KR970006863B1 - 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

액티브 매트릭스형 액정 표시 장치
제1도는 본 발명의 한 실시예를 도시한 ALCD의 블럭도.
제2도는 제1도에 따른 각부의 신호 전압 특성도.
제3도는 제1도에 도시한 샘플 홀드 회로의 구성도.
제4도는 제1도에 따른 LCD 패널의 드라이버 회로 및 구동 전압 파형을 나타내는 도면.
제5도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 ALCD의 블럭도.
제6도는 제5도에 따른 LCD 패널의 드라이버 회로 및 구동 전압 파형을 나타내는 도면.
제7도는 종래의 한 실시예를 도시한 ALCD의 블럭도.
제8도는 종래의 다른 실시예를 도시한 디지탈식 ALCD의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 샘플 홀드 회로 2 : γ
3 : 데이타 반전 회로 4 : 콘트롤러
7, 8 : 신호선 9 : LCD패널
10 : 수직(V) 드라이버 회로 11 : 상측 수평(H) 드라이버 회로
12 : 하측 수평(H) 드라이버 회로 13 : 화소 전극
14 : 입력 버퍼 15 : 시프트 레지스터
16 : 샘플 홀드부 17 : 셀렉터
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 RGB 비디오 신호에 의해 LCD 패널 등의 화소 전극을 제어하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
종래의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(이하, ALCD로 칭한다)는 RGB 신호를 입력 인터페이스로서 아날로그 타입 또는 디지탈 타입의 드라이버 회로를 구동하는 것으로, LCD 패널의 화소 전극을 제어하고 있다.
제7도는 이와 같은 종래의 한 실시예를 도시한 ALCD의 블럭도이다. 제7도에 도시한 바와 같이 종래의 ALCD는 RGB 신호를 한번 디지탈 신호로 변환하는 아날로그 디지탈 변환회로(이하, ADC 회로라 칭한다: 18)과, 감마(γ) 변환 회로(2)를 내장하고 수평 동기 신호(HS) 및 수직 동기 신호(VS)에 의해 각 부를 제어하는 콘트롤러(4a)와, ADC 회로(18)의 출력 N11을 γ변환 회로(2)에 의해 변환된 출력 N12를 아날로그 신호 N13으로 변환하는 디지탈 아날로그 변환 회로(이하, DAC 회로라 칭한다; 19)와, 아날로그 신호 N13을 입력하여 서로 반전된 신호 데이타 N14, N15를 작성하는 데이타 반전 회로(3)과, 콘트롤러(4a)에 접속된 LPF(5) 및 VCO(6)과, 화소 전극(13)을 매트릭스상으로 배치한 LCD 패널(9)와, 제1 및 제2의 신호선(7, 8)을 통하여 각각 데이타 반전 회로(3)에서 구동되는 LCD 패널(9)의 H방향의 전위를 제어하는 상측 H 드라이버 회로(11) 및 하측 드라이버 회로(12)와, LCD 패널(9)의 V방향의 전위를 제어하는 V드라이버 회로(10)을 갖고 있다.
우선, ADC 회로(18)에서 RGB 신호를 디지탈 신호로 변환한 후, 미리 LCD 패널(9)의 휘도 전압 특성과 영상 신호(×0.45로 되어 있다)를 복조하기 위하여 필요한 입력·출력 변환 코드가 기억된 γ변환 회로(2) 내의 ROM을 이용하여 디지탈 신호 N11을 γ변환한다. 다음에, γ변환된 디지탈 신호 N12는 DAC 회로(19)에 의해 재차 아날로그 신호 N13으로 되돌려진다.
또한, 이 아날로그 신호 N13은 데이타 반전 회로(3)에 의해 서로 반전된 아날로그 신호 N14 및 N15로서 부호 반전되고, LCD 패널(9)의 상하에 접속된 상측 드라이버 회로(11) 및 하측 H드라이버 회로(12) [또한 아날로그 방식의 H 드라이버]로 공급된다. 이상은 아날로그 방식의 ALCD이다.
