KR101103306B1 - 축소된 크기의 ｌｃｏｓ 밸브를 구비한 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전면 또는 후면 프로젝터를 위한 픽셀 메모리를 구비한 액정 소자의 밸브의 아키텍처와 관련이 있다. 상기 밸브(1)는 행과 열로 배열된 소자를 포함하고, 최소 하나의 이미지와 관련된 비디오 정보를 디스플레이 하기 위해 각 소자는 구동 수단에 의해 제어되는 액정을 포함한다. 본 발명에 따라, 액정의 구동 수단의 크기를 축소시키기 위한 방안이 강구된다. 이에 따라, 구동 수단의 커패시터와 트랜지스터는 상기 밸브의 여러 개의 소자 사이에 공통적으로 공유된다. 상기 밸브의 각 소자에 의해 디스플레이되기 위해 의도되는 비디오 정보는 상기 밸브(1)로 전송되기 이전에 상기 밸브의 최소 두 개의 인접 소자의 그룹에 의해 공유되는 공통 값(VC)과 특정 값(VS1, VS2)으로서 코딩된다.

Description

축소된 크기의 ＬＣＯＳ 밸브를 구비한 디스플레이 디바이스{DISPLAY DEVICE WITH LCOS VALVE OF REDUCED SIZE}
본 발명은 LCOS(Liquid Crystal On Silicon: 실리콘상 액정) 타입 밸브를 포함하는 전면 또는 후면 프로젝터의 디스플레이 디바이스와 관련이 있다. 비록 본 발명이 모노크롬 디스플레이에 적용될 수 있지만, 본 발명은 순차적 컬러 디스플레이의 골격 이내에서 설명될 것이다.
종래의 LCOS 밸브는 행과 열로 배열된 소자의 배열이며, 각 소자는 이미지 픽셀을 디스플레이하기 위해 의도된다. 현재, LCOS 밸브의 구조는 다음 두 타입일 수 있다:
- 수신된 이미지가 직접적으로 디스플레이되는 픽셀 메모리를 구비하지 않는 구조; 각 밸브 소자는 액정을 제어하는 트랜지스터를 포함한다; 그러면 상기 밸브의 크기가 감소되나, 밸브 소자를 어드레스 지정하고 이와 동시에 상기 밸브의 다른 하나의 소자를 조명하는 것은 가능하지 않다; 컬러 휠을 사용하는 순차적 컬러 디스플레이 시스템에서, 그러면 휠은 각 컬러 세그먼트 사이에 흑색 세그먼트를 포함해야 하며, 그럼으로써 상기 시스템의 발광 효율은 크게 감소한다.
- 미국 특허 6 476 785에서 설명된 것과 같은 픽셀 메모리를 구비한 구조; 도 1은 이런 타입의 밸브 소자의 기능도를 나타낸다; 10이라고 참조되는 이 소자는 비디오 정보를 디스플레이 하기 이전에 비디오 정보의 항목을 저장할 수 있다; 이 구조는 순차 컬러 디스플레이의 경우에 이전 구조의 단점을 가지지 않지만, 실리콘상에서 상당한 크기를 차지한다; 본 발명은 보다 특별히 이런 타입의 구조와 관련된다.
도 1을 참조하면, 소자(10)는 밸브의 열 라인(11)에 연결되는데, 이 밸브의 열 라인에, 상기 소자의 동일 컬럼에 속하는 밸브의 다른 소자에 의해서 뿐만 아니라 상기 소자에 의해 디스플레이될 연속적비디오 레벨을 나타내는 전압이 인가된다. 소자(10)는 그 입력 전극에 인가되는 전압에 비례하는 (프로젝터에 포함된 외부 광원에 의해 제공되는) 광량을 반사하는 액정(12)을 포함한다. 액정(12)은 통상적으로 두 개의 전극을 포함한다. 미러 전극이라 부르고 도 1에서 E라고 도시된 제1 전극은 소자(10)를 위한 비디오 전압을 수신한다. CE라고 불리고, 상대-전극(counter-electrode)이라고 불리는 제2 전극은 고정된 또는 가변 전위에서 유지된다. 액정 내에서의 전위 차이는 액정에 의해 반사 또는 투사되는 광을 변조시킨다. 구동 회로는 열 라인(11)과 액정(12)의 미러 전극 사이에 삽입된다. 구동 회로는 다른 순간에 열 라인(11)상에 존재하는 전압 레벨을 저장하기 위해 제공되는 두 개의 저장 커패시터(CS1과 CS2)를 포함한다. 따라서, 열 라인(11)에 인가되는 전압 레벨이 상기 상기 커패시터중의 하나에 저장되는 한편, 다른 커패시터에 저장되는 전압 레벨은 액정(12)의 미러 전극에 인가된다. 