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KR20020089326A - 절전 및 다른 개선된 특징을 갖는 액정 디스플레이를구동시키기 위한 시스템 - Google Patents

절전 및 다른 개선된 특징을 갖는 액정 디스플레이를구동시키기 위한 시스템 Download PDF

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KR20020089326A
KR20020089326A KR1020027009388A KR20027009388A KR20020089326A KR 20020089326 A KR20020089326 A KR 20020089326A KR 1020027009388 A KR1020027009388 A KR 1020027009388A KR 20027009388 A KR20027009388 A KR 20027009388A KR 20020089326 A KR20020089326 A KR 20020089326A
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potential
column
scanning
potentials
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Withdrawn
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KR1020027009388A
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Inventor
젬 유 리앙
Original Assignee
울트라칩, 인코포레이티드.
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Publication date
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Abstract

액정 디스플레이를 구동하기 위한 전력 소모는 전하들이 소거되도록 정반대의 전압 전이에 의하여 진행하는 열 전극들을 함께 연결시킴으로써 감소된다. 그러한 전압 소거 이후, 각각의 열 전극들은 구동기들에 의해 각각의 타겟 전위로 구동된다. 액정 디스플레이의 열 및/또는 행 전극들이 또한 저장 캐패시터들에 연결되므로서 이들 전극들에서의 전하들이 캐패시터들에 저장되어 저장된 전하들이 순차적으로 서로 다른 전극들을 타겟 전위로 구동시키도록 재사용되는 경우에, 그들 타겟 전위로 전극들의 다음 구동시에 전력 소모를 감소시킨다. 열 전압 구동 파형은 구동 전압이 1개 이상의 픽셀들을 턴 온 또는 오프시키기 위한 최종값에 도달하기 이전에 2개 이상의 전압 증분으로 스텝하도록 하기 위한 것이다. 이는 섀도우를 감소시키며 디스플레이의 품질을 개선시킨다.

Description

절전 및 다른 개선된 특징을 갖는 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 시스템{SYSTEM FOR DRIVING A LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH POWER SAVING AND OTHER IMPROVED FEATURES}
오늘날 LCD 디스플레이들은, 랩탑/노트북 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 셀룰러 폰 및 개인용 디지털 보조수단을 포함하는, 수많은 서로 다른 목적을 위해 사용된다. 이러한 디스플레이들은 통상 열(row)과 행(column)의 픽셀을 교차시키는 2-차원 매트릭스를 포함하며, 이는 관찰자가 관찰 방향에서 볼때 열 전극들에 횡으로 배열된 행 전극들의 어레이를 교차하는 열 전극들의 어레이들사이의 오버랩핑 영역에 의해 형성된다. 이미지들은 열 전극들의 어레이와 행 전극들의 어레이사이에 배치된 액정 물질층의 광학 전송 특성을 교번시킴으로써 LCD 디스플레이들에 의해 디스플레이된다. 각각의 열 전극과 각각의 행 전극 사이에 적절한 전압을 인가함으로써, 그러한 픽셀에서 교차하는 열과 행 전극들사이의 오버랩핑 영역에 의해 구획된 픽셀에서 액정층의 부분은 소정의 광학 전송 특성을 가지므로 모든 픽셀들은 소정의 이미지를 함께 디스플레이시킬 수 있다.
간단한 구동 방식에서, LCD 디스플레이는 한번에 디스플레이의 1개 열을 선택 또는 어드레싱함으로써 구동되며, 그중에 제어 전압은 그러한 열에서 이미지를 교번 또는 어드레싱시키기 위해 각각의 행 전극에 인가된다. 각각의 그러한 열이 선택 또는 어드레싱되는 중의 주기(period)는 "열 구동 주기(row drive period)"로서 언급될 것이다. 만일 열 어레이에 480개 열들이 있다면, 이러한 간단한 방식에 따라, 완전한 디스플레이 사이클에서 LCD 디스플레이의 전체 완전한 이미지를 디스플레이하기 위해 통상 480개 열 구동 주기들이 있다. LCD 디스플레이의 전체 이미지는 또한 필드(field)로서 언급된다. 하기 설명에서 편의상, 필드의 부분을 디스플레이하기 위한 디스플레이 사이클중에 신호가 사용되는 경우에, 신호는 그러한 필드동안에 디스플레이된다고 말할 수 있다; 필드의 부분을 디스플레이하기 위해서 디스플레이 사이클의 열 구동 주기는 그러한 필드중에 열 구동 주기라고 말할 수 있다. 디스플레이 사이클의 완료이후, 열 어레이의 각각의 열이 전체 필드를 디스플레이하기 위해 선택 또는 어드레싱되는 동안에, 새로운 디스플레이 사이클이 시작되고, 프로세스는 디스플레이된 이미지를 리프레시 및/또는 업데이트하도록 반복된다.
액정의 특성은 액정으로 안정된 DC 전압의 인가가, 시간 초과함으로써, 그 물리적 특성들을 영구적으로 변동 및 저하시킨다는 것이다. 이러한 이유 때문에, 역변환(inversion)으로 공지된 기술에서, 교번하는 극성들을 갖는 전압들을 LCD 디스플레이의 픽셀들에 인가하는 것이 공통적이다.
LCD 디스플레이는 통상 열 전극들의 어레이에 의해 어드레싱되며, 그 방향은 수평으로 언급될 것이다. 일반적인 역변환 방식에서, 디스플레이 스크린은 부합하는 열 전극들의 임의의 수로 각각 어드레스 및 커버되는 임의의 수의 수평 섹션으로 분할된다. 만일 디스플레이의 제 1 섹션에서 픽셀들이 포지티브 전압으로 구동된다면, 그후 인접 섹션의 픽셀들은 네거티브 전압들로 구동된다. 다음 필드에 대한 다음의 디스플레이 사이클동안에, 극성들이 반전된다. 디스플레이의 다른 섹션들에 대해 동일하다고 말할 수 있다. 즉, 다음 필드를 디스플레이하기 위해서, 제 1 섹션의 열(row)들의 픽셀들은 네거티브 전압으로 구동되고 다음 디스플레이 사이클동안에 인접 섹션들의 열(row)들의 픽셀들은 포지티브 전압으로 구동된다.
단일 섹션만이 있는 경우에, 상기 일반적인 방식은 간략하게 필드 역변환 방식으로 공지되어 있다. 섹션들이 열 전극들의 동일수에 의해 어드레싱되고 커버하는 경우에, 상기 일반적인 방식은 간략하게 열 역변환 방식으로 공지되어 있다.
액정의 상술된 특성 때문에, 열 및 행 전극에 인가되는 전압들의 극성들은 끈임없이 반전되므로, 상당량의 전력은 이들 전극들을 구동시키기 위한 구동 회로에서 소모된다.
휴대용 컴퓨터, 셀룰러 폰 및 개인용 디지털 보조장치의 사용자들로부터 가장 빈번히 들려오는 불평들중의 하나는 이들 장치들이 너무 많은 전력을 소모하므로 배터리를 빈번히 교체하여야 하며, 이것이 불편하다는 것이다. 따라서, 그러한 장치에 사용되는 LCD 디스플레이를 구동시키기 위한 절전 시스템을 제공하는 것이바람직하다.
대부분의 LCD에서, 전도체들은 ITO 트레이스들로 이루어지며, 이는 일반적으로 10~00 Ohm/square의 저항("R")을 갖는다. 그러한 고저항 트레이스들은 스캐닝 신호들에 대해 상당한 RC 감쇠 왜곡을 초래할 수 있다. 예를 들면, 구동기 IC로부터 픽셀들의 열(row)들로 유도하는 트레이스들은 일반적으로 ITO 글래스 에지를 감소시키기 위해 매우 얇은 ITC 트레이스들을 사용하는 것을 필요로한다. 이들 트레이스들을 따라 500~5K 스퀘어(square)로부터 (5~50K Ohm의 저항)이 있을 수 있다.
근대 물질을 갖는 전형적인 LCD 설계에서, 각각의 픽셀은 1~5pF의 정전용량("C")을 갖는다. 게다가, 픽셀 정전용량은 픽셀의 상태에 의존하는데, 정전용량은 그 최대에서 ON 상태이며 그 최소에서 OFF 상태이고, ON 상태동안의 정전용량은 OFF 상태에서 보다도 약 3~4배이다. C에서의 이러한 차이는 RC 감쇠가 열(row)과 열(row)간에 서로 다르게 하며, 2개 열들의 픽셀들간에 섀도우(shadow)를 생성시는데, 열들중 1개 열위의 수많은 픽셀들은 ON 상태이며, 다른 열들은 거의 ON 픽셀들을 갖지 않으므로, 텍스트 디스플레이 활용에서 종종 문제이다.
COG(칩 온 글래스) LCD 제조 방법에서, IC의 실리콘 금형은 비용과 크기를 절감하도록 ITO 글래스로 직접 제한되는데, 칩 반송 ITO 글래스(일반적으로 행 전극 ITO 글래스 플레이트)로부터 다른 ITO 글래스(일반적으로 열 전극 ITO 글래스 플레이트)로의 전이(transition)가 필요하다. 이러한 전이들은 일반적으로 인쇄된 ACF(비대칭 전도성 필름;Asymmetrical Conducting Film) 물질로 이루어진다. 그러한 물질의 균일성을 제어하는 것이 매우 어렵다; 그러한 물질의 비-균일성은 (열)전극으로부터 (열) 전극까지의 접촉 저항에서 커다란 변동을 야기할 수 있다. R에서의 그러한 차이는 RC 감쇠가 서로 다르고 파형이 서로 다르게 왜곡되도록 하며, 따라서 뚜렷한 스트립 파형을 초래할 수 있다.
따라서, 디스플레이 이미지에 대해 상기된 바람직하지 않은 효과들이 또한 감소되는 경우에 LCD를 구동시키기 위한 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
발명의 요약
전형적인 구동 방식에서, 열(row) 스캐닝 신호의 극성은 열(row)들의 매 번호마다 반전된다. 그러므로, 한가지 간단한 구동 방식에서, 스크린의 상반부(top half)에 있는 열들은 하나의 극성으로 스캐닝됨에 반하여 스크린의 하반부(bottom half)에 있는 열들은 반대 극성으로 스캐닝된다. 그 방식은 스크린을 다른 방식으로 이를 테면 제 3, 제 4 등으로 스크린을 분할함으로써 명백하게 변경될 수 있으며, 각각의 단편 부분의 열 전극들은 스크린의 인접한 단편 부분들을 스캐닝하기 위해 사용된 극성에 반대인 극성의 신호를 사용하여 스캐닝된다.
