KR20070032296A - 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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프랜시스쿠스 피. 엠. 버드젤라아르
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 디스플레이 픽셀(3)의 매트릭스를 가지는 디스플레이 패널(2)과, 상기 디스플레이 픽셀(3)에 연결되는 행 및 열 전극(11, 12)을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관련된다. 디스플레이 픽셀(3)의 각각은 상기 열 전극(11)을 통해서 프로그래밍 전류(Iprog)를 수신하고, 발광 요소(14)를 구동하기 위해 상기 프로그래밍 전류(Iprog)를 재생하기 위한 전류 미러 회로(current mirror circuit)를 구비한다. 디스플레이 디바이스(6)는 교정 단계를 실행하기 위해 추가로 배열되며, 교정 전압(Vcal)은, 상기 프로그래밍 전류(Iprog)가 인가되기 전에 각각의 열 전극(11)에 인가된다.

Description

능동 매트릭스 디스플레이 디바이스{ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE}
본 발명은 디스플레이 픽셀 매트릭스를 가지는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 픽셀에 연결된 행 및 열 전극을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관련되며, 상기 디스플레이 픽셀의 각각은 상기 열 전극을 경유하여 프로그래밍 전류를 수신하고 발광소자(emissive element)를 구동하기 위한 상기 프로그래밍 전류를 재생하도록 하는 전류 미러 회로(current mirror circuit)를 구비한다.
US2001/0052606은 행과 열 전극의 교차점들의 영역에서 픽셀 매트릭스를 포함하는 디스플레이 디바이스를 개시한다. 픽셀들의 각각은 전하 캐리어 이동도 및 임계 전압에 대해 구동 트랜지스터 사이의 차이의 결과로서 트랜지스터의 균일성(uniformity) 문제에 대처하기 위해서 전류 미러 회로를 포함한다.
이러한 종류의 디스플레이 디바이스에 있어서 전류 신호들은 매우 낮으며, 관련된 전압들은 큰 확산(large spread)을 보이며, 결과적으로 디스플레이 픽셀에 대한 긴 프로그래밍 시간이라는 불이익을 초래한다.
본 발명의 목적은 전압이 잘-한정되어(well-defined) 디스플레이 픽셀에 대한 프로그래밍 시간의 감소를 허락하는 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 교정 단계를 실행하도록 추가로 배열되는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 제공함으로써 달성되는데, 여기서 교정 전압은 상기 프로그래밍 전류가 인가되기 전에 각각의 열 전극에 인가되며, 상기 교정 전압은 상기 프로그래밍 전류가 인가될 때까지 상기 디스플레이 픽셀의 각각에 대해서 상기 열 전극에서 실질적으로 유지된다.
이러한 방식으로, 디스플레이 디바이스는 열 라인들이 프로그래밍 전류가 디스플레이 픽셀에 인가되는 순간에 잘-한정된 전압에서 있도록 제어될 수 있다. 다시말해, 디스플레이 디바이스는 각각의 열 전극에 교정 전압을 인가할 뿐만 아니라, 열 전극을 따라 각각의 디스플레이 픽셀에 대한 이러한 교정 전압을 안정화시키기 위해서 인에이블 된다. 결과적으로, 디스플레이 픽셀의 전류 프로그래밍은 더욱더 빨리 수행될 수 있다. 이러한 장점은 고 해상도 디스플레이에 있어서 특히 중요하다. 추가적인 장점은 프로그래밍 전압은 더 이상 디스플레이 픽셀에 대한 전원 전압에 의존적이지 않다는 것이다. 컬러 디스플레이에 대해서 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 디스플레이 서브 픽셀에 대한 열 전극의 각각은 그러한 서브 픽셀에 대한 프로그래밍 전류가 인가될 때까지 디스플레이 서브 픽셀에서 유지되는 공통 교정 전압으로 공급될 수 있다는 점이 주목된다. 본 발명은, 비록 최적의 효과를 성취하기 위해서 바람직하다 할지라도, 프로그래밍 전류가 디스플레이 픽셀에 인가될 때마다 교정 단계가 실행되는 것을 요구하지 않는다는 것은 추가로 주목 된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 디스플레이 디바이스는 상기 디스플레이 픽셀의 하나 이상의 행에 대한 상기 교정 단계의 동시 실행을 위해서 배열된다. 