KR0171233B1 - 화상표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 상기 화상표시장치는 각 화소에 표시용 신호를 공급하는 표시구동수단; 각 화소에 주사 신호를 공급하고, 소정의 기입시간동안 각 화소에 상기 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 주사수단; 및 각 화소의 기입시간을 상기 주사수단에 의한 주사의 진행에 따라 변조하기 위한 기입시간 변조수단을 포함한다.

Description

화상표시장치 및 그의 구동방법
제1도는 본 발명에 의한 실시예 1의 화상표시장치의 개략 구성도.
제2a도는 상기 실시예 1의 화상표시장치의 화소에 대한 구동회로의 회로도.
제2b도는 본 발명에 의한 데이터 기억소자의 출력부의 구성도.
제3도는 제2도에 보인 구동회로의 동작을 도시한 타이밍차트.
제4a도는 종래 표시장치의 표시전압신호와 공통소스신호의 파형도.
제4b도는 본 발명에 의한 표시장치의 표시전압신호와 공통소스신호의 파형도.
제5a도는 종래 데이터 기억소자의 입/출력도.
제5b도는 본 발명의 데이터 기억소자의 입/출력도.
제6도는 본 발명에 의한 데이터 기억소자 로부터 출력되는 색신호의 예시도.
제7도는 본 발명의 데이터 기억소자의 데이터 저장 예시도.
제8도는 본 발명에 의한 실시예 2의 화상표시장치의 개략 구성도.
제9도는 본 발명에 의한 실시예 3의 화상표시장치의 개략 구성도.
제10도는 상기 실시예 4의 화상표시장치의 표시동작을 도시한 타이밍차트.
제11a 내지 11c도는 본 발명에 의한 화상표시장치의 화소부에 있어서 데이터 기억소자의 개략 구성도.
제12a도는 본 발명에 의한 실시예 5의 화상표시장치의 개략 구성도.
제13도는 본 발명에 의한 실시예 5의 표시장치의 데이터전송회로에 의해 전송되는 각 색신호의 전송시간과 표시시간을 보인 타이밍차트.
제14도는 본 발명에 의한 화상표시장치의 표시데이터의 기입시간의 타이밍도.
제15도는 본 발명에 의한 화상표시장치의 표시데이터의 기입시간의 다른 타이밍도.
제16도는 본 발명에 의한 화상표시장치의 표시데이터의 기입시간의 또다른 타이밍도.
제17도는 본 발명에 의한 실시예 6의 표시장치의 데이터전송회로에 의해 전송되는 각 색신호의 전송시간과 표시시간을 보인 타이밍차트.
제18도는 본 발명에 의한 실시예 7의 화상표시장치의 개략 구성도.
제19도는 본 발명에 의한 실시예 8의 화상표시장치의 개략 구성도.
제20도는 제19도에 보인 화상표시장치의 주변회로와 화소부의 회로도.
제21도는 상기 실시예 8의 화상표시장치의 표시동작을 도시한 타이밍차트.
제22도는 본 발명에 의한 실시예 8의 화상표시장치의 개략 구성도.
제23도는 종래 액티브매트릭스 액정표시장치의 구성도.
제24도는 종래 액정표시장치의 화소부의 구동회로도.
제25도는 종래 액정표시장치의 화소부의 다른 구동회로도.
제26도는 제25도에 보인 구동회로의 동작을 도시한 타이밍차트.
제27도는 종래 액정표시장치에 대한 표시데이터의 기입시간의 타이밍차트.
제28도는 종래 액정표시장치의 화소부의 다른 구동회로도.
제29도는 제28도에 보인 구동회로의 동작을 도시한 타이밍차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 화상표시장치 20 : A/D 컨버터
30 : 메모리 40 : 시간축변조회로
50 : D/A 컨버터 60 : 데이터전송회로
70 : 데이터주사회로 80 : 제어회로
100 : 화소표시부
본 발명은 액티브 구동방식의 화상표시장치에 관한 것으로, 특히, 필드순차주사 방식으로 주사를 행하는 화상표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치(이하, LCD라 함) 등의 각종 화상표시장치에 대해, 보다 밝고 고품위의 화상표시가 요망되고 있다. 동시에, 휴대용 정보기기의 수요가 높아짐에 따라 표시장치의 소형화, 경량화가 요망되고 있다.
종래의 화상표시장치를 설명하기 전에, 우선 본 명세서에 사용하는 각종 용어 필드 및 프레임의 의미를 명확히 설명한다;
프레임 : 화상표시장치의 완전한 화면에 대응하는 화상,
필드 : 프레임의 구성요소.
선순차주사에 있어서는, 1매의 화면을 위에서 아래로 1회 주사함으로써, 1 필드분의 표시용 화상데이터가 출력된다. 1 필드기간이란, 화면의 상단에서 하단으로 주사를 행하는 경우에, 화면의 상단에서 주사를 개시한 시간으로 부터, 화면의 하단까지 주사를 행하고 다시 상단으로 되돌아가기 까지의 시간이다. 화상신호가 인터레이스신호의 경우, 2 필드가 1 프레임의 화상으로 된다. 화상신호가 넌인터레이스 신호인 경우, 1 필드가 1 프레임의 화상으로 된다.
이상과 같이 정의하면, 입력된 인터레이스신호를 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3개의 색으로 나누고, 그대로 면순차주사하면, 6필드로 1 프레임의 화면이 완성되게 된다. 이하에 있어서는, 예컨대 NTSC 방식 등의 통상의 TV신호를 취급하는 필드 및 프레임에 대해 설명하고, 이들을 각각 1 TV 필드 및 1 TV 프레임으로 칭한다. 인터레이스신호에서는 2 TV 필드로 1 TV 프레임으로 구성하여, 1매의 화면을 완성한다. NTSC 신호의 경우, 1 TV 필드는 약 16.7 msec(60Hz), PAL·SECAM(B/G/D/K/I/L)신호의 경우는 20msec(50Hz)로 된다.
종래의 필드순차주사 시스템에 의해 구동되는 액티브매트릭스 LCD장치를 제23도에 도시한다. 이와 같은 표시장치는 예컨대, 일본 특개소 64-5282호 공보에 기재되어 있다. 제23도에 보인 표시장치(18)는 컬러액정표시장치이다. 표시장치(18)에 있어서, 컬러화상신호는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화상데이터로서 데이터입력단자(10R,10G,10B)로 각각 공급된다. 표시장치(18)는 화상데이터로서 공급된 아날로그신호를 디지털신호로 변환화는 A/D 컨버터(20), 데이터를 기억하는 메모리(21), 메모리선택회로(22), 디지털신호를 표시용 아날로그신호로 변환하는 D/A 컨버터(23),데이터전송회로(24), 데이터주사회로(25), 각종 회로를 제어하는 제어회로(26) 및 화소표시부(27)를 포함한다. 메모리(21)는 1 필드분의 화상과 그 다음 프레임분의 화상을 축적하는 더블 프레임 메모리이다.
A/D 컨버터(20) 및 D/A 컨버터(23)는 A/D 변환 IC(집적회로) 및 D/A 변환 IC에 의해 각각 구성된다. 메모리(21)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 또는 ROM(Read Only Memory) 등의 메모리소자로 구성된다. 또한, 데이터전송회로(24) 및 데이터주사회로(25)도 통상적으로 각각 소스드라이버 및 게이트드라이버로 칭하는 IC로 구성된다.
표시장치(18)는 입력되는 데이터의 주기(수직주사기간)를 3등분으로 시분할함으로써 컬러표시를 행한다. 즉, 메모리(21)에 유지된 R,G,B의 각 신호를 메모리선택회로(22)에 의해 입력화상데이터의 1/3의 주기로 교호로 출력시킨다. 따라서, 표시를 위한 신호의 주파수는 입력된 화상데이터의 3배로 된다.
제24도에, 종래의 표시장치(18)의 화소부의 등가회로를 나타낸다. 표시장치(18)는 매트릭스상태로 배열된 화소와, 각 화소에 데이터신호및 주사신호를 제공하는 주사신호선(6) 및 데이터신호선(5)을 갖는다. 각 화소는 구동소자(스위칭소자)(3)와 액정용량(1)(용량치 Cp)과 보조용량(8)(용량치 Cs)을 갖는다. 구동소자(3)는 TFT(박막트랜지스터)이다. 데이터신호선(5)은 TFT(3)의 드레인소스단자를 통해 액정용량(1)의 한쪽 전극에 접속되고, 주사신호선(6)은 TFT의 게이트단자에 접속된다.
각 화소에 있어서, 액정용량(1)은 2개의 전극과, 2개의 전극 사이에 협지된 액정으로 구성된다. 액정용량(1)의 한쪽의 전극(화소전극)은 구동소자(3)에 접속되어 있고, 타방의 전극(공통전극)은 공통전원선(7)에 접속된다. 주사신호선(6)은 순차주사신호를 출력하는 데이터주사회로(제23도의 25)에, 데이터신호선은 데이터신호를 전송하는 데이터전송회로(제23도의 24)에 접속된다. 데이터전송회로(24)는 표시용 데이터신호를 1 주사선 또는 1 화소마다 데이터신호선(5)에 출력한다. 주사신호선(6)을 액티브상태로 하면 TFT(3)가 ON으로 되어, 데이터신호선(5)상의 표시용 데이터신호에 대응한 전하가 액정용량(1)에 저장된다. 이에 따라 액정용량(1)에 축적된 전하에 의해 액정에 인가되는 전압에 의해 표시가 유지된다.
실제로 액정용량(1)은 비교적 고저항이나 누설 저항이 존재한다. 따라서, 축적된 전하가 이 누설 저항을 통해 누출되고, 구동소자(3)가 다시 ON될때 까지의 사이에 액정에 인가되는 전압이 감쇠함으로써 액정품위가 저하된다. 이 때문에, 인가전압의 저하를 방지하기 위해 액정용량(1)과 병렬로 보조용량(8)을 설치하여 액정용량(1)과 보조용량(8)에 의해 인가전압이 유지된다.
또한 , 액정용량(1)의 화소전극 및 공통전극에 협지된 액정은 교류구동을 행할 필요가 있다. 이때 , 액정에 인가되는 구동전압의 주기적인 극성반전에 의한 플리커가 발생하지 않도록, 1 주사선마다 구동전압의 극성을 반전시키는 1H 반전구동이 행해진다. 그러나, 1H 반전구동의 경우, 각 주사선간의 전압차가 크기 때문에, 액정분자의 배향변화에 따른 액정분자의 배향을 충분히 변화시킬수 없게 된다. 이 때문에 각 주사선간의 경계가 불명료하게 되어 표시의 샤프니스를 손상시킨다. 이를 개선하기 위해, 각 주사선간에 블랙 매트릭스를 설치할 수 있다. 그러나, 이 블랙매트릭스는 액정표시장치의 개구율을 저하시키기 때문에 표시화상이 어둡게 되는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 방법의 하나로서, 화상을 컬러표시하는 경우, 1색마다 면주사를 행하는 필드순차 주사방식이 효과적이다. 필드순차 주사방식은, 2색이상의 색을 시분할로 표시함으로써, 시간계속적인 가법혼색을 행하는 컬러기술이다. 예컨대, 본 출원인이 제안한 일본 특허원 평 제3-77983호(특개평 제4-310925호)에 있어서, 필드순차 주사방식에 의한 구동방식의 두 예가 기술되어 있다. 제1예에 있어서는 제25도에 보인 바와 같이 각 화소부에 있어서의 구동회로(28)는 구동소자(3)와 화소용량(1)과의 사이에 접속된 버퍼회로(2)와, 이 버퍼회로(2)와 화소용량(1)에 병렬로 접속된 유지용량(4)(용량치 CH)를 갖는다.,
제26도에 보인 타이밍차트는 상기 구동회로(28)의 동작을 나타낸다. 1TV 필드시간은 R 표시시간 TR, G 표시시간 TG, 및 B 표시시간 TB의 3개로 시분할된다. R 화상, G 화상 및 B 화상의 표시용 데이터는 각각의 1/3 TV 필드기간중 극히 짧은 전송시간 τ 사이에 화소부에 전송되고, 나머지 표시시간 TR, TG, TB 사이에 표시를 행한다. 버퍼증폭회로(2)의 고입력임피던스에 의해, 전송된 표시용 데이터는 유지용량(4)에 확실히 유지된다. 이에 따라, 다음의 표시용 데이터가 전송될때 까지의 기간 (즉, 표시시간 TR, TG, TB의 기간)에 화소용량(1)에 전하가 유지된다.
전송시간 τ의 기간중, 최초의 제1주사선에서 최종의 제n 주사선까지의 각 주사선이 순차주사되는 모양을 R 화상의 표시용 데이터의 경우를 예로 들어 제27도에 도시한다. 각 주사선의 ON 시간은 제27도에 도시한 바와 같이 τ/n으로 된다.
상술한 종래 기술의 다른 예에 있어서는 제28도에 도시한 바와 같이, 각 화소부에 있어서의 구동회로(29)는 상기 구동회로(28)의 구성에 더하여 다시 하나의 유지용량 및 2개의 스위치를 구비한다. 1개의 스위치(SW1)의 공통단자는 구동소자(3)의 드레인전극에 접속되고, 다시 하나의 스위치(SW2)의 공통단자는 트랜지스터로 구성되는 버퍼증폭회로(2)의 게이트에 접속된다. 스위치 SW1 및 SW2의 각 한쪽의 개별단자는 서로 접속되고, 각 타방의 개별단자도 서로 접속된다. 스위치 SW1 및 SW2의 각 한쪽의 개별단자와 공통신호선(7)의 사이에 유지용량(4b)이 접속된다. 스위치 SW1 및 SW2를 절환함으로써, 유지용량 4a 및 4b의 어느 한쪽에 유지된 전하에 의한 전압으로 화면의 표시를 행하는 동안에, 유지용량 4a 및 4b의 타방의 유지용량에 전하가 축적된다.
