KR940001117B1 - 멀티레벨토운표시가 가능한 액정표시방법 및 시스템 - Google Patents

멀티레벨토운표시가 가능한 액정표시방법 및 시스템 Download PDF

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토시오 후따미
사또루 쯔네까와
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가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼
미따 가쯔시게
히다찌비데오엔지니어링 가부시기가이샤
우에무라 마사오
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Abstract

내용 없음.

Description

멀티레벨운표시가 가능한 액정표시방법 및 시스템
제1도는 본 발명의 일실시예인 16-레벨토운표시스템의 구성도.
제2a도 및 2b도는 종래기술의 8-레벨토운표시스템의 구성도.
제2c도는 제2a도에 도시한 멀티레벨토운펄스발생 수단에 의한 발생된 멀티레벨토운펄스를 도시한 도면.
제3a,3b 및 3c도는 제2a도에 도시한 프레임레이트 제어회로(2)를 설명하기 위한 도면.
제4도는 제2b도에 도시한 프레임레이트를 설명하기 위한 도면.
제5도는 종래기술의 펄스폭변조 멀티레벨토운 표시스템의 블록도.
제6a도 및 제6b도는 종래기술의 펄스폭변조의 표시펄스를 설명하기 위한 도면.
제7도는 제1도에 도시한 멀티레벨토운펄스 발생수단(3)에 의해 발생된 멀티레벨토운펄스를 도시한 도면.
제8도는 제1도의 선택회로(4)에 의한 선택의 결과를 나타낸 도면.
제9도는 본 발명에 따른 표시의 결과를 도시한 도면.
제10도는 본 발명에 따른 평균휘도레벨을 도시한 도면.
제11도는 본 발명의 다른 실시예인 2N레벨토운표시시스템의 구성도.
제12도는 제11도에 도시한 펄스발생회로(38)에 의해 발생된 멀티레벨토운펄스를 도시한 파형도.
제13도는 제11도에 도시한 선택부(39)에 의한 선택의 결과를 도시한 도면.
제14도는 제11도의 시스템에 대한 평균휘도레벨을 도시한 도면.
제15도는 제1도에 도시한 멀티레벨토운펄스 발생수단(3), 멀티레벨토운펄스선택회로(4) 및 액정패널(1)의 실시예를 도시한 블록도.
제16도 및 제17도는 위상 인버어트회로(63)에서 행한 데이터재배열을 설명하기 위한 도면.
제18도는 동작 및 비동작도트간의 하이프토운표시(half tone display)에 대한 실시예를 도시한 블록도.
제19도 및 제20도는 제18도의 실시예에서의 X구동데이터와 표시정보간의 관계를 도시한 도면.
제21도 및 제22도는 제18도에 도시한 실시예의 X구동회로(65)로부터 출력된 표시펄스를 도시한 도면.
제23도 및 제24도는 각각 제3a도와 제6a도의 좀더 상세한 실행예를 설명하기 위한 도면.
제25도는 제23도와 제15도의 회로를 결합하여 얻어진 실시예의 블록도.
제26도는 메트릭스 액정 모델이 6도트×6도트로 구성됐을 때 얻어지는 표시의 일예를 도시한 도면.
제27도 내지 제32도는 제25도의 실시예에서 얻어진 각 프레임에 대한 휘도레벨의 상세한 예를 설명한 도면.
제33도는 제31도 경우의 각 X전극에 인가되는 전압파형을 나타낸 도면.
제34도는 제32도 경우의 각 X전극에 인가되는 전압파형을 도시한 도면.
제35도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 16-레벨토운표시시스템의 블록도.
제36도 내지 제41도는 1유닛으로서 Y방향의 2라인과 X방향의 m도트를 취한 것을 가정한 본 발명의 일실시예에서 사용된 프레임레이트 제어방법을 설명하기 위한 도면.
제42도 내지 제44도는 1유닛으로서 Y방향의 모든 라인과 X방향의 m도트를 취한 것을 가정한 본 발명의 일실시예에서 사용한 프레임레이트 제어방법을 설명하기 위한 도면.
제45도는 경사진 도트 패턴을 형성하도록 X 및 Y의 양방향에서 프레임레이트제어를 행하는 회로의 일예에 대한 블록도.
제46도 내지 제50도는 위상 인버어트회로를 고려한 본 발명의 다른 극면을 설명한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,101 : 액정패널 2,36,104 : 프레임레이트 제어회로
3 : 멀티레벨토운발생수단 4 : 표시펄스선택회로
5,114 : 로우오더표시데이타 6,113 : 하이오더표시데이터
7,8,9 : 멀티레벨토운표시펄스 10,43,115 : 프레임레이트 제어데이터
11 : 액정표시펄스 37,39 : 선택부
38 : 펄스발생회로 40 : i 비트표시데이터
41 : j 비트표시 데이터 45 : 멀티레벨토운 펄스
46 : 4비트표시데이타 47 : 데이터변환부
51 : (A)데이터 52 : (B)데이터
53~56,105~107 : 라인메모리 57,119 : 데이터래치클록
59,117 : 라인클록 60,118 : 펄스클록
61,110 : 데이터선택신호 발생회로
62,64,111A,111B112 : 데이터선택회로
63,109 : 위상인버어트회로 65,102 : X구동회로
66,103 : Y구동회로 68,69,120,121 : 데이터선택신호
본 발명은 액정표시에 관한 것으로서, 특히 멀티레벨토운표시(multi-level tone display)가 가능한 액정 표시방법 및 장치에 관한 것이다.
먼저, 종래 액정표시장치의 멀티레벨토운표시방법에 대해서 설명한다. 멀티레벨토운표시의 첫 번째 방법에는 미국특허 제4,808,991호나 Hitachi, Ltd 제 HD 66840 LVIC에 대한 출원노우트에 기재된 프레임레이트 제어방법이 있고, 두 번째 방법에는 일본 특허공개공보 소화 59-149393호에 기재된 펄스폭변조방법이 있다.
첫번째 방법인 프레임레이트제어(frame nate control)방법은 1도트액정표시의 1주기에 m프레임을 분배하고, m프레임에 포함된 n프레임에 표시를 행하는 on-전압과 나머지 m-n프레임에 표시를 행하지 않는 off-전압을 인가함으로써 m프레임에 인가되는 전압을 제어하여, 멀티레벨토운표시를 시각적으로 행한다.
n/m값은 프레임레이트 제어비(比)에 관련된 것으로서, 이 값이 0일경우에는(즉, 모든 프레임에서 표시가 행해지지 않을 경우), 표시휘도레벨은 0%로 되며, 프레임레이트 제어비가 1일경우에는(즉, 모든 프레임에서 표시가 행해질 경우), 표시휘도레벨은 100%로 된다.
이제, 도면 제2a도~제2b도, 제3a도~제3c도, 제4도 및 제5도를 참조하여, 프레임레이트 제어방법을 설명한다. 도면 제2a도 및 제2b도는 3비트 표시데이터를 사용하여 8-레벨토운표시를 하는 액정표시시스템의 블록도이다. 제2c도는 액정표시에 공급되는 표시펄스를 나타낸 파형도, 제3a도는 프레임레이트 제어회로의 블록도, 제4도는 표시데이터와 프레임레이트 제어비를 나타낸 도면, 제3b도는 표시데이터와 프레임레이트 제어비를 나타낸 도면, 제3c도는 각 프레임에 대해 프레임레이트제어를 어떻게 행하는지를 나타낸 도면이다.
제2a도에 있어서, 3비트 표시데이터(5)는 제3a도에 나타낸 프레임레이트 제어회로(2)에 의해, 선택회로(141)에 의해 선택된 프레임레이트 제어회로 a(125)~h(132)중의 1출력신호에 따라, 프레임레이트 제어데이터 FD(10)로 변환된다. FD(10)에 따라, 멀티레벨토운 펄스발생수단(13)으로부터 출력된 액정표시펄스 Poff(7)나 Pon(9)는 표시펄스선택회로(12)에서 선택되어 액정패널(1)에 선택된 표시펄스 P(11)로서 출력된다. 액정표시펄스나 제2c도에 나타낸 바와같이 1수평기간동안 off-레벨에 있는 펄스는 Poff(7)로서 사용되고, 1수평기간동안 no-레벨에 있는 펄스는 Pon(9)로서 사용된다. 이상의 내용은 미국특허 제3,995,942ghsk 일본특허공개공보 소 50-156396호에 기재되어 있다.
제3a도의 프레임레이트 제어회로(2)는 8종류의 제어회로 a(125)~h(132)를 포함한다. 제어회로 a(125)~h(132)로부터 출력된 프레임레이트 제어데이터중의 1개가 선택회로(141)에서 3비트 표시데이터(5)에 따라 선택되어 FD(10)로서 출력된다. 제3b도와 제3c도를 참조하여, 프레임레이트 제어회로 a(125)~h(132)에 대하여 설명한다.
제3b도는 표시데이터와 Hitachi, Ltd 제 HD 66840 LVIC의 프레임레이트 제어비를 도시한 도면이다. 즉, 3비트 표시데이터(5)가 (0,0,0)일 경우에는 프레임레이트 제어비는 0이고, 3비트 표시데이터(5)가 (0,0,1)일 경우에는 프레임레이트 제어비는 1/5이다. 최종적으로, 3비트 표시데이터거 (1,1,1)일 경우에는 프레임레이트 제어비는 1이 된다. 0~1의 8개의 비는 제어회로 a(125)~h(132)에 각각 배분된다. 프레임레이트 제어회로(2)에 3비트 표시데이터(5)로서 (0,1,0)이나 (1,0,1)이 공급될 때 얻어지는 액정패널(1)의 표시상태는 제3c도에 도시한 바와같다. 3비트 표시데이터(5)가 (0,1,0)일 경우, 선택된 프레임제어비는 1/3이 된다. 즉, 1주기로서 3프레임이 선택되고 3프레임중의 1개만이 on-상태로 되고, 나머지 2프레임은 off-상태로 된다.
프레임레이트 제어회로(2)에서, 제어회로 C(127)가 선택되어 그 출력은 FD(10)로서 보내진다. 표시펄스선택회로(12)에서, poff(7)나 Pon(9)이 FD(10)에 의해 선택된다. 1주기를 형성하는 3프레임의 제1프레임에서, Pon(9)이 선택되어 휘도레벨 100%의 표시가 행해진다. 제2 및 제3레벨에서, Pon(7)가 선택되어 휘도레벨 0%의 표시가 행해진다. 3프레임의 평균은 휘도레벨 33.3%의 표시와 동등하다. 3비트 표시데이터(5)가 (1,0,1)일 때, 4/5의 프레임레이트 제어비가 같은 방법으로 선택된다. 그러므로, 1주기로서 5프레임이 선택되고, 5프레임중에서 4프레임에 Pon(9)이 공급되고, 나머지 1프레임에는 Poff(7)가 공급된다. 이 5프레임의 평균은 휘도레벨 80%의 표시와 동등하다.
제2b도, 제3a도, 프레임레이트 제어데이터의 일예를 나타낸 제4도를 참조하여. 상기 설명한 종래기술의 예를 관점을 달리하여 설명하기로 한다.
제2b도에서, 3비트 표시데이터(5)는 제3a도에 도시한 프레임레이트 제어회로(2)에 의해 프레임레이트 제어데이터 FD(10)로 변환된다.
FD(10)에 따라, 액정표시펄스 Poff(즉, 1수평기간동안 off-레벨에 있는 펄스) 혹은 Pon(즉, 1수평기간동안 on-레벨에 있는 펄스)가 X구동회로(102)로부터 액정표시패널(1)로 출력된다. 이상의 내용은 미국특허 제4,808,991호에 기재되어 있다.
