JPH11305744A - オフセット除去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースドライバ - Google Patents

オフセット除去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースドライバ

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JPH11305744A
JPH11305744A JP10291658A JP29165898A JPH11305744A JP H11305744 A JPH11305744 A JP H11305744A JP 10291658 A JP10291658 A JP 10291658A JP 29165898 A JP29165898 A JP 29165898A JP H11305744 A JPH11305744 A JP H11305744A
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voltage
buffer
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Shoun Kin
昌 云 金
Kyung Hee Lee
▲キュン▼ 煕 李
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流バッファのオフセット電圧に伴う出力電
圧偏差を減らし、かつ消費電力を減らしたオフセット除
去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースド
ライバを提供すること。 【解決手段】 電流バッファ34でバッファリングされる
正極性または負極性の電圧が目標レベルの近似値に到達
するまでは、バッファ制御信号CONTをローレベルに設定
して電流バッファ34が正常動作するように制御し、その
出力をパネル駆動電圧として出力する。一方、電流バッ
ファ34から出力される電圧が目標レベルの近似値に到達
した後には、バッファ制御信号CONTをハイレベルに設定
して電流バッファ34が動作することを遮断し、デコーダ
３０出力のパネル表示電圧VIN をターンオンされた伝送
ゲートTG1 を通じて直接出力端子OUT に伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
（ Thin Film Transistor:ＴＦＴ）液晶表示装置（Liqu
id Crystal Display : ＬＣＤ）に係り、特にＴＦＴパ
ネルの各画素に対する色の輝度の程度を示すためのデー
タを入力し、このデータの各々に対応するレベルの電圧
をオフセット除去してパネル駆動電圧として出力するオ
フセット除去機能を有するＴＦＴ ＬＣＤソースドライ
バに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＴＦＴ ＬＣＤは、ＴＦＴパネ
ルの各画素をオン／オフさせるためのスイッチング手段
として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を利用し、このＴＦ
Ｔのオン／オフ状態に従って画素のオン／オフが決定さ
れる。
【０００３】図１は一般的なＴＦＴ ＬＣＤの駆動を説
明するための回路図である。図１を参照すると、ゲート
ドライバ12は同一ラインに位置する画素を駆動するため
に走査ライン14を通じて選択パルスを印加する。ソース
ドライバ10は、ターンオンされたＴＦＴ T1 に信号ライ
ン16を通じて映像信号を印加する。ターンオンされたＴ
ＦＴ T1 を通じて映像信号が印加されると、ＴＦＴ T1
のドレインとコモン電圧Vcとの間に接続された液晶キャ
パシタC1はＴＦＴ T1 がターンオンされている間充電さ
れ、ＴＦＴ T1 がターンオフされると、以後ＴＦＴ T1
が再びターンオンされるまで充電電荷を維持する。
【０００４】一般的にＴＦＴ ＬＣＤは直流による劣化
特性を防止するために交流駆動方式を利用して駆動させ
る。このような交流駆動方式にはラインインバージョン
方式とドットインバージョン方式がある。ここで、ライ
ンインバージョン方式は、ＬＣＤパネルの一本のライン
に正極性を加え、その次のラインには負極性を加えるこ
とによって映像信号の極性を反転させる方式であり、ド
ットインバージョン方式は一つのドットに正極性を加
え、その次のドットには負極性を加えることによって映
像信号の極性を反転させる方式である。このような交流
駆動方式は映像信号の画質を向上させるのに重要な役割
をし、正または負極性の映像信号を印加することがソー
スドライバの役割であるので、ソースドライバの性能は
映像の高画質化に直接的な影響を与える。
