KR19990083242A - 표시 장치 및 표시 장치 보정 시스템 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치 보정 시스템 Download PDF

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Abstract

프로젝터 및 이를 포함한 디스플레이 시스템에 있어서, 장시간에 걸쳐 고화질, 양질의 표시를 유지시키기 위한 것이다. 사용자의 필요에 따라 얻어지는 보정데이타를 이용하여, 입력된 비디오 신호로 보정처리하여 보정된 신호를 액정패널에 입력할 수 있는 양호한 표시특성을 유지한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치 보정 시스템{Display device and display device correction system}
본 발명은 광학특성이 전압, 전류, 주파수, 다른 전기적 인자에 의해 변조될 수 있는 표시장치 및 표시장치 보정시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 매 화소 마다에 박막 트랜지스터(TFT)가 제공된 투사형 표시장치에 관한 것이다.
최근에, 절연기판상에 반도체 박막을 형성한 반도체 장치, 예를들면 박막 트랜지스터(TFT)를 제조하는 기술이 급속히 발달하고 있다. 그 이유는 액티브 매트릭스형 액정 표시장치(액정패널)의 수요가 높아지고 있기 때문이다.
액티브 매트릭스형 액정 표시장치(액정패널)은 CRT 에 비해, 저가격으로 대화면(크기 40 내지 100)의 표시장치를 제공할 수 있고, 또한, 해상도의 고영상을 관찰자에 제공할 수 있는 우수한 장점을 갖고있다.
근년에, 이러한 액정패널을 사용한 프로젝터(프론트 프로젝터, 리어 프로젝터 등)의 개발이 증가추세에 있다. 프론트 프로젝터에서, 광원으로부터의 광이 액정패널에 조사되어 반사형 스크린상에 결상됨으로서, 사용자는 그 스크린의 반사광을 영상으로서 얻게된다. 한편, 리어 프로젝터에서, 광원으로부터의 광이 액정패널에 조사되어 영상을 투과형의 확산용 스크린(이하, 간단히,스크린이라 칭함.)의 표면에 결상됨으로서, 사용자는 광원과 반대측의 스크린 면측에서 영상을 관찰할 수 있게된다.
상기 프로젝터에는 RGB 다색표시패널을 1 개로 된 투과형의 단판식이나, 색 R, G, B 마다에 분리된 단색표시패널을 3 개로 된 3 종류의 단색화면을 광학적으로 합성하는 3 판식 등이 있다.
단판식 이나 3 판식 어느 것에 있어서도, 다색표시패널이 RGB 3 원색의 할당된 화소를 포함하고 있는데 반해, 단색표시패널은 전체의 화소가 R, G, B 3 원색중 하나의 색만을 할당하고 있다는 점을 제외하고는, 표시패널은 기본적으로 동일한 구조를 갖고있다.
프로젝터 등에 사용되는 액정등을 전기광학물질로서 이용한 투과형의 표시패널은 그 광학변조율과 영상신호의 전압레벨이 비직선적인 관계에 있다. 또한, 액정의 분광특성등에 의존하고 R, G, B 3원색 마다의 비직선성이 다르게 되어 있다. 이 비직선성을 예비 보정하기 위해 감마 보정회로가 IC 칩 또는 주변구동회로에 내장되어 있다.
종래의 프로젝터에서는, 도 3 에 도시한 바와같이, 스크린(11)상에 표시된 화상이 전방으로부터 CCD (11)등의 측정장치에 의해 측정되고, 그 화상 데이터의 일부를 메모리하여 그 데이터를 기초로한 감마 보정 데이터를 감마 보정 메모리에 기록했다. 이 감마 보정메모리로의 기입은 장치의 출하시에 한번만 행하였다. 즉, 종래에는 출하시 메모리에 기입된 감마 보정데이터가 이후, 재기입되었다.
종래의 프로젝터에 있어서는, 장시간의 사용에 의한 광원의 저하, 액정패널의 저하, 편광판의 저하 등이 발생되어 화질이 변화되므로, 종래에는 양호한 표시를 유지하기가 힘들었다. 액정패널 및 편광판의 저하는 주로, 콘트라스트비의 저하를 초래하고, 광원의 저하는 주로, 표시특성(색 재현성, 밝기)의 저하를 초래하는 심각한 문제를 일으켰다.
