KR20050086921A - 디스플레이 영역 외측의 복수의 측정 화소에 대한 측정치에근거해 ｄｃ 전압 보상되는 액티브 매트릭스 디스플레이디바이스 - Google Patents

디스플레이 영역 외측의 복수의 측정 화소에 대한 측정치에근거해 ｄｃ 전압 보상되는 액티브 매트릭스 디스플레이디바이스 Download PDF

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Abstract

반전하는 극성의 구동 전압에 의해 구동되는 디스플레이 화소 어레이(25)를 갖는, 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스, 특히 액정 디스플레이 디바이스는 화소(25)에서, 예컨대, 킥백 효과(kickback effects)에 기인하는 DC 전압 레벨을 표시하는 측정치를 제공하고, 어떤 디스플레이 결함을 보상하도록 그에 따라 화소 구동 전압을 수정하는 정정 수단(40, 55)을 포함한다. 정정 수단은 각기 하나 이상의 더미 디스플레이 화소를 포함하는 복수의 측정 화소(40)를 포함하며, 이들 화소는 화소 어레이(45)의 적어도 일측을 따라 간격을 두고 배열되며, 그들 이웃의 디스플레이 화소의 동작을 표시하는 독립의 측정치를 공급한다. 정정 수단은 또한, 예컨대, 어레이에 걸리는 화소 DC 레벨의 변동을 해소할 수 있다.

Description

디스플레이 영역 외측의 복수의 측정 화소에 대한 측정치에 근거해 ＤＣ 전압 보상되는 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스{ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE WITH DC VOLTAGE COMPENSATION BASED ON MEASUREMENTS ON A PLURALITY OF MEASUREMENT PIXELS OUTSIDE THE DISPLAY AREA}
본 발명은 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 두 전극 사이에 액정(LC)과 같은 전기 광학 물질을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 이러한 형태의 디스플레이 디바이스는 통상, 예컨대, 텔레비젼, 컴퓨터 모니터, 및 이동 전화기에 이용된다.
이러한 형태의 일반적인 디스플레이 디바이스가 AMLCD(active matrix liquid crystal display)이다. 한 예가 US-A-5130829에 기술되어 있으며, 그 내용은 본 명세서에서 참조 자료로서 인용된다. 이러한 디바이스에는, 열과 행으로 배열된 화소 어레이가 제공된다. 각 화소는 두 전극 사이에 LC를 포함하는 전기 광학 셀과, 통상 박막 트랜지스터(thin film transistor:TFT)인 연관된 스위칭 디바이스로 구성되는 디스플레이 소자를 포함한다. 디스플레이 소자 제 1 전극은 화소 TFT와, 그 화소 TFT에 접속된 행(선택) 및 열(데이터) 어드레스 도체 세트와 함께 하나의 기판상에 통상 마련된다. 디스플레이 소자 제 2 전극은 제 1 기판으로부터 떨여져 위치한 제 2 기판상에 마련된 공통의 대향 전극으로 보통 구성되며, LC 재료가 두 전극 사이에 배치된다.
디스플레이 디바이스는 화소 어레이에 교류 전압을 인가함으로써 구동되어 디스플레이 이미지를 생성한다. 교류 전압은 전기 광학 물질의 변질을 피하기 위해 이용된다. 화소가 어드레싱(각 디스플레이 프레임에 대해)될 때마다 그 디스플레이 소자는 반대 극성으로 구동되는데, 즉, 반전 구동 기법이 이용된다. 인가된 데이터 전압은 화소가 선택될 때마다 반전되어 LC 디스플레이 소자에 걸리는 전압의 극성을 변화시킨다. 그러나, 여러가지 이유로, 셀 양단에 기생 DC 성분이 발달할 수 있음이 밝혀졌다. 특히, 이것은, 예컨대, 디바이스가 반사기를 포함하거나 셀 전극 자체가 반사 기능을 갖는 반사형 디스플레이 디바이스에서처럼 셀이 비대칭 구조를 갖는 경우에 그렇다. 킥백(kickback), TFT의 게이트-드레인 용량을 통한 게이트(선택) 펄스 신호의 결함 및 AMLCDs 분야에서 잘 알려진 현상은 셀에 걸리는 DC 성분의 다른 원인이다. 이들 DC 성분은 연속하는 프레임에서 디스플레이 소자가 반대 극성으로 충전될 때 디스플레이 소자 전압에 다르게 영향을 준다. 따라서, 연속하는 프레임에서 디스플레이에 인가된 구동 전압의 절대값이 동일하도록 되어 있는 경우, DC 성분은 각 프레임에서 디스플레이 소자에 대해 점진적으로 변화하는 상이한 절대 전압을 초래하여, 플리커 및 이미지 스티킹 형태의 표시 결함을 초래한다. 도 1은 셀에 걸리는 인가된 전압 V에 대한 디스플레이 소자의 LC 셀 투과율 T를 도시한다. 투과율을 동일 크기의 반대 극성 전압에 대해 동일함을 알 수 있다. 기생 DC 성분, 또는 DC 오프셋, d가 도면에 도시된다. 따라서, 연관된 열 어드레스 도체에 의해 셀에 인가된 구동 전압 Vcol이 오프셋된다. 포지티브 프레임에서, 셀에 걸리는 전압의 크기는 Vcol+d이다. 네가티브 프레임에서, 셀에 걸리는 전압 크기는 Vcol-d이다. Vcol의 주어진 값에 대해 반대 극성의 프레임 동안의 투과율 레벨은 상이하며 소정량 f%만큼 가변함을 알 수 있다. 그러므로, Vcol 크기의 지속적인 구동 전압에 대해, 셀 투과율은 매 프레임 기간마다 f%만큼 변하게 된다. 이로 인해 1/2 프레임 주파수로 플리커가 발생한다.