제8도는 종래의 다른 실시예를 도시한 디지탈식 ALCD의 블럭도이다. 제8도에 도시한 바와 같이, 종래의 디지탈식 ALCD의 블럭도이다. 제8도에 도시한 바와 같이, 종래의 디지탈식 ALCD는 RGB 신호를 아날로그 변환하는 ADC 회로(18)과, 데이타 N11a, N11b를 신호선(7a,8a)를 통하여 입력하는 디지탈식 상측 H 드라이버 회로(11a) 및 하측 H 드라이버 회로(12a)와, 이러한 상측 H 드라이버 회로(11a) 및 하측 H 드라이버 회로(12a)로의 계조를 지시하는 계조 전원(20)과, 제7도와 같은 LCD 패널(9) 및 V 드라이버 회로(10)과 ADC 회로(18)과 각 드라이버 회로를 제어하는 콘트롤러(4b)와, LPF(5)와 VCO(6)을 갖는다. 이와 같은 디지탈식 ALCD는 ADC 회로(18)의 출력 데이타 N11a, N11b를 직접 H 드라이버 회로(11a,12a)로 입력하고, γ변환은 이 H 드라이버 회로(11a,12a)에 공급되는 계조 전원(20)의 전압 설정에 의해 행해진다.
상술한 종래의 아날로그식 ALCD는, 작금의 액정 표시의 다계조화에 의해 ADC 회로의 출력 비트수로 6 내지 8비트 이상을 요구한다. 게다가 LCD의 표시 화소의 증대에 따른 비디오 신호의 도트 클럭도 증대하는 경향이 있다. 예를 들면, 130만 화소 레벨의 LCD는 ADC 회로의 샘플링 레이트로서 100MHz 이상이 요구된다.
이와 같은 8비트 정도의 비트 정밀도에서 동시에 100MHz 이상의 레이트로 변환하는 ADC 회로는, 소비 전력도 0.5∼1W로 크다. 또한, 장치 전체가 크게되고 가격도 높아진다. 따라서, 이와 같은 ADC 회로를 이용하여 구성한 ALCD는 LCD의 메리트인 저소비 전력화를 방해하여, 전체가 커지고 동시에 가격이 높아진다는 결점이 있다.
또한, 종래의 ALCD는 γ변환 후의 DAC 회로도 전술한 ADC 회로와 마찬가지로, 비트 정밀도의 증대와 고속화를 요구하기 때문에, 소비 전력이 증대하고, 장치 전체가 커지고 동시에 가격이 높아지는 결점이 있다.
다음에, 종래의 디지탈식 ALCD는, 아날로그식의 ALCD에 비하여 DAC 회로를 이용하지 않을 뿐 소비 전력이 낮게 된다. 그렇지만, 각 색에 관하여 보면, 6∼8비트 이상, 또는 주변 드라이버의 동작 능력(통상, 30MHz 정도까지)에 맞추기 위하여 1 : N의 직렬·병렬 변환을 행한 경우는 더욱 더 6N~8N 비트의 γ변환후의 디지탈 신호를 LCD 주변의 드라이버로 공급하지 않으면 안된다. 따라서, 종래의 디지탈식 ALCD는 배선을 끌고다니는 것이 번잡하게 되고, 콤팩트화를 방해하는 결점이 있다.
본 발명의 목적은, 아날로그 RGB 신호에 대하여 ADC 회로와 DAC 회로를 이용하지 않고 신호 처리하고, 저소비 전력화와 콤팩트화 및 저가격화를 실현하는 ALCD를 제공함에 있다.
본 발명의 ALCD는, 화소 전극으로된 액정 패널과, 상기 액정 패널을 드라이버 하는 수직 드라이버 회로 및 상하 수평 드라이버 회로를 구비한 ALCD에 있어서, RGB 비디오 신호를 입력하여 레벨 시프트 및 증폭을 행하여 샘플 홀드하는 샘플 홀드 회로와, 상기 샘플 홀드 회로의 출력 신호를 γ변환하는 γ변환 회로와, 상기 γ변환 회로의 출력 신호에 의해 어떤 일정 전압에 대해 반전시킨 신호와 비반전 신호를 작성하는 데이타 반전 회로와, 상기 각 회로를 제어하는 콘트롤러를 갖고 있고, 상기 데이타 반전 회로에서 상기 액정 패널의 상기 상하 수평 드라이버 회로에서 역상의 신호를 공급하도록 구성 된다.
또한, 본 발명의 ALCD는, 화소 전극으로된 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 수직 드라이버 회로 및 상하 수평 드라이버 회로를 구비한 ALCD에 있어서, RGB 비디오 신호를 입력하여 레벨 시프트 및 증폭을 행하여 샘플 홀드하는 샘플 홀드 회로와, 상기 샘플 홀드 회로의 출력 신호를 γ변환하는 γ변환 회로와, 상기 γ변환 회로의 출력 신호에 의해 어떤 일정 전압에 대하여 동상의 반전 신호 또는 동상의 비반전 신호를 작성하는 데이타 반전 회로와, 상기 각 회로를 제어하는 콘트롤러를 갖고 있고, 상기 데이타 반전 회로에서 상기 액정 패널의 상기 상하 수평 드라이버 회로에 동상의 신호를 공급하도록 구성된다.
