KR100462133B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR100462133B1
KR100462133B1 KR10-2001-0057102A KR20010057102A KR100462133B1 KR 100462133 B1 KR100462133 B1 KR 100462133B1 KR 20010057102 A KR20010057102 A KR 20010057102A KR 100462133 B1 KR100462133 B1 KR 100462133B1
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센다미찌루
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

아날로그 표시 모드와, 디지털 표시 모드를 실현하는 두개의 표시 회로를 하나의 표시 화소(200) 내에 인접하여 배치하고, 양자를 회로 선택 회로(40, 43)에 의해 선택 가능하게 하였다. 또, 디지털 표시 모드에서 사용하는 보유 회로(110)의 고전위측 전원선(150)을 선택 신호선(88)과 겸용하였기 때문에, 표시 화소(200)의 고집적화를 도모할 수 있다.
또한, 보조 용량선(81)에 의해 공급되는 바이어스 전압 VSC과 신호 A를 공통화하는 것으로 하였다. 즉, 보조 용량선(81)은 신호 선택 회로(120)의 TFT(122)의 드레인에 접속되기 때문에, 신호 A를 공급하기 위한 신호선(82)은 삭제된다. 이에 따라, 표시 화소(200)의 고집적화를 도모할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 휴대 가능한 표시 장치에 이용하기에 적합한 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 휴대 가능한 표시 장치, 예를 들면 휴대 텔레비전, 휴대 전화 등이 시장 필요성으로서 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 표시 장치의 소형화, 경량화, 저소비 전력화에 대응하기 위해 연구 개발이 한창 행해지고 있다.
도 8은 종래예에 따른 액정 표시 장치의 일 표시 화소의 회로 구성도를 나타낸다. 절연성 기판(도시되지 않음) 상에 게이트 신호선(51), 드레인 신호선(61)이 교차되어 형성되어 있고, 그 교차부 근방에 양 신호선(51, 61)에 접속된 TFT(65)가 설치되어 있다. TFT(65)의 소스(11s)는 액정(21)의 표시 전극(80)에 접속되어 있다.
또한, 표시 전극(80)의 전압을 1필드 기간 보유하기 위한 보조 용량(85)이 설치되어 있고, 이 보조 용량(85)의 한쪽 단자(86)는 TFT(65)의 소스(11s)에 접속되며, 다른쪽 전극(87)에는 각 표시 화소에 공통의 전위가 인가되어 있다.
여기서, 게이트 신호선(51)에 주사 신호가 인가되면, TFT(65)는 온 상태가 되고, 드레인 신호선(61)으로부터 아날로그 영상 신호가 표시 전극(80)으로 전달됨과 함께, 보조 용량(85)에 보유된다. 표시 전극(80)에 인가된 영상 신호 전압이 액정(21)에 인가되며, 그 전압에 따라 액정(21)이 배향됨으로써 액정 표시를 얻을 수 있다.
따라서, 동화상, 정지 화상에 관계없이 표시를 얻을 수 있다. 이러한 액정 표시 장치에 정지 화상을 표시하는 경우, 예를 들면 휴대 전화의 액정 표시부의 일부에 휴대 전화를 구동하기 위한 배터리의 잔량 표시로서 건전지의 화상을 표시하게 된다.
그러나, 상술한 구성의 액정 표시 장치에서는 정지 화상을 표시하는 경우라도 동화상을 표시하는 경우와 마찬가지로, 주사 신호로 TFT(65)를 온 상태로 하여 영상 신호를 각 표시 화소에 재기입할 필요가 생겼다.
그 때문에, 주사 신호 및 영상 신호 등의 구동 신호를 발생하기 위한 드라이버 회로, 및 드라이버 회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 각종 신호를 발생하는 외부 LSI는 항상 동작하기 때문에, 항상 큰 전력을 소비하였다. 이 때문에, 한정된 전원밖에 구비하고 있지 않은 휴대 전화 등에서는 그 사용 가능 시간이 짧아지는 결점이 있었다.
이에 대하여, 각 표시 화소에 스태틱형 메모리를 구비한 액정 표시 장치가 특개평8-194205호에 개시되어 있다. 동일 공보의 일부를 인용하여 설명하면, 이 액정 표시 장치는, 도 9에 도시한 바와 같이, 2단 인버터 INV1, INV2를 정귀환시킨 형의 메모리, 즉 스태틱형 메모리를 디지털 영상 신호의 보유 회로로서 이용함으로써, 소비 전력을 저감하는 것이다.
여기서, 스태틱형 메모리에 보유된 2치 디지털 영상 신호에 따라 스위치 소자(24)는 참조선 Vref와 표시 전극(80) 사이의 저항치를 제어하고, 액정(21)의 바이어스 상태를 조정하고 있다. 한편, 공통 전극에는 교류 신호 Vcom을 입력한다.본 장치는 이상(理想) 상, 정지 화상과 같이 표시 화상에 변화가 없으면, 메모리로의 리프레시는 불필요하다.
상술한 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치에서는 아날로그 영상 신호에 대응하여 풀 컬러의 동화상을 표시하는 데 적합하다. 한편, 디지털 영상 신호를 보유하기 위한 스태틱형 메모리를 구비한 액정 표시 장치에서는 저계조도의 정지 화상을 표시함과 함께, 소비 전력을 저감하는 데 적합하다.
