KR940005237B1 - 표시장치 - Google Patents

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엘버트 쿠이예크 카렐
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엔.브이.필립스 글로아이람펜파브리켄
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Abstract

내용 없음.

Description

표시장치
제1도는 본 발명에 따르는 표시장치의 일부를 개략적으로 나타낸 횡단면도.
제2도는 본 발명에 따르는 표시장치의 표시 셀의 전송/전압 특성도.
제3도는 본 발명에 따르는 표시장치용 제어회로의 일부 개략도.
제4도는 제3도의 변화도.
제5도는 전극구조의 일부를 나타내는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 표시장치 2, 3 : 지지판
4 : 액정 5 : 절연층
6, 7 : 화상 전극 8 : 행 전극
10 : 액정 정위층 11 : 열 전극
본 발명은 두 지지판 사이에 위치한 전기광학 표시 매체, 행과 열로 배열되며 상호면한 지지판의 표면상에 제공된 두 개의 화상 전극으로 형성되는 화상 소자 시스템, 한 지지판상에 제공되는 행(row) 전극과 다른 지지판상에 제공되는 열(column) 전극으로 구성되며 화상 소자를 구동시키는 행 및 열 전극 시스템을 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.
본 출원에 있어서, "행 전극" 및 "열 전극"용어는 원한다면, 행 전극이 관계하고, 열 전극이 또한 열 전극이 행 전극으로 동시에 변화하는 동안 의미를 가질 수 있도록 상호교환될 수도 있다.
그러한 표시장치는 액정, 전기이동 현탁액 및 전기크로윰 물질과 같은 수동 전기광학 표시 매체에 의해 문자수자 및 비데오 정보를 표시하는데 적합하다.
상기 공지된 수동 전기광학 표시 매체는 일반적으로 인가 전압에 대해 불충분하게 가파른 전송곡선과 불충분한 고유 메모리를 갖는다. 구동되어질 다수의 라인을 위해 다중화된 매트릭스 표시 장치내에 유도되는 이러한 특성은 충분한 대조를 얻도록 제한된다. 메모리의 부족 때문에, 열 전극을 통하여 선택된 행 전극으로 공급된 정보는 반복하여 기록되어 진다. 더욱이, 열 전극에 공급된 전압은 구동 행 전극의 화상 소자 양단뿐만 아니라 다른 모든 행의 화상 소자 양단에도 인가된다. 그러므로, 상기 시간동안 구동되지 않으며, 화상 소자는 화상 소자가 ON 상태로 되지 않는 충분히 작아질 효과적인 전압에 영향받기 쉽다. 더욱이, 행 전극의 수가 증가함에 따라, 화상 소자가 각각 ON 및 OFF 상태내에 있게 되도록 하는 효과적 전압의 비율은 감소한다. 불충분하게 가파른 특성 때문에, ON 및 OFF 상태내의 화상 소자간의 대조는 따라서 감소한다.
매 화상 소자마다 스위치를 사용하므로, 메모리 효과는 구동되어진 행으로 공급된 정보가 다른 행 전극이 구동되어지는 시간동안 정보내의 누설 전류에 기인하여 상기 경우에 손실될 수도 있다 하더라도 화상 소자 양단에 충분한 범위를 유지되도록 얻어진다.
다이오드가 스위치로써 사용되는 언급된 유형의 표시장치가 미합중국 특허원 제4,223,308호에 공지되어 있다.
그러나, 텔레비젼 시스템내에 그러한 표시장치의 사용은 문제점을 야기할 수도 있다. PAL(NTSC) 시스템과 같은 일반적으로 사용된 텔레비젼용 제어 시스템에 있어서, 1/25sec(1/30sec)의 각 프레임 주기에 대해, 약 575(525) 라인이 매
Figure kpo00001
마다 약 288(265)라인의 짝수 및 홀수 필드에 걸쳐 분배 기록된다. 약 288(265)라인을 갖는 표시 스크린에 대해, 짝수 필드 주기동안 공급된 정보와 홀수 필드 주기동안 공급된 정보를 갖는 화상 셀을 처음 구동하는 것은 가능하며, 홀수 필드 주기 동안 갖는 화상 셀 양단의 전압은 짝수 필드 주기 동안의 전압과 극성이 다르다. 비월주사는 발생되지 않지만, 제2화상 라인은 제1화상 라인에 걸쳐 기록되며, 제4화상 라인은 제3화상 라인에 걸쳐 기록된다. 화상점에 공급된 동일 극성의 정보는 매
Figure kpo00002
마다 극성이 새롭게 되어 변화된다. 스크린상의 화상 라인의 수는 사실상 두 필드의 라인의 전체수의 1/2에 상당한다.
