KR20030011613A - 매트릭스형 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
매트릭스형 표시 장치는, 화상의 1 프레임 기간분의 화상 데이터에 블랭킹 데이터를 삽입하는 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)와, 1 프레임 기간 내에 화상 데이터와 블랭킹 데이터가 표시되도록, 표시 소자 어레이(107)의 라인을 게이트선 구동 회로(104)가 주사하기 위한 클록을 생성하는 복수회 주사 타이밍 제어 회로(103)를 구비한다. 게이트선 구동 회로(104)는, 서로 인접하는 복수의 라인을 하나의 다발로 하여 동시에 주사한다. 이 구성에 의해, 구조의 대형화·복잡화를 억제하면서 동화 희미해짐 등에 기인하는 화질의 열화를 억제할 수 있다.
Description
본 발명은, 아몰퍼스 실리콘 액정 또는 발광 다이오드 또는 유기 EL 등의 표시 소자를 갖는 매트릭스형 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 블랭킹 처리를 행하는 표시 장치에 관한 것이다.
종래의 기술로서, 특허 공개 평성 11-10992호 공보에는, 하나의 액정 표시 패널을 상하 2개의 화소 어레이로 분할하여, 그 분할된 화소 어레이의 각각 데이터 선 구동 회로를 제공하고, 상하의 화소 어레이의 각각에 1개씩 상하 합쳐 합계 2개의 게이트선을 선택하여 상하 2 분할한 표시 영역을 각각의 구동 회로에서 듀얼 스캔하면서 1 프레임 기간 내에 상하 위상을 어긋나게 하여 블랭킹 화상(흑 화상)을 삽입하는 것이 개시되어 있다. 즉, 1 프레임 기간이 영상 표시 기간과 블랭킹 기간의 상태를 갖게 되어 영상 홀드 기간을 단축할 수 있다. 그 때문에 액정 디스플레이로, 브라운관과 같은 동화 표시 성능을 얻을 수 있다.
그러나, 전술한 종래의 기술은 액정 표시 패널을 상하로 분할하여 각각 데이터선 구동 회로를 가진 구성으로 되어 있기 때문에 부품 코스트 및 제조 코스트가 증가함과 동시에 구조가 대형화·복잡화된다. 이 때문에, 대화면, 고세밀화에 따른 코스트도 통상의 패널보다 증대하는 것은 말할 것도 없다. 또한, 전술한 종래 기술에 나타낸 액정 표시 패널은, 동화 표시 특성은 비약적으로 향상하지만 퍼스널 컴퓨터 등의 데스크 탑 영상으로 대표되는 정지화에서는 통상의 액정 표시 패널과 다르지 않다. 즉, 노트북 컴퓨터 등의 모니터 용도로서 널리 보급되고 있는 액정 패널에서는 오버 스펙이 되어, 멀티미디어 용도의 고급 품종으로 한정되어 버린다. 그 때문에 다품종 양산화에 의해 양산 효율이 저하하게 된다.
본 발명은, 구조의 대형화·복잡화를 억제하면서, 동화 희미해짐 등에 기인하는 화질 열화를 억제하는 것이 가능한 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 표시 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 표시 소자 어레이의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사 시의 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 2 라인 동시 기록, 2라인 비월 주사 시의 각 신호선 구동 파형 및 표시 소자의 광학 응답 파형도.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 계조 전압 생성 회로의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사 시의 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사시의 각 신호선 구동 파형 및 표시 소자의 광학 응답 파형도.
도 8의 (a)는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 2 라인 동시 기입, 2 라인 비월 주사시의 복수회 주사 데이터 생성 회로에서의 영상 데이터 생성 과정의 개념도.
도 8의 (b)는 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 2 라인 동시 기입, 2 라인 비월 주사시의 복수회 주사 타이밍 생성 회로에서의 영상 데이터 생성 과정의 개념도.
도 9의 (a)는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 4 라인 동시 기입, 4 라인 비월 주사시의 복수회 주사 데이터 생성 회로에서의 영상 데이터 생성 과정의 개념도.
도 9의 (b)는 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 4 라인 동시 기입, 4 라인 비월 주사시의 복수회 주사 타이밍 생성 회로에서의 영상 데이터 생성 과정의 개념도.
도 10은 표시 소자 어레이의 해상도와 어스펙트 비의 관계도.
도 11은 디지털 방송의 영상 포맷의 관계도.
도 12의 (a)는 와이드형이 아닌 표시 소자 어레이에 와이드인 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 와이드인 영상의 어스펙트 비를 조정하여 표시한 경우의 모식도.
도 12의 (b)는 와이드형이 아닌 표시 소자 어레이에 와이드인 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 와이드형인 영상의 어스펙트 비를 유지하기 위해, 표시 소자 어레이의 수평 해상도를 모두 활용한 경우의 모식도.
도 12의 (c)는 와이드형이 아닌 표시 소자 어레이에 와이드인 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 표시 소자 어레이의 해상도와 와이드인 영상의 해상도를 일치시킨 경우의 모식도.
도 12의 (d)는 와이드형이 아닌 표시 소자 어레이에 와이드인 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 와이드인 영상의 어스펙트 비를 유지하기 위해, 표시 소자 어레이의 수직 해상도를 모두 활용한 경우의 모식도.
도 13의 (a)는 와이드형의 표시 소자 어레이에 와이드인 영상을 표시한 경우, 또는 와이드가 아닌 영상을 수평 방향으로 신장하여 표시한 경우의 모식도.
도 13의 (b)는 와이드형의 표시 소자 어레이에 와이드가 아닌 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 표시 소자 어레이의 수직 해상도를 모두 활용한 경우의 모식도.
도 13의 (c)는 와이드형의 표시 소자 어레이에 와이드가 아닌 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 표시 소자 어레이의 해상도와 와이드가 아닌 영상의 해상도를 일치시킨 경우의 모식도.
도 13의 (d)는 와이드형의 표시 소자 어레이에 와이드가 아닌 영상을 표시한 경우의 모식도로서, 표시 소자 어레이의 수평 해상도를 모두 활용한 경우의 모식도.
도 14는 표시 소자 어레이와 디지털 방송 영상 포맷 조합의 관계도.
도 15는 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 무효 영역 주사를 간략화하는 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 16은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 제어 정보 첨부 영상 포맷의 모식도.
도 17은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 제어 파라메터와 그 값의 구체예를 나타내는 설명도.
도 18은 본 발명에 따른 제2 실시예에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월주사시의 게이트 선택 펄스(게이트선 구동 신호)와 백 라이트 점멸 타이밍 차트.
도 19의 (a)는 본 발명에 따른 제2 실시예에서의 무효 표시 영역을 나타내는 모식도.
도 19의 (b)는 본 발명에 따른 제2 실시예에서의 점등 램프의 배치를 나타내는 모식도.
도 20은 본 발명에 따른 제2 실시예에서의 제어 파라메터와 그 값의 구체예를 나타내는 설명도.
도 21은 본 발명에 따른 제3 실시예에서의 1 라인마다 주사시의 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 22는 본 발명에 따른 제3 실시예에서의 1 라인마다 주사시의 각 신호선 구동 파형 및 액정의 광학 응답 파형도.
도 23은 본 발명에 따른 제3 실시예에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사시의 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 24는 본 발명에 따른 제3 실시예에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사시의 각 신호선 구동 파형 및 액정 광학 응답 파형도.
도 25는 본 발명에 따른 제3 실시예에서의 제어 파라메터와 그 값의 구체예를 나타내는 설명도.
도 26은 본 발명에 따른 제4 실시예에서의 표시 장치의 구성도.
도 27은 본 발명에 따른 제4 실시예에서의 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 28은 본 발명에 따른 제4 실시예에서의 제어 파라메터와 그 값의 구체예를 나타내는 설명도.
도 29는 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 드레인선 구동 회로(드레인 드라이버 IC)의 구성도.
도 30은 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 다른 드레인선 구동 회로(드레인 드라이버 IC)의 구성도.
도 31은 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 또 다른 드레인선 구동 회로(드레인 드라이버 IC)의 구성도.
도 32의 (a)는 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 고속 데이터 전송시 복수회 주사 데이터 생성 회로에서의 영상 데이터 생성 과정의 개념도.
도 32의 (b)는 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 고속 데이터 전송시 복수회 주사 타이밍 생성 회로에서의 영상 데이터 생성 과정의 개념도.
도 33은 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 표시 장치의 주요부 구성도.
도 34는 본 발명에 따른 제5 실시예에서의 제어 파라메터와 그 값의 구체예를 나타내는 설명도.
도 35는 본 발명에 따른 제6 실시예에서의 게이트선 구동 신호의 파형도.
도 36은 본 발명에 따른 제6 실시예에서의 연속 라인에 포함되는 화소의 각 구동 신호선의 파형 및 광학 응답 파형도.
도 37은 본 발명에 따른 실시예1에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 120Hz의 화면 주사에서 교대로 흑표시를 삽입한 주사 화면의 구성을 나타내는 설명도.
도 38은 본 발명에 따른 실시예2에서의, 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 180Hz의 화면 주사에서 그 중 1회 흑표시를 삽입한 주사 화면의 구성을 나타내는 설명도.
도 39는 본 발명에 따른 실시예2에서의 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 180Hz의 화면 주사에서 그 중 2회 흑표시를 삽입한 주사 화면의 구성을 나타내는 설명도.
도 40은 본 발명에 따른 실시예3에서의 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 240Hz의 화면 주사에서 그 중 1회 흑표시를 삽입한 주사 화면의 구성을 나타내는 설명도.
도 41은 본 발명에 따른 실시예3에서의 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 240Hz의 화면 주사에서 그 중 2회 흑표시를 삽입한 주사 화면의 구성을 나타내는 설명도.
도 42는 본 발명에 따른 실시예3에서의 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 240Hz의 화면 주사에서 그 중 3회 흑표시를 삽입한 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 43은 본 발명에 따른 실시예4에서의 2 라인 동시 기록, 1 또는 2 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 120Hz의 화면 주사에서 그 중 1회 흑표시를 삽입한 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 44는 본 발명에 따른 실시예5에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 120Hz의 실시예6에서의 화면 주사에서 그 중 상하 반화면 교대로 흑표시를 삽입한 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 45는 본 발명에 따른 실시예6에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 120Hz의 화면 주사에서 그 중 좌우 반화면 교대로 흑표시를 삽입한 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 46은 본 발명에 따른 실시예7에서의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사이고 프레임 레이트 120Hz의 화면 주사에서 그 중 1/4 체크 흑표시를 삽입한 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 47은 본 발명에 따른 실시예8에서의 60Hz 주사시의 영상 변화와 액정 투과율 응답 파형을 나타내는 설명도.
도 48은 본 발명에 따른 실시예8에서의 120Hz 주사시의 영상 변화와 고속화된 액정 투과율 응답 파형을 나타내는 설명도.
도 49는 본 발명에 따른 실시예9에서의 180Hz 주사시의 영상 변화와 고속화 후 흑기록에 따른 액정 투과율 응답 파형을 나타내는 설명도.
도 50은 본 발명에 따른 실시예10에서의 120Hz 주사시의 1/2 흑표시 삽입의 주사 화면 구성과 기록 극성을 나타내는 설명도.
도 51은 본 발명에 따른 실시예10에서의 180Hz 주사시의 1/3 흑표시 삽입의 주사 화면 구성과 기록 극성을 나타내는 설명도.
도 52는 본 발명에 따른 실시예10에서의 240Hz 주사시의 2/4 흑표시 삽입의 주사 화면 구성과 기록 극성을 나타내는 설명도.
도 53은 본 발명에 따른 실시예11에서의 2개의 서브 필드 사이에서 다른 주사를 행했을 때의 주사면 구성과 기록 극성을 나타내는 설명도.
도 54는 본 발명에 따른 실시예12에서의 2개의 서브 필드 사이에서 다른 주사를 행했을 때의 주사 화면 구성과 기록 극성을 나타내는 설명도.
도 55는 본 발명에 따른 실시예13에서의 2개의 서브 필드 사이에서 다른 주사를 행했을 때의 주사 화면 구성과 기록 극성을 나타내는 설명도.
도 56은 본 발명에 따른 실시예14에서의 상시 도트 반전 구동에서 2 라인마다 반전 구동으로 전환했을 때의 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 57은 본 발명에 따른 실시예15에서의 상시 라인 커먼 반전 구동에서 2라인마다 커먼 반전 구동으로 전환했을 때의 주사 화면 구성을 나타내는 설명도.
도 58은 본 발명에 따른 실시예16에서의 120Hz 주사시의 1/2 흑표시 삽입의 주사 화면 구성과 백라이트 점등 제어와의 관계를 나타내는 설명도.
도 59는 본 발명에 따른 실시예17에서의 120Hz 주사시의 상하 반면 흑표시 삽입의 6주사 화면 구성과 백라이트 점등 제어와의 관계를 나타내는 설명도.
도 60은 본 발명에 따른 실시예 18에서의 120Hz 주사시에 고속 응답 필터를 적용한 것으로, (a)는 영상 변화를 나타내는 설명도, (b)는 고속 응답 필터로 도출한 데이터를 삽입했을 때의 영상 변화를 나타내는 설명도, (c)는 고속 응답 필터를 사용했을 때의 영상 변화를 나타내는 설명도, 및 (d)는 액정 응답성과 점등 제어와의 관계를 나타내는 설명도.
도 61은 본 발명에 따른 실시예19에서의 각종 영상 포맷을 나타내는 설명도.
도 62는 본 발명에 따른 실시예19에서의 NTSC에서 XGA로 해상도 변환하고,또 잔여 대역의 흑표시 삽입시의 화면 주사의 변화를 나타내는 설명도.
도 63은 본 발명에 따른 실시예19 등에서의 헤더 정보를 나타내는 설명도.
도 64는 본 발명에 따른 실시예23 등에서의 헤더 정보를 나타내는 설명도.
도 65는 본 발명에 따른 실시예19에서의 영상 멀티 포맷 대응의 표시 장치의 구성도.
도 66은 본 발명에 따른 실시예20에서의 영상 멀티 포맷 대응의 표시 장치의 구성도.
도 67은 본 발명에 따른 실시예21에서의 영상 멀티 포맷 대응의 표시 장치의 구성도.
도 68은 본 발명에 따른 실시예22에서의 영상 멀티 포맷 대응의 표시 장치의 구성도.
도 69는 본 발명에 따른 각 실시예에서의 복수회 표시 데이터 제어 회로의 구성도.
도 7O은 본 발명에 따른 각 실시예에서의 액정 구동·제어 회로의 구성도.
도 71은 본 발명에 따른 실시예19∼22의 구성에 백라이트 점멸 제어를 조합시킨 것의 복수회 주사와 백라이트 점멸 제어와의 관계를 나타내는 설명도.
도 72는 본 발명에 따른 실시예23의 구성에 백라이트 점멸 제어를 조합시킨 것의 서브 필드 주사와 백라이트 점멸 제어와의 관계를 나타내는 설명도.
도 73의 (a)는 본 발명에 따른 각 실시예에서의 복수회 표시 데이터 생성 과정에서의 NTSC 입력 화상의 설명도.
도 73의 (b)는 본 발명에 따른 각 실시예에서의 복수회 표시 데이터 생성 과정에서 입력 화상에 스케일링 처리한 데이터의 설명도.
도 73의 (c)는 본 발명에 따른 각 실시예에서의 복수회 표시 데이터 생성 과정에서의 복수회 주사 데이터의 설명도.
도 74는 NTSC에서 XGA로 해상도 변환하고, 또 서브 필드화시 화면 주사의 변화를 나타내는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 화상 신호원
102 : 복수회 주사 데이터 생성 회로
103 : 복수회 주사 타이밍 생성 회로
104 : 게이트선 구동 회로
105 : 드레인선 구동 회로
106 : 표시 소자 어레이
107 : 백라이트
108 : 백라이트 어레이
109, 110, 111 112 : 제어 버스
그래서, 본 발명에서는, 1 프레임 기간분의 영상 데이터에 블랭킹 데이터를 삽입하여 임의의 표시 소자에 1 프레임 기간 내에 영상 데이터와 블랭킹 데이터가 표시되도록 표시 패널의 라인 주사를 제어한다. 바람직하게는, 인접하는 n 라인을 하나의 다발로 하여 동시에 선택하여, 데이터에 따른 계조 전압을 인가하고, 다음에, 그 n 라인을 건너뛰어 다음 인접하는 n 라인을 동시에 선택하여 데이터에 따른 계조 전압을 인가한다. 단, n은 2,3,4,5···(2 이상의 자연수)이다. 또, 본 발명에서는, 인접하는 복수 라인의 수와 비월(interlacing) 라인 수는 같을 필요는 없다. 또한, 여기서는 인접하는 n 라인을 동시에 선택하고 있으나 n 라인을 구성하는 각 라인의 주사 기간이 서로 일부 겹치도록, 선택 타이밍, 바꿔 말하면 주사 개시 타이밍을 어긋나게 해도 된다.
(1)제1 실시예
이하, 본 발명의 제1실시예를 설명한다.
도 1은 본 실시예에서 설명하는 액정 표시 장치의 시스템 블록도이다. 101은 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 화상 신호를 생성 및 재생하는 화상 신호원, 102는 화상 신호원(101)으로부터의 다른 포맷 영상을 수신 가능한 인터페이스를 가지며, 그 영상 신호를 바탕으로 1 프레임 중에 복수회 화면 주사하는 데이터를 생성하는복수회 주사 데이터 생성 회로, 103은 1 프레임 중에 복수회 화면 주사를 위한 타이밍을 생성하는 복수회 주사 타이밍 생성 회로이다. 또한 106은 게이트선 및 드레인선을 매트릭스형으로 배선하여, 그 교차부에 박막 트랜지스터(TFT)를 배치한 액정 표시 소자 어레이(표시 패널)이고, 104는 상기 게이트선을 구동하는 게이트선 구동 회로, 또한 105는 상기 드레인선을 구동하는 드레인선 구동 회로이다. 게이트선 구동 회로(1O4)는 게이트선 제어 버스(109)를 통해 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 의해 제어된다. 드레인선 구동 회로(105)는 드레인선 제어 버스(110)를 통해 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 의해 제어된다. 107은 액정 표시 소자의 배면에 설치된 백라이트이고, 108은 백라이트(107)를 구동하는 백라이트 구동 회로이며, 백라이트 제어 버스(111)에 의해 점등 제어된다. 또한, 112는 동화 모드인지 정지화 모드인지를 나타내는 제어 전환 신호 등이 지나는 제어 버스이다.
표시 소자 어레이(106)는, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이 게이트선 G1∼Gn과 드레인선 D1∼Dm을 갖는 n×m의 매트릭스 구조로 되어 있다. 도면에서 207은 표시 소자가 구성하는 화소이고, 게이트선(201)과 드레인선(203)과의 교차부에 TFT(204)가 제공되어 있다. 유지 용량(205)은 TFT(204)의 소스와 커먼 신호선(202) 사이에 형성한 구조(Cstg형)를 이루고 있다. 또한, 206은 액정과 그것을 사이에 두고 유지하는 전극으로 구성된 용량이다. 또한, 유기 EL 등의 자발행형 표시 소자의 경우에는, 이 용량 부분이 다이오드 소자로 치환되는 것과 등가이다. 액정 표시 소자로서는, IPS, TN, MVA, OCB 등의 스위칭 모드를 갖는 형태가 알려져 있지만, 본 발명에서는 어느 경우나 다 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서 용량(205, 206)을구동하는 TFT도, a-Si(아몰퍼스 실리콘)를 이용한 것이든, p-Si(폴리실리콘)을 이용한 것이든 관계없다.
