KR20070005577A - 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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재이슨 알. 헥터
마르티누스 뻬. 크레우센
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 행 도체에 연결된 행에서 픽셀의 박막 트랜지스터의 게이트를 구비하는, 픽셀의 배열을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 행 구동기 회로는 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 포함하는 행의 픽셀의 트랜지스터를 스위칭하는 것을 제어하기 위한 행 어드레스 신호를 제공한다. 제어 회로는, 온도 및/또는 리프레시 레이트와 같은 구동 및/또는 주변 상황에 따라, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트한다. 제어 회로는 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이를 유지시킨다. 이는 온 전압과 오프 전압 사이의 차이가 감소하는 것을 허용하고, 이는 전력 절감을 가져온다. 킥백 전압이 일정하게 유지되어, 킥백 보상이 간단하게 유지된다.

Description

능동 매트릭스 디스플레이 디바이스{ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE}
본 발명은 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스, 특히 박막 트랜지스터 스위칭 디바이스를 사용하는 픽셀 구성을 가지는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
이러한 유형의 디스플레이 디바이스는 일반적으로 행과 열로 배치된 픽셀의 배열을 포함한다. 픽셀의 각 행은 그 행의 픽셀의 박막 트랜지스터의 게이트에 연결되는 행 도체를 공유한다. 픽셀의 각 열은 열 도체를 공유하고, 이러한 열 도체에는 픽셀 구동 신호가 제공된다. 행 도체 상의 신호는 트랜지스터가 턴 온되는지 턴 오프되는지를 결정한다.
액정 디스플레이의 경우, 행 도체 상의 높은 전압 펄스에 의해 트랜지스터가 턴 온되면, 열 도체로부터의 신호가 액정 물질의 영역 위로 통과하게 허용되어, 물질의 광 투과 특성을 바꾸게 된다. 추가 저장 커패시터가 픽셀 구성의 부분으로서 제공될 수 있어, 심지어 행 전극 펄스가 제거된 후에도 액정 물질 상에서 전압이 유지될 수 있게 한다.
능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 프레임(필드) 주기는, 픽셀의 한 행이 짧은 시간 주기에서 어드레스 지정될 것을 요구하고, 이는 또한 액정 물질을 원하는 전압 레벨로 충전 또는 방전하도록 하기 위해 트랜지스터의 전류 구동 능력에 대한 요구 사항을 강요한다. 이러한 전류 요구 조건을 만족시키기 위해서는, 박막 트랜지스터에 공급된 게이트 전압이 약 20 내지 30V만큼 분리된 값 사이에서 변동할 필요가 있다. 예컨대, 트랜지스터는 약 -8V 또는 심지어 더 낮은 게이트 전압(소스에 대해)을 인가함으로써 턴 오프될 수 있는데 반해, 액정 물질을 충분히 빠르게 충전 또는 방전하도록 요구되는 소스-드레인 전류를 제공하기에 충분하게 트랜지스터를 바이어스하기 위해서는 약 15V 또는 심지어 더 높은 전압이 요구될 수 있다.
구동 트랜지스터의 게이트 전압은, 턴 오프될 때 또한 프레임 시간 동안 전하가 누설되지 않는 것을 보장하기 위해 충분히 낮을 필요가 있다.
행 도체에서의 큰 전압 스윙(swing)에 관한 요구 사항은 높은 전압의 소자를 사용하여 행 구동기 회로가 구현될 것을 요구한다. 이는 더 큰 IC 디바이스와 더 고가의 집적 회로를 초래한다. 이는 또한 높은 전력 소비를 초래하고, 더 높은 전압에서의 금속 트랙 부식(corrosion)의 위험성을 증가시키며, TFT의 (응력 유도된) 열화(degradation) 레이트(rate)가 증가하게 된다.