그러나, 575(525)라인의 완전 화상을 기록하기 위하여, 화상 정보는 반대 극성의 정보가 1/50(1/60)sec후가 아니라 1/25(1/30)sec 후에 새롭게 되고, 동일 극성의 정보가 매 2/25(1/1
5)sec 마다 공급되도록 비월주사 형태로 공급되어져야만 한다. 화살 셀이 동일(양 또는 음) 전압으로 긴 시간동안 구동되어지는 사실에 기인하여, 상기 정보는 누설 전류가 초래되는 부분에서 손실될 수 있다. 더욱이, 양과 음 정보간의 부동에 기인하여 프락커(flicker)는 25/2(15)Hz의 주파수에서의 화상내에서 발생될 수도 있다.
본 발명의 목적은 상기 누설 전류 또는 프릭커에 의해 화상의 질이 강하게 역으로 결과됨이 없이 PAL(NTSC) 시스템에 의해 제어될 수 있는 서두에서 언급된 유형의 표시장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 위하여 본 발명에 따르는 표시장치는, 열 전극과 두 개의 연속적인 행 전극 사이의 각 화상 소자와 직렬로, 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자는 화상 소자와 각각의 행 전극사이에 제공되며, 열에서 열 전극에 접속된 두 개의 연속적인 화상 소자는 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자를 통하여 공통 행 전극에 접속되며, 스위칭 소자는 공통 행 전극으로부터 동일 극성을 갖는 두 개의 연속적인 화상 소자와 연관된 다른 열 전극으로 관찰되는 것을 특징으로 한다.
"비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자"는 본원에서 첫째로 예를들어 pn 다이오드, 쇼트키 다이오드 또는 단결정, 다결정 또는 비결정 실리콘 CdSe 또는 다른 반도체 물질로 구성된 PIN 다이오드와 같은 상기 표시장치 제조용 테크놀로지에 유용한 다이오드를 말하며, 예를들어, 단락 회로된 베이스-콜렉터 접합을 갖는 쌍극성 트랜지스터 또는 게이트가 드레인 영역에 접속된 MOS 트랜지스터와 같은 다른 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자가 또한 배제되지 않는다.
아래에 기술되는 바와 같이, 공통 전극은(짝수 또는 홀수) 필드의 정보를 한 열내의 두 개의 연속적인 화상 셀에 공급하는 것을 허용한다. 다음 필드에서, 다른 공통 전극이 선택되고, 정보가 열 전극에 대한 반대의 극성으로 공급될 때, 두 개의 연속적인 짝수 및 홀수 라인의 평균 정보는 필드 주파수에서 교대 극성으로 각 화상 셀 양단에 공급된다. 그러므로, 표시장치는 PAL(NTSC) 정보로 제어될 수 있으며, 화상 정보가 새롭게 되는 고 주파수에 따라 고 화상 질을 유지하게 되며, 누설 전류의 영향은 더욱 작게 되고, 더욱이 화상은 작게 프락커를 나타내며, 모든 화상 라인은 표시되어질 수 있다. 또한 전기광학 물질의 자유선택은 가능하며, 그 결과로써 다이오드 특성에서의 확산은 어떤 영향을 주지 않는다.
제1도는 표시장치(1)의 일부를 나타내는 횡단면도로서, 두 개의 지지판(2) 및 (3)이 제공되며 두 지지판 사이에는 액정(liquid crystal)(4)이 위치한다. 지지판(2) 및 (3)의 내부 표면에는 전기적 화학적 절연층(5)이 제공된다. 각각 행 및 열로 배열된 다수의 화상 전극(6) 및 (7)은 지지판 (2) 및 (3)상에 제공된다. 상호 마주하여 위치한 화상 전극(6) 및 (7)은 표시장치의 화상 소장를 구성한다. 스트립 형태의 열 전극(11)은 화상 전극(7)의 열 사이에 배열된다. 유익하게, 열 전극(11) 및 화상 전극(7)은 스트립형 전극을 형성하도록 합체될 수도 있다. 스트립형 행전극 8a,b는 화상 전극(6)의 행사이에 배열된다. 각 화상 전극(6)은 제1도에 도시되지 않은 다이오드 9a, 9b, 19a, 19b에 의해 두 개의 행 전극(8)에 접속된다. 다이오드(9), (10)는 열전극(11)에 인가된 전압에 대해 충분히 임계값을 갖는 행 전극(8)에서의 전압에 의해 액정(4)을 제공하며, 액정 정위(orientating)층(10)은 지지판(2) 및 (3)의 내부 표면상에 제공된다. 공지된 바와 같이, 액정 미분자의 정위의 상이한 상태 및 광학적으로 상이한 상태는 액정층(4) 양단에 전압을 인가시킴으로써 얻어질 수 있다. 표시장치는 전송 및 반사장치로써 얻어질 수 있다.
