KR20060133967A - 스크롤링 어드레스 지정을 하는 전계 발광 디스플레이디바이스 - Google Patents

스크롤링 어드레스 지정을 하는 전계 발광 디스플레이디바이스 Download PDF

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KR20060133967A
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윌리엄 에이. 스티어
데이비드 에이. 피쉬
프란시스쿠스 피. 엠. 부드젤라르
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이는 디스플레이 소자에 흐르는 전류의 구동을 차단하는 수단을 구비한다. 상기 디스플레이를 위한 행 구동기 회로는 상기 차단 수단을 위한 상기 구동 전압을 생성하기 위한 시프트 레지스터 및 논리 장치(50,54)를 구비하며, 이것은 실질적으로 어드레스 기간보다 짧은 전체 필드 기간까지 변경될 수 있는 지속 기간을 가지는 펄스를 포함한다. 상기 시프트 레지스터 장치(50)를 통해 전달된 상기 신호(들)는 상기 펄스 지속 기간을 제어한다. 이 장치는 각 행의 전체 광 발산 기간의 제어로 픽셀의 행단위로 어드레스 지정을 제어하는 것을 허용하기 위해 감소된 구동기 복잡도를 제공한다. 상기 제어부는 스크롤링 어드레스 지정 구조가 구현될 수 있게 한다.

Description

스크롤링 어드레스 지정을 하는 전계 발광 디스플레이 디바이스{ELECTROLUMINESCENT DISPLAY DEVICE WITH SCROLLING ADDRESSING}
본 발명은 전계 발광 디스플레이 디바이스, 특히 각 픽셀과 연관된 박막 스위칭 트랜지스터를 가진 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
전계 발광, 발광, 디스플레이 소자를 채용한 매트릭스 디스플레이 디바이스는 잘 알려져 있다. 디스플레이 소자는 예컨대, 폴리머 물질을 사용한 유기 박막 전계 발광 소자, 또는 통상의 III-V 반도체 혼합물을 사용한 LED를 포함할 수 있다. 유기 전계 발광 물질, 특히 폴리머 물질에서의 최근 발전은 비디오 디스플레이 디바이스에 실제로 이용될 수 있음을 증명하였다. 이들 물질은 일반적으로 한 쌍의 전극 사이에 삽입된 반도체 공액 폴리머의 하나 이상의 층을 포함하는데, 이들 중 하나는 투명하고 다른 하나는 홀(또는 정공) 또는 전자를 폴리머 층에 주입하기에 적합한 물질이다.
도 1은 능동 매트릭스 어드레스 지정된 전계 발광 디스플레이 디바이스를 위한 알려진 픽셀 회로를 도시한다. 디스플레이 디바이스는 블록(1)으로 표시된, 일정한 간격의 픽셀의 행과 열 매트릭스 어레이를 가지며 행(선택) 및 열(데이터) 어드레스 전도체(4 및 6)의 교차 세트 사이의 교차점에 위치한 연관된 스위칭 수단과 함께 전계 발광 디스플레이 소자(2)를 포함하는 패널을 포함한다. 간략함을 위해 오직 소수의 픽셀만이 도시된다. 실제로 수백개의 행과 열의 픽셀이 존재할 수 있다. 픽셀(1)은 각 전도체 세트의 단부에 연결된 행, 스캐닝, 구동 회로(8)와 열, 데이터, 구동 회로(9)를 포함하는 주변 구동 회로에 의해 행 및 열 어드레스 전도체의 세트를 통해 어드레스 지정된다.
전계 발광 디스플레이 소자(2)는 본 명세서에서 다이오드 소자(LED)로 표시되고 한 쌍의 전극을 포함하는, 유기 발광 다이오드를 포함하며, 상기 전극들 사이에는 유기 전계 발광 물질의 하나 이상의 능동 층이 삽입된다. 어레이의 디스플레이 소자는 절연 지지판의 일 면 상에 연관된 능동 매트릭스 회로와 함께 운반된다. 디스플레이 소자의 캐소드 또는 애노드는 투명 전도 물질로 형성된다. 지지판은 유리와 같은 투명 물질이며 기판에 가장 가까운 디스플레이 소자(2)의 전극은 전계 발광 층에 의해 생성된 광이 지지판의 다른 쪽에 있는 시청자가 볼 수 있도록 하기 위해 이들 전극과 지지판을 통해 송신되도록 ITO와 같은 투명 전도 물질로 구성될 수 있다.
LED 디스플레이(폴리머-유형 및 소형-분자 모두)는 LCD와 같이 기존의 상용화된 평면 스크린 기술에 비해 다수의 알려진 이점을 제공한다. 이들 이점은 더 나은 시청 각도, 더 빠른 고유 반응 시간(더 나은 동영상 성능), 더 가벼운 무게, 더욱 낮은 전력 소비 및 더욱 저렴한 생산 비용을 포함한다.
수동 매트릭스 디스플레이는 한 행의 픽셀을 한 번에 조명하며, 매우 높은 피크 밝기와 큰 전압 스윙(swing)을 야기한다. 전력 손실은 디스플레이 대각선으로 기하급수적으로 증가하며, 이러한 디스플레이는 약 8cm 이상의 대각선을 가진 기존 재료에서는 실용적이지 못하게 된다. 능동 매트릭스 기술은 메모리 소자를 각 픽셀에 놓으며, 전체 프레임 기간에 대해 픽셀의 현재 흐름을 프로그래밍 하는 데이터 전압으로 픽셀의 행이 어드레스 지정될 수 있도록 한다.