이러한 요구되는 게이트 전압은, TFT에 관해 사용된 물질, 레이아웃(layout) 및 광과 온도와 같은 외부 파라미터를 포함하는 다수의 인자에 따라 결정된다. 온도는 TFT의 임계 전압에 영향을 미친다는 것이 인식되었다. 특히, 임계 전압은 더 낮은 온도에서 증가하고, 이는 게이트 턴-온 전압의 증가를 요구한다. 누설 전류는 더 높은 온도에서 증가하고, 이는 TFT가 더 높은 온도에서 더 어렵게 턴 오프될 것 을 요구한다(이는 더 낮은 게이트 턴-오프 전압을 요구한다).
일반적으로, 이들 파라미터는 만족스러운 턴-온 및 턴-오프 성능이 모든 작동 온도에 관해 제공되도록, 턴-온 및 턴-오프 게이트 전압으로 인자들이 나누어진다(factored into).
하지만 또한 US 2001/0040543호에서는, 일정한 픽셀 충전 특성이 상이한 온도에서 얻어지도록, 온도에 따라 게이트 턴-온 전압이 제어되게 하는 것이 제안되었다.
이른바 킥백(kickback)이라고 하는 것으로부터 액정 디스플레이의 설계 및 제어에 있어서 또 다른 어려움이 생긴다. 킥백 전압은 구동 트랜지스터의 기생 게이트-소스 정전 용량(CGS)으로부터 초래된다. 게이트 전압이 온 레벨로부터 오프 레벨로 변하게 되면, 픽셀 저장 커패시터(CS)와 액정 셀 정전 용량(CLC)으로부터 기생 정전 용량으로 전하가 전송된다. 이는 픽셀의 그레이 스케일 출력을 바꾸는 전압 변화를 초래한다. 이러한 전압 변화를 이른바 킥백 전압이라고 한다.
VK = CGS/(CGS + CLC + CS)*(VON - VOFF)
VON과 VOFF는 온 게이트 전압과 오프 게이트 전압이다. 킥백 영향을 막기 위해, DC 보상 전압을 사용하여, 플리커(flicker)를 일으키는 킥백 영향을 정정하는 것이 알려져 있다. 이 DC 전압은 공통 전극에 인가된다. 당업자에게 잘 알려진, 킥백을 보상하기 위한 상기 방법과 그 외의 다양한 더 복잡한 방법이 존재한다.
예컨대 온도에 따라 구동 트랜지스터 게이트 전압을 조작하는 알려진 방식의 문제점은, 킥백에 관한 보상 방식이 이후 올바르게 작동하지 않거나 그 외에도 더 복잡한 보상 방식이 요구된다는 점이다. 특히, 킥백 전압 자체가 구동 트랜지스터에 인가된 제어 전압 레벨에 따라 결정된다.
본 발명에 따르면, 픽셀의 배열을 포함하는 디스플레이 디바이스가 제공되고, 이 경우 각 픽셀은 박막 트랜지스터 스위칭 디바이스와 디스플레이 요소를 포함하며, 상기 배열은 행과 열로 배치되고 픽셀의 각 행은 행 도체를 공유하며, 이러한 행 도체는 그 행에서의 픽셀의 박막 트랜지스터의 게이트에 연결되고, 행 구동기 회로는 그 행의 픽셀의 트랜지스터의 스위칭을 제어하기 위한 행 어드레스 신호를 제공하며, 이러한 행 어드레스 신호는 각각 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 구동 트랜지스터에 제공하기 위한 파형을 포함하고, 이 디바이스는 구동 및/또는 주변 상황에 따라 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트(shift)하기 위한 제어 회로를 더 포함하며, 이러한 제어 회로는 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이를 유지시킨다.
이 디바이스에서, 게이트 제어 레벨은 구동 및/또는 주변 상황에 응답하여 시프트되고, 이는 온 전압과 오프 전압 사이의 간격이 감소되는 것을 허용하여 전력 절감을 초래한다. 또한, 온 게이트 제어 레벨과 오프 게이트 제어 레벨 사이의 간격은 일정하게 유지되어, 킥백 전압은 일정하게 되고, 따라서 종래의 방식대로 보상될 수 있게 된다.
