KR100324580B1 - 표시장치 - Google Patents

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KR100324580B1
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히라카타요시하루
테라모토사토시
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야마자끼 순페이
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 수평주사 제어를 행하는 주변회로의 부담을 경감시킬 수 있는 액티브 매트릭스형 컬러 액정표시장치(LCD)를 제공한다. 동일 유리기판상에 6개의 개별적인 액티브 매트릭스 영역이 집적화되어 배치되어 있다. 하나의 수평주사 제어회로가 3개의 액티브 매트릭스 영역, 즉, 좌측 열의 제1∼제3 액티브 매트릭스 영역에 대한 공통의 수평주사 제어기로서 작용하고, 다른 하나의 수평주사 제어회로는 나머지 액티브 매트릭스 영역, 즉, 우측 열의 제4∼제6 액티브 매트릭스 영역에 대한 공통의 수평주사 제어기로서 작용하도록 2개의 수평주사 제어회로가 제공되어 있다. 이들 수평주사 제어회로는, 제1∼제3 액티브 매트릭스 영역에서 형성되는 RGB 상과 제4∼제6 액티브 매트릭스 영역에서 형성되는 RGB 상이 합성되어 투영되도록 서로 다른 타이밍으로 동작하도록 설계되어 있다. 이러한 구성으로, 하나의 수평주사 제어회로에 요구되는 수평주사 주파수가 액정표시장치에 관련된 스크린에 표시되는 화면의 수평주사 주파수의 절반으로 감소될 수 있다.

Description

표시장치{A display device}
본 발명은 일반적으로는 표시장치에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 투영(投影)화면에 투영하기 위한 고해상도의 화상을 생성하기 위한 얇은 표시패널을 구비하는 대화면의 투영형 표시장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 컬러 화상 프로젝터 시스템에 사용하기 위한 액티브 매트릭스형 컬러 액정표시장치에 관한 것이다.
종래, 대화면의 컬러 화상 프로젝터 시스템에 사용하기 위한 목적으로 액정표시패널을 사용하는 표시장치가 잘 알려져 있다. 이러한 형태의 표시장치는, 액정표시패널내에 밀봉되어 들어 있는 액정재료의 광학적 특성을 이용한 광변조에 의해 투영화면에 표시하기 위한 화상을 생성하도록 설계되어 있다. 현재 사용하고있는 액정표시장치는, 예를 들어, 수평방향으로 640개의 화소와 수직방향으로 480개의 화소를 가지는 640×480의 매트릭스 형태로 배치된 화소들로 구성되는 표시영역을 구비하고 있다.
전형적으로, 액정표시장치의 일반적인 표시방법으로서는, 매트릭스 형태로 배열된 화소들을 순차적으로 주사하면서 각 화소에 정보 비트(bit)를 기입하여, 해당 화소의 액정의 광학응답특성을 변화시켜 화상표시를 행하는 구성으로 되어 있다.
도 5에, m×n의 매트릭스(여기서, m, n은 각각 정수이다)로 배치된 화소를 갖는 액정표시패널을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에서의 한가지 공지의 표시방법이 나타내어져 있다. 이 표시장치의 표시동작은 다음과 같다. 즉, 먼저, 표시화면의 최상단 행의 (0,0)번지의 선택된 화소에 정보를 기입하고, 그 다음, 후속되는 (1,0)번지의 화소에 정보를 기입하며, 첫번째 행의 나머지 화소들에 대해서도 주사를 행하면서 순차적으로 그러한 정보기입을 행한다.
첫번째 행의 화소들에 대한 정보기입이 완료된 후에, 두번째 행의 화소들에 대해 동일한 정보기입동작을 순차적으로 행한다. 이렇게 하여, 도 5의 액정표시화면상의 최종 행의 화소까지 순차기입동작을 반복한다. 이러한 정보기입에서, 표시화면의 우측 아래 모서리의 (m,n)번지의 '최종' 화소에 대한 정보기입이 완료된 시점에서 1화면의 형성이 종료된다. 이러한 1화면의 형성을 1프레임이라 한다. 전형적으로, 이 프레임은 1초당 30회씩 화면상에 재기입 또는 '리프레시(refresh)'된다.
액정표시장치의 상기한 바와 같은 단순한 순차기입동작을 얻기 위해, 주변구동회로(일반적으로 IC칩에 집적화되어 있는)가 사용되는데, 이 주변구동회로는, 1수평라인분의 화상 데이터를 저장하고 각 수평라인을 하나의 단위로 하여 그러한 저장된 화상 데이터를 액티브 매트릭스 영역에 공급하도록 기능한다. 이러한 구동기술은 당해 기술분야에서 '선순차방식'이라 불린다.
보다 진보된 구성으로서는, 규소, 유리 등으로 만들어 질 수 있는 단일의 기판상에 액티브 매트릭스 영역과 주변구동회로가 집적화되어 있는 액정표시장치가 알려져 있다. 이러한 구성은 장치의 박형화와 소형화를 이룰 수 있어, 제작비용을 감소시킬 수 있다. 그러나, 동작 주파수가 비정상적으로 증가되어, 주변회로가 보다 고속으로 동작하여야 한다는 심각한 문제점이 있다. 즉, 수평주사를 제어하는 회로에 요구되는 동작 주파수가 (m×n×30) Hz로 되기 때문에, 그 제어회로가 매우 고속으로 동작하여야 한다. 예를 들어, 640×480의 화소를 가지는 액티브 매트릭스 영역의 경우, 수평주사 제어회로는 그 액티브 매트릭스 영역의 성공적인 수평주사를 달성하기 위해 대략 10 MHz 이상의 속도로 동작해야만 한다.
그러나, 현재의 기술에서는, 유리기판 등의 기판상에 박막트랜지스터로 10 MHz 이상의 주파수로 동작하는 회로를 구성하는 것이 곤란하다. 또한, 유리기판 등의 기판상에 박막트랜지스터로 형성된 회로는, 동작의 안정성이나 생산수율을 고려하면, 가능한 한 낮은 주파수로 동작시키는 것이 바람직하다. 따라서, 액티브 매트릭스 영역과 주변회로를 동일 기판상에 집적화한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에서는, 주변회로의 동작 주파수, 특히 수평주사 주파수가 크게 제한되게 된다. 그 결과, 표시화면을 특정 크기 이상으로 크게 할 수 없다는 문제가 생긴다.
따라서, 본 발명의 목적은, 종래기술에서 당면하는 문제점들을 회피한 신규하고 개선된 표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 표시되는 화상의 화질에 악영향을 끼치지 않고 동작 주파수를 감소시킬 수 있는 개선된 표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 표시되는 화상의 화질을 저하시키지 않고 동작 주파수를 감소시킬 수 있는 집적화된 주변회로를 구비하는 개선된 대화면 투영형 표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기판상에 집적화된 1세트의 주변구동회로를 구비하고, 대화면상에 고해상도의 화상을 투영하는데 사용하고, 화면상에 표시되는 화상의 화질 개선을 이루면서 동작 주파수를 감소시킬 수 있는 개선된 액티브 매트릭스형 액정표시패널을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 화상의 형성을 위한 적어도 2개의 액티브 매트릭스 영역과, 그 액티브 매트릭스 영역들에 대한 수평주사 제어를 각각 행하는 제1 및 제2 수평주사 제어회로와, 상기 액티브 매트릭스 영역들에 대한 수직주사제어를 공통으로 행하는 수직주사 제어회로를 포함하고, 여기서, 상기 액티브 매트릭스 영역들과, 상기 제1 및 제2 수평주사 제어회로들과 상기 수직주사 제어회로가 모두 동일 기판상에 함께 집적화되어 있고, 상기 액티브 매트릭스 영역들에서 형성되는 화상들은 서로 겹쳐(합성되어), 투영화면상에 투영될 화상을 생성하며, 상기 제1및 제2 수평주사 제어회로들은 투영되는 화상의 수평주사 주파수의 1/2에 해당하는 감소된 주파수로 동작하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제공된다.