종래의 열 어드레싱 방식에서, 제 1 전압에서 제 2 타겟 전압으로 전이하는 열 전극은 하나의 구동기에 의해 구동될 것이며, 제 2 전압에서 제 1 타겟 전압으로 전이하는 또 다른 열 전극은 또 다른 구동기에 의해 구동될 것이다. 발명의 일 태양은, 상술된 구동 방식중 어느 하나로, 스크린의 일부분에서, 기준 전위에 관하여 정반대의 전압 전이를 하는 2개 열이 있음의 관찰을 기초로 한다. 발명의 이러한 태양에 따라, 전극들을 그들 각각의 구동기로 연결하기 이전에 정반대의 전압 전이를 하는 2개 열 전극을 전기적으로 연결시킴으로써, LCD 디스플레이의 전력 소모가 감소될 것이다.
그러므로, 기준 전위가 제 1과 제 2 전위들간의 중앙 지점에 있는 실시예에서, 제 1과 제 2 전압들간에 정반대의 전압 전이를 하는 2개 열 전극들을 함께 연결시킴으로써, 2개 열 전극들은 기준 전위에서 끝날 것이므로, 그들 각각의 구동기들은 2개 열 전극들을 기준 전위로부터 그들 각각의 소정의 타겟 전위로 구동시키는데 필요할 뿐이다. 따라서, 전력 소모는 종래의 구동 방식에 비하여 감소된다.
LCD 디스플레이에서, 교차 전극들의 오버랩핑 부분들은 캐패시터의 대향 플레이트를 형성하므로, 전극들의 2개 어레이의 교차 부분들은 2-차원 어레이의 캐패시터를 형성한다. 따라서, 픽셀의 광학 전송 특성들은 그러한 픽셀을 규정하는 교차 열 전극과 행 전극의 대향하는 캐패시터 플레이터에 인가되는 전위(electrical potential)에 의해 결정된다. 그 픽셀과 연관된 대향 플레이트들에 인가되는 전위를 제어함으로써, 픽셀의 광학 전송 특성들이 결정된다.
상기된 것처럼, 액정의 본질적인 특성들 때문에, 열과 행 전극들의 전위들은 적어도 제 1과 제 2 전위간의 전이로 종종 초래된다. 발명의 또 다른 태양은, 수동 LCD 디스플레이에서, 2개 전위간의 전위에서 그러한 전이를 하는 적어도 하나의 전극을 저장 캐패시터로 연결시킴으로써, 본래 전극의 적어도 일부분의 전하가 저장 캐패시터로 전달될 것이다. 그러한 전달에 의해, 전극의 전위는 또한 전이하는 타겟의 전위값에 더 가깝게되므로, 전극을 구동시키기 위한 구동기는 감소된 전위차만큼 전극을 구동시킬 필요가 있으므로, 전력 소모를 감소시킨다.
전력 소모는 전력 소모를 감소시키도록 전압 전이를 하는 하나 이상의 행 전극들을 공통 노드에 연결시킴으로써 수동 LCD 디스플레이에서 또한 감소될 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서, 수많은 행 전극들이 전압 전이를 한다면, 모든 이러한 전극들을 스캐닝 또는 어드레싱되지 않는 열 전극들에 연결시킴으로써, 이는 전압 전이를 하는 행 전극들과 스캐닝되지 않는 열 전극들이 전기적으로 연결되게 한다. 이는 이들 행과 열 전극들에 의해 형성되는 캐패시터들의 대향 플레이트들 상의 전하들이 방전되게 한다. 그후 행 전극들은 대체로 열 전극들의 비-스캐닝 전위가 될 것이다. 전력 소모는 이들 전극들을 그들의 타겟 전위들로 순차적으로 구동시에 감소될 것이다.
상술된 것처럼, ON과 OFF 상태에 있는 픽셀들의 서로 다른 정전용량값들과 ITO 트레이스들의 비-균일성은 열 전극들로 인가되는 신호들을 구동시에 RC 감쇠에서 차이를 초래하며 디스플레이되는 이미지에 대해 바람직하지 않은 효과들을 초래할 수 있다. 게다가, LCD 장치에서 액정층의 광학 특성의 변동은 층간에 인가되는 전압의 실효값에 반응하므로, 층의 광학 특성들은 구동 전압 파형의 피크에 매우 감응적임에 유의한다. 발명에 따라, 액정층의 하나 이상의 부분들이 광학 특성들을 변동시키도록 하기 위해 그러한 부분들간의 전압값이 2개 이상의 증분으로 도달하는 경우에, 상술된 바람직하지 않은 효과들이 감소되므로, 또한 LCD에 의해 디스플레이되는 이미지를 개선시킬 수 있다.
본 발명은 일반적으로 액정 디스플레이(LCDs)를 구동시키기 위한 회로에 관한 것이며, 상세하게는 다른 개선된 특징들을 갖는 디스플레이를 작동시키기 위해서 감소된 전력량을 필요로하는 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 시스템에 관한 것이다.
도 1은 발명을 도시하기에 유용한 LCD 패널과 그 열 및 행 전극의 개략적인 정면도.
도 2는 발명을 도시하기에 유용한 도 1의 열 및 행 전극에 인가되는 전압들의 그래프.
도 3은 발명의 바람직한 실시예를 도시하기 위해 도 1의 열 전극들을 구동하기 위한 제어 회로의 부분을 형성하는 3가지 대표 회로의 개략적인 회로도.
도 4는 도 3의 회로의 작동을 도시하는 표.
도 5는 도 4의 표에 따른 열 전극들의 전압 전이의 그래프.
도 6은 발명의 대체 실시예에서 도 1의 열 전극들을 구동시키기 위한 제어 회로의 부분을 형성하는 3가지 대표 회로의 그래프.
도 7은 도 6의 회로를 사용하여 달성되는 열 전극들의 전압에 대한 파형의 그래프.
도 8은 발명의 또 다른 실시예을 도시하도록 도 1의 행 전극들을 구동하기 위한 제어 회로의 부분을 형성하는 3가지 대표 회로의 개략적인 회로도.
도 9는 도 8의 회로들의 작동을 도시하기 위한 표.
도 10은 도 8의 회로들의 작동을 도시하기 위해 행 전극들의 전압 전이의 파형의 그래프.
도 11은 열 역변환 방식을 도시하기에 유용한 도 1의 열 전극들에 인가되는 전압들의 그래프.
도 12A는 LCD 디스플레이를 어드레싱하기 위한 종래의 방식을 도시하도록 ON 픽셀에 대한 것과 OFF 픽셀에 대해 선택된 열과 선택된 행 전극사이의 전압차의 그래프.
도 12B는 인가 전압들이 발명의 실시예를 도시하기 위해 2개 증분의 스텝으로 초래되는 경우에, ON 픽셀에 대한 것과 OFF 픽셀에 대해 선택된 열과 선택된 행 전극사이의 전압차의 그래픽.
도 13A는 전압차의 그래프가 도 12B의 실시예에서 발명의 이점들을 도시하기에 유용한 2개 라인으로 근사화되는 경우의 도 12A의 그래프.
도 13B는 도 12B의 실시예에서 발명의 이점들을 도시하기 위해 도면에 도시된 전압차의 근사값의 라인들과 도 12B의 그래프.
도 14는 발명의 실시예를 도시하기 위해 전원부와 LCD의 블럭도.
설명을 간략화하기 위해, 본 출원의 동일 요소들은 동일 참조번호로 식별되어 있다.
도 1과 2를 참조하면, 수동 LCD와 그 구동 파형의 전형적인 형상이 도시되어 있다. 도 1의 LCD 패널에 도시된 것처럼, 패널(10)은 n개 세장 열 전극들과 그 각각의 노드(COM1, COM2, COM3,..., COMn)의 어레이(12)와, m개 세장 행 전극들과 그 각각의 노드(SEG1, SEG2, SEG3,..., SEGm)의 어레이(14)를 포함하며, i번째(i=1,2,..n) 열 전극이 전압(VCOMi)에서 노드(COMi)에 연결되고 j번째(j=1, 2,..m) 행 전극이 전압(VSEGj)에서 노드(SEGj)에 연결되고, n, m은 양의 정수들이다. 전극의 2개 어레이들은 각각의 열 전극이 오버랩핑 영역에서 각각의 행 전극을 교차 및 오버랩핑 하도록 서로 횡으로 배열되어, 관찰자가 관찰 방향에서 볼때 오버랩핑 영역(이를 테면, 도 1에서 종이면에 수직안으로의 방향(16))이 도 1에 도시된 것처럼 i번째 열과 j번째 행 전극의 교차지점에서 i번째 열과 j번째 행의 픽셀 ij 또는 ij번째 픽셀로서 픽셀을 규정한다.
i번째 열과 j번째 행 전극의 오버랩핑 부분들은 패널(10)에서 어레이(12, 14)와 실제로 같은 넓이의 액정 물질의 층(도시되지 않음)을 갖는 대향하는 한쌍의 캐패시터 플레이트를 형성한다. 적절한 전위 또는 전압을 i번째 열과 j번째 행 전극으로 그 각각의 노드(COMi, SEGj)를 통하여 인가함으로써, ij번째 픽셀에서 대향하는 캐패시터 플레이트들은 플레이트간의 액정 물질의 층이 일정한 전계를 겪어, ij번째 픽셀의 광학 전송이 소정의 값으로 되도록 소정의 전위로 설정된다.
