KR0145615B1 - 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 구동장치에 있어서, 스위칭 신호에 따라 반전 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제1스위칭 수단과, 반전 스위칭 신호에 따라 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제2스위칭 수단과, 상기한 반전 공통전압 신호와 공통전압 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 레벨의 전위를 생성하여 출력하는 제1레벨 시프트 회로로 구성되어 있으며, 아날로그 스위치와 연산 증폭기와 푸시풀 회로를 사용하지 않음으로써 소비전력을 크게 줄일 수가 있는 효과를 가진 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치에 관한 것.

Description

박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치
제1도는 전던 게이트 방식의 박막 트랜지스터 액정 표시장치 화소회로의 구성도이고,
제2도는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 회로 구성도이고,
제3도는 제2도의 주요 파형도이고,
제4도는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 회로 구성도이고,
제5도는 제2도의 주요 파형도이고,
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 회로 구성도이고,
제7도는 제4도의 주요 파형도이고,
제8도는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 회로 구성도이고,
제9도는 제8도의 주요 파형도이다.
이 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 아날로그 스위치와 연산 증폭기와 푸시풀 회로를 사용하지 않음으로써 소비전력을 크게 줄일 수가 있는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치에 관한 것이다.
전자제품의 경박단소화 추세에 부응하기 위하여, 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)을 대체할 수 있는 평판 표시장치에 대한 연구와 개발이 상당한 수준에 이르고 있는 실정이다.
상기한 평판 표시장치 중에서도 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 저전압, 저전력 구동이 가능함으로써 LSI 드라이버를 사용해서 구동시킬 수가 있고, 또한 박형, 경량이기 때문에 많은 제조 메이커가 그 실용화와 기술개발에 힘을 쏟아왔다.
박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 액정 표시장치는 액정 디스플레이 각화조세 트랜지스터를 배합한 액정이다. 상기한 트랜지스터는 유리 기판상에 비정질 실리콘 등의 박막으로 형성하고, 액정재료로서는 TN(Twisted Nematic) 액정을 사용한다.
박막 트랜지스터 액정 표시장치는 각 화소의 트랜지스터를 동작시켜 신호를 입력하는 화소만을 온시킬 수가 있기 때문에 크로스토크(crosstalk)가 발생하지 않는 장점이 있다. 또한, 각 화소에는 박막으로 제작된 저장용량을 두고 있기 때문에, 여기에 전하를 축적하는 것으로 비선택기간에도 표시를 보존할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치에 대하여 설명하기로 한다.
제1도는 전단 게이트 방식의 박막 트랜지스터 액정 표시장치 화소회로의 구성도이다.
제1도에 도시되어 있듯이, 전단 게이트 방식의 박막 트랜지스터 액정 표시장치 화소회로의 구성은, 스위칭 트랜지스터(TFT)와, 상기한 스위칭 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자와 공통전극의 사이에 연결되어 있는 액정(Clc)과, 상기한 스위칭 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자와 전단 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자의 사이에 연결되어 있는 저장 커패시터(Cst)로 이루어진다.
상기한 전단 게이트 방식의 박막 트랜지스터 액정 표시장치 회소회로의 특징은, 저장 커패시터(Cst)의 한쪽전극이 전단의 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된다는 점이다.
상기한 구성에 의한, 전단 게이트 방식의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 화소회로를 구동하기 위해서는 AC 공통 구동방법이 일반적으로 사용된다.
AC 공통 구동방법이란, 액정(Clc)과 연결되어 있는 공통전극에 교류파형의 공통전압 신호(Vcom)를 인가하고, 스위칭 트랜지스터(TFT)를 주기적으로 턴온시키기 위한 게이트 온전압 신호(Von)와 스위칭 트랜지스터(TFT)를 주기적으로 턴오프시키기 위한 게이트 오프전압 신호(Voff)를 스위칭 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자에 인가하는 방법이다.
상기한 경우에, 공통전압 신호(Vcom)와 게이트 온전압 신호(Von)와 게이트 오프전압 신호(Voff)는 서로 동위상이어야 하는데 그 이유는 다음과 같다.
