KR100599625B1 - A liquid crystal display and a driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저온에서 느려진 액정 응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상하는 필드순차 구동 방식의 액정 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동 방법은, 제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 액정을 구비하며, 하나의 화소에 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 광을 순차적으로 투과시키는 액정 표시장치의 구동 방법에 있어서, a) 액정 패널의 온도 또는 주변온도를 감지하는 단계; b) 상기 감지된 온도에 대응하는 상기 액정의 응답속도를 계산하는 단계; c) 상기 액정의 응답속도에 대응하여 각 온도별로 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B) 프레임의 길이를 조절하는 단계; 및 d) 상기 조절된 프레임에 대응하는 계조 데이터를 인가하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 기존의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 순차 LED 온/오프(on/off) 방식을 수정하여 화이트(white)를 적용함으로써 컬러 변환 없이 LED 프레임 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라, 저온에서 느려진 액정 응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상함으로써, 액정을 저온에서 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.The present invention relates to a liquid crystal display of a field sequential driving method for compensating for color reproducibility by changing the operation of the LED by the liquid crystal response speed slowed at a low temperature and a driving method thereof. The driving method of the liquid crystal display according to the present invention includes a liquid crystal formed between the first and second substrates, and sequentially emits light of red (R), green (G), and blue (B) to one pixel. A method of driving a liquid crystal display device, the method comprising: a) sensing a temperature or an ambient temperature of a liquid crystal panel; b) calculating a response speed of the liquid crystal corresponding to the sensed temperature; c) adjusting the length of the red (R), green (G) or blue (B) frame for each temperature in response to the response speed of the liquid crystal; And d) applying grayscale data corresponding to the adjusted frame. According to the present invention, the LED frame rate is changed without color conversion by applying white by modifying the sequential LED on / off method of red (R), green (G), and blue (B). It is possible to adjust, thereby compensating for the color reproducibility by changing the operation of the LED by the response rate of the liquid crystal slowed at low temperatures, thereby enabling the liquid crystal to be stably operated at low temperatures.
액정 표시장치, 저온 구동, 프레임 조절, 온도센서, 필드순차 구동LCD, Low Temperature Drive, Frame Control, Temperature Sensor, Field Sequential Drive
Description
도 1a는 종래의 액정 표시장치의 화소를 나타내는 도면이다.1A is a diagram illustrating a pixel of a conventional liquid crystal display.
도 1b는 종래의 아날로그 방식의 액정 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.1B is a waveform diagram illustrating a driving method of a conventional analog liquid crystal display device.
도 1c는 종래의 디지털방식의 액정 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.1C is a waveform diagram illustrating a driving method of a conventional digital liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정 표시장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a conventional liquid crystal display device.
도 3은 종래의 기술에 따른 액정 표시장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a method of driving a liquid crystal display according to the related art.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a driving method of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 구동할 경우, 프레임을 조절하는 것을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating adjusting a frame when driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 액정 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 저온에서 느려진 액정 응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상하는 필드순차 구동 방식의 액정 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly, to a liquid crystal display device having a field sequential driving method for compensating for color reproducibility by changing the operation of the LED by a liquid crystal response speed slowed at a low temperature and a driving method thereof. will be.
근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 경량, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube: CRT) 대신 액정 표시장치(liquid crystal display: 이하 "LCD"라 함)와 같은 평판 패널형 디스플레이가 개발되고 있다.Recently, display devices are also required to be lighter and thinner in accordance with the light weight and thickness of personal computers and televisions, and according to such demands, liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs") instead of cathode ray tubes (CRTs) are required. Flat panel displays are being developed.
LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전률을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 외부의 광원(백라이트(back-light))으로부터 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써, 원하는 화상을 얻는다.The LCD applies an electric field to a liquid crystal material having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and adjusts the strength of the electric field to control the light transmitted from the external light source (back-light) to the substrate. By adjusting the amount, a desired image is obtained.
이러한 LCD는 휴대가 간편한 평판 패널형 디스플레이 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor: 이하 "TFT"라 함)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.Such LCDs are typical of portable flat panel displays, and among them, TFT-LCDs using thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) as switching elements are mainly used.
TFT-LCD에서 각 화소는 액정을 사이에 두고 전극들(화소전극 및 공통전극)이 서로 대향되도록 배치되기 때문에 액정 커패시터로 모델링할 수 있는데, 이러한 LCD에서 각 화소는 도 1a와 같은 등가회로로 표시될 수 있다.In the TFT-LCD, each pixel can be modeled as a liquid crystal capacitor because electrodes (pixel electrodes and common electrodes) are disposed to face each other with a liquid crystal interposed therebetween. In such LCDs, each pixel is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 1A. Can be.