도 2는 발명을 도시하기에 유용한 필드 역변환 방식으로 도 1의 열과 행 전극들에 인가되는 전압의 그래프이며, 2xN과 2xN+1 필드를 디스플레이하기 위한 2개의 완전한 디스플레이 사이클이 도시되어 있다. 설명을 간략화하기 위해, 도 2의 간략화된 파형들은 10개 열의 LCD 디스플레이를 구동시키기에 적절하며, 1개 열만이 한번에 어드레싱 또는 스캐닝되므로, 각각의 디스플레이 사이클은 10개 열 구동 주기를 갖는데, 그 각각이 열 전극에 부합한다. 도 2에서, 수직축은 전압을 나타내고, 수평축은 시간을 나타내며, 데이터 신호(VSEGj)들은 "0s"와 "1s"이며 또한 이들 2개 세트의 신호들간의 상대적인 관계를 도시하기 위해 VCOMi신호간에 오버랩핑된 섀이드 영역으로서 또한 도시되어 있다. 편리하게 하기 위해, 열과 행 전극들은 각각 COM과 SEG 전극으로 하기에 언급되며, 선택(어드레싱) 및 데이터 신호들은 COM과 SEG 신호 또는 펄스로 전극에 각각 인가된다.
도 2에서, i번째 열 전극이 필드 2xN동안에 7번째 열 구동 주기에서 스캐닝될 때, 노드(COMi)는 V6이며, 나머지 열 전극들은 V2이다. 나머지 9개 열 구동 주기에서 i번째 열이 필드 2xN에 대한 사이클동안에 어드레싱 또는 스캐닝되지 않을 때, 노드(COMi)는 또한 전위 V2이다. 유사하게, (i+1)번째 열 전극이 필드 2xN에 대한 사이클동안에 8번째 열 구동주기에서 스캐닝될 때, 노드(COMi+1)는 V6이며, 나머지 열 전극들은 V2이다. 나머지 9개 열 구동 주기에서 (i+1)번째 열이 필드 2xN에 대한 사이클동안에 어드레싱 또는 스캐닝되지 않을 때, 노드(COMi+1)는 또한 전위 V2이다. 그러므로,필드 2xN에 대한 사이클동안에, 스캐닝 전위 또는 전압은 V6이고 비-스캐닝 전위 또는 전압은 V2이다. 필드 2xN+1에 대한 사이클동안에, i번째 열 전극이 7번째 열 구동 주기에서 스캐닝될 때, 노드(COMi)는 V1이며, 나머지 열 전극들은 V5이다. 나머지 9개 열 구동 주기에서 i번째 열이 필드 2xN+1에 대한 사이클동안에 어드레싱 또는 스캐닝되지 않을 때, 노드(COMi)는 또한 전위 V5이다. 그러므로 필드 2xN+1에 대한 사이클동안에, 스캐닝 전위 또는 전압은 V1이고 비-스캐닝 전위 또는 전압은 V5이다. 도 2에 도시된 것처럼, i번째와 (i+1)번째 열 전극들의 스캐닝 및 비-스캐닝 전위는 동일하지만, 상기 스캐닝 전위는 i번째 열 전극에 인가되는 전위보다도 1개 열 주기 느린 (i+1)번째 열 전극에 인가된다. 상기된 것으로부터,열 또는 COM 전극들에 대한 비-스캐닝 전위는 V2와 V5사에서 교번하며, 하기에 기술되는 도 8에 도시된 방식으로, 노드(COMi)를 V2와 V5에서의 전원에 교번적으로 연결시키도록 스위치를 사용하여 달성될 것이다.
필드 2xN에 대한 디스플레이 사이클동안에, 행 전극들의 전위들은 V1또는 V3이고, 필드 2xN+1에 대한 사이클동안에, 행 전극들의 전위들은 V4또는 V6이며, 이는 그러한 행 전극들에 인가되는 데이터의 값에 좌우된다. 즉, 행 전극들의 전위들은 그러한 필드에 대한 디스플레이 사이클동안에 열 전극들에 대한 비-스캐닝 전위에 대해 "플로트(float)" 한다. 그러므로, 필드 2xN에 대한 사이클동안에 데이터 신호(VSEGj)가 "0"인 경우에, 이는 j번째 행 전극이 V3이므로, 전위차(V3-V6)가 픽셀을 턴-온시키기에 불충분함을 의미한다. 그러나 데이터 신호(VSEGj)가 "1"인 경우에, 이는 j번째 행 전극들이 V1이므로, i번째 열 전극과 j번째 행 전극사이의 전위차(V1-V6)가 픽셀을 턴-온 시키기에 충분함을 의미한다. 필드 2xN+1에 대한 사이클동안에 데이터 신호(VSEGj)가 "0"인 경우에, 이는 j번째 행 전극이 V4이므로, 전위차(V1-V4)가 픽셀을 턴 온시키기에 불충분함을 의미한다. 그러나 데이터 신호(VSEGj)가 "1"인 경우에, 이는 j번째 행 전극이 V6이므로, 전위차(V1-V6)가 픽셀을 턴 온시키기에 충분함을 의미한다. SEG와 COM 신호들은 서로 결합하여 우수 필드(even field)와 기수 필드(odd field)간에 반대 극성의 픽셀 전하를 생성시킨다.즉, 부합하는 픽셀의 광학 전송 특성은 부합하는 오버랩핑 COM과 SEG 전극들사이의 전위차의 절대(유효)값에 응답하여 변동한다.
이들 신호의 파형으로부터, 연속적인 열 셀렉션 COM 펄스 동안에, 스캐닝되는 COM 또는 열 그리고 데이터를 전달하는 행 전극들(SEG1~SEGk)사이에 상당한 전압차가 발달됨이 관찰된다. LCD 픽셀 셀들의 용량성 로딩 특성(즉, 픽셀의 대향 캐패시터 플레이트사이의 정전용량)때문에, 이들 전압 진동(swing)은 픽셀의 어드레싱된 열로 또는 에서 펌핑되기 위해 상당한 전하들을 필요로한다. 간단하며 종래의 실행예는 출력 구동기들을 직접 LCD의 COM 전극에 연결시키는 것이며, 따라서 이들 전하 전달 작동중에 출력에서 상당한 전력을 소모할 것이다.
도 2를 참조하면, 각각의 열 선택 프로세스에 대해, 도 2에서 타원형 쌍(22, 24)들에 의해 지시된 것처럼, 대체로 동일 크기(V2-V6또는 V1-V5)의 전압 진동(swing)을 갖지만, 섀이드 SEG 신호들에 상대적인 역 또는 반대 방향으로, 정반대의 전이를 하여 진행하는 한쌍의 COM 전극들이 항상 있음이 관찰된다. 도 2에서 관찰되는 것처럼, i번째와 (i+1)번째 열들이 동일 극성의 신호들에 의해 스캐닝되더라도, 임의의 열 역변환 방식에서, 적어도 2개 열들(열들이 서로 인접하지 않더라도)은 그 어드레싱 신호들이 대체로 동시에 정반대의 전압 전이를 하고 있음이 발견된다. 그러한 변형과 다른 변형들은 발명의 범위내에 있다.
이러한 발명은 출력단에 대한 새로운 회로 구성, 및 필요한 COM 전극 전동을 완결하는데 필요한 3/4 또는 그 이상의 전하들을 절약할 수 있는 전하 보존작동 절차를 활용하는 이러한 쌍들의 전이들의 이점을 갖는 새로운 구동 방식을 소개한다.
회로 개요 및 작동
도 3은 발명의 바람직한 실시예를 도시하기 위해서 도 1의 열 전극들을 구동시키기 위한 회로들의 개략적인 회로도이다. 도 3에서, c는 1보다 크고 n도다 작은 임의의 정수이다. 도 3에서의 개요를 참조하면, 도 4의 스위치 작동표는 한 쌍의 열 전극들(예를 들면, 도 2에서 i번째와 (i+1)번째 열 전극들)에 적용한다. 도 4에 도시된 것처럼, 표에서 "X"는 좌측 행의 해당 스위치가 상부 열에서 지시된 시간에서 클로즈됨을 가리키고 공백은 좌측 행의 해당 스위치가 상부 열에서 지시된 시간에서 오픈됨을 가리킨다. 예를 들면, 포지티브 진행 전이에 대해, 스위치(SNi)는 t0에서 클로즈되지만, 다른 시간(t1, t2, t3)에서 오픈된다. 상기 쌍의 예상되는 전압 파형이 도 5에 도시되어 있다. COMi 전극 구동 신호(Vi)를 출력 구동기(DD)(개요에서 삼각형으로 표시됨)로부터 i번째 COM 전극(COMi)에 직접적으로 연결하는 대신에, 본 발명은 4개 스위치(Si, SPi, SNi 및 SCi)의 도입을 통하여 3개 추가 위상들의 작동을 도입한다. 도 5는 도 2에 도시되고 도 2의 타원형(22, 24)에 의해 강조된 전이와 같은 정반대의 전이를 하여 진행하는 COM 전극들의 쌍에 대한 전압 전이를 도시한다.
도 5에 도시된 예에 의해 설명된 것처럼, 현재 제안된 구동 방식의 작동은 3가지 부가 위상을 채용한다:
t0~t1:저장 위상:전하들이 적절한 저장 캐패시터에 저장된다. 타원형(22)으로 도 2의 필드 2xN에 대해 도시된 경우에서, i번째 열 전극은 V6에서 V2로 전이하며, (i+1)번째 열 전극은 V2에서 V6로 전이한다. 그러므로 i번째 열 전극은 시간 t0에서 캐패시터 Cn에 연결되고, 그 네거티브 전하의 일부를 Cn으로 전달하므로, 시간 t1에서 전위 Vcn1이다. (i+1)번째 열 전극은 시간 t0에서 캐패시터 Cp에 연결되고, 그 포지티브전하의 일부를 Cp로 전달되므로, 시간 t1에서 전위 Vcp1이다.
t1~t2:리셋 위상:반대 진행하는 COM 전극들의 쌍은 서로의 나머지 반대 전하들을 서로 중화시키도록 함께 연결되므로, 시간 t2에서 전극들이 전위 Vt0이다.
t2~t3:전달 위상:저장 캐패시터들의 전하들은 적절한 COM 전극들로 전달된다. 그러므로, 도 2의 타원형(22)에 대해, 캐패시터(Cp)의 포지티브 전하들이 i번째 열 전극으로 전달되어 그 전위가 Vcp3이도록 하며, 캐패시터(Cn)의 네거티브 전하들이 (i+1)번째 열 전극으로 전달되어 그 전위가 Vcn3이도록 된다.
t3~:구동 위상:구동 전압은 i번째 열 전극이 전위를 V2로 그리고 (i+1)번째 열 전극의 전위를 V6로 구동시키기 위해서 구동기(OD)를 각각의 COM 전극(종래 방식과 같음)으로 연결시키므로써 인가된다. 이러한 위상의 부분만이 도 5에 도시되어 있다. 동일 위상은 필드 2xN+1에 대한 타원형(24)에 인가된다.
