KR100799826B1 - 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

종래, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel:PDP)와 같은 시분할 표시 방식을 이용하여 계조를 표현하고 있는 표시 장치에서는 동화위윤곽을 저감시킬 필요가 있는데, 또한 한층 더 고도의 정밀하고 세밀한 영상 표시를 실현하기 위해서는 패널의 사양을 변경시켜야만 했다.
1프레임을 복수의 서브 프레임으로 구성하며 표시 패널상을 이동하는 입력 화상을 표시하는 표시 장치의 구동 방법으로, 상기 입력 화상에 의해 망막상에 결상되는 특정한 망막상 화소를 상정하고, 이 상정 망막상 화소의 휘도가 상기 입력 화상에 대응되는 화소의 휘도와 거의 동등하도록 상기 각 서브 프레임에 의한 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법을 마련한다.
1프레임, 플라즈마 디스플레이 패널, 서브 플레임, 표시 장치, 발광 블록, 전면 기판, 배면 기판

Description

표시 장치의 구동 방법 {METHOD OF DRIVING DISPLAY DEVICE CAPABLE OF ACHIEVING DISPLAY OF IMAGES IN HIGHER PRECISION WITHOUT CHANGING CONVENTIONAL SPECIPICATION OF PANEL}
도1은 표시하려는 화소와 그에 대응하여 망막상에 상정되는 화소(정지화상의 경우)를 나타낸 도면.
도2는 망막상에 상정되는 화소S'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우)을 나타낸 도면.
도3은 망막상에 상정되는 화소S'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면.
도4는 패널상의 화소와 그 보다 세밀하게 망막상에 상정되는 화소(가상 화소)를 나타낸 도면.
도5는 패널상의 화소와 그를 1/2분할하여 망막상에 상정되는 화소(가상 화소)를 나타낸 도면.
도6은 패널상의 화소Pn의 주목(注目) 발광 블록의 발광 궤적의 중심까지의 시간과 거리를 나타낸 도면.
도7은 도6에 있어서 a=0 인 경우를 나타낸 도면.
도8은 도6에 있어서 a=1 인 경우를 나타낸 도면.
도9는 도6에 있어서 a=2 인 경우를 나타낸 도면.
도10은 망막상에 상정되는 화소S'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우)을 나타낸 도면.
도11은 망막상에 상정되는 화소S'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면.
도12는 패널상의 화소Pn의 주목 발광 블록의 발광 궤적의 중심까지의 시간과 거리를 나타낸 도면.
도13은 도12에 있어서 a=0 인 경우를 나타낸 도면.
도14는 도12에 있어서 a=1 인 경우를 나타낸 도면.
도15는 도12에 있어서 a=2 인 경우를 나타낸 도면.
도16은 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 왼쪽)를 나타낸 도면.
도17은 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 오른쪽)를 나타낸 도면.
도18은 망막상의 위치가 동등한 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 왼쪽)를 나타낸 도면.
도19는 망막상의 위치가 동등한 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 오른쪽)를 나타낸 도면.
도20은 가상 화소S1'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우)을 나타낸 도면.
도21은 가상 화소S2'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발 광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면.
도22는 가상 화소S1'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우)를 나타낸 도면.
도23은 가상 화소S1' 및 S2'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면.
도24는 본 발명에 관한 표시 장치의 구동 방법(가상 화소법)에서 이용되는 서브 프레임 배열의 예를 나타낸 도면.
도25는 가상 화소S1'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 왼쪽)의 일예를 설명하기 위한 도면.
도26은 가상 화소S2'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 왼쪽)의 일예를 설명하기 위한 도면.
도27은 가상 화소S1'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 오른쪽)의 일예를 설명하기 위한 도면.
도28은 가상 화소S2'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 오른쪽)의 일예를 설명하기 위한 도면.
도29는 적용되는 서브 프레임 배열의 예를 나타낸 도면.
도30은 3개가 규칙적으로 나열된 RGB에 의한 백색 표현을 설명하기 위한 도면.
도31은 본 발명이 적용되는 일예인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도32는 PDP에 대하여 세로 방향으로 슬릿을 설치한 경우를 나타낸 도면.
도33은 PDP에 대하여 가로 방향으로 슬릿을 설치한 경우를 나타낸 도면.
도34는 PDP에 대하여 십자형으로 슬릿을 설치한 경우를 나타낸 도면.
도35는 표시 패널상에서의 상의 이동 속도와 컨트러스트의 관계를 나타낸 도면.
도36은 표시 패널상에서의 상의 이동 속도와 서브 프레임수의 관계를 나타낸 도면.
도37은 본 발명의 표시 장치 구동 방법의 적용에 따른 해상도의 향상을 설명하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
도38은 본 발명의 표시 장치 구동 방법에 대하여 보간(補間)법을 병용한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)
101 : 전면 기판
101a : 발광 취출면
102 : 배면 기판
110 : 비투광성 흑색 유전체
120 : 비투광성 백색 유전체
130, 131, 132, 133 : 슬릿
135 : 자외선 여기 형광체(형광체)
140 : 스페이서
150 : 방전 공간
Q, R, S, T : 표시 패널상의 화소(입력 화소)
Q', R', S', T' : 망막상에 상정되는 화소(가상 화소)
S1'S2' : S'를 1/2로 분할한 가상 화소(1/2 화소)
Q1' 내지 Qn', R1' 내지 Rn', S1' 내지 Sn', T1' 내지 Tn' : n개의 분할된 화소(n분할 가상 화소)
본 발명은 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel)과 같은 시분할 표시 방식(프레임내 시간 분할법)을 이용하여 계조(階調)를 표현하는 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
근년에 들어 표시 장치가 대형화됨에 따라 박형 표시 장치가 요구되고 있으며, 여러 종류의 박형 표시 장치가 제공되고 있다. 예를 들면 디지탈 신호 그대로 표시하는 매트릭스 패널, 즉 PDP 등의 가스 방전 패널이나 DMD(Digital Micromirror Device), EL표시 소자, 형광 표시관, 액정 표시 소자 등의 매트릭스 패널 등이 제공되고 있다. 이와 같은 박형 표시 장치중 가스 방전 패널은 간이(簡易)한 프로세스 때문에 대화면화가 용이하다는 점과 자발광 타입으로 표시 품질이 우수하다는 점, 아울러 응답 속도가 빠르다는 점 등의 이유로 대화면이면서 직시형인 HDTV(고품위 텔레비전)용 표시 디바이스의 가장 유력한 후보로 생각되고 있다. 그러나, 이와 같은 표시 장치에서는 동화상부의 중간조 표시에 흩어짐이 발생하여 표시 품위를 손상시키는 동화위윤곽(색위윤곽)의 문제가 있는데, 이에 대하여 양 또는 음 등의 펄스를 원신호에 중첩시켜 위윤곽을 저감시키는 것도 제안되고 있다. 이와 같은 표시 장치에서 화질을 더욱 개선하는 동시에 매우 정밀하고 세밀한 영상 표시를 가능하게 하는 표시 장치 구동 방법의 제공이 요망되고 있다.
종래의 PDP의 중간조 표시 방법은, 예를 들면 프레임(필드)내 시간 분할법을 통해 수행되고 있는데, 1프레임(필드)은 휘도의 무게가 서로 다른 N개의 서브 프레임(서브 필드:발광 블록)(SF1 내지 SFN)에 의해 구성된다. 여기서 인터 레이스 동작을 수행하고 있는 경우, 예를 들면 1프레임은 짝수 및 홀수의 2개의 필드로 구성되는데, 본질적으로 프레임과 동등한 것이며 본 명세서에서는 이와 같은 필드도 포함하여 프레임이라는 말을 사용한다. 또한, 본 명세서에서 1화소(pixel)는 R(적), G(녹), B(청)의 3개의 서브 픽셀(sub-pixel)로 구성되는 것으로 설명한다. 아울러, 이하의 설명에서는 PDP를 예로 설명하나 본 발명은 PDP에 한정되는 것이 아니며 프레임내 시간 분할법을 이용하여 계조 표시를 수행하는 표시 장치에 대하여 폭넓게 적용할 수 있다.
