KR19980701603A - 액티브 매트릭스 표시 장치(Active matrix display device) - Google Patents

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KR19980701603A
KR19980701603A KR1019970704995A KR19970704995A KR19980701603A KR 19980701603 A KR19980701603 A KR 19980701603A KR 1019970704995 A KR1019970704995 A KR 1019970704995A KR 19970704995 A KR19970704995 A KR 19970704995A KR 19980701603 A KR19980701603 A KR 19980701603A
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죤 리차드 휴게스
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요트. 게. 아. 롤페즈
필립스 일렉트로닉스 엔. 브이.(Philips Electronics N. V.)
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Abstract

액티브 매트릭스 표시 장치는, 예를 들어 LC 표시 소자(14)와 같은 전자 광학 장치와 예를 들어 박막 다이오드와 같은 관련된 스위칭 장치(15)를 구비하고, 로우 및 칼럼 어드레스 도선(16, 17)의 셋트 각각에 인가되는 선택 및 데이터 신호에 의해 구동되는 화상 소자(12)의 어레이를 가지며, 용량성 소자(36)에 접속된 스위칭 장치(35)를 구비하여 칼럼 어드레스 도선(17)중 한 도선을 통해 인가되는 선택 신호 및 기준 데이터 신호에 의해 주기적으로 구동되는 기준 회로(34)와, 용량성 소자(36)의 전압으로 기준 회로에 인가되는 선택 신호의 종료에 실제로 상응하는 특정 시간에서 스위칭 장치(35)의 연산 동작을 나타내는 전압을 감지하고, 그 감지된 전압에 따라 그 시간에 스위칭 장치의 연산 동작의 변화에 대한 보상을 위해 화상 소자(12)에 이용되는 구동 전압을 조정하도록 작동될 수 있는 조정 회로를 포함한다.

Description

액티브 매트릭스 표시 장치
상기와 같은 종류의 액티브 매트릭스 표시 장치는 매트릭스 표시 장치에 기술되어 있는 미국 출원 제 5428370 호에 이미 공지되어 있는데, 여기서는 전자 광학 표시 소자는 액정 표시 장치를 구비하고, 스위칭 장치는 MIM과 같은 박막 다이오드의 형태로 2-단 비선형 스위칭 장치를 구비한다. 기준 회로를 통해, 표시 성능을 유지하기 위하여 드리프트 형태로, 화상 소자의 비선형 스위칭 장치의 동작 특성의 시간 주기를 통해 발생하는 변화에 대하여 보상이 이루어진다. 그 기준 회로는 캐패시터와 직렬로 접속된 비선형 스위칭 장치를 포함하여, 기준 회로의 비선형 스위칭 장치의 I-V 특성의 드리프트의 표시를 제공하고, 조정 회로와 함께, 화상 소자의 비선형 스위칭 장치의 특성을 반영하며, 그와 같은 드리프트의 결과에 대한 교정을 위해 화상 소자를 구동하는데 이용되는 구동 신호를 조정하기 위해 피드백 회로의 방식으로 동작할 수 있다. 특히, 기준 회로의 비선형 스위칭 장치의 동작 특성에 좌우되고, 스위칭 장치의 온-전류에서 대응하는 변화에 따라 시간 주기를 통해 변화할 수 있는 기준 회로의 개패시터의 전압은 모니터되고, 그 전압의 선정된 변화는 그와 같은 변화에 대한 보상을 위해 화상 소자를 위한 구동 신호에 대한 적당한 조정을 위해 이용된다. 그 기준 회로의 스위칭 장치의 특성은 화상 소자의 스위칭 장치의 동작에 대응하여 취해지고, 스위칭 장치와 기준 회로의 캐패시터의 조합은 화상 소자와 동일하고, 대응하는 방식으로 구동된다. 따라서, 노화로 인한 표시 성능의 변화는 그들 I-V 특성에 영향을 주는 화상 소자의 스위칭 장치에서 발생되어, 그로 인해, 온-전류에 의해 결정되는 그들과 관련된 표시 소자에 인가되는 전압은 크게 제거될 수 있다. 그들 전압의 변화는 전압의 피크-피크 크기가 될 수 있거나, 이용되는 특정 구동 설계에 따라 평균 d.c. 전압이 될 수 있다. 미국 출원 제 5428370 호에 기재되어 있는 것처럼, 표시 패널의 주변과 기준 회로와 같은 실제 표시 영역 외측에 위치한 하나 또는 그 이상의 화상 소자를 이용하고, 기판 상의 로우 및 칼럼 어드레스 도선을 통해 기준 회로를 구동하는 것이 특히 유리하다. 그로 인해, 기준 회로의 제공은 상당히 간단하게 될 수 있으며, 기준 회로의 동작은 디스플레이를 형성하는 화상 소자의 동작과 매우 유사하게 될 수 있다. 그래서, 전용 로우 어드레스 도선을 이용하는 기준 회로의 한 단부에 인가된 선택 신호는 화상 소자와 관련되어 동일한 로우 구동 회로에 의해 제공되는 로우 어드레스 도선에 이용되는 신호와 실제 동일하게 될 수 있다. 직렬 조합의 다른 단부에 인가되는 기준 데이터 신호는 사전에 선택되고, 칼럼 어드레스 도선을 통해 칼럼 구동 회로에서 화상 소자까지 공급되는 중간 레벨 데이터 신호와 동일하게 된다. 기술된 장치에 있어서, 비선형 장치의 동작의 변화가 검출되는 캐패시터 양단의 전압은 연속으로 모니터되고, 그 전압의 시간 평균된 값의 평균 크기, 즉 평균 DC 레벨은 비교회로에서 기준 전압과 비교되고, 그 비교 회로의 출력은 선택 신호를 형성하는 전압 레벨을 제어하는데 이용된다.