각각의 스위치의 작동이 도 4에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 예에 의해서 설명된 것처럼, 본 방식으로, 출력 구동기(OD)는 네거티브 진행 COM 전극에 대해Vcn3에서 V6로 그리고 포지티브 진행 COM 전극에 대해 Vcp3에서 V2로의 전이를 위해 전하들을 COM 전극으로 제공할 것이다.
저장 캐패시터(Cp와 Cn)의 정전용량은 각각의 COM 전극으로부터 알 수 있는 것처럼 용량성 로딩(CL)에 비례하여 증가될 때, VCn1에서 VCn3로 그리고 VCp1에서 VCp3로의 갭은 점차 감소될 것이다. Cp, Cn>>Vp이라면, VCp1 VCp3, VCn1 VCn3, 및 |VCp3-V2|1/4|V2-V6|이다. 그러한 조건하에서, 종래의 직접 구동 메카니즘에 비하여 출력 구동기를 통하여 COM 전극들로 유동하는 전하의 대략 75%의 감소가 가능하다.
설명 "정반대의 전이를 하여 진행하는 한 쌍의 COM 전극들"은 인접한 COM 전극의 임의의 쌍, 즉 도 2에서 COMi와 COMi+1, 또는 제 1 전극 COM1과 마지막 전극 COMn사이에서, 또는 COM 스캐닝 순서의 임의의 다른 순서로 언급할 수 있다.
대안의 실시예
본 발명의 또 다른 간략화된 예가 도 6과 도 7에 도시되어 있다. 이러한 변형된 구동 방식은 저장 캐패시터(Cp, Cn 및 그 관련 스위치 SPi와 SNi)없이 스위치 Si, SCi만을 이용한다. 도 4의 스위치 표는 t0와 t2에 대한 엔트리를 제거함으로써 간략화되고 COM 전극에 대한 관련 파형은 도 7에 도시되어 있다.
도 7의 COM 파형들에 도시된 것처럼, 이러한 간략한 방식하에서, 리셋 단계(시간 t1에서 t3)의 전하 소거 효과로 인하여, 출력 구동기는 전이의 후반부(시간 t3이후)에 전류를 제공할 것이다. 따라서 종래 방식에 비하여, 출력 구동기들이 직접 COM 전극들에 연결되어 전극들을 V2에서 V6로, 또는 V6에서 V2로 구동시키는 경우에, 이러한 접근은 출력 구동기에 의해 COM 전극으로/에서 펌핑되는데 필요한 전하의 50%를 절감하는 전위를 갖는다. 그러나, 저장 캐패시터(Cp와 Cn) 및 관련 전하 저장 및 전달 프로세서의 부재로 인하여, 이러한 간단한 구성은 더 정교한 방식하에서 가능한 75% 이상의 절전을 이룰 수 없다. V2와 V6사이의 정반대의 전압 전이들을 하는 2개 열 전극들은 대체로 동일한 진폭을 가지므로, 전이들이 V2와 V6사이의 중간지점 전압값에 있도록 전극들을 연결시키고 그 전하들을 소거하는 것이 가능하다.
다른 실시예
열 전극들이 그 전하들을 소거시키도록 연결되는 경우에, 이를 테면 도 4에서 시간 t1하의 엔트리를 생략함으로써, 위상을 생략하는 것이 또한 가능하다. 열 전극들의 쌍을 연결시킴으로써 전하 소거를 하거나 하지 않은 2개 캐패시터 Cp, Cn보다도, 단일 캐패시터 또는 2개 이상의 캐패시터를 사용하는 것이 또한 가능하다. 2개 이상의 캐패시터를 사용함으로써, 더 많은 캐패시터와 더 많은 스위치를 사용하는 비용면에서 75% 이상 정도 전력 소모를 감소시키는 것이 가능하다. 전력은 부가 스위치를 작동시키는데 위해 필요하므로, 더 많은 캐패시터와 스위치들이 사용될 때 효용 체감점(a point of diminishing returns)이 있게 된다. 그러한 변형과 다른 변형들은 발명의 범위내에 있다.
행 전극
도 2를 다시 참조하면, 데이터 신호(VSEGj)들은 "0s"와 "1s"이고 이들 두세트의 신호들사이의 상대적인 관계를 도시하기 위해서 VCOMi신호에서 오버랩핑된 섀이드 영역으로 또한 도시되어 있다. 이들 신호의 파형으로부터, 연속적인 열 셀렉션 COM 펄스 동안에, 그리고 서로 다른 필드의 VSEGj신호간에, COM과 SEG 전극들은 어드레스된 열의 픽셀로 또는 에서 펌핑된 전하들의 결과로서 상당한 전압 소사(sweep)를 함이 관찰된다. 종래의 방법은 출력 구동기를 직접 LCD 패널(10)의 COM과 SEG 전극에 연결시키는 것이며, 따라서, 이들 전하 전달 작동중에 출력 구동기에서 상당한 전력을 소모한다.
종래의 구동 방식에서, SEG 전극들은 적절한 전압, 이를 테면, 우수 필드(필드 2xN)중에 V1또는 V3그리고 기수 필드(2xN+1)중에 V4또는 V6로 직접 연결된다. 그러한 구동 방식하에서, 이들 전압들간의 모든 전이는 전압원들중 하나에 의한 직접 충전 또는 방전 작동의 결과이며, 따라서 전력을 소모하게 된다.
VCOM은 선택 또는 어드레스되지 않은 COM 전극(즉, 도 2에서 우수 필드동안에 V2그리고 기수 필드동안에 V5)에 인가되는 비-스캐닝 전압이다. SEG 전극들의 관점으로부터, VSEG-VCOM값은 종래의 C 프로그래밍 언어를 사용하는 하기 식에 의해 수학적으로 나타내여질 수 있음이 관찰된다.
(DitFti)(Dti-1Fti-1)x((DtiFti)?+1:-1)x2xVd(1)
여기서,
는 논리 연산 XOR
Dti는 열 구동 주기 i에서 임의의 SEG 전극(SEGK)를 구동시키는 데이터
Fti는 열 구동 주기 i에서 필드 값(우수에 대해 0, 기수에 대해 1)
각각의 쌍 V1,V2; V2,V3; V4,V5; V5,V6사이의 전압차는 모두 Vd임이 추정된다.
상기 식의 첫번째 쌍(DtiFti)(Dti-1Fti-1)은 VCOM에 관하여 SEG 신호의 변화가 있는지를 계산한다(전이 검출기, TD). 쉽게 관찰 및 유도 될 수 있는 것처럼, 공식의 이러한 부분에 대해 1을 생성하기 위해서는 2가지 가능성이 있다. 한가지 상황은 Fti가 Fti-1과 서로 다르며(즉, 필드가 우수와 기수사이에서 변함) Dti와 Dti-1이 동일할 때이다. 다른 상황은 Dti와 Dti-1이 서로 다르고 Fti와 Fti-1이 동일할 때 이다.
상기 식의 두번째 부분, 즉 ((DtiFti)?+1:-1)은 다음의 표기를 사용하며, (식 1 ? 식 2 : 식 3)은 식 1이 옳다면, 식 2를 그렇지 않다면 식 3임을 의미한다. 상기 식의 두번째 부분 ((DtiFti)?+1:-1)은 Vseg와 Vcom사이의 전압 방향을 계산하며(방향 검출기, DD), 이는 시간 Ti와 Ti-1에서 필드의 데이터에 좌우한다.
식의 세번째 부분은 변동의 크기이며, 이는 일정한데, V6, V5, V4와 V1, V2, V3사이의 전압차에 좌우한다. 상기 논의를 간략히 하기 위해서, 각각의 이러한 전압의 쌍들(V1,V2; V2,V3; V4,V5; V5,V6)사이의 차이는 동일값(Vd)으로 추정된다.
그러나, COM 전극 스캐닝의 작동은 상기 식에서 무시되더라도, 1)COM 스캐닝은 SEG 전극 구동에 관하여 직교 작동을 나타내며, 2)실제 그래픽형 매트릭스 LCD에서, COM 전극들의 수는 일반적으로 10이상이며, 이들 COM 전극들중 하나만이 임의의 시간이며 스캐닝 작동을 통하여 진행하는 사실로 인하여, 간략화에 의해 초래된 에러는 SEG 전극 전류 반응을 계산하기 위해 무시될 수 있다.
이제부터, 도 8에 도시된 회로를 고려하면, 스위치(S, SP, SN 및 SC)들은 상기 주어진 식을 사용하여 각각의 SEG 전극에 대해 구현된 검출기 쌍(전이 검출기, TD, 및 방향 검출기, DD)에 의해 제어된다. 도 8을 간략화하기 위해서, DD와 스위치 S, SP, SN 및 SC 사이의 연결이 생략되었다. TD는 입력 Dti, Fti, Dti-1 및 Fti-1(도시되지 않음)을 가지며, DD는 입력 Dti와 Fti(도시되지 않음)를 갖는다. TD와 DD는 상기 식(1)에서 TD와 DD에 대한 함수식을 고려하여 당해 기술에서 공지된 방식으로 구현될 수 있다. 해당 행 전극을 검출하기 위한 복수의 검출기(TD, DD) 쌍들이 사용되며, 각각의 검출기 쌍들은 상기 식(1)에 따라 해당 행 전극의 조건을 검출하는데 사용된다.
만일 TD 출력이 임의의 SEG 전극들에 대해 0이라면, 그 해당 스위치(S)는 CLOSE(X) 위치에 남아있을 것이며, SP, SN 및 SC는 OPEN 위치에 남아있을 것이다. 이러한 시간 슬롯동안에는, 어떠한 스위칭 동작도 SEG 전극에 일어나지 않는다. 만일 TD 출력이 SEG 전극에 대해 1이라면, 그 부합하는 DD의 출력에 좌우하여, 스위치 SP/SN/SC는 일련의 스위칭 동작(도 9)과 맞물려, 4개 위상 전하 보존 구동 방식을 생성하게 된다(도 10).