이와 같은 구성에 따라, 유지용량으로의 표시용 데이터의 전송과, 표시용 데이터의 화소용량(1)으로의 기입을 교호로 행할 수 있다. 제29도는 구동회로(29)의 동작을 설명하는 타이밍차트이다. 제29도에 보인 바와 같이, 각 색의 표시용 데이터는 유지용량 4a 및 4b로 교호로 전송기입된다. 하나의 색의 화상표시를 행하고 있는 동안에 다른 하나의 색의 표시용 데이터를 전송할 수 있으므로, 각 색의 표시용 데이터의 전송시간 τ는 1/3 TV 필드기간으로 연장 할 수 있다. 또한, 1 TV 필드기간내에 R 화상, G 화상 및 B 화상의 표시가 가능하게 된다.
상기 필드순차주사방식에 있어서, 제26도 및 27도에 도시한 바와 같이 화소부로의 데이터전송을 행하는 경우, 각 주사선에 접속된 화소에 시간간격 t로 순차기입을 행한다. 이 시간간격 t는 액정용량에 표시에 필요한 전압을 인가하기 위해, 데이터전송회로(24)에서 가장 먼 부분에 위치하고, 최후에 표시용 데이터신호가 기입되는 화소행(제n번째 주사선)에 충분히 기입을 행할 수 있는 시간이다. 이와 같은 순차주사에 있어서, 표시화면의 상단에 있는 제1주사선부근과 화면의 하단에 있는 최종 주사선 부근에서는 표시시간이 다르게 된다. 주사시간의 표시시간의 차이에 의해 액정표시장치(18)에 있어서는 휘도의 불균일 또는 플리커 등이 발생한다. 또한, 주사선마다 화상으로서의 유효표시기간이 다음에 감소하기 때문에, 화면의 전체적인 밝기가 감소하는 문제가 발생한다. 또한, 상기 구동회로(28,29)의 경우, 각 색의 표시용 데이터는 동일한 표시기간으로 된다. 색에 대한 시각 감도의 차이로부터, 각 색을 동일한 표시기간으로 표시하면 화면상에 표시된 화상은 자연적인 색조가 부족하게 된다.
또한, 이와 같은 표시장치(18)에 있어서는 통상적으로 화상표시부(27)만, 혹은 화상표시부 및 데이터전송회로(24) 및/ 또는 데이터 주사회로(25)가 동일 기판상에 형성되고, 다른 부분은 주변회로로서 구성된다. 모노리식한 구성에 대해 이하에 설명한다.
아몰퍼스 실리콘 TFT를 사용한 LCD의 경우, 구동소자(3)와 보조용량(8)이 하나의 기판상에 모노리식으로 탑재된다. 기타 드라이버 등의 회로는 IC로서 LCD의 주변부에 구성되거나 또는 LCD와 분리된 제어시스템에 수납된다.
표시장치(18)가 다결정 실리콘 TFT를 사용한 LCD의 경우, 구동소자(3) 및 보조용량(8)에 더하여, 데이터전송회로(24) 및/ 또는 데이터 주사회로(25)가 하나의 기판상에 모노리식으로 탑재될 수도 있다. 다결정 실리콘은 아몰퍼스 실리콘에 비해 이동도가 크고, 주변 구동회로의 집적화가 가능하게 된다. 그러나, D/A 컨버터(20), 메모리 (21), 제어회로(26) 등은 개별적인 IC로서 LCD기판의 주변부 또는 LCD와 분리된 제어장치에 수납된다.
개별적인 IC가 LCD기판에 접속되어 구성되는 상기한 표시장치(18)는 다음과 같은 문제점이 있다.
1) IC와 LCD기판과의 접속배선에서 기인하는 회로동작의 불안정성
접지선, 신호선 및 전원선 등의 서로 전위가 다른 회로에 있어서, 루프상태의 배선이 있으면 발진이 일어나게 된다. 발진의 시정수는 배선이나 회로등의 용량치와 저항치로 결정되고, 시정수가 특정의 범위로 되면 회로의 발진현상이 일어난다. 회로가 발진하면 IC는 오동작하고, 본래의 기능을 수행하지 않게 된다. 제23도에 보인 회로에 있어서도 많은 루프배선이 존재하여, 발진에 의한 회로의 안정성의 저하가 문제로 된다. 특히, 데이터입력단자(10R, 10G, 10B)와 각 A/D 컨버터(20)를 접속하는 배선부분(P1)은 발진이 일어나기 쉬운 개소이다.
2) 노이즈의 발생
배선이 길어지면 배선자체가 안테나로 되어, 공간을 전파하는 전파나 다른 배선에서 발생하는 전파신호 등을 수신하게 된다. 이 전파신호 등이 표시신호에 중첩되면 노이즈가 발생한다. 이 결과, 노이즈의 중첩에 의해 IC로 부터 공급되는 신호레벨이 변동하거나 또는 노이즈가 IC의 오동작을 일으키게 되기 때문에 극히 심각한 문제로 된다. 특히, 제23도에 도시된 각 데이터 입력단자(10)와 각 A/D 컨버터(20)를 접속하는 배선부분 (P1), D/A 컨버터(20)와 데이터 전송회로(24)를 접속하는 배선부분(P3), 및 각 메모리(21)와 메모리 선택회로(22)를 접속하는 배선부분(P4)이 노이즈의 영향을 받기쉽기 때문에 문제로 된다.
3) 신호지연
배선이 길어지면 배선자체의 용량이나 배선과 IC와의 접속부분에 있어서의 접촉용량등에 의해 공급된 신호의 지연이 일어난다. 신호의 지연은 배선이 길수록 복잡해진다. 또한, 배선과 IC와의 접촉용량은 IC에 의해 변동되기 때문에 신호지연의 정도가 배선마다 다르게 되고, 신호지연의 균등화나 지연의 보상이 곤란하게 되는 문제도 있다. 특히, 고속동작이 필요한 IC에 접촉된 배선부분에서의 신호지연은 큰문제로 된다. 제23도에 있어서는 각 A/D 컨버터(20)와 각 메모리(21)를 접속하는 배선부분 P2에 있어서 신호지연의 영향이 크다.
4) IC 성능의 변동
제23도에 보인 표시장치(18)는 다수의 IC를 사용한다. 이들 IC의 성능 변동의 주된 원인은 다음과 같다. D/A 컨버터(23)에 의해 얻어진 변환레벨이 IC 특성의 변동으로 인해 서로 다르게 되면, 표시를 위해 변환된 데이터신호의 레벨이 서로 다르게 된다. 이는 각각의 D/A 컨버터에 대응하는 화소열마다 표시화상에 있어서 휘도차가 발생하기 때문에 수직 줄무늬모양의 휘도얼룩이 발생한다. 이와 같은 문제는 A/D 컨버터(20), 데이터전송회로(24), 및 데이터주사회로(25)등 많은 IC에 대해서도 발생하여 IC의 성능을 균일화하는 것이 중요한 과제로 된다. 또한, IC의 성능을 균일화하기 위해 사용하는 IC의 선별 등을 행하는 경우도 있다. IC성능의 변동은 특히 D/A 컨버터(23) 및 데이터전송회로(24)에서 특히 심각한 문제로 된다.
5) 높은 코스트 및 많은 제조공정
종래의 표시장치는 다수의 IC를 포함하여 구성되기 때문에, 장치전체 코스트는 개개의 IC의 코스트에 더하여 IC를 실장하는 프린트기판의 코스트, 배선코스트, 및 조립을 위한 코스트등의 합계로 되어 매우 높다. 또한, 실장, 배선, 및 조립을 위한 공정이 필요하게 되어 공정수가 많아진다.
6) 대형 시스템
한쌍의 기판으로 구성되는 액정표시부는 박형, 경량으로 구성하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 화소표시부의 이러한 이점은 주변회로(프린트기판 및 IC)가 화소표시부에 부가되어 액정표시장치 전체의 외형은 커지게 되므로 이용될 수 없다.
종래의 액정표시장치(18)는 입력되는 화상데이터 신호의 주기를 3등분으로 시분할함으로써 컬러표시를 행하기 때문에, 메모리(21)로 부터 출력되는 표시용 신호의 주파수가 입력된 화상데이터신호의 3배로 된다. 또한, 최근의 고품위 TV(HDTV)의 개발에 따라 신호주파수 대역이 높은 신호소스에 대응하여, 화상 표시장치에서 처리되는 신호주파수는 증가하는 경향에 있다. 다결정실리콘 또는 단결정실리콘으로 형성된 LCD기판은 응답주파수에 한계가 있다. 따라서, 기판상의 회로에 의해 처리되는 신호의 주파수가 기판의 응답주파수를 초과하면 문제가 일어난다. 그 신호는 기판의 응답이 상기 신호를 따를 수 없으므로(신호의 전송속도는 느리다) 신호가 지연되게 된다. 또한, 기판의 발열량이 많아지게 되어 IC의 동작이나 액정의 광학적 성질에 좋지 않은 영향을 미친다.
제28도를 참조하여 설명한 구동회로(29)의 경우, 영상 데이터신호의 전송시간은 1/3 TV 필드 기간까지 연장되나, 신호처리속도(샘플링속도)를 감소시키는 데는 불충분하다.
액정의 열화를 방지하기 위한 표시용 신호는 극성이 반전된다. 따라서 액정의 응답속도를 빠르게 하기 위해서는 액정에 대한 인가전압을 높이는 것이 필요하다. 이 때문에 LCD기판은 충분한 내압성을 갖는 것이 필요하다. 그러나, 기판의 내압전압을 높이면 다음과 같은 단점이 생긴다 : (1) 기판의 응답 주파수가 저하된다. 따라서 이 응답 주파수의 저하에 따른 상기 문제가 더욱 심각하게 된다. (2) 시스템의 설계룰(design rule)이 커지게 되어, 배선의 두께와 각종 소자(트랜지스터, 커패시터 등)의 사이즈가 커져 표시장치전체의 컴팩트화가 어렵게 된다.
본 발명의 화상표시장치는 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 상기 화상표시장치는, 각 화소에 표시용 신호를 공급하는 표시구동수단; 각 화소에 주사 신호를 공급하고, 소정의 기입시간동안 각 화소가 상기 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 주사수단; 및 각 화소의 기입시간을 상기 주사수단에 의한 주사의 진행에 따라 변조하기 위한 기입시간 변조수단을 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 주사수단은 상기 매트릭스의 제1방향으로 연장되어 배치된 복수의 주사선을 갖고, 각 주사선은 상기 제1방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되고, 그 접속된 화소에 상기 주사신호를 공급하며, 상기 표시구동수단은 상기 매트릭스의 제2방향으로 연장되어 배치된 복수의 신호선을 갖고, 각 신호선은 상기 제2방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되고, 그 접속된 화소에 상기 표시용 신호를 공급하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 복수의 주사선중 적어도 하나의 주사선에 접속된 화소들의 기입시간이 다른 주사선에 접속된 화소들의 기입시간과 다르도록 기입시간을 변조한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 표시구동수단은 소저의 전송기간동안 상기 화소에 표시용 신호를 공급하고 상기 기입시간 변조수단은 상기 전송시간을 표시될 화상에 따라 변경한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 화상표시장치는 표시용 신호의 소정 특징에 따라 상기 표시용 신호를 식별하고 신호식별정보를 생성하는 신호식별수단을 더 포함하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 신호식별정보에 따라 상기 전송시간의 변조를 행한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호(video signal)이며, 상기 신호식별수단은 상기 영상신호의 색성분 및 휘도성분중 적어도 일방의 상위(相違)에 따라 상기 영상신호를 식별한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 표시용 신호를 축적하고, 축적된 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 메모리수단을 포함하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 축적된 표시용 신호가 상기 메모리수단으로 부터 출력되는 타이밍을 제어하고, 이에 따라 상기 전송시간의 변조를 행한다.
다른 실시예에 있어서 , 상기 표시수단은 액정표시소자이다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 입력된 아날로그영상신호를 디지털데이터신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단; 상기 디지털데이터신호로 수취하고, 상기 디지털데이터신호를 필드마다, 동시에 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 메모리 수단; 상기 메모리수단에 축적된 디지털데이터신호를 수취하고, 이 수취된 디지털데이터신호를 시간신장 또는 시간압축하는 시간축변조수단; 상기 시간신장 또는 시간 압축된 디지털데이터신호를 표시용 데이터신호로 변환하는 디지털 신호변환수단; 상기 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 표시수단으로 전송하는 데이터전송수단; 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사수단; 및, 상기 아날로그/디지탈 변환수단, 상기 메모리수단, 시간축변환수단, 디지털 신호변환수단, 데이터 전송수단, 및 데이터 주사수단을 제어하여 표시를 행하게 하는 제어수단을 포함하며, 상기 각 화소는 화소에 저장될 표시용 데이터신호를 유지하는 데이터유지수단을 포함하고, 상기 아날로그/디지탈 변환수단, 상기 메모리수단, 상기 시간축변환수단, 상기 디지털신호변환수단, 상기 제어수단중 적어도 하나와 상기 데이터전송수단, 상기 데이터 주사수단 및 상기 데이터 유지수단이 동일 기판상에 형성된다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 입력된 아날로그영상신호를 샘플링하고 표시용 데이터신호를 생성하는 샘플링 수단; 상기 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 필드마다, 또한 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 메모리 수단; 상기 메모리수단에 축적된 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 상기 표시수단으로 전송하는 데이터전송 수단; 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사수단; 및 상기 샘플링수단, 상기 메모리수단, 데이터전송수단, 및 데이터 주사수단을 제어하여 표시를 행하게 하는 제어수단을 포함하며, 상기 각 화소는 저장될 표시용 데이터신호를 유지하는 데이터유지수단을 포함하고, 상기 샘플링수단, 상기 메모리수단, 및 상기 제어수단중 적어도 하나와, 상기 데이터전송수단, 상기 데이터 주사수단 및 상기 데이터 유지수단이 동일 기판상에 형성된다.
