KR960015917B1

KR960015917B1 - 액정 디스플레이용 전력 시스템 및 주사 방법

Info

Publication number: KR960015917B1
Application number: KR1019910702026A
Authority: KR
Inventors: 존 피. 페어뱅크스; 앤디 씨. 유안; 란스 티. 클링거
Original assignee: 후지쓰 퍼스널 시스템스 인코오포레이티드; 마이클 에스, 헌터
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1996-11-23
Also published as: EP0479896A4; US5130703A; CA2062759C; WO1991000588A1; AU5965790A; JPH05502108A; EP0479896A1; CA2062759A1; EP0479896B1; DE69028112D1; DE69028112T2

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

액정 디스플레이용 전력 시스템 및 주사 방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래의 액정 디스플레이에서 픽셀의 장방형 어레이의 분해 투시이다.

제2도는 종래의 액정 물질 및 신규의 액정 물질에 대한 반사율 곡선을 도시한 도면이다.

제3도는 액정 디스플레이의 종래의 구동방법에 관한 타이밍도 및 그 디스플레이에서 하나의 픽셀로 나타낸 합성 파형을 도시하는 도면이다.

제 4a도 내지 제4c도는 디스플레이될 픽셀 패턴, 액정 디스플레이의 다른 종래의 구동 방법에 대한 타이밍도 및 디스플레이에서 6개의 픽셀로 나타낸 합성 파형을 도시하는 도면이다.

제5a도 내지 제5c도는 본 발명의 제1실시예에 따라서 디스플레이될 픽셀 패턴, 액정 디스플레이를 구동하는 타이밍도 및 디스플레이에서 6개의 픽셀로 나타낸 합성 전압 파형을 도시하는 도면이다.

제6도는 행 및 열을 구동하기 위해 필요한 전압을 발생하기 위한 종래의 분압기 회로를 도시하는 도면이다.

제7a도 및 제7b도는 상기 회로 구성의 바람직하지 않은 특징을 설명하기 위해 제공되는 5개의 전압을 사용한 행 및 열을 구동하기 위한 스위칭 조정 회로를 도시하는 도면이다.

제8a도 내지 제8c도는 전압 조정이 열과 비선택된 행 사이의 전압차에 의존하는 본 발명에 따른 행 및 열을 구동하기 위한 스위칭 조정 회로를 도시하는 도면이다.

제9a도 내지 제9c도는 전압 조정이 행 구동전압에 의존하는 본 발명의 제2실시예에 따른 스위칭 조정회로를 도시하는 도면이다.

제10a도 내지 제10c도는 제9도에 도시된 본 발명의 실시예에 대한 스위칭 조정기 및 구동기 회로의 회로도이다.

제11a도 및 제11b도는 제8도에 도시된 레벨 시프트 회로의 세부 회로를 도시하는 도면이다.

제11c도는 8개의 구동 열이 제8도의 열 구동기(C80)에 의해 구동되는 열 구동기 회로(C80A)를 도시하는 도면이다.

제11d도는 2개의 발생 전압중 한 전압이 열 라인에 인가됨에 따라 버퍼가 데이터 신호를 수신하는 열 구동기 회로(C80B)를 도시하는 도면이다.

제12도는 제8도의 회로에 의해 전압이 구동되는 제2주사 루틴의 실시예에 대한 타이밍도이다.

제13도는 제8도의 회로에 의해 전압이 구동되는 제3주사 루틴의 실시예에 대한 타이밍도이다.

제14도는 제9도의 회로에 의해 전압이 구동되는 제2주사 루틴의 실시예에 대한 타이밍도이다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 디스플레이에서 픽셀을 구동하기 위한 전압을 발생하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

[배경]

액정 디스플레이의 장점은 음극선관 또는 발광 다이오드 어레이보다 저전력으로 구동된다는 것이다. 따라서 액정 디스플레이는 저전력이 요구되는 곳에서 상용되고 있다. 또한 저전력은 바람직한 파라미터이므로 액정 디스플레이를 동작시키는데 필요한 전력을 추가로 감소시키는 것이 바람직하다.

액정 디스플레이는 각각 ON 칼라 또는 OFF 칼라를 나타내도록 선택적으로 제어될 수 있는 분리형 화소 혹은 픽셀로 구분된다. 이들 분리형 픽셀은 제1도에서 예로서 도시된 바와같이 종종 장방형 어레이로 배열된다. 제1전압은 픽셀을 형성하는 액정물질의 일측에서 행 구동기(row driver)에 의해 인가되고, 제2전압은 픽셀을 형성하는 액정 물질의 다른측에서 열 구동기(colume driver)에 의해 인가된다. 제1도에 분해도로 도시된 바와같이, 전도성 라인인 행 1(ROW 1) 내지 행 N(ROW N)으로 이루어진 병렬행들은 행 구동기 RD1 내지 RDN(도시생략)에 의해 구동된다. 이들 행의 전도성 라인은 액정 LQ11의 한면에 인접하여 배치된다. 전도성 라인인 열 1(COL 1) 내지 열 M(COL M)으로 이루어진 병렬열들은 액정 LQ11의 다른 면에 인접하여 배치된다. 액정 LQ11은 장방형 어레이로 배열된 픽셀 P1, 1 내지 PN, M을 구비한다. 여기서 사용된 숫자체계(numbering system)는 상부의 행번호 및 하부의 열번호에 의해 픽셀을 나타낸다. 따라서 픽셀 P3, 2는 행 3 및 열 2 사이에 있다. 픽셀의 액정 물질은 과도 전압의 일측상의 전압에서 흡수성이 있고, 과도전압의 다른측상의 전압에서 유전성이 있게 함으로써 픽셀의 행과 열 사이의 통합된 RMS 전압 차에 따르게 된다.

초기의 액정 디스플레이는 단순히 ON 칼라를 생성하도록 픽셀에 제1전압을 인가하고 OFF 칼라를 생성하도록 필셀에 제2전압을 인가하는 제어 시스템을 사용하였다. 최근의 제어 시스템은 제어 전압이 단지 일부의 시간에 소정의 한 픽셀에 인가되고 백그라운드 전압이 나모지 시간동안 인가되도록 다중화되어 있다. 다중화는 2개 이상의 제어 전압이 발생되는 훨씬 복잡한 제어 방법을 필요로 한다.

현재까지 액정 물질로 사용되는 트위스트 네마틱(twist nematic) 물질은 ON 상태 및 OFF 상태간의 양호한 콘트라스트를 달성하기 위해 10∼15% 정도의 전압 차를 필요로 한다. 제2도는 예전물질(트위스트 네마틱)과 신규물질(수퍼 트위스트 네마틱)의 광학 및 전압 특성을 비교한 그래프이며, 신규의 물질은 전체 전압의 5∼10% 전압 범위내 또는 2볼트의 드레쉬홀드(threshold)를 갖는 액정 물질을 사용한 시스템에서 0.1 내지 0.2볼트의 작은 전압차내의 거의 모든 범위에서 반사율의 변화를 나타내고 있다. OFF 전압은 액정의 표시를 허용가능한 OFF 상태로 하는 최고 전압 바로 아래의 값으로 유지된다. 이러한 전압을 드레쉬홀드 전압이라 한다. ON 전압은 액정의 표시를 허용가능한 ON 상태로 하는 드레쉬홀드 전압 VTH 보다 약간 높은 전압으로 유지된다. ON 전압과 OFF 전압간의 전압차는 과도 전압이라 한다. 신규의 물질은 드레쉬홀드 전압의 5% 정도의 작은 과도 전압을 갖는다. 이러한 신규 물질은 Hoffman LoRoche가 개발한 180°내지 270°트위스트 네마틱 액정 물질이다. 신규 물질은 감도가 아주 좋기 때문에, 1/256의 작은 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는 신호를 인가함으로써 디스플레이의 픽셀을 적절히 제어할 수 있다. 즉, 하나의 열 구동기로서 1열내의 256픽셀을 직렬로 제어할 수 있다.

액정 디스플레이는 통상 특별한 픽셀 행을 선택하고 그 행의 모든 열을 동시에 활성화시킴으로써 구동된다. 그러한 시스템은 P. Alt 및 P. Pleshko가 "액정 디스플레이의 주사 제한 방법 (Scanning Limitations of Liquid Crystal Display)"이라는 제목으로 발표한 IEEE Trans. 전자 장치, ED-21권 제2호, 146∼155페이지, 1974년판에 개시된 논문에서 설명되어 있으며, 이 논문은 여기서 참고로 기술된다. 640열 및 200행을 갖는 디스플레이는 고전압의 행 선택 신호를 1/200의 시간에 디스플레이의 각 픽셀에 인가함으로써 구동될수 있다. 다른 199/200의 시간동안 각각의 픽셀은 드레쉬홀드 전압보다 다소 작은 바이어스 전압을 갖게 된다. 256행 이상의 디스플레이는 1/256보다 작은 듀티 사이클을 갖지 않도록 하기 위해 디스플레이를 여러부분으로 분할하고 각 부분을 선택적으로 구동함으로써 구동될 수 있다. 그러나, 디스플레이를 여러부분으로 분할하는 것은 추가되는 다른 부분을 구동하기 위해 별도의 오버헤드 회로를 제공하여야 하며 그 결과 비용 및 전력 사용양을 증가시키게 된다.

액정 물질은 결정이 손상되지 않도록 하기 위해 반드시 제로의 순(net) DC 전압으로 구동되어야 한다. 제로의 순 DC 전압을 달성하기 위해 전압의 극성을 반전시키는 여러가지 방법이 사용되고 있다. 그 한 방법은 한 극성의 전압을 인가하여 디스플레이의 모든 프레임을 주사하고 그 다음에 그 극성을 동일한 주사를 위해 반전시키는 것이다.

제3도는 상기한 방법으로 구동되는 디스플레이의 일부에 대한 타이밍도를 나타낸다. 동도에는 행 2의 선택 시간(행 2가 선택됨) 동안 및 근방의 다른 시간(행 1, 행 3-5 및 행 N(N은 마지막 행임)의 선택 시간) 동안에 행 2구동기 및 열 1구동기에 의해 인가된 전압이 도시되어 있다. 타이밍도에 대한 2개의 부분이 위상 1 및 위상 2를 설명하기 위해 도시되어 있다. 위상 2의 시간 동안 위상 1의 정보는 픽셀에 대한 제로의 최종 DC 전압을 얻기 위해 반대의 극성으로서 반복된다. 제3도에 도시된 바와같이, 행 1선택시간을 위한 위상 1의 시간동안 행 2구동기는 V4의 "비선택(unselected)" 전압, 즉 이 실시예에서는 -14.4볼트를 인가한다. 행 2선택시간에서 행 2구동기는 V0의 전압, 즉 이 실시예에서는 0볼트를 인가한다. 행 3선택시간 내지 행 N선택시간 동안 행 2구동기에 의해 인가된 전압은 다시 V4가 된다. 그 다음에 시스템은 위상 2로 이동한다. 행 1선택시간 동안 행 2구동기는 전압 V1, 즉 이 실시예에서는 -1.6볼트를 인가한다. 행 2선택시간에서 행 2구동기는 V5의 전압, 즉 이 실시예에서는 -16볼트를 인가한다. 이어서 행 2구동기는 위상 2의 나머지를 위하여 V1, 즉 -1.6볼트로 복귀된다.

위상 1의 선택시간 동안, 열 1구동기는 비선택시 행 구동기에 의해 인가된 V4 전압의 어느 한측에 1.6볼트인 전압 V3 또는 V5를 인가한다. 따라서 비선택시에 픽셀은 1.6볼트의 전압차를 수신하게 된다.

선택시에, 즉 제3도에서 행 2가 행 2선태시간에 있는 동안 픽셀은 그 행라인과 그 열라인 사이에서 더큰 전압차, 즉 이 실시예에서는 ON 픽셀에 대하여 16볼트를 수신한다. 위상 2의 시간동안 상기 ON 픽셀에 대하여, 행 2는 비선택시 -1.6볼트의 전압을 수신하고 선택시 -16볼트를 수신한다. 열 1구동기는 열 1에 있는 픽셀들의 의도된 상태에 따라 위상 2의 기간동안 0 또는 -3.2볼트의 전압을 인가한다. 제3도에는 또한 행 2 및 열 1에 있는 픽셀이 받는 전압 파형이 도시되어 있다. 행 2 및 열 1의 픽셀은 비선택시 +1.6 또는 -1.6볼트의 전압차를 수신하고 선택시에는 이 픽셀이 ON 픽셀로 되기때문에 +1.6 또는 -16볼트를 수신한다. 픽셀에 의해 수신된 모든 전압의 극성은 위상 2의 기간동안 반전되므로 순 DC 전압은 대략 제로가 된다. 따라서 이 방법은 액정의 수명을 지속시킴에 있어서 만족스럽다. 그러나 행 및 열 구동기의 전압 반전 주파수에 좌우되는 디스플레이 구동기에 대한 전류는 광범한 범위에 걸쳐 변화될 수 있다. 디스플레이는 사람의 눈에 의해 인식 가능한 어떠한 플리커의 발생도 방지하기 위하여 초당 최소 50회(25쌍)가 주사된다. 따라서 전압 반전 사이클의 주파수는 모든 픽셀이 동일 칼라인 경우의 낮은 값인 25Hz로부터 1열에서의 위상 반전이 200행 동안 모든 픽셀에서 발생하는 체커보드 패턴의 경우의 높은 값인 5,000Hz까지 변화할 수 있다. 이러한 200 : 1의 주파수 변화 및 그에 따른 전류 변화는 비효율적 구동 메카니즘을 야기한다. 픽셀에 의해 수신되는 극성 반전 주파수의 차이는 이하에서 기술되는 바와같이 디스프레이의 콘트라스트를 감소시킬 수 있다.

이 감소된 콘트라스트는 픽셀 전압을 나타내는 구형파의 굴곡진 코너가 저주파수에서 보다 고주파에서 RMS 전압을 감소시킨다는 사실에 의해 픽셀로 나타나는 RMS 전압의 변화에 의해 대부분이 발생된다. 액정의 드레쉬홀드 전압은 주파수에 따라 다소 증가되므로, 상이한 픽셀에서 나타내는 극성 반전 주파수의 차이에 의해 콘트라스트를 추가로 감소시키게 된다.

배터리 구동 회로의 경우 그 배터리의 단일 DC 전압은 디스플레이를 제어하는 다중화 회로를 구동하기 위해 복수의 전압으로 변화되어야 한다. 스위칭 조정기는 이러한 목적을 위해 빈번하게 사용된다. 제6도는 연속적인 분압기 및 연산 증폭기가 조합된 종래의 스위칭 조정기를 나타낸다. 배터리는 Vcc와 접지전압간의 전압차를 제공한다. 1차 코일 P61의 제1단은 배터리의 일단자 즉, 이 경우에는 Vcc에 접속된다. 1차 코일 P61의 다른 단은 스위칭 트랜지스터 T61을 통해 접지(배터리의 다른 단자)에 접속된다. 배터리에 의해 전송되는 전력은 스위칭 트랜지스터 T61의 온-타임을 제어함으로써 결정된다. 온-타임이 크면 클수록 1차 코일 P61을 통한 피크 전류 및 이에 대응하여 2차 코일 S61에 전송되는 전력이 더 크게 된다. 다이오드 D61 및 커패시터 C61은 2차 코일 S61과 함게 루프를 형성한다. 2차 코일 S61이 제1방향으로 구동될 경우 전류는 다이오드 D61을 통해 흐르며 커패시터 C61내에 전하가 축적된다. 2차 코일 S61이 반대 방향으로 구동될 경우, 전류는 다이오드 D61을 통해 흐를 수 없으므로 커패시터 C61내에 축적된 전하를 유지한다. 따라서, 커패시터 C61은 복수의 전압(이 예에서는 6개의 전압)을 차례로 발생하기 위한 하나의 전압을 공급하며, 상기 복수의 전압을 액정 디스플레이를 제어하는 멀티플레싱 회로 M6에 공급된다.

멀티플렉싱 회로를 구동하기 위해 사용된 전형적인 전압은 예컨대, 0볼트, 1.6볼트, 3.2볼트, 12.8볼트, 14.4볼트 및 16볼트이다. 이들 6개의 전압은 선택된 행 라인을 구동하기 위한 고전압차(16볼트) 및 각 열에 데이터를 인가하기 위한 저전압차를 제공할 수 있다. 이들 6개의 전압은 ±1.6볼트의 전압차가 각각의 비선택행의 각 열에 인가되도록 하고, 선택된 행의 경우 모든 OFF 픽셀에 대하여 12.8볼트의 전압차가, 모든 ON 픽셀에 대하여 16볼트의 전압차가 인가되도록 한다. 또한, 각각의 픽셀을 통한 결과적인 제로 DC 전압이 제공된다. 제6도의 회로는 주지된 바와같이, 소망의 전압차에 비례하는 저항 R62 내지 R66을 제공하여 상기한 전압 세트를 제공할 수 있다. 저항 R62 내지 R66에 비례하는 전하량이 각각 커패시터 C62 내지 C66에 저장된다.

커패시터내의 상대적 전압을 선택하는데 충분히 큰 전류가 인출되지 않도록 하기 위해서 연산 증폭기 OA62 내지 OA65는 각각 커패시터 C62 내지 C65의 플레이트상에 나타나는 전압을 수신하고, 전압 V1 내지 전압 V4를 갖는 증폭된 출력 신호를 제공한다. 또한, 연산 증폭기는 커패시터 C66의 저전압 플레이트에서 인출된 전류를 증폭할 수 있고 증폭된 신호를 V5에 제공한다. 제6도에 도시된 바와같이 택일적으로 플로우어 트랜지스터 T66은 저항 R67의 가변 전압 라벨보다 큰 트랜지스터의 T66의 베이스-에미터 전압 강하에 의해 라인 V5에 전압을 제공한다.

