(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置の薄膜トランジスタをターンオンさせるための駆動装置であって、
高電位の電源端子に接続された第１ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第１ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第１ＰＭＯＳトランジスタ及び第１ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力されるスイッチング信号に従って反転共通電圧信号を発生させて出力する第１スイッチング手段と、
高電位の電源端子に接続された第２ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第２ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第２ＰＭＯＳトランジスタ及び第２ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力される、前記スイッチング信号の反転信号である反転スイッチング信号に従って共通電圧信号を発生させて出力する第２スイッチング手段と、
直列に連結された４つのダイオードと、前記ダイオードのカソード端子にそれぞれ連結されている４つのキャパシタとから構成され、前記反転共通電圧信号と前記共通電圧信号とを利用して薄膜トランジスタをターンオンさせるためのレベルの電位を生成して出力する第１レベルシフト回路と、
を備えた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項２】
前記第１スイッチング手段は、スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項３】
前記第２スイッチング手段は、反転スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項４】
前記第１レベルシフト回路は、前記第１スイッチング手段と第２スイッチング手段から印加される電圧を昇圧させる、請求項１に記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項５】
液晶表示装置の薄膜トランジスタをターンオフさせるための駆動装置であって、
高電位の電源端子に接続された第３ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第３ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第３ＰＭＯＳトランジスタ及び第３ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力されるスイッチング信号に従って反転共通電圧信号を発生させて出力する第３スイッチング手段と、
高電位の電源端子に接続された第４ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第４ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第４ＰＭＯＳトランジスタ及び第４ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力される、前記スイッチング信号の反転信号である反転スイッチング信号に従って共通電圧信号を発生させて出力する第４スイッチング手段と、
直列に連結された４つのダイオードと、前記ダイオードのアノード端子にそれぞれ連結されている２つのキャパシタとから構成され、前記反転共通電圧信号と前記共通電圧信号とを利用して薄膜トランジスタをターンオフさせるためのレベルの電位を生成して出力する第２レベルシフト回路と、
を備えた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項６】
前記第３スイッチング手段は、スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する、請求項５に記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項７】
前記第４スイッチング手段は、反転スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する、請求項５に記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【請求項８】
前記第２レベルシフト回路は、前記第３スイッチング手段と第４スイッチング手段から印加される電圧を下げて出力する、請求項５記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置に関するものであって、より詳しく説明すると、消費電力を大きく節減できる薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子製品の軽薄短小化趨勢に応じるために、陰極線管(Cathode Ray Tube,CRT)に取って代わる平板表示装置に対する研究と開発が相当な水準に至っている実情である。
前記平板表示の中でも液晶表示装置(Liquid Crystal Display, LCD) は低電圧、低電力駆動ができ、LSI ドライバーを使用して駆動させられ、また薄型・軽量であるため、多くの製造メーカーがその実用化と技術開発に力を傾けてきた。
【０００３】
薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor, TFT) 液晶表示装置は液晶ディスプレイ各画素にトランジスタを配合した液晶である。
前記のトランジスタはガラス基板上に非晶質シリコンなどの薄膜で形成される。液晶材料としてはTN(Twisted Nematic) 液晶が使用される。
薄膜トランジスタ液晶表示は各画素のトランジスタを動作させ、信号を入力する画素のみをオンさせられるため、クロストーク(crosstalk) が発生しないメリットがある。また、各画素には薄膜で制作された貯蔵容量を置いているため、ここで電荷を蓄積することで非選択期間にも表示を保存できる長所がある。
【０００４】
以下、添付した図面を参考として従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置について説明する。
図１は前段ゲート方式の薄膜トランジスタ液晶表示装置の画素回路の構成図である。
図１に例示されている通り、前段ゲート方式の薄膜トランジスタ液晶表示装置の画素回路の構成は、スイッチングトランジスタ(TFT) と、前記スイッチングトランジスタ(TFT) のドレン端子と共通電極との間に連結されている液晶(Clc) と、前記スイッチングトランジスタ(TFT) のドレン端子と前段スイッチングトランジスタのゲート端子との間に連結されている貯蔵キャパシタ(Cst) とからなる。
【０００５】
前記前段ゲート方式の薄膜トランジスタ液晶表示装置の画素回路の特徴は、貯蔵キャパシタの一方の電極が前段のスイッチングトランジスタのゲート端子に連結される点である。
前記構成による前段ゲート方式の薄膜トランジスタ液晶表示装置の画素回路を駆動するためにはAC共通駆動方法が一般的に使用される。
【０００６】
ＡＣ共通駆動方法とは、液晶(Clc) と連結されている共通電極に交流波型の共通電圧信号(Vcom)を印加し、スイッチングトランジスタ(TFT) を周期的にターンオンさせるためのゲートオン電圧信号(Von) とスイッチングトランジスタを周期的にターンオフさせるためのゲートオフ電圧信号(Voff)をスイッチングトランジスタのゲート端子に印加する方法である。
【０００７】
前記の場合、共通電圧信号(Vcom)とゲートオン電圧信号(Von) とゲートオフ電圧信号(Voff)は互いに同位相でなければならないが、その理由は次の通りである。
第一に、共通電圧信号(Vcom)とゲートオフ電圧信号(Voff)の間には貯蔵キャパシタ(Cst) 及び液晶(Clc) が連結されており、共通電圧信号(Vcom)とゲートオフ電圧信号が同位相、同振幅にならないと時間によって変わるVoff-Vcom の電位差により容量成分(Cst,Clc) から漏洩電流が発生し、全体的に消費電力を増加させると同時に不安定な表示特性を示すためである。
【０００８】
第二に、液晶表示装置においてはキックバック(Kick back) 電圧を同一に維持しなければならないが、前記キックバック電圧はVon-｜Voff｜に比例するので、同一なキックバック電圧を得るためにはVon-｜Voff｜が常に一定でなければならないからである。もし、キックバック電圧が一定でなければ、フリッカ(flicker) のような異常表示特性が発生するようになる。
【０００９】
従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置では前記ゲートオン電圧信号(Von) を発生させるために図２に図示されている同一の回路構成を使用するが、これに対して詳細に説明すると次の通りである。
図２は従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の回路構成図である。
【００１０】
図２に図示されているように従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の構成はスイッチング信号線(POL,/POL)とゲートオン電圧信号(Von1,Von2) と電源電圧(VEE) に入力端子が連結されているアナログスイッチIC(AS)と、前記アナログスイッチIC(AS)の出力端子に非反転入力端子が連結されている演算増幅器と、前記の演算増幅器の出力端子と電源電圧に入力端子が連結されているプッシュプル回路からなる。
【００１１】
前記構成による従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の動作は次のとおりである。
共通電圧信号(Vcom)の位相を決定するスイッチング(POL,/POL)がアナログスイッチＩＣ(AS)に入力されると、アナログスイッチIC(AS)はこれによりハイ状態のゲートオン電圧信号(Von1)とロー状態のゲートオン電圧信号(Von2)を交互に出力する。
【００１２】
アナログスイッチIC(AS)から出力された信号は、演算増幅器とプッシュプル回路で構成されているインピーダンス分離回路を経ることにより、図３に示されているような負荷条件とは独立的なゲートオン電圧信号(Von) が生成されて出力される。
この場合、ハイ状態のゲートオン電圧信号(Von1)とロー状態のゲートオン電圧信号(Von2)のレベルは、キックバック電圧を同一に維持するため‘Von1-Von2 ’が‘Vcom1-Vcom2 ’と同一に設定されていなければならない。
【００１３】
そして、出力波形がハイ状態のゲートオン電圧信号(Von1)のレベルとなるためにアナログスイッチ(AS)、演算増幅器、プッシュプル回路の電源電圧(VEE) は次のような関係を満たす必要がある。
【００１４】
