그리고, 발진 회로(301)에 전원을 공급하는 트랜지스터(305)가 오프 상태로 되므로, 발진 회로(301)는 동작을 정지하여, 발진 회로(301)의 동작 전류를 삭감할 수 있다. 한편, 발진부(300)의 제3 출력 트랜지스터(306)는 온 상태로 되므로, 보조 용량 SC(85)의 전극에 소정의 전압 VSC가 인가된다.
발진부(300)는, 후술하는 메모리 동작 모드에서 이용되며, 통상 동작 모드에서는 이용되지 않는다. 그런데, 트랜지스터(303, 304)를 오프 상태로 한 것만으로는, 발진 회로(300)를 구성하는 회로 소자의 일부가 부유 상태로 되어, 주위 회로의 동작에 의해 이들 회로의 일부 전위가 변동하여, 표시에 예기치 못한 노이즈가 실릴 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 게이트에 제2 제어 신호 C2가 입력되는 한쌍의 P채널 트랜지스터(311, 312)가 설치되어 있다. 트랜지스터(311, 312)는 통상 동작 모드 시에 온 상태로 되어, 발진부(300)의 회로 소자를 접지함으로써 예기치 못한 노이즈에 의한 영향을 방지한다. 트랜지스터(311, 312)가 접속되는 위치는 발진부(300)를 구성하는 회로에서, 통상 동작 모드 시에 부유 상태가 되는 개소이면, 어디에 접지하여도 효과를 발휘하지만, 도시한 바와 같이 최종단의 인버터(308, 310)와 발진부(300)의 출력 트랜지스터(303, 304) 사이에 접속하면, 가장 확실하게 노이즈에 의한 영향을 방지할 수 있다.
(2) 유지 회로 기입 모드
다음에, 유지 회로 기입 모드에서는, 외부 부착 회로 기판(90)의 승압 회로(92)는 동작하고 있으며, 게이트 드라이버(50)의 구동용 정전압으로서 소정 전압의 VVDD가 출력된다. 게이트 드라이버(50)와 드레인 드라이버(60)는, 각종 타이밍 신호에 기초하여 동작하고 있다. 전환 신호가 로우 레벨로 전환된다. 이것에 의해 승압 회로(200)의 트랜지스터(204)가 온 상태로 되어, 차지 펌프(201)가 동작한다. 그리고 제1 전환 회로(202)가 차지 펌프(201)의 출력을 제1 제어 신호로서 출력하며, P채널 회로 선택 TFT(41, 44)가 오프 상태로 되고, N채널 회로 선택 TFT(42, 45)가 온 상태로 된다. 유지 회로(110)의 참조 전압도 온 상태로 되므로, 유지 회로(110)가 동작하고, 게이트 드라이버(50), 드레인 드라이버(60)의 제어에 기초하여, 각 화소의 유지 회로(110)에 영상 신호에 기초한 데이터가 순차적으로 기입된다.
유지 회로 기입 모드에서는 승압 회로(92)로부터 VVDD(하이)가 출력되므로, 승압 회로(200)가 출력하는 제2 제어 신호 C2는 로우 레벨 그대로이다. 따라서, 발진부(300)의 트랜지스터(303, 304, 305)는 오프 상태 그대로이다.
(3) 메모리 동작 모드
그리고, 메모리 동작 모드로 되면, 외부 부착 회로 기판(90)의 구동 신호 발생 회로(91) 및 승압 회로(92)는 동작을 정지한다. 따라서, 게이트 드라이버(50)의 구동용 전압 VVDD가 로우 레벨로 되어, 게이트 드라이버(50)나 드레인 드라이버(60)도 동작을 정지한다. 전환 신호는 하이 레벨 그대로이므로, 회로 선택 회로(40, 43)는 유지 회로(110)를 선택하고, 표시 장치는 유지 회로(110)에 유지된 영상 데이터에 따른 표시를 행한다.
본 실시예에서, 메모리 동작 모드 시에는 외부 부착 회로 기판(90)에 배치되는 구동 신호 발생 회로(91) 및 승압 회로(92)는, 완전하게 동작을 정지하고, 어떠한 출력도 행하지 않는다. 유일하게 전지(95)로부터 공급되는 전지 전압 VB가 직접 액정 표시 패널(100)에 공급될 뿐이다. 유지 회로(110)에 공급하기 위한 참조 전압은 액정 표시 패널(100) 내부에 배치되는 승압 회로(200)에 의해 전지 전압 VB를 승압하여 이용한다. 따라서, 외부 부착 회로 기판(90)에 대한 전압 공급을 완전하게 정지할 수가 있어, 메모리 동작 모드에서의 소비 전력은 종래에 비하여 크게 삭감된다.