이러한 방식으로, 교정 단계의 결과로서 주소지정 시간에 있어서의 손실이 감소 되거나 또는 심지어 무시해도 좋을 만하다. 만일 누설전류가 충분히 낮으면, 교정단계는 디스플레이 픽셀의 모든 열에 대해서 한번 실행될 수 있다. 교정단계는 예컨대 각각의 프레임 시간마다 실행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 열 전극 또는 라인의 각각은 상기 교정 전압을 인가하도록 적어도 하나의 스위치에 연결된다. 이러한 스위치는 디스플레이 패널 상에 분리된 스위치로서, 예컨대 에지 근처에서 제공될 수 있으며, 또한 열 구동기에서 구현될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에서, 스위치는 0 볼트의 교정 전압을 얻도록 접지에 상기 열 전극을 연결하여, 열 라인(column line)은 프로그래밍 전류의 인가 전에 이러한 잘-한정된 전압에 있게 된다. 대안적으로, 0이 아닌 교정 전압이 인가되면, 이는 프로그래밍 전류원을 포함하는 열 구동기에 대한 음의 전원 전압이 생략된다는 점에서 유리할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에서, 상기 디스플레이 픽셀의 각각은 그들의 전류운반 전극은 상기 열 전극과 상기 커래시터의 제 1 플레이트 사이에 연결되며, 상기 교정 단계 이전에 상기 커패시터를 충전하고 상기 트랜지스터를 통해서 상기 교정 단계 동안 방전하도록 배열되어서, 상기 트랜지스터의 게이트는 실질적으로 상기 교정 전압과 상기 트랜지스터의 임계전압의 합과 동일한 전압을 운반한다. 그러한 디스플레이 디바이스는 교정 단계를 실행하는데 적합하다.
본 발명의 하나의 실시 예에서, 교정회로는 상기 커패시터의 상기 충전과 방전을 제어하도록 하나 이상의 스위치들을 포함하며, 디스플레이 디바이스는 예컨대 행 선택 회로를 통해서, 상기 스위치를 제어하기 위해서 디스플레이 제어기를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시 예에서, 커패시터의 제 2 플레이트는 접지에 연결되거나 또는 실질적으로 일정한 전원에 연결된다. 바람직하게 커패시터의 제 2 플레이트는 접지에 연결된다. 하지만, 디스플레이 디바이스를 위해 사용되는 제조 기술은 이 플레이트의 접지에의 연결을 어렵게 하거나 예방할 수 있다. 이러한 경우, 일정한 전원에의 연결이 선호된다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 디스플레이 디바이스는 상기 열 전극에 따라 몇몇 픽셀에 대해 상기 교정 단계를 실행하기 위한 공통 교정회로를 포함한다. 그러한 배열은 디스플레이 패널 상의 공간을 절약할 수 있는데, 이는 교정회로가 일부 디스플레이 픽셀에 의해서 공유될 수 있기 때문이다.
본 발명의 한 측면에 따라, 제품은 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스와 신호 처리회로를 포함한다. 제품은 개인용 컴퓨터를 위한 모니터, 텔레비젼 세트 또는 예컨대 자동차의 계기판 상의 디스플레이와 같은 디바이스뿐만 아니라 휴대폰, PDA 또는 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대용 디바이스일 수 있다.
바람직하게, 디스플레이 패널은 고 해상도의 디스플레이 패널인데, 특히 이러한 디스플레이 패널을 위해 본 발명은 디스플레이 픽셀을 위한 전력 라인 상에서 전압강하 효과를 감소하고 제거한다. 추가로, 열 라인(column line) 용량은 그러한 디스플레이에 대해서 더 크다.
본 발명은 또한 디스플레이 픽셀 매트릭스를 가지는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 픽셀에 연결된 행 및 열 전극을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이디바이스를 교정하기 위한 방법에 또한 관련되며, 상기 디스플레이 픽셀의 각각은 상기 열 전극들을 통하여 프로그래밍 전류를 수신하고 발광 소자를 구동하기 위한 상기 프로그래밍 전류를 재생하기 위한 전류 미러 회로를 포함하며, 상기 능동 매트릭스 디스플레이를 교정하기 위한 방법은,
- 상기 프로그래밍 전류가 인가되기 전에 각각의 열 전극에 교정 전압을 인가하는 단계;
- 상기 프로그래밍 전류가 인가될 때까지 상기 열 전극에서 상기 교정전압을 실질적으로 유지하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 열전극이 프로그래밍 전류를 인가하는 순간에 잘-한정된 전압에 있듯이 더욱 빠른 전류 프로그래밍을 초래한다.