도 1a에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 액정 표시장치의 각 화소는 데이터선(Dm)에 소스 전극이 접속되고, 주사선(Sn)에 게이트 전극이 접속된 TFT(10); TFT(10)의 드레인 전극과 공통 전극(Vcom) 사이에 연결되는 액정 커패시터(Cl); 및 TFT(10)의 드레인 전극에 연결되는 스토리지(storage) 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.As shown in Fig. 1A, each pixel of the liquid crystal display according to the prior art includes: a
TFT(10)는 주사선(Sn)으로부터의 주사신호에 응답하여 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터 전압(Vd)을 화소 전극(도시하지 않음)에 제공한다. 화소 전극에 제공되는 데이터 전압(즉, 화소전압(Vp)과 공통 전극(도시하지 않음)에 인가되는 공통 전압(Vcom)의 차이에 해당하는 전계가 액정(도 1a에서는 등가적으로 액정 커패시터(Cl)로 나타냄)에 인가되며, 액정은 인가되는 전계의 세기에 대응하여 빛의 투과율을 조절한다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Cl)에 제공되는 화소 전압을 다음 데이터 전압(Vd)이 공급될 때까지 유지시킴으로써 소정 시간 동안 빛이 투과하도록 한다.The
일반적으로, LCD는 컬러 이미지를 표시하는 방식에 따라 컬러필터 방식과 필드순차 구동 방식의 2가지 방식으로 나눌 수 있다.In general, the LCD may be divided into two methods, a color filter method and a field sequential driving method, according to a method of displaying a color image.
컬러필터 방식의 LCD는 패널의 상부 기판에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 3원색으로 이루어진 컬러 필터층을 형성하고, 이 컬러 필터층에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다. 그러나, 컬러필터 방식의 LCD는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 각 영역에 대응되는 단위 화소가 필요하므로 흑백을 표시하는 경우보다 3배 많은 화소가 필요하게 된다. 따라서, 고해상도의 화상을 얻기 위해서는 LCD 패널의 정교한 제조기술이 요구된다. 또한, 컬러필터 방식의 LCD에서는 상부 기판에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 컬러필터를 각각 형성해야 하기 때문에 제조상의 번거로움이 있으며, 컬러필터 자체의 광투과율을 향상시켜야 하는 문제점이 있다.A color filter type LCD forms a color filter layer consisting of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) on an upper substrate of a panel, and adjusts the amount of light transmitted through the color filter layer to achieve a desired image. Is displayed. However, the color filter type LCD requires unit pixels corresponding to the red (R), green (G), and blue (B) areas, and thus requires three times as many pixels as those for displaying black and white. Therefore, in order to obtain high resolution images, sophisticated manufacturing technology of LCD panels is required. In addition, in the color filter type LCD, red (R), green (G), and blue (B) color filters must be formed on the upper substrate, which is cumbersome in manufacturing, and the light transmittance of the color filter itself must be improved. There is a problem.
필드순차 구동 방식의 LCD는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 각 색의 독립된 광원을 순차 주기적으로 점등하고, 그 점등 주기마다 각 화소에 화소 전압(Vp)을 공급함으로써 컬러 화상을 표시한다. 즉, 필드순차 구동 방식의 LCD는 하나의 화소를 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 단위 화소로 분할하지 않고, 하나의 화소에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 각각의 백라이트로부터 공급되는 3원색의 광을 시분할적으로 순차 표시함으로써, 눈의 잔상 효과를 이용하여 컬러 화상을 표시한다.Field-sequential driving LCDs periodically turn on independent light sources of red (R), green (G), and blue (B) colors sequentially, and supply a pixel voltage (Vp) to each pixel at each lighting cycle. Is displayed. That is, the field-sequential driving LCD does not divide one pixel into unit pixels of red (R), green (G), and blue (B), and red (R), green (G), and blue in one pixel. (B) By time-divisionally displaying the light of three primary colors supplied from each backlight, a color image is displayed using the afterimage effect of an eye.
이러한 필드순차 구동 방식은 아날로그 구동 방식과 디지털 구동 방식으로 구분할 수 있다.The field sequential driving method may be classified into an analog driving method and a digital driving method.
아날로그 구동 방식은 표시하고자 하는 계조 수에 대응하는 다수의 계조 전압을 설정하고, 상기 계조 전압 중 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 전압을 선택하여 선택된 계조 전압으로 액정 패널을 구동함으로써, 인가된 계조 전압에 대응하는 투과 광량으로 계조를 표현한다.The analog driving method sets a plurality of gray voltages corresponding to the number of gray levels to be displayed, selects one gray voltage corresponding to gray data among the gray voltages, and drives the liquid crystal panel with the selected gray voltage, thereby applying the applied gray voltage. The gray level is expressed by the amount of transmitted light corresponding to.
도 1b는 종래의 아날로그 구동방식의 액정 표시장치에 따른 구동전압 및 투과 광량을 나타내는 도면이다.FIG. 1B is a diagram illustrating a driving voltage and a transmitted light amount according to a conventional LCD driving apparatus.