제3a도에 나타낸 프레임레이트 제어회로(2)는 8종류의 제어회로(125)~(132)를 가지고 있다. 이 제어회로로부터 출력되는 프레임레이트 제어데이터(113)~(140)중의 하나가 선택회로(141)에서 3비트 표시데이터(5)에 따라 선택되어 FD(10)로서 출력된다. 제어회로(125)~132)의 각각은 리이딩라인클록(116), 라인클록(117) 및 데이터래치클록(119)를 사용하여 프레임레이트 제어비에 따른 프레임레이트 제어데이터를 발생한다. 상기 설명된 HD 66840 LVID에서 사용한 방법에서, 액정패널을 형성하는 모든 도트는 같은 타이밍에서 프레임레이트 제어를 받지않고, 단지 액정패널(1) 스크라인상의 플리커를 방지하기 위해 n라인이 1유닛을 형성하는 수평라인에서 제거된다. 그러므로, 프레임레이트 제어데이터는 라이딩 라인크록(116)과 라인클록(117)을 사용함을써 발생된다.
제4도는, 프레임레이트 제어비가 4/5인 조건하에서의 Hitachi, Ltd 제 HD 66840 LVIC 의 프레임레이트 제어데이터를 도시한 도면이다. 빗금친 영역에서, 표시는 on-상태이다. 프레임레이트 제어비가 4/5일 때, 5수평라인을 1유닛으로 하고, 5수평라인중 4수평라인을 표시 on 상태로 하고, 모든 프레임마다 동작표시라인과 비동작표시라인을 이동시켜 멀티레벨토운표시를 행한다.
상기 설명한 두번째 방법인 펄스폭변조방법을 제5도, 제6a도, 제6b도를 참조하여 설명한다.
제5도는 1수평기간에서 액정장치에 공급되는 전압펄스의 펄스폭을 사용하여 3-레벨토운표시를 하는 액정표시장치의 일예를 도시한 도면이다. 1수평기간에서 액정표시장치의 1도트를 표시하는 표시정보 XA와 XB의 2종류의 데이터(122) 혹은 (123)는 데이터선택기(112)에서 데이터 선택신호(121)에 의해 선택된다. 선택된 데이터(124)는 1종류의 데이터 XD로서 X구동회로(102)에 공급된다.
X구동회로(102)는 데이터래치클록(119)에 따라 데이터선택기(112)로부터 공급되는 데이터 XD를 받아들인다. 이 받아들이는 동작은 1라인에 대응하는 표시데이터가 받아들여질때까지 반복된다. 그후에, X구동회로(102)는 펄스클록(116)에 따라 신호라인 X1,X2,…,Xi에 액정인가펄스를 출력한다. 펄스클록(118)은 매 수평기간마다 라인클록(117)을 2개로 균일하게 분할한 펄스에 의해 얻어진다.
Y구동회로(103)는 라인 Y1을 “하이(High)” 상태로 하는 라인클록(117)에 따라 라이딩 라인클록(116)을 받아들이고, 라인클록(117)의 연속펄스에 따라 Y2,…Yj에 연속적으로 “하이”상태를 이동시킨다. 액정패널(1)은 I행 Xj열 메트릭스패널이다. X구동회로(102)로부터 출력된 액정인가펄스 X1,X2,…Xi는 Y구동회로(103)의 출력라인 Y1,…Yj중의 “하이”상태라인에 연결된 액정셀에 인가되어, 표시가 수행된다.
제6a도는 X구동회로(102)로부터 출력된 액정인가 펄스를 도시한다. 1수평기간에서, 2종류의 표시데이터 XA나 XB는 데이터 선택기(112)로부터 X구동회로(102)로 수평기간의 1/2마다 표시데이터 XD로서 전송된다. 데이터 XD에 따라, 4종류의 펄스(펄스 1~펄스4)중 1개가 선택되어 X구동회로(102)로부터 출력된다.
이상의 내용은 일본 특허공개 공보 소 50-156396호에 기재되어 있다.
제6b도는 표시데이터 XD와 X구동회로(102)로부터 출력된 구동펄스간의 관계를 나타낸다.
표시데이터가 (XA,XB)=(0,0)으로 표시될때, 구동회로(12)는 액정인가 펄스로서 펄스(1)을 출력하여 표시도트는 제6b도에 도시한 바와 같이 활동하지 않는다. (XA,XB)=(1,1)일 경우, 액정인가펄스는 펄스4로 되어 표시도트가 활동된다. (XA,XB)=(0,1), 혹은 (1,0)일 경우, 액정인가 펄스는 상기 양 경우의 동작 및 비동작도트간의 하아프토운 표시(half tone display)를 각각하는 펄스 2 혹은 펄스 3로 된다. 액정의 휘도(투과요소)는 액정에 인가되는 전압의 유효치에 좌우된다.
펄스클록(118)은 라인클록(117)을 균등하게 분할하여 얻어지므로, 펄스 2와 펄스 3는 동일한 “H”주기와 동일한 유효치를 가진다. 결국, 펄스 2와 펄스 3는 활동 및 활동도트간의 중간 휘도인 액정의 균등휘도를 제공하고, 3-레벨토운표시를 행한다.
그러므로, 제5도에 나타낸 액정표시장치에서, 토운표시는 표시데이터 XA와 XB의 조합을 통해 액정패널(1)에 인가되는 전압의 유효치를 변화시킴으로써 행할 수 있다.
프레임레이트 제어의 주기(m의 값)가 상기 설명한 종래 기술의 프레임레이트 제어방법에서 증가되면, 프레임레이트 제어의 타이밍은 시각적으로 인지된다. 즉, 플리커나 표시 표류가 발생되어, 토운표시의 품질을 저하시킨다. 그러므로, 실제적인 토운 레벨의 수는 약 10으로 한정된다. 16-레벨 토운 표시나 32-레벨 토운표시등과 같은 멀티레벨토운표시는 표시의 질의 저하없이 행할 수 있다.
한편, 종래기술의 펄스폭 변조방법은, 하아프 토운 표시의 표시영역이 방향(스크리인의 수평방향)에서 켜질 경우, 1수평 기간에서 동시에 변환(transition)을 만드는 펄스의 상승에지, 혹은 하강에지에 의해 노이즈가 발생되어 표시의 휘도를 저하시킨다.
하아프 토운 표시의 표시영역이 Y방향(스크리인의 수직 방향)에서 커질 경우, 액정인가 펄스의 주파수 성분이 증가되어, 표시의 휘도를 저하시키고, 누화를 증가시키는 문제를 발생한다. 일본 특허 공개공보 평 2-1812호(1990년 1월 8일)에 관련 기술이 기재된 바 있지만, 참고자료를 종래의 기술로서 인정하지 않았다.
본 발명의 목적은 표시 품질의 저하없이 멀티레벨토운표시를 할 수 있는 액정표시방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 1수평기간을 둘로 분할하여 얻어지는 펄스폭을 가지는 전압펄스를 사용하고, 하아프 토운 표시의 표시영역이 X방향과 Y방향으로 확장되어도 저하되지 않는 표시휘도를 가지며, 표시 품질의 저하없이 멀티레벨토운 표시를 할 수 있는 액정 표시 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구성에 의하면, Poff와 Pon 사이의 하아프 레벨(half level)을 가지는 Pg는 멀티레벨토운펄스 발생수단에 의해 발생되는 표시펄스를 위해 Poff와 Pon에 부가되어 제공되고, 이들 3개의 표시펄스중에서 1개의 표시펄스가 선택되어 프레임레이트 제어데이터 및 FD와 다른 제 2선택신호에 의하여 액정패널에 출력된다. 결국, 종래의 프레임레이트 제어방법에 의해 성취한 레벨의 2배를 가지는 멀티레벨토운 표시를 실현할 수 있다.
멀티레벨토운 펄스발생수단으로부터 출력된 표시펄스는 0%의 휘도레벨에 대응하는 poff, 100%의 휘도레벨에 대응하는 Pon, 50%의 휘도레벨에 대응하는 Pg를 포함한다. 이 3개의 표시펄스중 1개가 프레임레이트 제어데이터 FD(이것이 제1선택신호임)와, FD와 다른 제2 선택신호에 의해 선택되어 액정패널에 출력된다.
조합(Poff,Pg)혹은 조합(Pg,Pon)이 제2선택신호에 의하여 선택된다. 이 조합으로부터, 제1선택신호인 FD에 의해 표시펄스의 조합이 선택된다.
이 선택방법이 사용될 경우, 예를 들어 조합(Poff,Pg)이 제2선택신호에 의해서 선택될 경우에, Poff나 Pg의 표시펄스가 제1선택신호 FD에 의해 액정 패널에 출력된다. 그러므로, 액정패널에 표시되는 휘도레벨을 0%~50%의 범위에서 제어할 수 있다. 조합(Pg,Pon)이 제2선택신호에 의해서 선택될 경우에, 같은 방법으로 휘도레벨을 50%~100%의 범위에서 제어할 수 있다. 지금까지 설명한 바와같이, 최종적으로 휘도레벨을 0%~100%의 범위에서 제어할수 있으므로, 멀티레벨토운표시가 가능하다.
본 발명에 따른 멀티레벨토운 표시방법의 다른 구성에 의하면, Y구동회로에 의해 연속적으로 지시된 수평라인에 X구동회로에 의해 받아들여진 1-라인 데이터를 표시하는 메트릭스 표시 패널의 멀티레벨토운표시 방법은, 1수평 기간동안 X구동라인의 각각에 인가되는 펄스의 폭을 제어하는 펄스폭 변조와 함께 유닛으로서 프레임을 받아들여 표시도트의 동작을 제어하는 프레임레이트 제어를 사용하고, 상기 프레임레이트 제어를 각 시간이 바뀌어 프레임이 변하는 경사진 도트 패턴형으로 모든 프레임마다 행한다.
이 방법에서 바람직하게, 1수평주기에서 X구동라인의 각각에 인가되는 제1 및 제2펄스에 대응하는 표시데이터는 상기 각 X구동라인에 인가되는 펄스의 변환의 수를 감소시키도록 상호 교체된다.
선택적으로, 1수평주기에서 X구동라인의 각각에 연속적으로 인가되는 제1 및 제2 펄스에 대응하는 표시데이터를 상호교체하기 때문에, 모든 X구동라인에 인가되는 펄스의 정방향변환의 수는 그 펄스의 부방향변환의 수와 거의 동등해진다.
또한, 본 발명에 의하면, 1라인의 표시데이터를 받아들여 그 데이터를 액정패널에 출력하는 X구동회로와 X구동회로로부터 출력된 데이터가 표시될 수평라인을 연속적으로 지정하는 Y구동회로를 포함한 액정표시장치는, 1도트를 형성하는 표시데이터의 로우오더(low-order)데이터 부분에 따라 유닛으로서 프레임을 받아들어 표시도트를 활동시키거나 활동시키지 않는 프레임레이트 제어데이터를 발생하는 프레임레이트 제어수단과, 1라인과 동등한 량에 의해 1도트를 형성하는 상기 표시데이터의 하이오더(high-order)데이터 부분을 기억하는 제1라인 메모리와, 1라인과 동등한 량에 의해 프레임레이트 제어수단으로부터 출력되는 프레임레이트 제어데이터를 기억하는 제2라인 메모리와, 제1라인 메모리에 기억된 1라인과 동등한 량을 갖는 하이오더데이터와 제2라인 메모리에 기억된 프레임레이트 제어데이터를 1수평 기간동안 구동회로에 연속적으로 공급하는 수단과, 최신의 프레임레이트 제어데이터와 상기 하이오더 데이터가 X구동회로에 공급되기 전에 도트에 대응하는 프레임레이트 제어데이터와 상기 하이오더 데이터를 프레임에서 도트의 위치에 따라 상호 교체하는 수단으로서 구성된다.
이 장치에서, 예를들면, 프레임레이트 제어수단을 1유닛으로서 Y방향의 2N라인과 Y방향의 m도트를(여기서 N과 m은 정수)받아들여 프레임레이트 제어를 행한다.