또한, 외부 부착의 승압 회로(92)가 정지함으로써 VVDD가 로우 레벨로 되고, 승압 회로(200)의 제2 선택 회로(203)가 차지 펌프(201)의 출력을 선택하여 제2 제어 신호 C2로서 출력하도록 전환된다. 이것에 의해서, 발진 회로(301)에 전원을 공급하는 트랜지스터(305)가 온 상태로 되어, 발진 회로(301)가 동작한다. 발진 회로(301)의 출력은 분주 회로(302)에 의해 분주되어, 인버터(307∼310)에 의해 반전되고, 트랜지스터(303, 304)를 통해 출력된다. 동시에, 트랜지스터(306)는 오프 상태로 된다. 트랜지스터(303)의 출력을 제1 교류 신호, 트랜지스터(304)의 출력을 제2 교류 신호라고 한다. 제1, 제2 교류 신호는 위상이 상호 180°어긋난 파형으로 된다. 유지 회로(110)는 영상 데이터에 따라서 트랜지스터(121, 122)의 한쪽을 온 상태, 다른 쪽을 오프 상태로 하므로, 트랜지스터(122)가 온 상태 일 때 제1 교류 신호가, 트랜지스터(121)가 온 상태일 때 제2 교류 신호가 각각 액정에 공급된다. 제2 교류 신호는, 도시하지 않은 대향 전극에도 대향 전극 신호 VCOM으로서 공급되어 있다. 따라서, 트랜지스터(121)가 선택된 화소에서는, 액정이 구동되지 않아, 노멀리 블랙인 경우에는「흑」표시로 된다.
또한, 통상 동작 모드 시 대향 전극에 공급되는 전압 VSC는, 메모리 동작 모드 시에 부유 상태로 되는 경우에는, 트랜지스터(306)는 설치하지 않아도 된다. 그러나, VSC는 외부 부착 회로 기판(90)으로부터 공급되고, 외부 부착 회로 기판(90)과 배선으로 접속되어 있으므로, 이 배선이 노이즈를 실어 동작에 지장을 초래할 우려도 있다. 따라서, 트랜지스터(306)는 설치하는 쪽이 보다 바람직하다.
본 실시예에서 메모리 동작 모드 시에는, 외부 부착 회로 기판(90)에 배치되는 구동 신호 발생 회로(91) 및 승압 회로(92)는 완전하게 동작을 정지하고, 액정에 인가되는 전압은 액정 표시 패널(100) 내부에 배치되는 발진부(300)에 의해서 전지 전압 VB를 이용하여 작성한다. 따라서, 외부 부착 회로 기판(90)에 대한 전압 공급을 완전하게 정지할 수가 있어, 메모리 동작 모드에서의 소비 전력은 종래에 비교하여 크게 삭감된다.
다음에, 메모리 동작 모드 시에 있어서의 승압 회로(200)의 출력 전위에 대하여 설명한다. 승압 회로(200)의 출력인 제1 제어 신호 C1은 발진부(300)의 출력인 제1, 제2 교류 신호가 취할 수 있는 가장 높은 전위보다도 높은 전위가 되도록설정한다. 발진부(300)의 출력은 데이터 출력 트랜지스터(121) 또는 데이터 출력 트랜지스터(122), 회로 선택 회로(43)의 트랜지스터(45)를 순차적으로 통해 화소 전극(17)에 입력된다. 이 때, 회로 선택 트랜지스터(45), 데이터 출력 트랜지스터(121, 122)의 게이트 전위가 이 발진부(300)의 전위보다도 낮은 경우, 트랜지스터(45, 121, 122)를 확실하게 온 상태로 할 수 없게 된다. 따라서, 트랜지스터(45, 121, 122)의 게이트 전압은 발진부(300)가 출력하는 최대의 전압보다도 더 높게 할 필요가 있다. 본 실시예의 경우, 회로 선택 트랜지스터(45)의 게이트 전압은 승압 회로(200)의 출력 전압이며, 데이터 출력 트랜지스터(121, 122)를 온 상태로 할 때의 게이트 전압은 유지 회로(100)의 높은 참조 전압, 즉 이쪽도 승압 회로(200)의 출력 전압이다. 따라서, 승압 회로(200)의 출력 전위를, 발진부(300)의 출력이 취할 수 있는 가장 높은 전위, 즉 발진부(300)의 제1, 제2 교류 신호의 최대 출력 진폭보다도 트랜지스터(45, 121, 122)의 임계값만큼 높게 설정해 두면, 트랜지스터(45)를 확실하게 온 상태로 할 수 있다.