도 1b에서, 구동 전압은 액정에 인가되는 전압을 의미하며 광투과율(optical transmittance)은 액정에 광이 인가될 경우, 인가된 광에 대한 투과비율을 의미한다. 즉, 광투과율이란 액정이 광을 투과시킬 수 있는 비틀림 정도를 의미한다.In FIG. 1B, the driving voltage refers to a voltage applied to the liquid crystal and the optical transmittance refers to a transmission ratio with respect to the applied light when light is applied to the liquid crystal. That is, the light transmittance refers to the degree of twist that the liquid crystal can transmit light.
도 1b를 참조하면, R 컬러를 표시하기 위한 R 필드구간(Tr)에서, V11 레벨의 구동 전압이 액정에 인가되어 V11 레벨의 구동전압에 상응하는 광이 액정을 투과한다. G 컬러를 표시하기 위한 G 필드구간(Tg)에서는 V12 레벨의 구동전압이 인가되어 V12 레벨의 구동전압에 상응하는 광이 액정을 투과한다. 그리고, B 컬러를 표시하기 위한 B 필드구간(Tb)에서, V13 레벨의 구동전압이 인가되어 V13 레벨의 구동 전압에 상응하는 광투과량이 얻어진다. 따라서, Tr, Tg, Tb 필드 구간에서 투과된 각각 R, G, B 광의 합에 의해 원하는 컬러 이미지가 디스플레이된다.Referring to FIG. 1B, in the R field section Tr for displaying the R color, a driving voltage of the V11 level is applied to the liquid crystal so that light corresponding to the driving voltage of the V11 level passes through the liquid crystal. In the G field section Tg for displaying the G color, a driving voltage of the V12 level is applied so that light corresponding to the driving voltage of the V12 level passes through the liquid crystal. Then, in the B field section Tb for displaying the B color, a driving voltage of the V13 level is applied to obtain a light transmittance corresponding to the driving voltage of the V13 level. Therefore, the desired color image is displayed by the sum of the R, G, and B light transmitted in the Tr, Tg, and Tb field sections, respectively.
한편, 디지털 구동 방식은 액정에 인가되는 구동 전압을 일정하게 하고, 전압인가시간을 제어하여 계조를 표현한다. 이러한 디지털 구동 방식에 따르면, 구동전압을 일정하게 유지하고 전압 인가상태 및 전압 비인가 상태를 타이밍적으로 제어하여 액정에 투과되는 누적 광량을 조절함으로써 계조를 표현한다.On the other hand, in the digital driving method, the driving voltage applied to the liquid crystal is made constant, and the gray scale is expressed by controlling the voltage application time. According to such a digital driving method, gray scales are represented by adjusting a cumulative amount of light transmitted through a liquid crystal by maintaining a constant driving voltage and controlling a voltage application state and a voltage non-application state in a timing manner.
도 1c는 종래의 디지털 구동 방식의 액정 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도를 도시한 것으로서, 소정 비트의 구동 데이터에 따른 구동전압의 파형과 그에 따라 액정의 광투과율을 도시한 것이다.FIG. 1C is a waveform diagram illustrating a conventional method for driving a liquid crystal display device of a digital driving method, and illustrates a waveform of a driving voltage according to driving data of a predetermined bit and a light transmittance of the liquid crystal accordingly.
도 1c를 참조하면, 각 계조에 상응하는 계조파형 데이터가 소정비트, 예를 들어 7비트의 디지털신호로 제공되고, 7비트의 데이터에 따른 계조파형이 액정에 인가된다. 그리고, 인가된 계조파형에 따라 액정의 광투과율이 결정되어 계조표시를 수행한다.Referring to FIG. 1C, grayscale waveform data corresponding to each grayscale is provided as a digital signal of a predetermined bit, for example, 7bit, and a grayscale waveform corresponding to the 7bit data is applied to the liquid crystal. The light transmittance of the liquid crystal is determined according to the applied gray waveform to perform gray scale display.
한편, 필드순차 구동에 있어서 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) LED를 변환(inversion)하는 속도는 인간의 눈에서 시간적인 차로 합성이 되므로 그 변환속도의 고속유지는 매우 중요하다. 즉, 전술한 필드순차 구동 방식의 LCD(FS-LCD)는 한 프레임을 R 필드, G 필드 및 B 필드로 나누어 구동하기 때문에 컬러필터 방식의 LCD 보다 액정이 높은 응답속도를 가져야 한다.On the other hand, the speed of inversion of red (R), green (G), and blue (B) LEDs in field sequential driving is very important because the synthesis speed is synthesized by the human eye in time. . That is, the above-described field sequential driving LCD (FS-LCD) drives one frame into an R field, a G field, and a B field, so that the liquid crystal has a higher response speed than the color filter type LCD.
