KR100366476B1

KR100366476B1 - 매트릭스 어드레싱 방법

Info

Publication number: KR100366476B1
Application number: KR1019970700874A
Authority: KR
Inventors: 쟝-미셀 비그놀르
Original assignee: 똥송 엘세데
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 2003-03-06
Also published as: WO1996004640A1; FR2723462A1; DE69523601T2; EP0774150B1; JPH10504911A; DE69523601D1; EP0774150A1; US5995075A; FR2723462B1

Abstract

본 발명에서는 액정 표시 장치의 어드레싱 방법을 공개한다. 본 발명의 매트릭스 어드레싱 방법은 시간의 함수인 전압신호(V_A(t))로 각각의 라인을 주기적으로 주사하는 단계로 구성되어 있으며, 이때 각각의 신호 주기는 T_F까지 평탄 영역을 포함하고 있고, 이 평탄 영역 다음에 T_F와 T_F'사이에서 기울기(α)를 가진 직선부분일 수 있는 커브부분이 계속됨을 특징으로 하고 있다. 본 발명은 액정 표시장치에 유용하다.

Description

매트릭스 어드레싱 방법{method for optimised addressing of a liquid crystal display and device for implementing same}

액정 스크린은 액정을 구성(framing)하는 전극 및 카운터 전극에 의해 각각 형성된 한 세트의 이미지 소자들(픽쳐 소자를 나타내는 "픽셀들")로 구성되어 있으며, 이러한 전극들 사이의 필드(field)의 값은 액정의 광학 속성들을 변화시킨다. 픽셀들의 전극들의 단자들에서의 전압은 이러한 픽셀들의 제어 트렌지스터들에 의하여 주변 회로들("구동기(driver)들")에 의해 어드레싱 열들(addressing columns)을 통해 전달되며, 이러한 트랜지스터들의 전도 상태 또는 비전도 상태는 다른 라인 구동기들로부터 오는 선택 라인들에 의해 결정된다.

도 1은 픽셀들(P1 내지 Pn)의 트랜지스터들(T1 내지 Tn)이 제어하는 m개 라인들 및 n개 행들을 갖는 액정 스크린의 선택 라인(L_j)을 도시한다. 이 라인은 A에서 도 2에 나타낸 바와 같이, 구형파 선택 신호(V_A(t))를 전달하는 라인 구동기측에접속되어 있다. 그 신호(V_A(t))는, 그 라인(L_j)의 트랜지스터들(T1 내지 Tn)이 도통되도록 하고, 그러므로 그 픽셀들(P_i)의 전극들이 열들(C₁내지 C_n)로부터 오는 비디오 신호에 의해 분극될(polarized) 수 있다. 커패시턴스들(C_C1)은 액정을 통한 라인(L_j)과 카운터 전극(CE)사이의 용량성 결합들을 나타낸다. 종단(end)이 플로팅(floating)하는 이 라인(L_j)은 지점(A)에 비해 지점(B)에서 선택 신호의 왜곡을 야기하는 지연 라인을 구성하고 있으며, 지점(B)에서의 이러한 신호(V_B(t))는 도 2에 도시되어 있다. 이것은 특히 균일한 이미지를 디스플레이하고자 할 때 그리고 동일한 전압이 스크린의 모든 칼럼들(C₁내지 C_n)에 인가될 때 볼 수 있다. 순간(t_F)에서, 픽셀들(P_i)의 전극들과 카운터 전극(CE)에 의해 형성된 커패시턴스들(C_p)의 단자들에서의 전압은 동일하다. 그러나, 순간(t_F) 이후에, 신호들(V_A(t), V_B(t))의 파형들 간의 차에 기인하여, 더이상 상기의 경우가 아니다.

이것은 지점(A)에서, 전압 강하가 매우 빠르기 때문이며, 그러므로 트랜지스터(T₁)는 순간(t_F) 후 즉시 턴 오프(turn off)된다. 더욱이, 스트레이 커패시턴스(stray capacitance)(C_p)가 라인(L_j)과 픽셀들(P_i) 사이에 존재한다. 그러므로, 용량성 결합에 의해, 지점(A)에서의 전압 강하(△V_G)는 픽셀 상에서 다음과 같은 전압 강하를 야기한다:

△V₁=C_p/C_pi×△V_G

V₁이 열(C₁)에 의해 픽셀(P₁)에 공급된 전압인 경우, 트랜지스터(T₁)가 도통을 정지하는 순간에서의 픽셀 상에서의 전압 강하(△ V₁)가 도 3a에 도시되어 있으며, V_ce는 카운터 전극 상의 전압이다.