본 발명은 액티브 매트릭스 장치에 관한 것으로, 그 액티브 매트릭스 장치는, 로우 어드레스 도선의 셋트 및 칼럼 어드레스 도선의 셋트와, 각각의 화상 소자가 두 셋트의 각각의 어드레스 도선에 접속되고, 표시 소자가 구동되는 스위칭 장치에 접속된 전자-광학 표시 소자를 구비하는 화상 소자의 어레이와, 어드레스 도선의 셋트들에 구동 신호를 인가하여 화상 소자를 구동시키고, 어드레스 도선의 한 셋트에 선택 신호를 인가하고 다른 셋트에 데이터 신호를 인가하는 구동 수단과, 어드레스 도선의 한 셋트에 인가된 신호에 대응하는 선택 신호를 주기적으로 인가하도록 구동 수단이 배열되고, 다른 셋트의 어드레스 도선의 한 도선을 통해 기준 데이터 신호가 인가되며, 선택 신호의 인가에 따라 스위칭 장치를 통해 다른 셋트의 어드레스 도선의 한 도선 상의 기준 데이터 신호에 따른 전압으로 용량성 소자가 구동되도록 접속된 화상 소자의 것과 동일한 스위칭 장치 및 용량성 소자를 포함하는 기준 회로와, 기준 회로의 용량성 소자 양단의 전압을 감지하고, 용량성 소자 양단에 감지된 전압의 변화에 따라 구동 소자에 의해 화상 소자에 인가된 구동 신호를 조정하는 조정 회로를 포함하는 액티브 매트릭스 표시 장치에 관한 것이다.
전체적으로 이용된 도면의 동일한 참조 부호는 동일한 부분 및 동일함을 나타낸다.
도1은 본 발명에 따른 표시 장치의 한 실시예의 개략적인 블록도.
도2 및 도3은 공지된 구동 파형의 한 종류가 이용되는 경우에 화소의 2-단자비-선형 스위칭 장치의 특성 변화를 보상하기 위해 피드백 회로에 동작 가능한 기준 회로를 포함하는 표시 장치의 구동 회로의 일부에 대안 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도4A 및 도4B는 동작 동안 기준 회로에 나타나는 전형적인 파형을 도시한 도면.
도5 및 도6은 이미 공지된 대안적 구동 파형이 이용되는 경우에 구동 회로의 일부에 대한 대안적인 장치를 도시한 도면.
도7A 및 도7B는 대안적인 구동 파형으로 동작하는 동안 기준 회로에서 나타나는 전형적인 전압 파형을 도시한 도면.
본 발명의 목적은 상기 기술한 종류의 개선된 액티브 매트릭스 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 서두에 기술한 종류의 액티브 매트릭스 표시 장치를 제공하는데, 여기서, 조정 회로는 기준 회로에 대한 선택 신호의 인가의 종류에 따라 실제로 감지된 용량성 소자 양단의 전압을 나타내고, 기준 회로가 다음의 선택 신호로 어드레스될 때까지 구동 신호에 대한 조정을 결정하는데 이용되는 신호를 유도하도록 배열된 것을 특징으로 한다. 따라서, 화상 소자를 구동하기 위해 이용된 구동 전압 신호 레벨에 대한 임의 조정은, 전압이 모니터되어 연속 원리에 따라 감지된 전압에 따라 조정이 이루어지는 미국 출원 제 5428370 호에 기술된 장치의 경우에서 처럼 연속으로 이루어지는 것 보다 선택 신호로 기준 회로의 어드레싱에 대응하는 특정 시간에서 감지된 캐패시터 양단의 전압에 따라 결정된다. 본 발명은 얻어지는 보상의 효과를 감소시킬 수 있는 공지된 장치를 이용하여 문제가 발생할 수 있는 것을 근거로 한다. 기준 회로에 대한 기준 데이터 신호가 다른 셋트의 어드레스 도선, 예를 들어, 칼럼 어드레스 도선을 통해 인가되고, 또한, 그 어드레스 도선과 관련된 어레이에서 화상 소자에 의도된 데이터 신호를 인가하기 위해 이동되기 때문에, 그들 다른 데이터 신호를 구성하고 어드레스 도선에 공급되는 데이터 신호 파형의 일부는 조정 수단에 공급되는 기준 회로의 출력에 용량적으로 결합된다. 임의 환경에서, 예를 들어, 평면 필드(plain field)가 화상 소자 어레이에 표시될 때, 어드레스 도선에 인가되는 데이터 신호 파형의 평균 레벨은 DC 옵셋을 가질 수 있고, 특히, 소위 킥백 보상 기술이 이용될 때, 여기서 칼럼 어드레스 도선에 대한 데이터 신호 파형은 칼럼 어드레스 도선에 인가되기 이전에 조정되어, 구동 레벨의 함수와 같은 파형의 평균 레벨을 변경하여 킥백의 결과를 보상한다. 그후, 조정 회로가 비선형 장치의 특성 변경이 원인이 되지 안히는 DC 옵셋에 대한 보상이 이루어지는 경우에 바람직하지 않은 상호 작용이 발생할 수 있다. 구동 전압 조정을 위해, 연속 조정 대신에, 단지 본 발명에 따른 임의 시간에서 캐패시터 양단의 전압을 나타내는 신호를 사용하는 경우에, 그와 같은 종류의 문제는 피할 수 있고, 보다 용이하면서 정확한 보상이 성취된다. 그 전압의 값은 기준 회로에 의해 이용된 어드레스 도선에 인가되는 데이터 신호 파형의 DC 옵셋과 같은 요인에 의해 영향을 줄 수 있을 때 주기 동안 구동 신호 조정 피드백 동작에 이용되지 않는다.
