KR20060023168A

KR20060023168A - 복수의 액정 셀과 광전지를 포함하는 디스플레이 스크린

Info

Publication number: KR20060023168A
Application number: KR1020057024524A
Authority: KR
Inventors: 마크 티. 존슨; 피터 에이. 두인; 아놀두스 티. 엠. 에이치. 반 키어솝
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2006-03-13
Also published as: EP1644911A1; JP2007519012A; CN1813276A; WO2004114266A1; TW200506782A

Abstract

디스플레이 스크린(5)은 복수의 셀(2)을 구비한다. 각 셀(2)은 광원(4)으로부터의 광을 변조하기 위한 픽셀(P)과, 픽셀(P)에 의한 변조를 제어하기 위해 광학 디스플레이 신호(Li)를 전기 신호(I)로 변환하기 위한 감광성 디바이스(D)와, 감광성 디바이스(D)와 병렬로 연결된 저장 커패시턴스, 그리고 저장 리셋 전압(VR)을 저장 커패시턴스에 제공하기 위한 저장 리셋 스위치(SR)를 구비한다.

Description

복수의 액정 셀과 광전지를 포함하는 디스플레이 스크린{DISPLAY SCREEN COMPRISING A PLURALITY OF LIQUID CRYSTAL CELLS AND PHOTOCELLS}

본 발명은 복수의 셀을 포함하는 디스플레이 스크린에 관한 것이다. 본 발명은 또한 복수의 셀을 포함하는 디스플레이 스크린을 구비하는 디스플레이 시스템과 디스플레이 스크린 세트에 관한 것이다.

US 5,612,798는 액정 물질과 광전지 어레이를 포함하는 디스플레이 디바이스를 개시한다. 스캐닝 레이저는 광전지 어레이를 스캐닝하고, 이에 따라 각기 다른 정도로 각 광전지를 조명한다. 이 조명에 따라서, 각 광전지는 전하를 축적하고, 이에 따라 전계를 생성하며, 이 전계는 광전지 근처의 액정 물질의 극성에 영향을 준다. 편광기와 결합하여, 광전지 근처의 상기 물질은 전계에 따라 좌우되는 광원으로부터 유래되고 픽셀을 통과하는 광을 변조할 수 있는 픽셀을 형성한다. 상기 레이저 스캐너가 광전지를 스캐닝한 후, 전하가 점차 소산된다. 그 결과 픽셀이 조명의 강도에 의존하는 광을 변조한다. 픽셀과 연결된 광전지를 반복적으로 스캐닝할 때, 변조량은 이전 스캐닝 작업에서 남은 전하에 따라 달라진다. 이러한 효과로 인해 이미지 품질이 저하된다. 이 디스플레이 디바이스의 단점은 변조량이 이전 스캐닝 작업에서 남은 전하에 따라 달라지기 때문에 이미지 품질이 최적이 아니라는 것이다.

본 발명의 제 1 목적은 개시 단락에 기술된 종류의 디스플레이 스크린으로서, 이전 광학 디스플레이 신호와 비교적 독립적인 광학 디스플레이 신호로 인해 픽셀에 의한 광의 변조를 가능하게 하는 디스플레이 스크린을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 개시 단락에 기술된 종류의 디스플레이 시스템으로서, 이전 광학 디스플레이 신호와 비교적 독립적인 광학 디스플레이 신호로 인해 픽셀에 의한 광의 변조를 가능하게 하는 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 개시 단락에 기술된 종류의 디스플레이 스크린 세트로서, 이전 광학 디스플레이 신호와 비교적 독립적인 광학 디스플레이 신호로 인해 픽셀에 의한 광의 변조를 가능하게 하는 디스플레이 스크린 세트를 제공하는 것이다.

제 1 목적은, 각 셀이 광원으로부터의 광의 변조를 위한 픽셀과, 픽셀에 의한 변조를 제어하기 위해 광학 디스플레이 신호를 전기 신호를 변환하기 위한 감광성 디바이스와, 감광성 디바이스와 병렬로 연결된 저장 커패시턴스 그리고 이 저장 커패시턴스에 저장 리셋 전압을 제공하기 위한 저장 리셋 스위치를 포함하는 것으로 실현된다. 감광성 디바이스의 전기 신호는 광학 디스플레이 신호에 의존하는 저장 커패시턴스를 방전시키며 픽셀에 의한 변조를 제어한다. 저장 리셋 스위치를 통해 저장 커패시턴스에 저장 리셋 전압을 제공한 후, 상당히 양호하게 한정된 전압이 커패시턴스의 양단에 나타난다. 따라서, 저장 리셋 전압이 제공된 후 광전지 디바이스에 의해 수신된 광학 디스플레이 신호는 상당히 양호하게 한정된 전압으로부터 저장 커패시턴스의 양단에 픽셀에 의한 변조가 시작되도록 하고, 그러므로 상당히 양호하게 한정된 변조가 이루어지도록 한다.

셀은 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있으며, 이 셀에 있는 각 픽셀은 하나 이상의 감광성 디바이스에 연결될 수 있다. 대안적으로, 셀은 하나 이상의 감광성 디바이스를 포함할 수 있으며, 이 셀에 있는 각 감광성 디바이스는 하나 이상의 픽셀에 연결될 수 있다.