이러한 연속적인 분압기 연산 증폭기는 전력의 사용시 효과적으로 발생되지 않는다. 제6도의 실시예에서, 연산 증폭기중 어느 하나로부터 1.6볼트 출력 펄스를 발생하기 위해서는 연산 증폭기를 16볼트 전원으로부터 구동시키기 위해 전류원이 필요하다. 따라서, 연산 증폭기는 상당한 전력을 분배한다. 하나의 연속적인 분압기는 통상 30-300밀리와트의 전력이 필요하며, 이 전력은 전형적인 200대 1의 다중화 디스플레이에서 그 디스플레이의 커패시터 부하에 의해 실제로 필요한 10 대 100의 비율이 된다.

제6도의 회로는 제3도에 도시된 6개의 전압 레벨을 공급할 수 있다. 제3도의 방법을 사용할 경우에 픽셀은 제로에 가까운 평균 DC 전압을 수신한다. 저항기는 상대적 전압을 결정하기 때문에, 저항 값의 변동은 제로 근방에서 순 DC 전류를 다소 변동시키게 되어 액정의 수명을 감소시킨다.

제4a도 내지 제4c도에 도시된 바와같이, 디스플레이를 구동하는 다른 방법은 J. R. Hughes에 의해, "고-레벨 다중화 트위스트 네마틱 액정 디스플레이의 콘트라스트 변동(Contrast Variations in High-Level Multiplexed Twisted Nematic Liquid-Crystal Displays)"이라는 제목으로 발표한 IEEE 회보, 제133권, 제4호, 1986년 8월판의 논문에 개시되어 있으며, 이 방법은 행이 활성화(선택)되는 제1주기 동안 행구동기에 인가된 전압이 제1극성이 되고, 제2주기 동안 전압이 그 반대 극성이 되도록 모든 행 선택시간마다 2배의 펄스 극성을 반전시키는 것이다. 상기 Hughes의 논문은 여기서 참고로 기술된다. 매초당 50의 주사율로 픽셀의 200행을 갖는 디스플레이를 주사하기 위한 Hughes의 방법에 있어서, 모든 픽셀이 단일 칼라로 되는 디스플레이의 하나의 열 구동기는 매행단 2배의 인가 전압을 변화시킨다. 상기 인가 전압의 반전이 증가함에 따라 그 구동 주파수는 감소된다. 이것은 제4a도 내지 제4c도의 픽셀 파형으로 나타낼 수 있다. 제4a도는 디스플레이의 일부에 대한 비트맵을 나타낸다. 제4a도에 도시된 바와같이, 행 2 열 1의 픽셀 및 행 4 열 1의 픽셀들은 흑색(OFF)으로 되고 다른 픽셀들은 백색(ON)으로 된다. 따라서, 열 1의 픽셀은 선택적 패턴의 픽셀이 되는 반면, 열 2의 픽셀은 하나의 칼라로 된다. 제4b도는 디스플레이의 행 1∼3 및 열 1∼2에 대한 파형을 도시한다. 행 1선택시간의 제1시간 동안 행 1은 고전압을 수신하고, 행 1선택시간의 제2시간동안 행 1은 저전압을 수신한다. 이들 전압은 예컨대 ±14.4볼트가 될 수 있으며, 또한 라인 V0 내지 V5를 디스플레이에 적합하게 접속함으로써 제6도의 분압기 회로로부터 얻어질 수 있다. 행 2선택시간은 행 1에 대해 비선택된 시간이다. 비선택 시간동안 행 1은 제로 볼트 신호를 수신한다. 행 2선택시간 동안 행 2는 먼저 고전압을 수신하고 이어서 저전압을 수신하며, 또한 행 3선택시간 동안 행 3은 먼저 고전압을 수신하고 이어서 저전압을 수신한다. 따라서 각각의 행은 선택시간의 제1시간동안 고전압으로 동작되고 이어서 선택시간의 제2시간동안 저전압으로 동작된다.

행 1 및 열 1에서 ON 픽셀을 생성하기 위해 행 1선택시간의 제1시간동안 열 1은 저전압, 예를들어 -1.6볼트를 나타내고, 행 1선택시간의 제2시간동안 열 1은 고전압, 예를 들어 +1.6볼트를 나타낸다. 행 2 및 열 1에서 OFF 픽셀을 생성하기 위해 행 2선택시간 동안 열 1구동기는 고전압에 후속해서 저전압을 나타낸다. 행 3 및 열 1의 ON 픽셀을 생성하기 위해 행 3선택시간에서 열 1구동기는 로우신호를 시작되어 하이 신호로 이동한다. 이러한 반전은 행 4를 위해 발생하며 다시 행 5를 위해 그 반전이 발생된다.

제4c도를 도시된 바와같이, 제4c-1도 및 제4c-2도를 비교하면, 행 2선택시간의 말기 및 행 3선택시간의 초기 사이에 있는 행 1 및 열 1의 픽셀에 의하여 나타나는 전압의 변화는 없다. 이와 유사하게, 행 3에서 행 4로 및 행 4에서 행 5로 전이할 때에는 행 1 및 열 1의 픽셀에 의하여 나타나는 전압 변화도 없다. 이러한 비선택 시간동안 행 1 및 열 1의 픽셀에 대한 반전 주파수는 한 행 시간에서 다음 행 시간으로 전이하는 주파수와 동일하다. 이 실시예의 경우 반전 주파수는 5㎑이다.

제4c도의 열 2는 모두 ON 픽셀을 갖는다. 따라서 열 2구동기는 모든 픽셀에 대해 저전압을 제공하고, 후속해서 고전압을 제공한다. 열 2의 픽셀은 모든 행 시간에 대해 2회 반전된다. 상기 실시예의 경우에는 그 반전 주파수는 10㎑이다. 열 구동기는 체커보드 패턴을 인가하는 열 구동기가 5㎑의 주파수에서 전압을 변화시키는 동안 10㎑의 주파수에서 전압을 변화시킨다. 따라서 Hughes의 방법은 제3도의 방법의 200:1의 변화보다 전압 반전 주파수의 2 : 1 변화만을 열 구동기에 생성한다.

디스플레이는 통상적으로 체커보드 패턴이 아니라 단일 칼라에 대한 영역을 크게하기 때문에 Hughes 장치에 대한 열 구동기는 최대 주파수에 가까운 주파수는 평균 동작을 하게 된다. 단이 픽셀을 구동시키기 위한 전류는 다음식으로 결정된다.

I=CVF

여기서, I는 전류, C는 액정 물질이 극성을 스위치하는 것과 동일한 동작을 하는 커패시터인 픽셀의 커패시턴스, V는 픽셀양단의 피크 전압차, F는 구동 전압의 주파수이다. 전체 디스플레이를 구동하는 전류는 개별 픽셀을 구동하기 위한 전류를 가산함으로써 결정된다. 따라서 주파수가 10㎑에 근접한 Hughes 방법으로 장치를 구동하는 전류는 고전류 상태가 일정기간 유지되어야 하므로 상기 장치는 상당히 높은 전력을 필요로 하게 한다. 구형파 펄스의 경우 전력은 다음 식으로 나타낼 수 있다.

P=CV²F

저전류가 필요한 장치를 구동하는 방법을 이용하는 것이 바람직함에 따라서 저전력을 사용한다.

픽셀 전압 극성 반전 주파수가 이른바 크로스-토크(Cross-talk)가 발생하는 현상의 페턴에 좌우되는 화상의 일부분에서 다른 부분으로의 2 : 1 비율정도로 변화하는 구동 방법에 있는데, 상기 크로스-토크 현상은 체커보드 패턴 영역에 직접 인접하는 고체 영역의 백색 배경이 체커보드 패턴영역의 배경보다 어두워지는 것을 말한다. 픽셀에 의해 나타나는 파형(예컨대 제3도 및 제4c도의 파형 참조)은 그 코너가 다소 원형이므로, 고주파에서 픽셀에 의해 나타나는 RMS 전압값은 저주파에서의 RMS 값보다 다소 낮다. ON 픽셀에 인가되는 전압차는 OFF 픽셀에 인가되는 전압차보다 약 5%만이 크게 되므로, RMS 전압의 1% 편차는 ON과 OFF 사이의 전압차에서 20% 편차가 되어 픽셀 칼라는 이들 작은 전압 변화에 상당히 민감하게 된다. 따라서, 전압 극성 반전 주파수는 크로스-토크되지 않도록 모든 화상 패턴에 대해 근접하는 상수가 되는 것이 바람직하다.

[발명의 개요]

본 발명은 액정 디스플레이를 구동하는데 필요한 전력을 충분히 감소시키고 디스플레이된 화상의 품질을 개선하기 위한 방법의 조합을 사용한다. 이들 방법은 디스플레이에서 픽셀의 행 및 열을 구동하기 위한 몇몇 신규의 방법과 필요한 구동 전압을 발생하기 위한 신규의 방법과, 그 구동 전압을 조정하기 위한 신규의 방법을 포함한다.

[3개의 소스로부터의 모든 구동 전압]

본 발명은 기준 전압에 부가하여 3개의 발생 전압만을 사용하는 OFF 픽셀 및 ON 픽셀에 열 전압을 인가하는 방법을 제공한다. 2개의 열 전압은 4개의 전압 소스를 제공하는 종래의 방법이 바로 동일한 크기를 갖는 것처럼 동일한 크기를 갖도록 발생된다. 그러나 본 발명의 방법에 따르면 2개의 열 전압간의 소정의 전압차는 다른 시간에서 2개의 전압을 동일 픽셀에 택일적으로 인가함으로써 상쇄된다. 이들 2개의 열 전압은 공통 기준점의 상·하에 접속된다. 하나의 행 전압 소스는 이 기준점에 택일적으로 접속되는 극성을 갖는다. 그 기준점에 접속되지 않는 하나의 열 전압 소스의 극성은 OFF 픽셀이 디스플레이되는 열 라인에 접속되며, 기준점에 접속되지 않는 다른 열 전압 소스의 극성은 ON 픽셀이 디스플레이되는 열 라인에 접속된다. 선택된 행의 경우 기준점에 접속되지 않는 행 전압 소스의 극성은 행 라인에 접속되고, 비선택된 행의 경우 기준점은 행 라인에 접속된다. 행 접압 소스의 극성이 행 라인 및 기준점에 접속되고, 열 전압 소스의 극성이 ON 및 OFF 픽셀에 공급되는 것을 동시에 선택함으로써, 2가지 목적이 달성된다. 2개의 열 전압 소스의 크기들간의 소정의 전압차는 픽셀이 인가된 전압차의 RMS 적분값을 제공하므로서 상쇄되어, 그 인가된 픽셀 전압은 액정 드레쉬홀드 접압에 따라 정확히 조정될 수 있고 양호한 화질이 유지된다. 다음으로, 픽셀에 인가된 비상쇄 DC 평균 전압을 생성하는 2개의 열 전압들간의 전압차는 열 전압 소스가 동시에 권취된 변압기의 2차 권선이 될 수 있기 때문에 충분히 작게 될 수 있으며 정확히 동일하게 제어될 수 있다. 3개의 전압을 발생시키고 분압기 혹은 연산 증폭기를 사용함이 없이 그 전압을 픽셀에 직접 인가하는 방법은 200행을 가진 디스플레이에 대해 소정 크기의 전력을 절감한다.

[픽셀에 의해 나타나는 주파수의 최소 변동에 대한 위상 반전 타이밍과 3개의 전압 소스에 의해 구동되는 부하의 개선된 트랙킹]

행 및 열을 구동하는 한 주사 방법으로 대향 전압이 각 행 선택시간의 1/4 시간중에 행 및 열에 인가되는 Hughes 방법과 유사하다. 그러나, 이 주사 방법은 고전압과 저전압중 어느 하나가 우선 인가되는 것을 포함한다. 홀수행들은 그 홀수 행이 고전압 구동펄스에 이어서 저전압 구동펄스가 선택되는 시간동안 수신하며, 짝수 행들은 그 짝수 행이 저전압 구동펄스에 이어서 고전압 구동펄스가 선택되는 시간동안 수신한다. 물론 홀수 및 짝수 행은 일프레임 주사에서 다음 주사까지 반전 혹은 교대로 배치될 수도 있다(일프레임은 디스플레이 스크린상의 모든 행이다). 행 시간동안 인가되는 열 전압의 극성은 행이 홀수 또는 짝수인지의 여부 및 픽셀이 ON 또는 OFF로 되는지의 여부에 좌우된다. 픽셀은 그 행 및 열 전압간의 차를 나타내므로, 행 선택 전압이 그 선택시간의 제1시간동안 하이 상태로 되고, 픽셀이 ON으로 될 경우, 열 전압은 그 행 선택시간의 제1시간동안 열 전압이 로우 상태로 된다. 다음 행은 선택시간의 제1시간동안 로우이고 선택시간의 제2시간동안 하이가 되는 선택 전압을 갖게 된다. 따라서, 그 동일 열에서 ON 픽셀의 경우 다음 행을 제외하고 열 선택 전압은 처음 하이에서 다름 로우로 된다. 이러한 시퀀스는 화상이 고정 칼라일 경우 행 및 열에 대한 구동 주파수를 행이 선택되는 시간의 중간 및 말기에서 구동 전압의 위상이 스위치되는 방법의 1/2이 된다. 상기 실시예의 경우, 이 방법은 Hughes 방법에 비해 절반에 가까운 평균 구동 주파스를 얻을 수 있게 되어 구동 전류가 비례적으로 감소되고, 디스플레이에 사용되는 전력을 감소시키는 결과를 초래한다.

이 방법의 장점은 픽셀에 의해 나타나는 주파수가 단지 2 : 1로 변화하는 것이며, ON 픽셀이 주로 OFF 디스플레이에 가산되므로서 행 및 열 전압 소스로부터 인출되는 전류로 대응 전압이 증가하여, 3개의 소스중 한 소스로부터의 전압 조정은 3개의 전압 소스 모두에 대해 정확한 전압을 생성하게 한다.

[상수 주파수에 대한 위상 반전 타이밍과 2개의 프레임 주사에 의한 전류 및 최소 평균 전력]

행 및 열을 구동하는 제2주사 방법은 2개의 프레임이 평균될 경우 일정한 스위칭 주파수를 제공하여, 주파수-유도 크로스-토크(체커보드 패턴 영역에 직접 인접하는 고정 영역의 백색 배경이 체커보드 영역의 배경보다 어둡다)를 거의 완전히 제거하는 것이다. 또한, 이러한 제2방법은 일정한 전류를 인출한다. 제2주사 방법에 따르면, 위상은 행 시간의 말기에서 모든 2개의 행마다 반전되어 홀수의 행이 제공된다. 단일 픽셀이 그들 주위의 칼라와 상이할 경우 단일 프레임 주사를 통해 반전하는 픽셀 전압의 주파수는 변화되지 않는다. 체커보드 패턴은 90도 시프트되지만, 일프레임 주사를 통해 반전하는 픽셀 전압의 주파수는 변화되지 않는다. 몇개의 무작위 패턴은 일프레임의 타임스팬(span)을 통해 주파수의 변화를 제공하지만, 다음 프레임을 통한 주파수의 변화는 2프레임의 타임스팬을 통한 소정의 패턴에 대해 일정한 주파수를 제공하는 반대 방향으로 된다. 이 방법에 있어서, 소정의 홀수열 상에서 모든 제로로부터 모든 열로의 데이터 전송은 프레임 시간당 1/2 주기를 감산하고, 짝수열 상의 모든 제로로부터 모든 다른 열로의 데이터 전송은 프레임 시간당 1/2주기를 가산한다. 1비트 혹은 1행의 단일 전송은 평균 주파수에 영향을 미치지 않는다. 이것은 각 행이 이전의 프레임 시간내에 주사된 이후에 홀수 행 시간동안 주사하기 때문이다.

따라서 복수의 화상에 있어서 이 주사 방법은 우수한 화질을 얻게 된다. 그 단점은 전원 장치가 2개의 프레임 시간보다 훨씬 짧은 시정수를 가지며 단일 프레임 반전보다 작은 픽셀 전압의 반전 주파수에 응답하는 것이다. 20밀리초 프레임 시간동안 픽셀 반전 전압의 저주파수는 디스플레이에 대한 전압을 변경하여 디스플레이 화질을 감소시킨다. 데이터 전송이 위상 반전과 동시에 발생되는 특별한 데이터 패턴은 일프레임 시간 혹은 프레임 시간의 일부를 통해 제로의 픽셀 전압 반전의 주파수를 실제로 발생시킬 수 있다. 제로 주파수 혹은 저주파수에서 전원 장치는 일정한 전압을 유지하기 위해 소스 전류 대신에 열 측상에서 싱크되어야 한다. 이하에 상세히 기술되는 바와 같이, 싱킹 전류(sinking current)는 다이오드를 통해 역 방샹으로 흐르는 전류를 필요로 한다. 그 대신에 공급 전압은 축적될 수 있고 바람직한 전압은 일정하게 유지되지 않게 된다. 특정 화상에 대한 이러한 바람직하지 않은 전압 변화를 방지하기 위해서는 부하가 가해지지 않을 경우 전력을 소모하는 열 구동기상에 부하가 필요하다.

열 구동기에 대한 논리회로를 열 구동기 공급 전압부하로서 사용하는 것이 가능하게 되어, 제8도와 관련하여 개시되는 바와같이 전력 소모를 방지할 수 있다. 열 논리 회로가 부하로서 사용될 경우, 2행마다의 위상 반전은 양호한 화질과 일치되는 저전력을 위해 최적화된다.

[상수 전류에 대한 위상 반전 타이밍과 2개의 프레임 주사에 의한 주파수 및 일프레임 시간보다 비교적 짧은 시간을 통해 제로로 되지 않는 최소 주파수]

제3주사 방법은 모든 8행마다 6회 위상 반전을 이용한 2개의 프레임의 스팬을 통하여 일정한 전류 및 주파수를 달성한다. 2회의 위상 반전은 행시간의 중간에서 발생하고, 4회의 위상 반전은 행시간의 말기에서 발생한다. 이러한 제3방법은 단일 픽셀 변화, 체커보드, 모든 제로에서 모든 위상 및 전체 행에 대한 제2주사방법과 동일한 주파수 변동을 갖는다. 단일 프레임 시간에 걸친 주파수 변동에 있어서, 2행마다 반전하는 제2방법은 0과 5㎑ 사이의 단일 프레임에 따른 주파수 변동을 제공할 수 있고 제3위상 반전 타이밍 방법은 위상을 행시간의 중간에서 2회 반전하며, 행 시간의 말기에서 4회 반전하는 1.25와 6.25㎑ 사이의 단일 프레임 시간에 따라 주파수 변동을 제공할 수 있다. 따라서, 제3방법에 대한 전력 소비율이 제2방법 보다는 다소 크지만, 짧은 주기에 걸친 전력변동은 진술한 제2방법에 비해 크지 않으므로, 전력 공급은 전압을 보다 정확하게 유지할 수 있다.