바람직하게, 용량성 소자 양단의 전압을 나타내는 신호는 선택 신호의 종료이후와, 기준 회로에 인가된 기준 데이터 신호의 종료 이전에 바로 유도된다. 그 신호는 화상 소자의 데이터 신호의 어드레스 인덕터 상의 출연에 영향을 줄 수 없다. 예를 들어, 기준 회로에서 용량성 킥백 효과, 또는 기준 데이터 전압 신호에 이용되는 어드레스 도선의 신호 레벨의 변경에 의해 야기될 수 있는 임의 문제는, 예를 들어, 화상 소자 데이터 신호가 그 도선에 인가될 때, 피할 수 있다. 그 신호는 선택 신호 주기의 한 단부 쪽 대신에 유도될 수 있고, 또한, 기준 데이터 신호가 인가될 수 있으나, 용량성 소자 양단의 전압은 그 점에서 안정되지 않을 수 있으며, 그러한 감지는 실행을 위해 쉽게 되지 않는다.
본 발명은, 예를 들어, 미국 출원 제 5428370 호에 기재되어 있는 것처럼, 박막 다이오드와 같은 2-단자 비선형 스위칭 장치를 스위칭 장치가 포함하는 종류의 표시 장치에 관한 것인데, 여기서 각각의 화상 소자는 각각의 로우 및 칼럼 어드레스 도선 사이의 스위칭 장치와 직렬로 접속된 표시 소자를 포함하고, 기준 회로는 직렬 조합의 한 단부에 선택 신호가 인가되고 다른 단부에 기준 데이터 신호가 인가되도록 배열된 구동 수단과 스위칭 장치 및 용량성 소자의 직렬 조합을 포함한다. 그러나, 본 발명은 스위칭 장치 이외의 다른 장치를 이용하는 표시 장치에서 유리하게 적용될 수 있다는 점을 인지한다.
양호하게, 조정 장치는, 용량성 소자 양단의 전압을 나타내는 신호가 얻어지고, 용량성 소자 양단의 전압을 나타내는 전압 신호를 샘플 및 홀드하기 위해 기준회로에 인가된 선택 신호에 따라 동작 가능하게 되어 있는 샘플 및 홀드 회로를 포함한다.
2-단자 비선형 스위칭 장치를 이용하는 종류의 종래의 표시 장치에 있어서, 주사 파형에 이용되는 연속적인 선택 신호의 극성은 번갈아 일어난다. 그 샘플 및 홀드 회로는 샘플 및 홀드 회로에서 분리적으로 양 및 음의 선택 신호에 따라 전압신호를 샘플 및 홀드 하도록 배열되어 있는 것이 바람직하다. 분리적으로 샘플된 값은 출력이 구동 전압에 대한 임의 조정을 결정하기 위해 이용되는 산술 조합 회로에 공급될 수 있다. 선택적으로, 분리 극성 샘플된 전압값은 주사 신호의 양 및 음의 선택 신호의 값을 조정하는데 독립적으로 이용될 수 있다. 선택 신호의 단지한 극성에 응답하여 유도된 신호는 조정 효과를 위해 이용될 수 있지만, 유효성의 감소 레벨을 제공할 수 있다.
도1을 참조하면, TV 화상 또는 데이터 그래픽스와 같은 비디오 정보를 표시하는 표시 장치는 m 로우(1 내지 m)와 각각의 로우 내의 n 화소(1 내지 n)를 구성하는 액티브 매트릭스 어드레스된 액정 표시 패널(10)을 포함한다. 각각의 화소(12)는 임계 특성을 나타내고 로우 어드레스 도선(16)과 칼럼 어드레스 도선(17)사이에서 스위칭 소자로서 동작하는 2-단자, 양방향성, 비선형 저항 스위칭 장치(15)와 직렬로 접속된 트위스트 네마틱 액정 표시 장치(14)를 포함한다. 소자(12)가 어드레스되는 m 로우 및 n 칼럼 어드레스 도선(16 및 17)의 세트들은 두 개의 이격된 유리 지지판(도시하지 않음)의 각각의 반대 면에서 실행되거나, 액정 표시소자의 반대 전극에서 실행하는 전기적으로 전도되는 라인의 형태로 되어 있다. 그 장치(15)는 로우 도선(16)의 셋트와 같은 동일 판에 제공되어 있다.