상기 구성에 따르면, 프레임레이트 제어방법과 펄스폭 변조방법을 멀티레벨토운 표시에 공동으로 사용하여, 표시휘도 저하에 대한 대책을 취할 수 있다. 프레임레이트 제어방법에 대해서, 프레임레이트 제어데이터는 1도트에 대해 복수의 비트를 가지는 표시데이터를 포함하는 로우오더 데이터에 따라 발생된다.
또한, 펄스폭 변조제어는 프레임레이트 제어데이터와 상기 2종류의 표시데이터에 포함된 하이오더 데이터를 기초로 하여 이루어진다. 이 제어에 대하여, X방향의 인접 도트에 대해 하아프 토운 표시를 행하는 액정인가 전압펄스의 위상을 변조하는 위상 인버트회로가 제공되므로, 액정인가 전압펄스의 위상의 변조된다.
표시데이터를 1수평기간동안 X구동회로에 두 번 공급하기 위해서는, 기록동작의 2배의 속도를 판독 동작을 수행해야한다. 그 이유 때문에, 제1 및 제2라인 메모리가 제공된다. 기록동작과 판독동작을 동시에 행하기 위해 제1 및 제2라인메모리의 각각은 이중으로 된다.
위상 인버어트회로는 그곳에 공급되는 2-비트 데이터를 X방향 및 Y방향의 인접도트에 대해 1도트 표시를 위해 재배열하고, X구동회로를 통해 액정패널에 재배열되는 2-비트 표시데이터에 따라 액정인가펄스를 공급한다. 데이터의 재배열에 의해, 액정인가펄스의 위상이 반전되고, 상승에지에 기인한 노이즈를 상쇄하거나 하강에지에 기인한 노이즈를 상쇄한다. 이 상쇄효과는 하아프 토운 표시의 영역확장에 의한 표시휘도 저하를 방지한다.
프레임레이트 제어회로는 경사진 도트 패턴형으로 프레임레이트 제어를 행한다. 예를들면, 수직라인 레이트제어는 1유닛으로서 2N의 수직라인과 m의 수직도트를(여기서 N은 정수이고 m은 프레임레이트 제어주기)취함으로써 수행된다. 결국, 위상 반전에 기인한 상쇄효과를 효과적으로 사용할수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제1실시예를 제1도를 참조하여 설명한다. 제1도에 있어서, (6) 및 (5)는 멀티레벨토운으로 표시되도록 하기 위한 표시데이터인 한 개의 하이오더비트 및 3개의 로우오더비트, (2)는 프레임레이트 제어회로, (10)은 상기 회로(2)로부터 출력된 프레임레이트 제어데이터(FD), (3)는 멀티레벨토운 펄스발생수단, (7),(8),(9)는 상기 수단(3)으로부터 출력된 멀티레벨토운 표시펄스, (4)는 하이오더 표시데이터(6) 및 FD(10)에 의한 멀티레벨토운 표시펄스(7),(8),(9)중에서 하나의 멀티레벨토운 표시펄스(2)를 선택하기 위한 표시펄스선택회로, (11)은 상기 회로(4)로부터 출력된 액정표시펄스, (11)은 액정패널이다.
상기 멀티레벨토운 발생수단(3)은 제7도에 도시한 바와같은 0%의 휘도레벨을 나타내는 Poff(7), 50%의 휘도레벨을 나타내는 Pg(8) 및 100%의 휘도레벨을 나타내는 Pon(9)을 출력한다. 이들 3개의 멀티레벨토운펄스 중에서, 하나의 펄스가 표시펄스선택회로(4)에 의해 선택되어 액정패널(1)로 출력된다.
프레임 레이트 제어회로(2)는 종래기술의 것과 마찬가지이어도 된다. 프레임레이트 제어회로(2)는(본 실시예내의 4비트 표시데이터에 속하는 3개의 로우오더 비트를 가지는)3비트 표시데이터(5)에 의한 프레임 레이트 제어데이터 FD(10)를 출력한다.
프레임 레이트 제어회로(2)에 대하여 제3a도 및 제3b도를 참조하여 이하에 설명한다.
제3a도는 프레임레이트 제어회로(2)의 구성을 도시한 블록도이다. 상기 프레임 레이트 제어회로(2)는 8개의 제어회로 a(125)~h(132) 및 3비트 표시데이터에 의한 상기 제어회로 a(125)~h(132)로부터 출력된 각각의 프레임 제어데이터(133)~(140)중에서 데이터를 선택하기 위한 선택회로(141)로 구성된다.
특정의 프레임 레이트 제어비는 미리 제어회로 a(125)~h(132)에 각각 배당된다. 예를들면, 0,,등은 제3B도에 도시한 바와같이 프레임 레이트 제어회로(125a)에서 시작하여 순서대로 제어회로에 배당된다.
이하, 한 주기는 m프레임을 가진다고 가정한다. 지정된 프레임 레이트 제어비()에 의해서, 각 제어회로는 n프레임에 대해 “1”을, m-n나머지프레임에 대해 “0”을 출력한다.
선택회로(141)에 있어서는, 제3b도에 도시한 바와 같이 3비트표시데이터(5)에 의해 8개의 제어회로로부터 출력된 제어데이터(133)~(140)중에서 프레임 레이트 제어데이터 FD(10)에 해당하는 데이터가 선택된다. 3비트 표시데이터(5)가 (0,0,0)으로 표시되는 경우, 제어회로 a(125)의 출력(133)이 선택되고, 3비트 표시데이터가 (0,0,1)로 표시되는 경우, 제어회로 b(126)의 출력(134)이 선택된다.
표시펄스선택회로(4)는 프레임 레이트 제어데이터(10) 및 하이오더표시데이터(6)에 의한 멀티레벨토운펄스발생수단(3)으로부터 출력된 멀티레벨토운표시펄스 Poof(7), Pg(8) 및 Pon(9)중에서 하나의 펄스를 선택하기 위해 장착되어 있다. 그의 선택결과가 제8도에 도시되어 있다. 3개의 멀티레벨토운표시펄스는 2개의 조합으로 나눈다. 2개의 조합중의 하나는 하이오더표시데이터(6)에 의해 선택된다. 즉, 조합(Poff, Pg) 및 (Pg, Pon)으로 공급된다. 하이오더표시데이터(6)가 “0”이면, 조합(Poff, Pg)이 선택되고, 하이오더표시데이터(6)가 “1”이면, 조합(Pg, Pon)이 선택된다.
선택된 조합중에서, 하나의 펄스는 프레임레이트 제어데이터 FD(10)에 의해 선택된다. 조합(Poff, Pg)이 이미 선택된 경우, FD(10)가 “0”이면 Poff가 선택되고, 반면에 FD(10)가 “1”이면 Pg가 선택된다. 조합(Pg, Pon)이 이미 선택된 경우도 상기와 마찬가지로 작용된다.
상기에는 각 블록의 기능에 대하여 상세히 설명하였다. 이하, 실제의 액정패널상의 표시의 예에 대하여 제9도를 참조하여 설명한다. 제9도는, 3비트 로우오더 데이터(5)가 (1,0,1)로 표시된 경우 얻어진 표시의 일례를 도시한다. 이 3비트 로우오더 데이터(5)에 의해 선택된 프레임레이트 제어데이터 FD(10)는 제어회로 f(130)의 출력(139)이다. 그때의 프레임 레이트 제어비는이다. 즉, FD(10)가 5개의 프레임중 4개의 프레임에서 “1”이 되고, FD(10)가 나머지 하나의 프레임에서 “0”이 된다. 따라서, 제9도를 참조하면, FD(10)는 제1 내지 제5프레임중에서 제3프레임에서 “0”이 되고, FD(10)는 나머지 4개의 프레임에서는 “1”이 된다.
하이 오더표시데이터(6)가 “0”인 경우, “0”과 동등한 FD(10)를 가진 프레임에 있어서 0%의 휘도레벨을 가진 표시를 만들도록 Pofff가 액정의 작용되고, 반면에, “1”과 동등한 FD(10)를 가진 프레임에 있어서 50%의 휘도레벨을 가진 표시를 만들도록 Pg가 액정에 적용된다.
5개의 프레임중에서 4개의 프레임에 있어서, 표시는 50%의 휘도레벨로 형성되고, 나머지 하나의 프레임에 있어서, 표시는 0%의 휘도레벨로 형성된다. 이 5개의 프레임의 평균을 휘도레벨 40%의 표시와 같게 된다.
또한, 하이 오더표시데이타(6)가 “1”인 경우, “0”과 동등한 FD(10)를 가지는 프레임에 있어서 50%의 휘도레벨을 가진 표시를 만들도록 Pg가 액정에 고정되고, 반면에 “1”과 동등한 FD(10)를 가지는 프레임에 있어서 100%의 휘도레벨을 가진 표시를 만들도록 Pon이 액정에 적용된다. 5개의 프레임중에서 4개의 프레임에 있어서, 표시는 100%의 휘도레벨로 형성되고, 나머지 하나의 프레임에 있어서, 표시는 50%의 휘도레벨로 형성된다. 이 5개의 프레임의 평균을 휘도레벨 90%의 표시와 같게 된다. 또한 제8도 및 제9도에 대한 설명은 미국 특허 제472,306호에 개시되어 있다.
제10도에 도시한 바와 같이 하이오더 표시데이터(6)가 “0”인 경우, 마찬가지로 조합(Poff,Pg)이 선택된다.
로우오더 3비트 표시데이터(5)에 의한 8종류중에서 선택된 프레임레이트 제어데이터 FD(10)에 의거하여, Poff(7) 또는 Pg(8)는 액정표시펄스(11)로써 액정패널(1)로 출력된다.
따라서, 하이오더표시데이터(6)가 “0”인 경우, 평균 휘도레벨은 0%와 50% 사이의 8스텝중의 하나가 되도록 제어되어 8레벨토운 표시를 실현할 수 있다.
또한, 하이오더표시데이터(6)가 “1”인 경우, 평균 휘도레벨은 50%와 100% 사이의 8스텝중의 하나가 되도록 제어되어 8레벨토운 표시를 실현할 수 있다.
따라서, 액정패널(1)에 있어서, (하이오더데이트(6) 및 로우오더 3비트 데이터(5)로 구성되는) 4비트 표시데이터에 의해 합계 16레벨의 표시를 형성하는 것이 가능하다.
제10도를 참조하여 구체적인 사용의 일례를 도시할수 있다. 만약 CRT 컬러표시데이터 I,R,G 및 B(예를들면, 각각 휘도정보, 적색정보, 녹색정보 및 청색정보)가 각각 D3, D2, D1, D0로 지정되면, 1 : 1 대응으로 종래의 CRT 내에 형성된 16색의 표시에 각각 대응하는 16레벨의 표시를 형성하는 것이 가능하게 된다.
이상에서는 4비트표시데이터를 사용하여(21+3=)16레벨토운표시를 형성하는 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, N비트표시데이터에 의해 2N-레벨토운표시를 만드는 방법도 마찬가지로 생각할 수 있다.
제11도는 이와같은 방법을 사용한 시스템의 구성도이다. N-비트표시데이터(46)는 부호해독회로와 같은 데이터변환부(47)에서 i비트표시데이터(40) 및 J비트표시데이터(41)로 변환된다. 프레임레이트 제어회로(36)는 제어회로의 2J 종류로 구성된다. 선택부(37)에 있어서, J비트표시데이터(41)에 의해 제어회로로부터 출력된 제어데이터의 2J 종류중에서 데이터를 선택하여 프레임레이트 제어데이터 FD(43)로써 출력한다.
한편, 펄스발생회로(38)는 2i+1종류의 멀티레벨토운펄스를 발생한다. 제12도는 i=2인 경우 펄스발생회로(38)에 의해 발생된 멀티레벨토운펄스의 예이다. 0%의 휘도레벨을 가지는 Poff는 Po로써, 100%의 휘도레벨을 가지는 Pon은 P4로써 정의된다. 상기 Po와 P4사이의 스페이스는 공평하게 4등분된다. 25%의 휘도레벨을 가지는 멀티레벨토운펄스는 P1으로, 50%의 휘도레벨을 가지는 멀티레벨토운펄스는 P2로써, 75%의 휘도레벨을 가지는 멀티레벨토운펄스는 P3로써 정의된다. 따라서, 합계 (22+1=) 5인 멀티레벨토운펄스가 얻어진다.
