TW594644B - Matrix display device - Google Patents

Description

594644 A7 B7 五、發明説明（ 發明領域 本^月係關於—種矩陣顯示裝置，該種裝置包括一陣列 > ^ ^ 6、不像素，該等像素連接至許多組位址導體，驅動 號由驅動私路裝置加諸該等位址導體以驅動顯示像素。 本發月特別但並非僅關注於液晶顯示裝置且特別關注於主 動矩陣履卵顯示（active咖如1咖id crystal⑴⑽ AMLCD)裝置。 、 發明背景 裝 、=日日（liquid crystal LC)矩陣顯示裝置一不論是被動型或 :動型都是—為眾所週知者。此類裝置一般使用於監視 =膝上型電腦、電視機和類似產品内。主動矩陣液晶顯 :裝置及其操作方法的典型範例描述^us_5i3〇829中， ^又件的内谷在此以參考資料方式納人。簡單地說，此種 ㈣列成列與行的-像素陣列，每個像素包括 -曰： = : — =的開關裝置，該開關裝置-般為薄膜 =月豆的形式。像素連接至許多組列與行位址導體，每個 鄰接於各組中個別導體間的交錯處，像素經由該 址，定址的方法是依序施加選擇(掃描)信號給 各個列導體以選擇該列並以 ； 擇信號同步的方式”行位與列選 、、、 丁位址導髌供應給被選擇之列的像 素並決定被選擇列之各個像幸 _ 、畜㈣m 象素的_不輸出。資料信號藉由 == 導體的行位址電路中的輸入視訊信 號取樣推導出。每列像素輪流在-個別列位址週期内被定 址以在-圖場(圖框)週期内從整個陣列建 本纸張尺度適用中國國家榡準(CNS) A4規^ -5- 594644 A7

素列在連續圖場中以此方式被重複地定址。因為在像素内 會發生損失而有需要以視訊資訊規則地補充更新像素。'在 王動矩陣液晶顯示的情況下，加諸液晶單元的資料信號電 壓極性須週期性地反轉以避免液晶材料的劣化。這譬如可 在每個圖場之後進行（所謂圖場反轉）或者也可在每列被定 址之後進行（所謂線或列反轉）。然而已發現到因為不同的 原因，會有一寄生直流偏移產生在液晶材料層的兩端。譬 如回沖（kickback) 種在主動矩陣液晶顯示技術領域中 眾所週知的現象一是單元兩端直流偏移的一種原因。 對連續圖框時間内相反極性而言，直流偏移對像素之驅 動的影響不同。（對某一資料〈視訊資訊>信號而言）當在連 續圖框週期内一像素兩端之絕對電壓不同時，將會以所用 圖框頻率（一般為5〇或6〇 Hz)之半的頻率產生閃爍，而這 種閃燦在顯示影像中清晰可見。 ° 圖1 員示像素之液晶單元發射T與單元兩端電壓v之間 的關係圖。由該圖可見發射對相等但相反的電壓而言大致 相同且孩圖大致對稱於垂直軸。一範例D c直流偏移Y顯示 於圖中。所以由行位址導體加諸單元的驅動電壓D被偏 移。對反轉驅動的正部分而言，單元兩端的電壓是Y + D。 對反轉驅動的負部分而言，單元兩端的電壓是Y_D。由此 可見，對某一 D值而言，相反驅動極性所達成的發射不同 且以X%變化。所以，對一穩定大小D的驅動資料信號而 言，單元發射在兩個屋框週期之間會改變χ%。這會造成 以圖框頻率之半的頻率閃爍。