첫째, 공통전압 신호(Vcom)와 게이트 오프전압 신호(Voff)의 사이에는 저장 커패시터(Cst) 및 액정(Clc)이 연결되어 있어서, 공통전압 신호(Vcom)와 게이트 오프전압 신호(Voff)가 동위상, 동진폭이 되지 않으면 시간에 따라 달라지게 되는 Voff-Vcom의 전위차로 인하여 용량성분(Cst, Clc)으로부터 누설전류가 발생되어 전체적인 소비전력을 증가시킴과 동시에 불안정한 표시특성을 보이기 때문이다.
둘째, 액정 표시장치에서는 킥백(kickback) 전압을 동일하게 유지해야 하는데, 상기한 키백전압은 Von-｜Voff｜에 비례하므로 동일한 킥백전압을 얻기 위해서는 Von-｜Voff｜이 언제나 일정해야 하기 때문이다. 만약, 킥백전압이 일정하지 않다면 플리커(flicker)와 같은 이상 표시특성이 발생하게 된다.
종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치에서는, 상기한 게이트 온전압 신호(Von)를 발생시키기 위하여 제2도에 도시되어 있는 바와 같은 회로구성을 사용하는데, 이에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 회로 구성도이다.
제2도에 도시되어 있듯이 종래의 박막 트랜지스터의 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 구성은, 스위칭 신호선(POL, /POL)과 게이트 온전압 신호선(Von1, Von2)과 전원전압(VEE)에 입력단이 연결되어 있는 아날로그 스위치 IC(AS)와, 상기한 아날로그 스위치 IC(AS)의 출력단에 비반전 입력단이 연결되어 있는 연산 증폭기와, 상기한 연산 증폭기의 출력단과 전원전압(VEE)에 입력단이 연결되어 있는 푸시풀 회로로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
공통전압 신호(Vcom)의 위상을 결정지어주는 스위칭(POL, /POL)가 아날로그 스위치 IC(AS)로 입력되면, 아날로그 스위치 IC(AS)는 이에따라 하이상태의 게이트 온전압 신호(Von1)와 로우상태의 게이트 온전압 신호(Von2)를 번갈아 출력시킨다.
아날로그 스위치 IC(AS)로부터 출력된 신호는, 연산 증폭기와 푸시풀 회로로 구성되어 있는 임피던스 분리회로를 거침으로써 제3도에 도시되어 있는 바와 같은 부하조건과는 독립적으로 게이트 온전압 신호(Von)가 생성되어 출력된다.
이 경우에, 하이상태의 게이트 온전압 신호(Von1)와 로우상태의 게이트 온전압 신호(Von2)의 레벨은, 킥백전압을 동일하게 유지하기 위하여 `Von1-Von2'가 `Vcom1-Vcom2'와 동일하도록 설정하여야 한다.
그리고, 출력파형이 하이상태의 게이트 온전압 신호(Von1)의 레벨이 되기 위하여, 아날로그 스위치(AS), 연산 증폭기, 푸시풀 회로의 전원전압(VEE)은 다음과 같은 관계를 만족시킬 필요가 있다.
VEE Von1 + Vbe+ Vos
여기에서, VBE는 푸시풀 회로의 전압강하분이고, Vos는 연산 증폭기의 전원전압대비 출력가능한 최대출력과 전원전압(VEE) 사이의 오프세트 전압이다.
일반적으로, 박막 트랜지스터 액정 표시장치에서는 전원전압(VEE)은 DC/DC 컨버터로부터 생성된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 게이트 온전압 신호(Von1, Von2)의 레벨은 공통전압 신호(Vcom)의 진폭과 동일하게 조정하는데 어려움이 있다. 특히, 박막 트랜지스터 액정 표시장치 모듈의 양산시에는 부품의 오차로 인하여 모듈별로 조금씩 공통전압(Vcom)이 다르기 때문에 게이트 온전압 신호(Von1, Von2)를 일일이 조정해주어야 하기 때문에 생산성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
둘째, 전원전압(VEE)이 상당히 고전압(+20V 이상)이 되어야 하는 문제점이 있고, 또한 아날로그 스위치(AS), 연산 증폭기, 푸시풀 회로에 의한 소비전력 때문에 휴대성을 추구하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치 모듈의 전체적인 소비전력이 너무 크다는 문제점이 있다.
