KR100413937B1 - 매트릭스디스플레이장치 - Google Patents

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Abstract

매트릭스 디스플레이 장치는 2개의 트랜지스터(30, 31) 및 2개의 캐패시터(34, 35)를 포함하는 직렬 충전 재분배 D/A 컨버터 회로로 구성된 화상 소자(12)의 어레이를 갖고, 상기 캐패시터중 적어도 하나는 액정 디스플레이 소자 같은 전기 광학 소자로 구성되며, 행 및 열 어드레스 콘덕터(18, 19) 각각을 통해 구동 회로(21, 25)로부터 스위칭 신호 및 디지털 데이터 신호에 의해 구동된다. 상기 화상 소자의 2개의 트랜지스터는 동일한 행 콘덕터와 접속되고, 행 콘덕터(18)상의 스위칭 신호에 의해 차례로 동작가능하다. 따라서, 구동 회로(21)는 단순화될 수 있고, 수직 주사 방향이 용이하게 전환될 수 있다.

Description

매트릭스 디스플레이 장치
상술한 유형의 매트릭스 디스플레이 장치, 특히 액정 매트릭스 디스플레이 장치는 EP-A-0597536호에 개재되어 있다. 상기 디스플레이 장치는, 열 구동 회로에 의해 열 어드레스 콘덕터를 통해 화상 소자에 공급되는 데이터 신호가 특히, 디스플레이에 적용되는 비디오 신호들이 디지털 비디오 신호인 경우, 아날로그 전압 신호를 포함하는 종래 유형의 매트릭스 디스플레이 장치에 비해서, 많은 장점을 갖고있다. 상기 열 어드레스 콘덕터에 공급되기 전에, 디지털 화상 정보 신호를 아날로그(진폭 변조된) 신호로 변환하기 위한 요건이 개선된다. 열 구동 회로는 완전히 디지털 회로를 이용하여 용이하게 도입될 수 있기 때문에, 비교적 고속으로 동작할 수 있으며, 박막 트랜지스터 TFTs를 이용한 디스플레이 패널의 기판 상에 용이하게 접속될 수 있다. 상기 화상 소자의 스위칭 트랜지스터들은 하나의 전도성 TFTs로 이루어져서, 구동 회로에 이용되는 것과 동일한 유형으로 구성될 수 있고, 이들은 동시에 제조될 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 화상 소자의 2개의 캐패시터 소자들은 상기 디스플레이 소자를 2개의 불연속 부분들로 분할하여 제공되는 디스플레이 부-소자로 구성될 수 있다.
화상 소자의 직렬 충전 재분배 디지털/아날로그 회로는 화상 소자 어드레스 기간 중 스위칭 신호에 의해 2개의 TFTs중 첫 번째 것을 턴온시킴으로써, 이때 연관된 열 콘덕터 상에 존재하는 직렬 다중 비트 데이터 신호의 제 1 비트에 따라 캐패시터 소자중 첫 번째 것을 충전시키도록 동작한다. 이 후, TFT는 스위칭 신호를 제거함으로써 턴오프되고, 제 2 TFT는 다른 스위칭 신호에 의해 턴온되어, 하나의 캐패시터 소자상의 전하가 2개의 캐패시터 소자들 사이에 할당된다. 이 후, 상기 TFT는 턴오프되고, 제 1 TFT는 다시 턴온되어 이때 열 콘덕터 상의 다중 비트 데이터중 제 2 비트에 따른 한 캐패시터 소자를 충전시키며, 이후 제 1 TFTs가 턴오프되고, 제 2 TFT가 턴온되어 2개의 캐패시터 소자들 사이에 다시 전하 분할을 제공하게 된다. 사이클은 데이터 신호의 모든 비트에 대해서 반복되며, 제 2 TFT의 최종 동작 후에 전압 레벨은 다중 비트 데이터 신호에 따라 캐패시터 소자 상에 제공된다. 이와 같은 방식으로 TFTs를 연속적으로 동작시키기 위하여, 상기 화상 소자의 2개의 TFTs는 2개의 다른 행 어드레스 콘덕터에 각각 접속되고, 그 각각의 스위칭 신호는 구동 회로로부터 공급된다. 2개의 행 어드레스 콘덕터는 동일한 행 내의 모든 다른 화상 소자에 의해 분할된다. 첫 번째 및 최종을 제외한 각 행 어드레스 콘덕터는 한 행 어드레스 콘덕터와 접속된 한 행에서의 화상 소자의 대응하는 제 1 TFTs와, 동일한 행 어드레스 콘덕터와 접속된 화상 소자의 인접 행에서의 화상 소자의 대응하는 제 2 TFTs 사이에 분할된다.