이런식으로 나타나는 플리커를 감소시키기 위하여, 셀 양단에 인가되는 전압을 조정하는 것이 잘 알려져 있다. 예컨대, 이것은 공통의 대향 전극에 대한 전압을 조정함으로써 행해질 수 있다. 통상적으로, 현재의 제조 프로세스에서, 디스플레이의 공통 전극 전압 레벨은 플리커 효과를 수정하기 위하여 수동으로 조정되며 시간과 비용이 소모되는 프로세스이다. 또한, 이것은, 예컨대, 전극 노후 효과로 인해 발생할 수 있는, 디스플레이의 동작중 기생 DC 성분의 변화를 보상하지는 못한다. 또한, 이 DC 성분의 크기는 디스플레이의 구동 주파수가 변화되면 변할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 디바이스는, 상이한 구동 주파수를 이용하는, 정규 및 저 파워 모드와 같은 상이한 동작 모드를 가질 수 있다.
본 명세서에서 그 내용이 참조 자료로 인용되는 WO99/57706은 이미지를 디스플레이하는데 이용되는 영역 외측에서 디스플레이 소자에 걸리는 전압을 측정하는 디스플레이 디바이스를 개시한다. 이 때, 이 디스플레이 디바이스에 대한 제어 전압은 플리커를 상쇄하기 위한 디바이스에 포함된 회로에 의해 측정된 전압에 응답하여 조정된다. 단일의 화소가 아니라, 단일의 측정 소자로서 기능하는 더미 화소 행이 이용될 수 있다. 이러한 기법의 효과는 측정된 디스플레이 소자 전압이 광범위한 값에 걸쳐 급격하게 변화하며 이 전압 측정치가 노이즈에 민감하다는 사실에 의해 영향을 받을 수 있다.
대안적인 기법이 WO2003/019520(PHGB 020014)에서 제안되었으며, 여기서 정정 수단은 측정 화소와, 디스플레이 소자 셀의 전극 양단에 인가되는 전압 극성 각각에 대하여 측정 화소 셀의 용량을 표시하는 제각기의 신호를 생성하는 수단을 포함하며, 정정 수단은 상기 신호에 응답하여 구동 회로에 의해 생성된 전압을 수정하도록 구성된다. LC 디스플레이 소자와 같은 전기 광학 셀의 용량은 그 투과성에직접 관련되는 반면에, 디스플레이 소자에 걸리는 전압이 인가되는 것과 그에 응답하여 LC가 최종 위치까지 이동하기까지의 사이에는 시간 지연이 있을 수 있다. 따라서, (정규 어드레싱 사이클의 결과로서 측정 화소에 걸리는 전압이 아니라) 측정 화소의 디스플레이 소자의 용량을 측정함으로써 디스플레이 소자에 걸리는 기생 DC 성분을 상쇄하여 플리커를 보상하는데 필요한 정정의 더욱 정확한 표시를 제공할 수 있다.
이전의 기법과 마찬가지로, 이러한 기법은 또한 온도 변동의 영향에 대한 자동 정정을 성취하는데 이용될 수 있다. 화소 스위칭 디바이스로서 통상 이용되는 TFT(박막 트랜지스터)의 임계 전압 레벨 및 이동도는 모두 온도에 영향을 많이 받는다.
