JP2006510942A - ディスプレイ領域外の複数の測定ピクセルに関する測値に基づく直流電圧補償を備えるアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイス - Google Patents

Abstract

反転極性駆動電圧を使用して駆動される複数のディスプレイ・ピクセル（２５）のアレイを備えたアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイス、詳細には液晶ディスプレイ・デバイスには、これらのピクセル（２５）の、例えばキックバック効果による直流電圧レベルを表す測値を提供し、かつ、あらゆるディスプレイ・アーテファクトを補償するために、直流電圧レベルの測値に応じてピクセル駆動電圧を修正するための修正手段（４０、５５）が含まれている。修正手段は複数の測定ピクセル（４０）を有しており、各測定ピクセルは、ピクセル・アレイ（４５）の少なくとも１つの辺に沿った間隔を隔てた位置に配置された１つまたは複数のダミー・ディスプレイ・ピクセルを有している。これらのダミー・ディスプレイ・ピクセルは、それらの近隣におけるこれらのディスプレイ・ピクセルの挙動を表す独立した測値を供給している。したがって修正手段は、例えばアレイ全体にわたるピクセル直流レベルの変化を考慮することができる。

Description

本発明はアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイスに関し、より詳細には、液晶（ＬＣ）などの電気光学材料を２つの電極の間に有するディスプレイ・デバイスに関する。このタイプのディスプレイ・デバイスは、通常、例えばテレビジョン、コンピュータ・モニタおよび移動電話に使用されている。

この形態の一般的なディスプレイ・デバイスは、ＡＭＬＣＤ（アクティブ・マトリックス液晶ディスプレイ）である。参考資料としてその内容が本明細書に組み込まれている米国特許第５，１３０，８２９号明細書に、実施例の１つが記載されている。このデバイスには、複数の行および複数の列に配設された複数のピクセルのアレイが提供されている。各ピクセルは、２つの電極の間にＬＣを有する電気光学セルによって構成されたディスプレイ・エレメントと、関連する、典型的には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であるスイッチング・デバイスとを含んでいる。ディスプレイ・エレメントの第１の複数の電極は、通常、複数のピクセルＴＦＴおよびこれらのピクセルＴＦＴに接続された複数の行選択導線および複数の列データ・アドレス導線の複数の組と共に１つの基板に支えられている。ディスプレイ・エレメントの第２の複数の電極は、通常、第１の基板と間隔を隔てた第２の基板に支えられた共通対電極によって構成されている。これらの２つの基板の間にはＬＣ材料が配置されている。

ディスプレイ・デバイスは、これらのピクセルのアレイに交流電圧を印加し、表示画像を生成することによって駆動される。交流電圧を使用して電気光学材料の劣化を回避している。ピクセルがアドレスされる毎に（各ディスプレイ・フレームに対して）、そのディスプレイ・エレメントが反対の極性に駆動される。つまり、反転駆動スキームが使用されている。ピクセルが選択される毎に、印加されたデータ電圧が反転され、ＬＣディスプレイ・エレメントの両端間の電圧の極性が変化する。しかしながら、多くの理由により、これらのセルの両端間に寄生直流成分が展開することが分かっている。例えば、デバイスが反射器を含んでいるか、またはこれらのセルの複数の電極自体が反射型である反射型ディスプレイ・デバイスの場合のようにこれらのセルが非対称構造を有している場合に、とりわけ寄生直流成分が展開する。これらのセルの両端間に直流成分が展開するもう１つの原因は、ＡＭＬＣＤの分野でよく知られている事象であるキックバック、つまりＴＦＴのゲート−ドレイン・キャパシタンスを介したゲート（選択）パルス信号ターンの結合である。連続するフレームの中でディスプレイ・エレメントが相反する極性で帯電する場合、これらの直流成分は、ディスプレイ・エレメント電圧に異なる影響を及す。このように、連続するフレームの中でディスプレイに印加される駆動電圧の絶対値が同じになるように意図されている場合に、直流成分は、各フレームの中でディスプレイ・エレメントに展開する絶対電圧が異なることとなり、ちらつきおよび残像の形態の可視アーテファクトがもたらされることになる。図１は、セルの両端間の印加電圧Ｖに対するディスプレイ・エレメントのＬＣセルの透過率Ｔをプロットしたものである。大きさが同じで電圧の極性が逆の場合、透過率は同じであることが分かる。寄生直流成分すなわち直流オフセットｄがプロット上に示されている。したがって、関連する列アドレス導線によってセルに印加される駆動電圧Ｖｃｏｌがオフセットされている。フレームが正の場合、セルの両端間の電圧の大きさは、Ｖｃｏｌ＋ｄである。フレームが負の場合、セルの両端間の電圧の大きさは、Ｖｃｏｌ−ｄである。これらのフレームの極性が互いに逆極性の場合、Ｖｃｏｌの所与の値に対する透過率のレベルが異なり、ｆ％の量だけ変化することが分かる。したがって、大きさがＶｃｏｌの定常駆動電圧の場合、セルの透過率がフレーム周期毎にｆ％だけ変化する。これは、フレーム周波数の１／２の周波数でのちらつきの原因になっている。

