KR100380700B1 - 디스플레이디바이스 - Google Patents

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KR100380700B1
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게라르두스 헨드리쿠스 페르훌스트 안토니우스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

DHFLCD(Deformed Helix Ferro-electric Liquld Crystal Display)에서 비디오 애플리케이션의 메모리 효과는 이전 프레임의 데이터에 의존하는 MIM들 또는 TFT들에 기초하여 매트릭스 디스플레이들의 데이터 전압들을 채용하는 것에 의해 차단되며, 따라서 셀내의 편광은 항상 고정값(제로)으로 전환된다. (다이오드에 기초한)다른 형태의 디스플레이들 또는 저속의 애플리케이션에 대해, 편광은 또한 이 값으로 용이하게 설정될 수 있다.

Description

디스플레이 디바이스
본 발명은 행(row)과 열(column)로 배열된 강유전성(ferro-electric) 픽셀들의 매트릭스를 가진 제 1 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 간에 변형가능한 헬릭스(deformable helix)를 갖는 강유전성 액정 재료와, 행 또는 선택 전극들의 그룹 및 열 또는 데이터 전극들의 그룹을 포함하는 디스플레이 디바이스로서, 적어도 제 1 기판상의 각각의 픽셀은 능동 스위칭 소자를 통해 열 전극 또는 행 전극에 접속된 화상 전극을 포함하며, 이 디스플레이 디바이스는, 행 전극들에 선택 전압들을 제공하고 열 전극들에 데이터 전압들을 제공하며, 선택 전에 2개의 연속 구동 주기들 중의 적어도 하나의 구동 주기 동안에 보조 신호에 의해 픽셀들의 행을 고정된 광 투과(optical transmission) 상태로 되게 하는 수단을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
그러한 디스플레이 디바이스들은 비디오 디스플레이 디바이스로서, 예컨대 데이터 그래픽 모니터에서 또는 뷰파인더(viewfinder)로서 응용할 수 있다.
변형된 헬릭스를 갖는 강유전성 액정 재료는 보통 피치가 가시광의 파장보다 더 작은(대략 400nm 까지) 자연적인 헬릭스를 갖는 강유전성 액정 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 헬릭스의 축에 수직인 전기장은 이 헬릭스를 변형시키고, 이는 광축을 회전시키는 결과를 가져온다. 헬릭스의 축에 평행한 편광자들 중 하나를 갖는 교차된 편광자들 간의 투과는 필드의 양 및 음의 값들 모두에 대한 필드 값에따라 증가한다.
위에 언급한 바와 같은 디스플레이 디바이스는 SID 94 다이제스트 430-433 페이지의 "광 시야각을 갖는 풀(full) 컬러 DHF-AMLCD"에 기재되어 있다. DHFLC(Deformed Helix Ferro-electric Liquid Crystal) 재료를 갖는 디바이스의 사용은 다중 도메인(multidomain)이 없기 때문에 SSFLC(Surface Stabilized Ferro-electric Liquid Crystal) 디바이스들에 대해 장점이 있는 것으로 이 논문에 기재되어 있으며, 반면에 투과/전압 특성의 보다 연속적인 변화로 인해 그레이 레벨들은 보다 양호하게 실현될 수 있다. 디스플레이 디바이스에 사용된 혼합물에 관해 언급되는 빠른 스위칭 시간에도 불구하고 프레임 주파수는 비디오 애플리케이션들(NTSC 또는 PAL)에 대해 너무 낮게 유지된다. 기술된 디바이스에서는 또한 "이미지 스티킹(image sticking)" 또는 "잔상(after images)" 라 불리는 현상이 일어난다.