그러나, 양 액정 표시 장치는 영상 신호원을 달리 하고 있기 때문에, 하나의 표시 장치에서 풀 컬러의 동화상 표시와, 저소비 전력에 대응한 정지 화상 표시를 동시에 실현할 수 없었다.
본 발명은 하나의 표시 장치(예를 들면, 1장의 액정 표시 패널)에서 풀 컬러의 동화상 표시와, 저소비 전력의 정지 화상 표시라는 2종류의 표시에 대응하는 것을 가능하게 한 표시 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 그와 같은 표시 장치에서 표시 화소의 고집적화를 도모하는 것이다. 본원에 개시되는 발명 중 주된 것의 개요를 설명하면 이하와 같다.
즉, 그 제1 구성은 기판의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과, 상기 게이트선과 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 표시 화소가 매트릭스형으로 배치된 표시 장치에 있어서, 상기 표시 화소 내에 배치된 표시 전극과, 상기 표시 화소마다 배치되며 순차적으로 입력되는 영상 신호를 표시 전극에 순차적으로 공급하는 제1 표시 회로와, 상기 표시 화소에 대응하여 배치되며 영상 신호를 보유하는 보유 회로를 포함하고, 상기 보유 회로가 보유한 신호에 따른 전압을 상기 표시 전극에 공급하는 제2 표시 회로와, 회로 선택 신호에 따라 제1 및 제2 표시 회로를 선택하는 회로 선택 회로를 포함하고, 상기 보유 회로에 전원 전위를 공급하는 전원선으로부터 상기 회로 선택 회로에 상기 회로 선택 신호를 공급하는 것이다.
이러한 구성에 따르면, 상기 보유 회로에 전원 전위를 공급하는 전원선과 회로 선택 신호선을 겸용하였기 때문에, 신호선을 1개 삭감할 수 있다. 또, 인접하는 표시 화소 사이의 회로 선택 신호선의 접속도 생략할 수 있기 때문에, 그 만큼 표시 화소의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 구성에서 상기 보유 회로는 정귀환된 두개의 인버터 회로를 갖고, 상기 두개의 인버터 회로 각각에는 고전압 전원선과 저전압 전원선이 접속되며, 상기 고전압 전원선으로부터 상기 회로 선택 회로에 상기 회로 선택 신호를 공급한다.
이에 따라 인버터 회로에 공급되는 고전압 전원선과 회로 선택 신호선이 겸용되기 때문에, 신호선을 1개 삭감할 수 있다.
또한, 상기 제1 구성에서 상기 회로 선택 회로는 상기 제1 표시 회로를 선택하기 위한 제1 스위칭 소자와, 상기 제2 표시 회로를 선택하기 위한 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 상기 고전압 전원선으로부터의 회로 선택 신호에 따라 상보적으로 스위칭한다.
이에 따라, 상기 보유 회로에 공급되는 고전압 전원선을 이용하여 회로 선택 회로의 회로 선택을 행하게 할 수 있다.
또한, 제2 구성은 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과, 상기 게이트 신호선과 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 표시 화소가 매트릭스형으로 배치된 표시 장치에 있어서, 상기 게이트 신호선으로부터 입력되는 신호에 따라 상기 드레인 신호선으로부터의 아날로그 영상 신호를 보유하는 보조 용량을 포함하고, 상기 보조 용량에 보유된 신호를 표시 전극에 공급하는 제1 표시 회로와,
상기 제1 표시 회로에 인접하여 배치되며, 상기 게이트 신호선으로부터 입력되는 신호에 따라 상기 드레인 신호선으로부터의 디지털 영상 신호를 보유하는 보유 회로와,
상기 보유 회로로부터의 신호에 따라 상기 표시 전극에 공급하는 제1 신호선과 제2 신호선 중 어느 하나의 신호를 선택하는 신호 선택 회로를 포함한 제2 표시 회로와,
회로 선택 신호에 따라 상기 제1 및 제2 표시 회로를 선택하기 위한 회로 선택 회로를 포함하고,
상기 보조 용량의 전극을 바이어스하는 보조 용량선과 상기 제1 및 제2 신호선 중 어느 하나의 신호선을 겸용한 것이다. 이에 따라, 제1 및 제2 신호선 중 어느 하나의 신호선은 불필요해지기 때문에 삭제 가능하다. 이에 따라 신호선이 1개삭감되기 때문에 그 만큼 배선 영역이 작아져 화소의 고정밀화가 가능해진다.
또, 상기 제2 구성에서 상기 보조 용량선에 공급되는 신호와 상기 표시 전극의 대향 전극에 공급되는 신호는 동일한 신호로 하였다. 그렇게 하면, 예를 들면 제1 신호선으로부터의 신호와, 이들 보조 용량선에 공급되는 신호 및 대향 전극에 공급되는 신호는 모두 동일한 신호가 된다. 이와 같이 구성해도 표시 장치의 표시를 정상적으로 행할 수 있고, 배선 개수를 효율적으로 삭감할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 액정 표시 장치의 회로 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 신호의 전환 회로의 회로 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로 구성도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 다른 회로 구성도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 타이밍도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로 구성도.