상기한 특징을 갖는 본 발명의 일 실시예의 구성에서는, RGB 컬러 화상들의 형성을 위한 6개(2×3개)의 분리된 액티브 매트릭스 영역들이 기판의 주 평면상에 배치되어 있고, 이들 액티브 매트릭스 영역은, 3개의 액티브 매트릭스 영역으로 이루어진 제1 그룹과, 3개의 액티브 매트릭스 영역으로 이루어진 제2 그룹으로 편성되어 있다. 단색 화상을 표시하는 경우, 또는 컬러 필터조립체를 사용하여 단일의 액티브 매트릭스 영역에 표시하기 위한 컬러 화상을 형성하는 경우에는, 감소된 개수(2개)의 액티브 매트릭스 영역이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 서로 다른 수평주사 제어가 행해지는 액티브 매트릭스 영역의 수를 2 이상의 정수 m개까지 증가시킬 수 있다.
더 구체적으로는, 이 양태에 따른 표시장치는, 기판과, 화상의 형성을 위한 소정 개수, 예를 들어, m개의 액티브 매트릭스 영역과, 그 액티브 매트릭스 영역들에 대한 수평주사 제어를 각각 행하는 m개의 수평주사 제어회로와, 상기 m개의 액티브 매트릭스 영역들에 대한 수직주사 제어를 공통으로 행하는 수직주사 제어회로가 상기 기판상에 집적화된 회로를 포함한다. 상기 m개의 액티브 매트릭스 영역에서 형성된 각각의 화상이 서로 겹쳐져, 투영을 위한 합성된 화상을 생성한다. 중요한 것은, m개의 수평주사 제어회로가 투영되는 화상의 수평주사 주파수의 1/m에 해당하는 주파수로 동작한다는 것이다.
본 발명의 상기 두 양태의 공통적인 특징은 각각의 수평주사 제어회로가 서로 다른 특정 타이밍으로 동작하도록 구성되어 있다는 것이다. 두 경우 모두에서, 인접하는 화소들 사이의 화소표시 타이밍의 겹침을 방지하면서 각각의 화상의 선택을 가능하게 하기 위해 광학 셔터기구가 이용되도록 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 상기 두 양태의 중요한 특징은, 투영되는 화상의 수평방향으로 인접하는 화소들이 서로 다른 액티브 매트릭스 영역들에 형성된다는 것이다. 이러한 구성에 따라, 하나의 수평주사 제어회로에 요구되는 동작 주파수가 감소될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 화상의 형성을 위한 적어도 2개의 액티브 매트릭스 영역과, 그 액티브 매트릭스 영역들에 대한 수평주사 제어를 각각 행하는 제1 및 제2 수평주사 제어회로와, 상기 액티브 매트릭스 영역들에 대한 수직주사 제어를 공통으로 행하는 수직주사 제어회로가 동일 기판상에 집적화된 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제공된다. 상기 액티브 매트릭스 영역들에서 형성되는 화상들이 서로 겹쳐져, 투영화면상에 투영되는 합성된 화상을 제공한다. 여기서, 중요한 것은, 표시되는 화상의 소정 행에서, 상기 제1 수평주사 제어회로는 홀수번째 화소와 짝수번째 화소중 하나에 대한 정보기입을 행하고, 상기 제2 수평주사 제어회로는 홀수번째 화소와 짝수번째 화소중 다른 하나에 대한 정보기입을 행한다는 것이다.
상기한 개념을 이용하는 일 실시예에서, 제1 수평주사 제어회로가 도 3(A)에서 P0, P2, P4, ...로 표시된 것과 같은 표시화상(화면상의 화상)의 짝수번째 화소들에 대한 정보기입을 행하고, 제2 수평주사 제어회로가 도 3(B)에서 P1, P3, P5, ...로 표시된 것과 같은 표시화상(화면상의 화상)의 홀수번째 화소들에 대한 정보기입을 행한다. 투영화면에서 그 화상들을 합성함으로써, 도 3(C)에 나타낸 바와 같이 스크린상에 표시될 하나의 완전한 화상 행을 형성한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 수평주사 제어회로들 각각에 의해 각각 제어되는 다수의 액티브 매트릭스 영역을 포함하고 있고, 여기서, 각각의 액티브 매트릭스 영역에서 형성되는 화상들이 서로 겹쳐져, 투영을 위한 합성된 화상을 생성하고, 투영되는 화상의 수평방향으로 인접하는 화소들이 서로 다른 액티브 매트릭스 영역들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제공된다.
이 양태에 따른 일 실시예에 있어서는, 도 1에 나타내는 구성에서, 2개의 개별적인 수평주사 제어회로(101, 102)가 2개의 액티브 매트릭스 영역(103, 106)과 연동되어 있다. 또한, 도 1에 나타낸 집적화된 액정표시패널을 이용하는 투영형 표시장치는, 각각의 액티브 매트릭스 영역에서 형성되는 화상들을 광학적으로 합성하기 위한 광학계(도 4에서 408)를 구비하고 있다. 전자의 구성에서, 수평방향으로 인접하는 화소들(표시화면상의 화소들)에 대한 정보기입은, 3개의 액티브 매트릭스 영역(103∼105)으로 이루어진 제1 그룹과 3개의 액티브 매트릭스 영역(106∼108)으로 이루어진 제2 그룹 사이에서 교대로 행해진다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 표시장치는 수직주사 제어회로들 각각에 의해 각각 제어되는 다수의 액티브 매트릭스 영역을 포함하고, 여기서, 그 액티브 매트릭스 영역들에서 형성되는 화상들이 투영을 위해 합성되며, 투영되는 화상의 수직으로 인접하는 화소들은 상기 액티브 매트릭스 영역들 각각에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성은 자주 적용되지는 않지만, 주사가 횡방향보다는 종방향으로 행해지는 경우에 바람직하게 이용될 수 있다.
상기한 개념은, 집적화기술에 의해 동일 기판상에 m개(또는 m세트)의 액티브 매트릭스 영역과 m개(또는 m세트)의 관련된 주변회로가 형성되는 구성을 사용하는 것을 가정한다. 여기서, m은 2 이상의 정수이다. 하나의 수평라인(하나의 행)을 구성하는 화소들 각각의 화상 데이터가 m개(또는 m세트)의 액티브 매트릭스 영역에 의해 분할방식으로 준비된다.
예를 들어, 1라인 화상을 형성하는데 2개의 개별적인 액티브 매트릭스 영역(도 1에서 103, 106)이 사용되는 경우에는, 제1 액티브 매트릭스 영역이 제1의 교호(交互)하는 화소들(즉, 홀수번째 화소들)의 화상을 순차적으로 주사하면서 표시가 행해지고, 제2 액티브 매트릭스 영역이 나머지 화소들(즉, 짝수번째 화소들)의 화상을 순차적으로 주사하면서 표시가 행해진다.
