KR20050026496A - 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20050026496A
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에드워즈마틴제이
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

화소의 어레이(12)를 가진 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치로서, 각각의 화소는 선택(행) 어드레스 도체와 데이터(열) 어드레스 도체(18, 20)의 교차 세트에 의해 어드레싱되는 화소 전극(14)과 스위칭 장치(16)를 포함하고, 보조 접속 라인(30)의 세트가 데이터 어드레스 도체(20) 방향으로 연장하며 행 어드레스 도체(18) 각각에 접속되어서 한쪽 혹은 반대측으로부터의 어레이의 어드레싱을 가능하게 한다. 각각의 화소는 같은 행의 화소가 공유하는 화소 전극 및 캐패시터 라인(40)에 접속된 저장 캐패시터(22)를 포함한다. 한 화소의 행의 선택 도체는 그 끝에서 예컨대 접속 라인(45)을 통해서 다른 행과 관련된 각각의 캐패시터 라인에 연결되며, 각각의 접속 라인은 화소의 행의 각각의 선택 도체 및 여기에 연결된 다른 행의 캐패시터 라인에 접속된다. 가짜 기생 캐패시턴스에 의해 야기된 원치않는 디스플레이 아티펙트를 방지하는 것에 더해서, 이 장치는 용량성 결합 구동 방식이 사용될 수 있게 하며, 필요한 구동 신호는 접속 라인을 통해서 공급된다.

Description

액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치{ACTIVE MATRIX LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 화소의 어레이를 가진 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 각각의 화소는 화소에 접속된 교차하는 선택 어드레스 도체와 데이터 어드레스 도체의 세트 사이의 각각의 교차점에 위치된 화소 전극 및 스위칭 장치 및 선택 어드레스 도체의 세트에 선택 신호를 공급하는 접속 라인의 세트를 포함하며, 이 접속 라인은 어레이의 한쪽에서 데이터 어드레스 도체의 세트의 방향으로 연장해서 선택 어드레스 도체의 세트 각각에 접속된다.
이러한 종류의, 그리고 휴대 전화, 카메라의 뷰파인더, 전자 개인 수첩 등과 같은 휴대형 응용 분야에 사용하기 적합한 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치(AMLCD)의 예는 WO02/063387 (PHNL 010074)에 설명되어 있다. 이 장치에서, 각각의 접속 라인은 어레이의 일측에서 반대측의 데이터 어드레스 도체의 쌍 사이로 연장하며, 그 길이에 따른 한 위치에서 관련된 선택 어드레스 도체에 접속하고, 이 도체 위로 연장한다.
선택(행) 어드레스 도체의 세트에 접속된 접속 라인의 세트를 통해서, 선택 (스캐닝) 신호 및 디스플레이 데이터 신호가, 종래의 AMLCD와 같이 서로 수직인 측이 아닌 어레이의 한쪽 또는 어레이의 평행한 반대측에 제공되는 데이터(열) 어드레스 도체에 인가될 수 있다. 여기서, 이러한 어드레스 아키텍쳐를 가진 AMLCD는 병렬 구동 타입의 AMLCD라고도 불릴 것이다. 전형적으로, 종래의 AMLCD에서, 선택 신호를 전송하는 행 어드레스 도체의 세트 및 데이터 신호를 전송하는 열 어드레스 도체의 세트는 어드레스 도체의 세트와 전기적으로 접촉될 수 있도록 각각 화소 어레이의 영역을 지나서 사각형 지지부 위로 연장한다. 예컨대, 행 및 열 구동 회로 IC는 연장된 어드레스 도체에 접속된 그들의 출력 단자를 가진 지지부의 주변 경계 영역 상에 직접 장착될 수도 있고 혹은 다른 방안으로 호일 상의 트랙을 통해서 어드레스 도체에 접속된 출력 단자를 가진 호일 상에 장착될 수도 있다. 위에 설명된 방식으로 접속 도체 라인의 세트를 사용해서, IC가 지지부의 한쪽 면만을 따른 공통 주변 경계 영역 또는 지지부의 대향하는 평행한 측을 따른 각각의 주변 경계 영역에 제공될 수 있으며, 혹은 다른 방안으로 이러한 부분에 호일 접속부가 만들어질 수 있다.
이러한 특성은 예컨대 주어진 크기의 지지부의 유효 디스플레이 영역이 일차원적으로 증가될 수 있게 하는데 사용될 수 있으며, 이는 디스플레이 장치가 소형 휴대형 제품에 사용될 때 유익하다. 유사한 종류의 접속 방식이 R.Greene등의 "Manufacturing of Large Wide-View angle Seamless Tiled AMLCDs for Business and Consumer Applications", IDMC 2000, 191-194페이지에 개시되어 있다. 이 경우의 장점은 어드레스 도체가 하나의 에지만으로부터 구동되는 것을 가능하게 함으로써, 개개의 디스플레이 패널의 타일링이 용이하게 된다는 점이다.