또한, 본 발명의 액정표시장치는 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 입력된 아날로그영상신호를 샘플링하고 표시용 데이터신호를 생성하는 샘플링 수단; 상기 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 축적하는 메모리 수단; 상기 메모리수단에 축적된 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 상기 표시수단으로 전송하는 데이터전송수단; 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 특정하는 데이터 주사수단; 및, 각 화소마다 구비된 저장될 표시용 데이터신호를 유지하는 데이터유지수단; 을 포함하며, 상기 샘플링 수단 및 메모리수단은 상기 표시수단의 각 화소마다 구비된다.
한 실시예에 있어서 , 상기 샐플링수단, 상기 메모리수단, 및 상기 데이터유지수단은 동일 기판상에 형성된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 화상표시장치는 액정표시장치이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 동일 기판상에 형성된 상기 각 수단은, 단결정실리콘, 사파이어위에 형성된 단결정실리콘, 다이아몬드, 및 다결정실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 사용하여 형성된 회로소자이다.
본 발명의 다른 양태에 의하며, 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단, 상기 매트릭스의 제1방향으로 연장되어 배치된 복수의 주사선을 갖고, 각 주사선은 상기 제1방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되는 주사수단, 상기 매트릭스의 제2방향으로 연장되어 배치된 복수의 신호선을 갖고, 각 신호선은 상기 제2방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되는 표시구동 수단을 포함하는 화상표시장치를 필드순차주사방식으로 구동하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 소정의 전송시간동안 상기 신호선을 통해 각 화소에 표시용 신호를 공급하는 단계; (b) 상기 복수의 주사선에서 하나의 주사선을 선택하는 단계; (c) 상기 선택된 주사선을 통해 각 화소에 주사신호를 공급하는 단계; (d) 상기 주사신호에 따라, 소정의 기입시간동안 상기 선택된 주사선에 접속된 각 화소에 표시용 데이터신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 단계; 및 (e) 상기 기입시간을 상기 선택된 주사선에 따라 변조하고, 상기 복수의 주사선중 적어도 하나의 주사선에 접속된 화소들의 기입시간이 다른 주사선에 접속된 화소들의 기입시간과 다르도록 하는 단계를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 단계 (e)에서 상기 기입시간은 상기 주사선이 선택되는 순서에 따라 서서히 변화하도록 변조된다.
다른 실시예에 있어서, 표시될 화상에 따라 상기 전송시간을 변경시키는 단계 (f)를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단계(f)는 상기 표시용 신호의 소정 특징에 기초하여 이 표시용 신호를 식별하고 신호식별정보를 생성하는 단계 (g); 및 상기 신호식별정보에 기초하여 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (h)를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서 상기 표시용 신호는 영상신호이며, 상기 단계(g)에서 이 영상신호중 적어도 일방의 상위에 기초하여 영상신호가 식별된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단계 (f)는 상기 표시용 신호를 축적하는 단계 (i); 축적된 상기 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 단계 (i); 및 상기 타이밍을 제어함으로써 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (k)를 포함한다.
또한, 본 발명에 의하면 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하는 화상표시장치를 필드순차주사방식으로 구동하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, 입력된 아날로그영상신호를 디지털데이터신호로 변환하는 단계; 상기 디지털데이터신호를 필드마다, 동시에 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 단계; 상기 축적된 디지털데이터신호를 시간신장 또는 시간압축하는 시간축변조단계; 상기 시간신장 또는 시간압축된 디지털데이터신호를 표시용 데이터신호로 변환하는 단계; 상기 표시용 데이터신호를 소정의 전송시간동안 상기 표시수단으로 전송하는 단계 (a); 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사단계 (b); 소정의 기입시간동안, 상기 화소가 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 단계 (c); 상기 단계 (a),(b) 및 (c)를 소정회수 실행하는 단계 (d); 및 각 화소의 기입시간을 상기 단계 (d)에서 얻어진 단계(b)의 실행회수에 따라 변조하는 단계 (e)를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 단계 (e)에 있어서 상기 단계 (d)에서 반복되는 소정 실행회수중 1회의 단계 (c)의 기입시간은 다른 회수에서의 단계 (c)의 기입시간과 다르도록 변조된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 전송시간을 표시될 화상에 따라 변경시키는 단계(f)를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단계(f)는 상기 표시용 신호의 소정 특징에 기초하여 표시용 신호를 식별하고 신호식별정보를 생성하는 단계 (g); 및 상기 신호식별정보에 기초하여 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (h)를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호이며, 상기 단계 (g)에서 이 영상신호중 적어도 일방의 상위에 기초하여 영상신호가 식별된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단계 (f)는 상기 표시용 신호를 축적하는 단계 (i); 축적된 상기 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 단계 (j); 및 상기 타이밍을 제어함으로써 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (k)를 포함한다.
또한, 본 발명에 의하면, 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하는 화상표시장치를 필드순차주사방식으로 구동하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, 입력된 아날로그영상신호를 샘플링하고 표시용 데이터신호를 생성하는 단계; 상기 표시용 데이터신호를 필드마다, 또한 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 단계; 상기 메모리수단에 축적된 표시오 데이터신호를 표시수단으로 전송하는 단계 (a); 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사단계(b); 소정의 기입시간동안, 상기 화소가 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 단계 (c); 상기 단계 (a), (b) 및(c)를 소정회수 실행하는 단계 (d); 및 각 화소의 기입시간을 상기 단계 (d)에서 얻어진 단계 (b)의 실행회수에 따라 변조하는 단계 (e)를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 단계 (e)에 있어서 상기 단계 (d)에서 반복되는 소정 실행회수중 1회의 실행에서의 단계 (c)의 기입시간은 다른 동작에서의 단계 (e)의 기입시간과 다르도록 변조된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 전송시간을 표시될 화상에 따라 변경시키는 단계 (f)를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단계 (f)는 상기 표시용 신호의 소정 특징에 기초하여 이 표시용 신호를 식별하고 신호식별정보를 생성하는 단계 (g); 및 상기 신호식별정보에 기초하여 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (h)를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호이며, 상기 단계 (g)에서 이 영상신호중 적어도 일방의 상위에 기초하여 영상신호가 식별된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 단계 (f)는 상기 표시용 신호를 축적하는 단계 (i); 축적된 상기 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 단계 (j); 및 상기 타이밍을 제어함으로써 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (k)를 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 (1) 표시화면에 있어서의 휘도얼룩 또는 플리커등의 발생 및 밝기의 감소를 방지하고, 화상의 색을 자연의 색조로 표시할 수 있는 매우 향상된 화질을 갖는 화상표시장치를 제공하고, (2) 소형으로 회로구성이 간단하며, 동일기판에 주변회로를 모노리식으로 장착함으로써 회로동작이 안정되고 샘플링속도를 감소시켜 보다 깨끗한 화상을 표시할 수 있는 화상표시장치를 제공한다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명의 실시예 1의 화상표시장치(11)를 개략적으로 도시한 것이다. 제1도에서는 화상표시장치(11)의 화소표시부 주변의 신호처리 시스템의 구성을 볼 수 있다. 이 화상표시장치(11)의 화소표시부(100)에는 복수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 필드 순차주사방식으로 구동된다. 이 화상표시장치(11)에는 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 데이터신호로 변환하는 A/D 변환장치들 (20R, 20G, 20B)로 구성된 A/D 변환기(20), 변환된 디지털 데이터신호를 필드마다 별도로 축적하고 그와 동시에 1개 이상의 필드에 대응하는 데이터를 축적하기 위한 메모리(30), 메모리(30)로부터 수신되는 디지털 데이터신호들을 시간신장 또는 시간압축하는 시간축 변조회로(40), 시간신장 또는 시간압축된 디지털 데이터신호를 아날로그 표시용 데이터신호로 변환하는 복수의 D/A 변환장치들로 구성된 D/A 변환기 (50), 표시용 데이터신호를 화소표시부(100)로 전송하는 데이터 전송회로(60), 화소표시부(100)의 복수의 화소들중에서 상기 전송된 표시용 데이터신호들을 격납하는 화소를 지정하는 데이터 주사회로(70), 및 상기 회로들을 제어하는 제어회로(80)가 있다.
복수의 주사선들이 데이터 주사회로(70)에 접속된다. 이들 주사선들은 화소 매트릭스의 제1방향(행방향)으로 연장되고, 주사선 각각에는 행방향으로 배열된 화소들이 접속된다. 제어회로(80)에서 출력된 제어신호에 응답하여, 데이터 주사회로(70)는 표시용 데이터신호를 격납해야 하는 화소를 갖는 주사선을 선택하고, 선택된 주사선에 주사신호를 공급한다.
데이터 전송회로(60)에는 복수의 신호선들이 접속된다. 이들 신호선들은 화소 매트릭스의 제2방향(열방향)으로 연장되고, 신호선 각각에는 열방향의 화소들이 접속된다. 데이터 전송회로(60)는 신호선을 통해 접속된 화소들에 표시신호들을 공급한다.
본 실시예에 있어서, 영상신호는 적색신호,(R), 녹색신호(G) 및 청색신호(B)로 분할되어 표시장치(11)로 입력된다. 이들 표시용의 각 색상 신호들( 이하, 간단히색신호라 한다)은 데이터 입력단자(10R,10G,10B)로 각각 공급된다. A/D 변환장치들(20R, 20G, 20B)은 각각 색신호(R,G,B)에 대응한다. A/D변환장치(20R,20G,20B)에 의해 디지털 신호로 변환된 색신호들은 메모리(30)으로 출력된다.
메모리(30)는 각각 1필드의 입력신호들을 기억하는 9개의 데이터 기억소자 (31-39)로 구성된다. 본 실시예에서는, 각 색신호마다 3개의 데이터 기억소자들을 할당한다. 구체적으로, 데이터 기억소자 (31,32,33)는 A/D변환장치(20R)에 접속되고, 데이터 기억소자(34,35,36)는 A/D 변환장치(20G)에 접속되며, 데이터 기억소자 (37,38,39)는 A/D 변환장치 (20B)에 접속된다. 메모리는 제n필드, 제(n + 1)필드 및 제(n + 2)필드의 각 색신호에 대한 3개 필드기간분의 데이터를 기억한다.
메모리(30)에 기억된 색신호들은 제어회로(80)의 제어하에 시간축 변조회로(40)로 출력된다. 시간축 변조회로는 메모리(30)에서 공급된 색신호들을 시간축 방향으로 신장 또는 압축한다. 이때, 후술하는 바와 같이, 메모리의 각각의 데이터 기억소자(31-39)가 복수의 출력들을 병렬로 갖는다면, 각 색신호는 시간축 방향을 따라 복수의 신호로 더 분할되어 병렬로 출력될 수 있다 (제6도 참조). 이것에 의해, 각 색신호는 더 시간신장 또는 시간압축될 수 있다. 변조된 색신호(디지털 신호)는 D/A변환기(50)로 입력되어 아날로그 신호로 변환된다. D/A변환기(50)는 화소표시부(100)의 화소 매트릭스의 행 방향으로 배열된 복수의 D/A 변환장치로 구성된다. D/A 변환장치들은 메모리의 데이터 기억소자(31-39) 각각의 복수의 병렬 출력들에 대응한다. D/A 변환기 (50)에서 출력된 아날로그 색표시신호는 데이터 전송회로(60)로 공급되고, 데이터 전송회로는 아날로그 색표시신호를 기초로 액정을 구동하는 전압신호를 생성하고 제어회로(80)로부터의 제어신호에 따라 화소표시부(100)에 상기 전압신호를 공급한다.
화소표시부(100)에는 다음과 같이 화상이 표시된다. 주사선들은 데이터 주사회로(70)에 의해 순차적으로 선택주사되고, 선택된 주사신호에 접속된 화소에 데이터 전송회로(60)로부터 전압신호(표시신호)가 공급된다.
각 화소의 구성은 제25, 28도에 도시된 등가회로도와 비슷하다. 즉, 각 화소의 구동회로는 제25, 28도의 구동회로(28,29)와 유사하고, 이 구동회로에는 구동소자, 보조용량, 및 버퍼 증폭회로가 있고 필요에 따라 유지 용량과 스위치가 추가된다. 이들 소자에 의해 화소구동부(100)에 데이터가 유지된다.
본 실시예에 있어서는, 데이터전송회로(60)와 데이터주사회로(70) 뿐만 아니라 기타 주변 구동회로 (A/D 변환기 20, 메모리 30, 시간축 변환회로 40, D/A 변환기 50, 제어회로 80을 포함함)가 화소구동부(100)가 형성된 기판상에 실장된다. 즉, 제1도의 파단선 (b)로 둘러싸인 소자들이 파단선 (a)로 둘러싼 소자들과 함께 동일 기판상에 형성되는 것이다. 파단선 (b)로 둘러싼 주변 소자들 전체를 동일 기판상에 형성할 필요는 없지만, 적어도 이들중의 하나는 원하는 회로설계에 따라 기판상에 형성되는 것이 좋다.
상기 주변 소자들을 동일 기판상에 형성하려면, 회로의 동작속도(즉, 디지털 신호처리를 위한 샘플링신호의 주파수)를 기판의 응답주파수보다 낮추어야 한다. 예컨대, 단결정 실리콘 기판을 사용한 경우에는, 이동도가 500-1500 cm/Vs이다. 이 경우, 샘플링 주파수는 30 MHz 이하로 설정한다.
