KR20020070881A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

표시장치는 각 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하고, 상기 서브프레임을 순차 표시한다. 상기 장치는, 하나의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 다른 서브프레임을 나타내는 다른 서브프레임 신호를 참조하여 보정하는 보정 회로를 포함한다. 상기 각 서브프레임은 상기 보정 회로에 의해 보정되는 서브프레임 신호에 따라 표시된다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 1 프레임을 복수의 서브프레임으로 분해하여 각 서브프레임을 순차 표시함으로써 화상을 생성하는 장치에 관한 것이다.
표시장치의 화소수를 실제로 증가시키지 않고, 표시되는 화상의 해상도를 향상시키기 위해, 인터레이스된 표시 동작을 행할 때 워블(wobble)되는 필드를 표시하는 표시장치가 현재 검토 및 개발 중에 있다. 이러한 타입의 표시장치에 의하면, 짝수 필드와 홀수필드가 동일한 표시패널상에 교대로 표시되어, 이러한 2개 타입의 필드 중 일방은 타방에 관해 약간 시프트된다. 이 시프팅은 여기서 "화상 시프트소자"라 칭하는 일부 광축 진동 수단에 의해 행해진다. 그 결과, 이러한 표시장치에의해 형성되는 화상의 해상도는, 상기 표시장치의 실제의 주사선수(또는 화소수)의 2배의 주사선수(또는 화소수)를 갖는 표시장치에 의해 형성되는 화상의 해상도와 실질적으로 동등하게 될 수 있다.
이러한 타입의 표시장치는, 각 화소에 대한 인커밍광을 통상의 프레임 속도의 2배의 속도로 변조할 필요가 있다. 그러나, 이러한 광변조를 표시패널의 액정층에 의해 행하는 경우, 액정의 응답이 일반적으로 느리기 때문에, 결과적으로 표시되는 화상의 해상도가 저하된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일본 공개특허공보 제 99-271710호, 일본 공개특허공보 제 2000-147489호 및 일본 공개특허공보 제 2000-23067호에 개시되어 있는 각 표시장치는, 표시해야 할 현재의 필드를 나타내는 서브프레임 신호의 레벨을 직전의 필드를 나타내는 서브프레임 신호의 것을 참조하여 보정함으로써, 액정 재료의 응답 속도를 증가시키려고 한다.
또한, 칼라 화상을 형성하기 위해 사용되는 필드 시켄셜 칼라 표시 방식에서도, 액정의 이러한 낮은 응답 속도가 문제로 된다. 필드 시켄셜 칼라 표시 방식에서는, 칼라 화상을 나타내는 각 프레임을 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3원색에 대응하는 3개의 필드로 분해하여, 이러한 필드를 순차 표시한다. 이 경우, 광원으로부터 발광되는 광은 각 칼라에 대한 필드의 표시와 동기하여 변화되는 칼라를 가짐으로써, 피투영면상에 칼라 화상을 생성한다. 이러한 필드 시켄셜 칼라 표시 방식을 사용하는 표시장치에서도, 액정 재료의 응답 지연에 의해, 각 칼라에 대해 필드의 혼합이 야기되어, 칼라 재현성이 저하되는 문제가 발생한다.
일본 공개특허공보 제 95-121138호에는, 필드 시켄셜 칼라 표시 방식에 의해 칼라 화상을 형성함에 있어서, 표시해야 할 현재의 필드를 나타내는 서브프레임 신호의 레벨을 직전 필드를 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정함으로써, 액정 재료의 응답 속도를 높이는 방법이 개시되어 있다.
상기 2가지 타입의 종래의 기술 각각에서는, 1 프레임을 복수의 필드로 분해하여, 각 필드를 순차 표시함으로써, 화상 프레임을 형성하고 있다. 또한, 이러한 필드 중 하나가 다른 것에 의해 리프레쉬될 때의 액정 재료의 응답속도를 높이기 위해, 직전 필드를 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여, 현재의 필드를 나타내는 서브프레임 신호를 보정하고 있다.
예컨대, 1 개의 프레임을 제 1, 제 2 및 제 3 서브프레임으로 나눠, 각 서브프레임이 순차 표시되는 경우를 고려한다.단, 여기서 "서브프레임"은 인터레이스된 주사에서 사용되는 "필드"를 포함하는 넓은 개념이다.이 경우, 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정된다. 동일하게, 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정된다. 즉, 제 2 및 제 3 서브프레임 각각에 대해, 동일한 프레임에 속하는 이전 프레임(또는 필드)을 나타내는 서브프레임 신호를 참조함으로써 보정된 서브프레임 신호가 생성된다.
상기 4개의 공개공보에 기재되어 있는 기술에 의하면, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는, 이전 프레임의 제 3 서브프레임(즉, 최종 서브프레임)을 나타내는 서브프레임 신호를 사용함으로써 보정될 필요가 있다.그러나, 현재 프레임의 제 1 서브프레임이 표시되어야 될 때, 이전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호에 의해 이미 소거되어 있다. 이것은, 나중의 서브프레임 신호가 이전의 서브프레임 신호에 오버라이트되기 때문이다. 즉, 상기한 공개공보에 기재되어 있는 종래의 기술에서는, 각 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호에 보정이 행해질 수 없다. 그 결과, 보정의 효과가 감소하여, 화질이 열화되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 주된 목적은, 제 1 서브프레임을 포함하는 각 모든 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 충분히 적절하게 보정할 수 있어서, 사용되는 광변조 매체의 응답속도가 비교적 느린 경우에도, 충분히 고주파수에서 상기 서브프레임을 바꿀 수 있는 표시장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 저장하는 메모리의 수 또는 기억 용량(storage capacity)을 삭감한 표시장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 서브프레임 신호에 적절한 보정을 행할 수 있는 표시장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 표시장치는, 각 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하여, 상기 서브프레임을 순차 표시한다. 상기 장치는, 하나의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 다른 서브프레임을 나타내는 다른 서브프레임 신호를 참조하여 보정하는 보정수단, 및 상기 보정수단에 의해 보정된 서브프레임 신호에 따라 상기 각 서브프레임을 표시하는 표시패널을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 보정수단은, 현재 프레임을 구성하는 상기 서브프레임 중 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 이전 프레임을 구성하는 서브프레임 중 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정한다. 한편, 상기 보정수단은, 상기 현재 프레임의 서브프레임 중 상기 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임 직전에 표시된 직전 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 보정수단은, 현재 프레임을 구성하는 상기 서브프레임 중 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 현재 프레임의 서브프레임 중 이전 프레임의 최종 서브프레임과 등가인 다른 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정한다. 한편, 상기 보정수단은, 상기 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임 직전에 표시된 직전 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정한다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 프레임을 구성하는 서브프레임 중 제 1 서브프레임이 표시되기 전에, 우회 서브프레임이 표시되어도 좋다. 상기 우회 서브프레임은 상기 서브프레임 중 제 2 및 제 3 서브프레임에 대해 준비하는것이 바람직하다. 상기 제 2 서브프레임은 제 1 서브프레임 직전에 표시되는 것이 바람직하고, 상기 제 3 서브프레임은 제 1 서브프레임 다음에 표시되는 것이 바람직하다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 표시장치는 상기 서브프레임을 피투영면상에서 시프트시키는 화상 시프트소자를 포함한다. 이 경우, 표시패널의 화소영역 중 하나에 대응하는 피투영면상의 화소영역은 서로 상이한 화소영역에서 변조되어 각각 상이한 파장역에 속하는 복수의 광선에 의해 순차 조사될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 장치는, 서브프레임이 서로 상이한 3개의 파장역에 대응하도록 상기 각 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하여, 상기 서브프레임을 피투영면상에 시분할 방식으로 표시함으로써, 피투영면상에 칼라 화상을 형성할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 장치는, 서로 상이한 파장역에 속하는 복수의 광선에 의해 공간 광변조 소자를 순차 조사함으로써, 상기 서브프레임을 피투영면상에서 중첩시켜, 동일 화소 영역에서 변조된 서로 상이한 파장역에 속하는 광선에 의해 상기 피투영면상의 각 영역을 조사한다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 표시장치는, 상기 이전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 적어도 현재 프레임의 제 1 서브프레임이 표시될 때까지 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 표시장치는, 이전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 적어도 현재 프레임의 제 1 서브프레임이기억될 때까지 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 표시장치는, 복수의 프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 기억하는 기억수단을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 각 서브프레임 신호를 프레임 단위로 상기 기억수단에 기입하거나, 또는 기억수단으로부터 독출하는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 표시장치는, 복수의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 기억하는 기억수단을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기억수단은, 각 서브프레임 단위로 구분된 복수의 기억영역을 포함하고 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 보정 전의 서브프레임 신호를 출력하기 위해 준비되는 복수의 전압레벨 중 최고 레벨보다 높은 다른 전압레벨이 적어도 1개 제공되어, 상기 보정된 서브프레임 신호가 출력되는 전압레벨로서 사용될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 보정 전의 서브프레임 신호를 출력하기 위해 준비되는 복수의 전압레벨 중 최저 레벨보다 낮은 다른 전압레벨이 적어도 1개 제공되어, 상기 보정된 서브프레임 신호가 출력되는 전압레벨로서 사용될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 보정수단은, 이전 및 현재 서브프레임을 각각 나타내는 서브프레임 신호에 대한 룩업 테이블을 참조하여, 상기 룩업 테이블에 따라 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정할 수 있다.
상기한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 표시장치는, 상기 서브프레임 신호의 보정에 필요한 데이터가 기억되는 비휘발성 기억소자; 상기 비휘발성 기억소자로부터 데이터를 독출하는 수단; 및 상기 비휘발성 기억소자로부터 독출된 데이터를 기억할 수 있는 제 2의 기억소자를 더 포함할 수 있다. 상기 장치가 구동을 개시할 때, 상기 데이터가 상기 비휘발성 기억소자로부터 상기 제 2의 기억소자로 전송되어 상기 룩업 테이블을 형성하는 것이 바람직하다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 보정수단은, 참조될 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호, 및 표시될 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호에 연산 동작을 행함으로써, 상기 표시될 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정할 수 있다.
상기한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 연산 동작은 SA'n= SAn+ (SAn- SAn-1)/M으로 나타낼 수 있으며, 상기 식에서 SA'n은 보정된 서브프레임 신호, SAn은 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호, SAn-1은 참조될 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호, M은 정(正)의 수이다.
