KR20060136381A - 비디오 데이터 신호 정정 - Google Patents

Abstract

비디오 신호 분배 시스템은 암호화 비디오 신호, 비디오 신호를 복호화하기 위한 제어 단어 정보와 비디오 신호의 각각의 부분을 시청하기 위한 수수료를 나타내는 수수료 정보를 갖춘 데이터 스트림을 생성하는 비디오 스트림 소스(10)를 포함한다. 복수의 비디오 재생 장치(12)는 데이터 스트림을 수신하기 위해서 매체(14)에 결합된다. 각각의 비디오 재생 장치(12)는 제어 단어 정보에서 유도된 제어 단어를 비디오 신호 복호화 디바이스(121)로 공급하기 위한 제어 단어 유도 유닛(125)을 포함한다. 크레디트 메모리(128)가 크레디트의 임계량 이상의 이용 가능성을 나타내고 제어 단어가 공급되는 복호화를 위한 비디오 신호의 일부분에 대한 수수료 정보에 따라서 크레디트 메모리(128)의 크레디트 양을 감소시킬 때, 제어 단어가 공급될 수 있고 또는 되지 않을 수 있는, 크레디트 메모리(128)를 구비한 크레디트 관리 유닛이 제공된다.

Description

비디오 데이터 신호 정정{VIDEO DATA SIGNAL CORRECTION}

본 발명은 능동 매트릭스 전기발광 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위한 비디오 데이터 신호를 정정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이고, 구체적으로 개별 디스플레이 요소를 통해 전류를 제어하기 위한 트랜지스터를 가진 디바이스를 주소 지정하기 위한 비디오 데이터 신호를 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

전기 발광, 광-방사, 디스플레이 요소를 이용하는 매트릭스 디스플레이 디바이스는 잘 알려져 있다. 디스플레이 요소는 예를 들어 중합체 물질을 사용하는 유기 박막 전기 발광 요소, 또는 그 밖에 종래의 Ⅲ-Ⅴ 반도체 화합물을 사용하는 광 방사 다이오드(LEDs)를 포함할 수 있다. 유기 전기 발광 물질, 특히 중합체 물질의 최근 발전은 실제적으로 비디오 디스플레이 디바이스에서 사용되도록 가능성을 보여주었다. 이러한 물질은 일반적으로 한 쌍의 전극 사이에 끼워진 하나 이상의 반도체 결합 중합체 층을 포함하는데, 이 중 한 전극은 투과성이고 다른 하나의 전극은 중합체 안에 홀 또는 전극을 주입하기 위해 알맞은 물질이다.

중합체 물질은 CVD 과정을 이용하여, 또는 용해성 복합 중합체의 용매를 이용하여 스핀 코팅 기술에 의해 간단하게 제조될 수 있다. 잉크-제트 인쇄는 또한 사용될 수 있다. 유기 전기 발광 물질은 다이오드와 같은 I-V 특성을 나타내고, 따 라서 디스플레이 기능과 전환 기능 모두를 제공할 수 있고, 그러므로 수동 타입의 디스플레이에 사용될 수 있다. 대안적으로, 이러한 물질은 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 사용될 수 있고, 이 때 각 픽셀은 디스플레이 요소와 디스플레이 요소를 통하여 전류를 제어하기 위한 전환 디바이스를 포함한다.

이런 종류의 디스플레이 디바이스는 전류-구동 디스플레이 요소를 가져서, 종래의, 아날로그 구동 구성은 디스플레이 요소에 제어 가능한 전류를 공급하는 것을 포함한다. 픽셀 구성의 한 부분으로서 전류 소스 트랜지스터를 제공하는 것은 알려져 있고, 이 때 전류 소스 트랜지스터에 공급된 게이트 전압은 디스플레이 요소를 통하여 전류를 결정한다. 저장 커패시터는 주소 지정 단계 후에 게이트 전압을 고정한다.

도 1은 능동 매트릭스 전기발광 디스플레이 디바이스의 알려진 배열의 한 부분을 도시한다. 디스플레이 디바이스는 규칙적으로 떨어진 픽셀의 행과 열 매트릭스 배열을 가진 패널을 포함하고, 행(선택)과 열(데이터) 주소 컨덕터(2 및4)의 교차 세트 사이의 교차 지점에 위치된 블록(1)에 의해 표시된다. 오직 몇 개의 픽셀만 간략하게 도면에 도시되었다. 실제로, 수 백 개의 행과 열 픽셀이 있다. 픽셀(1)은 각각의 컨덕터의 세트의 단부에 연결된 행, 스캐닝, 구동 회로(6) 및 열, 데이터, 구동 회로(7)를 포함하는 주변의 구동 회로에 의해 행과 열 주소 컨덕터의 세트를 통해 주소 지정된다. 전력 라인(10)은 각각의 픽셀의 그룹에 전류를 공급하기 위해 배열된다. 이런 예에서, 각 전력 라인(10)은 관련된 행 안의 픽셀에 전류를 공급한다.

도 2는 전압-프로그램 작동(voltage programmed operation)을 제공하기 위하여 간략화된 개략적인 형상의 알려진 픽셀과 구동 회로 배열을 도시한다. 각 픽셀(1)은 EL 디스플레이 요소(11)와 관련된 구동기 회로를 포함한다. 전기발광 디스플레이 요소(11)는 본 명세서에서 다이오드 요소(LED)로 나타내고 한 쌍의 전극 사이에 하나 이상의 유기 전기발광 물질의 능동층이 끼인 한 쌍의 전극을 포함하는, 유기 광 방사 다이오드를 포함한다. 배열의 디스플레이 요소는 절연 지지의 한 측면 상에 관련된 능동 매트릭스 회로와 함께 지지된다. 디스플레이 요소의 음극 또는 양극은 투명 전도 물질로 형성된다. 지지층은 유리와 같은 투명 물질로 이루어지고, ITO와 같은 투명 전도 물질로 구성될 수 있어서 기판에 가장 가까운 디스플레이 성분(11)의 전극은 전기발광 층에 의해 생성된 광은 지지층과 이들 전극을 통해 투과되고 지지층의 다른 측면의 시청자에게 보이게 된다.