상기 화상 소자의 인접 행 사이의 행 어드레스 콘덕터의 분할로 행 어드레스 콘덕터의 각 쌍을 화상 소자의 각 행에 제공하지 않아서, 사실상 필요로 하는 행 어드레스 콘덕터의 수가 2배로 되고, 화상 소자의 밀도와 디스플레이 소자의 개구가 상기 부가적인 행 어드레스 콘덕터의 출현에 영향받기 때문에, 특히 장치가 투영 시스템에 이용되는 경우에는 바람직하지 않다. 그러나, 행 어드레스 콘덕터의 분할은 동작에 제한을 가하여, 소정의 환경에서는 화상 소자의 행이 구동될 수 있는 상태, 즉 수직 주사 접속이 제한되는 문제가 발생한다.
본 발명은 행 및 열 어드레스 콘덕터들의 세트와 접속되어 구동 회로로부터 스위칭 신호들 및 직렬 다중 비트 디지털 데이터 신호들이 각각 화상 소자들에 적용하는 행 및 열 어레이 화상 소자들을 포함하고, 상기 각각의 화상 소자는 2개의 스위칭 트랜지스터들과 2개의 캐패시터 소자들을 갖는 직렬 충전 재분배 디지털/아날로그 변환기 회로를 포함하고, 상기 캐패시터들중 적어도 하나는 화상 소자 어드레스 기간 동안 열 어드레스 콘덕터들중 각각의 하나의 콘덕터 상의 다중 비트 디지털 데이터 신호를 디스플레이 소자용 아날로그 전압으로 변환하기 위한 전기 광학 디스플레이 소자를 포함하고, 상기 화상 소자의 상기 스위칭 트랜지스터들은 상기 화상 소자 어드레스 기간 동안 상기 스위칭 신호들에 의해 차례로 동작하는 매트릭스 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 매트릭스 디스플레이 장치의 실시예에 대한 개략적인 블럭도.
도 2는 도 1의 장치에서 화상 소자 어레이의 일반적인 부분에 대한 개략적인 회로 구성도.
도 3은 화상 소자를 구동하기 위한 디스플레이 장치의 행 및 열 어드레스 콘덕터에 적용되는 파형을 예시한 도면.
본 발명의 목적은 서두에서 설명된 유형의 개량된 매트릭스 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 서두에서 설명된 유형의 매트릭스 디스플레이 장치에서의 상술한 제한 및 이로 인해 발생하는 문제점을 해결하는데 있다.
본 발명에 의하면, 앞에서 설명한 유형의 매트릭스 디스플레이 장치는 화상소자의 2개의 스위칭 트랜지스터들이 동일한 행 어드레스 콘덕터와 접속되고, 반대의 도전성을 갖으며, 상기 2개의 스위칭 트랜지스터들은 행 어드레스 콘덕터에 인가된 스위칭 신호에 의해 상보형 방식으로 동작하는 것을 특징으로 한다. 상기 스위칭 트랜지스터는 p 및 n 형 TFTs로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 디스플레이 장치에서, 화상 소자의 2개의 스위칭 트랜지스터들의 필요한 스위칭은 공지된 장치에서와 같이 2개보다는 하나의 행 어드레스 콘덕터만을 통해 제어된다. 행 어드레스 콘덕터의 다른 것과 각각 적절하게 접속되는 각 행에서의 화상 소자의 스위칭 트랜지스터를 취하여, 2개의 인접 행들에서의 화상 소자 사이의 행 어드레스 콘덕터의 분할을 피할 수 있다. 행 어드레스 콘덕터는 2개의 행들에서의 화상 소자에 이용될 수 있으나, 부가적인 열 어드레스 콘덕터를 필요로해서 열 구동 회로가 복잡해진다. 상기 화상 소자의 캐패시터 소자들중 하나만이 디스플레이 소자를 포함하지만, 상기 2개의 캐패시터 소자들이 EP-A-0597536호로부터 공지된 장치에서와 같이 디스플레이 부-소자에 의해 각각 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 많은 장점을 제공한다. 화상 소자의 행마다 하나씩 필요한 행 어드레스 콘덕터의 수는 공지된 장치에서와 같지만(공지된 장치에서의 화상 소자의 제 1 및 최종 행에 필요한 2개의 부가적인 콘덕터는 제외함), 행에서의 화상 소자 각각의 2개의 스위칭 트랜지스터, 즉 p 형 및 n 형 TFTs가 2개의 다른 행 어드레스 콘덕터와 더 이상 접속되지 않기 때문에, 화상 소자의 구성 요소의 레이아웃에 더 큰 자유도가 허용된다. 