모든 픽셀이 지속적으로 광을 발산하는 디스플레이(예, 전술한 간단한 능동 매트릭스 구조)는 가끔 간과되는 문제를 야기한다. 움직임을 추적하고 수신된 광을 통합하는 눈으로 인해, 관찰자가 스크린 상의 동영상을 본 경우, 일종의 움직임의 흐려짐(blur)이 발생한다. 디스플레이 듀티 싸이클을 감소시키면 이러한 형태의 이미지 손상을 크게 감소시킨다고 알려져 있다.
LCD 내에서 이러한 듀티 싸이클 감소를 달성하는 하나의 증명된 수단은 전체 백라이트를 스트로브(strobe)하는 것이다. 비교가능한 기술은 능동 매트릭스 OLED 디스플레이에 응용될 수 있으며; 우선 필드 휘도 데이터가 프로그래밍된 다음, 전체 디스플레이가 다음 필드가 프로그래밍되기 전에, (공통 캐소드, 전력 레일, 또는 일부 픽셀-내장형 트랜지스터를 스위칭함으로써) "플래시"된다.
이 최종 동영상은 훨씬 더 선명하다. 플래시를 통해 필드 플리커(field flicker)가 부작용으로 나타날 수 있지만, 이것은 플래시 주파수를 충분히 높게 함으로써 억제될 수 있다. LCD에서, 이미지의 스위칭 온과 스위칭 오프는 백라이트를 통해 수행된다. LCD 자체는 이를 위해 충분히 빠르지 않다.
새로운 LED 디스플레이는 이러한 느린 응답을 보이지 않으며, 광 스위칭은 따라서 픽셀 셀 자체에 의해 수행될 수 있으며, 이미지가 매우 낮은 비용으로 생성 되는 방식으로 매우 융통성 있게 제어할 수 있게 한다. 픽셀은 특정 양의 광을 생성하도록 프로그래밍될 수 있으며, 스위칭 오프되도록 다시 프로그래밍될 수 있고, 따라서 광이 일정 듀티 싸이클로 생성되는 구조를 생성한다.
알려진 어드레스 지정 구조는 '어드레스 및 플래시' 구조이며, 이 구조에서 필드 시간은 2가지 기간, 즉, 각 라인이 이미지 정보로 프로그래밍되지만 어떠한 광도 생성되지 않는 어드레스 기간; 및 어떠한 어드레스 지정도 발생하지 않고, 디스플레이가 광을 생성하는 기간으로 나뉜다.
능동-매트릭스 OLED-유형 디스플레이에서 전체 스크린을 이러한 방식으로 "플래시"하는 것의 2가지 주요한 단점이 존재하는데; 즉, 디스플레이를 어드레스 지정하기 위해 이용가능한 시간은 "플래시" 기간보다 작은 프레임-율로 감소되며(그리고, 특히 높은 해상도의 디스플레이에서, 가능한 많은 시간이 어드레스 지정에 필요함), 또한, 누설로 인해, 디스플레이(통상 하부)의 가장 최근에- 어드레스 지정된 부분에서의 이미지의 밝기 또는 콘트라스트 특성은 처음에 어드레스 지정된 부분(즉, 상부)과 다를 수 있다.
조명의 "스크롤링" 방법이 또한 제안되었으며, 이에 따라 라인들이 종래의 방법으로 순차적으로 어드레스 지정되며, 이후 어드레스 지정 후에, n 라인-시간(상기 라인-시간은 픽셀의 한 행을 어드레스 지정하기 위한 시간임)동안 조명된다. 이러한 방법으로, 시간상 임의의 순간에 조명된 스크린의 부분은 아마도 스크린의 1/4(듀티 싸이클의 25%)이며, 어드레스 지정되는 라인을 즉시 추적한다. 이 방법은 모든 라인이 어드레스 지정 이후 같은 시간동안 조명되는 것을 보장한다.
US 6 583 775는 행이 번갈아 어드레스 지정되는 구동 구조를 개시하지만, 이들은 전술한 방법으로 밝기 제어를 제공하기 위해, 필드 기간의 종료 전에 턴오프된다.
도 2는 이들 다른 알려진 구동 구조를 도시한다. 도시된 스크롤링 기술은 분할되고, 순차적으로 조명된 백라이트를 가진 LCD 상에서 도시되었다.
스크롤링 기술의 구현은 구동 구조를 복잡하게 한다. 특히, 이것은 각 행이 필드 기간의 부분동안에만, 어드레스 지정될 것을 요구하여, 비-조명 기간이 존재하도록 한다. 행이 순차적으로 조명되므로, 이러한 비-조명의 기간은 이후 디스플레이를 "스크롤" 다운한다. 이 발명은 LED 디스플레이에 스크롤링 조명된 영역 기술의 응용을 촉진시키기 위한 구동기 아키텍처 설계에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 행과 열로 장치된 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스가 제공되며, 각 픽셀은:
전계 발광(EL) 디스플레이 소자;
전류를 디스플레이 소자를 통해 구동시키기 위한 구동 트랜지스터;
디스플레이 소자에 흐르는 전류의 구동을 차단하는 수단; 그리고
상기 차단 수단을 위한 구동 전압을 포함하는 시퀀스 내의 각 행 내의 픽셀에 인가될 제어 전압을 생성하는 행 구동기 회로
를 포함하며, 상기 행 구동기 회로는 시프트 레지스터 장치와 상기 차단 수단에 대한 구동 전압을 생성하기 위한 논리 장치를 포함하며, 상기 차단 수단에 대한 상기 구동 전압은 실질적으로, 상기 어드레스 기간보다 작은 전체 필드 기간까지 변화될 수 있는 지속 기간을 가지는 펄스를 포함하며, 상기 시프트 레지스터 장치를 통해 전달된 상기 신호(들)는 펄스 지속 기간을 제어한다.