또한, 프로젝터에 요구되는 실행레벨은 매일 높아지고, 액정패널의 표시화소수가 많아지며, 고정밀화 및 고밀도화가 점증되고 있다.
그래서, 프로젝터 및 이를 포함하는 시스템에 있어서, 장시간 동안 고화질, 고정밀한 표시를 유지하는 것이 문제가 되고 있다.
본 발명은 상술의 관점에서 이루어지는 것이며, 본 발명의 목적은 장시간 동안 우수한 표시특성을 유지할 수 있는 표시장치 및 표시장치 보정 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따르면,
액정패널, 액정패널 구동회로 및 메모리를 구비하며, 영상신호가 입력된 액정패널에 광을 조사하여 얻어진 영상광을 표시하기 위한 표시장치에 있어서,
상기 영상광으로 부터 표시 스크린 데이터를 얻는 검지수단과,
표시 스크린 데이터에 기초하여 보정 데이터를 얻는 수단과,
상기 보정 데이터를 메모리에 기억하는 수단과,
상기 메모리에 기억된 보정 데이터에 기초하여 영상신호를 보정하는 수단 및,
보정된 영상 데이터를 액정패널 구동회로에 입력하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따르면,
광원, 액정패널 및 스크린을 구비하며, 영상신호가 입력된 액정패널에 광을 조사하여 얻어진 영상광을 스크린상에 확대투사하기 위한 표시장치에 있어서,
영상광으로 부터 표시 스크린 데이터를 얻는 검지수단과,
표시 스크린 데이터로 부터 보정 데이터를 얻는 연산수단과,
메모리에 보정 데이터를 기억하는 수단 및,
메모리에 기억된 보정 데이터에 기초하여 영상신호를 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 양상에 따르면,
영상신호가 입력된 표시장치에 광을 조사하여 영상광을 얻는 수단과,
영상광으로 부터 표시 스크린 데이터를 얻는 검지수단과,
표시 스크린 데이터에 기초하여 보정 데이터를 얻는 수단과,
메모리에 보정 데이터를 기억하는 수단과,
영상광을 보정하도록 보정 데이터에 기초하여 영상광을 보정하는 수단 및,
보정된 영상광으로 부터 표시를 얻는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 보정 시스템이 제공된다.
상기 각 구조에서, 보정 데이터는 디지털 신호인 것을 특징으로 한다.
상기 각 구조에서, 메모리는 감마 보정 메모리인 것을 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 개략도.
도 2 는 광학 시스템과 광원을 도시하는 개략도.
도 3 은 종래예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 리어 프로젝터형 표시장치 102 : 광학시스템 및 광원
103 : 미러 104 : 스크린
112 : 개인용 컴퓨터 113 : DDM
본 발명을 실행하는 방법은 다음의 후술하는 실시예에 의해 보여진다.
이후, 본 발명에 따른 실시예를 후술하지만, 이 실시예로 제한되지 않는다는 점은 자명하다.
실시예 1.
도 1 은 본 발명의 개략도이다. 참조부호 101 은 광원(102)과 광학시스템으로 부터 영상광을 스크린(104)상에 표시하는 리어 프로젝터형 표시장치이다. 미러(103)는 광학 엔진(102)으로 부터의 영상광을 스크린(104)상에 도입하기 위해 설치되어 있다. 스크린(104)은 주로 투명물질로 이루어진 광 투과판으로 구성되어 있다.
도 2 에 도시된 바와같이, 광학 시스템 및 광원(102)은 주로, 광원(201), 미러(204), 액정패널(207,208,209) 및 크로스 다이크로익 미러((203,206;cross dichroic mirrors)를 포함한다.