【数１】
0003644552.tif 000002
【００１５】
ここで、ＶBEはプッシュプル回路の電圧降下分であり、ＶOSは演算増幅器の電源電圧対比出力可能な最大出力と電源電圧(VEE) との間のオフセット電圧である。
一般的に、薄膜トランジスタ液晶表示装置においては、電源電圧(VEE) はDC/DC コンバータから生成される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部には、次のような問題点がある。
第一に、ゲートオン電圧信号(Von1,Von2) のレベルを共通電圧信号(Vcom)の振幅と同一に調整するのに困難がある。特に、薄膜トランジスタ液晶表示装置モジュールの量産の際には、部品の誤差によってモジュール別に少しずつ共通電圧(Vcom)が異なるためゲートオン電圧信号(Von1,Von2) を一々調整しなければならないので、生産性を落とすという問題点がある。
【００１７】
第二に、電源電圧(VEE) が相当に高電圧（＋20Ｖ以上）でなければならないという問題点があり、かつアナログスイッチ(AS)、演算増幅器、プッシュプル回路による消費電力のため、携帯性を求める薄膜トランジスタ液晶表示装置モジュールの全体的な消費電力が多過ぎるという問題点がある。
第三に、電源電圧(VEE) を発生させるためにはDC/DC コンバータを必要とすることによって製品の原価を上昇させるという問題点がある。
【００１８】
次に、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置は、前述したゲートオフ電圧信号(Voff)を発生させるためには図４に図示されているような回路構成を用いるが、これに対して詳細に説明すると次のとおりである。
図４は、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の回路構成図である。
【００１９】
図４に図示されているとおり、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の構成は、スイッチング信号線(POL/POL) とゲートオフ電圧信号線(Voff1, Voff2)と電源電圧(VSS) に入力端子が連結されているアナログスイッチIC(AS)と、前記アナログスイッチIC(AS)の出力端子に非反転入力端子が連結されている演算増幅器と、前記演算増幅器の出力端子と電源電圧(VSS) に入力端子が連結されているプッシュプル回路とからなる。
【００２０】
前記構成による従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の動作は次のとおり行われる。
共通電圧信号(Vcom)の位相を決定するスイッチング信号(POL/POL) がアナログスイッチIC(AS)に入力されれば、アナログスイッチIC(AS)はこれに従ってハイ状態のゲートオフ電圧信号(Voff1) とロー状態のゲートオフ電圧信号(Voff2) を交互に出力させる。
【００２１】
アナログスイッチIC(AS)から出力された信号は、演算増幅器とプッシュプル回路で構成されているインピーダンス分離回路を経ることによって、図５に図示されているような負荷条件とは独立的なゲートオフ電圧信号(Voff)が生成されて出力される。
一般的に、薄膜トランジスタのターンオフ電圧は−２Ｖ以下であるので、ゲートオフ電圧信号(Voff)は−７Ｖ〜−２Ｖのレベルを有する。
【００２２】
しかしながら、前記のような従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部には次のような問題点がある。
第一に、電圧調整が難しいという問題点がある。すなわち、ハイ状態のゲートオフ電圧信号(Voff1) とロー状態のゲートオフ電圧信号(Voff2) は共通電圧信号(Vcom)の振幅に依存するが、回路部品の偏差によって生じる共通電圧信号(Vcom)の振幅の誤差によりゲートオフ電圧信号(Voff1, Voff2)を一々調整しなければならないので生産性を低下させる要因となる。
【００２３】
第二に、消費電力が大きいという問題点がある。ゲートオフ電圧信号(Voff)のレベルの−７Ｖの電位を発生させるためにはアナログスイッチ(AS)、演算増幅器、プッシュプル回路用の−７Ｖ以下の電源が必要である。−７Ｖ以下の電圧は、DC/DC コンバータを通じて得られる。ところが、携帯性を求める液晶表示装置においては、低消費電力が必須要件であるが、アナログスイッチ(AS)、演算増幅器、プッシュプル回路自体の消費電力が大きくなると共にDC/DC コンバータの電力変換効率は７０％以下であるので全体的な消費電力が増加するという問題点が生じる。
【００２４】
前記のような問題点を解決するため、アナログスイッチの数を減らし消費電力の大きい演算増幅器とプッシュプル回路を使用しないことによって消費電力を大きく減らすことができる技術が大韓民国特許出願出願番号第95-2511 号（出願日：1995年２月11日）の“TFT 液晶表示装置駆動回路”で開示されている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記“TFT 液晶表示装置駆動回路”の技術を進歩的に改良したものであって、前記のような従来の問題点を解決するため、アナログスイッチと演算増幅器とプッシュプル回路を使用しないことによって消費電力を大きく節減できる薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
【００２６】