따라서, 다른 레벨의 디스플레이 동안 비디오 레벨을 저장하는 것이 가능하다. 구동 회로는 저장 커패시터(CS1과 CS2)를 열 라인 또는 액정(12)의미러 전극에 연결하기 위한 트랜지스터(T1, T2, T3와 T4)를 보다 특별히 포함한다. 트랜지스터(T1)는 열라인(11)과 커패시터(CS1)의 제1 단자 사이에 연결되는데, 커패시터(CS1)의 다른 단자는 접지 또는 저 고정 전위에 연결된다. 트랜지스터(T1)는 신호{R(j)_A}에 의해 구동되는데, 여기서 j는 고려 중인 소자가 속하는 행의 수이다. 트랜지스터(T2)는 커패시터(CS1)의 제1 단자와 액정(12)의 미러 전극 사이에 연결되고, 신호(READ_A)에 의해 구동된다. 트랜지스터(T3)는 열 라인(11)과 커패시터(CS2)의 제1 단자 사이에 연결되고, 커패시터(CS2)의 다른 단자는 접지 또는 저(low) 고정 전위에 연결된다. 트랜지스터(T3)는 신호{R(j)_B}에 의해 명령을 받는다. 마지막으로, 트랜지스터(T4)는 커패시터(CS2)의 제1 단자와 액정(12)의 미러 전극 사이에 연결되고, 신호(READ_B)에 의해 구동된다.
이 밸브 소자의 작동 모드는 프레임 동안 순차 컬러 디스플레이의 경우에서 도 2 내지 도 4에서 설명된다. 이미지(i)와 관련된 비디오 정보 (적색에 대해) Ri, (녹색에 대해) (Gi)와 (청색에 대해) (Bi)는 열 라인(11)에서 순차적으로 제공된다. 트랜지스터가 정보(B0, R1, G1, B1, B2 및 G2)를 소자(10)에 기록하는 동안 및/또는 이 정보를 조명하는 동안의 트랜지스터의 상태를 도시하는 시간 차트가 도 2에서 표현되었고, 이 정보는 규칙적 간격으로 열 라인(11)에서 상기 순서로 전송된다. 열의 다른 소자와 관련된 정보(미도시)는 이 간격 동안에 전송된다. 작동의 제1 단계에서, 정보 항목(R1)이 열라인(11)에 존재할 때, 커패시터(CS1)에서 R1을 저장하기 위해 트랜지스터(T1)가 턴온(turn on)된다{R(j)_A=1}. 동시에, 커패시터 (CS2)에서 이전에 저장된 정보 항목(B0)을 디스플레이 하기 위해 트랜지스터(T4) (READ_B=1)가 턴온된다. 비록 트랜지스터(T1)가 재빨리 다시 턴오프되지만, 정보 항목(G1)이 열 라인(11)에 존재할 때까지, 트랜지스터(T4)는 도체로 남는다. 그러면, 트랜지스터(T3)는 커패시터(CS2)에서 정보 항목(G1)을 저장하기 위해 턴온된다{R(j)_B=1}. 동시에, 액정(12)이 이전에 커패시터(CS1)에 저장된 정보 항목(R1)을 그 미러 전극 상에서 수신하도록, 트랜지스터(T2)는 도체가 된다(READ_A=1). 정보 항목(B1)이 열 라인(11)에 나타날 때까지, 트랜지스터(T2)가 도체로 남는다. 그러면, 트랜지스터(T)는 커패시터(CS1)에 정보 항목(B1)을 저장하기 위해 다시 도체가 되며, 상기 동작은 즉시로 반복된다. 도 3은 정보 항목(G1)의 저장과 정보 항목(R1)의 디스플레이에 대응하는 작동 단계를 설명하며, 도 4는 정보 항목(B1)의 저장과 정보 항목(G1)의 디스플레이에 대응하는 작동 단계를 설명한다.
이전에 언급한 것처럼, 이 구조는 밸브의 각 소자가 다른 비디오 레벨을 동시에 수신하고 디스플레이하는 것을 허용한다. 이 구조의 주요 단점은 소자의 구동 회로에서 트랜지스터의 수가 많다는 것이다. 그러므로, 밸브의 각 소자의 구동 회로의 크기는 크며, 이것은 밸브의 전체 크기에 대해 불리하다.
현재, 밸브의 액정의 구동을 위해 필요한 3 내지 5 볼트 정도의 전압 레벨을 지원하는 0.35 ㎛ CMOS 기술을 사용하면, 각 밸브 소자의 크기는 12 ㎛ x 12 ㎛이다. 고선명 이미지(1920x1080)의 경우에, 이것은 1.05 인치의 대각선을 나타낸다.