このように示されるちらつきを小さくするために、セルの両端間に印加される電圧を調整することはよく知られている。例えば、これは、共通対電極への電圧を調整することによって実施することができる。現行の製造プロセスにおいては、通常、これらのディスプレイの共通電極電圧レベルを手動で調整し、それによりちらつき効果を修正しているが、これは時間を消費し、かつ、費用のかかるプロセスである。また、セルの両端間に印加される電圧の調整は、ディスプレイの寿命期間中における、例えば電極経年変化効果によって生じ得る寄生直流成分の変化を補償しない。また、ディスプレイの駆動周波数が変化すると、直流成分の大きさが変化することがある。例えば、ディスプレイ・デバイスは、異なる駆動周波数を利用する、正規モードおよび低電力モードなどの異なる動作モードを有していることもある。

参考資料としてその内容が本明細書に組み込まれている国際公開第９９／５７７０６号パンフレットは、画像の表示に使用される領域外のディスプレイ・エレメントの両端間の電圧が測定されるディスプレイ・デバイスを開示している。この場合、ちらつきを防止するデバイスに含まれている回路により測定された電圧に応答して、ディスプレイ・デバイス用の制御電圧が調整される。単一のピクセルではなく、単一測定エレメントとして機能する複数のピクセルのダミー行を使用することができる。この技法の有効性は、測定されるディスプレイ・エレメントの電圧が広範囲の値にわたって急速に揺れ動くこと、および、電圧測定が雑音に敏感であるという事実により影響を受けることがある。

国際公開第２００３／０１９５２０（ＰＨＧＢ ０２００１４）号パンフレットには、修正手段が、測定ピクセルと、測定ピクセル・セルのキャパシタンスをそれぞれ表す信号を、複数のディスプレイ・エレメント・セルの複数の電極の両端間に印加される電圧の極性毎に生成するための手段とを備え、上記修正手段が、前記信号に応答して、駆動回路によって生成される電圧を修正するように構成された代替技法が提案されている。ＬＣディスプレイ・エレメントなどの電気光学セルのキャパシタンスは、電気光学セルの透過率に直接関連しており、一方、ディスプレイ・エレメントの両端間の電圧の印加と、これに応答したＬＣのその最終位置への移動との間には時間のずれが存在する可能性がある。したがって、（正規のアドレス指定サイクルの結果としてディスプレイ・エレメントの両端間に現われる電圧を測定するよりはむしろ）、測定ピクセルのディスプレイ・エレメントのキャパシタンスを測定することによりこれらのディスプレイ・エレメントの両端間の寄生直流成分を中和し、ちらつきを補償するために必要な修正の指示をより正確に提供することができる。

この技法もまた、前述の技法と同様、温度変化による影響を自動的に修正することの実現に使用することができる。ピクセル・スイッチング・デバイスとしてよく使用されているＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の閾値電圧レベルおよび移動度は、いずれも温度に依存している。