上記課題を解決するために、本願第１発明は、液晶表示装置の薄膜トランジスタをターンオンさせるための駆動装置であって、高電位の電源端子に接続された第１ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第１ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第１ＰＭＯＳトランジスタ及び第１ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力されるスイッチング信号に従って反転共通電圧信号を発生させて出力する第１スイッチング手段と、高電位の電源端子に接続された第２ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第２ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第２ＰＭＯＳトランジスタ及び第２ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力される、前記スイッチング信号の反転信号である反転スイッチング信号に従って共通電圧信号を発生させて出力する第２スイッチング手段と、直列に連結された４つのダイオードと、前記ダイオードのカソード端子にそれぞれ連結されている４つのキャパシタとから構成され、前記反転共通電圧信号と前記共通電圧信号とを利用して薄膜トランジスタをターンオンさせるためのレベルの電位を生成して出力する第１レベルシフト回路と、を備えた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本願第２発明は、第１発明において、前記第１スイッチング手段は、スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本願第３発明は、第１発明において、前記第２スイッチング手段は、反転スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本願第４発明は、第１発明において、前記第１レベルシフト回路は、前記第１スイッチング手段と第２スイッチング手段から印加される電圧を昇圧させる薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
上記の液晶表示装置においては、前記共通電圧波形(Vcom)及び反転共通電圧波形(/Vcom)が、ダイオードとキャパシタからなる第１レベルシフト回路に出力されることによって、第１レベルシフト回路によって薄膜トランジスタをターンオンさせられるレベルまで順次的に電圧が上昇される。また、共通電圧信号(Vcom)と同位相、同振幅のターンオン電圧（ゲートオン電圧信号(Von)）を別途に調整しなくても得られるため、製品の量産の際有利であり、かつキックバック電圧が均一になるため安定な画質が得られ、ゲートオン電圧信号(Von)を作る過程において電流を消費しないことになるため消費電力の少ない液晶表示装置を製造することができ、DC/DCコンバータが不要であるので製品の原価を落とすことができる。
【００２７】
本願第５発明は、液晶表示装置の薄膜トランジスタをターンオフさせるための駆動装置であって、高電位の電源端子に接続された第３ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第３ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第３ＰＭＯＳトランジスタ及び第３ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力されるスイッチング信号に従って反転共通電圧信号を発生させて出力する第３スイッチング手段と、高電位の電源端子に接続された第４ＰＭＯＳトランジスタと低電位の電源端子に接続された第４ＮＭＯＳトランジスタとが直列接続されて構成され、前記第４ＰＭＯＳトランジスタ及び第４ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に共通に入力される、前記スイッチング信号の反転信号である反転スイッチング信号に従って共通電圧信号を発生させて出力する第４スイッチング手段と、直列に連結された４つのダイオードと、前記ダイオードのアノード端子にそれぞれ連結されている２つのキャパシタとから構成され、前記反転共通電圧信号と前記共通電圧信号とを利用して薄膜トランジスタをターンオフさせるためのレベルの電位を生成して出力する第２レベルシフト回路と、を備えた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本願第６発明は、第５発明において、前記第３スイッチング手段は、スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
本願第７発明は、第５発明において、前記第４スイッチング手段は、反転スイッチング信号に従って電源電圧(VDD)と0Vとを出力する薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装を提供する。
本願第８発明は、第５発明において、前記第２レベルシフト回路は、前記第３スイッチング手段と第４スイッチング手段から印加される電圧を下げて出力する薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供する。