다음에, 본 발명의 실시예에 있어서 도면을 참조하여 설명한다. 제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 ALCD의 블럭도이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 본 실시예도 상술한 제7도의 종래예와 마찬가지로, 화소 전극(13)으로 이루어진 LCD 패널(9)와, 이 LCD 패널(9)를 구동하는 수직(V) 드라이버 회로(10) 및 상하측 수평(H) 드라이버 회로(11 및 12)를 구비하고 있다.
본 실시예는, 이것들 외에 RGB 비디오 신호를 입력하여 레벨 시프트 및 증폭을 행하여 샘플 홀드하는 샘플 홀드 회로(1)과, 이 샘플 홀드 회로(1)의 출력 신호 N1을 γ변환하는 γ변환 회로(2)와, 이 γ변화 회로(2)의 출력 신호 N3에 의해 어떤 일정 전압에 대하여 반전시킨 신호 N4 및 비반전 신호 N5를 작성하는 데이타 반전회로(3)과, 이러한 각 회로를 제어하는 콘트롤러(4)와 LPF(5) 및 VCO(6)을 갖고 있다. 게다가 데이타 반전 회로(3)에서 제1의 신호선(7), 제2의 신호선(8)을 통하여 LCD 패널(9)의 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)에 역상의 신호를 공급한다. 또한, 샘플 홀드 회로(1)은 γ변환 회로(2)와 함께 반도체 기판(30)에 탑재된다.
이와 같은 ALCD에 있어서 회로 동작을 제1도 및 다음의 제2도를 참조하여 설명한다. 제2도는 제1도에 있어서 각부의 신호 전압 특성도이다. 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, RGB 비디오 신호가 샘플 홀드 회로(1)로 입력되면 증폭후(RGB 증록 신호) 샘플 홀드하는 것으로 직렬·병렬 변환된다. 이 직렬·병렬 변환된 비디오 신호 N1은 γ변환 회로(2)에 의해 촬상기측(송신측)의 역 γ변환의 보정 및 액정의 휘도·전압 특성의 보상이 행해지고 신호 N3를 출력한다. 데이타 반전 회로(3)에서, γ변환된 신호의 반을 픽셀 전위의 게이트 전압에 의한 필드 스루를 무시 가능한 경우는, LCD 패널(9)의 대향 전극의 전압에 대해 반전하여 출력하고 나머지 신호를 비반전으로 출력한다. 즉, 데이타 반전 회로(3)은 LCD 패널(9)의 아날로그식의 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)에 기준 전압 Vcom에 대하여 역상의 신호 N4와 N5를 공급한다.
이러한 신호 N4와 N5는 1라인의 기록마다 그 극성을 연결시킨다. 역시, 샘플 홀드 회로(1)에서 샘플 홀드하는 타이밍과 데이타 반전 회로(3)에서 데이타 반전을 행하는 타이밍 또는 H, V 드라이버 회로(10∼12)내의 시프트 레지스터(도시 생략)에서의 스타트 펄스 등은 콘트롤러(4)에서 HS 및 VS 신호로 동기된 신호에 의해 제어된다.
제3도는 제1도에 도시한 샘플 홀드 회로의 구성도이다. 제3도에 도시한 바와 같이, 샘플 홀드 회로(1)은 RGB 비디오 신호를 입력하여 레벨 등을 조정하는 입력 버퍼(14)와, 콘트롤러(4)에서의 클럭 CLK 및 스타트 펄스 S 신호를 입력하는 시프트 레지스터(15)와, 이 시프트 레지스터(15)의 출력에 의해 입력 버퍼(14)의 출력을 샘플링하는 샘플 홀드부(16)과, 콘트롤러(4)에서의 변환 신호 SE에 의해 샘플 홀드부(16)의 출력을 선택하여 γ변환 회로(2)로 송출하는 셀렉터(17)를 구비하고 있다. 또한, 이 경우에는 RGB 신호 내의 한개 신호의 회로에 대해서만 기재하고 있지만, 실제로는 RGB 신호 각각에 이와 같은 회로가 필요하다.
이와 같은 샘플 홀드 회로(1)에 있어서, 우선 입력 버퍼(14)는 입력된 RGB 비디오 신호의 레벨 시프트와 반전 증폭을 행하고 샘플 홀드부(16)에 출력한다. 한편, 콘트롤러(4) 내에서 수평 동기 신호(HS) 및 수직 동기 신호(VS)에 동기하여 발생된 도트 클럭 CLK와 스타트 펄스 SP를 시프트 레지스터(15)에 공급하면, 시프트 레지스터(15)는 샘플 홀드부(16)에 대하여 샘플링 클럭을 발생시킨다. 여기에서 입력 버퍼(14)에서 반전 증폭된 비디오 신호는 샘플 홀드부(16)에서 시프트 레지스터(15)로부터의 샘플링 클럭에 의해 샘플링되고 홀드된다.