샘플링 주파수는 다음과 같이 낮출 수 있다.
화상표시장치(11)에 따르면, 인터레이스된 영상신호를 입력할 때, 인터레이스 없이 표시가 행해진다. 즉, 1 TV 프레임의 모든 정보가 1 TV 필드 기간중에 화소표시부에 표시된다. 본 설명에서, n번째 TV 필드의 적색신호는 Rn으로, n번째 TV 필드의 녹색신호는 Gn으로, n번째 TV 필드의 청색신호는 Bn으로 표시한다. 마찬가지로, ( n + 1 )번째 TV 필드의 적색신호, 녹색신호 및 청색신호는 각각 Rn+1, Gn+1, Bn+1로 표시된다.
3개의 TV 필드에 대응하는 색신호들, 즉 적색신호 Rn+1, Gn+1, Bn+1, 녹색신호 Gn, Gn+1, Gn+2, 청색신호 Bn, Bn+1, Bn+2가 화상표시장치(11)로 입력된다. 이들 아날로그 신호들은 A/D 변환기(20)에서 디지털신호로 변환되어 메모리(30)로 입력된다.
상기 디지털 신호들은 다음과 같이 메모리(30)으로 입력된다. n 번째 TV 필드의 색신호들 Rn, Gn, Bn은 데이터 기억소자 (31,34,37)에 저장된다. (n+1)번째 TV 필드의 색신호들 Rn+1, Gn+1, Bn+1은 데이터 기억소자 (32,35,38)에 저장된다. 이어서, (n+2)번째 TV 필드의 색신호들을 Rn+2, Gn+2, Bn+2데이터 기억소자(33,36,39)에 저장된다. (n+2)번째 필드의 색신호들을 데이터 기억소자에 기입하고 있는 동안, n번째 및 (n+1)번째의 2개 필드의 색신호들이 출력되고 표시된다. 이것은 1 TV 프레임을 커버하는 모든 정보들이 출려되고 표시됨을 의미한다.
색신호들 Rn, Rn+1은 제어회로(80)의 제어하에 선택되어 메모리(30)에서 출력된다. 상술한 바와 같이, 메모리(30)에 저장된 데이터는 수평 시간축을 따라 시분할(1/3 TV 필드분마다)된다. 선택되어 출력된 데이터는 시간축 변조회로(40)에 의해 수평 시간축을 따라 신장된다. 메모리(30)의 각각의 데이터 기억소자에 복수의 출력들이 병렬로 있으면, 제6도에 도시된 바와 같이, 각 신호는 복수의 신호로 분할되어 출력된다. 따라서, 신호가 시간축을 따라 더 신장되므로, 색신호의 주파수를 낮출 수 있다.
이어서, 시간 신장된 데이터를 D/A 변환기(50)에서 표시용 아날로그 신호로 변환한다. 변환된 아날로그 신호들은 데이터 전송회로(60)로 입력된 뒤, 액정을 구동하는 전압신호로서 화소에 공급된다.
주파수를 낮추는 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 각 화소용 구동회로를 제2a도에 도시하였다. 이 구동회로는 상술한 종래예의 구동회로(29)와 동일하다. 제3도는 데이터전송회로(60)에 의해 전송된 n번째 및 (n+1)번째 필드의 전송시간 τ와 표시시간 TR, TG, TB를 보여주는 타이밍차트이다. 3색의 색신호를 필드순차주사하여 1TV 프레임을 형성하기 때문에, 1/3 TV 필드기간에 각각의 색신호가 표시된다. 이들 3색의 표시데이터는 유지용량(4a, 4b)에 교호로 전송된다. 따라서, 1색의 표시데이터는 다른 색이 표시되는 동안 전송될 수 있다. 그러므로 각각의 색에 대한 표시데이터의 전송시간 τ를 1/3 TV 필드기간까지 신장할 수 있다. 이런 동작에 의해, 신호처리 주파수를 대폭 낮출 수 있다. 이렇게 하면 LCD 기판에 주변회로를 모노리식하게 실장할 수 있다. 또, 데이터 유지수단과 후술하는 데이터 샘플링수단을 배치하면, 전송시간을 1TV 필드기간까지 신장할 수 있다.
본 실시예에서는, 시간축 변조회로(40)가 제1도와 같이 메모리 (30)와 D/A변환기 (50)사이에 배치된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 메모리(30)으로부터 데이터를 판독하는 타이밍을 변화시켜도 시간축을 따른 신장을 실현할 수 있다.
LCD 기판상에 주변회로를 형성하려면, 필연적으로 기판의 대응주파수가 충분히 높아야 한다. 대응주파수가 높은 기판을 얻으려면, 기판의 내압전압을 최소화해야 한다. 따라서, 본 발명에서는, 화소표시부(100)에서 아날로그 신호의 전압을 낮추기 위해 다음과 같이 개선을 하였다. 즉, 교류전압신호로 액정을 구동하여 액정의 열화를 방지한다( 제4a도 참조 ). 이런 동작에서는, 제4b도와 같이, 공통전원을 교류구동하여 액정에 인가된 전압신호의 진폭 증가를 방지한다.
또, 동일 기판에 다수의 배선이 형성되면, 이들 배선이 차지하는 기판의 면적이 넓어져 크로스토크가 증가된다. 제23도의 종래의 표시장치(18)에서는 메모리 선택회로(22)에 메모리(21)를 접속하는데 많은 배선이 필요하다. 이렇게 되면 이들 회로들을 LCD 기판에 형성하기가 곤란하다. 이런 문제를 해결하려면, 본 실시예의 메모리(30)의 데이터 기억소자(31-39) 각각의 출력이 OFF되었을 때 이들의 출력단자의 임피던스가 오픈상태로 유지되도록 설계해야 한다. 예컨대, 데이터 기억소자(31-39) 각각의 출력부를 제2b도와 같이 구성하면 출력 임피던스를 개선할 수 있다. 이런 구성에 의해, 메모리(30)로부터 출력된 신호들을 전송하는데 하나의 공통배선만을 배치해도 된다(제1도 참조). 또, 메모리(30)로부터 출력될 신호의 선택이 제어회로(80)에 의해 제어되므로, 메모리선택회로(22)를 없앨 수 있어, 회로의 집적화가 용이하게 실현될 수 있다.
제1도에 도시된 메모리(30)(즉, 데이터 기억소자 31-39)에 대해 설명한다. 일반적으로, 반도체 메모리 등의 기억소자는, 제5a도에 도시된 바와 같이, 1개의 입력에 대해 1개의 출력을 갖는다. 한편, 시간축상의 다른 지점(또는 기간)의 정보를 동시에 판독할 필요가 있을 때는, 제5b도와 같이, 기억소자가 한개의 입력에 대해 복수개의 출력을 갖는 것이 좋다. 즉, 직렬로 입력된 데이터를 기억하여 필요에 따라 병렬로 출력하는 기억소자에 응용된다.
제7도는 데이터 기억소자(31)의 일례를 도시한 것이다. 시간축상의 시계열 Ao, A1...의 데이터를 기억장치(31)의 기억영역(a,b,c), (a,b,c+1),...에 각각 격납한다고 하자. 이들 데이터를 판독할 때, 시계열 Ao, A1...의 데이터는 기억 영역(a,b)로 데이터를 지정하여 기억장치(31)의 각각 다른 출력포트로부터 동시에 판독될 수 있다. 즉, 기억영역 (a,b,c) ~ (a,b,c+n)에 기억된 모든 데이터는 기억영역(a,b)을 지정하여 n+1개의 각각 다른 포트로부터 동시에 판독될 수 있다.
본 실시예의 화상표시장치(11)의 효과를 설명한다. 이들 효과들은 후술하는 실시예 2 내지 4에도 적용할 수 있다. 본 실시예의 화상표시장치(11)에서는 , 여러 기능을 갖는 회로들을 화상표시장치에 포함된 2개의 기판중 하나에 모노리식하게 실장한다. 즉, 본 발명에 따르면, IC등의 모든 주변회로를 2개의 기판중 적어도 하나에 모노리식하게 실장한다. 이들 주변회로들은 종래에는 기판 외부에 배치된 것이다. 또, 기억소자 등의 데이터 유지소자가 매 화소에 제공된다.
본 발명의 화상표시장치(11)는 종래의 장치에 비해 다음과 같은 이점을 갖는다.
(1) 회로설계의 최적화에 의해 회로발진의 방지가 가능.
IC내부의 배선의 위치, 형 및 길이는 설계법칙에 따른 레이아웃에 의해 결정된다. 따라서, 회로의 발진을 방지하는 최적의 레이아웃이 가능하여, 회로발진에 의한, 동작의 불안정성을 제거할 수 있다.
(2) 노이즈의 발생의 방지가 가능.
IC에 회로를 모노리식하게 실장할 수 있기 때문에, 회로배선의 길이를 가능한한 짧게 설계할 수 있다. 이렇게 하면 안테나 등의 회로배선의 작용을 최소화하여, 노이즈 발생을 억제할 수 있는 시스템의 설계가 가능하다.
(3) 신호지연을 억제할 수 있음.
상술한대로, IC상에 각종 회로들을 모노리식하게 실장하여 회로배선의 길이를 최대한 짧게 할 수 있다. 회로의 배선폭도 프린트 기판배선과 비교해 좁게 할 수 있다. 따라서, 회로배선의 기생용량의 발생을 낮출 수 있다. 회로배선과 IC 사이의 접촉부분의 접촉용량도 낮출 수 있다. 따라서, 기생용량에 의한 신호지연을 최소화 할 수 있는 것이다.
(4) IC성능의 변화에 기인한 표시변화를 방지할 수 있음.
A/D 변환기(20), D/A 변환기(50), 데이터 전송회로(60)등을 화상표시장치의 기판상에 모노리식하게 실장할 수 있기 때문에, 수율과 웨이퍼의 상위에 의한 IC 성능의 변화와 이에 따른 표시의 변화가 발생하지 않는다.
(5) 비용을 절감할 수 있음.
한쌍의 기판을 포함한 표시부 자체의 비용이 LCD장치에 각종 IC를 모노리식하게 실장하기 때문에 증가하기는 하지만, 모든 주변회로를 포함해 비교하면, 종래의 표시장치에 비해 전체 비용이 크게 절감될 수 있다. 또, 프린트 기판, 이 기판상의 배선, 및 종래의 표시장치에 필요한 프린트 기판들 사이의 배선이 불필요하므로, 프린트 기판의 조립 비용이 절약할 수 있다. 따라서 , 전체적으로는 상당한 비용절감을 달성할 수 있다.
(6) 액정표시장치 전체를 소형화 할 수 있음
LCD 장치의 기판상에 주변회로들을 모노리식하게 장착하므로 이들 주변회로용 공간이 불필요하다. 이 때문에, 장치의 구성의 대폭적인 소형화를 실현할 수 있다. 따라서, 박형, 소형의 고성능 화상 표시장치를 이용하는 전자기기가 실현될 수 있다.
[실시예 2]
제8도는 본 발명의 실시예 2의 화상표시장치(12)를 도시한 것이다. 실시예 1에서 설명한 화상표시장치(11)의 구성요소에 대응하는 부분에는 동일한 도면 부호를 붙였다. 표시장치(12)에는 실시예 1의 화상표시장치(11)의 A/D 변환기(20)와 D/A 변환기(50)가 없다. 대신에, 외부에서 입력된 아날로그 영상신호를 디지털신호로 변환하지 않고 사용한다. 이 아날로그 신호들은 커패시터 등의 기억수단에 보유된다.
본 실시예에서는 실시예 1과 마찬가지로, 영상신호들을 적색신호(R), 녹색신호(G), 청색신호(B)로 분할하여 화상표시장치(12)로 입력한다. 이들 표시용 색신호들은 대응 데이터 입력단자(10R,10G,10B)로 공급된다. 입력된 색신호들은 대응 샘플링장치 (200R,200G,200B)에 의해 샘플링된다. 샘플링된 색신호들은 메모리(30)로 출력된다.
메모리(30)는 각각 1 필드의 입력신호들을 기억하는 9개의 데이터 기억소자 (31-39)로 구성된다. 본 실시예에서는 각 색신호에 대해 3개의 데이터 기억소자들을 할당하고, 각 데이터 기억소자에는 커패시터 등이 있다. 메모리(30)는 데이터 전송회로(60)에 접속된다. 데이터 기억소자들은 제어회로(80)에 의해 제어된다.
본 실시예에서는 데이터 전송회로(60)와 데이터 주사회로(70)는 물론 주변 구동회로(샘플링 회로 200R,200G,200B, 메모리 30, 제어회로 80을 포함)가 화소표시부(100)가 실장된 하나의 기판상에 실장된다. 즉, 제8도의 파단선 (b)로 둘러싸인 구성 요소들이 파단선 (a)로 둘러싸인 구성요소들과 함께 동일한 기판상에 형성된다. 파단선 (b)로 둘러싸인 모든 주변소자들을 동일 기판상에 형성할 필요는 없지만, 적어도 그중 하나는 필요한 회로설계에 따라 동일 기판에 형성하는 것이 좋다.
제8도에는 시간축 변조회로(40)가 도시되어 있지 않지만, 필요하다면 실시예 1과 마찬가지로 배치될 수 있다. 시간축 변조회로(40)는 메모리(30)와 데이터전송회로(60) 사이에 배치되는 것이 좋지만, 메모리(30)에서 데이터를 판독하는 타이밍을 변화시켜도 시간축에 따른 신장을 실현할 수 있다.