ディスプレイ・ピクセル・アレイの外部の、実際の複数のディスプレイ・ピクセルの電気回路と同じ電気回路を有するダミー・ピクセルが使用されることが好ましい。拡大を提供するために、相互接続されたダミー・ピクセルの群の使用が提案されており、これは、これらのダミー・ピクセルのディスプレイ・エレメントの第１の電極をともに接続することによって達成される。これには、測定されるディスプレイ・エレメントのキャパシタンスのサイズを大きくする効果があり、それにより、より大きい信号対雑音比が可能になる。

この技法は改善を提供しているが、とりわけ比較的面積が広く、かつ、解像度の高いディスプレイ・デバイスに関して、依然としてさらに改善する必要があることも分かった。

本発明によれば、
駆動回路手段によって印加される駆動電圧に応答してディスプレイ出力を生成するためのピクセルのアレイであって、各ピクセルが、２つの電極の間に電気光学材料を有するディスプレイ・エレメントと、関連するスイッチング・デバイスであって、前記スイッチング・デバイスを介して一方の電極に駆動電圧が印加され、各セルのこれらの前記電極の両端間に印加される前記電圧の極性が周期的に反転されるスイッチング・デバイスとを含むアレイと、
これらの前記ピクセルでの直流電圧レベルを表す測値を提供し、かつ、前記直流電圧レベルによって生じる複数のディスプレイ・アーテファクトを補償するために、前記直流電圧レベルの測値に従って、前記駆動回路手段によって印加される電圧を修正するための修正手段であって、前記修正手段が、前記ディスプレイ出力を生成するピクセルの前記アレイの領域の外部に配置され、前記アレイの少なくとも一方の辺に沿って間隔を隔てた位置に互いに離隔して配置された複数の測定ピクセルを含み、これらの前記測定ピクセルの各々からの測値を提供するように構成された修正手段と、を備えるアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイスが提供される。

これに先だって提案された技法は、望ましくないディスプレイ・アーテファクトをもたらす直流電圧がすべてのディスプレイ・ピクセルについて実質的に同様であること、および、単一ピクセルであれ、また、相互接続された複数のピクセルの群であれ、測定ピクセルから得られる測値がそのレベルを代表していることを前提とする。しかしながら、これは、必ずしもそうであるとは限らない。詳細には、より大型で、かつ、解像度の高いタイプのＡＭＬＣＤにおいて、ピクセルをアドレス指定する際のピクセル・スイッチング・デバイスの制御に使用される行選択（ゲート）信号へのひずみの結果として、その行に沿ったピクセルの位置に応じて、異なるレベルのキックバック電荷がこれらのピクセルに結合され得ることが分かっている。このようなひずみは、例えば、行選択（ゲート）信号を運んでいる行アドレス導線の分布キャパシタンスおよび抵抗によるものである。間隔を隔てた位置に分布し、かつ、独立した測値を提供することができる複数の個別測定ピクセルを使用することにより、このようなキックバック・レベルの変化が測定でき、かつ、有効な補償を提供するためにピクセル駆動信号の調整を適切に適合させることができる。この結果、画像品質が実質的に改善され、または代替的に、許容可能な表示品質を備えたさらに大型のディスプレイ・デバイスを製造することが可能になる。この手法は、ディスプレイ・デバイスを自己調整デバイスにし、また、プロセス変動に対して頑強なデバイスにしている。このようなプロセス変動、例えば金属線の幅の変化、層の厚さの変化延いては金属層のシート抵抗率の変化等が、アレイの両端間の複数のピクセルに異なるキックバック・レベルを同様にもたらし得る。

これらの測定ピクセルは、行方向のピクセル直流電圧レベルの変化の指示を提供するように、アレイの一方の辺のみに沿って、例えばアレイの上辺または下辺のみに沿って配置することができる。これらの測定ピクセルは、アレイの辺の対向する両端に少なくとも提供されることが好ましい。