도 8의 개요와 도 9의 스위치 동작표 및 도 10의 예상 파형을 참조하면, SEG전극 구동 신호(Vi)를 출력 구동기(개요에서 삼각형으로 표시됨)에서 SEG 전극(SEGi)으로 직접 연결하는 대신에, 본 발명은 4개 스위치(Si, SPi, SNi 및 SCi)의 도입을 통하여 3개 부가 위상의 작동을 도입한다. 도 10은 임의의 COM 열 구동 주기동안에 서로 다른 전이를 하여 진행하는 SEG 전극들에 대한 전압 파형을 도시한다.
도 10에 도시된 예에 의해 설명되는 것처럼, 현재 제안된 구동 방식의 작동은 3개 부가 위상을 종래의 1개 위상 방식으로 도입한다:
t0~t1:저장 위상:SEG 또는 행 전극들의 전하들은 적절한 저장 캐패시터에 저장된다.
t1~t2:방전 위상:전이를 하여 진행하는 모든 SEG 전극들은 공통 노드 Vcom에 연결된다. 스캐닝 또는 어드레싱되는 전극(들)을 제외한 모든 열 전극들은 Vcom의 전극에 의해 구동된다. 그러므로, 스캐닝되지 않는 열 전극들에 의해 그리고 전이를 하여 진행하는 행 전극들에 의해 형성된 캐패시터들의 대향 플레이트에 대한 전하들이 방전될 것이다. 이는 어드레싱되는 열 전극(들)의 그러한 형성 부분을 제외하고 행 전이에 의해 영향을 받는 모든 캐패시터들을 대체로 중화시킨다.
t2~t3:전달 위상:저장 캐패시터들의 전하들은 적절한 SEG 또는 행 전극들로 전달된다.
t3~:구동 위상:구동 전압들은 SEG 전극들에 연결된다(종래의 방식과 같음). 이러한 위상의 부분만이 도 10에 도시되어 있다.
각각의 스위치 작동이 도 9에 설명되어 있는 것처럼, 특정 시간에서 스위치들의 "클로징(closing)"과 "오픈닝(opening)"을 가리키기 위한 도 4의 약정이 채용된다. 도 10에 도시된 예에 의해 설명된 것처럼, 현재 방식으로, 출력 구동기들은 네거티브 진행 SEG 전극들에 대해 VCn3에서 -Vd로 그리고 포지티브 진행 SEG 전극들에 대해 VCp3에서 +Vd로 전이시키기 위해 전하들을 SEG 전극들로 제공하는데 필요할 뿐이다. 노드(Vcom)는 스위치(30)에 의해 V2와 V5에서 교번으로 전압원에 연결되며, 상기 노드에서 전압은 열 전극들에 대해 비-스캐닝 전압을 제공하는데 사용된다. 상기 노드(Vcom)를 도 8에 도시된 것처럼 캐패시터(Cp, Cn)에 연결시킴으로써, Cp, Cn을 통하여 행 전극들에 인가되는 전위들과 Cp, Cn의 전위들은 열 또는 COM 전극들에 인가된 비-스캐닝 전위(도 2에서 V2, V5)에 대해 플로트(float)하도록 초래된다. 그러므로, 행 전극들은 2개의 타겟 전위(V1,V3; V4,V6)사이에 있는 비-스캐닝 전위(상기 예에서 V2또는 V5에서)에 관하여 전반대의 전압 전이를 하게된다.
통상적인 STN LCD 어플리케이션, 이를 테면 셀룰러 폰 디스플레이에서, 디스플레이된 그래픽 데이터는 상대적으로 드물게 변동된다. 고정 그래픽 패턴에 대해 Cp와 Cn의 정전용량이 SEG 로딩 정전용량(CLOAD)보다 상당히 더 크다면(예를 들면, Cp=Cn=30xSUM(모든 SEG 전극들의 CLOAD)), 우수와 기수 필드사이의 SEG 신호들의 정확한 대칭으로 인하여, 수학적 시뮬레이션은 Cp와 Cn간의 전압이 점진적으로 대칭 쌍의 값(±Vd/2)으로 도달함(안정화됨)을 가리킨다.
상기 구동 방식의 효용에 상당히 영향을 끼치지 않고, 방전 단계와 그 관련스위치(SC)를 제거함으로써 상기된 구동 방식을 간략화하는 것이 또한 가능하다. 그러한 간략화된 방식에서, Cp와 Cn이 모두 CLOAD보다 더 크다면, Cp와 Cn에 대한 안정화된 값은 ±Vd/3에 근접할 것이며, Vcp1과 Vcp3는 대체로 동일하고(Vcp와 같음) 그래서 Vcn1과 Vcn3이게 된다(Vcn과 같음). 따라서 이론적으로 66%의 최대 전하 전환율이 달성된다. 도 10을 참조하면, SEG 구동기들은 SEG 전극들을 t3이후 Vcn에서 -Vd로 또는 Vcp에서 +Vd로 구동시키는데 필요할 뿐이며, 따라서 2xVd 전체 전압 전이의 1/3에 대해 전하를 제공하는데 필요할 뿐이다.
이와 달리, 도 6, 7에 도시된 열 또는 COM 전극들의 경우에서 처럼, 방전 위상만을 남겨둔채, 행 전극들이 캐패시터들에 연결되는 위상을 제거하는 것이 또한 가능하다. 그러한 예에서, 이론적으로 50%의 최대 전하 변환율이 달성될 것이다.
일반화된 방식
수동 LCD에 대한 일반적인 전하 절감 방식은 하기 현상들중 어느 하느를 기초로 될 수 있다:
하나의 열 구동 주기동안에, (이를 테면, COM 전극 스캐닝의 경우, 도 2의 타원형(22, 24)에 의해 도시된 것처럼 하나의 열 전극에서 다음 열 전극으로 전이하는 동안)한쌍의 대향 극성의 전이가 있다.
대개 고정 이미지에 대해, 상기 설명된 LCDs에 대한 제로 DC 조건으로 인하여, 2개 필드간에(1개의 포지티브 극성 전압은 1개의 필드에 대한 픽셀에 인가되며1개의 네거티브 극성 전압은 다음 필드에 대한 동일 픽셀에 인가됨), 픽셀(들)에 인가되는 신호는 대개 동일 진폭과 반대 부호이다.(이를 테면, SEG 전하 절감 방식의 경우.)
일반적인 전하 절감 방식은 다음과 같이 기술될 수 있다:
이들 전이의 2개 타겟 전압들(예를 들면, COM 전이에 대해 V5~V1, 또는 V2~V6, SEG 전이에 대해 V6~V4또는 V3~V1)사이에서, N개 저장 캐패시터들이 있을 수 있다(바람직하게는 각각의 캐패시터들의 정전용량 값이 로드 정전용량보다 >>이어야 한다). 설명을 용이하게 하기 위해, N개 캐패시터들은 CN~C1이며, 캐패시터들은 예를 들면 CN의 전압이, 전압을 V6에 가장 가깝게 안정화시키고 C1의 전압은 V2~V6COM 전이에 대해 V2에 가깝게 안정화되도록 순차적으로 배열된다. V6에서 V2로의 COM 전극 전이는 우선 전극을 CN에 그리고 순차적으로 CN-1,...,C1에 연결시킴으로써 달성된다. 그리고 V2~V6전이에 대해, 전극은 순차적으로 C1,...,CN에 연결될 것이다. 동일 방식은 V1~V3와, V4~V6사이의 SEG 또는 행 전극 전이에 대해 적용될 것이다. SEG 전극들에 대해 전하들을 저장 및 재-사용하기 위한 캐패시터들 때문에, 기준 전위가 플로팅되며(예를 들면, COM 전극의 비-스캐닝 전위를 기준으로 함) 그라운딩되지 않는다.
CN~C1 정전용량이 전체 로딩 정전용량보다 >>라고 가정하면, 한정된 안정화 주기의 시간이후, COM 전극들에 대한 N개의 저장 캐패시터(C1~CN)들이 V6>VCN>VCN-VCN-1>..>VC1-V2인 상황으로 안정화된다. 캐패시터들을 Vcom으로 연결시킴으로써(도 2에서 V2, V5에서), 동일 이유가 SEG 전극들에 적용되어 SEG 전극들에 대한 N개의 전하 저장 캐패시터들(C1~CN)이 Vd-VCN VCN-VCN-1 ..VC1-(-Vd)인 상황으로 안정화된다. 시스템이 안정화된 이후, 전하 절감율은 1/N+1와 갖게 된다; 즉, N개 캐패시터들이 사용된다면, 전체 전압 진동(swing) 전이의 진폭 1/(N+1)의 마지막 단계만이 (COM/열 또는 SEG/행) 구동기로부터 구동 전류를 필요로한다. 캐패시터들의 전위간의 간격 또는 단계들은, N이 작은값일 때, 이를 테면 N이 4보다 작을 경우에, 실질적으로 동일하다.
회로 개요
일반적인 방식에서, 필요한 스위치의 수는 전하 절감을 위한 단계(stage)의 수에 비례한다. 일반적으로, N개 단계 전하 절감 방식은 N-1개 캐패시터와 N개 스위치를 필요로한다. 그러나, 이는 경험에 의한 방법일 뿐이며, 설계 고찰을 기초로 변동할 수 있다. 실시예들은 COM 및 SEG 전하 절감 방식 모두에 대해 제시된다.
COM(열) 및 SEG(행) 방식간의 차이점
2가지 개시된 방식간의 관찰된 차이점은 주로 전압 진동의 해석에 있다. COM(열) 전하 절감의 경우에, 기준은 안정한 전압(예를 들면, GND)에 있으며, SEG(행) 전하 절감의 경우에, 기준은 이동 전압(예를 들면, V2또는 V5)에 있다. 만일 고려된 관점이 "대다수의 픽셀들"로부터 알 수 있는 관점이라면, 이들 2가지 방식간의 차이는 없다. SEG 전극들의 경우에, "대다수" 해당 COM 전극들은 2개 전위(예를 들면, V2와 V5)사이에서 진동한다. SEG 전극들의 전압 진동(swing)들이 이들 "대다수"의 해당 COM 전극들로부터 알 수 있을 때, 다시 안정된 전압의 기준내에 있다.