셋째, 전원전압(VEE)을 발생시키기 위해서는 DC/DC 컨버터를 필요로 하게됨으로써 제품의 원가를 상승시키는 문제점이 있다.
다음으로, 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치는, 위에서 설명한 게이트 오프전압 신호(Voff)를 발생시키기 위해서는 제4도에 도시되어 있는 바와 같은 회로구성을 사용하는데, 이에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도는 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 회로 구성도이다.
제4도에 도시되어 있듯이 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 구성은, 스위칭 신호선(POL, /POL)과 게이트 오프전압 신호선(Voff1, Voff2)과 전원전압(VSS)에 입력단이 연결되어 있는 아날로그 스위치 IC(AS)와, 상기한 아날로그 스위치 IC(AS)의 출력단에 비반전 입력단이 연결되어 있는 연산 증폭기와, 상기한 연산 증폭기의 출력단과 전원전압(VSS)에 입력단이 연결되어 있는 푸시풀 회로로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
공통전압 신호(Vcom)의 위상을 결정지어주는 스위칭(POL, /POL)가 아날로그 스위치 IC(AS)로 입력되면, 아날로그 스위치 IC(AS)는 이에따라 하이상태의 게이트 오프전압 신호(Voff1)와 로우상태의 게이트 오프전압 신호(Voff2)를 번갈아 출력시킨다.
아날로그 스위치 IC(AS)로부터 출력된 신호는, 연산 증폭기와 푸시풀 회로로 구성되어 있는 임피던스 분리회로를 거침으로써 제5도에 도시되어 있는 바와 같은 부하조건과는 독립적인 게이트 오프전압 신호(Voff)가 생성되어 출력된다.
일반적으로, 박막 트랜지스터의 턴오프 전압은 -2V 이하이므로, 게이트 오프전압 신호(Voff)는 -7V~-2V의 레벨을 갖는다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 전업조정이 어려운 문제점이 있다. 즉, 하이상태의 게이트 오프전압 신호(Voff1)와 로우상태의 게이트 오프전압 신호(Voff2)는 공통전압 신호(Vcom)의 진폭에 의존하게 되는데, 회로부품의 편차에 의해 발생되는 공통전압 신호(Vcom)의 진폭 오파만큼 게이트 오프전압 신호(Voff1, Voff2)를 일일이 조정해 주어야 하므로 생산성을 떨어뜨리는 요인이 된다.
둘째, 소비전력이 큰 문제점이 있다. 게이트 오프전압 신호(Voff)의 레벨인 -7V 전위를 발생시키기 위해서는 아날로그 스위치(AS), 연산 증폭기, 푸시풀 회로에는 -7V 이하의 전원이 필요하며, 이는 DC/DC 컨버터를 통하여 얻게 된다. 그런데, 휴대성을 추구하는 액정 표시장치에서는 저소비전력이 필수요건인데, 아날로그 스위치(AS), 연산 증폭기, 푸시풀 회로의 자체 소비전력이 크게 됨과 동시에 DC/DC 컨버터의 전력 변환효율은 70% 이하이므로 전체적인 소비전력이 증가되는 문제점이 발생된다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 아날로그 스위치의 숫자를 줄이고 소비전력이 큰 연산 증폭기와 푸시풀 회로를 사용하지 않음으로써 소비전력을 크게 줄일 수가 있는 기술이 대한민국 특허출원 출원번호 제95-2511호(출원일: 서기 1995년 2월 11일)의 티에프티 액정표시장치 구동회로에서 개시된 바 있다.