五、發明説明（3 ) 為了減低以此方式顯現的㈣，熟知的方法是調整加諸 單元兩端的電壓。譬如，這可藉由對連續圖框調整共通電 極上的電壓來完成。共通電極由一預定驅動架構驅動。链 如，用-方波調變共通電極電壓。為了修正直流偏移，調 整驅動架構波形的平均直流而不改變交流電壓的尖學到尖 峰值。共通電極-般為所有像素共用的—個透明電極。 設定共通電極電壓位準所需的傳統技術是在製造該裝置 的時候的-個手動調整程序。這很費時且昂貴。 其内容在此以參考資料形式納人的W0 99/57706揭橥 -種閃蝶感測器’其中測量了以相反極性㈣之模擬像素 兩端的電壓差異。模擬測試像素所處的環境與形成產生影 像之顯示的像素者相同。有關的電壓差異約在數毫伏特 (mV)。液晶單元兩端的任何漏電流都會㈣共通電極驅 動架構波形。所以該電壓的差異非常難以測量。 所以本發明的一個目的是提供_種改良的上述型式之矩 陣顯示裝置。本發明的另—個目的是提供一種矩陣顯示裝 置，其中上述的缺點至少有一部份被消除。 根據本發明的一項觀點’提供了一種矩陣顯示裝置，該 裝置包括用以因應於由驅動電路裝置在定址週期期間施加 的驅動信號電壓而產生顯示輸出的—像素陣列鄉正裝 置，該驅動信號電壓的極性被週期性地反轉，該修正裝置 係用來修改驅動信號以修正顯示缺陷，其中該修正裝置包 括兩個像素’該兩個像素被安排成被驅動電路裳置分別以 相反極性的個別驅動信號在相關的定址週期期間定址，且

本紙張尺度遑用中®时料(CNS) A4規格(210 五、發明説明（ 該修正裝置被安排成將該二像素在相關的 測=期期間並聯連接在-起，並測量被連接的該二= 、9 E壓，忒修正裝置根據該被測量之電壓修改該 之驅動信號電壓。 Μ 本發明使閃爍效應得以減低。被連接之像素在像素内出 現直泥偏移時產生一非零電壓。此電壓被測量且據以修改 驅純號以使後續的圖框週期之被測量電壓減少到接近 零因此，直流偏移被修正且從而減低閃爍。 、在:種較佳具體實例中，陣列中的每個像素形成在交錯 心列導魅與料體㈣交叉减且包含配置在兩個相對 電極之間的光電顯示單元’驅動信號電壓施加給該等電 ” G正裝置尚可包括用以在測量週期期間測量被連接之 像素的相對電極兩端之電位差異及用以根據該差異調整驅 純唬電壓以便使該電位差異極小化—意即使該差異頻向 t接近零—的測量裝置。被調整的驅動電壓可加諸-所有 像素所共用的電極。 根據本發明的另-項觀點，提供了 —種驅動矩陣顯示裝 ^的万法，該裝置包括—像素陣列、可操作以在定址週期 期間用驅動信號電壓定址像素的驅動電路裝置、及用以修 :文驅動信號電壓的修正裝置，該驅動信號電壓的極性被週 〃月性地反轉，其中該方法包括下列步騾： -在相關定址週期期間用個別的相反極性之驅動信號電 壓定址兩個像素； -在相關之定址週期之後的測量週期期間將該二像素並 ::張尺度 -8 - 594644 A7

聯連接在一起； _測量被連接之該二像素上的電壓；及 _根據該測量電祕改像素之驅動信號電壓。 圖式簡單說明 藉著閱#下又中僅做為範例的較佳具體實例描述並參考 :附圖可清楚地了解本發明的其他特徵與優點，諸附圖 中： 圖1顯示在已知矩陣液晶顯示裝置内一典型液晶單元之 發射-電壓（T-V)關係圖； 圖2示意顯示根據本發明之顯示裝置的一種具體實例之 部分電路； 圖3顯示在圖框週期期間加諸圖2之電路的信號波形之範 例； 圖4是無根據本發明之閃爍修正時，典型液晶單元兩端 之電壓隨時間而變化的圖； 圖5是有根據本發明之閃爍修正時，一液晶單元兩端之 電壓隨時間而變化的圖； 圖6示意顯示根據本發明的一種具體實例顯示裝置； 圖7示意顯示根據本發明的一種相態之具有較佳像素佈 局的顯示裝置。 請注意諸圖式僅為示意圖而非依照尺寸比例繪製。明確 地說，某些尺寸可能被有意地擴大而另一些尺寸則被縮 小。所有圖式中相同的或類似的部件以相同的編號表示。 發明詳細說明 冬 p本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐） A7