PDP 등의 표시 장치의 계조 표시 방식으로는 통상 프레임내 시간 분할법이 사용되나, 이 프레임내 시간 분할법은 각 화소의 1TV 프레임당의 발광 기간이 최대에서 1TV 프레임까지 넓어지는 특징을 갖는다. 따라서, 화상이 이동하며 표시 장치의 관측자(유저)의 시점이 그 이동하는 상을 추종하면 화소의 발광은 1TV 프레임으로 이동되는 화소 만큼 관측자의 망막상에서 넓어지게 된다.
종래에는 PDP로 동화상을 표시할 때에 표시 화상의 에지 부분이 불선명해진다는 과제가 있었다. 이는 관측자의 시점이 이동하는 상을 추종할 때에 그 관측자의 눈의 잔상 효과에 따른 것이다. 이 흩어짐은 전술한 바와 같이 동화위윤곽이라 불리는데, PDP의 큰 문제의 발생 원리와 동일하다.
이 동화위윤곽을 저감시키는 수법으로 계조수를 감소시켜 발광 블록의 수를 늘리는 방법이나 발광 중심의 이동을 억제하기 위하여 중합 처리를 수행하는 수법이 종래에 제안되었다. 즉, 종래에는 일본국 특개평10-039828호 공보, 특개평10-133623호 공보, 특개평11-249617호 공보, 특개2000-105565호 공보 및 특개2000-163004호 공보가 제안되었다. 후술할 망막상의 화소의 상정 방법은, 예를 들면 특개2000-105565호 공보 등에 상술되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 방식을 이용하면 화상의 에지 부분의 불선명함이 더욱 강조되기도 한다. 따라서, 자연스러운 영상 표현을 수행하기 위하여 계조수를 떨어뜨리지 않고 동화위윤곽을 저감시킬 필요가 있다.
또한, 보다 정밀하고 세밀한 패널을 실현하기 위해서는 어드레스 속도를 상승시키는 것은 물론이며 세련된 제조 기술도 요구된다. 따라서, 현상의 기술로는 PDP의 해상도를 올리는 것은 용이하지 않다. 아울러, 고해상도는 방전 셀의 축소 에 따른 발광 효율의 저하를 초래하기도 한다.
본 발명의 목적은 동화상의 에지 부분의 불선명함을 개선할 뿐만 아니라 종래의 패널의 사양을 변경하지 않고 한층 더 정밀하고 세밀한 영상 표시를 가능하게 하는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따르면, 1프레임을 복수의 서브 프레임으로 구성하며 표시 패널상을 이동하는 입력 화상을 표시하는 표시 장치의 구동 방법이 제공된다. 이 표시 장치의 구동 방법은 입력 화상에 의해 망막상에 결상되는 특정한 망막상 화소를 상정하고, 이 특정한 망막상 화소의 휘도가 입력 화상의 대응되는 화소의 휘도와 개략 동등하도록 각 서브 프레임에 의한 발광을 제어하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 표시 장치의 구동 방법에 따르면, 입력 화상과 망막상에 결상되는 영상을 일치시켜 동화위윤곽을 저감시킬 수 있으며, 아울러 동화상의 발광의 확장을 이용하여 패널 자체의 정세(精細)도를 올리지 않고 입력 화상의 정밀도와 세밀도보다 더욱 고도로 정밀하고 세밀한 표시를 실현할 수 있다.
예를 들면 PDP 등의 표시 장치는 통상의 계조 표시 방식인 프레임내 시간 분할법을 사용하나, 이 경우에 화상이 이동하여 관측자의 시점이 이동하는 상을 추종하면 화소의 발광은 1TV프레임에서 이동하는 화소만큼 관측자의 망막상에서 확장된다. 본 발명은 이 관측자의 망막상에서의 화소의 발광의 확장을 제어하여 패널상의 1화소에 대응되는 망막상의 1화소내에 가상적으로 복수개의 화소(예를 들면 2개의 화소)를 만듬에 따라 화상의 이동 방향에 대하여 해상도가 복수배(예를 들면 2 배)로 향상된다. 즉, 본 발명은 동화상의 발광의 확장을 이용하여 해상도를 향상시키는 표시 장치의 구동 방법(가상 화소법)을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명에 관한 표시 장치 구동 방법(가상 화소법)의 실시예를 도면에 따라 상술한다. 또한, 본 발명에 관한 표시 장치 구동 방법의 적용은 PDP에 한정되는 것이 아니라 프레임내 시간 분할법을 이용하여 계조를 표현하는 표시 장치, 즉 1프레임 기간을 복수개의 여러 발광 기간을 갖는 복수개의 서브 프레임으로 분할하여 계조 표시를 수행하는 여러 표시 장치에 대하여 폭넓게 적용할 수 있다.
도1은 표시하려는 화소와 그에 대응하여 망막상에 상정되는 화소(정지화의 경우)를 나타낸 도면이고, 도2는 망막상에 상정되는 화소S'의 표현을 위하여 사용하는 패널(표시 패널)상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우)을 나타낸 도면이다. 여기서, 도1의 (a)는 표시 장치(PDP)에 대한 입력 화소(표시하고 싶은 화소)를 나타내고, 도1의 (b)는 입력 화소에 의해 표시 장치의 관측자(유저)의 망막상에 상정되는 화소를 나타낸다. 또한, 각 화소(pixel)는 각각 R, G, B의 3개의 서브 픽셀(sub-pixel)을 포함한다.
도1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 정지화상의 경우에 입력된 화소 Q, R, S, T의 휘도는 그대로 망막상에 상정되는 화소 Q', R', S', T'의 휘도가 된다. 즉, 표시 장치(PDP)상의 휘도 255의 화소S는 관측자의 망막상에서도 휘도 255의 화소S'가 된다.
그러나, 도2에 도시된 것처럼 1프레임 기간(1F)에 화상이 PDP(패널)상을 오 른쪽에서 왼쪽 방향으로 이동{이동 속도V가 V = -3[P/F:Pixel/Frame(pixel/field)]에서 이동}하는 경우에 관측자의 망막상의 화소 Q', R', S', T'의 발광은 아무런 처리도 하지 않으면 도2의 파선으로 나타낸 바와 같은 궤적을 망막상에 남긴다. 여기서, 화상이 패널상을 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 이동하는 경우에 관측자의 눈이 그 패턴을 추종하면 망막상에 투영되는 화상은 상대적으로 망막상을 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 이동하게 된다. 상이 패널상을 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 것을 양(+)으로 하고, 상이 패널 상을 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 이동하는 것을 음(-)이라 한다.
이와 같이 화상이 이동하는 경우에 망막상에 상정되는 화소의 휘도를 입력 화소와 일치시키기 위해서 궤적을 이용한다. 예를 들면, 망막상에 상정되는 화소S'를 표현하는 경우에 도2에서 태선(太線)으로 나타낸 궤적과 같이 화소S'의 폭내에 있는 궤적을 발광시키면 그 화소S'에 대하여 입력 화소와 동일한 휘도를 점등시킬 수 있다. 이것은 본래의 화소의 궤적의 길이(시각=0일 때, S'가 좌단에서 우측의 아래 방향으로 비스듬하게 연장된 파선의 총 연장)와 태선부의 합계가 일치하기 때문이다.
이에 따라 망막상의 위치와 휘도가 입력 화소의 위치와 합치되며, 그 결과 동화위윤곽이 저감되게 된다. 이때, 원래의 화소S가 모든 서브 프레임(SF1 내지 FN:발광 블록 A, D, D, D, D, D, D, D)에서 발광되는 휘도라면 태선부 모두에 대하여 발광시키고, 또한 화소S가 특정한 서브 프레임에서 발광되는 휘도라면 태선부 내의 특정의 서브 프레임을 발광시켜 그 총합이 S의 휘도와 일치하도록 제어를 수행하게 된다.