【０００５】即ち、図１に示したソースドライバ10は信
号ライン16を通じて、ＴＦＴパネルの各ドットのＲ、
Ｇ、Ｂ各々の輝度データに対応する電圧を出力すること
によってＴＦＴ ＬＣＤパネルを駆動する。現在は６ビ
ットのデータを入力として６４個の階調レベルを生成し
てＴＦＴ ＬＣＤパネルを駆動するＬＣＤソースドライ
バが多く使用される。
【０００６】図２は従来のＴＦＴ ＬＣＤソースドライ
バを説明するための回路図であって、デコーダ20と電流
バッファ24を含む。ここで、パネルキャパシタC26 は説
明の便宜のために一つのキャパシタとして示され、図１
に示したＬＣＤソースドライバ10の任意の一本の信号ラ
イン16上でターンオンされたＴＦＴの抵抗成分と、ＴＦ
Ｔのドレインとコモン電圧Vcとの間に接続されたキャパ
シタC1の容量を足した値で表現される。ここで、図２の
デコーダ20に入力されるデータは６ビットと仮定する。
【０００７】図２を参照すると、デコーダ20は、入力デ
ータDIN の全てのビット即ち６ビットの全ての組み合わ
せに対応する正極性（＋）または負極性（−）の階調レ
ベルの電圧Ｖ１〜Ｖ６４の中で、入力データに対応する
一つの電圧をパネル表示電圧VIN として出力する。出力
されたパネル表示電圧VIN は電流バッファ24に印加され
て電流増幅され、電流増幅された電圧は出力端子OUT を
通じて出力されてＴＦＴ ＬＣＤパネルを駆動する。こ
こで、電流バッファ24は電圧フォロア構造を有する演算
増幅器で実現される。
【０００８】ＴＦＴ ＬＣＤソースドライバの入力が６
ビットのデータの場合に、デコーダ20の出力は６４個の
階調レベルの電圧中一つになり、一般的に１Ｖ〜５Ｖ間
の電圧を６４段階に分割した電圧の１つとなる。。Ｒ、
Ｇ、Ｂチャンネルの映像信号の各々がこのように６４階
調レベルで表現される場合、ＴＦＴ ＬＣＤは２６万種
類の色相を表示できる。
【０００９】前記のようなソースドライバにおいて、パ
ネル表示電圧VIN と出力電圧との間には少し電圧偏差が
存在する。ＬＣＤがその色相を正常に表示するために
は、前記ソースドライバの出力電圧偏差がある基準、即
ち±２０ｍＶ以下になることが望ましい。このような出
力電圧偏差の特性は、電圧フォロアで実現される電流バ
ッファ24のオフセット電圧により大きく影響を受ける。
一般的にＭＯＳトランジスタを利用して実現した電流バ
ッファ24の場合に、前記オフセット電圧は±２０ｍＶ程
度となる。しかし、従来の６ビットのデータを入力とし
て受け入れるＴＦＴ ＬＣＤソースドライバの場合は、
電流バッファ24がその電気的特性上±２０ｍＶ以内のオ
フセット電圧を有しても、出力電圧偏差に大きい影響は
及ぼさない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】一方、ＴＦＴ ＬＣＤ
において、ソースドライバに供給されるデータのビット
数を増加させて、表示可能な色相数を増加させようとす
る努力が持続的に行われている。例えば、８ビットデー
タを受け入れて２５６階調レベル電圧でＬＣＤパネルを
駆動するＴＦＴ ＬＣＤソースドライバを実現した場合
は、約１０００万種類以上の色相が得られる。しかし、
このように８ビットのデータを受け入れて２５６階調レ
ベルでＬＣＤパネルを駆動する高画質用ＴＦＴ ＬＣＤ
ソースドライバの場合は、正常な色相表示のためには出
力電圧偏差が±５ｍＶ以下になるべきである。従って、
オフセット電圧が±２０ｍＶ程度の従来の電流バッファ
24は、このような高画質用ＴＦＴ ＬＣＤのソースドラ
イバにそのままでは使用できない。
【００１１】また、ＴＦＴ ＬＣＤにおいて現在、ディ
スプレイの画質改善問題と合わせて消費電力を減らす方
向で多くの研究が行われている。ＴＦＴ ＬＣＤモジュ
ールの全体の消費電力を減らすためには、ソースドライ
バの消費電流を減らすことが望ましい。
【００１２】本発明は、ＴＦＴ ＬＣＤソースドライバ
の電流バッファを制御して、該電流バッファのオフセッ
ト電圧に伴う出力電圧偏差を減らし、かつ消費電力を減
らしたオフセット除去機能を有するＴＦＴ ＬＣＤソー
スドライバを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のオフセット除去
機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースドラ
イバは、映像の階調レベルを示す入力データを受け入れ
てデコーディングして、前記入力データに対応する階調
レベル電圧を出力するデコーダと、前記階調レベル電圧
及び増幅制御信号を受け入れ、前記増幅制御信号に応答
して、前記階調レベル電圧を選択的にバッファリングし
てパネル駆動電圧として出力する選択的増幅部とを含む
ことを特徴とする。より具体的な装置として、本発明の