그러나 이러한 고속 변환 속도에 대해 액정이 제대로 응답을 해주어야 원하는 계조 표현이 가능하다. 그러나 저온에서는 액정 또한 유체의 전형이므로 유체의 온도가 저하되면 점도가 높아지게 된다. 따라서 응답속도 또한 느려지게 되며, LED의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 변환에 대응하지 못하게 되므로 색의 왜곡 현상이 일어나고 색재현율이 저하된다는 문제점이 있다. 즉, 온도가 낮을수록 액정의 응답속도가 저하되기 때문에, 저온 환경에 자주 노출되는 휴대용 기기(예를 들어, 휴대폰) 등에 필드순차 구동 방식의 LCD를 사용하는 경우, 액정의 응답속도가 현저히 저하되어 색재현율이 낮아지는 문제점이 있었다. 따라서, 기존의 FS-LCD에서 온도에 따라 변화하는 응답특성(투과 특성)을 보상하기 위하여 액정 패널의 온도 또는 주위온도의 측정을 통해 간접적으로 액정의 응답특성을 측정하였다.However, the liquid crystal needs to respond properly to such a high conversion speed so that the desired gray scale can be expressed. However, at low temperatures, liquid crystals are also typical of fluids, so the viscosity increases when the temperature of the fluid decreases. Therefore, the response speed is also slowed down, and because it does not correspond to the conversion of the red (R), green (G) and blue (B) of the LED, there is a problem that color distortion occurs and the color reproduction rate is lowered. That is, the lower the temperature, the lower the response speed of the liquid crystal. Therefore, when the LCD of the field sequential driving method is used for a portable device (for example, a mobile phone) that is frequently exposed to a low temperature environment, the response speed of the liquid crystal is significantly lowered. There was a problem that the color reproduction rate is lowered. Therefore, in order to compensate the response characteristics (transmission characteristics) that change with temperature in the conventional FS-LCD, the response characteristics of the liquid crystals were indirectly measured by measuring the temperature or the ambient temperature of the liquid crystal panel.
도 2는 종래의 액정 표시장치를 나타내는 도면으로서, 온도센서(900)를 이용하여, FS-LCD 패널(100)의 온도를 측정하고, 이에 따라 응답특성을 측정하였다. 즉, 기존의 FS-LCD 패널(100)에서는 온도에 따른 패널의 응답속도 변화를 보상하기 위하여 온도센서(900)를 이용하여 온도를 측정한 후, 그 온도를 이용하여 상기 FS-LCD 패널(100)의 응답속도를 간접적으로 추정하였다. 상기 액정 표시장치의 각 구성요소에 대해서는 본 발명에서 구체적으로 후술하기로 한다.FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional liquid crystal display device. The temperature of the FS-
도 3은 종래의 기술에 따른 액정 표시장치의 구동 방법을 나타내는 도면으로서, R, G, B에 해당하는 광을 표시하기 위한 R 필드, G 필드, B 필드는 각각 리셋 구간(Rreset, Greset, Breset)과 데이터 구간(Rdata, Gdata, Bdata)으로 이루어진다.3 is a view illustrating a method of driving a liquid crystal display according to the related art, in which the R, G, and B fields for displaying light corresponding to R, G, and B are reset periods (Rreset, Greset, Breset, respectively). ) And data intervals (Rdata, Gdata, Bdata).
도 3을 참조하면, 리셋 구간은 각각 직전에 표시된 계조에 의한 액정의 상태를 동일한 상태(블랙 상태)로 하기 위해 리셋 전압(또는 리셋파형)을 인가하는 구간이다. 데이터 구간(Rdata, Gdata, Bdata)은 현재 표시될 계조에 해당하는 계조 전압(또는 계조파형)을 인가하는 구간으로서, 이 데이터 구간에 R, G, B에 해당하는 광을 출력하는 백라이트를 순차적으로 온시킨다.Referring to FIG. 3, the reset periods are sections in which reset voltages (or reset waveforms) are applied to make the liquid crystals of the gray level displayed immediately before the same state (black state). The data section (Rdata, Gdata, Bdata) is a section for applying the gray scale voltage (or gray waveform) corresponding to the gray scale to be currently displayed, and sequentially turns on the backlight for outputting light corresponding to R, G, and B in this data section. Turn on
그러나, 종래의 온도센서를 이용한 응답속도 측정 방법에서, 패널의 응답속도와 온도 사이에는 명확한 관계가 존재하지 않고, 특히, FS-LCD는 온도에 따른 응답특성의 변화가 매우 비선형적이므로, 온도를 측정하여 정확한 응답특성을 측정하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 온도센서를 이용하여 측정한 온도와 액정 패널의 실제 온도 사이에는 오차가 존재하기 때문에, 기존의 온도센서를 이용하는 경우, 액정 패널의 응답속도를 추정하고, 이를 보상하는데 한계가 있다는 문제점이 있다.However, in the conventional method for measuring the response speed using a temperature sensor, there is no clear relationship between the response speed of the panel and the temperature, and in particular, in the FS-LCD, since the change of the response characteristic with temperature is very nonlinear, the temperature is measured. There is a problem that it is difficult to measure the accurate response characteristics. In addition, since there is an error between the temperature measured by using the temperature sensor and the actual temperature of the liquid crystal panel, there is a problem that there is a limit in estimating the response speed of the liquid crystal panel and compensating for it when using the existing temperature sensor. .