바람직한 실시예에 있어서, M은 2n(n은 임의의 정수(整數))인 것이 바람직하다.
또한, (SAn- SAn-1)의 크기에 따라 M의 크기를 변화시켜도 좋다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 서브프레임 신호는 q비트의 신호(q는 2이상의 정수)이며, 상기 q비트 신호 중 상위 p비트(p는 1이상의 정수, q > p)의 신호가 보정될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 프레임을 m개의 서브프레임으로 분할할 수 있으며, 여기서 m은 3이상의 정수이다. 이 경우, 상기 m개의 서브프레임 중 n개(n은 2이상의 정수, n < m)의 서브프레임을 1 프레임 기간에 순차 표시하는 것이 바람직하다.
상기한 바람직한 실시예에 있어서, m은 3이고, n은 2이어도 좋다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 장치는, 상기 서브프레임을 표시하기 위해 사용되는 구동방식에 따라, 상기 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 표시 동작을 행할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 화상을 구성하는 주사선 전체에 대해, 상기 미리 설정된 레벨의 신호를 공급함으로써, 상기 표시되는 서브프레임이 리프레쉬될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 미리 설정된 레벨의 신호를 현재 서브프레임 직전에 표시된 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 표시된 서브프레임이 리프레쉬된 직후에 표시되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 리프레쉬 신호를 사용하여 보정할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 표시를 행함으로써, 흑화상이 형성될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 장치가 상기 미리 설정된 레벨의신호에 응답하여 표시 동작을 행하는 동안, 표시화소가 광원에 의해 조명되지 않아도 좋다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 우회 서브프레임이 일정한 기간동안 표시될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 우회 서브프레임이, 상기 우회 서브프레임 전후에 표시되는 서브프레임에 의해 변화하는 가변 기간동안 표시될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 우회 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 우회 서브프레임 직전에 표시되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 우회 서브프레임 직후에 표시되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 상기 우회 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 형태, 소자, 프로세스, 단계, 특징 및 장점은, 첨부 도면을 참조하여 다음의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투영형 표시장치를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 패널을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 다이크로익 미러의 분광특성을 도시하는 그래프이다.
도 4는 원래의 화상 프레임으로부터 각각의 칼라 화상 프레임을 생성하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 칼라 표시 원리와 종래의 칼라 표시 원리의 차이를 설명하는 도면이다.
도 6은 3원색 칼라에 대응하는 3세트의 프레임 데이터로부터 3세트의 서브프레임 데이터를 생성하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 서브프레임이 시프트된 모양을 도시하는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 복수의 서브프레임이 서로 합성된 모양을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표시장치에 의해 각 화상 부분이 시프트된 모양을 도시하는 도면이다.
도 10은 종래의 표시장치의 회로구성의 일례예를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 12는 전형적인 액정 표시 장치의 액정셀의 등가회로도이다.
도 13은 도 12에 도시된 상기 액정 표시 장치의 액정층에 인가되는 신호전압과 총 커패시턴스 Clc + Cs 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 14a는, 액정층에 인가되는 서브프레임 신호의 전압 파형을 도시하는 그래프이다.
도 14b는 액정층에 생기는 전압의 응답 파형을 도시하는 그래프이다.
도 15a는, 액정층에 인가되는 서브프레임 신호의 전압 파형을 도시하는 그래프이다.
도 15b는 액정층에 생기는 전압의 응답 파형을 도시하는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 다양한 바람직한 실시예에 사용되는 보정회로의 신호 입출력을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 17은 룩업 테이블을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 18은 도 17에 도시된 룩업 테이블의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예 3에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예 4에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 바람직한 실시예 5에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 바람직한 실시예 6에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 바람직한 실시예 7에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 바람직한 실시예 8에 따른 표시장치의 회로구성을 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.
실시예 1
본 발명의 실시예 1은, 칼라 필터를 포함하지 않는 단판식 투영형 표시장치(단판식 비디오/데이터 프로젝터)에 관한 것이다. 이 표시장치는 각 프레임을 나타내는 데이터로부터 복수의 서브프레임을 나타내는 데이터를 생성한다. 서브프레임은 표시장치의 표시패널에 순차 표시된다. 또한, 이러한 서브프레임을 피투영면상에서 순차 시프트시킴으로써, 피투영면상의 각 화소에 대응하는 동일한 영역을 복수의 광선에 의해 순차 조사한다. 본 발명의 실시예에서, 복수의 광선은 표시패널의 서로 상이한 화소영역에서 변조되어, 각각 상이한 파장역에 속하게 됨으로써(이하, "R, G 및 B 광선"으로 나타냄), 고해상도의 풀칼라 표시를 실현한다.
예컨대, 피투영면 또는 스크린상에서 표시 패널의 1개의 화소에 대응하는 특정영역에 주목한다. 본 실시예에서, 서브프레임이 표시되는 기간(여기서는, "서브프레임 기간"이라고 칭함)에 있어서, 상기 특정영역은 적색(R) 광선에 의해 조사될 수 있다. 이 경우, 다음 서브프레임 기간에 있어서는 녹색(G) 광선에 의해, 그 다음 서브프레임 기간에 있어서는 청색(B) 광선에 의해 각각 조사될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 피투영면상의 각 화소의 칼라는, R, G 및 B 광선의 시분할 조사에 의해 규정된다.
본 실시예에서, 각 서브프레임은, 후술되는 바와 같이, R, G, 및 B 광선을 서로 조합시킴으로써 구성된다. 즉, 서브프레임 기간에 있어서, 피투영면은, 표시패널에 의해 변조된 R, G 및 B 광선에 의해 조사된다. 이 변조된 R, G 및 B 광선은, 각 서브프레임 기간마다 피투영면상의 서로 상이한 위치를 향한다. 따라서, 상기 광선이 시간적으로 합성됨으로써, 피투영면상에 풀칼라의 화상 프레임을 표시한다.
본 발명의 다양한 바람직한 실시예에 의하면, 이러한 R, G 및 B 광선의 시간적 합성은 화상 시프트소자에 의해 행해진다. 상기 화상 시프트소자는, 표시패널과 피투영면 사이에 배치되어, 표시패널에 의해 변조된 광선의 광로를 주기적으로 또한 규칙적으로 변화시킨다.
본 발명은 투영형 표시장치에 관한 것이며, 본 실시예에 관해 이러한 유형의 표시장치에 적용되는 것으로서 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정한 유형의 표시장치에 한정되지 않고, 뷰어(viewer) 또는 헤드 마운트 디스플레이(head mount display) 등의 직시형 표시장치에도 유효하게 적용될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하면서 본 발명의 실시예 1에 따른 표시장치의 구성의 일례를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 투영형 표시장치는, 광원(1), 액정표시패널(8), 광 제어 수단 및 투영 광학계를 포함한다. 상기 광 제어 수단은 광원(1)으로부터 발광된 광을 그 파장역에 따라 액정표시패널(8)의 대응하는 화소영역에 집광시키기 위해 제공된다. 상기 투영 광학계는 액정표시패널(8)에 의해 변조된 광선을 피투영면상에 투사시키기 위해 제공된다.
이 투영형 표시장치는, 구면 미러(2), 콘덴서 렌즈(3) 및 3개의 다이크로익 미러(4,5,6)를 더 포함한다. 상기 구면 미러(2)는 광원(1)으로부터 후방으로 발광된 (백색)광을 광원(1)의 전방에 배치된 콘덴서 렌즈(3)를 향해 반사한다. 상기 콘덴서 렌즈(3)는 광원(1) 및 구면 미러(2)로부터의 광을 평행 광속으로 콜리메이트한다. 그 후, 다이크로익 미러(4,5,6)에 의해 상기 광속이 그 파장역에 따라 복수의 광속으로 분리된다. 다이크로익 미러(4,5,6)에 의해 반사된 광속은 그 파장역에대응하는 서로 상이한 각도로 마이크로렌즈 어레이(7)에 입사한다. 마이크로렌즈 어레이(7)는 액정표시패널(8)의 2개의 기판 중 광원(1)에 가까이 배치된 기판에 장치되어 있다. 각각의 각도로 마이크로렌즈 어레이(7)에 입사한 광속은, 서로 상이한 위치에 배치되어 있는 대응하는 화소 영역에 모인다.
이 투영형 표시장치에서, 상기 투영 광학계는, 액정표시패널(8)을 투과한 광속(12)을 스크린(즉, 피투영면)(13)에 투사시키기 위해 투영 렌즈(11) 및 필드 렌즈(9)를 포함한다. 도 1에 나타낸 본 실시예에서, 화상 시프트소자(10)는 필드렌즈(9)와 투영렌즈(11) 사이에 배치되어 있다. 도 1에는, 화상 시프트소자(10)에 의해 피투영면에 평행한 방향으로 시프트된 광속 12a,12b가 도시되어 있다. 그러나, 이러한 광속 12a,12b를 시프트시키기 위해, 화상 시프트소자(10)는 액정표시패널(8)과 스크린(13) 사이의 어느 위치에 배치되어도 좋다. 예컨대, 상기 화상 시프트소자(10)는 투영렌즈(11)와 스크린(13) 사이에 배치되어도 좋다.
다음에, 이 투영형 표시장치의 각 구성요소를 순서대로 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 광원(1)으로서, 약 150W의 광출력 전력, 약 5㎜의 아크 길이 및 약 2.2㎜의 아크 직경을 갖는 메탈 할라이드 램프를 사용하며, 그 아크 길이 방향이 도면의 지면과 평행하게 되도록 배치하고 있다. 다른 유용한 광원의 예에는, 할로겐 램프, 초고압 수은 램프, 및 크세논 램프가 포함된다. 본 실시예에서 사용되는 광원(1)은, 3원색에 대응하는 3개의 파장역의 광선을 포함하는 백색광을 방사한다.
광원(1)의 배면에는 구면 미러(2)가 배치된다. 광원(1)의 전면에는 구경이 약 80㎜φ이고 초점 거리가 약 60㎜인 콘덴서 렌즈(3)가 배치되어 있다. 구면 미러(2)는 그 중심이 광원(1)의 발광부의 중심과 일치하도록 배치되어 있고, 콘덴서 렌즈(3)는 그 초점이 광원(1)의 중심과 일치하도록 배치되어 있다.