好ましい実施形態では、これらの測定ピクセルは、アレイの上辺および下辺の両方に沿って提供されている。

場合によっては、アレイの上辺または下辺の各端部に配置された２つの測定ピクセルのみを使用することが適切な修正を提供することがある。１つまたは複数の追加の測定ピクセルを２つの端部の測定ピクセルの間に配置することにより、これらの測定ピクセルによって画像修正をさらに有利に改善することができ、また、キックバックの変化の他の原因であって緩慢に変化する原因、例えばディスプレイ・ピクセル・アレイ領域全体にわたって変化するフィーチャの位置合せミスなどを自動修正することができる。また、アレイの上辺および下辺の両方にこれらの測定ピクセルを提供することにより、例えばディスプレイ・ピクセル・アレイ全体の列方向のキックバック・レベルの変化を修正することができる。

修正手段は、前述の国際公開第９９／５７７０６号パンフレットおよび国際公開第２００３／０１９５２０号パンフレットに記載されている修正手段と同様で良く、または直流電圧成分をこれらのピクセルにもたらすキックバックおよび他の効果の測定および解消に適した他の知られている種類の修正回路、例えば国際公開第２００３／０１９５０９号パンフレットに記載されている修正回路で良い。その場合、修正手段は、これらのディスプレイ・ピクセル用の駆動電圧を修正するように動作可能である。ＴＦＴスイッチング・デバイスおよびすべてのピクセルが共有する共通対電極を使用するＡＭＬＣＤの場合、修正される駆動電圧は、複数の列アドレス導線を介してこれらのピクセルに印加されるデータ電圧および／または共通電極に印加される電圧信号であってよい。２レベルすなわち共通電極変調駆動スキームにおいて、上記調整は、共通電極への適切な直流電圧の付加から成るであろう。このような調整は、適用される調整をアレイ全体にわたって変更することが許容されないだろうから、本発明には適さないであろう。しかしながら、共通電極を複数のセグメントに分割し、各セグメントに印加される電圧を調整し、その結果若干の調整変化を可能にすることは実現可能であろう。しかしながら、この調整は、データ信号を構成する駆動電圧に対してなされることが好ましい。例えば単純な左−右（行方向）変化の場合、アレイの辺の両端におけるこれらの測定ピクセルの出力を修正手段に使用して、ディスプレイ・アレイ内の行に沿った位置に従ってデータ信号平均電圧のオフセットを生成することができる。このような調整は、入ってくるビデオ信号であって、この信号からデータ信号が抽出されるビデオ信号をデジタル処理することによって容易に実施することができる。

以下、本発明によるアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイス、特にＡＭＬＣＤの実施の一形態について、添付の略図を参照して一例として説明する。
同じ部品または同様の部品には、全図を通して同じ参照番号が使用されている。

図２は、ＬＣディスプレイ・デバイス１の一部の断面図である。明確にするためにいくつかのピクセルのみが示されている。例えばガラスで形成された２つの基板３，４間にねじれネマチックＬＣ材料２が設けられている。個別ディスプレイ・エレメント電極６のアレイが一方の基板４に支持され、一方、共通対電極５は、もう一方の基板３の対向する表面全体に設けられている。例えば透過型ディスプレイにおいて、電極５および６は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明な材料で形成されている。反射型のディスプレイにおいて、一方の基板のみに接している電極、通常は共通電極５を透明にする必要がある。各ディスプレイ・エレメント電極６、共通電極５のディスプレイ・エレメント電極６と対向する部分、および介在しているＬＣ材料２は、ピクセルのディスプレイ・エレメントを構成しているＬＣセルを共に形成している。透過型ディスプレイの場合、各基板３、４の外部表面に２つの偏光子７および８が持ち込まれ、これらの偏光子の偏光方向は、互いに直角である。反射型ディスプレイの場合、一方の偏光子のみが必要である。ディスプレイ・エレメントおよびこれらの共通電極６、５に接して、各配向層９が設けられており、基板３、４の内壁にＬＣ材料２を配向している。ピクセルの両端間に電圧が印加されるとすぐに、電圧の印加によって生じる電界中でＬＣが自己整列し、ディスプレイ・エレメントの透過率を変更する。