로우 도선(16)은 주사 전극으로 제공되고, 선택 신호를 포함하는 주사 신호 파형을 각각의 로우 도선에 인가하는 로우 구동 회로(20)에 의해 어드레스된다. 그 선택 신호는 주기적인 필드 주기에서 차례로 순차적으로 각각의 로우 도선에 인가된다. 주사 신호와 동기하여, 데이터 신호가 칼럼 구동 회로(22)로부터 칼럼 도선(17)에 인가되어 그들이 주사될 때 로우 도선(16)과 관련된 화상 소자의 로우로부터 요구된 디스플레이를 발생한다. 따라서, 각각의 칼럼 도선에는 연속 데이터 신호가 제공된다. 비디오, 예를 들어, TV 표시 장치의 경우에 있어서, 그들 데이터 신호는 비디오 정보를 포함한다. 그 로우 주사 파형의 선택 신호 성분은 한 로우에서 표시 소자가 그들 관련된 스위칭 장치를 통해 구동되는 로우 선택 주기를 결정하고, 그들 광학 투과율은 그 주기 동안 도선(17)에 부여된 데이터 신호의 레벨에 따라 요구된 가시적인 표시 효과를 얻기 위해 설정된다. 한 로우에 동시 어드레스된 표시 소자(14)의 각각의 디스플레이 효과는 한 프레임에 완성된 화상을 구성하기 위해 조합하고, 화상 소자는 다음 필드에서 동일한 방법으로 다시 구동된다. 액정 표시 소자의 투과율/전압 특성을 이용하면, 그레이 스케일 레벨(grey scale levels)을 얻을 수 있다. 2-단자 비선형 장치(15)의 전압/전도 특성은 양방향성이 되기 때문에, 예를 들어 연속 필드에서 주사 및 데이터 신호 전압의 극성을 반전시켜, 표시 소자 양단의 네트 dc 바이어스(net dc bias)를 피한다. 2-단자 비선형 스위칭 장치를 표시 소자와 직렬로 사용하는 액정 표시 장치는 일반적으로 공지되어 있고, 그로 인해, 도1에 관하여 표시 장치의 일반적인 관점과 동작의 상술한 설명은 계획적으로 간략화 하기 위해 간단히 하였다.
로우 및 칼럼 구동 회로(20 및 22)는 일반적으로 종래의 형태로 구성되어 있고, 그들 동작은 일반적으로 25로 표시되어, 비디오 처리 유닛, 타이밍 신호 발생 유닛 및 전원 유닛을 포함하는 타이밍 및 제어 회로에 의해 제어된다. 그 로우 구동 회로(20)는 주사 신호 파형을 결정하는 타이밍 신호 및 전압이 전원 라인(26 및 27)을 통해 회로(25)로부터 인가되는 디지탈 시프트 회로 및 스위칭 회로를 포함한다. 그 칼럼 구동 회로(22)는 비디오 처리 유닛과, 화상 및 타이밍 정보를 포함하는 비디오(TV) 신호로부터 유도된 비디오 신호가 라인(28)을 통해 공급되는 하나 이상의 시프트 레지스트/샘플 및 홀드 회로를 포함한다. 타이밍 신호는 로우 주사와 동기하여 라인(29)을 따라 회로(22)에 인가되어 패널(10)의 타이밍 어드레스의 로우에 적당한 직렬-병렬 변환을 제공한다.
로우 주사는 다른 정보를 얻을 수 있는 영국 출원 제2129182호 및 미국 출원 제5159325호에 각각 기술되어 있는 것처럼 4 또는 5 레벨을 포함하는 파형을 이용하여 성취될 수 있으며, 그 문헌들은 본 명세서에 참고 문헌으로 포함되어 있다.
상기 실시예에 있어서, 비선형 장치(15)는 비결정 실리콘 질화물 박막 다이오드(TFD)를 포함하는데, 비록, 비선형 스위칭 장치의 다른 형태가 임계 특성을 나타낸다할 지라도, 예를 들어, 다이오드 링(diode rings), 백 투백 다이오드(back to back diodes) 또는 다른 다이오드 구조가 대신에 이용될 수 있다.