이러한 배치구성에서, 광원(1)으로부터 발광된 광은 콘덴서 렌즈(3)에 의해 평행화되어, 상기 평행화된 광속에 의해 액정표시패널(8)이 조명된다. 상기 콘덴서 렌즈(3)를 통과한 광의 평행도(degree of parallelism)는 아크 길이 방향(즉, 도1의 지면에 평행한 방향)으로 약 2.2°, 아크 직경 방향으로 약 1° 정도이다.
본 실시예에서 사용되는 액정표시패널(8)은, 마이크로렌즈 어레이(7)가 2개의 투명 기판 중 광원(1)에 가까이 배치되어 있는 투명기판상에 배치된 투과형 액정표시소자이다. 패널(8)의 액정층에 대해서는 어떤 액정 재료도 사용될 수 있으며, 상기 패널(8)은 패널(8)이 충분히 고속으로 동작할 수 있는 한 임의의 선택 모드에서 동작할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 패널(8)은 트위스티드 네마틱(TN) 모드에서 동작한다. 액정표시패널(8)은, 인커밍 광을 변조하기 위한 복수의 화소영역을 포함한다. 여기에서, "화소영역"은 표시 패널에 있어서 서로 공간적으로 분리되어 있는 개개의 광 변조부를 나타낸다. 액정표시패널(8)에서는, 개개의 화소영역에 대응하는 화소전극으로부터 액정층의 대응 부분에 전압이 인가됨으로써, 그 부분의 광학 특성이 변화되어 그 부분을 통과한 인커밍 광의 변조가 행해진다.
이 액정표시패널(8)은, 수평으로 768 화소 × 수직으로 1,024 주사선을 포함하며, 이는 논인터레이스 주사 방식에 의해 구동될 수 있다. 액정표시패널(8)의 화소영역은 2개의 투명 기판 중 하나에 이차원적으로 배열되어 있다. 본 실시예에서, 화소영역의 피치는 수평방향 및 수직방향 모두에서 약 26㎛로 측정될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, R, G 및 B 광선과 연관된 화소영역은, 화면의 수평방향으로 스트라이프 패턴을 형성하도록(즉, 스트라이프가 수직으로 연장되도록) 배열되어, 상기 어레이(7)에 포함된 각 마이크로렌즈가 각각 R, G 및 B 광선에 대해 제공되는 3개의 화소영역의 복수 세트 중 하나와 연관되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(8)을 조사하는 R, G 및 B 광선은, 광원(1)으로부터 방사된 백색광을 다이크로익 미러(4,5,6)에 의해 분리함으로써 생성된다. 상기 R, G 및 B 광선은 액정표시패널(8)상의 마이크로렌즈 어레이(7)에 서로 상이한 각도로 입사한다. 따라서, 이러한 R, G 및 B 광선의 입사 각도를 적절히 설정함으로써, 도2에 도시된 바와 같이, 이러한 광선이 마이크로렌즈(7) 중 하나를 통해 3개의 파장역에 대응하는 각 화소영역에 분배될 수 있다. 본 실시예에서는, 이러한 광선(또는 광속) 2개 사이의 각도가 약 5.8°가 되도록 상기 마이크로렌즈(7)가 약 255㎛의 초점거리를 갖는다. 보다 상세하게, 도 2에 도시된 바와 같이, R 광선은 액정표시패널(8)에 수직으로 입사되고, B 및 G 광선은 각각 R 광선과 약 5.8°의 각도를 형성하도록 그에 입사된다.
다이크로익 미러(4,5,6)는, 도3에 도시된 바와 같은 분광 특성을 가지며, 각각 녹색(G), 적색(R) 및 청색(B) 광선을 선택적으로 반사할 수 있다. G 광선은 약 520㎚∼580nm, R 광선은 약 600㎚∼650nm, B 광선은 약 420㎚∼480nm의 파장역을 갖는다.
본 실시예에서는, 3원색에 대응하는 광선을 화소영역에 모으기 위해 다이크로익 미러(4,5,6) 및 마이크로렌즈 어레이(7)를 사용한다. 이와 달리, 다른 광학적 수단(예컨대, 회절 및 분광 기능을 갖는 투과형 홀로그램)이 사용되어도 좋다.
전술한 바와 같이, 액정표시패널(8)은 논인터레이스 주사 방식에 의해 구동된다. 따라서, 표시패널(8)은 초당 60프레임을 표시한다. 따라서, 각 프레임에 할당되는 시간(즉, 프레임 기간 T)은 약 1/60초이다. 즉, T=1/60초 ≒ 16.6밀리초가 된다.
단, 표시패널(8)이 인터레이스 주사 방식에 의해 구동되는 경우에는, 화면의 주사선을 짝수 주사선과 홀수 주사선으로 나눈다. 상기 인터레이스 주사에서는, 이 짝수 주사선 전부 또는 홀수 주사선 전부 중 어느 것이 교대로 활성화된다. 즉, 짝수 주사선이 1필드에서 리프레쉬될 때, 홀수 주사선은 다음 필드에서 리프레쉬된다. 따라서, 그 경우, 프레임 기간 T는 약 1/30초 ≒ 33.3밀리초가 된다. 또한, 1 프레임을 구성하는 짝수 필드 및 홀수 필드의 각각에 할당된 시간(즉, 1필드기간)은, 약 1/60초 ≒ l6.6밀리초가 된다.
본 실시예에서는, 1 화상을 구성하는 각 프레임을 나타내는 정보(또는 데이터)를 프레임 메모리에 순차 기억시킨다. 그리고, 그 프레임 메모리로부터 선택적으로 독출된 정보에 따라, 복수의 서브프레임이 순차 형성된다. 이하, 서브프레임의 형성방법을 상세히 설명한다.
예컨대, 어떤 프레임이 도 4a에 도시된 바와 같은 화상을 나타낸다고 가정한다. 이 프레임은 풀칼라로 표시되어야 하며, 각 화소의 색은 이 프레임을 규정하는데이터에 따라 결정된다.
본 실시예에서는, 1개의 표시패널(8)의 서로 상이한 화소영역에서 변조된 R, G 및 B 광선이 피투영면(13)상의 동일 영역에 순차 조사되어, 그에 1개의 화소를 형성한다. 즉, 피투영면(13)상의 임의의 화소에 주목하는 경우, 상기 화소는 필드순차 방식과 유사한 방식에 의해 표시된다. 그러나, 본 실시예의 방식은, 1개의 화소를 구성하는 R, G 및 B 광선이 1개의 표시패널(8)의 서로 상이한 화소영역에서 변조된다는 점에서 종래의 필드 순차 방식과 크게 상이하다.
종래의 3판식 투영형 표시장치는, 1 프레임을 나타내는 화상 데이터를 R, G 및 B 광선에 대응하는 3개의 데이터 서브세트로 분리함으로써, 도 4b 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, R, G 및 B 화상 부분에 대해 3개의 프레임을 나타내는 3개의 데이터 서브세트를 준비한다. 여기서는, R, G 및 B 화상 부분을 나타내는 상기 3개의 프레임을 편의상 "R, G 및 B 화상 프레임"이라 한다. 그 후, R, G 및 B 화상 프레임이 이러한 화상 프레임에 대해 제공되는 3장의 표시패널에 의해 동시에 표시되어, 피투영면상에서 중첩된다. 도 5a는, 피투영면(13)상의 특정한 화소에 관해, R, G 및 B 화상 프레임이 중첩되어 있는 모양을 개략적으로 도시하고 있다.
한편, 종래의 단판식 투영형 표시장치에서는, 1개의 표시패널의 서로 상이한 위치에 R, G 및 B 광선에 대한 화소 영역이 제공된다. R, G 및 B 화상 프레임을 나타내어야 하는 데이터에 따라, R, G 및 B 광선이 각 화소영역에서 변조됨으로써, 피투영면상에 칼라화상을 형성한다. 이 경우, 피투영면상에 있어서 인간 시각의 공간적 분해능보다도 작은 사이즈의 영역이 R, G 및 B 광선에 의해 조사된다. 따라서, 실제로 R, G 및 B 광선이 서로 공간적으로 분리되어 있음에도 불구하고, 인간의 눈에는 마치 1개의 화소가 피투영면 또는 화면상에 형성된 것처럼 인식된다. 도 5b는, 피투영면(13)상의 하나의 특정한 화소에 실제로 R, G 및 B 광선이 조사된 모양을 도시하고 있다.
반대로, 이러한 종래의 방식과 달리, 본 실시예의 단판식 투영형 표시장치는 1개의 표시패널(8)의 서로 상이한 화소영역에서 변조된 R, G 및 B 광선에 의해 피투영면(13)상의 동일 영역을 순차 조사함으로써, 그 동일 영역에 1개의 화소를 형성한다. 즉, 피투영면(13)상의 임의의 화소에 주목하는 경우, 상기 화소는 종래의 필드 순차 방식과 유사한 방식에 의해 표시된다. 그러나, 본 실시예의 방식은, 1개의 화소를 구성하는 R, G 및 B 광선이 1개의 표시패널의 서로 상이한 화소영역에서 변조된다는 점에서 종래의 필드순차 방식과 크게 상이하다. 도 5c는, 피투영면(13)상의 특정한 화소에 관해 시분할 방식에 의해 조사되는 R, G 및 B 광선이 1 프레임 기간에 합성되는 모양을 개략적으로 도시하고 있다. 도 5c의 좌측 부분에 도시되어 있는 3개의 화상은, 1개의 표시패널(8)에 의해 생성되는 3개의 서로 상이한 서브프레임에 대응한다. 도9는, 본 실시예에 있어서 서브프레임이 시프트된 모양을 개략적으로 도시하고 있는 측면도이다.
도 5a 내지 도 5c로부터 용이하게 알 수 있듯이, 본 실시예에서 단지 1개의 표시 패널이 사용되는 경우에도, 3판식에 의해 실현되는 바와 같은 고해상도와 밝기로 풀칼라 화상이 표시될 수 있다.
다음에, 도6을 참조하면서, 서브프레임의 구성을 상세히 설명한다.