オフセット除去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示
装置ソースドライバは、映像の階調レベルを示す入力デ
ータを受け入れてデコーディングして、前記入力データ
に対応する階調レベル電圧を出力するデコーダと、所定
のバッファ制御信号に応答して選択的に前記階調レベル
電圧を電流増幅したり、前記電流増幅を中止する電流バ
ッファと、前記バッファ制御信号に応答して選択的に前
記電流バッファの出力をパネル駆動電圧として出力した
り、前記デコーダの出力を前記パネル駆動電圧として出
力するバッファ制御部とを具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。図３は本
発明によるオフセット除去機能を有するＴＦＴ ＬＣＤ
ソースドライバの望ましい実施の形態を説明するための
回路図である。このＴＦＴ ＬＣＤソースドライバは、
デコーダ30、電流バッファ34、バッファ制御部36を含
む。符号C38 は、説明の便宜のために同時に示した一つ
のパネルキャパシタである。このパネルキャパシタC38
はＬＣＤソースドライバに実際に存在するものではな
く、図１に示したＬＣＤソースドライバ10の任意の一つ
の信号ライン16上でターンオンされたＴＦＴ T1 の抵抗
成分と、ＴＦＴ T1 のドレインとコモン電圧Vcとの間に
接続されたキャパシタC1の容量を足した値で表現され
る。前記バッファ制御部36は、反転器38及びスイッチン
グ手段としての伝送ゲートTG1 を含む。
【００１５】このようなソースドライバは各々一つのデ
コーダ30と電流バッファ34及びバッファ制御部36を含む
と示されたが、実際には複数個のデコーダと電流バッフ
ァ及びバッファ制御部を含む。
【００１６】図３に示したデコーダ30は映像の階調レベ
ルを示すＮビット（本実施の形態では例えば８）の入力
データDIN を受け入れ、この入力データをデコーディン
グしてデコーディングされた信号をパネル表示電圧VIN
として出力する。例えば、入力されるデータが８ビット
であれば、デコーダ30から得られる階調レベルの電圧個
数は、各々正極性（＋）を有する２５６個または負極性
（−）を有する２５６個になる。デコーダ30から出力さ
れるデータの極性は、印加される極性選択信号POL によ
って決定される。もし、印加される極性選択信号POL が
第１レベル状態であれば、デコーダ30から出力されるパ
ネル表示電圧VIN は、正極性を有する２５６個の階調レ
ベル電圧中の一つになり、極性選択信号POL が第２レベ
ル状態であればデコーダ30から出力されるパネル表示電
圧VIN は、負極性を有する２５６個の階調レベル電圧中
の一つになる。
【００１７】電流バッファ34は負入力端子（−）と出力
端子が接続された電圧フォロア構造を有する電流増幅器
であり、所定のバッファ制御信号CONTに応答して、入力
されたパネル表示電圧VIN を電流増幅したり、電流増幅
を中止する。即ち、本発明で実現される電流バッファ34
はバッファ制御信号CONTに応答して電流増幅がオン／オ
フ制御される特性を有する。
【００１８】電流バッファ34の動作は印加されるバッフ
ァ制御信号CONTにより制御され、次のように動作する。
もし、バッファ制御信号CONTがローレベルであれば、電
流バッファ34は正常動作して入力されるパネル表示電圧
VIN を電流増幅する。一方、バッファ制御信号CONTが反
転されてハイレベルになると電流バッファ34は動作しな
い。即ち、正極性または負極性のパネル表示電圧VIN が
印加されて電流バッファ34が駆動し始める時点でバッフ
ァ制御信号CONTをローレベルに設定し、電流バッファ34
の出力が正極性または負極性の目標レベルの近似値に到
達するまではローレベルを維持する。この際、近似値は
パネル表示電圧VIN の目標レベルの９９％に該当する電
圧に定義され、上記の目標レベルから±２０ｍＶ以内に
存在するレベルに設定する。ここで、電流バッファ34の
出力が目標レベルの近似値に到達したら、バッファ制御
信号CONTはハイレベルに設定される。
【００１９】バッファ制御信号CONTはパネル表示電圧VI
N のレベル変化と電流バッファ34のタイミング特性、即
ち、上昇時間または下降時間を考えてそのレベルを設定
する。例えば、ＬＣＤソースドライバに印加される２５
６個の階調レベル中一つの電圧が１．５Ｖに設定されて
いるならば、電流バッファ34の出力が目標レベルの１．
５Ｖの９９％に対応する電圧まで上昇する間は、バッフ
ァ制御信号CONTを接地GND と接続してローレベルを維持
させる。その後、電流バッファ34の出力が１．５Ｖの９
９％に対応する電圧に到達したら、その時点でバッファ
制御信号CONTを電源電圧VCC と接続することによってハ
イレベルに変える。