이 발명은 상기한 티에프티 액정표시장치 구동회로의 기술을 진보적으로 개량한 것으로서, 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여, 아날로그 스위치와 연산 증폭기와 푸시풀 회로를 사용하지 않음으로써 소비전력을 크게 줄일 수가 있는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 구동장치에 있어서, 스위칭 신호에 따라 반전 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제1스위칭 수단과, 반전 스위칭 신호에 따라 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제2스위칭 수단과, 상기한 반전 공통전압 신호와 공통전압 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 레벨의 전위를 생성하여 출력하는 제1레벨 시프트 회로로 이루어진다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 다른 구성은, 액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 턴오프시키기 위한 구동장치에 있어서, 스위칭 신호에 따라 반전 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제3스위칭 수단과, 반전 스위칭 신호에 따라 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제4스위칭 수단과, 상기한 반전 공통전압 신호와 공통전압 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 턴오프시키기 위한 레벨의 전위를 생성하여 출력하는 제2레벨 시프트 회로로 이루어진다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 회로 구성도이고, 제7도는 제6도의 주요 파형도이다.
제6도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 회로 구성은, 전원전압(VDD)에 소오스 단자가 연결되어 있고 스위칭 신호선(POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제1트랜지스터(M1)와, 접지에 소오스 단자가 연결되어 있고 스위칭 신호선(POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제2트랜지스터(M2)와, 전원전압(VDD)에 소오스 단자가 연결되어 있고 반전 스위칭 신호선(/POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제3트랜지스터(M3)와, 접지에 소오스 단자가 연결되어 있고 반전 스위칭 신호선(/POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제4트랜지스터(M4)와, 전원전압(VDD)에 순방향으로 직렬연결되어 있는 다이오드(D1~D4)와, 제1 및 제2트랜지스터(M1, M2)의 접속점과 다이오드(D1, D2)의 접속점의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C1)와, 제1 및 제2트랜지스터(M1, M2)의 접속점과 다이오드(D3, D4)의 접속점의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C3)와, 제3 및 제4트랜지스터(M3, M4)의 접속점과 다이오드(D2, D3)의 접속점의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C2)와, 제3 및 제4트랜지스터(M3, M4)의 접속점과 다이오드(D4)의 캐소드의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C4)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 작용은 다음과 같다.
전원전압(VDD)이 인가되면, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치 구동장치의 게이트 온전압 발생부의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 제1 및 제2트랜지스터(M1, M2)는 스위칭 신호(POL)에 따라 반전 공통전압 신호(/Vcom)를 생성하여 출력하고, 제3 및 제4트랜지스터(M3, M4)는 반전 스위칭 신호(/POL)에 따라 공통전압 신호(Vcom)를 생성하여 출력한다.
이를 제7도의 파형을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 스위칭 신호(POL)가 VDD 레벨일 때 제2트랜지스터(M2)가 턴온됨으로써 N1 노드에는 OV 레벨이 출력되고, 스위칭 신호(POL)가 OV 레벨일 때 제1트랜지스터(M1)가 턴온됨으로써 N1 노드에는 VDD 레벨이 출력되어, N1 노드는 제7도에 도시되어 있는 바와 같은 반전 공통전압 파형(/Vcom)을 출력한다.
다음에, 반전 스위칭 신호(/POL)가 OV 레벨일 때 제3트랜지스터(M3)가 턴온됨으로써 N2 노드에는 VDD 레벨이 출력되고, 반전 스위칭 신호(/POL)가 VDD 레벨일 때 제4트랜지스터(M4)가 턴온됨으로써 N2 노드에는 OV 레벨이 출력되어, N2 노드는 제7도에 도시되어 있는 바와 같은 공통전압 파형(Vcom)을 출력한다.
상기한 공통전압 파형(Vcom) 및 반전 공통전압 파형(/Vcom)은, 다이오드(D1~D4)와 커패시터(C1~C4)로 구성되는 레벨 시프트 회로로 출력됨으로써 레벨 시프트 회로에 의하여 박막 트랜지스터를 턴온시킬 수 있는 레벨까지 순차적으로 전압이 상승된다.