上記の液晶表示装置においては、前記共通電圧波形(Vcom)及び反転共通電圧波形(/Vcom)は、ダイオードとキャパシタからなる第２レベルシフト回路に出力されることによって第２レベルシフト回路により薄膜トランジスタをターンオフさせられるレベルまで順次的に電圧が降下する。また、共通電圧信号(Vcom)と同位相、同振幅のターンオフ電圧（ゲートオフ電圧信号(Voff)）が得られるので電圧調整が不要であり、キャパシタ(Cst,Clc)による漏洩電流を最小化できるので安定な表示特性が得られ、ゲートオフ電圧信号(Voff)を得る過程で自体消費電力がないため低消費電力型液晶表示装置を具現することができ、高価なDC/DCコンバータ部品が不要であるため製品の製造原価をおとすことができ、電圧調整過程がないため生産性を向上させられる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するため、本発明の最も好ましい実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
図６は、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の回路構成図であり、図７は図６の主要波形図である。
【００２９】
図６に示されているとおり、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の回路構成は、電源電圧(VDD) にソース端子が連結されておりスイッチング信号線(POL) にゲート端子が連結されている第１トランジスタ(M1)と、接地にソース端子が連結されておりスイッチング信号線(POL) にゲート端子が連結されている第２トランジスタ(M2)と、電源電圧(VDD) にソース端子が連結されており反転スイッチング信号線(/POL)にゲート端子が連結されている第３トランジスタ(M3)と、接地にソース端子が連結されており反転スイッチング信号線(/POL)にゲート端子が連結されている第４トランジスタ(M4)と、電源電圧(VDD) に順方向に直列連結されたダイオード(D1 〜D4) と、第１及び第２トランジスタ(M1, M2)の接続点とダイオード(D1, D2)の接続点との間に連結されているキャパシタ(C1)と、第１及び第２トランジスタ(M1,M2) の接続点とダイオード(D3, D4)の接続点との間に連結されているキャパシタ(C3)と、第３及び第４トランジスタ(M3, M4)の接続点とダイオード(D2,D3) の接続点との間に連結されているキャパシタ(C2)と、第３及び第４トランジスタ(M3, M4)の接続点とダイオード(D4)のカソードの間に連結されているキャパシタ(C4)とからなる。
【００３０】
前記構成による本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置駆動装置のゲートオン電圧発生部の作用は次のとおりである。
電源電圧(VDD) が印加されれば、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置駆動装置のゲートオン電圧発生部の動作が始まる。
動作が始まると、第１及び第２トランジスタ(M1, M2)はスイッチング信号(POL) に従って反転共通電圧信号(/Vcom) を生成して出力し、第３及び第４トランジスタ(M3, M4)は反転スイッチング信号(/POL)に従って共通電圧信号(Vcom)を生成して出力する。
【００３１】
これを図７の波形を利用して説明すると次のとおりである。
まず、スイッチング信号(POL) がVDD レベルである時、第２トランジスタ(M2)がターンオンされることによってN1ノードには0Vレベルが出力され、スイッチング信号(POL) が0Vレベルである時、第１トランジスタ(M1)がターンオンされることによってN1ノードにはVDD レベルが出力されて、N1ノードは図７に図示されているような反転共通電圧波形(/Vcom) を出力する。
【００３２】
次に、反転スイッチング信号(/POL)が0Vレベルである時、第３トランジスタ(M3)がターンオンされることによってN2ノードにはVDD レベルが出力され、反転スイッチング信号(/POL)がVDD レベルである時、第４トランジスタ(M4)がターンオンされることによってN2ノードには0Vレベルが出力されて、N2ノードは図７に図示されているような共通電圧波形(Vcom)を出力する。
【００３３】
前記共通電圧波形(Vcom)及び反転共通電圧波形(/Vcom) は、ダイオード(D1 〜D4) とキャパシタ(C1 〜C4) からなるレベルシフト回路に出力されることによって、レベルシフト回路によって薄膜トランジスタをターンオンさせられるレベルまで順次的に電圧が上昇される。
これをより細部的に説明すると次の通りである。
【００３４】
まず、N3ノードについて説明する。
N1ノードの反転共通電圧信号(/Vcom) が0Vレベルである時、電源電圧(VDD) においてダイオード電圧(VD)だけ降下した電圧(VDD-VD)がキャパシタ(C1)に印加されることによってキャパシタ(C1)にはC1* (VDD-VD)の電荷量が充電される。
前記状態において、N1ノードの反転共通電圧信号(/Vcom) がVDD レベルとなれば、N3ノードの電圧は次の通りになる。
【００３５】
【数２】
0003644552.tif 000003
【００３６】
ここで、VDはダイオード電圧降下を示す。
したがって、N3ノードは図７に図示されているような波形を出力する。
次は、N4ノードについて説明する。
N2ノードの共通電圧信号(Vcom)が0Vレベルである時、N3ノードの電圧(2VDD-VD) でダイオード電圧(VD)だけ降下した電圧(2VDD-2VD)がキャパシタ(C2)に印加されることによってキャパシタ(C2)にはC2* (2VDD-2VD)の電荷量(Q2)が充電される。