도 2 에서, 광원(201)은 금속 할로겐 화합물 램프를 사용한다. 광원(201)은 백색 램프라면 특별히 한정되지 않는다. 도 2 에 일례로서 도시한 바와같이, 광학 시스템과 광원(102)은 광원으로 부터의 광을 다른 3 색 즉, 적색, 청색, 녹색의 광으로 분리하여 출사하는 크로스 다이크로익 미러(203)과, 분리된 3 색의 광을 각각 집속시킨 크로스 다이크로익 미러(206)과, 전반사 미러(204)와, 편광판(205)과, 3 개의 액정패널(207,208,209)에 의해 구성되어 있다. 이 광학 시스템과 광원(102)은 리어 프로젝터형의 광학 시스템과 광원이면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 도시하지는 않았지만, 다른 광학 시스템으로서, 광원과 액정패널 사이에 콘덴서를 설치한 구성이나, 액정패널과 스크린(104) 사이에 투사렌즈 등을 각각 설치한 구성이어도 좋다. 또한, 본 실시예에서는 3 판식의 리어 프로젝터를 나타냈지만, 이 구조로 한정되지는 않는다.
크로스 다이크로익 미러(203)으로 부터의 3 색의 광을 각각 다른 액정패널에 조사하고 각 액정패널에 얻어진 상을 크로스 다이크로익 미러(206)에 의해 합성한 후, 상기 스크린상에 각각 확대,조사하여 영상을 얻는다. 이에 의해서, 칼라 표시필터를 설치하지 않고도 칼라표시가 얻어진다.
광학 시스템 및 광원(102)에는 HDTV 비디오 RGB 신호(105)가 각각 배타적인, R 용 감마보정회로(106), G 용 감마보정회로(107) 및 B 용 감마보정회로(108)을 경유해 입력되어 있다. 각각의 감마보정회로에는 메모리[보정메모리(109,110,111)]가 설치되어 있고, 이 메모리 테이블을 재기입하기 위한 개인용 컴퓨터(연산처리장치 ; 112)가 접속가능하게 되어 있다. 개인용 컴퓨터(112)는 DDM(113 : 디지털 멀티 미터) 에 접속되어 있다.
액정패널의 액티브 매트릭스 기판과 동일기판상에 감마보정회로 및 메모리를 TFT 등으로 제조하고 집적화을 도모해도 좋다.
지금부터, 본 실시예의 보정 메모리의 메모리 테이블의 내용을 재기입하는 동작을 설명한다.
먼저, 광학 시스템 및 광원으로 부터의 영상광을 직접 센서(도시생략)로 판독하고, DDM(디지털 멀티 미터 ; 113)에 의해 디지털 신호로 변환했다. 종래에는, 출하시에 스크린상에 표시된 영상을 판독했다. 이에 대해서, 본 실시예는 광학 시스템(확대렌즈, 미러, 스크린 등)에 의하지 않고, 광학시스템 및 광원으로 부터 스크린으로의 광로로 부터 광학시스템 및 광원의 렌즈 커버(100) 등에 설치한 센서로 영상광을 직접 판독하는 것에 의해 종래에 비해서 보다 정확한 영상 데이터를 판독하는 구성으로 했다.
또한, 본원 명세서에서 언급한 렌즈 커버는 광학시스템 및 광원으로 부터 스크린으로의 광로중간에 설치된 센서가 부착된 베이스 부재 또는 지지 베이스을 총칭하는 일반적인 용어이다. 본 실시예에서는 렌즈커버로서, 덮개형 플라스틱 부재를 사용했다. 이 덮개형상의 플라스틱 부재는 차광물로서 기능하고, 센서가 광학시스템 및 광원으로 부터의 광만을 검지하도록 사용자가 적정 광학시스템에 임의 세트하는 구성으로 되어 있다. 렌즈 커버는 센서가 부착가능한 베이스 부재 또는 지지 베이스로서 그것은 특히, 형상, 재질에 한정되지 않는다.
본 실시예에 있어서는, 광 다이오드가 제공된 광학시스템 및 광원의 렌즈커버(100)는 사용자가 세트하고, 사용자의 필요에 따라 적절히 보정하도록 구성되어 있다. 물론, 본 발명은 영상광으로 부터 데이터를 아날로그 신호 또는 디지털 신호로서 검지가능한 수단이라면, 광 다이오드에 한정되지 않고, 다양한 공지의 센서(CCD 및 영상 센서)가 채택될 수 있다.
