KR20010014350A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치는 픽셀 전압을 모니터링하고, 필요하다면 구동 신호를 변경함으로써 DC 전압의 출현으로 인한 플리커를 검출하기 위해 측정 회로(14)를 구비한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}
이러한 형태의 디스플레이 장치는 일예로 텔레비전, 모니터, 랩톱 컴퓨터 등에서 사용된다.
일반적으로, 제 2 기판은 하나 이상의 대응 카운터 전극을 포함하지만, 이것은 일예로 "동-위상 스위칭(IPS)"의 경우에서처럼 꼭 필요한 것은 아니다.
상술된 형태의 디스플레이 장치는 일반적으로 공지되어 있고, 액정 물질의 변질(degeneration)을 방지하기 위해서 픽셀의 양단의 교류 전압(AC 구동)을 통해 일반적으로 구동된다. 그럼에도 불구하고, 와류적인(parasitic) DC 성분이 다른 원인으로 인해 액정 물질의 층 양단에 생성될 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이것은 일예로 반사성 디스플레이 장치(디스플레이 장치는 반사기를 포함하거나, 하나의 기판상의 화상 전극은 반사성이다)의 경우에서처럼 픽셀들이 비대칭적인 구조를 가지는 특별한 경우이다.
상기 DC 성분은 연속적인 프레임 시간에 반대 극성에 대해서 픽셀 구동에 각각 다르게 영향을 준다. 연속적인 프레임 시간(동일한 데이터에서)에 픽셀 양단의 절대 전압이 다를 때, 이러한 사실은 사용된 프레임 주파수(일반적으로 50 또는 60 Hz)의 절반이 되는 주파수에서 플리커(flicker)를 발생시킬 것이고, 이러한 주파수는 이미지에 있어서 확연히 관측된다.
본 발명은, 두 기판 사이에 전기-광학 물질을 포함하는 디스플레이 장치로서, 상기 기판들 중 적어도 하나는 투명 물질이며, 제 1 기판에 행 전극(row electrode)과 열 전극(column electrode)이 제공되고, 각 픽셀은 하나의 행 전극과 하나의 열 전극이 연결되고, 제어 수단은 행 전극에 선택신호를 인가하기 위한 제 1 구동 수단과 열 전극에 데이터 신호를 인가하기 위한 제 2 구동 수단을 구비하는, 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 디스플레이 장치의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 한 부분의 등가 회로도를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3 내지 도 5는 디스플레이 장치의 구동 신호 및 내부 신호를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 한 부분의 등가 회로도를 개략적으로 나타내는 도면.
도 7은 도 6의 상세도.
특히, 본 발명의 목적은 상술된 형태의 디스플레이 장치를 제공하는데 있고, 앞서 언급된 결점은 상기 장치에서 적어도 부분적으로 완화된다.
이 때문에, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 상기 디스플레이 장치가 측정 요소를 포함하고, 제어 수단은 선택기간 동안 측정 요소에 전압을 인가하고, 선택기간 후에 측정 요소의 양단 전압의 변동(variation)을 측정하고, 측정된 전압 변동에 따라 상기 제어 수단에 의해 생성된 디스플레이 장치의 제어 전압 중 적어도 하나를 적용하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
적용될 제어 전압은 일예로 라인 선택신호 전압, 데이터 신호 전압, 디스플레이 장치(일예로, 리셋 전압, 즉 제어 전극 양단의 전압)의 기준 전압이거나, 또는 제 2 기판이 적어도 하나의 대응 전극을 포함할 때 카운터 전극의 양단 전압이다.
본 발명은 수동 및 능동 형태의 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
일예로, 디스플레이 장치의 라인 선택기간은 선택기간에 동안에 선택된다.
와류적인 DC 성분이 상이한(양 및 음) 프레임 기간에 (측정된)전압 변동의 차이를 발생시킬 수 있다는 것이 관측된다. 픽셀을 구동시킬 때, 이러한 오차는 상기 플리커를 초래한다. 두 연속적인 선택기간(또는 두 연속적인 프레임 기간) 후의 전압의 변동(variation)을 서로 비교하고, 측정 결과에 따라 제어 전압 중 어느 하나의 전압을 적용함으로써, 플리커는 상당히 감소된다.
제 1 구현(능동형 디스플레이 장치)에 있어서, 각 픽셀은 스위칭 요소를 통해 행 전극과 열 전극에 연결된다. 이러한 경우에, 측정 요소는 일예로 픽셀의 한 행으로 구성될 수 있지만, 디스플레이 장치에는 별도의{더미(dummy)} 픽셀 행이 바람직하게 제공된다.