도3은 망막상에 상정되는 화소S'의 표현을 위해 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면이다. 도3에서 참조 부호 A는 예를 들면 도29의 비용장성 발광 블록{계조 레벨1, 2, 4, 8, 16의 서브 프레임을 합친 것:서브 프레임(SF1 내지 SF5)을 합계한 것}을 나타내고, 또한 참조 부호 D는 예를 들면 도29의 용장성 발광 블록{각 계조 레벨이 32인 서브 프레임(SF6 내지 SF12)의 각각}을 나타낸다. 아울러, 참조 부호 Q' R', S', T'는 PDP상의 화소Q, R, S, T에 대응되는 망막상의 화소를 나타낸다. 도3의 종축은 시각(1F:1프레임)을 나타내고 횡축은 망막상의 위치를 나타낸다. 또한, 상의 이동 속도V가 음인 경우{예를 들면 V = -3[P/F]}에 망막상에 상정되는 화소S'의 시점은 도2 및 도3에서의 화소S'의 영역의 좌상단으로 한다.
실제로 이용할 수 있는 발광 궤적은 서브 프레임 발광 기간으로 제한되기 때문에, 예를 들면 후술할 도29에 도시된 바와 같은 12개의 SF(서브 프레임)를 사용하는 경우에는 도3의 태선부를 선택한다.
도3에서 화소S'를 구성하는 3개의 사선(태선부)중 가장 위의 두꺼운 선의 우하부의 일부가 인접한 화소T'의 영역을 침입하고 있다. 이것은 화소S'에 대응되는 발광 블록(D)이 1발광 블록=1서브 블록으로 되어 있는데(도29의 D참조), 그 때문에 하나의 서브 프레임내에 있어서 도중에 화소T'의 영역으로 튀어 나왔다고 해서 도중에서 발광을 멈추는 것과 같은 제어를 할 수 없는 것에 기인된다. 마찬가지로, 가장 아래의 태선도 좌상부의 일부가 인접한 화소R'의 영역을 침입하고 있다.
따라서, 이상적으로는 도2와 같이 휘도를 일치시키고 싶으나 서브 프레임의 관계로 완전히 일치시킬 수 없는 경우에는 되도록 원래의 화소S의 휘도에 가장 가까워지도록 각 발광 블록의 발광/비발광을 제어하게 된다. 이 경우의 구체적인 발광 블록의 결정 방법을 도6 내지 도9에 나타낸다.
도6은 패널상의 화소Pn의 주목 발광 블록의 발광 궤적의 중심까지의 시간과 거리를 나타낸 도면이고, 도7은 a=0인 경우, 도8은 a=1인 경우, 그리고 도9는 a=2인 경우를 각각 나타낸 도면이다. 또한, 망막상에 상정되는 화소Pn'의 시점은 각 도면의 화소Pn' 영역의 좌상단이다.
도6은 패널(PDP:표시 장치)상의 화소 Pn의 구성 발광 블록이 어느 화소에서 사용될지를 결정하는 원리를 나타낸 것이다. 도6에서 혼란을 피하기 위하여 패널상의 화소를 Pn(패널상의 n번째에 위치하는 화소)으로 하고, 그에 대응되는 망막상의 상정 화소를 Pn'로 한다. 또한, 망막상의 상정 화소 Pn-1', Pn+1' 및 Pn+2'는 각각 패널상의 화소 Pn-1, Pn+1 및 Pn+2에 대응되는 것이다. 아울러, 이하의 설명에서 참조 부호 a는 a = int(dx/망막상의 1화소폭)에 의해 구해지는 값이다.
먼저, 패널상의 화소 Pn의 발광 시점에서 주목되는 발광 블록의 발광 중심까지의 시간(t) 및 위치(dx)를 계산한다. 즉, 1프레임 기간(1F)에 상이 패널상을 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 이동{이동 속도 V = -3[P/F]로 이동}하고, 또한 a=0의 경우에 도7에 도시된 바와 같이 그 발광 블록은 망막상의 화소 Pn'에서 사용된다. 또 한, 도8에 도시된 것처럼 상이 V = -3[P/F]으로 이동하고, 또한 a=1인 경우에는 그 발광 블록은 망막상의 화소 Pn+1'에서 사용된다. 아울러, 도9에 도시된 바와 같이 상이 이동 속도 V = -3[P/F]으로 이동하고, 또한 a=2인 경우에는 그 발광 블록은 망막상의 화소 Pn+2'에서 사용된다.
도10은 망막상에 상정되는 화소 S'을 표현하기 위하여 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우)을 나타낸 도면이고, 도11은 망막상에 상정되는 화소 S'을 표현하기 위하여 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면이다. 이들 도10 및 도11은 전술한 도2 및 도3에 대응되는 것으로, 1프레임 기간(1F)에 화상이 PDP(패널)상을 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 이동{이동 속도 V가 V = 3[P/F]으로 이동}하는 경우를 나타낸 것이며, 관측자의 망막상의 화소 Q', R', S', T', U'의 발광은 아무런 처리를 하지 않으면 도10의 파선으로 나타낸 것과 같은 궤적을 망막상에 남긴다. 또한, 상의 이동 속도V가 양인 경우{예를 들면 V = 3[P/F]}에 망막상에 상정되는 화소S'의 시점은 도10 및 도11의 화소 S'의 영역의 우상단으로 한다.
이와 같이 화상이 패널상을 양의 방향(좌에서 우측 방향)으로 이동하는 경우에도 전술한 화상의 음의 방향으로의 이동과 마찬가지로 망막상에 상정되는 화소의 휘도를 입력 화소와 일치시키기 위하여 궤적을 이용한다. 예를 들면, 망막상에 상정되는 화소S'를 표현하는 경우, 도10의 태선으로 나타낸 궤적과 같이 화소S'의 폭내에 있는 궤적을 발광시키면 그 화소S'에 대하여 입력 화소와 동일한 휘도를 점등 시킬 수 있다. 이에 따라 망막상의 위치와 휘도가 입력 화소의 위치와 합치하는데, 그 결과 동화위윤곽이 저감된다.
도11에서 전술한 도3과 마찬가지로 화소s'를 구성하는 3개의 사선(태선부)이 각각 화소S'의 영역에 완전히 수납되지 않으나, 서브 프레임의 관계로 완전히 일치시킬 수 없는 경우에는 되도록 원래의 화소S의 휘도에 가장 가까워지도록 각 발광 블록의 발광/비발광을 제어한다.
도12는 패널상의 화소Pn의 주목 광 블록의 발광 궤적의 중심까지의 시간과 거리를 나타낸 도면이고, 도13은 a=0의 경우, 도14는 a=1의 경우 그리고 도15는 a=2의 경우를 각각 나타낸 도면이다. 또한, 망막상에 상정되는 화소 Pn'의 시점은 각 도면의 화소 Pn' 영역의 우상단이다.
도12는 전술한 도6에 대응되는 것으로, 패널상의 화소 Pn의 구성 발광 블록이 어느 화소에서 사용될지를 결정하는 원리를 나타낸 것이다. 먼저, 패널상의 화소 Pn의 발광 시점에서 주목되는 발광 블록의 발광 중심까지의 시간(t) 및 위치(dx)를 계산한다.
그리고 1프레임 기간(1F)에 상이 패널상을 좌에서 우측 방향으로 이동{이동 속도 V = 3[P/F]으로 이동}하며 a=0인 경우에 도13에 도시된 바와 같이 그 발광 블록은 망막상의 화소 Pn'에서 사용된다. 또한, 도14에 도시된 바와 같이 상이 이동 속도 V = 3[P/F]으로 이동하며 a=1인 경우에 그 발광 블록은 망막상의 화소 Pn-1'에 서 사용된다. 아울러, 도15에 도시된 바와 같이 상이 이동 속도 V = 3[P/F]로 이동하며 a=2인 경우에 그 발광 블록은 망막상의 화소 Pn-2'에서 사용된다.
그러나, 도29에 도시한 바와 같이 1프레임이 12개의 서브 프레임(SF1 내지 SF12)으로 구성되는 경우, 즉 SF1이 계조 레벨1, SF2가 계조 레벨2, SF3가 계조 레벨4, SF4가 계조 레벨8, SF5가 계조 레벨16 그리고 SF6 내지 12가 각각 계조 레벨32인 경우에 발광 기간이 동등한(계조 레벨32의) 발광 블록(D블록:용장 발광 블록)은 SF6 내지 SF12의 7개가 된다. A블록(비용장 발광 블록)은 SF1 내지 SF5를 합친 것으로 계조 레벨은 31이다.