본 발명의 하나의 실시 예에서, 교정 전압은 한번에 상기 디스플레이 패널의 하나 이상의 행에 대해서 인가된다. 바람직하게 교정 단계는 한번에 모든 디스플레이에 대해 수행되어 주소지정 시간의 손실이 최소화되게 한다.
본 발명은 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 추가로 예시될 것이다. 본 발명은 어떤 식으로든 이러한 바람직한 특정의 실시 예에 제한되지 않는다.
도 1은 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 포함하는 제품을 도시하는 도 면.
도 2는 도 1에 도시된 능동 매트릭스 디스플레이의 개략적인 예시를 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 디바이스를 위한 현재의 프로그램가능한 전류 미러 디스플레이 픽셀을 도시하는 도면.
도 4는 도 2에서 도시된 바와 같은 디스플레이 디바이스의 열 전극을 따라 도 3에 도시된 바와 같은 두 개의 디스플레이 픽셀을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이 픽셀을 통합하는 능동 매트릭스 디스플레이의 일부를 도시하는 도면.
도 6a-6c는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스의 동작에서의 다양한 단계를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따라 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 대한 대안적인 실시 예를 도시하는 도면.
도 1은 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스(6)와 신호 처리 회로 SP를 포함하는 제품(1)을 도시한다. 디스플레이 디바이스(6)는 행(4)와 열(5)의 행렬에 배열된 복수의 디스플레이 픽셀(3)을 구비하는 능동 매트릭스 디스플레이 패널(2)을 포함한다. 디스플레이 패널(2)은 폴리머 발광 다이오드(PLEDs) 또는 소분자 발광 다이오드(SMOLEDs)을 포함하는 디스플레이 픽셀을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이이다. 디스플레이 패널(2)은 그러한 디스플레이 패널에서의 이용가능한 프로그래 밍 횟수가 매우 작기 때문에 고 해상도의 디스플레이 패널일 수 있다.
제품(1)은 텔레비젼 수신기일 수 있는데, 이 경우 신호 처리 회로(SP)는 텔레비젼 신호를 수신하고, 텔레비젼 신호를 디스플레이 디바이스(6)의 데이터 입력(10)을 구동하기 위한 포맷으로 변환하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제품(1)은 휴대폰 또는 PDA, 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대용 디바이스 또는 개인용 컴퓨터를 위한 모니터 또는 디스플레이 디바이스를 가지는 다른 제품일 수 있다. 이러한 경우 신호 처리 회로(SP)는 데이터 처리 회로를 포함할 수 있다.
도 2는 전류 발광 소자를 구비하는 도 1에 도시된 바와 같이 제품(1)의 PLED 디스플레이 패널(2)을 포함하는 능동 매트릭스 디바이스(6)의 개략적인 예시를 도시한다. 디스플레이 디바이스(6)는 특히 행 선택 회로(8) 및 열 구동기(9)를 포함하는 디스플레이 제어기(7)를 포함한다. 디스플레이 패널(2) 상에서 표현될 (비디오) 이미지와 같은 정보 또는 데이터를 포함하는 데이터 신호는 디스플레이 제어기(7)에 의한 데이터 입력(10)을 통해서 수신된다. 데이터는 열 구동기(9)와 데이터 라인(11)을 통해서 적절한 디스플레이 픽셀(3)에 프로그래밍 전류로서 기록된다. 디스플레이 픽셀(3)의 행(4)의 선택은 선택 라인(12)을 통해 행 선택 회로(8)에 의해서 수행되고, 디스플레이 제어기(7)에 의해서 제어된다. 