선택부(39)에 있어서, 하나의 멀티레벨토운펄스는 1비트표시데이터(i=2인 경우) 및 프레임레이트 제어데이터 FD(43)에 의해 5종류의 멀티레벨토운펄스중에서 선택되어, 멀티레벨토운펄스(45)로써 액정패널(1)로 출력된다. 상기 선택부(39)에 있어서, 2종류의 멀티레벨토운펄스는 2비트표시데이터(40)에 의해 5종류의 멀티레벨토운펄스중에서 조합하여 선택된다. 2비트표시데이터(40)가 (0,0)인 경우, 멀티레벨토운펄스의 조합(P0,P1)은 제13도에 도시한 바와 같이 선택된다. 2비트표시데이터(40)가 (0,1),(1,0) 또는 (1,1)인 경우, 각각 조합(P1,P2),(P2,P3) 또는 (P3,P4)가 선택된다. 또한, 프레임레이트 제어데이터 FD(43)에 의해, 선택된 조합중에서 하나의 펄스가 선택되어 액정패널(1)로 출력된다.
예를들면, i비트 표시데이터(40)가 (0,0)이면, 멀티레벨토운펄스의 조합(P0,P1)은 상술한 선택동작에 의해 선택된다. 이 조합중에서, P0 또는 P1은 FD(43)에 의해 선택된다. FD(43)가 2J 종류의 프레임레이트 제어데이터중에서 선택된 한 종류이므로, 평균 휘도레벨은 P0의 휘도레벨 0%과 P1의 휘도레벨 25% 사이에 위치되는 2J 스텝의 하나가 되도록 제어된다. i비트표시데이터(40)가 (0,1),(1,0) 또는 (1,1)인 경우, 평균 휘도레벨은 상기와 마찬가지로 2J스텝의 하나가 되도록 제어된다.
실용의 상세한 예에 대해 제11도 및 제14도를 참조하여 이하에 설명한다. 제11도에 있어서, 데이터변환부(47)에서는 4비트표시데이터(46)를 i(=2) 비트데이터(40) 및 J(=3) 비트데이터(41)로 변환한다. 2J종류 프레임레이트 제어회로(36) 및 선택부(37)는 각각 제3a도 및 제3c도에 도시한 바와같은 회로구성을 가진다. 2i+1 종류 펄스발생회로(38)는 제12도에 도시한 멀티레벨토운펄스를 발생한다. 제14도는 CRT표시데이터 I,R,G 및 B가 입력표시데이터(46)로써 제11도의 시스템으로 공급되는 경우 얻어진 액정표시의 평균 휘도레벨을 도시한다. 제14도에 도시한 바와같이, 데이터 변환부(47)는 입력표시데이터 I,R,G 및 B를 i비트데이터(40)(i=2인 경우) 및 J 비트데이터(41)(J=3인 경우)로 변환한다. 선택부(39)에 있어서, 조합은, 변환결과 얻어진 I비트 데이터(40)에 따른 2i+1 종류 펄스발생회로(38)에 의해 발생된 표시펄스의 조합중에서 선택된다. 한편, 프레임레이트 제어데이터 FD(43)는 J 비트 데이터(41)에 의해 선택부(37)에서 선택된다. 이 FD(43)에 의해서, i비트 데이터(40)에 의한 선택된 조합중에서 한 펄스가 선택부(39)로부터 출력된다.
이 회로동작의 일례에 대해 이하에 설명한다.
입력표시데이터(I,R,G,B)=(0,1,0,0)인 경우, 데이터 변환부(47)의 출력은 I비트표시 데이터(40)에 대해서 (Di1,Di0)=(0,1) 및 J 비트표시데이터(41)에 대해서 (DJ2,DJ1,DJ0)=(0,1,0)으로 표시될수 있다. (DJ2,DJ1,DJ0)=(0,1,0)에 따라서, 프레임레이트 제어데이터 FD(43)는의 프레임 레이트 제어비를 가지는 데이터가 되고, (Di1,Di0)=(0,1)에 따라서, 표시펄스의 조합은 25%의 휘도레벨에 상당하는 P1및 50%의 휘도레벨에 상당하는 P2를 가진다.
이 조합(P1,P2) 중에서, P1또는 P2가 선택되어의 프레임레이트 제어비를 가지는 프레임레이트 제어데이터 FD(43)에 의해서 액정패널(1)로 출력된다. 따라서, 한 주기는 3개의 프레임으로 정의된다. 3개의 프레임중에서 2개의 프레임에 있어서, 25%의 표시휘도레벨을 가지는 P1이 선택된다. 나머지 하나의 프레임에 있어서, 50%의 표시 휘도레벨을 가지는 가지는 P2가 선택된다. 3개의 프레임의 평균은 휘도레벨 33.3%의 표시와 같게 된다.
만약 입력데이터 I,R,G 및 B가 마찬가지로 제14도에 도시한 바와 같이 데이터 변환부(47)로 변환된다면, 16레벨이 0%의 평균휘도레벨과 100%의 평균 휘도레벨사이에서 공평하게 액정스크리인상에 표시될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, N 비트휘도데이터를 사용하여 2N 레벨토운표시를 만드는 것이 가능하다.
본 발명의 구체적인 양상을 이하에 제15도 내지 제34도를 참조하여 설명한다.
제15도는 본 발명에 의하여 제1도에 도시한 멀티레벨토운펄스발생수단(3), 멀티레벨토운펄스선택회로(4) 및 액정패널(1)의 실시예를 도시한 블록도이다.
제15도에 있어서, (51),(52)는 1도트를 표시하기 위한 색정보의 하이오더데이터(A) 및 로우오더데이터(B)의 형태로 한 라인을 표시하기 위한 정보를 나타낸다. (데이터 (A),(B))는 각각 제1도에 도시한 하이오더데이터(6) 및 프레임레이트 제어데이터FD (10)에 상당한다). 라인메모리(53),(54)는 상기 (A)데이터를 기억하기 위해, (55),(56)은 한 라인에 대한 상기 (B)데이터를 기억하기 위해 제공된다. 데이터 선택신호 발생회로(61)은 펄스클록(60) 및 라인클록(59)으로부터 데이터선택신호(68),(69)를 발생한다. 데이터선택신호(68)는 라인클록(59)에 의해 “하이”와 “로우” 사이를 선택하고, 데이터선택신호(69)는 라인클록(59)의 주파수의 2배를 가지는 펄스클록(60)에 의해 “하이”와 “로우”사이를 선택한다. 데이터선택회로(62),(64) 2종류의 표시데이터를 재배열하는 위상인버어트회로(63), 액정패널(1) 및 액정패널을 구동하기위한 X 및 Y구동회로(65),(66)도 또한 설치되어 있다.
제15도에 있어서, 한 라인에 대한 데이터(A)는 매라인에 대해 선택적으로 라인메모리 1A(53) 또는 라인메모리 2A(54)로 도입되고, 상기 데이터는 매라인마다에 대해 선택적으로 도입한 것에 대향하는 라인메모리로부터 독출된다. 독출데이터 M1A 또는 M2A는 데이터 선택회로(62)에 의해 MA로써 선택된다. (B)데이터(52)의 작동은, 라인메모리 1B(55), 및 라인메모리2B(56)로 도입되어, 데이터선택회로(62)에 의해 데이터 MB로 선택된다.
위상인버어트회로(63)에 있어서, 데이터선택회로(62)로부터 출력된 데이터 MA,MB는 X방향에서 도트방식으로, Y방향에서 라인방식으로 재배열되어, X구동회로(65)에 대한 X구동데이터 XA, XB로써 출력된다. 위상인버어트회로(65)에 데이터재배열동작을 제16도 및 제17도를 참조하여 설명한다.
제16도는 위상인버어트회로(63)의 데이터재배열위치를 도시하며, 동도에 있어서, “-”로 표시된 위상인버어트회로(63)로 입력데이터 MA,MB의 재배열이 수행되지 않고, 상기 입력데이터 X구동데이터 XA, XB로써 즉시 전달된다. “0”으로 표시된 도트는 위상인버어트회로(63)로 입력데이터 MA,MB의 재배열이 수행되어, 상기 재배열된 데이터는 X구동데이터 XA,XB로써 전달된다. 특히, 제16도에서 “-”로 표시된 도트에 대해서, 입력데이터(MA,MB)=(0,0)는 출력데이터(XA,XB)=(0,1)는 출력데이터(XA,XB)=(0,1)로, 입력데이터(MA,MB)=(0,1)는 출력데이터(XA,XB)=(1,0)로, 입력데이터(MA,MB)=(1,1)는 출력데이터(XA,XB)=(1,1)로 재형성된다. 제16도에서 “0”으로 표시된 도트에 대해서, 입력데이터(MA,MB)=(0,0)는 출력데이터(XA,XB)=(0,0)로, 입력데이터(MA,MB)=(0,1)는 출력데이터(XA,XB)=(1,0)로, 입력데이터(MA,MB)=(1,0)로, 입력데이터(MA,MB)=(1,1)는 출력데이터(XA,XB)=(1,1)로재형성된다. 그 결과, 위상인버어트회로(63)는 “0”으로 표시된 표시도트에 대해 입력데이터(MA,MB)=(0,1) 또는 (1,0)상의 데이터재배열은 보충하여 데이터 XA,XB를 생성한다. 제17도는 (MA,MB)=(0,1)의 입력데이터를 가지는 각 도트에 대한 출력데이터(XA,XB)를 도시한다. 위상인버어트회로(63)에 의해 제공된 출력데이터 XA,XB중에서, XA 및 XB중의 하나는 한 라인이 동일하게 두부분으로 분리된 데이터선택신호(69)에 따라 데이터선택회로(64)에 의해 선택되고, 상기 선택된 것은 XD로써 보내진다.
X구동회로(65)는 데이터래치클록(57)에 따라서 하이오더데이터 XD(=XA)를 가진 한 라인에 대한 표시정보를 도입하여 계속되는 펄스클록(60)의 하강에 지부에서 XD(=XA)로 표시된 표시정보 X1-Xi를 생성한다. X구동회로(65)가 하이오더데이터 XD(=XA)의 표시정보를 전달하는 동안에, 한 라인에 대한 로우오더데이터 XD(=XB)는 데이터래치클록(57)에 따라서 도입되고, XD(=XB)로 특정된 표시정보 X1-Xi는 계속되는 펄스클록의 하강에지에서 전달된다.
X구동회로(65)에 의해 생성된 표시정보 X1-Xi는 한 라인상의 액정패널에 공급되고, 상기 라인은 Y구동회로(66)의 출력 Y1-Xi에 의한 하이상태의 라인으로써 상기 정보에 비례하는 광이 전달된다.
상기 Y구동회로(66)는 라인클록(59)에 따라서 라이딩라인클록(58)을 도입하여 Y1을 하이로 만들고, 계속되는 그 다음의 라인클록에 따라서 하이 상태를 Y2,…YJ로 이동시킨다.
동작도트와 비동작도트사이의 중간휘도를 발생하는 하아프토운 표시방법을 제18도 내지 제22도를 참조하여 설명한다.
제18도에 있어서, 한 라인에 대한 표시데이터(A) 및 (B)를 라인메모리 1A(53) 및 라인메모리 1B(55)로 동시에 도입되어, X구동데이터 MA,MB는 라인메모리 1A(53) 및 1B(55)에서 판독되고, MA 또는 MB는 데이터선택회로(64)에 의해 선택되어 상기 선택된 데이터는 X구동회로(65)로 XD로써 보내지므로, 표시정보 X1-X1는 X 구동데이터 XD에 의해 전달된다.