典型的なＡＭＬＣＤの主要なエレメントが図３に示されている。ディスプレイの各ピクセル２５は、スイッチング・エレメント１９およびＬＣセル１８を含んでいる。各スイッチング・エレメントは、行導線、選択導線またはアドレス導線１７の組のそれぞれ１つに結合され、かつ、列導線、データ導線またはアドレス導線１１の組のそれぞれ１つに結合されている。行導線１７は、各行導線１７に接続された行ドライバ回路１６によって生成される行選択信号によって、各行アドレス周期で連続的に選択される。列導線１１は、列導線１１にデータ信号を印加する列ドライバ回路１０に接続されている。必要ならば、入力ライン１３上のディスプレイ・デバイスに入力されるビデオ信号に含まれているビデオ・データが、タイミングおよび制御ユニット１５によって最初に処理される。データおよび同期化パルスは、駆動ライン１２に沿ってプロセッサ１５から行ドライバ回路１６および列ドライバ回路１０へ供給される。

この事例では、スイッチング・エレメント１９はＴＦＴである。各ＴＦＴのゲート電極２０は、各行導線１７に電気接続されており、各ＴＦＴのソース電極２１は、各列導線１１に電気接続され、また、各ＴＦＴのドレイン電極２２は、各ＬＣセル１８のディスプレイ・エレメント電極６に電気接続されている。ピクセルの行内の各ＴＦＴ１９が各行導線１７の行選択信号によって選択されると、対応する列導線１１に存在しているデータ信号電圧がＴＦＴ１９を介して各ディスプレイ・エレメント電極に転送される。これらのピクセルは、ＬＣセル１８に印加される電圧の極性がフレーム毎に反転するように駆動される。

図３に示すディスプレイ・デバイスは、ピクセル２５毎に補助コンデンサすなわち蓄積コンデンサ２３が含んでいる。コンデンサ２３は、ドレイン電極２２とＬＣセル１８の共通ポイントと前のピクセルの行の行導線１７との間に接続されると示されている。ディスプレイ内の第１のピクセル行には、補助行導線１７’が設けられている。他の構成では、このコンデンサは、前記共通ポイントと後の行電極との間、または前記共通ポイントと個別コンデンサ・ラインとの間に接続されても良い。

ディスプレイ・デバイスは、概ね従来の方法で組立てられて作動されるため、ここではこれらの側面について詳細な説明はしない。これらに関するさらに詳細な説明については、米国特許第５，１３０，８２９号明細書を参照されたい。

既に言及したように、ディスプレイ・エレメントに印加される駆動電圧の極性が典型的にはフレーム毎に周期的に反転するこの種類のディスプレイ・デバイスは、複数のＬＣセルの両端間に展開する寄生直流電圧成分に起因するちらつきの形態における問題を抱え得る。この直流成分は、一般的にはピクセルの行のアドレス指定に使用される行選択パルスの立下り縁に起因する、ピクセルＴＦＴの寄生ゲート−ドレイン・キャパシタンスを介して結合されるキックバック効果によってもたらされる場合がある。反射型のディスプレイ・デバイスの場合、対向する電極の材料が異なることによってもたらされるＬＣセルの非対称の性質がもしも存在すると、この性質もまた、望ましくない直流成分の展開に寄与する。

前述の明細書には、この問題の解決を意図し、直流成分のレベルを表す測値を提供し、かつ、この測値に基づいて、ピクセルの駆動に使用される駆動電圧を調整して補償する修正手段のいくつかの実施例が記載されている。これらの修正手段は、測定操作を補助するために、ディスプレイ・アレイのＬＣセルと同様であるがディスプレイ・アレイの領域の外部に配置されるＬＣセルを有する測定ピクセルを使用し、または互いに相互接続されたこのようなピクセルの群を使用する。しかしながら、この手法によって提供されるのは、１つのセルの電気挙動の測値のみであるか、または相互接続されたセルの群の平均のみであり、したがって、この測値に基づいてこれらのディスプレイ・ピクセルのアレイに適用されるいかなる修正も、一般的にピクセル・アレイ全体にわたって一様となる。