디스플레이 픽셀(3)의 행(4)의 선택과 디스플레이 픽셀(3)의 데이터의 기록 사이의 동기화는 디스플레이 제어기(7)에 의해서 수행된다. 더욱이, 디스플레이 제어기(7)는 전력선(13)을 통해 디스플레이 픽셀(3)의 전원을 제어할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 패널(2)을 위한 전류 미러 구성에서의 전 류 프로그램가능한 디스플레이 픽셀(3)을 도시한다. 구동 트랜지스터(T2)는 디스플레이 픽셀(3)을 프로그래밍하는데 그리고 PLED 요소와 같은 발광 요소(14)를 구동하는데 사용될 수 있다. 데이터 라인(11) 상에서 프로그래밍 전류의 인가는 전류원 (Iprog)에 의해서 지시된다. 프로그래밍 기간 동안, 트랜지스터(T4)는 커패시터(C)와 구동 트랜지스터(T2)의 전류 운반 전극을 연결하는 반면, 발광 요소(14)는 트랜지스터(T3)에 의해서 구동 트랜지스터(T2)로부터 분리된다. 이러한 프로그래밍 단계 동안, 데이터 입력 프로그래밍 전류는 T2를 통해서 흐르게 되는 반면, 커패시터 C는 T2을 위한 연관된 게이트-소스 전압(VGS)에 도달하기 위한 전에 프로그램된 값에 의존하여 충전 또는 방전된다. 이제, T1 및 T4를 개방하고 T3를 폐쇄함으로써, 구동 트랜지스터 T2의 드레인 전류가 발광 소자(14)에 공급된다. 커패시터 C의 메모리 기능은 전류가 라인(11) 상에서 수신되는 프로그래밍 전류 신호의 완벽한 복사임을 보장한다.
구동 트랜지스터 T2를 흐르는 전류 I는:
I = Iprog = μ(V-Vt)2
여기서 μ는 전하 케리어의 이동도(mobility), Vt는 구동 트랜지스터의 T2의 임계 전압이며, V는 구동 트랜지스터 T2의 게이트-소스 전압이다. 여기서 구동 트랜지스터 T2로부터의 전류 I는 전류 미러 회로를 가지는 디스플레이 픽셀(3)에 대한 합리적인 추정치인 프로그래밍 전류 Iprog와 동일하다는 것이 가정된다. 프로그램 밍 전류 Iprog 의 인가로부터 초래되는 전압을 나타내는 프로그래밍 전압 Vprog은 그러므로:
Vprog = Vcc - Vt - √(Iprog/μ)
를 생성한다. 여기서 VCC는 전력선(13) 상에 공급된 전압이다. 도 3에 도시된 디스플레이 픽셀(3)의 전류 미러 회로는 낮은 주파수에서, 다양한 디스플레이 픽셀(3) 사이의 구동 트랜지스터의 이동도 μ와 임계전압 Vt의 차이에도 불구하고, 발광 요소에 흐르는 전류는 수신된 프로그래밍 전류의 거의 정확한 복사이다.
도 4는 디스플레이 패널(2)의 열 전극(11)을 따라 모든 디스플레이 픽셀(3)의 도 3에서 보이는 바와 같은 두 개의 디스플레이 픽셀(3)를 도시한다. 분명함을 위해서, 트랜지스터 T1, T3 및 T4는 스위치 S1, S3 및 S4로 도시된다. 구동 트랜지스터 T2의 이동도 μ와 임계전압 Vt은, 디스플레이 픽셀 회로가 주어진 프로그래밍 전류 Iprog에 대해 안정화될 때, 열 전극(11) 상에서 전압 Vprog를 결정한다. 트랜지스터 T2가 이동도와 임계전압에 대해서 동일하지 않기 때문에, 전압 Vprog는 현저하게 달라질 것이다. 더 낮은 디스플레이 픽셀(3)은 제 1 프로그래밍 전류 Iprog로 프로그램될 때, 대응하는 스위치 S1은 페쇄되고, 열 전극(11)에서의 전압 Vprog은 제 1 프로그래밍 전류 및 이러한 디스플레이 픽셀(3)의 T2의 특성에 의존하여 일정한 값에서 안정화될 것이다. 만일 후속적으로 상부 디스플레이 피셀(3)이 프로그램된다면, 하부 디스플레이 픽셀(3)의 S1은, 상부 디스플레이 픽셀(3)의 S1이 폐쇄되는 동안, 개방된다. 프로그래밍 전류가 더 낮은 디스플레이 픽셀(3)과 동일할 때조차, 전압 Vprog는 하부 디스플레이 픽셀(3)에 대한 전압과 비교하여 다른 값에서 안정화되는데, 이는 상부 디스플레이 픽셀(3)의 구동 트랜지스터 T2의 특성이 하부 디스플레이 픽셀(3)의 구동 트랜지스터 T2의 특성과 아마도 다르기 때문이다.