각각의 화소마다, 인가된 데이터 신호를 저장해서 LC 디스플레이 소자의 구동 전압을 유지하는 것을 돕는 저장 캐패시터를 제공하는 것은 AMLCD에 공통이다. 캐패시터의 한쪽에는 화소 전극이 접속되고, 다른 쪽에는 화소의 인접 행과 관련된 선택 어드레스 도체가 접속되거나 혹은 선택 어드레스 도체에 평행하게 연장하는 전용 보조 라인이 접속된다.
그러나, 이러한 형태의 디스플레이에서는, 위에 설명한 종류의 AMLCD에서 저장 캐패시터를 사용할 때 불균일이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
도 1은 병렬 구동 타입 AMLCD의 제 1 실시예에서 전형적인 화소의 그룹의 등가 전자 회로를 개략적으로 도시하는 도면,
도 2는 병렬 구동 타입 AMLCD의 제 2 실시예에서 전형적인 화소의 그룹의 등가 전자 회로를 개략적으로 도시하는 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제 1 및 제 2 실시예의 전형적인 화소 그룹의 등가 회로를 개략적으로 도시하는 도면,
도 5는 다른 방안의 회로 구성을 가진 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 다른 실시예를 예시적인 구동 파장과 함께 개략적으로 도시한 도면.
도면에서 같은 참조 번호는 같은 혹은 유사한 부분을 나타낸다.
본 발명의 목적은 서두에 설명한 종류의 개선된 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 서두에 설명된 종류의 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치가 제공되며, 여기서 각각의 화소는 화소 전극과, 같은 행의 화소가 공유하는 캐패시터 라인 사이에 접속된 저장 캐패시터를 포함하며, 여기서 한 화소 행과 관련된 선택 어드레스 도체는 다른 화소 행과 관련된 캐패시터 라인에 연결되며, 이로써 각각의 접속 라인은 한 화소의 행의 각각의 선택 어드레스 도체 및 그 연결된 다른 화소 행의 캐패시터 라인에 접속된다.
본 발명은 중요한 이점을 제공하며, 위에 설명한 디스플레이 불균일 문제가 해결될 수 있게 한다. 또한, 디스플레이 불균일의 위험이 발생하는 일 없이 이른바 용량성 결합 구동 방식이 사용될 수 있게 된다. 화소 내의 LC 물질에 인가되는 구동 전압의 일부가 화소 저장 캐패시터를 통해서 화소 전극에 연결되는 이러한 구동 방식은 열 구동 회로의 설계 및 동작이 디스플레이 데이터 신호를 데이터 어드레스 도체에 인가하는 데 사용된다는 점에서 매우 유익하며, 그 이유는 이들이 데이터 신호에 필요한 전압 범위를 감소시켜서, 디스플레이 장치의 전체 전력 소비를 줄일 수 있기 때문이다.
바람직하게는, 각각의 접속 라인은 어레이의 한쪽에서 연장해서, 접속점에서 선택 어드레스 도체 또는, 어레이의 한쪽에 가장 가까운, 이 도체와 관련된 캐패시터 라인에 접속되며, 이 접속 라인은 접속점에서 끝난다. 이로써 위에 설명한 디스플레이 불균일 문제가 해결되거나 적어도 실질적으로 감소한다.
본 발명은 부분적으로는 포함되어 있는 디스플레이 불균일 문제 및 특히 용량성 효과의 원인을 이해하는 것부터 나왔다. 하나의 화소의 선택 어드레스 도체가 다른 화소의 저장 캐패시터 라인에 접속되어, 이와 쌍이 되도록 배열함으로써 이러한 문제의 해결을 돕는다. 바람직하게는, 이 다른 화소 행은 인접 화소 행이다. 이로써 접속 배치가 간단해진다.
선택 어드레스 도체는 어레이의 한쪽에 있는 그 단부들 사이의 상호접속부에 의해서 그 관련 캐패시터 라인에 접속되는 것이 바람직하다. 이런 방식에서 상호 접속부의 위치가 화소 어레이 영역 밖이기 때문에, 설치가 간단해지고, 화소 회로 자체는 확실히 영향을 받지 않게 되며, 결과적으로 상호 접속부가 어레이의 영역 내에 설치되는 경우에 발생할 수 있는, 어떤 추가적인 기생 캐패시턴스의 영향으로 인한 방해를 받지 않는다. 상호 접속부는 용이하고 편리하게 선택 어드레스 도체 및/또는 캐패시터 라인과 동시에 제조될 수 있으며, 이는 이들 소자 중 하나 이상에 사용되는 증착된 도전층의 패터닝을 적절하게 수정함으로써 가능하다.
