KR20050042812A - 가시 플리커 감소 방법 및 반투과반사형 디스플레이 장치 - Google Patents

가시 플리커 감소 방법 및 반투과반사형 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20050042812A
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알윈 알 엠 베르쉐렌
마크 티 존슨
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

각각이 투과형 서브 픽셀과 반사형 서브 픽셀을 포함하는 다수의 픽셀을 가진 반투과반사형 디스플레이 장치에서 가시 플리커를 감소시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 교류 전압을 사용해서 픽셀을 구동하는 단계와, 투과형 서브 픽셀용 제 1 요구 보상 전압 및 반사형 서브 픽셀용 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 단계와, 제 1 요구 보상 전압 및 제 2 요구 보상 전압으로부터 공통 보상 전압을 유도하는 단계와, 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀 모두에 공통 보상 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 따라서, 구동 전압의 DC 바이어스로 인한 플리커가 상당히 감소된다. 바람직한 실시예에서, 임의의 잔류 플리커가 보이지 않는 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 측정하는 단계와, 디스플레이가 구동되는 프레임 주파수를 이 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅으로 설정하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에 따라서, 백라이트는 수동으로 제어되며, 공통 보상 전압이 백라이트의 동작 모드의 함수로서 유도된다. 이러한 방법을 구현하는 반투과반사형 디스플레이 장치도 개시된다.

Description

가시 플리커 감소 방법 및 반투과반사형 디스플레이 장치{TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH REDUCED FLICKER}
본 발명은 복수의 픽셀로 이루어진 액정 디스플레이 장치와 같은 반투과반사형 디스플레이 장치에서 가시적인 플리커를 감소시키는 것에 관한 것이다.
반투과반사형 디스플레이 장치에서, 각각의 픽셀은 반사형 서브 픽셀 및 투과형 서브 픽셀을 포함한다. 이들 디스플레이는 주변이 밝을 때의 전력 절감을 위한 주변광 판독가능한 모드와 주변이 어두울 때의 백라이트 모드를 결합한다. 반투과반사형 디스플레이는 예컨대, 모바일 폰, 전자 책, 전자 수첩, PDA, 노트 북 등에 사용된다.
LCD 디스플레이 장치는 통상적으로 픽셀에 걸리는 전압을 교번시킴으로써 구동되는, 즉 AC(교류) 구동형이다. 전자 기계 디스플레이 타입 및 전기 영동 디스플레이 타입과 같은 다른 디스플레이 타입도 전압을 교번시킴으로써 구동될 수 있다. 이는 픽셀을 구동시킴으로써 행해진다. 이는 첫번째 화상 프레임에서는 양의 전압을 인가하고, 후속하는 화상 프레임에서는 음의 전압을 인가해서 픽셀을 구동시킴으로써 행해진다. 이하, 이들 화상 프레임들은 때때로 양의 화상 프레임 및 음의 화상 프레임이라고 각각 불릴 것이다. 통상적으로, AC와 프레임 주파수는 일치하며, 즉 모든 제 2 화상 프레임은 양의 프레임이고, 그 사이의 화상 프레임은 음의 프레임이다. 픽셀의 서브 셋이 프레임 내에서 서로 다른 극성을 가질 수도 있으며, 예컨대 라인("라인 반전(line inversion)"), 열("열 반전") 또는 심지어 픽셀("픽셀 반전")에 대해 교번한다. 그러나, 각각의 픽셀의 극성은 일반적으로 한 프레임씩 변한다.
픽셀의 AC 구동을 사용함으로써, 액정 재료의 변질이 실질적으로 감소된다. 그러나, AC 구동을 사용할 때, 기생 DC(직류) 성분이 액정 재료 층에 생성될 수 있다. 이는 특히 픽셀이 비대칭 구조를 가질 때 나타난다. DC 성분은 픽셀 내의 내부 전압으로서 작용해서, 후속하는 화상 프레임 내에서 픽셀을 다르게 구동시키는, 즉 AC 전압이 양의 부호와 음의 부호 사이에서 교번하고, 시간이 경과해도 같은 부호를 가지는 DC 성분이 AC 전압 상에 중첩된다. 따라서, 같은 데이터에 대해서 연속 화상 프레임 내의 픽셀 양단의 전압의 절대값은 달라진다. 이로 인해서 사용되는 프레임 주파수의 절반인 주파수에서 플리커를 발생시킨다. 일반적으로 50 또는 60Hz의 프레임 주파수가 사용되므로, 영상에서 분명하게 볼 수 있는 플리커가 25-30Hz에서 나타난다.
교번 반전 방법이 플리커의 발생을 부분적으로 억제하는 것으로 알려져 있지만, 각각의 픽셀의 극성은 일반적으로 한 프레임 마다 달라질 것이고, 따라서 이러한 경우에도 플리커는 문제가 될 것이다.
WO 99/57706호에는 반사형 디스플레이 내의 플리커를 감소시키는 방법이 개시되어 있다. 이를 위해서, 디스플레이 장치는 예컨대 더미 픽셀과 같은 측정 소자와, 선택 기간 이후에 제 2 기간 동안 측정 소자에 전압을 인가하는 수단과, 측정된 전압 변화에 따라서 제어 수단이 생성한 제어 전압을 조정하는 수단을 포함한다. 제어 전압은 내부 전압을 제거하기 위해서 픽셀의 공통 전극에 인가될 수 있다.