제2도는 제1도에 도시된 표시장치내에 존재하는 표시 셀의 전송/전압 특성을 도식적으로 도시한 것이다. 주어진 임계 전압(1또는TH) 이하이면, 셀은 실제적으로 임의의 광을 전송하지 못하며, 반면, 주어진 포화 전압(V2또는 VSAT) 이상이면, 셀은 실제적으로 전체적으로 반투명하다. 그러한 셀이 일반적으로 교류 전압으로 동작되기 때문에, 전압의 절대값은 횡좌표상에 그려진다.
제3도는 본 발명에 따르는 표시장치의 일부의 제1실시예를 도식적으로 도시한 것이다.
한편, 화상 소자(12)는 화상 소자(7)를 통하여 행렬의 형태로 행 전극(8)과 상호 배열되는 열 전극(11)에 접속된다. 화상 소자(12)는 다이오드 9a, 9b, 19a, 19b를 통하여 행 전극(8)에 접속된다. 예를들어, 행 전극 8b는 다이오드 9b를 통하여 화상 소자 12a에, 다이오드 19a를 통하여 화상 소자 12b에 접속되어, 상기 행 전극 8b가 화상 소자 12a및 12b에 공통이 되도록 한다. 마찬가지로, 행 전극 8c는 다이오드 19b를 통하여 화상 소자 12b에, 다이오드 9a를 통하여 화상 소자 12c에 접속되어, 상기 행 전극 8c가 화상 소자 12b및 12c에 공통이 되도록 한다.
본 발명에 따르는 장치의 기능은 다음과 같다. 홀수 필드 주기동안, (예를들면) 라인 (행 전극) 8a, 8c, 8e등은 연속적으로 선택된다. 화상 소자 12a에 의해 구성된 캐패시터는 그때 제1화상 라인의 정보에 상응하는 열 전극(11)에서의 정보에 의해 다이오드 9a를 통하여 방전된다. 연속하여, 열 전극(11)에서의 정보에 의해 화상 소자 12b는 다이오드 19b를 통하여 방전되며, 화상 소자 12c는 다이오드 Pa를 통하여 방전된다. 홀수 라인 8a, 8c, 8e는 그것들이 선택되지 않았을 때 고 전압을 수신하며, (짝수)라인 (행 전극) 8b, 8d, 8f은 저 전압을 수신하여 선택된(홀수) 행 전극에 접속된 다이오드 9a, 19b만이 전도될 수 있도록 하며, 모든 남아 있는 다이오드를 컷 오프시키도록 한다.
짝수 필드 주기동안, 행 전극 8b, 8d, 8f등은 연속적으로 선택되어, 화상 소자 12a및 12b, 12c및 12d등으로 구성된 캐패시터는 각각 제2화상 라인, 제4화상 라인등의 정보에 대응하는 열 전극(11)에서의 정보로 충전된다. 상기 사실은 화상 소자(12)를 행 전극 8b, 8d등에 접속시키는 다이오드 9b및 19a가 연속적으로 전도되어질 수 있으며, 남아 있는 선택 라인(즉, 비선택 짝수 라인 및 홀수 라인)에서의 전압이 모든 남아 있는 다이오드가 컷 오프 되도록 선택된다는 사실에 기인한다.
그러므로, 각 화상 소자는 한 완전 프레임 주기동안 짝수 및 홀수 필드 주기로부터의 정보로 구동된다. 그러므로, 제1 및 제2화상 라인의 평균 정보는 화상 소자 12a의 제1행으로 기록되며, 제2 및 제3화상 라인의 평균 정보는 화상 소자 12b의 제2행으로 기록되며, 제3 및 제4화상 라인의 평균 정보는 화상 소자의 제3행으로 기록된다.
선택된 구조에 따라, 20msec(PAL 시스템) 또는 16.7msec(NTSC 시스템)의 각 필드 주기동안, (n+1)행 전극(접속)만이 화상 소자의
Figure kpo00003
에 필요로 됨에도 불구하고, 정보도 반대로 변화되어 새롭게 된다. 그러므로, 결과로써 LCD 표시 장치가 얻어질 수 있으며, LCD 표시 장치는 PAL 신호(575 가시 라인) 또는 신호(252 가시 라인)의 수신용으로 적합하다. 더욱이, 비선택된 행 전극의 전압이 충분히 높거나 낮게 선택되어질 수 있어 모든 남아 있는 다이오드를 컷 오프되도록 한다는 사실에 기인하여, 임의 임계 포화 전압을 갖는 LCD 물질 또는 또다른 전기 광학 물질이 선택되어질 수 있으며, 다이오드(9), (10)의 다이오드 특성에서의 확산의 영향은 무시될 수 있다.