도 6의 좌측 부분에는, R, G 및 B의 각 프레임 메모리(여기서는, 각각 "R, G 및 B 프레임 메모리"로 나타냄)에 기억되어 있는 R, G 및 B 프레임을 나타내는 3개의 데이터 세트가 도시되어 있다. 도 6의 우측 부분에는, 1개의 표시패널에 순차 표시되는 서브프레임 No.1,2,3이 도시되어 있다. 본 실시예에서, 어떤 프레임의 최초의 3분의 1의 기간(즉, 제1 서브프레임 기간)동안에는, 피투영면상에 서브프레임 No.1이 표시된다. 다음 3분의 1의 기간(즉, 제 2 서브프레임 기간)동안에는, 서브프레임 No.2가 표시된다. 그리고, 최후의 3분의 1의 기간(즉, 제3 서브프레임 기간)동안에는, 서브프레임 No.3이 표시된다. 본 실시예에서는, 도7에 도시된 바와 같이 이러한 3개의 서브프레임이 관찰자의 눈에 의해 관찰되어, 시간적으로 서로로부터 시프트되어 합성된다. 그 결과, 도 4a에 도시된 바와 같은 원래의 화상(또는 풀프레임 화상)이 관찰자의 눈에 의해 인식된다.
다음에, 서브프레임 No.1을 예로 들어, 서브프레임의 데이터 구성을 상세히 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 표시 서브프레임 No.1의 제 1 행 화소영역을 나타내는 데이터는, R 프레임 메모리의 제 1 행번째 화소 R1에 기억되어 있다. 표시 서브프레임 No.1의 제 2 행 화소영역을 나타내는 데이터는, G 프레임 메모리의 제 2 행번째 화소 G2에 기억되어 있다. 표시 서브프레임 No.1의 제 3 행 화소영역을 나타내는 데이터는, B 프레임 메모리의 제 3 행번째 화소 B3에 기억되어 있다. 그리고, 표시 서브프레임 No.1의 제 4 행 화소영역을 나타내는 데이터는, R 프레임 메모리의 제 4 행번째 화소 R4에 기억되어 있다. 이하, 동일한 방식으로 표시 서브프레임 No.1을 나타내는 데이터가 구성된다.
표시 서브프레임 No.2 또는 3을 나타내는 데이터도, 표시 서브프레임 No.1의 경우와 같이 구성된다. 예컨대, 표시 서브프레임 No.2의 경우, 제 0 행 화소영역을 나타내는 데이터는, B 프레임 메모리의 제 1 행 화소 Bl에 기억되어 있다. 표시 서브프레임 No.2의 제 1 행 화소영역을 나타내는 데이터는, R 프레임 메모리의 제 2 행번째 화소 R2에 기억되어 있다. 표시 서브프레임 No.2의 제 2 행 화소영역을 나타내는 데이터는, G 프레임 메모리의 제 3 행번째 화소 G3에 기억되어 있다. 그리고, 표시 서브프레임 No.2의 제 3 행 화소영역을 나타내는 데이터는, B 프레임 메모리의 제 4 행번째 화소B4에 기억되어 있다.
이와 같이, R, G 및 B 프레임 메모리로부터 독출된 데이터 서브세트를 미리 설정된 순서로 조합함으로써, 시분할 방식에 의해 표시되는 서브프레임을 각각 나타내는 데이터가 생성된다. 따라서, 각 서브프레임을 나타내는 데이터는 R, G 및 B의 모든 3원색에 관한 정보를 포함하고 있다. 그러나, 이러한 칼라 R, G 및 B의 각각에 있어서는, 단지 공간적으로 전체 화면의 3분의 1에 관한 정보를 갖고 있을 뿐이다. 보다 상세히 말하면, 도 6으로부터 용이하게 알 수 있듯이, 표시 서브프레임 No.1에 포함된 R의 정보는, 단지 형성해야 할 프레임의 제 1, 제 4, 제 7, 제 10 화소 행 등에 관한 것이다. 프레임의 다른 화소 행에 관한 R의 정보는 표시 서브프레임 No.2 및 3에 할당되어 있다.
본 실시예에서, 표시패널의 각 화소영역에는 항상 동일한 칼라에 관한 정보가 존재하며, 각 서브프레임은 풀프레임 화상을 형성하지 않는다. 그러나, 표시패널에 표시되는 서브프레임을 시프트시킴으로써 풀프레임 풀칼라 화상을 형성하는 서브프레임을 합성한다. 단, 도 6에 도시된 바와 같이, 표시패널의 화소영역의 전 화소 행 수는, 프레임 메모리 각각에 기억되어 있는 1개의 서브프레임을 구성하는 화소의 행 수보다 2행이 많다. 이 2행은 화상 시프트의 마진으로서 제공된다.
상기한 설명에서는, 편의상, R, G 및 B 화상 부분을 나타내는 데이터가 3개의 프레임 메모리 각각에 한 번 저장된 후, 3개의 서브프레임을 나타내는 화상 데이터가 생성된다. 그러나, 본 실시예에 의하면, 후술하는 바와 같이, 도 6에 도시된 서브프레임 No.1∼3(즉, 표시 서브프레임)을 나타내는 화상 데이터가 원래의 프레임을 나타내는 화상 데이터로부터 직접적으로 생성된 후, 대응하는 프레임메모리에 기억된다.
다음에, 도 8을 참조하면서, 서로 시프트된 서브프레임이 1개의 화상 프레임을 합성하는 모양을 설명한다.
도 8a를 참조하면, 스크린 등의 피투영면에 투영된 3개의 서브프레임의 각 부분을 도시하는 사시도이다. 도 8a에는, 좌측으로부터 우측으로 서브프레임 No.1, 2 및 3, 및 합성된 프레임이 도시되어 있다. 도 8b는, 좌측으로부터 우측으로 서브프레임 No.1, 2 및 3과 연관된 표시패널의 화소 영역이 각각 도시되어 있다. 제 3 행 ∼ 제 7 행을 포함하는 서브프레임 No.1의 부분, 제 2 행 ∼ 제 6 행을 포함하는 서브프레임 No.2의 부분, 및 제 1 행 ∼ 제 5 행을 포함하는 서브프레임 No.3의 부분은, 비록 이러한 부분이 시간적으로는 서로 상이한 위치에서 투영되지만, 공간적으로는 피투영면상에서 중첩된다. 그 결과, 피투영면상에 1개의 프레임이 구성된다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 화소영역의 R, G 또는 B 부분은 표시패널상에 고정되어 있다. 그러나, 표시패널과 피투영면 사이에 배치된 화상 시프트소자에 의해 서브프레임의 광로가 시프트됨으로써, 도 8a에 도시된 바와 같이 서브프레임의 화상 합성이 실현된다.
본 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 액정 패널(8)과 스크린(13) 사이에 배치된 화상 시프트소자(10)에 의해 상기 서브프레임이 시프트된다. 화상 시프트소자(10)로서, 일본 공개특허공보 제 95-36054 호에 개시되어 있는 화상 시프트소자를 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는다.
다음에, 도 l0을 참조하면서, 본 실시예의 상기 표시장치의 회로구성의 일례를 설명한다. 도 10에 도시된 회로구성에서는, 영상신호원으로부터 서브프레임 데이터가 메모리 M1∼M6에 공급된다. 이 메모리 M1∼M6은, 별개의 칩상에 형성된 프레임 메모리일 필요 없이, 1개의 기억장치내에 제공된 동일한 수의 메모리 영역이어도 좋다.
메모리 M1∼M6에 기억된 서브프레임 신호는, 신호 제어회로를 통해 보정회로에 송출된다. 이 경우, 신호 제어회로는, 액정 표시 패널에 기입되는 현재 신호로서 메모리 M1∼M6에 기억된 서브프레임 신호 중 하나를 독출함과 동시에, 참조로서 다른 하나를 독출한다. 그 후, 신호 제어회로는 이 2개의 서브프레임 신호를 보정회로에 송출한다. 이에 응답하여, 보정회로는 참조신호에 따라 현재 신호를 보정하여 보정신호를 생성한 후, 상기 보정 신호를 액정 표시 패널의 소스 드라이버에 공급한다.
동기 신호는 시스템 제어회로로부터 액정 표시 패널의 소스드라이버 및 게이트드라이버에 보내진다. 이 동기 신호에 응답하여, 상기 보정 신호가 액정 표시 패널에 기입된다. 또한, 시스템 제어회로는 메모리 M1∼M6, 신호 제어회로, 및 화상 시프트소자에 제어신호를 송출함으로써, 이 회로의 동작 타이밍을 조절한다.
다음에, 아래의 표 1을 참조하면서, 이 표시장치의 서브프레임 신호 기억부(즉, 메모리 M1∼M6 중 하나)의 신호 입출력 관계를 설명한다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 어떤 프레임 기간(즉, 표 1의 "제 1 프레임")에 있어서, 메모리 M1, M2 및 M3에 기억되어 있는 현재 프레임의 제 1, 제 2 및 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호가 순차 독출되어 보정회로에 공급된 후, 액정 표시 패널에 기입된다. 그 동안에, 영상신호원으로부터 보내어진 다음 프레임(즉, 표 1의 "제 2 프레임")의 제 1, 제 2 및 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호가 메모리 M4, M5 및 M6에 입력되어, 기억된다.
다음 프레임 기간(즉, 표 1의 "제 2 프레임")에서는, 메모리 M4, M5 및 M6에 기억되어 있는 이 프레임의 제 1, 제 2 및 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임신호가 순차 독출되어 보정회로에 공급된 후, 액정 표시 패널에 기입된다. 그 동안에, 영상신호원으로부터 보내어진 제 3 프레임의 제 1, 제 2 및 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호가 메모리 M1, M2 및 M3에 입력되어, 기억된다.
프레임 주파수가 예컨대 60 ㎐라고 가정하면, 각 프레임을 3개의 서브프레임으로 분할하는 본 실시예에서는 서브프레임의 주파수가 60×3=180 ㎐가 된다. 이 경우, 서브프레임 기간은 약 5.6㎳가 된다. 한편, 액정 재료의 응답 속도는 통상 약 10㎳∼20㎳이다.
액정 재료의 응답 속도를 증가시키기 위해, 도10의 구성을 갖는 표시장치는, 직전 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여, 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정한다. 즉, 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정되고, 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정된다. 제 2 및 제 3 서브프레임을 나타내는 각각의 서브프레임 신호는 동일 프레임내의 선행 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정된다. 따라서, 참조되는 서브프레임 신호는 동일 프레임 기간내에 기억되어 있다.
그러나, 서브프레임 신호가 도 10의 장치를 사용하여 표 1에 나타낸 바와 같이 입출력을 하는 경우, 제 1 프레임의 제 1 서브프레임의 보정에 필요한 참조 서브프레임은, 선행 프레임(표 1에 도시 안됨)의 제 3 서브프레임(즉, 최종 서브프레임)이다. 선행 프레임의 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 메모리M6에 기입되어 있다. 그럼에도 불구하고, 제 1 프레임의 제 1 서브프레임이 표시될 때, 메모리 M4, M5 및 M6에는 제 2 프레임의 서브프레임 신호가 기입된다. 따라서, 제 1 프레임의 제 1 서브프레임의 보정에 필요한 선행 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는, 메모리 M1∼M6 중 어느 것에도 남아있지 않다.