본 발명의 목적은 20Hz 이상의 프레임 주파수(예컨대 50Hz(PAL))에서 동작할 수 있는 앞부분에서 기재된 형태의 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 "잔상"이 거의 없거나 또는 전혀 없는 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해서, 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 보조 신호의 전압 진폭을 결정하는 보상 전압을 제공하기 위한 구동 회로를 포함하고, 적어도 보상 전압의 일부가 이전 구동 주기 동안의 픽셀에 걸친 데이터 전압에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
이와 관련하여, 보상 전압은 예컨대 내부 전압들을 가산 또는 감산하여 얻어지거나 외부적으로 제공되는 전압을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 구동 주기는 디스플레이 셀들에 선택 신호들이 제공되는 규칙적으로 재발생하는 주기를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 필요하다면 리셋 펄스는 또한 각각의 구동 주기 내에 제공될 수도 있으나, 이것이 전적으로 필요한 것은 아니다. " 일부" 는 다른 전압들, 예컨대 다이오드들, 트랜지스터들 또는 다른 스위칭 소자들에 걸친 전압들이 가산될 수 있다는 것 또는 예컨대 보상 전압이 데이터 전압과 다른 전압(리셋 전압 또는 선택 전압)간의 차이로서 얻어진다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 데이터 전압은 예컨대 인버트되거나 또는 보정을 거칠 수도 있다.
본 발명은 공지의 (강유전성) 액정 디스플레이 디바이스들과는 대조적으로, 픽셀에 걸쳐 전압이 제공되는 경우 DHFLC 재료들에서의 자발 분극으로 인하여, 대단히 긴 시간이 필요하여 전체적으로 디스플레이 디바이스가 너무 느리게 되거나 또는 픽셀이 소망하는 전하를 받아들이지 않게 하는 대단히 중요한 역할을 하게 됨으로써, 선택 이전에 픽셀들의 행을, 예컨대 보조 신호에 의해 극단적인 광 투과 상태로 되도록 시도된다면 불완전한 리셋이 존재하게 된다는 인식에 기초한 것이다. 픽셀에 걸친 전하(즉, 투과 값)가 이러한 리셋 이후에 다시 규정되지 않게 되기 때문에, 후속의 선택 동안 제공되는 데이터 신호는 의도된 것과는 상이한 픽셀에 걸친 전하의 최종 값(즉, 투과 값)을 가져온다. 복수의 프레임 주기들을 포함하는 주기 동안에 기록될 픽셀의 하나의 동일한 그레이 레벨에서 조차, 이러한 "메모리 효과"가 제거되기 전에 여러 프레임 주기들이 소요될 수도 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스에서 리셋 상태의 불완전한 규정과 "메모리" 효과는 적어도 실질적으로 완전한 정도까지 제거되는데, 그것은 하나 이상의 픽셀들의 편광이 보조 신호의 전압 진폭을 결정하는 보상 전압을 제공함으로써 선택 전에 구동 회로를 통해 보조 신호(리셋 신호)의 제공 동안 고정된 진폭(즉 고정 투과값)으로 항상 전환시키기 때문이다,
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 제 1 양호한 실시예는 보상 전압이 이전 구동 또는 프레임 주기 동안의 데이터 전압에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 이전 프레임 동안 존재하는 편광은 항상 동일한 값(예컨대 제로값)을 갖는 픽셀의 편광이 다음 프레임을 기록하기 위한 기준이 되도록 항상 제거된다. 상이한 프레임들에 대한 선택 전압들의 진폭들은 보통 동일하므로, 이 구현에 있어서는 데이터 전압들을 위한 메모리만이 필요하다. 그러한 구현은 MIM(metal isolator metal)들 또는 TFT(thin film transistor)들로 실현되는 능동 매트릭스와 같이 데이터 전압들이 리셋 전압에 영향을 미치는 회로들을 사용하는데 특히 적합하다.