이 장치는 제어부가 각 행의 전체 발광 기간의 제어부를 가진 픽셀의 어드레스 지정을 각 행마다 할 수 있도록 하기 위해 감소된 구동기 복잡성을 제공한다.
일 장치에서, 시프트 레지스터와 논리 장치는 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 디바이스(각각은 이들을 통해 전달되는 펄스를 가짐), 및 상기 제 1 및 제 2 시프트 레지스터를 통해 전달되는 펄스의 시간 상의 차이로부터 유도된 지속 기간을 가지는 펄스를 구비하는 신호를 유도하는 논리 수단을 포함한다.
가변 지속 기간의 펄스를 가지는 신호는 이후 차단 수단을 위한 제어 수단을 유도하는데 사용된다. 시프트 레지스터 디바이스에서 한 펄스의 타이밍은 이후 조명 시간을 제어하는데 사용될 수 있다.
각 시프트 레지스터 디바이스에서 전달하는 펄스는 디스플레이의 라인 시간(즉, 행 어드레스 시간)에 대응하는 지속 기간을 가질 수 있다. 따라서, 2개의 동일한 펄스는 다른 시간에 2개의 시프트 레지스터 디바이스를 통해 통과한다.
논리 수단은 이후 시프트 레지스터 디바이스 중 하나 상의 펄스에 응답하여 낮을 펄스를 전송하고 시프트 레지스터 디바이스 중 다른 하나 상의 펄스에 응답하여 높은 펄스를 전송하는 전송 게이트를 포함한다. 이러한 방법으로, 시프트 레지스터 디바이스 펄스 중 하나는 가변 지속 기간 펄스 시작 시간을 정하는데 사용될 수 있으며 다른 시프트 레지스터 디바이스 펄스는 가변 지속 기간 펄스의 종료 시간을 정하는데 사용될 수 있다. 논리 수단은 전송 게이트로부터 수신된 펄스 사이에서 일정한 출력을 유지하기 위한 메모리 셀을 더 포함할 수 있다.
다른 장치에서, 시프트 레지스터와 논리 장치는 제 1 및 제 2 이동 레지스터 디바이스(각각은 이들을 통해 전달되는 펄스를 가짐), 및 상기 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 디바이스 중 하나에서 펄스의 지속 기간으로부터 유도된 지속 기간을 가진 펄스를 구비하는 신호를 유도하기 위한 논리 수단을 포함한다.
이 장치에서, 펄스 중 하나는 일반 어드레스 지정을 위해 사용되고 다른 하나는 조명 시간을 결정하기 위해 지속 기간을 가진다. 따라서, 한 시프트 레지스터 디바이스에서 전달하는 펄스는 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가질 수 있으며 다른 시프트 레지스터 디바이스에서 전달하는 펄스는 디스플레이 소자 조명 기간을 제어하기 위한 지속 기간을 가질 수 있다.
추가 장치에서, 시프트 레지스터와 논리 장치는 시프트 레지스터 디바이스(이를 통해 전달되는 펄스로서 디스플레이 소자의 원하는 조명 시간에 의존하는 지속 기간을 가짐), 및 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지는 펄스를 시프트 레지스터 디바이스로부터 유도하기 위한 논리 수단을 포함한다.
이 장치는 단일 시프트 레지스터 디바이스를 사용하며, 2개의 제어 펄스는 다른 시프트 레지스터 요소에서 펄스의 중첩으로부터 유도될 수 있다. 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지는 펄스를 시프트 레지스터 디바이스로부터 유도하기 위한 논리 수단은 따라서 한 행에 대한 하나의 시프트 레지스터 요소의 출력에서의 펄스를 인접 행에 대한 다른 시프트 레지스터 요소의 출력에서의 펄스와 결합하기 위한 결합 요소를 포함한다.
모든 실시예에서, 시프트 레지스터와 논리 장치로부터의 제 1 펄스는 제 1 제어 신호(들)를 픽셀의 어드레스 지정을 위해 공급하기 위해 제 1 템플릿 제어 신호(들)와 결합되며, 시프트 레지스터와 논리 장치로부터의 제 2 펄스는 픽셀의 어드레스 지정동안 및 픽셀의 후속 구동 기간동안 차단 수단에 구동 전압을 공급하기 위해 제 2 템플릿 제어 신호와 결합된다. 회로는 따라서 픽셀의 어드레스 지정을 위해 행 제어 전압을 공급하지만, 또한 픽셀 구동 기간동안 차단 수단에 제어 전압을 공급한다.
제 1 펄스는 라인 시간과 동일한 지속 기간을 가지며 제 2 펄스는 디스플레이 소자 조명 시간을 제어하기 위해 선택된 지속 기간을 가진다.