その代りに、本発明による実施の一形態は、ピクセル・アレイの少なくとも１つの辺に沿って互いに間隔を隔てて配置された、独立した測値を提供するよう動作可能な複数の個別測定ピクセルを使用する。この方法では、同じく、例えばアレイ全体にわたる上記効果、例えばキックバック効果の変化をも表す複数の測値を得ることができ、これらの変化を考慮する駆動電圧調整を実施することができ、これにより、より高い品質の画像が生成されることになる。

図４は、ＡＭＬＣＤの平面図を極めて概略的に示し、本発明による実施の一形態における測定ピクセルの配置の一例を示す。図４では、各ブロック４０は、ディスプレイ・アレイの複数のピクセル２５と同様であるが図４に４５で示すディスプレイ・アレイの領域の外部に配置された、ダミー・ピクセルまたは相互接続されたダミー・ピクセルの群を有する測定ピクセルを表している。これらの測定ピクセルは、ディスプレイ・アレイのピクセルと同時に製造されており、したがって、アレイ内でそれと最も近いピクセルの特性と同様の特性を共有している。この実施形態の各ブロック４０は、信号対雑音比を改善してより良好な測値が得られるように、相互接続された複数のダミー・ピクセルを有している。図から分かるように、ピクセル・アレイの上辺４６および下辺４７の両方に沿って３つのこのようなブロックが間隔を隔てて設けられ、これらの辺の各々において、辺の対向する両端に隣接して２つのブロックが配置され、第３のブロックは、上記辺の長さに沿ったほぼ中間に配置されている。１つの辺に沿った測定ピクセル４０の組は、ダミー・ピクセルの行のそれぞれの部分を有しており、各部分は、隣接するピクセルの群からなっている。

次に、アレイ全体にわたるこれらのピクセルＬＣセルの両端間に生成される直流成分レベルの変化の性質および原因について論じる。行導線１７の分布されたキャパシタンスおよび抵抗によって、行ドライバ回路１６によって導線１７にその長さに沿って印加される行選択信号によるひずみが生じる。より大型で、かつ、解像度の高いデバイスにおいて、とりわけこのひずみが生じ、導線１７の駆動される端部および駆動されない端部、つまり、それぞれ回路１６に近い端部および回路１６から離れた端部で、ゲート・パルスの形状に大きな相異が生じる。これには、行選択周期の終了時に行内のピクセルのＴＦＴ２０がオフにされると、必然的な結果が伴う。選択パルス信号は行導線１７に沿って移動するため、行導線抵抗と行導線抵抗と結合した寄生容量性負荷との組合せによってひずみが生じる。これは、駆動端の近傍における信号の立ち上り時間および立下り時間が短くても、導線１７の長さに沿って立ち上り時間および立ち下り時間が次第に長くなってしまい、行ドライバ回路１６から離れた端部では比較的かなり遅くなることを意味している。立下り時間が長いと、その遠隔端に向かうピクセルＴＦＴ２０が、意図された行アドレス周期より長い時間にわたって導通状態すなわちオン状態を維持することになり、これにより、これらのＴＦＴ２０の寄生ゲート／ドレイン・キャパシタンスによって関連するこれらのピクセルに結合された電荷のうちいくつかが放電する。したがって、ゲート・パルスの形状が変化すると、ピクセル行に沿って配置されるピクセルに結合されているキックバック電荷のレベルに差が生じ、したがって行に沿ってピクセル電荷が変化し、それによりディスプレイにちらつきおよび残像がもたらされる。より大型のディスプレイ・デバイスに生じるように、行導線の抵抗および容量が増加し、また、これらのＴＦＴ２０の移動度が増加すると、この影響はさらに悪化する。