디스플레이 화소 어레이 외측에 더미 화소를 이용하는 것이 바람직하며, 더미 화소는 실제의 디스플레이 화소와 동일한 전기 회로를 갖는다. 스케일업(scaling up)을 제공하기 위해 상호 접속된 더미 화소 그룹을 이용하는 것이 제안되었으며, 이것은 더미 화소의 디스플레이 소자 제 1 전극을 함께 접속함으로써 성취된다. 이렇게 함으로써, 측정되는 디스플레이 소자의 용량의 사이즈를 증가시키는 효과를 얻을 수 있으며, 이것은 더욱 높은 신호 대 노이즈 비율을 허락한다.
이러한 기법이 어느 정도의 개선을 제공하는 반면, 또한, 특히 비교적 대면적의 고 해상도 디스플레이 디바이스에 대하여는 여전히 더욱 많은 개선이 필요함이 밝혀졌다.
이제부터 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스 및, 특히, AMLCD의 실시예가 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명된다.
도 1은 대표적인 LC 디스플레이 소자를 구성하는 LC 셀에 대해 인가 전압에 대한 투과율의 그래프,
도 2는 LC 디스플레이 디바이스의 매우 간략화된 부분 횡단면도,
도 3은 AMLCD의 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 실시예에 대한 개략적인 평면도.
이후 설명함에 있어서 도면에서 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하였다.
본 발명에 따르면, 구동 회로 수단에 의해 인가된 구동 전압에 응답하여 디스플레이 출력을 생성하는 화소 어레이와, 이들 화소의 DC 전압 레벨을 표시하는 측정치를 제공하고 이 DC 전압 레벨에 의해 야기되는 디스플레이 결함을 보상하도록 그에 따라 구동 회로 수단에 의해 인가되는 전압을 수정하는 정정 수단을 포함하되, 각 화소는 두 전극 사이에 전기 광학 물질과, 한쪽 전극으로 구동 전압이 인가될 수 있게 하는 연관된 스위칭 디바이스를 포함하는 디스플레이 소자를 갖고, 각 셀의 전극 양단에 인가되는 전압의 극성은 주기적으로 반전되며, 정정 수단은 디스플레이 출력을 생성하는 화소 어레이 영역의 외측에 위치된 복수의 측정 회로를 구비하며, 이 복수의 측정 회로는 어레이의 적어도 일측을 따라 간격을 두고 서로 분리되어 배열되며, 정정 수단은 각 측정 화소로부터 제각기의 측정치를 제공하도록 구성되는, 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스가 제공된다.
초기의 제안된 기법은, 원하지 않는 디스플레이 결함을 야기하는 DC 전압이 모든 디스플레이 화소에 대해 사실상 유사하며, 단일의 화소이건 상호 접속된 화소 그룹이건, 측정 화소로부터 획득된 측정치가 그 레벨을 나타낼 것이라고 가정하였다. 그러나, 이것은 반드시 그런것은 아니다. 특히, 더욱 크고 높은 해상도 형태의 AMLCD에서는, 화소를 어드레싱할 때 화소 스위칭 디바이스를 제어하는데 이용되는 행 선택 (게이팅) 신호에 대한 왜곡의 결과로서 그 행을 따른 화소 위치에 따라 화소내로 상이한 레벨의 킥백 전하가 결합될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 왜곡은 예컨대 이 신호를 운반하는 행 어드레스 도체의 분산된 용량과 저항에 의해 야기된다. 간격을 둔 위치에 분산되어 독립적인 측정치를 제공할 수 있는 복수의 분리된 측정 화소를 이용하면 킥백 레벨의 이러한 변동이 측정될 수 있고 화소 구동 신호의 조정이 적절히 효과적인 보상을 제공하도록 재단될 수 있다. 이에 따라, 사실상 이미지 품질이 향상되며, 또는, 심지어 수용가능한 디스플레이 품질을 갖는 더욱 큰 디스플레이 디바이스가 생산될 수 있게 된다. 이러한 접근법은 디스플레이 디바이스를 프로세스 변동에 대해 자기 조정가능하게 하고 또한 강건하게 한다. 이러한 프로세스 변동, 예컨대, 금속 라인의 폭, 층 두께의 변동, 및 그에 따른 금속층 판저항 변동 등은 마찬가지로 어레이에 걸쳐 화소에 상이한 킥백 레벨을 초래할 수 있다.