각 픽셀은, 예컨대 구동 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 커패시터와 같은, 구동 트랜지스터 임계 보상 회로, 제 1 및 제 2 커패시터 사이의 교차점에 제공되어 이에 따라 픽셀 데이터 전압에서 유도된 전압으로 제 1 커패시터를 충전하기 위한 픽셀로의 데이터 입력, 및 제 2 커패시터 상에 저장된 구동 트랜지스터 임계 전압에서 유도된 전압을 포함하는 것이 바람직하다.
행 구동기가 이러한 유형의 알려진 임계 전압 보상 픽셀 회로를 보완한다고 해도, 아키텍처는 다른 픽셀 설계와 동일하게 적용가능하다.
본 발명은 또한 행과 열에 장치된 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법을 제공하며, 여기에서 각 픽셀은 전계 발광(EL) 디스플레이 소자, 디스플레이 소자에 흐르는 전류를 구동하기 위한 구동 트랜지스터 및 디스플레이 소자에 흐르는 전류의 구동을 차단하기 위한 수단을 포함하며, 상기 방법은:
펄스(들)를 시프트 레지스터 장치를 통해 전달시키는 단계;
픽셀 어드레스 지정 제어 전압이 어드레스 지정 기간동안 행의 픽셀에 인가되도록 하기 위해 시프트 레지스터 장치로부터의 펄스를 사용하는 단계;
실질적으로 어드레스 지정 기간보다 짧은 전체 필드 기간까지 변경될 수 있는 지속 기간을 가지는 펄스를 포함하는 차단 수단에 대한 구동 전압을 유도하기 위해 시프트 레지스터 펄스(들)를 사용하는 단계; 및
차단 수단을 위한 구동 전압을 픽셀 어드레스 지정 기간 이후에 차단 수단에 인가하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 예는 이제 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명될 것이다.
도 1은 종래의 LED 디스플레이를 도시한 도면.
도 2는 다수의 알려진 어드레스 지정 기술을 도시한 도면.
도 3은 본 발명이 응용될 수 있는 알려진 LED 픽셀 회로.
도 4는 도 3의 회로를 위한 타이밍(timing)을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 행 구동기 아키텍처를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 회로에 사용된 논리 요소의 제 1 구현을 도시한 도면.
도 7은 도 6의 논리 요소에 기초한 전체 논리 기능을 도시한 도면.
도 8은 도 5의 회로에 사용된 논리 요소의 제 2 구현을 도시한 도면.
도 9는 도 8의 회로의 작동을 위한 타이밍 그래프를 도시한 도면.
도 10은 오직 하나의 시프트 레지스터 체인만을 필요로 하는, 도 5의 회로에 사용된 논리 요소의 제 3 구현을 도시한 도면.
본 발명은 행과 열로 장치된 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스의 어드레스 지정, 그리고 각 행에서 픽셀에 인가될 제어 전압을 생성하는 행 구동기 회로에 관한 것이다. 특히 본 발명은 차단 수단을 가지는 픽셀에 관한 것으로, 디스플레이 소자는 턴오프될 수 있다. 본 발명의 행 구동기 회로는, 변경될 수 있는 그리고 시프트 레지스터 장치를 통해 전달된 신호(들)에 의존하는, 지속 기간을 가지는 펄스를 구비하는 차단 수단을 위한 구동 전압을 생성하기 위한, 시프트 레지스터와 논리 장치를 사용한다.
본 발명의 행 구동기 아키텍처를 자세히 설명하기 전에, 기본적으로 알려진 픽셀 설계가 설명될 것이며, 이것은 픽셀의 구동 트랜지스터에서 임계 전압 드리프트를 보상한다.
도 3은 전압-프로그래밍된 작동에 임계 전압 보상을 제공하기 위한 알려진 픽셀과 구동 회로 장치의 일례를 단순화된 개략적인 형태로 도시한다.
각 픽셀(1)은 EL 디스플레이 소자(2) 및 관련 구동기 회로를 포함한다. 구동기 회로는 행 전도체(A1) 상에서 행 어드레스 펄스에 의해 턴온된 어드레스 트랜지스터(16)를 가진다. 어드레스 트랜지스터(16)가 턴온될 때, 열 전도체(6) 상의 전 압은 픽셀의 나머지로 전달될 수 있다. 특히, 어드레스 트랜지스터(16)는 열 전도체 전압을 입력 노드(18)에 공급한다. 이 노드(18)는 구동 트랜지스터(24)의 게이트와 소스 사이에 연결된 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 커패시터(20,22)의 교차점에 있다.
구동 트랜지스터(24)와 커패시터(20,22)는 전류원으로서 기능한다. 구동 트랜지스터(24)는 전원 라인(30)으로부터 전류를 유도하며, 유도된 전류는 직렬로 연결된 커패시터의 양단의 전압에 의존한다.
픽셀의 작동에서, 데이터 전압은 제 1 커패시터(20)에 저장되며 구동 트랜지스터(24)의 임계 전압은 제 2 커패시터(22)에 저장된다. 이 임계 전압은 픽셀이 어드레스 지정될 때마다 측정된다. 구동 트랜지스터에 대한 게이트-소스 전압은 따라서 구동 트랜지스터의 임계 편차를 보상한다.
임계 전압 측정을 허용하기 위해, 회로는 라인(A2)에 의해 제어된, 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이의 단락 트랜지스터(26), 그리고 라인(A3)에 의해 제어된, 디스플레이 소자로부터 광 출력을 예방하기 위한 트랜지스터(28)를 가진다. 트랜지스터(28)는 차단 디바이스로서의 기능을 한다.