図４に示すような複数の測定ピクセル４０の構造を使用することにより、キックバックの変化を測定することができ、また、行方向に沿った位置に従って複数のディスプレイ・ピクセルの列データ電圧信号を適切に調整することによって適切に補償することができる。図４において５０で参照されているタイミングおよび制御ユニットは、外部入力ビデオ信号ＶＳを受け取り、かつ、列駆動回路１０および行駆動回路１６にデータおよびタイミング信号を供給し、また、ライン５７を介して共通電極（図示せず）に駆動電圧信号を供給し、ちらつき修正処理手段５５を備えている。測定ピクセル４０をそれぞれ構成しているダミー・ピクセルの各群と制御回路５５との間に、これらのダミー・ピクセル内の直流電圧成分を表す信号が送られ、同様に、測定ピクセル４０に隣接するピクセル・アレイの領域内のディスプレイ・ピクセル２５内の直流電圧を表す信号が送られる。したがって、アレイの上辺に沿った３つの測定ピクセル４０から得られる測定信号は、行方向に沿ったピクセル２５内の直流成分の変化に関する情報を提供している。また、ピクセル・アレイの下辺に沿った３つの測定ピクセル４０は、アレイの下辺の両端間のディスプレイ・ピクセルの電気特性に関する情報を提供している。ピクセルの直流電圧成分が垂直列方向に変化する原因が存在しないと仮定すると、修正処理手段５０によるこれらのデータ信号の調整は、上辺および下辺における測定ピクセル４０の対応する対の平均出力に基づいて実施することができる。

回路５０および処理のための手段５５は、行ドライバ回路および列ドライバ回路のこれらのＩＣとは離れた位置にＩＣで提供することができ、または行ドライバ回路および列ドライバ回路に組み込むことも可能である。代替的に、図４の実施形態に示すように、これらの回路を行ドライバ回路および列ドライバ回路と共に、アクティブ・マトリックス回路１１、１７、２０を支えている基板４の上に完全に統合し、例えばポリシリコン技術を使用してそれらを同時に製造することができる。

図４に示すように、ピクセル・アレイの周囲に分散した測定ピクセル４０を使用してキックバックの変化を表す測値を提供し、次に、回路５０および５５によって実施される駆動電圧の適切な補償調整により、ディスプレイ・デバイスは、自己調整型で、かつ、薄膜製造プロセスを使用する際に生じ得る、金属線の幅の変化、金属層のシート抵抗率の変化等のプロセス変動に対して頑強なデバイスになっている。

行方向に沿ったキックバック効果の変化を表す測値を提供するためには、最小で２つの測定ピクセルが必要であり、ピクセル・アレイの上辺または下辺のいずれかの各端部に１つ配置されていることが好ましいであろう。図４に示す実施形態の場合のように、更なる測定ピクセルを使用することによって修正が改善され、また、キックバックの変化をもたらす他の緩慢な変化、例えばピクセル・アレイ領域全体にわたって変化する位置合せミスなどの変化を自動調整することもできる。必要に応じて、各辺に４つ以上の測定ピクセル４０を提供することも可能である。

これらの測定ピクセルの出力は、駆動状態の調整に使用される。単純な左−右変化の場合、この変化によって列平均電圧がディスプレイ内の位置で単純にオフセットとなることがあり、これは、入ってくるビデオ信号をデジタル処理することによって実行され得る。理想的な性能を得るためには、列電圧の駆動範囲を若干広くする必要があるかもしれない。しかしながら、変化するキックバックによる主な影響は、中間灰色領域で非常によく現れるちらつきである。したがって、列電圧の範囲を広くすることなく、感覚的に著しい改善を達成することができる。

行導線１７が、これらの導線１７の対向する端部に接続された回路１６のような更なる行ドライバ回路を使用して両方の端部から駆動される、辺に沿った３つの測定ピクセル４０がとりわけ望ましい。