제19도 및 제20도는 X 구동데이터와 표시정보사이의 관계를 도시한다. 라인메모리 1A(53) 및 1B(55)가 독출되는 동안에, 그 다음 한 라인에 대한 표시데이터(A),(B)가 표시데이터 2A(54) 및 2B(56)로 도입된다. 라인메모리 1A(53) 및 1B(55)가 판독된후, 라인메모리 2A(54) 및 2B(56)가 독출되고, 이 판독기간 동안에 그 다음 한라인에 대한 표시데이터는 라인메모리 1A(53) 및 1B(55)로 도입된다. 상기와 같은 동작이 반복된다. 한라인에 대한 독출데이터는 데이터 선택회로(64)에 의해 절환된다.
다음에, 제18도의 회로배열에 있어서, i행 및 j열(i 및 j는 4가 된다고 가정한다)에 대한 (A,B)=(0,1)을 가지는 표시데이터를 입수한 경우, X구동회로(65)는 제21도에 도시한 표시펄스를 발생한다. 제21도에 있어서, 도트 X1에서 도트 X4로의 표시펄스는 같은 타이밍에서 상승하고 하강한다. 이결과, 한 도트를 표시하기 위한 표시펄스의 상승과 하강때문에 노이즈가 증가하여, 결과적으로 액정패널(1)상의 표시의 휘도가 열화한다.
또한, 각 X도트는 한 라인내의 상승위치와 하강위치에 의해 수반되어 주파수성분을 펄스편차에 의해 증가시켜, 이 결과 액정패널(1)상의 누화가 발생한다.
액정패널(1)상의 표시휘도의 열화를 경감시키고, 누화발생을 감소시키기 위해, 제15도에 도시한 회로배열을 제16도에 도시한 바와같은 도트방식 라인방식 및 프레임방식으로 데이터선택회로(62)에 의해 선택된 MA 및 MB를 재배열하도록 동작하는 위상인버어트회로(63)를 포함한다.
제15도에 나타낸 위상인버어트회로(63)를 구비한 액정표시회로에 있어서, X축 구동회로(65)는, i행 및 j열(i 및 j가 4가 될 경우)에 대해(A,B)=(0,1)을 가지는 표시데이터를 받아들일 경우 제22도에 나타낸 표시펄스를 발생한다. 제22도는 인접하는 X도트에 대한 출력펄스가 상이할 경우 그리고 한 개의 도트에 대한 펄스가 상승할 경우에, 인접한 도트에 대한 펄스가 동시에 하강한다. 위상인버어트회로(63)를 구비하지 않은 액정표시회로의 표시펄스를 나타내는 제21도에 있어서, 도트 X1 내지 X4에 대한 표시펄스는 동시에 상승 또는 하강하며, 상승노이즈 또는 하강노이즈에 기인하는 표시휘도를 저하시키는 반면에, 위상인버어트회로(63)를 구비한 액정표시회로의 표시펄스를 나타내는 제22도에 있어서는, 인접하는 도트에 대한 표시펄스는 서로다른 타이밍에서 상승 또는 하강을 한다. 인접하는 도트에 대한 표시펄스를 상승에서 하강으로 변경하므로서, 그 노이즈를 상쇄시키며, 일반적인 상쇄효과에 의해서 액정표시의 휘도가 저하되는 것을 방지시키거나 저감시킬수 있다.
또한, 위상인버어트회로(63)를 구비하지 않은 액정표시회로의 표시펄스를 나타내는 제21도에 있어서, 표시펄스는 각 X도트에 대한 한라인에서 한번씩 상승 및 하강하므로, 주파수성분은 펄스상승의 변동에 따라서 더욱 높아지고, 결과적으로 액정패널(1)상에 누화가 생기는 반면에, 위상인버어트회로(63)를 구비한 경우에는 한 개의 X도트에 대한, 한라인의 표시펄스와 다음 라인 혹은 선행라인의 표시펄스를 일체화하므로서 한 라인상에 있는 표시펄스의 상승 혹은 하강을 제거하고 한프레임주기내에서 표시펄스의 변동을 1/2로 저감시킨다. 따라서 주파수성분을 1/2로 감소시킨 것이되고, 결과적으로 표시패널(1)상에서 발생하는 누화를 감소시킨다.
제19도에 나타낸 선택펄스(2) 및 펄스(3)는 동일한 펄스폭을 가지므로, 펄스는 모두 동일한 표시휘도를 제공하여야 하지만, 한 라인내에서 상승노이즈 및 하강노이즈가 1 : 1로 대응하지 못할 경우 노이즈를 완전히 상쇄하지 못하므로 펄스(2) 및 펄스(3)사이에 표시휘도는 약간의 차이가 생긴다. 따라서, 액정표시채널(1)상의 인접한 두 도트가 펄스(2) 및 펄스(3)와 함께 활동될 경우 상기 도트는 약간의 차이가 있는 표시휘도를 가지게 될 것이다. 상기 문제점을 극복하기위해서는, 위상인버어트회로(63)는 각 프레임에 대한 X축 구동데이터를 재배열하도록 작동하므로, 한 도트에 대한 표시펄스를 각 프레임 마다 펄스(2)로부터 펄스(2) 및 펄스(3)에 대한 펄스(3)로 변경하거나, 인접한 도트에대한 표시펄스를 각 프레임마다 펄스(3)로부터 펄스(3) 및 펄스(2)에 대한 펄스(2)로 변경하므로써 상기 도트에 대한 표시휘도를 균일하게 한다.
또한, 본 발명에 따라서, 상기 위상인버어트회로(63)가 라인메모리로부터 판독한 표시정보 MA 및 MB를 재배열하여도, 위상인버어트회로(63)는, 라인메모리의 선두에서 교호적으로 구비되므로 라인메모리에 입력되기전에 데이터(A) 및 데이터(B)를 재배열한다.
본 발명에 따른 제1도에 나타낸 프레임레이트 제어회로(2)의 구체적인 실시예를, 제23도 및 제24도를 참조하면서 이하에 설명한다.
제23도 및 제24도는 제3a도 및 제3c도의 보다 구체적인 실행을 나타내고, 제3a도 및 제3c도는 액정셀(1)이 한개의 도트로 구성된다는 가정하에서 본 발명을 개략적으로 설명하는데 사용되었다.
액정패널(1)에서, 프레임레이트 제어방법은 멀티레벨토운표시를 만드는데 일반적으로 사용된다. 제23도는 프레임레이트 제어회로(2)의 배열을 나타내는 블록선도이다. 각 블록의 기능은 제4도의 기능과 동일하다.
액정패널(1)을 형성하는 모든 도트는 동일한 타이밍으로 프레임레이트 제어를 받지 않지만, 모드 도트는 도트별로 다른 타이밍에서 프레임레이트제어를 받으므로 화면상의 플리커현상을 방지한다. 상기 프레임레이트제어방법을, 리이딩라인 클록(58) 및 데이터래치클록(57)을 사용하여 실행한다. 본 발명에서 X축방향의 도트를 유닛으로 택하므로서 프레임레이트제어를 실행한다. 즉, 액정표시패널(1)의 모든 도트에 대해서 세로라인 방향을 프레임레이트제어를 실행한다. 프레임레이트제어비가인 경우, m세로라인중에서 n세로라인은 각 프레임마다 표시를 하기위해서 활동된다. 상기 프레임레이트제어의 예는 제24도에 나타나있다. 프레임레이터제어비가이 경우, 3개의 세로라인은 한 개의 유닛으로 정의 되고 한 개의 세로라인은 각 프레임마다 표시하기 위해서 활동된다. 프레임레이트제어비가일경우 5개의 세로라인은 한개의 유닛으로 정의되고, 4개의 세로라인은 각 프레임마다 표시하기 위해서 활동된다. 그러므로, 각 도트에서 각 프레임레이트제어비에 비례하는 표시가 이루어진다.
프레임레이트제어비에 의하여 상술된 세로라인 방향으로 프레임레이트제어를 실행하기 위해서, 프레임레이트제어데이터(28) 내지 (35)는 프레임레이트제어회로 a(20) 내지 h(27)에서 각각 발생하고, 3비트표시데이터(5)에 따라서, 프레임레이트제어데이터(28) 내지 (35)중에서 데이터를 선택하여, 제1도에 나타낸 프레임레이트제어데이터 FD(10)에 대응하는 (B) 데이터(52)를 출력한다.
제23도 및 제15도에 나타낸 회로의 조합을 구성하는 실시예를 제25도 내지 제31도를 참조하면서 이하에 설명한다.
제25도는 상기 실시예의 배치도이다. 상기 회로는 제15도에 나타낸 (A) 데이터(51)에 대응하는 하이오더 1비트 표시데이터(6) 및 로우오더 3비트 표시데이터(5)에 따라서 액정패널(1)의 한 화면상에 16레벨 토운표시를 만드는데 사용한다. 프레임레이트제어회로(2)에서, 로우오더 3비트 표시데이터(5)를, 제15도에 나타낸 (B) 데이터(52)에 대응하는 프레임레이트 제어데이터(10)로 변환한다.
액정표시패널(1)에 공급되는 하이오더표시데이터(6), 프레임레이트제어데이터(10) 및 선택펄스등의 상호관계를 제26도 내지 제34도를 참조하면서 이하에 설명한다. 제27도 내지 제32도는 제26도에 나타낸 바와같이 6도트×6도트로 구성되는 매트릭스 액정모델을 사용하여 만든 표시의 예를 나타낸다. 하이오더 표시데이터 및 프레임레이트 제어데이터에서, “X”는 표시에 대한 비활동상태 “0”를 나타내는 반면에, “0”은 표시에 대한 활동상태 “1”을 나타낸다. 선택펄스의 각 번호는 제19도에 나타낸 펄스(1) 내지 (4)중의 하나를 나타낸다. 즉, “1”은 1수평기간동안 off-상태가 되는 펄스(1)를 나타내고, “2”는 1수평기간의 후반기간동안 on-상태가되는 펄스(2)를 나타내고, “3”은 1수평기간의 전반기간동안 on-상태가 되는 펄스(3)를 나타내고, “4”는 1수평기간동안 on-상태가되는 펄스(4)를 나타낸다.
제27도는 하이오더표시데이터 및 프레임레이트제어데이터 모두가 “X”(예를들면, 비활동상태 “0”)인 경우를 나타낸다. 하이오더표시데이터 및 프레임레이트 및 제어데이터 모두 “0”이고, 펄스 1를, 제20도에 나타낸 바와같이, 표시펄스로서 선택하므로서 각 프레임의 표시휘도레벨은 0%가 된다. 제28도는 각 하이오더표시데이터가 “X”(표시에 대한 비활동상태 “0”)와, 각 프레임레이트제어데이터가 “0”(표시에 대한 활동상태 “1”)인 경우를 나타낸다.
위상인버어트회로(63)의 간섭없이 상기 데이터에 따라서 표시를 나타내려고 도시할 경우 각 표시펄스는 펄스 2가 된다. 그러나, 제25도에 나타낸 바와같이 위상인버어트회로(63)를 사용할 경우, 위상반전을 각 인접도트 및 각 프레임 마다 실행한다. 그러므로, 선택된 각 표시펄스마다 펄스 2가 되지않고, 선택펄스는 제28도에 나타난 바와같이 된다. 각 프레임이 표시휘도레벨은 50%가 된다. 제28도와 비교하면, 제29도는 각 하이오더 표시데이터는 “0”이 되고 각 프레임레이트 제어데이터는 “X”가 되는 경우를 나타낸다. 선택된 표시펄스를, 위상인버어트회로에 의해서 근접한 각 도트 및 각 프레임마다 위상반전한다.
제30도는 하이오더표시데이터 및 프레임레이트제어데이터 모두 “1”인 경우를 나타낸다.(표시의 활동상태 “1”) 하이오더표시데이터 및 프레임레이트제어데이터 모두 “1”이기 때문에, 선택된 표시펄스는, 제20도에 나타낸 바와같이, 펄스4가 된다. 따라서, 각 프레임의 표시휘도레벨은 100%가 된다.