프로그래밍 전류 Iprog는 전형적으로 낮은데, 예컨대 어두운 지역에서 나노 암페어, 발광 요소(14)의 발광 요소의 완전한 밝기에서 마이크로 암페어 정도로 전형적으로 낮다. 열 전극(11)의 라인 커패시턴스는 대략 100pF 정도일 수 있다. 상부 및 하부 디스플레이 픽셀(3) 사이의 1 볼트의 프로그래밍 전압 Vprog에서의 차이에 대해서, 10 나노 암페어의 프로그래밍 전류는 열 전극(11)을 요구되는 전압 Vprog으로 가져가기 위해 10 밀리세컨드의 기간을 야기한다. 그러한 긴 안정화 시간은 높은 주파수에서 디스플레이 패널(2)의 동작을 제한한다. 고 해상도 디스플레이(2)에 대해서 열 전극(11)의 커패시턴스가 증가 되어, 나쁜 성능을 산출한다. 추가로, 더 높은 해상도를 사용하는 트랜드는 각각의 디스플레이 픽셀(3)에 대한 프로그래밍 전류의 감소를 야기한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 픽셀(3)을 통합하는 능도 매드틱스 디스플레이 디바이스(6)의 일부를 도시한다. 디스플레이 픽셀(3)은 도 4에서 도시되는 것과 동일한 회로를 포함한다. 동일한 참조 번호는 디스플레이 픽셀(3)에서 회로의 유사한 소자를 지시한다. 디스플레이 픽셀(3)은 스위치 S5 및 S6, 커패 시터 Ccal과 트랜지스터 Tcal를 포함하는 교정회로를 추가로 포함한다. 커패시터 Ccal 은 접지에 연결된 하나의 플레이트와 트랜지스터 Tcal의 게이트에 연결된 다른 플레이트를 구비한다. 이러한 플레이트와 트랜지스터 Tcal의 게이트는 전력 라인(13)의 전압 VCC에 스위치 S5를 통해서 연결된다. 추가로 이러한 플레이트와 Tcal의 게이트는 스위치 S6를 통해서 트랜지스터 Tcal의 전류 운반 전극에 연결된다. 이러한 전류 운반 전극은 추가로 도 3에 도시된 디스플레이 픽셀(3)의 전류 미러 회로에 연결된다. 트랜지스터 Tcal의 또 다른 전류 운반 전극은 열 전극(11)에 연결된다. 스위치 S5 및 S6는 다른 스위치에서와 같이 (도 5에 도시되지 않은) 선택 라인(12)를 통해서 행 선택 회로를 경유하여 디스플레이 제어기(7)에 의해서 제어될 수 있다. 스위치 S5 및 S6는 본 발명에 따라 디스플레이 픽셀(3)에서의 트랜지스터와 같이 구현될 수 있다는 것이 인식되어야만 한다.
커패시터 Ccal은, 비록 이것이 선호되는 배열이라 할지라도, 반드시 접지에 연결되지는 않는다는 것은 추가로 주목된다. 반면에, 커패시터 플레이트는 Vcc와 같은 실질적으로 안정된 전압에 연결될 수 있다.
추가로 열 전극(11)은 스위치 Scal를 통해서 전압 Vcal에 연결된다.
도 5에 도시된 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스(6)의 동작의 예가 도 6a-6c에서 제공된다.
도 6a에서 디스플레이 픽셀(3)은 프로그래밍되지 않으며 커패시터(C) 상에서의 전압은 T2가 전류 발광 요소(14)를 구동하도록 할 수 있다. 본 발명은 빛이 발광 요소(14)로부터 방출되는 것을 요구하지 않는다는 것이 인식되어야만 한다. 스위치 S5는 Ccal이 교정단계 전에 교정 트랜지스터 Tcal를 포화시키는 VCC에 동일한 레벨으로 충전되도록 폐쇄된다. 하지만, S1 및 S6가 개방될 때, 어떠한 전류도 Tcal를 통해 흐르지 않는다.