본 발명의 목적은 밸브의 크기를 감소시키고, 그 제조 비용을 감소시키기 위한 새로운 밸브 구조를 제안하는 것이다.
본 발명에 따라, 밸브의 여러 소자 사이에 공통으로 트랜지스터와 커패시터의 일부를 공유함으로써 액정의 구동 회로에서 트랜지스터와 커패시터의 수를 감소시키는 것이 제안된다.
본 발명은:
- 행과 열로 배열된 소자의 밸브로서, 상기 소자의 각각은 액정을 포함하고, 미러(mirror) 전극이라 부르는 상기 액정의 전극 중의 하나는 최소 하나의 이미지와 관련된 비디오 정보를 디스플레이 하기 위해 구동 수단에 의해 제어되는, 소자의 밸브와,
- 각 이미지에 대해, 상기 밸브의 각 소자에 의해 디스플레이되는 것이 의도되는 상기 비디오 정보를 상기 밸브의 최소 두 개의 인접 소자의 그룹에 의해 공유되는 공통 값과 특정 값으로서 코딩하고 이 값들을 상기 밸브로 전송하기 위한 수단(2)을 포함하며,
상기 구동 수단은:
- 상기 밸브의 각 소자에 대해, 상기 소자의 액정의 미러 전극에 연결되고, 상기 소자에 의해 디스플레이되기 위해 상기 비디오 정보 항목과 연관된 상기 특정값을 저장하고, 상기 특정 값을 상기 소자의 액정의 미러 전극에 인가하는 것이 의도 되는, 특정 구동 수단과,
- 상기 밸브의 최소 두 개의 두 개의 소자의 각 그룹에 대해, 상기 그룹의 각 소자에 연결되고, 상기 그룹의 상기 소자에 의해 디스플레이되기 위해 상기 비디오 정보 항목과 연관된 상기 공통 값을 저장하고, 상기 공통 값을 상기 그룹의 소자의 액정의 미러 전극에 인가하는 것이 의도되는 공통 구동 수단으로 구성되며,
하나의 동일한 그룹의 소자에 연결된 상기 특정 구정 수단과 상기 공통 구동 수단은 이미지를 위한 그룹의 소자와 관련된 상기 비디오 정보의 상기 특정 값과 상기 공통 값을 교대로 디스플레이하기 위한 방식으로, 상기 그룹의 소자의 액정을 제어하는 하나의 동일 그룹의 소자에 연결된다.
최소 두 개의 컬러를 갖는 순차적 컬러 디스플레이의 경우에서, 하나의 컬러와 관련된 비디오 정보의 특정 값과 상기 컬러 또는 다른 하나의 컬러와 관련된 비디오 정보의 공통 값을 교대로 디스플레이하기 위한 방식으로, 하나의 동일한 그룹의 소자에 연결된 특정 구동 수단과 공통 구동 수단은 상기 그룹의 소자의 액정을 제어한다.
순차적 컬러 디스플레이의 경우에서, 그러면 디바이스는 예를 들면:
- 백색광을 생성하고, 소자의 상기 밸브를 조명하기 위한 광원으로서, 상기 밸브는 상기 코딩 수단에 의해 상기 밸브로 전송되는 상기 특정 값과 상기 공통 값의 함수로서 광량을 반사하거나 투과를 허용하는, 광원과,
- 상기 최소 두 개의 컬러의 각각에 대한 컬러 세그먼트를 포함하는 상기 광원과 상기 밸브 사이에 삽입된 컬러 휠로서, 컬러와 관련된 특정 또는 공통 값이 상기 밸브의 액정의 미러 전극에 인가될 때, 상기 컬러에 대응하는 휠 세그먼트는 상기 소스에 의해 생성되는 광을 필터링하도록, 상기 휠은 상기 코딩 수단과 동기되는, 컬러 휠을 포함한다.
본 발명에 따라, 소자 그룹의 인접 소자는 밸브의 하나의 동일한 소자 열 연속적인 행 또는 밸브의 소자의 연속적인 행과 연속적인 열에 속할 수 있다.
본 발명에 따라, 소자의 상기 특정한 구동 수단은:
- 상기 밸브의 열 라인에 존재하고 상기 소자에 대해 의도된 상기 특정 값을 저장하기 위한 제1 저장 커패시터와,
- 상기 열 라인을 상기 제1 저장 커패시터의 제1 단부에 연결하고 다른 단부는 고정된 전위에 연결시키기 위한 제1 스위치와;
- 제1 저장 커패시터의 제1 단부를 상기 소자의 상기 액정의 미러 전극에 연결시키기 위한 제2 스위치를 포함한다.