또한, 화상 소자의 2개의 TFTs는 행 어드레스 콘덕터 상의 단일 신호에 의해 차례로 스위칭되도록 제어된다. 상술한 바와 같이, 직렬 충전 재분배 회로의 입력 TFT, 즉 제 1 TFT가 n 형 TFT라고 가정하면, 다른 제 2 TFT는 2개의 캐패시터 소자들 사이의 하나의 캐패시터 소자 상의 전하를 분할하도록 동작하여, 로우 어드레스 콘덕터를 하이 전위로 취함으로써, 제 1 TFT는 턴온되어 열어드레스 콘덕터 상에 존재하는 비트에 따라 제 1 캐패시터 소자를 충전하고, 제 2 TFT는 오프로 유지된다. 행 어드레스 콘덕터가 로우 또는 제로 전위로 전환되는 경우, 제 1 TFT는 턴오프되고, 제 2 TFT는 전하 분할을 행하기 위해 턴온된다. 따라서, 하이 및 로우 전위 레벨 사이에서 로우 어드레스 콘덕터를 스위칭함으로써, 2개의 TFTs가 필요한 방식으로 차례로 동작된다. 따라서, 하나의 행 콘덕터 상의 전위는 차례로 TFTs를 스위칭하고, 필요한 D/A 변환을 행하기 위해 비트 수에 따라 여러번 스위칭되기만 하면된다. 따라서, 상기 행 구동 회로는 다중 비트 데이터 신호의 비트수에 대응하는 일련의 스위칭 신호를 화상 소자를 구동하기 위해 동기화 방식으로 2개의 인접 행 어드레스 콘덕터에 제공해야 했던 EP-A-0597536호의 장치에서 보다 훨씬 간단하게 된다.
또한, 본 발명의 장점은 EP-A-0597536호의 디스플레이 장치에서 발생되는 동작 제한을 극복하는데 있다. 공지된 장치에서는 화상 소자의 각 행이 2개의 행 어드레스 콘덕터에 의해 동작되고, 각 행 어드레스 콘덕터는 화상 소자의 2개의 인접행에 의해 이용되기 때문에, 수직 주사 방향은 캐패시터 소자가 모두 디스플레이 부소자로 구성되는 경우, 목적하는 디스플레이를 손상시키지 않고는 반전될 수 없었다. 상기 화상 소자의 어레이가 상부에서 하부로 보다는 하부에서 상부로 구동된다면, 한 행에서 화상 소자의 변환 회로의 입력 TFT는, 상기 행에서의 화상 소자가어드레스되는 경우, 행이 완료되는 변환 동작 후에 턴온되기 때문에, 기억된 전압이 변경되는 문제가 있다. 한편, 본 발명의 디스플레이 장치에서, 화상 소자의 각 행은 각 행 어드레스 콘덕터를 통해 구동되고, 수직 주사 방향은 쉽게 반전될 수 있다. 이러한 기능은 다수의 적용예에 접합하게 응용될 수 있다. 예를 들면, 매트릭스 디스플레이 장치를 이용하는 투영 디스플레이 장치가 이들이 반전된 방향에서 장착된 플로어나 실링일 수 있도록 구성됨을 알 수 있다. 수직 주사가 쉽게 반전됨에 따라, 상기 디스플레이 장치는 상기 적용예에 이용하기 적합하다. 상기 디스플레이가 대쉬보드 상부 및 하부에 장착되는 차량 항법 시스템에서 유사한 요소를 확인할 수 있다.
양호한 구성에 있어서, 구동 회로는 행에서의 화상 소자의 스위칭 트랜지스터를 동작시키기 위하여 각 행 어드레스 기간 동안 하이 및 로우 전위 레벨 사이에서 행 어드레스 콘덕터를 기간적으로 스위칭하며, 행 어드레스 기간 동안 다중 비트 데이터 신호를 이들과 연관된 열 어드레스 콘덕터를 통해 차례로 공급함으로써, 각 행에서의 화상 소자를 구동하도록 동작한다. 화상 소자를 적절하게 동작시키기 위하여, 그 캐패시터 소자는 다중 비트 데이터 신호로 구동되는 화상 소자 이전에 재설정되어야 한다. 따라서, 구동 회로는 행 어드레스 기간중 후반부 동안에 다중 비트 데이터 신호를 화상 소자에 공급하도록 배열되고, 행 어드레스 기간의 이전 부분동안 소정의 전압을 열 어드레스 콘덕터에 공급하여 화상 소자의 캐패시터 소자를 소정의 레벨까지 설정하도록 동작한다. 캐패시터 소자의 리셋은 다른 방법으로도 구현될 수 있으나, 이때는 부가적인 TFTs를 이용해야 하기 때문에, 이보다는부적합하다.