즉, j번째 수평라인에서, 제1 액티브 매트릭스 영역은 실제로 표시되는 해당 수평라인의 (0,j), (2,j), (4,j), (6,j), ..., (2i,j)(여기서, j = 0, 1, 2, ...)번지의 선택된 화소들에 대한 정보기입을 행하는데 사용되고, 제2 액티브 매트릭스 영역은 실제로 표시되는 수평라인의 (1,j), (3,j), (5,j), (7,j), ..., (2i+1,j)번지의 나머지 화소들에 대한 정보기입을 행한다.
2개의 액티브 매트릭스 영역에서 형성되는 화상들은 적당한 타이밍으로 선택되어, 표시화면상에서 합성된다. 이에 따라, 의도된 수평라인 화상이 실제의 투영화면의 (0,j), (1,j), (2,j), (3,j), ..., (i,j)의 정규증분순서로 순차적으로 주사되어, 요구되는 표시화상을 제공할 수 있다.
상기한 경우, 각각의 액티브 매트릭스 영역에 요구되는 수평주사 주파수는, (0,j), (1,j), (2,j), (3,j), ..., (i,j)번지의 화소를 순차적으로 주사하는데 하나의 액티브 매트릭스 영역이 사용되는 경우의 것의 절반으로 감소된다. 그 이유는, 각각의 액티브 매트릭스 영역의 정보기입 부담이 절반으로 감소되기 때문이다. 그 결과, 수평주사 제어회로(도 1에서 101, 102)에 요구되는 수평 주파수가 실제로 얻어지는 표시화면의 수평 주파수의 절반으로 된다.
상기한 원리에서, 개별적으로 수평주사 제어를 행하는 m개(또는 m세트)의 서로 협력하는 액티브 매트릭스 영역들을 사용함으로써, 화면상에 의도된 화상을 투영하는데 하나(또는 1세트)의 액티브 매트릭스 영역이 사용될 때 요구되는 수평 주파수의 1/m로 실질적인 수평 주파수를 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 집적화된 액정표시패널의 내부전기회로의 전체 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 액정표시패널의 동작중의 주 펄스신호의 타이밍 시퀀스를 나타내는 타이밍 차트.
도 3(A)∼(C)는 도 1의 액정표시패널에서 표시가 행해지는 화면의 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 스크린 투영형 표시장치를 나타내는 도면.
도 5는 액정표시장치에서의 종래의 표시방법을 설명하는 도면.
도 6은 화상표시를 위한 신호들 사이의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 렌티큘러(lenticular) 렌즈를 사용하는 화상표시 시스템의 화상표시평가를 위한 모델을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 클럭발생회로 101, 102: 수평주사 제어회로
103∼108: 액티브 매트릭스 영역 109, 110, 111: 수직주사 제어회로
112, 113: 플립플롭 회로 114, 117: 화상 샘플링 신호선
115: 샘플링 홀드회로 116: 플립플롭 회로
118, 120: 화상 데이터선 119: 화상 신호선
121, 122, 123: 플립플롭 회로 124: 주 제어/신호처리 회로
125: 게이트 신호선 400: 하우징
401: 광원 402, 403: 하프 미러
404, 405, 406: 다이크로익 미러 407: 액정표시패널
408: 광학계 409: 미러
410: 투영 스크린 411: 주 제어회로
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
실시예 1
도 1에 본 발명의 일 실시형태에 따른 표시장치가 나타내어져 있다. 이 표시장치는, 유리로 만들어질 수 있는 투광성 기판상에 집적화되어 있는 3쌍의 액티브 매트릭스 영역(103, 104, 105, 106, 107, 108)을 포함하는 컬러 액정표시조립체를 구비하고 있다. 즉, 이 액정표시모듈은, 3개의 삼원색 화상중 하나, 즉, 적(R), 녹(G), 또는 청(B) 화상을 각각 생성하는 3개의 화상형성유니트로 된 서브세트(subset)를 각각 가지고 있는 2세트의 집적화된 액티브 매트릭스 영역을 구비하고 있다. 본 실시예의 중요한 특징은, RGB 화상 형성을 위한 2세트의 액티브 매트릭스 영역(103∼108)이 협동하여, 의도된 화상의 일 주사선을 최종적으로 구성하는 2개의 교호하는 화소 어레이(array)를 형성함으로써, 한 세트의 액티브 매트릭스 영역에 요구되는 수평 주파수를 종래의 경우의 절반으로 감소시키는데 있다.
도 1에 나타낸 실시예의 다른 특징은, 각 세트의 액티브 매트릭스 영역(103∼105) 또는 (106∼108)이 동일한 수평주사 제어회로(101) 또는 (102)에 의해 제어되는 한편, 각 쌍의 액티브 매트릭스 영역(103, 106) 또는 (104, 107) 또는 (105, 108)이 공통의 수직주사 제어회로(109) 또는 (110) 또는 (111)에 의해 제어되도록 다수의 액티브 매트릭스 영역(103∼108)의 동작이 제어된다는 것이다. 이러한 구성에 따라 그리고 동일 기판상에 다수의 액티브 매트릭스 회로와 수평/수직주사 제어회로가 집적화되어 형성됨에 따라, 표시장치는 전체 구조가 간략화되어 전체적으로 크기가 감소되고 제작비용이 감소될 수 있다.
도 1의 표시장치에서는, 액티브 매트릭스 영역(103)에서 광학 변조된 R 화상 성분과, 액티브 매트릭스 영역(104)에서 광학 변조된 G 화상 성분과, 액티브 매트릭스 영역(105)에서 광학 변조된 B 화상 성분의 합성에 의해, 하나의 소망하는 컬러 화상이 형성된다.
마찬가지로, 액티브 매트릭스 영역(106)에서 광학 변조된 R' 화상 성분과, 액티브 매트릭스 영역(107)에서 광학 변조된 G' 화상 성분과, 액티브 매트릭스 영역(108)에서 광학 변조된 B' 화상 성분의 합성에 의해, 다른 컬러 화상이 얻어진다.
또한, 도 1에 나타낸 실시예에 있어서는, 수평주사 제어회로(101)가, R 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(103)과, G 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(104)과, B 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(105)에 대한 수평주사 제어를 동시에 행하도록 동작한다.
마찬가지로, 수평주사 제어회로(102)가, R' 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(106)과, G' 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(107)과, B' 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(108)에 대한 수평주사 제어를 동시에 행하도록 동작한다.
수직주사 제어회로(109)는, R 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(103)과, R' 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(106)에 대한 수직주사 제어를 동시에 행한다.
다른 수직주사 제어회로(110)는, G 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(104)과, G' 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(107)에 대한 수직주사 제어를 동시에 행한다.
나머지 수직주사 제어회로(111)는 B 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(105)과, B' 화상을 광학 변조하는 액티브 매트릭스 영역(108)에 대한 수직주사 제어를 동시에 행한다.
여기서 중요한 것은, 도 1의 표시장치가, RGB 화상을 위한 액티브 매트릭스 영역(103∼105)의 수직주사 제어와 R'G'B' 화상을 위한 액티브 매트릭스 영역(106∼108)의 수직주사 제어가 다른 타이밍으로, 즉, 서로 어긋나거나 시간차를 둔 타이밍으로 실행되도록 구성되어 있다는 것이다. 즉, 수평주사 제어회로(101)와 수평주사 제어회로(102)는 서로 다른 타이밍으로 동작하는 한편, 수직주사 제어회로(109∼111)들은 모두 동일한 타이밍으로 동작을 행한다.