B7 五、發明説明（ 現在參考圖2與3描述本發明的第一種具體實例。圖0 2顯讀據本發明之第一種具體實例之顯示裝置的—部份 ®路圖JL包括-王動矩陣液晶顯示裝置。該装 置是發射型裝置，且此處所用有關液晶單元、、發射一詞 應據此解釋。圖3顯示在該電路操作時施加的各種信號波 形。孩圖顯示兩個模擬像素31。每個模擬像素31等同於該 裝置的顯示像素陣列内之顯示像素且包括以薄膜電晶體 (TFT) 37為形式的開關元件且被與顯示像素類似的驅動信 (選擇與資料）驅動，該薄膜電晶體37的閘極連接至一相 關列(選擇)導體32且其源極和沒極電極分別連接至一相關 導體33與像素電㈣。這些都位在鄭接於顯示區 域的邊緣且不構成產生影像之顯示像素陣列的一部分。來 自一列驅動電路之驅動（選擇）㈣ 擇該等像素，該薄膜電晶趙37的:=: 要土列導骨豆32，且其源極電極電氣連接 素I:言’呈現在行導體一 W37轉运到連接至波極電極並構成液 ^像素電極35。單元的相對電極包含-共通電極^相 所以每個液晶單元如圖中所示般好像是一個平行 聯It益般。一儲存電容器38如傳統般與各液晶單元並 且好陣列_素完" 像閃燥的直流偏移。像素就會有相同的造成顯示影 X 297公釐）