제31도는 각 하이오더표시데이터는 “X”(표시의 활동상태 “0”)가 되고, 프레임레이트제어데이터는 프레임레이트제어비 ⅓을 가지는 경우를 나타낸다. 상기 프레임레이트 제어방법에서, 3개의 세로라인을 한개의 유닛으로 지정하고, 세개라인중의 한 개는 표시의 활동상태 “0”을 가지는 반면에 나머지 두개의 라인은 표시의 활동상태 “X”을 가진다.
모든 하이오더표시데이터가 “X”이기 때문에, 선택된 표시펄스는 프레임레이트 제어데이터 “X”를 가지는 도트에 대해서는 펄스 1가되는 반면에, 프레임레이트제어데이터형 “0”을 가지는 도트에 대해서는 위상인버어트회로에 의해서 펄스 2 또는 펄스 3가 된다. 그러므로, 전체화면의 휘도레벨은 각 프레임에 대해서 16.7%가 된다. 제31도에 나타낸 선택펄스에 의해서 각 X전극에 인가된 전압파형은 제33도에 나타나 있다.
제33도에 나타낸 제1프레임에서, 펄스2, 펄스3, 펄스1 및 펄스3의 순서로 전극(X1)에 펄스를 인가하는 반면에, 펄스3, 펄스2, 펄스3 및 펄스2의 순서로 전극(X4)에 펄스를 인가한다. 펄스변환점이 상기 두전극사이에서 서로 상쇄된다. 펄스(1)를 다른 전극(X2),(X3),(X5) 및 (X6)의 모두에 인가한다. 마찬가지로, 펄스변환점이 제2프레임에서는 전극(X2)과(X5)사이에서 서로 상쇄되고 제3프레임에서는 전극(X3)과(X6)사이에서 서로 상쇄된다. 상기 상쇄효과를 이용하여 표시영역의 확장에 따른 휘도의 감소를 방지한다.
제32도는 각 하이오더 표시데이터마다 “0”(표시용 활동상태 “1”)이 되고, 프레임레이트 제어데이터는 프레임레이트제어비 ⅓을 가지는 경우를 나타낸다.
각 하이오더 표시데이터가 “0”이기 때문에, 선택된 표시펄스는 프레임레이트제어데이터 “X”를 가지는 도트에 대해서는 위상인버어트회로를 통하여 펄스 2 또는 펄스 3가 되는 반면에, 선택된 표시펄스는 프레임레이트제어데이터 “0”을 가지는 도트에 대해서는 펄스 4가 된다. 그러므로, 전체화면의 휘도레벨이 66.7%가 된다. 제32도에 나타낸 선택펄스에 의해서 각 X전극에 인가된 전압파형이 제34도에 나타나 있다.
제1프레임에서 인가전압펄스는 전극(X1) 및 (X4)에 대해서는 펄스 4가 되고, 펄스 4는 전극(X2) 및 전극(X5)에 대해서는 펄스 3, 펄스 2, 펄스 3 및 펄스 2의 순서로 변하는 반면에, 전극(X3) 및 (X6)에 대해서는 펄스 2, 펄스 3, 펄스 2 및 펄스 3의 순서로 변한다. 상기 펄스를 인가한 결과로 펄스과도점은 전극(X2)와(X3)사이에서 그리고 전극(X5)와 (X6)사이에서 각각 서로 상쇄된다. 마찬가지로, 펄스과도점은 제2프레임에서 전극(X1)과 (X3)사이에서 그리고 전극(X4)와 (X6)사이에서 각각 서로 상쇄된다. 또한, 제3프레임에서, 펄스과도점은 전극(X1),(X2)사이에서 그리고 전극(X4)와(X5)사이에서 각각 서로 상쇄된다.
상술한 실시예에서는 프레임레이트제어비를 ⅓로 택하였다. 그러나 다른 값을 가지는 프레임레이트제어비에 대해서도 마찬가지로 적용된다. 선택된 표시펄스에 기인하는 상쇄효과를 얻기위해서는 세로라인을 유닛으로 택한 프레임레이트 제어방법이 유효하다.
본 실시예는, 프레임레이트 제어방법에 의해서 실현될 수 없는 미세한 레벨을 가지는 멀티레벨토운표시가 가능하기 때문에, 멀티레벨토운표시에 아주 효과적이다.
프레임제어방법을, 휘도레벨 10%의 멀티레벨 표시를 하기위하여 사용할 경우, 예를들면 10개의 프레임이 한 주기로 지정되며 100%의 휘도레벨을 가지는 표시가 10개의 프레임마다 한번씩 활성화된다. 실제로 표시할 경우 플리커현상이 일어나므로 표시의 품질이 저하된다. 상술한 것과 비교하면, 본 발명에서는 플리커현상이 상대적으로 적게생기고, 각 5프레임마다 휘도레벨 50%의 표시를 형성하는 프레임레이트 제어비가되게하 프레임레이트 제어방법을 택하므로서, 표시의 품질을 저하시키지 않고, 휘도레벨이 10%의 표시를 하는것이 가능하다.
지금까지 상술한 실시예에서는 액정패널을 사용하였다. 그러나, 본 발명은 플라즈마 혹은 EL등과 같은 플랫패널도 사용할 수도 있다.
또한, 컬러사용의 과도상태에서 본 발명이 적색, 청색, 녹색을 사용하므로서 준멀티컬러표시가 가능해진다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 액정표시시스템을 제35도를 참조하면서 이하에 설명한다. 본시스템에는 표시도트당 4개의 비트의 비율로 입력데이터를 수용하여, 16레벨토운 표시를 하도록 구비되어 있다.
제35도의 블록선도에서 (113) 및 (114)는 각각 하이오더표시데이터 및 로우오더 3비트데이터를 나타낸다. (104)는 로우오디 3비트표시데이터(114)를 프레임레이트 제어데이터 FD(115)로 변환하는 프레임레이트제어회로를 나타낸다. (105) 및 (106)은 각각 하이오더표시데이터(113)를 저장하기 위한 라인메모리 101A 및 101B를 나타낸다. (107) 및 (108)은 각각 한 개 라인에 대응하는 양만큼씩 프레임레이트제어데이터(115)를 저장하기 위한 라인메모리 101B 및 102B를 나타낸다. (110)은 펄스클록(118) 및 라인클록(117)을 기초로하여 데이터선택신호(120) 및 (121)를 발생하는 데이터선택신호 발생회로를 나타낸다.
상기와 같이 발생된 데이터선택신호(120)는 라인클록(117)에 따라서 “하이” 상태 및 “로우” 상태를 교대로 나타내고, 데이터선택신호(121)는 라인클록(117)의 두배 주파수를 가지는 펄스클록(118)에 따라서 “하이”상태 및 “로우”상태를 교대로 나타낸다고 가정한다. (111A)(111B) 및 (112)는 데이터선택회로를 나타낸다. (109)는 두종류의 데이터를 재배열하는 위상인버어트회로를 나타내고, (101)은 액정패널을 나타낸다. (102) 및 (103)은 각각 X구동회로 및 Y구동회로를 나타낸다.
제15도에 나타낸 바와같이, 하이오더 표시데이터(113)를 라인메모리 101A 및 라인메모리 102A로 각각 매라인마다 선택적으로 입력한다. 라인메모리로부터 데이터로 입력되지 않은 데이터를 독출한다. 상기 판독의 속도는 기록동작의 두배로 실행된다. 라인메모리에 저장된 동일한 데이터는 두배의 속도로 독출된다. 데이터선택회로(111A)에서, 이와같이 독출된 데이터 M101A 또는 M102A는 MA로서 선택된다. 프레임레이트 제어데이터(115)에 관해서는 동일한 작동이 라인메모리 101B 및 102B에서 실행되고 데이터 MB를 데이터선택회로(111B)에서 선택한다.
위상인버어트회로(109)는 X방향(예를들면 화면의 가로방향)의 도트를 유닛으로 택하므로서 데이터선택회로(111A) 및 (111B)로부터 출력된 데이터 MA 및 MB를 재배열하고, X구동회로(102)를 구동하기 위하여 재배열된 데이터 XA 및 XB를 출력한다. 상기 배열에 따른 도트는 라인 및 각 도트위치에 의존한다. 예를들면, 위상인버어트회로(109)내에서의 데이터재배열은 다음과 같이 실행된다. 제16도에 나타낸 바와같이 “-”로 표시된 도트는 입력데이터 MA 및 MB의 재배열을 하지 않고, 입력데이터 MA 및 MB는 각각 X구동데이터 XA 및 XB로서 그대로 출력된다. “0”으로 표시된 도트에 대해서는 입력데이터 MA 및 MB를 재배열하고, 재배열된 결과는 각각 X구동데이터 XA 및 XB로서 출력된다. 즉, 위상인버어트회로(109)는 “0”으로 표시된 도트에 대한 데이터를 재배열하고, 입력데이터(MA,MB)=(0,1)일 경우에는 XA 및 XB에 대한 재배열의 결과치를 출력한다. (MA,MB)=(0,0) 또는 (1,1)일 경우에는 MA 및 MB는 재배열하여도 동일한 데이터가 발생하기 때문에, 각각 XA 및 XB그대로 출력된다. 처리를 간단하게 하기 위해서 그러한 경우에도 재배열을 하는 것은 당연하다. 데이터선택회로(112)에서 X구동데이터 XA 또는 XB중의 하나가 한라인을 균일하게 둘로 분리한 데이터선택신호(121)에 의해서 선택된 다음, XD(124)로 출력된다.
제17도는 입력데이터(MA,MB)=(0,1)일 경우 각각 도트에 대한 출력데이터(XA,XB)를 나타낸다.
제5도에 나타낸 종래기술과 마찬가지로, X구동회로(102)는 데이터 래치클럭(119)에 대응하여 한라인을 나타내는데 필요한 하이오더데이터 XD(=XA)를 받아들인다. 펄스클록(118)의 연속되는 하강에지에 대응해서, X구동회로(102)는 XD=(=XA)에 의해서 나타나는 표시정보를 X1 내지 Xi로 출력한다. X구동회로(102)는 하이오더데이터 XD(=XA)의 표시정보를 출력하는 반면에, X구동회로는 데이터래치클록(119)에 응답하여 한라인에 대응하는 로우오더데이터 XD(=XB)를 받아들이고, 펄스클록(118)의 연속하는 하강에지에 대응하여 XD(=XB)에 의해서 나타난 표시정보를 X1 내지 Xi로 출력한다. X구동회로(102)로부터 공급된 표시정보 X1 내지 Xi를, “하이”상태일 경우, Y구동회로(103)의 출력(Y1) 내지 (Yj)중의 한라인에 위치한 액정에 인가한다. 이때, 표시정보에 비례하는 빛의 양이 전송된다.
리이딩라인클록(116) 및 라인클록(117)에 대응하여, Y축구동회로(103)은 Y1을 “하이”상태로 만든다. 라인클록(117)의 연속펄스에 대응하여 Y축구동회로(103)는 Y2 내지 Yj의 순서로 계속해서 “하이상태”로 이동한다.
(하이오더표시데이터, 프레임레이트제어데이터)=(0,1)로서 나타내는 표시데이터가 제28도에 나타낸 i행 및 j일 (단 i,j=6)을 형성하도록 지금까지 기술된 제35도의 액정표시회로에 입력되고, 50%의 휘도레벨을 가지는 하아프토운 표시가 형성될 경우, 제36도에 나타낸 표시펄스를 X구동회로(102)로부터 출력한다.
제36도에 나타낸 바와같이, 인접한 X도트의 출력펄스는 다르다. 특정도트의 펄스가 상승할 경우, 인접한 도트의 펄스는 동시에 하강한다. 인접한 도트의 표시펄스의 변환에지가 상승에지 및 하강에지로 구성되므로 그의 노이즈는 서로 상쇄된다. 따라서 액정표시의 휘도레벨이 낮아지는 것을 방지하거나 저감시킬수 있다. 즉, 상쇄효과를 얻는다.