측정 화소는 행 방향에서 화소 DC 전압 레벨 변동의 표시를 제공하도록 어레이의 단지 일측을 따라, 예컨대, 어레의 상측 또는 하측을 따라 배열될 수 있다. 바람직하게는 측정 화소는 적어도 어레이 측면의 대향하는 끝에 제공된다.
바람직한 실시예에서, 측정 화소는 어레이의 상측과 하측 양쪽을 따라 제공된다.
어레이의 상측과 하측 각 단부에 위치된 단지 두개의 측정 화소를 이용하여 몇가지 상황에서 적합한 정정을 제공할 수 있다. 두 단부의 측정 화소 사이에 하나 이상의 측정 화소를 추가로 배치하면 이미지 정정을 더욱 개선하는데 유리할 수 있으며, 예컨대, 디스플레이 화소 어레이 영역에 대한 특징들의 변동하는 오정렬과 같은, 킥백 변동의 다른 천천히 변동하는 요인들에 대해 자동 정정을 가능하게 한다. 어레이의 상측과 하측 양쪽에 측정 화소를 마련하면, 예컨대, 디스플레이 화소 어레이에 대한 열 방향에서 킥백 레벨의 변동에 대한 정정을 또한 가능하게 한다.
정정 수단은 앞서 언급된 WO99/57706 및 WO2003/019520에 기술된 것이나, 킥백 및 화소내 DC 전압 성분을 초래하는 다른 요인들을 측정하여 상쇄하는데 적합한, WO2003/019509에 기술된 것과 같은 다른 공지된 유형의 정정 회로와 유사할 수 있다. 이들에서 정정 수단은 디스플레이 화소에 대해 구동 전압을 수정하도록 동작가능하다. TFT 스위칭 디바이스와 모든 화소에 의해 공유되는 공통의 대향 전극을 이용하는 AMLCD의 경우에, 수정되는 구동 전압은 열 어드레스 도체를 통해 화소에 인가되는 데이터 전압 및/또는 공통 전극에 인가되는 전압 신호일 수도 있다. 2레벨 또는 공통 전극 변조 구동 기법에서 조정은 공통 전극에 적절한 DC 전압을 부가하는 것으로 구성할 수 있다. 이러한 조정은 어레이에 대해 인가되는 조정이 변동되는 것을 허용하지 않기 때문에 본 발명에서는 부적절하게 된다. 그러나, 공통 전극을 세그먼트로 나누고 각 세그먼트에 인가되는 전압을 그에 따라 조정함으로써 얼마간의 조정 변동을 가능하게 할 수도 있다. 그러나, 바람직하게는 조정은 데이터 신호를 구성하는 구동 전압에 대해 이루어진다. 어레이의 측면 양단의 측정 화소의 출력이, 예컨대, 간단히 좌-우(행방향) 변동의 경우에 정정 수단에서 디스플레이 어레이내 행을 따른 위치에 따라 데이터 신호 평균 전압의 오프셋을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 조정은 데이터 신호가 도출되는 입력되는 비디오 신호의 디지털 프로세싱에 의해 용이하게 구현될 수 있다.
도 2는 LC 디스플레이 디바이스(1)의 부분 단면도이다. 도시를 명확히 하기 위해 단지 몇개의 화소만이 도시되었다. 트위스티드 네마틱 LC 재료(2)는, 예컨대, 유리로 형성된 두 기판(3, 4) 사이에 제공된다. 개개의 디스플레이 소자 전극(6)의 어레이가 한 기판(4) 위에 지지되며, 다른 기판(3)의 마주보는 표면 위에 공통의 대향 전극(5)이 제공된다. 예컨대, 투과형 디스플레이에서, 전극(5, 6)은 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 투명 재료로 형성된다. 반사형 디스플레이에서는, 단지 하나의 기판상의 전극, 통상적으로, 공통 전극(5)이 투명일 필요가 있다. 각각의 디스플레이 소자 전극(6), 공통 전극의 대향하는 부분 및 중간에 개재하는 LC 재료(2)가 함께 화소의 디스플레이 소자를 구성하는 LC 셀을 형성한다. 투과형 디스플레이의 경우, 두개의 편광기(7, 8)가 제각기의 기판(3, 4)의 외측 표면상에 마련되며, 이들의 편광 방향은 서로 수직이다. 반사형 디스플레이의 경우에는 단지 하나의 편광기만이 요구된다. 기판(3, 4)의 내측벽 상의 LC 재료(2)를 배향시키기 위하여 디스플레이 소자 및 공통 전극(6, 5) 위로 제각기의 배향층(9)이 마련된다. 화소에 전압을 인가하면, LC는 결과적으로 형성되는 전계를 따라 정렬되어, 디스플레이 소자의 투과율이 변화한다.