그러나, 반투과반사형 디스플레이의 경우에 이와 같은 기술을 적용할 수 없다. 이는 반투과반사형 픽셀이 반사형 픽셀보다 훨씬 더 복잡한 구조를 갖고 있기 때문이다. 특히, 서로 다른 물리적인 특성으로 인해서, 투과형 서브 픽셀의 내부 전압은 반사형 서브 픽셀의 내부 전압과는 일반적으로 다를 것이다. 이러한 점과 위의 측정 소자가 간단한 반사형 픽셀의 내부 전압을 측정할 수 있다는 점 때문에 기존에 알려진 기술로는 반투과반사형 디스플레이 장치의 플리커에 관한 문제를 해결하는 데 충분하지 않다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)의 개략도이며, 디스플레이(101)의 일부가 확대되어 도시된 도면,
도 2는 반사형 서브 픽셀 및 투과형 서브 픽셀(210, 220)을 구비한 반투과반사형 픽셀(200)의 개략 단면도,
도 3-5은 개선된 플리커 감소 방법의 다양한 실시예를 나타내는 개략 흐름도.
본 발명의 목적은 반투과반사형 디스플레이의 플리커에 관한, 위에 언급한 문제를 해결하는 것이다. 특히, 전력 효율적인 방식으로 가시적인 플리커가 감소된 LCD 디스플레이 장치 및 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적 및 다른 이점은 이하 설명되는 바와 같이 청구항 1에 나타난 구동 방법 및 청구항 11에 개시된 LCD 디스플레이 장치에 의해 달성된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다.
예컨대, 위에 언급한 WO 99/57706호에 설명된 측정 소자와 같은 원리에 기초한 측정 소자가 조정되어서 반사형 픽셀과 같이 투과형 픽셀에도 사용될 수 있다는 것을 알았다. 또한, 이러한 측정 소자가, 측정 소자의 타입에 따라서는 반투과반사형 픽셀의 반사형 또는 투과형 서브 픽셀의 필요한 보상 전압을 측정하는데 사용될 수 있다는 것도 알았다. 투과형 서브 픽셀에 관한 투과형 측정 소자가 사용될 수도 있고, 혹은 반사형 서브 픽셀에 관한 반사형 측정 소자가 사용될 수도 있다. 그러나, 2가지 타입의 서브 픽셀의 내부 전압이 일반적으로 서로 다르기 때문에, 측정은 그 측정이 관련되는 서브 픽셀에 대해서만 유효할 것이다.
위에 설명된 측정 소자에 더해서, 플리커를 감시하는 다른 많은 방법이 존재한다. 예컨대, 광센서를 사용한 광학 측정이 사용될 수 있다.
측정은, 투과형 서브 픽셀에 비해서, 반사형 서브 픽셀에서는 기생 DC 성분들, 즉 내부 전압들 사이의 최소 300mV의 차이가 있다는 것을 나타낸다. 이 300mV의 차이는 액정 층과 정렬 층의 이온 극성의 스크린 효과와 결합된, 사용되는 전극 물질(예컨대 알루미늄과 ITO) 사이의 일 함수 차이의 결과이다.
이러한 상황은 300mV를 100-200mV 정도 일시적으로 감소시킬 수 있는 UV와 가시광선을 사용한 조명에서 더 복잡해진다. 이러한 작용으로 인해서, 반사 및 투과형 서브 픽셀의 내부 전압이 단순히 차이가 있는 것이 아니라, 그 차이가 시간에 따라 변할 것이다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 반사형 서브 픽셀에 관한 소자 1개와, 투과형 서브 픽셀에 관한 소자 1개의, 2개의 측정 소자를 사용하는 솔루션이 제안된다. 이들 2개의 측정 소자를 사용해서, 각각 2개의 내부 전압이 측정될 수 있다. 2개의 서브 픽셀 타입의 내부 전압에 기초해서, 요구 보상 전압이 2개의 서브 픽셀 타입 각각에 대해서 유도될 수 있다. 측정 소자 및 구동 전압의 조정은 예컨대 위에 언급한 WO 99/57706호에 설명된 바와 같은 방식으로 배치될 수 있다.
요구 서브 픽셀의 보상 전압은 내부 전압으로 인한 플리커 효과를 제거하기 위해서 AC 구동 전압에 중첩되기에 가장 적합한 전압이다. 기본적으로, 요구 보상 전압은 내부 전압과 같은 절대값이 될 수 있지만, 반대의 부호를 갖는다. 그러나, 서브 픽셀에 대한 보상 전압의 중첩은 그 내부 전압에 영향을 미칠 수 있다. 이 효과는 요구 보상 전압을 유도할 때 고려되어서 위에 언급한 값과는 약간 다르게 변경할 수 있다.