상기 센서의 설치장소는 광원으로 부터 스크린 까지의 광로상이면 어디든 상관없다. 예를들면, 광원의 저하에 관련한 보정을 행하려면, 액정패널의 표시소자기판과 동일한 기판상에 설치한 이미지 센서에 의해 광원으로 부터의 발광 강도데이터 등을 얻는 구성이어도 좋다.
본 실시예에서는 전체의 화소에 대응해서 영상 광정보를 판독하는 것이 바람직하다. 대표적인 화소상의 영상 광정보가 판독될 수 있다. 전체의 화소에 대응하여 영상 광정보를 판독하도록 구성한 경우, 하나의 화소가 저하되어 표시가 약간 변화되어도 적절한 영상신호의 인가전압을 조절하고 보정할 수 있다.
또한, 도 1 에 도시된 DDM의 기본적인 기능은 상기 검지수단에 의해 얻어진 아날로그 신호인 경우, 영상 광정보를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기이다. 더나아가, DDM 은 개인용 컴퓨터(연산처리장치)를 액정패널상의 위치(즉, 어드레스)를 부여하는 다른 기능도 갖고 있다. DDM 은 리어 프로젝터(101)에 내장할 수도 있다. 본 실시예에서 DDM 을 사용했지만, 특별히 제한하는 것은 아니고, A/D 변환기에 사용될 수도 있다. 예를들면, DDM 대신에 고속으로 판독할수 있는 오실로스코프(oscilloscope)가 사용될수 있다. 더나아가, 상기 검지수단에 의해 얻어진 데이터가 디지털 신호인 경우, DDM 은 필요없다.
얻어진 디지털 신호의 영상 광데이터는 감마보정용 데이터를 얻기위해, 개인용 컴퓨터(연산회로)로 연산처리하였다. 이 감마보정데이터는 감마보정회로내의 보정메모리 테이블에 기록하였다. 개인용 컴퓨터를 본 실시예에 접속했지만, 동일한 연산처리능력을 갖고 있는 CPU 를 표시장치에 내장할 수 있다. 이러한 구성에서는, 보정 시스템을 구비한 표시장치로 할수 있고, 장치를 보다 소형 경량화로 할수 있다.
본 실시예에서, 감마보정회로 로서, 곡선근사 감마보정회로를 사용했다. 감마보정은 액정의 감마보정 이나 카메라 등에 의한 감마보정을 포함한다. 보정메모리의 메모리 테이블을 재기록하는 주기는 사용자가 사용할 때 마다, 렌즈커버를 세트하여 보정을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 표시장치의 전원오프시는 자동적으로 렌즈커버가 세트되고, 표시장치의 시동시에 렌즈커버의 센서로 데이터를 기록하고 보정데이터를 재기록하고 영상광의 보정을 행한 후, 자동적으로 렌즈커버를 벗겨서 표시를 개시하는 구성이 바람직하다. 보다 양호하게는, 영상을 표시하는 동안 영상광으로 부터 데이터를 얻고 보정 메모리의 메모리 테이블을 재기록하여, 보정을 행하도록 구성하는 것이 양호하다.
본 실시예에서, 주로 감마보정용 데이터를 보정 메모리에 기록하지만, 특히, 감마보정에 한정하는 것은 아니고, 동시에 다양한 보정(휘도보정, 시각특성보정, 표시결함보정, 사용자의 소망에 따른 보정)을 행하는 데이터를 보정메모리 테이블에 기록하는 것이 바람직하다.
이 보정메모리는 룩업 테이블(lookup table)로 이루어져 있다. 이 룩업테이블은 개략적으로 연산한 결과 즉, 소정의 관수(function)를 독립변수와 종속변수의 대응관계로서 기억한 것이다. 보정 메모리는 룩업 테이블로 제한하지는 않는다.
이와같이, 정기적으로 재기록된 보정 메모리를 이용해서, 입력된 영상신호(105)에 보정처리 (감마보정, 휘도보정, 시각특성보정, 표시결함보정, 개인의 필요에 따른 표시보정)을 실시하고 보정된 신호를 액정패널에 입력할 수 있는 양호한 표시특성을 유지할 수 있다.