저장 커패시턴스가 픽셀의 기생 커패시턴스에 의해 형성되고, 픽셀이 감광성 디바이스에 병렬로 연결되면 유익하다. 여분의 커패시터는 불필요하며, 따라서 단순하고 비용 효율적인 실시예가 구현된다. 저장 리셋 전압에 의해 픽셀이 실질적인 광 차단 상태가 될 수 있다. 그에 따라서, 광학 디스플레이 신호의 강도에 따라서 감광성 디바이스가 점차 저장 커패시턴스를 방전시키고, 이에 따라 픽셀 양단의 전압을 감소시킨다. 그 결과, 픽셀의 특성에 따라, 픽셀에 의한 변조는 광원으로부터의 광을 차단하는 것에서부터 광을 일부 투과 또는 반사하는 것으로 점차 변화된다. 따라서, 픽셀은 점차 밝아진다.

픽셀은 임의의 유형의 액정 물질을 포함할 수 있다. 그러한 액정 픽셀은 픽셀을 통해 투과된 광을 변조할 수 있는 투과형 또는 픽셀에 주사된 광의 반사를 변조할 수 있는 반사형이 될 수 있다. 픽셀이 수퍼 트위스티드 네마틱 액정 물질을 포함하면 유리하다. 이 물질은 비교적 높은 투과-대-전압 특성을 갖는다. 이것은 변조를 차단에서 완전 투과로 변경하기 위해 픽셀 양단에서 요구되는 전압 범위를 감소시킨다. 그 결과, 감광성 디바이스에 의해 픽셀의 기생 커패시턴스의 충전과 방전 필요량이 감소된다. 이것은, 전술한 액정 물질을 사용함으로써, 감광성 디바이스의 효율성 또는 광학 디스플레이 신호의 강도에 대한 요구 조건이 감소한다는 것을 의미한다. 요구 조건은 비교적 낮은 절연 상수를 갖고 및/또는 비교적 큰 셀 갭을 갖는 액정 물질을 사용함으로써 추가적으로 감소될 수 있다.

일 실시예에서 저장 리셋 수단은 다수의 복수의 셀의 각 픽셀을 실질적인 광-차단 상태로 만들기 위해 상기 수의 복수의 셀의 각 저장 리셋 스위치에 저장 리셋 신호를 인가하기 위해 나타난다. 다수의 복수의 셀들은 임의의 방식으로 위치될 수 있으며, 예를 들어 상기 수에는 스크린의 상부 또는 하부에 있는 셀, 하나 이상의 행의 셀, 하나 이상의 열의 셀, 특정 유형의 셀, 예를 들어, 특정 컬러의 셀을 포함할 수 있다.

저장 리셋 신호는 예를 들어 광학 디스플레이 신호의 프레임 기간의 시작에서 반복적으로 인가될 수 있다. 그 결과, 저장 커패시턴스는 픽셀이 광 차단 상태에 들어가도록 하는 전압으로 충전된다. 잔여 프레임 기간동안 감광성 디바이스는 감광성 디바이스에 의해 수신되는 광학 디스플레이 신호에 따르는 커패시턴스를 방전한다. 감광성 디바이스가 프레임 기간의 많은 부분동안 광학 이미지 신호를 수신하면, 대응 픽셀은 해당 프레임 기간동안 점점 더 밝아진다. 그 다음 이미지가 다음 프레임 기간동안 디스플레이되기 전에, 저장 리셋 신호가 다시 인가된다. 이러한 방법으로 프레임 율과 같은 율의 이미지 시퀀스에 의해 형성된 움직이는 이미지가 스크린에 디스플레이될 수 있다. 프레임 기간동안 픽셀이 점점 더 밝아짐에 따라서, 이들은 펄스된 광출력을 제공하는 것으로 인식되고, 이에 따라 동작 흐려짐 문제가 감소된다.

일 실시예에서 각 복수의 셀은 감광성 디바이스와 픽셀 사이에 연결된 구동기 회로를 추가로 포함하는 반면, 저장 커패시턴스는 저장 커패시터에 의해 형성된다. 구동기 회로는 픽셀에 인가되는 원하는 레벨의 전기 신호를 생성하기 위해 적응되어, 감광성 디바이스에 의해 수신된 광학 디스플레이 신호에 응답하여 픽셀에 의한 광 변조량은 픽셀의 특성과 감광성 디바이스에 의해 덜 제한된다. 따라서, 픽셀은, 예를 들어, 덜 가파른 투과-대-전압 특성을 갖는 액정 물질을 포함하고, 개선된 그레이 스케일, 더 넓은 시청 각도 또는 기타 성능 개선을 제공한다.

각 셀에서, 구동기 회로는 제어 단자와 제 1 및 제 2 메인 단자를 구비하는 구동 트랜지스터를 포함하는데, 상기 저장 커패시터는 제 1 및 제 2 단자를 구비하고, 상기 저장 커패시터의 제 1 단자는 구동 트랜지스터의 제어 단자와 연결되며, 구동 트랜지스터의 제 1 메인 단자는 픽셀에 연결된다. 구동 트랜지스터는 픽셀을 충전 또는 방전하는 전류원으로써 작동한다. 픽셀이 액정층을 포함하는 경우, 구동 트랜지스터는 이 층을 충전하거나 방전한다.