구동기 회로는 행 컨덕터(2) 상의 행 주소 펄스에 의해 턴온된 주소 트랜지스터(16)를 가진다. 주소 트랜지스터(16)가 턴온될 때, 열 컨덕터(4) 상의 비디오 데이터 전압은 픽셀의 나머지를 지날 수 있다. 특히, 주소 트랜지스터(16)는 구동 트랜지스터(20)의 게이트에 데이터 전압을 공급한다. 게이트는 행 주소 펄스가 끝난 후에도 저장 커패시터(22)에 의해 이 전압에 고정된다. 구동 트랜지스터(20)는 전력 라인(10)으로부터 전류를 끌어당긴다.

상기 기본적인 픽셀 회로는 전압-프로그램 픽셀이고, 구동 전류를 샘플링하고 전류-프로그램 픽셀 또한 있다. 그러나, 모든 픽셀 구성은 각 픽셀에 공급된 전류를 필요로 한다.

주소 회로는 공통적으로 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 잘 알려진 박막 트랜지스터(TFTs)를 사용한다. 배열에서 TFTs의 전기적 특성의 변화는 디스플레이 출력에서 비-균일화를 유도할 수 있다고 알려져 있다. 예를 들어, 다른 임계 전압을 가지고 동일한 데이터 전압으로 주소 지정된 2개의 주변 내 픽셀, 구동 트랜지스터는 다른 출력 세기를 생산하는 것 같다. 다른 가변적 특성은 TFT의 이동성과 다른 전류-전압 관계를 포함한다. 이러한 변화의 몇 가지의 가능한 원인이 있다.

이러한 디바이스는 종종 다양한 전도성, 절연 및 반도체 물질이 기판 상에 적층되고 패턴화된 광리소그라피에 의해 제조된다. TFTs의 치수에서 작은 변화는 전기적 특성에서 차이를 유도할 수 있다.

에이징 효과(aging effect)는 작동 수명에 걸쳐 TFTs의 특성을 또한 변하게 할 수 있다. 이것은 특히 연속적인 전류를 제어하기 위해 사용될 때 임계 전압 흐름이 나빠진다고 알려진 비결정질 실리콘 TFTs로 분명해진다. 그러나, 폴리 실리콘 기술로 만들어진 TFTs는 제조 단계에서 생기는 구조적 차이에 의해 야기되는 전기적 특성 변화로 더 나빠진다.

이전에 AMLCD 배열을 제조하기 위해 사용된 현존하는 제조 공장이 사용될 수 있도록 능동 매트릭스 전기 발광 디스플레이의 제조에서 더 확증된 비결정질 실리톤 기술이 채택되기를 바란다. 그러나, 비결정질 실리콘 TFTs 안정성과 관련된 문제는 구동 트랜지스터로서 그들의 사용을 못하게 한다.

이러한 문제를 극복하려는 시도에서, 각각 픽셀 회로의 변경으로 각 구동 트 랜지스터의 전기적 특성이 픽셀 레벨에서 측정된다는 것에 제안되었다. 이에 따라 그 후 후속 데이터 신호가 정정된다. 이것은 베이직 픽셀 회로에 더 많은 TFTs를 포함하는 몇 개의 추가 구성 요소를 일반적으로 필요로 하여, 더 고가이고 복잡한 제조 과정과 감소된 틈을 가지는 픽셀의 배열을 야기한다.

WO01/95301은 각 픽셀이 알려진 데이터 신호로 한번에 하나씩 주소 지정되는 정정 모드 동안에 각각의 픽셀을 통하여 전류를 측정하는 균일성 정정 회로를 가진 디스플레이를 개시한다. 각 픽셀에 대한 정보는 저장되어 정상 작동하는 동안 픽셀에 적용될 데이터 신호를 결정하는데 사용된다.

본 발명의 한 양상에 따라 능동 매트릭스 디스플레이를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법이 제공되고, 상기 디바이스는 n 전기발광 디스플레이 요소에 전류를 공급하기 위해 배열된 전력 라인을 포함하고, 각 요소에 공급되는 전류는 각각의 구동 트랜지스터에 의해 제어 가능하고, 각 구동 트랜지스터는 비디오 데이터 신호에 의해 주소 지정할 수 있고 전기적 특성 파라미터 X를 가지고, 상기 방법은:

(ⅰ)-각 구동 트랜지스터에 대해 X 값을 저장하는 단계,

(ⅱ)-각각이 값(V_d)을 가지는, 비디오 데이터 신호의 세트를 수신하는 단계,

(ⅲ)-구동 트랜지스터의 X 값 및 V_d에 전력 라인 전류에 관계된 모델을 사용하여 전력 라인(l_p)을 통하여 예상했던 전류를 저장된 X 값과 수신된 V_d으로부터 결정하는 단계,

(ⅳ)-구동 트랜지스터가 각각 수신된 비디오 데이터 신호의 세트로 주소 지정될 때 전력 라인을 통해 전류(I_m)를 측정하는 단계,

(ⅴ)-예상된 전류(I_p)와 측정된 전류(I_m) 사이에 차이(g)를 계산하는 단계,

(ⅵ)-비디오 데이터 신호의 적어도 n-1 추가 세트에 대해 단계 (ⅱ) 내지 (ⅴ)를 반복하는 단계,

(ⅶ)-계산된 g 값을 사용하여 각 트랜지스터에 대해 X 값을 계산하는 단계,

(ⅷ)-저장된 X 값을 계산된 X 값으로 대체하는 단계.