이 문제를 해결하기 위해, 본 실시예의 표시장치는, 도 11에 도시된 바와 같이 제 1 서브프레임에 대한 서브프레임 신호 기억부(즉, 메모리 M7)를 추가한 회로 구성을 갖는다. 아래의 표 2 및 표 3은, 본 실시예에 따른 메모리의 신호 입출력관계를 도시하고 있다.
본 실시예에 의하면, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임신호를 독출하여, 표시패널에 기입하는 시점에서도, 직전 프레임의 제 3 서브프레임(즉, 최종 서브프레임)을 나타내는 서브프레임 신호가 유지된다(즉, 소거되지 않는다). 예컨대, 제 2 프레임 기간에서는, 다음 프레임의 서브프레임 신호가 메모리 M7, M1 및 M2에 기입된다. 제 2 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 메모리 M4로부터 독출할 때, 이전 프레임의 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 메모리 M3에 저장되어 있다. 그리고, 이 서브프레임 신호는 제 2 프레임 기간을 통해 메모리 M3에 유지되어 있다. 신호 제어회로는 메모리 M4로부터 현재 신호를, 메모리 M3으로부터 참조신호를 각각 독출한다. 그리고, 보정회로는 이 신호들로부터 보정신호를 생성한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 직전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 적절히 보정할 수 있다.
보정 방법
이하, 본 실시예에 따른 서브프레임 신호의 보정을 자세히 설명한다.
전술한 바와 같이, 60 ㎐의 프레임 주파수로 3개의 서브프레임을 순차 표시하면, 이 3개의 서브프레임을 각각 표시하는 데에는 1s/60㎐/3 = 약 5.6㎳가 걸린다. 그러나, 일반적으로 액정 재료의 응답 속도는 약 10㎳ ∼ 20㎳이다. 1 계조 레벨이 다른 것에 의해 바뀔 때, 액정 재료의 응답에 있어서의 지연이 보다 증가하는 경향이 있다.
또한, 박막 트랜지스터 TFT를 화소 스위칭 소자로서 사용하는 액티브 매트릭스 구동의 경우에는, 이하의 현상 때문에, 응답 속도가 보다 더 감소된다.
어떤 계조 레벨이 액정셀에 의해 표시되도록, TFT를 통해 신호전압 V가 커패시턴스 Clc에 의해 액정셀에, 커패시턴스 Cs에 의해 기억 커패시터에 인가되는 경우를 고려한다. 이 때의 등가회로가 도 12에 도시되어 있다.
액정 재료가 응답하기 시작하면, 재료는 그 실효 유전율을 변화시키고, 이는 차례로 커패시턴스 Clc를 변화시킨다. 도 13은, 액정 재료에 인가되는 신호전압 V와 총 커패시턴스 Clc+Cs 사이의 관계를 도시하고 있다.
신호전압이 인가되기 시작한 때부터 1 프레임 기간이 경과한 후에, 액정 커패시턴스가 Clc'에 도달하도록 증가하고 전압 V'는 액정셀에 인가된다고 가정하면, 액정셀 및 기억 커패시터에 충전된 전하량이 보존되기 때문에, 이하의 식 (1)이 성립한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 신호전압 V를 인가한 때부터 1 프레임 기간이 경과하면, 액정셀의 커패시턴스가 Clc로부터 Clc'로 증가한다. 그 결과, 도달 전압이 V로부터 V'로 저하된다. 즉, 인가되는 신호전압을 V로 하고 싶은 경우에도, 상기 전압은 V보다 낮은 V'보다 높게 도달될 수 없다.
어떤 화소에 있어서의 계조 전압이 도 14a에 도시된 바와 같이 변화하는 경우를 고려한다. 예컨대, 제 1 서브프레임에 있어서의 계조 전압이 레벨 No.32를 갖는다고 가정하면, 이는 제 2 서브프레임에 있어서는 레벨 No.128로 증가하지만, 제 3 서브프레임에 있어서는 레벨 No.32로 저하된다. 이 경우, 커패시턴스의 증가 및응답 지연에 기인하여, 액정층에 생기는 전압이 도 14b에 도시된 바와 같은 응답 커브를 갖게 된다. 도 14b로부터 알 수 있듯이, 상기 응답 커브는 이상적인 커브가 아니다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 도 15a에 도시된 바와 같은 보정 신호 전압이 인가된다. 액정 재료의 응답을 가속하고, 액정 재료의 커패시턴스의 변화에 의한 전하 부족을 해소하기 위해, 도 15a의 신호 전압은 원래의 신호 전압 파형을 보정하여 얻어진 파형을 갖고 있다. 그 결과, 도 15b에 도시된 바와 같이 이상적인 형상에 가까운 응답 커브가 얻어질 수 있다.
다음에, 도 16을 참조하면서, 서브프레임 신호 보정 방법을 설명한다. 도 16은 신호 보정 회로를 도시하고 있다. 이 신호 보정 회로는, 2개의 메모리에 기억되어 있는 직전 서브프레임 및 현재 프레임을 나타내는 2개의 서브프레임 신호를 수신하여, 2개의 서브프레임 신호에 연산 동작을 행한다. 상기 연산 동작은, 이하의 식 (2)로 주어질 수 있다.
보정신호 = 현재 신호 + (현재 신호 - 이전 신호) / M(2)
식 (2)의 M이 2의 n승이면, 보정 회로 구성을 간단하게 할 수 있다. 다음 설명하는 예에서는, M을 4로 한다.
보정된 서브프레임 신호를 SA'n, 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 SAn, 참조 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 SAn-1로 하는 경우, 식 (2)는 다음의 식 (3)으로 표현될 수 있다.
도 15a 및 15b에 도시된 예에서는, 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호(계조 레벨 No.128을 가짐)가 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호(계조 레벨 No.32를 가짐)를 참조하여, 다음과 같이 보정된다.
이 연산 동작의 결과, 보정회로로부터 출력되는 보정신호는, 계조 레벨 No.152를 갖는다. 이것은, 도 15a에 도시된 바와 같이, 원래의 서브프레임 신호의 계조 레벨보다도 높은 계조 레벨을 갖는 신호 전압이 액정 패널에 인가됨을 의미한다.
동일하게, 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호(계조 레벨 No.32를 가짐)는, 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호(계조 레벨 No.128을 가짐)를 참조하여, 다음과 같이 보정된다.
32 + (32 - 128)/4 = 8
이 연산 동작의 결과, 보정회로로부터 출력되는 보정 신호 출력은 계조 레벨 No.8을 갖는다. 이것은, 도 15a에 도시된 바와 같이, 원래의 서브프레임 신호의 계조 레벨보다도 낮은 계조 레벨을 갖는 신호전압이 액정 패널에 인가됨을 의미한다.
이러한 연산 동작에 의하면, 도 15a에 도시된 바와 같이, 얻어진 보정 신호는 현재 프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 오버슈트시킨 것과 같은 파형을 갖는다. 그 결과, 액정 재료의 실효 응답 속도를 향상시키는 것이 가능하다.
단, 식 (3)이 적용되는 경우, 보정신호의 계조 레벨은 255보다 크게 되거나, 0 보다 작게 되는 경우가 있다. 그 경우, 연산 동작의 결과, 보정 신호의 계조레벨이 256 이상일 필요가 있으면, 출력되는 보정 신호를 255의 계조레벨로서 고려할 수 있다. 한편, 연산 동작의 결과, 보정신호의 계조레벨이 0 보다 작을 필요가 있으면, 출력되는 보정 신호를 0의 계조레벨로서 고려할 수 있다. 이 방식에 의하면, 중간 계조 레벨이 다른 것과 바뀔 때, 신호가 충분히 정확하게 보정될 수 있으므로, 실용적으로 큰 지장을 야기하지 않는다. 그러나, 보다 정확한 보정을 하기 위해서는, 256 이상의 계조 레벨 및 0 미만의 계조 레벨에 대응하는 전압을 인가하는 전원을 소스 드라이버에 추가로 제공하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게, 256, 257 등의 계조레벨과, -1, -2 등의 계조레벨을 준비함으로써, 보정을 보다 정확하게 할 수 있다.
상기 예에서는, 식 (2)에서 M이 고정되어 있다고 가정한다. 이와 달리, 이 M 값을 변화시켜 보다 정확한 보정을 하는 것이 가능하다. 예컨대, 현재 프레임을 나타내는 서브프레임 신호의 레벨 범위에 의존하여, 상기 M 값을 2, 4 및 8로 구성된 그룹으로부터 선택해도 좋다. 또한, 보다 정확한 보정을 하기 위해서는, 식 (3) 대신 룩업 테이블을 사용하는 것이 바람직하다.
룩업 테이블은, 예컨대 도 17에 도시된 바와 같이 256 행 × 256 열로 이루어진 2차원 매트릭스 구조를 갖고 있다. 현재 신호 및 이전 신호(또는 참조신호)가 취득할 수 있는 계조레벨을 조합함으로써, 1개의 보정신호의 레벨이 결정될 수 있다. 즉, 이 룩업 테이블에서, 보정신호의 레벨은, 현재 신호의 계조레벨을 나타내는 행과 이전 신호의 계조레벨을 나타내는 열 사이의 교차점에 기억될 수 있다. 이와 같이, 현재 신호와 이전 신호 사이의 관계에 따라 각각 결정된 알맞은 보정신호를 기술하는 룩업 테이블을 준비함으로써, 주어진 서브프레임 신호의 보정을 최적화할 수 있다.