실시예 1에서 설명한 효과를 본 실시예에서도 얻을 수 있다. 또, A/D 변환기와 D/A 변환기를 실시예 1의 회로구성에서 없앨 수 있기 때문에, 회로구성을 더 단순화 할 수 있다.
[실시예 3]
제9도는 본 발명의 실시예 3의 화상표시장치(13)를 도시한 것이다. 실시예 1,2와 동일한 구성요소들에는 동일한 도면부호를 붙였다.
제9도에 따르면, 화소부(500)에 배치되는 구동회로로서, 화상표시장치(13)에 샘플링회로(200), 데이터 유지회로(600), 색선택회로(800) 및 데이터를 표시용 전압신호로 변환하는 데이터 변환회로(300)가 있다. 이 화상표시장치(13)에는 데이터 주사회로(70), 시프트레지스터(400), 및 색선택회로(800)를 구동하는 신호를 생성하는 색선택 구동회로(810)가 더 있다.
본 실시예에서는 실시예 1, 2와 마찬가지로, 영상신호를 적색신호(R), 녹색신호(G), 청색신호(B)로 분할하여 화상표시장치(13)로 입력한다. 이들 색신호들은 대응데이터 입력단(10R,10G,10B)로 공급된다.
시프트레지스터(400)는 행 방향으로 배열된 복수의 화소(화소 행)에 대한 샘플링펄스를 출력한다. 샘플링회로(200)에는 2쌍의 트랜지스터(Tr1,Tr2,Tr3) (Tr4,Tr5,Tr6)와 2개의 AND회로(250)가 있다. 데이터 입력단자를 통해 입력된 3개의 색신호는 이들 2쌍의 트랜지스터(Tr1-Tr3)(Tr4-Tr6)에 각각 공급된다. 2개의 AND회로(250)중의 하나는 데이터 주사회로(70)에서 주사선(71)을 통해 공급된 주사신호와 시프트레지스터(400)에서 공급된 신호의 논리 AND를 계산한다. 마찬가지로, 나머지 AND회로(250)는 데이터 주사회로(70)에서 주사선(72)을 통해 공급된 주사신호와 시프트레지스터(400)에서 공급된 신호의 논리 AND를 계산한다. 2쌍의 트랜지스터(Tr1-Tr3)(Tr4-Tr6) 각각의 스위칭은 대응 AND회로(250)의 출력에 의해 제어된다. 데이터 주사회로(70)는 주사선(71,72)을 통해 주사신호를 교호로 출력한다.
데이터 유지회로(600)에는 유지용량(C1,C2,C3,C4,C5,C6) 이 있다. 이들 용량은 커패시터로 구성되고 각각 2쌍의 트랜지스터(Tr1-Tr3)(Tr4-Tr6)를 통해 공급된 아날로그 신호에 대응하는 전하들을 축적한다. 색선택회로(800)에는 트랜지스터가 (Tr7-Tr12)있다. 이들 트랜지스터의 스위칭은 색선택 구동회로(810)에 의해 공급되는 제어신호에 의해 제어된다. 단결정 실리콘 기판을 사용할 때는, 이들 트랜지스터는 MOSFET로 된다. 트랜지스터(Tr7-Tr12)의 출력단자들은 데이터변환회로 (300)에 접속된다.
데이터변환회로(300)는 화소부(500) 외부에 배치될 수도 있고, 또는 화소부의 내부와 외부 양쪽에 배치될 수도 있다.
제9, 10도를 참조하여, 본 실시예의 화상표시장치(13)의 동작을 자세히 설명한다.
n번째 TV 필드의 색신호 Rn, Gn, Bn가 데이터 입력단자 10R, 10G, 10B를 통해 화상표시장치(13)에 입력되면, 주사선(72)과 교호로 배열된 주사선(71)이 수직주기로 작용하여 이곳을 통해 주사신호들이 순차적으로 공급될 수 있다. 시프트레지스터(400)는 수평주기에서 수평방향으로 순차적으로 펄스를 공급한다. 주사선(71)에 대응하는 샘플링회로(200)의 트랜지스터(Tr1,Tr2,Tr3)는 AND회로(250)를 통해 ON되어, 색신호들 Rn, Gn, Bn의 샘플링을 허용한다. 샘플링된 색신호들은 데이터 유지회로 (600)내의 유지용량(C1-C3)에 보유된다.
상기 동작은 최종 주사선이 주사될 때까지 반복되어, N번째 TV필드의 모든 데이터들이 유지용량(C1-C3)에 저장된다. 이어서, 주사선(72)이 순차적으로 동작하여, (n+1)번째 TV필드의 색신호들이 데이터 유지회로(600)의 유지용량(C4-C6)에 저장된다.
(n+1)번째 필드의 데이터가 유지용량(C4-C6)에 기입되는 동안, 색선택 구동회로(810)에 의해 색선택 신호선들이 순차적으로 작동된다. 이런 선택 동작에 의해, 색선택회로(800)의 트랜지스터 (Tr7,Tr8,Tr9) 가 1/3 필드마다 순차적으로 ON되어 (제10도 참조) , 유지용량(C1-C3)에 보유된 n번째 TV 필드의 색신호들이 데이터 변환회로(300)로 출력될 수 있다.
상기 화상표시장치(13)가 LCD 장치라면, 데이터 변환회로(300)는 액정을 교류전압신호로 구동시킬 수 있도록 여기서 출력된 신호의 극성을 반전시키는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이들 색신호들은 데이터 변환회로(300)에 의해 표시용 전압신호로 변환되고, LC 용량(1)에 순차적으로 인가된다. 각 화소는 LC 용량(1)에 인가된 전압에 따라 색신호 R, G, B를 표시한다.
이어서, (n+2)번째 TV 필드용 표시데이터가 데이터 유지회로(600)에 기입되는 동안 (n+1) 번째 TV 필드의 표시신호들에 의해 트랜지스터 Tr10, Tr11, Tr12가 ON된다. 이 동작에 의해, 각각의 색의 표시데이터가 화소에 기입되어, 적색화상, 녹색화상 및 청색화상을 1 TV 필드주기내에 순차적으로 표시할 수 있다.
본 실시예에서는, 데이터 유지회로(600)로 커패시터를, 색선택회로(800)로 MOS 트랜지스터를 사용했지만, 디지털신호나 아날로그신호를 유지하는 기능을 갖는 다른 소자들도 데이터 유지회로(600)로 사용할 수 있다. 또, 적색신호, 녹색신호, 청색신호중의 하나를 선택하여 출력할 수 있는 스위칭 기능을 갖는 다른 소자를 색선택회로(800)로 사용할 수 있다. 이들 소자의 갯수는 본 실시예의 갯수로 한정되지 않느다.
본 실시예에서는 샘플링회로를 화소부에 배치했지만, 점순차 주사방식의 화상표시장치, 선순차 주사방식, 및 여러선을 동시에 주사하는 주사방식을 채용하는 화상표 시장치내에도 배치할 수 있다.
본 실시예에서는 LCD장치를 예로들어 설명하였지만, 화상표시장치의 특성에 따라서는 본 실시예의 내용을 변화하여 다른 형식의 화상표시장치에도 본 발명을 응용할 수 있음을 쉽게 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 1 TV 필드내의 데이터를 데이터 유지회로에 기입하는 동안 다른 TV 필드의 데이터를 표시할 수 있다. 이 때문에, 데이터 기입시간을 연장 할 수 있다. 그 결과, 주변회로의 동작속도, 특히 샘플링속도를 낮추어, 화소표시부와 동일한 기판상에 주변회로들을 모노리식하게 형성할 수 있다.
[실시예 4]
지금까지의 실시예에서는 데이터 기억소자[메모리(30) 또는 데이터유지 회로(600)]를 화소표시부(100)의 내부나 외부에 배치했지만, 실시예 4에서는 , 화소표시부(100)의 내부와 외부 양쪽에 별도로 배치한다. 후술하는 구성에서, 화소표시부(100) 외부에 별도의 기억소자가 필요할 경우에는, 외부 기억소자의 부담을 경감할 수 있다.
제11a-11c도는 본 발명의 데이터 기억소자의 구성예를 도시한 것이다. 전술한 실시예들과 후술할 실시예들에서, 데이터 기억소자는 이들중의 임의의 구성 또는 이들 구성의 조합일 것이다.
제11a도의 데이터 기억소자(120) 화소부(500) 상에 배치된다. 데이터 기억소자와 표시소자(122) 사이에는 스위칭소자(121)가 형성된다. 스위칭소자(121)는 데이터 기억소자에 저장된 적색신호, 녹색신호, 및 청색신호중의 하나를 선택하여 표시소자(122)로 출력한다. 표시소자(122)는 이곳에 공급된 색신호에 대응하는 표시를 행한다.
제11b도에 도시된 데이터 기억소자에는 각 화소부(500)상에 배치된 데이터 기억소자(120)와 화소부(500) 외부에 배치된 제2데이터 기억소자 (120a)가 포함된다. 제2데이터 기억소자(120a)는 복수의 화소부(500)에 공용될 수 있다. 데이터 기억소자 (120)와 제2기억소자 (120a)는 공통 스위치소자(123)에 접속된다. 이 스위칭소자(123)에 의해, 데이터 기억소자 (120,120a)에 저장된 신호들이 표시소자 (122)에 선택적으로 출력된다.
제11c도에 도시된 데이터 기억소자(120a)는 화소부(500) 외부에 배치되어 복수의 화소부(500)에 공용되는 것이다. 데이터 기억소자(120a)에 저장된 신호는 스위칭소자(123)에 의해 화소부(500)상의 임의의 한 표시소자(122)에 선택적으로 출력된다.
앞의 실시예에서, 설명한 화상표시장치는 단결정실리콘, 사파이어, 다이아몬드, 또는 다결정실리콘을 기판으로 사용할 때 또는 박막을 회로소자로 사용할 때 특히 효과적이다.
본 발명은 통상의 TV 신호를 사용하여 설명되었지만, 컴퓨터를 사용하여 형성된 영상신호 등의 다른 표시신호들도 사용될 수 있다. 상기 실시예들의 구성과 표시 동작은, 표시신호가 인터레이스되는지의 여부; 컬러인지 흑백인지의 여부; 화소표시부 (100)가 하나의 완전한 TV 프레임의 내용을 표시하기에 충분한 수의 주사선을 갖는지의 여부; 프레임이나 필드마다의 데이터에 어떤 처리가 가해지는지의 여부; 표시신호나 디지털 표시데이터의 전송에 사용된 신호선이 각 컬러마다 설정되는지 공유되는지의 여부; 등의 인자에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상기 실시예들에서는 본 발명에 관해 LCD 장치를 예로들어 설명하였지만, 화상표시장치의 특성에 따라 본 실시예의 내용을 바꾸면 다른 형태의 화상표시장치에도 본 발명을 적용할 수 있음을 쉽게 알 수 있다.
[실시예 5]
제12도는 본 발명의 실시예 5의 화상표시장치(14)를 도시한 것이다. 실시예 1에서 설명한 화상표시장치(11)의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 도면부호를 붙였다. 이 화상표시장치(14)에는 실시예 1과 마찬가지로 복수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 있고 필드 순차 주사방식으로 구동된다. 이 황상표시장치(14)에는 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 데이터신호로 변환하는 A/D 변환장치(20R,20G,20B )로 구성된 A/D 변환기(20), 변환된 디지털 데이터신호를 매 필드마다 별도로 저장하고 하나 이상의 필드에 대응하는 데이터를 동시에 저장할 수 있는 메모리(30), 메모리(30)에서 수신된 디지털 영상신호를 시간신장 또는 시간압축하는 시간축 변조회로(40), 시간신장 또는 시간압축된 디지털 데이터 신호를 아날로그의 표시 데이터로 변환하는 복수의 D/A 변환장치들로 구성된 D/A 변환기(50), 표시용 데이터신호를 화소표시부(100)로 전송하는 데이터 전송회로(60), 화소표시부(100)의 복수의 화소들중에서 상기 전송된 표시용 데이터신호들을 기억하는 화소를 지정하는 데이터 주사회로(70), 및 상기 회로들을 제어하는 제어회로(80)가 있다. 본 실시예의 화상표시장치14)에는 메모리(30), 시간축 변조회로(40), 데이터 전송회로(60) 및 데이터 주사회로(70)에 접속되는 기입 시간 변조회로(82)가 더 있다.
영상신호는 먼저 적색신호(R), 녹색신호(G) 및 청색신호(B)로 분할되고 데이터 입력단자 (10R,10G,10B)를 통해 화상표시장치(14)로 입력된다. 입력된 아날로그 신호들은 A/D 변환장치 (20R,20G,20B)에 의해 디지털신호로 변환되어 메모리(30)로 출력된다. 메모리(30)의 동작은 실시예 1의 화상표시장치(11)의 메모리와 동일하다.
메모리(30)에 기억된 색신호들은 제어회로(80)의 제어하에 시간축 변조회로(40)로 출력된다. 시간축 변조회로는 메모리(30)에서 공급된 색신호들을 시간축 방향으로 신장 또는 압축한다. 이때, 상술한 바와 같이, 메모리의 각각의 데이터 기억소자 (31-39)가 복수의 출력들을 병렬로 갖는다면, 각 색신호는 시간축 방향을 따라 복수의 신호로 더 분할되어 병렬로 출력될 수 있다 (제6도 참조). 이것에 의해, 각 색신호는 더 시간신장 또는 시간압축 될 수 있다. 변조된 색신호(디지탈 신호)는 D/A 변환기(50)로 입력되어 아날로그 신호로 변환된다. D/A 변환기(50)는 화소표시부(100)의 화소 매트릭스의 행 방향으로 배열된 복수의 D/A변환장치들은 메모리의 데이터 기억소자 (31-39) 각각의 복수의 병렬 출력들에 대응케 한다. D/A 변환기(50)에서 출력된 아날로그 색표시신호는 데이터 전송회로(60)로 공급되고, 데이터 전송회로는 아날로그 색표시신호에 따라 액정을 구동하는 전압신호를 생성하고 제어회로 (80)로부터의 제어신호에 따라 화소표시부(100)에 상기 전압신호를 공급한다. 기입시간 변조회로(82)는 이곳에 접속된 회로들을 제어하고 화소표시부(100)에 공급된 표시 전압신호의 전송시간과 화소에 공급된 데이터의 기입시간을 변조한다.