폴리실리콘 TFTs는 화상 소자의 상보형 P 및 n 형 TFTs에 이용될 수 있다. 디스플레이 패널 상에 집적된 행 및 열 구동 회로를 갖고 p 및 n 형 TFTs를 이용하는 디지털 회로를 포함하는 디스플레이 장치는 공지되었으며, 따라서 화상 소자에서의 2개 형태의 TFTs를 제공시 장치의 제조가 과도하게 복잡해지지 않는다.
디스플레이 소자는 액정 디스플레이 소자인 것이 바람직하다. 그러나, 캐패시턴스가 있는 다른 유형의 전기 광학 디스플레이 소자가 이용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 매트릭스 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10)에 형성된 화상 소자(12)의 행 및 열 어레이를 갖고 디스플레이 영역(14)을 한정하는 액정 디스플레이 장치를 포함한다. 상기 화상 소자(12)는 트위스트된 네마틱 액정 재료를 갖는 제 1 및 제 2 공간 유리 기판의 대향 표면들 상에 각각 수반되는 공간 전극으로 형성된 액정 디스플레이 소자를 포함한다. 제 1 기판상의 디스플레이 소자전극은 어레이의 모든 디스플레이 소자와 공통인 각 전극층을 포함하고, 디스플레이 소자의 다른 전극은 어드레스 회로와 함께 제 2 기판 상에 수반되는 각 전극층을 포함한다.
상기 화상 소자(12)는 디지털 회로를 포함하고, 화상 소자를 구동하기 위한 구동 신호가 디스플레이 패널(10)상에 집적되는 행 구동 회로 및 열 구동 회로를 갖는 주변 구동 회로로부터 공급되는 제 2 기판 상에 수반되는 행(1 내지 r) 및 열(1 내지 c) 어드레스 콘덕터(18, 19)의 세트와 접속된다. 상기 행 구동 회로(21)는 행 콘덕터에 스위칭 파형 신호를 인가함으로써 행 콘덕터를 통해 각 필드 기간마다 화상 소자의 행을 주사하도록 동작하며, 상기 동작은 일련의 필드에 대하여 반복되고, 디지털 비디오 신호가 디지털 비디오 신호 처리 회로(20)로부터 공급되는 타이밍 및 제어 회로(23)로부터 버스(24)를 따라 공급되는 타이밍 신호에 의해 제어된다. 회로(20)의 입력은 TV 신호나 컴퓨터 시스템으로부터의 비디오 신호인 아날로그 또는 디지털 신호이다. 열 구동 회로(25)는 버스(26)를 따라 회로(23)로부터 디지털 비디오(화상) 데이터를 공급받고, 행의 각 화상 소자에 대하여 병렬이며, 행의 주사에 동기하여 직렬 다중 비트 디지털 형태의 데이터 신호를 열 콘덕터(19)의 세트에 인가하도록 동작한다. 열 구동 회로(25)에 공급되는 디지털 비디오 데이터 신호는 디멀티플렉스되고, 비디오 정보의 전체 라인으로부터의 샘플은 화상 소자의 관련된 열에 맞는 회로(25)의 래치 회로에 기억된다. 종래의 디스플레이 장치에 있어서, 화상 소자들에 대한 비디오 정보의 기입은 한행씩 일어난다. 즉, 한 라인의 정보가 열 디바이스 회로(25)에 의해 샘플되고, 이어서, 열 콘덕터들을 통해 선택된 행에 있는 화상 소자들(12)에 기입되고, 선택된 행의 정체성은 행 구동 회로(21)에 의해 결정된다. 그러나, 종래의 디스플레이 장치와는 달리, 화상 소자에 공급되는 비디오 정보는 아날로그(진폭 변조된)형태 보다는 직렬 다중 비트 디지털 형태이다.
주변 구동 수단은 다른 정보에 대해 소개되며, 본 명세서에서 참조되는 EP-A-0597536호에 공개된 디스플레이 장치와 유사하다. 또한, 상기 장치에 있어서, 본 디스플레이 장치에서의 화상 소자(12)는 연관된 열 콘덕터(19)를 통해 인가된 직렬 다중 비트 디지털 데이터 신호를 디스플레이 소자를 이용하여 적절한 아날로그 진폭 변조된 전압으로 변환시키도록 동작하는 직렬 충전 재분배 디지털/아날로그 변환 회로를 포함한다. 반면, EP-A-0597536호에 있어서, 각 행에서의 화상 소자는 2개의 행 어드레스 콘덕터에 접속되어, 상기 콘덕터를 통해 구동되며, 상기 디스플레이 장치에서 화상 소자의 각 행은 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 열 어드레스 콘덕터(18)에만 접속되고, 각 행 어드레스 콘덕터는 화상 소자의 하나의 행에만 연관된다.