상호 접속부는 모두 어레이의 한쪽에 배열될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 연속하는 선택 어드레스 도체와 관련된 상호 접속부가 어레이의 반대측에 배열되는 다른 방안도 가능하다. 이러한 배치는 제조를 간편하게 하고 더 적은 수의 교차점만을 필요로 한다.
본 발명에 따른 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치(AMLCD)의 실시예가 첨부된 도면을 단지 예로서 참조하면서 설명될 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, AMLCD의 병렬 구동 어레이 아키텍쳐 타입의 제 1 및 제 2 실시예는 종래의 AMLCD와 전체적으로 유사하며, 큰 차이는 행 및 열 어드레스 도체의 세트가 2개의 인접측면이 아닌 어레이의 대향하는 측면(또는 바람직하게는 같은 측면)으로 경로 지정되었다는 점이다. AMLCD는 화소(12)의 어레이를 포함하고, 이들은 각각은 화소 전극(14) 및 TFT(박막 트랜지스터:16)의 형태인 스위칭 장치를 포함하며, 이 스위칭 장치는 행(선택) 및 열(데이터) 어드레스 도체(18, 20)의 세트 각각에 접속된다. 간단하게 3개의 열 Col M, Col M+1 및 Col M+2과, 2개의 행 N, N+1으로 이루어진 6개의 화소의 그룹만이 도시되어 있지만, 전형적인 장치에서 어레이에는 수천개의 화소가 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
장치의 구조는 종래의 실시를 따르며, 여기서 화소 전극(14)이 행 및 열로 이루어지고, 서로 수직인 행 어드레스 도체(18)와 열 어드레스 도체(20)의 세트가 화소 전극 사이에서 연장하되, 각각의 전극은 각각의 어드레스 도체의 쌍의 교차점에 인접해서 위치된다. 화소 전극, 어드레스 도체의 세트 및 TFT는 모두, 예컨대 유리판과 같은 공통 지지부 상에 위치된다. 예컨대, 역시 유리판과 같은 제 2 의 이격된 지지부가 제 1 지지부 상에 평행하게 놓이며, 이는 도 1 및 도 2에서 21로 표시된 공통 전극을 지지한다. 액정 물질이 지지대 사이에 들어가며, 이 액정 물질은 지지대 사이에서 어레이의 주변부 둘레를 따라 연장하는 밀봉재에 의해 둘러싸여 있다. 각각의 화소 전극(14)은 공통 전극(21) 중 위에 놓인 부분 및 이들 사이의 액정 물질과 함께 각각의 디스플레이 소자(15)를 형성하고, 이는 여기서 캐패시터(CLC)로 표시된다.
같은 행에 있는 화소의 모든 TFT(16)의 게이트 단자는, 동작시에 선택 펄스(게이팅) 신호가 공급되는 공통 행 어드레스 도체(18)에 접속된다. 유사하게, 같은 열 내의 모든 화소의 TFT의 소스 단자는 데이터(비디오) 신호가 공급되는 공통 열 어드레스 도체(20)에 접속된다. TFT의 드레인 단자는 디스플레이 소자 혹은 그 일부를 형성하는 각각의 화소 전극(14)에 접속된다.
이 장치는 선택 펄스 신호를 순차적으로 사용해서 행 도체(18)를 스캐닝함으로써 시간 기준으로 행에서 구동되어서, 각각의 행 어드레스 기간에 TFT(16)의 각각의 행을 차례로 턴온하고, 디스플레이 소자의 각각의 행에 대해서 열 도체에 데이터(비디오) 신호를 적절하게 게이팅 신호와 동기식으로 차례로 인가해서, 1필드 이상의 완성된 디스플레이 화상을 형성한다. 한번에 하나의 행을 어드레싱함으로써, 선택 펄스 신호의 기간에 의해 정해지는 시간동안에는 어드레싱된 행의 모든 TFT(16)가 스위칭 온되며, 이 시간 동안 데이터 신호가 열 도체(20)로부터 화소 전극(14)으로 전송된다. 선택 신호가 종료되었을 때, 도체(18)는 더 낮은 일정 레벨로 돌아가고, 그 행의 TFT(16)는 나머지 프레임 시간 동안에는 턴 오프되며, 이로써 디스플레이 소자를 도체(20)로부터 분리시키고, 디스플레이 소자가 다음번 어드레싱될 때까지, 통상적으로 다음 프레임 기간에 인가된 전하가 디스플레이 소자에 확실히 저장되게 한다. 전형적인 AMLCD의 일반적인 구조 및 구동에 관한 더 많은 정보는 US-A-5130829를 참조한다.