(ⅸ)-저장된 X 값에 따라 후속하는 비디오 데이터 신호를 정정하는 단계를 포함한다. 본 명세서를 위해, "전기 특성 파라미터"라는 용어는 관련된 트랜지스터의 전기 특성의 값을 의미한다. 이런 특성은 임계 전압과 이동성과 같은 트랜지스터의 전압-전류 특성에 영향을 주는 것들을 포함한다.

이롭게도, 본 발명에 따른 방법은 각 트랜지스터 상의 각각의 측정을 할 필요 없이 각 트랜지스터에 대해 전기 특성 파라미터의 결정을 허용한다. 그러므로, 상기 방법은 디스플레이 디바이스의 정상 작동 동안에 수행될 수 있다.

전류를 n 디스플레이 요소에 공급하는 전력 라인에 대해서, 전력 라인에 공급된 총 전류는 전력 라인 상의 데이터 신호와 n 관련된 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 함수이다. 구동 트랜지스터에 인가된 데이터 신호값은 알려졌다. 데이터 신호값이 주어진 전기적 특성과 관련된 모델은 전력 라인 전류를 예상하기 위해 사용된다. 그러므로, 전력 라인 전류 및 데이터 신호값과 관련된 n 세트의 선형적으로 독립적인 데이터를 모음으로써, 주어진 전기 특성의 알려지지 않은 값은 다양한 계산 과정을 이용하여 계산될 수 있다. 그 후에, 이러한 계산된 값은 비디오 데이터 신호를 적절히 정정하기 위해 사용된다. 그러므로 이러한 값의 임의의 변화는 연속적으로 주소 지정된 데이터 신호에 의해 고려된다.

이런 방법은 디스플레이에 정확하게 주소가 지정되게 하기 위해서, 구동 트랜지스터의 저장된 전기 특성의 규칙적인 업데이트를 제공하도록 디바이스의 작동을 통하여 주기적으로 인가될 수 있다. 게다가 또는 대신에, 상기 방법은 디스플레이 디바이스의 전환에 반응하여 실행될 수 있다. 대안적으로, 밝은 바(bright bar)는 채널이 변할 때마다 디스플레이 스크린을 지나간다(sweep). 유익하게도, 이런 변화하는 이미지는 전력 라인 전류가 인가된 데이터 전압과 알려지지 않은 전기 특성 파라미터와 관련하는 n 세트의 선형적으로 독립적인 데이터를 제공할 것이다.

본 발명의 제 2 의 양상에 따라, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 장치를 제공하고, 상기 장치는 전류를 n 전기발광 디스플레이 요소에 공급하기 위해 배열된 전력 라인을 포함하고, 상기 각 요소에 공급된 전류는 각각의 구동 트랜지스터에 의해 제어 가능하고, 각각의 구동 트랜지스터는 값(V_d)과 전기 특성 파라미터(X)를 각각 갖는 비디오 데이터 신호에 의해 주소 지정 가능하고, 상기 장치는 각각의 구동 트랜지스터에 대해 X 값을 저장하기 위한 수단과, 저장된 X 값과 비디오 데이터 신호 값(V_d)을 이용하는 전력 라인을 통해 예상된 전류를 공급하기 위한 모델을 인가하기 위한 수단과, 전력 라인을 통해 전류를 측정하기 위한 수단과, 각각의 구동 트랜지스터에 대해 X 값을 결정하기 위한 복수의 비디오 데이터 신호의 세트에 대한 상기 측정된 전류와 상기 예상된 전류에 알고리즘을 인가하기 위한 수단과, 저장된 X 값에 따라 수신된 비디오 데이터 신호를 수정하기 위해 정정 회로를 포함한다.

유리하게도, 어떤 추가 주소 지정 구성 요소도 각각의 디스플레이 요소에 대해 필요하지 않는다. 대신에 장치는 비디오 데이터 신호의 정확한 정정을 할 수 있도록 관련된 구동 트랜지스터의 주어진 전기 특성에 대해 최근의 값을 설정하는 방해하지 않는 방법(non-instructive way)을 제공한다. 픽셀의 배열에 알맞은 연결로, 상기 장치는 단일 칩으로 통합될 수 있다. 이것은 종래의 주소 지정 회로를 가진 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 정정 구조를 간단하게 통합하게 한다. 이런 경우에, 칩은 입력 데이터 디스플레이 신호를 행과 열 구동기에 공급하기 전에, 입력 비디오 디스플레이 신호를 정정하기 위해 배열될 수 있다.

바람직하게, 능동 매트릭스 디스프레이 디바이스의 각 전력 라인은 그것과 관련된 본 발명에 따른 장치를 갖는다. 그러므로 유리하게도, 능동 매트릭스 디스플레이에서 모든 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 변화는 데이터 신호의 정정에 의해 반대로 방해될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 각 구동 트랜지스터에 대한 X 값의 계산은 수집된 데이터의 매트릭스 상에 반복하는 뉴톤 선형화 과정(Newton Linearasation process)을 사용한다. 여기서, i번째 데이터 세트에 대해, 차이 값 g_i를 나타내는 데이터는 1과 n 사이의 값 i에 대해 G라고 불리는 열 벡터에 저장된다. 그 후에 반복의 뉴톤 선형화 과정은 각 구동 트랜지스터의 X 값에 대한 불일치 값 δX를 얻기 위해 벡터(G)를 이용하여 실행된다. 이런 과정은:

- n x n 매트릭스 G'를 얻기 위해 벡터(G)를 미분하는 단계와,

- δX에 대하여 다음 방정식을 푸는 단계를 포함할 수 있다.

그 후 각 트랜지스터에 대한 X 값은 계산된 불일치 값을 사용하여 업데이트되고 차이 값(g)은 업데이트된 X 값과 원래 비디오 데이터 신호 값 V_d을 사용하여 다시 계산된다. 이런 과정은 G 값이 O에 충분하게 가까울 때까지, 즉 이론(새로운 X값을 고이용하여)으로부터 예상된 전류는 실제적으로 측정된 전류와 일치할 맞을 때까지, X 값의 업데이트를 반복하여 계속적으로 수행될 수 있다.