이상의 구성요소들은 동일한 기판에 또는 각각 다른 기판에 구성될 수도 있다.
제12도의 화상표시장치(14)의 시간축 변조는 메모리 (30)와 D/A 변환회로 (50)사이에 배치된 시간축 변조회로(40)에 의해 행해지거나, 또는 메모리(30)에서 데이터를 판독하는 타이밍을 변화시켜도 시간축 방향의 신장이나 압축이 실현된다. 화소표시부(100)에는 다음과 같이 화상이 표시된다. 주사선들은 데이터 주사회로(70)에 의해 순차작으로 선택되고, 선택된 주사신호에 접속된 화소에 데이터 전송회로(60)로부터 전압신호(표시신호)가 공급된다.
화상표시장치(14)에 따르면, 인터레이스된 영상신호를 입력할 때, 인터레이스 없이 표시가 행해진다. 즉, 1TV 프레임의 모든 정보가 1 TV 필드 기간중에 화소표시부에 표시된다. 본 설명에서, n번째 TV 필드의 적색신호는 Rn으로, n번째 TV 필드의 녹색신호는 Gn으로, n 번째 TV 필드의 청색신호는 Bn으로 표시한다. 마찬가지로 (n+1)번째 TV필드의 적색신호, 녹색신호 및 청색신호는 각각 Rn+1, Gn+1, Bn+1로 표시된다.
3개의 TV 필드에 대응하는 색신호들, 즉 적색신호Rn, Rn+1, Rn+2, 녹색신호Gn, Gn+1, Gn+2, 청색신호 Bn, Bn+1, Bn+2가 화상표시장치(14)로 입력된다. 이들 아날로그 신호들은 A/D 변환기 (20)에서 디지털신호로 변환되어 메모리 (30)으로 입력된다.
상기 디지털 신호들은 다음과 같이 수평 시간축에서 분할되어 메모리(30)로 입력된다. n번째 TV 필드의 색신호들 Rn, Gn, Bn은 데이터 기억소자 (31,34,37)에 저장된다. (n+1)번째 TV 필드의 색신호들 Rn+1, Gn+1, Bn+1은 데이터 기억소자 (32,35,38)에 저장된다. 이어서, (n+2)번째 TV 필드의 색신호들 Rn+2, Gn+2, Bn+2은 데이터 기억소자 (33,36,39)에 저장된다. (n+2)번째 필드의 색신호들을 데이터 기억소자에 기입하고 있는 동안, n번째 및 (n+1)번째의 2개 필드의 색신호들이 출력되고 표시된다. 이것은 1 TV 프레임을 커버하는 모든 정보들이 출력되고 표시됨을 의미한다.
색신호들 Rn, Rn+1은 제어회로(80)의 제어하에 선택되어 메모리(30)에서 출력된다. 상술한 바와 같이, 메모리(30)에 저장된 데이터는 수평 시간축을 따라 시분할 (1/3 TV 필드분마다) 된다. 선택되어 출력된 데이터는 시간축 변조회로(40)에 의해 수평 시간축을 따라 신장된다. 이어서 시간신장된 데이터들은 D/A 변환기 (50)에 의해 표시용 아날로그 신호로 변환된다. 변환된 아날로그 신호들은 데이터 전송회로 (60)로 입력되고, 액정구동용 전압신호로서 각 화소로 공급된다.
제13도는 데이터 전송회로 (60)에 의해 전송된 n번째 및 (n+1)번째 필드의 색신호 R, G, B에 대한 전송시간 τ와 표시시간 TR, TG, TB,를 보여주는 타이밍차트이다. 이들 색신호들은 데이터 전송회로(60)에 의해 화소표시부 (100)로 전송되고 데이터 주사회로(70)의 주사에 의해 화소에 기입된다.
이들 3개의 색신호들에 대해 필드 순차주사가 행해지기 때문에, 한 개의 색신호의 표시시간은 1/3 TV 필드기간이다. 다른 색신호가 표시되고 있는 동안 색신호 (데이터)를 기억하는 수단이 없으면, 이 색신호의 전송시간 τ는 제13도와 같이 대폭 단축되어야 한다. 예컨대, 적색신호 Rn, Rn+1가 전송시간 τ내에 화소표시부(100)로 전송되어야만, 나머지 시간이 표시시간 TR로 사용된다.
실시예 1과는 달리, 본 실시예의 화상표시장치(14)는 색신호의 전송시 데이터 주사회로(70), 데이터 전송회로(60) 및 시간축 변조회로(40)를 제어하기 위한 기입시간 변조회로(82)를 사용하므로, 적어도 1 주사선이 ON인 기간은 다른 주사선의 기간과는 다르다. 이 동작에 대해 제13, 14도를 참조하여 설명한다. n번째 필드의 적색신호 Rn의 데이터 전송 및 기입을 예로 들어 설명한다.
시각 to에서, 데이터 전송회로(60)는 제1내지 제m주사선 (m은 주사선의 개수)에 접속된 화소들에 적색신호 Rn을 출력한다. 동시에, 데이터 주사회로(70)는 제1 내지 제m주사선에 주사신호를 공급하여, 모든 주사선을 동시에 작동시킨다. 이들 주사선은 각각의 주사선에 정해진 소정의 ON 기간(P1-Pm)동안 ON상태로 유지된다. ON 기간동안 신호전압에 대응하는 데이터들이 기입된다. 제1주사선의 ON 기간(P1)은 최종 m번째 주사선에 접속된 화소들에 대응하는 액정에 충분히 색신호 데이터를 기입할 수 있도록 결정된다. 이 데이터가 제1주사선에 접속된 화소들에 기입되는 동안, 제m주사선에 접속된 화소들에 대응하는 액정은 그곳에 인가된 신호전압에 대응하여 배향을 변화시킬 준비를 한다 (즉, 액정의 상승이 완료된다),
본 실시예에서, 모든 주사선의 ON 기간은 시각 to에서 시작하고, 제1주사선에서 제m주사선으로 주사가 진행됨에 따라 점차로 지연시각 t1, t2, …, tm에서 종료한다. 즉, 주사선에 대한 ON 기간(P1, P2, P3,.......Pm)은 이 순서대로 점차 길어진다. 모든 주사선에 접속된 모든 화소들에 대응하는 액정의 상승은 시각 to에서 개시되고 ON 시간(P1)동안에 종료된다. 따라서, 모든 주사선에 접속된 모든 화소들의 액정은 시각 to로부터 ON기간(P1)이 경과한 시각 t1이후에는 인가된 신호전압에 대응하여 표시를 준비한다.
주사선의 ON 시간이 점차로 변화하므로, 제1주사선에 접속된 화소에 대응하는 액정과 제m주사선에 접속된 화소들의 액정의 상승시간 사이의 차이가 감소된다. 그 결과, 휘도의 변화나 플리커의 발생을 최소화할 수 있다. 또, 실질적인 표시시간의 감소로 인한 밝기의 감소를 방지할 수 있어 화질을 크게 향상시킬 수 있다.
데이터 주사회로(70)에 의해 주사신호가 공급되는 타이밍은, 제14도와 같이, 각 주사선이 동시에 작용하는 것에 한정되지 않고, 다른 타이밍을 이용해도 좋다.
제15도는, 주사선의 ON 시간이 서로 다른 경우를 도시한 것이다. 제1주사선의 ON 시간은 시각 to에서 개시되고, 기간 P1이 경과한 시각 t1에서 종료한다. i번째 주사선(i=2-m)의 ON 기간의 개시시간 tia는 (i-1)번째 주사선의 개시시간 t(i-1)a이후에 또 이시간 t(i-1)a부터 시간 P1이 경과하기 전의 시간에 개시된다.
제i주사선(i=2 내지 m)의 ON 기간의 종료시간 tib는 개시 시간 tia로부터 제i주사선의 ON 기간 Pi가 경과한 시간이다. 이 기간 Pi는, 기간 P1보다 길고 또 제1주사선에서 제M주사선을 향해 주사가 진행됨에 따라 점차로 길어지도록 주사선에 따라 결정된다.
본 실시예에서는, 제(i-1)주사선의 ON 기간 P(i-1)과 제i주사선의 ON 기간 Pi가 중첩되는 시각에 주사신호가 공급되었다. 인접하는 ON 기간 P(i-1)과 Pi가 제16도와 같이 중첩하지 않는 시각을 채택할 수도 있다. 후자의 경우에도, ON 기간 Pi(i=1 내지 m)는 주사가 진행됨에 따라 점점 길어지도록 선택된다. 뒤에 선택된 주사선의 ON 기간이 더 길기만 하면 상기 타이밍들의 조합을 채택해도 좋다.
[실시예 6]
실시예 5에서는 화소들에 데이터를 기입하는 시간을 변조했지만, 본 실시예에서는 색신호의 표시시간의 변조에 대해 설명한다. 표시시간은 표시될 화상에 따라 색신호의 전송시간을 변화시켜서 기입시간 변조회로(82)를 이용해 변조될 수 있다.
제17도에 도시된 바와 같이 전송시간 τ의 타이밍은 1/3 TV 필드에서 벗어날 수 도 있다. 예컨대, 제17도에 파단선으로 도시된 바와 같이, 1 TV 필드를 3등분하는 대신에 전송시간 τ의 타이밍을 실선과 같이 변화시켜도 좋다. 제17도에 있어서는, 표시화면의 색신호 성분에 따라, 적색신호의 표시기간을 TR을 최단기간으로 하고, 녹색신호의 표시기간 TG를 표시기간 TR보다 길게하며, 청색신호의 표시기간 TB를 표시기간 TG보다 길게하여, 표시기간을 변화시켰다.
인간의 시각은 색에 따라 다르기 때문에, 3원색을 각각 같은 시간에 표시하면 표시화상의 색조가 부자연스럽다. 각 색신호의 표시기간 TR, TG, TB를 변화시키면, 이와 같은 인간의 색에 대한 시각의 상위(diffrernce)를 보정할 수 있다. 따라서, 보다 자연스런 색조의 화상을 표시할 수 있어, 표시장치의 표시품위를 현저히 향상시킬 수 있다.
또는, 본 실시예의 변형으로서, 표시신호의 색 성분보다는 , 표시신호의 진폭 레벨을 기초로 표시시간을 변화시킬 수도 있다. 예컨대, 표시신호의 진폭레벨 변화가 작아서 화상의 휘도변화가 작은 경우에는 표시시간을 단축한다. 이것은, 진폭변화가 작을 때는 액정이 인가된 신호전압의 진폭변화에 응답하는데 많은 시간이 걸리지 않기 때문이다. 따라서, 휘도변화가 작을 경우에는 표시시간을 단축할 수 있다. 반면에, 화상의 휘도변화가 클 때는 표시시간을 길게해야 한다. 액정이 신호의 큰 진폭변화에 응답하여 배향을 변화하는데는 시간이 많이 걸리기 때문이다. 따라서, 액정의 응답시간에 따라 표시시간을 적절히 하면, 유효 표시시간을 길게 할 수 있다. 이렇게 하면, 화상표시를 더 밝게 할 수 있고, 또 표시품위를 대폭 향상시킬 수 있다.
표시장치(14)의 화소표시부(100)에, 한개의 신호를 표시하는 중에 다른 신호를 기억하기 위한 기억소자 등을 배치하면 전송시간 τ를 길게 설정할 수 있다. 예컨대, 1/3 TV 필드 기간 또는 1 TV 필드 기간까지 길게 할 수 있다.
[실시예 7]
실시예 6에 설명된 전송시간과 표시시간의 변조는, 외부에서 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환하지 않고 커패시터 등의 기억수단에 저장할 때도 가능할 수 있다. 즉, A/D 변환기(20)와 D/A 변환기(50) 없이 샘플링회로(200)를 배치 할 수 있다.
제18도는 본 발명의 실시예 7의 화상표시장치(15)를 도시한 것이다. 이 화상표시장치(15)에는, 실시예 2에서 설명한 화상표시장치(12)와 동일한 구성요소 이외에 기입시간 변조회로(82)가 추가되었다. 화상표시장치(15)의 회로들을 동일 기판상에 형성할 필요는 없다. 이 장치(15)의 구성과 동작에 대한 설명은 앞의 실시예들의 설명에서 충분히 이해할 수 있으므로 여기서는 생략한다.
[실시예 8]
제19도는 본 발명의 실시예 8의 화상표시장치(19)의 블럭도이다. 앞의 실시예의 화상표시장치의 소자와 동일한 소자에는 동일한 도면부호를 붙였다. 본 실시예에서는, 영상신호를 샘플링하는 샘플링회로(200)를 화소표시부(100)의 각 화소부(500)에 배치한다.
제19도에 도시된 바와 같이, 이 화상표시장치(19)는 시프트레지스터(400), 판정회로(81) 및 기입시간 변조회로(82)를 포함하고, 또 화소부(500)의 구동회로로서 샘플링회로(200), 데이터 유지회로(600), 색선택회로(800) 및 데이터 변환회로(300)를 포함한다. 제19도의 화소전극(7)에는 LC 용량(1)만이 접속되어 있지만, 필요하다면 상술한 바와 같은 보조용량(8)도 접속될 수 있다.