소정의 X도트내의 한 라인의 표시펄스 및 연속하는 라인의 표시펄스 또는 선행라인의 표시펄스를 함께 배치함으로써, 한라인에 있는 표시펄스의 상승에지 또는 하강에지를 상쇄시키며 한프레임의 표시펄스의 주기변동을 반으로 감소시킨다. 그러므로, 주파수 성분도 또한 반으로 감소된다. 결과적으로 액정패널(101)에 발생된 누화도 반으로 감소된다.
프레임레이트제어회로(104)를 이하에 설명한다.
제3a도에 나타난 종래기술의 회로와 마찬가지로, 프레임레이트제어회로(104)는, 제어회로(125) 내지 (132)등의 8종류와 제어회로(125) 내지 (132)로부터 각각 출력되는 프레임레이트제어데이터(133) 내지 (140)등의 8종류중에서 하나를 선택하는 선택회로(141)로 구성된다. 상술한 바와같이 제어회로(125) 내지 (132)의 각각은 리이딩라인클록(116), 라인클록(117) 및 데이터래치클록(119)을 사용하므로서 프레임레이트제어비에 대응하는 프레임레이트제어데이터를 발생한다.
제37도는 본 실시예에 따른 경사도트패턴의 형태를 택한 프레임제어데이터를 나타낸다. 제37도에 나타낸 실시예에서, 프레임레이트제어비는 4/5이다. 빗금친 영역은 “1”(표시의 활성부분)을 나타낸다. 제4도에 나타낸 종래기술이 프레임레이트제어데이터와는 달리 프레임제어데이터의 한 유닛은 화면의 Y방향(세로방향)으로 두개의 라인과, Y방향(세로방향)으로 m도트(프레임레이트 제어주기가 프레임내에 있을 경우)를 가진다. 프레임제어데이터의 한 유닛은 Y방향으로 예를들면 두라인에서 동일한 데이터를 구성한다. 액정패널(1)의 화면상에 플리커현상을 방지하기 위하여 프레임제어데이터를 Y방향으로 두라인을 유닛으로 택하면서 매프레임마다 각각 이동한다.
제45도는 제37도에 도시한 프레임레이트제어데이터를 발생하는 제어회로의 예를 도시하며, 이 회로는 제3a도에 도시한 프레임레이트제어회로에 포함된 제어회로중의 하나와 대응한다.
이 제어회로는 리이딩라인클록(116)의 펄스를 계수하는 5진법(5-스케일)프레임 카운터(201)와, 리이딩라인클록(116)에 응하여 프레임 카운터(201)로부터 공급되는 값으로 적재되고 적재된 값을 초기치로 취함으로써 라인클록(117)의 펄스의 1/2주파수분할출력을 계수하는 5진법라인카운터(202)와, 상술한 주파수분할을 행하는 주파수분할기(205)와 라인클록에 따라 라인카운터(202)의 출력치로 적재되고, 적재된 값을 초기치로 취함으로써 데이터래치클록의 펄스를 계수하는 5진법 데이터 카운터(203)와, 데이터카운터(203)의 출력치에 따라 소정의 도트패턴을 출력하는 비트하아프 토운신호발생회로(204)로 구성된다. 프레임카운터(201) 및 데이터카운터(203)는 프레임레이트제어비(4/5)의 분포치(프레임주기)를 근거로 5진법카운터가 사용된다. 프레임레이트제어비에 따라서, 다른 카운터가 사용되어도 된다. 라인카운터(202)로써는 제37도에 도시한 프레임레이트제어패턴이 0라인으로된 서로 다른 5개의 패턴으로 구성되어 있기 때문에 5진법카운터가 사용된다. 라인클록의 펄스는 라인패턴이 2라인마다 변화하기 때문에 2의 비율로 주파수분할을 받는다. 이 예에서 라인패턴의 내용은 “01111”, “10111”, “11011”, “11101” 및 “11110”이다. 라인패턴의 내용은 프레임레이트제어비에 따라 다르다. 비트하아프토운신호발생회로(204)는 데이터카운터(203)의 출력처에 따라 다른 라인패턴을 발생하고, 디코우더 또는 메모리테이블로 구성되어도 된다.
이 프레임레이트 제어회로는 한프레임에서 두라인마다 수평방향으로 1도트만큼 라인패턴의 위상을 이동시키며, 또한 매프레임마다 역시 1도트씩 라인패턴의 위상을 이동시킨다. 그결과, 제37도에 도시한 바와같은 경사진 도트패턴의 모양을 취하는 프레임레이트 제어패턴이 발생된다.
이러한 구성의 제어회로를 사용하면, 제3a도에 도시한 선택기(141)로부터 병렬데이터가 출력된다. 따라서, 각기 복수의 비트폭을 가지는 라인메모리가 사용된다. 만일 직렬데이터를 수용하는 라인메모리가 사용된다면, 병렬-직렬변환이 행해져야한다.
지금까지 제35도에 도시한 각 블록에 대해서 상세하게 설명하였다. 제35도의 액정표시시스템에 의해 이루어지는 표시의 한예를 제38도 내지 제41도를 참조하여 이하 설명한다. 표시의 한예로서, 6도트×6도트를 가지는 액정장치, 좌측으로부터 배열된 X구동전극(X1)~(X6) 및 위쪽으로부터 배열된 Y구동전극(Y1)~(Y6)이 사용되는 것을 가정한다.
제38도는 하이오더표시데이터 MA(113)가 "0"프레임레이트제어데이터 MB(115)가 1/3의 프레임레이트제어비를 가질 경우에 X구동펄스 및 표시휘도레벨(16.7%)을 나타낸다. 하이오더표시데이터 MA 및 프레임레이트제어데이터 MB에 있어서, “X”는 표시의 비활동상태 “0”을 나타내고, 반면에 “0”은 표시의 비활동상태 “1”을 나타낸다. 또, X구동펄스에 나타낸 각 숫자는 제6b도에 나타낸 펄스(1)~(4)중의 하나를 표시한다.
제38도에 있어서, 모든 하이오더표시데이터(MA)는 “0”이다. 그러므로 프레임레이트제어데이터 MB “0”을 가지는 도트에 있어서는, X 구동펄스는 펄스 1이 된다. 프레임레이트제어데이터 MB “1”을 가지는 도트에 있어서는, X구동펄스는 제16도에 도시한 바와같은 기능을 수행하는 위상인버어트회로(109)를 개재하여 펄스 2 또는 펄스 3이 된다. 따라서, 각 프레임에 있어서, 전체스크리임의 휘도레벨은 16.7%가 된다.
제38도의 X구동펄스의 파형이 제39도에 도시되어 있다. 제1 프레임에 있어서, 표시펄스가 표시데이터 “X1→X2→X3” 및 “X4→X5→X6”로 나타낸 순서대로 Y방향으로 2라인마다 “펄스2, 펄스3” 또는 “펄스3, 펄스2”로 조합해서 각 X전극에 인가된다. 제2 프레임에 있어서, 표시펄스는 “X3→X1→X2” 및 “X6→X4→X5”로 나타낸 순서대로 각 X전극에 인가된다. 제3 프레임에 있어서, 표시펄스는 “X2→X3→X1” 및 “X5→X6→X4”로 나타낸 순서대로 각 X전극에 인가된다. 프레임레이트제어데이터 MB는 프레임레이트제어비 1/3을 가지기 때문에, 제1 내지 제3 프레임은 제4 프레임 및 그에 연속되는 프레임에서 반복된다. 제1 프레임의 2개의 라인(Y1) 및 (Y2)에 있어서는, “펄스2, 펄스3”이 전극(X1)에 인가되고, “펄스3, 펄스2”가 전극(X4)에 인가된다. 펄스변환변환점들은 이들 두전극 사이에서 서로 상쇄된다. 2개의 라인(Y3) 및 (Y4)에서 “펄스3, 펄스2”는 전극(X5)에 인가된다. 펄스변환점들은 이들 두전극 사이에서 상세된다. 2개의 라인(Y5) 및 (Y6)에서 펄스변환점은 전극(X3) 및 (X4)사이에서 상쇄된다.
제2 프레임 및 그에 연속되는 프레임에서도, 역시 펄스변환점들은 두전극사이에서 상쇄된다. 이러한 효과로 표시영역의 확장에 의한 휘도저하가 방지된다.
제40도는 모든 하이오더표시데이터 MA가 “1”, 프레임레이트제어데이터 MB가 프레임레이트제어비 “1/3”을 가질 경우의 X구동펄스 및 표시휘도레벨(66.7%)을 도시한다. 모든 하이오더표시데이터 MA는 “1”이다. 따라서 프레임레이트제어데이터 MB “1”를 갖는 도트에 있어서 X구동펄스는 펄스 4가 된다. 프레임레이트제어데이터 “0”을 갖는 도트에 있어서는, X구동펄스는 제16도에 도시한 바와같은 기능을 수행하는 위상인버어트회로(109)를 통과하여 펄스2 또는 펄스 3이된다. 따라서, 전체스크리인의 휘도레벨은 66.7%가된다. 제40도의 X구동펄스의 파형이 제41도에 도시되어 있다. 제39도와 같은 방법으로, 펄스 변환점은 두 개의 전극(X1) 및 (X4)(X2) 및 (X5) 그리고 (X3) 및 (X6)사이에서 상쇄된다. 상기 두 전극사이에서 상쇄되지 않은 변환점(제1 프레임, 전극(X2) 및 라인(Y3)의 상승에지와 같은)은 조합전극(이 경우에서는 전극(X5)) 이외의 변환점(이 경우에서는 전극(X4)의 하강에지)을 상쇄한다. 즉, 상승에지의 수는 각 라인에 있는 하강에지의 수화 동등하다. 그결과, 펄스변환점은 상쇄된다. 그리고 표시영역의 확장에 의해 휘도가 저하되는 것이 방지된다.
지금까지 하나의 유닛이 스크리인의 Y방향으로 2개의 라인을 갖고 X방향으로 m개의 도트를 갖는 것을 가정하여 제35도에 도시한 프레임레이트제어회로(104)의 프레임레이트제어방법에 대해 설명하였다. 그러나 하나의 유닛이 스크리인의 Y방향으로 4,6,8개의 라인과 같은 2N개의 라인(N은 정수)을 갖고 X방향으로 m개의 도트를 갖는다고 해도, 유사한 구조로써 간주될 수 있다.
선택적인 방법으로써, 스크리인의 Y방향제어를 사용하지 않고 하나의 유닛으로써 취해진 X방향의 m개의 도트(세로방향으로 m개의 라인)로부터 n개의 도트(세로방향으로 n개의 라인)가 제거된다. 이 방법도 유사하게 간주될수 있고, 이하 제42도 내지 제44도를 참조하여 설명한다.
한예로서 프레임레이트제어비를 4/5라 가정하면 제42도는 각 프레임의 프레임레이트제어데이터를 도시한다. 각 빗금친 영역은 표시를 위한 활동상태 “1”을 나타낸다.
제43도는 프레임레이트제어데이터 MB가 1/3의 프레임레이트제어비를 가지고 데이터 MB의 한 유닛의 스크리인의 Y방향으로 모든 라인을 갖고 X방향으로 3개의 도트를 가지는 반면, 모든 하이오더표시데이터 MA가 “0”인 조건하에서의 X구동펄스 및 표시휘도레벨(16.7%)을 나타낸다. 제38도와 같은 방법으로 모든 하이오더표시데이터는 “0”이다. 따라서, “0”과 동등한 프레임레이트제어데이터 MB를 갖는 도트에 있어서 X구동펄스는 펄스 1이 된다. “1”과 동등한 프레임레이트제어데이터 MB를 갖는 도트에 있어서는, X구동펄스는 제16도에 도시한 바와같은 기능을 수행하는 위상인버어트회로(109)를 통하여 펄스2 또는 펄스3이 된다. 따라서, 각 프레임에 있어서, 표시휘도 레벨은 16.7%이다. X구동펄스의 파형은 제44도에 도시되어 있다.