도 6b는 교정 단계의 구현을 위한 예를 도시한다. 여전히 스위치 S1이 개방되어서 디스플레이 픽셀(3)은 커패시터 C를 충전함으로써 프로그램되지 않는다. 이러한 교정단계에서 스위치 Scal은 예컨대 0 볼트의 교정전압 Vcal를 열 전극(11)으로 인가함으로써 폐쇄된다. 추가로, 스위치 S6는 폐쇄되어 교정 커패시터 Ccal의 방전에 이르게 되어, 스위치 S6 및 트랜지스터 Tcal를 흐르는 전류를 야기한다. Tcal의 게이트 전압은, Tcal이 전도를 멈출 때, 감소할 것이며, 게이트 전압은 트랜지스터 Tcal의 임계전압 Vt를 산출한다. 이 순간에 열 전극(11)의 전압은 0볼트에서 잘-한정된다. 이러한 교정 전압은, 전류 신호 Iprog가 도 6c에 예시된 프로그래밍 단계에서 인가될 때까지 각각의 디스플레이 픽셀(3)에 대해서 열 전극(11)에서 실질적으로 유지된다.
만일 Vcal이 0이 아닌 전압 V1에서 설정된다면, Tcal은, 만일 게이트 전압이 Vt+V1과 같으면 전도를 멈출 것이다. 만일 Vcal이 0이 아닌 값, V1를 가지도록 선택된다면, 열 구동기(9)는 음 전압 공급 없이 구현될 수 있다. 그러한 공급은 만일 열 구동기(9)가 열 전극(11)에서의 0 볼트에서의 전류를 흡수한다면 요구될 수 있다.
교정 단계 동안 발광 요소(14)는 이전의 프로그래밍 단계에서 프로그램된 바와 같이 여전히 빛을 방출할 수 있다는 것이 추가로 인식되어야만 한다.
도 6c는 프로그래밍 단계를 예시하는데, 여기서 디스플레이 픽셀(3)은 커패시터 C를 적절한 전압으로 충전시킴으로써 프로그램된다. 따라서, 스위치 S1 및 S4 는 폐쇄되고, 스위치 S3는 개방된다. 추가로 스위치 Scal은 개방되어 프로그래밍 전류가 열 전극(11)의 디스플레이 픽셀(3)로 흘러들어가도록 한다. 커패시터 Ccal은 스위치 Scal의 개방 후에 열 전극(11) 상에서 전압의 유지를 보장한다. S5 및 S6가 개방될 때, 교정 트랜지스터 Tcal의 게이트 전압은 변하지 않고 임계 전압 Vt에서 고정된다. 프로그래밍 전류는 Tcal, S1 및 S4를 통해서 흘러서, 커패시터 C상의 전압은 구동 트랜지스터 T2에 흐르는 전류가 프로그래밍 전류 Iprog와 동일한 값으로 증가하거나 또는 감소한다.
스위치 S1 및 S6은 예컨대, 도 6a에 디스플레이된 바와 같이 열 전극(11)을 따라 프로그램되지 않은 디스플레이 픽셀(3)에 대해 개방된다는 것이 주목된다. 다른 스위치 S3, S4 및 S5의 상태들은 반드시 본 발명에 대해 필수적인 것은 아니다. 만일 예컨대 주소지정되지 않은 디스플레이 픽셀(3)이 빛을 방출하는 경우, 스위치 S3는 폐쇄되며, 스위치 S4가 열린다. 만일 디스플레이 픽셀(3)이, 그것이 주소지정되지 않을 때, 예컨대 감소된 듀티 사이클이 적용될 때, 프레임 시간의 특정 퍼센티지에 대한 빛을 방출하지 않는다면, 스위치 S3는 프레임 시간의 이러한 퍼센티지에 대해 개방되어야만 한다.
위에서 기술된 교정단계는 각각의 열(5)에 대해 행-방식(row-wise)로 실행된다. 하지만, 한번에 디스플레이 픽셀(3)의 하나 이상의 행(4)에 대해 또는 심지어 한번에 모든 디스플레이 패널(2)에 대해 교정 단계를 실행하는 것이 또한 유익하다. 후자의 선택은 Ccal에 대한 충전이 충분히 안정될 것, 즉 관련된 시간 기간, 예컨대 교정 전압 Vcal이 디스플레이 픽셀(3)에 대해서 유지되어야만 하는 시간 동안, 전혀 없거나 또는 무시할 만한 누설전류를 요구한다. 하나 이상의 행(4)에 대한 교정 단계의 개시는 디스플레이 제어기(7)로부터 제어될 수 있다.