따라서, 본 발명이 기초로 하는 한가지 중요한 관찰 결과는 전하 절감 캐패시터들은 전이 노드에 대해 "중화" 기준점에 연결될 필요가 있다는 것이다. COM 전극들의 경우에, 이러한 "중화" 기준은 그라운드 전압일 수 있으며, SEG 전극의 경우에, 이러한 "중화" 기준은 COM 전극에 대해 "비-스캐닝" 전압이어야 하며, 이는 상기된 예에서 V2또는 V5이고, 디스플레이의 전류 극성에 좌우한다.
정반대의 전이 쌍이 동시에 발생할 때(예를 들면, 도2에 도시된 타원형(22, 24)에서 COM/열 스캐닝 작동) 그리고 소정의 전하 절감율이 1/N이며 N이 짝수일 때, 소정의 캐패시터의 수는 N-1보다도 N-2이다. 이는 2개의 반대 진행하는 전극들을 전하 절감 캐패시터에 연결하는 대신에 함께 연결시켜 단계들중 하나를 교체시킴으로써 달성되며, 그렇지 않다면 이는 (V6+V1)/2에 매우 근접한 안정화된 전압을 필요로하며 이를 가져야 한다. 특히 N=4 경우는 캐패시터를 전혀 필요로하지 않는 N=2의 특정 경우 뿐만 아니라 상기 COM 전하 절감 방식에 설명되어 왔다.
필드 역변환 및 열 역변환 구동 방식으로의 적용가능성
상기 일반화된 전하 절감 방식은 필드 역변환 LCD 구동 방식으로 그리고 열 역변환 LCD 구동 방식으로 작동되는 LCDs에 균등하게 적용가능하다. 도 11은 열 역변환 방식을 도시하기에 유용한 도 1의 열 전극들에 인가되는 전위의 그래프이다.도 11에 도시된 전압 파형은 열 역변환 방식에 적합하며, 열 또는 COM 전극들에 인가되는 어드레싱 신호의 전압 또는 전위는 3개의 인접한 열 또는 COM 전극 각각의 인접한 세트간에 인버트된다. 도 11에 관하여, 각각의 필드(2xN, 2xN+1)는 어레이에 배열된, 3개 열 전극들의 5개 세트로 각각 분할된 15개 열 전극들에 의해 커버된다. 도 11에 도시된 파형은 어레이에서 3개의 인접한 열 전극들중 제 2 세트의 중간 전극을 어드레싱 또는 스캐닝하기에 적절한 파형이다. 필드 2xN에 대해, 이러한 전극을 어드레싱하기 위한 스캐닝 펄스(52)는 네거티브 진행하며, 필드 2xN+1에 대해, 스캐닝 펄스(54)는 포지티브 진행한다. 그러므로, 어드레싱되는 제 2 세트에서 제 1 열 전극을 어드레싱 또는 스캐닝하기 위해, 스캐닝 펄스는 도 11에 도시된 펄스(52, 54)이전에 하나의 구동 주기를 발생시키며, 제 2 세트에서 마지막 열 전극을 어스레싱 또는 스캐닝하기 위해, 어드레싱 또는 스캐닝 펄스는 도 11에서 펄스(52, 54) 이후에 발생한다. 그러한 차이점이외에, 제 2 세트에서 2개의 나머지(제 1 과 마지막) 열 전극에 인가되는 전압 신호들의 파형은 중간 열 전극에 대해 도 11에 도시된 파형과 유사하다.
도 11에서, 도시된 전압 신호는 기준 전위 V0 1을 갖는다. 5개 세트의 열 전극들의 어레이에서 3개의 인접한 열 전극들중 제 1 및 제 3 세트에 대해, 이들 세트에 인가되는 전위의 파형은 도 11에 도시된 파형으로부터 인버트되며, 제 1 및 제 3 세트에서 제 2 열 전극에 인가되는 전압 파형은 도 11에 도시된 파형에 유사하지만 라인 V0 1의 파형으로부터 인버트된다. 그러므로, 상기 어레이에서 2개의 서로 다른 세트의 인접한 열 전극에 대해, 서로 다른 비-스캐닝 전위가 전극에 인가된다. 당 기술에서 명백하듯이, 필드 역변환 방식을 사용하여 도시되는 상기된 모든 특징들은 도 11에 도시된 방식을 포함하는, 열 역변환 방식을 사용하는 LCDs에 적용가능하다.
식 (1)은 필드 역변환 방식에 관하여 상기되었는데, 모든 COM 전극들은 동일 극성의 신호로 구동되지만, 전극들은 우수와 기수 필드간에 반대 극성의 신호로 구동된다. 열 역변환 방식에서, 정반대의 전이를 하는 서로 다른 열 전극들은 반대 극성의 신호들로 구동된다. 따라서, 2가진 방식간에 유추가 이루어지고, 식 (1)은 필드 지시기(Fti, Fti-1)를 극성 지시기(Pti, Pti-1)로 교체시킴으로서 열 역변환 방식에 적용가능하므로, 수정된 식 (1)은 열 역변환 방식에서 정반대의 전이를 하는 서로 다른 열 전극들간에 적용될 것이다. 사실, 일반식은 그러한 수정에 의해 도달되므로, 필드 역변환은 또한 반대 극성의 우수 및 기수 필드간에 인가되는 신호를 요구한다.
도 1의 열 및 행 전극들을 구동시키기 위한 제어 회로의 부분들이 도 3과 8에 도시되어 있다. 열 또는 행 전극들을 구동시키기 위한 전체 제어 회로는 집적회로의 형식으로 구현될 수 있다. 캐패시터(Cp, Cn)들이 제어 회로용 집적회로의 부분으로서 구현될 수 있으며, 특히 큰 값의 정전용량의 캐패시터들이 사용되는 경우에, 이산 구성요소의 형식으로 캐패시터들을 구현하는 것이 바람직할 것이다.
상기된 것처럼, ON되는 픽셀들의 정전용량 값과 OFF되는 픽셀의 정전용량 값의 차이는 RC 감쇠가 열과 열사이에서 서로 다르도록 하며, 텍스트 디스플레이 어플리케이션에서와 같이 픽셀들의 2개 열사이에 섀도우를 생성시킨다. 이러한 효과는 도 12A에 도시되어 있다. 도 12A에 도시된 것처럼, 102는 ON 상태의 픽셀에 대해 선택된 열 전극과 선택된 행 전극간의 전압차를 나타내며, 104는 OFF 상태의 픽셀에 대해 선택된 열과 선택된 행 전극간의 전압을 나타낸다. 즉, OFF 픽셀간의 전압은 ON 상태의 픽셀에 대한 전압보다도 더 빠르게 소정의 값에 도달하며, 이는 섀도우 또는 다른 왜곡을 생성시킬 수 있다. 이는 바람직하지 않다.
필드 2xN동안에 열 전극(i+1)에 대해 도 2를 참조하면, 타원형(22)은 열 전극(i+1)을 어드레싱하기 위한 하향 에지의 스캐닝 전압 파형을 에워싸고 있다. 그러므로, 스캐닝 전압은 값(V6)이며 비-스캐닝 전압은 V2이다. 스캐닝 펄스의 끝에서, 열 전극(i+1)에 인가되는 전압은 V6에서 V2로 상승한다. 다음 필드 2xN+1동안의 타원형(24)에 관하여, 스캐닝 전압은 V1이고 비-스캐닝 전압은 V5이다. 따라서, 어느 하나의 경우에, 신호들의 극성을 무시하면, 스캐닝 전압(V6, V1)은 Vs로 표시되며, 기준 전압인 비-스캐닝 전압(V2, V5)는 Vref로 표시된다. 이는 도 12A에 도시되어 있다.
그러므로, 스캐닝 전압이 열 전극에 인가된 이후, RC 감쇠에서의 차이때문에, 스캐닝 전압(Vs)에 의해 턴 오프되고 어드레싱되는 픽셀은 또 다른 열 전극에의해 턴 온되는 픽셀보다도 더 빨리 값 Vs에 도달한다. 이는 그래프(102와 104)에 의해 도시되어 있다. 그러므로 도 12A에서, 그래프(102)는 턴 온되는 픽셀들을 어드레싱하는 열 전극의 전압을 나타내며 그래프(104)는 턴 오프되는 픽셀들을 어드레싱하는 열 전극의 전압을 나타낸다. 열들중 하나에 대한 수많은 픽셀들이 ON 상태에 있는 경우에, 다른 열들은 거의 ON 상태 픽셀들을 갖지 않으며, 이들 다른 열들은 수많은 ON 픽셀들을 갖는 단일 열이 턴 온되기 이전에 턴 오프되므로, 섀도우 또는 다른 왜곡을 야기한다.
상기된 것처럼, 서로 다른 전극들을 전원에 연결시키는 ITO 트레이스의 저항값들은, 트레이스의 비-균일성 또는 서로 다른 길이로 인하여, 서로 다르므로, 또한 서로 다른 열 전극들 또는 픽셀들간의 RC 감쇠에서 차이의 또 다른 원인을 제공한다.
본 발명은 열 전극들에 인가되는 전압들을 도 12B에 도시된 것처럼 적어도 2개 증분 또는 증분 스텝으로 스텝하도록 하여 상술된 섀도우와 다른 바람직하지 않은 효과들이 감소될 수 있다는 관찰을 기초로 한다. 그러므로, 전체 스캐닝 전압(Vs)을 열 전극에 인가하는 대신에, 우선 대체로 전체 스캐닝 전압의 반, 또는 1/2Vs와 같은 스캐닝 전압이 시간 주기동안 열 전극에 인가되고 그후 전체 스캐닝 전압(Vs)이 인가된다. 바람직하게는 1/2Vs스캐닝 전압이 인가되는 시간 주기는, 전극들의 서로 다른 RC 감쇠 때문에 전체 스캐닝 전압(Vs)이 인가되기 이전에, 느린스위칭 열 전극들이 빠른 스위칭 열 전극들을 따라 잡기에 충분히 길다. 즉, 도 12B의 다중 스텝 구동 파형은, 다중-스텝 파형의 다음의 높은 전압이 인가되기 이전에, 빠른 스위칭 열 전극들(낮은 RC 감쇠를 갖는 전극들)이 우선 중간 전압 레벨(들)에 도달하고 더 느린 스위칭 열 전극들을 기다리는 경우에 하나 이상의 이퀄라이징을 생성시킨다.