상기 밸브의 소자 그룹의 상기 공통 구동 수단은:
- 상기 밸브의 열 라인에 존재하고 상기 그룹에 대해 의도되는 상기 공통 값을 저장하기 위한 제2 저장 커패시터와,
- 상기 열 라인을 상기 제2 저장 커패시터의 제1 단부에 연결하고, 다른 단부는 고정된 전위에 연결시키기 위한 제3 스위치와;
- 상기 제2 저장 커패시터의 제1 단부를 상기 그룹의 상기 소자의 액정의 미러 전극에 연결시키기 위한 제4 스위치를 포함한다.
본 발명은 비제한적인 예시에 의해 주어지고, 첨부된 도면을 참조하여 다음에 나오는 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술의 픽셀을 구비한 밸브 소자를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 소자의 트랜지스터의 구동 신호를 도시한 시간 차트.
도 3과 도 4는 도 1의 소자의 두 개의 작동 단계를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브의 소자의 쌍을 도시한 도면.
도 6은 순차적 컬러 디스플레이의 경우에서 본 발명에 따른 밸브에 의해 디스플레이되는 비디오 정보의 시퀀싱을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 4개의 밸브 소자를 도시한 도면.
도 8은 순차적 컬러 디스플레이의 경우에, 본 발명에 따른 밸브에 의해 디스플레이되는 비디오 정보의 제2 시퀀싱을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 디바이스를 표현하는 도면.
본 발명에 따라, 밸브에서 트랜지스터의 수와 커패시터의 수를 감소시키기는 것을 가능하게 하는 밸브 소자의 새로운 구조가 제안된다. 이 구조에 따라, 트랜지스터와 커패시터는 이 소자의 액정을 구동하기 위한 밸브의 여러 개의 소자에 의해 공통적으로 사용된다. 보다 특별히 단일 트랜지스터(T3)와 단일 커패시터(CS2)가 밸브의 최소 두 개의 소자로 이루어진 각 그룹에서 사용되는 것이 보다 특별히 제안된다. 다양한 실시예가 이 원리를 설명하기 위해 제안된다.
이 구조는 비디오 정보의 특별한 코딩과 밸브에서 코딩된 비디오 정보의 특별한 어드레스의 사용을 요구한다. 이 특별한 코딩은 각 이미지 픽셀의 비디오 정보를 두 부분, 즉, 최소 두 개의 인접 픽셀의 그룹에 공통인 값과 각 픽셀에 특정 값으로 분해하는 것이다. 하나의 동일한 비디오 프레임 동안 공통값과 특별 값이 디스플레이되도록, 밸브의 소자의 어드레스 지정의 주파수는 종래의 순차 컬러 디스플레이(180 Hz)에 대해 2와 승산된다. 본 발명에 따라, 픽셀 그룹에 의해 공유되는 공통값은, 최소 두 개의 픽셀의 상기 그룹을 디스플레이 하는 역할을 담당하는 최소 두 개의 밸브 소자로 이루어진 그룹의 커패시터(CS2)에 저장되고, 각 픽셀의 특정값은 이 픽셀을 디스플레이하는 역할을 담당하는 밸브 소자의 커패시터(CS1)에 저장된다. 본 발명에 따라, 이미지의 순차적 컬러 디스플레이의 골격 이내에서, 주어진 컬러에 대한 공통값과 특정값은, 상기 이미지에 대해, 주어진 컬러에 대해 공통값의 전송과 동일 컬러 또는 다른 하나의 컬러에 대해 특정값의 전송을 번갈아 가면서 수행하는 밸브에, 순차적으로 전송된다. 모노크롬 디스플레이의 골격 이내에서, 하나의 동일한 이미지에 대한 특정값은 비디오 프레임의 제1 부분에서 하나씩 전송되고, 공통값은 프레임의 다른 부분에서 전송된다.
본 발명에 따라 여러 개의 밸브 구조가 제안된다. 제1 실시예는 도 5에서 제안된다.
도 5는 소자의 하나의 동일한 열에 속하지만 밸브의 두 개의 연속적인 행(j와 j+1)에 속하는 두 개의 인접한 밸브 소자(10과 10')를 나타낸다. 소자(10)는 도 1의 소자(10)와 등가물이다. 소자(10')는 커패시터(CS2)와 트랜지스터(T3)를 제외하고는, 소자(10)와 동일한 구성 요소를 포함한다. 소자(10)의 구성 요소(T1, T2, T4, CS1과 12)는 소자(10')에서 참조 번호(T1', T2', T4', CS1'와 12')에 의해 지정된다. 트랜지스터(T1')는 신호{R(j+1)_A}에 의해 구동되고, 소자(10')의 다른 트랜지스터는 소자(10)에서와 동일 신호에 의해 구동된다. 트랜지스터(T4)의 위치{및 대응하는 트랜지스터(T4')의 위치} 는 도 1에 대해 수정된다. 트랜지스터(T4)는 액정(12와 12')의 미러 전극 사이에서 트랜지스터(T4')와 직렬로 장착되고, 트랜지스터(T3)에 연결된 커패시터(CS2)의 단자는 두 개의 트랜지스터(T4와 T4') 사이에 위치된 지점에 연결된다. 커패시터(CS2)는 두 개의 소자(10과 10')에 의해 공유되는 공통 정보를 저장하는 기능을 제공한다.