이를 좀더 세부적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, N3 노드에 관하여 설명하기로 한다.
N1 노드의 반전 공통전압 신호(/Vcom)가 OV 레벨일 때, 전원전압(VDD)에서 다이오드 전압(VD) 만큼 강하된 전압(VDD-VD)이 커패시터(C1)에 인가됨으로써 커패시터(C1)에는 C1*(VDD-VD)의 전하량이 충전된다.
상기한 상태에서, N1 노드의 반전 공통전압 신호(/Vcom)가 VDD 레벨이 되면, N3 노드의 전압은 다음과 같이 된다.
여기에서, VD는 다이오드 전압 강하를 나타낸다.
따라서, N3 노드는 제7도에 도시되어 있는 바와 같은 파형을 출력한다.
다음은, N4 노드에 관하여 설명하기로 한다.
N2 노드의 공통전압 신호(Vcom)가 OV 레벨일 때, N3 노드의 전압(2VDD-VD)에서 다이오드 전압(VD) 만큼 강하된 전압(2VDD-2VD)이 커패시터(C2)에 인가됨으로써 커패시터(C2)에는 C2*(2VDD-2VD)의 전하량(Q2)이 충전된다.
상기한 상태에서, N2 노드의 공통전압 신호(Vcom)가 VDD 레벨이 되면, N4 노드의 전압은 다음과 같이 된다.
따라서, N4 노드는 제7도에 도시되어 있는 바와 같은 파형을 출력한다.
다음은, N5 노드에 관하여 설명하기로 한다.
N1 노드의 반전 공통전압 신호(/Vcom)가 OV 레벨일 때, N4 노드의 전압(3VDD-2VD)에서 다이오드 전압(VD) 만큼 강하된 전압(3VDD-3VD)이 커패시터(C3)에 인가됨으로써 커패시터(C3)에는 C3*(3VDD-3VD)의 전하량(Q3)이 충전된다.
상기한 상태에서, N1 노드의 반전 공통전압 신호(/Vcom)가 VDD 레벨이 되면, N5 노드의 전압은 다음과 같이 된다.
따라서, N5 노드는 제7도에 도시되어 있는 바와 같은 파형을 출력한다.
다음은, 최종출력인 N6 노드에 관하여 설명하기로 한다.
N2 노드의 공통전압 신호(Vcom)가 OV 레벨일 때, N5 노드의 전압(4VDD-3VD)에서 다이오드 전압(VD) 만큼 강하된 전압(4VDD-4VD)이 커패시터(C4)에 인가됨으로써 커패시터(C4)에는 C4*(4VDD-4VD)의 전하량(Q4)이 충전된다.
상기한 상태에서, N2 노드의 공통전압 신호(Vcom)가 VDD 레벨이 되면, N6 노드의 전압은 다음과 같이 된다.
따라서, N6 노드는 제7도에 도시되어 있는 바와 같은 파형을 출력한다.
즉, 공통전압 신호(Vcom)과 동위상, 동진폭을 가지면서 4VDD-4VD와 5VDD-4VD의 전위를 반복하는 구형파가 N6 노드로부터 출력된다.
전원전압(VDD)을 5V라 하고, 다이오드 전압(VD)를 0.6V라고 하였을 때, N6 노드의 전위는 17.6V와 22.6V를 반복하게 되고, 이러한 전위는 박막 트랜지스터를 충분히 턴온시킬 수 있는 레벨이 된다.
따라서, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치 구동장치의 게이트 온전압 발생부에 의하며, 공통전압 신호(Vcom)와 동위상, 동진폭의 게이트 온전압 신호(Von)를 별도의 조정이 없이도 만들수가 있기 때문에 제품의 양산시 유리하고, 킥백전압이 균일하게 되므로 안정한 화질을 얻을 수가 있고, 게이트 온전압 신호(Von)를 만드는 과정에서 전류를 소비하지 않게 되므로 소비전력이 적은 액정 표시장치를 만들 수가 있고, DC/DC 컨버터를 필요로 하지 않으므로 제품의 원가를 낮출 수가 있다.