특히 대칭 모드가 사용될 때 신호들의 부호들은 각각의 프레임 동안 반전되며 하나의 프레임 동안의 조정 잘못은 수용가능하기 때문에, 실제로는 2개의 연속적인 프레임 (구동) 주기들마다 한 번만 편광에 고정값을 부여하는 것으로 충분하다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 제 2 양호한 실시예는, 행들과 열들로 배열된 픽셀들의 매트릭스를 가진 제 1 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판간의 액정 재료와, 행 또는 선택 전극들의 그룹 및 열 또는 데이터 전극들의 그룹을 포함하는 디스플레이 디바이스로서, 적어도 제 1 기판상의 각각의 픽셀은 제 1 능동 스위칭 소자를 통해 열 전극에 연결된 화상 전극을 포함하며, 각각의 픽셀은 제 1 능동 2극 스위칭 소자와 픽셀의 공통점과 전기적으로 직렬로 배열되는 제 2 능동 스위칭 소자와 기준 전압을 위한 접속부를 포함하며, 상기 디스플레이 디바이스는, 행 전극들에 선택 전압들을 제공하고 열 전극들에 데이터 전압들을 제공하며, 선택전에 보조 신호에 의해 픽셀들의 행과 제 1 광 투과 상태로 되게 하기 위한 수단을 포함하는, 상기 디스플레이 디바이스에 있어서, 액정 재료는 변형가능한 헬릭스를 가진 강유전성 액정 재료를 포함하며, 상기 디스플레이 디바이스는 기준 전압과 제 2 스위칭 소자를 통해서 행 전극에서의 신호에 의해 2개의 연속적 구동 주기들 중의 하나의 주기 동안에 픽셀들의 행을 제 1 고정된 광 투과 상태로 되게 하고, 후속적으로 픽셀들의 행을 제 2 고정된 광 투과 상태로 되게 하기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
제 1 고정 투과 상태는 양호하게는 불투명(opaque)한 상태에 대응한다. 제 2 고정 투과 상태는 양호하게는 그레이 레벨들의 최대 스케일이 헬릭스의 전체 디와인딩(dewinding) 없이 조절될 수 있도록 선택된다.
본 발명의 이러한 양상들 및 다른 양상들은 이하에 기재되는 실시예들로부터 명확해질 것이며, 이를 참조하여 설명될 것이다.
제 1도는 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 일부를 도시하는 회로도이다.
제 2도는 제 1 도의 디바이스의 단면을 도시하는 도면이다.
제 3 도는 본 발명에 따른 디바이스의 헬릭스(제 3a 도)와 투과/전압 특성(제 3b 도)에 관한 편광자의 위치를 도시하는 도면이다.
제 4 도는 공지 방법에 의해 유도된 제 1 도의 디바이스를 위한 전압 파형과 관련 편광 및 투과 변동을 도시하는 도면이다.
제 5 도는 본 발명에 따른 방법이 사용될 때의 제 4 도와 동일한 형태를 도시하는 단면도이다.
제 6 도는 본 발명에 따른 다른 디스플레이 디바이스의 일부의 등가 회로도이다.
제 7 도 내지 제 9 도는 제 6 도의 디바이스를 위한 관련 전압 파형 및 관련 편광과 투과 변동을 도시하는 도면이다.
제 10 도는 다른 디바이스를 도시하는 도면이다.
제 11 도는 제 10 도의 관련 전압 파형 및 편광자 투과 변동을 도시하는 도면이다,
제 1 도는 디스플레이 디바이스(1)의 일부를 도시하는 회로도이다. 이 디바이스는 행들 및 열들로 배열된 픽셀들(2)의 매트릭스를 포함한다. 이 예에서 픽셀들(2)은 2극(two-pole) 스위치들, 이 예에서는 MIM들(23)을 통해 열(column) 또는 데이터 전극에 접속된다. 픽셀들의 행은 관련 행을 선택하는 행 또는 선택 전극(5)을 통해 선택된다. 행 전극(5)은 멀티플렉스 회로(6)에 의해 연속적으로 선택된다.
처리/구동 유닛(8)에서 처리된 후, 인입 (비디오) 정보(7)는 데이터 레지스터(9)와 메모리(26)에 저장된다. 데이터 레지스터(9)에 의해 제공된 전압은 그레이 레벨들의 원하는 스케일을 발생시키는데 충분한 전압 범위를 포함한다. 픽셀들(2)은 화상 전극들(13, 14) 간의 전압차 및 정보를 규정하는 펄스의 존속에 따라 선택 동안 충전된다. 이 예에서 화상 전극(14)은 공통 행 전극(5)을 구성한다.
기록될 화상 정보가 이전 (서브) 프레임의 픽셀에 걸쳐 여전히 존재하는 전하에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해, 픽셀은 선택 이전에 보조 신호에 의해 규정된 상태가 되며, 이것은 제 5 도와 관련하여 더 설명된 것이다.
능동 스위칭 소자들의 사용은 이러한 픽셀들이 (후속하는 (서브-) 프레임에서) 다시 선택되기 전에 열 전극들에서의 다른 픽셀들을 위한 신호들이 픽셀들의 전압의 조절에 영향을 끼치지 않게 한다.