발진부(300)의 출력 진폭은, 전지 전압 VB에 의해서 좌우된다. 발진부(300)의 진폭에 의해서, 액정에 인가되는 전압이 결정되므로, 만일 전지 전압 VB만으로 얻어지는 출력 진폭으로 표시를 행하여 온, 오프 상태의 콘트라스트비가 충분히 얻어지지 않는 경우에는, 발진 회로(301)와 트랜지스터(305) 사이에 승압 회로를 삽입하여, 전압을 높일 필요가 있다. 본 실시예에서는 전지 전압 VB를 3V로 함으로써, 충분한 콘트라스트비를 얻을 수 있어, 발진 회로(301)와 트랜지스터(305) 사이에 승압 회로는 삽입할 필요가 없었다.
그런데, 액정 표시 패널(100) 상의 회로 소자는 비정질 실리콘을 레이저 등에 의해 결정화시킨 폴리실리콘을 이용하여 형성된다. 이 폴리실리콘은 결정화 레이저의 출력 변동 등에 기인하여 결정성이 변동되기 때문에, 단결정의 반도체 웨이퍼 상에 형성하는 회로 소자에 비교하여, 특성의 변동이 크다. 그 때문에, 발진 회로(301)는 출력 신호의 듀티, 즉 하이 레벨과 로우 레벨의 밸런스가 무너지는 경우가 있다. 듀티 밸런스가 무너지면, 액정에 직류 성분의 전압이 걸려, 액정의 열화를 초래한다. 이것에 대하여, 본 실시예에 따르면 발진 회로(301)의 출력을 분주 회로(302)에 의해 분주하여 출력하므로, 발진 회로(301)의 출력 듀티를 보정하고, 듀티가 조화된 파형의 출력을 얻을 수 있다. 또한, 제1, 제2 교류 신호는 30㎐를 예시하고 있지만, 액정의 열화를 초래하지 않을 정도의 주기로 반전하면 충분하며, 게이트 드라이버(50)의 동작 주기 등에 비교하여 느린 주기이다. 이러한 느린 주기의 교류 출력을 발진 회로(301)로 직접 출력하기 위해서는, 발진 회로(301)를 구성하는 용량이나 저항을 크게 하거나, 인버터의 단수를 많이 설정해야만 하여, 큰 회로 면적이 필요해지지만, 본 실시예에서는 높은 주파수의 발진 회로(301)의 출력을 분주 회로(302)에 의해서 분주하기 때문에, 발진 회로(301)를 구성하는 용량이나 저항을 작게 하고, 인버터의 단수를 적게 설정할 수 있다. 이에 따라, 회로 면적을 보다 축소할 수 있다.
다음에 인버터(308, 310)에 대하여 설명한다. 분주 회로(302)의 출력은, 각각 트랜지스터(121, 122)를 통해 액정에 인가되지만, 분주 회로(302)는 화소부의주변에 배치되고, 배선에 의해서 각 화소에 공급된다. 이 배선은, 가늘고 길다. 또한, 각 화소에는 액정 용량이나 라인 크로스 용량이 있으므로, 분주 회로의 출력처는 부하가 크다고 말할 수 있다. 이와 같이 큰 부하에 대하여 인버터(307)의 출력을 공급하면, 인버터(307)의 출력 파형이 완만하게 된다. 인버터의 출력 파형이 완만해지면, 출력이 완전하게 반전하기까지의 동안에 인버터의 관통 전류가 흐르게 되어, 소비 전력이 커진다. 인버터(307)의 사이즈를 크게 함으로써, 어느 정도 출력 파형을 급격하게 하는 것은 가능하지만, 회로 면적의 증대로 이어지게 된다. 따라서, 인버터(308, 310)를 배치함으로써 전류 구동 능력을 높여, 출력 파형을 급격하게 하여, 관통 전류를 작게 할 수 있다. 이러한 인버터는 많이 배치할 수록 관통 전류를 작게 할 수 있다. 본 실시예에서는, 또한, 트랜지스터(303, 304)의 온 저항을, 인버터를 구성하는 트랜지스터의 온 저항보다도 어느 정도 크게 설정하여, 관통 전류를 적게 하고 있다. 본 실시예에서, 트랜지스터(303, 304)의 길이/폭의 비를 1/40로 한 경우와, 1/20로 한 경우에서는, 1/20로 한 경우 쪽이 관통 전류가 작아, 메모리 동작 모드 시의 소비 전력을 작게 할 수 있었다. 이와 같이 트랜지스터(303, 304)의 온 저항을 의도적으로 크게 설정함으로써, 인버터(308, 310)의 개수를 최소한으로 억제하여, 회로 면적의 증대를 극력 억제하고 있다. 트랜지스터(303, 304)의 온 저항을 크게 함으로써, 관통 전류를 충분히 작게 할 수가 있어, 출력 파형을 흡수도 할 수 있는 것이면, 인버터(308, 310)는 생략할 수 있다. 본 실시예에서는, 도시는 생략하였지만, 인버터(308, 310)는 각각 5 내지 10개씩 배치하였다.