각 셀에는 구동 트랜지스터의 제 2 메인 단자가 제 1 전원 전압에 연결될 수 있고, 저장 커패시터의 제 2 단자는 기준 전압에 연결될 수 있다. 이러한 배치는 제 1 전원 전압과 독립적으로 저장 커패시터와 병렬로 연결된 감광성 디바이스의 작동 범위를 선택할 수 있도록 한다.

실시예의 변경에서, 각 셀은 구동 트랜지스터의 제 1 메인 단자와 픽셀 사이에 연결된 픽셀 리셋 회로를 추가로 포함한다. 픽셀 리셋 회로는 픽셀이 광원으로부터 광을 실질적으로 차단하는 값의 전압을 픽셀 양단에 리셋함으로써 픽셀을 리셋한다. 이러한 리셋에 의해 픽셀은 미리 한정된 상태가 되고, 이것은 리셋 후의 픽셀에 의한 임의의 변조는 픽셀의 이력과는 실질적으로 무관하다는 것을 의미한다.

각 셀에서 픽셀 리셋 회로는 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 제어 단자, 제 1 메인 단자와 제 2 메인 단자를 구비하는데, 제 1 트랜지스터의 제 1 메인 단자는 구동 트랜지스터의 제 1 메인 단자에 연결되고, 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터의 제 2 메인 단자는 픽셀에 연결되고, 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터의 제어 단자는 픽셀 리셋 신호를 수신하기 위해 연결되고, 제 2 트랜지스터의 제 1 메인 단자는 픽셀 리셋 전압을 수신하기 위해 연결된다. 픽셀 리셋 회로는 픽셀 리셋 전압을 픽셀 리셋 신호와는 독립적으로 픽셀에 인가한다. 픽셀 리셋 전압이 제 2 트랜지스터를 통해 픽셀로 연결되는 반면, 제 1 트랜지스터는 구동 트랜지스터로부터 픽셀로의 전류 흐름을 차단한다. 따라서, 리셋동안 구동 트랜지스터에서 유래된 임의의 전류는 픽셀의 리셋을 방해하지 않는다.

디스플레이 스크린은 복수의 셀의 수의 각 픽셀을 실질적인 광차단 상태로 만들기 위해 다수의 복수의 셀의 각 픽셀 리셋 회로에 픽셀 리셋 신호를 제공하기 위한 픽셀 리셋 수단; 및 실질적으로 구동 트랜지스터를 턴오프하기 위한 실질적으로 픽셀 리셋 신호와 동시에, 다수의 복수의 셀의 각 저장 커패시터의 제 1 단자에 저장 리셋 신호를 인가하기 위한 저장 리셋 수단을 포함하는 것이 유리하다. 이 경우, 상기 복수의 셀이 저장 커패시터 양단의 전압과 픽셀 양단의 전압을 리셋함으로써 동시에 리셋된다.

감광성 디바이스는 폴리 실리콘 포토트랜지스터, 무정형 실리콘 포토트랜지스터 및 PIN 다이오드로부터 선택될 수 있다. 감광성 디바이스는 또한 제어 전극과 메인 전극 사이의 연결에 의해 다이오드로써 연결된 폴리 실리콘 포토트랜지스터 또는 무정형 실리콘 포토트랜지스터가 될 수 있다.

본 발명의 디스플레이 스크린은 복수의 셀의 각 셀에 의해 변조된 광을 송신하기 위한 앞면을 구비할 수 있는데, 복수의 셀의 각 감광성 디바이스는 스크린의 앞면과 반대 방향의 스크린 면에 위치한 소스로부터 광학 디스플레이 신호를 수신하기 위해 적응된다. 후방 프로젝션을 적용하면 광학 디스플레이 신호의 소스가 스크린 뒤로 숨겨지는 장점이 있다.

대안적으로 스크린은 전방 프로젝션에 배치될 수 있으며, 감광성 디바이스는 앞면에 위치해 있다. 전방 프로젝션과 후방 프로젝션은 투과형 픽셀 또는 반사형 픽셀과 결합하여 적용될 수 있다.

본 발명의 스크린의 복수의 셀의 각 감광성 디바이스가 비가시광의 광학 디스플레이 신호를 수신하기 위해 적응되면 유익하다. 가시광 스펙트럼 외부의 광학 디스플레이 신호를 생성하는 소스를 적용함으로써, 광학 디스플레이 신호와 스크린의 픽셀에 의해 변조된 가시광 사이의 간섭이 방지된다. 또한, 이러한 스크린은 주변 광 상태에 민감하지 않다.

제 2 목적은 디스플레이 시스템이 전술한 디스플레이 스크린과 광학 디스플레이 신호를 감광성 디바이스에 송신하기 위한 광학 이미지 소스를 포함하는 것으로 달성된다.

광학 이미지 소스는 프로젝션 디바이스와 레이저 스캐너로부터 선택될 수 있다.