【００３７】
前記状態において、N2ノードの共通電圧信号(Vcom)がVDD レベルとなると、N4ノードの電圧は次の通りになる。
【００３８】
【数３】
0003644552.tif 000004
【００３９】
従って、N4ノードは図７に図示されているような波形を出力する。
次は、N5ノードについて説明する。
N1ノードの反転共通電圧信号(/Vcom) が0Vレベルである時、N4ノードの電圧(3VDD-2VD)でダイオード電圧(VD)だけ降下した電圧(3VDD-3VD)がキャパシタ(C3)に印加されることによってキャパシタ(C3)にはC3* (3VDD-3VD)の電荷量(Q3)が充電される。
【００４０】
前記状態において、N1ノードの反転共通電圧信号(/Vcom) がVDD レベルとなると、N5ノードの電圧は次の通りである。
【００４１】
【数４】
0003644552.tif 000005
【００４２】
従って、N5ノードは図７に図示されているような波形を出力する。
次は、最終出力であるN6ノードについて説明する。
N2ノードの共通電圧信号(Vcom)が0Vレベルである時、N5ノードの電圧(4VDD-3VD)においてダイオード電圧(VD)だけ降下した電圧(4VDD-4VD)がキャパシタ(C4)に印加されることによってキャパシタ(C4)にはC4* (4VDD-4VD)電荷量(Q4)が充電される。
【００４３】
前記状態に於いて、N2ノードの共通電圧信号(Vcom)がVDD レベルとなると、N6ノードの電圧はつぎの通りになる。
【００４４】
【数５】
0003644552.tif 000006
【００４５】
従って、N6ノードは図７に図示されているような波形を出力する。
すなわち、共通電圧信号(Vcom)と同位相、同振幅を有しながら、4VDD-4VDと5VDD-4VDの電位を繰り返す球形波がN6ノードから出力される。
電源電圧(VDD) を５Ｖとし、ダイオード電圧(VD)を０．６Ｖとした時、N6ノードの電位は１７．６Ｖと２２．６Ｖを繰り返し、かかる電位は薄膜トランジスタを十分にターンオンさせられるレベルとなる。
【００４６】
従って、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部によれば、共通電圧信号(Vcom)と同位相、同振幅のゲートオン電圧信号(Von) を別途に調整しなくても得られるため、製品の量産の際有利であり、かつキックバック電圧が均一になるため安定な画質が得られ、ゲートオン電圧信号(Von) を作る過程において電流を消費しないことになるため消費電力の少ない液晶表示装置を製造することができ、DC/DC コンバータが不要であるので製品の原価を落とすことができる。
【００４７】
図８は本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の回路構成図であり、図９は図８の主要波形図である。  図９は図８の主要波形図である。
図８に図示されているとおり、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の構成は、電源電圧(VDD) にソース端子が連結されており、スイッチング信号線(POL) にゲート端子が連結されている第５トランジスタ(M5)と、接地にソース端子が連結されており、スイッチング信号線(POL) にゲート端子が連結されている第６トランジスタ(M6)と、電源電圧(VDD) にソース端子が連結されており、反転スイッチング信号線(/POL)にゲート端子が連結されている第７トランジスタ(M7)と、接地にソース端子が連結されており、反転スイッチング信号線(/POL)にゲート端子が連結されている第８トランジスタ(M8)と、接地に逆方向に直列連結されているダイオード(D5 〜D8) と、第５及び第６トランジスタ(M5,M6) の接続点とダイオード(D6,D7) の接続点の間に連結されているキャパシタ(C5)と、第７及び第８トランジスタ(M7,M8) の接続点とダイオード(D8)のアノードとの間に連結されているキャパシタ(C6)とからなる。
【００４８】
前記構成による、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の作用は次の通りである。
電源電圧(VDD) が印加されれば、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の動作が始まる。
動作が始まると、第５及び第６トランジスタ(M5,M6) はスイッチング信号(POL) に従って反転共通電圧信号(/Vcom) を生成して出力し、第７及び第８トランジスタ(M7,M8) は反転スイッチング信号(/POL)に従って共通電圧信号(Vcom)を生成して出力する。
【００４９】
これを図９の波形を利用して説明すると次の通りである。
まず、スイッチング信号(POL) がVDD レベルである時、第６トランジスタ(M6)がターンオンされることによってN7ノードには0Vレベルが出力され、スイッチング信号(POL) が0Vレベルである時、第５トランジスタ(M5)がターンオンされることによってN7ノードにはVDD レベルが出力されて、N7ノードは図９に図示されているような反転共通電圧波形(/Vcom) を出力する。
【００５０】
次に、反転スイッチング信号(/POL)が0Vレベルである時、第７トランジスタ(M7)がターンオンされることによってN8ノードにはVDD レベルが出力され、反転スイッチング信号(/POL)がVDD レベルである時、第８トランジスタ(M8)がターンオンされることによってN8ノードには0Vレベルが出力されて、N8ノードは図９に図示されているような共通電圧波形(Vcom)を出力する。