교정 단계의 결과는 디스플레이 픽셀(3)이 감소된 전압 스윙(swing)의 결과로서 재빨리 전류 프로그램될 수 있다는 점이다. 단지 극단의 경우에서만 열 전극(11) 상에서의 전압 스윙이 수 볼트일 수 있다. 전형적으로 만일 프로그래밍 전류가 1 나노 암페어에서 1 마이크로 암페어로 증가한다면, 전압 스윙은 종래의 디스플레이 디바이스에서 보다 상당히 적은 수 밀리볼트이다. 결과적으로, 높은 해상도를 가지는 디스플레이 패널(2)이 적용될 수 있다. 추가로, 프로그래밍 전압 Vprog는 더 이상 전력 라인(13)의 전압 Vcc에 의존적이지 않다. 본 발명의 요지는 변경 된 디스플레이 픽셀 회로는 디스플레이 패널(2) 상의 다양한 디스플레이 픽셀(3) 사이의 구동 트랜지스터 T2의 특성에서의 확산에 독립적인 잘-한정된 입력 전압을 특징으로 한다는 것이다. 열 전극(11)에서의 전압 스윙의 상당한 감소는 전류 프로그래밍 속도를 향상시켜서 고 해상도를 가지는 디스플레이가 동작될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스(6)의 단점은 디스플레이 픽셀의 개구부에 대해 유해한 각각의 디스플레이 픽셀(3)에 대한 회로에 의해서 조절되는 영역에서의 증가이다. 하지만, 발광 요소(14)의 빛은 디스플레이 픽셀 회로로부터 멀리 방출되는 상부 방출 디스플레이 패널(2)에 대해서, 이것은 이슈가 아니다.
디스플레이 픽셀(3)에서의 교정회로의 목적은 디스플레이 픽셀(3) 그 자체에서 구동 트랜지스터 T2의 임계전압에서의 변화를 다루어서 긴 열 전극(11)이 그러한 변이를 경험하지 않도록 하는 것이다. 하지만 변화는 디스플레이 픽셀에서 Tcal 및 T2 사이에 여전히 현존한다. 이러한 부분에서, 그러한 변화는 낮은 라인 용량(line capacity) 때문에 덜 해롭거나 또는 해롭지 않다. 라인 커패시턴스가 비교적 낮기 때문에, 동일한 열 전극(11)에서 하나 이상의 디스플레이 픽셀(3)에 대한 단일 교정회로의 사용은 도 7에서 도시된 바와 같이 가능하다. 이러한 실시 예에서, 라인 용량은 각각의 디스플레이 픽셀 또는 디스플레이 서브픽셀이 전용 교정회로를 가지는 배열에 비교하여 약간 더 높은데, 이는 이러한 용량이 다른 디스플레이 픽셀(3)의 Tcal 및 S1 사이에서 라인 거리(line distance)에 의해서 증가 되기 때 문이다. 하지만 이러한 라인 용량은 여전히 열 전극(11)에 비해 현저하게 낮다.
위에서 언급된 실시 예가 본 발명을 제한하기보다는 예시하며, 당업자는 첨부된 청구항의 범위로부터 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시 예를 설계할 수 있다는 점에 주목해야 한다. 이러한 청구항에서 괄호 안의 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 말아야 한다. 동사, "포함하다"의 사용과 그것의 어형 변화는 청구항에 언급된 것들 이외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 단수의 요소는 복수의 요소를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇 개의 분리된 뚜렷한 구성요소를 포함하는 하드웨어 수단들에 의해서, 그리고 적절히 프로그램된 컴퓨터에 의해서 구현될 수 있다. 몇 개의 수단을 열거하는 디바이스 청구항에서, 이러한 수단들의 일부는 하나의 동일한 하드웨어 아이템에 의해서 구현될 수 있다. 특정 수단들이 상호 다른 종속항에서 인용된다는 단순한 사실은 이러한 수단들의 조합이 유익하게 사용될 수 없다는 것을 지시하지 않는다.