일 실시예에서 스크린의 셀의 피치는 광학 이미지 소스가 스크린에 투영할 수 있는 가장 높은 해상도 이미지의 화상 요소의 피치보다 작다. 이 실시예에서 광학 이미지 소스는 낮은 해상도에서 가장 높은 해상도까지 임의의 형식 이미지를 생성할 수 있다. 그러면 이 디스플레이 스크린은 스크린에 투영되는 가장 높은 해상도의 이미지의 각 화소를 복제할 수 있게 된다. 가장 높은 해상도보다 더 낮은 해상도를 가진 이미지가 스크린에 투영되는 경우, 각 픽셀들이 해당 화상 요소에 대응하는 광을 생성하기 위해 여러 셀들을 이용할 수 있다. 이러한 경우, 여러 셀들 중 하나가 실패하면, 실패한 셀의 밝기 기여는 해당 픽셀 요소를 복제하기 위한 광에서 유실될 것이다.

제 3 목적은 디스플레이 스크린의 세트의 디스플레이 스크린이 타일 패턴에서 서로 인접하여 배치되는 것으로 달성된다. 각 디스플레이 스크린이 오직 적은 수, 즉 약 10 미만의 수의 연결만을 구비하므로, 디스플레이 세트의 연결에 대응하여 상호연결하는 것이 비교적 용이하다. 이러한 적은 수의 연결로 인해 디스플레이 스크린이 타일 패턴으로 서로 인접하도록 정렬하는 것도 비교적 용이하다.

본 발명의 스크린과 시스템의 전술한 양상과 다른 양상들은 도면들을 참조하여 더욱 자세히 설명되고 묘사될 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 디스플레이 스크린에 적용된 셀의 실시예들의 블록도.

도 1d는 본 발명에 따른 디스플레이 시스템의 일 실시예의 블록도.

도 2는 액정 물질을 포함하는 픽셀의 투과 특성을 도시한 도면.

도 3은 도 1a에 도시된 셀(2)을 포함하는 일 실시예의 더욱 상세한 개략도.

도 4는 도 2의 도면의 파형을 도시한 도면.

도 5는 도 1a에 도시된 셀(2)을 포함하는 다른 실시예의 더욱 구체적인 개략도.

도 6은 도 5의 도면의 파형을 도시한 도면.

여러 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 신호 또는 동일한 기능을 수행하는 요소를 의미한다. 도 1a에 도시된 본 발명에 따른 디스플레이 스크린에 적용된 셀(2)의 실시예는 감광성 디바이스(D)와 픽셀(P)을 포함한다. 감광성 디바이스(D)는 예를 들어 광학 이미지 소스로부터 광학 디스플레이 신호(Li)를 수신한다. 가시 스펙트럼 내부 또는 외부의 광에 의해 형성될 수 있는 광학 디스플레이 신호(Li)는 감광성 디바이스(D)에서 광전류를 유도한다. 픽셀(P)의 투과 또는 반사를 변경하는 전기 신호(I)는 광전류에 의해 형성될 수 있거나, 광전류의 증폭에 의해 획득될 수 있다. 그 결과, 픽셀(P)은 외부 제어 신호(Li)에 따라 변화하는 전기 신호(I)에 의 존하는 광원(미도시)으로부터 유래된 광을 변조한다.

도 1b에는 여러 감광성 요소(D1,D2,D3,D4)를 포함하는 셀(2)의 일 실시예가 도시된다. 이들 감광성 요소(D1,D2,D3,D4)는 하나의 픽셀(P)에 연결된다. 대안적으로(미도시), 하나 이상의 감광성 요소(D1,D2,D3,D4)는 하나 이상의 구동기 회로(A)에 연결될 수 있고, 각 구동기 회로(A)는 픽셀(P)에 연결된다.

도 1c에는 감광성 디바이스(D)와 여러 픽셀(P1,P2,P3)을 포함하는 셀(2)의 일 실시예가 도시된다. 이들 각 픽셀(P1,P2,P3)은 감광성 디바이스(D)의 광전류에 의해 변조된다.

도 1d에 도시된 디스플레이 시스템(6)은 디스플레이 스크린(5)과 광학 이미지 소스(3)를 포함한다. 디스플레이 스크린은 디스플레이 패널(1)과, 저장 리셋 신호(SRS)를 제공하기 위한 저장 리셋 수단(SRM) 및 픽셀 리셋 신호(PRS)를 제공하기 위한 픽셀 리셋 수단(PRM)을 포함한다. 리셋 수단(SRM,PRM)은 모두 신호 생성기와 같은 전용 하드웨어 회로일 수 있지만, 적절한 타이밍과 증폭을 가진 파형을 제공하는 타이밍과 제어 회로에 포함될 수 있다. 대안적으로, 프로세서는 모두 리셋 수단(SRM,PRM)의 기능을 수행할 수 있다.