상기 과정은 n 개의 알려지지 않은 값이 알려지지 않은 값과 알려진 값과 관계가 있는 선형적으로 독립하는 데이터의 n 세트를 사용하여 결정되도록 하게 한다. 이런 방법으로, n 전기 특성 파라미터 값(X)은 X값이 알려진 선형적으로 독립하는 V_d 벡터와 관련된 선형적으로 독립하는 n 세트의 데이터가 모였을 때, 간단하게 계산될 수 있다. 이것은 이롭게도 사용자의 시야를 방해하지 않는 임의의 정정에 대한 필요 없이 디스플레이 디바이스의 정상 작동 동안에 과정이 수행되게 한다. 구동 트랜지스터를 선형적으로 독립하는 n개의 세트의 비디오 데이터 신호로 차례로 주소 지정하고, 각 V_d 벡터에 대하여 전력 라인 전류를 측정함에 의해서, 계산된 데이터는 n 행을 가진 벡터의 각각의 행에 저장될 수 있다. 이것이 가득 찰 때, 뉴톤 선형화 과정은 각 구동 트랜지스터에 대해 전기 특성 파라미터 값을 결정하기 위해 수행될 수 있다.

상기 방정식을 푸는 것은 n x n 매트릭스 G'를 역변환(invert) 또는 그 위에 LU분해(deposition)를 실행하는 것을 필요로 할 수 있다. 주어진 매트릭스의 연속적인 풀이는 매트릭스가 단수가 아니라는 것이 필요하다. G'가 단수가 아니라는 것을 보장하기 위해서, 구동 트랜지스터는 미리 결정된 V_d 값을 가진 비디오 데이터 신호의 세트로 구동되는 것이 바람직하다. 이것은 미리 결정된 이미지를 디스플레이하여 수핼될 수 있다. 선형적으로 독립하는 V_d 값이 전기적 특성 파라미터의 연속적인 계산을 가능하기 하기 위해 입력될 때를 결정하기 위해 입력 비디오 데이터 신호가 분석된 검출 과정은 또한 수행될 수 있다.

각 구동 트랜지스터의 임계 전압(V_t)은 전압-전류 특성에 상당한 효과를 주고 그러므로 임의의 임계 전압 변화는 디스플레이로부터 임의의 출력 이미지의 균일성에 해로운 효과를 줄 수 있다. 전기 특성 파라미터(X)는 임계 전압(V_t)이 될 수 있다. 이런 경우에, 각 구동 트랜지스터에 대한 값(V_t)은 저장되고 본 발명에 따라 계산된 값 V_t으로 대체된다. 그 후에 저장된 V_t 값은 트렌지스터마다 V_t 값의 임의의 변화를 보상하기 위해 입력 비디오 데이터 신호를 정정하기 위해 사용된다.

전력 라인 전류가 비디오 데이터 신호값(V_d)에 관련하는 모델과 각각의 구동 트랜지스터에 대해 알려지지 않은 전기 특성 파라미터(X)는 V_d와 X 값을 이용하여 전력 라인을 통해 예상된 전류를 결정하기 위해 사용된다. 상기 모델은 구동 트랜지스터의 알려진 전압-전류 특성과 전기발광 디스플레이 요소와의 상호작용을 이용함으로서 달성되는 것이 바람직하다.

전기 특성 파라미터(X)가 임계 전압(V_t)인 경우에, 상기 모델은 다음 방정식에 의해 주어진 관계에 기초할 수 있다.

i_LED=K(v_d-v_t)²

여기서 i_LED는 한 구동 트랜지스터에 의해 제어된 전류이고 K는 상수이다.

본 발명의 예시는 첨부된 도면을 참조로 자세하게 기술될 것이다.

도 1은 종래의 능동 매트릭스 LED 디스플레이를 도시한 도면.

도 2는 도 1의 디스플레이에 대한 종래의 픽셀 회로를 도시한 도면.

도 3은 비디오 데이터 신호를 정정하기 위한 장치를 구비한 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스의 일부분을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 비디오 데이터 신호를 정정하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 각각의 트랜지스터에 대한 임계 전압값을 계산하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도.

도면은 도식적이고 스케일을 도시하지 않았다는 것을 유념해야 한다. 이러한 도면의 부분의 상대적 치수 및 비율은 명확하게 하고 도면의 편의 때문에 확대된 또는 감소된 크기로 도시되었다. 동일한 참조 번호는 동일한 또는 유사한 부분을 표시하기 위해 도면 전체에 사용되었다.

본 발명의 방법은 알려진 디바이스와 관련하여 전술된 도 1 및 도 2에 의해 도시된 바와 같이 주소 지정 회로와 픽셀의 전형적인 배열을 갖는 능동 매트릭스 전기발광 디스플레이 디바이스에 수행될 수 있다. 간략하게, 전력 라인(10)은 n 전기발광 디스플레이 요소(11)에 전류를 공급하기 위해 배열되었다. 도시된 예시에서, 각 픽셀(1)의 행은 공통 전력 라인(10)을 공유한다. 각 픽셀(1)은 전기발광 디스플레이 요소(11)와 구동 트랜지스터(20)를 포함한다. 각 디스플레이 요소(11)에 공급된 전류는 구동 트랜지스터(20)에 의해 제어 가능하다. 도 2는 관련된 전력 라인(10)과 LED 디스플레이 요소(11)의 양극 사이에 연결된 구동 트랜지스터의 전류-전달 터미널을 도시한다. 그러나, 다른 배열은 구동 트랜지스터가 실질적으로 동일한 기능을 수행하게 하는 것을 가능하게 한다.