도 2는 어레이에서의 인접 화상 소자(12)의 일반적인 그룹의 회로를 예시하고, 특정 그룹은 3개의 행 Y, Y+1, Y+2 및 2개의 열 X, X+1로부터의 6개의 화상 소자(12)를 포함한다. 상기 화상 소자(12)는 각 열 콘덕터(19)를 할당하는 하나의 열과, 각 행 콘덕터(18)를 할당하는 하나의 행에 화상 소자(12)를 갖는 각 행과 열 콘덕터(18, 19)간의 인접 교차점에 위치된다.
각 화상 소자는 2개의 폴리실리콘 및 인핸스먼트형 TFTs(30, 31)를 포함한다. 상기 TFTs(30, 31)는 반대의 도전성인 상보형, 즉 n 및 p형 게이트가 연관된 어드레스 콘덕터(18)와 접속된다. 상기 TFTs(30)의 소스는 연관된 열 콘덕터(19)와 접속되고, 드레인은 TFT(31)의 소스와 디스플레이 부-소자(34)의 제 1 전극(36) 양쪽에 접속된다. 상기 TFT(31)의 드레인은 제 2 디스플레이 부-소자(35)의 제 1 전극(37)에 접속된다. 상기 디스플레이 부-소자(34, 35)는 모두 상술한 화상 소자의 디스플레이 소자를 구성하고, 디스플레이 패널의 제 2 기판상에 수반되며, 또한 TFTs 및 어드레스 콘덕터를 수반하는 디스플레이 소자 전극을 2개의 불연속 부분(36, 37)으로 분할함으로써 형성되며, 이들은 실제로 동일한 영역에 있으며, 공통 전극의 각 부분과 함께 있고, 여기서 38은 제 2 전극을 구성하는 마주하는 제 1 기판상에서 2개의 불연속 디스플레이 부-소자를 제한한다. 상기 2개의 부-소자(34, 35)는 실제로 동일한 용량값을 갖는다. 상기 디스플레이 부-소자(캐패시터)(34, 35)와 TFTs의 회로 배열은 직렬 충전 재분배 디지털/아날로그 변환 회로를 구성한다.
본 실시예에서, 상기 디스플레이 패널은 기억 캐패시터를 디스플레이 소자에 제공하는 유형이다. 각 화상 소자에 대한 기억 캐패시터는 실제로 동일한 값으로 된 2개의 불연속 캐패시터 소자로 유사하게 분할되며, 이들 각각은 40 및 41로 도시된 바와 같이, 각 디스플레이 부-소자와 병렬로 연관 및 접속된다.
디지털/아날로그 변환 시, 직렬 충전 재분배 회로의 일반적인 동작은 EP-A-0597536호에 개재되어 있다. 요컨대, 도 2에서 행(Y) 및 열(X)의 교차점에서 화상 소자의 회로에 관하여, 디스플레이 부-소자(34, 35)와 이와 연관된 기억캐패시터(40, 41)가 초기에 방전된다고 가정하면, 변환은 TFTs(30, 31)가 상보형 방식으로 연속적으로 동작하는 이후의 많은 사이클에서 이루어진다. 각 사이클중, 전압이 변환되는 직렬 다중 비트 데이터중 한 비트(0 또는 1)의 상태를 나타내는 2개의 값들중 하나를 취하는 열 콘덕터(19)를 통해 전압은 회로의 입력부, 즉 TFT(30)의 소스에 인가된다. 다중 비트 데이터의 모든 비트를 나타내는 전압은 제 1 최소 유효 비트와 직렬로 각 일련의 사이클 중에 나타난다. 각 사이클중, TFT(30)는 디스플레이 부-소자(34)와 그 연관된 캐패시터(40)가 전압 레벨에 따라 충전된 후, 열 콘덕터(19)상에 존재하여 제 1 비트를 나타낼 수 있도록 턴온된다. 이 후, TFT(30)는 턴오프되고, TFT(31)는 턴온되어, 부-소자(34) 및 이와 병렬 접속된 캐패시터(40)상의 전하는 부-소자(34, 35)와 이와 연관된 캐패시터(40, 41)간에 분할된다. 이 후, TFT(31)는 턴오프된다. 상기 동작 사이클은 각 일련의 전압이 직렬 다중 비트 데이터의 각 비트를 나타내는 열 콘덕터(19)에 차례로 인가되는 일련의 사이클에서 반복된다. 상기 동작중, 디스플레이 패널의 공통 전극(34)은 예를 들면 접지인 상수 기준 전위로 유지된다. 사이클의 수는 화상 소자에 대한 직렬 다중 비트 데이터에서의 비트 수에 대응하여, 그레이 스케일 해상도를 차례로 판단한다. 이후, 회전 사이클에서, 최종 전압은 디지털 데이터의 아날로그 등가치를 나타내며, 디스플레이 소자로부터 출력되는 대응하는 그레이 스케일 레벨을 생성하는 디스플레이 부-소자(34, 35)상에 인가된다.