각각의 화소(12)는 화소 전극(14)과 기준 전위 소스 사이에 접속된, 캐패시턴스(Cs)를 가진 저장 캐패시터(22)도 포함하고, 이는 용량성 결합형 구동 방식이 실시될 수 있도록, 다음 화소의 행과 관련된 행 어드레스 도체(18)를 포함하며, 여기서, 어드레싱 시에 디스플레이 소자에 인가된 구동 전압의 일부가 저장 캐패시터(22)를 통해서 전극(14)에 연결된다. 이를 위해서, 통상의 선택 및 유지 레벨에 더한 전압 레벨을 포함하는 특정 종류의 신호 파장이 행 어드레스 도체(18)에 인가된다. 용량성 결합 구동 방식이 사용되어서 디스플레이 출력의 품질을, 특히 그 관련된 TFT의 게이트-드레인 캐패시턴스를 통한 이미지 스티킹 효과를 개선하고, 더 낮은 전압 열 구동 회로를 구현할 수 있게 한다. 이는 인접한 행 어드레스 도체에 접속된 저장 캐패시터를 사용하며(즉, 디스플레이 소자의 TFT가 접속되는 것과는 달리), 한 라인, (행) 또는 필드 반전 모드(field inversion mode)로 동작하는 디스플레이 장치에 적용할 수 있다. 간단하게 유지 레벨 및 한 프레임당 한번의, 각각의 행 어드레스 기간에 그 도체에 접속된 TFT를 턴온시키도록 동작할 수 있는 선택(게이팅) 펄스 레벨을 갖는 파장이 각각의 행 어드레스 도체에 인가되는 대신에, 이 구동 방식에 사용되는 파장은 중간 단계의 레벨을 더 포함한다. 동작시에, 디스플레이 소자는 관련 TFT를 통해서 공급 데이터 신호의 값에 따른 특정 레벨로 충전되며, 선택 펄스 신호의 끝에 TFT가 턴 오프되어 디스플레이 소자를 단절시킨 이후에, 인접 행 어드레스 도체에 인가되는 파장의 전압 단계가 저장 캐패시터를 통해서 디스플레이에 결합되어서 디스플레이 소자 전압이 필요한 디스플레이 효과를 생성하는 최종의 원하는 레벨로, 즉 그레데이션(gradation) 레벨로 되게 한다. 따라서, 하나의 행 어드레스 도체에 인가되는 파장의 단계 레벨은, 자신의 저장 캐패시터를 통해서 다른 인접한 행 어드레스 도체가 선택하는 하나의 행 내의 디스플레이 소자에서 획득되는 전압에 영향을 미친다. 단계 레벨을 적절히 조정함으로써, 이 기술을 킥백(kickback) 효과를 보상하는데 사용할 수 있다.
TFT LC 디스플레이 장치에 사용되는 용량성 결합형 구동 방식의 예가 Takeda 등의 "Simplified Method of Capacitively Coupled Driving for TFT-LCD" Proc. Japan Display 89의 페이지 580-583 및 T. Kamiya 등의 "A Novel Driving Method of TFT-LCD with Low Power Consumption"Proc. A MLCD '94, Tokyo의 페이지 60-62에 기술되어 있으며, 그 내용이 여기에 참조로서 포함된다. 전자에서, 디스플레이 소자와 관련된 저장 캐패시터는 이전의 인접 행 어드레스 도체에 접속되고, 단계 레벨은 선택 펄스 신호를 따르며, 반면에 후자에서 저장 캐패시터는 후속하는 인접 행 어드레스 도체에 접속되고, 스텝 레벨은 선택 펄스에 앞선다. 용어 이전 및 후속하는 여기서 행이 어드레싱되는 순서로, 통상적으로 위에서 아래이다.
도 1의 장치에서, 행 어드레스 도체(18)는 화소 어레이의 인접한 대향 에지에서 즉시 끝나고, 보조 열 도체의 형태인 접속 라인(30)의 세트는 열 어드레스 도체(20)와 같은 방향으로 평행하게 연장하되, 라인(30) 각각은 각각의 인접한 열 어드레스 도체(20)의 쌍 사이에서 어레이의 바닥부로부터 연장해서, 행 어드레스 도체(18) 각각에 접속되는 접속점(32)에서 끝난다. 이로써 보조 접속 라인(30)은 데이터 신호가 열 어드레스 도체(20)에 인가되는 어레이의 상측에 대향하는 어레이의 하측으로부터 행 어드레스 도체(18)로 행 선택 신호가 인가될 수 있게 한다.