도 7은 반사형 액정 표시 장치의 단면도.
도 8은 종래예에 따른 액정 표시 장치의 회로 구성도.
도 9는 종래예에 따른 액정 표시 장치의 다른 회로 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
40, 43 : 회로 선택 회로
41, 42, 44, 45 : TFT
110 : 보유 회로
150 : 고전압측 전원선
151 : 저전압측 전원선
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 적용된 액정 표시 장치의 회로 구성도를 나타낸다.
절연성 기판(10) 상에 주사 신호를 공급하는 게이트 드라이버(50)에 접속된 복수의 게이트 신호선(51)이 한 방향으로 배치되어 있고, 이들 게이트 신호선(51)과 교차하는 방향으로 복수의 드레인 신호선(61)이 배치되어 있다.
드레인 신호선(61)에는 드레인 드라이버(60)로부터 출력되는 샘플링 펄스의 타이밍에 따라 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 온되고, 데이터 신호선(62)의 데이터 신호(아날로그 영상 신호 또는 디지털 영상 신호)가 공급된다.
액정 표시 패널(100)은 게이트 신호선(51)으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께, 드레인 신호선(61)으로부터의 데이터 신호가 공급되는 복수의 표시 화소(200)가 매트릭스형으로 배치되어 구성되어 있다.
이하, 표시 화소(200)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 게이트 신호선(51)과 드레인 신호선(61)의 교차부 근방에는 P채널형 TFT(41) 및 N채널형TFT(42)를 포함하는 회로 선택 회로(40)가 설치되어 있다. TFT(41, 42)의 양 드레인은 드레인 신호선(61)에 접속됨과 함께, 이들 양 게이트는 회로 선택 신호선(88)에 접속되어 있다. TFT(41, 42)는 회로 선택 신호선(88)으로부터의 선택 신호에 따라 어느 한쪽이 온된다. 또한, 회로 선택 회로(40)와 쌍을 이뤄 P채널형 TFT(44) 및 N채널형(45)을 포함하는 회로 선택 회로(43)가 설치되어 있다.
이에 따라, 후술하는 아날로그 영상 신호 표시(풀 컬러 동화상 대응)와 디지털 영상 표시(저소비 전력, 정지 화상 대응)를 선택하여 전환하는 것이 가능해진다. 또, 회로 선택 회로(40)에 인접하여 N채널형 TFT(71) 및 N채널형 TFT(72)를 포함하는 화소 선택 회로(70)가 배치되어 있다. TFT(71, 72)는 각각 회로 선택 회로(40)의 TFT(41, 42)와 종렬로 접속됨과 함께, 이들 양 게이트에는 게이트 신호선(51)이 접속되어 있다. TFT(71, 72)는 게이트 신호선(51)으로부터의 주사 신호에 따라 양방이 동시에 온되도록 구성되어 있다.
또한, 아날로그 영상 신호를 보유하기 위한 보조 용량(85)이 설치되어 있다. 보조 용량(85)의 한쪽 전극(86)은 TFT(71)의 소스에 접속되어 있다. 다른쪽 전극(87)은 공통의 보조 용량선(81)에 접속되고, 바이어스 전압 VSC가 공급되어 있다. TFT(71)의 게이트가 개방되어 아날로그 영상 신호가 액정(21)에 인가되면, 그 신호는 1필드 기간 보유되어야만 하지만, 액정(21)에서만은 그 신호의 전압은 시간 경과와 함께 점차로 저하된다. 그렇게 하면, 표시 얼룩으로서 나타나게 되어 양호한 표시가 얻어지지 않게 된다. 그래서 그 전압을 1필드 기간 보유하기 위해 보조용량(85)을 설치하고 있다.
이 보조 용량(85)과 액정(21) 사이에는 회로 선택 회로(43)의 P채널형 TFT(44)가 설치되고, 회로 선택 회로(40)의 TFT(41)와 동시에 온 오프되도록 구성되어 있다.
또한, 화소 선택 회로(70)의 TFT(72)와 액정(21)의 표시 전극(80) 사이에는 보유 회로(110), 신호 선택 회로(120)가 설치되어 있다. 보유 회로(110)는 정귀환된 두개의 인버터 회로(111, 112)를 포함하여 디지털 2치를 보유하는 스태틱형 메모리를 구성하고 있다. 두개의 인버터 회로(111, 112)는 저소비 전력화를 위해 CMOS형 인버터인 것이 바람직하다.
또한, 신호 선택 회로(120)는 보유 회로(110)로부터의 신호에 따라 두개의 신호를 선택하는 회로이며, 두개의 N채널형 TFT(121, 122)로 구성되어 있다. TFT(121, 122)의 게이트에는 보유 회로(110)로부터의 상보적인 출력 신호가 각각 인가되어 있기 때문에, TFT(121, 122)는 상보적으로 온 오프된다.
여기서, TFT(122)가 온되면 교류 구동 신호(신호 B)가 선택되고, TFT(121)가 온되면 그 대향 전극 신호 VCOM(신호 A)이 선택되며, 선택 회로(43)의 TFT(45)를 통해 액정(21)에 전압을 인가하는 표시 전극(80)에 공급된다. 여기서 액정(21)의 대향 전극(32)에는 대향 전극 신호 VCOM(=신호 A)이 공급되어 있는 것으로 한다.