본 발명은 디스플레이 픽셀 매트릭스를 가지는 디스플레이 패널과 디스플레이 픽셀에 연결된 행 및 열 전극을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 이용가능하다

Claims (11)

  1. 디스플레이 픽셀(3)의 매트릭스를 가지는 디스플레이 패널(2)과, 상기 디스플레이 픽셀(3)에 연결되는 행 및 열 전극(11,12)을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스(6)로서, 상기 디스플레이 픽셀(3)의 각각은 상기 열 전극(11)을 통해서 프로그래밍 전류(Iprog)를 수신하고, 발광 요소(14)를 구동하기 위한 상기 프로그래밍 전류(Iprog)를 재생하기 위해 전류 미러 회로(current mirror circuit)를 구비하며, 여기서 상기 디스플레이 디바이스(6)는 교정 단계를 실행하기 위해 추가로 배열되며, 교정 전압(Vcal)은, 상기 프로그래밍 전류(Iprog)가 인가되기 전에 각각의 열 전극(11)에서 인가되며, 상기 교정전압은, 상기 프로그래밍 전류(Iprog)가 인가될 때까지, 상기 디스플레이 픽셀(3)의 각각에 대해서 상기 열 전극(11)에서 실질적으로 유지되는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스(6)는 상기 디스플레이 픽셀(3)의 하나 이상의 행(4)에 대한 상기 교정 단계의 동시적인 실행을 위해 배열되는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열 전극(11)의 각각은 상기 교정 전압(Vcal)을 인가하 기 위해서 적어도 하나의 스위치(Scal)에 연결된, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스위치(Scal)는 상기 열 전극(11)을 접지에 연결하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 픽셀(3)의 각각은 전류 운반 전극들이 상기 열 전극(11)과 상기 커패시터(Ccal)의 제 1 플레이트 사이에 연결된 커패시터(Ccal) 및 트랜지스터(Tcal)를 구비하는 교정회로를 추가로 포함하며, 상기 교정 단계 이전에 상기 커패시터(Ccal)를 충전시키고, 상기 트랜지스터(Tcal)를 통해서 상기 교정 단계 동안 방전하도록 배열됨으로써, 상기 트랜지스터(Tcal)의 게이트는 상기 트랜지스터(Tcal)의 상기 교정 전압(Vcal)과 임계 전압(Vt)의 합과 실질적으로 동일한 전압을 운반하도록 하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 교정회로는 상기 커패시터(Ccal)의 상기 충전과 방전을 제어하도록 하나 이상의 스위치(S5, S6)를 포함하며, 여기서 상기 디스플레이 디바이스(6)는 상기 스위치(S5, S6)를 제어하기 위해 디스플레이 제어기(7)를 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  7. 제5항에 있어서, 상기 커패시터(Ccal)의 제 2 플레이트는 접지 또는 실질적으로 일정한 전원 공급원에 연결되는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스(6)는 상기 열 전극(11)을 따라서 몇 개의 디스플레이 픽셀(3)을 위한 상기 교정 단계를 실행하기 위한 공통 교정회로를 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스.
  9. 제1항에서 청구된 바와 같은 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스(6); 그리고 상기 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스(6)에 신호를 공급하기 위한 신호 처리 회로(SP)를 포함하는 제품(1).
  10. 디스플레이 픽셀(3)의 매트릭스를 가지는 디스플레이 패널(2)과, 상기 디스플레이 픽셀(3)에 연결되는 행 및 열 전극(11, 12)을 포함하는 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 교정하기 위한 방법이되, 상기 디스플레이 픽셀(3)의 각각은 상기 열 전극(11)을 통해서 프로그래밍 전류(Iprog)를 수신하고, 발광 요소(14)를 구동하기 위한 상기 프로그래밍 전류(Iprog)를 재생하기 위해 전류 미러 회로(current mirror circuit)를 구비하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 교정하기 위한 방법으로서,
    - 상기 프로그래밍 전류(Iprog)가 인가되기 전에 각각의 열 전극(11)에 교정 전압(Vcal)을 인가하는 단계;
    - 상기 프로그래밍 전류(Iprog)가 인가될 때까지, 상기 열 전극(11)에서 상기 교정 전압(Vcal)을 실질적으로 유지하는 단계를 포함하는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 교정하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 교정 전압(Vcal)은 한번에 상기 디스플레이 패널(2)의 하나 이상의 행(4)에 대해서 인가되는, 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 교정하기 위한 방법.
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