회로의 작동은 이하 설명된다. 그러나, 예컨대 더 작은 수의 제어 라인이 요구될 수 있도록 하기 위해, 이 회로에 많은 변형이 존재한다는 것이 주의되어야 한다. 예컨대, 전원 라인(30)은 스위칭될 수 있다. 도 4는 도 3의 알려진 픽셀 회로의 작동의 타이밍을 도시한다.
픽셀 프로그래밍 단계의 시작에서, 트랜지스터(28)는 턴온된다. 어드레스 트 랜지스터(16)는 이후 턴온되고, 열(6)에서의 기본 전압(도시된 예에서 12V)은 구동 트랜지스터(24)가 디스플레이 소자(2)에 흐르는 전류를 구동하기에 충분하다.
단락 트랜지스터(26)는 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인을 연결하기 위해 턴온된다. 트랜지스터(28)는 이후 디스플레이 소자를 스위치 오프하기 위해 턴오프된다.
구동 트랜지스터는 게이트-소스 전압으로 인해 턴온된 상태로 유지한다. 그러나, 유도된 전류는 단락 트랜지스터(26)를 통해 통과하고 커패시터(22)를 방전시킨다. 일정 시점에서, 커패시터(22)는 게이트-소스 전압이 임계 전압과 같은 지점으로 방전된다. 구동 트랜지스터(24)는 이후 스위칭 오프되고, 제 2 커패시터(22) 상의 전압은 구동 트랜지스터의 임계 전압에 연관된다. 커패시터(20)는 그 양단에 고정 전압을 가지는데, 그 이유는 어드레스 트랜지스터(16)는 임계 전압 측정 작동의 전체 지속 기간동안 턴온 상태로 있다.
단락 트랜지스터는 이후 턴오프되고, 데이터는 여전히 턴온된 어드레스 트랜지스터(16)를 통해 커패시터(20)에 인가될 수 있다. 커패시터(20 및 22) 양단의 결합된 전압은 이후 구동 트랜지스터 임계 전압을 보상한다.
어드레스 지정 이후, 제어 라인(A3)은 발산이 일어나도록 하이(HIGH)로 되돌아간다(미도시).
본 발명은 스크롤링 어드레스 지정 구조를 구현하기 위해 이러한 유형의 픽셀 회로에 적합한 행 구동기 아키텍처를 제공한다.
도 5는 본 발명의 행 구동기 아키텍처의 제 1 예를 도시한다.
행 구동기는 디스플레이의 행에 순차적으로 제어 전압을 인가하기 위한 다수의 시프트 레지스터 체인(50)을 가진다. 각 제어 전압 펄스는 라인 시간의 지속 기간동안 지속되며, 순차적으로 행에 인가된다. 이들 레지스터는 따라서 라인 속도로 클로킹된다.
추가적인 제어 버스 라인(들)(52)뿐만 아니라, 스크롤링 기능을 제공하기 위해 행 어드레스 신호의 타이밍을 변경하는 각 행에 대한 논리 요소(54)도 제공된다. 각 논리 요소는 행 어드레스 신호 및 뚜렷한(clear) 신호를 제공한다.
회로는 LED 디스플레이 출력 기간의 지속 기간을 제어하기 위해 트랜지스터(28)를 제어하도록 작동한다.
도 6의 제 1 실시예에서, 행 구동기 내의 2개의 시프트 레지스터(A 및 B)가 사용된다. 단일 펄스는 전달된 시프트 레지스터, A이며, 이것은 어드레스 지정될 행을 선택하는 반면, 제 2 단일-펄스는 제 2 시프트 레지스터, B로 하향 전달된다. 이들 사이의 시간차는 긴 발산-시간 펄스를 생성하는데 사용되며, 이 펄스는 디스플레이 소자의 출력을 제어한다.
도 6에서, 시프트 레지스터(50) 중 어느 하나에서의 펄스는 전송 게이트(60)를 작동시킨다. 펄스가 A에 있으면 게이트는 LOW를 통과하는 반면, 펄스가 B에 있는 경우, 이것은 HIGH를 전달시킨다. 전송 게이트는 2개의 시프트 레지스터 출력 중 XOR에 의해 제어되어서, 레지스터 중 하나의 펄스가 존재할 때 턴온되도록 한다. 레지스터 A의 출력이 반전되고, 결과가 AND 게이트를 가진 레지스터 B의 출력과 결합된다.
SRAM 셀(62)(반전함)은 이후 일단 전송 게이트가 높은 임피던스(오프) 상태로 되돌아오면 출력을 유지하여, 하나의 시프트 레지스터 펄스가 수신될 때마다 출력이 로우으로 스위칭되고 다른 시프트 레지스터 펄스가 수신될 때마다 하이으로 스위칭되도록 한다.
도 7은 가변 지속 기간 발산 신호가 다른 제어 신호와 어떻게 결합되고 행에 대한 어드레스(A3r, A2r, A1r) 신호가 어떻게 생성되는지를 도시한다.
템플릿 타이밍 신호(A1, A2 및 A3)가 사용되고, 이들은 각 행에 대해 반복되는 신호들이다. 이것은 타이밍 도가 나타나는 아래에서 더욱 명백해질 것이다. 행 어드레스 기간동안만 발생하는 제어 신호를 유도하기 위해, 이들 템플릿 신호는 시프트 레지스터 A로부터의 신호를 가진 AND 게이트(70)와 결합되며, 이것은 해당 행 어드레스 기간의 지속 기간동안 높은 펄스이다. 이것은 도 3에서의 참조를 사용하여, 행에 대해 행 어드레스 신호(A1r 및 A2r)를 제공한다.