도 3은 액정 표시 어레이(106)의 게이트선을 구동하는 게이트선 구동 회로(104)의 출력 펄스 타이밍 차트이다. 이 게이트 구동선 펄스는 도 1의 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 의해 공급되는 게이트 구동 회로 제어 신호에 의해 생성된다. 도 3에서 301은 프레임 주기로 보통 60Hz에서 16.7ms 이다. 302는 영상 주사 기간으로 프레임 주기의 1/2인 약 8.4ms 이다. 303은 블랭킹 주사 기간이며 상기와 마찬가지로 프레임 주기의 1/2인 약 8.4ms 이다. 또한, 304는 게이트 선택 기간으로 동시에 선택하고 있는 복수의 라인에 각각 영상을 기록하는 기간과 일치한다. 이 경우, 복수 라인을 동시에 선택하여 같은 데이터를 기록하고 있기 때문에 304의 기간은 종래의 1 라인 기록 기간과 같다. 표시 어레이(106)의 게이트선은 동시에(병렬로 오버랩하여) 2 라인이 선택 상태가 되어 영상을 기록하고 2 라인 비월 주사(interlaced scanning)하고 있다. 즉, 영상 기록 기간(302)에, 게이트선 G1, G2를 동시에 선택, 2 라인에 같은 영상을 기록하고, 이어 게이트선 G1, G2를 비월하고, G3, G4를 선택하여 다음의 라인 영상을 기록한다. 이 때문에, 1 프레임 기간의 1/2 기간에 주사 라인 전부에 영상 기록을 마칠 수 있어, 나머지 반 프레임 기간, 기록 주사에 여유가 생긴다. 이 나머지 반의 주사 기간을 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로, 블랭킹 데이터(흑데이터만큼 바람직함)를 기록함으로써 1 프레임 기간에 영상 표시와 블랭킹 표시를 행할 수 있어 홀드형 액정 표시 어레이로, 브라운관과 같은 임펄스형 표시 특성을 의사적으로 재현하여, 동화의 표시 성능을향상시킬 수 있다.
블랭킹 데이터 기록시, 영상 기록시와 다른 주사 방법을 행하여도 관계없다. 예를 들면, 영상 기록시에는 2 라인 동시 기록 2 라인 비월 주사이고, 블랭킹 기록시에는 4 라인 동시 기록 4 라인 비월 주사해도 된다. 이러한 주사 방법을 실행하면, 이상의 경우보다 영상과 블랭킹의 전 주사 기간을 더욱 단축할 수 있다. 단, 기록 라인에 의해 예를 들면 제1 라인과 최종 라인에서는 영상의 기록 간격이 전자는 길고, 후자는 짧게 서로 달라 표시 얼룩이 생기기 쉽기 때문에, 본 실시예에서는 블랭킹 기록은 영상 기록과 같은 주사 방법을 채용하고 있다.
도 4는 표시 어레이의 1 화소에 착안한 각 구동 신호의 파형과 액정의 광학 응답 파형을 나타낸다. 401은 1 프레임 기간, 402는 프레임 주기(401)의 반인 영상 기록 기간, 403은 마찬가지로 프레임 주기(401)의 반 주기의 블랭킹 기록 기간이다. 또한 404는 1 라인의 게이트 선택 기간이며, 기록 기간과 일치한다. 405는 게이트선 구동 신호의 파형으로, 도 3에 나타낸 타이밍으로 2 라인 동시 선택, 2 라인 비월 주사를 함으로써, 1 프레임 기간(401) 내에, 영상 기록과 블랭킹 기록의 2회, 게이트선을 선택 상태로 한다. 406은 드레인선 구동 신호 파형으로, 이 경우, 노멀 블랙 모드의 도트 반전 구동을 상정하고 있다. 단, 2 라인 동시에 기록하고 있기 때문에, 2 라인 도트 반전으로 되어 있다. 도 4와 같이, 기록 극성의 교류화는 반드시 각 라인의 기록마다 행할 필요는 없어, n 회의 기록마다 행하여도 되며, 프레임 주기(401)마다 행하여도 된다. 또는 영상 기록 기간(402)과 블랭킹 기록 기간(403)의 극성을 바꿔도 된다.
본 실시예에서는 복수 라인에 같은 데이터를 동시에 기록하기 때문에 기록 기간은 종래와 같은 기간을 확보할 수 있지만, 복수 라인에 동시에 기록하기 때문에 기록 전류가 종래 이상으로 필요하게 된다. 드레인선 구동 회로(105)의 기록 전류의 공급 능력을 고려하면 프레임 주기(401)마다 극성을 반전하는 편이 기록 전류를 억제할 수 있기 때문에 기록 특성을 향상시키는 점에서 바람직하게 된다. 또한, 드레인선 구동 신호의 파형(406)은 1 프레임 기간에 영상 신호와 블랭킹 데이터를 같은 극성으로 기록하도록 교류화하고 있기 때문에 항상 같은 데이터를 기록하는 블랭킹 기간에서의 동극성 기록에 의한 직류 잔상을 억제하고 있다. 407은 소스 전압 파형, 408은 커먼 레벨이며, 소스 전압과 커먼 전압과의 차 전압이 액정에 인가된다. 409는 액정의 광학 응답 파형이며, 1 프레임 기간(401)의 최초의 기록 기간(402)에 영상을 기록한 후 광학 응답 파형(409)과 같이 영상 표시의 응답을 시작으로, 그 후 블랭킹 데이터 기록에서 흑레벨로 천이한다. 이렇게 하여, 1 프레임마다 영상 응답, 흑응답을 반복함으로써 홀드형 표시 특성을 갖는 액정 표시 소자 어레이를 이용하여 임펄스형 광학 특성을 얻을 수 있어 동화 표시 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4에서는 드레인선 구동 회로(105)가 제1 프레임 기간(401)의 영상 기록 기간(402)에 영상 데이터에 따른 정극성의 계조 전압을 선택된 라인 상의 표시 소자에 인가하여 블랭킹 기록 기간(403)에 블랭킹 데이터에 따른 계조 전압, 즉, 영상 데이터로부터 커먼 레벨(408)의 음극성의 계조 전압을 선택된 라인 상의 표시 소자에 인가한다. 드레인선 구동 회로(105)가 제2 프레임 기간(401)의 영상 기록기간(402)에 영상 데이터에 따른 음극성의 계조 전압을 선택된 라인 상의 표시 소자에 인가하여 블랭킹 기록 기간(403)에 블랭킹 데이터에 따른 음극성의 계조 전압, 즉, 영상 데이터로부터 커먼 레벨(408)의 음극성의 계조 전압을 선택된 라인 상의 표시 소자에 인가한다. 블랭킹 데이터의 계조가 흑인 경우는 커먼 레벨(408)에 대한 계조 전압의 절대값이 가장 작기 때문에 블랭킹 데이터의 계조 전압은 영상의 계조 전압보다도 커먼 레벨(408)에 가깝다. 단, 영상이 흑인 경우는, 블랭킹 데이터의 계조 전압과 영상의 계조 전압과는 같지 않게 된다.
액정의 광학 응답성은 빠른 쪽이 급격한 임펄스가 되어, 블랭킹으로의 수속도 빨라지기 때문에 영상이 더욱 선명해지지만 액정을 고속화하면 액정의 보유 특성이 나빠지는 경향이 있기 때문에 퍼스널 컴퓨터용으로 홀드 발광형 모니터와 겸용할 경우, 콘트라스트나 화면 균일성이 나빠지는 것이 예상된다. 따라서, 모니터 겸용을 고려한 본 실시예의 경우, 응답과 보유 특성의 균형이 잡힌 액정을 쓰기로 한다. 단, 텔레비전 전용으로 본 실시예를 적용할 경우는 고속인 액정을 이용하는 편이 바람직하다.
또한, 본 실시예에서는 노멀 블랙 모드의 표시 어레이를 도트 반전 구동으로 구동한 경우를 상정하였으나, 노멀 화이트 모드의 표시 어레이의 경우도 커먼 반전 구동으로 구동한 경우에도 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한 화질의 개선을 위해 본 실시예에서는 이하와 같은 계조 제어 기능을 부가하였다.
액정은 그 응답 특성이 계조 의존성을 갖기 때문에, 홀드형 주사의 경우와, 본 실시예와 같이 임펄스형으로 주사한 경우에는 계조 데이터와 휘도의 특성인 감마 특성이 다른 경우가 있다. 그래서, 본 실시예는 감마 특성을 보정하기 위해 임펄스형으로 주사한 경우에는 별도의 계조 전압을 인가할 수 있는 수단을 제공하고 있다. 이 수단의 실현 방법으로서는, 예를 들면, 드레인선 구동 회로(105) 내부의 계조 전압 분압 저항을 스위치로 전환하여 감마 커브를 변경 가능한 드레인 드라이버 IC를 이용하는 방법이나, 또는 드레인선 구동 회로에 공급하는 계조 전압군 V[9:0](예를 들면 양음 합쳐 10 레벨)을 2계통, 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103) 내부에 소지하여, 홀드 표시나 임펄스 표시로 전환하는 방법도 있다.
본 실시예에서는 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103) 내에 구성 가능한 후자를 채용하고 있다. 이 후자의 방법을 실현하는 구성이 도 5에 나타내는 구성이다. 도 5에서 501은 선택 신호선으로, 홀드형 주사시인지 임펄스형 주사시인지를 나타내는 신호를 공급한다. 502는 홀드형 주사시의 래더 저항이고, 503은 임펄스형 주사시의 래더 저항이며, 각각 다른 감마 커브를 생성한다. 504, 505는 각각 502 및 503에서 생성한 홀드형, 임펄스형 계조 전압군을 전송하는 계조 전압 버스로, 이 경우 64계조의 드레인 구동 회로를 전제로 10라인의 버스를 상정하였다. 따라서, 256계조의 드레인 구동 회로를 이용하면 버스 폭은 더욱 커진다. 506은 상기 선택 신호선(501)에 의해, 계조 전압 버스(504, 505)를 선택하는 아날로그 스위치이며, 507은 버퍼로, 선택 계조 전압군 버스(508)에 의해 드레인선 구동 회로(104)에 계조 전압을 공급한다. 이와 같이, 주사 방법이 홀드형인지 임펄스형인지에 따라 계조 전압을 다르게 함으로써 감마 특성을 양자 각각으로 설정할 수 있어, 임펄스형에 의한 광학 특성의 보정이나, 또는 브라운관과 같은 급격한 감마 특성을 생성하여 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 선택 신호선(501)은 도 1에서의 드레인선 제어 버스(110)의 일부이다. 또한, 각 래더 저항(502, 503)에는 도시되어 있지 않은 표시 패널 전원으로부터 전력이 공급된다.
또한 본 실시예를 응용하면, 다음과 같은 주사도 가능하다. 도 6은 동시에 기록한 라인 수를 4개로 한 경우의 게이트 구동 신호의 파형이다. 601은 프레임 주기, 602, 603은 프레임 주기의 1/4인 영상 주사 기간, 이 경우 약 4.2ms이고, 604, 605는 마찬가지로 프레임 주기의 1/4인 블랭킹 주사 기간이다. 동시에 기록한 라인 수를 4개로 하면, 1 프레임의 1/4인 기간에 1 화면 주사를 완료할 수 있기 때문에, 나머지 3/4의 프레임 기간을 블랭킹이나 고속 응답 필터 처리등에 할당할 수 있어 주사 대역을 유효하게 활용할 수 있다.
도 7은 제1 영상 기록 기간에 액정 고속화 필터를 적용하여, 영상 기록의 응답성을 향상시키도록 구동했을 때의 각 화소의 구동 파형이다. 또, 본 실시예에서는 액정 고속화 필터가 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)에 제공되어 있다.
도 7에서 701은 프레임 주기, 702는 액정 고속 응답화 영상 기록용의 1/4 프레임 기간, 703은 영상 기록용의 1/4 프레임 기간, 704는 블랭킹용의 1/2 프레임 기간이고, 705는 각 라인의 게이트 선택 기간으로, 기록 기간과 같이 통상의 1라인마다 주사시와 같은 기간이다. 706은 게이트선 구동 신호의 파형, 707은 드레인선 구동 신호의 파형, 708은 TFT의 소스 전압 파형이다. 이 소스 전압 파형(708)이 나타내는 전압과 커먼 레벨(709)과의 차이 전압이 액정에 인가되어 710의 광학 응답파형을 얻는다. 710의 광학 응답 파형은, 블랭킹 표시에서 영상 표시로 바뀌는 1/4 프레임 기간으로, 액정을 외관상 고속 응답화하는 전압을 인가시키기 위한 영상을 액정 고속 응답 필터에서 만들어 냄으로써 그 상승이 개선되어 있다. 이 경우, 항상 흑레벨로부터의 상승만 고려하면 되기 때문에 고속 응답 필터의 필터 계수의 조합이 간략화되어 저회로 규모로 실현되는 이점이 있다. 또한, 기록 극성의 반전 주기를 영상, 블랭킹의 각각에서 완결시킬 수 있는, 즉 고주파로 교류화할 수 있기 때문에 직류 잔상의 염려가 없어 액정의 열화를 막을 수 있다.
이상, 게이트선의 구동 타이밍을 생성하는 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 관해서 설명하였으나 다음에 상기 타이밍에 따라 기록하기 위한 영상을 생성하는 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)의 동작에 관해서 전술한 복수회 주사 타이밍 제어 회로(103)가 생성하는 타이밍과 대조하면서 설명한다. 도 8은 2라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로 1 프레임 기간에 영상 표시와 블랭킹 표시를 실현하기 위한, 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)와 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)가 영상을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다. 여기서 말하는 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)가 만들어내는 영상이란, 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 전송되는 영상이며, 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에서 생성되는 영상이란 표시 어레이(106) 상에 주사에 의해 생성되는 영상을 말한다. 도 8의 (a)는 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)가 영상을 생성하는 과정이고, 도 8의 (b)은 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)의 그것이다. 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에서 게이트선 구동 회로(104)를 제어하는 타이밍을 생성하고, 표시 어레이(106)에서 도 3에 도시한 것 같은 타이밍에서 2 라인의 게이트를 동시에 선택하여, 같은 데이터를 기록함으로써 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)에 공급하는 영상 데이터의 주사선 수는 표시 어레이(106)의 수직 해상도의 반으로 족하다. 따라서, 예를 들면 화상 신호원(101)으로부터의 영상(801)이 표시 어레이(106)와 같은 해상도의 경우, 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)는 원 영상(801)을 수직 방향으로 압축하여 반으로 하고, 나머지 반의 무효 영상을 부가하여 중간 영상(802)을 만들어낸다. 해상도가 다른 경우에는, 스케일링이나 인터레이스 프로그레시브 변환 등의 화상 처리에 의해 해상도를 같게 한 뒤에 수직 해상도를 반으로 한 영상(802)으로 한다.
그 영상(802)을 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)가 수취하여, 게이트선 구동 회로(104)를 제어하여 도 3의 타이밍으로 표시 어레이(106)의 게이트선을 구동함으로써 표시 어레이(106)에 같은 데이터를 2 라인으로 기록한 라인 더블러인 타깃 영상(803)을 만들어낸다. 여기서, 무효 영상이란 표시에 사용하지 않는 영상 데이터로서, 그 무효 영상은 복수회 주사 데이터 생성부(102)에서 생성하여 무효화(예를 들면 흑데이터를 삽입)해도 되고, 복수회 주사 타이밍 생성부(103)에서 무효화(예를 들면 마스크화)해도 된다.
144 라인을 동시 선택하여 기록하는 경우도 마찬가지로, 표시 어레이(106)의 게이트선에 도 6의 타이밍으로 선택 펄스를 공급함으로써, 1 화면 주사를 1 프레임의 1/4로 단축할 수 있다. 이 경우, 게이트선 구동 회로(104)가 도 6의 타이밍으로 4 라인 동시에 선택 펄스를 공급하여 4 라인 비월 주사하도록 복수회 주사 타이밍생성 회로(103)가 제어한다. 4 라인 동일한 데이터를 기록하기 때문에 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)가 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)로 송신하는 영상은 원 영상 데이터를 수직 방향으로 1/4 압축한 영상으로 족하다.
도 9는 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사로 1 프레임 기간에, 액정 고속 응답 필터 처리 영상 표시와 원 영상 표시 및 블랭킹을 실현하기 위한 복수회 주사 데이터 생성부(102)와 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)가 영상을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다. 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)는 원 영상(901)의 수직 해상도를 1/4로 압축하여, 액정의 응답을 고속화하기 위하여 원 영상을 강조한 영상(904)을 생성한다. 그 영상에 1/4로 수직 압축된 원 영상(905)과 무효 영상(906)을 합친 중간 영상(902)을 생성하여, 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)로 전송한다. 1/4 수직 압축되어 고속 응답 필터를 거친 영상과 1/4 수직 압축된 영상, 그 위에 2/4의 무효 영상으로 이루어지는 중간 영상(902)을 받은 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)는 4라인 동시 기록, 4라인 비월 주사의 선택 타이밍도 6에서 표시 어레이(106)의 게이트선을 구동하는 타이밍을 게이트선 구동 회로(104)에 공급하여, 전반의 2/4 기간에 영상을, 나머지 기간에 블랭킹 표시를 하는 동화 표시를 고화질화하는 본 발명의 기본 시스템을 구성한다.
이상, 본 발명을 대표하는 기본적인 시스템 구성과 그 각 요소의 동작을 설명하였다. 이 후는, 이 기본 시스템을 응용할 때 특히 고려해야 할 점을 들어, 본 발명의 시스템 구성으로 그 개선책을 제공하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
첫째로 생각해야 할 것은, 본 발명에 의한 방법이 복수 라인에 동일한 주사데이터를 기록하는 주사이기 때문에 수직 해상도를 저하시킨다는 점이다. 따라서, 동시에 기록하는 라인 수는 가능한 한 적은 편이 바람직하다. 그러나, 근년, 보다 고해상도인 표시 어레이가 주류가 되어가고, 방송의 디지털화, 브로드밴드화, 영상 서비스의 다양화등 영상 포맷이 다채로워진 시대의 흐름에 따라 표시 어레이의 해상도와 영상 포맷의 관계, 및 그것에 알맞은 본 방법의 적용 방법 등을 고찰함으로써 몇 가지 해결책을 찾아낼 수 있다. 이하, 그 해결책을 고찰함에 있어 표시 어레이와 영상 포맷의 조합에 관해 우선 설명하기로 한다.
도 10에 도 2에 도시한 액정 표시 어레이로서, 화소 배열의 어스펙트 비가 4:3의 매트릭스를 이루는 규격화된 대표적인 표시 어레이와, 또한 근년, 와이드인 어스펙트 비가 규격화되어가는 표시 어레이를 열거하였다. 여기서, 도 2에 도시한 화소는 스퀘어 픽셀을 가정하고 있는 것이며, 따라서, 어스펙트 비란 수평, 수직 화소 수의 비를 나타내는 것으로 한다.
예를 들면, XGA(Extended Graphics Array) 해상도의 표시 어레이는 1024×768의 매트릭스를 이루는 어스펙트 비 4:3의 어레이이지만, 그 와이드판 WXGA(Wide Extended Graphics Array) 해상도에서는, 1280×768과 어스펙트 비가 가로로 길다. 이 추이는, 전술한 방송의 디지털화에 의해 영상 신호 포맷에서 어스펙트 비가 16:9로 와이드화하고 있고, 또한 액정 표시 장치에서도 멀티미디어화가 침투하고 있는 등의 이유에서이다.
도 11은 디지털 방송으로 규격화되어 있는 영상 포맷을 나타내고 있다. 유효 주사선 수의 말미의 i 또는 p는, 인터레이스 주사인지, 프로그레시브 주사인지를나타내는 첨자이고, 인터레이스 주사의 영상은 프로그레시브 주사 영상의 반의 수직 해상도 밖에 갖고 있지 않다. 도 11에 나타내는 것과 같은 영상 포맷의 와이드화와, 액정 표시 장치의 멀티미디어화의 흐름에 더하여, 종래의 PC등의 표시 규격과의 호환성을 유지하기 위해 도 1의 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)에는 양자의 인터페이스를 제공해둔다. 그 때문에, 예를 들면 XGA 해상도의 표시 어레이에 1080i의 영상이나, PC등의 영상 등, 동일한 표시 어레이로, 다른 포맷의 영상을 표시하는 것이 가능해진다. 단, XGA의 수직 해상도는 768인 데 대하여, 1080i는 60Hz에서 540의 주사선밖에 없는 점, 또한, XGA의 어스펙트 비는 4:3이며, 1080i의 영상 포맷은 어스펙트 비 16:9이므로 PC의 영상을 표시하는 경우와 달리 몇 가지의 표시 방법을 생각할 수 있다.