명백히, 전체 스캐닝 전압(Vs)은 도 12B에 도시된 증분보다도 더 작은 증분으로 분할되고 2개 또는 3개 이상의 서로 다른 스캐닝 전압의 세트는 열 전극들에 순차적으로 인가되는데, 각각의 전압은 더 느린 스위칭 열 전극들이 빠른 스위칭 열 전극들을 따라 잡기에 충분한 시간동안 인가된다. 그러므로 도 12B에서, 1/2Vs의 스캐닝 전압이 인가될 때, 빠른 스위칭 열 전극들은 곡선(104a)를 따라 그러한 스캐닝 전압에 도달하며 더 느린 스위칭 열 전극들은 곡선(102a)를 따라 그러한 값에 도달한다. 그후 전체 스캐닝 전압(Vs)이 인가될 때, 빠른 스위칭 열 전극들은 곡선(104b)을 따라 그러한 값에 도달하며 느린 스위칭 열 전극들은 곡선(102b)을 따라 그러한 값에 도달한다.
도 12B의 방식과 도 12A의 방식간의 감쇠에서의 차이가 한편으로는 곡선(102a, 104a, 102b 및 104b)와 다른 한편으로는 곡선(102와 104)사이의 섀이드 영역으로 도시되어 있다. 액정의 광학 특성은 스캐닝 전압의 유효값에 반응하므로, 곡선 102a와 104a사이의 섀이드 영역은 대체로 무시되는데, 왜냐하면 이는 그래프 102b와 104b사이의 영역과 같은 고전압에서의 섀이드 영역에 비하여 상당히 매우적기 때문이다. 곡선 102b와 104b사이의 섀이드 영역간의 시각적 비교는 도 12A의 곡선 102와 104사이의 섀이드 영역의 상부 부분보다 더 작음을 나타낸다. 그 차이는 도 13A와 13B에 관하여 더 명확히 도시되어 있다.
도 13A는 곡선(102)이 대략 직선(102')이며 곡선(104)이 대략 곡선(104')인 것을 제외하고 도 12A와 동일하다. 동일한 유사점은 도 12B에 관하여 도 13B에 사용되었다. 도 13A와 13B를 비교하면, 이중 섀이드 영역(105)은 도 13A에서 라인 1/2Vs위의 라인(102', 104')에 의해 제한된 섀이드 영역과 라인 1/2Vs위의 라인(102b', 104b')에 의해 제한된 영역간의 차이를 나타낸다.
스캐닝 전압(Vs)이 대체로 4개의 균등한 증분으로 분할되는 경우에, 전원은 스캐닝 전압(Vs)과, 상기 스캐닝 전압(Vs)의 4분의 1에 해당하는 전압들을 도 1의 LCD 디스플레이(10)에 제공하는데 사용된다. 도 14에 도시된 것처럼, 예를 들면, 독립 전원들(도시되지 않음)은 구동기(110, 112, 114, 116, 118)를 통하여 스캐닝 전압(Vs, 3/4Vs, 1/2Vs, 1/4Vs및 그라운드)을 LCD 디스플레이(10)의 열 전극들에 제공하는데 사용되며, 구동기(110-116)들에 의해 인가되는 4개의 서로 다른 전압들은 순차적으로 인가되어, 가장 낮은 스캐닝 전압으로 시작한다. 명백하게, Vs는 4개 보다 적거나 더 많은 증분으로 분할되며, 상기 증분들은 균등하거나 불균등할 수 있다; 그러한 변형들은 발명의 범위내에 있다.
모든 전압들을 상기 증분에 제공하는 대신에, 이들의 일부는 상기된 실시예에서와 같이 스위치와 캐패시터들을 사용하여 달성될 것이다. 그러므로, 도 3에 도시된 캐패시터들과 같은 하나 이상의 캐패시터들은 도 5의 시간 주기(t0-t1 및 t2-t3)동안에 도시된 것처럼 전기적 전하들을 열 전극들로 전달하거나 열 전극들로부터 전기적 전하들을 흡수하도록 사용되어, 포함된 열 전극들의 전압 증분에 의하여 스텝핑을 달성한다. 이와 달리, 이들 증분들은 도 5의 시간 주기(t1-t2)동안에와 같이 정반대의 전압 전이를 하는 열 전극들을 함께 연결시킴으로써 달성될 수 있다. 스위치들을 사용하는 이들 작동들은 도 3, 4 및 5에 도시되어 있으며 이를 참조하여 상기 설명에 상세히 기술되어 있다. 그러한 실시예 및 다른 실시예들은 발명의 범위내에 있다.
열 전극들에 인가되는 전위들이 증분에 의하여 스텝하는 상기 개념은 수동 LCD 디스플레이 뿐만 아니라 능동 매트릭스형에, 그리고 단일 및 다중 라인 스캐닝 LCDs에 적용가능하다.
발명은 다양한 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 변경 및 변형은 발명의 범위로부터 벗어남없이 이루어질 수 있음이 이해될 것이며, 이는 첨부된 청구범위와 그 등가물에 의해 한정된다. 본문에 언급된 모든 문헌들은 완전히 그대로 참조로 채용된다.

Claims (56)

  1. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역이 관찰 방향에서 볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 방법에 있어서,
    디스플레이가 소정의 이미지들을 디스플레이하도록 전위를 전극들의 2개 어레이에 인가하는 단계; 및
    전력 소모를 감소시키도록 정반대의 전압 전이를 하는 상기 2개 열 전극들을 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하며,
    2개의 열 전극들은 기준 전위에 관하여 대체로 동시에 정반대의 전압 전이를 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인가 단계는 전위를 열 전극들의 어레이에 인가하므로, 열 전극들의 쌍들이 기준 전위에 관하여 정반대의 전압 전이를 하으며,상기 연결 단계는 전력 소모를 감소시키도록 상기 각각의 쌍들을 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역이 관찰 방향에서볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 방법에 있어서,
    디스플레이가 소정의 이미지들을 디스플레이하도록 전위를 전극들의 2개 어레이에 인가하는 단계; 및
    전력 소모를 감소시키도록 상기 행 전극들의 적어도 일부를 노드에 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하며,
    상기 인가 단계는 스캐닝 전위들을 열 전극들의 적어도 하나에, 그리고 비-스캐닝 전위들을 나머지 열 전극들에 인가하며, 상기 비-스캐닝 전위들이 노드에서 전압으로 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 열 전극들과 행 전극들은 캐패시터의 2차원 어레이의 대향 플레이트를 형성하며, 상기 인가 단계는 또한 픽셀들에서 이미지들의 디스플레이를 위해 데이터 전위들을 행 전극들에 인가하므로, 상기 전위들을 캐패시터들의 어레이에서 캐패시터들의 대향 플레이트에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적으로 연결시키는 단계는 노드에 연결된 캐패시터들의 대향 플레이트에 대한 전하들이 방전되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 행 전극들의 적어도 일부는 비-스캐닝 전위에 관하여 정반대의 전압 전이를 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 행 전극들의 적어도 일부는 2개의 전위들간에 정반대의 전압 전이를 하며, 비-스캐닝 전위는 2개의 전위사이에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 이미지들의 디스플레이중에 시간에 따라 변동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 연속적인 디스플레이 사이클에서 2개의 서로 다른 값들사이에서 교번적으로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 2개의 서로 다른 값들사이에서 교번적으로 스위칭되며, 인접한 열 전극들에 인가되는 비-스캐닝 전위들은 서로 다른 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 3 항에 있어서, 전위들은 열 또는 필드 역변환 방식을 달성하도록 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 3 항에 있어서, 행 전극들중 하나는 연결단계 이전에 전압 전이를 하는상황을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 방법은 해당 행 전극들을 검출하기 위해, 복수의 검출기들을 사용하여 수행되는데, 상기 검출 단계는 해당 행 전극의 상기 조건을 검출하도록 각각의 검출기들을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 연결 단계는 전압 전이를 하는 행 전극(들)만을 노드에 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 상기 열 전극들과 행 전극들이 캐패시터들의 2차원 어레이의 대향 플레이트를 형성하고, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역들이 관찰 방향에서 볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동하기 위한 방법에 있어서,
    전위를 전극들의 2개 어레이에 인가하는 단계를 포함하며, 상기 인가 단계는 스캐닝 및 비-스캐닝 전위를 열 전극들에, 그리고 픽셀에서 이미지를 디스플레이하기 위해 데이터 전위들을 행 전극들에 인가하므로, 캐패시터들의 어레이에서 상기 전위들을 캐패시터들의 대향 플레이트에 인가하고, 2개 어레이들중 하나에서 전극들의 적어도 하나가, 제 1 전위가 제 2 전위보다 더 높은, 제 1과 제 2 전위사이에서 전압 전이를 하며,
    상기 인가 단계는:
    (a)적어도 하나의 전극을 순차적으로 적어도 2개 전위간의 전위에 있는 제 1 캐패시터에 연결하는 단계; 및
    (b)적어도 제 1 캐패시터를 연결한 후, 적어도 하나의 전극을 적어도 하나의 구동기로 연결하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, (a)에서 상기 연결 단계는 적어도 하나의 전극을 순차적으로 제 1 및 제 2 캐패시터로 연결하며, 제 1 캐패시터는 제 2 캐패시터보다도 더 높은 전위이므로, 적어도 하나의 전극이 제 1 전위로부터 제 2 전위로 전이할 때, 우선 제 1 캐패시터에 연결되고 그후 제 2 캐패시터에 연결되며, 적어도 하나의 전극이 제 2 전위에서 제 1 전위로 전이할 때, 우선 제 2 캐패시터에 연결되고 그후 제 1 캐패시터에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 행 전극들은 비-스캐닝 전위에 관하여 정반대의 전압 전이를 하며, 인가 단계는 비-스캐닝 전위를 적어도 제 1 및 제 2 캐패시터들에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 제 1 전위는 캐패시터의 기준 전위보다도 더 높으며 제2 전위는 기준 전위보다도 더 낮고, 상기 기준 전위는 대체로 비-스캐닝 전위인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 비-스캐닝 전위는 2개의 서로 다른 전위간에 스위칭되므로, 상기 기준 전위가 상기 2개의 서로 다른 전위사이에서 스위칭되고, 캐패시터들의 전위들이 비-스캐닝 전위로 플로팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 적어도 하나의 행 전극이 (a)에서 그러한 행 전극을 연결하기 이전에 전압 전이를 하는 상황을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 방법은 해당 행 전극들을 검출하기 위한 복수의 검출기들을 사용하여 수행되며, 상기 검출 단계는 해당 행 전극의 상기 상황을 검출하도록 각각의 검출기들을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, (a)에서 상기 연결 단계는 전압 전이(들)을 하는 적어도 행 전극(들)만을 제 1 캐패시터에 연결하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 15 항에 있어서, 2개 어레이중 하나에 있는 전극들중 적어도 하나는 제 1 과 제 2 전위사이에서 전압 전이를 하며, (a)에서 상기 연결 단계는 서로 다른 전위에서 적어도 하나의 전극을 1보다 큰 정수인 N개 까지의 