행 제어 신호(A3r)는 차단 트랜지스터(28)를 위한 것이며, 따라서 가변 지속 기간의 온 펄스(on pulse)를 가진다. 이 온 펄스는 일반적으로 다수의 행 어드레스 기간 지속 기간인 지속 기간을 가지며, 따라서 라인 시간 내에서가 아니라, 프레임 시간 내에서 변한다.
도 6의 회로의 출력은 AND 게이트(70a)의 출력을 가진 OR 게이트와 결합되어서, 최종 신호는 정상 픽셀 프로그래밍(템플릿 신호(A3)에서 유도됨)에 대한 어드레스 기간동안 필요한 프로파일을 가지지만 이후 또한 스크롤링 제어에 대한 가변 지속 기간의 온 펄스를 가진다.
제 2 실시예에서, 동일한 논리는 제 1 실시예에 대해 사용된다. 그러나, 하나의 시프트 레지스터 A에서 전달되는 펄스는 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지며, 다른 시프트 레지스터 B에서 전달되는 펄스는 디스플레이 소자 조명 기간을 제어하기 위한 지속 기간을 가진다. 예컨대, 시프트 레지스터 B 내의 펄스는 다수의 결합된 연속적인 펄스일 수 있다.
회로는 도 8에 도시되고 타이밍 그래프는 도 9에 도시된다. 도 6의 저장 블록에 대한 필요성이 제거되고, 가변 지속 기간의 펄스는 시프트 레지스터 B에서 직접 취해진다.
이것은 회로를 단순화하고 신뢰도를 향상시키는데, 그 이유는 래치 회로가 더 이상 불필요하기 때문이다.
도 9에서, A1, A2 및 A3는 글로벌 템플릿 타이밍 입력을 나타내며, 전술한 바와 같이, 이들은 라인 시간의 주파수와 함께 반복한다. sr_A 및 sr_B는 하나의 특정 라인에 대한 이동-레지스터 출력을 나타낸다. sr_A가 하나의 라인 시간의 지속 기간을 갖는 반면, sr_B는 신호 sr_A의 단부 이후에 시작하는 다수의 라인 시간의 가변 지속 기간을 가진다.
A1r, A2r 및 A3r는 도 3에 도시된 바와 같이 픽셀에 인가를 위한 해당 특정 라인에 대해 얻어진 최종 어드레스 신호를 나타낸다.
타이밍 그래프는 어드레스 지정 기간(80)동안 제어 신호에 대한 타이밍을 추출하는데 레지스터 A가 사용되는 반면, 프레임 기간의 나머지(82)동안 온-타임을 제어하는데 레지스터 B가 사용되는 방법을 도시한다.
도 8과 도 9에 도시된 구조는 2개의 시프트 레지스터의 기능을 하나로 결합함으로써 더 단순화될 수 있다. 이것은 긴 펄스를 단일 시프트 레지스터를 통해 통과시키고 해당 펄스의 리딩 에지 상에만 어드레스 지정을 생성하기 위해 각 행마다 여분의 AND 게이트를 사용함으로써 달성될 수 있다.
도 10은 이러한 단순화된 행 구동기 아키텍처를 도시한다. 추가적인 게이트는 라인 시간의 지속 기간을 가지는 펄스를 유도하기 위해, 어드레스 지정되는 행(n+1)에 대한 하나의 긴 펄스를 이전 행(n)에 대한 긴 펄스와 결합하며, 이것은 도 8과 도 9에서 시프트 레지스터 A의 출력으로서 기능한다. 행(n+1)에 대한 시프트 레지스터의 출력은 도 8과 도 9의 시프트 레지스터 B의 출력에 대응한다. 따라서, 도 10의 회로는 도 9에 도시된 바와 동일한 출력을 생성하지만, 단일 시프트 레지스터 체인을 사용한다. 회로는 그렇지 않으면 동일한 방법으로 기능한다.
긴 펄스는 일련의 펄스를 시프트 레지스터 내의 연속적인 '버킷'으로 주입함으로써 얻어질 수 있다.
행 구동기 아키텍처는 다른 스크롤링 구조의 범위를 생성하는데 사용될 수 있다.
기본 스크롤링 장치에서, 광이 생성되는 수평 대역이 존재하는 반면, 디스플레이의 나머지는 오프된다. 이 대역은 위에서 아래로 움직인다. 아랫 부분에서, 이것은 아랫 부분에서 여전히 보이는 부분과, 윗 부분에서 새롭게 자라나는 부분으로 분할된다. 따라서 언제라도, 고정된 수의 인접 라인은 광을 생성한다. 이러한 속도는 디스플레이의 필드 속도와 같은 반복 속도가 존재하는 정도가 된다.
그러나, 또한 대역을 아래에서 위로 이동시키는 것, 또는, 왼쪽에서 오른쪽으로 또는 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하는 광의 수직 대역을 사용하는 것이 가능하다.