온도 센서가 제공될 수 있고, 이후 제어 회로는 온도에 따라 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트한다. 특히, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압은 모두 더 높은 온도에 관해서보다는 더 낮은 온도에 관해서 더 높다.
대안적으로 또는 추가로, 제어 회로는 디스플레이 디바이스 리프레시 레이트에 따라 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트할 수 있다. 특히, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압은 모두 더 낮은 리프레시 레이트에 관해서보다는 더 높은 리프레시 레이트에 관해 더 높다.
이들 보상 방식은 전력 절감이 최대가 되도록 허용한다.
바람직하게, 픽셀의 각 열은 픽셀 구동 신호가 제공되는 열 도체를 공유하고, 열 어드레스 회로는 픽셀 구동 신호를 제공한다.
본 발명의 디스플레이 디바이스는 휴대 가능한 배터리 작동 디바이스에서 사용될 수 있고, 이후 제공된 전력 절감이 특별한 이득을 가지게 된다.
본 발명은 또한 행 어드레스 신호를 제공하기 위한 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 행 구동기 회로를 제공하고, 이러한 디바이스에서는 각 픽셀이 박막 트랜지스터 스위칭 디바이스와 디스플레이 요소를 포함하고, 행 어드레스 신호가 그 행의 픽셀의 박막 트랜지스터의 게이트에 제공되며, 행 구동기 회로는
ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 구동 트랜지스터에 제공하기 위한 파형을 포함하는 행 어드레스 신호를 제공하기 위한 수단,
구동 및/또는 주변 상황에 따라 제어 신호를 수신하기 위한 입력 및
제어 신호에 응답하여 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하고, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이를 유지시키기 위한 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 행 어드레스 신호를 생성하는 방법을 제공하고, 이 방법은
ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 한 행에서의 픽셀의 구동 트랜지스터에 제공하기 위한 파형을 포함하는 행 어드레스 신호를 제공하는 단계와,
ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이를 유지하면서, 구동 및/또는 주변 상황에 따라, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하는 단계를 포함한다.
이렇게 시프트하는 것은 온도 및/또는 디스플레이 디바이스 리프레시 레이트에 또한 의존할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 1은 능동 매트릭스 액정 디스플레이에 관한 알려진 픽셀 구성의 일 예를 도시하는 도면.
도 2는 행 구동 회로와 열 구동 회로를 포함하는 디스플레이 디바이스를 도시하는 도면.
도 3과 도 4는 능동 매트릭스 디스플레이의 구동에 사용될 수 있는 상이한 (알려진) 행 파형을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따라 행 신호를 생성하기 위한 회로의 일 예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 행 구동기 회로에 의해 생성된 행 파형의 일 예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 디스플레이를 사용하는 이동 전화기를 도시하는 도면.
도 1은 능동 매트릭스 액정 디스플레이에 관한 종래의 픽셀 구성을 도시한다. 이 디스플레이는 행과 열로 된 픽셀의 배열로서 배치된다. 픽셀의 각 행은 공통 행 도체(10)를 공유하고, 픽셀의 각 열은 공통 열 도체(12)를 공유한다. 각 픽셀은 열 도체(12)와 공통 전위(18) 사이에 직렬로 배치된 박막 트랜지스터(14)와 액정 셀(16)을 포함한다. 트랜지스터(14)는 행 도체(10) 상에 제공된 신호에 의해 스위칭 온 및 스위칭 오프된다. 그러므로 행 도체(10)는 픽셀의 연관된 행의 각 트랜지스터(14)의 게이트(14a)에 연결된다. 각 픽셀은 끝(22)에서 다음 행 전극, 이전 행 전극 또는 분리된 커패시터 전극에 연결되는 저장 커패시터(20)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 커패시터(20)는 구동 전압을 저장하여, 트랜지스터(14)가 턴 오프된 후라도, 액정 셀(16)에 걸쳐 신호가 유지되게 한다.