시프트레지스터(400)와 데이터 전송회로(300)는 화소부(500) 외부에 배치되거나, 필요에 따라 화소부 외부와 내부 양쪽에 배치된다. 또, 본 실시예에서는 LC용량(1)으로의 표시신호의 기입시간을 변조하는 기입시간 변조회로(82) 상측에 판정회로(81)를 배치했지만, 하측에 배치해도 좋다.
영상신호는 데이터 입력단자(10)로 입력되고 판정회로(81)와 기입시간 변조회로(82)를 거쳐 데이터 주사회로(70)로 전송된다. 시프트레지스터(400)는 행 방향으로 배향된 복수의 화소들(화소행)에 대해 수평주사를 위한 수평주기에서 샘플링펄스를 출력한다. 샘플링회로(200)는 시프트레지스터(400)에서 공급된 샘플링펄스의 타이밍에서 화소에 대한 표시신호들을 샘플링한다.
데이터 유지회로(600)는 표시용 샘플신호들을 각 색신호마다 소정 시간동안 별도로 보유한다. 색신호 선택회로(800)는 데이터 유지회로(600)에 보유된 색신호들중의 하나를 선택한다. 데이터 변환회로(300)는 선택된 색신호를 표시신호(전압신호)로 변환한다. 판정회로(81)는 입력된 영상신호의 레벨성분과 색성분의 정보를 기초로 기입시간을 결정한다. 기입시간 변조회로(82)는 판정회로(81)의 결정을 기초로 기입시간을 변조하는 제어신호를 출력한다.
본 실시예의 데이터 주사회로(70)는 샘플링회로(200)와 색선택회로(800)를 제어하는 제어회로의 기능을 하는 외에, 기입시간을 변조하는 기입시간 변조회로(82)로부터 화소로의 출력신호를 기초로 복수의 주사선을 주사하는 기능도 갖는다. 따라서, 데이터 주사회로(70)는 샘플링회로, 색선택제어회로 및 주사회로로 구성될 수 있고, 이들 모두 기입시간 변조회로(82)의 출력신호를 개별적으로 수신할 수 있다.
본 실시예에서는, 데이터 주사회로(70)에 의해 샘플링회로(200)의 샘플링 타이밍을 변화시켜서 기입시간을 변조했지만, 색선택회로(800)의 스위칭 타이밍을 변화시키는 등의 다른 기입시간 변조방법도 가능하다.
본 실시예의 화상표시장치(16)의 동작에 대해 구체적인 회로도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제20도는 화상표시장치(16)의 화소부(500)와 그 주변부의 구체적인 회로구성을 도시한 것이다.
이 화상표시장치(16)는, 각 화소부(500)에 형성된 구동회로로서 샘플링회로, 데이터 유지회로(600), 색선택회로(800), 및 데이터를 표시전압신호로 변환하는 데이터 변환회로(300)를 구비하고, 또 주변회로로서 데이터 주사회로(70), 시프트레지스터(400), 판정회로(81), 기입시간 변조회로(82) 및 색선택 구동회로(810)를 구비한다.
본 실시예에서는, 앞의 실시예와 마찬가지로, 영상신호가 적색신호(R), 녹색신호(G) 및 청색신호(B)로 분할되어 화상표시장치(16)로 입력된다. 이들 색신호들은 대응하는 데이터 입력단자(10R,10G,10B)로 각각 입력된다.
입력된 색신호들은 판정회로(81)와 샘플링회로(200)로 공급된다. 판정회로(81)로 공급된 색신호들은 기입시간 변조회로(82)로 출력되고, 색선택회로(800)를 구동하는 신호를 생성하는 색선택 구동회로(810)로 출력된다. 시프트레지스터(400)는 행 방향으로 배열된 복수의 화소(화소 행)에 대한 샘플링펄스를 수평주사를 위한 수평주기에서 출력한다.
샘플링회로(200)에는 2쌍의 트랜지스터(Tr1,Tr2,Tr3) (Tr4,Tr5,Tr6)와 2개의 AND회로(250)가 있다. 데이터 입력단자(10R,10G,10B)를 통해 입력된 3개의 색신호는 이들 2쌍의 트랜지스터(Tr1-Tr3)(Tr4-Tr6)에 각각 공급된다. 2개의 AND회로(250)중의 하나는 데이터 주사회로(70)에서 주사선(71)을 통해 공급된 주사신호와 시프트레지스터(400)에서 공급된 신호의 논리 AND를 계산한다. 마찬가지로, 나머지 AND회로(250)는 데이터 주사회로(70)에서 주사선(72)를 통해 공급된 주사신호와 시프트레지스터(400)에서 공급된 신호의 논리 AND를 계산한다. 2쌍의 트랜지스터(Tr1-Tr3)(Tr4-Tr6) 각각의 스위칭은 대응 AND회로(250)의 출력에 의해 제어된다. 데이터 주사회로(70)는 주사선(71,72)을 통해 주사신호를 교호로 출력한다.
데이터 유지회로(600)에는 유지용량(C1,C2,C3,C4,C5,C6)가 있다. 이들 용량은 커패시터로 구성되고 각각 2쌍의 트랜지스터(Tr1-Tr3)(Tr4-Tr6)를 통해 공급된 아날로그 신호에 대응하는 전하들을 축적한다. 색선택회로(800)에는 트랜지스터(Tr7-Tr12)가 있다. 이들 트랜지스터의 스위칭은 색선택 구동회로(810)에 의해 공급되는 제어신호에 의해 제어된다. 단결정 실리콘 기판을 사용할 때는, 이들 트랜지스터는 MOSFET으로 된다. 트랜지스터 (Tr7-Tr12)의 출력단자들은 데이터변환회로(300)에 접속된다.
데이터변환회로(300)는 화소부(500) 외부에 배치될 수도 있고, 또는 화소부의 내부와 외부 양쪽에 배치될 수도 있다.
제20, 21도를 참조하여, 본 실시예의 화상표시장치(16)의 동작을 자세히 설명한다.
n번째 TV 필드의 색신호 Rn, Gn, Bn가 데이터 입력단자 10R, 10G, 10B를 통해 화상표시장치(16)에 입력되면, 주사선(72)과 교호로 배열된 주사선(71)이 수직주기로 작용하여 이곳을 통해 주사신호들이 순차적으로 공급될 수 있다. 시프트레지스터(400)는 수평주기에서 수평방향으로 순차적으로 펄스를 공급한다. 주사선(71)에 대응하는 샘플링회로(200)의 트랜지스터(Tr1,Tr2,Tr3)는 AND회로(250)를 통해 ON되어, 색신호들 Rn, Gn, Bn의 샘플링을 허용한다. 샘플링된 색신호들은 데이터 유지회로(600)내의 유지용량(C1-C3)에 보유된다.
상기 동작은 최종 주사선이 주사될 때까지 반복되어, n번째 TV 필드의 모든 데이터들이 유지용량(C1-C3)에 저장된다. 이어서, 주사선(72)이 순차적으로 작용하여, (n+1)번째 TV 필드의 색신호들이 데이터 유지회로(600)의 유지용량(C4-C6)에 저장된다.
(n+1)번째 필드의 데이터가 유지용량(C4-C6)에 기입되는 동안, 색선택 구동회로(810)에 의해 색선택 신호선들이 순차적으로 작동된다. 이런 선택 동작에 의해, 색선택회로(800)의 트랜지스터(Tr7,Tr8,Tr9)가 1/3 필드마다 순차적으로 ON되어, 유지용량(C1-C3)에 보유된 n번째 TV 필드의 색신호들이 데이터 변환회로(300)로 출력될 수 있다.
이때, 본 실시예에 따르면, 판정회로(81)가 입력된 영상신호의 레벨(휘도)가 색성분의 정보를 기초로 표시용 신호들의 기입시간을 판정하고 판정신호를 기입시간 변조회로(82)로 출력한다. 색성분의 판정은 입력된 영상신호의 블랭킹 기간(또는 블랭킹 기간에 상당하는 기간)에 색마다 다른 진폭 레벨이나 신호폭을 갖는 펄스신호등을 입력하여 색을 인식함으로써 실현된다.
기입시간 변조회로(82)는 입력된 판정신호를 기초로 색선택 구동회로(810)를 제어한다. 색선택회로(800)의 트랜지스터 Tr7, Tr8, Tr9의 ON 기간은 색선택 구동회로(810)의 제어에 의해 변조된다(제21도 참조).
화상표시장치(16)가 LCD장치라면, 데이터 변환회로(300)는 출력된 신호의 극성을 바꾸어 교류 전압신호로 액정을 구동하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이들 색신호들은 데이터 변환회로(300)에서 표시용 전압신호로 변환되고 LC 용량(1)에 순차적으로 인가된다. 각 화소는 LC용량(1)에 인가된 전압에 따라 색신호 R, G, B를 표시한다.
이어서, (n+2)번째 TV 필드용 표시데이터가 데이터 유지회로(600)에 기입되는 동안 (n+1)번째 TV 필드의 표시신호들에 의해 트랜지스터 Tr10, Tr11, Tr12가 순차적으로 ON된다. 이 동작에 의해, 각각의 색의 표시데이터가 화소에 기입되어, 적색화상, 녹색화상 및 청색화상을 1 TV 필드주기내에 순차적으로 표시할 수 있다.
제21도의 변조에 따르면, 녹색신호의 표시시간이 1/3 TV 필드보다 길지만, 다른 변조, 예컨대, 각 색의 표시시간을 1/3 TV 필드보다 짧게 할 수도 있다. 이런 표시시간의 변조에 의해, 각각의 색의 휘도를 조정하고 특정한 색을 강조하거나 약화시킬 수 있다. 따라서, 색조가 더 자연스러우면서도 밝고 고품위의 화상표시를 실현할 수 있다.
샘플링회로(200)와 시프트레지스터(400)의 구성은 상기 설명에 한정되지 않는다. 제22도는 시프트레지스터(400)를 모든 주사선에 대한 화소부(500) 내부에 배치한 다른 예를 도시한 것이다. 이 구성에 의하면, 데이터 주사회로(70)로부터 시프트레지스터(400)로 주사신호가 입력되어, 선택된 주사선에 접속된 화소부(500)의 샘플링회로(200)에서 주사선의 선택과 샘플링을 연속적으로 실시할 수 있다.
본 실시예에서는 커패시터를 데이터 유지회로(600)로 사용했고, MOS 트랜지스터를 색선택회로(800)로 사용했지만, 디지털신호나 아날로그신호를 보유하는 기능만 있으면 다른 소자를 데이터 유지회로(600)로 사용할 수 있고, 또 적색신호, 녹색신호 및 청색신호를 선택하여 출력할 수만 있으면 다른 소자를 색선택회로(800)로 사용할 수 있다. 이들 소자의 수도 본 실시예에서 사용한 것에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 샘플링회로를 화소부에 배치했지만, 점순차 주사방식의 화상표시장치, 선순차 주사방식, 및 여러선을 동시에 주사하는 주사방식을 채용하는 화상표시장치내에도 배치할 수 있다.
본 실시예에서는 LCD장치를 예로 들어 설명하였지만, 화상표시장치의 특성에 따라서는 본 실시예의 내용을 변화하여 다른 형식의 화상표시장치에도 본 발명을 응용할 수 있음을 쉽게 알 수 있다.
상기 실시예들에서는, 화상표시장치에 인터레이스된 영상신호를 입력했지만, 1 TV 프레임내의 모든 신호들은 인터레이스 없이 화소부에 표시되었다. 화소로 전송된 색신호들은 처리되지 않은 인터레이스 신호일 수도 있고, 또는 임의의 처리, 예컨대 2 이상의 TV 필드의 신호들을 기초로 가감산 등의 처리를 하여 구해질 수도 있다.
영상신호들이 3원색으로 구성되지 않고 2색으로 구성되어도 좋다. 또, 3개 TV 필드(인터레이스의 경우에는 3개 TV 프레임)분의 데이터를 메모리(30)에 기억시키지 않고, 다른 적당한 수의 필드를 사용해도 좋다. 예컨대, 메모리(30)는 2 TV 필드분의 신호, 적색신호 Rn, R(n+1)녹색신호 Gn, G(n+1)청색신호 Bn, B(n+1)를 기억할 수도 있다.
메모리(30)의 데이터 기억소자도 적색신호, 녹색신호, 청색신호용으로 완전히 분리하지 않아도 좋다. 예컨대, 한개의 데이터 기억소자를 시분할하여 모든 색신호용으로 사용할 수도 있다.
다른 주사방법으로서, 인터레이스의 영상신호에 대해, 2개의 주사신호선에 동일한 데이터를 전송하여, n번째와 (n+1)번째의 TV 필드 사이에 교호로 주사하는 방법도 있다. 동일한 데이터가 전송되는 2개의 주사선은 동시에 주사되지 않아도 좋다. 이런 변형도 상술한 어떤 실시예에도 적용될 수 있다.
앞의 실시예들에서 설명한 화상표시장치는 단결정실리콘, 사파이어, 다이아몬드 또는 다결정실리콘을 기판으로 사용할 때 또는 박막을 회로소자로 사용할 때 특히 효과적이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 필드순차주사방식의 화상표시장치에 있어서, 각 회로를 동일 기판상에 모노리식하게 형성하기 때문에, 외형을 특히 콤팩트화 할 수 있고 배선을 단순화 할 수 있다. 또, 화소부내에 데이터 샘플링회로, 데이터 기억소자 등을 형성하므로 샘플링속도를 단축할 수 있다.