디스플레이 패널(1)은 행과 열의 매트릭스에 배열된 복수의 셀(2)를 포함한다. 각 셀(2)가 외부 광학 이미지 소스(3)를 통해 어드레싱되므로 패널(1)은 임의의 행 또는 열 전극을 필요로 하지 않는다. 이러한 이유로 인해, 셀(2)은 임의 구성으로 배열될 수 있으며, 따라서 행과 열의 구성과는 별도로, 예를 들어 방사형, 대각선형, 또는 원형 구성과 같은 기타 구성에도 적용될 수 있다. 셀(2)은 또한 상 당히 다양한 형태를 가질 수 있다. 패널(1)은 저장 리셋 신호(SRS)와 픽셀 리셋 신호(PRS)를 수신하기 위한 연결을 갖는다. 또한, 패널(1)은 다음과 같은 전압을 수신하기 위한 연결을 갖는다.

리셋 전압(VR),

제 1 전원 전압(V1),

접지가 될 수 있는 제 2 전원 전압(V2),

픽셀 리셋 전압(VPR).

패널(1)은 기준 전압(Vref)을 또한 수신하기 위한 추가 연결을 가질 수 있다.

리셋 신호, 전압 및 있는 경우 기준 전압(Vref)은 패널(1)의 각 셀(2)에 연결된다.

각 셀(2)는 소스(3)로부터 대응 광학 디스플레이 신호(Li)를 수신한다. 셀(2)의 감광성 디바이스(D)를 통해 광학 디스플레이 신호(Li)는 전기 신호(I)로 변환된다. 해당 셀(2) 안의 픽셀(P)은 광원(4)에서 발생된 광을 변조한다. 이것은 액정 물질 층을 가로지르는 전압 변화로 인해 액정층을 통해 투과되거나 반사되는 광의 편광을 변화시키는 알려진 방법으로 수행될 수 있다. 편광기와의 조합에서, 편광의 변화는 액정층과 편광기의 조합을 통해 투과되는 광의 강도의 변화를 초래한다. 투과 그래프의 일례는 도 2에 도시된다. 곡선은 픽셀(P) 양단의 전압(VP)의 함수로써 광 투과(TP) 비율을 나타낸다. 픽셀은 도시된 곡선에서 광원으로부터의 광을 차단하므로, 픽셀 양단의 전압(VP)이 5V 이상인 경우 비투과적이다. 2V 내지 5V 의 전압(VP) 사이에서, 투과는 100%와 0% 사이로 변화한다. -2V < VP < 2V의 전압 범위에서, 픽셀은 투과적인 반면, -2V에서 -5V의 범위에서 픽셀은 다시 점점 비투과적으로 된다. 따라서, 작동 범위는 도 2의 화살표로 표시된 것처럼, -2V에서 -5V이거나 +2V에서 +5V의 범위일 수 있다.

도 3은 도 1a에 도시된 셀(2)를 포함하는 일 실시예의 더욱 구체적인 개략도를 도시한다. 도면은 제 1 단자와 제 2 단자를 구비하는 픽셀(P)에 병렬로 연결된 감광성 디바이스(D)를 포함한다. 본 실시예에서 픽셀(P)은 액정 물질의 층을 포함한다. 저장 커패시턴스는 픽셀(P)의 액정 층을 가로지르는 기생 커패시턴스에 의해 형성된다. 픽셀(P)의 제 1 단자는 저장 리셋 스위치(SR)의 메인 단자를 통해 리셋 전압(VR)에 연결된다. 저장 리셋 스위치의 제어 단자는 저장 리셋 수단(SRM)으로부터 저장 리셋 신호(SRS)를 수신하기 위해 연결된다. 픽셀(P)의 제 2 단자는 제 1 전원 전압(V1)에 연결된다. 본 실시예에서 전기 신호(I)는 감광성 디바이스(D)에 의해 생성된 광전류에 의해 형성되며 픽셀(P)을 방전한다.

전지(2)의 작동은 도 4에 도시된 시간(t) 함수로서의 파형을 참조하여 이하 설명된다.

리셋 시간 간격(TR)동안 리셋 스위치(SR)는 높은 레벨의 리셋 신호(RS)에 의해 표시된 대로, 저장 리셋 신호(SRS)에 의해 닫힌다. 리셋 스위치(SR)를 통해 고정된 전압일 수 있는 저장 리셋 전압(VR)은 픽셀(P)의 제 1 단자에 연결된다. 그 결과, 픽셀(P)의 제 1 단자에서의 제어 전압(VD)은 리셋 전압(VR)의 레벨에 신속히 도달할 것이다. 리셋 전압(VR)은 본 실시예에서 제 1 전원 전압(V1)보다 낮다. 예 를 들어, 도 2에 도시된 투과 곡선을 가진 픽셀에 대해, 저장 리셋 전압이 제 1 전원 전압(V1)보다 5V 낮게 선택될 수 있다. 디스플레이 시간 간격(TD)동안 감광성 디바이스(D)에 의해 수신된 광학 디스플레이 신호(Li)는 도 3에서 화살표(I)로 표시된 광전류를 발생시키며, 이것은 픽셀(P)에 의해 형성된 저장 커패시턴스를 방전한다. 광학 디스플레이 신호(Li)가 수신되지 않는 때에는, 저장 커패시턴스가 방전되지 않아서, 제어 전압(VD)이 일정하게 유지되며 투과(TP)는 도 4의 곡선 "Li=0"에 의해 표시된 것과 같이 실질적으로 0%를 유지한다. 광학 디스플레이 신호(Li)가 최대 레벨(Lmax)에 상응할 때, 저장 커패시턴스는 구동 시간 간격(TD)동안 실질적으로 완전히 방전되며, 제어 전압(VD) 곡선과 "Li=Lmax"에 의해 표시되는 투과(TP)와 같은 결과가 나타난다. 광학 디스플레이 신호(Li)가 0과 최대 레벨(Lmax) 사이의 레벨에 상응할 때, 저장 커패시턴스는 구동 시간 간격(TD)동안 부분적으로 방전되고, "0 < Li < Lmax"에 의해 표시되는 곡선이 도출된다.