캐패시터들에 연결하므로, 적어도 하나의 전극이 더 높은 전위에서 더 낮은 전위로의 전이를 할때 그들 전위의 내림차순으로 순차적으로 2개 이상의 캐패시터들에 연결되고, 적어도 하나의 전극이 더 낮은 전위에서 더 높은 전위로의 전이를 할때 그들 전위의 오름차순으로 순차적으로 2개 이상의 캐패시터들에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 인가 단계는 기준 전위에 관하여 열 전극들중 적어도 한 쌍이 대체로 동시에 정반대의 전압 전이를 하며, 전력 소모를 감소시키도록 그러한 쌍이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 15 항에 있어서, 상기 인가 단계는 전이를 하는 행 전극들이 전력 소모를 감소시키도록 노드에 연결되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 노드에서 전압에 의해 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 15 항에 있어서, 행 전극들은 비-스캐닝 전위에 관하여 정반대의 전압 전이를 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 행 전극들은 2개의 전위간에 정반대의 전압 전이를 하며, 비-스캐닝 전위는 2개의 전위사이에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 27 항에 있어서, 인가 단계는 비-스캐닝 전위를 제 1 캐패시터에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 27 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 이미지들을 디스플레이하는 동안에 시간에 따라 변동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 연속적인 디스플레이 사이클에서 2개의 서로 다른 값들간에 교번적으로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 30 항에 있어서, 비-스캐닝 전위는 2개의 서로 다른 값들간에 교번적으로 스위칭되며, 인접한 열 전극들에 인가되는 비-스캐닝 전위들은 서로 다른 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 15 항에 있어서, 전위들은 열 또는 필드 역변환 방식을 달성하도록 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역이 관찰 방향에서볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 방법에 있어서,
    디스플레이가 소정의 이미지들을 디스플레이하도록 전위를 전극들의 2개 어레이로 제공하는 단계를 포함하며, 상기 제공 단계는:
    행 전극들중 적어도 하나가 전압 전이를 하도록 전위를 행 전극들의 어레이에 인가하는 단계;
    적어도 하나의 행 전극을 전력 소모를 감소시키도록 노드에 연결시키는 단계; 및
    스캐닝 전위, 및 노드에서 전압으로 인가되는 비-스캐닝 전위를 열 전극들에 인가하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 노드에서 2개의 서로 다른 전위들간에 상기 전압을 스위칭시키는 단계를 더 포함하므로, 상기 비-스캐닝 전위는 상기 2개의 서로 다른 전위간에 스위칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역이 관찰 방향에서 볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 시스템에 있어서,
    디스플레이가 소정의 이미지들을 디스플레이하도록 전위를 전극들의 2개 어레이에 인가하는 회로; 및
    전력 소모를 감소시키도록 정반대의 전압 전이를 하는 상기 2개 열 전극들을 전기적으로 연결시키는 스위치를 포함하며,
    상기 인가 단계는 스캐닝 전위를 열 전극들중 적어도 하나에, 그리고 노드에서 전압에 의해 인가되는 비-스캐닝 전위를 나머지 열 전극들에 인가하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  37. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역이 관찰 방향에서 볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 시스템에 있어서,
    디스플레이가 소정의 이미지드을 디스플레이 하도록 전위를 전극들의 2개 어레이에 인가하는 회로; 및
    전력 소모를 감소시키도록 상기 행 전극들을 노드에 전기적으로 연결시키는 스위치를 포함하며,
    상기 인가 단계는 스캐닝 전위를 열 전극들중 적어도 하나에, 그리고 비-스캐닝 전위를 나머지 열 전극들에 인가하며, 상기 비-스캐닝 전위가 노드에서 전압으로 인가되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  38. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 상기 열 전극들과 행 전극들이 캐패시터들의 2차원 어레이의 대향 플레이트를 형성하고, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역들이 관찰 방향에서 볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동하기 위한 시스템에 있어서,
    전위를 전극들의 2개 어레이에 인가하는 회로를 포함하며, 상기 인가 단계는 스캐닝 및 비-스캐닝 전위를 열 전극들에, 그리고 픽셀에서 이미지를 디스플레이하기 위해 데이터 전위들을 행 전극들에 인가하므로, 캐패시터들의 어레이에서 상기 전위들을 캐패시터들의 대향 플레이트에 인가하고, 2개 어레이들중 하나에서 전극들의 적어도 하나가, 제 1 전위가 제 2 전위보다 더 높은, 제 1과 제 2 전위사이에서 전압 전이를 하며,
    상기 회로는:
    (a)적어도 하나의 전극을 순차적으로 적어도 2개 전위간의 전위에 있는 제 1 캐패시터에 연결하는 스위치; 및
    (b)적어도 제 1 캐패시터를 연결한 후, 적어도 하나의 전극을 적어도 하나의 구동기로 연결하는 스위치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 회로의 적어도 일부분은 집적회로인 것을 특징으로 하는 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서, 제 1 캐패시터는 집적회로의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  41. 제 39 항에 있어서, 제 1 캐패시터는 집적회로로부터 분리된 이산 장치인 것을 특징으로 하는 시스템.
  42. 세장 열 전극들의 어레이, 및 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이를 포함하며, 전극들의 2개 어레이의 오버랩핑 영역이 관찰 방향에서 볼때 디스플레이의 픽셀들을 규정하는, 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 시스템에 있어서,
    디스플레이가 소정의 이미지들을 디스플레이하도록 전위를 전극들의 2개 어레이에 제공하며, 행 전극들중 적어도 하나가 전압 전이를 하도록 전위를 행 전극들의 어레이에 인가하는 회로;
    노드에 연결된 전압원; 및
    전력 소모를 감소시키도록 적어도 하나의 행 전극을 노드에 연결시키는 스위치를 포함하며,
    회로는 스캐닝 및 비-스캐닝 전위를 열 전극들에 인가하고, 비-스캐닝 전위는 노드에서 전압으로 인가되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  43. 세장 열 전극들의 어레이, 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이 및 2개 어레이사이의 액정 물질 층을 포함하는 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 방법에 있어서,
    서로 다른 전위들을 전극들의 2개 어레이중 적어도 하나에 순차적으로 인가되게 하여 액정 층의 하나 이상의 부분들이 그 광학 특성들을 변하게 하는 값에 2개 어레이들의 선택된 전극들간의 전압차가 도달하게 하고 그래서 소정의 이미지들을 디스플레이하게 하는 단계를 포함하며,
    인가되는 전위들은 전압차의 값이 2개 이상의 증분으로 도달되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 단계는 전압차가 상기 값의 부분에 더 가깝게 스텝하도록 제 1 전위를 제 1 시간 주기동안 2개 어레이에 인가하고, 순차적으로 전압차가 적어도 하나의 부가 증분으로 상기 값으로 증가하도록 적어도 제 2 전위를 2개 어레이에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 단계는 제 1 및 적어도 제 2 서로 다른 전위를 순차적으로 열 전극들의 어레이에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 43 항에 있어서, 상기 단계는 정반대의 전압 전이를 하는 2개의 열 전극들이 함께 연결되는 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 43 항에 있어서, 상기 단계는 적어도 하나의 열 전극이 수동 전자 장치에 연결되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 43 항에 있어서, 상기 단계는 적어도 하나의 열 전극이 캐패시터에 연결되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 세장 열 전극들의 어레이, 상기 열 전극들에 횡으로 배열된 세장 행 전극들의 어레이 및 2개 어레이사이의 액정 물질 층을 포함하는 액정 디스플레이를 구동하기 위한 장치에 있어서,
    서로 다른 전위들을 전극들의 2개 어레이중 적어도 하나에 순차적으로 인가되게 하여 액정 층의 하나 이상의 부분들이 그 광학 특성들을 변하게 하는 값에 2개 어레이들의 선택된 전극들간의 전압차가 도달하게 하고 그래서 소정의 이미지들을 디스플레이하게 하는 회로를 포함하며,
    인가되는 전위들은 전압차의 값이 2개 이상의 증분으로 도달되게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  50. 제 49 항에 있어서, 상기 장치는 상기 서로 다른 전위를 전극들에 제공하는 2개 이상의 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  51. 제 49 항에 있어서, 상기 회로는 스위치들, 2개의 전원 및 상기 스위치에 의해 전원에 연결가능한 1개 이상의 캐패시터를 포함하여, 상기 서로 다른 전위를 전극들에 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  52. 제 49 항에 있어서, 회로는 정반대의 전압 전이를 하는 2개의 열 전극들을 함께 연결시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  53. 제 49 항에 있어서, 회로는 적어도 하나의 열 전극을 수동 전자 장치에 연결시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  54. 제 49 항에 있어서, 회로는 적어도 하나의 열 전극을 캐패시터에 연결시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  55. 제 49 항에 있어서, 상기 장치는 능동 매트릭스 장치인 것을 특징으로 하는 장치.
  56. 제 49 항에 있어서, 상기 회로는 전위가 인가되게 하여 디스플레이의 1개 이상의 라인이 적어도 하나의 스캐닝 사이클동안에 스캐닝되게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
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