그 디스플레이 장치는 캐패시터(36)와 전기적으로 직렬로 접속된 기준 비선형 스위칭 장치(35)의 직렬 조합을 구비하는 기준 회로(34)를 포함한다. 본 실시예에서 장치(35)는 장치(15)와 같은 동일한 종류의 TFD를 포함하고, 동일한 기술과 재료를 이용하여 장치(15)와 동시에 패널(10)의 기판 상에 제조되기 때문에, 비록 외부 회로와 관련된 스트레이 캐패시터(stray capacitance)가 캐패시터(36)의 용량에 비해 작게 되도록 보장하기 위하여 보다 큰 물리적 치수로 될 수 있다 할지라도 실제로 그 구조는 그 TFD와 동일하게 되어 있다. 따라서, 그 기준 회로(34)는 전형적인 화상 소자(12)의 소자에 대응하고, 기준 화상 소자로서 간주될 수 있다. 캐패시터(36)로부터 원격된 TFD(35)의 측면은 임의 보수, (m+1)th, 즉 로우 어드레스 도선(16')에 접속되고, 장치(35)로부터 원격된 캐패시텨(36)의 측면은 칼럼 어드레스 회로(17)중 하나에 접속되어, 기준 회로의 TFD(35) 및 캐패시터(36)는 로우 도선(16')과 칼럼 어드레스(17) 사이에 직렬로 접속된다. 로우 도선(1 내지 m)에 인가되는 동일한 종류의 주사 신호 파형은 로우 구동 회로(20)에 의해 로우 도선(16')을 통해 기준 회로에 공급되어, mth로우의 선택 이후와 다음 필드 주기의 로우(1)의 선택 이전에 로우 도선(16')을 통해 기준 회로에 한 선택 신호가 인가된다. 기준 회로(34)의 다른 단부에는 이전에 선택된 기준 데이터 전압 신호와 칼럼 어드레스 도선(17)을 통해 칼럼 구동 회로(22)로부터 후에 VA로 지칭될 칼럼(데이타) 전압 신호가 공급된다. 그 기준 데이터 신호는 도선(17)에 접속된 로우(m)의 화상 소자(12)에 대한 데이터 신호 이후와 다음 필드의 로우(1)의 화상 소자에 대한 데이터 신호의 인가 이전에 바로 칼럼 도선(17)에 공급된다. 따라서, 기준 회로(34)는 연속 필드에서 화상 소자의 로우와 연속으로 구동되고, 기준 데이터 신호에 따른 임의 레벨까지 캐패시터(36)가 충전시키는 선택 신호의 주기적인 인가에 의해 화상소자와 유사한 방식으로 구동된다. 시간 주기를 통해 TFD(35)의 동작 특성에서 발생될 수 있는 임의 변화는 화상 소자의 TFD(15)의 변화에 대응하는 반사 및 대표되는 것으로 간주될 수 있다. 그와 같은 변화는 캐패시터(36)와 TFD(35) 사이의 접합부(38)에 접속된 라인(39)에 의해 회로(25)에서 감지된다.
기준 회로(34)의 기능은 TFD(35)의 동작 특성의 변화를 나타내는 정보를 제공하는 것이고, 특히 그 I-V 특성의 드리프트는 시간 주기를 통해 표시 장치의 동작동안 발생할 수 있다. 그 정보는 그러한 변화의 발생을 보상하기 위하여 화상 소자를 구동하는데 이용되는 구동 전압의 레벨을 조정하고, 노화로 인하여 TFD의 특성의 변화에도 불구하고 표시 소자 양단의 원하는 표시 전압을 유지하기 위해 회로(25)에 이용된다. 그러한 보상 없이, 주어진 데이터 신호 값에 대한 표시 소자에 나타나는 전압은 비선형 장치(15)의 온-전류의 변화로 인한 시간 주기를 통해 변경될 수 있다. TFD 특성의 변화의 성질, 그들 변화의 결과 및, 그와 같은 변경의 보상 뿐만 아니라 기준 회로의 일반적인 기능은 참고 문헌으로 소개된 미국 출원 제5428370호에 기재되어 있다.
도2 및 도3은 구동 전압의 레벨을 조정하기 위해 기준 회로(34) 및 회로(25)를 포함하는 구동 회로의 부분을 위한 회로 배열의 선택적인 형태를 설명한다. 이는 미국 출원 제5428370호와 유사하지만, 본 발명에 따른 변경안을 포함한다. 도2 및 도3의 회로 장치는 그 도면들에 개략적으로 설명된 것처럼 4레벨 로우 주사신호 파형(VR)이 이용되는 경우에 적당하게 되어 있다. 그와 같은 파형은 필드 주기의 나머지에 대한 동일한 극성의 유지 전압 레벨에 따르는 로우 선택 주기(예를 들어, 라인 시간)를 결정하는 동안 크기[VS(+)]의 양의 선택 신호부로 구성된다. 그들 레벨은 연속된 필드로 변환되기 때문에, 그 파형은 선택적인 필드 주기에서, 동일한 극성의 유지 전압 레벨에 따른 음[VS(-)]의 선택 신호부를 포함하여, 그로 인해 4레벨 파형을 형성한다. TFD에서 노화로 야기된 드리프트의 결과는 주어진 데이터 신호 레벨에 대한 표시 소자 전압을 감소시키는 것이다. 선택 신호[VS(+) 및 VS(-)]의 크기를 증가시키므로써, 그 결과는 보상될 수 있고, 그 표시 소자의 전압은 원래 의도된 레벨로 복귀된다.