그러나, 주어진 픽셀 내의 투과 및 반사 서브 픽셀이 일반적으로 서로 오믹 접촉을 하고 있기 때문에, 공통 보상 전압을 사용해서, 예컨대 픽셀의 공통 전극에 추가되는 서로 다른 내부 전압 레벨만을 보상할 수 있다. 예컨대 투과형 서브 픽셀의 내부 전압 또는 반사형 서브 픽셀의 내부 전압을 보상할 수 있다. 그러나, 많은 경우에 어떤 평균 값으로 두 내부 전압을 모두 보상하는 것이 바람직하며, 이 경우 나머지 내부 전압은 두 서브 픽셀 모두에 남아 있을 것이다. 이러한 방식은 남은 전압 중 가장 큰 것을 최소화시킨다. 이러한 방식이 선택되어도, 일반적으로 내부 전압 사이의 차이는 남아있을 것이다.
일반적으로, 모든 반사형 서브 픽셀의 내부 전압은 같을 것이며, 투과형 서브 픽셀의 내부 전압은 같지만, 반사형 서브 픽셀의 내부 전압과는 다를 것이다. 그러나, 서로 다른 투과형 서브 픽셀 및 서로 다른 반사형 서브 픽셀의 내부 전압 사이에는 약간의 차이가 있을 수 있다. 예컨대 이러한 차이는 서브 픽셀이 약간씩 서로 다른 주변 광 강도에 노출되기 때문에 존재하는 것이다. 그러나, 플리커를 감소시키기 위해서, 같은 타입의 서브 픽셀 사이의 내부 전압의 차이는 무시할 정도로 작은 것이 일반적이다. 따라서, 모든 투과형 서브 픽셀에 공통인 제 1 요구 보상 전압 및 모든 반사형 서브 픽셀에 공통인 제 2 요구 보상 전압을 구할 수 있다.
또한, 주변광을 감지하는 주변광 센서를 사용하는 것을 상정할 수 있다. 주변광 강도에 기초해서, 투과형 서브 픽셀에 주로 기초해서 디스플레이되는 화상 또는 반사형 서브 픽셀에 주로 기초해서 디스플레이되는 화상을 디스플레이를 보는 시청자가 인지하는지를 측정할 수 있다. 디스플레이가 어두운 환경에서 사용되면, 반사되는 주변광이 없기 때문에 보상할 반사형 서브 픽셀로부터 나온 플리커는 존재하지 않으며, 반면에 디스플레이가 밝은 환경에서 사용되면, 백라이트가 이러한 상태에서 인지된 화상에 기여하지 않기 때문에 투과형 서브 픽셀로부터 나온 플리커는 보상할 필요가 없다. 따라서, 주변광 강도에 기초해서, 한가지 세트의 서브 픽셀 만을 보상할 수 있다. 주변 광에 따라서, 2개의 요구 보상 전압의 가중 평균에 기초해서 공통 보상 전압을 계산할 수 있다. 주변 광 강도 감지 방식은 백라이트의 유동적인 사용을 용이하게 해준다는 추가적인 장점이 있다. 주변광이 충분히 밝다면, 백라이트가 스위치 오프된다. 물론 이는 전력 소비를 상당히 감소시킬 것이다.
다른 실시예에서, 백라이트는 디스플레이의 시청자에 의해 수동으로 제어될 수 있다. 이 경우, 공통 보상 전압은 백라이트의 동작 모드에 무관하게 계산될 수 있다.
본 발명은 투과형 서브 픽셀에 관련된 전압 하나와 반사형 서브 픽셀에 관련된 전압 하나인, 2개의 요구 보상 전압이 측정될 수 있으며, 가시적인 플리커는 2개의 요구 전압에 기초해서 투과형 서브 픽셀과 반사형 서브 픽셀에 공통인 공통 보상 전압을 인가함으로써 실질적으로 감소될 수 있다는 인식에 기초하고 있다.
그러나, 위에 설명된 측정이 플리커를 더 감소시킨 경우에도, 요구 전압의 차이로 인해서 일부 플리커는 남아 있을 수 있다. 따라서, 프레임 주파수를 증가시킴으로써 나머지 가시 플리커가 더 감소될 수 있다는 것을 알았다. 이는 눈이 약 20Hz의 플리커 주파수에 가장 민감하고, 어느 기준 주파수 이상의 주파수를 가진 플리커에는 둔감하기 때문이다.
반투과반사형 디스플레이에서, 40Hz의 프레임 주파수를 사용할 때, 20Hz 플리커 주파수가 나타난다. 그 이상이 되면 플리커를 인식하지 못하는, 인간의 눈에 대한 기준 플리커 주파수는 40Hz와 60Hz 사이인 플리커의 변조 진폭에 의존한다. 나머지 내부 전압이 60mV라면, 약 3%의 플리커 변조 진폭을 제공하며, 이는 40Hz이상으로 마스킹될 것이다. 이는 80Hz의 프레임 주파수를 사용해서 달성될 수 있다. 또한, 나머지 내부 전압이 300mV 정도이면, 15%의 플리커 변조 진폭을 발생시키며, 이는 120Hz이상의 프레임 주파수에 대응해서, 60Hz이상으로 인간의 눈에는 보이지 않는다. 따라서, 프레임 주파수를 통상의 60Hz에서 120Hz로 2배로 함으로써, 심한 플리커도 보이지 않게 될 수 있다. 그러나, 프레임 주파수를 증가시키는 것은 디스플레이의 전력 소비를 상당히 증가시킨다. 따라서, 일반적으로 프레임 주파수를 증가시키는 것을 바람직하지 않다.