본 발명에 의하면, 필드순차주사방식의 화상표시장치에 있어서, 액정으로의 전압인가 시간이 길어지고, 최초 주사선과 최종 주사선의 전압 인가시간의 차이를 줄일 수 있다. 이 때문에, 화면이 어두워지는 것을 방지하고 휘도나 플리커의 변화 등의 문제가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 또, 시각 감지의 차이를 보정하여, 자연스런 휘도와 색채가 표현될 수 있다.

Claims (37)

  1. 매트릭스상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 상기 화상표시장치는, 각 화소에 표시용 신호를 공급하는 표시구동수단; 각 화소에 주사 신호를 공급하고, 상기 주사 신호는 소정의 기입시간동안 각 화소가 상기 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 주사수단; 및 상기 주사수단에 의한 주사의 진행에 따라 상기 매트릭스상태로 된 화소로 데이터가 기입되는 시간 주기의 지속시간을 변조하는 기입시간 변조수단; 을 포함하는 화상표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주사수단은 상기 매트릭스의 제1방향으로 연장되어 배치된 복수의 주사선을 갖고, 각 주사선은 상기 제1방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되고, 그 접속된 화소에 상기 주사신호를 공급하며, 상기 표시구동수단은 상기 매트릭스의 제2방향으로 연장되어 배치된 복수의 신호선을 갖고, 각 신호선은 상기 제2방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되고, 그 접속된 화소에 상기 표시용 신호를 공급하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 복수의 주사선중 적어도 하나의 주사선에 접속된 화소들의 기입시간이 다른 주사선에 접속된 화소들의 기입시간과 다르도록 기입시간을 변조하는 화상표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표시구동수단은 소정의 전송기간동안 상기 화소에 표시용 신호를 공급하고, 상기 기입시간 변조수단은 상기 전송시간을 표시될 화상에 따라 변조하는 화상표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 화상표시장치는 표시용 신호의 소정 특징에 따라 상기 표시용 신호를 식별하여 신호식별정보를 생성하는 신호식별수단을 더 포함하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 신호식별정보에 따라 상기 전송시간의 변조를 행하는 화상표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호(video signal)이며, 상기 신호식별수단은 상기 영상신호의 색성분 및 휘도성분중 적어도 일방의 상위(相違)에 따라 상기 영상신호를 식별하는 화상표시장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 표시구동수단은 상기 표시용 신호를 축적하고, 축적된 표시용 신호를 소정의 타이밍으로 출력하는 메모리 수단을 더 포함하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 표시용 신호가 상기 메모리 수단으로부터 출력되는 타이밍을 제어하여, 상기 전송시간의 변조를 행하는 화상표시장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 표시구동수단은 상기 표시용 신호를 축적하고, 축적된 표시용 신호를 소정의 타이밍으로 출력하는 메모리 수단을 더 포함하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 표시용 신호가 상기 메모리 수단으로부터 출력되는 타이밍을 제어하여, 상기 전송시간의 변조를 행하는 화상표시장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 표시구동수단은 상기 표시용 신호를 축적하고, 축적된 표시용 신호를 소정의 타이밍으로 출력하는 메모리 수단을 더 포함하며, 상기 기입시간 변조수단은 상기 표시용 신호가 상기 메모리 수단으로부터 출력되는 타이밍을 제어하여, 상기 전송시간의 변조를 행하는 화상표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 표시수단은 액정표시소자인 화상표시장치.
  10. 매트릭스 상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 입력된 아날로그영상신호를 디지털데이터신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환수단; 상기 디지털데이터신호를 수취하고, 상기 디지털데이터신호를 필드마다, 동시에 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 메모리수단; 상기 메모리수단에 축적된 디지털데이터신호를 수취하고, 이 수취된 디지털데이터신호를 시간신장 또는 시간압축하는 시간축변조수단; 상기 시간신장 또는 시간압축된 디지털데이터신호를 표시용 데이터신호로 변환하는 디지털신호변환수단; 상기 표시용 데이터신호를 수취하고, 표시수단으로 전송하는 데이터전송수단; 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사수단; 및 상기 아날로그/디지탈 변환수단, 상기 메모리수단, 시간축변환수단, 디지털신호변환수단, 데이터전송수단, 및 데이터 주사수단을 제어하여 표시를 행하게 하는 제어수단을 포함하며, 상기 각 화소는 화소에 저장될 표시용 데이터신호를 유지하는 데이터유지수단을 포함하고, 상기 아날로그/디지털 변환수단, 상기 메모리수단, 상기 시간축변환수단, 상기 디지털신호변환수단, 상기 제어수단중 적어도 하나와, 상기 데이터전송수단, 상기 데이터 주사수단 및 상기 데이터 유지수단이 동일 기판상에 형성되는 화상표시장치.
  11. 매트릭스 상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 입력된 아날로그 영상신호를 샘플링하고 표시용 데이터신호를 생성하는 샘플링수단; 상기 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 필드마다, 또한 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 메모리 수단; 상기 메모리수단에 축적된 표시용 데이터신호를 수취하고, 상기 표시수단으로 전송하는 데이터전송 수단; 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사수단; 및 상기 샘플링수단, 상기 메모리수단, 데이터전송수단, 및 데이터 주사수단을 제어하여 표시를 행하게 하는 제어수단을 포함하며, 상기 각 화소는 그에 저장될 표시용 데이터신호를 유지하는 데이터유지수단을 포함하고, 상기 샘플링수단, 상기 메모리수단, 및 상기 제어수단중 적어도 하나와, 상기 데이터전송수단, 상기 데이터 주사수단 및 상기 데이터 유지수단이 동일 기판상에 형성되는 화상표시장치.
  12. 매트릭스 상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단을 포함하고, 필드순차주사방식으로 구동을 행하는 화상표시장치로서, 입력된 아날로그 영상신호를 샘플링하여 표시용 데이터신호를 생성하는 샘플링수단; 상기 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 축적하는 메모리수단; 상기 메모리수단에 축적된 표시용 데이터신호를 수취하고, 이 표시용 데이터신호를 상기 표시수단으로 전송하는 데이터전송 수단; 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 데이터 주사수단; 및 각 화소마다 구비된 저장될 표시용 데이터신호를 유지하는 데이터유지수단을 포함하며, 상기 샘플링 수단 및 메모리수단은 상기 표시수단의 각 화소마다 구비되는 화상표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 샘플링수단, 상기 메모리 수단, 상기 데이터 주사수단 및 상기 데이터유지수단은 동일 기판상에 형성되는 화상표시장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 화상표시장치는 액정표시장치인 화상표시장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 화상표시장치는 액정표시장치인 화상표시장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 화상표시장치는 액정표시장치인 화상표시장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 동일 기판상에 형성된 상기 각 수단은, 단결정실리콘, 사파이어위에 형성된 단결정실리콘, 다이아몬드 및 다결정실리콘으로 이루어진 군으로 부터 선택된 물질을 사용하여 형성된 회로소자인 화상표시장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 동일 기판상에 형성된 상기 각 수단은, 단결정실리콘, 사파이어위에 형성된 단결정실리콘, 다이아몬드, 및 다결정실리콘으로 이루어진 군으로 부터 선택된 물질을 사용하여 형성된 회로소자인 화상표시장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 동일 기판상에 형성된 상기 각 수단은, 단결정실리콘, 사파이어위에 형성된 단결정실리콘, 다이아몬드, 및 다결정실리콘으로 이루어진 군으로 부터 선택된 물질을 사용하여 형성된 회로소자인 화상표시장치.
  20. 매트릭스 상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 표시수단, 상기 매트릭스의 제1방향으로 연장되어 배치된 복수의 주사선을 갖고, 각 주사선은 상기 제1방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되는 주사수단, 상기 매트릭스의 제2방향으로 연장되어 배치된 복수의 신호선을 갖고, 각 신호선은 상기 제2방향을 따라 배열된 복수의 화소에 접속되는 표시구동 수단을 포함하는 화상표시장치를 필드순차주사방식으로 구동하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    (a) 소정의 전송시간동안 상기 신호선을 통해 각 화소에 표시용 신호를 공급하는 단계;
    (b) 상기 복수의 주사선에서 하나의 주사선을 선택하는 단계;
    (c) 상기 선택된 주사선을 통해 그에 접속된 각 화소에 주사신호를 공급하는 단계;
    (d) 소정의 기입시간 동안, 상기 주사신호에 따라 상기 선택된 주사선에 접속된 화소가 표시용 데이터신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 단계; 및,
    (e) 상기 복수의 주사선중 적어도 하나의 주사선에 접속된 화소들의 기입시간이 다른 주사선에 접속된 화소들의 기입시간과 다르도록, 상기 기입시간을 상기 선택된 주사선에 따라 변조하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 단계 (e)에서 상기 기입시간은 상기 주사선이 선택되는 순서에 따라 서서히 변화하도록 변조되는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 단계 (e) 다음에, 표시될 화상에 따라 상기 전송시간을 변경시키는 단계 (f)를 더 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 단계 (f)는, 상기 표시용 신호의 소정 특징에 기초하여 이 표시용 신호를 식별하여 신호식별정보를 생성하는 단계 (g); 및 상기 신호식별정보에 기초하여 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (h)를 더 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호이며, 상기 단계 (g)에서 이 영상신호의 색성분 및 휘도성분중 적어도 일방의 상위에 기초하여 영상신호가 식별되는 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 단계 (f)는, 상기 표시용 신호를 축적하는 단계 (i); 축적된 상기 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 단계 (j); 및 상기 타이밍을 제어함으로써 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (k)를 포함하는 방법.
  26. 매트릭스 상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 화상표시장치를 필드순차주사방식으로 구동하기 위한 방법으로서, 상기 방법은, 입력된 아날로그 영상신호를 디지털데이터신호로 변환하는 단계; 상기 디지털데이터신호를 필드마다, 동시에 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 단계; 상기 축적된 디지털데이터신호를 시간신장 또는 시간압축하여 시간축 변조를 행하는 시간축변조단계; 상기 시간신장 또는 시간압축된 디지털데이터신호를 표시용 데이터신호로 변환하는 단계; 상기 표시용 데이터신호를 소정의 전송시간동안 상기 표시수단으로 전송하는 단계 (a); 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터 신호를 저장할 화소를 지정하여 데이터 주사를 행하는 단계 (b); 소정의 기입시간동안, 상기 화소가 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 단계 (c); 상기 단계 (a), (b) 및 (c)를 소정회수 반복하는 단계 (d); 및 각 화소의 기입시간을 상기 단계 (d)에서 얻어진 단계 (b)의 실행회수에 따라 변조하는 단계 (e)를 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 단계 (e)에 있어서 상기 단계 (d)에서 반복되는 소정 실행회수중 1회의 단계 (c)의 기입시간은 다른 회수에서의 단계 (c)의 기입시간과 다르도록 변조되는 방법.
  28. 제26항에 있어서, 단계 (e) 다음에, 상기 전송시간을 표시될 화상에 따라 변경시키는 단계 (f)를 더 포함하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 단계 (f)는, 상기 표시용 신호의 소정 특징에 기초하여 이 표시용 신호를 식별하여 신호식별정보를 생성하는 단계 (g); 및 상기 신호식별정보에 기초하여 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (h)를 더 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호이며, 상기 단계 (g)에서 이 영상신호의 색성분 및 휘도성분중 적어도 일방의 상위에 기초하여 영상신호가 식별되는 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 단계 (f)는, 상기 표시용 신호를 축적하는 단계 (i); 축적된 상기 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 단계 (j); 및 상기 타이밍을 제어함으로써 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (k)를 포함하는 방법.
  32. 매트릭스 상태로 배열된 복수의 화소를 갖는 화상표시장치를 필드순차주사방식으로 구동하기 위한 방법으로서, 상기 방법은, 입력된 아날로그영상신호를 샘플링하여 표시용 데이터신호를 생성하는 단계; 상기 표시용 데이터신호를 필드마다, 동시에 하나이상의 필드에 걸쳐 축적하는 단계; 상기 메모리수단에 축적된 표시용 데이터신호를 표시수단으로 전송하는 단계 (a); 상기 표시수단의 복수의 화소중에서, 전송된 표시용 데이터신호를 저장할 화소를 지정하는 단계 (b); 소정의 기입시간동안, 상기 화소가 표시용 신호에 대응하는 전하를 수취하도록 하는 단계 (c); 상기 단계 (a), (b) 및 (c)를 소정회수 반복하는 단계 (d); 및 각 화소의 기입시간을 상기 단계 (d)에서 얻어진 단계 (b)의 실행회수에 따라 변조하는 단계 (e)를 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 단계 (e)에 있어서 상기 단계 (d)에서 반복되는 소정 실행회수중 1회의 단계 (c)의 기입시간은 다른 회수에서의 기입시간과 다르도록 변조되는 방법.
  34. 제32항에 있어서, 단계 (e) 다음에 표시될 화상에 따라 상기 전송시간을 변경시키는 단계 (f)를 더 포함하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 단계 (f)는, 상기 표시용 신호의 소정 특징에 기초하여 이 표시용 신호를 식별하여 신호식별정보를 생성하는 단계 (g); 및 상기 신호식별정보에 기초하여 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (h)를 더 포함하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 표시용 신호는 영상신호이며, 상기 단계 (g)에서 이 영상신호의 색성분 및 휘도성분중 적어도 일방의 상위에 기초하여 영상신호가 식별되는 방법.
  37. 제34항에 있어서, 상기 단계 (f)는, 상기 표시용 신호를 축적하는 단계 (i); 축적된 상기 표시용 신호를 상기 표시구동수단에 소정의 타이밍으로 출력하는 단계 (j); 및 상기 타이밍을 제어함으로써 상기 전송시간의 변조를 행하는 단계 (k)를 포함하는 방법.
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