제44도에 도시한 제1 프레임에 있어서, 펄스가 펄스2, 펄스3, 펄스2 및 펄스 3의 순서로 전극 X1에 인가된다. 또한 펄스가 펄스3, 펄스2, 펄스3 및 펄스 2의 순서로 전극(X4)에 인가된다. 펄스변환점은 이들 두 전극 사이에서 상쇄된다. 펄스 1이 다른 모든 전극(X2)(X3)(X5) 및 (X6)에 인가된다. 같은 방법으로 펄스변환점은 제2 프레임내의 전극(X2) 및 (X5) 사이에서 상쇄된다. 제3 프레임에서 펄스변환점은 전극(X3) 및 (X6) 사이에서 상쇄된다.
한예로서 프레임레이트제어비 1/3을 취하여 X구동펄스 및 휘도레벨에 대해서 지금까지 설명하였다. 이는 다른 프레임레이트제어비에 대해서도 동일하다. 따라서, X구동펄스의 상쇄효과로 인해 표시영역의 확장에 의해 야기되는 표시휘도저하가 방지된다. 이와같이하여 안정된 표시휘도를 갖는 멀티레벨토운표시가 가능해진다.
이하, 위상인버어트회로(63)를 사용하는 위상반전구조의 또다른 실시예를 제46도 내지 제50도를 사용하여 설명한다. 앞서 설명한 위상반전구조에 있어서, 하아프토운표시가 제16도에 도시한 데이터재배열을 변화시킴으로써 수행되며, 이에의해 X-열 구동회로(65)로부터 제46도에 도시한 표시펄스를 출력한다. 제46도에 있어서, 인접한 X-도트의 표시펄스는 서로 다르고, 인접한 도트중 하나의 표시펄스는 다른 도트의 표시가 하강할동안 동시에 상승한다. 표시패널의 각 시간마다, 상승하는 표시펄스의 수는 하강하는 표시펄스의 수와 동일하다. 이와같이 위상인버어트회로(63)는 인접한 도트의 변환펄스에지가 서로 반대의 방향을 갖도록 함으로써 인접한 도트의 표시펄스의 변환에지에서 야기되는 노이즈를 오프셋(offset)하는 역할을 한다.
1/3 또는 1/5과 같은 홀수-프레임주기의 프레임레이트제어비에서 하아프토운표시가 수행되면, 어떤 X도트, 예를들면, 제33도에서의 X1도트의 표시펄스는, X도트와 쌍을 이루는 다른 도트의 표시펄스가, 예를들면, 제33도의 X4도트에 의해 도시한 바와같이 하강하는 동안 상승한다. 표시펄스의 상승에지의 수는 각 타인에서 표시펄스의 하강에지의 수와 동일하다. 이렇게해서 표시펄스의 변환에지에서 일어나는 노이즈는 각 라인에서 오프셋된다.
그러나, 하아프토운표시가 1/2 또는 1/4과 같은 짝수프레임주기의 프레임레이트제어비에서 수행되면, 표시펄스는 제47도에 도시한 바와같이 된다.
제47도는 1/4의 프레임레이트제어비로 프레임의 수직방향으로 프레임레이트제어가 수행될때의 표시펄스의 파형을 도시한다. 제1 프레임을 참조하면, 4개의 도트는 하나의 유닛을 구성하며, 제1도트는 항상 오프상태를 취한다. 제2 및 제4도트의 펄스가 하강에지를 이루면, 제3도트의 펄스는 상승에지를 이룬다. 거꾸로, 제2 및 제4도트의 펄스가 상승하면, 제3도트의 펄스는 하강한다. 따라서, 표시패널의 각 라인에서 상승펄스에지의 수와 하강펄스에지의 수가 다르므로, 변환펄스에지에 의한 노이즈는 오프셋 될수 없다.
따라서, 본 발명의 본 실시예는 홀수프레임주기 및 짝수프레임주기에서 변환에지에서 야기되는 노이즈를 상쇄하는 것이 요구된다.
제48도는 8-도트의 유닛의 데이터재배열을 위한 제16도의 변형을 도시한다.
제49도는 데이터재배열에 의해 수행되는 하아프토운표시용 표시펄스를 도시한다. 제49도에 있어서, 각 라인에서 8도트에 대하여 동시에 변환을 야기하는 상승에지 및 하강에지의 수는 동일하다. 그결과, 변환에지에서 야기되는 노이즈는 오프셋 될 수 있다.
짝수 프레임주기에서의 프레임레이트제어가 상기 하아프토운 표시에서 행해질때는 제50도에 도시한 바와같은 표시펄스가 사용된다. 제50도에서, 표시펄스는 1/4의 수직방향 프레임레이트제어비로 프레임레이트제어를 이루기 위해 제공된다. 예를들면, 제1 프레임을 참조하면, 하나의 유닛을 구성하는 8개의 도트중 첫 번째 및 다섯 번째 도트가 오프상태를 취한다. 제2, 제4 및 제7도트가 하강하는 펄스에지를 취하면, 제3, 제6 및 제8도트는 상승펄스에지를 취한다. 거꾸로, 제2, 제4 및 제7도트가 상승펄스에지를 취하면, 제3, 제6 및 제8도트는 하강에지를 취한다. 이와 같이 하여 각 라인에 대한 상승펄스에지 및 하강펄스에지의 수는 같아지고, 이에 의해 에지노이즈가 오프셋되도록 허용한다.
상기 4-프레임주기의 프레임레이트제어에 있어서, 1라인내에 8개의 도트에 대해 노이즈가 취소된다. 그러나 다른 프레임주기의 프레임레이트제어가 다음과같은 방법으로 수행될수도 있다. 2-프레임주기프레임제어가 한 유닛으로써의 8도트에 대해 행해지고, 3-프레임주기프레임제어가 24도트에 대해 행해지며, 5-프레임주기프레임제어가 40도트에 대해 행해지고, 6-프레임주기프레임제어가 24도트에 대해 행해지며, 6-프레임주기프레임제어가 56도트에 대해 행해진다.
앞의 실시예의 설명에서는 액정패널만이 사용되었다. 그러나 대체로, 본 발명은 플라즈마 또는 전기루미넌스와 같은 다른 편평한 표시패널에도 역시 적용할수 있다.
또, 색사용으로의 변환에 있어서, 본 발명을 적색, 청색 및 녹색에 적용하므로써 준멀티컬러표시가 가능해진다.
상술한 실시예를 사용함으로써, 프레임레이트제어방법에 의해서는 실현될수 없는 미세한 스텝을 갖는 멀티레벨토운 표시가 가능해진다. 만일 프레임레이트제어방법이, 예를들면, 10%의 휘도레벨을 갖는 멀티-레벨토운표시를 얻기위하여 간단히 사용된다면, 열화된 표시의 품질을 초래하는 1/10의 프레임레이트제어비를 갖는 프레임레이트제어가 사용되어야한다. 그러나, 본 실시예에서는, 양호한 표시품질을 갖는 멀티레벨토운표시가 하이오더표시데이터 “0” 및 1/5과 동등한 프레임레이트제어데이터의 프레임레이트제어비를 이루므로써 실현된다.
또, 하나의 유닛이 스크리인의 Y방향으로 2N개의 라인을 갖고 X방향으로 m개의 도트를 갖도록하는 프레임을 제어방법으로 유닛을 정의하므로써, X구동펄스의 변환점의 취소효과가 효율적으로 이루어질수있다.

Claims (10)

  1. (i+j)비트(i 및 j는 양의 정수) 표시데이터에 포함되는 j비트표시데이터에 따라 2j종류의 프레임레이트제어데이터중 한 종류를 선택하여 발생하는 프레임레이트제어수단, 2i+1종류의 표시펄스를 발생하는 멀티레벨토운 표시펄스발생수단과, 상기 프레임레이트제어수단에 의해 발생된 프레임레이트제어데이터에 따라 상기 2i+1종류의 표시펄스로부터 하나를 선택하고, 상기 선택된 표시펄스를 액정패널에 인가하여 액정패널에 2i+j종류의 표시를 허용하는 선택구동수단으로 구성된 액정표시시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 i가 1인 경우 0%, 50% 및 100%로 각각 3(=2i+1)종류의 멀티레벨토운표시펄스의 표시휘도레벨을 설정하는 휘도레벨설정수단으로 구성되는 액정표시시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표시데이터는 N비트로 구성되는 것을 특징으로하고, 상기 N-비트표시데이터를 상기 i-비트데이터 및 j-비트데이터로 변환하는 데이터변환부로 구성되는 액정표시시스템.
  4. 제2항에 있어서, 멀티레벨표시 펄스의 펄스폭을 사용하므로서 상기 표시휘도레벨을 지지하는 수단으로 구성된 액정표시시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 N비트는 4비트이고, 상기 표시데이터는 휘도정보 및 각기 1비트로 구성되는 적색, 녹색 및 청색정보를 가진 액정표시시스템.
  6. Y구동회로에 의해 연속적으로 나타나는 수평라인에서 X구동회로로 취해지는 1-라인데이터를 표시하는 X-Y매트릭스표시패널의 멀티-레벨토운표시방법에 있어서, 각 프레임에서, 경사진 도트패턴을 형성하기위하여 유닛으로써 프레임을 취하므로써 표시도트를 활동상태 또는 비활동상태로 하기위해 프레임레이트제어를 행하는 단계와, 매프레임마다 제어되는 상기 경사진 도트를 이동시키기 위하여 1수평간격동안 각 X구동라인에 인가되는 펄스의 폭을 조정하는 단계로 구성되는 멀티레벨토운표시방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 각 X구동라인에 인가되는 펄스의 변환수를 감소시키기위하여 1수평기간동안 각 X구동라인에 인가되는 제1 및 제2의 펄스에 대응하는 표시데이터를 상호 교환하는 단계로 구성된 멀티-레벨토운표시방법.
  8. 제6항에 있어서, 하강에지의 수와 거의 동등한 모든 X구동라인에 인가되는 펄스의 상승에지의 수를 형성하기위하여 1수평기간동안 각 X구동라인에 연속적으로 인가되는 제1 및 제2펄스에 대응하는 표시데이터를 상호교환하는 단계로 구성되는 멀티-레벨토운표시방법.
  9. 1라인에 해당하는 양만큼 표시데이터를 수용하고, 액정패널에 데이터를 출력하는 X구동회로와, 상기 X구동회로로부터 출력된 데이터가 표시되는 수평라인을 연속적으로 나타내는 Y구동회로로 구성되는 액정표시시스템에 있어서, 1도트를 형성하는 표시데이터의 로우오더데이터부에 따라 유닛으로써 프레임을 취하는 동안 표시도트를 활동상태 및 비활동상태로 하기위한 프레임레이트제어데이터를 발생하는 프레임레이트제어수단과, 1라인에 해당하는 양만큼 1도트를 형성하는 상기 표시데이터의 하이오더데이터를 기억하는 제1 라인메모리와, 1라인에 해당하는 양만큼 상기 프레임레이트제어회로로부터 출력된 프레임레이트제어데이터를 기억하는 제2 라인메모리와, 1수평간격동안 상기 X구동회로에 1라인에 해당하는 양을 가지고 상기 제1 라인메모리에 기억된 하이오더데이터 및 상기 제2라인메모리에 기억된 프레임레이트제어데이터를 연속적으로 공급하는 수단과, 상기 도트에 해당하는 상기 프레임레이트제어데이터 및 상기 하이오더데이터를 최신의 것으로 상기 X구동회로에 공급하기전에 상호 교환하기위해 프레임내의 도트위치에 반응하는 수단으로 구성된 액정표시시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프레임레이트제어수단은 유닛으로써 Y방향으로 2N개의 라인 및 X방향으로 m개의 도트(여기 N 및 m은 정수)를 취함으로써 프레임레이트제어를 행하는 것을 특징으로하는 액정표시시스템.
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