화소를 구동하기 위해서, 종래의 형태의 행 및 열 구동 회로(도시 생략)는 그 양 끝에서 선택 라인(30) 및 열 어드레스 도체(20)의 세트에 접속된다. 행 구동 회로는 라인(30)을 통해서 선택 신호를 행 어드레스 도체(18) 각각에 제공해서 최상위 행부터 시작해서 차례로 TFT(16) 각각을 턴온시키고, 열 구동 회로는 예컨대 입력 비디오 신호를 샘플링함으로써 획득된 데이터(비디오) 신호를 행 선택과 동기식으로 열 어드레스 도체(20) 각각에 제공한다. 각각의 행은 우선 상부에서 시작해서 마지막으로 바닥부의 순서로 어드레싱되어서 어레이로부터의 디스플레이 출력을 형성한다. 행은 이런식으로 연속 프레임으로 반복해서 어드레싱된다. 구동 회로는 어레이의 대향하는 면들에서 도체(18, 20, 30)를 지지하는 지지부의 영역 상에 장착된 IC의 형태로 제공될 수 있다. 다른 방안으로, 폴리실리콘 장치를 포함하는 TFT의 경우에, 구동 회로는 같은 과정을 사용해서 지지부의 대향하는 면들에 실제로 제조될 수 있으며, 동시에 TFT 및 어드레스 도체 등을 포함하는 액티브 매트릭스 회로는 지지부 상에 완전히 집적되도록 제조될 수 있다.
따라서 이해될 수 있는 바와 같이, 장치의 구동은 행 선택 신호가 라인(30)의 세트를 통해서 행 어드레스 도체(18)에 인가되는 점을 제외하면, 전체적으로 종래의 AMLCD와 유사하다. 이로써 IC의 장착 또는 상호 접속의 제공을 위해 2개의 인접 측면을 따라서 지지부의 주변부가 사용될 필요가 없으며, 이는 장치의 대칭성 및 제품 내에 패키지될 수 있는 방식의 관심에서 이점을 갖는다.
도 2의 AMLCD는 다른 행 어드레스 도체로의 구동 신호의 접속 구성을 사용하며, 이를 제외하고는 도 1과 유사하다. 여기서, 접속 라인(30)은 어레이의 상부로부터 그들 각각의 행 어드레스 도체(18)로 연장하고, 이들은 접속점(32)에서 끝난다.
디스플레이 장치의 구성은 설명되지 않고, 일반적으로 종래의 프랙틱스가 사용된다. TFT(16)는 비정질, 미정질 또는 다정질 실리콘 타입이 될 수 있다. 디스플레이 장치는 반사형 또는 투과형이 될 수 있다. 반사형인 경우에, 접속 라인(30)은 화소 전극 아래에 위치될 수 있다. 투과형의 경우에, 접속 라인(30)은 화소 전극의 측부를 따라서 배열될 수 있다.
도 1 및 도 2 모두의 장치의 동작시에, 화소의 디스플레이 밝기 레벨에서 에러가 관측될 수 있다. 그 이유가 설명될 것이다.
도 1의 장치의 경우에, 어레이의 하부 에지로부터 연장하는 접속 라인(30)이 각각의 열의 화소 전극(14) 아래에 또는 근접해서 연장하기 때문에, 접속 라인(30)과 화소 전극(14) 사이에서, 도 1에서 CL로 표시된 바와 같은 추가 기생 캐패시턴스가 나타날 수 있다. 대부분의 화소 전극 내에서, 추가 캐패시턴스의 영향은 화소의 동작에 중요하지 않다. 그러나, 예컨대 도 1에 A로 표시된 화소 내에서, 캐패시턴스 CL의 영향은 오프셋 전압을 증가시키고, 그 결과 화소의 TFT(16)는 관련 도체(18)에 인가되는 선택 신호의 끝에 턴오프된다. 이는 캐패시턴스(CL)가 이 화소 내에서 TFT(16)의 게이트-드레인 캐패시턴스와 동시에 나타나기 때문이다. 결과적으로, 화소(A)는 같은 화소 전극의 행 내에서 다른 모든 화소와는 다른 오프셋 전압을 가질 것이다. 이러한 차이는 화소(A)에 의해 디스플레이되는 밝기(그레이 스케일) 레벨에서 가시적인 에러를 만들 수 있다. 같은 효과가 도 1의 화소(D)에서 나타나며, 라인(30)과 도체(18) 사이의 접속점(32)의 위치에 있는 어레이 내의 모든 다른 화소, 즉 행 구동 신호를 지지하는 라인(30)은 화소의 TFT(16)의 게이트에 선택 신호를 제공한다.
행 구동 신호가 어레이 위에서 도체(18)에 인가되는 도 2의 구성의 경우에, 캐패시턴스(CL)의 영향은 도 1의 장치와는 다르지만, 용량성 결합된 구동 방식을 사용할 때는 중요하지 않다. 도 2에서 A로 표시된 화소에서, 추가 기생 캐패시턴스(CL)는 효율적으로 화소의 저장 캐패시터(22)와 병렬로 접속된다. 이는 용량성 결합식 구동을 사용할 때, 화소(A)의 전극(14)에 연결되는 구동 전압의 크기가 같은 행의 다른 화소보다 더 커서, 이 화소가 다른 밝기 레벨을 갖게 할 것이라는 것을 의미한다. 같은 효과가 D로 표시된 화소 및 유사하게 접속점(32)에 인접해서 위치된 모든 다른 화소에서 발생하며, 접속 라인(30)이 저장 캐패시터(22)용 신호를 전달한다.