룩업 테이블은, 도 18에 도시된 바와 같이, 예컨대, SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등의 RAM 및 ROM(read-only memory)를 결합하여 사용함으로써 구성할 수 있다. 이 경우, 룩업 테이블 데이터를 미리 ROM에 저장하여 놓는다. 그리고, 표시장치에 전원이 투입될 때, 상기 데이터를 ROM으로부터 독출한 후, RAM으로 전송하여, RAM에 기억시킨다. RAM의 어드레스가 16 비트인 경우, 어드레스의 상위 8 비트는 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호(256 계조레벨을 가짐)에 의해 결정되고, 그 하위 8 비트는 직전 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호(또한 256 계조레벨을 가짐)에 의해 결정될 수 있다. 이와 같이 특정되는 어드레스에는, 8비트의 보정 데이터(256 계조레벨을 가짐)가 기록된다. 주어진 어드레스에 응답하여, RAM의 해당 어드레스에 기억되어 있는 데이터가 독출됨으로써, 보정신호가 얻어진다. 도 18에 도시된 예에서, 상기 보정 신호는 RAM으로부터 독출된다. 그 이유는, RAM이 ROM보다 처리 속도가 더 우수하기 때문이다. 이러한 방식을 채용함으로써, 상기 표시장치는 수십 ㎒의 클록 주파수에서 충분히 고속동작을 행할 수 있다.
단, 서브프레임 신호가 q 비트(q는 2 이상의 정수)의 디지털 신호로 표현되는 경우, 이 q 비트 전부를 보정하지 않고, 단지 상위 p 비트(p는 1 이상의 정수,q > p)만을 보정해도 좋다. 이 경우는, 상기 q 비트 전부를 보정하는 경우에 비해, 신호가 완전하게 보정될 수는 없다. 그러나, 해상도가 보다 향상되고, 회로 규모를 축소할 수 있기 때문에, 코스트 다운에 기여한다.
실시예 2
다음에, 도 19를 참조하면서, 본 발명의 실시예 2에 따른 표시장치를 설명한다. 전술한 본 발명의 실시예 1에서는, 7개의 메모리 M1∼M7을 사용하여, 각 프레임의 제 1 ∼ 제 3의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정한다. 한편, 이 실시예 2에 의하면, 6개의 메모리를 사용함으로써 각 프레임의 제 1 ∼ 제 3 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정할 수 있다.
본 실시예에서는, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 직전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정하지 않고, 현재 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정한다. 한편, 현재 프레임의 제 2 또는 제 3의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는, 실시예 1에서와 같이 동일 프레임의 직전(즉, 제 1 또는 제 2) 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정한다. 아래의 표 4는, 본 실시예에서 현재 신호를 보정하기 위해 참조신호가 독출되는 메모리를 나타낸다.
정지 화상을 표시하는 경우, 현재 프레임을 나타내는 서브프레임 신호와 이전 프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 동일한 내용을 갖는다. 따라서, 직전 프레임의 최종 서브프레임과, 현재 프레임의 최종 서브프레임은 동일하다. 따라서, 본 실시예 2의 방법에 의해 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정하더라도 전혀 문제되지 않는다. 또한, 표시되는 화상이 정지 화상이 아니라 움직임이 비교적 적은 동화상이라면, 동화상의 2개의 연속한 프레임을 나타내는 서브프레임 신호 사이에는 큰 차이가 없다. 따라서, 본 실시예 2의 방법에 의해 서브프레임 신호를 보정하더라도, 보정의 효과가 충분히 얻어지는 경우가 많이 있다. 예컨대, TV에서 종종 보는 동화상이 본 실시예의 방법에 의해 표시되는 경우, 신호 보정이 전혀 행해지지 않은 경우에 비해, 충분히 고화질이 얻어질 수 있고, 또한 해상도도 향상될 수 있다.
본 실시예에서는, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호가 동일한 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용함으로써 보정된다. 그러나, 하나의 프레임의 각 서브프레임이 표시되는 순서가 다른 프레임의 서브프레임이 표시되는 순서와 상이한 경우에는, 현재 프레임의 다른 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하는 것이 바람직하다. 엄밀히 말하면, 이전 프레임의 최종 서브프레임과 등가인 서브프레임을 현재 프레임의 서브프레임으로부터 선택하여, 상기 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 상기 등가 서브프레임을 참조하여 보정하는 것이 바람직하다. 여기서, 동일한 칼라의 화소가 이 2개의 서브프레임의 양방에 대해 동일한 위치에서 표시되도록 이 2개의 서브프레임이 표시되면, 서브프레임은 주어진 서브프레임과 "등가"이다. 표시장치는, 현재 프레임의 최종 서브프레임의 위치가 이전 프레임의 최종 서브프레임의 위치와 상이하게 되는 방식으로 구동될 수 있다. 이와 같은 경우, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호의 보정에 있어서, 현재 프레임의 제 2 서브프레임은 이전 프레임의 최종 서브프레임과 동일한 화소 위치를 가질 수도 있고, 참조 서브프레임으로서 사용되는 것이 바람직할 수도 있다. 그 경우, 현재 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 동일한 프레임의 제 2 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정하는 것이 바람직하다.
실시예 3
이하, 도 20을 참조하면서, 본 발명의 실시예 3에 따른 표시장치를 설명한다. 전술한 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에서는, 1개의 프레임이 3개의 서브프레임으로 분할되어 있다. 따라서, 이 3개의 서브프레임 각각이 1 프레임 기간에 적어도 1회씩 표시되어야 하므로, 구동 주파수가 높게 된다.
본 실시예 3에서도, 각 프레임은 3개의 서브프레임으로 분할된다. 그러나, 3개의 서브프레임 중 2개를 나타내는 2개의 서브프레임 신호가 실제로 메모리에 기억되어 있고, 또한 프레임 기간당 실제로 표시되는 서브프레임의 수도 2개로 삭감되어 있다. 이와 같이 하는 것에 의해, 서브프레임 주파수가 180 ㎐로부터 120 ㎐로 경감될 수 있다.
본 실시예 3에 의하면, 도 20에 도시된 바와 같이, 5개의 메모리 M1 ∼ M5가 사용되어, 아래의 표 5 및 표 6에 나타낸 바와 같이 동작된다.
표 5 및 6에서, 피투영면상의 각 서브프레임의 위치를 A, B 및 C로 한다. 메모리 M1∼M5 중 하나에 기입되는 각 서브프레임 신호는, 이러한 위치 A, B 및 C 중하나를 갖는 서브프레임을 나타내야 한다.
이 방법에 의하면, 서브프레임 주파수뿐만 아니라, 서브프레임을 위해 제공되는 메모리의 수(또는 메모리 영역)를 삭감하는 것이 가능하게 된다. 실제로 서브프레임은 관찰자에게 플릭커링(flickering) 등의 위화감을 야기하지 않고 120 ㎐에서 바뀌어질 수 있다. 또한, 보정을 하기 전의 화상과 비교하여, 그 해상도가 향상될 수 있다.
실시예 4
이하, 도 21을 참조하면서, 본 발명의 실시예 4를 설명한다.
상기한 본 발명의 실시예 2에 의하면, 정지 화상을 나타내는 서브프레임 신호가 충분히 정확하게 보정될 수 있다. 그러나, 동화상을 표시하는 경우에는, 화상의 상기 타입을 나타내는 서브프레임 신호를 항상 충분히 정확하게 보정할 수는 없다. 반대로, 본 실시예 4에 의하면, 각 서브프레임에 6개의 메모리가 제공되더라도, 동화상을 나타내는 서브프레임 신호 또한 충분히 정확하게 보정할 수 있다.
실시예 2에서와 같이, 각 프레임은 본 실시예 4에서도 3개의 서브프레임으로 분할된다. 그러나, 본 실시예에서는, 1 프레임 기간내에 4개의 서브프레임이 차례대로 표시된다. 보다 상세하게, 리세트 신호에 의해 나타내는 리세트 서브프레임이 각 프레임 기간의 최종 서브프레임으로서 삽입된다. 리세트 신호는, 모든 화소를 흑표시하는 것과 같은 레벨을 갖는다. 각 프레임 기간에서, 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 리세트 신호를 사용함으로써 보정된다. 리세트 신호의 레벨은 기지(旣知)되어 있기 때문에, 최종 서브프레임 기간동안 메모리에 서브프레임 신호를 기억시킬 필요가 없다.
본 실시예에 따른 표시장치의 메모리의 신호 입출력 관계를 아래의 표 7에 나타낸다.
여기서, "RS"는 리세트 신호가 공급됨을 의미한다.
리세트 신호를 의도한대로 표시패널에 기입하기 위해서는, 리세트 신호도 보정되는 것이 바람직하다. 리세트 신호가 표시패널에 기입되고 있는 동안, 표시패널에 제공되는 조명을 OFF로 하여 관찰자가 화상을 관찰할 수 없도록 해도 좋다. 이 경우, 리세트 신호가 흑표시 레벨을 가질 필요는 없게 된다.
또한, 리세트 신호가 흑표시 레벨을 갖는 경우에도, 조명이 OFF로 되어도 좋다. 이 때, 콘트라스트비가 향상되는 효과가 얻어진다. 그 이유는 다음과 같다. 일반적으로, 표시패널의 콘트라스트비는 무한대가 아니다. 따라서, 엄밀히 말하면, 흑표시가 행해질 때에도, 실제로 일부 광량이 누설된다. 따라서, 이 누설된 광을 차단함으로써, 상기 콘트라스트비를 실질적으로 향상시킬 수 있다.
상기한 본 실시예 4에서, 리세트 신호는 다른 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호와 같이 표시패널에 기입된다. 그러나, 복수의 화소 각각에 대하여 동일한 레벨의 리세트 신호를 기입하는 경우, 전 화소에 일괄적으로 리세트 신호를 동시에 기입할 수 있다. 이 경우에는, 각 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 표시패널에 기입하기 위한 시간을 길게 할 수 있다. 그 결과, 서브프레임 주파수를 저감하는 효과가 얻어질 수 있다.
실시예 5
이하, 도 22를 참조하면서, 본 발명의 실시예 5를 설명한다.
상기한 실시예 4에 의하면, 각 서브프레임에 대해 6개의 메모리가 제공되는 경우에도, 동화상을 나타내는 서브프레임 신호를 충분히 정확하게 보정할 수 있다.
상기한 실시예 2 및 4에서와 같이, 각 프레임은 본 실시예 5에서도 3개의 서브프레임으로 분할된다. 그러나, 본 실시예에서는, 1 프레임 기간내에 6개의 서브프레임이 순서대로 표시된다. 보다 상세하게, 각 서브프레임 기간 직전에 리세트 신호에 의해 나타내는 리세트 서브프레임을 삽입한다. 리세트 신호는, 모든 화소를 흑표시하는 것과 같은 계조레벨을 갖는다. 각 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호는 리세트 신호를 사용함으로써 보정된다. 리세트 신호의 레벨은 기지되어 있기 때문에, 각 리세트 서브프레임 기간동안 메모리에 서브프레임 신호를 기억시킬 필요는 없다.