これらの測定ピクセル４０の各々および上述した実施形態の修正手段を形成している処理手段５５は、概ね、国際公開第２００３／０１９５２０号パンフレットに記載されているようなものであることが好ましく、これらの構造および動作の詳細については、国際公開第２００３／０１９５２０号パンフレットを参照されたく、この参照によりその内容が本明細書に組み込まれたものとする。この修正技法は、ディスプレイ・エレメントに印加される電圧の極性毎に、測定ピクセルのキャパシタンスを表すそれぞれの信号を生成することと、これらの信号に応答して、駆動回路によって生成される電圧を修正することとを含んでいる。代替的に、これらの測定ピクセルの各々および修正手段の処理手段を、同じくその内容が本明細書に組み込まれている国際公開第９９／５７７０６号パンフレットおよび国際公開第２００３／０１９５０９号パンフレットに記載されているものと実質的に同じものにすることも可能である。これらは、複数のディスプレイ・ピクセルの直流電圧レベルを表す測値を提供するための異なる技法を使用する。このような測定および修正を提供することができる、知られている他の種類の測定および修正回路を代りに使用することも可能である。国際公開第２００３／０１９５０９号パンフレットにおいて測定ピクセルは、それらのディスプレイ・エレメントが逆極性の駆動信号を使用して駆動され、それから、２つのディスプレイ・エレメントに蓄積されている、これらの２つのディスプレイ・エレメントに存在する直流オフセットによる電荷の差によって生じる残留電圧に並列に接続される２つのダミー・ピクセルを含んでおり、これらのピクセルに対する次の駆動電圧の調整を提供するために測定され、かつ、使用されている。

以上、ＡＭＬＣＤに関連して詳細に説明したが、他の種類のアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイスに本発明を有利に適用することができることが予想される。

当業者には、本開示を読むことにより、他の改変が明らかであろう。このような改変は、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイスの分野で既に知られている他の複数の特徴およびそれらのための複数のコンポーネント部品を含んでいる場合もあり、また、本明細書において上述した複数の特徴に代わって、またはそれらに追加して使用することができる。

典型的なＬＣディスプレイ・エレメントを構成しているＬＣセルの印加電圧に対する透過率を示すグラフである。 ＬＣディスプレイ・デバイスの一部を示す、極めて単純化された横断面図である。 ＡＭＬＣＤの回路図である。 本発明によるディスプレイ・デバイスの一実施形態の略平面図である。

Claims (7)

1. 駆動回路手段によって印加される駆動電圧に応答してディスプレイ出力を生成するためのピクセルのアレイであって、各ピクセルが、２つの電極の間に電気光学材料を有するディスプレイ・エレメントと、関連するスイッチング・デバイスであって、前記スイッチング・デバイスを介して一方の電極に駆動電圧が印加され、各セルのこれらの前記電極の両端間に印加される前記電圧の極性が周期的に反転されるスイッチング・デバイスとを含むアレイと、
   これらの前記ピクセルでの直流電圧レベルを表す測値を提供し、かつ、前記直流電圧レベルによって生じる複数のディスプレイ・アーテファクトを補償するために、前記直流電圧レベルの測値に従って、前記駆動回路手段によって印加される電圧を修正するための修正手段であって、前記修正手段が、前記ディスプレイ出力を生成するピクセルの前記アレイの領域の外部に配置され、前記アレイの少なくとも一方の辺に沿って間隔を隔てた位置に互いに離隔して配置された複数の測定ピクセルを含み、これらの前記測定ピクセルの各々からの測値を提供するように構成された修正手段と、を備えるアクティブ・マトリックス・ディスプレイ・デバイス。
2. 前記ディスプレイ・ピクセルは、行および列のアレイに配設され、
   測定ピクセルは、前記ディスプレイ・ピクセル・アレイの一方の辺であって、ディスプレイ・ピクセルの前記行に平行に延びる辺の各端部に配設される、請求項１に記載のデバイス。
3. 測定ピクセルが、同じく、前記ピクセル・アレイの前記一方の辺と対向する辺の各端部にも配置される、請求項２に記載のデバイス。
4. 少なくとも１つの更なる測定ピクセルが、前記アレイの前記辺または各辺の両端における前記測定ピクセル間に間隔を隔てて配設される、請求項２または３に記載のデバイス。
5. 前記一方の辺に沿った前記測定ピクセルの各々からのそれぞれの測値の変化に従って、前記一方の辺の方向における前記ディスプレイ・ピクセル用の前記駆動電圧への前記修正を変更するために前記修正手段が動作可能である、請求項１乃至４のいずれかに記載のデバイス。
6. 各測定ピクセルは、相互接続された複数のダミー・ピクセルを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のデバイス。
7. 前記ディスプレイ・エレメントは、液晶ディスプレイ・エレメントを有する、請求項１乃至６のいずれかに記載のデバイス。

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