이 소자들을 작동시키기 위해 사용될 특별한 코딩이 다음에서 설명된다. 이 코딩은 프랑스 특허 FR 2 841 366에서 이미 한정된 것과 동일하다. 디스플레이 주파수가 증가될 때, 밸브의 소자에 대해 어드레스 지정 시간을 감소시키도록 이 코딩이 한정되었다. 이 애플리케이션에서, 이 코딩은, 픽셀 메모리를 구비한 또는 구비하지 않고, 종래의 밸브 소자를 가지고 디스플레이되는 비디오 정보를 코딩하기 위해 사용된다. 도 5의 밸브 소자를 가지고 사용될 코딩은 예시를 통해 차후에 설명된다. 주어진 컬러(적색, 녹색 또는 청색)에 대해 150의 비디오 레벨(NG1)을 갖는 픽셀(P1)과 100의 비디오 레벨(NG2)을 갖는 픽셀(P2)의 경우를 고려해 보자. 이 두 픽셀은 두 개의 소자(10과 10')에 의해 디스플레이될 것이다. 그러므로, 이 두 픽셀은 이미지의 주어진 열의 픽셀과 이미지의 두 개의 연속적인 행(j와 j+1)에 속한다.
비디오 레벨(NG1과 NG2)은
Figure 112006056162774-pct00001
과
Figure 112006056162774-pct00002
가 되도록, 두 개의 픽셀(P1과 P2)에 의해 공유되는 공통값(VC)과 각 픽셀에 대해 하나씩 두 개의 특정값(VS1과 VS2)으로 분해된다. 현재 경우에 있어서,
Figure 112006056162774-pct00003
, 즉, 125의 값을 취하는 것이 가능하다. 그러면, 특정값(VS1과 VS2)은 175 및 75와 같다. 이 예시는 아래의 테이블 1에서 요약된다.
행 번호 시작 값(NG) 공통값(VC) 특정값(VS) 평균 출력값
j 150 125 175 150
j+1 100 125 75 100
테이블 1
주어진 픽셀에 대해, 특정값이 공통값 이후에 디스플레이되거나 또는 그 반대의 경우일 때, 인간의 눈에 의해 감지되는 회색 레벨의 값은 평균 값, 즉, 픽셀(P1)에 대해 150이고 픽셀(P2)에 대해 100이고, 이 값은 디스플레이될 비디오 레벨(NG1과 NG2)에 대응한다. 물론, 특정값은 공통값 이전에 또는 그 반대로 디스플레이될 수 있다.
본 발명에 따라, 각 컬러에 대한 이미지의 픽셀의 특정값이 밸브에 대응하는 공통값과 교대로 제공된다. 이 값은 예를 들면 도 6에서 설명된 것처럼 전송된다. 기간(T)의 비디오 프레임은 각각 컬러에 할당되고 1에서 6까지 번호 매겨진 {기간(T/6)의} 6개의 필드로 나누어진다. 각 컬러의 공통값은 프레임의 필드(2, 4와 6) 동안 디스플레이되고, 특정값은 필드(1, 3과 5)동안 디스플레이되고, 각 필드는 특정 컬러에 할당된다. 도 6의 예시에서, 프레임의 필드(1과 4)는 녹색 컬러에 할당되고, 필드(2와 5)는 청색 컬러에, 그리고 필드(3과 6)은 적색 컬러에 할당된다. 이 값은 밸브의 소자의 커패시터(CS1과 CS2)에서 이 값이 열 라인(11)상에 나타날 때 저장된다. 이 값은 도 6에서 도시된 것과 같이 어드레스 지정에 대해 필드에 대응하는 시간 이동하여 디스플레이된다. 만약 프로젝터가 3개의 컬러 세그먼트 - 적색, 녹색, 청색 -을 가진 컬러 휠을 사용하면, 후자는 하나의 프레임 동안에 두 개의 순환을 수행한다.