본 실시예에 따른 표시장치의 메모리의 신호 입출력 관계를 아래의 표 8에 나타낸다.
여기서, "RS"는 리세트 신호가 공급됨을 의미한다.
리세트 신호를 의도한대로 표시패널에 기입하기 위해서는, 리세트 신호도 보정하는 것이 바람직하다. 리세트 신호가 표시패널에 기입되고 있는 동안, 표시패널에 제공되는 조명을 OFF로 하여 관찰자가 화상을 관찰할 수 없도록 해도 좋다. 이 경우, 리세트 신호가 흑표시 레벨을 가질 필요는 없게 된다.
또한, 리세트 신호가 흑표시 레벨을 갖는 경우에도, 조명이 OFF로 되어도 좋다. 이 때, 콘트라스트비가 향상되는 효과가 얻어진다. 그 이유는 다음과 같다. 일반적으로, 표시패널의 콘트라스트비는 무한대가 아니다. 따라서, 엄밀히 말하면, 흑표시가 행해질 때에도, 실제로 일부 광량이 누설된다. 따라서, 이 누설된 광을 차단함으로써, 상기 콘트라스트비를 실질적으로 향상시킬 수 있다.
본 실시예 5에서는, 화면의 화상이 각 서브프레임마다 리세트된다. 따라서, 실시예 4에 비해, 화질이 보다 향상될 수 있다. 그러나, 본 실시예 5에 의하면, 각 프레임 기간내에서 화상의 리세트 회수가 증가되어야 하기 때문에, 각 서브프레임의 표시기간이 짧게 될 수 있다. 이것 때문에, 본 실시예는, 1 프레임 기간에 포함되는 서브프레임의 수가 상대적으로 적은 경우(예컨대, 1 프레임 기간내에 단지 2개의 서브프레임이 표시되는 경우)에 적합할 수 있다.
상기한 본 실시예 5에서, 리세트 신호는 다른 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호와 같이 표시패널에 기입된다. 그러나, 복수의 화소 각각에 대해 동일한 레벨의 리세트 신호를 기입하는 경우, 전 화소에 일괄적으로 리세트 신호를 동시에 기입할 수 있다. 이 경우에는, 각 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 표시패널에 기입하기 위한 시간을 길게 할 수 있다. 그 결과, 서브프레임 주파수를 저감하는 효과가 얻어질 수 있다.
실시예 6
이하, 도 23을 참조하면서, 본 발명의 실시예 6을 설명한다.
본 실시예에서는, 도 23에 도시된 바와 같이 메모리 M1∼M6이 사용되어, 아래의 표 9 및 10에 나타낸 바와 같이 동작된다.
본 실시예 6에서는, 전술한 실시예 2와 같이 동일한 프레임의 다른 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 각 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정한다. 그러나, 실시예 2와 달리, 본 실시예 6에서는, 각 프레임을 2개의 서브프레임으로 분할하고 있다.
서브프레임은, 화상 시프트소자에 의해, 예컨대 위치 A → 위치 B → 위치 C → 위치 A → 위치 B → 위치 C 등과 같이 피투영면의 동일 직선상의 3개의 상이한 위치 사이를 이동한다. 즉, 말하자면 상기 서브프레임이 워블된 것이다.
보정을 위해 참조되는 서브프레임으로서, 이전 프레임의 최종 서브프레임과표시 위치(시프트 위치)가 등가로 되는 서브프레임이 현재 프레임의 서브프레임으로부터 선택된다.
전술한 본 발명의 실시예 1 ∼ 6에서는, 액정셀로부터 나가는 광이 화상 시프트소자에 의해 진동되는 광축을 갖고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 이와 달리, 예컨대 액정셀에 입사하는 인커밍광의 광축을 화상 시프트소자에 의해 진동시켜도 좋다. 이 경우, 표시패널의 각 화소에 대하여 적색, 녹색 및 청색을 나타내는 광선이 순차 입사되는 것으로 된다.
실시예 7
이하, 도 24를 참조하면서, 본 발명의 실시예 7을 설명한다.
전술한 실시예 1∼6에서는, 정지 화상 또는 동화상이 액정 재료 등의 응답이 느린 광변조 매체를 사용함으로써 높은 주파수에서 리프레쉬되는 경우에도, 광변조 매체의 응답을 모든 각 서브프레임에 대해 증가시킬 수 있다. 그 결과, 고품위의 화상을 얻는 것이 가능하게 된다. 그러나, 광변조 매체로서 액정 재료가 사용되는 경우, 일반적으로, 중간 계조 레벨로부터 다른 것으로의 변화에 대한 재료의 응답이 흑백 레벨 변화에 대한 응답보다 더 느리다. 이것을, 어떤 (이전 프레임의) 계조 레벨이 원하는 (현재 프레임의) 계조 레벨로 천이될 때의 액정 재료의 응답 속도를 나타내는 아래의 표 11을 참조하여 설명한다.
표 11에서, "이전 (프레임)" 및 "현재 프레임"에 부기된 수치는 계조 레벨을 나타내고 있고, 그 이외의 수치는 액정 재료의 응답 속도 또는 응답 시간(㎳)을 나타내고 있다. 예컨대, 이전 프레임의 계조 레벨이 255, 현재 프레임의 계조 레벨이 192인 경우, 액정 재료가 이 계조 레벨 변화에 응답하는데 걸리는 시간(즉, 응답 시간)은 표 11에 의하면 14.4 ㎳가 된다.
표 11로부터 알 수 있듯이, 하나의 계조 레벨 변화에 대한 액정 재료의 응답은 다른 것에 대한 응답과 상이하다. 상기 응답 속도는 특정한 계조 레벨 변화에 관해 특히 낮게 되는 경우가 있다. 따라서, 본 실시예 7에 의하면, 특히 느린 응답 속도를 야기하는 계조 레벨 변화에 대해 보정이 더 행해진다.
전술한 실시예 2 및 5에서와 같이, 본 실시예 7에서도, 각 프레임을 3개의 서브프레임으로 분할한다. 그러나, 본 실시예에서는, 각 서브프레임 기간내에 우회 서브프레임과 서브프레임이 이 순서대로 표시된다. 보다 상세하게, 각 서브프레임 기간의 최초에 우회 서브프레임을 삽입한다. 우회 서브프레임은, 도 24에 도시된신호 제어회로에 의해, 메모리 M1∼M6에 기억된 서브프레임을 참조하여 작성되어, 출력된다.
본 실시예에 따른 표시장치의 메모리의 서브프레임 신호의 입출력 관계를 아래의 표 12에 나타낸다.
여기서, "BP"는 우회 서브프레임을 나타낸다.
다음에, 우회 서브프레임의 설정 방법을 설명한다. 일례로서, 어떤 화소에서의 표시 상태가 255의 계조 레벨로부터 192의 계조 레벨로 변화하는 경우를 고려한다. 표 11에 나타낸 예에서는, 액정 재료가 255로부터 192로의 계조 레벨의 변화에 대해 응답하는데 14.4 ㎳가 걸린다. 그러나, 본 실시예에 의하면, 표시 상태가 255의 계조 레벨로부터 192의 계조 레벨로 직접 천이되지 않는다. 대신에, 아래의 표 13에 나타낸 바와 같이, 0의 계조 레벨이 일단 표시된 후, 192의 계조 레벨이 표시된다.
표 13에 나타낸 바와 같이, 액정의 응답 속도는 255로부터 0으로의 계조 레벨의 변화에 관해서는 2.0 ㎳이고, 0으로부터 192로의 계조 레벨의 변화에 관해서는 10.2 ㎳이다. 따라서, 계조 레벨이 0의 우회 레벨을 경유하여 2 단계로 변화하는 경우에는, 총 응답 시간이 12.2 ms로 된다. 이 응답 시간은, 255로부터 192로 계조 레벨이 직접 변화하는 경우의 액정 재료의 응답 시간(즉, 14.4 ㎳)보다 짧다.
이와 같이, 임의의 계조 레벨 변화에 관해, 목적으로 하는 계조 레벨 전에 제 3의 계조가 한번 표시되면, 액정이 보다 빠르게 응답할 수 있다. 표 11에 나타낸 바와 같이 액정의 계조간 응답 속도가 기지되어 있으면, 제 3의 계조 레벨을 한번 표시시킬지 또는 아닌지를 판단할 수 있다. 따라서, 각 계조 레벨 변화에 대한 액정 재료의 응답 속도를 측정함으로써, 계조 레벨이 어떻게 변화되는지를 사전에 알 수 있다.
본 실시예에서는, 액정의 계조간 응답 속도에 의해, 각각의 특정한 계조 레벨 변화에 대해 변화 경로를 미리 설정함으로써, 우회 서브프레임의 계조 레벨을결정한다. 액정 재료의 응답을 보다 빠르게 하기 위해 계조레벨이 목적으로 하는 레벨로 직접적으로 변화되는 화소에 관해서는, 우회 서브프레임과 서브프레임에 대해 동일한 계조 레벨을 표시하면 좋다. 이 경우, 각 서브프레임 기간을 충분히 이용함으로써 액정 재료의 상태를 변화시키는 것이 가능하다.
각 우회 서브프레임이 표시되는 기간의 길이는, 연관된 일시적인 계조 레벨로의 변화에 액정 재료가 응답하는데 걸리는 시간에 의존하여 변화시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 각 우회 서브프레임이, 각각의 일시적인 계조 레벨로의 변화에 관해, 응답 속도의 평균치 또는 최대치와 동일한 기간동안 표시되면 좋다. 이와 달리, 우회 서브프레임을 모니터하여, 상기 우회 서브프레임 각각이 그 내용에 의존하여 동적으로 변화하는 가변 기간동안 표시되어도 좋다.
단, 전술한 실시예 1 ∼ 4와 같이, 각 우회 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 이전의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정하면, 그 후 응답 속도가 보다 증가될 수 있다. 또한, 연관된 우회 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 각 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정하는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 각 계조 레벨이 변화되는 동안 일시적으로 표시되어야 하는 우회 서브프레임의 계조 레벨을 미리 결정하여 놓는다. 즉, 보정치도 미리 결정되어 있어서, 서브프레임을 기억하는 메모리 이외의 메모리가 추가로 제공될 필요가 없다.
표시되는 우회 서브프레임도 보정하는 것이 바람직하다. 우회 서브프레임이표시패널에 기입되고 있는 동안, 표시패널에 제공되는 조명을 OFF로 하여 관찰자가 화상을 관찰할 수 없도록 해도 좋다.