요구되는 그레이 레벨을 얻기 위해, 액정 셀(16)을 원하는 전압으로 구동하기 위해서는, 행 도체(10) 상의 행 어드레스 펄스와 동기되는 적절한 신호가 열 도체(12) 상에 제공된다. 이러한 행 어드레스 펄스는 박막 트랜지스터(14)를 턴 온시켜, 열 도체(12)가 원하는 전압으로 액정 셀(16)을 충전시키는 것을 허용하고, 또한 저장 커패시터(20)를 동일한 전압으로 충전시키는 것을 허용한다. 행 어드레스 펄스의 끝에서, 트랜지스터(14)는 턴 오프되고, 저장 커패시터(20)가 사용되면, 이 것은 이후 다른 행이 어드레스 지정될 때, 셀(16)에 걸쳐 일정한 전압을 유지한다. 저장 커패시터(20)는 액정 누설 영향을 감소시키고, 액정 셀 정전 용량의 전압 의존성에 의해 야기된 픽셀 정전 용량의 백분율 변동을 감소시킨다. 이러한 행은 순차적으로 어드레스 지정되어, 모든 행이 한 프레임 주기 내에서 어드레스 지정되고, 후속 필드 주기에서 리프레시된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 행 어드레스 신호는 행 구동기 회로(30)에 의해 제공되고, 픽셀 구동 신호가 열 어드레스 회로(32)에 의해 디스플레이 픽셀의 배열(34)에 제공된다.
충분한 전류가, 통상 비정질 실리콘 박막 디바이스로서 구현되는 박막 트랜지스터(14)를 통해 구동될 수 있게 하기 위해서는, 높은 게이트 전압이 사용되어야 한다. 특히, 트랜지스터가 턴 온되는 주기는 디스플레이가 리프레시되어야 하는 총 프레임 주기를 행의 개수로 나눈 것과 거의 같다. 오프 상태에서 요구되는 작은 누설 전류와 이용 가능한 시간 내에서 액정 셀(16)을 충전 또는 방전하도록 온 상태에서 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해서는, 온 상태에 관한 게이트 전압과 오프 상태에 관한 게이트 전압이 20 내지 30V만큼 상이할 수 있다. 그 결과, 행 구동기 회로(30)는 높은 전압의 소자를 사용한다.
도 3은 도 1의 디스플레이를 구동하기 위한 알려진 어드레스 지정 방식의 제 1 예를 도시한다. 각 행에 인가된 신호는 약 30V의 높이(39)를 가지는 직사각형 펄스를 포함한다. 액정 물질이 투과성 상태로부터 비투과성 상태로 발진하기 위해서는, 열 신호의 요구되는 발진이 통상 약 10V의 전압 변동(40)을 가진다. 도 3에서 의 행 파형은 한 행에 관한 행 구동기 펄스(42), 후속 행에 관한 행 구동기 펄스(44) 및 열 도체에 파형(46)으로서 인가될 신호를 나타낸다. 전압(V18)은 공통 전극 전압이다. 양의 전압과 음의 전압으로 번갈아 가며 액정 물질을 충전하여, 작동 중의 액정 셀에 걸리는 평균 전압이 0이 되는 것이 알려져 있다. 이는 물질의 열화를 방지하고, 반전(inversion)이라고 알려져 있으며, 도 3에서 점선으로 된 열 파형으로 나타나 있다.
펄스 높이(39)는 열이 가장 높은 픽셀 구동 신호를 운반할 때 충분히 커야 하고, 피크 게이트 전압은 구동 트랜지스터를 턴 온하기 위해 임계치 이상의 충분한 게이트-소스 전압을 생기게 한다. 유사하게, 가장 낮은 게이트 구동 전압은 가장 낮은 픽셀 구동 신호를 위해 임계 전압 아래에 있어야 한다. 도 1의 회로에서, 구동 트랜지스터는 n형 디바이스이고, 드레인은 열(12)에 연결되며, 소스가 액정 셀(16)에 연결된다. 드레인 전압과 소스 전압이 거의 같다고 가정하면, 행에 대한 게이트 턴-온 전압은 원하는 임계치 초과(over-threshold) 전압에 의해 열 상의 최대 픽셀 구동 전압(도 3에서의 V최대)을 초과할 필요가 있다.