상술한 구성을 요약하면, 화소 선택 소자인 TFT(71) 및 아날로그 영상 신호를 보유하는 보조 용량(85)을 포함하는 회로(제1 표시 회로)와, 화소 선택 소자인TFT(72), 2치의 디지털 영상 신호를 보유하는 보유 회로(110), 신호 선택 회로(120)를 포함하는 회로(제2 표시 회로)가 하나의 표시 화소(200) 내에 설치되고, 또한, 이들 두개의 회로를 선택하기 위한 회로 선택 회로(40, 43)가 설치되어 있다.
다음으로, 액정 패널(200)의 주변 회로에 대하여 설명한다. 액정 패널(200)의 절연성 기판(10)과는 다른 기판의 외부 부착 회로 기판(90)에는 패널 구동용 LSI(91)가 설치되어 있다. 이 외부 부착 회로 기판(90)의 패널 구동용 LSI(91)로부터 수직 스타트 신호 STV가 게이트 드라이버(50)에 입력되고, 수평 스타트 신호 STH가 드레인 드라이버(60)에 입력된다. 또한 영상 신호가 데이터선(62)에 입력된다.
도 2는 영상 신호의 전환 회로의 회로 구성도이다. 스위치 SW1이 단자 P2측과 접속되면 입력 단자 Din으로부터 입력된 n비트의 디지털 영상 신호는 DA 컨버터(130)에 의해 아날로그 영상 신호로 변환된 후, 데이터선(62)으로 출력된다. 한편, 스위치 SW1이 단자 P1측으로 전환되면, n비트의 디지털 영상 신호의 예를 들면 최상위 비트가 데이터선(62)으로 출력된다. 스위치 SW1의 전환은 아날로그 래치 표시 모드와 저소비 전력 대응의 디지털 래치 표시 모드의 전환을 제어하는 모드 전환 신호 MD에 따라 행해진다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로 구성도를 나타낸다. 도 1에 도시한 액정 표시 장치에서는 보유 회로(110)에 고전압 Vdd를 공급하는 고전압측 전원선(150)과, 저전압 VSS를 공급하는 저전압측 전원선(151), 회로 선택 회로(40, 43)에 공급되는 회로 선택 신호선(88)은 각각 독립된 배선이다. 그 때문에, 이들 3개의 선이 점유하는 면적만큼 표시 화소(200)의 집적도가 저하되었다.
그래서, 도 3에 도시한 바와 같이, 회로 선택 신호선(88)을 신호원으로부터 절단함과 함께, 보유 회로(110)의 고전압측 전원선(150)을 접속하도록 하였다. 즉, 보유 회로(110)의 고전압측 전원선(150)을 회로 선택 신호선(88 )방향으로 연장하여 이것과 접속하고, 게이트 드라이버(50)에 인접한 회로 선택 신호선(88)의 배선 부분을 삭제하였다. 또한, 좌우 방향으로 인접하는 표시 화소(200) 사이의 회로 선택 신호선(88)도 절단하였다.
즉, 고전압측 전원선(150)과 회로 선택 신호선(88)을 겸용한 것이다. 이에 따라, 신호선을 1개 삭감할 수 있음과 함께, 인접하는 표시 화소(200) 사이의 회로 선택 신호선(88)의 접속도 생략할 수 있기 때문에, 표시 화소(200)의 집적도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 고전압측 전원선(150)[회로 선택 신호선(88)]의 전위가 「L(로우)」(VSS레벨)인 경우, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 44)(P채널형 TFT)가 온되고, TFT(42, 45)(N채널형 TFT)가 오프됨으로써, 제1 표시 회로가 선택된다. 이에 따라 아날로그 표시 모드가 선택된다. 이 때 보유 회로(110)는 동작할 필요가 없기 때문에, 고전압측 전원선(150)의 전위가 「L」로 되어 있어도 문제없다.
한편, 고전압측 전원선(150)[회로 선택 신호선(88)]의 전위가 「H(하이)」(Vdd 레벨)인 경우, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 44)가 오프되고, TFT(42, 45)가 온됨으로써, 제2 표시 회로가 선택된다. 이에 따라, 디지털 표시 모드가 선택된다. 이 때 동시에 보유 회로(110)에 고전압측 전원선(150)으로부터 고전압 Vdd가 공급되고, 보유 회로(110)는 동작 가능해진다.
상술한 회로 구성은 고전압측 전원선(150)과 회로 선택 신호선(88)을 겸용한 것이지만, 도 4에 도시한 바와 같이, 저전압측 전원선(151)과 회로 선택 신호선(88)을 겸용할 수도 있다. 이 경우, 회로 선택 신호선(88)을 신호원으로부터 절단함과 함께, 보유 회로(110)의 저전압측 전원선(151)을 접속한다. 또한, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 42, 44, 45)의 채널 극성을 반전시킨다. 즉 TFT(41, 44)를 N채널형, TFT(42, 45)를 P채널형으로 변경한다.