짧은 시간간격에 걸쳐 일정한 주파수를 유지시킬 경우, 제1주사 루틴이 바람직하다. 예를들면 짧은 스팬에 따른 주파수 변화에 스크린이 보다 민감하게 되는 작은 과도 전압을 이용할 수 있도록 고주파수에서 주사될 경우, 제1주사 루틴이 바람직하다.

열 논리회로가 부하로서 사용될 경우, 제2위상 반전 주사 방법은 저전력을 위해 최적화 된다.

열 논리회로가 부하로서 제공될 수 없을 경우, 제3방법이 바람직할 수 있다.

[양호한 트래킹, 온도 보상 및 저전력을 갖는 전압피드백]

상기한 위상 반전 타이밍 기술중 어느 하나를 이용하는 본 발명은 행 혹은 열 라인에 인가될 발생 전압중 어느 한 전압으로부터 피드백을 취하며, 전압이 발생되는 동안 이들 3개의 발생 전압의 크기를 제어하도록 정기적으로 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 각각의 픽셀은 시간의 일부 선택기간, 예컨대 디스플레이가 픽셀의 200행을 포함하는 경우 1/200의 시간동안 픽셀의 상태를 제어하기 위해 구동 펄스를 수신한다.

나머지 비선택된 199/220의 시간동안, 픽셀은 드레쉬홀드 전압(디스플레이가 OFF를 허용할 수 있는 최고 전압)에 가까운 크기를 갖는 일정한 저전압(비선택된 전압)을 수신하며, 그 극성 및 진폭은 동일 열의 다른 비선택된 픽셀이 구동되는 상태의 기능으로 동작하지는 않는다. 상기 비선택 전압이 조정될 전압으로서 사용될 경우, 작은 선택 시간동안 인가된 전압차가 픽셀 물질에 의해 적분되어 선택된 시간동안 OFF 신호를 인가함으로써 발생되는 평균 RMS 전압의 작은 변화는 픽셀을 OFF로 유지시키며, ON 신호를 인가함으로써 발생되는 평균 RMS 전압의 큰 변화는 픽셀을 ON으로 되게 한다. 대부분의 시간동안 인가되는 저전압은 구동 전압을 조정하기 위해 바람직하게 사용된다. 이것은 저전력 및 양호한 콘트라스트를 위해 최적화된 시스템에서 픽셀에 인가된 다수의 RMS 전압이 저전압 공급 장치에서 제공되기 때문이다.

상기 RMS 전압은 전압을 발생하기 위한 오실레이터를 턴온 또는 턴오프하는 바이폴라 트랜지스터의 베이스로 피드백되는 것이 바람직하다. 기준 전압으로서 트랜지스터의 베이스-에미터 전압 강하를 이용하는 것은 바이폴라 트랜지스터의 베이스-에미터의 전압 강하가 액정 물질의 드레쉬홀드 전압과 거의 동일한 온도 변동을 추가로 갖게 되어, 트랜지스터는 디스플레이를 위해 필요한 온도 보상을 실제로 제공한다.

스위칭 조정기는 그 스위칭 조정기에 의해 구동되는 다수개의 권선을 통해 인출되는 전류들 사이에서 일정한 비율로 최적하게 조정한다. 권선 전류가 상이한 종류의 화상을 위한 200:1의 인자로 변화되는 종래의 방법중 어느 하나의 방법으로는 비용이 저렴한 단일 자기 코어 스위칭 조정기를 사용할 수 없으며, 여기에 기술된 방법에 있어서는 동일한 전압 조정 효과를 얻을 수 있다. 또한 상술한 연속적인 분압기에 의해 실행된 것으로서 5개의 추가 전압이 발생되는 스위칭 조정기는 사용될 수 없는데, 이는 주파수가 단지 2 : 1로 변화될지라도, 5개의 소스에 의해 구동될 부하의 변화는 디스플레이 화질이 허용가능한 범위로 인가되는 전압이 변경될 수 있기 때문이다. 이러한 효과는 제7도와 관련하여 상세히 설명될 것이다.

또한 낮은 전력 시스템을 얻기 위하여 본 발명의 스위칭 조정기는 분압기와 연산 증폭기를 갖는 전원 장치보다 적은 부품을 사용하며, 비용을 절감할 수 있다. 또한, 여기서 사용된 스위칭 조정기는 임계 전압 레벨(열 구동기 바이어스 전압)로부터의 피드백 전압 신호로 조정되어 픽셀에 인가된 RMS 평균 전압 레벨의 보다 정확한 제어를 제공한다. 따라서, 액정 디스플레이의 픽셀에 인가되는 OFF 전압은 양호한 콘트라스트가 유지되기 위해 드레쉬홀드 전압에 최적으로 근접될 수 있다. 추가로 스위칭 조정기는 크기가 거의 동일하지만 극성이 반대인 전압을 제공할 수 있으므로 제로에 가까운 집적화된 DC 소자를 갖는 픽셀에 의해 나타나는 전압을 발생시킨다. 행 및 열 구동기 사이의 전류 비율이 화상의 대부분의 형태에 대해 거의 일정하기 때문에 디스플레이 화질은 양호하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 스위칭 조정기는 한 행에서 다음 행까지의 행 선택 전압의 극성을 변경시키지 않는 Hughes에 의해 예시된 방법 뿐만 아니라 상술한 바람직한 주사 방법에 대해 감소된 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, Hughes 방법에 있어서는 행 구동기를 위해 증가하는 전류가 통상 열 구동기를 위해 감소하는 전류에 의해 달성되기 때문에, 상기 조정전압은 불규칙하고 화질은 저하될 수 있다.

[상세한 설명]

제5a도에 도시된 바와같이, 행 1 열 1, 행3 열 1 및 행 3-7 열 2에서 픽셀의 상태는 OFF(이 실시예에서는 흑색)이고, 예시되어 있는 다른 픽셀의 상태는 ON(이 실시예에서는 백색)이다. 픽셀의 상태는 그 픽셀의 한측면상의 행라인과 그 픽셀의 다른 측면상의 열라인 사이에 인가된 전압의 RMS 평균에 의해 결정된다. 낮은 RMS 전압은 반드시 행 1 열, 행 3 및 열 1 및 행 3-7 열 2에서 픽셀에 인가되어야 하며, 예시된 나머지 픽셀에는 인가되지 않아야 한다. 액정의 긴 수명을 유지하기 위해서 디스플레이에서 각 픽셀에 인가된 평균 DC 전압은 제로가 되어야 한다.

제5b도는 먼저 7개의 행 선택시간 동안 행 1-3과 열 1 및 열 2에 인가된 파형을 도시한다. 각각의 행 선택시간 동안 동일 크기의 전압 및 대향 극성은 각 행 및 각 열에 행 선택시간의 제1기간 동안 제1극성과 행 선택시간의 제2기간동안 제2극성이 교대로 인가된다. 위상 클럭 PC1은 행 라인에 인가되는 행 선택 전압의 극성이 행 선택시간 동안 위상 클럭 PC1의 극성과 동일한 행 선택 전압의 극성이 인가되는지의 여부를 결정한다. 위상 클럭 PC1 및 픽셀의 상태는 열 전압의 극성이 열 라인에 첫번째로 인가되는지의 여부를 결정한다.

제5b도에 도시된 바와같이, 행 1선택시간 동안 위상 클럭 PC1은 저전압으로 초기에 제공된다. 중간 내지 행 1선택시간에는 위상 클럭 PC1은 고전압으로 이동된다. 위상 클럭 PC1은 행 2선택시간의 제1기간동안 고전압을 유지하고 행 2선택시간의 나머지 기간동안 저전압으로 이동한다. 로우 신호는 행 3선택시간의 제1기간동안 유지된다. 이러한 방법으로 위상 클럭 PC1은 행 선택시간 스위치와 동일한 주파수에서 스위치되지만 행 선택시간의 스위칭과 함께 180°의 위상을 출력한다. 행 선택 전압의 극성은 위상 클럭 PC1의 극성에 의해 결정된다. 따라서, 제5b도에 도시된 바와같이, 행 1선택시간 동안 행 1구동기는 첫번째로 저전압을 행1에 인가하고 이어서 고전압이 인가된다. 제5b도에 도시된 바와같이, 행 1선택시간의 제1기간동안 인가되는 낮은 행 1선택전압은 -16볼트이고, 행 1선택시간의 나머지 기간동안 인가되는 높은 선택전압은 +16볼트이다. 행 1선택시간의 말기 및 행 2선택시간의 초기에서 행 1구동기는 0볼트의 전압으로 복귀된다. 이때, 행 2가 선택된다. 행 2선택시간의 초기에서 하이 상태가 위상 클럭 PC1에 의해 결정됨으로써, 행 2는 먼저 고전압을 수신하고 이어서 저전압이 수신된다. 행 3선택시간 동안 행 3은 먼저 저전압을 수신하고 이어서 고전압이 수신되고 다시 위상 클럭 PC1에 의해 결정된다.

열 1구동기는 행 1 열 1에서 픽셀의 상태를 결정하기 위해 행 1선택시간 동안 데이터 신호를 인가한다. 제5a도에 도시된 바와 같이 이 픽셀의 상태는 OFF이다. OFF 신호를 전송하기 위해 열 1구동기는 행 1시간에서 저전압으로 기동하여 고전압으로 이동하는 동안 위상 클럭 PC1의 위상을 정합시킨다. 행 1선택시간동안 행 1의 모든 열에 대한 OFF 신호가 의도될 경우, 열 구동기는 로우 신호가 먼저 인가되고 이어서 하이 신호를 인가한다. ON 신호가 되는 행 1의 모든 열에 대해서 상기 열 구동기는 하이 신호가 먼저 인가되고 이어서 로우 신호가 인가한다. ON 신호가 되는 행 1의 모든 열에 대해서 상기 열 구동기는 하이 신호가 먼저 인가되고 이어서 로우 신호가 인가된다. 따라서 행 1 열 2에서 픽셀이 ON이 되므로서 열 2구동기는 행 1선택시간동안 고전압에 이어서 저전압을 인가한다. 제5b도의 실시예에 도시된 바와같이 하이 열 전압은 +1.6볼트이고, 로우 열 전압은 -1.6볼트가 된다.

행 및 열에 인가되는 상기한 신호들의 조합은 제5c도에 도시된 바와같은 픽셀 전압 파형을 생성한다. 행 1선택시간의 제1기간동안 행 1 열 1의 픽셀은 -16-(1.6), 즉 -14.4볼트의 전압차를 나타내고 행 1 선택시간의 제2기간동안 상기 픽셀은 +16 -1.6, 즉 +14.4볼트의 전압차를 나타낸다. 비선택된 나머지 시간동안 행 1 열 1의 픽셀은 +1.6볼드 또는 -1.6볼트의 전압차를 나타낸다. 그 크기 및 전압차의 극성은 픽셀의 반사 상태를 반영하지 않는다. 픽셀은 RMS 식에 의해 수신되는 연속 전압 신호를 적분한다. 따라서 RMS 전압은 이하의 식에 의해 결정되는 행 1 열 1의 OFF 픽셀에 의해 수신된다.

여기서, V_OFF=OFF 픽셀에 의해 수신된 RMS 전압,

V행=행 선택 전압의 크기,

V열=열 전압의 크기,

N=다음값,

=1.893볼트

을 생성하는 디스플레이에서 행의 번호.

신규의 트위스트 네마틱 액정 디스플레이 물질, 특히 "더블 수퍼-트위스트(double super-twist)"라고하는 신규의 270°트위스트 네막틱 물질에 있어서, 인가 전압에 응답하는 픽셀에 대한 시정수는 약 200밀리초, 즉 약 1/5초이다. 컴퓨터 모니터의 종래의 액정 디스플레이는 픽셀의 200행에 의해 약 640열이 된다. 디스플레이는 통상 플리커를 방지하기 위해 매초당 각각 25배의 양 및 음의 최소값으로 주사된다. 따라서, 200행의 각각은 약 1/200×1.50초 또는 약 100마이크로초에 대하여 선택된다. 디스플레이가 200행이고 각각의 프레임이 매초당 혹은 20밀리초마다 50배로 리프레시되는 상술된 실시예에 대하여 픽셀은 높은 흡수도를 나타내기 위해 상기 OFF 경우에 응답하도록 약 10프레임 리프레시가 요구된다.

행 2 열 1의 픽셀은 ON 픽셀로 된다. 따라서 제5b도에 도시된 바와같이 행 2시간동안 열 1의 구동기는 위상 클럭 PC1에 대한 극성에 대향하는 신호를 나타낸다. 열 1구동기는 행 2선택시간의 제1기간동안 저전압을 인가하고 행 2선택시간의 제2기간동안 고전압을 인가한다.

제5c도에 도시된 바와같이 행 2 열 1의 픽셀은 행 2 선택시간의 제1기간동안 +16-(-1.6), 즉 +17.6볼트의 전압을 수신하고, 행 2선택시간의 제2기간동안 -16-(+1.6), 즉 -17.6볼트의 전압을 수신한다.

이 픽셀은 다른 199행 시간동안 다음식으로 결정되는 적분된 ON 전압에 대하여 +1.6볼트 또는 -1.6볼트의 전압을 수신한다.

=2.024볼트

OFF 픽셀의 적분된 RMS 전압과 ON 픽셀의 적분된 RMS 전압간의 차이는 약 6.9%이다 회로 전압을 조정하는 것에 유의하면 이러한 작은 전압차는 제2도에서 그래프로 표시된 바와같이 ON 및 OFF 픽셀간의 양호한 콘트라스트를 충분히 발생한다.

열 구동기에 의해 인가되는 전압 레벨은 각각의 행 선택시간을 통하여 중간으로 변화된다. 그러나, 열 구동기에 의해 인가되는 전압은 그 열에서 다음 픽셀의 상태가 상이할 경우에만 행 선택시간의 말기에서 변화된다. 동일 열의 인접한 행에서의 픽셀, 즉 예컨대 열 1 행 4-7(제5a도 참조)의 픽셀이 동일한 상태를 가질 경우, 행 1의 구동기에 의해 인가된 신호(제5b도 참조)는 단지 5㎑의 주파수에서 변화된다. 그 반면 예컨대 행 시간 4-7에서 행 1-3 열 1의 픽셀의 비선택된 시간동안 반전 주파수는 5㎑이다. 디스플레이가 일반적으로 일칼라의 연속 부분만을 갖게 되므로 열 구동기의 반전 주파수는 10㎑의 최소값보다 5㎑에 근접하며, 이는 본 발명의 주요한 장점이 된다.

본 발명의 스위칭 조정기에 대한 동작은 제7a도, 제8도 및 제9도에서 도시된 실시예에서 기술할 것이다. 제7a도의 스위칭 조정기 회로가 바람직하지 않고 제8도 및 제9도의 회로가 바람직한 것을 이하에서 설명한다.

제7a도는 저항 및 연산 증폭기를 사용하지 않고 제6도의 회로에 의해 발생되는 동일한 5개의 전압을 발생하기 위한 스위칭 조정 회로를 나타낸다. 전류 경로는 공급 전압 Vcc로부터 1차 권선 P71 및 트랜지스터 T71을 통해 접지로 연결된다. 제2차 권선 S71 내지 S75는 1차 권선 P71에 의해 구동된다. 2차 권선 S71은 커패시터 C71 및 다이오드 D71로 루프를 형성한다. 1차 권선 P71은 다이오드 D71을 통해 2차 권선 S71에서 순방향으로 전류를 구동시킬 경우, 커패시터 C71은 충전된다. 1차 전류가 다이오드 D71의 역방향으로 전류를 전송하도록 2차 권선 S71을 구동시킬 경우, 전류는 흐를 수 없고 커패시터 C71 상에는 충전이 유지된다. 따라서 커패시터 C71은 멀티플렉서 입력 단자 V1 및 V4 사이의 전압차를 제공한다. 이와 유사하게, 2차 권선 S72는 커패시터 C72 및 다이오드 D72로 루프를 형성하고, 커패시터 C72는 충전되며 멀티플렉서 입력 단자 V1 및 V0 사이의 전압차를 제공한다. 또한 2차 권선 S73, 커패시터 C73 및 다이오드 D73은 입력 단자 V1 및 V2 사이의 전압차를 제공하며; 2차 권선 S74, 커패시터 C74 및 다이오드 D74는 입력 단자 V3 및 V4 사이의 전압차를 제공하고; 2차 권선 S75, 커패시터 C75 및 다이오드 D75는 입력 단자 V4 및 V5 사이의 전압차를 제공한다. 1차 권선 P71을 통하는 전류는 제어 전압을 트랜지스터 T71의 베이스 B71에 인가함으로써 제어된다. 전압 조정기 라인 VREG는 고전압이 트랜지스터 T71의 베이스 B71에 인가되는 시간의 길이를 차례로 제어하는 오실레이터 O71로 피드백된다. 대부분의 시간동안 트랜지스터 T71를 턴온함에 따라서 대부분의 시간동안 오실레이터 O71이 차례로 턴온 될 수 있다. 대부분의 시간동안 1차 권선 P71의 동작은 커패시터 C71 내지 C75 상에서 충전이 증가하는 대분분의 시간동안 2차 권선 S71 내지 S75에서 전류가 발생될 수 있다. 따라서 멀티플렉서 M7의 입력부 V0 내지 V5에 인가된 전압의 크기는 전압 조정기 VREG로부터의 피드백을 사용하여 트랜지스터 T71의 턴온시간을 제어함으로써 제어될 수 있다.