만약 도 6의 시퀀싱을 따르게 되면, 도 5의 소자(10과 10')의 작동 모드는 다음과 같다. 프레임의 필드(1) 동안, 녹색 컬러에 대해 두 개의 소자에 의해 공유되는 공통값(VC)이 커패시터(CS2)에 저장되고, 이전에 커패시터(CS1과 CS1')에 저장된 특정값(VS1과 VS2)은 액정(12와 12')에 의해 디스플레이된다. 이에 따라, 값(VC)이 이 필드 동안 열(11)상에 존재할 때, 트랜지스터(T3)가 턴온된다. 이 필드의 전체 동안에 트랜지스터(T2와 T2')가 턴온되고, 반면에 다른 트랜지스터는 이 필드 동안에 턴오프된 채로 남게 된다.
필드(2) 동안에, 커패시터(CS2)에 저장된 공통값(VC)은 액정(12와 12')에 의해 디스플레이된다. 그러므로, 트랜지스터(T4와 T4')는 이 필드의 전체 기간 동안 도체이다. 청색 컬러에 대해 특정값(VS1과 VS2)는 커패시터(CS1과 CS1')에 제각기 저장된다. 그러므로, 값(VS1과 VS2)이 이 필드 동안 열(11)상에 존재할 때, 트랜지스터(T1과 T1')는 턴온된다. 다른 트랜지스터(T2와 T2')는 턴오프된다.
동일한 방식으로, 필드(3) 동안, 적색 컬러에 대한 공통값이 커패시터(CS2)에 저장되고 청색 컬러에 대한 특정값이 디스플레이된다. 필드(4) 동안, 녹색 컬러에 대한 특정값이 커패시터(CS1과 CS1')에 저장되고, 적색 컬러에 대힌 공통값이 디스플레이된다. 필드(5) 동안, 청색 컬러에 대힌 공통값이 커패시터(CS2)에 저장 되고, 녹색 컬러에 대한 특정값이 디스플레이된다. 최종적으로, 필드(6) 동안, 적색 컬러에 대한 특정값이 커패시터(CS1과 CS1')에 저장되고, 청색 컬러에 대한 공통값이 디스플레이된다.
밸브의 소자가 2개로 이루어진 그룹에서 함께 그룹지어지는 이 구조에서, 단일 커패시터(CS2)는 두 개의 소자에 의해 공유되는 공통값(VC)을 저장하기 위해 사용되고, 두 개의 커패시터(CS1과 CS1')는 특정값(VS1과 VS2)을 저장하기 위해 사용된다. 이 구조는 밸브의 두 개의 소자의 각 그룹에 대해 트랜지스터와 커패시터를 없애는 것이 가능하게 한다.
보다 많은 수의 트랜지스터와 커패시터를 절감하는 것이 또한 가능하다. 그러면, 차후에 설명되는 것처럼, 보다 큰 수, 예를 들면, 4개의 소자에 공통인 공통값을 사용하는 것이 충분하다. 도 7은 본 발명에 따라, 4개의 인접 밸브 소자(10, 10', 10'', 10''')를 도시한다. 이 4개의 소자는 밸브의 두 개의 인접 열(i와 i+1)과 두 개의 인접 행(j와 j+1)에 속한다. 소자(10)의 구성 요소(X)는 소자(10')에서 X로, 소자(10'')에서 X''로, 그리고 소자(10''')에서 X'''로 표시된다. 소자(10)는 도 5에서 소자(10)와 동일하며, 소자(10', 10'', 10''')는 도 5에서 소자(10')와 동일하다. 그러므로, 소자(10', 10''와 10''')는 임의의 커패시터(CS2)나 트랜지스터(T3) 중의 어느 것도 포함하지 않는다. 트랜지스터(T1와 T1'')는 신호{R(j)_A}에 의해 구동되고, 트랜지스터(T1''와 T1''')는 신호{R(j+1)_A}에 의해 구동된다. 다른 트랜지스터는 소자(10)의 신호와 동일한 신호에 의해 구동된다. 이 도면에서, 커패시터(CS2)는 4개의 인접 소자(10, 10', 10''와 10''')에 의해 공통적으로 사용 된다. 이 커패시터는 이 4개의 소자에 의해 공유되는 공통값을 저장하는 기능을 수행한다.
이 소자를 작동하기 위해 사용될 특별한 코딩이 예시를 통해 아래에서 주어진다. 주어진 컬러(적색, 녹색 또는 청색)에 대해, 비디오 레벨(NG1=150, NG2=130, NG3=120과 NG4=100)을 제각기 가지고, 소자(10, 10', 10''와 10''')에 의해 디스플레이될, 4개의 이미지 픽셀의 경우를 고려하자.
비디오 레벨(NG1 NG2, NG3와 NG4)은 4개의 픽셀에 의해 공유되는 공통값(VC)과 4개의 픽셀 각각에 대해 4개의 특정값(VS1, VS2, VS3와 VS4)으로 분해된다. 공통값(VC)은 예를 들면, 4개의 입력 회색 레벨의 평균값이다. 이 값은 아래의 테이블 2에서 한정된다.