각 구동 트랜지스터는 비디오 데이터 신호에 의해 주소 지정할 수 있다. 이러한 신호는 값(V_d)을 가진 전압의 형태이고 열 구동기(7)에 의해 열 주소 라인(4) 에 공급된다. 주소 트랜지스터(16)는 데이터 전압이 구동 트랜지스터(20)를 주소 지정하게 하는 행 선택 펄스에 의해 스위치가 켜진다. 구동 트랜지스터(20)의 게이트에 인가된 V_d의 크기는 트랜지스터를 통과하게 한 전류와 이에 따라 디스플레이 요소(11)에 공급된 양을 결정한다. 게이트는 행 주소 펄스가 끝난 후에도 저장 커패시터(22)에 의해 이런 전압에 고정된다.

박막 트랜지스터(TFTs)는 구동 트랜지스터(20)에 의해 사용된다.

이런 것은 광리소그라피 같은 잘 알려진 기술을 이용하여 다른 주소 회로와 함께 기판 상에 형성된다. 배열에서 TFTs의 전기 특성은 TFT 마다 다른 경향이 있다. 이러한 차이는 임계 전압과 이동성의 변화를 유도하는 에이징 효과와 구조가 원인이 되는데, 예를 들어 디스플레이 디바이스의 전체 수명에서 디스플레이된 이미지의 비-균일화를 유도한다. 주어진 전기 특성의 크기는 파라미터(X)에 의해 나타낼 수 있다.

본 발명은 이러한 전압-전류 특성 변화 효과를 상쇄하기 위해 응용될 수 있다. 다음의 기술된 실시예는 임계 전압 변화를 고려함으로서 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법을 제공한다. 즉, X≡v_t이다. 비결정질 실리콘 채널을 가진 TFTs는 임계 전압 변화에서 상당히 손상 받는다고 알려졌다.

도 3은 도 1에 도시된 알려진 배열의 모든 구성 요소를 가진 능동 매트릭스 전기발광 디스플레이 디바이스의 부분을 도시한다. 본 발명을 수행하기 위해 필요한 장치는 블록(25)에 의해 나타난 IC 칩에 포함될 수 있다. IC 칩(25)은 전력 라 인(10)의 그룹에 스위칭 가능하게 연결되었고, 한번에 한 전력 라인에 연결된 픽셀을 주소 지정하기 위한 비디오 데이터 신호를 정정하기 위해 작용한다. 오직 하나의 전력 라인(10)이 간략하게 도 3에 도시되었다.

장치는 전력 라인(10)과 관련된 각 구동 트랜지스터에 대해 임계 전압 값(v_t)을 저장하기 위해 작동하는 V_t 저장소(31)를 포함한다. 전류계(32)는 전력 라인(10)과 디스플레이 디바이스의 전력 공급 사이에 연결되었다. 이것은 작동하는 동안 전력 라인(10)을 통해 총 전류를 측정하기 위해 작동한다.

값(v_d)을 가진 비디오 데이터 전압은 신호 프로세서(34)의 입력이다. 신호 프로세서는 저장된 V_t 값에 따라 수신된 비디오 데이터 전압을 수정하기 위한 정정 회로를 포함한다. 그 후에 정정된 데이터 전압은 픽셀(1)을 주소 지정하기 위해 열 구동기(7)에 공급된다. 이런 방식으로, 픽셀을 주소 지정하기 위해 사용된 데이터 전압은 관련된 구동 트랜지스터(20)의 임계 전압의 임의의 변화를 상쇄하기 위해 정정된다. 대응하는 타이밍 신호는 디스플레이의 행 주소 컨덕터(2)로 행 선택 펄스의 인가를 제어하기 위해서 신호 프로세서(34)에 의해 행 구동기(6)로 공급된다.

상기 신호 프로세서(34)는 저장된 v_t 값과 입력 비디오 데이터 전압(V_d)을 이용하여 전력 라인(10)을 통해 예상된 전력을 결정하기 위한 모델을 적용하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 프로세서(34)는 또한 예상된 전류(모델을 이용하여 계산된)에 알고리즘을 적용하기 위한 수단과 각 구동 트랜지스터(20)에 대해 임계 전 압 값(v_t)을 결정하기 위한 다수의 비디오 데이터 전압 세트를 위한 측정된 전류{전류계(32)에 의해 측정된)를 포함한다.

위에 기술한 바와 같이, IC 칩(25)은 배열의 다른 전력 라인(10)에 스위칭 가능하게 연결되었다. 그러므로, 다른 전력 라인으로 스위칭함에 의해, 연결된 전력 라인과 관련된 구동 트랜지스터(20)에 공급된 비디오 데이터 전압은 기술된 바와 유사한 방식으로 정정될 수 있다. 몇몇의 IC 칩(25)이 전력 라인(10)의 그룹과 각각 관련이 있다고 예상된다. 이런 방식으로, 몇몇 칩은 병렬로 작동하여 동시에 몇몇의 행에 대해 데이터 신호를 정정한다. 그러나, 간략하게 하기 위해, 장치의 작동은 하나의 전력 라인과, 이에 따라 오직 픽셀의 한 행만 관련하여 기술될 것이다.

도 3의 장치 상의 본 발명을 기술하는 예시적인 방법은 이제 도 4에서 도시된 흐름도를 참조로 기술될 것이다. 전력 라인(10)으로부터 전류가 공급된 픽셀(1)과 관련된 각 구동 트랜지스터(20)에 대해, 임계 전압값(v_t)은 V_t 저장소(31)에 의해 저장된다. 이러한 값은 디스플레이의 이전 작동으로부터 저장된 값에서 얻는다. 그러나, 이 값은 모두 처음에는 추측한 값 또는 모형 값에 설정될 수 있다. 이것은 예를 들어 2V일 수 있다. 이런 단계는 도 4의 410에 참조되었다.