그러나, 전압 V0 내지 V5의 상대적인 값은 각각의 코일의 권선수에 의해 결정된다. 이 경우 2차 권선 S72, S73, S74 및 S75 상의 권선수는 동일하다. 제7a의 회로는 다음의 이유로 허용될 수 없다. 커패시터 C72, C73, C74 및 C75에 인가되는 전압은 멀티플렉서 M7의 입력 V0, V2, V3 및 V5에 의해 인출되는 전류가 동일한 경우만이 동일하다. 단자 V0 및 V5는 동일 신호의 선택적 위상에 공급전압, 예컨대 모든 ON 픽셀의 열 전압을 공급하므로서 전류가 동일하게 되어 캐패시터 C72 및 C75에 인가된 전압은 동일하게 된다. 또한 멀티플렉서 입력 V2 및 V3에 대해서도 동일하다. 따라서 커패시터 C73 및 C74에 인가되는 전압은 동일하다. 그러나 V0는 ON 픽셀을 구동하고 V2는 OFF 픽셀을 구동함으로서 단자 V0를 통하는 전류는 ON 픽셀 수가 OFF 픽셀수와 동일한 경우에만 단자 V2를 통하는 전류와 동일하다. 단자 V3 및 V5에 대해서도 마찬가지이다.

제7b도는 제7a도의 회로에 의해 구동될 경우 OFF 및 ON 픽셀의 의해 실시된 등가 회로를 나타낸다. 커패시터 C71의 노드 V1 상에서의 -2볼트 레벨 및 커패시터 C74의 노드 V3에서의 -10볼트 레벨은 커패시터 C71로부터 커패시터 C74로 흐르는 전류를 발생하여 커패시터 C74 상의 충전량을 증가시킨다. 그러나, 커패시터 C71의 노드 V1 상에서의 -2볼트 레벨 및 커패시터 C75의 노드 V5에서의 -14볼트 레벨은 노드 V5에 흐르는 전류가 커패시터 C75 상의 충전량을 감소시킨다. 이것은 커패시터 C74 및 C75에 기억된 전압 레벨의 차이를 생성한다. V0 및 V1 사이에 전압차가 있는 경우, 상기 전압들중 어느 한 전압만이 조정을 위해 사용될 수 있기 때문에 전압 V2 및 V3은 대부분의 화살에 대해 부적절하게 조정되게 되어 화질은 불량하게 된다.

[3개의 전압을 발생하는 바람직한 회로]

도면 제8a도, 제8b도 및 제8c도를 포함한 제8도는 제5c도의 픽셀에 의해 나타나는 전압 파형을 발생하기 위한 다른 회로를 나타낸다. 제8도의 회로에 있어서는 단지 3개의 전압만이 기준 전압에 부가하여 발생되어야 한다. 열을 구동시키는 커패시터로부터 인출되는 전류가 거의 동일하고 그 전압이 정밀하게 조정될 수 있는 제7a도의 장점을 갖는 제8도의 회로는 양호한 화질을 얻게 된다. 제8도의 회로는 열 전압을 공급하는 소자가 2볼트 정도의 낮은 열 전압만을 허용하도록 제조될 수 있는 추가의 장점을 갖게 되어 그 장치는 소형이고, 전력이 낮으며, 제조 비용을 저감할 수 있게 된다.

디스플레이에 의해 제공된 전원 장치에 대한 부하는 다수의 픽셀들이 온 상태가 됨에 따라 광범하게 변화하기 때문에, 전압 조정기는 디스플레이 부하의 광범위한 범위에 걸쳐 고효율을 가져야만 한다.

제8도에 있어서 1차 권선 P81은 저항 R811, R812, PNP 트랜지스터 T811, NPN 트랜지스터 T812, 저항 R813, 커패시터 C811 및 다이오드 D813을 구비한 오실레이터를 통해 알카리 배터리 B1에 의해 구동된다. 주파수는 커패시터 및 저항의 상대적인 값에 의해 결정된다. 네가티브 전압 피드백 트랜지스터 T821이 턴 오프될 경우, 스타트업 저항 R801은 진동을 초기화하도록 포지티브 전압을 생성한다. 트랜지스터 T821이 턴온된 경우 트랜지스터 T812는 턴오프되고 진동은 중지되며, 1차 권선 P81에 의해 전송되는 전력을 중지하게 된다.

2차 권선 S81, 다이오드 D81 및 커패시터 C81은 앞에서 기술된 바와 같이, 거패시터 C81상에서 충전을 발생하는 루프를 형성한다. 커패시터 C81상의 충전은 행 선택 전압을 공급한다. 트랜지스터 T841, T842 및 저항 R841로 구성되는 스위치(40)는 선택된 행에 대해 포지티브 및 네가티브 펄스를 공급하기 위해 커패시터 C81에 인가된 단일 전압차를 허용한다. 위상 반전 신호의 제어에 따르면, 스위치(40)는 커패시터 C81의 하나 또는 다른 플레이트를 열전압 권선 S82 및 S83의 중심 탭(tab)의 기준 전압 VREF에 선택적으로 접속된다. 이것은 액정 디스플레이에 인가되는 전압의 극성을 제어한다. 전압 V+ 행과 V- 행중 어느 하나를 선택하는 행 구동기 R80(제9도 및 제10도와 관련하여 이후에 기술되는 행 구동기 R90의 기능을 함)은 상기 기술된 주사 루틴 및 이후에 기술될 2개의 주사 루틴에 의해 결정된 것으로서 선택된 행 라인에 인가된다. 동일 커패시터가 행선택 시간의 2개의 부분동안 전압차를 공급함으로서, 정확히 제로픽셀의 선택된 행의 행측에 합성 DC 전압이 인가되는 동안 전압차는 행선택 시간의 2개의 기간에서 진폭 및 대향 극성에 있어서 정확하게 동일하게 된다.

2차 권선 S82, 다이오드 D82 및 커패시터 C82는 일 루프를 형성하고, 2차 권선 S83, 다이오드 D83 및 커패시터 C83은 열 전압을 공급하기 위한 다른 루프를 형성한다. 행 선택시간의 제1기간동안 커패시터 C82 및 C83중 하나의 커패시터는 특정열에 전압을 공급하고, 상기 행 선택시간의 제2기간동안 다른 커패시터는 특정 열에 전압을 공급한다. 전압 V+ 열 및 V- 열중 어느 하나를 선택하는 열 구동기 C80(제10도와 관련하여 기술된 열 구동기 C90a 및 C90b의 기능을 함)은 선택된 행에서 픽셀의 의도된 상태에 의해 결정되는 것으로서 각각의 열에 인가된다. 모든 열은 커패시터 C82 또는 커패시터 C83중 하나에 동시에 업속되어 커패시터 C82와 커패시터 C83사이에서 스위치된다. 제1주사 방법은 행 선택 시간의 중간에서 스위칭된다(전압을 공급하는 커패시터는 행 전압이 공급된 것에 좌우되며 선택된 행의 픽셀이 ON 또는 OFF인지의 여부에 따라 좌우된다). 커패서터 C82와 C83은 동일하고, 권선 S82와 S83도 동일하다. 따라서, 제1주사 방법에서 1행 선택 시간의 길이를 통하여 커패시터 C82 및 C83은 동일한 충전량(적분 전류는 동일함)을 전송한다. 따라서 제1주사 방법에 따르면, V+ 행과 V REF 및 V-행과 VREF 사이의 전압 크기는 동일하다. 또한 다이오드 D82 및 D83은 동일하며, 전압 V+ 열과 V- 열이 대향 극성을 갖도록 접속된다. 따라서, 열전압은 정확히 제로의 합성 DC 전압을 갖는 커패시터 C82 및 C83으로부터 수신된다.

행 및 열 전압이 제로의합성 DC 전압 을 갖게 됨으로서 픽셀에 의해 공급되는 순 DC 전압은 제로가 되어 디스플레이의 수명을 연장한다. 픽셀이 ON 또는 OFF인지의 여부를 결정하는 각각의 픽셀에 의해 공급되어 디스플레이의 수명을 연장한다. 픽셀이 ON 또는 OFF인지의 여부를 결정하는 각각의 픽셀에 의해 공급되는 전압의 RMS 평균 진폭은 열 구동기 C80에 의해 제어된다. 제5a도 내지 제5c도에 도시된 바와같이, 열 전압이 행 전압과 동일한 극성을 가질 경우 픽셀은 OFF로 된다. 제5a도는 행 1 열 1에서 픽셀을 OFF(흑색)로서 나타낸다. 제5b도는 저전압에 이어서 고전압을 포함한 행 1선택 시간에서 행 1의 선택 전압을 나타낸다. 행 1선택 시간에서 열 1의 열 전압은 저전압에 이어서 고전압을 포함한다. 따라서, 제5c도에 도시된 바와같이, 행 1선택 시간에서 행 1 열 1의 픽셀에 대한 선택 전압은 비교적 낮고, 픽셀이 OFF가 되는 적분 전압을 생성한다. 이에 비해, 행 1 열 2에 인가된 행 및 열 전압은 대향 극성으로 구성되고, 행 1 열 2의 픽셀은 ON이 된다.

제8도에 있어서, 행 구동 멀티플렉서 R80은 2개의 전압 값 V+ 행과 V- 행 사이에서 스위치되는 행 선택 전압을 인가한다. 열 구동 멀티플레서 C80은 행 구동 멀티플렉서 C80에 제공되는 데이터에 의해 선택된 것으로서 2차 권선 S82 및 S83으로부터 V+ 열 및 V-열에 의해 공급된 열 전압을 인가하여, 각 픽셀에 대한 RMS 평균 진폭과 각 픽셀의 OFF/ON 상태를 제어한다.

[바람직한 전압 조정]

최소 전력으로 디스플레이를 구동하고 ON 및 OFF 픽셀 사이에서 높은 큰트라스트를 유지하기 위해서는 드레쉬홀드 전압과 동일한 픽셀에 의해 나타나는 OFF RMS 전압을 정확히 유지하기 위한 구동 회로의 전압을 조정할 필요가 있다. 제2도의 실시예에 따르면, 드레쉬홀드 전압은 1.893볼트이고, 과도 전압은 0.13볼드이다. 1.893볼트에서 반사율은 물질에 대한 최소 값의 약 10%이고, 2.02볼트에서의 반사율은 최대값이 약 90%이다. 따라서 저전력에서의 양호한 콘트라스트는 약 1.893볼트의 Off 전압과 약 2.024볼트의 ON 전압에 대해 발생한다.

파형의 비선택된 부분에서 픽셀에 의해 실행되는 전압 레벨을 1.6볼트로 유지하는 것과 16볼트 행 선택전압을 사용하는 것은 OFF 픽셀에 의해 실행되는 RMS 전압을 이하의 전압으로 상승시키는 행 선택 시간동안 OFF 픽셀에 대하여 14.4볼트 신호로 나타낼 수 있다.

이들 파라미터는 ON 픽셀에 의해 실행되는 RMS 전압을 이하의 전압으로 상승시키는 행선택 시간동안 ON 픽셀에 대하여 17.6볼트 신호로 나타낼 수 있다.

따라서, 1.6볼트가 되는 비선택된 전압을 조정하는 것은 제2도의 반사율 곡선에 대해 양호한 콘트라스트를 갖는 화상을 얻을 수 있다. 2 : 1 비율 정도로 주파수가 변화되기 때문에, 커패시터 C82 및 C83의 플레이트의 양단에 나타나는 전압은 1차 권선에서 제어 전류를 제어하기 위해 VREF 라인으로부터의 전압을 인가함으로써 일정하게 유지될 수 있다.

비선택된 전압을 조정하는 것은 본 발명의 신규의 특징이고 디스플레이 유닛의 최적의 콘트라스트를 달성하기 위해 중요하다. 제8도에 도시된 바와같이, VREF 신호는 권선 S82 및 S83을 통해 포지티브 및 네가티브 열 전압 V+ 열 및 V- 열의 레벨을 제어하는 기준 전압을 공급한다. 따라서, VREF는 비선택된 행 시간중에 행과 열 사이의 전압차를 결정한다. VREF-V- 열의 경우에 있어서 열 전압 신호중 어느 한 신호는 피드백 트랜지스터 T821에 나타나는 전압을 제어하기 위해 사용된다. 이러한 방법은 대부분 시간의 현재 전압(이 실시예에서는 199/200의 시간)을 정확히 조정하고, 그 전압 레벨은 디스플레이에서 최적의 콘트라스트를 유지시키는 것이 바람직하다.

[온도 보상]

드레쉬홀드 전압이 온도에 따라 변동되기 때문에 온도의 기능으로서 전압을 조정하기 위한 회로는 최적의 콘트라스트를 유지시키는 것이 바람직하다. 제8도에 도시된 회로는 기준 전압 VREF에 의해 1차 권선 P81의 온-타임을 조정한다. 저전압으로부터 조정하는 것은 트랜지스터 T821의 베이스 에미터 접합부 양단의 기준 전압 VREF를 용이하게 응용할 수 있다. 또한, 베이스-에미터 전압의 변동은 트랜지스터 T821의 베이스-에미터 전압이 디스플레이에 필요한 온도 계수를 거의 정확하게 정합시키는 온도 수단에 의해 하강한다.

[콘트라스트 제어]

콘트라스트 제어 회로(30)는 접지 소스를 가지며 구동 논리회로 M8에 의해 제어되는 제어 트랜지스터 T881과, 노드 N2를 트랜지스터 T881의 드레인과 분리하는 저항 R832 및 R831과 2차 권선 S82 내지 전압 D82의 각각에 제공되는 V+열 전압을 구비하는 저항 분배기와, N2와 접지 사이의 커패시터 C831 및 노드 N2 및 전압 피드백 트랜지스터 T821의 제어 단자 사이에 있는 저항 R833을 포함한다. 구동 논리회로 M8에 의해 제어된 으로서 트랜지스터 T881의 듀티 사이클이 증가될 경우, 노드 N2에서의 커패시터 C831상에 기억된 전압은 접지를 향하여 이동된다. 노드 N2상의 낮은 전압은 트랜지스터 T821의 베이스에서 전압을 풀다운(pull down)하며, 트랜지스터 T821의 전압 VREF의 높으 값에서 턴오프되어 디스플레이에 인가되는 ON 및 OFF 전압의 값을 순차적으로 감소시킨다. 트랜지스터 T881의 듀티 사이클이 감소하는 것은 반대의 효과를 갖게 된다. 트랜지스터 T881의 듀티 사이클은 소프트웨어로 제어되고, 그 소프트웨어는 사용자로부터의 키보드 명령에 응답하여 프로그램되는 것이 바람직하다.

[레벨 시프팅]

이후에 상세히 기술될 레벨 시프트 회로 R80LS 및 C80LS는 구동 논리회로 M8에 의해 제공되는 논리 레벨을 갖는 디지탈 신호를 수신하며, 출력 신호로서 행 및 열 구동기 R80 및 C80을 각각 제공하는데, 상기 행 구동기의 경우 행이 선택된 것을 나타내며 열 구동기의 경우 열이 선택된 행에서 OFF 또는 ON으로 된 것을 나타낸다. 구동 논리회로 M8의 논리 레벨은 논리 "1"에 대해 3 내지 5볼트가 바람직하며, 논리 "0"에 대해 0볼트가 바람직하다. 구동 논리신호를 발생하는 바람직한 회로 M8은 Leroy D. Harper, John W.Corbett, Douglas A. Hooks, Grayson C. Schlichting, Renee D. Bader 및 John P. Fairbanks씨등에 의해 "저전력 컴퓨터용 비디오 화상 제어기(Video Image Controller for Low Power Computer)"라는 명칭의 출원 번호 제07/374,884호에 기술되어 있다. 계류중인 이 출원의 내용을 여기서 참고로 기술된다. 열 레벨 시프터 C80LS는 그 입력 전압과 유사한 출력 전압을 반드시 제공하여야 하므로, 제11b도에 도시한 간단한 레벨 시프터는 각각의 데이터 클럭, 데이터 버스(8비드), 행 클럭 및 위상 반전 신호로부터 각각 열 구동 신호 DC', DB', RC' 및 PR'을발생시키는데 충분하다.

제11b도의 다이오드 D1105의 캐소드에 인가된 3 내지 5볼트 신호는 노드 N5에 인가된 전압 V+ 열과 거의 동일한 V_OUT의 출력 전압을 생성한다. 다이오드 D1105의 캐소드에 인가된 제로 볼트 입력 신호는 0.7볼트의 출력 전압 V_OUT를 생성하고, 그중 하나의 전압은 입력 전압보다 강하된다.

행 레벨 시프터 R80LS에 입력되는 신호가 0 내지 5볼트 범위의 저전압 신호이고, 레벨 시프터 R80LS에 의해 행 구동기 R80에 제공되는 신호가 위상의 절반에 대한 입력 신호(이 실시예의 경우)보다 포지티브인 11볼트까지 시프트되고 위상의 다른 전반에 대한 입력 신호인 네가티브보다는 5볼트가지 시프트되기 때문에, 레벨 시프터는 입력 신호를 출력신호로부터 완전히 전기적으로 절연시켜야 한다. 각각의 신호인 행 데이터, 행 클럭 및 위상 반전에 대하여 제11a도에 도시된 회로는 레벨 시프팅을 바람직하게 수생한다. 제11a도에 도시된 바와같이, 입력 신호 Vin은 커패시터 C1104와 직렬 접속된 저항 R1104를 구비한 커패시터-저항 회로망을 통해 1차 코일 P1101에 인가된다. 주지된 바와 같이, 1차 코일 P1101에 인가된다. 주지된 바와같이, 1차 코일 P1101을 통하는 전류는 커패시터 저항 회로망으로 인한 시간 주기에 걸쳐 상승 또는 하강하여 급격히 상승하고 완만하게 하강하는 2차 권선 S1101에 대응하는 전압을 발생한다.