제 2 도는 제 1 도의 디바이스의 단면도이다. 열 전극들(4) 및 화상 전극들(13)(이 예에서는 투명한 도전 재료, 예컨대 산화 인듐 주석)은 제 1 기판(18)상에 존재하며, 이 전극들은 접속부들(19)(도식적으로 도시됨)에 의해 MIM(23)을 통해 열 전극들(4)에 접속된다.
이 예에서 제 2 기판(22)에는 공통 행 또는 선택 전극(5)에 통합된 화상 전극(14)이 제공된다. 2개의 기판들은 또한 배향(orienting) 층(24)으로 코팅되며, 변형가능 헬릭스(25)를 갖는 강유전성 액정 재료는 기판들 간에 존재한다. 가능한 스패이서들과 실링 에지(sealing edge)는 도시되지 않았다. 그 디바이스는 또한 제 1 편광자(20)와 편광축이 서로 직교하는 검광자(21) 또는 제 2 편광자를 포함한다.
제 3 도는 광축(28), 즉 DHFLC 재료의 헬릭스 축이 전계(electric field)가없을 때 편광자들 중 하나와 평행이 되도록 선택되는(제 3a 도 참조) 디바이스에서 셀의 투과/전압 특성(제 3b 도)을 도시하며, 그 모드는 대칭 모드라 한다. 편광자들 중 하나와 평행한 헬릭스 축을 갖는 교차된 편광자들 간에서, 셀에 걸쳐 인가된 전압으로 인하여, 분자들은 자발 분극이 관련 필드를 향하도록 시도하며, 이는 전압이 증가할 때 양과 음의 전압들 모두에서 증가하는 투과를 갖는 투과/전압 특성이 되게 한다(도 3b). 그러나 본 발명은 또한 교차된 편광자들이 구동된 상태에서 DHFLC 재료의 헬릭스 광축이 편광자의 방향들 중 하나와 일치하도록 헬릭스 축에 대해 회전되는 비대칭 모드라 불리는 모드에서도 응용 가능하다.
원하지 않은 충전 효과를 방지하기 위해, 제 1 도와 제 2 도의 디바이스의 셀은 양호하게는 변화하는 부호를 갖는 전압들로 구동된다. 제 4a 도는 선택 전극들(5)에서 구동 전압들로 규정되는 셀의 전극(14)에서의 전압 변동을 도시하며, 제 4b 도는 열 전극들(4)에서의 구동 전압들에 의한 스위칭 소자(23)를 통해 규정되는 셀의 전극(13)에서의 전압 변동을 도시한다.
제 4c 도는 결과적인 투과를 도시한다. 이 도면은 설정되어야 할 고정 투과 값(T)에서 제로 투과의 짧은 주기들과는 별도로, 이 값의 위 및 아래에 있는 다수의 중간 값들을 통해, 그 투과이 복수의(여기서는 최소 4) 스위칭 주기들 내에 최종 투과값(T)에 도달하는 것을 도시하고 있으며, 이는 DHFLC 재료의 높은 스위칭 속도에 기초한 예상과는 완전히 반대이다. 이러한 현상은 그 재료들의 높은 값의 자발 분극으로 설명할 수 있다. 전극들(13, 14)에서의 펄스들의 종래의 펄스 지속기간(실제 통상의 구동 시스템의 펄스 지속기간, 예컨대 TV 시스템에서 6 μsec와비교할 수 있음)은 너무 짧아서 편광 전류를 공급할 수 없다. 선택 이후 셀 용량 Co를 갖는 셀은, 예컨대 전압 Vo를 가지며, 이는 전하 Q = Co.Vo.에 대응한다. (TV 시스템의 프레임 주기의 나머지에 대응하는) 후속의 비-선택 주기 동안 전하는 공급되어야 할 편광 전류(또는 그 일부)를 제공한다. 결과적으로 픽셀에 걸친 전압은 제 4d 도에 도시된 바와 같이 감소한다. 부호가 변동하는 픽셀에 걸친 전압에서 이전 설정의 (반대로 향하는) 편광 일부는 각각의 설정에 대해 보상되어야 한다. 대칭적 교대 구동으로 인해, 이는 3 내지 4(때때로 이보다 많은) 구동 주기들 이후에 실질적으로 대칭적인 전압, 즉 제 4e 도에 도시된 바와 같이 횡축에 나타난 편광의 변동을 발생시킨다. 계속해서, (일정 구동 전압들에 대한) 투과는 실질적으로 일정하다.