저전압측 전원선(151)[회로 선택 신호선(88)]의 전위가 「H」인 경우, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 44)가 온되고, 제1 표시 회로가 선택된다. 이에 따라, 아날로그 표시 모드가 선택된다. 이 때 보유 회로(110)는 동작할 필요가 없기 때문에, 저전압측 전원선(151)의 전위가 「H」로 되어 있어도 문제없다.
한편, 저전압측 전원선(151)[회로 선택 신호선(88)]의 전위가 「L」인 경우, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 44)가 오프되고, TFT(42, 45)가 온됨으로써, 제2 표시 회로가 선택된다. 이에 따라, 디지털 표시 모드가 선택된다. 이 때 동시에 보유 회로(110)에 고전압측 전원선(150)으로부터 고전압 Vdd가 공급됨과 함께, 저전압측 전원선(151)으로부터 저전압 VSS가 공급되기 때문에, 보유 회로(110)는 동작 가능해진다.
다음으로, 도 2, 도 3, 및 도 5를 참조하면서, 상술한 구성의 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 액정 표시 장치가 디지털 표시 모드로 선택된 경우의 타이밍도이다. 여기서는, 고전압측 전원선(150)과 회로 선택 신호선(88)을 겸용한 경우의 동작에 대하여 설명한다.
(1) 아날로그 표시 모드의 경우
모드 전환 신호 MD에 따라 아날로그 표시 모드가 선택되면, 데이터 신호선(62)에 아날로그 영상 신호가 출력되는 상태로 설정됨과 함께, 회로 선택 신호선을 겸한 고전압측 전원선(150)의 전위가 「L」이 되고, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 44)가 온된다.
또한, 수평 스타트 신호 STH에 기초하는 샘플링 신호에 따라 샘플링 트랜지스터 SP가 온되어 데이터 신호선(62)의 아날로그 영상 신호가 드레인 신호선(61)에 공급된다.
또한, 수직 스타트 신호 STV에 기초하여 주사 신호가 게이트 신호선(51)에 공급된다. 주사 신호에 따라 TFT(71)가 온되면, 드레인 신호선(61)으로부터 아날로그 영상 신호 Sig가 표시 전극(80)에 전달됨과 함께, 보조 용량(85)에 보유된다. 표시 전극(80)에 인가된 영상 신호 전압이 액정(21)에 인가되고, 그 전압에 따라 액정(21)이 배향됨으로써 액정 표시를 얻을 수 있다.
이 아날로그 표시 모드에서는 영상 신호 전압을 순차적으로 입력하기 때문에, 풀 컬러의 동화상을 표시하는 데 적합하다. 단, 외부 부착 회로 기판(90)의 LSI(91), 각 드라이버(50, 60)에는 이들을 구동하기 위해 끊임없이 전력이 소비되고 있다.
(2) 디지털 표시 모드
모드 신호 전환 신호 MD에 따라 디지털 표시 모드가 선택되면, 데이터 신호선(62)에 디지털 영상 신호가 출력되는 상태로 설정됨과 함께, 회로 선택 신호선을 겸한 고전압측 전원선(150)의 전위가 「H」가 되고, 보유 회로(110)가 동작 가능한 상태가 된다. 또한, 회로 선택 회로(40, 43)의 TFT(41, 44)가 오프됨과 함께, TFT(42, 45)가 온된다.
또한, 외부 부착 회로 기판(90)의 패널 구동용 LSI(91)로부터 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60)에 스타트 신호 STV, STH가 각각 입력된다. 그에 따라 샘플링 신호가 순차적으로 발생하고, 각각의 샘플링 신호에 따라 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 순서대로 온되어 디지털 영상 신호 Sig를 샘플링하여 각 드레인 신호선(61)에 공급한다.
여기서 제1행, 즉 주사 신호 G1이 인가되는 게이트 신호선(51)에 대하여 설명한다. 우선, 주사 신호 G1에 의해 게이트 신호선(51)에 접속된 각 표시 화소 P11, P12, …, P1n의 각 TFT이 1수평 주사 기간 온한다.
제1행 제1열의 표시 화소 P11에 주목하면, 샘플링 신호 SP1에 의해 샘플링된 디지털 영상 신호 S11이 드레인 신호선(61)에 입력된다. 그리고 TFT(72)가 주사신호 G1에 의해 온 상태가 되면 그 드레인 신호 D1이 보유 회로(110)에 입력된다.
이 보유 회로(110)에서 보유된 신호는 신호 선택 회로(120)에 입력되고, 이 신호 선택 회로(120)에서 신호 A 또는 신호 B를 선택하여 그 선택한 신호가 표시 전극(80)에 인가되며, 그 전압이 액정(21)에 인가된다.
이렇게 해서 게이트 신호선(51)으로부터 최종 행의 게이트 신호선(51)까지 주사함으로써, 1화면분(1필드 기간)의 스캔, 즉 모든 도트 스캔이 종료되고 1화면이 표시된다.
여기서, 1화면이 표시되면, 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60) 및 외부 부착의 패널 구동용 LSI(91)로의 전압 공급을 정지하여 이들의 구동을 정지한다. 보유 회로(110)에는 항상 전압 VDD, VSS를 공급하여 구동하고, 또한 대향 전극 전압을 대향 전극(32)으로, 각 신호 A 및 B를 신호 선택 회로(120)에 공급한다.