측정된 전압의 차이는 일예로 디스플레이 장치가 미리 조정되었을 때 미리 제어 수단에 저장된 변동값과 비교될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 바람직한 실시예에서는, 제어 수단이, 측정 요소의 양단에 전압의 극성 부호를 반전시키고, 선택기간 바로 후의 전압과 후속하는 선택기간 바로 전의 전압 사이의 차이를 측정하기 위한 수단과, 두 극성에 대한 전압 차이의 절대값이 거의 동일한 방식으로 디스플레이 장치의 제어 전압을 적용시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 수치의 측정으로도 충분할 수 있다. 이러한 경우에, 측정 및 정정이 연속적으로 이루어진다. 다른 구현에 있어서, 측정 및 보정은 일예로 디스플레이 장치에서 스위칭이 이루어졌을 때 한번, 또는 주기적으로 수행된다.
수동형 디스플레이에서 사용될 때, 일예로, 측정 요소(실제 디스플레이 부분의 외부)는 제어 수단으로부터 직접적으로 구동되어 사용된다.
본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은 이후에 기술된 실시예로부터 명백해지고 이를 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 일예로 수 개 픽셀의 크기의 액정 디스플레이 장치(1)의 일부분에 대한 개략적인 단면으로써, 상기 장치는 일예로 투명한(ITO) 화상 전극(6)과 반사성 대응 전극(5)을 갖는 유리로 만들어진 두 기판(3,4) 사이에 존재하는 트위스트된 네마틱 액정 물질(2)을 구비한 액정 셀을 포함한다. 본 장치는 극성의 방향이 수직적으로 상호 교차하는 두 개가 편광프리즘을 또한 포함한다. 상기 셀은 기판의 내부 벽상에서 액정 물질을 한 방향으로 위치(orient)시키는 오리엔테이션(orientation) 층(9)을 또한 포함한다. 이러한 경우에, 액정 물질은 양의 광 이방성(anisotropy) 및 양의 유전체 이방성을 갖는다. 만약 전극(5,6)이 전압에 의해 에너지가 인가된다면, 분자와 따라서 디렉터(directors)는 방향이 필드로 향한다.
화상 전극의 양단 전압은 구동 모드에 의해 결정된다. 도 2는 본 실시예에서 박막 트랜지스터인 능동 스위칭 요소로 구동되는 화상 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 나타내고 있다. 그것은 행 또는 선택 전극(17) 및 열 또는 데이터 전극(11)의 교차하는 영역에서 픽셀(18)의 매트릭스를 포함한다. 행 전극은 행 구동기(16)에 의해서 연속적으로 선택되고, 반면에 열 전극은 데이터 레지스터(10)를 통해 데이터가 제공된다. 만약 필요하다면, 인입 데이터(13)는 프로세서(15)에서 제일 먼저 처리된다. 행 구동기(16)와 데이터 레지스터(10) 사이의 상호 동조는 구동 라인(12)을 통해 발생한다.
행(row) 구동기(16)로부터의 구동 신호는 게이트 전극(20)이 행 전극(17)과 전기적으로 연결되고, 소스 전극(21)이 열 전극(11)과 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터(TETs)(19)를 통해 화상 전극을 선택한다. 열 전극(11)에 존재하는 신호는 TFT를 통해 드레인 전극(22)에 연결된 픽셀(18)의 화상 전극에 전달된다. 다른 화상 전극은 일예로 하나의(또는 그 이상의) 공통 대응 전극(들)(24)에 연결된다.
이러한 실시예에 있어서, 도 1의 디스플레이 장치는 각 픽셀의 위치에서 보조 커패시터(23)를 또한 포함한다. 이러한 실시예에서, 보조 커패시터는 드레인 전극(22)의 공통점과, 한편으로는 픽셀의 주어진 행의 픽셀 사이에, 다른 한편으로는, 상기 공통점과 픽셀의 이전 행의 행 전극 사이에 연결된다. 일예로 상기 공통점 또는 후속하는 픽셀 행(또는 이전 행) 사이의 보조 커패시터와 같은 다른 구성이 대안적으로 가능하다. 이러한 보조 커패시터가 TFTs에 기초한 모든 디스플레이 장치에 존재하는 것은 아니라는 것이 주시될 것이다.
화상 편이(deviation)를 방지하기 위해서, 도 2의 디스플레이 장치는 별도의 행 전극(17')을 포함한다.