신호 프로세서(34)는 412에 참조된, 값(V_d)을 가진 한 세트의 비디오 데이터 전압을 수신한다. 이 전압은 디스플레이 디바이스에의 입력이고 각각의 전압은 출력 이미지를 제공하기 위해서 주어진 픽셀에 의하여 출력될 강도 레벨에 대응한다. 각 V_d 값은 데이터 전압이 대응하는 픽셀의 구동 트랜지스터(20)의 임계 전압 값(V_t)을 고려하기 위하여 데이터 프로세서(34)에 의해 정정된다.

모델은 관련된 구동 트랜지스터가 수신된 한 세트의 비디오 데이터 신호로 주소 지정할 때 전력 라인(10)을 통하여 흐르도록 예상된 전류를 결정하기 위하여 사용된다. 이러한 과정은 420으로 참조되었으며, 신호 프로세서(34)에 의해 수행된다. 상기 모델은 하나의 디스플레이 요소(11)을 통해 흐르는 전류, 구동 트랜지스터(20)의 게이트에 인가된 비디오 데이터 전압(v_d)과, 구동 트랜지스터의 임계 전압(v_t)사이의 관계에 기반한다. 이런 모델은 다음과 같이 이루어질 수 있다.

포화 상태에서 TFT에 대해, 드레인 전류(i_d)는 다음과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 1]

이 때, k는 디바이스 상호 컨덕턴스 파라미터이고 v_gs는 TFT의 게이트-소스 전압이다. LED 디스플레이 요소(11)에 대해, LED i_LED를 통한 순방향 전류는 다음과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 2]

i_LED

이 때, A 및 m은 상수이고 v_D는 LED 디스플레이 요소(11)을 지나는 전압이다. m=2일 때, 우수한 근사값이 존재한다. 그러므로,

[수학식 3]

i_LED

구동 트랜지스터(20)의 게이트에 인가된 비디오 데이터 전압(v_d)은 다음과 같이 2개의 부분으로 나누어 질 수 있다고 알려졌다.

[수학식 4]

방정식 (1),(3) 및 (4)를 이용하여 재배열하고 치환하면 다음을 제공한다.

[수학식 5]

i_LED

여기서 K가 상수이다. 전력을 n 픽셀에 공급하는 전력 라인에 대해, 전력 라인(10)을 통하여 예상된 전류 i_p는 각 LED를 통하여 모든 각각의 픽셀 전류의 합이고 임계 전압의 함수로서 표현된다.

[수학식 6]

i_LED

이 때, 관련된 구동 트랜지스터(20)가 특정한 세트의 비디오 데이터 전압(V_d)으로 주소 지정될 때, V_t는 임계 전압의 저장된 벡터(길이 n)이고 i_p는 전력 라인(10)을 통한 총 전류이다.

그 후에 전력 라인(10)과 관련된 구동 트랜지스터(20)는 제 1 세트의 수신된 비디오 데이터 전압(V_d1)로 주소 지정된다. 이러한 데이터 전압은 별개의 v_d 저장소(미도시)에 저장될 수 있다. 전류계(32)는 그 후에 전력 라인(10)을 통하여 전류 I_m을 측정하기 위해 사용되고, 이 단계는 430에 참조된다. 측정은 바람직하게 일단 비디오 데이터 전압이 구동 트랜지스터(20)의 게이트에 인가되면 미리 결정된 기간 동안에 발생한다.

440으로 참조된, 예상된 전류 i_p와 측정된 전류 i_m 사이의 불일치는 그 후 제 1 데이터 세트에 대해 계산된다.

[수학식 7]

이 때, g₁(V_t)는 제 1 세트의 데이터 전압에 대한 불일치를 나타낸다. 이것은 저장된 v_t 값의 정확도를 표시한다. 예를 들어, 저장된 v_t값 실질적으로 정확한 경우에, 그 후 결과 불일치 값 g₁(V_t)은 아마 0으로 최소화될 것이다. 이런 경우에, 저장된 v_t 값이 적어도 미리 결정된 임계값에 정확하기 때문에, 상기 장치는 이 시점에서 정정 과정을 중지할 수 있다. 정정 과정은 그 후 예를 들어 디스플레이 디바이스가 다음에 스위치 온 될 때, 미리 결정된 기간 후에 다시 시작할 것이다.

그러나, 예상된 전류 i_p와 측정된 전류 i_m 사이의 0이 아닌 불일치일가 있는 경우에, g₁(V_t)는 벡터{(G(V_t)}의 제 1 행에 i=1로 저장된다.

[수학식 8]

이 때, G(V_t)와 F(V_t)는 n 행을 갖는다.

전력 라인(10)과 관련된 n 픽셀에 대응하는 v_t의 n 알려진 값이 있다. 그러므로, n 세트의 선형적으로 독립적인 데이터는 n 임계 전압값을 결정하기 위하여 필요하다. 이러한 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기-기술된 과정은 값(v_d)을 가지는 적어도 추가 n-1 세트의 비디오 데이터 전압으로 반복된다. i번째 세트의 비디오 데이터 전압인 경우에, 방정식 (7)을 이용하여 계산된 불일치는 벡터{(G(V_t)}의 행(i)에 입력된다. 450으로 참조된 과정은 벡터가 최대가 될 때까지 반복된다. 이것은 배열의 픽셀이 디스플레이될 이미지에 대응하는 비디오 데이터 전압 세트로 주소 지정될 때 디스플레이 디바이스의 정상 작동 동안에 실행될 수 있다. 선형적 으로 종속하는 비디오 데이터 전압 세트(V_d)는 성립된 매트릭스(G)가 단 하나가 되지 않기 위하여 버려질 수 있다. 그러나, 수집된 데이터와 관련된 비디오 데이터 전압 세트는 그들이 반복적 계산에 사용되기 위하여 저장된다는 것이 주목된다.