도시된 장치는 특히, 제어 방법의 사용에 대해 적절하며, 여기에서 화상 소자 양단의 평균 전압
Figure kpo00004
(제2도 참조)로 선택된다. 상기 방법에 있어서, 화상 소자 (12) 양단의 전압의 절대값은 실제적으로 VTH와 VSAT사이의 범위로 제한 유지된다. 이것은 SID 84년판 다이제스트 페이지 324 내지 325에 에스-토가쉬 등에 의해 기록된 "a-si 다이오드 링에 의해 제어된 LCTV 표시"에 더욱 상세하게 기록되어 있다.
다이오드(9), (19)에 대한 각각의 ON 및 OFF 전압 VON및 VOFF과 VC에 대한 제어는 점 15a를 선택함에 의해 홀수 필드 주기가 평균 전압 VC=-½(VSAT+VTH)에 도달하는 동안과 짝수 필드 주기가 VC=½(VSAT+VTH)에 도달되는 동안 행해진다. ON 전압 VON은 다이오드를 통하여 전류가 화상 소자와 연관된 전기용량을 급격히 충전시킬 만큼 충분히 클대의 전압이며, OFF 전압 VOFF는 연관 전류가 너무나 작아 상기 전기용량이 실제적으로 방전되지 않는 상태에서 선택된 전압이다.
그레데이션(gradation)(회색 그늘)에 관한 만족한 동작이 열 전극(11)에서의 정보에 의해 얻어진다면, 화상 전극 12a에 의해 구성된 전기용량은 행 전극(8)을 통하여 최대 전압 VC+VDMAX=VSAT과 최소 전압 VC-VDMAX=VTH사이에 놓여 있는 전압값으로 제어되는 동안 충전되거나 방전된다. VC의 소거식은
Figure kpo00005
로 주어진다.
다른 화상 소자의 선택에 의해, -VDMAX와 +VDMAX사이의 모든 전압은 열 전극(11)에서 발생할 수 있다. 용량성 커플링에 의해 접합점(15)에서의 최대 및 최소 전압은 각각 홀수 필드 주기동안 각각
VMIN=-VDMAX-VSAT및
VMAX=VDMAX+VSAT이며,
다른 행 전극(8)이 선택되었을 때, 접합점(15)은 다른 전극(8)을 통하여 방전되어질 수 없게 되어, 홀수 전극에 대하여
Figure kpo00006
이다. 열전극(11)에서의 정보(데이터)는 각 필드 주기동안 그것의 부호를 변화시킨다.
제4도는 제3도의 변화도로서, 라인 접속의 수는 접합점(16)에 대해 반대의 극성의 갖는 다이오드(9)와 직렬로 접속된 다이오드(17)를 통하여 두 개의 연속적인 행 전극(8)을 접속시키므로써 반감된다. 직렬장치의 다이오드(14)는 다이오드(17) 및 직렬 접속된 다이오드 9a, 9b에 반대병렬로 접속된다. 그러한 다이오드 회로의 동작은 계류중인 네델란드 특허원 제 호(PHN, 11499)에 기술되어 있다.
홀수 필드 주기동안, 구동점 16a는 처음 저전압 상태로 만들어지며, 모든 남아 있는 점(16)은 다이오드 9a, 14a및 17b만이 전도되도록 즉, 화상 소자 12a에 의해 구성된 캐패시터가 제1화상 라인의 정보로 충전되도록 조정된다. 연속하여, 구동점 16b는 저 전압 상태로 만들어지며, 화상 소자 12b및 12c로 구설된 캐패시터는 각각 제3화상 라인의 정보로 다이오드 17d, 14b및 19b및 9a를 통하여 충전된다.
짝수 필드 주기동안, 전압은 그것의 부호를 변화시킨다. 점 16a는 상당히 고 전압 상태로 만들어져, 화상 소자 12a및 12b로 구성된 캐패시터가 제2화상 라인의 정보에 따라(각각, 다이오드 17a, 14a및 9b와 다이오드 17a, 14a및 19a를 통하여) 방전되어지도록 한다. 연속하여, 화상 소자 12c및 12d로 구성된 캐패시터는 제4화상 라인의 정보로 방전된다.