TFTs 대신에, MIMs 또는 다이오드와 같은 양극소자가 사용될 수 있다.
도 3 및 4는 디스플레이 장치의 구동 신호를 나타낸다. t0인 순간에, 행 전극(17)은 신호(Vsel)(도 1)를 통해 에너지가 공급되고, 동시에 데이터 신호(Vd)(도 2)는 열 전극(11)에 제공된다. 라인 선택 시간(tL)이 경과한 후에, 전극의 후속하는 행 전극은 t1인 순간에 선택된다. 일예로, 일반적으로 20msec 또는 16.7msec인 필드 시간 또는 프레임 시간과 같은 어느 정도의 시간 후에, 상기 행 전극(17)은 신호(Vsel)를 통해 t2인 순간에 다시 에너지가 공급되고, 동시에 반전된(inverted) 데이터 신호(Vd)가 열 전극(11)에 제공된다(불변하는 화상의 경우에). 라인 선택 시간(tL)이 경과한 후에, 전극의 다음 행은 t3인 순간에 선택된다. 이러한 현상이 t4인 순간부터 반복된다.
데이터 전압은 픽셀의 모든 후속하는 선택에서 반전되기 때문에, 픽셀의 양단 전압은 도 5에서 도시된 것처럼 극성을 변경시킨다. 픽셀이 선택되지 않는 기간 동안에는, 이러한 픽셀의 절대값은 감소된다. 전압 감소는, 반사성 디스플레이 장치의 경우, 또는 일예로 두 기판에 오리엔테이션 층의 다른 물질이나 두께가 사용되는 경우와 같은, 특히, 국한된 것은 아니지만 비대칭 구조를 갖는 픽셀에서 극성에 따라 다르다. 전압 감소는 본래부터 본 장치의 구조에 있는 DC 성분에 의해 결정된다. t0-t1의 기간 동안 (양의)선택 후에, 픽셀 전압(Vp)(의 절대값)은 특정 수단없이도 프레임 기간(tf)의 다른 시간(t0-t1) 동안에 V1로부터 V2'까지 감소한다{도 5에서 점선(25)}. 마찬가지로, 픽셀 전압(Vp)(의 절대값)은 기간(t2-t3) 동안 (음의)선택 후에, 프레임 시간의 다른 시간(t3-t4) 동안에 V3으로부터 V4'까지 감소한다{도 5에서 점선(25')}. 두 극에 대한 전압 감소, 즉 ΔVa=V1-V2' 및 ΔVb=V4'-V3는 비대칭적이기 때문에, 이것은 프레임 주파수의 절반의 주파수(25 또는 30 Hz)에서 플리커로써 관측될 수 있다.
본 발명에 따라, 하나 이상의 픽셀 양단 전압의 변동이 측정된다; 바람직하게는, 더미(dummy) 픽셀의 한 행(실제적인 디스플레이에 대해서는 사용되지 않음)은 일예로 중간 그레이(grey)의 데이터 전압을 통해 이러한 목적을 위해 제어되고, 하나 이상의 제어 전압은 ΔVa=ΔVb인 방식(이러한 예에서)으로 적용된다. 적용될 제어 전압은 데이터 또는 선택 전압일 수 있지만, 또한 일예로 카운터 전극 양단의 전압일 수 있다. 다음으로 픽셀 양단의 전압은 실선(26,26')으로 도시된 것과 같은 변동(ΔVa=V1-V2=ΔVb=V4-V3)을 가진다. 개시단의 전압과 비-선택기간의 종단 사이의 전압 차이를 측정하는 대신에, 시간-전압 그래프(또는 전압 정수가 결정되어질 수 있는 그래프)내의 수 개의 위치에서 측정하는 것이 또한 가능하다.
수동형 디스플레이 장치의 경우에 있어서, 스위치(19)는 제공되지 않는다. 픽셀은 이제 행 및 열 전극의 중복되는 부분으로 한정된다. 측정을 위해서, 프로세서(15)를 경유하여 별도의 전극(일예로)을 통해 구동되고 측정되는 하나 이상의 측정 요소가 제공된다. 측정된 결과에 따라, 라인 선택 전압이 적용된다.