도 1의 구성에서, 수평주사 제어회로(101, 102)들의 동작은, 플립플롭 회로와 2개의 AND 게이트 및 인버터를 포함하는 클럭발생회로(100)로부터 발생되어 출력되는 클럭신호 CLKHA, CLKHB에 의해 제어된다. 클럭신호 CLKHA는 RGB의 액티브 매트릭스 영역(103∼105)에 의해 실행되는 수평주사동작을 제어하고, 클럭신호 CLKHB는 R'G'B'의 액티브 매트릭스 영역(106∼108)에 의해 실행되는 수평주사동작을 제어한다.
도 6은 입력신호 CLKH, CNTΦ 대 출력신호 CLKHA, CLKHB의 입출력 논리값 관계를 나타낸다. 클럭신호 CLKHA, CLKHB는 클럭발생회로(100)에 의해 생성되고, 그 클럭발생회로는 도 2에 나타낸 바와 같이 신호 CLKH, CNTΦ의 논리레벨을 결정 또는 확인하도록 도모한다. 이들 클럭신호 CLKHA, CLKHB는 위상이 기준클럭신호 CLKH의 1/2 주파수 만큼 그 기준클럭신호로부터 어긋나 있다. 더 구체적으로는, 각 클럭신호 CLKHA, CLKHB는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 클럭신호 CLKHA가 기준 클럭신호 CLKH의 반주기만큼 위상이 어긋나 있고 클럭신호 CLKHA, CLKHB의 펄스들이 기준 클럭신호 CLKH의 일 주기만큼 서로 위상이 어긋나 있어 클럭신호 CLKHA의 각 펄스가 클럭신호 CLKHB의 인접 펄스들 사이의 중간위치에 있고 또한 그 반대도 성립하도록 하는 방식으로 기준클럭신호 CLKH로부터 생성되는, '교호(交互)하는' 펄스성분들의 열(train)을 갖는다.
수직주사 제어에 관해서는, 모든 액티브 매트릭스 영역(103∼108)에 대해 동일한 동작이 수행된다. 더 구체적으로는, 수직주사 제어회로의 클럭신호 CLKV를 수신한 때, 수직주사 타이밍 인에이블(enable) 신호 VSTA가 발생되어, 예를 들어, 하나의 액티브 매트릭스 영역(103)에서 (m,0)의 행(첫번째 행)으로부터 (m,n)의 행(n번째 행)까지의 주사가 순차적으로 진행한다. 신호 CLKV, VSTA는 모든 액티브 매트릭스 영역(103∼108)에 대해 정확히 동일한 타이밍으로 입력되어, 모든 액티브 매트릭스 영역(103∼108)에서 상기 수직주사동작이 동시에 진행한다.
도 1의 주 제어/신호처리 회로(124)에서, 회로(150)에 의해 제공되는 화상 데이터는 도 2에 나타낸 수평주사 클럭신호 CLKH의 타이밍과 동일한 특정 타이밍을 갖는다. 대조적으로, 화상 데이터선(118, 120)상에 출력되는 화상 데이터의 출력 '전송(delivery)' 타이밍은, 클럭발생회로(100)에서 생성되는 클럭신호 CLKHA, CLKHB에 응답하여 플립플롭 회로(121, 122)에 의해 설정된다.
따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 화상 데이터 항목(item)들은, 실질적으로 P0, P2, P4,...,의 시퀀스를 정의하는 '데이터 A'로 표시되는 타이밍으로 화상 데이터선(118)에 출력되고, 반면에, 화상 데이터선(120)에는 그 화상 데이터 항목들이실질적으로 P1, P3, P5,...,의 시퀀스를 정의하는 '데이터 B'로 표시되는 다른 타이밍으로 보내진다. 또한, 플립플롭 회로(121, 122)로부터 출력되는 화상 데이터 항목들은 대응하는 아날로그 비디오신호들로의 변환을 위한 디지털/아날로그(D/A) 컨버터회로(151, 152)에 입력되고, 이와 같이 변환된 비디오신호들은 화상 데이터선(118, 120)에 공급된다.
이하, 도 1에 나타낸 표시장치의 동작을 더 상세히 설명한다. 먼저, 수직주사 제어회로(109)의 플립플롭 회로(112)가 동작하여, 수직주사 제어회로의 클럭신호 CLKV(도시 안됨)의 펄스의 상승 에지(rising edge)의 발생에 응답하여 수직주사 타이밍 인에이블 신호 VSTA를 발생하여 출력한다. 그 결과, 'n=1'번째(Y0번째 행)의 플립플롭 회로(112)의 입력 노드(node)가 수직주사 제어회로(109∼111) 각각에서 논리 하이('H') 레벨로 된다.
플립플롭 회로는 2가지의 상이한 안정상태를 제공하는 쌍안정 멀티바이브레이터이다. 이러한 플립플롭 회로의 출력이 논리 로우('L') 레벨에 있고 그의 입력이 논리 하이 레벨에 있는 것으로 가정한 때, 그 플립플롭 회로에 클럭신호가 입력되어 입력펄스의 상승 에지가 플립플롭 회로의 입력에 인가되면 그의 출력은 하이 레벨로 변화한다. 그후, 후속 입력펄스의 상승 에지가 플립플롭 회로에 입력되면, 출력이 로우 레벨로 변화한다. 도시하지는 않았지만, 각 플립플롭 회로는 시퀀서(sequencer) 또는 파워온(power-on) 회로에 의해 제공되는 리세트신호를 수신하도록 구성되어 있다. 상기 리세트신호는 클럭신호 CLKH에 동기하거나 또는 비동기일 수 있다.
다음의 클럭펄스의 상승 에지가 플립플롭 회로에 인가되지 않는 한, 플립플롭 회로의 출력은 하이 레벨로 유지된다. 또한, 입력이 로우 레벨에 있는 중에는, 출력은 어떠한 클럭 에지가 입력되더라도 로우 레벨을 계속 유지한다.
예를 들어, 액티브 매트릭스 영역(103, 106)에 대한 수직주사 제어회로(109)의 'n=1'번째(Y0번째 행)의 플립플롭 회로(112)의 입력에 하이 레벨의 수직주사 타이밍 인에이블 신호 VSTA가 입력되는 경우, 수직주사 제어회로의 클럭신호 CLKV가 플립플롭 회로(112)에 입력되어, 플립플롭 회로(112)의 출력이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화한다. 그 결과, 플립플롭 회로(112)에 접속된 Y0번째 행의 게이트 신호선(125)이 하이 레벨로 되고, 이에 따라 액티브 매트릭스 영역(103, 106)의 Y0번째 행의 모든 박막트랜지스터가 온(ON)상태로 된다. 즉, 이들 액티브 매트릭스 영역(103, 106)에서 (0,0), (1,0), ...., (m,0) 번지의 모든 박막트랜지스터들이 도전상태로 된다.
상기한 설명은 제1 쌍의 액티브 매트릭스 영역(103, 106)을 예로 들어 설명하였지만, 나머지 쌍의 액티브 매트릭스 영역(104, 107)(105, 108)의 경우도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 제2 쌍(또는 제3 쌍)의 액티브 매트릭스 영역(104, 107)(또는 105, 108)에 관해서는, 수직주사 제어회로(110)(또는 111)에 포함된 플립플롭 회로(112)가 수직주사 제어회로(109)의 플립플롭 회로와 실질적으로 동일한 방식으로 동작하여, 액티브 매트릭스 영역(104, 107)(또는 105, 108)의 Y0번째 행의모든 게이트 신호선(125)을 동시에 하이 레벨로 되게 한다.