準(CNS)T^S -10 五、發明説明（ 兩個模擬像素31在相當於列定址週期的定址週期t 料有相同電壓大小但相反極性之基準資料信號定二在 週期：後且在圖框週期的剩餘時段期間，儲存在像素 黾谷上的電壓會輕微地改變β “ 广圖:二:在傳統型王動矩陣液晶顯示裝置的情況下被儲 存^象“壓在數個圖框週期期間改變的本質。該圖顯示 二=之電壓’其中被週期性反轉之驅動電壓如：文 所述I又在笔氣上非對稱地偏移。所以，為修 的任何測量最好是在圖框週期的末端^處進 r:壓演化一般’單元的電容也隨著時間和電= 二二由於该直泥偏移’儲存在電容器-個極板上的 *何對反轉循環的正部分與負部分而言不會是相等的大 匕、。猎者測量儲存在模擬像素之兩個像素電極上的電荷差 此丨生負被利用來提供一閃爍感測器。 在圖2的裝置内’像素電壓在圖框週期 似的變化，但如下文所述，其後的效應則不同。 再參考圖2 ’在接近圖框週期的末端tF處’-較佳為摊 極性的開關39在-測量週期〜期間被導通，該測量週期^ ^ 一接㈣框週期iF末端之相當短的期間。這使被相反充 私的-換擬像素3 !之像素電極35短路在一起。當短路發生 於測量週期〜期間時，儲存之電荷在圖框末端處的差異會 ^棱擬像素《像素電極處造成一非零電壓。開關Μ宜為在 截斷狀態時低漏電者」因為模擬像素31之電容—因此其所 儲存《電荷~相當低。開關39之輸出連接至一比較器4〇的 594644 五、發明説明（8 一個輸入。共通電極36之電壓供應線連接至比較器4〇的第 二輸入。如此，比較器4〇被配置以測量被連接之像素的相 反電極3 5與36兩端的電位差異。比較器之輸入電壓類似於 模擬像素上測量週期“之後的儲存電荷。比較器宜為非常 咼阻抗且高增益者。比較器4〇的輸出連接至一栓鎖電路41 :譬如正反器-的第—輸人。—計時脈衝其相對計時時 程圖顯示於圖3中）從一輸入45加諸栓鎖電路4丨的第二輸 入:栓鎖4 1之輸出連接至一計數器42的第一輸入。有計時 j衝tT加諸其輸入的一反轉器46之輸出連接至計數器〇的 第輻入计數器4 2根據由栓鎖4 1遞交的信號極性將一數 位轉類比轉換器（digital-t0-anal()gue cQnvener DAe) 43 ^的值向上或向下跨一值階。然後數位轉類比轉換器g 在/入圖框週期期間經由一緩衝器4 4調整共通電極3 6上的 私壓以使比較器4 〇所測量的電位差異極小化一意即使該差 異趨向接近於零。 本發明設想第一種具體實例的閃爍感測器可包括兩個以 t的模擬像素。譬如，兩列完全相同的像素可被充電到相 等但極性相反的電壓。此種配置的一個優點是因為像素電 極3 5足面積增加而造成較大的殘餘電荷，從而較易被比較 器40感測到而導致閃爍修正較高的正確性。譬如藉著使用 一對各讓其像素連接在一起的像素列而使用兩個以上模擬 像素的另一優點是肇因於有缺陷之像素的任何不正確可被 該列内的其餘像素平拽掉。 本發明也設想模擬像素31可在尺寸上比例擴大以增加各 纸張尺度適用中®國*標準(CNS) A4規格(咖χ297公爱） -12- 五、發明説明（9 =電容：同樣地’這將増加比較器40感測到的殘餘電 壓並k而提南修正的正確度。 、 雖然上文所述具體實例佴關 關於發射型顯示器，但設想本 ΓΓΓ用到反射型主動矩陣液晶顯示器。在此種顯示 製作反射電㈣料材料—般不同於發射電 ==液晶單元的兩端產生1有的不呈現在並聯連接之 器38兩端上的直流偏移。所以可能需要將-額外 早元與現存的液晶單元34並聯連接而不像圖2之且 月豆貫例所示般與儲存電容器3 8連接。 ’、 敕ί^ΓΛ閃燦修正電路如圖2所述般跨越數個圖框調 ^、^極廷壓以使單元兩端之電”頻向接近驅動電壓 :圖5中所不’跨越一小數目個圖框週期一―小數目 足夠了。在另一種具體實例中，測量與修正執行 ――如當打開矩陣顯示裝置時—或週期性地執行。 根據本發明之顯示裝置的一種較佳具體實例示意顯示於 ⑥中。此處編號為60的顯示裝置是—包括顯示面板“的 ，動矩陣液晶顯示器’顯示面板61包括形成顯示區域的一 素陣列。每個像素如傳統主動矩陣液晶顯示器一樣 由對應的列與行導體32與33定址。列_電路Η與㈣ 動電路52位在_於面板個別邊緣處。列 «諸像素列中的一列。被選擇之像素列依序由來自二 動私路5 2透過相關的行導體3 3施加的資料作號定址。 :擬像素31位在鄰接於顯示面板61的另：邊模擬 像素可用與顯示像素陣列内之像素相同的方式被列與行導 .本紙張尺因國冢標準(CNS) M規格_ x撕公爱） -13- 月庄疋址。換擬像素如上文所述般被相反極性之資料 ^連結62如圖2中所示般製做在相關的像素電㈣與閃 爍修正電路之間。 電路可遠離驅動器積體電路或者納人驅動器積體電路 内。在圖6中所示較佳具體實例中，使用譬如多晶梦技 二面板61包括-計時與控制電路63，视訊信號施加到該 计時與控制電路63且該電路提供資料信號給行驅動電路、 :是供時序信號給列驅動電路' 並提供—電壓信號給共通電 歪。控制電路63包括閃爍修正電路且來自模擬像素之電壓 供應給此電路。 模擬像素宜以相當於中段灰階的資料信號定址。這可加 強閃爍效應從而使其比較容易被檢測出。 •參考圖7 ’譬如在相同列内且被充電到相同極性以使用 ^修正電路内的模擬像素31可藉著使用各模擬像素^之經 修改之像素電極35的形狀而連接在一起。一翼心被使用 ?“目鄰的像素電極35連接在一起。為了補償每個像素電 極增加的面積，一面積與所增翼片71面積相同的翼片72從 母個像素電極35之譬如一角落的範圍内移除。這可確保模 擬像素之電容等於顯示像素的電容。 相雖然最好在修正電路内使用模擬像素31，但是本發明設 想形成顯示範圍一部份的像素也可被用來擔任此功能。 —本發明還有另一種具體實例包括與參考圖2所述之具體 月例中使用數位計數登系統不同的類比系統。在此具體實 例中，模擬像素如前所述般再次被短路在一起。但是造成 X 297公釐） -14 - A7

的信號被遞交給一整人哭 數為a 選擇以使其時間常 = Γ:::倍。然後整合器的輸出可在類比域或 調整共通電㈣㈣娜…所述相同的方式 雖然上文中特別針對主動矩陣液晶顯示器描述，但設想 發明也可應用到被動型液晶顯示器 =響’且也可應用到其他類型的具有電容型光:::= 素陣列之矩陣顯示裝置。 總結上又所述的裝置，_種矩陣顯示裝置包括本發明揭 ㈣響應-種矩_示裝置，其包括像素料用於使用反 轉驅動架構來產生一顯示輸出，驅動信號電壓。顯示缺陷 (尤其是閃爍)被修正，其方式為將先前用相反極性之個別 驅動信號電壓足址的兩個像素並聯連接在一起並測量由於 儲存在該二像素上之電荷因出現在像素内的直流偏移導= 足電荷差異所造成的殘餘電壓。所測量電壓係用來修改像 素的後續驅動信號電壓以降低該被測量電壓，亦即接近 零，從而減少因像素内直流偏移造成的顯示缺陷。本發明 特別適用於透光型液晶顯示裝置。 精於本技術領域者可從本發明說明清楚地知道有許多其 他修改和變體。此類修改和變體可包含本技術領域中已知 的其他特欲’ 4等特欲可被使用以取代或附加於本發明t 明所述的特徵。 •15-