통상적인 AMLCD의 주된 소자가 도 3에 도시되어 있다. 디스플레이의 각 화소(25)는 스위칭 소자(19)와 LC 셀(18)을 포함한다. 각 스위칭 소자는 행 또는 선택 어드레스 도체 세트(17)중 제각기의 도체와, 열 또는 데이터 어드레스 도체 세트(11)중 제각기의 도체에 결합된다. 행 도체(17)는 각 행 도체(17)에 접속된 행 드라이버 회로(16)에 의해 생성된 행 선택 신호에 의해 제각기의 행 어드레스 기간에서 연속적으로 선택된다. 열 도체(11)는 데이터 신호를 인가하는 열 드라이버 회로(10)에 접속된다. 필요한 경우, 입력 라인(13)상으로 디스플레이 디바이스에 입력된 비디오 신호에 포함된 비디오 데이터는 우선 타이밍 및 제어 유닛(15)에 의해 처리된다. 데이터 및 동기화 펄스는 구동 라인(12)을 따라 프로세서(15)로부터 행 및 열 드라이버 회로(16, 10)에 공급된다.
본 실시예에서 스위칭 소자(19)는 TFT이다. 각 TFT의 게이트 전극(20)은 제각기의 행 도체(17)에 전기적으로 접속되고, 소스 전극(21)은 제각기의 열 도체(11)에 전기적으로 접속되며, 드레인 전극(22)은 제각기의 LC 셀(18)의 디스플레이 소자 전극(6)에 전기적으로 접속된다. 화소의 행에서 각 TFT(19)는 제각기의 행 도체(17)상의 행 선택 신호에 의해 선택되면, 대응하는 열 도체(11)에 존재하는 데이터 신호 전압이 TFT(19)를 통해 제각기의 디스플레이 소자 전극으로 전송된다. 화소는 LC 셀(18)에 인가되는 전압의 극성이 매 프레임마다 반전되도록 구동된다.
도 3의 디스플레이 디바이스는 각 화소(25)에 대해 보조 또는 저장 캐패시터(23)를 포함한다. 캐패시터(23)는 드레인 전극(22)과 LC 셀(18)의 공통점과 이전 화소행의 행 도체(17) 사이에 접속되도록 도시되어 있다. 디스플레이의 제 1 화소 행에는 보조 행 도체(17')가 제공된다. 다른 구성에서, 캐패시터는 상기 공통점과 후속하는 행 전극 사이 또는 상기 공통점과 별도의 캐패시터 라인 사이에 접속될 수도 있다.
디스플레이 디바이스는 전반적으로 통상적인 방법으로 구성되어 동작되며, 따라서, 이들 측면은 본 명세서에서 상세히 설명되지 않을 것이다. 이들에 관한 더욱 상세한 사항은 US-A-5130829를 참조하길 바란다.
앞서 언급된 바와 같이, 디스플레이 소자에 인가되는 구동 전압의 극성이 주기적으로, 통상 매 프레임마다 반전되는 이러한 유형의 디스플레이 디바이스는 LC 셀 양단의 기생 DC 전압 성분의 발달에 기인하는 플리커 형태의 문제를 가질 수 있다. 이러한 DC 성분은 보통 화소 행을 어드레싱하는 동안 사용되는 행 선택 펄스의 하강 에지에 기인하여, 화소 TFT의 기생 게이트-드레인 용량을 통해 결합되는, 킥백 효과의 결과일 수도 있다. 또는, 반사형 디스플레이 디바이스의 경우에, 상이한 재료로 이루어지는 대향하는 전극으로부터 초래되는 LC 셀의 비대칭 성질은 또한 원하지 않는 DC 성분의 발달에 기여한다.
DC 성분의 레벨을 표시하는 측정치를 제공하고 이러한 측정치에 따라 화소를 구동하는데 이용되는 구동 전압을 조정하여 보상하는, 상기한 문제점을 극복하기 위해 안출된 정정 수단의 예들이 앞서 언급된 명세서에 기술되어 있다. 이들 정정 수단은 LC 셀을 포함하고 디스플레이 어레이의 화소와 유사하지만 디스플레이 어레이 영역 외측에 위치되는 하나의 측정 화소 또는, 측정 동작을 보조하기 위해 서로 상호접속된 이러한 화소들의 그룹을 이용한다. 그러나, 이러한 접근법은 하나의 셀의 전기적 동작의 측정치 또는 상호접속된 셀 그룹의 평균을 제공하게 될 뿐이며, 따라서, 이러한 측정치를 기초로 디스플레이 화소 어레이에 인가되는 임의의 정정은 일반적으로 화소 어레이에 걸쳐 균일하게 된다.