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 저온에서 느려진 액정응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상함으로써, 저온에서 안정적으로 동작시킬 수 있는 필드순차 구동 방식의 액정 표시장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to change the operation of the LED by the liquid crystal response speed slowed at a low temperature to compensate for color reproduction, the liquid crystal display device of the field sequential driving method that can be operated stably at a low temperature It is to provide.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기존의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 순차 LED 온/오프(on/off) 방식을 수정하여 화이트(white)를 적용함으로써 컬러 변환 없이 LED 프레임 속도를 조절할 수 있는 필드순차 구동 방식의 액정 표시장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is to modify the sequential LED on / off method of the existing red (R), green (G) and blue (B) by applying a white (white) LED without color conversion An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a field sequential driving method capable of adjusting a frame rate and a driving method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 액정 표시장치 구동 방법은,As a means for achieving the above object, the liquid crystal display driving method according to the present invention,
제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 액정을 구비하며, 하나의 화소에 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 광을 순차적으로 투과시키는 액정 표시장치의 구동 방법에 있어서,In the driving method of the liquid crystal display device comprising a liquid crystal formed between the first and second substrate, and sequentially transmits the light of red (R), green (G), blue (B) to one pixel,
a) 액정 패널의 온도 또는 주변온도를 감지하는 단계;a) sensing the temperature or ambient temperature of the liquid crystal panel;
b) 상기 감지된 온도에 대응하는 상기 액정의 응답속도를 계산하는 단계;b) calculating a response speed of the liquid crystal corresponding to the sensed temperature;
c) 상기 액정의 응답속도에 대응하여 각 온도별로 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B) 프레임의 길이를 조절하는 단계; 및c) adjusting the length of the red (R), green (G) or blue (B) frame for each temperature in response to the response speed of the liquid crystal; And
d) 상기 조절된 프레임에 대응하는 계조 데이터를 인가하는 단계d) applying grayscale data corresponding to the adjusted frame
를 포함하는 특징이 있다.There is a feature that includes.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 액정 표시장치는, In addition, as another means for achieving the above object, the liquid crystal display device according to the present invention,
액정을 구비하며, 상부 기판 및 하부 기판을 가지는 액정 패널;A liquid crystal panel having a liquid crystal and having an upper substrate and a lower substrate;
상기 액정 패널의 온도 또는 주변온도를 감지하기 위한 온도센서;A temperature sensor for sensing a temperature or an ambient temperature of the liquid crystal panel;
상기 액정 패널에 배치된 각각의 화소로 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 광 을 순차적으로 출력하는 적어도 3개 이상의 광원;At least three light sources sequentially outputting light of red (R), green (G), and blue (B) to each pixel disposed in the liquid crystal panel;
상기 온도센서에서 감지된 온도가 소정 온도 이하인 경우 액정의 응답속도를 계산하며, 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광원의 발광을 제어하는 광원 제어부; 및A light source controller which calculates a response speed of the liquid crystal when the temperature sensed by the temperature sensor is equal to or less than a predetermined temperature, and controls light emission of the red (R), green (G), and blue (B) light sources; And
상기 구해진 응답속도에 대응하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임의 크기를 조절하는 프레임 조절부Frame control unit for adjusting the size of the red (R), green (G) and blue (B) frame in response to the obtained response speed
를 포함하는 특징이 있다.There is a feature that includes.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 액정 표시장치는,In addition, as another means for achieving the above object, the liquid crystal display device according to the present invention,
주사신호를 전달하는 다수의 주사선과, 상기 주사선과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선, 상기 주사선 및 데이터선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 상기 주사선 및 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시장치 패널;A matrix form having a plurality of scan lines for transmitting a scan signal, a plurality of data lines insulated from and intersecting the scan lines, a switching element formed in an area surrounded by the scan lines and data lines, and connected to the scan lines and data lines, respectively. A liquid crystal display panel including a plurality of pixels arranged in a line;
상기 주사선에 주사신호를 순차적으로 공급하는 주사 구동부;A scan driver for sequentially supplying scan signals to the scan lines;
계조 데이터에 해당하는 계조 전압을 생성하는 계조 전압 발생부;A gray voltage generator which generates a gray voltage corresponding to gray data;
상기 계조 전압 발생부로부터 출력된 계조 전압을 해당 데이터선에 공급하는 데이터 구동부;A data driver supplying a gray voltage output from the gray voltage generator to a corresponding data line;
하나의 화소에 각각 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 광을 순차적으로 출력하는 광원;A light source sequentially outputting light of red (R), green (G), and blue (B) to one pixel;
상기 액정 패널의 온도 또는 주변온도를 감지하기 위한 온도센서;A temperature sensor for sensing a temperature or an ambient temperature of the liquid crystal panel;
상기 온도센서에서 감지된 온도가 소정 온도 이하인 경우 액정의 응답속도를 계산하며, 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광원의 발광을 제어하는 광원 제어부;A light source controller which calculates a response speed of the liquid crystal when the temperature sensed by the temperature sensor is equal to or less than a predetermined temperature, and controls light emission of the red (R), green (G), and blue (B) light sources;
상기 구해진 응답속도에 대응하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임의 크기를 조절하고, 각각의 프레임 내에 화이트 프레임을 삽입하는 프레임 조절부; 및A frame adjusting unit which adjusts sizes of red (R), green (G) and blue (B) frames and inserts a white frame into each frame in response to the obtained response speed; And
상기 온도센서에서 감지된 온도가 소정 온도 이하인 경우, 상기 조절된 프레임 내에 각각 형성된 화이트 프레임에 화이트 광을 출력하는 화이트(W) 광원When the temperature sensed by the temperature sensor is less than a predetermined temperature, the white (W) light source for outputting white light to each of the white frame formed in the adjusted frame
을 포함하는 특징이 있다.There is a feature that includes.