구체적으로 표시 어레이와 포맷이 다른 영상을 표시할 때의 표시 방법에 관해 예를 몇 가지 들면 도 12, 13과 같다.
도 12에 XGA에 대표되는 어스펙트 비 4:3의 표시 어레이에 어스펙트 비가 일치한 영상이나 와이드 어스펙트 비의 영상을 표시하는 경우의 대표적인 표시예를 들었다. 도 12의 (a)는 어스펙트 비가 일치하는 영상, 또는 어스펙트 비를 조정하여 전 화면을 유효 표시 영역으로 표시한 경우이다. 도 12의 (b)는 영상 신호의 와이드 어스펙트 비를 유지하기 위해 표시 어레이의 수평 해상도를 전부 활용한 경우이며, 수직 방향으로 나머지 표시 영역은 블랭킹 데이터로 패딩하고 있다. 도 12의 (c)는 표시 어레이의 해상도와 영상 신호의 해상도를 완전히 일치시킨 경우에, 수평, 수직 방향으로 나머지 표시 영역은 이 경우도 블랭킹 데이터로 패딩하고 있다.도 12의 (d)는 영상 신호의 와이드 어스펙트 비를 유지하기 위해 표시 어레이의 수직 해상도를 전부 활용한 경우이다. 이 경우, 수평 방향의 영상은 전부 표시 할 수 없기 때문에 표시 부분을 선택 가능하게 하여 전 영역의 일부를 표시하는 것 같은 시스템 구성으로 이루어져 있다.
도 13은 반대로 WXGA에 대표되는 와이드 어스펙트 비의 표시 어레이에 와이드 영상이나 와이드가 아닌 어스펙트 비의 영상을 표시한 경우의 표시 방법을 나타내고 있고, 도 13의 (a)은 어스펙트 비가 일치한 영상을 전 화면으로 표시한, 또는 다른 경우에도, 수평 방향으로 신장하여 표시한 경우이며, 도 13의 (b)는 전 수직 해상도 표시에서 좌우 블랭킹 데이터로 패딩한 경우, 도 13의 (c)은 해상도를 일치시켜 표시하고, 나머지 표시 영역은 블랭킹 데이터로 패딩한 경우, 도 13의 (d)는 전 수평 해상도로 영상의 일부를 표시한 표시 방법을 각각 나타내고 있다.
도 14는 각 어스펙트 비의 영상을 각 표시 어레이에 표시할 때의 대표적인 조합예를 나타내고 있다. 도 14의 표 (A)는 각 표시 어레이가 4:3 및 16:9의 어스펙트 비의 영상을 표시할 때 와이드가 아닌 표시 어레이에 와이드 어스펙트 비의 영상을 표시할 경우에는 어스펙트 비를 유지한 도 12의 (b)의 표시 방법으로, 와이드인 표시 어레이에 와이드가 아닌 영상을 표시하는 경우에는 도 13의 (b)의 표시 방법으로 표시했을 때 유효 표시 영역을 위한 주사선을 몇 라인 확보 가능할지, 그리고 블랭킹 영역을 위한 주사선을 몇 라인 필요로 할지 산출한 각각의 결과를 나타낸 표이다. 도 14의 표 (B)에는 표 (A)에서 산출한 유효 표시 영역에 각 포맷의 영상을 표시했을 때, 어스펙트 비의 조정과 블랭킹 데이터 패딩에 따른 주사선의과부족 수를 나타내고 있다. XGA와 WXGA를 예로 하여 상기 과부족 수에 관해 구체적으로 설명한다.
XGA의 표시 어레이에서는, 4:3의 영상 표시시에는 어스펙트 비가 일치하고 있기 때문에 수직 해상도 768 라인을 전부 유효 표시 영역으로 사용하는 것이 가능하기 때문에 블랭킹 라인 수는 0개가 된다. 그러나, 어스펙트 비 16:9의 영상 표시 시에는, 유효 표시 영역은 1024×9÷16=576라인, 블랭킹 영역은 768-576=192라인이 된다. 즉, 어스펙트 비 4:3의 480i의 영상 표시시에는 인터레이스 240개의 유효 주사선에 528 라인 보충하여, 768 라인으로 함으로써 블랭킹 데이터로 패딩하는 일없이, XGA의 표시 어레이 전 화면에 영상을 표시할 수 있음을 의미하고, 한편, 어스펙트 비 16:9의 1080i의 영상 표시시에는 인터페이스 540개의 유효 주사선에 36 라인 보충하여 576 라인으로 하고, 나머지 192 라인을 블랭킹 데이터로 패딩함으로써 XGA의 표시 어레이에 1080i의 어스펙트 비를 유지한 표시가 가능함을 의미한다. 따라서, 보충해야할 주사선은, 480i 표시시에 528 라인, 1080i 표시시에 36 라인이 된다.
마찬가지로 WXGA의 표시 어레이에 4:3의 영상을 표시하는 경우, XGA와 같은 수직 해상도 768 라인의 표시 영역을 확보할 수 있다. 이 경우, 좌우에 계 1280-1024=256 도트 폭의 블랭킹 데이터를 패딩함으로써 어스펙트 비를 유지하거나 블랭킹 데이터 대신에 영상을 수평 방향으로 신장하여 표시하는 것도 가능하다. 16:9의 영상의 경우, 어스펙트 비를 유지하기 위해 수직 유효 라인은 1280×9÷16=720 라인이 되고 블랭킹 라인은 768-720=48 라인이 된다. 따라서, 1080i의 영상을 표시할때 720-540=180 라인은 보충해야 하지만 블랭킹 라인이 48 라인으로 적기 때문에 표시 영역을 유효하게 활용할 수 있게 된다.
여기서, XGA, WXGA의 예에 본 실시예를 적용한 경우의 수직 해상도에 관해 의논하면 아래와 같이 된다. 우선, XGA의 표시 어레이에 어스펙트 비가 같은 480i의 영상을 표시하는 경우를 생각할 수 있다. 480i의 영상 신호는, 60Hz에서 유효 주사선이 240 라인밖에 없기 때문에 480i의 영상에 대하여 XGA의 표시 어레이는 수직 해상도가 3배 이상 커진다. 그 때문에, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사하여 주사선을 보충하더라도 원 영상의 정보가 결핍되지 않기 때문에 비교적 화질의 열화는 생기기 어렵다. 즉, 이 조합의 경우는 본 실시예를 적용하여 흑데이터 주사에 의한 블랭킹 효과로 동화 표시 특성의 향상이 화질의 향상에 직결한다.
그러면 다음에 XGA의 표시 어레이에, 어스펙트 비가 다르고, 또한 해상도가 높은 1080I의 영상을 표시하는 경우에 관해 생각할 수 있다. 이 경우, 도 14(a)보다 576 라인밖에 유효 표시 영역이 얻어지지 않기 때문에 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사하면 그 반의 주사선 288 라인밖에 표시 할 수 없다. 즉, 1080i의 영상은 60Hz에서 540 라인의 주사선을 갖기 때문에 나머지 540-288=252 라인의 영상 정보를 항상 잃게 된다. 따라서, 이 조합의 경우, 본 실시예의 적용, 즉 수직 해상도의 일부를 블랭킹에 할당하는 방법은 동화질의 향상에는 공헌하지만 반드시 화질의 점에서 충분하다고는 할 수 없다.
그래서, 본 방법을 적용함에 있어 몇 가지 옵션을 생각할 수 있었다. 도 15는 본 발명의 기본 시스템을 이용하여 그것을 개선하기 위한 하나의 옵션인 주사방법을 나타내는 도면이다. 도면에서 1501은 프레임 주기, 1502는 영상 기록용의 1/2 프레임 주기이고, 1503은 블랭킹용 1/2 프레임 주기이다. 전술과 같이 표시 어레이와 어스펙트 비가 다른 영상을 표시하는 경우, 예를 들면 4:3의 표시 어레이에 16:9의 영상을 표시하는 경우 등에는 유효 표시 영역을 전 표시 영역의 일부밖에 확보할 수 없어 그 이외는 블랭킹할 필요가 있어 그 때문에 원 영상의 수직 해상도를 대폭 삭감하지 않을 수 없었다. 그래서, 도 15는 어스펙트 비 조정을 위한 블랭킹 주사 영역 G1∼G96(도 15에서는 G1∼G4만 기재)과 G672∼G768(도 15에서는 Gn-3∼Gn만 기재)은 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사하고 있다. 물론, 동시 기록 및 비월 라인 수는 4 라인에 한정되지 않고 더 많은 라인 수를 설정해도 된다. 특히 블랭킹 기록은 동일한 데이터이기 때문에 가능한 한 많은 라인을 동시에 기록하는 편이 원 영상의 주사선을 유효하게 재현할 수 있음은 당연하다. 이와 같이, 4 라인 동시에 기록하면 합계 192 라인의 블랭킹인 무효 표시 영역은 48회로 주사를 끝낼 수 있어 나머지 336 라인의 주사 기간을 확보할 수 있다. 즉, 원 영상을 336 라인 재현할 수 있게 된다. 이 336 라인의 주사 기간을 유효 표시 영역 576 라인의 주사 기간에 할당할 필요가 있기 때문에 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사가 240회, 1 라인 주사가 그 나머지 96회 필요해진다.
도 15에서는 전술한 1 라인과 2 라인 주사를 임의 영역에서 교대로 행한 예를 나타내고 있고, Gi-5, Gi-4에는 동일한 데이터를 기록, Gi-3은 1 라인만, 다음 Gi-2, Gi-1에는 동일한 데이터, 다음의 Gi는 1 라인만이라는 식으로 동시 기록 라인 수를 다르게 한다. 이 경우는, 1 라인 주사 회수가 96회로 적기 때문에 몇 회의2 라인 주사에 1회라는 식으로 가능한 한 분산시켜 삽입하게 된다. 당연한 일이지만, 복수회 주사 데이터 생성부(102), 및 복수회 주사 타이밍 생성부(103)에서는 1 라인 및 2 라인 주사하기 위한 데이터와 타이밍을 생성하지 않으면 원하는 영상은 얻어지지 않는다. 이와 같이 함으로써 도 1의 본 실시예의 시스템에서 표시 어레이와 어스펙트 비가 다른 원 영상이더라도 주사선의 결핍을 최소한으로 억제할 수 있다.
또는, 도 12의 (d)와 같은 파인더 표시로 수직 해상도를 최대 활용하는 방법도 생각할 수 있다. 이 경우, 2 라인 동시 기록에 의해 2배로 확대하기 때문에 384 라인의 원 영상을 표시할 수 있다. 단, 수평 해상도가 모자라기 때문에 전 영상을 한번에는 표시할 수 없지만 유저가 표시 영역을 선택 가능하도록 선택 수단을 마련해둔다. 본 선택 수단에 관해서는 후에 자세히 설명한다. 이와 같이 본 발명에 몇 개의 옵션을 마련하여 그것들을 선택 가능하게 함으로써 수직 해상도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 별도의 경우로서, 이번에는 WXGA의 표시 어레이에 1080i의 영상을 표시하는 경우를 예로 든다. 도 14(A)에 도시한 바와 같이 WXGA에서는 720 라인 유효 표시 영역으로 확보할 수 있기 때문에 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사하더라도 원 영상의 주사선 360 라인은 재현할 수 있게 된다. 즉, 와이드 표시 어레이로서는 유효 표시 영역을 크게 확보할 수 있기 때문에 본 실시예를 적용하여 동화질의 향상을 꾀하면서 수직 해상도도 가능한 한 유지 가능하다는 점에서 화질 개선 효과가 크다.
이상, 동화의 관점에서 본 실시예의 효과를 설명하였으나 방송의 컨텐츠는 동화에 한하지 않고 정지화 영상도 많고 유저에 따라서는 동화이더라도 수직 해상도를 우선하고자 하는 경우도 있다. 또한 디지털 카메라 등의 촬영 영상의 재생 표시 기능을 제공하면 수직 해상도 쪽이 항상 우선된다는 경우도 있다. 또한, 도 12, 13과 같은 몇 개의 표시 모드를 구비하여 컨텐츠에 의해 표시 방법을 전환 가능하게 함으로써 컨텐츠의 사용 방법, 즐기는 방법을 유저의 취향에 정합시킬 수도 있다.
구체예로서, 1080i의 스포츠 관전 방송을 수신하여 4:3의 표시 어레이로 표시하는 경우 우선 도 12의 (b)의 표시로 동화 모드의 전체 영상을 표시 한 후 특정한 인물이나 영역에 포커스하여 도 12의 (d)의 표시로 바꿔, 유저가 보고 싶은 부분만을 추출할 수 있다. 이 경우, 동화로서 표시 화질을 향상하는 점에서 앞선 정지화 모드와 동화 모드의 전환에 관한 옵션 기능을 적용할 수 있다. 또한 디지털 방송을 녹화하여 그 녹화 영상 재생시도 마찬가지지만 이 경우 일시 정지 등의 기능에 의해 정지 화상으로 하면 1 라인마다 블랭킹하지 않는 주사로 전환하여 인터레이스·프로그레시브 변환 등의 원 영상이 갖는 주사선을 최대한으로 재현하는 방법으로 보다 선명한 영상을 즐길 수 있다.
이들 관점에서, 본 실시예의 시스템에서는 이상에서 설명한 복수 라인 동시 기록에 의한 블랭킹 효과를 이용한 동화 모드와 1 라인 주사에 의한 수직 해상도를 최대로 활용한 정지화 모드를 전환 가능한 전환 수단을 제공하였다. 또한, 도 12, 13과 같은 표시 모드를 몇 가지 마련하여 그 모드 전환이나 특정 영역의 포커싱,줌 기능, 파인더 이동 등의 기능도 마련해둔다.
도 1에서 109가 그 전환 신호이고, 유저가 리모트 컨트롤 등의 외부 콘트롤러로부터 제어 신호를 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)로 송신함으로써 전술한 모드를 전환한다. 이 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)는 정지화 모드에서는 1 라인 주사의 영상을, 단 표시하는 표시 어레이(106)에 맞춰 필요에 따라 스케일링이나 인터레이스·프로그레시브 변환을 실시한 영상을 형성하고, 동화 모드에서는 복수 라인 동시 기록, 비월 주사하는 것을 전제로 도 8, 9와 같이 영상을 형성하고, 또한 표시 모드에 따라 어스펙트 비 조정용으로 블랭킹 데이터로 패딩하여 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)로 데이터를 전송한다. 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)에서 생성되는 영상과 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에서 생성하는 타이밍은 대응하고 있기 때문에 동화·정지화 모드 전환이나 도 12, 13과 같은 표시 모드 전환 시에 생성하는 영상을 바꾼 경우, 마찬가지로 타이밍도 전환해야한다. 따라서, 제어 전환 신호선(109)을 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)뿐만 아니라, 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에도 공급해야 한다. 단, 양자에게 신호선을 공급하는 구성에서는 정지화·동화 모드나 표시 모드의 베리에이션이나 다른 표시 어레이에 표시하는 경우에서의 배선 등으로, 배선 수의 증가, 복잡화를 초래하고, 또한 확장성도 부족하다. 따라서, 본 실시예에서는 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)는 도 16에 도시한 바와 같이 귀선 기간에 모드 지정에 의한 영상의 제어 정보를 부가한 영상 데이터를 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 송신함으로써 상기 요구에 부응하였다.
도 17에 부가하는 제어 정보와 그 대표적인 설정치의 예를 정리하였다. 그 중 몇 개는 연동하여 설정하거나 단독으로 제어해도 된다. 이와 같이 영상 데이터에 그 제어 정보를 부가한 포맷으로 데이터를 전송하면 기본적인 파라메터는 원래보다 더욱 확장 설정으로서 유저 고유로 파라메터를 설정하고자 할 경우에도 여분으로 배선을 더하는 일없이 용이하게 실현 가능하다. 따라서, 도 1에 도시한 본 실시예의 시스템 구성은 표시 어레이와 영상의 해상도의 조합에 따라 동화와 정지화의 표시 특성을 컨트롤할 수 있고, 또한 유저가 선택 가능한 선택 수단을 마련함으로써 동화 표시 성능이 높고, 또 유연성, 범용성 및 확장성이 뛰어난 액정 표시 장치를 구성할 수 있다.
다음에, 이상에서 설명한 제1 실시예에서의 블랭킹 데이터의 삽입 형식에 관한 변형 실시예 등에 대하여 설명한다.
(실시예1)
도 37은 액정 표시 소자 어레이를 이용하여, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사하여 이것에 의해 확보한 120Hz의 프레임 레이트의 60Hz 분을 블랭킹 데이터 표시(흑표시)에 할당한 예를 나타낸다. 3801은 현 주사 기간에 영상을 기록하는 2 라인의 현 주사선군, 3802는 다음 주사 기간에 영상을 기록한 2 라인의 다음 주사선군이며, 양 주사선군은 서로 인접하여 있다. 2 라인 동시에 영상을 기록, 2 라인 비월 주사하고 있기 때문에, 1 프레임을 주사하는 시간은 도 37의 경우의 반만으로 족하게 된다. 예를 들면, 해상도가 VGA 이면 수직 해상도가 320라인분으로, XGA이면 384 라인분으로 감소하지만 프레임 레이트는 2배인 120Hz를 확보할 수 있다. 한편, 1 프레임 기간(주기)이란 액정 표시 패널의 1화면분의 화상 데이터를 표시하기 위한 기간(주기)을 말한다.
1 프레임을 주사하는 시간의 나머지 시간은 블랭킹 데이터의 주사 시간에 할당된다. 이 블랭킹 데이터 표시도 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해 실현한다. 이와 같이, 1 프레임 기간에 블랭킹 데이터 표시 기간을 둠으로써 액정 투과율의 홀드 기간을 단축할 수 있기 때문에 앞서 종래 기술에서 설명한 것과 같은 효과가 얻어져 동화 희미해짐이 적은 동화 표시를 기존의 액정 표시 장치를 이용하여 실현할 수 있다. 물론, 응답이 빠른 액정을 이용함으로써 더욱 동화 표시 성능이 향상하는 것은 당연하다.
또, 여기서는 동시 기록 라인 수와 비월 라인 수가 같지만 동시 기록 라인 수보다 비월 라인 수 쪽을 많게 해도 된다. 예를 들면, 2 라인 동시 기록에 대하여 3, 4, 5,···라인 비월해도 된다.
(실시예2)
도 38 및 도 39는 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사를 한 경우의, 임의의 라인 주사 기간에서의 주사 상태를 나타낸다. 3901은 3 라인의 현주사선군, 3902는 3 라인의 다음 주사선군이며, 양주사선군은 서로 인접하고 있다. 3 라인 동시에 영상을 기록, 3 라인 비월 주사하고 있기 때문에, 1 프레임을 주사하는 시간은 도 37의 경우의 1/3로 족하다. 예를 들면, 해상도가 VGA에서라면 수직 해상도가 213 라인분으로, XGA에서라면 256 라인분으로 감소하지만, 프레임 레이트는 3배인 180Hz를 확보할 수 있다.
도 38은 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사에 의해 확보한 180Hz의 프레임 레이트의 60Hz 분을 블랭킹 데이터 표시에 할당한 예를 나타낸다. 이 블랭킹 데이터 표시도 마찬가지로 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사로 실현하고 있다. 액정의 응답이 백표시에서 느리고 흑표시에서 빠른 언밸런스 특성의 경우에는 본 실시예와 같이 프레임 레이트를 3배화하여 흑표시 기간을 짧게 하고 백표시 기간을 길게 함으로써 응답 특성의 차이를 보정할 수 있다.
도 39에는 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사에 의해 확보한 180Hz의 프레임 레이트의 120Hz 분을 블랭킹 데이터 표시에 할당한 예를 나타낸다. 이 예는 액정의 응답이 백표시에서 빠르고 흑표시에서 느린 경우에 유효하다.