그러나, 최종 투과 상태에 도달되기 전에 관찰되는 대기 시간은 수용할 수 없을 만큼 길다. 이 시간은 "리셋" 신호들을사용함으로써 감소될 수 있다. 관련 전압들과 투과 및 편광 변동들은 제 4 도에 점선으로 표시된다. 도면에서 명백한 바와 같이, 최종 투과값(여기서는 고정값)이 도달되기 전에 몇몇 구동 주기들이 소요될 것이다.
본 발명은 연속적인 리셋과 선택 신호들이 셀들의 편광으로 하여금 불변의 다른 값들(절대값)의 부호를 변화시키도록 한다는 인식에 기초한다. 따라서 셀의 설정은 또한 최종값을 향해 완화되도록 변화된다. 제 5 도는 본 발명이 실현되는 제 1 도 내지 제 2 도의 디바이스의 다수의 구동 신호들, 즉 행 전극들(5)에 대한 선택 신호들(제 5a 도 참조)과 열 전극들(4)에 대한 데이터 신호들(제 5b 도 참조)을 도시한다. 라인 주기 t1의 제 1 부분 tr동안 열 전극들에서의 보상 신호들 Vcomp의 진폭(또는 펄스폭)은 획득된 보조 신호에 기인하여 라인 주기의 제 1 부분의 종단에서 셀의 편광이 제로가 되도록 선택된다. 리셋 펄스들의 제 1 부분 tr동안, 보상 펄스들의 진폭은 프레임 주기들 tf2와 tf3의 시초에서 프레임 주기들 tf1및 tf2와 관련된 셀의 편광이 균등해지도록 선택된다. 마지막에 언급한 프레임 주기들에서 편광의 진폭들이 동일하기 때문에, 보상 펄스들의 진폭들 또한 동일하다. 제 3 프레임 tf3동안, 다른 데이터 값이 사용되기 때문에, 이 경우에는 상이한 더 큰 편광이 후속하는 프레임 주기에서 반드시 보상되어야 한다. 이 편광은 제 5c 도에 도시된다. tf4시초에서의 보상 펄스는 따라서 tf3시초에서의 보상 펄스보다 더 크다. 실제의 선택 동안, 이전 프레임 주기들의 편광이 보상될 필요가 없기 때문에, 셀에 걸친 전압의 원하는 값은 선택 이후에 즉시 도달하며, 그 값은 데이터와 선택 전압들에만 의존한다. 상술한 메모리 효과는 중단된다. 셀에 걸친 관련 전압은 제 5d 도에 도시되며, 관련 투과 변동은 제 5e 도에 도시된다.
실질적으로 제로인 편광이 셀에 걸쳐(또는 픽셀들의 행을 걸쳐) 얻어지는 방식으로 리셋 펄스들을 적용할 수 있기 위해서는 보상될 편광값을 알아야 한다. 디바이스는 새로운 투과값이 각각 설정되기 전에 편광이 실질적으로 제로가 되는 방식으로 적용되기 때문에, 이전 프레임 동안 설정된 편광을 충분히 알 수 있다. 선택 전압들은 그 진폭이 변하지 않기 때문에, 이전 프레임의 데이터 전압들을 충분히 알 수 있다. 이를 위해, 제 1 도 내지 제 2 도의 디바이스는 인입 정보가 저장되는 (화상) 메모리(26)를 갖는다. 다음 프레임 주기 동안, 리셋 펄스의 진폭은 이러한 데이터에 의해 결정된다(도시되지 않은 처리기를 거칠 수도 있음).
제 6 도는 다른 디스플레이 디바이스(1)의 일부를 도시하는 등가 회로도이다. 이 디바이스 또한 행들 및 열들로 배열된 픽셀들(2)의 매트릭스를 포함한다. 이 예에서 픽셀들(2)은 3극(three-pole) 스위치들(이 예에서는 TFT 트랜지스터들(3))을 통해 열 또는 데이터 전극들(4)에 접속된다. 픽셀들의 행은 TFT들의 게이트 전극들을 통해 관련 행을 선택하는 행 또는 선택 전극들(5)을 통해 선택된다. 행 전극들(5)은 연속적으로 멀티플렉스 회로(6)에 의해 선택된다.