수직주사 제어회로(109)에서, 플립플롭 회로(112)는 Y1번째 행의 플립플롭 회로(123)와 Yn번째 행의 플립플롭 회로(128)를 포함하는 플립플롭 회로들과 연동한다. 비록 예시하지는 않았지만, 나머지 수직주사 제어회로(110, 111)도 수직주사 제어회로(109)와 유사한 구성을 가지고 있다.
상기한 상태에서, 클럭신호 CLKHA, CLKHB는 도 2에 나타낸 바와 같은 타이밍으로 수평주사 제어회로(101, 102)에 인가된다.
본 실시예에서는, 클럭신호 CLKHA, CLKHB는 유효 에지를 수평주사 제어회로(101, 102)에 교대로 인가하도록 설정되어 있다.
따라서, 먼저, 수평주사 제어회로(101)의 X0번째 열의 플립플롭 회로(113)에서, 클럭신호 CLKHA의 상승 에지의 수신에 응답하여 수평주사 타이밍 인에이블 클럭신호 HSTA가 출력되어, 화상 샘플링 신호선(114)상에 출력되는 출력신호가 하이 레벨로 된다. 이 화상 샘플링 신호선(114)에 출력된 화상 샘플링 신호는 도 2에서 A0로 나타내어져 있다.
화상 샘플링 신호선(114)이 하이 레벨로 되는 것에 의해, X0번째 열의 샘플링 홀드(S/H)회로(115)가 화상 데이터선(118)상에 현재 존재하고 있는 화상 데이터(그의 타이밍이 도 2에서 '데이터 A'로 나타내어져 있다)를 인출하게 된다.
이러한 상태에서, 화상 데이터선(118)에 출력되는 화상 데이터도 클럭신호CLKHA에 동기하는 방식으로 제어된다. 한편, 액티브 매트릭스 영역(106∼108)에 인가되는 화상 데이터는 클럭신호 CLKHB에 동기하여 제어될 수 있다.
도 2에서 '데이터 A'로 표시된 화상 데이터를 화상 데이터선(118)으로부터 샘플링 홀드회로(115)로 인출함에 따라, X0번째 열의 박막트랜지스터의 소스에 접속된 X0번째 열의 화상 신호선(119)으로 화상 데이터가 흐를 수 있다. 이에 따라, 액티브 매트릭스 영역(103)의 (0,0), (0,1), ...., (0,n) 번지의 박막트랜지스터의 소스에 소정의 데이터신호가 인가되는 상태가 실현될 수 있다.
그러한 상태에서는, (0,0), (1,0), ...., (m,0) 번지의 선택된 박막트랜지스터의 게이트 전극에 신호전압이 인가되어, 그들 박막트랜지스터가 도전상태(즉, 온(ON)상태)로 되게 한다. 따라서, 여기서는, (0,0) 번지의 박막트랜지스터가 동작하여, (0,0) 번지의 대응하는 화소전극에 소정의 정보를 기입하게 된다.
이 정보기입 동작의 기간은 도 2에 나타낸 신호 A0가 하이 레벨로 유지되는 시간과 길이가 대응하는 기간으로, 이 후자의 시간은 샘플링 홀드회로(115)가 '데이터 A'로 표시된 화상 데이터를 인출하는데 필요한 시간과 동일하다. 따라서, 화상 데이터 P0가 X0번째 열의 샘플링 홀드회로(115)에 인출되어 유지된다.
본 실시예에서는, 수평주사기간중의 화상 데이터의 타이밍도 플립플롭 회로(121, 122)에 의해 결정된다. 따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스 영역(103)에의 정보기입은 P0, P2, P4,... 로 표시되는 '데이터 A'의 타이밍과실질적으로 동일한 타이밍으로 행해지는 것으로 고려될 수 있다.
(0,0) 번지의 화소에의 정보기입은 다음의 클럭신호 CLKHA의 펄스의 상승 에지가 플립플롭 회로(113)에 입력된 때 종료한다. 더 구체적으로는, 클럭신호 CLKHA의 다음 입력펄스의 상승 에지가 플립플롭 회로(113)에 입력된 때, 그의 출력신호 A0는 로우 레벨로 변화하여, 화상 샘플링 신호선(114)이 로우 레벨 상태로 되게 한다. 이것에 의해, 샘플링 홀드회로(115)에서의 화상 데이터 인출이 행해지지 않게 되어, 소정의 신호전압이 (0,0) 번지의 박막트랜지스터의 소스에 인가되는 것이 방지된다. 그 결과, (0,0) 번지에의 정보기입이 방지된다.
X0번째 열의 플립플롭 회로(113)의 출력이 로우 레벨로 변화한 때, 그와 동시에 X1번째 열의 플립플롭 회로(116)의 출력신호 A2가 하이 레벨로 변화한다. 그 결과, 관련된 화상 샘플링 신호선(117)의 전위상태가 하이 레벨로 변화한다.
이것은, 클럭신호 CLKHA의 다음 펄스가 입력되기 전까지는 화상 샘플링 신호선(114)이 하이 레벨로 유지되는 반면에 화상 샘플링 신호선(117)은 로우 레벨로 유지된다는 것을 의미한다. 클럭신호 CLKHA의 다음 펄스의 상승 에지가 플립플롭 회로(116)에 입력된 때, 화상 샘플링 신호선(114)이 로우 레벨로 변화하고, 화상 샘플링 신호선(117)은 하이 레벨로 변화한다.
출력신호 A2가 하이 레벨로 유지되는 동안, 도 2에서 '데이터 A'로 표시된 화상 데이터중 소정의 화상 데이터 P1은 화상 데이터선(118)으로부터 샘플링홀드회로(131)로 인출되어, 화상 신호선(119)을 통해 (1,0) 번지의 화소전극에 기입된다. 나머지 (2,0), (3,0), (4,0), ..., (m,0) 번지에 대해서도 유사한 기입동작이 순차적으로 반복된다.
정보기입은 다음과 같은 방식으로 순차적으로 이루어진다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 도 1의 플립플롭 회로(113)의 출력 A0가 하이 레벨에 있는 동안에 화상 데이터 P0(도 2의 '데이터 A' 참조)가 (0,0) 번지의 화소에 기입되고, 플립플롭 회로(116)의 출력 A2가 하이 레벨에 있는 동안에 화상 데이터 P2가 (0,1) 번지의 화소에 기입되며, Xm번째 열의 플립플롭 회로(132)의 출력 A2m이 하이 레벨에 있는 동안에 화상 데이터 P2m이 (0,m) 번지의 화소에 기입된다. 부호 133, 134는 각각 Xm번째 열의 화상 샘플링 신호선과 그에 관련된 샘플링 홀드회로를 나타낸다.
한편, 화상 샘플링 신호선(114)에 공급되는 신호 A0는 수평주사 제어회로(102)의 X0번째 열의 플립플롭 회로(135)에 수평주사 타이밍 인에이블 신호로서 입력된다. 플립플롭 회로(135)에서, 도 2에 나타낸 특정 타이밍으로 공급되는 클럭신호 CLKHB에 응답하여 상기 신호가 발생한 때, 그 플립플롭 회로(135)의 출력부에 나타나는 수평주사신호 B1은 하이 레벨로 변화하여, 화상 샘플링 신호선(138)을 하이 레벨로 변화시킨다.
상기한 동작은, 수평주사 제어회로(102)의 X0번째 열의 플립플롭 회로(135)에서 클럭신호 CLKHB에 응답하여 신호 A0가 발생되어 신호 B1을 생성하는 것으로 고려될 수도 있다.