도2를 다시 참조하면, 칼럼 어드레스 도선(17)을 통해 칼럼 구동 회로(22)로 부터 캐패시터(36)의 한 측면에 공급되는 전압(VA)(기준 데이터 신호 전압)은 회로(25)에 포함된 감산 회로(50)의 한 입력에도 공급된다. 접합부(38)에 존재하는 VB로 표시된 전압은 라인(39)을 통해 감산 회로(50)의 다른 입력에 공급된다. 그 감산 회로(50)와 함께 기준 회로(34)는 회로(50)의 출력이 캐패시터(36) 양단의 전압을 나타내는 전압 신호(VX)를 포함하는 캐패시터 양단의 전압을 감지하는 드리프트 감지기로 구성하여, 그로 인해, TFD(35)의 동작 특성의 변경, 특히 드리프트를 나타낸다. 전압 신호(VX)의 값은 조정 회로에 의해 이용된다. 여기서, 캐패시터(36) 양단의 전압을 나타내는 VX의 값, 즉 (VA-VB)의 값은 임의 존재하는 노이즈의 량을 감소시키기 이한 로우 패스 필터(51)를 통해 통과한 이후에 비교기 회로(52)에서 선정된 기준 전압(Vref)과 비교된다. 그 차이를 나타내는 비교기 회로(52)의 출력은 회로(25) 내의 전력 공급 유닛에 의해 도2에 도시 된 것처럼, 선택 신호[VS(+) 및 VS(-)]에 이용되는 구동 회로(20)에 공급된 전압 레벨을 제어하는데 이용된다. 따라서, VX의 값의 감소로 인하여 VS(+) 및 VS(-)는 VX가 다시 Vref와 동일하게 될 때까지 증가하게 된다.
감산 회로(50)의 출력(VX)이 기준 회로를 통해 필터 회로(51)에 단순히 공급되는 미국 출원 제5428370호에 기술된 회로 장치와는 달리, 도2의 회로 장치는 두 개의 샘플 및 홀드 회로(61 및 62)를 구비하는 샘플 및 홀드 회로 장치(60)를 포함한다. 그 회로(61 및 62)는 특정 및 한정된 시간에서 캐패시터(36) 양단의 전압을 나타내는 신호(VX)를 샘플 및 홀드하기 위하여 로우 도선(16')에 인가된 선택 신호[VS(+) 및 VS(-)]에 따라 제어 신호[S(+) 및 S(-)]에 의해 각각 동작된다. 그후, 샘플된 값은 임의 필요한 조정을 결정하는데 사용된다. 그 샘플링을 기준 회로가 선택 신호[VS(+) 및 VS(-)] 각각에 어드레스된 이후에 바로 발생하고, 어레이에서 화상 소자(12)의 칼럼에 대한 데이터 신호가 기준 회로(34)에 이용되는 동일한 칼럼 도선(17)을 통해 공급되면서, 기준 데이터 신호가 여전히 인가되는 것을 포함하고, 그로 인해, 칼럼 도선(17)이 변경되었던 신호 레벨 이전에 발생한다. 따라서, 선택적인 극성 필드에 대한 전압 신호(VX)는 회로(61 및 62)에서 각각 샘플 및 홀딩된다. 그 회로(61 및 62)의 내용은 저장된 값의 차이를 포함하는 출력이 조정회로의 로우 패스 필터(51)로 통과하고, 이전에 설명한 것처럼 임의 필요한 조정을 하기 위해 이용되는 감산 회로(63)의 양 및 음의 각각의 입력에 공급된다.
도3에 도시된 회로 장치의 선택적인 형태에 있어서, 그 조정 회로부는 두 개의 선택 신호 전압이 독립적으로 조정되는 두 개의 조정 회로에 샘플 및 홀드 회로(61 및 62)의 출력이 각각 공급되는 VS(+) 및 VS(-)에 대한 레벨의 분리 및 독립적인 조정을 조정하기 위해 이중 효과가 있다.
그들 변경된 회로 장치는 예를 들어, 기준 회로에 의해 이용되는 칼럼 도선(17)에 존재하는 신호 파형의 일부가 라인(39)에 용량적으로 결합되어 신호(VX)에 영향을 주는 이유로 미국 출원 제5428370호에 공지된 회로 장치에서 발생할 수 있는 문제를 해소한다. 그러한 공지된 장치에 있어서, 라인(39) 상의 전압(VB)은 연속으로 모니터되고, 피드백 루프에 이용되는 평균 DC 레벨을 나타내기 위해 평균된다. 그와 같은 용량성 커플링으로 인하여 야기된 평균 DC 레벨의 변경으로 인하여, 조정 회로가 TFD 특성의 변화에 기인하지 않는 DC 시프트에 대해 보상하는 원치 않는 상호 작용을 야기시킨다. 신호 레벨 조정을 위해, 연속된 방법으로 보다 다소 특정 및 한정된 시간에서 캐패시터(36) 양단의 전압을 나타내는 신호(VX)를 이용하기 위한 샘플 및 홀드 회로 장치(60)를 이용하여, 그러한 문제를 해소하고, 비선형 장치의 노화 결과에 대한 보상으로 상당히 개선된 성능을 얻는다.