지점(B)에서, 용량성 결합의 현상은 동일하지만, 이 경우에 트랜지스터(T_n)는 전압(V_B(t))이 V₁+V_t보다 크기만 하면 계속해서 도통하며, 여기서, V_t는 그 트랜지스터의 임계 전압이다. 트랜지스터(T_n)가 도통되고 있는 한은, 픽셀들의 단자들에서의 전압은 열(C_n)에 의해 전달된 전압과 동일하게 유지하고 있기 때문에, 라인(L_j)과 마지막 픽셀(P_n) 간의 결합(△V_n)은 △ V₁보다 약하다. 그러므로, 용량성 결합은 픽셀(P_n)에 대해 다음과 같은 전압 강하를 야기한다:

△ v_n= C_P/C_pix △V'

△V'는 상기 지점(B)에서의 전압강하임.

그러므로, 그 픽셀들이 액정의 광학 특성들을 변경시키도록 하는 전압은 픽셀(P₁)의 경우에 V_pix1=V₁-V_ce이고, 픽셀(P_n)의 경우에 V_pixn=V_n-V_ce이며, V_pix1은 V_pixn와는 다르다. 이것은 도 3b에 도시되어 있다. 그러므로, 그레이 레벨(grey level)은 라인의 시작과 끝에서 동일하지 않다. "수평 세이딩(horizontal shading)"이라고불리는 이러한 문제는 대형 스크린(large-size screen)들의 경우에 특히 중요하다.

이러한 효과들을 줄이기 위해 카운터-펄스를 사용하는 경우, 자주 사용되고, 문헌 SID 94 다이제스트의 263 페이지에 기재되어 있는 한 가지 해결책이 있다. 이러한 해결책은 제조하는데 보다 복잡한 구동기들을 요구하므로 고가이다.

자주 사용되는 또 다른 한가지 해결책은 라인의 저항을 줄이는 것에 있다. 그러나 이것은 그 라인을 생성하는데 사용되는 금속의 두께를 증가시키게 되며, 이로 인해 공정에 보다 많은 비용이 들고 그 제어를 유지하기도 어렵다.

본 발명은 스크린의 전체 라인에 걸쳐 균일한 화질의 디스플레이를 허용하는 액정 스크린을 어드레싱하는 방법에 관한 것이고, 이러한 방법을 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 액정 스크린의 라인들의 일예의 도면.

도 2는 라인의 끝과 라인의 시작에서 수신될 때의 선택 신호를 나타내고, 그 라인의 지연에 의해 제기된 문제를 설명하는 도면.

도 3a 및 도 3b는 라인의 시작과 끝에서 픽셀들의 전압들을 나타낸 도면.

도 4a 및 도 4b는 라인의 시작과 끝에서 각각 수신된 본 발명에 따른 신호들을 각각 나타낸 도면.

도 5a 및 도 5b는 라인의 시작과 끝에서 본 발명에 따라 각각 제어되는 픽셀들의 전압들을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명이 구현되도록 하는 구동기의 기준 하이 레벨의 파형을 나타낸 도면.

본 발명은 이러한 "수평 세이딩" 문제에 대한 간단하고 효과적인 해결책을 제시하고 있다.

본 발명에 따른 방법은 사실상 시변(time-varying) 전압의 신호로 각 라인을 주기적으로 스캐닝하는데 있으며, 각 주기는 평탄 영역과 바람직하게는 음의 기울기로 이루어져 있고, 그 값은 라인의 끝에 있는 지연 라인의 특성 기울기의 값보다 작다.

이들 특징들은 예를 들어, T6A02/T6A03 형의 Toshiba 구동기들과 같이, 하이 레벨(VH)이 제어되도록 하는 VDD 아날로그 입력을 갖는 구동기들에 의해 쉽게 구현될 수 있다.

게다가, 이러한 방법은 또한 결합을 감소시키는 것을 가능하게 하고, 그러므로 스크린 상의 스트레이 전압(stray voltage)들을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

다음 도면들에 의해 예시되어 있는 후술할 설명을 읽음으로써 본 발명이 더 잘 이해될 것이고, 그 부가적인 이점들이 나타날 것이다.

본 발명의 일실시예는 도 4a에 도시되어 있으며, 수평 세이딩을 초래하는 라인의 지연 효과를 보상하기 위해 선택 회로에 의해 전달된 신호의 파형을 변경시키게 된다. 예를 들어, 28㎲의 폭을 갖는 평탄 영역 후에, 본 발명의 중요한 특징에 따라, 신호(V_A(t))는 (기간(t_F내지 t_i)의 평탄 영역 이후에) 갑자기 감소하지 않지만 t_F에서부터는 바람직하게 지점(B)에서 지연 라인의 특성 기울기보다 작거나 동일한 기울기(a )로 감소하게 되며, 다시 말해, α는 △ V/τ보다 작으며, τ는 B에서 지연 라인의 특성 시간이고 △ V는 지점(A)에서 포텐셜 강하(potential drop)이다. α의 값의 일예가 ㎲당 수 볼트일 수 있다. 그러므로, 이 신호는 전압(V_A(t))이 V_F와 동일해질 때까지 감소하며, 이 전압에서 트랜지스터들(T1 내지 Tn)은 턴오프(turn off)된다. 이 순간(t_F')으로부터, 그 신호는 순간적으로 강하된다.