출력신호 B1이 하이 레벨에 있는 동안에, X0번째 열의 샘플링 홀드회로(141)는 화상 데이터선(120)으로부터 도 2에 '데이터 B'로 표시된 화상 데이터를 인출하도록 동작한다. 따라서, 화상 데이터 P1이 샘플링 홀드회로(141)로 인출되어, 그 화상 데이터 P1은 화상 신호선(119)을 통해 (0,0) 번지의 화소에 기입된다.
신호 A0가 X0번째 열의 플립플롭 회로(135)에서 클럭신호 CLKHB에 의해 다시 발생되게 되면, 플립플롭 회로(135)의 출력신호 B1이 로우 레벨로 되어, (0,0) 번지의 화소에의 데이터기입이 완료된다.
출력신호 B1이 로우 레벨로 되는 정확한 시점에, X1번째 열의 플립플롭 회로(136)의 출력신호 B3가 동시에 하이 레벨로 되어, 화상 샘플링 신호선(139)이 하이 레벨로 되게 된다. 이에 따라, 도 2에서 '데이터 B'로 표시된 화상 데이터들중 화상 데이터 P3가 플립플롭 회로(142)로 인출된 다음, (1,0) 번지의 화소에 기입된다.
이렇게 하여, 번지들에의 데이터기입의 개시 및 종료가 클럭펄스신호 CLKHB에 동기하여 반복되어, (2,0), (3,0), (4,0), ..., (m,0) 번지에서 액티브 매트릭스 영역(106)에 순차적으로 정보가 기입되게 한다. 부호 137, 140, 143은 각각 Xm번째 열의 플립플롭 회로와, 화상 샘플링 신호선, 및 샘플링 홀드회로를 나타낸다.
도 2의 타이밍 차트를 참조하면, 수평주사 제어 클럭신호 CLKHA, CLKHB는 fCLKH/2(여기서, 'fCLKH'는 기준클럭신호 CLKH의 주파수이다) 만큼 또는 기준클럭신호 CLKH의 일 주기 만큼 서로 위상이 어긋나 있는 것을 쉽게 볼 수 있다. 따라서, 얻어지는 수평주사신호 A0, B0도 fCLKH/2 만큼 또는 기준클럭신호 CLKH의 일 주기 만큼 서로 위상이 어긋나 있다.
이것은 다음과 같이 바꾸어 말하여질 수 있다. 즉, 액티브 매트릭스 영역(103)의 (0,0) 번지의 화소에 정보가 기입되는 기간중에, 액티브 매트릭스 영역(106)의 (0,0) 번지의 화소에 정보가 기입되기 시작한다. 그리고, 액티브 매트릭스 영역(106)의 (0,0) 번지의 화소에 대한 그러한 기입 동작중에, 액티브 매트릭스 영역(103)의 (1,0) 번지의 화소에 대해 정보기입이 개시된다.
이렇게 하여, 이웃하는 2개의 액티브 매트릭스 영역(103, 106)에서, 어느 한 액티브 매트릭스 영역(103 또는 106)의 현재 선택된 화소 열의 화소들이 한쪽 액티브 매트릭스 영역(103)에 대한 순차적인 기입동작과 다른쪽 액티브 매트릭스 영역(106)에 대한 순차적인 기입동작의 부분 겹침을 허용하는 특정 타이밍으로 기입을 위해 순차적으로 선택되게 하면서 그 액티브 매트릭스 영역(103, 106)의 화소들의 열이 액티브 매트릭스 영역(103, 106) 사이에서 기입을 위해 교대로 선택되도록 하는 방식으로 액티브 매트릭스 영역(103, 106)에 대해 '교대적이고/순차적인' 기입동작이 행해지게 된다. 즉, 도 2에 P0, P1, P2, P3, P4, ...로 나타낸 시퀀스로액티브 매트릭스 영역(103, 106) 사이에서 교대로 정보기입이 행해진다.
Y0번째 행에 대한 정보기입이 종료된 후, 수직주사 제어회로의 클럭신호 CLKV의 다음 펄스의 상승 에지의 수신에 응답하여 플립플롭 회로(112)의 출력이 로우 레벨로 되어, Y0번째 행의 게이트 신호선(125)이 로우 레벨로 된다. 따라서, Y0번째 행의 모든 박막트랜지스터들이 동시에 비도전 상태(즉, 오프(OFF) 상태)로 된다. 이에 따라, 액티브 매트릭스 영역(103, 106)의 (0,0), (1,0),..., (m,0) 번지의 화소들의 모든 박막트랜지스터들이 오프 상태로 된다.
이때, 수직주사 제어회로(109)에서 Y1번째 행의 플립플롭 회로(123)의 출력이 하이 레벨로 되어, Y1번째 행의 모든 박막트랜지스터들을 온(ON)으로 되게 한다. 그 결과, 액티브 매트릭스 영역(103, 106)의 (0,1), (1,1),..., (m,1) 번지의 화소들의 모든 박막트랜지스터들이 온으로 된다.
이어서, Y0번째 행에 대한 것과 동일한 기입동작이 수평주사 제어회로(101, 102)의 제어하에 액티브 매트릭스 영역(103, 106)의 Y1번째 행에 대하여 행해져, 대응하는 샘플링 홀드회로에 저장되는 정보가 그의 화소들에 순차적으로 기입되게 한다. 다른 쌍의 액티브 매트릭스 영역(104, 107)과 또 다른 쌍의 액티브 매트릭스 영역(105, 108)에 대해서도 동일한 동작이 행해진다.
도 1에서, 액티브 매트릭스 영역(104, 105, 107, 108)의 상세한 구성이 부분적으로 생략되어 있지만, 모든 액티브 매트릭스 영역(103∼108)은 내부회로구성이서로 동일하거나 실질적으로 동일하다는 것을 알 수 있다.
한 세트를 구성하는 3개의 액티브 매트릭스 영역(103, 104, 105)에서 형성된 화상들을 적당한 광학계에 의해 광학적으로 합성하여, 떨어져 있는 투영 스크린상에 투영하여, 의미있는 컬러 화상을 얻을 수 있다. 또한, 그러한 컬러 화상은 다른 세트를 구성하는 3개의 액티브 매트릭스 영역(106∼108)에서 형성된 화상들을 적당한 광학계에 의해 합성하여 스크린상에 투영함으로써 얻어질 수 있다.
화상을 겹쳐(합성하여) 투영하는 방법의 일례가 도 3(A)∼(C)에 도식적으로 나타내어져 있다. 도 3(A)는 제1 세트의 액티브 매트릭스 영역(103∼105)에서 형성된 화상들을 스크린상에 합성하여 투영하는 경우의 그 화상들의 수평주사 상태를 나타내고, 도 3(B)는 제2 세트의 액티브 매트릭스 영역(106∼108)에서 형성된 화상들을 합성하여 투영하는 경우의 수평주사 상태를 나타낸다. 여기서 주지할 점은, 2개의 투영된 화상들이 수평방향으로 인접하는 화소들 사이에 적당한 거리를 갖도록 배열된다는 것이다.
도 3(A)와 도 3(B)의 2개의 컬러 화상을 서로 광학적으로 합성하는 경우를 고려한다. 즉, 도 1의 6개의 액티브 매트릭스 영역(103∼108)에서 형성된 화상을 적당한 광학계에 의해 스크린상에 합성하여 투영하는 경우를 고려한다.