그럼에도 불구하고, 가시 플리커를 더 감소시키도록 프레임 주파수를 조정하는 것이 본 발명에 관련해서 매우 선호된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 2개의 내부 전압으로부터 발생한 가시 플리커가, 우선 공통 보상 전압을 인가하고, 이후에 나머지 가시 플리커가 남아 있으면 프레임 주파수를 증가시킴으로써 이를 보상함으로써, 전력 효율 방식으로 상당히 감소될 수 있다는 인식에 기초하고 있다. 따라서, 구동 전압 및 프레임 주파수 모두 2개의 요구 보상 전압에 따라서 조정된다.
구동 전압 및 프레임 주파수 모두를 제어하는 일반적인 방법은 우선 2개의 요구 보상 전압을 유도하는 것이다. 이후에, 원하는 전압에 기초한 공통 보상 전압이 픽셀에 인가된다. 마지막으로, 프레임 주파수를 증가시킴으로써 남아 있는 플리커가 마스킹된다. 주파수가 불필요하게 높은 경우에, 즉 플리커를 마스킹하는데 필요한 것보다 높은 경우에, 이는 감소되어야 한다. 즉, 프레임 주파수는 가시 플리커가 제거되거나 감소되는 최저 허용 값으로 항상 설정된다. 공통 보상 전압이 요구 전압으로부터 유도될 수 있을 뿐만 아니라 잔류 플리커가 요구 및 공통 보상 전압의 함수로서 유도될 수 있다는 점에 주의한다. 한가지 바람직한 실시예에서, 프레임 주파수는 가시 플리커를 초래하는 일 없이 항상 가능한 한 낮게 조정된다. 다른 바람직한 실시예에서, 프레임 주파수는 서로 다른 플리커 변조 진폭에 관련해서 미리 설정된 주파수를 포함하는 룩업 테이블로부터 내삽된다.
이러한 방식으로 사용하면 다음과 같은 이점이 있다.
효율적이다. 모든 발생 상황에 대해서, 플리커가 시청자에게는 보이지 않게 될 수 있다. 이는 종래의 단일 플리커 센서 방식에서는 불가능했었다.
프레임 주파수가 항상 두배가 되는 방식에 비해서, 이는 필요한 경우에만 프레임 주파수를 증가시키기 때문에 전력 효율적이다.
노출 및 점차적인 회복 모두 동안에, UV/가시광선에 대한 노출이 자동적으로 보상되므로, 융통성이 있다.
주어진 픽셀의 서브 픽셀이 일반적으로 서로 오믹 접촉하기 때문에, 반투과반사형 픽셀과 같은 구조를 가진 공통 측정 소자를 사용할 수 없다. 공통 측정 소자가 사용되면, 반사형 부분과 투과형 부분 사이의 오믹 접촉은 제거되어야 한다. 더 편리한 방법은 별도의 측정 소자, 즉 투과형 서브 픽셀에 관련된 하나의 소자 및 반사형 서브 픽셀에 관련된 하나의 소자를 사용하는 것이다. 측정 소자는 그들의 대응하는 서브 픽셀과 같은 내부 전압을 발생시킬 수 있다. 측정 소자가 가능한 한 정확한 측정 값을 제공하기 위해서, 이들이 모델링되는 픽셀과 같은 주변 광의 강도에 노출되도록 위치되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 같은 백라이트의 강도에 노출되어야 한다. 이러한 상태는 서브 픽셀에 가능한 한 가깝게 측정 소자를 모델링하는 데 바람직하다. 1개의 각각의 타입의 측정 소자 및 각각의 타입의 소자의 세트를 사용하는 것을 상정할 수 있다. 1개의 소자를 사용하는 것이 가장 비용 효율적이겠지만, 소자의 세트가 더 양호한 측정 결과를 제공한다. 이들은 예컨대, 디스플레이 주위에 분포되어서, 더 분명한 주변 광의 영향의 측정 결과를 제공할 것이다.
또한, 보상 전압을 인가하고, 프레임 주파수를 변경하는 것은 서브 픽셀의 내부 전압에 영향을 미친다. 이들 효과가 작은 경우에도, 보상 전압을 유도할 때 및 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 측정할 때 고려될 수 있다.
측정 소자의 구동은 예컨대 위에 설명된 WO99/57706호에 개시된 바와 유사한 방식으로 수행될 수 있지만, 구동될 소자의 세트가 2개라는 차이가 있다. 그러나, 예컨대 광학 광센서에 기초해서 다른 타입의 측정 소자를 사용할 수도 있다.
본 발명은 능동 타입은 물론 능동 타입의 디스플레이 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 모든 타입의 반전 방안에 동일하게 적용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일측면에 따라서, 반투과반사형 액정 장치용 구동 방법이 제공되며, 이는 서브 픽셀의 내부 전압으로 인한 플리커를 상당히 감소시킨다. 이 방법은
- 투과형 서브 픽셀용 제 1 요구 보상 전압 및 반사형 서브 픽셀용 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 단계. 이는 서브 픽셀의 구동 상태를 시뮬레이션해서 이들의 내부 전압을 나타내는 신호를 출력하는 측정 소자를 사용함으로써 행해지는 것이 바람직하다. 따라서 요구 보상 전압은 위의 신호에 기초해서 측정될 수 있다.