그러므로, t_F와 t_F'사이에서(기간(t_F내지 t_F')은 예를 들어 6볼트에 대해 3㎲와 동일할 수 있음), 그 신호는 지점(A, B)에서 동일하며, 라인의 모든 트랜지스터들은 상기 픽셀들에서 일정한 전압들을 유지한다. t_F와 t_F'사이의 기울기(α)로 완료한 지연을 갖는 선택 신호는 도 4b에 도시되어 있다.

순간(t_F')로부터, 트랜지스터들(T₁, T_n)은 턴오프되며, 그러므로 그 결합은 △ V₁=△ V₂=C_p/C×△ V이다, 픽셀들(P₁, P_n)의 단자들에서의 전압들은 도 5a 및 도 5b에 각각 도시되어 있다. 픽셀들(P₁내지 P_n)의 전압들은 동일하며, 결과적으로 어떠한 수평 세이딩도 존재하지 않음을 이해해야 한다.

t_F와 t_F'사이에서 직선 부분이 아니라 지연 라인들의 전달 함수에 의해 불변 상태(uuchanged)를 유지하는 함수(f(t))의 부분을 이용할 때 상기 방법의 개선이 존재하며: T₁에 f(t)를 적용하는 것은 T_n에 f(t-T)를 적용하는 것을 초래하며, 이때 T는 지연이다. 예를 들어, f(t)는 사인 곡선 신호 또는 사인 곡선 신호들의 합이될 수 있다.

본 발명에 따른 이러한 방법은 출력 전류를 제어하는 것을 가능하게 하는 입력을 갖는 구동기에 의해 구현될 수 있다. t_F와 t_F'사이의 출력 전류를 심하게 제한함으로써 소망의 파형을 획득하기 위해서 표준 신호를 변경하는 것이 가능하다.

또한, 하이 레벨(V_H)을 정의하는 것을 가능하게 하는 아날로그 입력을 갖는 구동기들을 사용하는 것도 가능하다. 소망의 신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 역톱니파(inverse sawtooth shape)를 갖는 파형(V_H)을 획득하는 방법으로 이러한 입력을 변조함으로써 그 구동기의 출력에서 획득된다. 다시 말해, 각각의 라인(1, 2, 3, 4 등)에서, 하이 레벨(V_H)은 순간(t_F)까지의 라인 기간에 걸쳐 평탄 영역으로 유지되며, 이어서 다음 라인을 스캐닝하기 위해 그 평탄 영역으로 다시 순간적 상승하는 순간(t_F')까지 직선적으로 하강한다.

본 발명은 평면 액정 스크린들을 복구하는데 사용될 수 있다. 사실상, 공지되어 있는 복구 절차들이 존재하지만, 그들은 복구된 라인의 RC를 증가시킬 때는 동작하지 않으며, 이는 인접 라인들과 동일한 결합을 경험하지 못하기 때문에 그것을 가시화되도록 한다. 복구된 라인 또는 정상 라인의 특성 시간들의 보다 큰 값을 τ로서 사용함으로써 복구된 라인들은 인접 라인들과 유사하게 된다.

본 발명은 주변 회로, 또는 집적된 구동기들을 포함하는 평면 액정 스크린들, 특히 대형 스크린에 적용된다.

Claims

스위칭 소자의 제어에 인가된 시간의 함수로서 전압(V_A(t))의 주기 신호로 각각의 라인(L_j)을 주기적으로 스캐닝하는 매트릭스 어드레스 방법으로서, 이러한 신호(V_A(t))의 각각의 주기는 평탄 영역에 이은 커브(f(t))로 구성되어 있는, 상기 매트릭스 어드레싱 방법에 있어서,

상기 커브(f(t))은 시간(t〉0)에서 상기 평탄 영역의 값으로부터 상기 스위칭 소자의 턴오프 전압까지 통과하도록 선택되고,

이러한 신호(V_A(t))는 출력에 하이 레벨을 정의하는 것을 가능하게 하는 아날로그 입력을 갖는 어드레싱 회로에 의해 전달되고 라인 주기의 역 톱니파신호에 의해 변조되는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 1 항에 있어서,

f(t)는 기울기(α)의 직선 부분인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 1 항에 있어서,

f(t)는 진폭(A) 및 각주파수(w)의 사인 곡선 부분인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 1 항에 있어서,

f(t)는 진폭들(Ai)의 사인 곡선과 각주파수(wi)의 사인 곡선의 합성 부분인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 사인 곡선 또는 사인 곡선들의 계수들은 f(t)가 상기 라인의 시작과 끝에서 변화되지 않는 방법으로 계산되는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 신호의 기울기(α)의 값은 라인(B)의 끝에서 상기 지연 라인의 특성 기울기의 값보다 작은 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 2 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 기울기(α)는 음의 기울기인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신호(V_A(t))는 출력 전류의 제어를 가능하게 하는 입력을 갖는 주변 어드레싱 회로에 의해 전달되는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 어드레싱 방법.