합성되어 투영되는 화상이 도 3(C)에 나타내어져 있다. 이러한 표시는, 도 2에서 '데이터 A'로 표시된 데이터항목들의 열(train)에 대한 타이밍과 '데이터 B'로 표시된 데이터항목들의 열에 대한 타이밍이 서로 겹쳐진 상태하에 행해진다. 이에 따라, 순차 수평주사 동작이 다음과 같은 방식으로 행해진다. 즉, 화소 P0가 먼저 표시되고, 그의 표시중에 다음 화소 P1이 표시되며, 화소 P1의 표시중에 그 다음의 화소 P2가 표시되는 등의 방식으로 순차 수평주사 동작이 이루어진다.
도 4에, 대화면의 투영형 컬러 액정표시장치가 나타내어져 있다. 이 표시장치는, 하우징(400)과, 이 하우징(400)내에 설치된 광원(401)과, 삼원색, 즉, 적(R), 녹(G), 청(B)의 3개의 광성분을 제공하기 위한 광을 출력하도록 광원(401)으로부터의 입사광을 반사시키는 하프 미러(402)를 포함한다. 또한, 이 표시장치는, 또 다른 3개의 R', G', B' 광성분을 제공하기 위한 광을 출력하도록 광원(401)으로부터 입사광을 반사시키는 하프 미러(403)를 포함한다.
하프 미러(402)로부터의 광은, 직렬로 조합된 3개의 다이크로익(dichroic) 미러(404, 405, 406)를 차례로 통과하도록 광학적으로 안내된다. 제1 다이크로익 미러(404)는 광의 선택된 색, 여기서는, 청색(B)을 반사시키고 다른 색들은 투과시킨다. 제2 다이크로익 미러(405)는 제1 다이크로익 미러(404)를 투과한 광을 받아 그 광의 다른 선택된 색, 여기서는, 녹색(G)을 반사시키고 다른 색은 투과시킨다. 제3 다이크로익 미러(406)는 삼원색중의 나머지 한 색, 여기서는, 적색(R)을 반사시키도록 작용한다.
상기 다이크로익 미러(404∼406) 외에, 또 다른 세트의 다이크로익 미러가 상기 다이크로익 미러(404∼406)에 인접하여 배치되어 있는데, 이들 다이크로익 미러는 상기와 유사하게, 하프 미러(403)로부터 반사된 광을 RGB 색성분으로 분광하도록 작용한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 투영형 액정표시장치는 집적화된 액정표시패널(407)을 구비하고 있다. 이 액정표시패널(407)은 그의 동작을 제어하는 주 제어회로(411)에 전기적으로 접속되어 있다. 그 제어회로(411)는 클럭펄스신호 CLKHA, CLKHB, 수평주사 타이밍 인에이블 클럭신호 HSTA 등을 포함하는 주 신호들을 제어하는 제어기를 구비하고 있다. 이 제어기는 도 1에서 부호 124로 나타낸 부분의 회로일 수 있다. 액정표시패널(407)의 동작은 이미 앞에서 설명되었다.
액정표시패널(407)에서 광학 변조된 상은 2세트의 상이 된다. 즉, 액티브 매트릭스 영역(103∼105)에서 광학 변조되는 한 세트의 RGB 화상과, 액티브 매트릭스 영역(106∼108)에서 광학 변조되는 다른 한 세트의 R'G'B' 화상이 형성된다.
액정표시패널(407)에서 광학 변조된 각 화상은 광학계(408)를 거쳐 투영되고, 미러(409)에 의해 반사되어, 표시장치의 투영 스크린(410)상에 투영되어 결상(結像)된다.
이렇게 하여, 투영 스크린(410)에서는, 매트릭스 형태로 배치된 화소에 있어서 1화소열마다 교대로 순차적인 화소영역에의 정보기입(표시)이 행해지는 상태가 된다. 즉, 하나의 행에서는, 도 3(C)에 나타낸 바와 같이, 화소 P0, P1, P2, P3,... 의 화상 성분들이 스크린(410)상에 순차적으로 표시되는 상태가 얻어질 수 있다.
이러한 동작중에, 수평주사 제어회로(101)는, 실제로 표시되는 화소들중에서 선택된 일부 화소, 즉, 감소된 수의 화소(즉, 하나의 행에 포함된 모든 화소들의절반)에만 정보를 기입하도록 부담이 경감될 수 있다. 또한, 이에 따라, 수평주사 제어회로(101)는 실제의 표시속도의 절반의 속도로 동작할 수 있다. 이것은, 2개의 수평주사 제어회로(101, 102)가 도 2의 클럭신호 CLKHA, CLKHB의 수신에 응답하여 교대로 동작하면 되기 때문이다.
본 실시예에서는, 스크린상에 하나의 화상을 표시하기 위해 2개의 수평주사 제어회로를 사용하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이와는 다르게, 본 발명은, 합성할 화상을 RGB 화상과 R'G'B' 화상과 R', G', B' 화상의 3세트의 화상으로 하고, 각각의 화상을, 3개의 클럭신호 CLKHA, CLKHB, CLKHC 각각에 응답하는 3개의 별개의 수평주사 제어회로들에 의해 제어하는 경우에도 적용할 수 있다. 이 경우, 하나의 수평주사 제어회로의 동작속도는 스크린상에 현재 표시되고 있는 화상의 수평주사속도의 1/3이다.
여기서는, 별개의 액티브 매트릭스 영역들을 사용하여 하나의 RGB 화상을 형성하는 예를 설명하였으나, 컬러 필터를 구비하는 단일의 액티브 매트릭스 영역을 사용하여 하나의 컬러 화상을 생성하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 도 1에 나타낸 수직주사 제어회로(109∼111)가 단지 하나의 제어회로로 대치된다.
상기한 실시예는 점(点)순차 주사기술을 이용하는 특정 구성에 관련하여 설명하였으나, 선(線)순차 주사기술들중 하나를 이용하도록 변경될 수도 있다. 이 외에, 상기한 구성은 수평 및 수직주사 제어회로를 시프트 레지스터로 구성한 경우의 예이지만, 시프트 레지스터 대신에 카운터 디코더를 사용하도록 변경될 수도 있다.
실시예 2
도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 액정표시장치에 관하여 설명한다. 도 7은, 특히 고속으로 수평주사제어를 행할 필요가 있는 구성에 사용할 수 있는 광학계의 모델을 나타내고 있다. 도 7에 나타낸 것은, 십자형의 원통형 렌즈 어레이(이들이 종종 '플라이아이 렌즈'로 불린다)를 갖는 렌티큘러(lenticular) 렌즈 또는 렌티큘러 스크린(701)을 사용하여 입체화상이나 다수의 화상을 동시에 표시하는 경우의 원리도이다.
렌티큘러 렌즈는 다른 관찰각도에서 스크린상의 다른 위치들을 볼수 있게 하는 특정 기능을 제공한다. 이러한 렌티큘러 렌즈를 사용하면, 사용자가 그의 우측 눈과 좌측 눈으로 다른 화상을 볼 수 있고, 또한, 복수의 사람이 다른 화상을 동시에 볼 수 있다.
그러나, 이러한 렌티큘러 렌즈를 사용한 경우, 동시에 표시되는 화상의 수의 증가로 인해 수평(행)방향의 화상 해상도가 저하하는 문제가 있다. 이것은 수평방향의 화소수를 단순히 증가시킴으로써 방지될 수 있지만, 그것에 대응하여 수평주사 주파수를 증가시킬 필요가 있다.
본 실시예의 구성에서는, 본 발명의 상기한 개념을 이용하여 표시화면의 수평주사 주파수를 증가시키는 것이다.