이와 같이 발광 블록 선택 패턴이 몇개나 있는 경우에는 해상도를 향상시키기 위해서 예를 들면 위치적으로 좌측에 있는 것부터 사용한다.
도16은 용장 발광 블록의 선택 순서{이동 방향 좌: V = -3[P/F]}를 나타낸 도면이고, 도17은 용장 발광 블록의 선택 순서{이동 방향 우: V = 3[P/F]}를 나타낸 도면이다.
도16에 도시된 바와 같이, 망막상의 화소S'를 표현하는 경우에 괄호 숫자의 순서로 우선적으로 선택한다. 즉, (1) : SF10의 발광 블록D → (2) SF8의 발광 블록D → (3) : SF11의 발광 블록D → (4) : SF6의 발광 블록D → (5) : SF9의 발광 블록D → (6) : SF12의 발광 블록D → (7) : SF7의 발광 블록D가 되도록 용장 발광 블록D를 선택한다.
이것은 도16의 태선부(발광 블록)의 중심 위치와 화소S'의 좌단과의 거리(=dX)가 (1) → (2) → … → (7)의 순서로 짧기 때문이다. 또한, 제일 위에 있는 발광 블록A는 그 이외에 동일한 발광 기간의 발광 블록(=용장 발광 블록)이 없기 때문에 발광 블록의 선택 대상이 되지 않는다.
이상의 설명에서는 도16의 발광 블록D의 중심 위치와 화소S'의 좌단과의 거리(=dX)가 짧은 순으로 우선적으로 선택을 수행하는 경우를 설명하였으나, 이는 발광 블록D의 중심 위치와 화소S'의 좌단과의 거리(=dX)가 긴 순으로 우선적으로 선택을 수행하여도 된다. 즉, 상술과 완전히 반대인 (7) → (6) → … → (1)의 순서로 우선적으로 선택하여도 된다. 단, 발광 블록A(서브 프레임 SF1 내지 SF5)가 사용되고 있는 경우에는 화소S'의 좌단과의 거리가 짧은 순으로 선택하는{(1) → (2) → … → (7)} 편이 바람직하다.
이와 같이 발광 블록(용장 발광 블록)을 1화소 전체로 분산시키는 것이 아니라 화소의 일부에 발광을 집중시키면(일측으로 치우치게 하다) 후술하는 바와 같이 실질적으로 해상도를 향상시킬 수 있다.
도17에 도시된 바와 같이 상의 이동 방향이 도16과 반대인 경우, 망막상의 화소S'를 표현하는 경우에는 괄호 숫자의 순으로 우선적으로 선택한다. 즉, 도17의 발광 블록D의 중심 위치와 화소S'의 우단과의 거리(=dX)가 짧은 순으로 (1) : SF10의 발광 블록D → (2) : SF8의 발광 블록D → (3) : SF11의 발광 블록D → (4) : SF6의 발광 블록D → (5) : SF9의 발광 블록 → (6) : SF12의 발광 블록D → (7) : SF7의 발광 블록D가 되도록 우선적으로 용장 발광 블록D를 선택한다. 이 경우에도 발광 블록D의 중심 위치와 화소S'의 우단과의 거리(=dX)가 긴 순으로 우선적으 로 선택되도록, 즉 (7) → (6) → … → (1)의 순서로 우선적으로 선택하여도 된다. 단, 발광 블록A(서브 프레임 SF1 내지 SF5)가 사용되고 있는 경우에는 화소S'의 우단과의 거리가 짧은 순으로 선택하는 {(1) → (2) → … → (7)} 편이 바람직하다. 이와 같이 용장성이 있는 발광 블록D를 화소의 일부에 치우게 함으로써 실질적인 해상도를 향상시킬 수 있다.
도18은 망막상의 위치가 동등한 용장 발광 블록의 선택 순서{이동 방향 좌: V = -4[P/F]}를 나타낸 도면이고, 도19는 망막상의 위치가 동등한 용장 발광 블록의 선택 순서{이동 방향 우: V = 4[P/F]}를 나타낸 도면이다.
도18 및 도19에 도시된 것처럼 이동 속도에 따라 복수개의 용장 발광 블록D의 위치가 일치하는 경우(dx의 값이 동등한 경우), 즉 SF7, SF9 및 SF11의 각 발광 블록D의 거리(dx)의 값이 동등하고, 또한 SF6, SF8, SF10 및 SF12의 각 발광 블록D의 거리(dx)의 값이 동등한 경우에는 각각 시간적으로 빠른 것부터 순서대로 선택한다. 이는 발광을 시간적으로 앞으로 가지런히함으로써 프릭커(flicker)를 방지하기 위해서이다. 여기서 말하는 프릭커란 화소간의 발광 상태가 서로 다를 때에 발생되는 프릭커(라인 프릭커)로, 이것은 큰 발광 블록(용장성이 있는 발광 블록D)의 발광을 시간적으로 맞춤으로써 제어할 수 있다.
또한, 상기의 라인 프릭커의 제어는 상술과 같이 시간적으로 앞으로 가지런히함으로써 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 시간적으로 뒤로 가지런히해도 억제의 효과가 있다. 즉, 용장성이 있는 발광 블록D의 거리(dx)의 값이 동등한 경우에는 시간적으로 빠른 것부터 선택하는 것이 아니라 시간적으로 늦은 것부터 선택하여도 된다. 단, 발광 블록A(서브 프레임 SF1 내지 SF5)가 사용되고 있는 경우에는 발광을 시간적으로 앞으로 가지런히 하는 편이 바람직하다.
망막상에 상정되는 화소는 상술한 본 발명의 표시 장치 구동 방법을 응용함으로써, 실제의 화소보다 고도로 정밀하고 미세하게 할 수 있다.
도4는 패널상의 화소와 그보다 세밀하게 망막상에 상정되는 화소(가상 화소)를 나타낸 도면이고, 도5는 패널상의 화소와 그를 1/2 분할하여 망막상에 상정되는 화소(가상 화소)를 나타낸 도면이다. 여기서, 도4의 (a) 및 도5의 (a)는 패널상의 화소를 나타내며, 또한 도4의 (b) 및 도5의 (b)는 망막상에 상정되는 화소(가상 화소)를 나타낸다.
도4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시 장치 구동 방법을 응용하면 패널상의 화소 Q, R, S, T는 보다 고도로 정밀하고 세밀한(1/n분할한) 망막상에 상정되는 가상 화소 Q', R', S', T'가 될 수 있다. 즉, 각 가상 화소 Q', R', S', T'는 각각 n개로 분할된 화소(n분할 가상 화소) Q1' 내지 Qn', R1' 내지 Rn', S1' 내지 Sn', T1' 내지 Tn'로 구성할 수 있다.
여기서, 하나의 가상 화소를 분할할 수 있는 수(n)(고정밀, 세밀화의 조건)는 상이 패널상을 이동하는 속도가 빠를수록, 또한 용장성 서브 프레임의 수가 많을수록 증대시킬 수 있다.
도5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 패널상의 화소 Q, R, S, T를 2배로 고정밀하고 세밀화할 경우에 망막상에 상정되는 가상 화소 Q', R', S', T'는 각각 2개의 분할 화소Q1': Q2', R1': R2', S1': S2 ', T1': T2'로 구성된다. 여기서, 예를 들면 상이 패널상을 4[P/F]의 속도로 이동하고, 이때 1프레임이 A+7D의 발광 블록으로 구성되는 경우(도29에 도시된 경우)에 망막상에 상정되는 가상 화소 Q', R', S', T'가 2배로 고정밀하고 세밀화된다면, 마찬가지로 상이 패널상을 4[P/F]의 속도로 이동하고 또한 1프레임이 A+15D의 발광 블록으로 구성되는 경우에는 망막상에 상정되는 가상 화소 Q', R', S', T'를 4배로 고정밀하고 세밀화할 수 있다.