도 3의 구동 방식에 의해 요구된 열 전극 신호에 대한 전압 스윙(voltage swing)은 또한 높은 전압의 소자를 사용하여 열 어드레스 회로(32)가 구현될 것을 요구한다. 하지만, 열 전극(12) 상의 전압 스윙을 감소시켜, 낮은 전압의 소자를 사용하여 열 어드레스 회로(32)가 구현되는 것을 가능하게 할 목적을 가지는 대안적인 구동 방식이 존재한다. 도 4는 "공통 전극 구동"이라고 알려진 대안적인 알려 진 구동 방식의 제 1 예를 도시한다. 이 경우, 공통 전극(18) 상의 전압은 더 이상 일정하지 않고, 변동하게 된다. 이는 도 4에서 플롯(plot)(48)으로 도시되어 있다. 이는 열 전극(12) 상의 전압 스윙이 플롯(46)으로 도시된 바와 같이 감소될 수 있게 한다. 하지만, 이러한 구동 방식은 더 복잡한 행 파형을 요구하고, 도 4에 도시된 예에서는, 각 행 펄스가 행 신호 파형을 한정하는 3개의 별개의 전압을 가진다. 열 도체 상에서 감소된 전압을 구현하는 다른 방식이 존재한다. 예컨대, 분리된 커패시터 전극이 또한 제공될 수 있다. 도 4는 하나의 바람직한 구동 방식을 도시한다.
도 4에서, 이제 전압 높이(39)를 가지는 행 펄스가 공통 전극 전압 파형(48) 다음에 오는 캐리어(carrier) 상에서 중첩된다. 펄스 높이(39)는 여전히 총 행 파형 높이보다는 구동 트랜지스터의 특성을 턴 온 및 턴 오프 특성을 한정한다.
이들 구동 방식은 당업자에게 잘 알려져 있는 것이다.
본 발명의 상세한 설명부와 청구항에서, 구동 트랜지스터를 턴 온하고 턴 오프하기 위해 구동 트랜지스터에 인가된 유효 게이트 전압을 가리키기 위해, "ON 게이트 전압" 및 "OFF 게이트 전압"이라는 용어가 사용된다. 유효 게이트 전압은 열에 인가된 전압에 상대적인 전압이고, 이는 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 전압을 결정한다. 도 4의 구동 방식의 경우, 유효 게이트 전압은 중첩된 공통 전극 파형을 제거한 높이(39)의 펄스를 포함하는데, 이는 이러한 공통 전극 파형이 또한 열 전압 파형(46)에 중첩되기 때문이다.
본 발명은 구동 및/또는 주변 상황에 따라, (유효한) ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하기 위해 제어 회로를 사용한다. 이 제어 회로는 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에 일정한 차이를 유지하고, 이를 통해 상황에 따라 완전한 행 파형을 상하로 효과적으로 시프트하게 된다. 온 게이트 전압과 오프 게이트 전압 사이의 간격이 일정하게 유지되기 때문에, 킥백 전압이 일정하고 종래의 방식으로 보상될 수 있다.
도 5는 본 발명을 구현하기 위한 회로를 개략적으로 도시한다. 행 구동기 회로(30)에는 레벨 시프팅(shifting) 회로(50)가 제공된다. 이는 행 구동기 회로의 다른 회로에 공급된 전력 레일을 시프트시켜 행 파형의 원하는 시프트를 초래한다. 그러므로 행 구동기에서의 행 파형 생성 회로는 종래의 것이 될 수 있다. 시프트 회로는 감지 또는 제어 회로(54)로부터의 하나 이상의 입력(52)에 의해 제어된다.