인입 (비디오) 정보(7)는 처리/구동 유닛(8)에서 처리된 후 데이터 레지스터(9)에 저장된다. 여기에서, 화상 전극들(13)이 선택 동안, 열 전극으로부터 전압을 인계받기 때문에, 커패시터들에 의해 표현되는 픽셀들(2)은 TFT(3)를 통해 양 또는 음으로 충전된다. 이 예에서 화상 전극들(14)은 참조 번호(16)로 표기된 공통 카운터 전극을 구성한다,
디바이스는 픽셀(들)에 걸친 전압이 TFT(들)에 의한 구동 동안 TFT(들)의 드레인 영역(들)의 전압(드레인 전압)과 카운터 전극간의 전압(들)에 의해 결정되기 때문에 라인(27)을 통해 후속하는 프레임의 열 전압들에 영향을 미치는 메모리(26)를 포함하며, 그 전압(들)은 소스 영역(들)의 전압(소스 전압), 즉 열 전압(들)과 동일하다.
편광 및 투과 뿐만 아니라 관련 전압들의 변동도 제 7도에 도시된다. 프레임주기 tf의 시초에서 리셋 전압은 라인 주기 t1의 절반인 주기 tr동안, 열 전극에 다시 제공되며(제 7a 도의 tf2와 tf3참조), 그 리셋 전압은 또한 이전 프레임 동안의 데이터 전압에 의존한다. 라인 주기의 후반부 동안에는 데이터 전압이 제공된다(제 7b 도). 리셋 펄스의 진폭 선택에 의해 편광(P)의 명확한 값이 설정되며(제 7d 도) 이 예에서는 제로이다. 제 7c 도와 제 7e 도는 셀에 걸친 관련 전압들 및 투과의 변동을 도시한다.
제 7 도의 변형이 제 8 도에 도시된다. 카운터 전극(16)에는 교류 전압 Vcom(제 8d 도)이 제공되고, 행 전극에 의한 선택 동안 라인 주기는 다시 리셋 부분과 기록 부분으로 분할된다(제 8a 도). 리셋 전압과 데이터 전압은 카운터 전극을 통해 주로 공급되기 때문에, 작은 열 전압들이라도 충분할 수 있고(제 8c 도), 제 7 도와 같이 작은 전압 변동 Vpix가 픽셀을 통해 얻어진다.
제 9 도의 변형에서 이중 라인 주기는 제 1 라인 주기의 전반부 동안은 리셋을 위해서, 그리고 제 2 라인 주기의 후반부 동안은 데이터 기록을 위해서 프레임주기 tf의 시초에 사용된다(제 9b 도, Vn row). 행(n)의 제 1 라인 주기의 후반부는 이미 리셋된 화상 셀을 (이 예에서는 이전 라인 주기 동안) 설정하기 위해 사용된다(제 9a 도, Vn-1 row). 행(n)의 제 2 라인 주기의 전반부는 다음 행(제 9c 도, Vn+1 row)의 화상 셀을 리셋하는데 사용된다. 여기서 열들에서의 전압은 또한 이전 프레임의 데이터에 의해 결정된다. 보다 긴 시간(하나 이상의 라인 주기들을)이 리셋과 기록 간에 사용가능하기 때문에, 편광은 더 긴 시간 동안 최종 값까지 늦춰질 수 있고, 따라서, 원하는 최종값은 보다 양호한 정도까지 접근한다. 제 9f 도와 제 9g 도는 셀에 걸친 관련 전압들과 편광의 변동을 도시한다.
픽셀(2)의 위치에서(제 7f 도), 디바이스는 부가의 커패시터 또는 "저장 커패시터"(30)를 가질 수 있다. 이러한 커쾌시터들은 보통 행 전극의 (확장질 수도 있는) 일부를 오버랩하는 화상 전극의 일부에 의해 실현되며, 예컨대 SiO2의 중간층은 유전체로서 기능한다.
그러한 부가적 커패시터의 저장 용량이 충분히 크면, 커패시터는 편광을 변화시키는 전류를 공급하기에 충분한 전하를 포함할 수 있다. 이것은 구동 전극들에서 펄스들의 펄스 지속기간이 보다 짧아, 높은 프레임 주파수들로 동작가능하다는 이점이 있다.