즉, 보유 회로(110)에 이 보유 회로를 구동하기 위한 VDD, VSS를 공급하고, 대향 전극에는 대향 전극 전압 VCOM(신호 A)을 인가하고, 액정 표시 패널(100)이 노멀 화이트(NW)인 경우에는 신호 A에는 대향 전극(32)과 동일한 전위의 전압을 인가하고, 신호 B에는 액정을 구동하기 위한 교류 전압(예를 들면 60㎐)을 인가할 뿐이다. 그렇게 함으로써, 1화면분을 보유하여 정지 화상으로서 표시할 수 있다. 또한 다른 게이트 드라이버(50), 드레인 드라이버(60) 및 외부 부착 LSI(91)에는 전압이 인가되어 있지 않은 상태이다.
이 때, 드레인 신호선(61)에 디지털 영상 신호로 「H(하이)」가 보유회로(110)에 입력된 경우에는, 신호 선택 회로(120)에서 제1 TFT(121)에는 「L」이 입력되기 때문에 제1 TFT(121)는 오프가 되고, 다른쪽의 제2 TFT(122)에는 「H」가 입력되기 때문에 제2 TFT(122)는 온이 된다. 그렇게 하면, 신호 B가 선택되어 액정에는 신호 B의 전압이 인가된다. 즉, 신호 B의 교류 전압이 인가되고, 액정이 전계에 의해 상승하기 때문에, NW의 표시 패널에서는 표시로서는 흑 표시로서 관찰할 수 있다.
드레인 신호선(61)에 디지털 영상 신호로 「L」이 보유 회로(110)에 입력된 경우에는, 신호 선택 회로(120)에서 제1 TFT(121)에는 「H」가 입력되기 때문에 제1 TFT(121)는 온으로 되고, 다른쪽 제2 TFT(122)에는 「L」이 입력되기 때문에 제2 TFT(122)는 오프로 된다.
그렇게 하면, 신호 A가 선택되어 액정에는 신호 A의 전압이 인가된다. 즉, 대향 전극(32)과 동일한 전압이 인가되기 때문에, 전계가 발생하지 않고 액정은 상승하지 않기 때문에, NW의 표시 패널에서는 표시로서는 백 표시로서 관찰할 수 있다.
이와 같이, 1화면분을 기입하여 그것을 보유함으로써 정지 화상으로서 표시할 수 있지만, 그 경우에는 각 드라이버(50, 60) 및 LSI(91)의 구동을 정지하기 때문에, 그 만큼 저소비 전력화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 액정 표시 패널(100)에서 순차적으로 표시하는 풀 컬러의 동화상 표시(아날로그 표시 모드인 경우)와, 저소비 전력의 디지털 계조 표시(디지털 표시 모드인 경우)라는 2종류의 표시에 대응할 수 있음과 함께, 고전압측 전원선(150) 또는 저전압측 전원선(151)과 회로 선택 신호선(88)을 겸용하고 있기 때문에, 신호선의 배선 영역을 1개 생략하는 수 있으며, 표시 화소(200)의 고집적화를 도모할 수 있다.
다음으로, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로 구성도를 나타낸다.
도 1에 도시한 액정 표시 장치에서는 신호 선택 회로(120)에 의해 선택되는 흑백 표시용의 신호 A, 신호 B는 각각 신호선(82, 83)을 이용하여 공급되고 있었다. 또한, 보조 용량선(81)도 이들 신호선(82, 83)과는 따로따로 배선되어 있었다. 이 때문에 배선 영역이 커져 화소의 고정밀화를 곤란하게 하고 있었다.
이에 대하여, 보조 용량선(81)에 의해 공급되는 바이어스 전압 VSC와 신호 A를 공통화하는 것으로 하였다. 여기서, 상술한 바와 같이 액정(21)의 대향 전극(32)에 공급되는 대향 전극 신호 VCOM은 신호 A와 동일하다. 따라서, VSC=신호 A=대향 전극 신호 VCOM이 된다.
보조 용량선(81)은 신호선으로부터 각 표시 화소(200)에 배선되며, 각 표시 화소(200) 내에서 분기하여 신호 선택 회로(120)의 위치로 연장되어 신호 선택 회로(120)의 TFT(121)의 드레인에 접속된다. 즉, 보조 용량선(81)과 신호 A를 공급하기 위한 신호선(82)을 겸용하였다. 이에 따라, 도 1에서의 신호 A를 공급하기 위한 신호선(82)은 불필요해지기 때문에 삭제 가능하다. 이에 따라 신호선이 1개 삭감되기 때문에, 그 만큼 배선 영역이 작아져 화소의 고정밀화가 가능해진다.
본 실시예의 액정 표시 장치의 구동 방법에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지이다.
즉, 보유 회로(110)에서 보유된 신호는 신호 선택 회로(120)에 입력되고, 이 신호 선택 회로(120)에서 신호 A 또는 신호 B를 선택하여 그 선택한 신호가 표시 전극(80)에 인가되고, 그 전압이 액정(21)에 인가되는 점은 제1 실시예와 마찬가지이다. 단, 본 실시예에 따르면, 신호 A에 상당하는 신호는 보조 용량선(81)으로부터 보조 용량(85)의 바이어스 전압 VSC와 공통으로 공급된다(VSC=신호 A).