2차 전압은 인버터 1101의 입력에 인가된다. CMOS 인버터 1101이 1.5볼트의 입력 전압의 상태를 스위치하는 3볼트 시스템에서, 1.5볼트 이하의 입력 전압은 3볼트의 노드 N1에서 출력 전압을 생성한다. 1.5볼트 이상의 입력 전압은 0볼트의 노드 N1에서 출력 전압을 생성한다. 인버터 1101에 대한 낮은 입력 신호의 경우, 인버터 1101의 출력에 의해 제공되는 노드 N1의 고전압과 결합된 2차 권선 S1101상의 임펄스에 의해 제공되는 노드 N3의 고전압은 입력이 인버터 1102에 인가된 것으로서 노드 N2의 고전압에 대응하여 발생한다. 이것은 인버터 1102의 출력상에서 노드 N4의 저전압을 차례로 제공한다. 노드 N4의 저전압은 2차 권선 S1101에 의해 제공된 전압차가 감소된 이후에 유지된다. 그 회로는 노드 N1 및 N4에서의 전압이 각각 3볼드 및 0볼트이고, 노드 N2 및 N3에서의 전압이 저항 R1101, R1102 및 R1103의 값에 좌우되는 등가 회로이다. 이들 3개의 저항값이 동일할 경우, 노드 N2는 2볼트이며, 노드 N3은 1볼트이다. 노드 N3의 1볼트 레벨은 인버터 1101의 입력에 인가된다. 입력을 인버터 1101에 다시 구동하는 순차 펄스는 노드 N1에 제공되는 출력 신호의 변화를 생성하지 않는다. 그 회로는 안정 상태를 유지한다. 이 회로의 상태를 변화시키기 위해서는 2차 권선 S1101이 1.5볼트 이상인 인버터 1101의 입력단으로 전압을 이동시켜야 한다. 인버터 1101의 입력이 이 실시예에서 1볼트로 안정되므로, 단지 0.5볼트를 1.5볼트 이상으로 변화시키는 것은 인버터 1101을 스위치 상태로 되게 한다. 인버터 1101이 스위치 상태일 경우, 노드 N1은 0볼트가 된다. 또한, 이 순간에 노드 N4도 0볼트가 되므로, 노드 N2상의 전압은 저전압이 되고 인버터 1102는 상태를 변화시켜 노드 N4를 3볼트로 구동시킨다. 이때 노드 N2 및 N3은 각각 1볼트 및 2볼트가 된다.

따라서, 2개의 상태에 대해 1볼트와 2볼트 사이에서 상부 인버터 입력의 레벨은 스위치되고, 입력 전압 레벨에서의 작은 과도 상태는 노드 N1상의 출력 신호의 레벨을 변화시킬 수 있다.

저항 R1102를 다른 2개의 저항 보다 작게 함으로써, 인버터 1101의 입력 전압 레벨은 과도 전압에 근접될 수 있으며, 회로를 1차 권선 P1101상의 펄스에 보다 민감하게 구성할 수 있다. 반면에, 저항 R1102를 다른 2개의 저항보다 크게함으로써, 회로를 다소 민감하지 않도록 구성할 수 있다.

[열 라인에 직접 인가되는 열 전압의 응용]

제11c도에 도시된 바와같이, 비선택된 행 시간동안 픽셀에 인가된 전압과 동일하고 CMOS 인버터용 제1 및 제2공급 전압으로서 사용되는 동안 충분히 낮은 크기를 갖는 한쌍의 낮은 열 전압 V+ 열 및 V- 열을 발생시킴으로써, 각각의 열 라인에 대해 적절한 전압을 적절한 열 라인에 인가하는 동안 단일 저전압 CMOS 출력 장치, 예컨대 인버터를 포함하는 매우 간단한 저전압 열 구동기를 사용할 수 있다. 열 시프트 레지스터 CSR11은 1행에 대해 8개의 인접한 열에서 픽셀의 상태를 나타내는 데이터의 8비트 바이트를 수신한다. 연속하는 8비트 바이트는 클럭 신호(주지된 방법에서 D-형 플립플롭에 제공되는 것이 바람직함)가 시프트 레지스터 CRS11에서 상기 바이트의 8비트를 데이터 라인 D1 내지 D8상에 배치될 때까지 인접한 시프트 레지스터(도시생략)에 시프트된다. 이들 8비트 CMOS 인버터 I1 내지 I8로 각각 입력신호로서 제공한다. 이들 CMOS 인버터는 포지티브 공급 전압을 V+ 열로부터, 네가티브 공급 전압을 V- 열로부터 수신한다. 라인 D1 내지 D8에서 데이터 비트의 상태에 좌우되는 인버트랜지스터 I1 내지 I8은 열 라인 열 1 내지 열 8에서 V+ 열 또는 V- 열중 어느 하나를 배치한다.

이 간단한 방법은 V+ 열 및 V- 열 사이의 전압차가 2.5 내지 12볼트내에 있는 열공급 전압을 이용하여 구동될 수 있는 액정 물질에 대해 사용될 수 있다. 이 열 구동기들은 소스와 12 내지 25볼트의 싱크 전류를 공급하는 일반적으로 사용되는 열 구동기보다 소형으로 될 수 있으므로, 제11c도에 도시된 바와같이 공급되는 모든 저전압을 사용하는 열 구동기를 제조할 수 있는 장점이 있다.

이 방법이 적절한 기능을 달성하기 위해서는 V+ 열 V- 열로부터 변화되는 기준 전압은 시프트 레지스터 CSR11의 데이터 신호와 데이터 버스 신호를 기준으로 하는 것과 동일한 점 근처에 고정되어야 한다. 제8도는 접지에 결속된 V- 열을 나타낸다. 또한 VREF를 접지에 접속할 수 있다(피드백 전압을 V+ 열 또는 V- 열로부터 동시에 얻을 수 있다.).

선택적인 경우로서, 입력 데이터 레벨이 제 11c도에 도시된 인버터 I1 내지 I8과 같은 열 라인을 구동하는 CMOS 인버터의 입력에 데이터를 직접 인가하기 위해 부적절할 경우, 버퍼링 단은 제11d도에 도시된 바와같이 제공될 수 있고, 소형 소자의 장점을 저전압 동작으로부터 유지할 수 있다.

[높은 발생 전압으로부터 조정되는 3개의 전압을 발생하기 위한 회로]

제9도 및 제10도는 본 발명의 스위칭 조정기에 대한 다른 실시예를 도시한다. 상기 2개의 도면에는 동일한 실시예가 도시되어 있고, 회로의 상이한 부분들은 2개의 도면에서 상이한 레벨로 상세히 도시한다. 제9a도, 제9b도 및 제9c도를 포함한 제9도는 행과 열 전압을 발생하며, 적절한 전압 레벨을 픽셀의 행 및 열에 제공하는 수단을 상세히 도시한다. 제10a도, 제10b도 및 제10c도를 포함한 제10도는 발생되는 전압 레벨인 V0, V2, V5, -V 행 및 VREF를 수신하고, ON 및 OFF되는 필셀을 나타내는 디지탈 데이터 신호인 데이터/홀수 및 데이터/짝수에 응답하여 특정 행 및 열에 인가하는 수단을 상세히 도시한다.

제9도에서 오실레이터(70)는 제8도의 오실레이터(10)와 유사한 방법으로 트랜지스터 T911 및 T912, 저항 R901, R902 및 R903, 다이오드 D901 및, 1차 권선 P981을 구동하는 커패시터 C901을 포함한다. 1차 권선 P981은 열 전압을 제공하는 2차 권선 S982 및 S983을 구동한다. 행 구동 전압은 노드 N9에서 1차 권선 P981에 의해 제공된다. 따라서, 변압기가 절열되어 있는 행 및 열 구동기 전압인 제8도와 비교하여 제9도에서의 행 구동기 전압은 변압기가 절연되어 있지 않다.

트랜지스터 T911이 온 될때 1차 권선 P981을 통하는 전류는 트랜지스터 T911이 저항 R903 양단의 저전압에 의해 차단될 경우 권선 P981을 통하는 연속된 전류가 쇼트키 전압 D914의 캐소드에서 전압 강하되도록 축적되고, 커패시터 C911상에 지정된 것으로서 노드 N9에서 네가티브 전압을 축적한다. 제너다이오드 Z912는 고온에서 최적의 화상 콘트라스트에 대해 바람직한 최소의 행 전압(본 실시예에서는 16볼트)을 방전시킨다. PNP 트랜지스터 T913의 베이스에 인가된 전압은 이하에서 기술될 콘트라스트 제어회로(60)에 의해 추가로 조정되어, 1차 권선 P981의 양단 전압 및 2차 권선 S982 및 S983 양단에서의 관련 전압은 선택된 조정 레벨로 유지된다.

[전압 조정]

트랜지스터 T913의 온 동작은 트랜지스터 T912의 베이스를 풀다운시키고, 오실레이터(70)를 턴오프하게 된다. 오실레이터(70)가 오프될 경우, 커패시터 C911의 양단 전압은 트랜지스터 T913의 베이스에 대응하는 전압이 트랜지스터 T913을 턴 오프하도록 충분히 작은 네가티브 값을 가지며, 트랜지스터 T912가 턴온하고 오실레이터(70)가 재동작할 때까지 감소시킨다. 따라서 이 실시예에 있어서, 전압은 제8도의 실시예에서의 낮은 열 전압 조정 보다는 노드 N9와 접지 사이의 높은 행 전압으로부터 조정된다.

트랜지스터 T913이 오프일 경우, 오실레이터(70)는 3개의 권선 P981, S982 및 S983에서 감소하는 대응 전압을 유도한다. 3개의 전압 D914, D982 및 D983은 그들의 역방향으로 흐르는 전류는 방지하고, 커패시터 C911, C982 및 C983에서 각각의 전압차의 증가분을 생성한다. 노드 N9에 나타나는 것으로서 감소분을 생성한다. 노드 N9에 나타나는 것으로서 커패시터 C911상의 전압차가 충분히 네가티브일때 스위칭 트랜지스터 T913은 턴온되도록 다시 트리거될 수 있고 노드 N9사의 전압이 충분히 네가티브일 동안 온동작이 유지된다.

제8도 및 제9도의 스위칭 조정기는 가변성 부하 조건을 조정하기 위해 피크 스위칭 전류를 변화시키는 종래의 조정기와는 대조적으로 ON/OFF 조정기로서 동작한다. 본 발명의 ON/OFF 조정기는 오실레이터가 대부분의 시간을 완전히 온하거나 또는 오프하는 피드백 루프에서 충분한 이득을 갖는다. 오실레이터는 조정된 전압의 절대값이 특정값 이하일 경우 턴온되고, 조정된 전압의 절대값이 측정값 이상일 경우 턴오프된다. 이러한 ON/OFF 조정 모드는 피크 스위칭 전류를 변화시키는 종래의 조정기보다 훨씬 넓은 부하 전류의 범위에 걸쳐서 근접한 피크 효율성을 달성한다.

오실레이터를 턴오프하는 방법은 오실레이터가 오프일 경우 오실레이터에 사용되는 모든 고전류 트랜지스터가 완전히 오프되는 것을 보장한다. 이것은 출력 부하 조건의 전체 범위에 걸쳐서 고효율을 달성하는데 필요하다.

예컨대, 제9도에서 노드 N9로부터 제너 전압 Z912를 통해 노드 N10으로의 피드백은 트랜지스터 T913이 온 또는 오프를 제어한다. 트랜지스터 T913이 온일 경우 NPN 트랜지스터 T912의 베이스는 접지에 접속된다. 트랜지스터 T912는 오실레이터(70)의 고전류 트랜지스터중 하나이며 접지에 접속된 베이스를 포함하므로 완전히 턴오프된다. 트랜지스터 T912가 오프일 경우, PNP 트랜지스터 T911의 베이스와 오실레이터의 다른 고전류 트랜지스터는 트랜지스터 T911이 완전히 오프되도록 저항 R903을 통해 하이상태가 된다. 트랜지스터 T913이 턴오프 되자마자 오실레이터(70)는 행 및 열 전압이 공급되는 전체 전력을 발생시키는 발진을 시작한다.

제8도에서, 트랜지스터 T821의 베이스에서 고전압은 트랜지스터 T821을 턴온하고, 오실레이터(10)의 고전류 트랜지스터중 하나인 NPN 트랜지스터 T812의 베이스를 풀다운하며, 트랜지스터 T812를 완전히 턴오프한다. 이것은 저항 R811이 오실레이터의 다른 고전류 트랜지스터 PNP 트랜지스터 T811의 베이스를 하이로 순차적으로 인출하여 이 트랜지스터를 완전히 턴오프되도록 한다. V+ 열에 저전압이 충분히 나타나는 순간 트랜지스터 T821의 베이스에 대응하는 저전압은 트랜지스터 T821을 턴오프하며, 저항 R801은 오실레이터(10)를 동작시키기 위해 트랜지스터 T821의 베이스를 신속하게 인출하게 된다.

이러한 온/오프 전력 발생 방법은 트랜지스터 T911의 온 타임이 광범위한 부하 전류의 범위에 대해 0% 및 100% 근처의 모든 범위에 걸쳐 가변되는 오실레이터 스위칭 사이클에 대한 효율과 거의 동일하다. 이에 비해, 선택된 값으로부터 출력 전압 변동에 응답하여 1차 코일을 통해 피크 전류를 조정하는 종래의 방법에 있어서, 1차 코일을 통하는 전류를 제어하는 트랜지스터를 통하는 누설 전류가 출력 전류와 비교할 때 및 트랜지스터가 온일 경우에 크게 되기 때문에 그 효율은 매우 낮은 피크 전류로 변동된다. 따라서 오실레이터의 트랜지스터를 동작시키기 위해 주 전류가 턴 오프하는 본 발명의 온/오프 전력 발생 방법은 종래의 방법에 비해 명백히 개선된 방법을 제공한다.

[콘트라스트 조정]

콘트라스트 조정회로(60)는 다음과 같이 동작한다. 제너다이오드 Z961은 저전류 응용기기에서 약 2.5볼트의 파괴 전압을 갖는다. 따라서, 2.5볼트 레벨은 트랜지스터 T961의 에미터에 인가된다. 제어 가능한 듀티 사이클을 갖는 구형파는 트랜지스터 T961을 교대로 턴온 및 턴오프한다. 트랜지스터 T961이 온일 경우, 트랜지스터 T961의 에미터에서 2.5볼트 레벨은 전류가 저항 R961 및 R962를 통해 흐르도록 하며 트랜지스터 T913의 베이스에서 노드 N10에 축적되도록 충전한다. 노드 N9가 제너다이오드 N912를 턴온시키기 위해 충분히 네가티브되지 않을 경우, 트랜지스터 T913은 오프상태를 유지하며, 오실레이터(70)는 노드 N9에서의 전압이 제너다이오드 Z912를 턴온하기 위해 충분한 네가티브이며 전류가 저항 R911을 통해 흐르고 노드 N9에서 전압을 상승(절대값은 감소된다)시킬때 까지 온상태를 유지한다. 그 회로는 트랜지스터 T961을 통하는 전류가 저항 R911을 통하는 전류와 동일할때의 등가회로가 된다.

트랜지스터 T912 및 T913이 온일 경우, 트랜지스터 T913의 베이스는 트랜지스터 T912의 베이스가 접지 이상인 소정의 베이스-에미터 전압 강하이고 트랜지스터 T913의 베이스가 트랜지스터 T912의 베이스 이하인 소정의 베이스-에미터 전압 강하이기 때문에 거의 제로 볼트가 됨을 알 수 있다.

트랜지스터 T961에 대한 듀티 사이클이 100%일 경우, 즉 트랜지스터 T961이 시간에 대해 100%일 경우, 제너다이오드 Z961에 의해 제공되는 2.5볼트 레벨은 전체 30.8K 오옴의 저항과 약 80마이크로 암페아 전류를 갖는 저항 R961 및 R962를 통하는 전류를 생성한다. 노드 N9가 제너다이오드 Z912를 턴온시키기 위해 충분히 낮은 전압이 아닐 경우, 트랜지스터 T913의 베이스에 대한 전압은 증가하고, 트랜지스터 T913를 턴 오프하며, 노드 N9상의 전압이 제너다이오드 Z912를 턴온시키기 위해 충분한 네가티브로 될 때까지 오실레이터(70)를 유지시켜, 동일 전류가 저항 R911을 통해 노드 N9로 흐르게 된다. 트랜지스터 T913의 베이스가 거의 제로 볼트일때 회로가 안정화될 수 있기 때문에 100k ohm 저항 R911을 흐르는 80마이크로 암페아 전류에 의해 제너다이오드 Z961의 캐소드상에는 약 -8볼트의 전압이 설정된다.

트랜지스터 T961에 대한 듀티 사이클이 제로인 경우, 즉 트랜지스터 T961이 항상 오프인 경우 제너다이오드 Z961상의 2.5볼트 레벨은 트랜지스터 T913의 베이스에 제공되지 않으며, 제너다이오드 Z912의 캐소드에서의 전압 강하와 함께 저항 R911을 해 흐르는 전류는 생성되지 않는다. 제너다이오드 Z912의 캐소드에서의 전압은 트랜지스터 T913의 베이스상의 전압과 동일하다.

16볼트의 표준값을 갖는 행 전압의 경우 8볼트의 조정 전압은 표준값 근처의 ±20%를 제공한다. 노드 N9에서의 전압은 액정물질의 드레쉬홀드 전압에서 온도변화에 대해 ±10% 정도 조정될 수 있고, 회로내에서 각종 소자의 허용 오차에 대하여 ±5%의 조정이 가능하다. 따라서 바람직한 실시예에서의 콘트라스트 조정회로(60)는 ±15%의 전압 조정값을 제공한다. 제9도에 도시된 각종 소자들의 값은 콘트라스트를 제공하기 위해 조정될 수 있다.

제9도의 회로는 제8도에서 실시된 바와같이, 기준 전압에 관하여 단지 3개의 전압을 사용하는 픽셀에 대한 제로 평균 DC 전압과 픽셀에 대한 적절한 RMS 전압을 달성한다. 제9도의 회로는 제3도 및 제6도와 관련하여 기술된 것으로서 5개의 전압 레벨을 기대하는 세이코(Seiko) SED 1660 DAA 및 SED 1631 DAA칩과 같은 기존의 장치로 전압 레벨을 공급하기 위해 3개의 전압을 사용할 수 있다.