도 3 및 4는 이러한 밝기 에러와 관련된 문제를 방지하는 본 발명에 따른 AMLCD의 2개의 예시적인 실시예의 회로 구성을 도시한다. 간단하게 하기 위해서 2개의 행, Row N, Row N+1 및 2개의 열 Col M, Col M+1의 각각 4개의 화소(12)만이 도시되어 있다. 두 실시예 모두, 접속 라인(20)이 TFT(16) 용 선택 신호 또는 저장 캐패시터(22)용 구동 신호를 제공하는 화소(12)를 지나지 않는 수정된 어레이 아키텍쳐를 사용한다. 대신에, 라인(30)은 각각 선택 신호 또는 캐패시터 라인 구동 신호를 제공하기 위한 화소의 에지 가까이서 끝나되, 이는 어레이의 측부에 가장 가까우며, 접속 라인이 라인(30)과 화소 전극(14) 사이의 추가 캐패시턴스(CL)를 최소화하도록 연장한다.
이는 이전과 같은 목적의 도체를 사용하지 않고, 별도의 행 어드레스 도체(18) 및 저장 캐패시터(22)용 수평 전극을 사용해서 달성된다. 따라서, 이 장치는 행 어드레스 도체(18)의 세트 및 행 어드레스 도체와 평행하게 연장하는 별도의 저장 캐패시터 라인(40)의 세트(Cap N, Cap N+1 등)를 갖는다. 행 어드레스 도체(18) 및 화소의 각각의 행용 저장 캐패시터 라인(40)은 화소의 대향하는 측에 위치되며, 예컨대 행 어드레스 도체는 화소의 상부를 향하고, 캐패시터 라인은 화소의 바닥부를 향하거나 혹은 그 반대이다. 각각의 행 어드레스 도체(18)에 접속된 접속 라인(30)에 의해 전달되는 각각의 행 구동 신호는 관련된 화소의 행의 선택(TFT 게이팅) 신호 및 제 2 의 다른 화소의 행의 저장 캐패시터 구동 신호를 제공하는 데 사용된다. 이를 위해서, 관련된 행 어드레스 도체(18) 및 캐패시터 라인(40)은 디스플레이 영역 밖에서 이 도체(18)와 라인(40)을 연결시키는 짧은 수직 상호 접속부(45)를 통해서 한쌍으로 접속된다. 어레이 내의 모든 화소용 행 어드레스 도체 및 캐패시터 라인은 이런식으로 쌍을 이뤄서 서로 연결된다. 원리적으로, 서로 쌍을 이루는 행 어드레스 도체 및 캐패시터 라인이 서로 인접할 필요는 없지만, 서로 인접하면, 어레이의 에지에서 필요한 연결 상호 접속의 레이아웃은 간단하게 된다.
외부에서 생성된 행 구동 신호는 도 1 및 2 각각의 구성에 따라서 어레이 아래(도 4) 또는 위(도 3)로부터 수직 접속 라인(30) 상에 공급될 수 있다. 각각의 접속 라인(30)이 행 어드레스 도체(18) 중 첫번째 것 또는 이것이 접속되는 캐패시터 라인(40), 즉 접속 라인이 연장하기 시작하는 어레이의 측부에 가장 가까운 도체 또는 라인과 만나는 곳에서, 라인(30)은 도체 또는 라인과 접속되고, 여기서 끝난다. 같은 행 구동 신호를 전달해야 하는 도체 또는 라인과 그 쌍이 되는 각각의 라인 또는 도체 사이의 필요한 접속은 어레이 에지에서의 상호 접속을 통해서 이루어진다. 이로써 행 구동 신호가 구동 신호를 제공하는 화소 중 임의의 화소도 지날 필요가 없게 된다.
도 3의 구성을 참조하면, 접속 라인(30)이 우선 어드레스 도체와 캐패시터 라인의 쌍들 중 관련되어서 구동 신호를 공급하는 행 어드레스 도체(18)와 우선 만난다. 예컨대, N 번째 행의 화소(12)의 TFT(16)를 스위칭하기 위해 행 구동 신호를 전달하는 접속 라인(30)은 지점(32)에서 Row N 어드레스 도체(18)에 접속된다. 이 신호는 그 행의 끝과 Row N 어드레스 도체(18)를 연결시키는 상호 접속부(45)를 통해서 화소의 다음 N+1번째 행의 캐패시터 라인 Cap N+1에 접속된다. 유사하게, N+1 번째 행의 Row N+1 행 어드레스 도체(18)에 구동 신호를 공급하는 접속 라인(30)은 상호 접속부(45)를 통해서 화소의 N+2번째 행의 캐패시터 라인(40)에 공급된다. 상호 접속부(45)가 어레이의 측부에 있기 때문에 라인(30)이 관련된 화소를 통해서 적절한 캐패시터 라인을 지날 필요가 없다는 것이 이해될 것이다.