예를 들면 PDP에서 계조 표시 방식으로 사용되는 프레임내 펄스수 변조 방식(시분할 표시 방식)은 각 화소의 1TV 프레임당의 발광 기간이 최대에서 1TV 프레임까지 확장된다는 특징을 갖는다. 따라서, 화상이 이동하고 관측자(유저)의 시점이 상을 추종하면 화소의 발광은 1TV 프레임으로 이동하는 화소만틈 망막상에서 확장된다. 이 확장을 억제하여 패널상의 1화소에 대응하는 망막상의 1화소내에 가상적으로 화소를 2개 만들면 화상의 이동 방향에 대하여 해상도를 2배로 할 수 있다.
관측자의 시점이 이동하는 화상을 추종하면 망막이 패널상의 각 화소로 부터 받는 발광의 자극은 1TV 프레임에서 상이 이동하는 화소만큼 확장된다. 화상의 이동 속도를 V[P/F, pixel/field], 1TV 프레임을 구성하는 각각의 서브 프레임 발광 기간을 t, 그리고 표시하는 계조수를 256이라 하면, 각 서브 프레임 발광 기간이 망막상에서 확장되는 폭은 망막상의 1화소의(Vt/255+1/3) 배가 된다. 또한, 여기서 사용되는 단위 "pixel"은 표시 패널상의 R, G, B의 3개의 서브 픽셀로 구성되는 1화소의 폭이다.
도4는 실제 화소(=패널상의 화소) Q, R, S, T에 대하여 망막상에 상정되는 화소 Q', R', S', T'를 각각 n분할시키는 예이고, 또한 도5는 동일하게 2분할시키는 예를 나타낸 것이다. 예를 들면 패널(표시 패널)상에 Q, R, S, T의 4화소가 있는 경우, 통상의 표시에서는 망막상의 화소도 마찬가지로 Q, R, S, T의 4화소가 된다. 한편 가상 화소법을 이용하면, 예를 들면 도5의 예에서는 망막상에 가상 화소를 8개 형성하여 PDP상의 화소의 2배의 해상도의 화소가 표현된다. 즉, 동화상에 대해서는 패널 특성이 VGA사양(예를 들면, 640×480)의 PDP에서 SXGA표시(예를 들면 1280×1024)가 가능해진다.
도20은 가상 화소S1'을 표현하기 위하여 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우:해상도를 2배로 하는 경우)을 나타낸 도면이고, 도21은 가상 화소 S1' 및 S2'을 표현하기 위하여 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면이다. 여기서, 도20 및 도21은 화상이 패널상을 우측에서 좌측 방향으로 이동하는 경우의 관측자의 망막상에 상정되는 화소 Q', R', S', T'를 나타낸 것이다.
망막상에 상정되는 화소의 수를 실제의 패널(표시 패널)상의 화소수의 2배로 하기 위하여 패널상의 1화소에 대응되는 망막상의 1화소(S')폭내에 가상 화소를 2개(S1' ,S2') 형성시킬 경우, 가상 화소S1'를 형성하기 위해 사용되는 이상적인 발광 궤적은 도20의 태선부가 된다.
본 발명에 관한 표시 장치 구동 방법을 적용하려면, 먼저 화상이 패널상에서 움직이고 그 움직임의 방향과 속도를 알고 있어야 한다.
도24는 본 발명에 관한 표시 장치 구동 방법(가상 화상법)에서 이용되는 서브 프레임 배열의 예를 나타낸 도면이다.
여기서 도24의 (c)는 전술한 도29에 나타낸 1프레임을 12개의 서브 프레임 SF1 내지 SF12로 구성한 것을 2조, 즉 0F에서 0.5F와 0.5F에서 1F에 대하여 각각 12개의 서브 프레임 SF1 내지 SF12(SF24 내지 SF13)를 대칭적으로 24개의 서브 프레임을 설치한 것이다. 또한, 도24의 (a)는 용장 블록이 없는 16개의 서브 프레임(발광 블록)을 0.5F를 중심으로 좌우 대칭으로 배열한 것이고, 도24의 (b)는 4개의 용장 블록을 갖는 20개의 서브 프레임을 0.5F를 중심으로 좌우 대칭으로 배열한 것이며, 도24의 (d)는 8개(9개)의 용장 블록을 갖는 28개의 서브 프레임을 0.5F를 중심으로 좌우 대칭으로 배열한 것이다.
도24의 (c)에 도시한 바와 같은 1프레임을 24개의 서브 프레임 SF1 내지 SF24로 구성하는 경우에 선택되는 발광 블록은 도21과 같이 된다.
여기서 일예로써 도24의 (c)에 도시한 바와 같이 24SF를 이용하여 화상이 우측에서 좌측 방향으로 이동하는 경우{V = -3[P/F]}를 생각한다. 도21의 파선으로 이루어진 사선은 패널상의 동색의 화소 Q, R, S, T의 발광 궤적을 나타낸다. 화상의 이동과 시점의 추종에 의해 각 서브 프레임의 발광 기간은 망막상에 분산된다. 이 발광 위치를 제어하여 망막상의 1화소 폭내에 2화소분의 데이터를 배치하면 해상도를 2배로 할 수 있다. 즉, 태선부의 좌측 절반으로 나타내어지는 발광 블록을 선택하면 망막상에서 받는 발광 자극은 화소(1/2화소)S1'가 되고, 또한 태선부의 우측 절반으로 나타내어지는 발광 블록을 선택하면 망막상에서 받는 발광 자극은 화소S2'가 되며 각각 본래의 망막상의 1가상화소(Q')의 1/2폭의 화소를 제어할 수 있게 된다.
또한, 태선부의 좌측 절반 및 우측 절반의 각각에는 A의 발광 블록 1개(서브 프레임SF1 내지 SF5의 조 및 SF20 내지 SF24의 조)와 D의 발광 블록 7개(각 SF6 내지 SF12 및 SF13 내지 SF19)가 포함되어 있기 때문에 그 조합으로 각 화소 S1'및 S2'으로 256계조를 표시할 수 있다.
이와 같이 패널상의 화소가 Q, R, S, T 이어도 본 발명의 가상 화소법을 이용하면 시인되는 화소는 Q1', Q2', R1', R2', S1', S2', T1', T2'로 2배의 해상도를 갖게 된다. 단, 화소간의 휘도는 0이 되지 않아 겹치게 된다.
도22는 가상 화소S1'을 표현하기 위하여 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(이상적인 경우:해상도를 2배로 하는 경우)을 나타낸 도면이고, 도23은 가상 화소S1' 및 S2'을 표현하기 위하여 사용하는 패널상의 화소의 발광 궤적(발광 블록을 고려한 경우)을 나타낸 도면이다. 도22 및 도23은 화상이 패널상을 좌측에서 우측 방향으로 이동한 경우의 관측자의 망막상에 상정되는 화소 Q', R', S', T'를 나타내는데, 이 경우도 도20 및 도21의 화상이 패널상을 좌측에서 우측 방향으로 이동한 경우와 동일하다.
전술한 바와 같이, 도24의 (a) 내지 (d)에 나타낸 서브 프레임 배열(발광 블록 배열)은 0.5F를 중심으로 좌우 대칭이 형성되어 있고, 망막상의 1/2화소마다 256계조를 표시하기 때문에 1프레임(1TV 프레임)내에 256계조분의 서브 프레임을 2세트 작성하도록 되어 있다. 이것은 1화소를 2개로 분할한 가상 화소를 이용하는 경우에 가상 화소 각각에서 좌우 대칭으로 발광 패턴을 선택할 수 있기 때문에 사용 발광 블록 결정시에 유효하다. 또한, 1프레임을 구성하는 서브 프레임(SF)의 수는 기본적으로 많을수록 바람직하며, 발광 블록의 선택에 용장성이 있는 경우에는 도16 내지 도19를 참조하여 설명한 것과 마찬가지로 공간적으로 선택 가능할 때에는 화소(1/2화소S1', S2' 등)의 단부로부터 혹은 시간적으로 선택 가능할 때에는 시간적으로 빠른(또는 늦은) 발광 블록부터 우선하여 선택하는 것이 바람직하다.
도25는 가상 화소S1'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향)의 일예를 설명하기 위한 도면이고, 도26은 가상 화소S2'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향)의 일예를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도25 및 도26은 각각 전술한 도16에 대응한다.