(실시예3)
도 40은 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사를 한 경우의 임의의 라인 주사 기간에서의 주사 상태를 나타낸다. 4201은 4 라인의 현 주사선군, 4202는 4 라인의 다음 주사선군이며 양 주사선군은 서로 인접하고 있다. 4 라인 동시에 영상을 기록, 4 라인 비월 주사하고 있기 때문에 1프레임을 주사하는 시간은 도 37의 경우의 1/4로 족하게 된다. 예를 들면, 해상도가 VGA 이면 수직 해상도가 160 라인분으로, XGA 이면 192 라인분으로 감소하지만 프레임 레이트는 4배인 240Hz를 확보할 수 있다.
이 도 40은 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사에 의해 확보한 240Hz의 프레임 레이트의 60Hz분을 블랭킹 데이터 표시에 할당한 예를 나타낸다. 블랭킹 데이터 표시도 마찬가지로 4 라인 동시 기록 4 라인 비월 주사로 실현하고 있다. 액정의 응답이 백표시에서 느리고 흑표시에서 빠른 언밸런스 특성의 경우에는 본 실시예와 같이 프레임 레이트를 4배화하여 흑표시 기간을 짧게 하고 백표시 기간을 길게 함으로써 응답 특성의 차이를 보정할 수 있다.
도 41은 120Hz 분을 블랭킹 데이터 표시에 할당하고 그 비율을 2/4로 한 예이며 블랭킹 표시의 타이밍은 교대로 행해도 된다.
도 42는 180Hz 분을 블랭킹 데이터 표시에 할당하고 그 비율을 3/4로 한 예이며 액정의 응답이 백표시에서 빠르고 흑표시에서 느린 경우에 유효하다.
(실시예4)
도 43은 2 라인 동시 기록, 1 또는 2 라인 비월 주사를 한 경우의 임의의 라인 주사 기간에서의 주사 상태를 나타낸다. 4601은 2 라인의 현 주사선군, 4602는 2 라인의 다음 주사선군, 4603은 2 라인의 다음다음 주사선군이다. 동시 기록 라인 수와 비월 라인 수는 반드시 일치할 필요는 없고, 이 경우 비월 라인 수가 동시 기록 라인 수와 같거나 작은 경우의 대표예를 나타내고 있다.
이 주사에서는 우선 2 라인의 현 주사선군(4601)을 동시 기록한 후, 1 라인의 비월로, 2 라인의 다음 주사선군(4602)을 동시에 기록한다. 그 후, 2 라인 비월로, 2 라인의 다음다음 주사선군(4603)을 동시에 기록하면, 현 주사선군(4601)의 2라인번째를 다음 주사선군(4602)의 1 라인번째에서 덮어쓰기한다. 이 결과, 3회의 라인 주사로 5 라인 주사한 것이 되어 임의의 주사선 수의 영상을 액정 표시 소자의 주사선에 적합하게 할 수 있다. 예를 들면 VGA의 영상을 XGA의 액정 표시 소자로 표시하는 경우를 생각할 수 있다. VGA의 주사선 480 라인을, 2 라인 동시 기록이고, 2 라인 비월 주사를 288회, 1 라인 비월 주사를 192회 행하면, 768 라인의 주사선을 60Hz로 형성할 수 있다. 또는, 480 라인 중 반인 240 라인으로 4 라인 동시 기록을 48회, 3 라인 동시 기록을 192회 행하면, 768 라인의 주사선을 120Hz로 생성할 수 있게 된다.
도 43은 상기 주사를 하여 프레임 레이트를 120Hz로 하여, 그 중 60Hz를 블랭킹 데이터 표시에 할당한 예를 나타낸다. 이 경우, 실시예1과 같은 주사가 되어 동화질 개선에 효과가 크다. 또한, 동시 기록 주사선 수와 비월 주사선 수가 수평 주사 기간마다 랜덤하게 설정 가능한 주사 회로가 얻어지면 보다 유연한 주사가 가능해진다.
(실시예5)
도 44는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해 프레임 주파수를 2배인 120Hz로 하고, 그 1 화면을 상하 2 분할하여 반을 영상 기록, 나머지 반을 블랭킹 데이터 기록으로 하여 120Hz로 교대로 하는 주사예이다. 실시예1의 전면 흑표시와 달리 흑표시에 공간 변조를 시행할 수 있기 때문에 동화 표시 성능을 유지하면서 플리커를 저감할 수 있다.
또, 1 화면을 상하 4 분할, 또는 상하 6 분할의 흑 가로줄 표시로 공간 변조를 시행해도 된다. 이 경우도 120Hz로 흑 가로줄 표시를 전환하기 때문에, 실시예1의 전 화면 흑표시의 경우보다 플리커를 저감하는 효과가 있다.
(실시예6)
도 45는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해 프레임 주파수를 2배인120Hz로 그 1 화면을 좌우로 2 분할하여, 반을 영상 기록, 나머지 반을 블랭킹 데이터 기록으로 하여 120Hz로 교대로 행하는 주사예이다. 이 실시예6에서도, 실시예1의 전면 표시와 달리 흑표시로 공간 변조를 시행할 수 있기 때문에 동화 표시 성능을 유지하면서 플리커를 저감할 수 있다.
또, 1 화면을 좌우 4 분할, 또는 좌우 6 분할의 흑 세로줄 표시로서 공간 변조를 시행해도 된다. 이 경우도 120Hz로 흑 세로줄 표시를 전환하기 때문에 실시예1의 전 화면 흑표시의 경우보다 플리커를 저감하는 효과가 있다.
(실시예7)
도 46은 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해 프레임 주파수를 2배인 120Hz로 하고, 그 1 화면을 상하 좌우로 4 분할하여, 대각의 반을 영상 기록, 반대 대각의 반을 블랭킹 데이터 기록으로 하여 120Hz로 교대로 행하는 주사예인 실시예1의 전면 흑표시와 달리, 흑표시로 공간 변조를 시행하고 있기 때문에 동화 표시 성능을 유지하면서 플리커를 저감할 수 있다.
또, 1 화면을 상하·좌우로 4 분할씩하여 합계 16 분할, 또는 상하·좌우에 6 분할씩하여 합계 36 분할의 흑 체크 패턴 표시로 공간 변조를 시행해도 된다. 이 경우도 120Hz로 흑 세로줄 표시를 전환하기 때문에 실시예1의 전화면 흑표시의 경우보다 플리커를 저감하는 효과가 있다. 또, 흑데이터의 삽입 패턴은 반드시 체크 패턴일 필요는 없고 랜덤 패턴이어도 된다.
(실시예8)
도 47은 어두운 중간조로부터 밝은 중간조로 영상이 변화된 경우에 있어서의통상 60Hz의 주사를 나타낸다. 도면에서 5901은 영상 신호에 대한 액정의 이상 광학 응답 파형을 나타내고, 5902는 실제 액정의 광학 응답 파형이다. 도면에 도시한 바와 같이, 일반적으로 보급되어 있는 액정 모니터의 액정 재료의 응답은 느려 1 프레임 기간 내에 응답이 완료하지 않는 일이 많다. 그래서, 도 47과 같은 영상이 보내어져 온 경우 도 48과 같이 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 함으로써 프레임 레이트를 2배인 120Hz로 하여 1 프레임을 2개의 서브 필드로 나눠 그 1 서브 필드 주사로 액정의 고속 응답 필터를 이용하여 액정의 응답을 가속시킨다. 이 경우, 응답은 8ms 정도로 완료한다. 이 고속 응답 필터에 관한 상세한 것은 SID92 DIGEST p601-604를 참조하기 바란다. 서브 필드란, 1화면 내의 복수의 화상을 말하며, 예를 들면, NTSC 형식의 인터레이스 신호의 짝수 필드 및 홀수 필드를 말한다. 인터레이스의 경우는, 최초에 짝수 필드가 처리되고 다음에 홀수 필드가 처리된다. 즉, 짝수 필드 및 홀수 필드로 1화면이 형성된다. 한편, 넌인터레이스(프로그레시브)는 주사선을 1개씩 묘화하여 한 번에 하나의 묘화를 만든다.
도 48에서 6001은 영상이 어두운 중간조로부터 밝은 중간조로 변화되었을 때 고속 응답 필터 처리의 결과 얻어진 더욱 밝은 계조 데이터를 삽입하여 다음 서브 필드 주사로 원래가 밝은 중간조 데이터로 되돌린 결과 얻어지는 액정의 이상 광학 응답 파형이며, 6002는 액정의 실제 고속 응답 파형이다. 또한, 6003은 휘도 보상형 필터 처리 결과의 액정 응답 파형이며 그 상세한 설명은 SIDO1 DIGEST p998-1001에 이양한다. 어느 쪽의 처리이든 1 프레임 기간을 2개의 서브 필드로 나누어 그 1 서브 필드를 필터 처리에 할당할 수 있기 때문에 예를 들면 텔레비전 게임 등의 액정 모니터에서의 영상 보정에 유효하다.
(실시예9)
도 49는 도 48과 같은 영상이 송신되어 왔을 때, 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사를 함으로써 프레임 레이트를 3배의 180Hz로 하고, 1 프레임을 3 개의 서브 필드로 나누어 각 서브 필드에 각각 다른 영상을 표시하는 모양을 나타내고 있다. 제1 서브 필드는 실시예8에서 설명한 필터 처리용으로 할당하고 제2 서브 필드는 송신 영상으로 할당을 되돌린다. 그리고, 제3 서브 필드는 블랭킹 데이터 표시에 할당하여 액정의 응답을 고속화하는 동시에 흑표시에 의한 동화의 고화질화를 꾀한 주사이다.
도면에서 6101은 필터 처리에 의한 이상 액정 광학 응답 파형이며, 6102는 액정의 실제 고속 응답 파형, 6103은 휘도 보상형 필터에 의한 실제 액정의 광학 응답 파형이다. 본 실시예는 1 프레임을 3 개의 서브 필드로 분할하여 액정의 응답 특성을 보정하는 서브 필드와 흑표시용 서브 필드를 제공하고 있기 때문에 동화질 향상과 응답 지연에 따른 휘도의 저하를 보충할 수 있다.
(실시예10)
도 50은 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 함으로써 1 프레임을 2 개의 서브 필드로 분할하여 제1 서브 필드에는 영상을 기록, 제2 서브 필드에는 블랭킹 데이터 표시를 하는 주사를 가리킨다. 도 50에서 6401은 드레인선 구동 회로에 입력하는 신호의 극성 반전 파형이며, 극성 반전 주파수는 흑기록 주파수가 60Hz 인 것을 고려하면 흑표시시에 상시 같은 극성 전압이 인가되는 것을 막기 위해 30Hz로반전시키고 있다. 그 때문에, 액정에 직류 전압이 인가되지 않고 동화의 고화질화를 실현할 수 있다.
또한, 도 51은 3 라인 동시 기록, 3 라인 비월 주사를 함으로써 1 프레임을 3개의 서브 필드로 분할하여 그 중 2 개의 서브 필드를 영상 표시용으로, 나머지 1 필드를 블랭킹 데이터 표시용으로 분배한 주사의 모양을 가리킨다. 도면에서 6501은 드레인선 구동 회로에 입력하는 신호의 극성 반전 파형이며, 이 경우 90Hz 이다. 흑표시 주파수는 60Hz이기 때문에 흑표시시에 직류 전압은 인가되지 않아, 또한 플리커가 적은 표시가 얻어진다. 또, 도 50 및 도 51의 예로서 블랭킹 데이터를 삽입하고 있지 않아도 플리커가 적은 표시를 할 수 있음은 당연하다.
도 52는 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사를 함으로써 1 프레임을 4 개의 서브 필드로 분할하여 그 중 2 개의 서브 필드에는 영상 표시 주사를 하고 나머지 2 개의 서브 필드에는 블랭킹 데이터 표시 주사를 하는 모양을 나타낸다. 도면에서 6601은 드레인선 구동 회로에 입력하는 신호의 극성 반전 파형이며, 이 경우 120Hz 이다. 영상 및 흑기록 주파수가 모두 60Hz, 극성 반전 주파수가 그 2배이기 때문에 1 프레임 기간에 영상 및 흑표시 기록과 극성 반전이 모두 완결된다. 그 때문에, 플리커없는 고품질 동화 표시가 실현된다.
(실시예11)
도 53은 1 프레임을 3 개의 서브 필드로 분할하여, 제1 서브 필드는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 영상을 기록, 제2 서브 필드는 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월하여 또 영상을 기록하고, 제3 서브 필드는 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사로써 흑데이터를 기록한 주사법을 나타낸다.
도면에서, 6701은 제1 서브 필드에서의 2 라인의 현주사선군, 6702는 2 라인의 다음 주사선군이며 서로 인접하여 있다. 6703은 제2 서브 필드에서의 4 라인의 현 주사선군, 6704는 4라인의 다음 주사선군이다. 6705는 제3 서브 필드에서의 4라인의 현주사선군, 6706은 4라인의 다음 주사선군이다. 6707은 드레인선 구동 회로에 입력하는 신호의 극성 반전 파형이며, 제1,2 서브 필드의 영상 기록으로 항상 서로 반대 극성으로 기록하도록 반전하고 있다. 그것은, 예를 들면 노멀 화이트 모드의 액정 표시 소자의 경우, 고실효치 전압으로 투과율을 높이기 위해 기록 극성의 차이가 생기기 쉽고 동화 표시시에 플리커가 일어나기 쉬운 것을 고려한 조치이다. 또한, 이 경우, 흑 기록의 주파수가 60Hz이고, 극성 반전 주파수가 30 Hz가 되기 때문에 흑기록 시의 직류 전압 인가는 생기지 않는다. 그 때문에 직류 잔상이나 플리커가 적은 동화 표시를 할 수 있다.
(실시예12)
도 54는 1 프레임을 주사 방법이 다른 4개의 서브 필드로 분할한 예를 나타낸다. 도면에서 6801은 제1 서브 필드에서의 2 라인의 현주사선군, 6802는 2 라인의 다음 주사선군이며, 6803은 제2 서브 필드에서의 4 라인의 현주사선군, 6804는 4 라인의 다음 주사선군, 6805는 제3 서브 프레임에서의 8 라인의 주사선군, 6806은 제4 서브 프레임에서의 8 라인의 주사선군이다.
제1 서브 프레임에서는 현 주사선군(6801)의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월하여 다음 주사선군(3302)으로 주사를 이동하면서 영상 데이터를 기록하고 프레임주기의 1/2로 주사를 종료한다. 제2 서브 프레임에서는 현 주사선군(3303)의 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월하여 다음 주사선군(3304)으로 주사를 이동하면서 영상 데이터를 기록, 프레임 주기의 1/4로 주사를 종료하고, 제3, 제4 서브 프레임에서는, 8 라인 동시 기록, 8 라인 비월 주사하여 블랭킹 데이터 표시 주사를 프레임 주기의 1/8로 각각 완료한다.
도면에서 6807은 드레인선 구동 회로에 입력하는 신호의 극성 반전 파형이며, 제1, 제2 서브 프레임은 서로 반대 극성으로 주사하도록 반전하고 있다. 그 이유는, 실시예13의 경우와 같이 예를 들면 노멀 화이트 모드의 액정 표시 어레이에서는 고실효치 전압으로써 액정의 투과율을 높이기 위해 기록 극성의 차이가 생기기 쉽기 때문이다. 또한, 흑데이터 기록 극성은 1 프레임으로 완결하기 때문에 직류 전압 인가는 생기지 않는다. 그 때문에, 직류 잔상, 플리커가 적은 동화 표시를 할 수 있다는 이점이 있다.
(실시예13)
도 55는 1 프레임을 2 개의 서브 필드로 분할하여, 제1 서브 필드는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사하여 영상을 표시하고, 제2 서브 필드는 4 라인 동시 기록, 4 라인 비월 주사를 함으로써 흑표시를 하는 모양을 나타낸다. 도면에서 6901은 제1 영상 주사 서브 필드에서의 2 라인의 현 주사선군, 6902는 2 라인의 다음 주사선군이며, 6903은 제2 블랭킹 데이터 표시 주사 서브 필드에서의 4 라인의 현 주사선군, 6904는 4 라인의 다음 주사선군이다. 제1 서브 필드 주사는 1 프레임의 반으로 완료하고, 제2 서브 필드는 1 프레임의 1/4로 완료한다. 그 때문에, 1/4프레임 주사 기간에 여유가 생긴다.
본 실시예에서는, 지금까지의 실시예와 같이 그 기간을 주사 기간에 할당하는 것은 아니고 액정의 응답 시간에 할당하는 데 특징이 있다. 본 실시예는 흑으로의 응답은 빠르지만, 중간조의 응답이 느린 액정의 경우의 예이다. 이 경우, 제1 서브 필드에 영상을 기록한 후, 곧 제2 서브 필드 주사인 블랭킹 데이터로 주사하면, 액정이 응답하지 않아 충분한 표시가 얻어지지 않는다. 그래서, 제1 서브 필드를 주사 완료 후 1/4 프레임 기간 주사를 중단하여 응답 시간을 확보한 뒤 제2 블랭킹 데이터 표시의 서브 필드 주사를 1/4 프레임 기간으로 한다. 이렇게 함으로서, 수직 해상도 1/2를 유지하면서 액정의 흑응답과 중간조 응답과의 차이를 저감할 수 있어 동화 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
(실시예14)
여기서, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 행함으로써 1 프레임을 2 개의 서브 필드로 분할하여, 서브 필드간, 라인간, 인접 화소간에서 기록 극성을 항상 반전하는 도트 반전 구동으로 주사해도 된다. 이 경우, 서브 필드 주파수는 2배인 120Hz로 되어 있기 때문에, 극성 반전 주파수는 60Hz가 되어, 극성간의 기록 실효치 전압 차이가 플리커로서 인식되기 어려워진다.
도 56은 임의 타이밍에서 이상의 도트 반전 구동으로부터, 2 라인마다 반전 구동으로 전환했을 때의 주사의 모양을 나타내고 있다. 각 화소의 반전 주파수는, 서브 필드 주파수가 120Hz이기 때문에 60Hz이다. 따라서, 2 라인마다 극성을 반전하더라도 극성간의 기록 실효치 전압 차이가 플리커로서 인식되기 어렵다. 따라서,라인 교류화 주파수를 작게 할 수 있어 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 임의 타이밍에서 도트 반전 구동으로부터, 3 라인마다 반전 구동으로 전환하도록 해도 되고 또한, 임의 타이밍에서 도트 반전 구동으로부터 열마다 반전 구동으로 전환하도록 해도 된다. 이들의 경우도 극성 반전 주파수가 60Hz가 되기 때문에, 라인 교류화 주파수를 이와 같이 작게 하더라도 극성간의 기록 실효치 전압 차이가 플리커로서 인식되기 어렵다. 그 때문에 소비 전력을 작게 할 수 있다.
(실시예15)
또한, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 함으로써 1 프레임을 2 개의 서브 필드로 분할하여 서브 필드간과 라인간에서 기록 극성을 항상 반전하는 커먼 반전 구동으로 주사해도 된다. 이 경우, 서브 필드 주파수는 2배인 120Hz로 되어 있기 때문에 극성 반전 주파수는 60Hz가 되어 극성간의 기록 실효치 전압 차이가 플리커로서 인식되기 어려워진다.
도 57은 임의 타이밍에서 이상의 커먼 반전 구동으로부터, 2 라인마다 커먼 반전 구동으로 전환했을 때의 주사의 모양을 나타내고 있다. 각 화소의 반전 주파수는 서브 필드 주파수가 120Hz이기 때문에 60Hz 이다. 따라서, 2 라인마다 극성을 반전하더라도 극성간의 기록 실효치 전압 차이가 플리커로서 인식되기 어렵다. 따라서, 라인 교류화 주파수를 작게 할 수 있어, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 임의 타이밍에서 커먼 반전 구동으로부터 3 라인마다 반전 구동으로 전환하도록 해도 되고 또한, 임의 타이밍에서 커먼 반전 구동으로부터 프레임마다 반전 구동으로 전환하도록 해도 된다. 이들 경우도 극성 반전 주파수가 60Hz가 되기 때문에 라인 교류화 주파수를 이와 같이 작게 하더라도 극성간의 기록 실효치 전압 차이가 플리커로서 인식되기 어렵다. 그 때문에 소비 전력을 작게 할 수 있다.