또한, 보유 회로(110)에는 항상 전압 VDD, VSS를 공급하여 구동하고, 또한 대향 전극 전압을 대향 전극(32)에, 각 신호 A 및 B를 선택 회로(120)에 공급한다. 대향 전극(32)에는 대향 전극 전압 VCOM이 인가되고, 액정 표시 패널(100)이 노멀 화이트(NM)인 경우에는 신호 A에는 대향 전극(32)과 동일한 전위의 전압을 인가하고여, 신호 B에는 액정을 구동하기 위한 교류 전압(예를 들면 60㎐)을 인가한다. 이들에 대해서도 제1 실시예와 마찬가지이다. 단, 본 실시예에 따르면, 신호 A는 보조 용량선(81)으로부터 공급된다(신호 A=VSC=VCOM).
본 발명의 표시 장치는 액정 표시 장치 중에서도 특히 반사형 액정 표시 장치에 적용하는 것이 바람직하다. 그래서, 이 반사형 액정 표시 장치의 디바이스 구조에 대하여 도 6를 참조하면서 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 한쪽 절연성 기판(10) 상에 다결정 실리콘을 포함하며 섬화된 반도체층(11) 상에 게이트 절연막(12)을 형성하고, 반도체층(11) 상측에 있는 게이트 절연막(12) 상에 게이트 전극(13)을 형성한다.
게이트 전극(13)의 양측에 위치하는 하층의 반도체층(11)에는 소스(11s) 및 드레인(11d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(13) 및 게이트 절연막(12) 상에는 층간 절연막(14)을 피착하고, 그 드레인(11d)에 대응한 위치 및 소스(11s)에 대응한 위치에 컨택트홀(15)이 형성되어 있으며, 그 컨택트홀(15)을 통해 드레인(11d)은 드레인 전극(16)에 접속되어 있고, 소스(11s)는 층간 절연막(14) 상에 설치된 평탄화 절연막(17)에 설치된 컨택트홀(18)을 통해 표시 전극(19)에 접속되어 있다.
평탄화 절연막(17) 상에 형성된 각 표시 전극(19)은 알루미늄(Al) 등의 반사 재료를 포함하고 있다. 각 표시 전극(19) 및 평탄화 절연막(17) 상에는 액정(21)을 배향하는 폴리이미드 등을 포함하는 배향막(20)이 형성되어 있다.
다른쪽 절연성 기판(30) 상에는 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색을 나타내는 컬러 필터(31), ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성막을 포함하는 대향 전극(32), 및 액정(21)을 배향하는 배향막(33)이 순서대로 형성되어 있다. 컬러 표시로 하지 않은 경우에는 컬러 필터(31)는 불필요하다.
이렇게 해서 형성된 한쌍의 절연성 기판(10, 30) 주변을 접착성 시일재에 의해 접착하고, 그것에 의해 형성된 공극에 액정(21)을 충전하여 반사형 액정 표시 장치가 완성된다.
도 6 중 점선 화살표로 도시한 바와 같이, 관찰자(1)측으로부터 입사한 외광은 대향 전극 기판(30)으로부터 순서대로 입사되고, 표시 전극(19)에 의해 반사되어 관찰자(1)측으로 출사되어 표시를 관찰자(1)가 관찰할 수 있다.
이와 같이, 반사형 액정 표시 장치는 외광을 반사시켜 표시를 관찰하는 방식이고, 투과형의 액정 표시 장치와 같이, 관찰자측과 반대측에 소위 백 라이트를 이용할 필요가 없기 때문에, 그 백 라이트를 점등시키기 위한 전력을 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명의 표시 장치로서 백 라이트는 불필요하며 저소비 전력화에 적합한 반사형 액정 표시 장치인 것이 바람직하다.
상술한 실시예에서는, 1화면의 모든 도트 스캔 기간에는 대향 전극 전압 및 신호 A 및 B의 전압이 인가되어 있는 경우에 대해 나타냈지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것이 아니라, 이 기간에서도 이들 각 전압을 인가하지 않아도 좋다.
또한, 상술한 실시예에서는 디지털 표시 모드에서 1비트의 디지털 데이터 신호를 입력한 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것이 아니라, 복수 비트의 디지털 데이터 신호인 경우라도 적용할 수 있다. 그렇게 함으로써, 다계조의 표시를 행할 수 있다. 그 때, 입력하는 비트 수에 따른 보유 회로 및 신호 선택 회로의 수로 할 필요가 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 정지 화상을 액정 표시 패널의 일부에 표시하는 경우를 설명하였지만, 본원은 그것에 한정되는 것이 아니라, 모든 표시 화소에 정지 화상을 표시하는 것도 가능하며, 본원 발명 특유의 효과를 발휘한다.