Claims (1)

1. 594644 丨:I 第〇91119丨29號專利申請案 A8丨舊」L·替，頁丨 中文申請專利範圍替換本(93^1月）譯ί八‘署d Π | 六、申請專利範圍 ~ - L 一種矩陣顯示裝置，兮举 . 一 Μ裝置包括·像素陣列，用於產生 顯示輸出，以響應驅動電 、 動俨號兩懕杯祕沾. 裝置在/、有週期性反轉之驅 皮由广的疋址週期期間供應的驅動信號電壓， C置包括兩個像素，該二像素被安排成由該 驅動g路裝置在相"址週期期間以極性相反之個別驅 動h歧址’且該修正裝置被安排以在相關定址週期之 :的-測量週期期間將該二像素並聯連接在一起，並測 :::接《及-像素上的電壓’該修正裝置根據該等測 f4改像素的驅動信號電壓。 2·如申請專利範圍第i項之矩陣顯示裝置，其中該修正裝置 尚包括開關裝置，其可運作以在測量週期期間將該二像 素並聯連接在一起。 3.如申請專利範圍第i項或第2項之矩陣顯示裝置，其中該 陣列内的各像素形成在交錯之列與行導體組的交叉點處 且包括配置在兩個相對的電極之間的光電顯示單元，驅 動信號電壓被供應至該二相對的電極。 4·如申請專利範圍第3項之矩陣顯示裝置，其中像素之該二 電極中的一個電極由陣列内所有像素共用，且該修正裝 置被安排成將經修改之驅動信號電壓供應至該共通電 極0 5·如申請專利範圍第3項之矩陣顯示裝置，其中該修正裝置 尚包括測量裝置，用以在測量週期期間測量被連接之像 素的相對電極兩端之電位差異且用於響應該差異來調整 驅動信號電壓以使該電位差異最小化。 本紙張尺度適财_家標準(CNS) Μ規格㈣㈣7公I)

   六、申請專利範固 =申請相第5項之料衫裝置，其中該修正裝置 括數位計數器電路，其被連接至該測量裝置輸出— 且被供應時序信號，核教尸4 w ^ 測量裝置的輸出依時序=:::可被操作， 號電壓。 夹-的時間間隔調整驅動信 請專利範圍第3項之矩陣顯示裝置，其中該二像 的各像素包括與顯示單元並聯連接之儲存電容。’、 8.如：請專利範圍第i或第2項之矩陣顯示裝置，其中該顧 不裝置包括透光型液晶顯示裝置。 …、 …請專利範圍第3項之矩陣顯示裝置，其中該二像辛中 的各像素尚包括另一個盘先前 ” 的光電顯示單S。’、先心収顯示單元並聯連接 1〇·如範圍第1或第2項之矩降顯示裝置，其中該顯 不裝置匕括反射型液晶顯示裝置。 η.如申請專利範圍第】或第2項之矩陣顯示裝置，其中該二 像素包括位在該陣料緣處的模擬像素。 12·::驅動矩陣顯示裝置方法，該矩陣顯示裝置包括一像 素：列、可操作以在定址週期期間用驅動信號電壓定址 H驅動％路裝置、及用以修改驅動信號電壓的修正 裝置’驅動信號電壓之極性被週期性地反轉，其中該方 法包括下列步驟： 在相關疋址週期期間用極性相反之個別驅動信號 定址二像素； I -在相關定址週期之後的測量週期期間將該二像素並聯 -2 - X 297公釐） 本紙張尺度適用中國國家標 594644 修更 頁換替 正 93. 8 旦 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍 連接在"起， -測量被連接之二像素上的電壓；及 -根據該測量電壓修改像素之驅動信號電壓。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）