(열, 행) 시작값(NGi) 공통값(VC) 특정값(VSi) 평균 출력값
(i,j) 150 125 175 150
(i+1,j) 130 125 135 130
(i,j+1) 120 125 115 120
(i+1,j+1) 100 125 75 100
테이블 2
따라서, 주어진 픽셀에 대해, 특정값과 대응 공통값이 순차적으로 디스플레이 될 때, 인간의 눈에 의해 인지되는 회색 레벨의 값은 평균 값이고, 이 값은 디스플레이될 비디오 레벨(NG1, NG2, NG3와 NG4)에 대응한다.
이 코딩된 값은 도 6에서 도시된 대로 소자(10, 10', 10''와 10''')에 의해 전송되고 디스플레이된다.
이 구조에서, 단일 커패시터(CS2)는 4개의 밸브 소자에 공통이다. 그러므로, 이 구조는 밸브의 4개의 소자의 각 그룹에 대해, 3개의 트랜지스터(T3)와 3개의 커패시터(CS)를 없애는 것이 가능하다.
이 기술은 물론 8개 또는 16개의 밸브 소자 또는 심지어 더 많은 소자의 그룹으로 확장될 수 있다.
밸브 소자의 이 구조와 연관된 코딩은 단지 예시에 의해 주어진다.
도 8에서 도시된 것과 같은 시퀀싱이 또한 구상될 수 있다. 하나의 동일한 컬러에 대해 공통 및 특정값이 하나씩 차례로 밸브의 소자로 기록된다. 하지만, 이 해결책의 단점은 각 컬러의 공통값과 특정값 사이의 전이에서 "컬러 분리(break-up)"의 존재이다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 실시예가 도 9에서 제안된다. 디스플레이 디바이스는:
- 행과 열로 배열된 소자의 밸브(1)로서, 상기 소자는 도 5 또는 도 7의 도면에 따르는, 소자의 밸브(1)와,
- 각 이미지에 대해, 위에서 설명한 것처럼, 상기 밸브의 각 소자에 의해 디스플레이되는 것이 의도되는 상기 비디오 정보를 상기 밸브의 최소 두 개의 인접 소자의 그룹에 의해 공유되는 공통 값과 특정 값으로서 코딩하고, 이 값들을 상기 밸브(1)로 전송하기 위한 수단(2)과,
- 백색광을 생성하고, 상기 밸브(1)를 조명하기 위한 광원(3)으로서, 상기 밸브는 상기 코딩 수단(2)에 의해 상기 밸브로 전송되는 상기 특정 값과 상기 공통 값의 함수로서 광량을 반사하거나 투과시키는, 광원(3)과,
- 상기 각 컬러에 대한 컬러 세그먼트를 포함하는 상기 광원(3)과 상기 밸브(1) 사이에 삽입된 컬러 휠(4)로서, 컬러와 관련된 특정 또는 공통 값이 상기 밸브의 액정의 미러 전극에 인가될 때, 상기 컬러에 대응하는 휠 세그먼트는 상기 소스(3)에 의해 생성되는 광을 필터링하도록, 상기 휠은 상기 코딩 수단(2)과 동기되는, 컬러 휠(4)을 포함한다.
물론, 색채광을 직접적으로 생성하는 광원은 백색광원 + 컬러 휠 조립체 대신에 제공될 수 있다.
실제에서, 코딩 수단(2)은 컬러 휠의 회전 주파수를 제어한다. 도 6의 시퀀싱을 구현하기 위해, 휠의 회전 주파수는 이미지 주파수에 대해 두 배이다(각 이미지에서 두 번의 휠의 회전). 도 8의 경우에서, 휠의 회전 주파수는 이미지 주파수와 동일하다.
따라서, 밸브(1)에 의해 전송되는 광은 그러면 광 디바이스에 의해 스크린 쪽으로 재지향된다.
본 발명은 LCOS(Liquid Crystal On Silicon: 실리콘상 액정) 타입 밸브를 포함하는 전면 또는 후면 프로젝터의 디스플레이 디바이스에 이용 가능하다.