실시예 8
이하, 도 25를 참조하면서, 본 발명의 실시예 8을 설명한다.
상기한 본 발명의 실시예 1 ∼ 7에서는, 서브프레임이 표시패널에 의해 순차 표시되는 동안, 화상 시프트소자에 의해 상기 서브프레임이 피투영면에서 시프트되어, 화상을 나타내는 1 프레임을 생성한다. 이에 대해, 본 발명의 실시예 8은, 필드 시켄셜 칼라 표시 방식을 채용한 표시장치에 관한 것이다. 즉, 본 실시예에서는, 각 화상 프레임을 적색, 녹색 및 청색의 3원색을 나타내는 3개의 서브프레임으로 분해하여, 서브프레임 기간의 시작과 동기하여 광원의 칼라를 적색, 녹색 및 청색 중에서 순차 바꾼다.
본 실시예 8에서는, 상기한 본 발명의 실시예 1 ∼ 5에서와 같이, 서브프레임 신호가 서브프레임 메모리에 입력되거나 서브프레임 메모리로부터 출력되어, 보정된다. 도 11과 도 25에 각각 도시된 실시예 1과 실시예 8 사이의 주된 차이점은, 실시예 8은 화상 시프트소자를 사용하지 않고, 광원의 칼라를 적색, 녹색 및 청색 중에서 변화시킨다는 점에 있다. 또한, 본 실시예 8에 사용되는 제 1, 제 2 및 제 3 서브프레임은, 도 6의 좌측에 도시되어 있고, 적어도 3개의 프레임 메모리에 기억된다.
이러한 필드 시켄셜 칼라 표시 방식의 경우, 액정 재료의 응답의 지연 때문에, 통상 각 서브프레임에서 칼라가 혼색되기 쉽고, 칼라 재현성도 저하되는 경향이 있다. 그러나, 본 실시예에 의하면, 각 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호가 적절히 보정될 수 있다. 그 결과, 혼색을 억제하여, 칼라 재현성을 크게 향상시킬 수 있다.
단, 본 실시예 8의 표시장치의 구성은 도 25에 도시된 것에 한정되지 않고, 전술한 각 실시예에 따른 구성을 채용해도 좋다.
본 발명은, 각 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하여, 상기 서브프레임을 순차 출력하여 1 프레임을 형성하는 타입의 표시장치를 제공한다. 본 발명의 표시장치는 각 프레임의 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 적절히 보정할 수 있다. 따라서, 응답이 느린 광변조 매체(예컨대, 액정 재료)를 사용함으로써 서브프레임이 고주파수에서 리프레쉬되는 경우에도, 상기 매체의 응답 속도를 모든 각 서브프레임에 대해 증가시킬 수 있다. 그 결과, 고품위의 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.
상기 설명과 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것이다. 물론, 개시된 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않고, 상기 설명한 분야의 당업자들에게는 다양한 변경, 부가 및 다른 설계를 실시할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않고, 첨부된 특허청구의 범위 전체내에서 실시될 수 있다.

Claims (34)

  1. 각 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하여, 상기 서브프레임을 순차 표시하는 표시장치로서,
    하나의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 다른 서브프레임을 나타내는 다른 서브프레임 신호를 참조하여 보정하는 보정수단, 및
    상기 보정수단에 의해 보정된 서브프레임 신호에 따라 상기 각 서브프레임을 표시하는 표시패널을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보정수단은, 현재 프레임을 구성하는 상기 서브프레임 중 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 이전 프레임을 구성하는 서브프레임 중 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정하고,
    상기 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임 직전에 표시된 이전 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보정수단은, 현재 프레임을 구성하는 상기 서브프레임 중 제 1 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 현재 프레임의 서브프레임 중 이전 프레임의 최종 서브프레임과 등가인 다른 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정하고,
    상기 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 현재 프레임의 서브프레임 중 제 1 서브프레임 이외의 서브프레임 직전에 표시된 이전 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 참조하여 보정하는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 프레임을 구성하는 서브프레임 중 최초의 서브프레임이 표시되기 전에 또는 상기 프레임의 서브프레임 중 최종 서브프레임이 표시된 후에, 표시되는 서브프레임을 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 리프레쉬하는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 각 프레임을 구성하는 각각의 서브프레임이 표시되기 전에, 표시되는 서브프레임을 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 리프레쉬하는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 각 프레임을 구성하는 서브프레임 중 제 1 서브프레임이 표시되기 전에, 우회 서브프레임이 표시되며, 상기 우회 서브프레임은 상기 서브프레임 중 제 2 및 제 3 서브프레임에 대해 준비되고, 상기 제 2 서브프레임은 제 1 서브프레임 직전에 표시되고, 상기 제 3 서브프레임은 제 1 서브프레임 다음에 표시되는 표시장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브프레임을 시프트시키는 화상 시프트소자를 더 포함하고,
    서로 상이한 화소영역에서 변조되어 각각 상이한 파장역에 속하는 복수의 광선에 의해 피투영면상의 각 화소 영역을 순차 조사하는 표시장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는, 서브프레임이 서로 상이한 3개의 파장역에 대응하도록 상기 각 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하여, 상기 서브프레임을 피투영면상에 시분할 방식으로 표시함으로써, 상기 피투영면상에 칼라 화상을 형성하는 표시장치.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는, 서로 상이한 파장역에 속하는 복수의 광선에 의해 표시패널을 순차 주사함으로써, 상기 서브프레임을 피투영면상에서 중첩시켜, 표시패널의 동일 화소영역에서 변조된 서로 상이한 파장역에 속하는 광선에 의해 상기 피투영면상의 각 화소영역을 조사하는 표시장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 이전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 적어도 현재 프레임의 제 1 서브프레임이 표시될 때까지 저장하는 메모리를 더 포함하는 표시장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 이전 프레임의 최종 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 적어도 현재 프레임의 제 1 서브프레임이 기억될 때까지 저장하는 메모리를 더 포함하는 표시장치.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 기억하는 기억수단을 더 포함하고,
    상기 각 서브프레임 신호가 프레임 단위로 상기 기억수단에 기입하거나, 또는 상기 기억수단으로부터 독출하는 표시장치.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 기억하는 기억수단을 더 포함하고,
    상기 기억수단은, 서브프레임 단위로 구분된 복수의 기억영역을 포함하는 표시장치.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 전의 서브프레임 신호를 출력하기 위해 준비되는 복수의 전압레벨 중 최고레벨보다 높은 다른 전압레벨이 적어도 1개 제공되어, 상기 보정된 서브프레임 신호가 출력되는 전압레벨로서 사용되는 표시장치.
  15. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 전의 서브프레임 신호를 출력하기 위해 준비되는 복수의 전압레벨 중 최저레벨보다 낮은 다른 전압레벨이 적어도 1개 제공되어, 상기 보정된 서브프레임 신호가 출력되는 전압레벨로서 사용되는 표시장치.
  16. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보정수단은, 이전 및 현재 서브프레임을 각각 나타내는 서브프레임 신호에 대한 룩업 테이블을 참조하여, 상기 룩업 테이블에 따라 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정하는 표시장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 서브프레임 신호의 보정에 필요한 데이터가 기억되는 비휘발성기억소자;
    상기 비휘발성 기억소자로부터 데이터를 독출하는 수단; 및
    상기 비휘발성 기억소자로부터 독출된 데이터를 기억할 수 있는 제 2의 기억소자를 더 포함하며,
    상기 장치가 구동을 개시할 때, 상기 데이터가 상기 비휘발성 기억소자로부터 상기 제 2의 기억소자로 전송되어 상기 룩업 테이블을 형성하는 표시장치.
  18. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보정수단은, 참조될 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호, 및 표시될 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호에 연산 동작을 행함으로써, 상기 표시될 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 보정하는 표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 연산 동작은
    으로 주어지며,
    상기 식에서, SA'n은 보정된 서브프레임 신호, SAn은 현재 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호, SAn-1은 참조될 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호, M은 정(正)의 수인 표시장치.
  20. 제 19 항에 있어서, M은 2n(n은 임의의 정수(整數))인 표시장치.
  21. 제 19 항에 있어서, (SAn- SAn-1)의 크기에 따라 M의 크기가 변화되는 표시장치.
  22. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브프레임 신호는 q 비트의 신호(q는 2이상의 정수)이며,
    상기 q 비트 신호 중 상위 p 비트(p는 1이상의 정수, q > p)의 신호가 보정되는 표시장치.
  23. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 프레임을 3이상의 정수인 m 개의 서브프레임으로 분할하고,
    상기 m 개의 서브프레임 중 n 개(n은 2이상의 정수, n < m)의 서브프레임을 1 프레임 기간에 순차 표시하는 표시장치.
  24. 제 23 항에 있어서, m은 3이고, n은 2인 표시장치.
  25. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 장치는, 상기 서브프레임을 표시하기 위해 사용되는 구동방식에 따라, 상기 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 표시 동작을 행하는 표시장치.
  26. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 화상을 구성하는 주사선 전체에 대해, 상기 미리 설정된 레벨의 신호를 공급함으로써, 상기 표시되는 서브프레임이 리프레쉬되는 표시장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 미리 설정된 레벨의 신호를 현재 서브프레임 직전에 표시된 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정하는 표시장치.
  28. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 표시된 서브프레임이 리프레쉬된 직후에 표시되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 리프레쉬 신호를 사용하여 보정하는 표시장치.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 표시 동작을 행함으로써, 흑화상이 형성되는 표시장치.
  30. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 장치가 상기 미리 설정된 레벨의 신호에 응답하여 표시 동작을 행하는 동안, 표시 화소가 광원에 의해 조명되지 않는 표시장치.
  31. 제 6 항에 있어서, 상기 우회 서브프레임이 일정한 기간동안 표시되는 표시장치.
  32. 제 6 항에 있어서, 상기 우회 서브프레임이, 상기 우회 서브프레임 전후에 표시되는 서브프레임에 의해 변화하는 가변 기간동안 표시되는 표시장치.
  33. 제 6 항, 제 31 항 또는 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우회 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 상기 우회 서브프레임 직전에 표시되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정하는 표시장치.
  34. 제 6 항, 제 31 항 또는 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우회 서브프레임 직후에 표시되는 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를, 상기 우회 서브프레임을 나타내는 서브프레임 신호를 사용하여 보정하는 표시장치.
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