도25에 나타낸 바와 같이 망막상의 1/2화소S1'를 표현하는 경우, 예를 들면 도25의 태선부(발광 블록)의 중심 위치와 화소S1'의 좌단과의 거리(=dX)가 짧은 순서로 괄호 숫자의 순서로 우선적으로 선택한다. 즉, (1) : SF10의 발광 블록D → (2) : SF16의 발광 블록D → (3) : SF11의 발광 블록D → (4) : SF6의 발광 블록D → (5) : SF17의 발광 블록D → (6) : SF12의 발광 블록D → (7) : SF7의 발광 블록D가 되도록 용장 발광 블록D의 선택을 수행한다.
또한, 도26에 도시된 바와 같이 망막상의 1/2화소S2'를 표현하는 경우에는 예를 들면 도26의 태선부(발광 블록)의 중심 위치와 S2'의 좌단과의 거리(dX)가 짧은 순서로 수행한다. 즉, (1) : SF18의 발광 블록D → (2) : SF13의 발광 블록D → (3) : SF8의 발광 블록D → (4) : SF19의 발광 블록D → (5) : SF14의 발광 블록D → (6) : SF9의 발광 블록D → (7) : SF15의 발광 블록D가 되도록 용장 발광 블록D의 선택을 수행한다.
이상의 설명에서는 도25(도26)의 발광 블록D의 중심 위치와 화소S1'(S2')의 좌단과의 거리(=dX)가 짧은 순서로 우선적으로 선택을 수행하는 경우를 설명하였으나, 이것은 발광 블록D의 중심 위치와 화소S1'(S2')의 좌단과의 거리(=dX)가 긴 순서로, 바꾸어 말하자면 발광 블록D의 중심 위치와 화소S1'(S2')의 우단과의 거리(=dX)가 짧은 순서로 우선적으로 선택을 수행하여도 된다.
도27은 가상 화소S1'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 우측)의 일예를 설명하기 위한 도면이고, 도28은 가상 화소S2'의 용장 발광 블록의 선택 순서(이동 방향 우측)의 일예를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도27 및 도28은 각각 전술한 도17에 대응한다.
도27 및 도28에 도시된 바와 같이 상의 패널상의 이동 방향이 도25 및 도26 과 반대 방향인 경우에는 예를 들면 망막상의 1/2화소S1' 및 S2'의 우단과 발광 블록의 중심 위치와의 거리(=dX)가 짧은 순서로 우선적으로 선택한다.
도35는 상의 표시 패널상에서의 이동 속도와 컨트러스트의 관계를 나타낸 도면으로, 도24의 (a) 내지 (d)에 나타낸 4종류의 서브 프레임 배열에 대해 본 발명에 관한 가상 화소법(표시 장치의 구동 방법)을 적용하여 표시 패널의 해상도 VGA(수평 화소수:640)의 2배인 SXGA(수평 화소수:1280)의 해상도이며 계조 레벨이 0-255-0-255라는 호 모양 패턴을 이동 속도가 1[P/F]에서 19[P/F]로 표시하였을 때의 컨트러스트(Bmax-Bmin)/(Bmax+Bmin)를 계산한 결과를 나타낸 것이다.
도35에서 명확하듯이 상의 표시 패널상의 이동 속도가 커짐에 따라 컨트러스트는 저하한다. 이것은 이동 속도에 비례하여 서브 프레임 발광의 위치적 확장이 커지기 때문이다.
도36은 상의 표시 패널상에서의 이동 속도와 서브 프레임수의 관계를 나타낸 도면으로, 각 서브 프레임 배열에 대하여 컨트러스트가 0.2이상 및 0.5이하가 되는 상의 이동 속도의 범위를 나타낸 것이다.
그러나, 일반적인 텔레비전 신호에서 동화상의 출현 빈도는 이동 속도의 증가에 따라 감소하게 되는데, 예를 들면 10[P/F]의 동화상의 출현 빈도는 1[P/F]의 출현 빈도의 약 1할이다.
도36에 도시된 바와 같이, 속도가 1[P/F] 내지 10[P/F]의 사이에서 컨트러스트 0.5이상을 표현하려면 24SF이상이 필요하다는 것을 알 수 있다. 또한, 발광의 확장은 1TV 프레임을 구성하는 가운데 가장 발광 기간이 긴 서브 프레임에 의존하기 때문에 충분한 효과를 얻으려면 이것이 되도록 짧은 편이 바람직하다.
여기서 입력 화상이 SXGA이고 화상을 표시하는 패널(PDP)이 VGA인 경우에 통상의 방식으로는 SXGA→VGA의 화상 변환을 거쳐 PDP에 표시됨에 따라 시인되는 화상은 VGA가 된다. 한편, 본 발명에 관한 가상 화소법을 이용하면 이동 방향에 대하여 SXGA의 화상 데이터를 그대로 입력할 수 있고, 표시에서 이용되는 PDP는 VGA이면서 시인되는 화상은 이동 방향에 대하여 SXGA가 된다.
도37은 본 발명의 표시 장치 구동 방법의 적용에 따른 해상도의 향상을 설명하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면으로, 본 발명에 관한 가상 화소법의 적용을 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인한 결과를 나타낸 것이다. 도37에서 숫자(0 혹은 255)는 계조 레벨을 나타낸 것이다.
먼저 입력 화상이 SXGA의 단색으로 0-1-0-1(0-255-0-255)이라는 패턴인 경우{도37의 (a) 참조}, 통상의 방식에서는 샘플링의 타이밍에 따라 0 내지 1의 사이의 값, 예를 들면 0.5라는 일정한 패턴이 되어 호(縞) 모양을 재현할 수 없다{도37의 (b) 참조}. 그러나, 본 발명에 관한 가상 화소법(표시 장치의 구동 방법)을 이용하면 도37의 (c)에 도시된 바와 같이 원화상을 바르게 재현할 수 있다.
도38은 본 발명의 표시 장치 구동 방법에 대하여 보간법을 병용한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
입력이 VGA인 경우{도38의 (a)}, 보간법을 이용하여 입력 화상의 정보를 늘 리고{도38의 (b)}, 그 보간법이 적용된 입력 화상의 정보에 대하여 본 발명에 관한 가상 화소법을 이용하여 표시를 수행하면 시인되는 화상은 이동 방향에 대하여 SXGA의 표현이 가능해진다{도38의 (c)}. 즉, 본 발명에 관한 가상 화소법에 대하여 보간법을 병용하면 VGA의 1화소폭중에 2개 데이터를 입력할 수가 있어 보다 세부의 표현이 가능해진다.
이와 같이 본 발명에 관한 가상 화소법을 적용하면 실제로 화상을 표시하는 PDP의 특성이 VGA이어도 이동 방향에 대하여 2배의 정보량을 입력할 수 있다. 또한 입력이 SXGA인 경우에는 그 SXGA의 정보를 VGA의 PDP로 정확하게 재현할 수 있고, 아울러 입력이 VGA인 경우에도 보간법 등을 이용하여 정보량을 늘히면 시인 화상의 정보량을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 관한 표시 장치의 구동 방법(가상 화소법)은 수평, 수직 및 인접하는 사선 화소 방향의 8이동 방향에 대하여 유효하다. 또한, 본 발명의 가상 화소법은 패널 구조의 변경 없이 신호 처리만으로 동화상의 해상도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 충분한 계조 표시 특성을 얻기 위해서, 예를 들면 1TV 프레임에 512계조를 얻을 수 있는 서브 프레임수가 필요하며, 통상의 2배의 스위칭 속도가 요구된다. 또한, 현시점에서도 NTSC 더블 스캔 방식으로 32SF 구동이 실증되고 있는데, 예를 들면 전술한 24SF는 적용할 수 있다.
다음에는 색에 관한 본 발명의 가상 화상법의 적용을 설명한다.
도30은 3개가 규칙적으로 나열된 RGB에 의한 백색 표현을 설명하기 위한 도면이다. 도30에서 참조 부호 R은 적색의 서브 픽셀, G는 녹색의 서브 픽셀 그리고 B는 청색의 서브 픽셀을 나타낸다.