그러므로, 다시 매 20msec마다, 각 화상 소자에서의 정보는 새롭게 되어 부호로 변환된다. 제1 및 제2 화상 라인의 평균값은 제1행의 화상 전극에서 나타내며, 제2 및 제3화상 라인의 평균값은 제2행에서 나타난다.
다이오드 9,14 및 17의 ON 및 OFF 전압 VON및 VOFF, V′ON및 V′OFF및 V″ON및VOFF가 각각 선택되어진다면, 다음의 식이 성립된다.
Figure kpo00007
Figure kpo00008
이것은 홀수 필드 주기동안 성립되며, 짝수 필드 주기 동안 VNONSEL및 VSEL의 전압은 데이터 전압 VD로써 그것의 부호를 변화시킨다.
마지막으로, 제5도는 예를들어, 인듐 틴 산화물로 만들어진 화상 전극(6)과 예를들어 알루미늄 또는 또다른 전도체로 만들어진 행 전극(8)의 실행가능한 실시예의 평면도를 도시한 것이다. 각 화상 전극(6)은 예를들어, 비결정 실리콘 또는 또다른 반도체 물질로 만들어진 다이오드(9), (19)를 통하여 양측면상에 위치한 행 전극(8)에 접속되며, 다이오드 9b, 19a는 행 전극(8)으로 하부 측면상에 접촉되어지며, 다이오드 9a, 19b는 행 전극(8)으로 하부 측면상에 접촉되어, 화상 전극에 대해 바람직한 극성이 얻어지도록 한다. 높은 신뢰도를 얻기 위하여, 물론, 몇몇의 다이오드(9), (19)를 통하여 행 전극에 각각 접속되는 몇몇의 부전극으로 화상 전극(6)을 나누는 것은 바람직하다.
물론, 본 발명은 본원에 기술된 실시예에 제한되는 것은 아니다. 예를들면, 제5도에서, 수직적 다이오드의 대신에, 수평적 다이오드 구조가 또한 사용될 수도 있으며, 상기 경우에 있어서, 교차 전극은 일어나지 않으며, 단락회로의 위험은 감소되어 항복은 증가된다.
게다가, 예를들어, 다이오드는 동작의 확실성을 증가시키기 위하여 제4도에서의 다이오드(17) 또는 다른 다이오드에 병렬로 접속될 수도 있다. 그러한 병렬장치는 그때 다시 비동기적으로 비선형 스위칭 소자의 기능을 실행한다. 더욱이, 예를들어, 제4도에서의 다이오드(14)의 회로는 이중 구조로 될 수도 있다. 액정 표시장치 대신에, 본 발명은 또한 예를들어 전기이동 및 전기 크로윰 표시 매체와 같은 다른 표시 매체가 사용될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 두 지지판 사이에 위치한 전기광학 표시 매체, 행과 열로 배열되며 상호면한 지지판의 표면상에 제공된 두 개의 화상 전극으로 형성되는 화상 소자 시스템, 한 지지판상에 제공되는 행 전극과 다른 지지판상에 제공되는 열 전극으로 구성되며 화상 소자를 구동시키는 행 및 열 전극 시스템을 구비하는 표시장치에 있어서, 열 전극과 두 개의 연속적인 행 전극사이의 각 화상 소자와 직렬로, 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자는 화상 소자와 각각의 행 전극 사이에 제공되며, 열에서 열 전극에 접속된 두 개의 연소적인 화상 소자는 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자를 통하여 공통 행 전극에 접속되며, 스위칭 소자는 공통 행 전극으로부터 동일 방향으로 바이어스되는 두 개의 연속적인 화상 소자와 연관된 다른 열 전극으로 관찰되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 두 개의 연속적인 공통 행 전극은 연속적인 공통 행 전극사이에 접속된 화상 소자와 연관된 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자와 반대의 극성으로 직렬로 접속되어 있는 부가적으로 제공된 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자를 통하여 공통점에 접속되며, 동일 극성을 갖는 다수의 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자의 적어도 하나의 직렬장치는 화상 소자와 연관된 직렬 접속된 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자와 부가적인 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자에 역평행하게 접속되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제1 또는 2항에 있어서, 비대칭적으로 비선형인 스위칭 소자는 다이오드인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제1 또는 2항에 있어서, 전기광학 표시 매체는 액정인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1 또는 2항에 있어서, 전기광학 표시 매체는 전기이동 현탁액인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제1 또는 2항에 있어서, 전기광학 표시 매체는 전기 크로윰 물질인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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