즉, 도 1에 나타낸 집적화된 액정표시패널을 사용하여, 도 7의 렌티큘러 스크린의 상점(像点) a∼c에 도 2에서 '데이터 A'로 표시된 데이터 열(列)에 대응하는 화상을 형성하고, 상점 e∼g에 '데이터 B'로 표시된 데이터 열에 대응하는 화상을 형성한다. 상점 d는, '데이터 A'의 화상과 '데이터 B'의 화상 사이의 바람직하지 않은 크로스토크(crosstalk)의 발생을 억제 또는 방지하기 위해 단색, 즉, 흑색 또는 백색의 배경 또는 적당한 배경색을 표시하는 영역이다.
이러한 표시방법은, 렌티큘러 렌즈의 광학설계를 적당히 행하는 것에 의해, 예를 들어, 사용자가 그의 우측 눈과 좌측 눈 각각으로 2개의 화상을 동시에 보게 하여 입체화상을 볼 수 있게 하는 구성이나, 다수의 사용자가 '데이터 A'의 화상과 '데이터 B'의 화상중 하나를 다른 관찰각도에서 개별적으로 볼 수 있게 하는 구성에 이용될 수 있다.
도 7의 표시방법을 채용한 경우, 수평방향의 주사가 'a'-'g'의 순서로 순차적으로 행해진다. 2개의 화상을 수평 해상도의 저하 없이 표시할 수 있게 하기 위해서는, 수평주사 주파수를 증가시킬 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명의 '수평방향으로 액티브 매트릭스 영역을 m개 만큼 분할한' 특징을 이용함으로써, 단일의 액티브 매트릭스 영역을 이용하여 도 7에 나타낸 표시를 행하는 경우와 비교하여, 하나의 수평주사 제어회로에 요구되는 수평주사 주파수를 1/m로 할 수 있다. 따라서, 도 7의 표시방법이 사용되는 경우에도, 고해상도의 화상의 표시가 가능하게 된다.
실시예 3
본 실시예는, 시분할표시기술을 사용하여 다수의 화상을 표시하는 경우 또는 표시화면상에 입체화상을 표시하는 경우에 본 발명의 상기한 개념을 이용하는 예이다. 시분할표시를 행하는 경우에는, 그에 상응하여 증가된 양의 정보가 요구되는데, 이 경우에는 당연히 수평주사 주파수를 증가시키는 것이 요구된다.
이러한 경우에도, 도 1에 나타낸 집적화된 액정표시패널에서, 집적화되는 액티브 매트릭스 영역의 수를 m×3(여기서, m은 3 이상의 정수이다)으로 하고 m개의 수평주사 제어를 서로 다른 타이밍으로 순차적으로 행하게 함으로써, 하나의 수평주사 제어회로에 요구되는 수평주사 주파수를, 화면상에 실제로 표시되는 화상의 수평주사 주파수의 1/m로 감소시킬 수 있다. 이와 같이 함으로써, 시분할 화상표시화면의 해상도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 중요한 이점은, 기판상에 집적화되어 있는 주변회로들을 구비하는 대화면 액티브 매트릭스형 표시장치에서, 화면에 표시되는 화상의 화질을 저하시키지 않고, 주변회로들에 요구되는 동작주파수를 성공적으로 감소시킬 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 이점은, 단일의 클럭신호에 의해 각 수평주사 제어회로가 제어되기 때문에, 회로구성이 신뢰성의 향상을 이루면서도 단순화될 수 있다는 것이다. 구체적으로는, 수평주사 제어회로의 배선 패턴이 보다 단순화될 수 있다. 또한, 수평주사 제어회로에서 다수의 클럭신호의 간섭이 발생하지 않기 때문에, 오동작의 발생이 억제 또는 방지되어, 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 이점은, 다수의 화상의 겹침에 의해 표시화상의 밝기와 정밀도가 증대된다는 것이다.
본 발명은 표시화면에서의 수평주사 주파수를 증대시킬 수 있고, 이러한 개념은 보통의 2차원 화상의 표시 뿐만 아니라 3차원 화상의 표시에도 이용될 수 있는 것으로 설명되었다. 예를 들어, 렌티큘러 렌즈나 시분할표시기술을 이용하여 3차원 표시를 행하는 경우에 요구되는 수평주사 주파수의 증가를, 관련된 수평주사 제어회로의 부담을 증가시킴이 없이 성공적으로 실현할 수 있다.

Claims (14)

  1. m개의 액티브 매트릭스 영역과,
    대응하는 화상 신호선에 각각 접속된 m개의 수평주사 회로를 포함하고,
    상기 m개의 수평주사 회로들 각각이 m번 마다 상기 m개의 액티브 매트릭스 영역들중 대응하는 영역을 선택하고, 상기 m개의 수평주사 회로들이 m세트의 제어신호에 의해 각각 제어되며, 상기 m개의 수평주사 회로들이, 표시되는 화상의 수평주사 주파수의 1/m의 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 m세트의 제어신호들 각각이 수평주사 제어 클럭신호와 수평주사 타이밍 인에이블 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 각 행의 화소들에 제공된 트랜지스터들의 게이트에 공통의 수직주사 신호를 공급하는 수직주사 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 장치의 화소들이 점순차 주사 기술로 주사되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 2개의 액티브 매트릭스 영역과,
    대응하는 화상 신호선에 각각 접속된 2개의 수평주사 회로를 포함하고,
    상기 2개의 수평주사 회로들이 각각 상기 2개의 액티브 매트릭스 영역들을 택일적으로 선택하고, 상기 2개의 수평주사 회로들이 2세트의 제어신호에 의해 각각 제어되며, 상기 2개의 수평주사 회로들이, 표시되는 화상의 수평주사 주파수의 1/2의 주파수로 동작하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 2세트의 제어신호들 각각이 수평주사 제어 클럭신호와 수평주사 타이밍 인에이블 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 각 행의 화소들에 제공된 트랜지스터들의 게이트에 공통의 수직주사 신호를 공급하는 수직주사 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 장치의 화소들이 점순차 주사 기술로 주사되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 2n개(n은 1과 같거나 그보다 큰 자연수임)의 액티브 매트릭스 영역들과,
    상기 2n개의 액티브 매트릭스 영역들을 순차적으로 액세스(access)하기 위한 2n개의 클럭신호를 발생하기 위한 클럭제어회로, 및
    표시되는 화상의 주파수의 1/2n의 주파수로 상기 클럭신호에 동기하여 화상 신호선들을 통해 화소들에 입력되는 2n개의 분할된 화상들의 신호들을 발생하는 회로를 포함하고,
    상기 클럭제어회로가 카운터 회로와 다수의 조합회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 2n개의 분할된 화상들의 상기 신호들의 발생 타이밍이 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 청구항11는 삭제 되었습니다.
  12. 2개의 액티브 매트릭스 영역과,
    상기 2개의 액티브 매트릭스 영역을 순차적으로 액세스(access)하기 위한 2개의 클럭신호를 발생하기 위한 클럭제어회로, 및
    표시되는 화상의 주파수의 1/2의 주파수로 상기 클럭신호에 동기하여 화상 신호선들을 통해 화소들에 입력되는 2개의 분할된 화상들의 신호들을 발생하는 회로를 포함하고,
    상기 클럭제어회로가 카운터 회로와 다수의 조합회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 2개의 분할된 화상들의 상기 신호들의 발생 타이밍이 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 청구항14는 삭제 되었습니다.
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