- 요구 보상 전압으로부터 공통 보상 전압을 유도하는 단계. 공통 보상 전압은 AC 구동 전압에 중복될 때 대부분의 플리커를 확실히 감소시키는 전압으로 설정되는 것이 바람직하다.
- 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀 모두에 공통 보상 전압을 인가하는 단계. 이는 다양한 방식으로 달성될 수 있고, 모두 보상 전압이 구동 전압에 중첩되게 한다.
를 포함한다.
일 바람직한 실시예에서, 프레임 주파수도 조정된다. 이는 남은 플리커가 인간의 시야를 어지럽히는 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 우선 측정하고, 프레임 주파수를 이 최저 사용가능 프레임 주파수로 설정함으로써 달성된다. 이 실시예는 불필요하게 높은 프레임 주파수 세팅을 사용하지 않음으로써, 전력 소비를 낮게 유지하면서도 가시 플리커를 제거하는 구동 방법을 제공한다.
다른 측면에 따라서, 본 발명은 액정 디스플레이 장치와 같이 플리커 없는 화상을 제공하도록 배치된 반투과반사형 디스플레이 장치를 제공한다. 이 장치는 복수의 픽셀을 포함하며, 각각의 픽셀은 반사형 서브 픽셀 및 투과형 서브 픽셀을 포함하고, 이 픽셀을 구동하도록 배치된 구동 회로를 포함한다. 여기서 구동 회로 디스플레이의 픽셀을 구동하고 제어하는데 필요한 임의의 수단을 포함하는 것으로 이해하면 된다. 투과형 서브 픽셀용 제 1 요구 보상 전압 및 반사형 서브 픽셀용 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 수단이 제공된다. 바람직하게는 요구 보상 전압을 측정하는 수단은, 각각 제 1 및 제 2 요구 보상 전압을 측정하도록 배치된 투과형 플리커 센서 및 반사형 플리커 센서를 포함한다. 제 1 및 제 2 요구 보상 전압으로부터 공통 보상 전압을 측정하는 수단도 제공된다. 이는 예컨대 구동 회로에 구현될 수 있다. 구동 회로는 또한 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀 모두에 공통 보상 전압을 인가하도록 배치된다. 설명된 구동 방법에 의해 유익하게 구동될 수 있는 다른 디스플레이 장치는 전기 기계 디스플레이 타입 및 전기 영동 디스플레이 타입이다.
현재 가장 바람직한 실시예에서, 디스플레이 장치는 미리 정해진 사용가능한 프레임 주파수 세팅의 세트를 구비하고 있으며, 최저 사용가능 프레임 주파수를 측정하는 수단을 포함하며, 구동 회로는 프레임 주파수를 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅으로 설정하도록 배치된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하면서 더 상세하게 설명될 것이다.
본 발명의 일 바람직한 실시예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있으며, 여기에는 반투과반사형 디스플레이 장치(100) 및 디스플레이 장치(101)의 확대된 부분이 도시되어 있다. 이 디스플레이는 각각 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀을 포함하는 반투과반사형 픽셀(116)의 웹(web) 또는 매트릭스를 포함하며, 이는 전기 회로(111)에 의해 제어되고, 구동 회로(112, 113)에 의해 구동된다. 구동 회로(112, 113)는 데이터 구동기(113) 및 행 구동기(112)를 포함한다. 디스플레이 장치(100)는 제 1 및 제 2 측정 소자(114, 115)를 더 포함한다. 제 1 측정 소자(114)는 투과형 서브 픽셀의 내부 전압을 나타내는 신호를 출력하도록 배치되고, 제 2 측정 소자(115)는 반사형 서브 픽셀의 내부 전압을 나타내는 신호를 출력하도록 배치된다. 디스플레이 장치(100)는 주변광의 강도를 감지하는 센서 수단(117)을 더 포함한다. 백라이트가 수동으로 제어될 수 있는 다른 실시예에서는 센서 수단(117)은 백라이트의 작용을 측정하는 수단으로 대치된다.
도 2는 반사형 서브 픽셀(210) 및 투과형 서브 픽셀(220)을 포함하는 반투과반사형 픽셀(200)의 단면도를 개략적으로 도시하고 있다. 픽셀(200)은 두 서브 픽셀(210, 220) 모두에 공통인 액정(202) 층을 포함한다. 액정 층은 제 1 전극(201)과 제 2 전극 사이에 놓인다. 제 1 전극(201)은 투과형으로 두 서브 픽셀(210, 220) 모두에 공통이다. 제 2 전극은 반사형 서브 픽셀(210)을 형성하는 제 1 반사부(203) 및 투과형 서브 픽셀(220)을 형성하는 투과부(204)의 두 부분을 포함한다. 따라서, 제 2 전극은 투과형 전극을 포함하되, 그 일부는 반사부(203)를 이루는 반사형 전극 층에 의해 덮여져 있고, 다른 부분은 투과부(204)를 이루고 있다. 픽셀은 또한 백라이트 장치(205)를 더 포함한다. 제 1 전극(201)과 제 2 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 층(202)을 지나는 광의 강도는 픽셀이 어떤 밝기를 내도록 변조된다. 디스플레이가 컬러 필터(도시 생략)를 포함하고 있으면, 원하는 컬러의 광이 디스플레이(101)로부터 발광될 수 있다. 액정 층(202)을 통과한 광은 주변광으로부터 발생할 수도 있으며, 이는 도면에서 점선 화살표로 도시된 바와 같이 제 2 전극의 반사부(203)로부터 반사되거나 또는 백라이트로부터 제 2 전극의 투과부(204)를 통해서 액정층(202)으로 들어간다.