【００２０】図３に示したバッファ制御部36はバッファ
制御信号CONTと反転器38で反転されたバッファ制御信号
CONTB に応答して、電流バッファ34の出力をパネル駆動
電圧として出力端子OUT を通じてＬＣＤパネルに出力し
たり、電流バッファ34に入力されるパネル表示電圧VIN
を直接出力端子OUT を通じて出力する。
【００２１】このバッファ制御部36のスイッチング手段
としての伝送ゲートTG1 は一つのＮＭＯＳトランジスタ
とＰＭＯＳトランジスタよりなり、次のように動作す
る。バッファ制御信号CONTがローレベルであれば、伝送
ゲートTG1 はオフして、電流バッファ34の出力が出力端
子OUT に伝えられる。ここで、出力端子OUT に出力され
る電圧は、ＴＦＴ ＬＣＤパネルにパネル駆動電圧とし
て印加される。伝送ゲートTG1 はバッファ制御信号CONT
と反転されたバッファ制御信号CONTB を各々伝送制御信
号として入力して、バッファ制御信号CONTがハイレベル
であればオンして、デコーダ30から出力されたパネル表
示電圧VIN を出力端子OUT に伝達する。同じように、出
力端子OUT に出力された電圧はＴＦＴ ＬＣＤパネルに
パネル駆動電圧として印加される。
【００２２】以上のように、上記ＴＦＴ ＬＣＤソース
ドライバは電流バッファ34でバッファリングされる正極
性または負極性の電圧が目標レベルの近似値に到達する
までは、バッファ制御信号CONTをローレベルに設定して
電流バッファ34が正常動作するように制御し、その出力
をパネル駆動電圧として出力する。一方、電流バッファ
34から出力される電圧が目標レベルの近似値に到達した
後には、バッファ制御信号CONTをハイレベルに設定して
電流バッファ34が動作することを遮断し、パネル表示電
圧VIN をターンオンされた伝送ゲートTG1 を通じて直接
出力端子OUT に伝達する。したがって、電流バッファ34
の出力が目標レベルに接近すると、電流バッファ34は動
作しないのでオフセット電圧は０ｍＶになり、それによ
るソースドライバの出力電圧偏差を減らしうる。よっ
て、本発明では、従来の６ビットデータを入力としたＬ
ＣＤソースドライバの電流バッファをそのまま利用し
て、８ビットまたはその以上のデータを入力とするＬＣ
Ｄソースドライバを実現可能になる。
【００２３】図４（Ａ）〜（Ｃ）は図３に示したＴＦＴ
ＬＣＤソースドライバの出力電圧及び電流を説明する
ための波形図であって、図４（Ａ）は出力端子OUT を通
じて出力される電圧を示し、図４（Ｂ）は電流バッファ
34及びバッファ制御部36に印加されるバッファ制御信号
CONTを示し、図４（Ｃ）は電流バッファ34で消費される
電流量を示す。ここで、参照番号42は本発明のＴＦＴ
ＬＣＤソースドライバの電流バッファで消費される電流
を示し、44は従来のＴＦＴ ＬＣＤソースドライバの電
流バッファで消費される電流を示す。
【００２４】図４（Ａ）に示したように、ＴＦＴ ＬＣ
Ｄパネルを交流駆動するためには、コモン電圧Vcを基準
としてＬＣＤソースドライバに正極性の階調レベル電圧
と負極性の階調レベル電圧を交互に切替えて印加する。
電流バッファ34に入力される電圧が変化して、図４
（Ａ）に示した出力電圧が正極性階調レベルの電圧で負
極性階調レベルの目標電圧の近似値に到達するまでの区
間、または負極性階調レベルの電圧で正極性階調レベル
の目標電圧の近似値に到達するまでの区間では、図４
（Ｂ）に示したバッファ制御信号CONTがローレベルに設
定される。バッファ制御信号CONTがローレベルの区間で
は電流バッファ34が正常動作するので、所定の電流が消
費されることが分かる。図４（Ｃ）に示したように、Ｔ
ＦＴ ＬＣＤソースドライバにおいて、従来はその出力
電圧が目標レベルに到達して一定電圧を維持した後にも
所定の電流が消費されるが（４４）、本発明ではバッフ
ァ制御信号CONTがハイレベルの区間では電流バッファ34
が動作しないので、電流消費がほとんどなくなる（４
２）。従って、本発明によれば、電流バッファ34の消費
電流を減らすことができ、ＴＦＴ ＬＣＤモジュール全
体において相当部分を占めるＬＣＤソースドライバの電
力消費を減らすことができるので、全体的な消費電力を
減らすことができる。
【００２５】なお、図３に示したＴＦＴ ＬＣＤソース
ドライバで電流バッファ34とバッファ制御部36は一つの
構成要素で統合されて選択的増幅部として実現でき、こ
の場合にバッファ制御信号CONTは増幅制御信号として名
付けられる。詳細な動作に関しては前記で言及した動作
と同じなので省略する。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ＴＦＴ ＬＣＤソースドライバの電流バッファから
オフセット電圧を除去でき、出力電圧偏差を減らしうる
ので、従来の６ビットＴＦＴ ＬＣＤソースドライバの