본 발명에 따르면, 기존의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 순차 LED 온/오프(on/off) 방식을 수정하여 화이트(white)를 적용함으로써 컬러 변환 없이 LED 프레임 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라, 저온에서 느려진 액정 응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상함으로써, 액정을 저온에서 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the LED frame rate is changed without color conversion by applying white by modifying the sequential LED on / off method of red (R), green (G), and blue (B). It is possible to adjust, thereby compensating for the color reproducibility by changing the operation of the LED by the response rate of the liquid crystal slowed at low temperatures, thereby enabling the liquid crystal to be stably operated at low temperatures.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
이하에서 설명하는 "리셋"이란 LCD에 있는 액정 물질을 빛을 투과시키지 못하는 블랙상태로 하기 위해 전압(또는 파형)을 인가하는 것을 의미한다. 그리고, '광투과율"이란 액정에 일정한 광이 인가되었다고 가정할 경우, 인가된 광에 대한 투과된 광의 비율을 의미하며, '광투과량'은 액정에 실제 광이 인가되어, 액정을 투과한 광의 양을 의미한다.The term "reset" described below means applying a voltage (or waveform) to make the liquid crystal material in the LCD black, which cannot transmit light. In addition, "light transmittance" refers to a ratio of transmitted light to applied light when a certain light is applied to the liquid crystal, and 'light transmittance' is the amount of light transmitted through the liquid crystal by the actual light is applied to the liquid crystal. Means.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 구동 방법을 나타내는 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따르면 R, G, B에 해당하는 광을 표시하기 위한 R 필드, G 필드, B 필드는 각각 리셋 구간(Rreset, Greset, Breset), 데이터 구간(Rdata, Gdata, Bdata) 및 화이트 구간(white)으로 이루어진다.4 is a view illustrating a method of driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. According to an exemplary embodiment of the present invention, the R field, the G field, and the B field for displaying light corresponding to R, G, and B are shown. Respective reset sections (Rreset, Greset, Breset), data sections (Rdata, Gdata, Bdata) and white sections (white).
리셋 구간은 각각 직전에 표시된 계조에 의한 액정의 상태를 동일한 상태(블랙 상태)로 하기 위해 리셋 전압(또는 리셋파형)을 인가하는 구간이다. 본 발명의 실시예의 리셋 구간(Rreset, Greset, Breset)에서는, 직전 계조 데이터에 대응하는 리셋 전압(또는 리셋파형)이 각각 주사선(S1, S2,...Sn)에 순차적으로 인가되어 직전 계조에 관계없이 액정이 동일한 상태가 되도록 한다.The reset section is a section in which a reset voltage (or reset waveform) is applied to make the state of the liquid crystal by the gray scale displayed immediately before the same state (black state), respectively. In the reset periods (Rreset, Greset, Breset) of the embodiment of the present invention, reset voltages (or reset waveforms) corresponding to the immediately preceding grayscale data are sequentially applied to the scan lines S1, S2, ... Sn, respectively, to the previous grayscale. Regardless, the liquid crystals are in the same state.
데이터 구간(Rdata, Gdata, Bdata)은 현재 표시될 계조에 해당하는 계조 전압(또는 계조파형)을 인가하는 구간으로서, 이 데이터 구간에 R, G, B에 해당하는 광을 출력하는 백라이트를 순차적으로 온시킨다. 본 발명의 실시예에서는 백 라이트로서 발광다이오드를 예로서 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The data section (Rdata, Gdata, Bdata) is a section for applying the gray scale voltage (or gray waveform) corresponding to the gray scale to be currently displayed, and sequentially turns on the backlight for outputting light corresponding to R, G, and B in this data section. Turn on In the exemplary embodiment of the present invention, the light emitting diode is described as an example of the backlight, but is not necessarily limited thereto.