도 4의 구성에서, 어레이 아래에서 들어오는 접속 라인(30)은 우선 각각의 행 어드레스 도체(18)/캐패시터 라인(40) 쌍 각각의 캐패시터 라인(40)과 만나서, 이들이 전달하는 신호가 공급된다. 각각의 접속 라인(30)은 각각의 캐패시터 라인(40)에서 끝나고, 여기서 접속점(32)에 의해 캐패시터 라인에 접속되며, 어레이의 캐패시터 라인(40)을 행 어드레스 도체(18)에 연결시키는 측의 상호 접속부(45)를 통해서 라인(30)의 구동 신호가 관련 행 어드레스 도체(18)에 공급된다. 따라서 예컨대 N+1 번째 행의 화소의 저장 캐패시터 및 N 번째 행의 화소의 TFT(16)의 구동 신호를 제공하는 접속 라인(30)은 화소의 N+1 번째 행의 캐패시터 라인 Cap N+1에 접속되며, 여기서 상호접속부(45)를 통해서 그 끝에서 Row N 행 어드레스 도체(18)에 접속된다.
두 구성에서, 위에 설명된 특정 화소에서의 캐패시턴스(CL)의 영향은 더 이상 설명되지 않으며, 따라서 이미 발견된 종류의 원치 않는 디스플레이 불균일은 제거된다.
도 3 및 도 4의 장치에서, 캐패시터 라인(40)과 행 어드레스 도체(18)의 쌍 각각 사이의 상호 접속(45)이 어레이의 한쪽에만 위치될 필요는 없다. 도 5에서, 다른 AMLCD의 구성의 회로 장치의 일부가 개략적으로 도시되며, 이는 간략하게 하기 위해서, 5개의 행, R1-R5 및 4개의 열 C1-C4로 이루어진 화소의 어레이를 포함하고, 여기서 행 구동 신호는 행 구동 회로(50)에 의해서 도 3의 실시예에서와 같이 접속 라인(30)을 통해서 위에서부터 공급되며, 화소의 데이터 신호는 열 구동 회로(60)용 데이터 신호는 어레이의 바닥에서 열 구동 회로(60)에 의해 열 어드레스 도체(20)에 공급된다. 이 배치에서, 다른 방안으로 연속되는 관련 행 어드레스 도체(18)와 캐패시터 라인(40)의 쌍들 사이의 상호 접속부(45)는 모두 한쪽 면에 위치되는 것이 아니라 어레이의 대향하는 측에 제공된다. 결과적으로, 더 적은수의 도체 교차점만이 필요하다.
도 5로부터 분명한 바와 같이, 제 1 화소 행의 캐패시터 라인(40)은 행 어드레스 도체(18)와 쌍을 이루지 않는다. 실제로, 이 제 1 행은 시야에서 가려져서 디스플레이 출력의 일부를 이루지 않는 더미 행이 될 수 있다. 다른 방안으로, 캐패시터 라인(40)은 도시된 바와 같이 간단하게 행 구동 회로(50)의 전용 출력단(R0)에 접속될 수 있다.
도 5는 전형적인 용량성 결합형 구동 방식의 연속 행의 접속 라인에 인가되는 행 구동 신호 파형의 예도 도시하고 있다. A로 표시된 것은 상부로부터 바닥부로 순서대로 스캐닝되고 어드레싱되는 화소의 행에 적합하고, 반면에 B로 표시된 것은 바닥부로부터 상부로 순서대로 스캐닝되고 어드레싱되는 행에 적합하다. 각각의 접속 라인(30) 및 이 접속라인에 접속된 행 어드레스 도체(18)와 캐패시터 라인(40)에 인가되는 신호 파형은, 행 어드레스 기간 동안, 관련 행 어드레스 도체(18)에 연결된 TFT(16)를 턴온시키는 선택(게이팅) 신호 레벨(Vs)을 포함해서, 화소의 행의 화소 전극(14)은 각각의 열 어드레스 도체(20)에 동시에 인가되는 데이터 신호의 레벨 및 오프 상태에서 TFT(16)를 유지하는 유지(비 선택) 신호 레벨(Vh)에 따라서 충전되고, 열 도체로부터 전극(14)을 분리시키기 위한 화소의 어드레싱이 후속한다. A 및 B의 한 행의 파장의 선택 신호 Vs에 각각 선행 혹은 후속해서, 인접 화소 행의 행 구동 파장의 선택 신호 성분과 일치하는 추가 레벨 Vp이 존재하고, 이 추가 레벨 Vp은 인접 행의 화소의 저장 캐패시터를 통한 연결에 의해서 그 행의 화소 전극(14)에 설정된 전압에 기여한다. 알 수 있는 바와 같이, 신호(Vp)는 연속 프레임에서 LC 디스플레이 소자에 인가되는 구동 전압의 극성을 반전시킬 필요가 있기 때문에, 연속 프레임 동안 전환된다. 따라서, 이 용량성 결합 구동 방안에서 행 구동 신호 파장은 4레벨을 포함한다.