행에서의 각 화상 소자(12)의 TFTs는 이와 같은 방식으로 각 행 어드레스 기간 동안에 구동되어, 행 구동 회로(21)에 의해 이들의 연관된 행 콘덕터(18)에 인가되는 TFTs를 스위칭하기 위한 게이팅 신호를 갖는 행 주사 파형 신호에 의해 상기 변환을 수행한다. 유사한 파형이 화상 소자의 각 행을 차례로 구동하도록 이후의 행 어드레스 기간 동안 차례로 각 행 콘덕터(18)에 인가된다. 3개의 일련의 행 콘덕터에 인가되는 행 파형의 예로서 행 Y, Y+1, Y+2이 열 X에 대한 열 어드레스 콘덕터(19)에 인가되는 직렬 다중 비트 데이터 신호를 나타내는 파형 Vd의 예와 함께 도 3에 개략적으로 도시된다.
상기 화상 소자(12)의 각 행은 예컨대 64㎲의 비디오 라인 기간에 대응하는 각 행 어드레스 기간 TL에서 어드레스된다. 도 3은 행 콘덕터(18)상의 전위가 TFTs(30, 31) 각각에 대한 게이팅 신호들을 구성하는 일련의 하이 및 로우 값 V1, V0간에 스위칭되는 동안 행 Y+1에 대한 전체 어드레스 기간을 도시한다. 화상 소자의 행이 디스플레이의 나머지 필드 기간에 대응하여 어드레스되지 않는 기간 동안, 행 콘덕터(18)는 로우 전위 레벨 V0으로 유지된다. 행 콘덕터 상의 전위가 하이 V1일 때, 화상 소자의 TFTs(30, 31)는 각각 턴온 및 턴오프되고, 행 콘덕터상의 전위가 로우 Vo일 때, TFTs(30, 31)는 각각 턴오프 및 턴온된다. 상술한 바와 같이, TFT(30)가 턴온될 때, 부-소자(34)는 그 연관된 열 콘덕터 상의 데이터 전압 레벨을 나타내는 비트에 따라 충전되고, TFT(30)가 턴오프되면서, TFT(31)가 턴온될 때, TFT(31)는 2개의 디스플레이 부-소자(34, 35)간의 전하 분할을 허용한다. 따라서, 디지털/아날로그 변환을 수행할 때, 차례로 TFTs(30, 31)의 필요한 상보형 스위칭이 로우 콘덕터(18)상의 전압을 하이 전위로 기간적으로 스위칭함으로써 실현되고, 변환시의 각 사이클은 로우 콘덕터 상의 전위 V1의 사실상 한 펄스 신호만을 필요로 한다. 한 전형적인 사이클은 Tc로 도시된다. 도 3에 예시된 예에서, 각 행 어드레스 기간 TL은 16개의 일련의 사이클 Tc로 이루어진다. 기간 Td에서의 후반부의 8개의 사이클은 변환 처리를 위해 이용되며, 반면 초기 8개의 사이클은 디스플레이 부-소자와 이들의 연관된 기억 캐패시터를 리셋 기간 Tr에서의 소정의 레벨까지 방전함으로써 디스플레이 부-소자와 기억 캐패시터 전압을 리셋하기 위해 이용된다. 여기서, Tr = TL- Td이고, 이전의 변환은 기간 Td에서 발생한다. 각 사이클중, 소정의 전압은 도 3에 도시된 바와 같이 열 콘덕터에 인가된다. 후반부의 8개의 사이클에서, 열 콘덕터에 인가된 직렬 전압은 회로(25)에 의해 판단됨에 따라 변환되는 직렬 다중 비트 데이터의 각 비트를 나타내며, 여기서는 D1 내지 D8로 표시되고, 상기 특정 예에서는 8개의 비트가 있다. 초기 8개의 사이클에 의해 구성된 리셋 기간 Tr중, 소정의 리셋 전압 레벨은 R로 포기된 바와 같이 각 사이클 중에 인가된다. 리셋 전압 R의 값은 화상 소자에 대한 구동 전압이 종래의 방법으로 일련의 필드에서 반전된다면 일련의 필드에서 변화할 수 있다. 각 시간에서, 행 콘덕터 전위가 기간 Tr에서 각 사이클 Tc동안 스위치되며, 디스플레이 부-소자와 전압 및 리셋 전압 R은 2개의 요소로 축소된다. 상기 8개의 사이클의 후반부에서 디스플레이 부-소자 상의 전압은 리셋 전압 R의 레벨과 실제로 동일한 원하는 레벨에 있다. 이를 실현하기 위해 필요한 사이클의 수는 초기 전압에 대한 최악의 경우를 고려하여 계산된다. 실제로, 필요한 사이클의 수는 8개 이하이다. 행 어드레스 기간TL의 종료시, TFT(30)는 오프로 유지되어 열 콘덕터(19)상에 나타나는 이후의 전압에 의해 디스플레이 부-소자상의 전압이 영향받는 것을 방지한다. 상기 TFT(31)는 나머지 필드 기간동안 남아있지만, 이것은 어떠한 영향도 없고, 단지 2개의 디스플레이 부-소자들 상의 전압이 실제로 동일하게 남아있도록 할뿐이다. 상기 화상 소자의 각 행은 이와 같은 방식으로 각 행 어드레스 기간 중에 어드레스되고, 이 동작은 일련의 필드 기간에서 반복된다.