본 발명에 따른 실시예는 대신에 화소 어레이의 적어도 한 측면을 따라 서로로부터 상호 간격을 두고 위치되어 독립적인 측정치를 제공하도록 동작가능한 복수의 개별 측정 화소를 이용한다. 이와 같이 하여, 어레이에 대한 예컨대 킥백의 효과의 변동을 또한 나타내는 복수의 측정치가 획득될 수 있으며, 이러한 변동을 감안한 구동 전압 조정이 가능하게 됨으로써 더욱 높은 품질의 이미지가 생성될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예에서 측정 화소들의 예시적인 배열을 도시하는 AMLCD의 매우 개략적인 평면도를 나타낸다. 여기서 각 블럭(40)은, 디스플레이 어레이의 화소(25)와 유사하지만 디스플레이 어레이 영역(여기서 (45)로 표시됨) 외측에 위치된 하나의 더미 화소 또는 상호 접속된 더미 화소의 그룹을 포함하는 측정 화소를 나타낸다. 이들 측정 화소는 디스플레이 어레이의 화소와 동시에 제조되며, 결과적으로 어레이내의 가장 가까운 화소와 유사한 특성을 공유한다. 본 실시예에서 각 블럭(40)은 보다 나은 측정을 위해 신호 대 노이즈 비율을 향상시키기 위하여 복수의 상호접속된 더미 화소를 포함한다. 도시하는 바와 같이, 도면중에는 이러한 블럭 3개가 화소 어레이의 상측과 하측(46, 47)의 양쪽을 따라 이격 제공되며, 이들 각측에는 해당 측면의 대향하는 단부에 인접하여 두개 블럭이 위치되고, 세번째 블럭은 측면의 길이를 따라 대략 중앙에 위치된다. 한 측면을 따른 측정 화소(40)의 세트는 제각기의 더미 화소 행 부분을 포함하며, 각 부분은 인접하는 화소 그룹으로 구성된다.
어레이에 대한 화소 LC 셀의 양단에 발생하는 DC 성분 레벨의 변동의 성질과 원인을 이제부터 설명한다. 행 도체(17)의 분산 캐패시턴스 및 저항은 길이를 따라 도체(17)에 행 드라이버 회로(16)에 의해 인가되는 행 선택 신호에 의한 왜곡을 초래한다. 이것은 더욱 크고 높은 해상도의 디바이스에서 특히 그러하며, 도체(17)의 구동 및 비구동 단부, 즉, 회로(16)에 대해 제각기 가까운 단부 및 먼 단부에서 게이트 펄스 형상에 현저한 차를 초래한다. 이것은 행내 화소의 TFT(20)가 행 선택 주기의 끝에서 턴오프될때의 결과를 갖는다. 선택 펄스 신호가 행 도체(17)를 따라 이동함에 따라 행 도체 저항과 그에 연결된 기생 용량 부하의 결합에 의해 왜곡된다. 이것은 신호가 구동 단부 근방에서 빠른 상승 및 하강 타임을 가질 수 있을지라도, 상승 및 하강 타임은 점차적으로 도체(17)의 길이를 따라 나빠질 것이며, 따라서 행 드라이버 회로(16)으로부터 먼 단부에서는 비교적 훨씬 느려질 것임을 의미한다. 느린 하강 타임은 그 먼 단부쪽의 화소 TFT(20)가 의도된 행 어드레스 주기보다 오랫동안 도전 온 상태로 유지되게 하여 그들 기생 게이트/드레인 용량에 의해 연관 화소에 결합된 전하중 얼마가 도전되어 버린다. 따라서, 게이트 펄스 형상의 변화는 화소 행을 따른 위치를 갖는 화소에 결합되는 킥백 전하 레벨의 차이를 초래하고, 그러므로 결과적인 화소 전하가 행을 따라 변화하여, 디스플레이 플리커 및 이미지 스티킹(image sticking)을 초래한다. 이러한 효과는 더욱 큰 디스플레이 디바이스에서 발생했을 때 행 도체 저항 및 캐패시턴스가 증가하면 더욱 악화되며 또한 TFT(20)의 이동도가 증가된 경우에도 그러하다.