광의 대역의 높이는 새 비디오 컨텐츠로 프로그래밍된 라인(어드레스 지정된 라인)과 검정색으로 재프로그래밍된 라인(지워진 라인) 사이의 수직 거리를 변경함으로써 변경할 수 있다. 이 거리는 물론 디스플레이 행의 온-기간과 관련이 있다. 이러한 거리, 따라서 광 생성의 듀티 싸이클을 변경하는 것은 따라서, 시프트 레지스터를 제어함으로써, 매우 단순하며, 이 레지스터는 픽셀의 모든 행에 대해 공통적이다. 이것은 예컨대 비디오 컨텐츠에 기초해, 듀티 싸이클을 동적으로 변경하는 가능성을 열어 준다.
다른 가능성은 스크린의 아래 부분의 맨 위에서 광 출력을 감소시키기 위해, 수직 위치에 의존한 듀티 싸이클을 만드는 것이다. 이것은 CRT 시스템에서 일반적인 관례이며 이것은 최종 사용자가 볼 수 있거나 성가시지 않도록 한다. 그 장점은 전력 소모의 감소이다. 이것은 상기 도시된 구동 구조에 변경을 요하며, 그 이유는 이것이 모든 행에 대해 고정된 펄스 지속 기간을 제공하기 때문이다.
'어드레스 및 플래시' 어드레스 지정 구조와 비교해, 전술한 스크롤링 바 구조는 더 적은 필드 플리커를 보일 것이며, 그 이유는 광을 생성하는 디스플레이의 일부가 항상 존재하기 때문이다. 이것은 스크롤링 바 디스플레이가 현저한 필드 플리커 없이 어드레스 및 플래시 보다 더 낮은 프레임 속도로 작동할 수 있다는 것을 의미한다.
엔지니어링 관점에서, 스크롤링 바 구조는 여러 이점이 있다. 스크린의 전력 소모는 매우 일정하다. 균일한 이미지에 대해, 이것은 일정하다. 비디오 컨텐츠를 가진 이미지에 대해, 이것은 광의 대역에서 이미지의 평균 밝기로 변화한다. 다른 어드레스 지정 구조에서 발생하는 높은 피크 전류(예, 어드레스 및 플래시)는 존재하지 않는다. 높은 전류는 특히 대형 디스플레이에 대해 큰 도전이다.
어드레스 및 플래시 어드레스 지정 구조와 비교해, 스크롤링 바 구조는 듀티 싸이클과 무관하게, 고정된 라인 어드레스 시간의 이점을 가지며, 디스플레이를 더 융통성있게 만든다.
라인은 어드레스 신호를 조작함으로써 지워질 수 있으며, 이 지움 작업은 다른 라인의 어드레스 지정과 병행하여 수행될 수 있다. 특히, 열 라인 상의 비디오 정보는 지워진 라인과 무관하다.
도 10에서, 단일한 긴 펄스의 양의 에지(positive edge)는 시프트 레지스터(n과 n+1)의 출력을 비교함으로써 검출된다. AND 게이트(90)는 2개의 시프트 레지스터의 상태를 결합하며, 출력은 펄스의 양의 에지가 검출될 때 1이고, 어드레스 라인(A1r 내지 A3r)이 활성화되도록 한다.
지움 신호는 펄스의 하락하는 에지를 검출하고, 검출과 동시에, 어드레스 라인(A1r 내지 A3r) 상에 지움 신호 시퀀스를 생성함으로써와 같은 유사한 방법으로 생성될 수 있다. 지움 작업은 열 전도체 상의 신호를 참고하지 않고 수행될 수 있어서, 한 행이 열 전도체 상의 데이터를 사용하여 다른 행의 어드레스 지정과 동시에 지워질 수 있도록 한다. 따라서, 상기 실시예에서와 같이 A3r 신호를 생성하기 위해 단일한 가변 지속 기간 신호를 사용하는 것이 바람직하다고 해도, 조명 기간의 시작과 종료에 대해 별도의 제어 신호를 생성하는 것이 가능하다.
다른 변형예는 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명은 전계 발광 디스플레이 디바이스, 특히 각 픽셀과 연관된 박막 스위칭 트랜지스터를 가진 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스에 이용가능하다.