상술한 실시예에서는 반사형 액정 표시 장치의 경우에 대해 설명하였지만, 투과형이라도 마찬가지로 실시할 수 있다. 투과형의 경우, 1화소 내에서 TFT, 보유 회로, 신호 선택 회로 및 신호 배선을 제외한 영역에 투명 전극을 배치함으로써, 투과율을 유지한 채로 기생 용량을 저감할 수 있다. 또한, 투과형 액정 표시장치에 이용한 경우에도 1화면을 표시한 후에 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60) 및 외부 부착의 패널 구동용 LSI(91)로의 전압 공급을 정지함으로써, 그 만큼의 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 표시 장치에 따르면, 하나의 표시 장치에서 아날로그 표시 모드에 의한 풀 컬러의 동화상 표시와, 디지털 표시 모드에 의한 저소비 전력의 정지 화상 표시라는 2종류의 표시를 선택하는 것이 가능해짐과 함께, 보유 회로의 고전압측 전원선 또는 저전압측 전원선을 상기 모드 선택을 위한 회로 선택 신호선과 겸용하고 있기 때문에, 표시 화소의 고집적화를 도모할 수 있다.
또한, 보조 용량의 한쪽 전극을 바이어스하는 보조 용량선과 제1 또는 제2 신호선을 공통화하였기 때문에, 신호선을 1개 삭감할 수 있어 화소의 고정밀화를 실현할 수 있다.
특히, 디지털 표시 모드가 선택된 경우에는 표시 장치 전체로서의 소비 전력을 대폭 저감할 수 있기 때문에, 배터리 등의 한정된 전원을 이용한 휴대용 텔레비전, 휴대 전화에 본 발명의 표시 장치를 이용한 경우에는 소비 전력이 적기 때문에 장시간의 표시를 가능하게 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과,
    상기 게이트선과 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 표시 화소가 매트릭스형으로 배치된 표시 장치에 있어서,
    상기 표시 화소 내에 배치된 표시 전극과,
    상기 표시 화소마다 배치되며, 순차적으로 입력되는 영상 신호를 표시 전극에 순차적으로 공급하는 제1 표시 회로와,
    상기 표시 화소에 대응하여 배치되며, 영상 신호를 보유하는 보유 회로를 포함하고, 상기 보유 회로가 보유한 신호에 따른 전압을 상기 표시 전극에 공급하는 제2 표시 회로와,
    회로 선택 신호에 따라 제1 및 제2 표시 회로를 선택하는 회로 선택 회로를 포함하고,
    상기 보유 회로에 전원 전위를 공급하는 전원선으로부터 상기 회로 선택 회로에 상기 회로 선택 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보유 회로는 정귀환된 두개의 인버터 회로를 포함하고, 상기 두개의 인버터 회로 각각에는 고전압 전원선과 저전압 전원선이 접속되며, 상기 고전압 전원선으로부터 상기 회로 선택 회로에 상기 회로 선택 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회로 선택 회로는 상기 제1 표시 회로를 선택하기 위한 제1 스위칭 소자와, 상기 제2 표시 회로를 선택하기 위한 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 상기 고전압 전원선으로부터의 회로 선택 신호에 따라 상보적으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자는 제1 도전 채널형 박막 트랜지스터이고, 제2 스위칭 소자는 제2 도전 채널형 박막 트랜지스터이며, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 상기 고전압 전원선으로부터의 회로 선택 신호에 따라 상보적으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보유 회로는 정귀환된 두개의 인버터 회로를 포함하고, 상기 두개의 인버터 회로 각각에는 고전압 전원선과 저전압 전원선이 접속되며, 상기 저전압 전원선으로부터 상기 회로 선택 회로에 상기 회로 선택 신호를 공급하는 것을 특징으로하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회로 선택 회로는 상기 제1 표시 회로를 선택하기 위한 제1 스위칭 소자와, 상기 제2 표시 회로를 선택하기 위한 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 상기 저전압 전원선으로부터의 회로 선택 신호에 따라 상보적으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자는 제1 도전 채널형 박막 트랜지스터이고, 제2 스위칭 소자는 제2 도전 채널형 박막 트랜지스터이며, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자는 상기 저전압 전원선으로부터의 회로 선택 신호에 따라 상보적으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과, 상기 게이트 신호선과 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 표시 화소가 매트릭스형으로 배치된 표시 장치에 있어서,
    상기 게이트 신호선으로부터 입력되는 신호에 따라 상기 드레인 신호선으로부터의 아날로그 영상 신호를 보유하는 보조 용량을 포함하고, 상기 보조 용량에보유된 신호를 표시 전극에 공급하는 제1 표시 회로와,
    상기 제1 표시 회로에 인접하여 배치되며, 상기 게이트 신호선으로부터 입력되는 신호에 따라 상기 드레인 신호선으로부터의 디지털 영상 신호를 보유하는 보유 회로와,
    상기 보유 회로로부터의 신호에 따라 상기 표시 전극에 공급하는 제1 신호선과 제2 신호선 중 어느 하나의 신호를 선택하는 신호 선택 회로를 포함한 제2 표시 회로와,
    회로 선택 신호에 따라 상기 제1 및 제2 표시 회로를 선택하기 위한 회로 선택 회로를 포함하고,
    상기 보조 용량의 전극을 바이어스하는 보조 용량선과 상기 제1 및 제2 신호선 중 어느 하나의 신호선을 겸용한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조 용량선에 공급되는 신호와 상기 표시 전극의 대향 전극에 공급되는 신호는 동일한 신호인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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