도 4에 도시된 바와 같은 측정 화소(40)의 배열을 이용하면, 킥백의 변동이 측정될 수 있고 행 방향을 따른 그들의 위치에 따라 디스플레이 화소에 대한 열, 데이터 전압 신호를 적절히 조정함으로써 적절한 보상이 이루어질 수 있다. 타이밍 및 제어 유닛은 참조부호 (50)으로 표시되며, 외부 입력 비디오 신호 VS를 수신하고, 라인(57)을 통해, 열 및 행 드라이버 회로(10, 16)에 데이터 및 타이밍 신호를, (미도시된) 공통 전극에 구동 전압 신호를 공급하며, 플리커 정정 처리 수단(55)을 포함한다. 제각기의 측정 화소(40)를 구성하는 각 더미 화소 그룹과 제어 회로(55) 사이에, 더미 화소내 DC 전압 성분과 측정 화소(40)에 인접하는 화소 어레이 영역내 디스플레이 화소(25)의 DC 전압을 또한 나타내는 신호가 송신된다. 따라서, 어레이의 상측을 따른 세개의 측정 화소(40)로부터 획득된 측정 신호는 행 방향을 따른 화소(25)내 DC 성분의 변동에 관한 정보를 제공한다. 따라서, 화소 어레이의 하측을 따른 3개의 측정 화소(40)는 어레이의 하측에 걸친 디스플레이 화소의 전기적 특성에 관한 정보를 제공한다. 정정 처리 수단(50)에 의한 데이터 신호의 조정은, 수직 열 방향으로 화소 DC 전압 성분의 변동 요인이 없다고 가정하면, 상측과 하측의 대응하는 측정 화소(40)의 쌍의 평균 출력에 근거할 수도 있다.
회로(50) 및 처리 수단(55)은 행 및 열 드라이버 회로의 IC들로부터 멀리 떨어진 IC들로 제공되거나, 그들과 통합될 수도 있다. 대안적으로, 이들 회로는, 도 4의 실시예에 도시된 바와 같이, 예컨대, 폴리실리콘 기술을 이용하여, 행 및 열 드라이버 회로와 함께, 액티브 매트릭스 회로가 마련되는 기판(4)상에 완전히 일체화되거나 그와 동시에 제조될 수도 있다.
구동 전압에 대한 적절한 보상 조정을 회로(50, 55)에 의해 행하고, 킥백의 변동을 표시하는 측정치를 제공하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 화소 어레이 주위에 분포된 측정 화소(40)를 이용함으로써 디스플레이 디바이스는, 박막 제조 프로세스를 이용할 때 발생할 수 있는, 금속 라인 폭 변동, 금속층 판 저항 변동 등과 같은 처리 변동을 자기 조정하여 그 변동에 강건하게 된다.
행 방향을 따른 킥백 효과의 변동을 표시하는 측정치를 제공하려면, 최소 두개의 측정 화소가 요구되며, 바람직하게는 화소 어레이의 상측면 또는 하측면의 각 단부에 하나가 필요하다. 도 4의 실시예의 경우에서처럼 더욱 많은 측정 화소는 개선된 정정을 제공하며, 화소 어레이 영역에 대한 변동하는 오정렬과 같은, 킥백 변동의 다른 느리게 변하는 요인들에 대한 자동 조정을 또한 가능하게 한다. 원한다면 각 측면에 3개 이상의 측정 화소(40)가 제공될 수도 있다.
측정 화소의 출력은 구동 조건을 조정하는데 이용된다. 간단한 좌-우 변동의 경우에, 이것은 단지 디스플레이내 위치에 따라 열 평균 전압의 오프셋을 초래하며, 입력 비디오 신호의 디지털 처리에 의해 구현될 수 있다. 이상적인 성능의 경우, 이것은 열 전압 구동 범위에 작은 증가를 요구할 수도 있다. 그러나, 변동하는 킥백의 주된 효과는 미드-그레이 영역에서 가장 관측되기 쉬운 플리커이다. 따라서, 열 전압 범위를 증가시키지 않고 현저히 인식되는 개선이 성취될 수 있다.
측면을 따른 세개의 측정 화소(40)는 도체(17)의 대향 단부에 접속된 회로(16)와 같은 더욱 많은 행 드라이버 회로를 이용하여, 행 도체(17)가 양 단부로부터 구동되는 경우에 특히 바람직하다.