제9도에 도시된 바와 같이, 위상 반전 신호는 위상 반전 회로(50)와 행 구동기 R90 및 열 구동기 C90a 및 C90b에 제공된다.

[논리 1에서의 위상]

위상 반전 신호가 논리 1일때, 스위치 S951은 노드 N9에서의 전압(상기 실시예에서는 약 -16볼트)이 VREF에 인가되고 V+ 열 전압이 다이오드 D951을 통해 라인 V2 및 V3에 인가되는데, 그 전압중 하나는 홀수 열 구동기 C90a에 의해 홀수열이 인가되며, 그 전압중 다른 하나는 짝수 열 구동에 C906에 의해 짝수 열에 인가된다. (바람직하게는 홀수 및 짝수 열이 디스플레이의 대향측에 접속될 수 있도록 물리적으로 분리된 구동기를 홀수 및 짝수 열에 제공하여 라인 공간에서 보다 우수한 허용 오차가 가능하게 된다). 노드 N9의 전압을 VREF로의 응용은 전압 레벨이 약 -16볼트 -1.6볼트, 즉-17.6볼트를 V- 열상에 구성하게 된다. 기존의 Seiko 장치는 Seiko SED 1600 DAA 칩의 V5에 대한 전압이 포지티브 공급 전압 이하의 적어도 8볼트가 될 필요가 있다. 노드 N11은 다이오드 D952 및 D953을 통해 V- 열 또는 N9의 저전압 이상으로 강하하는 하나의 다이오드로 인출된다. 여기서, 대부분의 네가티브 전압은 V- 열에 대한 전압이다. 따라서, 위상 반전 신호가 논리 1일때, V5상의 전압은 5볼트 포지티브 공급 전압 이하의 약 22.4볼트이다. 다이오드 D952 및 D953은 V- 열상의 전압으로부터 노드 N9상의 전압을 절연시키기 위해 필요하다.

위상 반전 신호가 논리 1일때, 스위치 S951은 노드 N9상의 전압을 VREF로 인가한다. 스위치 S951은 V0 및 V2 및 V3에 동시에 접속한다. 논리 1 위상 반전 신호는 열 구동기 C90a 및 C90b가 선택된 열에서의 픽셀이 온되기 위해 V2 및 V3상의 전압을 그들 열에 인가하고, 선택된 행에서의 픽셀이 OFF 되는 V0상의 전압을 그들 열에 인가한다. 상기 선택된 행은 행 구동기 R90에 의해 인가된 것으로서 접지 전압(제로 볼트)를 수신한다(제10도와 관련하여 추가로 설명된다). 비선택된 행은 노드 N9에 의해 제공된 것으로서 VREF에 접속된 V- 행을 수신한다. 따라서 논리 1위상에서 픽셀의 행측은 선택될 경우 접지에 수신되며, 비선택될 경우 약 -16볼트를 수신한다. ON 픽셀의 열측은 약 -17.4볼트가 선택되는지의 여부를 수신한다. OFF 픽셀의 열측은 대략 -14.6볼트를 수신한다. 따라서, ON 픽셀의 양단 전압의 절대값이 선택될 경우 약 17.4볼트이며, OFF 픽셀의 양단 전압이 절대값이 선택될 경우 약 14.6볼트이다. OFF 및 ON 픽셀의 양단 전압의 절대값은 비선택될 경우 약 1.4볼트가 된다.

[논리 0에서의 위상]

위상 반전 신호가 논리 0일때, VREF는 접지에 접속되고 V- 열은 다이오드 D954를 통해 V2 및 V3에 접속된다. VREF가 접지에 접속될 경우, 약 -1.6볼트의 V- 열로 되며 대부분의 네가티브 전압은 노드 N9상의 전압이 된다. V5상의 전압은 노드 N9(-16볼트)에 의해 다이오드 D953을 통해 5볼트 포지티브 공급전압보다 낮은 -20.8볼트로 인출되며, 특정 부분의 적절한 동작을 위한 허용 가능한 값이 사용된다. V2 및 V3 상의 전압은 V- 열(-1.6볼트)에 의해 다이오드 D954를 통해 약 -1.4볼트로 되도록 제공된다. V0상의 전압은 다이오드 D951을 통해 V+ 열(+1.6볼트)에 의해 제공되는 것으로서 약 +1.4볼트이다. 행 구동기 R90에 인가되는 논리 0위상 신호는 노드 N9상의 -16볼트의 V- 행 전압이 선택된 행에 인가되며, 접지(제로 볼트)가 비선택된 행에 인가되도록 한다. V0상의 전압은 선택 행에서 픽셀이 ON으로 되는 열에 인가되며, V2 및 V3상의 전압은 선택 행에서 픽셀이 OFF로 되는 열에 인가된다. 따라서, ON으로 되는 픽셀의 행측은 선택될 경우 -16볼트를 수신하고, 열 측은 17.4볼트의 전압차를 위해 +1.4볼트를 수신한다. OFF로 되는 픽셀의 행 측은 선택될 경우 -16볼트를 수신하고, 열 측은 선택될 경우 14.6볼트의 전압차를 위해 -1.4볼트를 수신한다. 모든 비선택된 픽셀은 1.4볼트의 전압차를 수신한다.

[합성 DC 전압 평형]

2개의 위상에서 전압의 크기는 정확히 동일하므로, 2개의 2차 권선 S982 및 S983에 의해 인출된 전류는 동일하고 그 전압은 모든 형태의 화상에 대해 양호한 화질을 얻기 위해 조정될 수 있다. 또한, 2개의 위상은 픽셀의 양단의 합성 DC 전압이 제로가 되는 동일한 시간에 대해 사용될 수 있으므로, 액정 디스플레이에 대하여 수명이 길어지게 된다.

전술된 바와 같이, 픽셀이 ON 혹은 OFF인지를 제어하는 RMS 전압차는 픽셀이 위치된 행을 선택하는 짧은 시간동안 결정된다. 선택 시간동안 행 및 열 전압이 반대 위상을 가질 경우, 전압차는 증가하고 픽셀은 ON으로 된다. 행 및 열 전압이 선택 시간동안 동일 위상을 가질 경우, 픽셀은 OFF로 된다. 픽셀에 대한 전압은 2개의 반대 위상 기간동안 0볼트의 픽셀에 대해 합성 DC 전압을 생성하기 위해 인가된다. 위상이 반전될 경우 행 및 열에 인가되는 모든 전압은 극성을 변화시킨다. 제9도의 회로는 행 선택 전압을 제공하는 1차 권선 P981에 인가된 고전압과 2차 권선 S982 및 S983에 인가된 2개의 저전압을 발생함으로써 이러한 결과가 달성된다. 노드 N9에서의 전압은 제너다이오드 D914 및 D915에 의해 제어되는 것과 같이 -16볼트이다.

[제10도에 도시된 행 및 열 구동기의 동작]

제10도는 제9도의 행 및 열 구동기 M9를 상세히 도시한다. 제10도에서 행 및 열 전압을 발생하는 수단은 개략적으로 도시된다. 2개의 도면에서 도시된 대응하는 소자는 도면에서 동일한 참조 부호로 나타낸다.

행 및 열 구동기 회로 M9는 8개의 열 시프트 레지스터 칩 CSR1 내지 CSR8과 3개의 행 시프트 레지스터 칩 RSR1 내지 RSR3을 구비한다.

3개의 행 스프트 레지스터 RSR1 내지 RSR3은 Seiko 소자 SED 1600 DAA이고, 라인 V0 및 V5중 하나에 수신된 신호를 201행 라인(도시생략)의 선택 라인에 배치하고 라인 V4(혹은 V1)에 수신된 신호를 나머지 행 라인에 배치함으로써 선택된 행을 결정한다. 위상 반전신호는 V0 및 V5상의 신호중 하나가 선택 행에 제공되는 것을 제어한다. 하이 프레임 동기 신호는 외부 프레임 동기 라인에 의해서 행 시프트 레지스터 RSR1의 DI핀(행 1 출력 라인에 접속됨)에 인가된다. 이것은 행 1이 선택되도록 한다. 행 클럭 신호의 모든 사이클에 대하여 행 시프트 레지스터 RSR1 내지 RSR3의 뱅크는 프레임 동기 라인에 의해 인가된 하이 신호를 다음 행으로 시프트한다. 첫번째 2개의 행 시프트 레지스터는 80행을 제어한다. 행 시프트 레지스터 RSR3는 201행의 실시예에서 41행을 제어한다. 하이 신호가 행 시프트 레지스터 RSR1의 행 8에 도달할 경우, 접속 라인은 행 시프트 레지스터 RSR2의 행 1에 신호를 인가한다. 이러한 수단에 의해서 하이 신호는 디스플레이에서 모든 행을 따라 전파되고, 각각의 연속하는 행은 하나의 행 클럭 사이클에 대하여 선택되게 된다.

8개의 열 시프트 레지스터 CSR1 내지 CSR8은 Seiko 소자 SED 1631 DAA이다. 제10도에 도시된 640열의 실시예에 있어서, 열 클럭 신호는 행 클럭 만큼 빠른 640/8, 즉 8배의 사이클로 되어야 한다. 열 클럭은 800㎑에서 사이클되고 행 클럭은 10㎑에서 사이클된다. 모든 열 클럭 사이클에 대해 8비트 데이터 버스는 라인 CD0상에서 홀수 번호의 열을 구동하는 시프트 레지스터 CSR1, CSR3, CSR5 및 CSR7중 하나의 레지스터에 4비트를 제공하고, 동시에 라인 CDE상에서 홀수 번호의 열로 주사된 짝수 번호의 열을 구동하는 시프트 레지스터 CSR2, CSR4, CSR6 및 CSR8중 하나의 레지스터에 4비트를 제공한다. 순차적 클럭 펄스에 대하여, 데이터는 그들의 위치를 향하여 시프트된다. 따라서, 열 데이터는 한번에 8비트 바이트를 구동하는 4비트 폭의 짝수 및 홀수 열 구동기내에 적재된다. 열 시프트 레지스터 CSR1 내지 CSR8은 수신된 데이터를 기억하기 위한 버퍼를 포함하여, 데이터의 320 짝수 열 및 320 홀수 열을 행 클럭 신호에 응답하는 640열로 동시에 시프트시킨다. 위상이 행시간의 중간에서 모든 행이 반전되는 실시예에 있어서, 위상 반전 신호는 시프트 레지스터가 적재되기 시작하는 것을 표시하는 열 시프트 레지스터중 하나의 핀으로부터 발생될 수 있다.

제10도의 시스템은 연속적인 간단한 카운터로부터의 신호를 사용하여 타이밍 신호 및 순차적 RAM 어드레스를 동시에 발생하도록 디스플레이가 구동되게 된다. 어드레스 RAM 데이터는 8비트의 32K 바이트로 구성된 디스플레이 비트맵 B101로부터의 데이터를 상용 가능한 4비트폭의 열 구동기 칩(즉, SED 1631 DAA)의 2개의 뱅크에 각각 제공하는 8비트 RAM 데이터 버스로부터 직접 적재되지 않는다.

제10도에서 알 수 있는 바와 같이, 디스플레이 D101의 짝수 및 홀수 열은 디스플레이 D101의 대향측으로 부터 구동되며, 8개의 실행 열은 비트맵 B101로부터 단일 바이트의 데이터로부터 구동된다. 4개의 짝수 비트는 디스플레이의 하부에 물리적으로 배치된 4비트 열 구동기 CSR2, CSR4, CSR6 및 CSR8중 어느 하나로 전송되며, 4개의 홀수 비트는 디스플레이의 상부에 물리적으로 배치된 4비트 열 구동기 CSR1, CSR3, CSR5 및 CSR7중 어느 하나로 전송된다. 디스플레이 D101의 하부로부터 구동된 짝수 열 라인은 디스플레이 D101의 상부로부터 구동된 홀수 열 라인과 함께 주사된다. 이러한 수단에 의해 표준 소자를 사용하고 8비트를 2개의 4비트 열 구동기에 인가되는 2개의 분리된 4비트 부분으로 분할하기 위해 멀티플렉싱하지 않는, 즉 디멀티플렉싱하는 것보다 일반적인(generous) 라인폭 허용 오차를 얻는 것이 필요하다.

제10도는 열 시프트 레지스터 CSR7 및 CSR8로의 제1열 클럭 적재 신호를 그들의 연속 레지스터로 시프트하는 것을 도시한다. 제10도는 신호 V0, V2, V3, V5, VDD, VSS 및 제1열 클럭, 위상 반전, 행 클럭 및 열 시프트 레지스터 CSR7 및 CSR8에 접속된 홀수 혹은 짝수 데이터 라인을 나타낸다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1열 클럭 신호를 제외한 모든 신호는 홀수 열에 대한 모두 4개의 홀수 열 시프트 레지스터와 짝수 열에 대한 모두 4개의 짝수 시프트 레지스터에 실제로 인가되며, 도시되어 있지 않다. 제1열 클럭은 열 시프트 레지스터 CSR5 및 CSR6 뿐만 아니라 CSR7 및 CSR8에 인가된다.

제10도는 점선으로 나타낸 제2열 클럭을 도시한다. 이 제2열 클럭은 클럭 신호를 열 시프트 레지스터 CSR1 내지 CSR4에 인가한다. 2개의 열 클럭 신호는 동일한 800㎑ 소스로부터 얻어진다. 이것은 데이터를 시프트하는 80개의 연속적 클럭 사이클이 위치 설정되게 한다. 세이코 열 시프트 레지스터 SED 1631/DAA에 있어서, 1988년 저작권의 1988/89 CMOS 데이터 북에 있는 세이코 데이터 북 SMOS 시스템에 기술된 바와 같이, 각 클럭 사이클의 "토큰(token)"은 상기 데이터가 시프트 레지스터에 적재되는 것처럼 각각의 시프트 레지스터를 통하여 통과된다. 20클럭 사이클 후, 상기 토큰이 다음 시프트 레지스터를 통과할 때, 다음 시프트 레지스터에 적용된 상기 데이터는 그 시프트 레지스터에 적재되기 시작한다. 이러한 토큰의 통과는 시프트 레지스터의 전체 길이에 걸쳐 있는 모든 데이터를 시프트함으로써 소비되는 전력을 세이브한다. 그러나, 상기 토큰이 시프트 레지스터내에 있지 않고 상기 시프트 레지스터가 데이터를 적재하지 않을 경우, 그 시프트 레지스터는 상기 클럭 신호에 대응하는 전력을 소비한다. 상기 시프트 레지스터에 의해 소비되는 총전력은 하나 이상의 클럭 신호를 사용하고, 또한 타임에서 일부 시프트 레지스터에만 클럭 신호를 적용함으로써 감소될 수 있다. 예를 들면, 네개의 클럭 신호가 제공될 수 있고, 단지 상기 토큰이 상기 시프트 레지스터내에 있는 동안 각 시프트 레지스터는 클럭된다. 양호한 실시예에 있어서, 클럭 신호를 제공하기 위해 요구되는 핀의 수를 감소시키기 위해, 단지 두개의분리 클럭 신호만이 제공된다. 제1클럭 신호는 제1의 40클럭 사이클 동안 데이터의 제1의 40바이트를 적재하는 시프트 레지스터(CSR5 내지 CSR8)를 구동시키고, 제2클럭 신호는 제2의 40클럭 사이클 동안 데이터의 제2의 40바이트를 적재하는 시프트 레지스터(CSR1 내지 CSR4)를 구동시킨다. 적재되지 않는 동안 상기 클럭 펄스를 상기 시프트 레지스터의 절반에 턴오프하는 것은 유효한 전력을 세이브할 수 있다.

[RAM을 적재하고 디스플레이를 구동하는 버스의 동시 사용]

계류중인 출원번호 제07/374,884호에서 개시된 바와 같이, 상기 디스플레이의 각 픽셀을 나타내는 데이터를 저장하는 디스플레이 비트맵 RAM이 있다. 데이터 버스는 상기 RAM 데이터를 적재하지 않도록 열 구동기로 전송하기 위해 이 RAM으로부터 열 라인에 신호를 준다. 또한 이러한 동일 데이터 버스는 마이크로 프로세서의 제어에 따라서 디스플레이 비트맵 RAM에 데이터를 적재하기 위해 사용될 수 있다. 상기 마이크로프로세서는 적정 기입신호 및 어드레스 신호를 전송하고, 상기 RAM내에 데이터를 저장하기 위해 데이터 버스에 데이터를 인가한다. 상기 RAM으로부터 열 구동기까지 적재되지 않은 데이터는 제10도에 도시된 열 클럭의 제어하에서 행해지고, 컴퓨터에 의해 데이터가 RAM에 적재될 경우 멈춰지지 않는다. 그러나, 전체 디스플레이 RAM은 거의 20 내지 30㎳ 주기로 적재될 수 있고, 이 시간은 액정 물질의 응답시간 보다 짧으며 따라서 상기 컴퓨터에서 열 구동기에 나타나는 디스플레이 비트맵 RAM에 이르는 신호로부터 상기 디스플레이상의 영향은 보이지 않는다. 이렇게 8개의 데이터 비트에 대한 적재는 통상의 마이크로프로세서 또는 8개의 병렬 비트를 두 세트의 4개의 병렬 비트로 변환하는 어떤 회로를 불필요하게 한다. 전력 절감은 시간당 4비트라기 보다는 8비트의 데이터를 판독하는데 필요한 판독수를 감소시키며, 저속으로 클럭을 실행한 결과이다.

[전력 절감]

V+ 열, V- 열 및 V- 행 전원 라인에서 나오는 전력은 상호 연결 라인의 손실량 I²R 및 행 및 열 구동기의 스위칭 트랜지스터에 의해 소비된다. 그러나, 전력(P)은 이하의 식과 같이 커패시턴스, 전압의 제곱 및 주파수에 비례한다.