Claims (9)

  1. 이미지 디스플레이 디바이스로서:
    - 행과 열로 배열된 소자의 밸브(1)로서, 상기 소자의 각각은 액정을 포함하고, 미러(mirror) 전극이라 부르는 상기 액정의 전극 중의 하나(E)는 적어도 하나의 이미지와 관련된 비디오 정보를 디스플레이 하기 위해 구동 수단에 의해 제어되는, 소자의 밸브(1)와,
    - 각 이미지에 대해, 상기 밸브의 각 소자에 의해 디스플레이되는 것이 의도되는 상기 비디오 정보를 상기 밸브의 적어도 두 개의 인접 소자의 그룹에 의해 공유되는 공통 값과 특정 값으로서 코딩하고 이 값들을 상기 밸브(1)로 전송하기 위한 수단(2)을 포함하는, 이미지 디스플레이 디바이스에 있어서,
    상기 구동 수단은:
    - 상기 밸브의 각 소자에 대해, 상기 소자의 액정의 미러 전극(E)에 연결되고, 상기 소자에 의해 디스플레이되기 위해 상기 비디오 정보와 연관된 상기 특정 값을 저장하고, 상기 특정 값을 상기 소자의 액정의 미러 전극에 인가하는 것이 의도 되는, 특정 구동 수단과
    - 상기 밸브의 적어도 두 개의 소자의 각 그룹에 대해, 상기 그룹의 각 소자에 연결되고, 상기 그룹의 상기 소자에 의해 디스플레이되기 위해 상기 비디오 정보와 연관된 상기 공통 값을 저장하고, 상기 공통 값을 상기 그룹의 소자의 액정의 미러 전극(E)에 인가하는 것이 의도되는 공통 구동 수단으로 구성되며,
    상기 특정 구동 수단과 상기 공통 구동 수단은 이미지를 위한 그룹의 소자와 관련된 상기 비디오 정보의 상기 특정 값과 상기 공통 값을 교대로 디스플레이하기 위한 방식으로, 상기 그룹의 소자의 액정을 제어하는 하나의 동일 그룹의 소자에 연결되는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 순차적으로 전송되는 적어도 두 개의 컬러와 관련된 비디오 정보를 처리할 수 있고,
    하나의 동일한 그룹의 소자에 연결된 상기 특정 구동 수단과 상기 공통 구동 수단은 하나의 컬러와 관련된 비디오 정보의 특정 값과 상기 컬러 또는 다른 하나의 컬러와 관련된 비디오 정보의 공통 값을 교대로 디스플레이하기 위한 방식으로, 상기 그룹의 소자의 액정을 제어하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이미지 디스플레이 디바이스는:
    - 백색광을 생성하고, 소자의 상기 밸브(1)를 조명하기 위한 광원(3)으로서, 상기 밸브는 상기 코딩 수단(2)에 의해 상기 밸브로 전송되는 상기 특정 값과 상기 공통 값의 함수로서 광량을 반사하거나 투과를 허용하는, 광원(3)과,
    - 상기 적어도 두 개의 컬러 각각에 대한 컬러 세그먼트를 포함하는, 상기 광원(3)과 상기 밸브(1) 사이에 삽입된 컬러 휠(4)로서, 컬러와 관련된 특정 또는 공통 값이 상기 밸브의 액정의 미러 전극(E)에 인가될 때, 상기 컬러에 대응하는 휠 세그먼트는 상기 광원(3)에 의해 생성되는 광을 필터링하도록, 상기 휠은 상기 코딩 수단(2)과 동기되는, 컬러 휠(4)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서 상기 그룹의 상기 인접 소자는 상기 밸브의 소자의 연속적인 행들과 하나의 열에 속하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서 상기 그룹의 상기 인접 소자는 상기 밸브의 소자의 연속적인 행들과 연속적인 열들에 속하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 소자의 상기 특정 구동 수단은:
    - 상기 밸브의 열 라인에 존재하고 상기 소자에 대해 의도된 상기 특정 값을 저장하기 위한 제1 저장 커패시터(CS1, CS1', CS1'', CS1''')와,
    - 상기 열 라인(11)을 상기 제1 저장 커패시터(CS1, CS1', CS1'', CS1''')의 제1 단부에 연결하고 다른 단부는 고정된 전위에 연결시키기 위한 제1 스위치(T1, T1', T1'', T1''')와;
    - 제1 저장 커패시터의 제1 단부를 상기 소자의 상기 액정의 미러 전극(E)에 연결시키기 위한 제2 스위치(T2, T2', T2'', T2''')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브의 소자 그룹의 상기 공통 구동 수단은:
    - 상기 밸브의 열 라인에 존재하고 상기 그룹에 대해 의도되는 상기 공통 값을 저장하기 위한 제2 저장 커패시터(CS2)와,
    - 상기 열 라인(11)을 상기 제2 저장 커패시터(CS2)의 제1 단부에 연결하고, 다른 단부는 고정된 전위에 연결시키기 위한 제3 스위치(T3)와;
    - 제2 저장 커패시터의 제1 단부를 상기 그룹의 상기 소자의 액정의 미러 전극(E)에 연결시키기 위한 제4 스위치(T4, T4', T4'', T4''')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 소자 그룹은 두 개의 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 소자 그룹은 4개의 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
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