다음에, 접지 트랜지스터(401, 402)에 대하여 설명한다. 메모리 동작 모드시에는 게이트 드라이버(50), 드레인 드라이버(60)는 정지하고 있기 때문에, 게이트 신호선(51), 드레인 신호선(61)은 부유 상태로 되므로, 화소 내의 각 회로 소자 사이에서 용량 결합이 생긴다. 그 때문에, 게이트 신호선(51), 드레인 신호선(61)의 전위가 변동되고, 본래 오프 상태이어야만 하는 화소 내의 트랜지스터(71, 72)가 온 상태로 될 우려가 있다. 이것에 대하여, 본 실시예에서는 접지 트랜지스터(401, 402)의 게이트에 제2 제어 신호 C2가 입력되어 있으므로, 메모리 동작 모드 시에 온 상태로 된다. 이것에 의해, 게이트 신호선(51), 드레인 신호선(61)이 접지되고, 전위가 변동함에 기인하는 오동작을 방지하고 있다. 본 실시예에서는, 접지 트랜지스터(401, 402)에 접지 전위인 VSS를 입력하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 화소 내의 트랜지스터(41, 71, 72)가 온 상태로 되지 않도록, 임계값 전압 이하의 임의의 전압에 접속하면, 어떠한 전위여도 무방하다.
상기 실시예에서는, 유지 회로(110)는 1 비트만을 유지하지만, 물론 유지 회로(110)를 다비트화하면, 메모리 동작 모드로 계조 표시를 행할 수도 있고, 유지 회로(110)를 아날로그값을 기억하는 메모리로 하면, 메모리 동작 모드로의 풀 컬러 표시도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 액정 표시 패널(100)로 풀 컬러의 동화상 표시를 행하는 통상 동작 모드(아날로그 표시 모드)와, 저소비 전력으로 디지털 계조 표시를 행하는 메모리 동작 모드(디지털 표시 모드)라는 2종류의 표시에 대응할 수 있다.
상기 실시예에서는, 화소 전극을 반사 전극으로 한 반사형 LCD로 하면, 유지 회로(110) 등을 화소 전극 아래에 배치할 수 있어 바람직하지만, 물론 투과형 LCD에 적용하고, 투명한 화소 전극과 유지 회로를 중첩하여 배치하는 것도 가능하다. 그러나 투과형 LCD에서는, 금속 배선이 배치되어 있는 부분은 차광되므로, 개구율의 저하를 피할 수 없다. 또한, 투과형 LCD에서 화소 전극 아래에 유지 회로를 배치하면, 투과하는 광에 의해 유지 회로나 선택 회로의 트랜지스터가 오동작할 우려가 있기 때문에, 모든 트랜지스터의 게이트 위에 차광막을 설치할 필요가 있다. 따라서, 투과형 LCD에서는 개구율을 높게 하는 것이 곤란하다. 이것에 대하여, 반사형 LCD는 화소 전극 아래에 어떠한 회로가 배치되더라도 개구율에 영향을 주지 않는다. 또한, 투과형의 액정 표시 장치와 같이, 관찰자측과 반대측에 소위 백 라이트를 이용할 필요가 없기 때문에, 백 라이트를 점등시키기 위한 전력을 필요로 하지 않는다. 유지 회로를 가진 LCD 본래의 목적이 소비 전력의 삭감이기 때문에, 본 발명의 표시 장치는, 백 라이트가 불필요하고 저소비 전력화에 적합한 반사형 LCD인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예는, 액정 표시 장치를 이용하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 구애받는 것이 아니라, 유기 EL 표시 장치나, LED 표시 장치 등, 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 절연 기판 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 이용하여 형성되는 발진부가 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와, 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 갖기 때문에, 발진 회로의 출력 듀티의 밸런스가 무너져도, 제1 및 제2 교류 신호의 듀티 밸런스를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 발진 회로의 출력 주파수를 높게 설정할 수 있기 때문에, 회로의 전유 면적을 축소할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치에서는, 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하기 때문에, 통상 동작 모드 시의 소비 전력을 삭감할 수 있다.