P=CV²F

이 경우, 주파수는 픽셀 전압 반전의 주파수이다. 열 데이터를 수신 및 시프트하는 8개의 선택 메모리 셀에 대한 스위칭 트랜지스터의 주파수는 800㎑이다. 그러나 위상 시프트를 매 행 시간마다 발생시키는 5㎑에 의해 선정되고, 또한 하나의 행 시간에서부터 그 다음에 이르는 한 개의 열 라인에 인가되는 데이터 내의 어떤 변화에 의해 선정된 바와 같이, 새로운 신호 전압을 열 라인에 인가하는 640트랜지스터의 스위칭주파수는 상술된 제1위상 반전 타이밍에 있어서 5㎑와 10㎑ 사이에 있다. 제5a, 5b 및 5c도와 관련하여 논의된 바와 같이 단지 중간 행의 위상을 시프트함으로써, 상기 스위칭 주파수는 감소되고 그에 따라 전력소비도 감소된다. 주파수는, 후술되는 제2위상 반전 타이밍에 있어서 0 내지 5㎑이고, 후술되는 제3위상 반전 타이밍에 있어서는 1.25 내지 6.25㎑이다.

[화질]

커패시터(C911)에 의해 공급된 전류는 증가하는 ON 픽셀의 수만큼 증가하고, 커패시터(C982, C983)에 의해 공급된 전류는 증가하는 인접 열내의 OFF 픽셀에서 ON 픽셀로(혹은 ON에서 OFF로) 반전하는 수만큼 증가하므로, 대부분의 픽셀이 OFF하는 화상에 있어서 세개의 커패시터(C911, C982 및 C983)에 의해 공급된 전류는 증가하는 ON 픽셀의 수만큼 서로 트랙한다. ON 픽셀의 더 높은 수를 갖는 화상에 있어서의 상기 커패시터에 의해 제공된 더 높은 전류는 모두 3개의 커패시터 양단 전압을 감소시킨다. 제8도 및 9도에서와 같이, 조정 기준 전압(VREF)은 1차 코일의 스위칭 트랜지스터의 온타임을 제어하도록 사용된다. 제8도에서 이 스위칭 회로는 부호 20으로 표시되고 1차 코일은 P81로 표시된다. 제9도 및 제10도의 스위칭 트랜지스터는 T913이고 1차 코일은 P981이다.

제8도 및 제9도의 회로는 3개의 커패시터 C81, C82 및 C83(제8도) 또는 C911, C982 및 C983(제9도 및 제10도)을 도면에 예시하며, 전류는 서로 트랙하는데, 그것은 상기 3개의 커패시터상에 인가된 전압이 일정 비율을 유지하여 디스플레이에 대한 전압이 양호하게 조정되어 디스플레이 화상 콘트라스트가 매우 다양하고 양호한 화질을 유지시키기에 충분하기 때문이다. 위상이 매 행 시간의 중간과 끝에서 반전되는 방법으로 사용되는 스위칭 조정기 회로에서 발생하는 트랙이 우수하다(Hughes 출원에서 개시). Hughes의 출원에서 실시되는 방법에 있어서, ON 픽셀의 수에서의 증가는 행 구동기에 의해 인출되는 전류의 증가와 열 구동기에 의해 인출되는 전류의 감소(하나의 행에서 그 다음까지의 반전 수에서의 감소를 수반하면서)를 발생시킨다. 상기 3개의 커패시터간의 전류 트래킹의 단점은 위상 반전이 행 시간 수단의 중간 및 끝에서 발생할 때 상기 3개의 커패시터에 의해 제공되는 상대적인 전압은 여러 형태의 화상을 변화시키며, 비록 동작가능하더라도 Hughes의 위상 반전 방법을 갖는 제8도 또는 제9도의 스위칭 조정기의 사용은 화상 콘트라스트의 저하를 초래할 수 있다.

[상이한 위상 반전 시간을 갖는 교번 주사 루틴]

위상 반전 신호가 행과 열에 대해 모든 신호의 극성을 전환시키게 되므로 상기 위상 반전 신호의 적용은 행 클럭 신호 또는 열 클럭 신호의 적용에 따른 시간의 여러 지점에서 구성될 수 있다. 따라서 제9도 및 제10도의 구동 시스템은 제8도의 구동 시스템 제5a도, 제5b 및 제5c도에 대하여 논의된 바와 같이 하나 이상의 주사 루틴을 제공할 수 있다. 상기 주사 루틴중 임의의 주사 루틴에 대한 위상 반전, 행 클럭 및 프레임 동기 신호는 종래의 논리 설계 기술을 사용하여 디지탈 카운터 또는 데이터 클럭으로 동기화되는 시프트 레지스터로부터 피킹 지점에 의해 발생될 수 있다.

[제2주사 루틴에 대한 위상 반전의 타이밍]

제12도는 제8도의 회로에 의해 구동되는 행 및 열 전압에서 제2주사 루틴의 실시예(제1주사 루틴의 실시예는 제5a, 5b 및 5c도와 관련하여 기술함)에 대한 타이밍 도를 도시한다. 이 제2주사 루틴에 따르면, 선택된 행의 픽셀 양단 전압의 극성(위상이라고 함)은 2개의 행 시간마다 반전된다. 위상을 표시하는 라인은 시간 함수로서 선택 행의 픽셀 양단 전압의 극성을 나타낸다. 제12도에 있어서, 프레임내에 201행을 갖는 소정의 부분의 실시예에 대한 행 시간(행 시간은 특정 번호의 행이 선택될때의 시간임)을 도시하고 있다. 행 1을 표시하는 라인은 행 시간 1 동안 양의 전압(V+ 행)이 행 1에 인가되고, 행 1에 대한 프레임 주사 1에서 선택되지 않은 나머지 시간동안 제로 볼트 신호가 행 1에 인가되는 것을 나타낸다. 두 개의 양의 펄스는 2개의 연속 프레임이 주사되는 것을 나타낸다. 행 시간 1에서 제2프레임이 주사하는 동안 행 1은 V+ 행을 수신한다. 행 2를 표시하는 라인에 도시된 바와 같이, 프레임 주사 1 동안 양의 전압(V+ 행)은 프레임 주사 1의 행 시간 2 동안 행 2에 인가되고, 음의 전압(V- 행)은 프레임 주사 2의 행 시간 2 동안 인가된다. 연속 프레임 주사간의 오프셋이 발생하는데, 그것은 위상 반전 사이클이 4개의 행 시간이고 201행을 갖는 예시된 실시예에 있어서 나머지 1을 가지며 4로 나누어질 수 있기 때문에 상기 사이클은 하나의 행 시간에 의해 매 주사마다 시프트될 수 있다. 제1의 3개의 행에 대해 인가되는 행 전압을 관찰하는 것으로부터 결정될 수 있는 바와 같이, 행라인이 선택되는 시간동안 행 전압은 위상 라인으로 표시되는 극성을 갖는다. 상기 행 펄스의 타이밍은 상기 행 시간 라인으로 나타낸 행 시간 번호와 정합된다.

특정 행 시간에서 각 열에 인가되는 전압은 상기 열과 선택된 행의 교차부에서 상기 픽셀의 예상 상태에 의존한다. "열(모두 열)"로 표시된 라인은 모든 픽셀이 on되는 열에 대한 전압 파형을 나타낸다. 이러한 파형은 모든 열 시간 동안 위상 라인과 180° 반데 위상으로 나타낸다. "열(모두 오프)"로 표시된 다음 라인은 모든 픽셀이 OFF인 열에 대한 전압 파형이 모든 행 시간 동안 위상 라인과 동상 임을 나타낸다. 모든 프레임 주사동안, 열(모두 온)은 위상 라인과 반대 위상이고, 열(모두 오프)은 위상 라인과 동상이다. "열(체커; checker)"로 표시된 다음 라인은 픽셀이 체커보드에 배치됨으로서, 그 펙셀이 OFF에서 ON으로 바뀌는 열에 대한 전압 파형을 나타낸다. 이 라인은 위상 라인으로부터의 위상에서 90도 오프셋 되지만 고정된 칼라로서 위상 반전의 동일 주파수를 가진다. 따라서 체커보드 패턴은 위상 반전의 주파수를 변경하지 않는다.

"픽셀(행 1, 체커)"로 표시된 다음 라인에 의해 알 수 있는 바와 같이, 양의 고전압이 행 시간 1동안 체크열의 교차부에서 행 1의 픽셀에 인가된다. 행 시간 1동안 상기 고전압은 픽셀이 ON 칼라를 채택하는데 충분하다. 또한 "픽셀(행 2, 모두 온)"로 표시된 다음 라인에서 행 2 시간에서 행 및 열 전압 간의 고 전압차는 특정 픽셀이 ON될 수 있다. "픽셀(행 2, 체커)"로 표시된 마지막 라인에서, 행 2선택 시간 동안 행 2 및 체커 열 간의 교차부에서 픽셀에 인가되는 전압은 픽셀이 OFF 될 수 있는 크기로 낮아질 수 있다.

행 시간의 끝에서 매 2개의 행 시간 마다 위상(혹은 매 4개의 행 시간마다 위상이 순환함)을 반전시키는 제12도의 주사 루틴은 임의의 칼라 화상 및 소정열의 칼라가 매 행마다 변화하는 화상에 대해 위상 반전의 일정한 주파수를 제공한다. 제12도의 주사 루틴에 있어서, 1비트의 변화는 위상 반전의 주파수를 변화시키지 않음을 알 수 있다. 일부 패턴은 1프레임 주사에 대해 주파수를 반대 방향으로 변화시킴으로써 2개의 프레임 주사의 시간에 걸쳐 통합된 주파수는 모든 화상에 대해 일정하게 되어 액정 디스플레이에 대해 일정한 드레쉬홀드 전압을 제공할 수 있다. 회로의 시상수(변화하는 열 전압에 응답하여 전압을 조정하기 위한 회로의 시간)가 충분히 작으면, 상기 디스플레이의 화질은 우수해진다. 그러나, 단일 프레임 주사에 있어서 제12도의 주사 루틴은 상기 픽셀에 인가되는 전압이 0 내지 5㎑ 주파수에서 변화될 수 있다. 위상 반전의 주파수는 위상 반전 타이밍도와 동일한 패턴을 갖는 화상에 대해 0으로 될 수 있다. 제12도의 모든 2개의 행 주사 루틴의 단점은, 전원이 작은 시상수를 갖고 단일 프레임 미만으로 평균되는 주파수에 응답하는 것이다. 이러한 단점은 폭 넓은 주파수 변화에 대해 일정한 전압을 발생시킬 수 없다.

예컨대, 제8도에 있어서, 제로 주파수 위상 반전은 커패시터 C82 및 C83중 하나의 커패시터가 방전되고 다이오드 D82 및 D83중 하나의 다이오드가 역 바이어스될 수 있음을 의미한다. 그러나 전류는 위상 시간의 1/2 동안 열 다이오드의 하나를 통해서 역방향으로 흐를 수 없게됨으로써 이 열 구동기는 전체적으로 수용하기 어려운 디스플레이 화질을 형성하는 상기 픽셀측으로 적절한 전압을 인가할 수 없게 된다. 20㎳ 프레임 주사 시간은 제8도의 회로에 있어 디스플레이에 대한 전압을 변화시키기에 충분히 길다. 1프레임 주사 거리상에 걸쳐 제로 주파수 위상 반전이 가능하기 위해서는 제8도의 회로가 열 구동기의 출력부에 부하가 배치되도록 변경되는 것이 요구된다. 추가의 전력을 사용하는 부하를 부가하는 것은 바람직하지 않다.

[제3주사 루틴에 대한 위상 반전 타이밍]

제13도에 예시된 제3주사 루틴은 단일 비트 변화를 갖는 위상 반전 주파수를 변화시키지는 않는다. 제1 및 제2방법의 경우에서 처럼 상기 제3주사 루틴은 특정 패턴에 대해 위상 반전 주파수를 변화시키지만, 제12도의 제2주사 루틴에서와 같이 2개의 프레임 주사를 통해 통합되는 위상 반전 주파수를 변화시키지만, 제12도의 제2주사 루틴에서와 같이 2의 프레임 주사를 통해 통합되는 위상 반전 주파수는 모든 화상에 대해 일정하게 되어 상기 디스플레이의 드레쉬홀드 전압은 주파수에 따라 현저하게 변화하지는 않는다. 이와 같은 제3방법에 있어서, 몇몇 위상 반전이 중간 행에서 발생되어 1프레임 상에서 평균된 위상 반전 주파수는 결코 0이 될 수 없다. 이러한 주사 루틴은 단일 프레임에 대해 125 내지 6.25㎑의 위상 반전 주파수 범위를 갖는다. 이것은 모든 화상에 대해 3.75㎑의 2프레임을 통해 평균 주파수를 제공한다. 이 주사 루틴은 전원을 보호하기 위해 열 구동기 출력을 적재하는 것은 필요하지 않다. 제13도의 주사 루틴의 동작은 제12도와 비교함으로써 이해될 수 있다. 따라서 제13도의 동작은 상세히 기술하지 않기로 한다.

제12도에 도시된 제2주사 루틴과 관련하여 전력을 소비하지 않고 상기 열 구동기 출력을 적재하는 한가지 방법은 열등에 대해 논리부를 구동하기 위한 열 구동기 출력 전압을 사용하는 것이다.

제14도는 제9도의 회로에 의해 구동되는 전압에 있어 제2주사 루틴 실시예에 대한 타이밍도를 나타낸다.

[세가지 주사 루틴의 비교]

보다 짧은 시간 간격을 통하여 일정한 주파수를 유지하는 것이 중요할 경우에는 제1주사 루틴이 바람직하다. 제1주사 루틴은 3개의 전원 전압을 발생시키는 본 발명의 방법을 이용할 경우에 거의 일정한 전원 전압을 유지시킨다. 그러나, 제1주사 루틴은 2개의 프레임 주사를 통하여 일정한 위상 반전 주파수를 부여할 수 없으므로 누화 효과 및 액정 디스플레이 물질의 드레쉬홀드 전압 변이에 기인하여 콘트라스트가 변화할 수 있다. 전력이 낮더라도 제12도의 제2주사 루친은 디스플레이에 일정한 전압을 유지하기 위해 부하를 필요로 하게 되어 실용적이지 못하다. 제3주사 루친은 몇몇 응용에 대해서는 양호할 수도 있다. 상기 양호한 실시예는 응용된 기능이다.

본 발명의 몇몇 실시예 및 장점이 여기서 기술되어 있으며, 이러한 기술관점에 비추어 볼때 다른 실시예 및 장점은 당업자라면 명백히 알 수 있다. 본 발명의 범위는 상세히 기술된 실시예에 제한되지 않는다.

시프트 레지스터를 다른 갯수 및 크기로 사용할 수 있으며 다른 옵션이 다른 응용을 위해 선택되는 시프트 레지스터 상에 존재할 수 있음은 명백하다. 다른 드레쉬홀드 및 과도 전압을 갖는 결정에 대해서는 다른 전압이 사용될 수도 있다.

Claims

복수의 행 및 복수의 열을 포함하는 액정 디스플레이용 주사 제어장치에 있어서, 양의 행 전압 노드와 음의 행 전압 노드사이에서 행 전압을 발생시키는 행 전압 발생기와; 제1열 전압 노드에서 기준 전압 노드상의 기준 전압에 대해 양의 값의 되는 제1열 전압을 발생시키는 양의 열 전압 발생기와; 제2열 전압 노드에서 상기 기준 전압에 대해 음의 값이 되는 제2열 전압을 발생시키는 음의 열 전압 발생기와; 상기 양의 행 전압 노드 및 상기 음의 행 전압 노드에 각각 접속되는 제1 및 제2입력 노드와, 상기 기준 전압 노드에 접속되는 출력 노드를 포함하며, 상기 기준 전압 노드를 상기 양의 행 전압노드 및 상기 음의 행 전압노드중 어느 하나에 교대로 접속하여 픽셀 양단에 인가되는 픽셀 양단에 인가되는 픽셀 전압차를 발생시키는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 액정 디스플레이는 N개의 행 라인을 갖고, 상기 행 전압과 상기 제1 및 제2열 전압은 각각 V행 및 V열의 크기를 가짐으로써 픽셀 양단의 오프 RMS 전압은 다음식,