또한 커먼 반전 구동에 의해, 저내압 드레인 드라이버를 이용할 수 있기 때문에 저코스트로 액정 모니터를 구성할 수 있다.
(2) 제2 실시예
이하, 본 발명의 제2 실시예에 관해서 설명한다.
제1 실시예에서 제시한 시스템에서는 1 프레임 기간 내에 블랭킹을 하기 때문에 저하한다. 또한, 흑기록에 의한 블랭킹시에는 백라이트를 점등한 상태이기 때문에 발광 효율이 저하한다. 그래서 본 실시예에서는 제1 실시예에 더하여 백라이트의 점등을 제어함으로써 그 개선을 꾀한다.
도 18은 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사시의 표시 어레이의 게이트 구동 신호선의 파형과 백라이트와의 점등 타이밍을 나타내는 도면으로, 1801은 프레임 주기, 1802는 반프레임 주기의 영상 기록 기간, 1803은 반프레임 주기의 블랭킹 기록 기간, 1804는 1 라인 선택 기간을 나타내며, 1805는 게이트 구동 신호 펄스를, 1806은 액정의 광학 응답을, 1807은 백라이트의 점등 타이밍을 나타낸다. 본 실시예에서도 액정은 노멀 블랙 모드를 가정하여 백라이트의 점등 타이밍을 나타내는 1807은 High 레벨에서 점등, Low 레벨에서 소등하는 것으로 한다.
백라이트를 구성하는 램프의 배치로서는, 램프를 개체의 상하 또는 한 쪽에 설치한 사이드 라이트 타입과, 표시 어레이의 맨 뒤에 배치한 직하형이 있다. 전자는 통체를 박형으로 설계할 수 있기 때문에, 노트북 컴퓨터 등에 자주 이용되고 후자는 고휘도화가 용이하기 때문에 개구율이 낮은 액정 표시 어레이의 고휘도화에 적합하다. 본 실시예에서는, 고휘도화의 관점에서 직하형을 이용한 경우를 상정하여 설명한다. 도 18과 같이 이웃하는 게이트선 G1, G2로부터 차례로 게이트선을 선택 상태로 하여 영상을 기록하면 기록이 완료한 라인으로부터 액정은 수 ms∼수십 ms를 거쳐 차례로 응답해간다.
본 실시예에서는 백라이트를 점멸 제어하지만 백라이트를 소등하면 당연한 일이지만 더욱 휘도가 저하한다. 그래서, 흑데이터 주사와 백라이트의 소등에 의한 블랭킹으로 저하하는 휘도분을 고려하여 램프의 관전류를 증가시켜 휘도를 향상시키고 있다. 바람직하게는, 램프의 발광 특성은 단시간에 원하는 밝기에 달하고 또한 잔광이 짧은 것이 좋다. 실제로는 램프의 관전류에는 제한이 있어 수명과의 균형에 의해 그다지 많게는 흘릴 수 없다. 또한 발광 및 잔광 시간으로서 수 ms 정도는 필요해진다. 그 때문에, 본 실시예에서는 램프 관전류를 증가시킨 점등 기간을 1 프레임 기간의 반으로 하여 1 프레임 기간에 한 번 점멸시키는 것으로 하였다. 또한 점멸은 직하형 복수의 램프를 한 개씩 차례로 타이밍을 엇갈리게 하여 제어하는 방법도 있지만 전술한 바와 같이 램프의 순간 발광이 곤란하며 타이밍을 어긋나게 하는 효과를 기대할 수 없으므로, 복수의 램프의 점멸은 모두 같은 타이밍에서 행하였다. 구체적으로는, 모든 라인에서의 광학 응답이 있는 기간에 복수의 램프를 일제히 점등시키는 것으로 하였다.
도 18의 1808이 점등 기간이며, 이러한 타이밍으로 점등과 소등을 반복하면화면 중앙은 정확하게 응답이 완료된 기간이 길기 때문에 선명하고 밝은 영상이 된다.
또한, 램프의 관전류를 더 흘려 휘도를 확보 가능한 경우에는 점등 기간을 더 단축하여 1809로 해도 된다. 이렇게 하면, 흑표시시에는 완전히 소등하고 있고 또한 화면 중앙은 완전히 응답하고나서의 점등 표시가 되기 때문에 선명함이 증가함과 동시에 램프의 발광 효율이 향상한다.
이와 같이 함으로써, 램프의 온도 특성에 관해서도 백라이트를 소등하기 때문에 램프를 식히는 효과가 있어 온도 상승에 의한 휘도 저하를 막는 의미에서도 이점도 있다.
또한, 도 19는 표시 어레이와 어스펙트 비가 다른 영상을 표시했을 때에도, 백라이트의 점등 제어를 한 예를 나타내는 도면이다. 도 19의 (a)는 어스펙트 비가 다른 영상을 도 12의 (b)에 표시한 예에서, 무효 표시 영역은 블랭킹 데이터로 패딩하고 있다. 도 19의 (b)는 표시 어레이의 배면에 설치된 직하형 백라이트로 각각 단독으로 제어 가능한 6개의 램프로 구성되어 있다. 도 19가 의미하는 바는 흑으로 패딩한 무효 표시 영역은 백라이트를 점등할 필요가 없기 때문에 소등하고 있는 것이다. 즉, 상하 2개의 램프는 소등하고 중앙의 4개만 점등하면 되어 그만큼 백라이트의 소비 전력을 저감할 수 있어 발광 효율이 향상한다.
본 실시예에서의 이들 백라이트 제어는 예를 들면 도 20과 같은 파라메터를 준비해 두어 제1 실시예에서 설명한 도 16과 같이 제어 정보를 영상에 첨부하는 전환 방법에 의해 용이하게 바꿀 수 있다. 즉, 도 1에서 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)가 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)로부터 백라이트 제어 정보 첨부 영상 데이터를 수취하여 백라이트 제어 버스(111)를 통하여 각 램프의 제어 방법을 전환함으로써 실현할 수 있다. 이 경우의 예는, 제1 램프와 제6 램프는 상시 소등, 제2∼제5 램프(2)는 도 18의 타이밍으로 점멸 제어하는 제어 정보이다.
노트북 컴퓨터등 박형인 박형 설계를 실현하는 사이드 라이트형 표시 장치에서는 이러한 제어는 의미가 없지만 일괄적으로 도 18의 타이밍 점멸 제어는 가능하기 때문에 백라이트의 점멸 제어의 적용은 가능하다.
이와 같이, 블랭킹 표시 기간 또는 표시 영역을 고려하여 백라이트를 점등 제어함으로써 동화 표시 특성과 더욱 발광 효율이 뛰어난 표시 장치가 실현된다.다음에, 이상에서 설명한 제2 실시예에서의 변형 실시예 등에 관해서 설명한다.
(실시예16)
도 58은 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해, 1 프레임을 2 개의 서브 필드로 분할하여, 그 중 1 서브 필드에 블랭킹 표시의 주사를 하면서, 백라이트의 점멸 제어를 하는 실시예를 나타낸다. 백라이트의 점멸 제어에 관한 상세한 설명은 SIDO1 DIGEST p990-993을 참조하기 바란다. 도면에서 7801∼7804는 표시 영역을 4 분할했을 때의 위로부터의 각 영역을 나타내고 있다. 제1 서브 필드에는 영상을 기록, 제2 서브 필드에는 흑데이터를 기록하는 경우를 생각하면, 표시 영역(7801)은 7805의 응답 특성이고, 표시 영역(7802)은 7806의 응답 특성이고, 표시 영역(7803)은 7807의 응답 특성이고, 표시 영역(7804)은 7808의 응답 특성이며 주사 순서대로 응답해간다. 이 경우, 표시 영역(7803)에 착안하면 표시 영역(7803)을 주사 후 액정의 투과율 응답은 다음 흑기록 서브 필드의 중간 시점에서 대충 완료하고 있으므로, 이 타이밍, 즉 제2 서브 필드 기록이 시작하여 중앙을 주사하는 시점에 백라이트를 점등한다. 또, 도 58에서의 백라이트는 직하 6등 램프를 설치한경우를 가정하고 있기 때문에 이 경우 6등 전부 동시에 점등한다.
다음에 제2 서브 필드에서 흑데이터를 기록할 때, 착안 표시 영역(7803)은 표시 영역(7801, 7802)의 주사를 통해 흑데이터가 기록된다. 이 흑표시는 응답을 완료할 때까지 기다릴 필요는 없고 흑데이터 기록 후 백라이트를 바로 소등하므로 같은 효과를 얻을 수 있다. 단, 이 순서는 백라이트의 점등 및 소등이 액정의 투과율 응답과 비교하여 충분히 빠른 경우에 성립한다.
따라서, 백라이트의 점멸 파형을 7809와 같이 제어하면, 착안 표시 영역(7803)에 관해서는 응답하는 과정에서의 영상은 표시되지 않고 흑응답도 백라이트의 소등 속도와 같게 되어 동화상은 샤프해진다.
여기서, 착안 표시 영역(7803) 이외의 표시 영역(7801,4302,4303)으로 초점을 옮겨 본 다. 우선, 표시 영역(7801,7802)이지만 각각 해당하는 응답 파형(7805,7806)으로부터 점등 기간에도 대충 흑에 가까운 레벨까지 추이하고 있기 때문에 블랭킹 효과가 얻어진다. 또한, 표시 영역(7803)도 대강 원하는 투과율에 근접하기 때문에 영상의 샤프함은 유지되고 있다.
도 58의 실시예에서 백라이트의 점등 타이밍을 응답이 완료하는 시점까지 기다려 점등 기간을 한없이 짧게 하면 영상의 샤프함은 더욱 향상한다. 그러나, 밝음을 확보할 수 없게 되기 때문에 실제로는 양자의 타협점에서 백라이트를 제어하게된다. 또한, 고속인 액정을 이용한 경우의 백라이트 제어 타이밍은 다음과 같다.
표시 영역(7801,7802,7803,7804)의 고속 응답 액정의 투과율 응답 파형은, 차례로 7815,7816,7817,7818이다. 마찬가지로, 표시 영역(7803)에 착안하면 해당하는 응답 파형(7817)보다, 제1 서브 필드에 기록한 영상에 대한 응답은 제2 서브 필드의 전반에 대강 완료하고 있다. 따라서, 이 타이밍으로 백라이트를 점등하고, 표시 영역(7803)에서 제2 필드의 흑기록이 시작되는 타이밍으로 소등할 수 있다. 즉, 백라이트의 제어 타이밍 파형(7819)으로 점등을 제어한다. 착안 표시 영역(7803) 이외의 표시 영역(7801,7802,7804)으로 초점을 옮기면 표시 영역(7801,7802)에 해당한 액정의 투과율 응답 파형(7815,7816)의 백라이트 점등 기간은 흑에 가까운 레벨로 응답하고 있다. 표시 영역(7804)도 그것에 대응하는 투과율 응답 파형(7818)보다 액정의 응답이 빠르기 때문에 대충 원하는 투과율에 가깝다. 이것은 응답이 빠르면 더욱 동화를 깨끗이 표시할 수 있음을 의미하고 있다.
백라이트의 타이밍에 관해서도 백라이트의 소등 타이밍은 흑레벨의 응답을 빨리하기 때문에 흑기록 서브 필드 주사 시작 시점에서 하는 것이 바람직하므로 고속 응답 액정을 이용하면 백라이트의 점등이 이른 단계에서 되기 때문에 점등 기간을 길게 할 수 있다. 즉, 점등 듀티를 길게 할 수 있기 때문에 피크 점등 레벨을 비교적 낮게 억제할 수 있게 된다.
(실시예17)
도 59는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 하여, 1 프레임을 서브 필드로 분할하여, 서브 필드 화면 상하 반에 흑표시 주사를 교대로 하는 동시에 백라이트의 점멸 제어를 하는 실시예를 게시한다.
본 실시예의 백라이트는 램프를 6개 제공해 둠으로써 각 램프는 독립하여 피크 휘도 및 점등 기간을 제어 가능하게 한다.
도면에서 7901∼7904는 표시 영역을 4분할했을 때의, 위로부터의 각 영역을 나타내고 있다. 여기서, 표시 영역에, 예를 들면, 제1 서브 필드로서는 상 반에 영상을, 하 반분에 흑데이터를 기록, 제2 서브 필드에는 그 반대로 상 반에 흑데이터를, 하 반에 영상을 기록하는 경우를 생각할 수 있다. 도면의 7911이 상 반 화면의 기록에 대한 이상 응답 파형이고, 7912는 하 반 화면의 그것이다. 그 때, 표시 영역(7901)은 7905의 응답 특성이고, 표시 영역(7902)은 7906의 응답 파형이고, 표시 영역(7903)은 7907의 응답 파형이고, 표시 영역(7904)은 7908의 응답 파형이며, 주사 순으로 응답해간다. 이 경우, 표시 영역(7902)에 착안하면, 제1 서브 필드 주사로, 상 반 면에 영상 데이터를 표시 할 때, 표시 영역(7902)을 주사 후, 액정의 투과율 응답(7906)은 현 서브 필드의 후반 시점에 대강 완료하고 있으므로 이 타이밍으로 백라이트 상부 3등을 점등한다. 표시 영역(7903)은 현 서브 필드 주사에서는 흑데이터를 기록하게 된다.
제2 서브 필드 주사에서는 상 반면에 흑데이터, 하 반면에 영상 데이터를 기록하게 되기 때문에 표시 영역(7902)은 흑데이터를 기록한 직후에 백라이트 상부 3등을 동시 소등한다. 표시 영역(7903)은 영상 기록 영역이 되어 표시 영역(7903)을 영상 데이터로 주사 후, 7903의 액정 응답 파형인 7907보다 다음 흑데이터 기록 서브 필드의 중간부에서 대강 응답을 완료하고 있으므로 그 타이밍으로 백라이트 하부 3등을 동시 점등한다. 그리고, 표시 영역(7903)의 흑기록 서브 필드 주사 시작 시점에서 백라이트 하부 3등을 동시 소등하는 제어를 한다. 7909 및 7910은 각각 지금 설명한 백라이트 상부 3등, 하부 3등의 점등 제어 파형이다.
본 실시예의 특징은, 상 반 화면과 상부 3등의 백라이트로 형성되는 상부 표시 영역과, 하 반 화면과 하부 3등의 백라이트로 형성되는 하부 표시 영역이 다른 타이밍으로 독립하여 제어되고 있는 점이다. 실시예18의 전 점등에서는, 도 78에 도시한 바와 같이, 전 화면의 1 표시 영역에만 점등 타이밍을 합칠 수 없지만, 본 실시예에서는 상하 각각 1표시 영역씩에 타이밍을 합칠 수 있기 때문에 점등 타이밍이 맞는 영역을 널리 확보할 수 있다. 즉, 상부 표시 영역에 재현되는 영상은, 표시 영역(7901,7902)의 액정 투과율 응답 파형(7905,7906)과 백라이트 점등 파형(7909)으로부터 응답이 완료된 선명한 영상이 되고, 마찬가지로 하부 표시 영역에는, 표시 영역(7903,7904)의 액정 투과율 응답 파형(7907,7908)과 백라이트 점등 파형(7910)으로부터 샤프한 영상이 얻어진다는 이점이 있다.
또한, 한번에 점등하는 램프 수는 실시예16의 반으로 족하기 때문에 피크 전류를 대부분 흘릴 수 있기 때문에 백라이트의 점등 효율이 향상하는 것에 관해서도 유리하다.
(실시예18)
도 60은 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 함으로써 1 프레임을 2개의 서브 필드로 분할하여 그 중 1 서브 필드에 액정 고속 응답 필터 또는 휘도 보상 필터를 적용하고 또한 백라이트를 점등 제어한 실시예를 게시한다.
본 실시예의 백라이트는 램프를 6개 마련해 둠으로써 각 램프는 동시에 점등 제어한다.
도면에서, 8001∼8004는 표시 영역을 4 분할한 경우, 각각 위부터 순서대로 각 영역을 나타낸다. 영상이 동 도(a)와 같이, 어두운 중간조에서 밝은 중간조로 변화된 경우 영상이 변화된 프레임의 최초의 서브 필드에 이 경우, 동 도(b)에 도시한 바와 같이, 8021에 액정 고속 응답 필터에 의해 도출된 영상 데이터를 삽입하므로, 액정의 이상 투과율 응답은 8010과 같이 되어, 실제로는, 표시 영역(8001)에서 응답 파형(8005), 표시 영역(8002)에서 응답 파형(8006), 표시 영역(8003)에서 응답 파형(8007), 표시 영역(8004)에서 응답 파형(8008)이 얻어져 고속화된다.
(3)제3 실시예
이하, 본 발명의 제3실시예에 관해서 설명한다.
제1 실시예에 설명한 바와 같이, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로 표시하면 원 영상의 반의 수직 주사선밖에 재현할 수 없다. 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 영상이 표시 어레이보다 충분히 해상도가 낮은, 구체적으로는 반 이하의 경우에는, 2 라인 동시 기록 비월 주사를 행하더라도, 원 영상 정보를 결핍시키지 않고, 표시 어레이에 재현할 수 있지만, 반대로, 영상 신호가 표시 어레이의 반의 해상도를 넘는 경우, 영상 정보를 삭감하거나, 종래의 1라인마다 주사, 홀드형의 표시 모드로 전환하지 않을 수 없다. 전자는 동화 표시에서는 고화질이지만, 정지화는 수직 해상도의 저하를 초래하고, 후자는 그 반대가 된다. 본 실시예는, 블랭킹 효과에 의한 동화 표시 성능을 향상시키면서, 영상 정보를 손실없이 표시하는방법을 제공한다.
현재 입수 가능한 드레인선 구동 회로(드레인 드라이버 IC)의 데이터 전송 대역은 약 50MHz 정도로 낮다. 이 드레인 드라이버 IC를 이용하여 XGA의 표시 어레이를 구동하면, 적어도 60×768×1024≒47MHz 필요하여, 드라이버 데이터 전송 대역에 마진이 없다. 그래서 현재는 데이터 버스를 2화소분 준비하여, 전송 레이트를 하프 레이트로 한 구성으로 제품화하고 있다. 특히 모니터 용도로서는 VESA의 XGA규격, 도트 클록 약 80MHz 상당을 서포트하기 위해서는 필수적이다. 그러나, 디지털 방송이나, NTSC는 모니터 규격과 달리, 독자의 신호 처리 회로를 탑재하여 액정 표시 어레이에 표시하고 있기 때문에, 비교적 전송 방법의 제한을 받지 않는다. 발명자는 이 점에 착안하여, 사용하는 드레인 드라이버 IC의 데이터 전송 대역을 최대한으로 활용하는 방법을 고안했다. 전술한 바와 같이, 드레인 드라이버 IC의 데이터 전송 버스는 2화소분 준비되어 있기 때문에 47MHz로 데이터 전송하면 60Hz로 2화면 주사가 가능해진다. 이것을 이용하면, 벌써 1화면 분의 주사를 블랭킹에 할당하는 것이 가능해져 수직 해상도를 잃는 일없이 동화 표시 성능을 향상시킬 수 있다.
도 21에 본 실시예에서의 게이트선 구동 신호의 파형, 바꿔 말하면, 게이트 선택 펄스의 타이밍 차트를 나타낸다. 2101은 프레임 주기이고, 2102는 프레임 주기의 반의 영상 기록 기간, 2103은 프레임 주기의 반의 블랭킹 기간, 2104는 1 라인의 기록 기간이다. 이 경우, 1 프레임 기간에 1 라인 분의 주사로 2 화면 주사하기 때문에 1 라인의 기록 기간이 약 반 정도로 짧아진다. 그래서 본 실시예에서는,도 22에 도시한 바와 같이, 극성 반전 주기를 프레임 주기로, 즉 영상 주사와 블랭킹 주사를 끝낸 시점에서 극성 반전을 함으로써 기록 율을 향상시킨다. 도면에서 2201은 프레임 주기, 2202는 반프레임 주기의 영상 기록 기간, 2203은 반프레임 기간의 블랭킹 데이터 기록 기간이고, 2204는 1라인의 게이트 선택 기간이다. 또한, 2205는 게이트선 구동 신호의 파형, 2206은 드레인선 구동 신호의 파형, 2207은 소스 전압 파형으로, 커먼 레벨(2208)과 소스 전압(2207)의 차이 전압이 액정에 인가되기 때문에, 1 프레임 주기로 극성이 반전하는 2209는 액정의 광학 응답 파형으로, 이 경우, 노멀 블랙 모드를 상정하고 있다. 본 구동에 의해, 광학 응답 파형(2209)은 1 프레임 기간에 영상 표시와 블랭킹으로의 응답을 행하는 임펄스형 파형을 나타내기 때문에 동화 표시 특성이 향상한다.