도 4의 흐름도에서 460으로 참조된, 계산된 불일치 값 {g(V_t)}은 그 후 각각의 구동 트랜지스터(20)에 대해 임계 전압(V_t)을 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 이런 단계의 예시적인 방법은 도 5에서 자세하게 도시되는데, 반복적인 뉴톤 선형화 과정은 각 트랜지스터의 임계 전압값(v_t)에 대한 불일치 값(δv_t)을 얻기 위해 G에 대해 실행된다.

벡터{G(V_t)}는 신호 프로세서(34)에 의해 저장(510)된다. 벡터{G(V_t)}에 대해 뉴톤 선형화를 실행하기 위해서, 다음의 방정식은 δv_t(길이 n의 벡터)에 대해 풀어야만 한다.

[수학식 9]

처음에, 이것은 아래와 같은 n x n 매트릭스 {G'(V_t)}를 얻기 위하여 저장된 비디오 데이터 전압 세트(V_d)를 이용하여 V_t에 관하여 구별되도록 G(V_t)가 필요하다.

[수학식 10]

다음에, 이런 n x n 매트릭스는 다음과 같이 δv_t에 대해 방정식(9)을 풀도록 역변환시킨다.

[수학식 11]

매트릭스{(G'(V_t)}는 성공적인 역변환을 하기 위하여 비-단일(non-singular)이어야 한다. (G'(V_t)가 단일한 경우에, 그 후 비디오 데이터 전압의 추가 세트에 대해 적어도 일부분의 데이터 수집 과정이 반복될 필요가 있다. 이것은 해결 방법으로 집중시키기 위한 반복적인 뉴톤 선형화 과정의 실패에 의해 나타날 수 있다.

최종 벡터(δV_t)는 저장된 임계 전압값과 계산된 임계 전압값 사이에 불일치를 포함한다. 그러므로, 각각의 구동 트랜지스터에 대한 업데이트된 임계 전압값은 벡터(δv_t)에 포함된 계산된 불일치 값을 이용하여 저장된 v_t값을 변경함으로써 계 산(540)될 수 있다.

벡터(G)는 그 후에 새로운 v_t 값과 저장된 v_d 값을 이용하여 g 값을 다시 계산하는 것에 의해 업데이트된다. 이 과정은 그 후 g 값이 0 주변의 미리 결정된 범위 내에 있을 때까지, 즉 이론으로부터(새로운 v_t 값을 이용하여) 예상된 전류가 실질적으로 측정된 전류와 맞을 때까지 반복된다.

저장된 임계 전압값은 그 후 새롭게 계산된 임계 전압값으로 대체(470)된다. 후속적인 비디오 데이터 신호는 그 후 그들이 관련된 구동 트랜지스터(20)를 주소 지정하기 전에 저장된 값(v_t)에 따라 단일 프로세서(34)에 의해 정정(480)된다.

상기-기술된 실시예는 n 전기발광 디스플레이 요소(11)에 대해 비디오 데이터 전압의 정정을 포함한다. 더 높은 n의 값인 경우에, 데이터 처리 과정은 더 많은 전류 측정과 더 복잡한 계산을 포함할 것이다. n 디스플레이 요소는 한 행보다 더 많은 행에서 위치될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 배열의 2개의 인접한 행의 디스플레이 요소에 공급된 총 전류는 단일 전력 라인과 같이 관련된 전력 라인을 고려함으로써 측정될 수 있다. 이런 경우에, 각각의 전류 측정은 본 발명에 따른 계산에 대해 필요한 n 디스플레이 요소에 공급된 총 전류를 제공하기 위하여 조합될 수 있다.

상기-기술된 방법은 TFT 이동성 및 LED 효율과 같은 구동 트랜지스터의 LEDs의 다른 전기 특성의 변형을 극복하기 위한 데이터 신호의 정정에 응용될 수 있다. 물론, 이것은 이런 파라미터가 전력 라인 전류 i_p를 예상하기 위하여 명백함을 나타 내는 다른 모델에 필요할 수 있다.

다른 수치적인 방법은 상기-기술된 실시예에 사용된 반복적인 뉴톤 선형화 대신에, 전기 특성 파라미터(X)를 계산하기 위해 적용될 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 방정식(9)은 LU 분해 또는 가우시안 제거를 이용하여 풀 수 있다.

요약해서, 각각의 디스플레이 요소(11)를 통하여 전류를 제어하기 위해서 사용된 각각의 구동 트랜지스터(20)에 대한 저장된 전기 특성 파라미터값에 따라 입력 데이터는 변경된 능동 매트릭스 전기발광 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위한 비디오 데이터 신호를 정정하기 위해서 방법과 장치를 제공한다. 저장된 값은 예를 들면 임계 전압 변화와 같은 각각의 구동 트랜지스터의 전기 특성에서 이 변경을 상쇄하는 정확한 데이터 신호 정정을 보장하기 위해 연속적으로 업데이트된다. 전력 라인(10)은 n 디스플레이 요소에 전류를 공급한다. 전력 라인을 통한 전류와 관한 n 세트의 데이터는 예를 들면 디스플레이의 정상 작동 동안 수집된다. 데이터는 각각의 구동 트랜지스터(20)에 대한 업데이트된 특성 파라미터 값을 계산하기 위해 사용된다.

본 명세서를 이해함으로서, 다른 변화와 변경은 당업자에게 명백할 것이다. 이런 변화와 변경은 종래 기술에 이미 알려지고 본 명세서에 이미 기술된 특성에 부가하거나 또는 대신에 사용될 수 있는 다른 특성과 동등물을 포함한다.

본 발명은 능동 매트릭스 전기발광 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위한 비디오 데이터 신호를 정정하기 위한 방법 및 장치로서 구체적으로 개별 디스플 레이 요소를 통해 전류를 제어하기 위한 트랜지스터를 가진 디바이스를 주소 지정하기 위한 비디오 데이터 신호를 보정하는 방법 및 장치에 이용된다.