상기 화이트 구간(white)은, 상기 액정이 저온에서 구동되는 경우, 액정의 응답속도가 느려지게 되는데, 이때, 느려진 액정의 응답속도만큼 LED의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임을 조절하도록, 각각의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임 내에 삽입되어 LED의 프레임 길이를 조절하게 되는 구간이다. 여기서, 상기 화이트 구간(white)에 인가되는 화이트 광원은 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) LED를 동시에 온시킴으로써, 형성될 수 있는데, 이러한 경우, LED 수를 증가시키지 않아도 되는 장점이 있지만, 혼색 가능성이 있다는 단점도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 혼색 가능성은 없애기 위해서 별도의 화이트 LED를 사용할 수도 있다.In the white section, when the liquid crystal is driven at a low temperature, the response speed of the liquid crystal becomes slow. At this time, red (R), green (G), and blue (B) of the LEDs correspond to the response speed of the slow liquid crystal. In order to adjust the frame, the red (R), green (G) and blue (B) is inserted into the frame to adjust the frame length of the LED. Here, the white light source applied to the white period may be formed by simultaneously turning on the red, green, and blue LEDs. In this case, the number of LEDs may not be increased. There are advantages, but there are also disadvantages that can be mixed. Therefore, in the embodiment of the present invention, a separate white LED may be used to eliminate the possibility of mixed color.
한편, 상기 FS 구동 방식에 있어서 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 외에 화이트(white)를 포함시키는 방법으로는, 기존에 휘도를 향상시키기 위한 목적으로 사용된 적은 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 FS 구동에 있어서, 상온에서는 기존 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) LED 구동을 적용하여 빠른 액정 응답속도를 이용하고, 특히, 저온 -10℃ 이하에서는 화이트를 적용하여 온도 단계별로 LED 구동 프레임 밸런스(frame balance)를 매칭시키는 것으로써, 각각 그 구동 적용 환경이 다르다.On the other hand, as a method of including white in addition to red (R), green (G), and blue (B) in the FS driving method, although the conventional method has been used for the purpose of improving luminance, the present invention In the FS driving according to the embodiment of the present invention, at room temperature, the conventional red (R), green (G) and blue (B) LED driving is applied to use a fast liquid crystal response speed, in particular, at a low temperature of -10 ℃ or less white By matching the LED drive frame balance in each temperature step by application, the driving application environment is different.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 구동할 경우, 프레임을 조절하는 것을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating adjusting a frame when driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 액정이 -10℃ 이하의 저온에서 동작되는 경우, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 LED 프레임 길이를 증가시키기 위하여 각각의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임을 해당 온도에서의 액정의 응답속도만큼 늘려준다. 이때, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 온 타임(on time)을 늘리면 플리커(flicker)가 발생되므로 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 변환시간은 그대로 유지해야 한다. 따라서, 예를 들어, 레드(R)를 기존의 온 타임을 유지하면서 온 횟수만 늘리는 방식으로 프레임을 늘릴 수 있다. 이때, 레드(R) LED가 온이 되는 사이가 비워지게 되면 컬러의 끊임이 발생될 수 있으므로 그 사이에 전술한 바와 같이, 화이트(W)를 온시킴으로써, 컬러의 끊임을 방지할 수 있다. 또한, 나머지 그린(G) 또는 블루(B)일 때도 같은 방식으로 구동할 수 있다.Referring to FIG. 5, when the liquid crystal is operated at a low temperature of −10 ° C. or less, each of red and green in order to increase the LED frame length of red, green, and blue colors, respectively. The (G) and blue (B) frames are increased by the response speed of the liquid crystal at the corresponding temperature. At this time, increasing the red (R), green (G) and blue (B) on time (flicker) occurs, so the conversion time of the red (R), green (G) and blue (B) remains the same. It must be maintained. Thus, for example, the frame may be increased by increasing the number of times the red R is maintained while maintaining the existing on time. In this case, when the red (R) LED is turned on, the color may be interrupted. As described above, by turning on the white (W), the color may be prevented. In addition, when the remaining green (G) or blue (B) can be driven in the same manner.