Claims (17)

  1. 행과 열로 장치된 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스로서, 각 픽셀은:
    전계 발광(EL) 디스플레이 소자(2);
    전류를 상기 디스플레이 소자(2)에 흐르게 하기 위한 구동 트랜지스터(24);
    상기 디스플레이 소자를 통해 전류의 구동을 차단하기 위한 수단(28); 및
    상기 차단 수단에 대해 구동 전압을 포함해 순차적으로 각 행 내의 픽셀에 인가될 제어 전압을 생성하기 위한 행 구동기 회로(8)
    를 포함하며, 상기 행 구동기 회로는 상기 차단 수단(28)에 대한 상기 구동 전압을 생성하기 위한 시프트 레지스터 장치(50)와 논리 장치(52,54)를 포함하며, 상기 차단 수단에 대한 상기 구동 전압은 어드레스 기간보다 짧은 실질적으로 전체 필드 기간까지 변화될 수 있는 지속 기간을 가지는 펄스를 포함하며, 상기 시프트 레지스터 장치(50)를 통해 전달된 상기 신호(들)는 상기 펄스 지속 기간을 제어하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시프트 레지스터 장치와 논리 장치는 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 디바이스(50)와 논리 수단(54)을 포함하고, 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 각각은 이들을 통해 전달되는 펄스를 가지며, 신호를 유도하는 상기 논리 수단(54)은 상기 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 디바이스(50)를 통해 전달되는 펄 스의 타이밍 차이로부터 유도된 지속 기간을 가지는 펄스를 구비하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서, 각 시프트 레지스터 디바이스(50)에서 전달하는 상기 펄스는 상기 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 논리 수단은 상기 시프트 레지스터 디바이스 중 하나 상의 펄스에 응답하여 낮은 펄스를 송신하고, 상기 시프트 레지스터 디바이스 중 다른 하나 상의 펄스에 응답하여 높은 펄스를 송신하는 송신 게이트(60)를 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 논리 수단은 상기 송신 게이트로부터 수신된 펄스 사이에 일정한 출력을 유지시키기 위한 메모리 셀(62)을 더 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 시프트 레지스터 장치와 논리 장치는 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 디바이스(50)를 포함하고, 각각은 이들을 통해 전달하는 펄스를 가지며, 신호를 유도하기 위한 논리 수단은 상기 제 1 및 제 2 시프트 레지스터 디바이스 중 하나에서 상기 펄스의 지속 기간으로부터 유도된 지속 기간을 가지는 펄 스를 구비하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  7. 제 6항에 있어서, 하나의 시프트 레지스터 디바이스에서 전달하는 펄스는 상기 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지며, 다른 시프트 레지스터 디바이스에서 전달하는 펄스는 상기 디스플레이 소자(2) 조명 기간을 제어하기 위한 지속 기간을 가지는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 시프트 레지스터 장치와 논리 장치는 상기 디스플레이 소자의 원하는 조명 시간에 의존하는 지속 기간을 가지는 시프트 레지스터 디바이스를 통해 전달하는 펄스를 구비하는 시프트 레지스터 디바이스, 및 상기 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지는 펄스를 상기 시프트 레지스터 디바이스에서 유도하는 논리 수단(90)을 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 디스플레이의 라인 시간에 대응하는 지속 기간을 가지는 펄스를 상기 시프트 레지스터 디바이스로부터 유도하기 위한 상기 논리 수단(90)은, 한 행에 대한 하나의 시프트 레지스터 요소(n)의 출력에서의 펄스를 인접한 행에 대한 다른 시프트 레지스터 요소(n+1)의 출력의 펄스와 결합하기 위한 결합 요소를 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  10. 제 1항 내지 제 9항에 있어서, 상기 시프트 레지스터 장치와 논리 장치로부터의 제 1 펄스는 상기 픽셀의 어드레스 지정을 위해 제 1 제어 신호(들)(A1r, A2r)를 제공하기 위해 제 1 템플릿 제어 신호(들)(A1,A2)와 결합되고, 상기 시프트 레지스터 장치와 논리 장치로부터의 제 2 펄스는 상기 픽셀의 어드레스 지정기간 동안 및 상기 픽셀의 후속 구동 기간 동안 모두 상기 차단 수단에 상기 구동 전압(A3r)을 제공하기 위해 제 2 템플릿 제어 신호(A3)와 결합되는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 펄스는 상기 라인 시간과 같은 지속 기간을 가지는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 제 2 펄스는 상기 디스플레이 소자 조명 시간을 제어하기 위해 선택된 지속 기간을 가지는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  13. 제 1항 내지 제 12항에 있어서, 각 픽셀은 구동 트랜지스터 임계 보상 회로(20,22,26)를 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 구동 트랜지스터 임계 보상 회로는 상기 구동 트랜지스터의 게이트(24)와 소스 사이에 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 커패시터(20,22), 상기 제 1 및 제 2 커패시터(20,22) 사이의 교차점에 제공되고 이에 따라 상기 픽셀 데이터 전압에서 유도된 전압으로 제 1 커패시터(20)를 충전하기 위한 상기 픽셀로의 데이터 입력, 및 상기 제 2 커패시터(22)에 저장되는 상기 구동 트랜지스터 임계 전압에서 유도된 전압을 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 구동 트랜지스터(24), 상기 전계 발광 디스플레이 소자(2), 및 상기 디스플레이 소자에 흐르는 전류의 구동을 차단하기 위한 수단(28)은 전원 라인(30)과 공통 전위 라인(common potential line) 사이에 직렬로 연결된, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 차단 수단(28)은 트랜지스터를 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스.
  17. 행과 열로 장치된 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법으로서, 이 디바이스에서 각 픽셀은 전계 발광(EL) 디스플레이 소자(2), 상기 디스플레이 소자에 흐르는 전류를 구동하는 구동 트랜지스터(24) 및 상기 디스플레이 소자에 흐르는 전류의 구동을 차단하는 수단(28)을 포함하는, 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법으로서,
    시프트 레지스터 장치(50)를 통해 펄스(들)를 전달하는 단계;
    픽셀 어드레스 지정 제어 전압이 어드레스 지정 기간동안 행의 픽셀에 인가되도록 상기 시프트 레지스터 장치(50)로부터의 펄스를 사용하는 단계;
    실질적으로 상기 어드레스 지정 기간보다 짧은 전체 필드 기간까지 변화될 수 있는 지속 기간을 가지는 펄스를 포함해 상기 차단 수단(28)에 대한 구동 전압을 유도하기 위해 상기 시프트 레지스터 펄스(들)를 사용하는 단계; 및
    상기 픽셀 어드레스 지정 기간 이후 상기 차단 수단에 상기 차단 수단에 대한 상기 구동 전압을 인가하는 단계
    를 포함하는, 행과 열로 장치된 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 능동 매트릭스 전계 발광 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법.
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