Claims (11)

1. 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법으로서,

   상기 디바이스는 n개의 전기발광 디스플레이 요소(11)에 전류를 공급하기 위해 배열된 전력 라인(10)을 포함하고, 각 요소에 공급되는 상기 전류는 각각의 구동 트랜지스터(20)에 의해 제어 가능하고, 각 구동 트랜지스터는 비디오 데이터 신호에 의해 주소 지정할 수 있고 전기적 특성 파라미터 X를 가지고, 상기 방법은:

   (ⅰ)-각 구동 트랜지스터에 대해 X 값을 저장하는 단계,

   (ⅱ)-각각의 값(V_d)을 가지는, 비디오 데이터 신호의 세트를 수신하는 단계,

   (ⅲ)-상기 구동 트랜지스터의 상기 V_d 및 X 값에 상기 전력 라인 전류에 관계된 모델을 사용하는 상기 전력 라인을 통하여 예상했던 전류(i_p)를 상기 저장된 X 값과 상기 수신된 V_d으로부터 결정하는 단계,

   (ⅳ)-상기 구동 트랜지스터가 각각 상기 수신된 세트의 비디오 데이터 신호로 주소 지정될 때 상기 전력 라인을 통해 상기 전류(i_m)를 측정하는 단계,

   (ⅴ)-상기 예상된 전류(i_p)와 상기 측정된 전류(i_m) 사이에 차이(g)를 계산하는 단계,

   (ⅵ)-비디오 데이터 신호의 적어도 n-1개의 추가 세트에 대해 단계 (ⅱ) 내 지 (ⅴ)를 반복하는 단계,

   (ⅶ)-상기 계산된 g 값을 사용하여 각 트랜지스터에 대해 X 값을 계산하는 단계,

   (ⅷ)-상기 저장된 X 값을 상기 계산된 X 값으로 대체하는 단계,

   (ⅸ)-상기 저장된 X 값에 따라 후속하는 비디오 데이터 신호를 정정하는 단계를 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은,

   (ⅹ)-길이(n)를 가진 열 벡터(G)에서 g 값을 저장하는 단계와,

   (ⅹⅰ)-각각의 트랜지스터에 대해 X 값을 얻기 위해 벡터(G)를 이용하여 반복적인 뉴턴 선형화 과정을 실행하는 단계를 추가로 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 뉴톤 선형과 과정은,

   (ⅹⅱ)-n x n 매트릭스(G')를 얻기 위해 벡터(G)를 미분하는 단계,

   (ⅹⅲ)-δX에 대해,

   

   방정식을 푸는 단계,

   (ⅹⅳ)-δX에 따라 각각의 트랜지스터에 대해 X에 대한 업데이트된 값을 계산하는 단계,

   (ⅹⅴ)-업데이트된 X 값을 이용하여 업데이트된 g_i값을 계산하는 단계와,

   (ⅹⅵ)-g 값이 0 주변의 미리 결정된 범위 안에 있을 때까지, (ⅹⅱ) 내지 (ⅹⅴ)를 반복하는 단계를 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비디오 데이터 신호의 세트는 단계(ⅶ)의 상기 X 값의 연속적인 계산을 가능하게 하는 미리 결정된 값 V_d을 갖는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (ⅱ) 내지 단계 (ⅶ)는 주기적으로 반복되는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스의 스위칭 온에 반응하여 실행되는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 특성 파라미터(X)는 상기 트랜지스터의 임계 전압(v_t)인, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 모델은 하기 방정식에 의해 주어진 관계에 기반하고,

   i_LED

   

   이 때, i_LED는 한 구동 트랜지스터에 의해 제어된 전류이고 K는 상수인, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 방법.
9. 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 장치로서,

   상기 디바이스는 n 전기발광 디스플레이 요소(11)에 전류를 공급하기 위해 배열된 전력 라인(10)을 포함하고, 각 요소에 공급되는 상기 전류는 각각의 구동 트랜지스터(20)에 의해 제어 가능하고, 각 구동 트랜지스터는 각각 이 값(v_d)을 갖고 전기적 특성 파라미터 X를 갖고 비디오 데이터 신호에 의해 주소 지정할 수 있 고 , 상기 장치는:

   - 각 구동 트랜지스터에 대해 X 값을 저장하기 위한 수단(30),

   - 저장된 X 값 및 비디오 데이터 신호 값(v_d)을 이용하여 전력 라인을 통하여 예상된 전류를 결정하기 위해 모델을 인가하기 위한 수단,

   - 상기 전력 라인을 통하여 상기 전류를 측정하기 위한 수단(32),

   - 각각의 구동 트랜지스터에 대한 X 값을 결정하기 위한 복수의 비디오 데이터 신호의 세트를 위한 상기 예상된 전류와 상기 측정된 전류에 알고리즘을 인가하기 위한 수단과,

   -저장된 X 값에 따라 수신된 비디오 데이터 신호를 변경하기 위한 정정 회로를 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 주소 지정하기 위해 비디오 데이터 신호를 정정하는 장치.
10. 제 9 항에 따른, 상기 장치를 포함하는 집적된 회로 칩(25).
11. 각각의 복수의 전기발광 디스플레이 요소(11)에 전류를 공급하기 위해 각각 배열된 복수의 전력 라인(10)을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스로서, 각각의 요소에 공급된 상기 전류는 각각의 구동 트랜지스터(20)에 의해 제어 가능하고, 각각의 구동 트랜지스터는 각각의 비디오 데이터 신호에 의해 주소 지정할 수 있는, 복수의 전력 라인(10)을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스로 서,

    각각의 전력 라인과 관련된 상기 트랜지스터에 공급된 비디오 데이터 신호를 정정하기 위해, 제 9 항에 따른 비디오 데이터 신호의 정정 장치를 추가로 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.

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