본 발명의 일 실시예에서, 반투과반사형 디스플레이 장치를 구동하는 플리커 감소 구동 방법이 제공된다. 일 실시예가 도 3에 흐름도로 도시되어 있다. 이 실시예에 따라서, 픽셀(200)은 교류 전압에 의해 구동된다(301). 픽셀을 구동하는 동안, 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀(220, 210)용 제 1 및 제 2 의 요구 보상 전압이 각각 측정된다(302). 다른 대안이 있을 수도 있겠지만, 요구 전압은 바람직하게는 서브 픽셀(210, 220)의 내부 전압의 평가에 기초하고 있다. 구동 상태 또는 디스플레이 장치의 동작 이력에 기초한 평가는 2가지 방안이 있다. 그러나 가장 바람직한 실시예에서, 평가는 측정 수단(114, 115)에 의해 이루어진 측정 결과에 기초하고 있다.
요구 전압을 측정한 이후에(302), 공통 보상 전압이 요구 전압의 함수로서 유도된다(304). 공통 전압은 교류 구동 전압에 중첩되어서 서브 픽셀(210, 220)의 내부로부터 나온 플리커를 감소시키기에 가장 적절한 전압으로서 선택된다. 이는 예컨대 요구 전압 중 하나 또는 이들의 평균이 될 수 있다. 공통 보상 전압이 유도되면(304), 이는 픽셀에 인가된다. 여기서 인가한다는 것은 픽셀의 교류 구동전압에 보상전압이 중첩되는 어떤 방법이라고 이해하면 된다. 이러한 기술 상태에서, 특히 WO99/57706호의 개시에서, 당업자는 많은 다양한 방법으로 이를 구현할 수 있을 것이다. 보상 전압은 예컨대, 각각의 픽셀(200)의 서브 픽셀(210, 220)에 공통인 제 1 전극(113)에 인가될 수 있다.
새로운 방법의 제 2 실시예가 도 4의 블록도에 개시되어 있다. 이전 실시예에서와 같이, 픽셀이 구동되고(401), 요구 보상 전압이 측정되며(402), 공통 보상 전압이 유도되어서(404), 픽셀에 인가된다(405).
그러한, 공통 보상 전압이 일반적인 경우에 플리커를 완전히 제거할 수 없기 때문에, 남은 플리커가 인간 눈에 보이지 않게 되는 가장 낮은 사용 가능한 프레임 주파수 세팅이 측정된다(406). 남은 플리커의 크기가 클수록, 남은 플리커를 마스킹하는데 필요한 프레임 주파수는 높아진다. 사용가능한 프레임 주파수 세팅이 프레임 주파수 세팅의 연속 세트가 될 수도 있고, 프레임 주파수 세팅의 개별적인 세트가 될 수도 있다. 프레임 주파수 세팅의 개별적인 세트는 예컨대, 디스플레이 장치의 전기 회로(111)에 저장된 룩업 테이블에 나열될 수 있다. 가장 낮은 프레임 주파수 세팅이 측정될 때, 디스플레이 장치의 프레임 주파수 세팅은 위의 가장 낮은 사용가능 프레임 주파수 세팅으로 설정된다(407).
새로운 방법의 또 다른 실시예가 도 5에 블록도로 개시된다. 이 실시예에 따라서, 도 4를 참조로 설명된 실시예에서 실행되는 각각의 단계가 실행되며, 이 단계들은 501, 502, 504-507로 표시되어 있다. 그러나, 디스플레이 주위의 주변광의 강도를 측정하는 추가 단계(503)가 도입된다. 이 측정 결과에 기초해서, 공통 보상 전압이 요구 보상 전압의 함수로서 뿐만 아니라 주변 광의 강도의 함수로서도 유도된다(504). 백라이트가 수동으로 제어될 수 있는 다른 실시예에서, 주변 광의 강도를 측정하는 단계(503)는 백라이트의 동작 모드를 측정하는 단계로 대치된다. 이 실시예에 따라서, 공통 보상 전압은 백라이트 동작 모드의 함수로서 유도된다(504).
측정 소자(114, 115)의 위치 지정 및 어드레싱은 위에 언급한 WO99/57706호에 제안된 것과 유사한 방식으로 실시될 수 있으며, 두 센서 모두가 바람직하게는 디스플레이의 가시 부분에 위치되어서 주변 조명에 노출되어야 한다는 점에 주목한다.