따라서, 픽셀(P)에 의해 투과된 광(Lo)의 레벨은 광학 디스플레이 신호(Li)에 비례한다. 그러한 셀(2)이 장착된 디스플레이 스크린(5)은 소스(3)에 의해 스크린에 투영된 이미지의 포지티브 이미지를 디스플레이한다.

도 5는 도 1a에 도시된 셀(2)를 포함하는 다른 실시예의 더욱 구체적인 개략도를 도시한다. 도 3에 도시된 그래프에 관한 주요한 차이는 다음과 같다.

저장 커패시턴스는 감광성 디바이스(D)가 저장 커패시터(C)에 병렬로 연결되고, 제 1 전원 전압(V1)과 다른 기준 전압(Vref)에 연결된 제 1 단자를 구비하는 분리된 저장 커패시터(C)에 의해 형성된다.

픽셀(P)은 이 실시예에서 구동 트랜지스터(DT)를 포함하는 구동기 회로(A)와 직렬로 연결된다. 구동 트랜지스터(DT)는 제 1 및 제 2 메인 단자와 제어 단자를 구비한다. 저장 커패시터(C)는 구동 트랜지스터(DT)의 제어 단자와 연결된 제 2 단자를 구비한다. 구동 트랜지스터(DT)의 제 1 메인 단자는 제 1 전원 전압(V1)에 연결된다.

구동 트랜지스터(DT)의 제 2 메인 단자는 픽셀 리셋 회로(PRC)를 통해 픽셀(P)의 제 1 단자에 연결된다. 픽셀(P)은 접지가 될 수 있는 제 2 전원 전압(V2)에 연결된 제 2 단자를 구비한다.

픽셀 리셋 수단(PRS)은 픽셀 리셋 신호(PRS)를 픽셀 리셋 회로(PRC)에 제공하기 위해 존재한다.

픽셀 리셋 회로(PRC)는 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)를 포함하고, 각 트랜지스터(T1,T2)는 제 1 단자, 제 2 단자 및 제어 단자를 구비한다. 제 1 트랜지스터(T1)의 제 1 메인 단자는 구동 트랜지스터(DT)의 제 1 메인 단자에 연결되고, 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 메인 단자는 픽셀(P)의 제 1 단자에 연결되고, 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)의 제어 단자는 픽셀 리셋 신호(PRS)를 수신하기 위해 연결되며, 제 2 트랜지스터의 제 1 메인 단자는 픽셀 리셋 전압(VPR)을 수신하기 위해 연결된다.

도 5에 도시된 셀(2)의 실시예의 동작은 도 6에 도시된 시간(t) 함수로써의 파형을 참조하여 이하 설명될 것이다.

리셋 시간 간격(TR)동안 높은 레벨의 저장 리셋 신호(SRS)에 의해 표시된 것 처럼, 저장 리셋 스위치(SR)는 저장 리셋 신호(SRS)에 의해 닫힌다. 저장 리셋 스위치(SR)를 통해 고정 전압일 수 있는 저장 리셋 전압(VR)은 저장 커패시터(C)의 제 2 단자에 연결된다. 그 결과, 구동 트랜지스터(DT)의 제어 터미널의 제어 전압(VD)은 저장 리셋 전압(VR)의 레벨에 빨리 도달할 것이다. 저장 리셋 전압(VR)은 바람직하게 제 1 전원 전압(V1)과 실질적으로 같고, 기준 전압(Vref)은 바람직하게 제 1 전원 전압(V1)보다 낮다.

바람직하게 동일한 리셋 시간 간격(TR)동안 픽셀 리셋 회로(PRC)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 유래된 임의의 전류를 차단하고 픽셀의 투과 곡선이 0%의 투과 레벨이 되는 값으로 픽셀(P) 양단의 전압을 리셋한다. 이것은 도 2에 도시된 +5V 또는 -5V의 전압에 의해 달성될 수 있다. 본 실시예에서 픽셀 리셋 전압(VPR)은 제 2 전원 전압이 0V가 되도록 선택되는 경우 -5V로 선택될 수 있다. 픽셀 리셋 신호(PRS)는 실질적으로 동시에 저장 커패시터(C)와 픽셀(P)을 리셋하기 위해 바람직하게 저장 리셋 신호(SRS)와 실질적으로 동일한 타이밍을 갖는다. 픽셀 리셋 신호(PRS)가 픽셀 리셋 회로(PRC)를 활성화할 때, 제 1 트랜지스터(T1)는 차단 상태가 되고, 이에 따라 픽셀(P) 양단의 전압에 영향을 주기 위해 구동 트랜지스터(DT)로부터의 전류를 차단하며, 제 2 트랜지스터(T2)는 전도 상태가 되어, 이에 따라 픽셀 리셋 전압(VPR)을 픽셀(P)에 전송한다.