도4A 및 도4B는 양의 선택 신호[VS(+)] 및 음의 선택 신호[VS(-)] 각각을 포함하는 짧은 주기 동안 라인(39)에서 얻어진 VB에 대한 전형적인 전압 레벨을 설명하는 파형을 도시한 도면이다. 도시된 것처럼, 선택 신호의 종료에 따라, 전압(VB)은, 짧은 주기, t에 대한 임의 레벨에 도달하기 이전에, 즉 칼럼 도선(17) 상의 신호 레벨이 변경되기 이전에 k로 나타내는 용량성 킥백(capacitive kickback)에 의해, 예를 들어 화상 소자에 대한 데이터 신호의 도선(17)상의 출연에 영향을 주고, 그 시간에 레벨은 용량성 커플링으로 인해 변경되고, 그후, 도선에 인가되는 데이터 신호의 각각의 변경으로 변경을 계속한다. 그 샘플 및 홀드 동작은 주기(t)동안 실행되고, 그 주기 동안 레벨은 선택 신호의 레벨과 선택 주기 동안 기준 회로에 인가된 VA의 레벨에 의해 결정된다.
도5 및 도6은 기준 회로 및 조정 회로를 포함하는 구동 회로부에 대한 회로 장치의 다르고, 선택적인 실시예를 도시한 도면으로, 미국 출원 5428370에 기술된 회로 장치에 유사하지만, 로우 주사에 대한 5레벨 파형이 이용되는 경우의 변경안을 도시한다. 간략히, 도5 및 도6에 설명된 것과 같은 주사 신호 파형(VR)은 양 및 음의 선택 신호[VS(+) 및 VS(-)] 및 동일한 극성의 반전 홀드 신호 레벨과 함께 양의 선택 신호 이전에 바로 발생하고 다른 선택 신호로서 간주될 수 있는 리셋 신호(VM)를 포함한다. 그와 같은 종류의 로우 주사 신호 파형을 이용하는 표시 장치에서 노화로 인하여 TFD의 특성에서 드리프트의 결과는 영상 기억이 갖고 있는 문제를 일으키는 표시 소자 전압의 DC 레벨에서 시프트를 야기시킨다. 선택 전압 레벨 및, 선택적으로 도면에 점선으로 표시된 리셋 신호의 레벨의 적당한 조정에 의해, 주사신호 파형에서 표시 소자의 DC 레벨은 원래의 값[예를 들어, 실제로 제로(0)]으로 복귀되어, 그로 인해 그러한 결과를 보상한다.
도5 및 도6을 참조하면, 주사 신호 파형의 레벨에 필요한 조정은, 도면들의 적당한 비교에 따라, 조정 회로의 부분의 임의 특징으로부터 각각 분리된 도2 및 도3의 것들과 동일한 방법으로 실행된다. 그들 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 이용된다. 도5의 장치에 있어서, 회로(63)는 도2의 장치의 경우에서 그들 값의 차이를 제공하는 것보다 샘플 및 홀드 회로(61 및 62)에서 유지되는 샘플된 값의 평균을 제공하는 경우에 이용된다. 도5 및 도6의 장치는, 도2 및 도3과 비교하여, 도5의 회로 장치에서 전압 레벨이 샘플 및 홀드 회로(61 및 62)의 내용에 평균에 따라 변경되고, 반면에, 도 6의 장치에서 두 개의 샘플 및 홀드 회로(61 및 62)의 내용이 양 및 음의 선택 신호의 레벨을 분리적 및 독립적으로 조정하는데 이용되는 것이 다르다.
상기 기술한 모든 실시예에서 전압 신호(VA)의 레벨은 가정하거나 또는 실제로, 화상 소자에 인가된 데이터 신호 레벨의 평균에 대응하도록 선택된 선정된 값이다. 그 신호의 극성은 모드 필드에서 전환된다. 그 신호(VA)가 유도되는 방식은 미국 출원 제5428370호에 기재되어 있다.
또한 본 명세서에 기재되어 있는 것처럼, 캐패시터(36)는, 비록 바람직하게 표시 소자(14)와 같은 표시 소자를 포함한다 할지라도, TFD를 포함하는 패널의 지지에 따라 유전층에 의해 분리된 박막 금속층을 포함할 수 있다.
또한, 하나 이상의 기준 회로가 이용될 수 있다. 예를 들어, 미국 출원 5428370 호에 기술된 것처럼, 기준 회로는 표시 영역 외측에 있지만 표시 목적에 이용되지 않는 화상 소자의 어레이와 나란하게 하나 이상의 의사 화상 소자의 로우를 포함할 수 있다. 그 기준 회로의 각각의 로우는 화상 소자(12)의 어레이에 이용되는 칼럼 도선(17)의 세트와 공통 로우 도선(16')를 통해 어드레스되고, 각각의 기준 회로는 그 칼럼 도선 중 각각의 한 도선에 접속된다. 그 각각의 기준 회로에서 접합부(38)는 전압 레벨(VB)이 얻어지는 로우 방향으로 연장되는 다른 도선에 의해 함께 접속된다.
비록, 각각의 양 및 음의 선택 신호와 동작하는 분리 샘플 및 홀드 회로를 포함하는 샘플 및 홀드 회로 장치(60)가 상기 기술한 실시예에 이용되지만, 양 또는 음의 선택 신호에 따라 캐패시터 전압 신호를 샘플하는 바로 하나의 샘플 및 홀드 회로만이 이용될 수 있고, 그 신호 샘플된 값이 조정을 위해 이용될 수도 있다.