電流バッファを使用して８ビットデータを入力とするＴ
ＦＴ ＬＣＤソースドライバを実現することが可能とな
る。また、電流バッファの駆動を制御することによって
ＬＣＤソースドライバの電力消費を減少させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動
を説明するための回路図。
【図２】従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースド
ライバを説明するための回路図。
【図３】本発明によるオフセット除去機能を有する薄膜
トランジスタ液晶表示装置ソースドライバの望ましい実
施の形態を説明するための回路図。
【図４】図３に示した液晶表示装置ソースドライバの出
力電圧及び電流を説明するための波形図。
【符号の説明】
３０ デコーダ ３４ 電流バッファ ３６ バッファ制御部 ３８ 反転器 ＴＧ１ 伝送ゲート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 映像の階調レベルを示す入力データを受
    け入れてデコーディングして、前記入力データに対応す
    る階調レベル電圧を出力するデコーダと、 前記階調レベル電圧及び増幅制御信号を受け入れ、前記
    増幅制御信号に応答して、前記階調レベル電圧を選択的
    にバッファリングしてパネル駆動電圧として出力する選
    択的増幅部とを含むことを特徴とするオフセット除去機
    能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースドライ
    バ。
  2. 【請求項２】 前記選択的増幅部は、 前記増幅制御信号に応答して前記階調レベル電圧を選択
    的に電流増幅する電流バッファと、 前記増幅制御信号が第１レベルの時、前記デコーダの出
    力を前記パネル駆動電圧として出力するスイッチング手
    段とを含むことを特徴とする請求項１に記載のオフセッ
    ト除去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソー
    スドライバ。
  3. 【請求項３】 前記選択的増幅部は、 前記増幅制御信号を反転させて、反転された増幅制御信
    号を出力する反転器を更に含み、 前記スイッチング手段は前記増幅制御信号及び前記反転
    された増幅制御信号によりスイッチングされるＣＭＯＳ
    伝送ゲートであることを特徴とする請求項２に記載のオ
    フセット除去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装
    置ソースドライバ。
  4. 【請求項４】 映像の階調レベルを示す入力データを受
    け入れてデコーディングして、前記入力データに対応す
    る階調レベル電圧を出力するデコーダと、 所定のバッファ制御信号に応答して選択的に前記階調レ
    ベル電圧を電流増幅したり、前記電流増幅を中止する電
    流バッファと、 前記バッファ制御信号に応答して選択的に前記電流バッ
    ファの出力をパネル駆動電圧として出力したり、前記デ
    コーダの出力を前記パネル駆動電圧として出力するバッ
    ファ制御部とを具備することを特徴とするオフセット除
    去機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置ソースド
    ライバ。
  5. 【請求項５】 前記バッファ制御部は、 前記バッファ制御信号を反転させて反転されたバッファ
    制御信号を出力する反転器と、 前記バッファ制御信号が第１レベルの時、前記デコーダ
    の出力を前記パネル駆動電圧として出力するスイッチン
    グ手段とからなり、 前記スイッチング手段は前記バッファ制御信号及び前記
    反転されたバッファ制御信号によりスイッチングされる
    ＣＭＯＳ伝送ゲートであることを特徴とする請求項４に
    記載のオフセット除去機能を有する薄膜トランジスタ液
    晶表示装置ソースドライバ。
  6. 【請求項６】 前記電流バッファは、該電流バッファの
    出力が目標レベルの近似値に到達するまで正常動作し、
    前記近似値に到達すると動作を中止することを特徴とす
    る請求項４に記載のオフセット除去機能を有する薄膜ト
    ランジスタ液晶表示装置ソースドライバ。
  7. 【請求項７】 前記電流バッファは、前記近似値を前記
    目標レベルの±20mV以内に設定することを特徴とする請
    求項６に記載のオフセット除去機能を有する薄膜トラン
    ジスタ液晶表示装置ソースドライバ。
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