실시예 2
본 실시예에서는, 프론트 프로젝터에 적용한 경우의 예(도시생략)를 도시한 것이다. 상기 프론트 프로젝터는 광원으로 부터의 광을 액정패널에 조사하고, 반사형의 스크린상에 결상시키고 사용자는 그 스크린의 반대광을 영상으로서 얻는 것이다.
본 실시예에서는, 표시장치에 검지장치를 설치하고, 영상표시를 행할때 스크린에서의 반사광으로 부터 영상정보를 얻고 보정메모리를 재기입하여 영상신호를 보정하는 구성으로 했다.
상기 영상정보의 검지수단으로서는 CCD 카메라 등을 이용하고, 표시장치내부에 광학시스템과 광원에 병렬로 설치했다. 또한, 이 구성에서는 표시된 영상을 CCD 카메라로 정기적으로 포획하고, 그 포획된 정보에 기초하여 영상신호를 임의로 보정하는 구성으로 했다. 이렇게 해서, 항상 표시의 질을 유지할 수 있다.
각 실시예에 있어서, 영상신호를 보정하는 순서는 특별히 제한하지 않고 적절히 변경가능하다.
상기 각 실시예에 있어서, 감마 보정회로는 외부 감마보정회로로 도시하였지만, 패널과 동일한 기판상에 TFT 등으로 형성된 감마보정회로로 대체할 수 있으며, 이경우, 소형경량화가 도모된다. 또한, 표시소자와 동시에 보정회로를 제조하면, 제조단가가 저감된다.
결과적으로, 본 발명에 따르면, 광원의 저하에 의한 표시특성(색상 재현성, 휘도)의 저하가 감소될 수 있다. 또한, 액정패널(액정재료, 화소 TFTs, 편광판 등)의 저하에 의한 표시특성(콘트라스트비)의 저하가 감소될 수 있다. 그래서, 장시간동안 양질의 고정밀도 및 우수한 감마특성을 가진 표시가 성취된다.

Claims (9)

  1. 액정패널, 액정패널 구동회로 및 메모리를 구비하며, 영상신호가 입력된 액정패널에 광을 조사하여 얻어진 영상광을 표시하기 위한 표시장치에 있어서,
    상기 영상광으로 부터 표시 스크린 데이터를 얻는 검지수단과,
    표시 스크린 데이터에 기초하여 보정 데이터를 얻는 수단과,
    상기 보정 데이터를 메모리에 기억하는 수단과,
    상기 메모리에 기억된 보정 데이터에 기초하여 영상신호를 보정하는 수단 및,
    보정된 영상 데이터를 액정패널 구동회로에 입력하는 수단을 포함하는 표시장치.
  2. 광원, 액정패널 및 스크린을 구비하며, 영상신호가 입력된 액정패널에 광을 조사하여 얻어진 영상광을 스크린상에 확대투사하기 위한 표시장치에 있어서,
    영상광으로 부터 표시 스크린 데이터를 얻는 검지수단과,
    표시 스크린 데이터로 부터 보정 데이터를 얻는 연산수단과,
    메모리에 보정 데이터를 기억하는 수단 및,
    메모리에 기억된 보정 데이터에 기초하여 영상신호를 보정하는 수단을 포함하는 표시장치.
  3. 영상신호가 입력된 표시장치에 광을 조사하여 영상광을 얻는 수단과,
    영상광으로 부터 표시 스크린 데이터를 얻는 검지수단과,
    표시 스크린 데이터에 기초하여 보정 데이터를 얻는 수단과,
    메모리에 보정 데이터를 기억하는 수단과,
    영상광을 보정하도록 보정 데이터에 기초하여 영상광을 보정하는 수단 및,
    보정된 영상광으로 부터 표시를 얻는 수단을 포함하는 표시 보정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 데이터는 디지털 신호인 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 데이터는 디지털 신호인 표시장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 보정 데이터는 디지털 신호인 표시 보정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 메모리는 감마 보정 메모리인 표시장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 메모리는 감마 보정 메모리인 표시장치.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 메모리는 감마 보정 메모리인 표시 보정 시스템.
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