또한, 샘플 홀드부(16)에서 샘플 홀드 열의 전반부와 후반부는 각각 짝이 되고, 셀렉터(17)내의 래치(도시 생략)에 보존 유지된다. 이 셀렉터(17)에서는 콘트롤러(4)로 부터의 변환 신호(SE)에 의해 짝으로 된 샘플 홀드 열의 전단 부분을 출력하든지, 후단부분을 출력하든지, 변환하여 샘플 홀드 회로(1)의 출력으로 한다. 이러한 신호는 γ변환 회로(2)를 경유하여 출력 N3된다. 역시 상술한 바와 같이, 샘플 홀드 회로(1)과 γ변환 회로(2)는 반도체 기판(30) 상에 탑재되지만 개별의 기판으로 탑재하여도 좋다. 또한, LSI의 소비 전력상 허용된다면, RGB 신호의 전부에 대응하는 회로를 동일 칩으로 집적하는 편이 바람직하지만, 소비 전력상 허용되지 않는다면, RGB 신호의 대응 회로마다 집적화할 필요가 있다.
제4a, b도는 각각 제1도에 있어서 LCD 패널 드라이버 회로도 및 구동 전압 파형도이다. 제4a, b도에 도시된 바와 같이, 이 구동 방식은 도트 반전 구동 방식이고, 데이타 반전 회로(3)에서 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)로 반전 중심 전압에 대하여 역상의 신호(N4와 N5)를 송출하고 동시에 반전·비반전을 1H(1수평 주사 기간)에 역전시키는 것이다.
따라서, 각 화소 전극에 관하여 보면, 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)에 접속된 데이타선 방향(종방향)과 수직 드라이버 회로(10)에 접속된 주사선 방향(횡방향)에 각각 +, -가 교대로 된다.
또한, 이 도트 반전 구동 방식에 대하여 데이타 라인 구동 방식으로 불리는 것도 있지만, 이 경우는 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)에 반전 중심 전압에 대하여 역사의 신호(N4와 N5)를 송출하고 동시에 반전·비반전을 1V(1수직 주사 기간)에 역전시키는 것이다. 따라서 각 호소 전극에 대하여 보면, 상측 수평 드라이버 회로(11)에 접속된 데이타 선은 +, 하측 수평 드라이버 회로(12)에 접속된 데이타 선은 -로 된다.
본 실시예에 의하면, 아날로그 RGB 비디오 신호를 처리하기 위한 ADC 회로와 DAC 회로를 이용하지 않고 직렬·병렬 변환과 γ변환 등의 신호 처리를 하기 때문에 저소비 전력화를 실현할 수 있고, 샘플 홀드 회로(1), γ변환 회로(2)를 1칩에 집적함으로써 콤팩트화 및 저가격화를 실현할 수 있다.
제5도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 ALCD의 블럭도이다. 제5도에 도시한 바와 같이 본 실시예는 상기한 제1실시예와 비교하여 샘플 홀드 회로(1), γ변환 회로(2)과 함께 데이타 반전 회로(3)도 동일한 반도체 기판(40)에 실장하고, 그리고도 데이타 반전 회로(3)에서 상하측 드라이버 회로(11,12)로의 신호선을 동일하게 한 예이다. 그 외에 회로 및 그 동작은 제1실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
제6a, b도는 각각 제5도에서의 LCD 패널의 드라이버 회로도 및 구동 전압 파형도이다. 제6a, b도에 도시한 바와 같이 이 구동 방식은 게이트 라인 반전 구동 방식이고, 데이타 반전 회로(3)에서 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)에 반전 중심 전압에 대하여 동상의 신호 N4를 송출하고 동시에 반전·비반전을 1H(1수평 수자 기간)에 역전시키는 것이다. 따라서, 각 화소 전극(13)에 대한 기록 전압의 극성은 동일한 주사선[V드라이버 회로(10)에서 구동되는 선]에 접속된 화소 전극에 대하여 보면 동일 극성으로 기록된다. 따라서, 각 화소 전극에 대하여 보면 주사선 마다 +, -가 교대로 된다.