상기 구조에서, 행 파형 신호의 스위칭 시간은 게이트 전압이 변화함에 따라 화상 소자의 TFTs(30, 31)를 통해 흐르는 전류가 디스플레이 부-소자 상의 전압을 변경할 수 있도록 충분히 빨라야 하고, 여기서 한 TFT는 턴온되고, 다른 TFT는 턴오프됨을 명심해야 한다, 결국, 행 콘덕터(18)외 RC 시상수와, 행 구동 회로(21)의 출력에서의 펄스 신호(V1)의 상승 및 하강 시간이 아주 작게 구성되어 있다.
상기 화상 소자의 직렬 충전 재분배 회로를 동작시키기 위해 행 구동 회로(21)에 의해 공급되는 행 파형 신호는 일련의 전압 펄스 신호만 비교하면 상대적으로 간단하다. 따라서, 행 구동 회로(21)는 각 화상 소자에서의 2개의 TFTs가 다른 행 어드레스 콘덕터에 각각 접속되어 있는 EP-A-0597536호에 공지된 장치에서 필요한 것보다 덜 복잡하기 때문에, 행 구동 회로는 화상 소자의 행을 어드레스할 때, 2개의 행 콘덕터에 동기화 게이팅 펄스 신호를 공급할 필요가 있다. 또한, 공지된 장치와는 달리, 상술한 장치에서 필요로 하는 수직 주사 방향을 용이하게 반전할 수 있다. 상기 화상 소자의 한 행과 연관된 행 콘덕터 상의 신호를 스위칭시화상 소자의 다른 행에 전혀 영향을 주지 않는다,
상술한 실시예에서 8비트를 갖는 직렬 다중 비트 데이터 신호는 열 콘덕터를 통해 화상 소자에 공급될 수 있으나, 비트의 수가 변경될 수 있음은 명백하다. 예를 들면, 6 또는 4비트가 저해상 기능이 적용되는 경우에 이용될 수 있다.
EP-A-0597536호에 설명된 바와 같이 여러 가지 다른 변형이 가능하다. 예를 들면, 디스플레이 장치는 3개의 칼라(R, G, B) 마이크로 필터 어레이가 종래의 방식으로 화상 소자 어레이와 연관되며, 열 구동 회로(25)가 적절히 변형된 완전 칼라 디스플레이 장치일 수 있다. 또한, 2개의 디스플레이 부-소자(34, 35)는 화상 소자 회로에서의 임의의 기생 캐패시턴스의 작용을 보상하기 위하여 실제로 동일한 것보다는 다른 영역의 캐패시턴스로 구성된다. 열 콘덕터(18)에 인가되며 직렬 다중 비트 데이터를 나타내는 전압값은 2개의 레벨로만 구성될 필요는 없다. 양 및 음의 신호를 갖는 화상 소자를 어드레스하기 위하여, 한 필드 기간에 이용되는 2개의 레벨은 동일한 대체 필드에 이용되는 레벨로 다음에 이용되는 것과는 다를 수 있다. 이것은 열 구동 회로(25)내의 레벨 쉬프터 회로에 의해 구현될 수 있다. 또한, 다중 비트 데이터 신호에 이용되는 전압 레벨의 수는 EP-A-0597536호에서 설명된 바와 같이 변환 해상도를 증가시키기 위하여 예를 들면 2에서 4로 증가될 수 있다.