따라서, 요약하면, 액티브 매트릭스 표시 장치는, 예를 들어 LC 표시 소자(14)와 같은 전자 광학 장치와 예를 들어 박막 다이오드와 같은 관련된 스위칭 장치를 구비하고, 로우 및 칼럼 어드레스 도선의 셋트 각각에 인가되는 선택 및 데이터 신호에 의해 구동되는 화상 소자의 어레이를 가지며, 용량성 소자에 접속된 스위칭 장치를 구비하여 칼럼 어드레스 도선 중 한 도선을 통해 인가되는 선택 신호 및 기준 데이터 신호에 의해 주기적으로 구동되는 기준 회로와, 용량성 소자의 전압으로 기준 회로에 인가되는 선택 신호의 종료에 실제로 상응하는 특정 시간에서 스위칭 장치의 연상 동작을 나타내는 전압을 감지하고, 그 감지된 전압에 따라 그 시간에 스위칭 장치의 연산 동작의 변화에 대한 보상을 위해 화상 소자에 이용되는 구동 전압을 조정하도록 작동될 수 있는 조정 회로를 포함한다.
본 발명의 명세서 판독으로부터, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람이라면 여러 변경안이 있을 수 있음을 알 수 있다. 그와 같은 변경안은 액티브 매트릭스 표시 장치 및 그 구성 부분의 분야에서 시스템의 설계, 제조 및 이용에 이미 공지된 다른 특징을 포함할 수 있고, 이미 본 명세서에 기술된 특징에 부가 또는 대신하여 이용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 로우 어드레스 도선의 셋트 및 칼럼 어드레스 도선의 셋트와, 각각의 화상 소자가 두 셋트의 각각의 어드레스 도선에 접속되고, 표시 소자가 구동되는 스위칭 장치에 접속된 전자-광학 표시 소자를 구비하는 화상 소자의 어레이와, 어드레스 도선의 셋트들에 구동 신호를 인가하여 화상 소자를 구동시키고, 어드레스 도선의 한 셋트에 선택 신호를 인가하고 다른 셋트에 데이터 신호를 인가하는 구동 수단과, 어드레스 도선의 한 셋트에 인가된 신호에 대응하는 선택 신호를 주기적으로 인가하도록 구동 수단이 배열되고, 다른 셋트의 어드레스 도선의 한 도선을 통해 기준 데이터 신호가 인가되며, 선택 신호의 인가에 따라 스위칭 장치를 통해 다른 셋트의 어드레스 도선의 한 도선 상의 기준 데이터 신호에 따른 전압으로 용량성 소자가 구동되도록 접속된 화상 소자의 것과 동일한 스위칭 장치 및 용량성 소자를 포함하는 기준 회로와, 기준 회로의 용량성 소자 양단의 전압을 감지하고, 용량성 소자 양단에 감지된 전압의 변화에 따라 구동 소자에 의해 화상 소자에 인가된 구동 신호를 조정하는 조정 회로를 포함하는 액티브 매트릭스 표시 장치에 있어서,
    상기 조정 회로는 기준 회로에 대한 선택 신호의 인가의 종료에 따라 감지된 용량성 소자 양단의 전압을 나타내고, 기준 회로가 다음의 선택 신호로 어드레스될 때까지 구동 신호에 대한 조정을 결정하는데 이용되는 신호를 유도하도록 배열된 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조정 회로는 선택 신호의 종료 이후와, 기준 회로에 인가된 기준 데이터 신호의 종료 이전에 바로 용량성 소자 양단의 전압을 나타내는 신호를 유도하도록 배열된 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 장치는 2-단 비선형 스위칭 장치를 구비하고, 각각의 화상 소자의 스위칭 장치는 두 셋트의 각각의 어드레스 도선 사이에 표시 소자와 직렬로 결합되고 있고, 상기 기준 회로는 한 단부에 선택 신호가 인가되고, 다른 단부에 기준 신호가 인가되는 용량성 소자와 스위칭 장치의 직렬 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 조정 장치는, 용량성 소자 양단의 전압을 나타내는 신호가 얻어지고, 용량성 소자 양단의 전압을 나타내는 전압 신호를 샘플 및 홀드하기 위해 기준 회로에 인가된 선택 신호에 따라 동작 가능하게 되어 있는 샘플 및 홀드 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 구동 수단은 어드레스 도선의 한 셋트와 기준 회로에 양 및 음의 선택 신호를 선택적으로 제공하도록 배열되어 있고, 상기 샘플 및 홀드 회로는 양 및 음의 선택 신호에 각각 응답하여 상기 전압을 분리적으로 샘플 및 홀드하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 분리된 샘플 전압 신호값은 샘플 및 홀드 회로로부터 출력이 구동 신호에 대한 조정을 결정하기 위해 이용되는 산술 조합 회로에 공급되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 조정 회로는 구동 수단에 의해 제공된 양 및 음의 선택 신호의 레벨을 조정하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 조정 회로는 분리적 샘플된 전압 신호값에 따라 독립적으로 양 및 음의 선택 신호에 대한 조정을 결정하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 표시 장치.
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