또한, 제2 실시예의 백라이트 시스템을 조합시키면, 동화 표시는 더욱 선명해져 백라이트의 발광 효율과 합쳐서 성능이 향상한다.
또한, 제1 실시예와는 달리, 복수 라인 동시에 데이터를 기록하지 않기 때문, 원 영상의 영상 정보를 결핍시킬 필요가 없어 수직 해상도도 저하하는 일은 없다. 이 점에서 화질이 더욱 향상한다.
본 실시예와 제1 실시예를 조합시키면, 더욱 동화 성능은 향상한다. 왜냐하면, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 하면, 1 프레임 기간 내에 4회 화면 주사가 가능해지기 때문이다. 정지화의 경우에는, 영상의 디테일을 높은 수직 해상도로 재현하여, 움직임이 빠른 영상은 시간 방향으로 해상도를 확보하여, 액정의 고속 응답 필터 처리 등으로 화질을 향상시킨다는 제어가 가능해지기 때문이다. 특히액정 자신의 응답 속도는 수 ms에서 수십 ms이고, 액정 재료 자체의 응답을 고속화하더라도 유지 특성이 나빠진다는 경향이 있기 때문에, 그다지 고속화할 수 없다는 것, 또한 PC등에서는 유지 특성이 좋은 쪽이 플리커가 생기기 어렵기 때문에 우수하다는 이유도 있다.
1 프레임 기간에 4 화면 주사가 가능하게 되면 최초의 2 화면은 영상 기록, 다음 2 화면은 블랭킹으로 분할하고, 또한 영상 기록의 최초의 화면 주사를 고속 응답 필터 처리에 할당하여, 다음 화면 주사에서 원래로 되돌림으로써 외관상 응답을 고속화한 임펄스형 구동이 실현된다(4567). 상기 고속 응답 필터는 블랭킹의 다음 영상이 항상 흑데이터로부터의 변화이기 때문에 비교적 소규모인 회로로 실현된다. 또한, 전술한 영상 기록 기간에, 다른 극성으로 영상을 기록하면 영상 기록, 블랭킹 각각에 극성 반전이 완결되기 때문에, 액정에 항상 대상인 전압을 인가할 수 있어, 액정의 열화를 억제할 수 있다.
도 23은 그 게이트선 구동 신호의 파형, 즉 게이트 선택 펄스의 타이밍 차트이다. 도면에서 2301은 프레임 주기, 2302는 1/4 프레임 기간의 액정을 고속화하는 영상 기록 기간, 2303은 영상 기록 기간, 2304는 1회째의 블랭킹 기록 기간, 2305는 두번째의 블랭킹 기록 기간이다. 2306은 게이트 선택 기간이며, 보통 기록의 약 반이다.
도 24는 각 신호선의 구동 파형으로, 2401은 프레임 주기, 2402는 응답 고속 기간, 2403은 세트링 기간, 2404는 블랭킹 기간, 2405는 게이트 선택 기간이며, 기록 기간과 일치한다. 2406은 게이트선 구동 신호의 파형, 2407은 드레인선 구동 신호의 파형, 2408은 소스 전압 파형이며, 소스 전압 파형(2408)이 나타내는 전압과 커먼 레벨(2409)과의 차이 전압이 액정에 인가된다. 그 인가 전압에 따른 투과율로 추이하는 파형이 2410이며, 이 경우, 노멀 블랙 모드를 상정하고 있다. 액정 고속 응답 기간(2402)은, 항상 흑레벨로부터의 응답이 되기 때문에 세트링 기간(2403)에 인가되는 액정 전압보다 높은 레벨이 되도록 필터 계수를 설정해 둔다. 그 때문에, 액정 응답 파형(2410)의 상승은 고속화되어 최고 4.2ms까지 개선할 수 있다. 반대로 흑의 블랭킹 레벨에의 응답은, 그 이하의 전압을 인가할 수 없으므로, TN 모드의 액정과 같이, 흑레벨로의 응답이 빠르지만, 백레벨의 응답은 느린 액정을 이용하면 더욱 유효하다. 또한, 드레인선 구동 신호의 파형(2407)은, 기록 기간(2405)의 단축으로부터, 기록율 향상을 꾀하기 위해서와, 극성 반전 주기를 완결시키는 것의 관점에서, 1/4 프레임마다 반전시키고 있다.
단, 본 방법은 제1 실시예와 마찬가지로 수직 해상도가 저하하기 때문에, 정지화의 경우에는, 1 라인마다 주사, 동화라고 판단할 수 있는 경우에는, 본 방법에서의 주사로 전환하는 수단을 마련한다. 도 1의 시스템 블럭에서, 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)는, 영상의 움직임 벡터를 패턴 매칭법이나 구배법등에 따라 산출하여, 어떤 일정 이상의 움직임량을 검출한 경우, 동화 영상이라고 판정하여, 2 라인 동시 기록, 비월 주사용으로 영상 데이터를 생성하여 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에 송출한다.
그 때, 제1 실시예와 같이 제어 정보를 부가하여 복수회 주사 타이밍 제어 회로(103)가 도 23과 같은 게이트 펄스를 생성하도록 제어한다. 제어 정보는, 예를들면 제1 실시예에서 설명한 도 17에 더하여 도 25와 같은 파라메터를 준비한다. 그것을 받은 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)는 고속 전송 또한 2 라인 동시 기록으로 표시 어레이를 구동하는 타이밍을 생성하여, 도 24와 같이 상승이 고속화된 임펄스 구동으로 동화를 보다 선명하게 표시한다.
또한, 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)가, 영상에 움직임이 없다고 판단한 경우에는, 1 라인마다 주사를 하는 영상 데이터를 생성하여, 도 21에 도시한 1라인마다 주사를 위한 게이트 펄스를 생성하도록 제어 정보를 부가한다. 그 영상을 받은 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)에서는 고속 전송 또한 정지화 모드로 표시 어레이를 구동하는 타이밍도 21을 생성하여, 영상의 수직 해상도를 그대로 재현한 임펄스 표시를 한다.
또, 동화라고 판정한 경우에도, 유저가 수직 해상도를 항상 우선하고자 하는경우에는, 반드시 2 라인 동시 기록, 비월 주사로 전환할 필요는 없어, 도 1의 제어 버스(109)로 그 선택이 가능하다.
이것에 더하여, 제2 실시예와 같은 백라이트 제어와 조합시키면 백라이트의 점멸에 의한 블랭킹 효과로 동화 표시를 더욱 선명하게 하면서, 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 고성능인 액정 표시 장치를 구성할 수 있다.
(4)제4 실시예
이하, 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
도 26은 주사 시작 위치와 종료 위치가 선택 가능한 게이트 드라이버 IC를 탑재한 액정 표시 장치를 나타낸다. 도면에서, 2601은 그 드라이버 IC로 이루어지는 게이트선 구동 회로, 2602는 드레인선 구동 회로, 2603은 표시 어레이, 2604는 백라이트, 2605는 백라이트 구동 회로이다. 또, 동도에서 도시하지 않고 있지만, 본 실시예의 표시 장치도, 도 1과 같이 복수회 주사 타이밍 제어 회로 등을 갖고 있다. 본 실시예에서도 표시 어레이는 도 2에 도시한 구조로, 노멀 블랙 모드로 동작하는 것으로 하여 설명을 진행한다.
게이트선 구동 회로(2601)는 주사 시작 위치와 종료 위치가 설정 가능하기 때문에 표시 어레이의 처음부터 최종 라인까지 기록한 통상 주사는 물론 표시 어레이의 도중에 기록을 시작하여 도중에 기록을 끝내는 파셜 표시도 가능해진다.
이 용도로서는, 예를 들면, 도 14에 도시한 바와 같이 표시 어레이와 다른 어스펙트 비를 갖는 포맷의 영상을 표시하는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 도 12의 (b)와 같이 블랭킹 데이터로 표시에 사용하지 않는 주사 영역을 패딩해야 하기 때문에 종래의 게이트선 구동 회로에서는 더미 영상, 즉 블랭킹 데이터를 기록하고 있다. 이에 대하여, 본 실시예의 게이트선 구동 회로(2601)를 이용하면, 블랭킹 표시는 영상 기록 기간과는 별도로 할 수 있기 때문에, 제1 실시예 및 제3 실시예에서 설명한 복수 라인 동시 기록, 비월 주사나 고속 데이터 전송에 의한 복수회 주사가 대역에 여유를 갖고 행할 수 있다.
도 27을 이용하여, 그 원리를 상세히 설명한다. 도 27은 표시 어레이의 게이트 선택 펄스의 타이밍 차트이며, 2701은 프레임 주기, 2702는 귀선 기간, 2703은 표시 기간이고, 2704는 표시 기간 내의 영상 기록 기간, 2705는 임펄스화를 위한 블랭킹 데이터 기록 기간이다. 도 27은, n 개의 게이트선 중, G1부터 Gi-1까지이고, Gi+k+1에서 Gn까지를 블랭킹으로 패딩하는 무효 영역으로 하고, Gi에서 Gi+k까지의 k 라인을 유효 표시 영역으로 설정한 예를 나타내고 있다. 블랭킹 데이터의 기록은, 같은 흑데이터로 족하기 때문에, G1에서 Gi-1, Gi+k+1에서 Gn을 귀선 기간(2702)에 동시에 선택하여, 블랭킹 데이터를 기록, 그 후, 표시 기간(2703)에 영상과 임펄스화의 블랭킹 데이터를 기록해간다.
도 14를 참조하여, 예를 들면, XGA 표시 어레이에 1080i의 영상을 표시 할 때, 무효 표시 라인은 192개, 유효 표시 라인은 576개이다. 유효 표시 기간은 576 라인의 기록에 사용할 수 있기 때문에, XGA의 주사 대역에서 임펄스 표시하는 경우, 2 라인 동시 기록 회수가 192회와 1라인 기록 수가 192회로 실현된다. 따라서, 2 라인 기록과 1 라인 기록을 교대로 하므로 540라인으로 이루어지는 원 영상의 384 라인을 재현한 임펄스 구동을 할 수 있다. 또는 1라인마다 기록을 하여 임펄스화하는 것도 가능하다. 그러기 위해서는, 1프레임 기간에 576×2=1052라인의 주사대역이 필요해지지만, 이것은 SXGA 상당의 대역이기 때문에, 기존의 드레인 드라이버 IC의 데이터 전송 대역에서 커버할 수 있다. 이것과 복수 라인 동시 기록, 비월 주사와 조합시켜 제3 실시예와 같이 1 프레임 기간에 4 화면 주사하면 움직임이 많은 동화 표시시에 필터 처리로 응답을 고속화하는 것도 가능하다.
또한, 제2 실시예와 같이 무효 표시 영역의 백라이트를 소등하거나 백라이트의 점등 제어를 함으로써 동화를 더욱 고화질화하여 발광 효율을 향상시켜 저소비 전력화를 꾀할 수 있다.
그것들의 전환에 관해서 설명하면, 제1 실시예로부터 제3 실시예와 같이 도1의 시스템 구성도 중, 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)가, 제어 버스(109)에 의해 외부로부터의 표시 모드가 전환 지시를 수취하고, 우선 영상을 그 표시 방법에 알맞은 영상으로 변환한다. 그리고, 본 실시예의 표시 방법에 관한 도 28에 나타내는 파라메터나, 제1 실시예의 도 17의 파라메터나, 제2 실시예의 도 20의 파라메터를 상기 가공 영상에 부가하여 복수회 주사 타이밍 제어 회로(103)에 전송한다. 제어 정보 첨부 영상 데이터를 받은 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)는, 그 정보에 근거하여 게이트선 구동 회로(104) 및 드레인선 구동 회로(105) 또한 백라이트 구동 회로(108)를 제어하는 타이밍을 생성한다. 그 결과, 영상 컨텐츠에 따라, 임펄스 구동, 홀드 구동을 전환하면서 화질을 향상시킬 수 있다.
(5)제5 실시예
이하, 본 발명의 제5 실시예를 설명한다.
1 라인마다의 주사로 1 프레임 기간에 영상 기록과 블랭킹 기록을 행하여 해상도를 저하시키지 않고 임펄스형 발광 특성을 얻기 위해서는 종래의 2배의 주사 대역이 필요해진다. 예를 들면, XGA의 표시 어레이를 대상으로 하면 1 프레임의 임펄스 영상을 생성하기 위해서는, 1/2 프레임 기간에 768, 즉 1 프레임 기간에는 1536 라인 주사하는 대역이 필요하게 되어, 실제로 UXGA 이상의 데이터 전송 대역에 상당한다.
제3 실시예에서 현재 입수 가능한 드레인 드라이버 IC는 간신히 그 대역으로 전송 가능하다고 설명하였지만 동작 마진이 지극히 작다. 그래서, 현행 드레인 드라이버 IC의 데이터 버스 폭으로 전송 클록을 올리지 않고 2배의 데이터 전송이 실현되면, 상기 구동이 가능해진다. 도 29,30,31은 그것을 가능하게 하는 드레인 드라이버 IC의 구성을 도시한 도면으로 로직 부분만을 나타내고 있다.
도 29는 수평 화소 데이터의 전송량을 반감시켜 임펄스 구동을 실현하는 예로, 표시 어레이의 드레인 드라이버 IC 내부에서 나머지 반의 데이터를 보완하여 만들어내는 것이 특징으로 되어있다. 도 29는 2 화소의 전송 버스 폭을 갖는 현행의 드라이버 인터페이스를 그대로 유지한 구성으로, 2901은 짝수 화소 데이터 버스, 2902는 홀수 화소 데이터 버스, 2903은 데이터 버스 폭과 같은 데이터 래치 회로, 2904는 마스크 로직, 2905는 마스크 신호선이다. 데이터 래치 회로(2903)는 표시 어레이의 수평 화소 수와 RGB의 3원색만큼 필요해지기 때문에, 예를 들면 XGA의 표시 어레이의 경우에서는 데이터 래치 회로를 384개 구비한 드레인 드라이버 IC를 8개 이용하여 데이터 래치 회로를 합계 3072(=384 x 8=1024×3)개 준비하고 있다. 2906은 동기 지연 소자, 예를 들면 데이터 래치 회로이고, 2907은 연산 회로, 2908은 연산 후의 데이터 버스이다.
도 32는 도 29의 드레인 드라이버 IC가 요구하는 영상으로, 도 1의 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)가 원 영상(3201)을 좌 반으로 압축한 영상(3202)을 생성하여 복수회 주사 타이밍 제어 회로(103)에 의해 짝수 및 홀수 화소 데이터 버스에 전송된다. 전송되는 데이터는 드레인 드라이버 IC 내부에서 1래치 회로 간격으로 짝수 화소 데이터 버스(2901)와 홀수 화소 데이터 버스(2902)의 어디에 접속되는 래치 회로 각각으로 전송되어, 상기 일련의 래치 회로군의 어드레스를 선택하는 어드레스 회로(도시하지 않음)에 의해 차례로 데이터가 저장되어 데이터에 따른 계조 전압을 출력하여 드레인선을 구동한다. 그것에 의하여 1 프레임 기간에 영상과 블랭킹 표시를 한 영상(3203)을 표시 어레이 상에 비추어 임펄스 구동을 가능하게 한다. 본 실시예에서는 수평 라인 2배의 스케일링을 상정하고 있지만, x 배 스케일링 선택 가능하도록 버스 배선을 전환 가능하도록 구성해도 된다. 짝수 화소 데이터 버스(2901)와 홀수 화소 데이터 버스(2902)의 어디에도 접속되어 있지 않은 래치 회로군은 연산 회로(2903)의 출력 데이터 버스에 접속되어 있고 연산 결과 후의 데이터가 저장되도록 구성되어 있다. 연산기(2907)에 전송되는 데이터군은, 짝수·홀수 데이터 버스 각각에 전송된 화소 데이터를 지연 소자(2906)에 의해 지연하여, 이 지연 소자 내부에 유지된 수 화소분의 데이터이며, 연산 회로(2907)와 지연 소자군으로부터 형성되는 FIR 필터에서 처리되어 보완 데이터가 된다. 이와 같이, 드레인 드라이버 IC 내부에서 스케일링하므로 표시 어레이의 반의 수평 화소 데이터로 수평 라인을 생성 가능해지기 때문에 1 프레임 기간의 반으로 영상을 표시하는 것이 가능해진다. 또한, 마스크 로직(2904)은 데이터 래치 회로와 같은 개수 준비되어, 각각 데이터 래치 회로내의 데이터를 흑의 블랭킹 데이터로 마스크 가능하다. 마스크 신호선(2904)은 1 프레임 기간의 반에 영상을 기록한 후, 인에이블하므로, 흑데이터를 전송하지 않더라도 나머지 반의 블랭킹 기간에 흑데이터를 항상 기록할 수 있어 이즈음의 데이터 전송을 생략할 수 있다.
또는, 도 30과 같이, 드레인 드라이버 IC 내에 프레임 버퍼(3001)를 제공하면, 상기 마스크 기간에 백그라운드에서 데이터를 프레임 버퍼에 전송할 수 있기 때문에 드레인 드라이버 IC 외부에서 스케일링한 데이터를 그대로 전송하는 방법이더라도 영상을 임펄스 표시할 수 있다. 양자를 조합시키면, 드레인 드라이버 IC 내부에서 부분 스케일링이나, 파셜 표시 등, 다기능화를 꾀하는 것도 할 수 있다.
도 31은 종래의 드레인 드라이버 IC 1 화소분의 버스 폭을 2분할하여 사용 가능한 모드를 부가한 예로, 예를 들면 1 화소의 RGB 각 데이터 8 비트 버스를 4 비트씩 2개로 분할하고, 4 비트 2화소분으로 하면, 2배의 화소 데이터를 전송하게 된다. 1화소 RGB 각 4 비트이면 2의 12승으로 4096색 재현 가능하다. 물론 반드시 RGB 균등하게 배당할 필요는 없고, 또한 논리 팔레트를 이용하여 데이터를 변환해도 된다. 본 실시예에서는 균등하게 분할하는 경우에 관해서 설명한다.
본 실시예의 특징은, 3101의 버스 분할 멀티플렉서를 제공한 점이다. 버스 분할 멀티플랙서(3101)는 보통의 8 비트 버스 모드에서는, 짝수·홀수 화소 래치 회로와 짝수·홀수 화소 데이터 버스를 각각 접속하지만, 본 실시예에서는 하프 버스 모드에서는, 짝수 화소 데이터 버스를 2 분할하여, 이웃하는 짝수·홀수 화소 래치 회로에 접속하여 홀수 화소 데이터 버스를 다음 이웃하는 짝수·홀수 화소 래치 회로에 접속한다. 이 경우, 버스 분할 멀티플랙서(3101)의 버스를 전환하는 버스 스위치(도시하지 않음)와 그것에 동기하여 래치 회로의 어드레스를 선택하는 어드레스 선택 회로(도시하지 않음)가 해당하는 래치 회로를 선택할 필요가 있다.
이러한 구성을 채용하면, 보통의 전송 레이트로 2배의 화소 데이터를 전송하게 되기 때문에 1/2 프레임 기간 내에 영상을 기록할 수 있어, 나머지 1/2 프레임 기간의 블랭킹 기간에는 마스크 로직(2904)으로 데이터를 마스크하여 흑데이터를 기록할 있기 때문에, 종래의 드라이버 데이터 전송 레이트로 임펄스 구동을 실현할수 있다.