일 예에서, 감지/제어 회로(54)는 온도 센서를 포함한다. 이후 제어 회로는 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을, 온도에 따라, 특히 더 높은 온도에 관한 것보다는 더 낮은 온도에 관한 더 높은 값으로 시프트시킨다.
감지/제어 회로는 대신 또는 추가로 디스플레이 리프레시 레이트를 회로(50)에 제공한다. 디스플레이는 상이한 작동 모드에 관해 상이한 리프레시 레이트를 가질 수 있다. 예컨대, 더 낮은 리프레시 레이트가 작동 대기(standby) 모드에서 사용될 수 있거나 또는 느리게 변하는 이미지만이 디스플레이될 때에는 다른 작동 모드에서 사용될 수 있다. 이는 전력 절감 기술일 수 있고, 본 발명은 추가로 전력 절감 기회를 제공한다. 리프레시 레이트는 자체적으로 온도에 따라 제어될 수 있는데, 예컨대 LC 응답이 더 느릴 때와, 누설 전류가 더 낮을 때, 더 느린 리프레시 레이트가 더 낮은 온도에서 받아들여질 수 있다.
ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압은, 더 낮은 리프레시 레이트에 관한 것보다 더 높은 리프레시 레이트에 관해 더 높게 된다.
본 발명을 사용하는 게이트 전압의 적응 제어는, 행 어드레스 펄스의 전압 높이가 감소될 수 있게 하고, 한편으로 여전히 픽셀 회로가 지배적인 주변 상황과 구동 상황에 관해 만족스럽게 기능하는 것을 허용한다.
도 5에 도시된 회로의 구현은 당업자들에게는 판에 박힌 일이다.
도 6은 어떻게 행 파형이 온도가 증가함에 따라, 그리고 도 4의 공통 전극 구동 방식에 관해, 시간에 따라 전개될 수 있는지를 도시한다. 도시된 바와 같이, 완전한 파형은 시간이 지남에 따라 시프트하지만, 동일한 펄스 높이를 유지한다. 본 발명은 다른 어드레스 지정 방식에 적용될 수 있고, 도 6은 단지 예로서 주어진 것이다.
본 발명은 종래의 킥백 보상이 이용될 수 있게 한다. 예컨대, 비록 다른 보상 방식이 이용될 수 있을지라도, 도 4의 공통 전극 파형(48)에 DC 오프셋이 적용될 수 있다.
본 발명에 의해 가능하게 된 전력 절감은 특히 휴대 가능한 디바이스에 이익이 된다. 도 7은 본 발명의 디스플레이 디바이스(72)를 가지는 이동 전화기(70)를 도시한다. 본 발명의 구동 방법은 전력 절감을 가능하게 하고, 따라서 배터리 수명을 연장시킨다.
본 발명은 많은 상이한 기술을 사용하는 디스플레이에 적용될 수 있다. 비정 질 실리콘 구동 트랜지스터는 특별히 큰 전압 스윙을 요구하지만, 본 발명은 다결정 실리콘 픽셀 트랜지스터를 사용하는 디스플레이에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 다른 디스플레이 기술에 적용될 수 있고, 액정 디스플레이에만 제한되지는 않는다.
상세한 설명부와 청구항에서 "행(row)"과 "열(column)"이라는 용어가 다소 임의로 사용된다. 이들 용어는 공통 연결을 공유하는 요소의 직교 라인을 구비한 요소의 배열이 존재한다는 것을 분명히 하기 위해 의도된다. 비록 한 행이 정상적으로 디스플레이의 한쪽에서부터 다른 쪽에 이르고, 한 열이 상부에서부터 하부까지 이르는 것으로 간주되지만, 이들 용어의 사용은 이러한 점에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다.
행 및 열 회로는 집적 회로로서 구현될 수 있고, 본 발명은 또한 전술한 디스플레이 아키텍처를 구현하기 위한 행 회로에 관련된다.
본 발명의 다른 특징도 당업자에게 분명하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스, 특히 박막 트랜지스터 스위칭 디바이스를 사용하는 픽셀 구성을 가지는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 이용 가능하다.