또한, 이 게이트 라인 반전 구동 방식에 대하여, 프레임 반전 구동 방식으로 불리는 것도 있다. 이 경우는 상하측 수평 드라이버 회로(11,12)에 반전 중심 전압에 대하여 동상의 신호 N4를 송출하고 동시에 반전·비반전을 1V(1수직 주사 기간)에 역전시키는 것이다. 따라서, 각 화소 전극에 대하여 보면, 전 화소 +, 전 화소 -가 프레임 마다 교대로 된다.
본 실시예도, 아날로그 RGB 비디오 신호를 위한 ADC 회로와 DAC 회로를 이용하지 않고 직렬·병렬 변환과 γ변환 등의 신호 처리를 하기 때문에 저소비 전력화를 실현할 수 있고, 샘플 홀드 회로(1), γ변환 회로(2), 데이타 반전 회로(3)을 1칩에 집적함으로써 콤팩트화 및 저가격화를 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 ALCD는 샘플 홀드 회로와, 이 샘플 홀드 회로의 출력 신호를 γ변환하는 γ변환 회로와, 이 γ변환 회로의 출력 신호에 따라 어떤 일정 전압에 대해 반전시킨 신호 또는 비반전 신호를 작성하는 데이타 반전 회로와, 각 회로를 제어하는 콘트롤러를 갖고 있고, 데이타 반전 회로에서 LCD 패널의 상하측 수평 드라이버 회로에 역상 또는 동상의 신호를 공급함에 따라, ADC 회로와 DAC 회로를 이용하지 않고 끝내기 때문에 저소비 전력화를 실현 가능한 효과가 있다. 또한, 본 발명은 샘플 홀드 회로, γ변환 회로를 1칩에 집적함으로써 콤팩트화 및 저가격화를 실현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 화소 전극으로 이루어진 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 수직 드라이버 회로 및 상하 수평 드라이버 회로를 구비한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, RGB 비디오 신호를 입력하여 레벨 시프트 및 증폭을 행하여 샘플 홀드하는 샘플 홀드 회로와, 상기 샘플 홀드 회로의 출력 신호를 γ변환하는 γ변환 회로와, 상기 γ변환 회로의 출력 신호에 의해 어떤 일정 전압에 대해 반전시킨 신호와 비반전 신호를 작성하는 데이타 반전 회로와, 상기 각 회로를 제어하는 콘트롤러를 갖고 있고, 상기 데이타 반전 회로에서 상기 액정 패널의 상기 상하 수평 드라이버 회로에서 역상의 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반전시킨 신호와 상기 비반전 신호를 상기 콘트롤러의 제어에 의해 상기 데이타 반전 회로에서 1수평 주사 기간에 역전시키는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반전시킨 신호와 상기 비반전 신호를 상기 콘트롤러의 제어에 의해 상기 데이타 반전 회로에서 1수직 주사 시간에 역전시키는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 샘플 홀드 회로는, 상기 RGB 비디오 신호의 레벨 시프트 및 증폭을 행하는 입력 버퍼와 상기 증폭된 비디오 신호를 샘플 홀드하는 샘플 홀드부와, 외부로부터의 제1의 신호를 트러거로서 상기 샘플 홀드부의 샘플링 타이밍을 결정하는 신호를 생성하는 시프트 레지스터와, 상기 샘플 홀드된 신호를 외부에서의 제2신호로 선택하는 셀렉터로 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 샘플 홀드 회로와 상기 γ변환 회로는 동일한 반도체 기판에 집적되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  6. 화소 전극으로 이루어진 액정 패널과, 상기 액정 패널을 구동하는 수직 드라이버 회로 및 상하 수평 드라이버 회로를 구비한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, RGB 비디오 신호를 입력하여 레벨 시프트 및 증폭을 행하여 샘플 홀드하는 샘플 홀드 회로와, 상기 샘플 홀드 회로의 출력 신호를 γ변환하는 γ변환 회로와, 상기 γ변환 회로의 출력 신호에 의해 어떤 일정 전압에 대하여 동상의 반전 신호 또는 동상의 비반전 신호를 작성하는 데이타 반전 회로와, 상기 각 회로를 제어하는 콘트롤러를 갖고 있고, 상기 데이타 반전 회로에서 상기 액정 패널의 상기 상하 수평 드라이버 회로에 동상의 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 동상의 신호를 상기 콘트롤러의 제어에 의해 상기 데이타 반전 회로에서 1수평 주사 기간에 역전시키는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 동상의 신호를 상기 콘트롤러의 제어에 의해 상기 데이타 반전 회로에서 1수직 주사 기간에 역전시키는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 샘플 홀드 회로, 상기 γ변환 회로 및 상기 데이타 반전 회로는 동일한 반도체 기판에 집적되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
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