제8도는 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 회로 구성도이고, 제9도는 제8도의 주요 파형도이다.
제8도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 구성은, 전원전압(VDD)에 소오스 단자가 연결되어 있고 스위칭 신호선(POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제5트랜지스터(M5)와, 접지에 소오스 단자가 연결되어 있고 스위칭 신호선(POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제6트랜지스터(M6)와, 전원전압(VDD)에 소오스 단자가 연결되어 있고 반전 스위칭 신호선(/POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제7트랜지스터(M7)와, 접지에 소오스 단자가 연결되어 있고 반전 스위칭 신호선(/POL)에 게이트 단자가 연결되어 있는 제8트랜지스터(M8)와, 접지에 역방향으로 직렬연결되어 있는 다이오드(D5~D8)와, 제5 및 제6트랜지스터(M5, M6)의 접속점과 다이오드(D6, D7)의 접속점의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C5)와, 제7 및 제8 트랜지스터(M7, M8)의 접속점과 다이오드(D8)의 애노드의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C6)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 작용은 다음과 같다.
전원전압(VDD)이 인가되면, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치 구동장치의 게이트 오프전압 발생부의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 제5 및 제6 트랜지스터(M5, M6)는 스위칭 신호(POL)에 따라 반전 공통전압 신호(/Vcom)를 생성하여 출력하고, 제7 및 제8트랜지스터(M7, M8)는 반전 스위칭 신호(/POL)에 따라 공통전압 신호(Vcom)를 생성하여 출력한다.
이를 제9도의 파형을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 스위칭 신호(POL)가 VDD 레벨일 때 제6트랜지스터(M6)가 턴온됨으로써 N7 노드에는 OV 레벨이 출력되고, 스위칭 신호(POL)가 OV 레벨일 때 제5트랜지스터(M5)가 턴온됨으로써 N7 노드에는 VDD 레벨이 출력되어, N7 노드는 제9도에 도시되어 있는 바와 같은 반전 공통전압 파형(/Vcom)을 출력한다.
다음에, 반전 스위칭 신호(/POL)가 OV 레벨일 때, 제7트랜지스터(M7)가 턴온됨으로써 N8 노드에는 VDD 레벨이 출력되고, 반전 스위칭 신호(/POL)가 VDD 레벨일 때 제8트랜지스터(M8)가 턴온됨으로써 N8 노드에는 OV 레벨이 출력되어, N8 노드는 제9도에 도시되어 있는 바와 같은 공통전압 파형(Vcom)을 출력한다.
상기한 공통전압 파형(Vcom) 및 반전 공통전압 파형(/Vcom)은, 다이오드(D5~D8)와 커패시터(C5, C6)로 구성되는 레벨 시프트 회로로 출력됨으로써 레벨 시프트 회로에 의하여 박막 트랜지스터를 턴오프시킬 수 있는 레벨까지 순차적으론 전압이 하강된다.
이를 좀더 세부적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, N9 노드에 관하여 설명하기로 한다.
N7 노드의 반전 공통전압 신호(/Vcom)가 VDD 레벨일 때, 커패시터(C5)의 양단에는 (2VD~VDD) 만큼의 전압 인가됨으로써 커패시터(C5)에는 C5*(2VD-VDD)의 전하량(Q5)이 충전된다.
상기한 상태에서, N7 노드의 반전 공통전압 신호(/Vcom)가 OV 레벨이 되면, N9 노드의 전압은 다음과 같이 된다.
여기에서, VD는 다이오드 전압 강하를 나타낸다.
따라서, N9 노드는 제9도에 도시되어 있는 바와 같은 파형을 출력한다.
다음은, N10 노드에 관하여 설명하기로 한다.
N8 노드의 공통전압 신호(/Vcom)가 VDD 레벨일 때, 커패시터(C6)의 양단에는 (4VD-VDD) 만큼의 전압 인가됨으로써 커패시터(C6)에는 C6*(4VD-VDD)의 전하량(Q6)이 충전된다.