도 1의 실시예에서 회로(21, 25)는 화상 소자 회로의 어레이로서 패널(10)의 동일한 제 2 기판상에 쉽게 집적되며, 이와 동시에 어드레스 콘덕터(13, 19)가 조립된다. 그러나, 이들은 예컨대 칩 온 글래스 기술에 의해 채널 상에 독립적으로제공되어 장착된다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관하여 설명되었지만, 캐패시턴스가 존재하는 다른 종류의 전기 광학 디스플레이 소자가 대신 이용될 수 있다.
따라서, 요약하면 상술한 매트릭스 디스플레이 장치는 2개의 트랜지스터 및 2개의 캐패시터를 포함하는 직렬 충전 재분배 D/A 컨버터 회로로 구성된 화상 소자의 어레이를 갖고, 상기 캐패시터중 적어도 하나는 액정 디스플레이 소자같은 전기 광학 소자로 구성되며, 행 및 열 어드레스 콘덕터 각각을 통해 구동 회로로부터 스위칭 신호 및 디지털 데이터 신호에 의해 구동된다. 상기 화상 소자의 2개의 트랜지스터는 동일한 행 콘덕터에 접속되며, 행 콘덕터 상의 스위칭 신호에 의해 차례로 동작하는 상보형의 n 및 p TFTs로 이루어진다. 이로서, 구동 회로가 단순화되며, 수직 주사 방향이 용이하게 반전될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성의 다른 변형이 가능함은 당업자에게는 명백하다. 이러한 변형은 상술의 구성이외의 다른 특징을 포함할 수 있다. 액티브 매트릭스 디스플레이 장치와 그 구성요소의 필드에서의 시스템의 이용법 및 제조법은 이미 본 명세서에서 설명한 특징에 부가해서 및 특징을 대신하여 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 행 및 열 어드레스 콘덕터들의 세트에 접속되는 화상 소자들의 매트릭스를 포함하고, 스위칭 신호들 및 직렬 다중 비트 디지털 데이터 신호들이 각각 구동 회로로부터 상기 콘덕터들을 통해 상기 화상 소자들에 인가되는, 매트릭스 디스플레이 장치로서, 상기 각각의 화상 소자는 상기 화상 소자 어드레스 기간 동안 열 어드레스 콘덕터들중 각각의 하나의 콘덕터 상의 다중 비트 디지털 데이터 신호를 디스플레이 소자를 위한 아날로그 전압으로 변환하기 위한, 2개의 스위칭 트랜지스터들과 2개의 캐패시터 소자들을 갖는 직렬 충전 재분배 디지털/아날로그 변환기 회로를 포함하고, 상기 캐패시터중 적어도 하나는 전기 광학 디스플레이 소자를 포함하며, 화상 소자의 스위칭 트랜지스터들은 화상 소자 어드레스 기간 동안 상기 스위칭 신호들에 의해 차례로 동작하는, 상기 매트릭스 디스플레이 장치에 있어서,
    화상 소자의 2개의 스위칭 트랜지스터들은, 동일한 행 어드레스 콘덕터에 접속되고, 반대의 도전성 타입이며, 상기 행 어드레스 콘덕터에 인가되는 스위칭 신호들에 의해 상보적 방식으로 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 행에서 화상 소자들의 스위칭 트랜지스터들은 상기 행 어드레스 콘덕터중 서로 다른 각각의 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 행에서의 화상 소자들의 상기 스위칭 트랜지스터들을 동작시키기 위하여 각각의 행 어드레스 기간에 하이 및 로우 전위 레벨 사이에서 행 어드레스 콘덕터를 기간적으로 스위칭하고, 상기 행 어드레스 기간에 다중 비트 데이터 신호들의 비트들을 그들의 연관된 열 어드레스 콘덕터들을 통해 화상 소자들에 차례로 인가함으로써, 각 행에서의 상기 화상 소자들을 차례로, 구동시키도록 동작하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 행 어드레스 기간의 나중부분 동안에, 상기 다중 비트 데이터 신호들을 상기 화상 소자들에 인가하도록 배열되고, 상기 행 어드레스 기간의 선행 부분 동안에, 상기 화상 소자들의 캐패시터 소자들을 일정한 레벨로 설정하기 위해 소정의 전압을 상기 열 어드레스 콘덕터들에 인가하도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항들중 어느 한 항에 있어서,
    화상 소자의 2개의 캐패시터 소자들 각각은 디스플레이 부-소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항들중 어느 한 항에 있어서,
    화상 소자의 스위칭 트랜지스터들은 p 및 n형 TFTs를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항들중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자들은 액정 디스플레이 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 디스플레이 장치.
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