위에 설명된 실시예에서, 접속 라인(30)은 각각의 관련된 행 어드레스 도체(18) 또는 캐패시터 라인(40)으로의 접속점에서 종료되도록 배열된다. 그러나, 결과적으로 접속점 이전 및 이후의 화소의 용량성 환경이 다르기 때문에, WO 03/014808(PHGB 010132)에 개시된 바와 같이, 특정의 원치않는 디스플레이 아티펙트 효과가 생성될 수 있다. 따라서, 인접 접속점으로부터 어레이의 반대측으로 연장하는 상보형의 도체 라인을 사용하는 것이 바람직하며, 여기에 접속 라인이 연장하고, 이 도체 라인은 위에 설명된 명세서에서 언급된 이러한 문제를 해결하거나 감소시키기 위해서, 접속 라인으로부터 전기적으로 이격되어서 기준 전위로 유지된다.
위에 설명된 실시예에서 일반적으로 사각형인 화소 어레이가 사용되었지만, 이 어레이가 다른 모양 예컨대 반원형이 될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 어레이의 같은 쪽 또는 반대쪽에 행 및 열 구동 회로 또는 그 접속 영역을 제공하는 능력은 사용되는 어레이 모양의 선택 및 구현에 더 큰 자유를 준다.
본 개시물을 읽음으로써, 다른 수정이 당업자에게는 자명할 것이다. 이러한 수정은 액티브 매트릭스 디스플레이 장치 및 그 구성 부품 분야에 이미 알려져서 이미 설명된 특성 대신에 또는 이 특성에 추가로 사용될 수 있는 다른 특성을 포함할 수 있다.

Claims (7)

  1. 화소의 어레이(12)를 가진 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 각각의 화소는 상기 화소에 접속된 교차하는 선택 어드레스 도체(18)와 데이터 어드레스 도체(20)의 교차 세트 사이의 각각의 교차점에 위치된 화소 전극(14)과 스위칭 장치(16) 및 상기 선택 어드레스 도체(18) 세트에 선택 신호를 공급하는 접속 라인(30) 세트를 포함하며,
    상기 접속 라인은 어레이의 한쪽으로부터 데이터 어드레스 도체(20) 세트의 방향으로 연장해서 상기 선택 어드레스 도체(18)의 세트 각각에 접속되고,
    상기 각각의 화소는 상기 화소 전극과, 같은 행의 상기 화소가 공유하는 캐패시터 라인(40) 사이에 접속된 저장 캐패시터(22)를 포함하며,
    한 화소 행과 관련된 상기 선택 어드레스 도체는 다른 화소 행과 관련된 상기 캐패시터 라인에 연결되며, 이로써 각각의 접속 라인은 상기 한 화소의 행의 각각의 선택 어드레스 도체 및 그 연결된 상기 다른 화소 행의 캐패시터 라인에 접속되는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 화소 행과 관련된 선택 어드레스 도체(18)는 인접 화소 행과 관련된 상기 캐패시터 라인(40)에 연결되는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    선택 어드레스 도체 및 캐패시터 라인(40)은 상기 어레이의 한쪽에서 자신의 단부들 사이의 상호 접속부(45)에 의해 연결되는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    연속 선택 어드레스 도체의 상기 상호 접속부 및 이들 각각의 관련 캐패시터 라인은 다른 방안으로 상기 어레이의 반대측에 배치되는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 접속 라인(30)은 상기 어레이의 한쪽으로부터 연장해서 접속점(32)에서 상기 선택 어드레스 도체(18) 또는, 상기 어레이의 상기 한쪽에 가장 가까운, 상기 도체와 관련된 상기 캐패시터 라인(40)에 접속되되, 상기 접속 라인(30)은 상기 접속점에서 끝나는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    한 화소의 행과 관련된 상기 캐패시터 라인(40) 및 선택 어드레스 도체는 상기 화소의 행의 반대측을 따라서 연장하는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소 어레이는 용량성 결합식 구동 방식을 사용해서 구동되며,
    상기 구동 전압 중 상기 화소 전극에 인가되는 부분은 상기 저장 캐패시터(22)를 통해서 제공되는
    액티브 매트릭스 액정 디스플레이 장치.
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