Claims (22)

  1. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수개의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수개의 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 포함하며,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    표시 장치 내에 외부로부터 공급되는 전원 전압을 승압하는 승압 회로를 갖고, 상기 유지 회로는 상기 메모리 동작 모드 시에, 상기 승압 회로의 출력을 전원 전압으로서 이용하여 동작하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  2. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수개의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수개의 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 포함하고,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    표시 장치 내에 외부로부터 공급되는 전원 전압을 승압하는 승압 회로와, 상기 승압 회로의 출력에 따라 통상 동작 모드와 메모리 동작 모드 중 어느 하나를 선택하는 선택 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 승압 회로는 통상 동작 모드 시에 전원 전압의 공급이 정지되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 승압 회로는,
    전원 전압이 공급되는 차지 펌프와,
    상기 차지 펌프의 출력과, 상기 차지 펌프의 출력보다 낮은 제1 전압을, 전환하여 출력하는 전환 회로를 포함하고,
    상기 선택 회로는,
    통상 동작 모드 시에 상기 제1 전압을 선택하여 출력하고, 메모리 동작 모드 시에 상기 차지 펌프의 출력을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  5. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수개의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수개의 화소 전극과,
    상기 복수개의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 포함하고,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    메모리 동작 모드 시에 소정 주기의 제1 교류 신호와, 상기 제1 교류 신호를 반전한 제2 교류 신호를 출력하는 발진부를 포함하고,
    상기 유지 회로가 유지하는 데이터에 따라 상기 제1 또는 제2 교류 신호를 선택하여 상기 화소 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발진부는,
    상기 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와,
    상기 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 교류 신호의 한쪽이 상기 대향 전극에 공급되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 발진부는 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 발진부는 출력단에 통상 동작 모드 시에 오프로 되는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 발진부를 구성하는 회로 중 적어도 일부는, 통상 동작 모드 시에 소정의 전위로 고정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  11. 절연 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수개의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 드레인 신호선과,
    상기 절연 기판 상에 배치되며, 상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택되는 박막 트랜지스터와,
    상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 상기 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 복수개의 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 포함하며,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    메모리 동작 모드 시에 소정 주기의 제1 교류 신호와, 상기 제1 교류 신호를반전한 제2 교류 신호를 출력하는 발진부를 포함하고,
    상기 유지 회로가 유지하는 데이터에 따라 상기 제1 또는 제2 교류 신호를 선택하여 상기 화소 전극에 공급하고,
    상기 유지 회로 및 상기 발진부는 상기 절연 기판 상에 배치되는 박막 트랜지스터를 이용하여 형성되고,
    상기 발진부는, 상기 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와,
    상기 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘을 결정화시켜 얻어지는 폴리실리콘을 반도체층으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 교류 신호의 한쪽이 상기 대향 전극에 공급되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 발진부는 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 발진부는 출력단에 통상 동작 모드 시에 오프로 되는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 발진부를 구성하는 회로 중 적어도 일부는, 통상 동작 모드 시에 소정의 전위로 고정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  17. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수개의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수개의 화소 전극과,
    상기 복수개의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 포함하며,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 포함하는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    상기 복수개의 화소 전극이 배치되는 화소부의 주위에, 메모리 동작 모드 시에 소정 주기의 제1 교류 신호와, 상기 제1 교류 신호를 반전한 제2 교류 신호를 화소부로 출력하는 발진부가 배치되며,
    상기 발진부는, 복수개의 박막 트랜지스터로 이루어지는 복수단의 인버터와, 메모리 동작 모드 시에 온하는 출력 트랜지스터를 갖고,
    상기 출력 트랜지스터의 온 저항은, 상기 복수개의 인버터 중 화소부에 가장 가까운 인버터를 구성하는 복수개의 박막 트랜지스터의 온 저항보다 높게 설정되며, 상기 유지 회로가 유지하는 데이터에 따라 상기 제1 또는 제2 교류 신호를 선택하여 상기 화소 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발진부는,
    상기 제1 및 제2 교류 신호보다 빠른 주기로 출력하는 발진 회로와,
    상기 발진 회로의 출력을 분주하는 분주 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 교류 신호의 한쪽이 상기 대향 전극에 공급되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 발진부는 통상 동작 모드 시에 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 출력 트랜지스터는 통상 동작 모드 시에 오프로 되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 발진부를 구성하는 회로 중 적어도 일부는, 통상 동작 모드 시에 소정의 전위로 고정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
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