도30에 도시된 바와 같이 백색을 표현하는 경우, 통상 위치적으로 수평 방향으로 나열된 3개의 픽셀 R, G, B를 이용하나 본 발명의 가상 화소법을 이용하면 "시간적으로 나열된" 3개의 서브 픽셀 R, G, B을 통해 백색을 표현할 수 있다. 따라서, 백색을 표현하기 위해 필요한 폭을 좁게할 수 있고 해상도는 대폭적으로 향상된다.
또한, 도30에서는 RGB의 각 색에 대하여 각각 하나의 발광 블록을 선택하고 있으나, 복수의 발광 블록을 각 색에 대하여 선택하는 것도 가능하다. 또한, RGB의 비율을 변화시키면 모든 색에 대응시킬 수도 있다.
도31은 본 발명이 적용되는 일예인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도31에서 참조 부호 100은 PDP, 101은 전면 기판, 101a는 발광 취출면, 그리고 102는 배면 기판을 나타낸 것이다. 아울러, 참조 부호 110은 비투광성 흑색 유전체, 120은 비투과성 백색 유전체, 130은 슬릿, 135는 자외선 여기 형광체(형광체), 140은 스페이서 그리고 150은 방전 공간을 나타낸 것이다.
도31에 도시된 바와 같이, 슬릿(130)은 전면 기판(101)의 내면{방전 공간(150)측}에 설치된 비투광성 흑색 유전체(110) 및 비투광성 백색 유전체(120)에 틈새를 설치함으로써 형성된다. 또한, 비투광성 백색 유전체(120)의 내벽면에는 형광체(135)가 전면에 도포되어 있음에 따라 형광체(135)로부터의 발광을 한층 증대시킨다. 아울러, 도31에서는 전면 기판(101) 및 배면 기판(102)의 내면에 형 성되는 전극(예를 들면 X전극, Y전극 및 어드레스 전극) 및 보호막 등이 생략되어 있다.
도32는 PDP에 대하여 세로 바향으로 슬릿을 설치한 경우를 나타낸 도면이고, 도33은 PDP에 대하여 가로 방향으로 슬릿을 설치한 경우를 나타낸 도면이며, 도34는 PDP에 대하여 십자형으로 슬릿을 설치한 경우를 나타낸 도면이다. 여기서 도32 내지 도34는 각각 PDP의 정면도를 나타내는 것이다. 또한, 참조 부호 160은 서브 픽셀을 나타내고 131 내지 133은 각각 슬릿을 나타낸다.
도32 내지 도34에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가상 화소법을 이용하여 해상도를 향상시키는 수법에서는 방전 셀의 방전 취출 부분에 슬릿(130)(131 내지 133)을 설치함으로써 한층 고정밀·세밀화의 효과를 증대시킬 수 있다. 이것은 슬릿을 설치함으로써 실제 패널로부터 나오는 빛의 폭이 슬릿을 설치하지 않는 경우에 비해 가늘어지기 때문에 가상 화소수를 그 만큼 늘릴 수 있다.
슬릿은 도32에 도시된 바와 같이 서브 픽셀(160)의 중앙 수직 방향에 설치하여도 되고, 또한 도33에 도시된 바와 같이 서브 픽셀(160)의 중앙 수평 방향에 설치하여도 되며, 아울러 도34에 도시된 바와 같이 서브 픽셀(160)의 중앙에 십자 형상으로 설치하여도 된다.
여기서, 예를 들면 도32나 도33과 같은 슬릿의 원래의 폭을 1로 하고 그 슬릿폭을 1/k이 되도록 설정하면 이론상 가상 화소수는 k배까지 가능하다. 또한, 도34와 같이 슬릿을 세로 및 가로의 각각에 넣어 십자 형상으로 형성하는 경우에는 세로 및 가로의 각각에 대하여 가상 화소의 증대가 가능해진다. 아울러, 슬릿을 설치하는 경우에는 방전 셀에 면하고 있는 부분에 형광체를 도포하여 휘도를 향상시키는 방법도 유력하다. 또한 도31에 도시된 바와 같이, 슬릿을 흑백 2중 구조{비투광성 흑색 유전체(110) 및 비투광성 백색 유전체(120)}로 하고 내부 반사를 이용하여 휘도를 향상키실 수도 있다. 또한 가상 화소의 치수를 슬릿폭과 거의 동등하게 할 수도 있다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 방법 및 장치가 마련된다.
1. 1프레임을 복수의 서브 프레임으로 구성하며 표시 패널상을 이동하는 입력 화상을 표시하는 표시 장치의 구동 방법으로,
상기 입력 화상에 의해 망막상에 결상되는 특정한 망막상 화소를 상정하고, 이 상정 망막상 화소의 휘도가 상기 입력 화상에 대응되는 화소의 휘도와 거의 동등하도록 상기 각 서브 프레임에 의한 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
2. 상기1에 있어서, 상기 각 서브 프레임에 의한 발광을 상기 표시 패널상을 이동하는 상기 입력 화상의 이동 방향 및 이동 속도에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
3. 상기2에 있어서, 상기 입력 화상의 이동에 따라 각 망막상 화소가 망막에 부여하는 궤적을 상정하고, 상기 특정한 망막상 화소의 영역내에 포함되는 궤적에 대응되는 각 서브 프레임에 의한 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
4. 상기3에 있어서, 상기 특정한 망막상 화소에 대한 발광은 당해 특정한 망 막상 화소 또는 그에 인접 혹은 근접한 망막상 화소의 궤적에 포함되며, 또한 상기 특정 망막상 화소의 영역내에 포함되는 궤적에 대응하는 서브 프레임에 의한 발광인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
5. 상기3에 있어서, 상기 특정한 망막상 화소를 표시하기 위해 사용하는 각 서브 프레임에 의한 발광 영역의 망막상 화소 피치를 상기 표시 패널의 화소 피치보다 짧게 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
6. 상기5에 있어서, 상기 망막상 화소 피치를 상기 표시 패널의 화소 피치의 1/2로 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
7. 상기6에 있어서, 상기 망막상 화소의 1프레임을 N개의 서브 프레임으로 구성할 때, 상기 표시 패널의 화소에 대하여 1프레임 기간당 상기 N개의 서브 프레임을 2조 설치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
8. 상기7에 있어서, 상기 표시 패널의 화소에 대하여 상기 1프레임 기간의 전반 및 후반 각각에 상기 N개의 서브 프레임의 각 1조를 배치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
9. 상기5에 있어서, 상기 망막상 화소 피치는 상기 표시 패널을 이동하는 화상의 이동 속도 및 상기 1프레임을 구성하는 서브 프레임의 용장성이 있는 발광 블록의 수에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
10. 상기9에 있어서, 상기 용장성이 있는 발광 블록은 상기 특정한 망막상의 화소의 일단의 가까이 또는 멀리로 치우쳐 우선적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
11. 상기9에 있어서, 상기 용장성이 있는 발광 블록은 상기 특정한 망막상 화소를 표시하는 1프레임 기간의 처음 또는 끝으로 치우쳐 우선적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
12. 상기1 내지 상기12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특정한 망막상 화소의 발광색이 상기 입력 화상에 있어서의 대응되는 화소의 발광색과 거의 동등해지도록 상기 서브 프레임에 의한 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
13. 상기1 내지 상기12 중 어느 하나에 기재된 표시 장치의 구동 방법을 적용시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
14. 상기13에 있어서, 상기 표시 패널을 구성하는 각 발광 셀의 발광 취출 부분에 슬릿을 설치하고, 실효적인 발광 취출 부분의 면적을 제한하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
15. 상기14에 있어서, 상기 슬릿을 상기 발광 셀에 대하여 거의 수평 방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
16. 상기14에 있어서, 상기 슬릿을 상기 발광 셀에 대하여 거의 수직 방향으로 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
17. 상기14에 있어서, 상기 슬릿을 상기 발광 셀에 대하여 거의 수평 및 수직 방향을 조합하여 십자 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
18. 상기13 내지 상기17의 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿을 형성하기 위하여 상기 기판에 차광성 유전체를 설치하는데, 이 차광성 유전체의 관측자측을 흑색 으로 하고 또한 이 차광성 유전체의 관측자와 반대측을 백색으로 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
19. 상기18에 있어서, 상기 차광성 유전체의 내벽면에 자외선 여기 형광체를 도포하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
20. 상기13 내지 상기19의 어느 한 항에 있어서, 이 표시 장치는 플라즈마 디스플레이 표시 장치인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
본 발명에 따르면 가상 화소 방식(Virtual pixel technique)을 이용하는 것으로 동화위윤곽을 저감시키고 고해상도 표시를 얻을 수 있다. 또한 명실(明室) 컨트러스트를 향상시킬 수도 있다. 아울러, 형광체 도포 면적의 증대에 따라 휘도 및 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (23)

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  11. 특정 세기의 레벨을 제공하기 위해 망막 이미지의 1 프레임을 각각이 특정 유지 방전주기를 가지는 복수의 서브프레임들로 분할하여 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법으로서, 망막상 화소의 휘도가 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 각 서브 프레임의 발광이 상기 표시 패널상을 이동하는 상기 입력 이미지의 이동 방향 및 이동 속도에 기초해 제어되고, 상기 방법은:
    하나의 망막 이미지를 적어도 두 패턴의 발광 서브프레임들에 의해 표현가능하도록 하기 위해, 상기 복수의 서브프레임들 내 동일한 세기 레벨을 가지는 적어도 두 개의 서브 프레임들을 준비하는 단계;
    상기 망막상 특정 화소 부분 근처에 위치하는 서브프레임들을 선택함으로써 하나의 패턴의 발광 서브프레임들을 결정하는 단계; 및
    결정된 하나의 패턴 내 서브프레임들의 발광을, 상기 망막상 특정 화소 내 서브프레임들의 위치 정보에 기초해서, 동일한 세기 레벨을 가지는 적어도 두 개의 서브프레임들이 상기 망막상 특정 화소의 영역 내 포함된 때 우선 순위를 가지고 제어하는 단계를 포함하는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 결정된 하나의 패턴 내 서브프레임들의 발광은, 상기 동일한 세기 레벨을 가지는 적어도 두 개의 서브프레임들의 위치 정보가 동일한 때 우선순위를 가지고, 순차적인 서브프레임들에 기초해서 제어되는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 서브프레임의 발광은, 상기 망막상 특정 화소의 광색(luminous color)이 상기 입력 이미지 내 대응 화소의 광색과 동일하도록 제어되는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법.