Claims (13)

  1. 픽셀의 배열을 포함하는 디스플레이 디바이스로서,
    각 픽셀은 박막 트랜지스터 스위칭 디바이스(14)와 디스플레이 요소(16)를 포함하고, 이러한 배열은 행과 열로 배치되며, 픽셀의 각 행은 행 도체(10)를 공유하고, 이러한 행 도체(10)는 그 행의 픽셀의 박막 트랜지스터(14)의 게이트(14a)에 연결되며, 행 구동기 회로(30)는 그 행의 픽셀의 트랜지스터(14)의 스위칭을 제어하기 위한 행 어드레스 신호를 제공하고, 이러한 행 어드레스 신호는 각각 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 구동 트랜지스터(14)에 제공하기 위한 파형(42, 44)을 포함하며, 상기 디바이스는 구동 및/또는 주변 상황에 따라 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하기 위한 제어 회로(50)를 더 포함하고, 이러한 제어 회로(50)는 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이(39)를 유지시키는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 온도 센서(54)를 더 포함하고, 제어 회로(50)는 온도에 따라 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압은 모두 더 높은 온도에 관한 것보다 더 낮은 온도에 관해 더 높은, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 회로(50)는 디스플레이 디바이스 리프레시 레이트에 따라, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압은 모두 더 낮은 리프레시 레이트에 관한 것보다 더 높은 리프레시 레이트에 관해 더 높은, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 픽셀의 각 열은 픽셀 구동 신호가 제공되는 열 도체(12)를 공유하고, 열 어드레스 회로(32)는 픽셀 구동 신호를 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 디스플레이를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 킥백(kickback)을 보상하기 위한 수단을 더 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 디바이스(72)를 가지는 휴대 가능한 디바이스(70).
  10. 행 어드레스 신호를 제공하기 위한 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 행 구동기 회로로서, 이 디바이스 내에 각 픽셀은 박막 트랜지스터(14) 스위칭 디바이스와 디스플레이 요소(16)를 포함하고, 그 행에서의 픽셀의 박막 트랜지스터(14)의 게이트(14a)에는 행 어드레스 신호가 제공되며, 행 구동기 회로는
    ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 구동 트랜지스터에 제공하기 위한 파형을 포함하는 행 어드레스 신호를 제공하기 위한 수단(30),
    구동 및/또는 주변 상황에 따라 제어 신호(52)를 수신하기 위한 입력 및
    제어 신호(52)에 응답하여 ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하고, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이를 유지시키기 위한 수단(50)을 포함하는, 행 구동기 회로.
  11. 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 행 어드레스 신호를 생성하는 방법으로서,
    ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 한 행에서의 픽셀의 구동 트랜지스터(14)에 제공하기 위한 파형을 포함하는 행 어드레스 신호(42, 44)를 제공하는 단계와,
    ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압 사이에서 일정한 차이를 유지하면서, 구동 및/또는 주변 상황에 따라, ON 게이트 전압과 OFF 게이트 전압을 시프트하는 단계를 포함하는, 행 어드레스 신호를 생성하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 시프트하는 것은 온도에 의존하는, 행 어드레스 신호를 생성하는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 시프트하는 것은 디스플레이 디바이스 리프레시 레이트에 의존하는, 행 어드레스 신호를 생성하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170039816A (ko) * 2015-10-01 2017-04-12 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101385229B1 (ko) * 2006-07-13 2014-04-14 삼성디스플레이 주식회사 게이트 온 전압 발생 회로, 구동 장치 및 이를 포함하는표시 장치
KR101560394B1 (ko) * 2007-12-27 2015-10-15 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 구동 방법
JP5233847B2 (ja) * 2009-06-03 2013-07-10 三菱電機株式会社 液晶パネルの駆動方法
KR101750126B1 (ko) 2010-01-20 2017-06-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치의 구동 방법 및 액정 표시 장치
US8373729B2 (en) * 2010-03-22 2013-02-12 Apple Inc. Kickback compensation techniques
CN102222456B (zh) * 2010-04-16 2013-05-29 北京京东方光电科技有限公司 公共电极驱动方法和电路以及液晶显示器
TWI440926B (zh) * 2010-12-31 2014-06-11 Hongda Liu 液晶顯示裝置