으로 도출되고, 픽셀 양단의 온 RMS 전압은 다음식,

으로 도출되며, 상기 액정 디스플레이는 상기 디스플레이의 액정 물질이 오프일 때 최고 전압인 드레쉬홀드 전압과 상기 액정 물질이 온일때 상기 드레쉬홀드 전압에 과도 전압을 더한 전압이 최저 전압이 되는 과도 전압을 갖고, 상기 오프 RMS 전압은 상기 드레쉬홀드 전압과 같거나 또는 보다 작게 되도록 선택되며, 상기 온 RMS 전압은 상기 드레쉬홀드 전압에 상기 과동전압을 더한 전압과 같거나 또는 보다 크게 되도록 선택되는 것을 특징으로하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 온 픽셀은 투과되고 오프 픽셀은 흡수되는 것을 특징으로 하는 주사 제어 장치.
제1항에 있어서, 오프 픽셀은 투과되고 온 픽셀은 흡수되는 것을 특징으로 하는 주사 제어 장치.
제1항에 있어서, 각각의 행이 선택되는 행시간의 종료점 이외의 지점에서, 스위치에 접속되어 상기 스위치가 상기 기준 전압 노드를 상기 양의 행 전압 노드 및 상기 음의 행 전압 노드중 어느 하나에 접속되는 위상 신호를 발생시키는 위상 산호 발생기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 종료점 이외의 지점은 상기 행 시간의 중간인 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 각각의 행이 선택되는 행 시간의 종료점에서 매 다른 행 시간마다 위상 신호가 제1극성과 제2극성간에 전환하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 각각의 행이 선택되는 동안의 시간은 행 시간이고, 상기 위상 신호는 상기 제1극성과 제2극성 사이에서 8행 시간내에 6번 전환하는데, 첫번째 및 네번째 전환은 상기 8행 시간중 중간에서 발생하고 나머지 전환은 상기 8행 시간중 다른 행 시간의 종료점에서 발생하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 행 전압 발생기와 상기 양의 열 전압 발생기 및 상기 음의 열 전압 발생기는 상기 기준 전압 노드상의 초과 전압에 응답하여 상기 행 전압 발생기와 상기 양의 열 전압 발생기 및 상기 음의 열 전압 발생기는 턴오프 시키는 전압 피드백 수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 행 전압 발생수단과 상기 양의 열 전압 발생기 및 상기 음의 열 전압 발생기는 상기 행 전압 발생기에 의해 발생되는 초과 전압에 응답하여 상기 행 전압 발생기와 상기 양의 열 전압 발생기 및 상기 음의 열 전압 발생기를 턴오프시키는 전압 피드백 수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 행 전압 발생기는, 일단이 제1전압원에 접속되고 타단이 상기 전압 피드백 수단에 의해 제어되는 스위칭 수단을 통하여 제2전압원에 접속되는 1차 코일과; 제1플레이트 및 제2플레이트를 가지며 상기 행 전압을 제공하는 커패시터와 다이오드로써 루프를 형성하고, 상기 1차 코일에 의해 구동되는 2차 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제11항에 있어서, 상기 양의 열 전압 발생기 및 상기 음의 열 전압 발생기는, 상기 1차 코일과; 제1플레이트 및 제2플레이트를 갖는 제2커패시터와 제2다이오드로써 제2루프를 형성하는 제2의 2차 코일과; 제1플레이트 및 제2플레이트를 갖는 제3커패시터와, 제3다이오드로써 제3루프를 형성하는 제3의 2차 코일을 구비하고, 상기 제2 및 제3커패시터의 상기 제1플레이트는 함께 접속되는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제12항에 있어서, 상기 스위치는 상기 제1커패시터의 상기 제1 및 제2플레이트를 상기 제2 및 제3커패시터의 상기 제1플레이트에 교대로 접속하여, 상기 제1커패시터의 상기 플레이트중 하나가 연속으로 접속될 때 상기 제2 및 제3커패시터에 의해 동일한 부하가 공급되는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제13항에 있어서, 상기 행 전압을 상기 각각의 행에 인가하는 행 구동기를 추가로 구비하고, 상기 행 구동기는 상기 제2 및 제3커패시터이 상기 제1플레이트에 접속되지 않은 상기 제1커패시터의 상기 제1플레이트 및 제2플레이트중 하나를 상기 선택된 행에 접속하고, 상기 제2 및 제3커패시터의 상기 1플레이트에 접속되는 상기 제1커패시터의 상기 제1플레이트 및 상기 제2프레이트중 다른 하나를 나머지 선택되지 않은 행에 접속하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제10항에 있어서, 상기 양의 열 전압 발생기는 발진기에 의해 구동되는 구동 단부를 갖는 1차 코일을 포함하고, 상기 전압 피드백 수단은 상기 스위치를 포함하며, 상기 스위치는 상기 1차 코일의 상기 구동 단부로부터 취해진 전압을 인가하고, 상기 구동 단부로부터 동등한 전압으로 취해진 상기 전압을 상기 행 전압으로 변이하며, 산기 변이된 전압을 상기 발진기를 턴오프하는 수단으로 공급하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제15항에 있어서, 사용자에 의해 제공되는 제어 신호에 응답하여 턴온 및 턴오프되는 콘드라스트 스위칭 조정기에 의해 소정의 행 전압이 조정될 수 있는 것을 특정으로 하는 주사 제어장치.
행 및 열로 배열되는 픽셀을 가지며, 각 픽셀은 상기 픽셀의 제1표면 근처의 대응행을 따라 연장하는 행 라인과 상기 픽셀의 제2표면 근처의 대응 열을 따라 연장하는 열 라인에 의해 제어되는 액정 디스플레이용 주사 제어장치에 있어서, 행 선택 전압을 발생하는 수단과; 행 선택 시간 중에 상기 행들 중 각 행에 대해 상기 행 선택 전압과 같은 크기만큼 기준 전압과 다른 행 라인 전압을 상기 행 라인에 인가하고, 나머지 선택되지 않은 행에 상기 기준 전압을 인가하는 수단과; 상기 행 라인 전압의 극성과 같은 극성을 갖는 제1열 전압과, 상기 행 라인 전압의 극성과 반대되는 극성을 갖는 제2열 전압을 발생하는 수단과; 상기 열 및 상기 선택된 행에 위치한 픽셀이 오프가 될 때 상기 열들 중 각각의 열라인에 상기 제1열 전압을 인가하고, 상기 열 및 상기 선택된 행에 위치한 픽셀이 온이 될 때 상기 열들중 각각의 열 라인에 상기 제2열 전압을 인기하는 수단을 구비하는데, 상기 행 선택 전압 발생수단과, 상기 제1 및 제2열 전압 발생수단은 스위칭 조정기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 주산 제어장치.
제17항에 있어서, 상기 스위칭 조정기는 발진기로 구성되는데, 상기 발진기는 행 선택 전압을 발생시키는 수단 및 상기 제1 및 제2열 전압을 발생시키는 수단을 구동하는 1차 코일과, 피드백 신호에 응답하여 턴온 및 턴오프되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어 장치.
행과 열로 배열되는 픽셀을 가지며, 각 픽셀은 상기 픽셀의 제1표면 근처의 행 라인과 상기 픽셀의 제2표면 근처에 열 라인 간의 전압차에 의한 반사율을 갖는 액정 디스플레이용 주사 제어방법에 있어서, 상기 픽셀의 각각의 행을 행 선택 시간 동안 순차로 선택하는 단계와; 상기 행 선택 시간과 같은 시간 이후에 양의 극성과 음의 극성 사이에서 전환하는 위상 반전 극성을 가지며, 상기 각 행 선택 시간의 종료점 이외의 시간에서 극성을 전환하는 위상 반전 신호를 발생하는 단계와; 상기 각 행 선택 시간 동안 상기 위상 반전 극성과 동일한 극성을 갖는 행 선택 전압을 상기 선택된 행에 인가하고, 기준 전압을 상기 픽셀의 선택되지 않은 나머지 행에 인가하는 단계와; 상기 각 열과 상기 선택된 행의 픽셀이 오프일 경우 상기 위상 반전 극성과 동일한 극성을 갖는 열 전압을 상기 열중의 각 열에 인가하고, 상기 각 열과 상기 선택된 행의 픽셀이 온일 경우 상기 위상 반전 극성과 반대인 극성을 갖는 열 전압을 상기 열중의 각 열에 인가함으로써 상기 각 열에서 상기 픽셀중 인접한 것들이 다른 상태일 경우에만 인접한 행 선택 시간 사이에서 상기 열 전압이 극성을 전환하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
행과 열로 배열되는 픽셀을 가지며, 각 픽셀은 상기 픽셀의 제1표면 근처의 행 라인과 상기 픽셀의 제2표면 근처의 열 라인 간의 전압차에 의한 반사율을 갖는 액정 디스플레이용 주사 제어방법에 있어서, 상기 픽셀의 각각을 행을 행 선택 시간 동안 순차로 선택하는 단계와; 상기 행 선택 시간들중 2회와 동일한 시간 이후에 양의 극성과 음의 극성 사이에서 전환하는 위상 반전 극성을 가지며, 상기 행 선택 시간의 종료점에서 극성을 전환하는 위상 반전 신호를 발생하는 단계와; 상기 각 행 선택 시간 동안 상기 위상 반전 극성과 동일한 극성을 갖는 행 선택 전압을 상기 선택된 행에 인가하고, 기준 전압을 상기 픽셀의 선택되지 않은 나머지 행에 인가하는 단계와; 상기 각열과 상기 선택된 행의 픽셀이 오프일 경우 상기 위상 반전 극성과 동일한 극성을 갖는 열전합을 성기 열 중의 각 열에 인가하고, 상기 각 열과 상기 선택된 행의 픽셀이 온일 경우 상기 위상 반전 극성과 반대인 극성을 갖는 열 전압을 상기 열 중의 각 열에 인가하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
행과 열로 배열되는 픽셀을 가지며, 각 픽셀은 상기 픽셀의 제1표면 근처의 행 라인과 상기 픽셀의 제2표면 근처의 열 라인 간의 전압차에 의한 반사율을 갖는 액정 디스플레이용 주사 제어 방법에 있어서, 상기 픽셀의 각각의 행을 행 선택 시간 동안 순차로 선택하는 단계와; 행 선택 시간의 짝수회내에 양의 극성과 음의 극성 사이에서 6회 전환하는데, 행 선택 시간의 종료점 이외의 시간에서 한번 행 선택 시간의 종료점에서 두번 음에서 양의 극성을 전환하고, 행 선택 시간의 종료점 이외의 시간에서 한번 행 선택 시간의 종료점에서 두번 양에서 음의 극성으로 전환하는 제1극성을 갖는 위상 신호를 발생하는 단계와; 상기 행 선택 시간동안 상기 위상 반전 극성과 동일한 극성을 갖는 행 선택 전압을 상기 선택된 행에 인가하고, 반전 전압을 상기 픽셀의 선택되지 않은 나머지 행에 인가하는 단계와; 상기 각 열과 상기 선택된 행의 픽셀의 오프일 경우 상기 위상 반전 극성과 동일한 극성을 갖는 열 전압을 상기 열들중의 각 열에 인가하고, 상기 각 열과 상기 선택된 행의 픽셀이 온일 경우 상기 위상 반전 극성과 반대인 극성을 갖는 열 전압을 상기 열 중의 각 열에 인가하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제19항에 있어서, 상기 행 선택 전압은 적어도 상기 열 전압 크기의 2배의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제19항에 있어서, 상기 행 선택 전압은 상기 열 전압 크기의 40배의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제19항에 있어서, 상기 행 선택 전압 및 상기 열 전압을 제어하는 수단에 상기 열 선택 전압과 관련된 전압을 피드백 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제19항에 있어서, 상기 열 전압 및 상기 행 선택 전압을 제어하는 수단에 상기 행 선택 전압과 관련된 전압을 피드백 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
액정 디스플레이를 구동하기 위해 사용되는 전압 발생용 전압 조정장치에 있어서, 2차 코일이 1차 코일에 의해 구동되는 적어도 2개의 코일과; 전압을 제어하기 위한 피드백용으로 사용되는 전압을 발생하는 커패시터 양단에 인가되는 전압을 발생시키는 상기 2개의 코일중 하나와; 상기 코일중 하나를 통해 교류 전류를 발생시키는 수단과; 상기 코일중 하나를 통해 상기 교류 전류를 발생시키는 수단을 턴온 및 턴오프시키는 스위치와; 상기 스위치를 제어하고 피드백을 위하여 사용되는 상기 전압과 직접 연결된 제어수단을 구비하며; 피드백에 사용되는 상기 전압이 허용 오차 이상으로 소망의 전압 레벨을 초과할 경우 상기 스위치는 상기 교류 전류 발생 수단을 턴오프시키고, 피드백에 사용되는 상기 전압이 또 다른 허용 오차 이상으로 상기 소망의 전압 레벨보다 적을 경우 상기 스위치는 상기 교류 전류 발생 수단을 턴온시키는 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제26항에 있어서, 상기 1차 코일은 상기 교류 전류 발생 수단에 의해 구동되고, 피드백에 사용되는 상기 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제27항에 있어서, 적어도 2차 코일을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제26항에 있어서, 상기 1차 코일은 상기 교류 전류 발생 수단에 의해 구동되고, 상기 2차 코일은 피드백에 사용되는 상기 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제29항에 있어서, 적어도 3차 코일을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제26항에 있어서, 상기 교류 전류 발생 수단은 발진기이고, 상기 스위치는 상기 발진기를 턴오프시키는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제26항에 있어서, 피드백에 사용되는 전압과 직접 관련된 상기 전압은 상기 피드백에 사용되는 전압인 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제32항에 있어서, 피드백에 사용되는 상 전압이 상기 소망의 전압과 동일한 경우 상기 바이폴라 트랜지스터가 상태를 스위치 하도록 하는 전압과 동일한 제어 전압을 발생하기 위해 피드백에 사용되는 상기 전압은 분배되고, 상기 제어전압은 상기 트랜지스터의 베이스-에미터 접합부 양단에 인가되는 것을 특징으로 하는 전압 조정장치.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이의 열을 구동하는 열 구동기에 인가되는 제1열 전압과 제2열 전압 사이의 크기 차는 10V 이하인 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제1열 전압은 상기 디스플레이의 열을 구동시키는 열 구동기에 대한 양의 전압이고, 상기 제2열 전압은 상기 구동기에 대한 음의 전압이며, 열 데이터 신호는 상기 구동기에 대한 입력 신호인 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제35항에 있어서, 상기 제1 및 제2열 전압은 2.5V와 12V 사이의 전압에 합해지는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제36항에 있어서, 상기 열 구동기는 CMOS인 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 기준 전압은 상기 데이터 수단에 의해 사용되는 제2기준 전압에 대해 고정 전압인 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 액정 디스플레이는, 다수의 전도성 행 라인이 배열된 제1표면 및 상기 행 라인에 거의 직교한 다수의 전도성 열 라인이 배열된 제2표면과, 상호 대응하는 행 라인과 열 라인간에 위치한 액정 물질의 일부분인 다수의 픽셀과, 상기 대응하는 행 라인과 열 라인간의 합성된 전압차에 좌우되는 투과율을 가지며; 상기 행 라인의 각각에 차례로 선택 전압을 인가함에 따라 선택된 행이 지정됨과 동시에 상기 열 라인의 각각에 제1열 전압 및 제2열 전압을 인가하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 주사 제어장치.
제39항에 있어서, 제1극성과 제2극성 사이에서 전환하는 위상 신호를 발생하는 수단을 추가로 포함하며, 2개의 프레임 시간을 통한 제1극성과 제2극성에 의해 점유되는 시간 길이는 동일하고, 상기 프레임 시간은 상기 모든 행 라인을 주사하는 시간인 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제39항에 있어서, 상기 제2열 전압은 상기 제1열 전압의 크기와 거의 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
제40항에 있어서, 상기 위상 신호가 상기 제1극성을 가질때 상기 행 전압과 동일한 크기로 상기 기준 전압에 대하여 양의 전압이고, 상기 위상 신호가 상기 제2극성을 가질때 상기 행 전압과 동일한 크기로 상기 기준 전압에 대하여 음의 전압이 되는 선택 전압을 발생하는 발생수단과; 상기 선택전압을 상기 선택된 행에 인가하고 기준 전압을 나머지 선택되지 않은 행에 인가하는 수단과; 상기 위상 신호가 상기 제1극성을 가질때 상기 선택된 행의 픽셀이 온되는 열에 상기 제2열 전압을 인가하고, 상기 선택된 행의 픽셀이 오프되는 열에 상기 제1열 전압을 인가하며, 상기 위상 신호가 상기 제2극성을 가질 때 상기 선택된 행의 픽셀이 온되는 열에 상기 제열 전압을 인가하고, 상기 선택된 행의 픽셀이 오프되는 열에 상기 제2열 전압을 인가하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 제어장치.
복수의 행 및 열로 배열된 디스플레이 소자의 행렬을 구동하는 분포형 디스플레이 구동 시스템에 있어서, 상기 디스플레이 소자를 복수의 열로 구동하는 수단과, 상기 디스플레이 소자를 복수의 행으로 구동하는 수단과, 적어도 하나의 데이터 신호 및 적어도 하나의 제어신호를 발생하는 수단과, 양의 행 전압 노드와 음의 행 전압 노드 사이에서 행 전압을 발생하는 수단과, 기준 전압에 대하여 단지 하나의 양의 열 전압을 제1열 전압 노드에서 발생하는 수단과, 상기 기준 전압에 대하여 단지 하나의 음의 열 전압을 제2열 전압 노드에서 발생하는 수단과, 상기 기준 전압 노드 또는 상기 제1열 전압 노드 또는 상기 제2열 전압 노드를 적어도 하나의 데이터 신호 또는 적어도 하나의 제어 신호에 기준하거나 또는 적어도 하나의 데이터 신호 및 적어도 하나의 제어 신호에 기준하는 수단을 구비하며, 상기 복수의 열을 구동하는 수단은 상기 복수의 행을 구동하는 수단과 물리적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제43항에 있어서, 상기 복수의 데이터 신호 및 복수의 제어 신호를 발생하는 수단은 컴퓨터 시스템에 통합되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제44항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은 MS DOS 운영 체제를 사용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제43항에 있어서, 상기 디스플레이 소자를 복수의 열로 구동하는 수단에 인가된 최고의 양의 전압과 최고의 음의 전압 사이에서 전압차의 절대값은 6V 미만인 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제43항에 있어서, 상기 최고의 양의 열 전압과 상기 최고의 음의 열 전압 사이에서 전압차의 절대값은 상기 디스플레이 소자를 복수의 열로 구동하는 상기 수단에 인가된 최대 전압과 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제43항에 있어서, 스위칭 조정기를 추가로 구비하며, 상기 제1열 전압, 상기 제2열 전압 및 상기 기준전압은 모두 상기 스위치 조정에 의해 적접 발생되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제43항에 있어서, 위상 신호 발생 수단을 추가로 구비하고 행 시간의 종료점에서 매 다른 행 시간마다 제1 및 제2극성 사이에서 위상 신호가 전환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 시스템.
제20항에 있어서, 상기 행 선택 전압은 적어도 상기 열 전압 크기의 2배의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제20항에 있어서, 상기 행 선택 전압은 상기 열 전압 크기의 40배의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제20항에 있어서, 상기 행 선택 전압 및 상기 열 전압을 제어하는 수단에 상기 행 선택 전압과 관련된 전압을 피드백하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제20항에 있어서, 상기 열 전압 및 상기 행 선택 전압을 제어하는 수단에 상기 선택 전압과 관련된 전압을 피드백 하는 단계를 추가고 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제21항에 있어서, 상기 행 선택 전압은 적어도 상기 열 전압 크기의 2배의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제21항에 있어서, 상기 행 선택 전압은 상기 열 전압 크기의 40배 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제21항에 있어서, 상기 행 선택 전압 및 상기 열 전압을 제어하는 수단에 상기 열 선택 전압과 관련된 전압을 피드백하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.
제21항에 있어서, 상기 열 전압 및 상기 행 선택 전압을 제어하는 수단에 상기 행 선택 전압과 관련된 전압을 피드백 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 제어방법.