스위칭 동작은 적용된 전하가 스위칭 (전하 구동) 동안 보상되기 때문에, 픽셀의 편광에 의해 실질적으로 완전하게 결정된다. 투과의 최종값(그레이 레벨)은 실직적으로 액정 재료의 특성에 독립적이다. 이것은 디바이스가 온도 변화에 보다 둔감하게 하며, 이는 상술한 편광이 (또한 온도에 의존하는 순환 점성에 의해 결정되는) 액정 재료의 스위칭 속도보다 그러한 변동에 훨씬 덜 민감하기 때문이다.
제 10 도는 다이오드들을 포함하는 디스플레이 디바이스의 일부를 도시하는 등가 회로도이다. 대면하는 기판들 상에 배열된 화상 전극들(13, 14)에 의해 형성되는 각각의 픽셀(2)에서, 화상 전극(13)은 이 예에서 다이오드(10)를 통해 열 전극(4)에 접속되고 제 2 다이오드(11)를 통해 공통 기준 전압을 위한 라인(12)에 접속된다. 각각의 픽셀의 화상 전극(14)은 행 전극(5)에 접속되며, 복수의 화상 전극들의 행은 행 전극에 통합될 수 있다. 이러한 구현은 디바이스가 편광이 고정값, 예컨대 제로로 되어 여분의 메모리가 필요치 않은 고정된 내부 보상 전압을 갖는다는 이점이 있다. 제로 편광 설정은 항상 동일 전류 경로, 즉 다이오드(11)를 통해 발생하며, 항상 동일한 전압 Vres가 행 전극에서 사용되며(제 11a 도), 따라서, 리셋 전압은 완전히 데이터와 독립적으로 되고, 필요한 경우 복수의 라인 주기들을 포함할 수도 있으며, 이는 동일 라인은 극도의 상태로 될 필요가 없고 하나의 동일라인 주기 t1내에 즉시 선택될(Vsel) 필요가 없기 때문이다(리셋 동안 이전 단계의 라인 리셋들이 기록됨). 따라서 제 11 도에 도시된 바와 같이, 연속 라인들의 전압 패턴들은 하나의 라인 주기만큼 매회 서로 다를 수 있으며, 그것은 그 비디오속도(t1= 64μsec)로 제 10 도에 도시된 DHFLC 디스플레이 디바이스를 동작시킬 수 있다.
편광의 제로 설정은 항상 보증된다. 다이오드들(11)이 다이오드들(10,11)의 공통점에서 너무 낮은 전압에 의해 차단되지 않는 것을 방지하기 위해, VA r값을 갖는 나머지 펄스가 리셋 펄스(Vres) 이전에 프레임(A) 동안 제공되며, 그 나머지 펄스는 열들에 존재할 수 있는 데이터와 독립적으로 충분히 낮은 전압을 이 공통점에 부여한다. 프레임(B) 동안 다시 제로 편광 설정을 보증하는 리셋 펄스 Vres는 메모리효과가 중단되도록 제공된다. 편광 선정이 다이오드(11)를 통과하는 전류에 의해서만 결정되기 때문에, 열 전압의 변동(제 11b 도)은 아무 영향을 받지 않는다. 후속해서, 펄스 VB s가 제공되며, 그 펄스는 디스플레이 셀을 고정된 높은 편광에 대용하는 규정된 상태로 되게 한다. 그러나 편광은 그렇게 높지 않아서 DHFLC 재료의 헬릭스의 완전한 디와인딩(dewinding)은 존재한다. 프레임(B)내의 후속하는 라인 주기 동안 선택되는 셀의 편광 상태는 항상 동일하여 동일 상태가 항상 다음 선택의 기초로 사용된다. 제 11c 도, 제 11d도와 제 11e 도는 다시 관련 픽셀 전압 편광 및 광 투과를 도시한다.
본 발명은 물론 설명된 실시예에만 제한되는 것이 아니라, 여러 변형이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 예컨대, 반사 및 투과 디스플레이 디바이스가 사용될 수 있다. 필요하다면 제로와는 상이한 값이 편광이 전환되는 고정 보상값으로 선택될 수 있다. 새로운 정보가 기록되기 전에 제로와 같은 값으로 편광을 전환시키는 원리는 일반적으로 사용될 수 있으며, 즉 응용에서 더 긴 대기 시간 사용이 가능하면 이전 데이터와 무관한 리셋 전압(MIM과 TFT에서)으로 사용될 수 있다.