구동 시간 간격(TD)동안 감광성 디바이스(D)에 의해 수신된 광학 디스플레이 신호(Li)는 저장 커패시터(C)를 방전하는 도 5의 화살표에 의해 표시된 광전류를 발생시킨다. 광학 디스플레이 신호(Li)가 수신되지 않은 경우, 저장 커패시터(C)가 방전되지 않아, 제어 전압(VD)은 곡선 "Li=0"에 의해 표시된 것과 같이 일정하게 유지된다. 광학 디스플레이 신호(Li)가 최대 레벨(Lmax)에 상응할 때, 저장 커패시터(C)는 실질적으로 구동 시간 간격(TD)동안 완전히 방전되며, "Li=Lmax"에 의해 표시되는 곡선이 도출된다. 광학 디스플레이 신호(Li)가 0과 최대 레벨(Lmax) 사이의 레벨에 상응할 때, 저장 커패시터(C)는 구동 시간 간격(TD)동안 부분적으로 방전되고, "0<Li< Lmax"에 의해 표시되는 곡선이 도출된다.

이러한 구동 시간 간격(TD)동안 전류(IL)가 구동 트랜지스터(DT)와 픽셀(P)을 통해 흐른다. 이 전류(IL)는 제어 전압(VD)에 의존한다. Li=Lmax인 경우, 제어 전압(VD)이 구동 시간 간격(TD)동안 기준 전압(Vref)일 수 있는 최소값으로 점차 감소된다. 그 결과, 전류(IL)는 최대값으로 점차 증가되고, 픽셀(P)의 투과 곡선이 최대 투과에 도달하도록 한다. 따라서 광(Lo)의 최대 레벨은 픽셀을 통해 투과된다. Li=0인 경우, 제어 전압(VD)은 최대값이며, 이 예시에서 제 1 전원 전압(V1)에 해당하고 구동 시간 간격(TD)의 나머지 기간동안 해당 값이 유지된다. 그 결과, 전류(IL)는 0을 유지하고 픽셀(P)은 광(Lo)을 생성하지 않는다.

0<Li<Lmax인 경우, 제어 전압(VD)이 제어 신호(Li)에 따라 구동 시간 간격(TD)동안 리셋 전압(VR)과 제 1 전원 전압(V1) 사이의 중간값으로 점차 감소한다. 그 결과, 전류(IL)는 구동 시간 간격(TD)동안 중간값으로 점차 증가하여, 픽셀(P)은 광(Lo)의 중간 레벨을 투과한다.

따라서 픽셀(P)에 의해 투과된 광(Lo)의 레벨은 광학 디스플레이 신호(Li)에 비례한다. 그러한 셀(2)이 장착된 디스플레이 스크린(5)은 소스(3)에 의해 스크린 상에 투영된 이미지의 포지티브 이미지를 디스플레이한다.

넓은 범위의 레벨의 전기 신호(I)가 구동기 회로(A)의 이득의 결과로서 인가될 수 있으므로, 이에 따라 높은 밝기를 지닌 이미지를 생성하기 위해 낮은 밝기의 이미지 소스(3)를 사용하여 광학 디스플레이 신호(Li)를 패널(1)에 투영하도록 한다.

도 5의 실시예의 대안으로서, 픽셀 리셋 회로가 생략될 수 있다. 이러한 경우 구동기 회로(A)에는 픽셀(P)의 방전을 가능하게 하는 추가 트랜지스터가 제공되어야 한다. 게다가, 픽셀(P)이 두 개의 연속된 이미지 사이에서 더 이상 리셋되지 않으므로, 구동기 회로(A)는 디스플레이되는 전류 이미지에 대응하는 픽셀 전압(VP)과 이전 이미지에 대응하는 픽셀 전압(VP) 사이의 차이를 나타내는 제어 전압(VD)을 수신해야 한다.

전술한 실시예들은 본 발명을 한정하기 보다는 설명하는 것이며, 당업자는 첨부된 청구항의 범위에서 이탈함이 없이 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있다는 점에 주목해야 한다. 청구항에서, 괄호 안의 참조 표시는 청구항을 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. "포함하다"라는 동사와 그 활용어의 사용은 청구항에 기술된 사항 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 아니한다. 한 요소 앞의 "하나" 또는 "한 개"라는 표현은 복수의 그러한 요소가 존재함을 배제하지 아니한다. 본 발명은 여러 다른 요소를 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고 적절히 프로그램된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 여러 수단을 설명하는 디바이스 청구항에서, 이러한 여러 수단은 하나의 동일한 하드웨어 항목에 의해 구현될 수 있다. 특정 조 치가 상호 다른 종속 청구항에 열거되었다고 해서 이러한 조치들의 결합이 유익하게 사용될 수 없다는 것은 아니다.