공통 보상 전압을 유도하는 한 방법은 반사형 및 투과형 서브 픽셀에 대해서 요구 보상 전압의 평균을 각각 계산하는 것이다. 최적의 프레임 주파수는 다음과 같은 룩업 테이블을 통해서 반사형 서브 픽셀과 투과형 서브 픽셀의 요구 보상 전압 사이의 차로부터 유도될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 백라이트는 디스플레이 시청자에 의해 수동으로 제어된다. 이 실시예에서, 공통 보상 전압은 반사형 서브 픽셀의 요구 보상 전압과 투과형 서브 픽셀의 요구 보상 전압의 가중 평균으로 계산될 수 있다. 예컨대, 백라이트가 온 상태이면, 이는 디스플레이가 아마도 어두운 주변 광 상태에서 사용되고 있다는 것을 의미하며, 따라서, 시청자가 인식하는 영상의 대부분은 투과형 서브 픽셀로부터 나오므로, 공통 보상 전압은 투과형 서브 픽셀의 요구 보상 전압에 더 가깝게 설정될 수 있다. 다른 방안으로 낮에 백라이트가 가동되지 않을 때, 공통 보상 전압은 반사형 서브 픽셀의 요구 보상 전압과 같거나, 이에 가깝게 설정될 수 있다.
공통 보상 전압이 백라이트를 고려해서 설정되는 경우에, 최적의 프레임 주파수는 낮은 프레임 주파수가 가능한 수정된 룩업테이블로부터 계산될 수 있다. 예컨대, 낮에 백라이트가 사용되어서 스위칭 오프되면, 공통 보상 전압은 반사형 서브 픽셀의 요구 보상 전압에 따라 설정될 수 있으며, 원하는 투과 서브 픽셀의 전압이 반사형 서브 픽셀의 요구 보상 전압과 300mV까지 차이가 나는 경우에도, 프레임 주파수는 60Hz-80Hz 정도로 낮게 유지될 수 있다. 이러한 상황에서, 플리커는 보이지 않을 것이며, 동시에 전력도 효율적으로 사용된다.
주변광 센서가 사용되는 경우에, 백라이트 강도는 광 상태에 따라서 자동적으로 설정될 수 있고, 공통 보상 전압은 주변 광 강도를 가중값으로 해서, 반사형 서브 픽셀의 요구 보상 전압과 투과형 서브 픽셀의 요구 보상 전압의 가중 평균으로서 계산될 수 있다. 예컨대 다음과 같이 연장된 룩업 테이블로부터 최적의 프레임 주파수가 계산될 수 있다.
이는 백라이트 및 프레임 주파수를 모두 효율적으로 사용하기 때문에 매우 전력 효율적인 솔루션이다. 물론 예컨대 주변광이 충분히 밝다면 백라이트를 턴오프하는 등으로, 주변 광 센서가 백라이트를 제어하게 할 수도 있다.
프레임 주파수 구현에 대해서, 표준 주파수 강화 알고리즘이 사용될 수 있다. 예컨대 60Hz 입력 신호로부터 70Hz 출력 신호를 제공하기 위해서, 표준 사용가능 프레임 메모리가 사용되어서 모든 6번째 프레임을 반복시킨다. 다른 주파수 스케일링 알고리즘이 사용될 수도 있다.
반전 방식을 변경함으로써 인식되는 플리커를 감소시킬 수 있다는 것도 생각된다. 이는 주파수 조정과 함께, 또는 이 대신에 사용될 수 있다. 예컨대, 프레임 반전은 요구 보상 전압의 작은 차이를 보상하기 위해서 사용될 수 있으며, 라인 반전은 매체 차이를 보상하는데 사용될 수 있고, 점 반전은 큰 차이를 보상하는 데 사용될 수 있으며, 주파수 증가와 조합해서 점 반전은 매우 높은 차이에 대해서 사용될 수 있다.
결과적으로, 각각이 투과형 서브 픽셀과 반사형 서브 픽셀로 이루어지는 다수의 픽셀을 가진 반투과반사형 디스플레이 장치에서 가시 플리커를 감소시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 교류 전압을 사용해서 픽셀을 구동하는 단계와, 투과형 서브 픽셀용 제 1 요구 보상 전압 및 반사형 서브 픽셀용 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 단계와, 제 1 요구 보상 전압 및 제 2 요구 보상 전압으로부터 공통 보상 전압을 유도하는 단계와, 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀 모두에 공통 보상 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 따라서, 구동 전압의 DC 바이어스로 인한 플리커가 상당히 감소된다.
바람직한 실시예에서, 임의의 잔류 플리커가 보이지 않는 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 측정하는 단계 및 디스플레이가 구동되는 프레임 주파수를 이 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅으로 설정하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에 따라서, 백라이트는 수동으로 제어되며, 공통 보상 전압이 백라이트의 동작 모드의 함수로서 유도된다.
이러한 방법을 구현하는 반투과반사형 디스플레이 장치도 개시된다.