【００５１】
前記共通電圧波形(Vcom)及び反転共通電圧波形(/Vcom) は、ダイオード(D5 〜D8) とキャパシタ(C5,C6) からなるレベルシフト回路に出力されることによってレベルシフト回路によって薄膜トランジスタをターンオフさせられるレベルまで順次的に電圧が降下する。
これをより細部的に説明すると次の通りである。
【００５２】
まず、N9ノードについて説明する。
N7ノードの反転共通電圧信号(/Vcom)がVDDレベルである時、Ｎ９ノードには２ＶＤの電圧が印加されており、キャパシタ(C5)の両端には(2VD-VDD)程の電圧が印加される。よって、キャパシタ(C5)にはC5*(2VD-VDD)の電荷量(Q5)が充電される。前記状態において、N7ノードの反転共通電圧信号(/Vcom)が0Vレベルとなれば、N9ノードの電圧は次の通りになる。
【００５３】
【数６】
0003644552.tif 000007
【００５４】
ここで、VDはダイオードの電圧降下を示す。
従って、N9ノードは図９に図示されているような波形を出力する。次は、N10ノードについて説明する。N8ノードの反転共通電圧信号(/Vcom)がVDDレベルである時、Ｎ１０ノードには（４ＶＤ−ＶＤＤ）の電圧が印加されており、キャパシタ(C6)の両端には(4VD-２VDD)程の電圧が印加されることによって、キャパシタ(C6)にはC6*(4VD-２VDD)の電荷量(Q6)が充電される。
【００５５】
前記状態に於いて、N8ノードの共通電圧信号(Vcom)が0Vレベルとなれば、N10 ノードの電圧は次の通りになる。
【００５６】
【数７】
0003644552.tif 000008
【００５７】
従って、N10 ノードは図９に図示されているような波形を出力する。すなわち、共通電圧信号(Vcom)と同位相、同振幅を有しながら、4VD-VDD と4VD-2VDDの電位を繰り返す球形波がN10 ノードから出力される。
電源電圧(VDD) を５Ｖとし、ダイオード電圧(VD)を０．７５Ｖとした時、N10 ノードの電位は−２Ｖと−７Ｖとを繰り返し、かかる電位は薄膜トランジスタを十分にターンオンさせられるレベルとなる。
【００５８】
従って、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部によれば、共通電圧信号(Vcom)と同位相、同振幅のゲートオフ電圧信号(Voff)が得られるので電圧調整が不要であり、キャパシタ(Cst,Clc) による漏洩電流を最小化できるので安定な表示特性が得られ、ゲートオフ電圧信号(Voff)を得る過程で自体消費電力がないため低消費電力型液晶表示装置を具現することができ、高価なDC/DCコンバータ部品が不要であるため製品の製造原価をおとすことができ、電圧調整過程がないため生産性を向上させられる。
【００５９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の実施の形態に於いて、アナログスイッチと演算増幅器とプッシュプル回路を使用しないことによって消費電力を大きく節減できる効果を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置を提供することができる。本発明のかかる効果は低消費電力型液晶表示装置分野において利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、前段ゲート方式の薄膜トランジスタ液晶表示装置の画素回路の構成図である。
【図２】図２は、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置のゲートオン電圧発生部の回路構成図である。
【図３】図３は、図２の回路の主要波形図である。
【図４】図４は、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の回路構成図である。
【図５】図５は、図４の回路の主要波形図である。
【図６】  図６は、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオン電圧発生部の回路構成図である。
【図７】図７は、図６の回路の主要波形図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に基づいた薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動装置のゲートオフ電圧発生部の回路構成図である。
【図９】図９は、図８の主要波形図である。
【符号の説明】
ＶＤＤ：電源電圧
ＶＤ  ：ダイオード電圧
ＰＯＬ：スイッチング信号線
／ＰＯＬ：反転スイッチング信号線
Ｍ１〜Ｍ８：トランジスタ
Ｄ１〜Ｄ８：ダイオード
Ｃ１〜Ｃ６：キャパシタ
Ｖｃｏｍ：共通電圧信号
／Ｖｃｏｍ：反転共通電圧信号
Ｎ１〜Ｎ１０：ノード
【図１】
0003644552.tif 000009
【図２】
0003644552.tif 000010
【図３】
0003644552.tif 000011
【図４】
0003644552.tif 000012
【図５】
0003644552.tif 000013
【図６】
0003644552.tif 000014
【図７】
0003644552.tif 000015
【図８】
0003644552.tif 000016
【図９】
0003644552.tif 000017