도 33은 와이드 표시 어레이에 어스펙트 비가 다른 영상을 표시하기 위해 도 13의 (b)의 표시용으로 좌우의 블랭킹 영역을 설정 가능한 표시 어레이의 구성을 나타낸다. 3301은 게이트선 구동 회로, 3302는 드레인선 구동 회로, 3303은 와이드 표시 어레이, 3304는 백라이트, 3305는 백라이트 구동 회로이다. 무효 표시 영역용 블랭킹 데이터는 흑데이터로 일정하기 때문에 드레인선 구동 회로에 예를 들면 도 29,30,31과 같은 드레인 드라이버 IC를 이용하면 마스크 로직(2904)으로 마스크하면 되어 블랭킹 데이터를 전송할 필요가 없다. 단, 도 29,30,31의 구성의 경우, 마스크 신호선(2905)은 복수개 필요해진다. 이러한 표시를 하는 경우에는 전송이 필요없는 대역을 임펄스 구동을 위해 할당할 수 있다.
예를 들면, WXGA의 표시 어레이에 XGA의 영상을 도 13의 (b)의 표시로 표시하는 경우, 1280-1024=256화소분의 데이터 전송이 불필요해지기 때문에 도 33의 유효 표시 영역을 도 29,30,31에 도시한 드레인 드라이버 IC의 대역 확보 기능을 이용하여 임펄스 구동을 효율적으로 할 수 있다. 이것들의 설정 변경은 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 도 16과 같이 헤더에 제어 정보를 부가한 영상 데이터로 함으로써 용이하게 실현할 수 있다.
본 실시예에서는, 도 29에서 도 31의 드레인 드라이버 IC 용 제어 정보로서 도 34와 같은 파라메터를 준비했다. 또한, 이들과 제4 실시예의 게이트 드라이버를 탑재한 표시 장치를 이용하면 1 프레임 기간에 4 화면 주사를 할 수 있기 때문에, 액정을 고속화하는 필터 처리 등으로 더욱 동화를 고화질화할 수 있어, 다기능인표시 장치를 구성할 수 있다. 제1 실시예나 2와 조합시키면 더욱 효과가 큰 것은 말할 필요도 없다.
또한 p-Si를 이용한 TFT 어레이를 갖는 표시 장치이면, 표시 매체가 액정이거나, 유기, 무기 발광 다이오드여도 드라이버 IC를 유리 기판 상에 구성할 수 있기 때문에 크기가 작고 또한 세밀도가 높아, 상기 기능을 탑재한 동화 고화질이고 고기능인 표시 장치를 실현하는 것이 가능하고, 유사 홀드형의 발광 다이오드 표시 소자의 경우, 백라이트가 필요없고 흑레벨이 대단히 낮기 때문에 블랭킹 효과도 높으므로 더욱 선명한 동화 표시를 가능하게 하는 초경량형 디스플레이를 구성할 수 있다.
(6)제6 실시예
이하, 본 발명의 제6 실시예를 설명한다.
도 35는 기록하는 2 라인 각각의 타이밍을 어긋나게 하여, 2 라인 비월 주사로, 1 프레임의 반 기간에 영상을 기록, 나머지 반에 흑의 블랭킹 데이터를 기록할 때의 게이트 선택 펄스의 타이밍을 나타내는 도면이다.
3501이 1 프레임 기간, 3502가 영상 기록 기간, 3503이 블랭킹 데이터 기록 기간으로, 3504가 1 라인의 선택 기간, 3505가 상기 2 라인에 기록할 때의 게이트 선택 타이밍 지연이다.
도 36은 기록한 2 라인에 포함되는 임의 화소에 착안한 구동 파형으로, 3606이 현 라인의 게이트선 구동 신호의 파형, 3607이 드레인선 구동 신호의 파형, 3608이 현라인의 소스 전압 파형, 3609가 커먼 파형이다.
3610은 다음 라인의 게이트선 구동 신호의 파형이며, 3611은 다음 라인의 소스 전압 파형으로, 3601,3602,3603,3604는 각각 프레임 주기, 영상 기록 기간, 블랭킹 데이터 기록 기간, 라인 선택 기간이며, 3605는 게이트 선택 펄스 지연이다.
드레인 파형(3607)은 라인에서 다른 레벨을 나타내고 있기 때문에 현 라인 게이트 파형(3606)에 기간(3605)만큼 지연된 다음 라인 게이트 선택 펄스 파형(3610)은, 다음 데이터 기록 기간을 포함하게 된다. 이것은 무엇을 의미하는가 하면, 다음 라인은 현 데이터와 다음 데이터 양쪽을 기록하기 위해 현 라인과는 다른 영상이 된다. 즉, 다음 라인은 현 데이터와 다음 데이터의 중간 계조를 나타내는 것 같은 보완 라인이 되기 때문에 2 라인 동시에 같은 데이터를 기록한 경우와 비교하여 화질의 열화 형편이 저감된다.
3612,3613은 각 라인의 광학 응답 파형을 나타내고 있고, 3612가 현 라인, 3613이 다음 라인의 그것이다. 기록하는 전압의 차이로부터, 양자는 다른 휘도를 발하고 있다. 또, 본 실시예에서는 노멀 블랙 모드의 표시 어레이를 사용하여, 기록 극성은 프레임 내에서 전 라인의 극성이 일치하는 프레임 반전 구동을 전제로 하고 있다.
이와 같이, 기록한 게이트의 타이밍을 서로 엇갈리게 놓아, 현 라인 데이터와 다음 라인 데이터의 쌍방을 기록하게 함으로써 데이터에는 없는 계조를 아날로그적으로 생성할 수 있기 때문에, 수직 해상도 저하에 의한 화질 열화감을 저감하는 효과가 있다.
또, 기록한 게이트의 타이밍, 바꿔 말하면 주사 시작 타이밍을 어긋남에 있어서는 라인의 주사 기간이 서로 오버랩해야 한다.
(7)표시 장치의 구성에 관한 실시예
다음에, 전술한 각 실시예에서의 표시 장치의 보다 구체적인 구성에 관한 변형 실시예에 대하여 설명한다.
일반적으로 화상 신호원(101)(도 1)은, 도 61에 도시한 바와 같이, 아날로그인지 디지털인지를 막론하고, 텔레비전이나 비디오 재생기 등에 대표되는 방송 화상이나 기록 화상과, PC로 대표된다, 미디어에 축적된 화상 데이터를 영상화하는 신호원을 말한다.
또한, 표시 소자 어레이(106)는 표시 화소가 수평 방향과 수직 방향의 매트릭스 형태로 배치된 형태이며 전술한 도 10에 나타내는 것 같은 해상도가 알려져 있다.
그 때문에 도 61에 도시한 포맷이 다른 각종 화상 신호를 표시 소자 어레이(106)에 표시하려면, 표시 소자 어레이(106)의 해상도에 적합하도록 해상도 변환을 실시할 필요가 있다. 특히 복수 종류의 포맷의 영상 신호를 하나의 액정표시 장치로 표시하는 경우에는 도 61에 도시한 각 영상 신호의 영상 포맷을 표시하는 액정 표시 소자 어레이(106)의 해상도에 따라 적합시킬 필요가 있다.
그래서, 각종 포맷의 영상 신호를 출력하는 화상 신호원(101)의 하류측에, 각종 포맷의 영상 신호를 소정의 포맷의 영상 신호로 변환하는 해상도 변환 회로를 마련한다. 예로서, 해상도 XGA(1024×768)의 액정 표시 소자 어레이로 각 영상 신호를 표시할 경우 해상도 변환 회로가 각 신호 포맷으로부터 XGA의 해상도로 변환하여 복수의 포맷이 다른 영상 신호를 1종의 액정 표시 소자 어레이에 표시 가능하게 하고 있다.
여기서, 예로서, 화상 신호원(1O1)으로부터 NTSC 포맷으로 송신되는 영상 신호를 해상도 변환 회로에 의해 XGA의 해상도로 재생될 때의 화질에 관해서 설명한다.
통상 텔레비전 영상 등의 NTSC 영상 신호는 유효 주사선 약 240개, 60Hz의 인터레이스로 송신된다. 그러나, XGA의 표시 소자는 수직 해상도가 768개이기 때문에, 주사선 768개, 60Hz의 주사에 상당한다. 즉, 240×60=14400개/초의 수평 주파수 대역(통상의 텔레비전 영상 대응)을 768×60=46080개/초의 대역(XGA 대응)에 업샘플링하여 표시하게 된다.
업샘플링 방법으로서, 인터레이스·프로그레시브 변환, 스케일링등의 신호 처리 방법이 알려져 있지만 이들은 어느 것이나 원래 존재하지 않는 주사선을 보완 처리로 생성하고 있기 때문에 화질은 원래의 14400개/초 상당을 유지하는데 그친다.
또한, 이러한 해상도 변환을 실시한 영상을 액정 표시 소자 어레이에 표시 한 경우, 특히 NTSC에서는 대부분의 영상이 동화상이기 때문에 액정의 응답 특성과, 액정 표시 소자의 홀드형의 표시 특성으로부터 동화 희미해짐이 생겨 화질이 현저히 열화하는 것이 지적되어 있다.
즉, 액정 표시 소자는, PC등의 해상도가 같은 정지 화상은 선명하게 표시할 수 있는 데 대하여, NTSC 같은 다른 해상도의 동화상은 해상도 변환의 적절성과 액정의 표시 특성의 양쪽이 영향을 주어 화질을 손상하는 경향에 있다.
여기서, 액정의 동화 표시에 초점을 두고 생각하면, 원래 NTSC로 대표되는 동화 영상 신호는 브라운관형 텔레비전의 표시 특성(임펄스형)에서의 재생을 전제로 규격화되어 있고, PC에서의 정지화 표시를 플리커 없이 표시하는 액정 디스플레이에 의해 반드시 정합하진 않는다.
따라서, 발명자는 액정 모니터가 종래와 같이 동화 표시시에도 PC의 정지화 표시시와 동일한 표시 방법을 채용하고 있는 한, 고화질 표시가 원리적으로 곤란하다고 생각할 수 있었다.
본 발명은, 이상의 관점을 바탕으로, 액정 표시 소자와 동등의 해상도를 갖고 있는 영상 신호는 종래 같은 표시 특성을 적용하여 고화질을 유지하여, 액정표시 소자와 해상도가 다른 영상 신호, 특히 동화상 표시시에는 다른 표시 방법을 채용하므로, 종래 이상의 동화 고화질을 실현한다는 생각에 근거하는 것이다.
(실시예19)
도 62는 NTSC의 영상 신호를 통상의 XGA의 주사를 행하는 것은 아니고, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사하여 프레임 레이트를 2배(120Hz)로 하여 그 1 화면 주사를 흑데이터 기록에 할당한 예를 게시한다. 또, 동 도면은, 도 3에 도시한 것과 기본적으로 같은 내용을 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, PC용 모니터 용도로서 쓰이고 있는 XGA 해상도의 액정 표시 소자 어레이는, 46080개/초의 대역으로 주사를 하고 있기 때문에, NTSC 영상 신호를 표시하는 경우에는, 14400개/초의 대역밖에 필요로 하지 않아 그만큼 대역에여유가 있다. 그래서, 액정 표시 소자의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해 업샘플링 하므로 남은 대역을 프레임 레이트에 할당하여 흑기록에 쓸 수 있게 되는 것이다.
흑을 기록하는 이유는, 브라운관형 텔레비전과 같은 임펄스형 표시 특성을 얻기 위해서이며, 종래 기술로서 전술한 특개평11-109921호 공보등에 기재되어 있는 것과 같이, 홀드형 디스플레이로 이와 같이 흑데이터를 기록함으로써 동화 희미해짐의 개선책으로 유효하기 때문이다.
도 65는 전술의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 실현하는 표시 장치의 구성예를 게시한다. 도면에서 8501은 화상 신호원, 8502는 복수회 주사 데이터 생성 회로, 8504는 액정 표시 소자 어레이, 8503은 액정구동·제어회로, 8506은 백라이트, 8505는 백라이트 제어 회로를 나타낸다. 또, 이상의 구성은, 기본적으로 도 1의 구성과 같다. 단지, 본 실시예의 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 도 1의 복수회 주사 데이터 생성 회로(102)에 해당하고, 본 실시예의 액정 구동·제어 회로(8503)는 도 1의 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103), 게이트선 구동 회로(104) 및 드레인선 구동 회로(105)를 갖고 구성된다.
화상 신호원(8501)은 도 61에 도시한 각종 영상 신호를 생성하여, 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)에 영상 신호를 송신한다.
복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 화상 신호원(8501)으로부터의 액정 표시 소자 어레이(8504)와 다른 해상도(대역)에서 보내오는 영상 신호를 복수회 주사하는(이 경우, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로 2회 주사하여, 그 중 1주사는 흑주사한다) 것을 전제로 화상 데이터를 가공하여 이 가공 후의 화상 데이터를 액정 구동 제어 회로(8503)로 전송한다.
여기서, 액정 구동·제어 회로(8503)는 보내져 온 영상이 어떻게 가공되어 있는 영상인지, 액정 표시 소자 어레이(8504)를 어떻게 주사하면 좋은지 알 수 없기 때문에 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 도 63에 나타내는 것 같은 가공 데이터의 제어 정보를 헤더로서 영상 데이터에 부가하여, 예를 들면 귀선 대역을 이용하여 전술한 도 16과 같은 영상 포맷으로 전송한다. 또, 이 경우의 제어 정보는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로 2회 주사하여 그 중 1 주사는 흑주사한다는 정보이다.
복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)로부터 전송된 제어 정보 헤더 첨부 영상 데이터는 액정 구동·제어 회로(8503)에 수신되어 제어 정보 헤더로부터 제어 정보를 수취하여 그 제어 순서에 따라 액정 표시 소자 어레이(8504)를 구동한다(이 경우, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로 2회 주사하고 그 중 1주사는 흑주사한다).
이러한 순서로 영상 데이터를 송수신하므로, 주사 회수가 PC등의 해상도가 같은 영상 표시의 경우에는 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)가 제어 정보 헤더에 통상과 같은 1회의 주사인 취지의 정보를 붙여 영상 데이터를 보냄으로써 액정 구동·제어 회로(8503)가 그 정보를 바탕으로 액정 표시 소자 어레이의 해상도를 최대한으로 활용한 표시를 행하는 것과 같은 전환 표시를 프레임 단위로 용이하게 실현할 수 있다.
이러한 전환 표시는, 도 65에 도시한 바와 같이 여러가지 영상 포맷(멀티 포맷)에 알맞은 주사 방법으로 영상을 유저 제공할 수 있기 때문에 한 개의 액정 모니터로, 정지화, 동화 모두 고화질 표시(멀티 컨텐츠 대응 액정 모니터)를 실현할 수 있다.
이상, 본 실시예의 시스템 구성을 대별하여 설명했지만, 다음에 현행의 액정 표시 소자 및 액정 구동 회로를 이용한 저코스트 보급형 멀티컨텐츠 대응 액정 모니터를 실현하는 본 실시예의 시스템 구성에 관해서 상세히 설명한다.
도 69는 도 68에서의 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502,102)의 시스템 구성을 나타낸다. 도면에서 7311은 화상 신호원으로부터의 멀티 포맷 입력 영상 신호, 7301은 영상 신호 판정 회로, 7312는 영상 판정 정보, 7313은 영상 데이터, 7302는 헤더 생성 회로, 7303은 복수회 주사 데이터 생성 회로, 7314는 헤더 정보, 7315는 복수회 주사 데이터, 7304는 영상 전송 포맷에 정보를 저장하는 포매터, 7305는 영상 정보를 전송하기 위한 데이터 트랜스미터이다.
도 61에 도시한 바와 같은 영상 멀티 포맷에 해당하기 때문에, 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 우선 입력 영상 신호(7311)를 영상 신호 판정 회로(7301)에서 영상 포맷을 판정한다. 그리고, 표시 대상인 액정 표시 소자 어레이(8504)에 적합하도록 주사 방법이나 흑 블랭킹 데이터등 도 63에 도시한 바와 같은 제어 정보(7312)를 입력 영상 신호(7311)로부터 추출하여 이 제어 정보(7312)를 영상 데이터(7313)와 같이 각각 헤더 생성 회로(7302), 주사 데이터 생성 회로(7303)에 보내준다. 헤더 생성 회로(7302)는 제어 정보(7312)로부터 헤더를 생성하고, 주사 데이터 생성 회로(7303)는 액정 표시 소자 어레이(8504)에 적합하도록 영상 데이터를 처리한다.
도 73이 그 처리 방법을 설명하는 도면이다. 도 73의 (a)은 입력 영상을 나타내고, 이 경우, 예로서, NTSC 인터레이스 화상을 상정하고 있다. 예를 들면, 입력 영상 신호를, 단순히 표시 대상의 액정 표시 소자의 수평 해상도에 적합하도록 업샘플링하여, 수직 방향도 영상 포맷에 따른 액정 표시 소자의 주사법에 근거하는 해상도로 변경한다. 구체적으로, XGA(1024×768) 액정 표시 소자 어레이에 2 라인 동시 기록 2 라인 비월 주사, 중 제2 화면 주사를 흑표시한다.
또한, NTSC 영상 신호(동 도(a))를 일단 XGA(1024×768)의 영상으로 스케일링 변환한 후(동 도면(b)), 예를 들면, 1 라인 간격으로 빼내어 복수회 주사 데이터(동 도(c))를 생성해도 된다. 이와 같이 복수회 주사 데이터를 생성하는 과정에서 중간 영상을 만들어냄으로써 화상 처리를 실시할 수 있고, 예를 들면 전후의 프레임을 이용하여 화상을 재생하여 안티엘리어싱 필터 처리를 실시함으로써 링잉, 및 노이즈 등을 제거할 수 있다. 안티 엘리어싱이란, 엘리어스를 적게 하는 방법을 말하며, 예를 들면, 디스플레이의 해상도를 높혀 엘리어싱을 식별할 수 없도록 하거나 화소의 밝기를 변경하는 것이다. 이와 같이, 복수회 주사 데이터(7303)로 생성된 영상 데이터(7315)는 헤더(7314)와 같이 포매터(7304)에서 결합되어 이 데이터(7316)가 영상 동기 신호(도시하지 않음)와 함께 데이터 트랜스미터(7305)로 전송된다. 데이터 트랜스미터(7305)는 종래의 액정 모니터의 인터페이스로서 널리 쓰이고 있는 LVDS 인터페이스나 CMOS 인터페이스등으로 서포트되어 전송 신호(7317)를 생성하여 액정 구동·제어 회로(8503)로 전송한다.
도 70은 액정 구동·제어 회로(8503), 및 액정 표시 소자 어레이(8504)의 구성도이다. 도면에서, 7401은 전송 데이터(7317)를 수신하는 데이터 리시버이며, 헤더 정보(7412)와 영상 데이터(7411)로 분할한다. 7402는 헤더 해석 회로이며, 헤더 정보(7412)로부터 타이밍 제어 회로(7403)의 모드 설정 신호(7413)를 출력하여, 타이밍 제어 회로(7403)의 동작 모드를 결정한다. 타이밍 제어 회로(7403)는, 게이트선 구동 회로(7404)를 제어하는 제어 신호(7415) 및 드레인선 구동 회로(7405)를 제어하는 제어 신호(7416)를 각 드라이버에 출력하여, 액정 표시 소자 어레이(8504)를 모드 신호(7413)에 따라 구동한다.
또, 도 1의 복수회 주사 타이밍 생성 회로(103)는, 도 70의 데이터 리시버(7401), 헤더 해석 회로(7402) 및 타이밍 제어 회로(7403)를 구비하여 구성된다.