Claims (19)

  1. 각각 투과형 서브 픽셀과 반사형 서브 픽셀을 포함하는 다수의 픽셀을 구비한 반투과반사형 디스플레이 장치에서 가시 플리커를 감소시키는 방법에 있어서,
    교류 전압을 사용해서 상기 픽셀을 구동하는 단계와,
    상기 투과형 서브 픽셀의 광 플리커를 감소시키는 제 1 요구 보상 전압 및 상기 반사형 서브 픽셀의 광 플리커를 감소시키는 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 단계와,
    상기 제 1 요구 보상 전압 및 제 2 요구 보상 전압으로부터 공통 보상 전압을 유도하는 단계와,
    상기 투과형 서브 픽셀 및 상기 반사형 서브 픽셀 모두에 상기 공통 보상 전압을 인가하는 단계를 포함하는
    가시 플리커 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    어떤 잔류 플리커도 보이지 않는 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 측정하는 단계와,
    상기 디스플레이가 구동되는 프레임 주파수를 상기 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅으로 설정하는 단계
    를 포함하는 가시 플리커 감소 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅은 룩업 테이블에 열거된 프레임 주파수 세팅의 개별적인 세트로부터 선택되는
    가시 플리커 감소 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 주위의 주변광의 강도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅은 상기 주변광의 상기 강도의 함수로서 유도되는
    가시 플리커 감소 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 단계는
    상기 투과형 서브 픽셀에 관련된 제 1 플리커 센서 및 상기 반사형 서브 픽셀에 관련된 제 2 플리커 센서를 구동하는 단계와,
    상기 제 1 플리커 센서의 출력으로부터 상기 제 1 요구 보상 전압을 측정하고, 상기 제 2 플리커 센서의 출력으로부터 상기 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 단계
    를 더 포함하는 가시 플리커 감소 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 주위의 주변광의 강도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 공통 보상 전압이 상기 주변광의 강도의 함수로서 유도되는
    가시 플리커 감소 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 백라이트를 사용해서 조명되고,
    상기 공통 보상 전압은 상기 백라이트의 동작 모드의 함수로서 유도되는
    가시 플리커 감소 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 디스플레이 주위의 주변광의 강도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 백라이트의 동작 모드를 상기 주변광의 강도의 함수로서 선택하는
    가시 플리커 감소 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 보상 전압은 상기 제 1 요구 보상 전압 및 제 2 요구 보상 전압의 평균으로서 유도되는
    가시 플리커 감소 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    데이터 반전 방식을 변경하는 단계를 더 포함하고,
    상기 방식에 따라서, 잔류 광 플리커에 따라 상기 픽셀이 구동되는
    가시 플리커 감소 방법.
  11. 각각 투과형 서브 픽셀과 반사형 서브 픽셀을 포함하는 다수의 픽셀을 구비한 반투과반사형 디스플레이 장치에 있어서,
    교류 전압을 사용해서 상기 픽셀을 구동하도록 배치된 전기 회로 및 구동 회로와,
    상기 투과형 서브 픽셀의 광 플리커를 감소시키는 제 1 요구 보상 전압 및 상기 반사형 서브 픽셀의 광 플리커를 감소시키는 제 2 요구 보상 전압을 측정하는 수단을 포함하고,
    상기 구동 회로는 상기 제 1 요구 보상 전압 및 상기 제 2 요구 보상 전압으로부터 공통 보상 전압을 유도하도록 배치되며,
    상기 구동 회로는 상기 투과형 서브 픽셀 및 상기 반사형 서브 픽셀 모두에 상기 공통 보상 전압을 인가하도록 배치되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 반투과반사형 액정 디스플레이 장치인
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    미리 정해진 사용가능 프레임 주파수 세팅의 세트를 구비하고,
    상기 전기 회로는 플리커가 보이지 않는 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 측정해서, 프레임 주파수를 상기 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅으로 설정하도록 배치되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 디스플레이 주위의 주변광의 강도를 측정하는 센서를 더 포함하고,
    상기 전기 회로는 상기 플리커가 보이지 않는 상기 최저 사용가능 프레임 주파수 세팅을 상기 주변광의 상기 강도의 함수로서 측정하도록 배치되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    제 1 내부 전압을 측정하도록 배치된 투과형 플리커 센서와,
    제 2 내부 전압을 측정하도록 배치된 반사형 플리커 센서
    를 포함하고,
    상기 전기 회로는 상기 제 1 내부 전압으로부터 상기 제 1 요구 보상 전압을 유도하고, 상기 제 2 내부 전압으로부터 상기 제 2 요구 보상 전압을 유도하도록 배치되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 투과형 서브 픽셀 및 반사형 서브 픽셀 각각에 공통인 공통 전극을 더 포함하고,
    상기 구동 회로는 상기 공통 전극에 상기 공통 보상 전압을 인가하도록 배치되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 주위의 주변광의 강도를 측정하는 센서를 더 포함하고,
    상기 전기 회로는 상기 공통 보상 전압을 상기 주변광의 강도의 함수로서 유도하도록 배치되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 백라이트를 더 포함하고,
    상기 전기 회로는 상기 공통 보상 전압을 상기 백라이트의 동작 모드의 함수로서 유도하는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 디스플레이 주위의 상기 주변광의 강도를 측정하는 센서를 더 포함하고,
    상기 전기 회로는 상기 백라이트의 동작 모드를 상기 주변광의 강도의 함수로서 선택하도록 배열되는
    반투과반사형 디스플레이 장치.
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