KR102005496B1 (ko) 2012-09-21 2019-10-02 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 구동 방법
CN103106883B (zh) * 2013-01-28 2015-08-19 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 液晶显示器的电压调整方法
KR102071939B1 (ko) * 2013-05-23 2020-02-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
FR3010224B1 (fr) 2013-08-30 2016-11-11 Thales Sa Ecran a matrice active a regulation de tensions d'alimentation en fonction de la temperature
KR102257449B1 (ko) * 2014-08-05 2021-06-01 삼성디스플레이 주식회사 게이트 구동부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용하는 표시 패널의 구동 방법
WO2016098242A1 (ja) * 2014-12-19 2016-06-23 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 画像表示装置および画像表示方法
KR102352305B1 (ko) 2015-04-03 2022-01-19 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN115101020B (zh) * 2022-06-23 2024-01-26 惠科股份有限公司 控制电路和显示装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987005429A1 (en) 1986-03-10 1987-09-11 Alcatel N.V. Liquid crystal display having improved electrode drive circuitry
JP2670044B2 (ja) 1987-03-31 1997-10-29 キヤノン株式会社 表示制御装置
JP2977356B2 (ja) * 1992-01-14 1999-11-15 シャープ株式会社 アクティブマトリックス液晶表示装置の駆動方法
US5864336A (en) 1992-02-25 1999-01-26 Citizen Watch Co., Ltd. Liquid crystal display device
US5389952A (en) 1992-12-02 1995-02-14 Cordata Inc. Low-power-consumption monitor standby system
JPH06347753A (ja) * 1993-04-30 1994-12-22 Prime View Hk Ltd アモルファス・シリコン薄膜トランジスタ装置の閾値電圧を回復するための方法と装置
EP0707301A1 (en) 1994-09-14 1996-04-17 Texas Instruments Incorporated Power management for a display device
GB9524071D0 (en) * 1995-11-24 1996-01-24 Philips Electronics Nv Active matrix diplay device
JPH11295701A (ja) * 1998-04-06 1999-10-29 Canon Inc 液晶装置
JP2000028999A (ja) * 1998-07-13 2000-01-28 Denso Corp マトリクス型液晶表示装置の駆動装置
WO2000041465A2 (en) 1999-01-13 2000-07-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Liquid crystal display device
JP3498033B2 (ja) * 2000-02-28 2004-02-16 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 表示装置、携帯用電子機器および表示装置の駆動方法
GB0112561D0 (en) * 2001-05-23 2001-07-18 Koninl Philips Electronics Nv Active plate
TWI267050B (en) * 2001-11-26 2006-11-21 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal display and driving method thereof
JP2005512133A (ja) 2001-12-05 2005-04-28 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 通常モードおよび待機モードにおける液晶表示装置の駆動方法
JP3990167B2 (ja) * 2002-03-04 2007-10-10 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置の駆動方法およびその駆動方法を用いた液晶表示装置
JP4023192B2 (ja) * 2002-03-29 2007-12-19 松下電器産業株式会社 液晶表示装置
KR100900548B1 (ko) * 2002-12-17 2009-06-02 삼성전자주식회사 크기가 다른 공통 전압을 생성하는 액정 표시 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170039816A (ko) * 2015-10-01 2017-04-12 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007522498A (ja) 2007-08-09
TWI371020B (en) 2012-08-21
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WO2005073951A1 (en) 2005-08-11
JP5221878B2 (ja) 2013-06-26
EP1714269A1 (en) 2006-10-25
US7804476B2 (en) 2010-09-28
GB0402046D0 (en) 2004-03-03
US20080231620A1 (en) 2008-09-25
TW200601254A (en) 2006-01-01
CN100452165C (zh) 2009-01-14

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