앞서 언급된 실시예에서 정정 수단을 형성하는 측정 화소(40)와 처리 수단(55)의 각각은 바람직하게는 전반적으로 구성 및 동작의 상세에 대해 참조되는 WO2003/019520에 기술된 것과 같으며, 그 내용은 본 명세서에서 참조로 인용된다. 이러한 정정 기법은 디스플레이 소자에 인가되는 전압 극성의 각각에 대해 측정 화소의 용량을 표시하는 제각기의 신호를 생성하고 이들 신호에 따라 구동 회로에 의해 발생되는 전압을 수정하는 것을 포함한다. 대안적으로, 정정 수단의 측정 화소 및 처리 수단의 각각은 사실상 본 명세서에서 또한 그 내용이 인용되는 WO99/57706 및 WO2003/019509 에 기술된 것과 같을 수 있다. 이들은 디스플레이 화소의 DC 전압 레벨을 나타내는 측정치를 제공하기 위해 상이한 기법을 이용한다. 이러한 측정 및 정정을 제공할 수 있는 다른 공지된 유형의 측정 및 정정 회로가 대신 이용될 수도 있다. WO2003/019509에서 측정 화소는 디스플레이 소자가 반대 극성의 구동 신호로 구동되며 이때 두 디스플레이 소자내에 존재하는 DC 오프셋에 기인해 두 디스플레이 소자에 저장되는 전하의 차이로부터 발생하는 나머지 전압과 평행하게 접속되는 두개의 더미 화소를 포함하며, 이를 측정하여 화소에 대해 연속하는 구동 전압에 대한 조정을 제공하기 위해 이용된다.
지금까지 AMLCD와 관련하여 구체적으로 설명되었지만, 본 발명은 다른 유형의 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스에도 유리하게 적용될 수 있음은 생각될 수 있다.
당업자라면 이상 개시된 내용으로부터 다른 변형이 가능할 것이다. 이러한 변형은 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스 분야에서 이미 알려진 다른 특징들 및 그를 위한 구성 부품 및 본 명세서에서 이미 설명된 특징들에 대신하여 또는 그에 부가하여 이용될 수도 있는 다른 특징들을 포함할 수도 있다.

Claims (7)

  1. 구동 회로 수단(50, 15, 16)에 의해 인가된 구동 전압에 응답하여 디스플레이 출력을 생성하는 화소(25)의 어레이(45)와,
    상기 화소(25)의 DC 전압 레벨을 표시하는 측정치를 제공하고 그에 따라 상기 구동 회로 수단(50, 15, 16)에 에 의해 인가되는 전압을 수정하여 상기 DC 전압 레벨에 기인하는 디스플레이 결함을 보상하는 정정 수단(40, 55)
    을 포함하되,
    상기 각 화소는 두 전극(5, 6) 사이의 전기 광학 물질(2)과 구동 전압이 한 전극(6)에 인가되게 하는 연관된 스위칭 디바이스(19)를 갖고, 각 셀의 전극에 걸쳐 인가되는 전압의 극성은 주기적으로 반전되며,
    상기 정정 수단은 상기 디스플레이 출력을 생성하는 화소(25)의 어레이(45)의 영역 외측에 위치된 복수의 측정 화소(40)를 포함하고, 상기 복수의 측정 화소는 상기 어레이의 적어도 한 측면(46, 47)을 따라 이격된 위치에서 서로로부터 분리되어 배치되며, 상기 정정 수단은 상기 측정 화소의 각각으로부터 측정치(55)를 제공하도록 배열되는
    액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 화소(25)는 행 및 열 어레이(45)로 배열되며, 상기 측정 화소(40)는 측면이 디스플레이 화소의 행에 대해 평행하게 연장되는 상기 디스플레이 화소 어레이의 한 측면(46, 47)의 각 단부에 배치되는 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 측정 화소는 상기 화소 어레이의 상기 한 측면에 대향하는 측면의 각 단부에 또한 배치되는 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 어레이의 측면의 양단 또는 각 단부의 상기 측정 화소 사이에 적어도 하나의 또 다른 측정 화소(40)가 이격 배치되는 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정정 수단(40, 55)은 상기 한 측면을 따른 상기 측정 화소 각각으로부터의 제각기의 측정치의 변동에 따라 상기 한 측면의 방향에서 상기 디스플레이 화소용 구동 전압에 대한 수정을 변화시키도록 동작가능한
    액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 상기 측정 화소는 복수의 상호접속된 더미 화소를 포함하는 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 액정 디스플레이 소자를 포함하는 액티브 매트릭스 디스플레이 디바이스.
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