도 71은 게이트선 구동 회로(7404)의 구동 신호의 내용을 나타낸다. 동 도는, NTSC의 동화를 고화질 표시하기 위한 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사로, 1 프레임 기간 2 화면을 주사하여, 그 중 1 화면은 흑의 블랭킹 표시에 이용한 경우의 구동 파형을 나타내고 있다. 도 71에서 7101은 프레임 개시 신호, 7102는 게이트선 구동 회로(7404) 내의 시프트 레지스터를 시프트하는 시프트 클록, 7103은 각 라인의 기록 데이터, 7104는 액정 표시 소자 어레이의 수직 해상도 수만큼의 시프트 레지스터 비트 스테이터스를 나타낸다. 게이트선 구동 회로(7404)의 게이트 선택 동작은 프레임 시작 신호(7101)의 High 레벨을 시프트 클록(7102)의 인클리먼트 클록(7106) 및 선택 클록(7105)의 상승에서, 시프트 레지스터의 MSB(Most Significant Bit)로 받아들임으로써 시작된다. 이 경우, 각 클록(7106,7105)의 상승에서 시프트 레지스터의 MSB가 1이 된다.
여기서, 선택 클록(7105)이란 게이트를 선택하기 위한 수단을 만족하는 리걸 시프트 클록이며 다른 한 쪽의 인클리먼트 클록(7106)은 시프트 레지스터의 인클리먼트만을 의도한 게이트선 구동 회로의 수단을 반드시 만족하지 않는 비합법적인 시프트 클록으로 본 실시예에서는 양자를 구별하여 취급하기로 한다. 본 실시예에서는 선택 클록(7105)의 High 폭을 크게 취하는 표기 방법으로 인클리먼트 클록(7106)과 구별하고 있다. 프레임 시작 신호(7101)를 시프트 클록으로 시프트 레지스터에 받아들이는 동작으로, 선택 라인 수가 결정되고, 이 경우, 항상 2 라인이 동시 선택 상태가 된다. 동시에 시프트 클록은 1 수평 기간 내에 인클리먼트 클록(7106)과 선택 클록(7105)의 합계 2회 입력되어 있기 때문에 2 라인 비월 시프트된다. 물론, 이 인클리먼트 클록 수를 2,3으로 늘리면 시프트 수가 선택 클록 1회분과 합쳐 3,4로 불어나 비월 라인 수를 자유롭게 설정 가능하다. 또한, 프레임 시작 신호(7101)의 High 기간에 상기 클록을 2,3으로 입력함으로써 선택 라인 수를 마찬가지로 3,4로 설정할 수 있기 때문에 n 라인 동시 기록, m 라인 비월 주사가 실현된다.
또한, 도 71에서는 반 프레임 기간에 1화면을 주사할 수 있기 때문에, 재차 반복하여 프레임 시작 신호를 입력하여 같은 시프트 클록을 입력함으로써, 또 1 화면 주사하게 된다. 그 때, 데이터는 흑의 블랭킹 데이터를 입력해야 한다.
이상 설명한 바와 같이, 현행의 게이트선 구동 회로를 이용하여, 그 시프트 레지스터 취득 비트수 n과 시프트 클록의 m 배화로, n 라인 m 비월 주사로 m 회 화면을 주사하여, 그 수 화면에 흑의 블랭킹량을 자유롭게 설정하여, 동화의 화질을 조정할 수 있는 시스템을 구성할 수 있다. 한편, 프로그레시브의 경우는 화상을 보완하여 확대 방향으로 스케일링해도 되고 스케일링하지 않고(등배) 화상을 빼내도 된다.
(실시예20)
도 66은 실시예19의 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)를 액정 구동·제어 회로측에 제공한 실시예를 나나탠다. 이 구성은, 화상 신호원에서 여러가지 영상 포맷을, 액정 표시 소자 어레이(8504)의 해상도로 포맷 변환하는 해상도 변환 회로(8201)를 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)의 상류측에 제공한 뒤에, 복수회 주사 데이터 생성회로(8502)를 액정 구동·제어 회로측에 제공한 것이다.
본 실시예에서, 복수 라인 동시 기록, 복수 라인 비월 주사에 관해서는, 실시예19와 마찬가지기 때문에 설명은 생략한다. 본 실시예의 구성은, 실시예19에서의 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)로부터 액정 구동·제어 회로(8503)로의 포맷 데이터(도 16)의 전송을 필요로 하지 않기 때문에 기존의 표시 장치 구성 부품과의 호환성을 유지할 수 있다는 이점이 있다.
(실시예21)
도 67은 실시예19의 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)를 화상 신호원측에제공한 실시예를 나타낸다.
본 실시예는 휴대형 게임기의 액정 표시 장치의 예이다. 동 도에 도시한 바와 같이 휴대형 게임기에서의 액정 표시 장치는 화상 신호원이 특정한 데이터 포맷에서만 정의된 신호를 표시하기 때문에 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 그 신호만을 서포트하면 되어 회로를 간략화할 수 있다. 그 결과, 화상 신호원측의 회로 전체도 저규모로 구성할 수 있기 때문에 액정 표시 장치의 저코스트화가 실현된다는 이점이 있다.
(실시예22)
도 68은 실시예19의 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)를 2개로 나누어, 그 한쪽인 복수회 주사 데이터 생성 회로1(8801)을 화상 신호원 측으로, 또 한 쪽의 복수회 주사 데이터 생성 회로2(8802)를 액정 구동·제어 회로측에 제공한 실시예를 나타낸다.
이 구성에서는, 종래의 해상도 변환 회로(8201)에 복수회 주사 데이터 생성 회로1(8801)을 제공하여 변환 회로(8201)와 생성 회로1(8801)의 공통 기능을 제공하는 요소, 예를 들면 프레임 메모리 등을 공유화하여, 기존의 자원을 유효하게 활용하면서, 복수회 주사 데이터 제어를 하는 것을 가능하게 하고 있다. 또한, 또 한 쪽의 복수회 주사 데이터 생성 회로2(8802)에서는 일단 송신된 데이터를 프레임 메모리에 축적하여 복수회 주사를 위한 데이터 제어를 함으로써 복수회 주사 데이터 생성 회로1과 복수회 주사 데이터 생성 회로2의 데이터 전송량을 줄이고, 또한 비동기화하는 것이 가능해진다.
본 실시예의 구성을 취하면, 영상의 변화가 없어, 즉 정지화를 표시하고 있는 경우에는 일단 데이터는 복수회 주사 데이터 생성 회로2(8802)의 프레임 메모리에 축적되어 있기 때문에 양자의 데이터 전송은 불필요해져 소비 전력을 저감할 수 있다는 이점이 있다.
(실시예23)
도 74는 NTSC의 영상 신호를 보통의 XGA의 주사를 행하는 것은 아니라, 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사를 하여, 1 프레임을 2개의 서브 필드로 분할하여, 그 1 서브 필드를 고속 응답 필터 처리에 할당한 예를 나타낸다.
전술한 바와 같이, XGA 액정 표시 소자 어레이는 46080개/초의 대역으로 주사하기 때문에, NTSC 영상 신호를 표시하기 위해서는 14400개/초의 대역밖에 필요없다. 그래서, 액정 표시 소자 어레이의 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해 업샘플링함으로서 나머지 대역을 프레임 레이트로 할당하여 고속 응답 필터 처리에 이용하는 것이 가능해진 것이다.
본 실시예의 액정 표시 장치의 구성은, 기본적으로, 도 65의 표시 장치와 같다. 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 화상 신호원(85101)으로부터의 액정 표시 소자 어레이(8504)와 다른 해상도(대역)로 보내져오는 영상 신호를 서브 필드 주사하는(이 경우, 2 라인 동시 기록 2 라인 비월 주사로 2회 주사하여, 그 중 1주사는 응답 고속화 필터를 실시한다) 것을 전제로 화상 데이터를 가공하여, 액정 구동·제어 회로(8503)에 전송한다. 여기서, 액정 구동·제어 회로(8503)는 보내져 온 영상이 어떻게 가공되어 있는 영상인지, 액정 표시 소자 어레이를 어떻게 주사하면 되는지 알 수 없으므로, 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)는 도 64에 도시하는 것 같은 가공 데이터의 제어 정보를 헤더로서 영상 데이터에 부가하여 도 16과 같은 영상 포맷으로 전송한다(이 경우, 2 라인 동시 기록 2 라인 비월 주사로 2회 주사하여, 그 중 1 주사는 고속 응답 필터 처리한다는 제어 정보). 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)로부터 전송된 제어 정보 헤더 첨부 영상 데이터는, 액정 구동·제어 회로(8503)에 수신되고, 제어 정보 헤더로부터 제어 정보를 수취하여 그 제어 순서에 따라 액정 표시 소자 어레이(8504)를 구동한다(이 경우, 2 라인 동시 기록 2 라인 비월 주사로 2회 주사하여, 그 중 1 주사는 고속 응답 필터 처리한다).
이러한 순서로 영상 데이터를 송수함으로써, 주사 회수가 PC등의 해상도가 같은 영상 표시의 경우에는 복수회 주사 데이터 생성 회로(8502)가 제어 정보 헤더에 통상과 동일하게 1회의 주사인 취지의 정보를 붙여 영상 데이터를 보냄으로써 액정 구동·제어 회로(8503)가 그 정보를 바탕으로 제어 액정 표시 소자 어레이(8504)의 해상도를 최대한으로 활용한 표시를 행하는 것과 같은 전환 표시를 프레임 단위로 용이하게 실현할 수 있다. 이러한 전환 표시는 여러가지 영상 포맷(멀티포맷)에 알맞은 주사 방법으로 영상을 유저 제공할 수 있기 때문에 한 개의 액정 모니터로, 정지화, 동화 모두 고화질 표시(멀티컨텐츠 대응 액정 모니터)를 실현된다.
(실시예24)
도 71은 실시예19∼22의 표시 장치에 백라이트 점멸 제어를 조합시켜, 더욱 동화상을 샤프하게 하는 본 실시예의 주사와 백라이트의 점등 타이밍을 나타낸다.
도 71은 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해, 1 프레임 기간에 2회 화면 주사를 하는 경우에 일반적으로 보급되고 있는 액정 모니터의 투과율 응답 특성(통상 응답)과, 고속 응답을 나타내는 액정의 경우(고속 응답)에서의 백라이트의 점등 제어 타이밍을 각각 나타내고 있다. 통상 응답의 경우, 제 n, n+1라인에 착안하여 백라이트의 점등 제어를 생각할 수 있다. 제1 주사 화면의 제 n, n+1라인은 동시 기록 종료시부터 응답하기 시작하여 이 경우, 제2회째의 화면 주사 시작 시점에서 대강 응답을 완료하기 때문에, 이 타이밍으로 백라이트를 점등한다. 그리고, 제2 주사 흑기록 화면의 제 n, n+1 라인 동시 기록 시에 백라이트를 소등한다. 그렇게 하면, 제 n, n+ 1라인은 응답 과정의 표시가 백라이트를 소등하고 있기 때문에 인식되지 않아 동화상이 샤프해진다. 단, 응답이 느리기 때문에 점등 기간을 길게 확보할 수 없으므로 피크 휘도를 올려 밝기를 유지하는 제어를 실시한다. 고속 응답의 경우에는, 제 n, n+1 라인에 타이밍을 합하는 것을 생각하면, 응답이 동 화면 주사 기간의 최후 부근에서 이미 응답을 끝냈기 때문에 이 타이밍으로 점등하여 제2 흑기록 주사가 제 n, n+1 라인을 쓰기 종료한 시점에서 소등시키게 된다. 따라서, 도 71에 도시한 바와 같이, 응답이 빠르면 점등 기간을 길게 확보할 수 있기 때문에, 피크 휘도를 낮게 할 수 있어, 인버터의 구동 특성에 여유가 생길 수 있게 된다.
장치 구성은, 도 65등에서의 백라이트 제어 회로(8505)에 의해 액정의 응답 지연 파라메터로부터 평균 휘도를 유지할 수 있도록 피크 휘도를 설정하여 점등 제어함으로써 실현하고 있다.
이상적으로는 적어도 이 경우, 1/2 프레임으로 즉 8ms 이내에 응답을 완료해야 하지만 20ms(통상 응답) 정도이더라도 본 점등 제어의 효과는 확인할 수 있다. 즉, 백라이트의 점등 제어와 조합시키면 흑으로의 하강이 백라이트의 응답에 대신하기 때문에 주사에 의한 흑기록을 보충하는 효과가 됨과 동시에 상시 점등하지 않기 때문에 소비 전력을 저감할 수 있다.
(실시예25)
도 72는 실시예23의 장치 구성에 백라이트 점등 제어를 조합시켜, 동화상을 샤프하게 보이는 본 실시예의 주사와 백라이트의 점등 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 72는 2 라인 동시 기록, 2 라인 비월 주사에 의해, 1 프레임 기간을 2개의 서브 필드로 분할하여, 제1 서브 필드에 응답 고속화 필터를 실시하므로써 1/2 프레임 이내에 응답을 완결시켜, 그 투과율 천이 기간에 백라이트를 소등하고 응답 완료 시에 점등함으로써 영상을 샤프하게 하는 본 실시예의 설명도이다.
도 72와 같이 영상이 어두운 중간조에서 밝은 중간조로 변화된 경우, 제 n, n+1 라인에 착안하면, 응답 지연은 거의 1/2 프레임 기간이기 때문에, 제 n, n+1 라인을 주사 후, 1/2 프레임 기간(약 8ms) 후에 백라이트를 점등함으로써, 제 n, n+1 라인에 관해서는 영상이 선명해진다. 또한 백라이트의 점등 기간이 비교적 길게 유지되므로 피크 휘도에 여유가 생겨 소비 전력을 억제할 필요가 있는 용도에 유리하다.
이상, 본 발명에 따르면, 화상 데이터에 블랭킹 데이터를 삽입함으로써 동화 희미해짐 등에 기인하는 화질의 열화를 억제하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 1 프레임 기간 내에 화상 데이터와 블랭킹 데이터가 표시되도록 라인을 선택함으로써 드레인 드라이버 수의 증대를 억제할 수 있어 구조의 대형화·복잡화를 억제하는 효과를 갖는다.
Claims (25)
- 매트릭스형으로 형성된 복수의 표시 소자를 갖는 표시 패널과, 화상에 따른 계조 전압을 상기 표시 소자에 공급하고, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 드라이버를 구비한 표시 장치에 있어서,상기 화상의 1 프레임 기간분의 화상 데이터에 블랭킹 데이터를 삽입하는 데이터 제어 회로와,임의의 상기 표시 소자에 상기 1 프레임 기간 내에 상기 화상 데이터와 상기 블랭킹 데이터가 표시되도록, 상기 드라이버가 서로 인접하는 복수의 라인마다 상기 표시 패널의 라인을 주사하기 위한 클록을 생성하는 타이밍 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 1 프레임 기간분의 화상 데이터는, 인터레이스의 필드 데이터인 것을 특징으로 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 상기 1 프레임 기간분의 화상 데이터의 사이즈를 확대하고, 확대된 상기 화상 데이터에 상기 블랭킹 데이터를 삽입하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 상기 1 프레임 기간분의 화상 데이터의 수직 해상도를 축소하고, 축소된 상기 화상 데이터에 상당하는 상기 블랭킹 데이터를 상기 화상 데이터에 삽입하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 상기 1 프레임 기간분의 화상 데이터의 사이즈를 확대하고, 확대된 상기 화상 데이터의 수직 해상도를 축소하여, 축소된 상기 화상 데이터에 상당하는 상기 블랭킹 데이터를 상기 확대된 화상 데이터에 삽입하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 게이트 드라이버는, 상기 서로 인접하는 복수의 라인을 이루는 각 라인을 동시에 주사하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 게이트 드라이버는, 상기 서로 인접하는 복수의 라인을 이루는 각 라인의 주사 기간이 서로 일부 겹치도록, 각 라인의 주사 시작 타이밍을 서로 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 블랭킹 데이터의 계조는, 흑인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 표시 패널을 비추는 광원과,상기 블랭킹 데이터의 표시 타이밍에 따라, 상기 표시 패널이 상기 광원으로부터 받는 광량과 상기 광원의 점등 기간과 상기 광원의 소등 기간 중, 적어도 하나를 제어하는 광원 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 표시 패널을 비추는 광원과,상기 표시 소자의 응답 속도에 따라, 상기 광원의 휘도와 상기 광원의 점등 기간과 상기 광원의 소등 기간 중 적어도 하나를 제어하는 광원 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,상기 광원으로서, 상기 광원 제어 회로에 의해 개별로 제어 가능한 복수의 광원을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 상기 표시 패널에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,상기 화상을 출력하는 화상 신호들을 구비하고,상기 데이터 제어 회로는, 상기 화상 신호원과 상기 표시 패널 중 적어도 한편에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 데이터 제어 회로는, 상기 게이트 드라이버가 오버랩하여 주사 가능한 상기 표시 소자의 라인의 수와, 상기 블랭킹 데이터의 삽입량과, 상기 화상 데이터의 감마 설정 파라메터 중 적어도 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 화상의 종류를 판정하는 판정 회로와, 상기 화상 데이터의 헤더 정보를 생성하기 위한 헤더 생성 회로와, 상기 화상 데이터를 송수신을 위한 포맷으로 변환하기 위한 포맷 변환 회로와, 상기 화상 데이터를 송수신하는 데이터 트랜스미터 중, 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 클록은, 상기 게이트 드라이버의 시프트 레지스터를 하나 인클리먼트하는 제1 클록과, 상기 게이트 드라이버의 시프트 레지스터를 복수 인클리먼트하는 제2 클록을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 타이밍 제어 회로는, 상기 게이트 드라이버의 시프트 레지스터에, 상기 표시 패널의 라인의 선택을 나타내는 데이터를 상기 1 프레임 기간 내에 1 또는 복수회 취득하기 위한 제1 신호와, 같은 1 프레임 기간 내에 더 취득하기 위한 제2신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 상기 1 프레임 기간분의 화상 데이터에, 화상 표시에 유효한 데이터를 부가하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 서로 다른 블랭킹 데이터를 화상 데이터에 삽입하는 복수의 삽입 수단과, 복수의 삽입 수단 중 어느 하나를 선택적으로 전환하여 실행시키는 전환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 상기 표시 소자에 공급하는 드레인 드라이버를 구비하고,상기 타이밍 제어 회로는, 상기 드레인 드라이버에 공급하는 계조 전압군을 다른 복수의 계통으로 갖는 동시에, 상기 다른 복수 계통의 계조 전압을 선택 가능한 선택 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 게이트 드라이버는, 1 프레임 기간에, 복수회의 게이트 선택 펄스를 출력하여, 상기 복수회의 게이트 선택 펄스 중, 영상 데이터를 기록하는 제1 게이트 선택 펄스와, 블랭킹 데이터를 기록한 제2 게이트 선택 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 게이트 드라이버는, 1 프레임 기간에, 복수회 게이트 선택 펄스를 출력하는 출력 단자와, 단일회 게이트 선택 펄스를 출력하는 출력 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이버는, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 게이트 드라이버를 구비하고,상기 드레인 드라이버는, 상기 블랭킹 데이터를 생성하는 블랭킹 데이터 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 매트릭스 형태로 형성된 복수의 표시 소자를 갖는 표시 패널과, 화상에 따른계조 전압을 상기 표시 소자로 공급하고, 상기 계조 전압을 공급하기 위한 상기 표시 패널의 라인을 주사하는 드라이버를 구비한 표시 장치의 표시 제어 장치에 있어서,상기 화상의 1 프레임 기간분의 화상 데이터에 블랭킹 데이터를 삽입하는 데이터 제어 회로와,임의의 상기 표시 소자에 상기 1 프레임 기간 내에 상기 화상 데이터와 상기 블랭킹 데이터가 표시되도록, 상기 드라이버가 서로 인접하는 복수의 라인마다 상기 표시 패널의 라인을 주사하기 위한 클록을 생성하는 타이밍 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 제어 장치.
- 제24항에 있어서,상기 데이터 제어 회로는, 정지화 모드인지 동화 모드인지를 나타내는 제어 전환 신호를 수신하는 신호 수신 수단을 구비하고, 상기 신호 수신 수단이 그 정지화 모드임을 나타내는 상기 제어 전환 신호를 수신하면, 상기 블랭킹 데이터의 삽입을 중지하는 것을 특징으로 하는 표시 제어 장치.
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