상기한 상태에서, N8 노드의 공통전압 신호(Vcom)가 OV 레벨이 되면, N10 노드의 전압은 다음과 같이 된다.
따라서, N10 노드는 제9도에 도시되어 있는 바와 같은 파형을 출력한다. 즉, 공통전압 신호(Vcom)과 동위상, 동진폭을 가지면서 4VD-VDD와 4VD-2VDD의 전위를 반복하는 구형파가 N10 노드로부터 출력된다.
전원전압(VDD)을 5V라 하고, 다이오드 전압(VD)를 0.75V라고 하였을 때, N10 노드의 전위는 -2V와 -7V를 반복하게 되고, 이러한 전위는 박막 트랜지스터를 충분히 턴오프시킬 수 있는 레벨이 된다.
따라서, 이 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시장치 구동장치의 게이트 오프전압 발생부에 의하면, 공통전압 신호(Vcom)와 동위상, 동진폭의 게이트 오프전압 신호(Voff)를 얻을 수가 있어서 전압 조정이 필요없고, 커패시턴스(Cst, Clc)에 의한 누설전류를 최소화할 수가 있어서 안정한 표시특성을 얻을 수가 있고, 게이트 오프전압 신호(Voff)를 얻는 과정에서 자체 소비전력이 없기 때문에 저소비 전력형 액정 표시장치를 구현할 수가 있고, 고가의 DC/DC 컨버터 부품이 필요없기 때문에 제품의 제조원가를 낮출수가 있고, 전압조정과정이 없기 때문에 생산성을 향상시킬 수가 있다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 아날로그 스위치와 연산 증폭기와 푸시풀 회로를 사용하지 않음으로써 소비전력을 크게 줄일 수가 있는 효과를 가진 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 저소비 전력형 액정 표시장치 분야에서 이용될 수가 있다.

Claims (8)

  1. 액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 구동장치에 있어서, 스위칭 신호에 따라 반전 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제1스위칭 수단과, 반전 스위칭 신호에 따라 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제2스위칭 수단과, 직렬로 연결된 다수의 다이오드와 상기 다이오드의 캐소드 단자에 연결된 다수의 커패시터로 이루어지며, 상기한 반전 공통 전압 신호와 공통 전압 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 레벨의 전위를 생성하여 출력하는 제1레벨 시프트 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 제1스위칭 수단은, pMOS와 nMOS로 구성되어 있으며, 스위칭 신호에 따라 전원전압(VDD)과 OV를 출력하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 제2스위칭 수단은, pMOS와 nMOS로 구성되어 있으며, 스위칭 신호에 따라 전원전압(VDD)과 OV를 출력하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 제1레벨 시프트 회로는, 상기한 제1스위칭 수단과 제2스위칭 수단으로부터 인가되는 전압을 승압시키는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 구동장치에 있어서, 스위칭 신호에 따라 반전 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제1스위칭 수단과, 반전 스위칭 신호에 따라 공통전압 신호를 발생시켜서 출력하는 제2스위칭 수단과, 직렬로 연결된 다수의 다이오드와 상기 다이오드의 애노드 단자에 연결된 다수의 커패시터로 이루어지며, 상기한 반전 공통전압 신호와 공통전압 신호를 이용하여 박막 트랜지스터를 턴오프시키기 위한 레벨의 전위를 생성하여 출력하는 제2레벨 시프트 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기한 제1스위칭 수단은, pMOS와 nMOS로 구성되어 있으며, 스위칭 신호에 따라 전원전압(VDD)과 OV를 출력하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기한 제2스위칭 수단은, pMOS와 nMOS로 구성되어 있으며, 스위칭 신호에 따라 전원전압(VDD)과 OV를 출력하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기한 제1레벨 시프트 회로는, 상기한 제1스위칭 수단과 제2스위칭 수단으로부터 인가되는 전압을 승압시키는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 구동장치.
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