요약하자면 본 발명은 이전 프레임의 데이터에 의존하여 보상 전압을 MIM 또는 TFT에 기초한 매트릭스 디스플레이들에 제공함으로써, DHFLC 디스플레이 디바이스의 비디오 애플리케이션의 메모리 효과를 저지하는 가능성을 제공하여, 셀내의 편광이 항상 고정값(제로)으로 전환된다. 디스플레이들의 다른 형태(다이오드에 기초한) 또는 저속의 애플리케이션에 대해 편광은 또한 용이하게 이 값으로 고정될수 있다.

Claims (7)

  1. 행들과 열들로 배열된 강유전성 픽셀들의 매트릭스를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간에 변형가능한 헬릭스를 갖는 강유전성 액정 재료와, 행 또는 선택 전극들의 그룹 및 열 또는 데이터 전극들의 그룹을 포함하는 디스플레이 디바이스로서,
    적어도 제 1 기판상의 각각의 픽셀은 능동 스위칭 소자를 통해서 열 전극 또는 행 전극에 접속된 화상 전극을 포함하고,
    상기 디스플레이 디바이스는, 상기 행 전극들에 선택 전압들을 제공하고 상기 열 전극들에 데이터 전압들을 제공하며, 선택 전에 2개의 연속 구동 주기들 중의 적어도 하나의 구동 주기 동안에 보조 신호에 의해 픽셀들의 행을 고정된 광 투과 상태(optical transmission state)로 되게 하기 위한 수단을 포함하는, 상기 디스플레이 디바이스에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 상기 보조 신호의 전압 진폭을 결정하는 보상 전압을 제공하기 위한 구동 회로를 포함하며,
    상기 보상 전압은 이전 구동 주기 동안의 상기 데이터 전압에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 능동 스위칭 소자는 MIM이고, 상기 보상 전압은 상기 선택 전극과 상기 열 전극간의 차 전압으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 능동 스위칭 소자는 TFT이고, 상기 보상 전압은 상기 열 전극과 카운터 전극(counter electrode)간의 차 전압으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 부가적인 커패시터가 각각의 픽셀과 연관되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
  5. 행들과 열들로 배열된 픽셀들의 매트릭스를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 간의 액정 재료와, 행 또는 선택 전극들의 그룹 및 열 또는 데이터 전극들의 그룹을 포함하는 디스플레이 디바이스로서,
    적어도 제 1 기판상의 각각의 픽셀은 제 1 능동 스위칭 소자를 통해서 열 전극에 접속된 화상 전극을 포함하며,
    각각의 픽셀은 기준 전압을 위한 전속부와 제 1 능동 2극 스위칭 소자와 상기 픽셀의 공통점과 전기적으로 직렬로 배열되는 제 2 능동 스위칭 소자를 포함하며,
    상기 디스플레이 디바이스는, 상기 행 전극들에 선택 전압들을 제공하고 상기 열 전극들에 데이터 전압들을 제공하며, 선택 전에 보조 신호에 의해 픽셀들의 행을 제 1 광 투과 상태로 되게 하기 위한 수단을 더 포함하는, 상기 디스플레이디바이스에 있어서,
    상기 액정 재료는 변형가능한 헬릭스를 가진 강유전성 액정 재료를 포함하며,
    상기 디스플레이 디바이스는 상기 기준 전압과 상기 제 2 스위칭 소자를 통해서 상기 행 전극에서의 신호에 의해 2개의 연속적 구동 주기들 중의 하나의 구동 주기 동안에 상기 픽셀들의 행을 제 1 고정된 광 투과 상태로 되게 하고, 후속적으로 상기 픽셀들의 행을 제 2 고정된 광 투과 상태로 되게 하기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 상기 기준 전압과 상기 제 2 스위칭 소자를 통해서 상기 행 전극에서의 신호에 의해 상기 2개의 연속적 구동 주기들 중의 다른 하나의 구동 주기 동안에 상기 픽셀들의 행을 상기 제 1 고정된 광 투과 상태로 되게 하기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1항, 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 주기들은 프레임 주기들인 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.
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