본 발명은 복수의 셀을 포함하는 디스플레이 스크린에 이용가능하다. 본 발명은 또한 복수의 셀을 포함하는 디스플레이 스크린을 구비하는 디스플레이 시스템과 디스플레이 스크린 세트에 이용가능하다.

Claims

복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린(5)으로서, 각 셀(2)은

광원(4)으로부터의 광의 변조를 위한 픽셀(P)과;

픽셀(P)에 의한 변조를 제어하기 위해 광학 디스플레이 신호(Li)를 전기 신호(I)로 변환하기 위한 감광성 디바이스(D)와;

감광성 디바이스(D)에 병렬로 연결된 저장 커패시턴스; 그리고

저장 리셋 전압(VR)을 저장 커패시턴스에 제공하기 위한 저장 리셋 스위치(SR)

를 포함하는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 1항에 있어서, 상기 저장 커패시턴스는 픽셀(P)의 기생 커패시턴스에 의해 형성되고, 상기 픽셀(P)은 감광성 디바이스(D)에 병렬로 연결된, 복수의 셀(2)를 포함하는 디스플레이 스크린.
제 2항에 있어서, 상기 픽셀(P)은 수퍼 트위스티드 네마틱 액정 물질을 포함하는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 2항에 있어서, 상기 복수의 셀(2)의 다수의 각 픽셀(P)을 실질적으로 광 차단 상태로 만들기 위해 다수의 복수의 셀(2)의 각 저장 리셋 스위치(SR)에 저장 리셋 신호(SRS)를 제공하기 위해 저장 리셋 수단(SRM)이 존재하는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 1항에 있어서, 각 복수의 셀(2)이 상기 감광성 디바이스(D)와 픽셀(P) 사이에 연결된 구동기 회로(A)를 추가로 포함하고, 상기 저장 커패시턴스가 저장 커패시터(C)에 의해 형성되는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 5항에 있어서, 각 셀(2)에서 구동기 회로(A)가 제어 단자와 제 1 및 제 2 메인 단자를 구비하는 구동 트랜지스터(DT)를 포함하고, 저장 커패시터(C)가 제 1 및 제 2 단자를 구비하고, 저장 커패시터(C)의 제 1 단자가 구동 트랜지스터(DT)의 제어단자에 연결되어 있고, 구동 트랜지스터(DT)의 제 1 메인 단자가 픽셀(P)에 연결되어 있는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 6항에 있어서, 각 셀(2)에서 구동 트랜지스터(DT)의 제 2 메인 단자는 제 1 전원 전압(V1)에 연결되어 있고, 저장 커패시터(C)의 제 2 단자는 기준 전압(Vref)에 연결된, 복수의 셀(2)를 포함하는 디스플레이 스크린.
제 7항에 있어서, 각 셀(2)는 구동 트랜지스터(DT)의 제 1 메인 단자와 픽셀(P) 사이에 연결된 픽셀 리셋 회로(PRC)를 추가로 포함하는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 8항에 있어서, 각 셀(2)에서 픽셀 리셋 회로(PRC)는 각각 제어 단자, 제 1 메인 단자와 제 2 메인 단자를 구비하는 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)를 포함하고, 제 1 트랜지스터(T1)의 제 1 메인 단자는 구동 트랜지스터(DT)의 제 1 메인 단자에 연결되고, 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 메인 단자는 픽셀(P)에 연결되고, 제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2)의 제어 단자는 픽셀 리셋 신호(PRS)를 수신하기 위해 연결되고, 제 2 트랜지스터의 제 1 메인 단자가 픽셀 리셋 전압(VPR)을 수신하기 위해 연결된, 복수의 셀(2)를 포함하는 디스플레이 스크린.
제 9항에 있어서, 다수의 복수의 셀(2)의 각 픽셀(P)을 실질적인 광 차단 상태로 만들기 위해 해당 수의 복수의 셀(2)의 각 픽셀 리셋 회로(PRC)에 픽셀 리셋 신호(PRS)를 제공하기 위한 픽셀 리셋 수단(PRM)과; 구동 트랜지스터(DT)를 실질적으로 턴오프하기 위해, 실질적으로 픽셀 리셋 신호(PRS)와 동시에 해당 수의 복수의 셀(2)의 각 저장 커패시터(C)의 제 1 단자에 저장 리셋 신호(SRS)를 인가하기 위한 저장 리셋 수단(SRM)을 더 포함하는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레이 스크린.
제 1항에 있어서, 복수의 셀의 각 감광성 디바이스(D)가 비가시광의 광학 디스플레이 신호(Li)를 수신하기 위해 적응되는, 복수의 셀(2)을 포함하는 디스플레 이 스크린.
제 1항에 기재된 디스플레이 스크린(5)과 광학 디스플레이 신호(Li)를 감광성 디바이스(D)에 송신하기 위한 광학 이미지 소스(3)를 포함하는 디스플레이 시스템.
제 12항에 있어서, 상기 광학 이미지 소스(3)가 프로젝션 디바이스와 레이저 스캐너로부터 선택된, 디스플레이 시스템.
제 1항에 기재된 디스플레이 스크린(5) 세트로서, 디스플레이 스크린(5)이 타일 패턴으로 서로 인접하여 배치된, 디스플레이 스크린 세트.