상기 프레임 길이를 조절하기 위해서는 레드(R), 화이트(W)가 한번씩 온/오프되는 소주기의 횟수를 조절함으로써 프레임 길이를 조절할 수 있다. 즉, 프레임 길이를 늘이기 위해서는 레드(R)(또는 G, B)와 화이트(W)의 온/오프 횟수를 정수배로 늘려주고 줄이기 위해서는 반대로 정수배로 줄여준다.In order to adjust the frame length, the frame length may be adjusted by adjusting the number of small cycles in which the red and the white W are turned on and off once. In other words, to increase the frame length, the number of ON / OFF times of red (R) (or G, B) and white (W) is increased by an integer multiple, and conversely, it is reduced by an integer multiple.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치(LCD)를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a liquid crystal display (LCD) according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치는 액정 패널(100), 주사 구동부(300), 데이터 구동부(400), 계조전압 발생부(500), 타이밍 제어기(600), 적어도 3개 이상의 광원들(800R, 800G, 800B), 광원 제어부(700), 온도센서(900) 및 프레임 조절부(1000)를 포함한다. 여기서, 상기 광원(800R, 800G, 800B)은 상기 액정 패널(100)의 백라이트용 발광 다이오드(LED)를 사용하며, 상기 광원으로서 화이트 광원(800W)을 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 액정 패널(100)은 주사선(S)과 데이터선(D)의 교차부에 매트릭스 형태로 배치되는 다수의 화소(120)를 구비한다.The
상기 타이밍 제어기(600)는 외부 또는 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 계조 데이터신호(R, G, B DATA), 수평동기신호(Hsync) 및 수직동기신호(Vsync)를 입력받아, 주사 구동부(300)를 제어하기 위한 주사 제어신호(Sg), 데이터 구동부(400)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(Sd) 및 광원 제어부(700)를 제어하기 위한 광원 제어신호(Sb)를 공급한다. 그리고, 타이밍 제어기(600)는 계조 데이터신호(R, G, B DATA)를 계조전압 발생부(500)로 공급한다.The
상기 주사 구동부(300)는 타이밍 제어기(600)로부터 공급되는 주사 제어신호(Sg)에 응답하여 주사신호를 주사선(S)에 순차적으로 공급하여 데이터전압(Vd)이 공급될 수평라인을 선택한다.The
상기 계조전압 발생부(500)는 계조 데이터신호(R, G, B DATA)에 대응되는 계조전압(데이터전압(Vd))을 생성하고, 생성된 데이터전압(Vd)을 데이터 구동부(400)로 공급한다. 데이터 구동부(400)는 데이터 제어신호(Sd)에 의해 제어되면서 데이터전압(Vd)을 데이터선(D)으로 공급한다.The
상기 광원 제어부(700)는 광원 제어신호(Sb)에 응답하여 레드 광원(800R), 그린 광원(800G) 및 블루 광원(800B)이 한 프레임의 서로 다른 기간에 발광될 수 있도록 광원들(800R, 800G, 800B)을 제어한다. 이때, 상기 광원들(800R, 800G, 800B)에게 색을 표현하는 구동전류(IR, IG, IB)가 공급된다. 또한, 상기 광원 제어부(700)는 상기 온도센서에서 감지된 온도가 소정 온도 이하인 경우 액정의 응답속도를 계산한다.The
상기 프레임 조절부(1000)는 상기 구해진 응답속도에 대응하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임의 크기를 조절하게 된다. 상기 프레임 조절부(1000)는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임 각각의 온(On) 타임은 동일하게 유지하고, 온(On) 횟수를 늘리게 되며, 이때, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임 내에 화이트(White) 프레임을 각각 삽입하여 상기 프레임의 크기를 조절하게 된다.The
즉, 상기 프레임 조절부(1000)는 각각의 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B) 프레임과 상기 화이트(W) 프레임이 한번씩 온/오프되는 소주기의 횟수를 정수배로 늘리거나 줄임으로써 상기 프레임 크기의 조절하게 된다.That is, the
여기서, 상기 화이트(W) 프레임에 인가되는 광원은 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 프레임에 인가되는 LED를 동시에 온시킴으로써 형성되거나, 또는 별도의 화이트 LED(800W)를 사용하여 구현될 수 있다.Here, the light source applied to the white (W) frame is formed by simultaneously turning on the LEDs applied to the red (R), green (G) and blue (B) frames, or using a separate white LED (800W) Can be implemented.
결국, 본 발명의 실시예는 기존의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 순차 LED 온/오프(on/off) 방식을 수정하여 화이트(white)를 적용함으로써 컬러 변환 없이 LED 프레임 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라, 저온에서 느려진 액정 응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상하게 된다.As a result, the embodiment of the present invention modifies the sequential LED on / off method of red (R), green (G), and blue (B) by applying white to apply LED without color conversion. The frame rate can be adjusted, thereby compensating for the color gamut by changing the operation of the LED by the liquid crystal response speed slowed at a low temperature.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
예를 들어, 위에서 설명한 본 발명의 실시예에서는 필드순차 구동방식의 LCD 를 예로서 설명하였지만 필드순차 구동방식 LCD 이외의 다양한 LCD에도 적용될 수 있다.For example, in the above-described embodiment of the present invention, the LCD of the field sequential driving method has been described as an example, but may be applied to various LCDs other than the field sequential driving LCD.
본 발명에 따르면, 기존의 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 순차 LED 온/오프(on/off) 방식을 수정하여 화이트(white)를 적용함으로써 컬러 변환 없이 LED 프레임 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라, 저온에서 느려진 액정 응답속도만큼 LED의 동작을 변경하여 색재현율을 보상함으로써, 액정을 저온에서 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the LED frame rate is changed without color conversion by applying white by modifying the sequential LED on / off method of red (R), green (G), and blue (B). It is possible to adjust, thereby compensating for the color reproducibility by changing the operation of the LED by the response rate of the liquid crystal slowed at low temperatures, thereby enabling the liquid crystal to be stably operated at low temperatures.
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