도 6은 화상 영역(27)과 더미(dummy) 픽셀의 행(28)을 구비하는 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내고 있고, 상기 픽셀은 측정 요소로서 동작하고 선택전극(17'')을 통해 선택된다. 픽셀(28)의 양단 신호는 측정 전극(37)을 경유해 프로세서(15)의 측정부(14)에 동시에 인가되고, 상기 프로세서에서 값(V1,V2,V2',V3,V4,V4')은 저장되어 비교된다. 만약 필요하다면, 구동 신호들 중 하나의 신호는 ΔVa=V1-V2=ΔVb=V4-V3이 될 때까지 적용된다. 측정의 목적을 위해(그리고, 바이어스 전압이 가능한 적용을 위해), 공통 대응 전극(24)은 이러한 실시예에서 측정 전극(37)을 통해 또한 연결된다.
화상 영역(27)에 대한 대응 신호는 유사한 방식으로 적용된다. 더미 픽셀의 행 대신에, 일예로 실제 사용(디스플레이 장치가 스위치 온 되는 때에)에 앞서 화상 영역(27)으로부터의 픽셀이 측정 수단으로써 또한 사용될 수 있다.
더미 픽셀(28) 양단의 신호는 측정부(14) 내의 측정 전극(37)을 통해 연산증폭기(29)를 구비하는 입력부(30)에 인가된다(도 7). 전압{(V1,V2,(V2'),V3,V4,(V4')}이 연산 증폭기(29')를 통해 저장되고 연산 증폭기(29'') 및 레지스터(33,33')로 구성되는 차동 증폭기(32)에서 처리되도록, 연산 증폭기의 출력은 연속적으로 순간(t1,t2,t3,t4)에 스위치(35)를 통해 샘플 유지부(31)에 인가된다. 차이 전압(ΔVa,ΔVb)은 연산 증폭기(29''') 및 레지스터(34,34')로 구성되는 출력 증폭기(36)에서 비교된다. 출력 증폭기(29''')의 출력단에서의 가능한 전압에 따라, 하나 이상의 제어 전압이 ΔVa=ΔVb가 될 때까지 적용되고, 만약 필요하다면, ΔVa=ΔVb+c가 될 때까지 적용된다(여기서 c는 상수 전압).
본 발명의 범주 내에서 많은 변경이 당업자들에 의해 창안될 수 있다는 것이 명백해질 것이다. 일예로, 측정 전극은 디스플레이 장치의 표면상에서 전개될 수 도 있다.
요약해서, 본 발명은 일예로 DC 오프셋(능동 및 수동형 디스플레이 장치에서 모두에서)으로 인한 플리커를 검출하기 위하여 또한 필요하다면 제어 전압을 적용하기 위한 측정 회로를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명은 각각의 색다른 특성 장치 및 특성 장치들의 조합에 기초한다.

Claims (10)

  1. 두 기판 사이에 전기-광학 물질을 포함하는 디스플레이 장치로서, 상기 기판들 중 적어도 하나는 투명하고, 제 1 기판에는 한 픽셀의 위치에 행 전극(row electrode)과 전극(column electrode)이 제공되고, 각 픽셀은 하나의 행 전극과 하나의 열 전극에 연결되고, 제어 수단은 상기 행 전극에 선택신호를 인가하기 위한 제 1 구동 수단과 상기 열 전극에 데이터 신호를 인가하기 위한 제 2 구동 수단을 구비하는 제어 수단을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 측정 요소를 포함하고, 상기 제어 수단은, 선택기간 동안에 전압을 상기 측정 요소에 인가하고, 상기 선택기간 이후에 상기 측정 요소의 양단 전압의 변동을 측정하며, 측정된 상기 전압 변동에 따라 상기 제어 수단에 의해 생성된 상기 디스플레이 장치의 상기 제어 전압 중 하나를 적용하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 각 픽셀은 스위칭 요소를 통해 상기 행 전극 또는 상기 열 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 측정 요소는 픽셀의 한 행을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 측정 요소의 양단 전압의 극성 부호를 반전시키고, 상기 선택기간 바로 후의 전압과 후속하는 선택기간 바로 전의 전압 사이의 차이를 측정하기 위한 수단과, 두 극성에 대한 전압 차이의 절대값이 거의 동일하게 되는 방식으로 상기 디스플레이 장치의 제어 전압을 적용시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 반사기를 포함하거나, 또는 상기 기판 중 어느 하나의 기판상의 상기 화상 전극이 반사성인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 전압은 선택 신호의 전압을 구성하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 전압은 데이터 신호의 전압을 구성하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 전압은 상기 디스플레이 장치의 기준 전압을 구성하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 기판은 적어도 하나의 대응 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제어 전압은 상기 대응 전극 양단의 신호의 전압을 구성하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
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