  14. 특정 세기의 레벨을 제공하기 위해 망막 이미지의 1 프레임을 각각이 특정 유지 방전주기를 가지는 복수의 서브프레임들로 분할하여 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법으로서,
    1 프레임 내 N 개의 서브프레임들의 M 세트를 준비하는 단계;
    상기 표시 패널상 실제 화소의 1/M번째 피치에 대해 망막상 가상화소의 피치를 설정하는 단계;
    상기 표시 패널상 실제 화소의 이동 방향 및 이동 속도에 기초해서 상기 망막상 가상화소에 대해 서브프레임들의 발광을 결정하는 단계; 및
    상기 표시 패널상 실제 화소의 1/M번째 피치를 가지는 망막상 가상 화소의 휘도가 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 제어하는 단계를 포함하는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 M은 2이고 상기 망막상 가상 화소의 피치는 상기 표시 패널상 실제 화소의 피치의 1/2이며, N개의 서브프레임들의 두 세트는 1 프레임의 전반 및 후반에 대해 대칭적으로 제공되는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 방법.
  16. 특정 세기의 레벨을 제공하기 위해 망막 이미지의 1 프레임을 각각이 특정 유지 방전주기를 가지는 복수의 서브프레임들로 분할하여 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치로서, 망막상 화소의 휘도가 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 각 서브 프레임의 발광이 상기 표시 패널상을 이동하는 상기 입력 이미지의 이동 방향 및 이동 속도에 따라 제어되고, 상기 표시장치는:
    하나의 망막 이미지를 적어도 두 패턴의 발광 서브프레임들에 의해 표현가능하도록 하기 위해, 상기 복수의 서브프레임들 내 동일한 세기 레벨을 가지는 적어도 두 개의 서브 프레임들을 준비하는 준비 유닛;
    상기 망막상 특정 화소 부분 근처에 위치하는 서브프레임들을 선택함으로써 한 패턴의 발광 서브프레임을 결정하는 결정 유닛; 및
    결정된 하나의 패턴 내 서브프레임들의 발광을, 상기 망막상 특정 화소 내 서브프레임들의 위치 정보에 기초해서, 동일한 세기 레벨을 가지는 적어도 두 개의 서브프레임들이 상기 망막상 특정 화소의 영역 내 포함된 때 우선 순위를 가지고 제어하는 제어 유닛을 포함하는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 결정된 하나의 패턴 내 서브프레임들의 발광을, 상기 동일한 세기 레벨을 가지는 적어도 두 개의 서브프레임들의 위치 정보가 동일한 때 우선순위를 가지고, 순차적인 서브프레임들에 기초해서 제어하는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 망막상 특정 화소의 광색이 상기 입력 이미지 내 대응 화소의 광색과 동일하도록 상기 서브프레임들의 발광을 제어하는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치.
  19. 특정 세기의 레벨을 제공하기 위해 망막 이미지의 1 프레임을 각각이 특정 유지 방전주기를 가지는 복수의 서브프레임들로 분할하여 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치로서,
    1 프레임 내 N 개의 서브프레임들의 M 세트를 준비하는 준비 유닛;
    상기 표시 패널상 실제 화소의 1/M번째 피치에 대해 망막상 가상 화소의 피치를 설정하는 설정 유닛;
    상기 표시 패널상 실제 화소의 이동 방향 및 이동 속도에 기초해서 상기 망막상 가상 화소에 대해 서브프레임들의 발광을 결정하는 결정 유닛; 및
    상기 표시 패널상 실제 화소의 1/M번째 피치를 가지는 망막상 가상 화소의 휘도가 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 제어하는 제어 유닛을 포함하는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 M은 2이고 상기 망막상 가상 화소의 피치는 상기 표시 패널상 실제 화소의 피치의 1/2이며, N개의 서브프레임들의 두 세트는 1 프레임의 전반 및 후반에 대해 대칭적으로 제공되는, 표시 패널상에 망막 이미지를 표시하는 표시장치.
  21. 1 프레임을 복수의 서브프레임으로 구성하고, 표시 패널상을 이동하는 입력 이미지를 표시하는 표시장치로서,
    상기 입력 이미지에 기초해서 망막상 특정 화소를 상정하는 상정 유닛; 및
    상기 망막상 특정 화소의 휘도가 상기 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 각 서브프레임의 발광을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    슬릿들이 상기 표시 패널을 구성하는 각 발광 셀의 관측자 측 표면에 제공되고, 상기 슬릿들은 발광 추출 부분의 유효 면적을 제한하기 위해 상기 발광 셀에 대해 수평 방향으로 형성되는, 표시장치.
  22. 1 프레임을 복수의 서브프레임으로 구성하고, 표시 패널상을 이동하는 입력 이미지를 표시하는 표시장치로서,
    상기 입력 이미지에 기초해서 망막상 특정 화소를 상정하는 상정 유닛; 및
    상기 망막상 특정 화소의 휘도가 상기 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 각 서브프레임의 발광을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    슬릿들이 상기 표시 패널을 구성하는 각 발광 셀의 관측자 측 표면에 제공되고, 상기 슬릿들은 발광 추출 부분의 유효 면적을 제한하기 위해 상기 발광 셀에 대해 수직 방향으로 형성되는, 표시장치.
  23. 1 프레임을 복수의 서브프레임으로 구성하고, 표시 패널상을 이동하는 입력 이미지를 표시하는 표시장치로서,
    상기 입력 이미지에 기초해서 망막상 특정 화소를 상정하는 상정 유닛; 및
    상기 망막상 특정 화소의 휘도가 상기 입력 이미지에 대응하는 화소의 휘도와 동일해지도록 각 서브프레임의 발광을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    슬릿들이 상기 표시 패널을 구성하는 각 발광 셀의 관측자 측 표면에 제공되고, 상기 슬릿들은 발광 추출 부분의 유효 면적을 제한하기 위해 상기 발광 셀에 대해 수평 방향과 수직 방향을 조합함으로써 십자 형상(cross shape)으로 형성되는, 표시장치.
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