KR100430454B1 - 액정 디스플레이의 구동 방법 - Google Patents

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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

액정 디스플레이는 전자 발광 소자를 갖는 전자 발광부와 액정층, 주사 전극 및 신호 전극을 갖는 액정부를 포함하고, 전자 발광 소자에 의해 방사된 광의 투과율을 제어한다. 우선, 주사 펄스가 주사 전극에 차례로 인가된다. 다음으로, 계조 신호가 이미지 데이터와 관련된 신호 전극으로 인가된다. 그리고, 화소에서 액정층의 투과율이 소정의 값에 도달한 후, 전자 발광부는 화소에서 동시에 여러 색상의 광을 방사한다. 화소는 주사 펄스가 인가되는 주사 전극과 계조 신호가 인가되는 신호 전극 사이의 교점에 위치한다.

Description

액정 디스플레이의 구동 방법 {DRIVING METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 박막형 디스플레이에 적합한 액정 디스플레이의 구동 방법에 관한 것이다. 특히, 동화상을 표시할 때, 윤곽이 불명확하거나 색이 번지는 등의 해상도의 저하를 방지하여 해상도와 휘도를 증가시키는 액정 디스플레이의 구동 방법에 관한 것이다.
관련기술 설명
액정 디스플레이는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 위치한 액정층을 구비한다. 일반적으로, 박막 트랜지스터(TFT)형 패널에서, 3색(적, 녹, 청)의 색 필터는 TFT가 마련된 TFT측 유리 기판에 대향되는 측의 유리 기판 상에 형성되어 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 교차 단면도이다. 도 2는 종래 기술에 따른 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 블록도이다.
종래 기술에 따른 액정 디스플레이에서, TFT부(102)는 유리 기판(101)의 표면에 마련된다. TFT부(102)는 서로 평행하게 배치된 다수의 주사 전극(도시되지 않음), 이들 주사 전극을 교차하여 배치된 다수의 신호 전극, 및 주사 전극과 신호 전극 사이의 교점에 배치된 스위칭 소자로서의 TFT를 구비한다. 따라서, TFT는 매트릭스 형태로 정렬된다. 한편, 편광판(103)은 유리 기판(101)의 후면에 부착된다. 여기에서, 주사 전극은 수평 방향으로 확장되고, 신호 전극이 수직방향으로 확장된다.
또한, 유리 기판(101)의 TFT부(102) 측면에서 유리 기판(104)은 그 사이에 적당한 간격을 두고 유리 기판(101)과 평행하게 마련된다. 투명 전도 물질로 이루어진 공통 전극층(105)과 색 필터(106)는 유리 기판(101)에 대향되는 유리 기판(104)의 표면에 마련된다. 색 필터(106)에 관해서는, 3색의 필터, 즉, 수직 방향으로 확장된 적색 필터(106R), 녹색 필터(106G), 및 청색 필터(106B)가 마련되고, 수평 방향으로 순서대로 반복되어 정렬된다. 색 필터(106)는 착색이나 염색에 의해 형성된다. 여기에서, 필터(106R, 106G, 및 106B)의 각 피치 는 신호 전극의 피치와 일치한다. 한편, 유리 기판(101)에 대향되는 표면에서, 편광판(107)은 유리기판(104)의 후면에 부착된다.
그 후, 유리 기판(101), 유리 기판(104) 등은 액정 층(108)을 마련하기 위해 그 사이에 액정 원료를 주입하여 통합된다. 이런 방식으로 능동 매트릭스형 액정 디스플레이 패널(LCD 패널: 110)이 형성된다.
또한, 광원(109)과 상기 광원(109)으로부터 방사한 광을 액정 디스플레이 패널(110)에 수직 방향으로 입사하도록 유도하는 도광판(111)이 유리 기판(101)의 후면에 마련된다. 반사 시트, 확산판(도시되지 않음) 등은 도광판(111)과 LCD 패널(110) 사이에 마련된다. 그 후, 백 라이트가 광원(109), 도광판(111)등으로 형성된다. 광원(109)으로는, 주로 음극선관 형광 램프가 이용된다.
또한, n개의 주사 전극(G1 내지 Gn)을 구동하는 주사 회로(131)와 총계로서 (m x 3)개의 신호 전극을 구동하는 홀드 회로(132: DR1 내지 DRm, DG1 내지 DGm, 및 DB1 내지 DBm) 액정 디스플레이 패널(110)에 구비된다. 또한, 이미지 데이터를 처리하고 그 결과를 주사 회로(131) 및 홀드 회로(132)에 출력하는 신호 처리부(133)가 마련된다. 또한, 신호 처리부(133)의 출력 신호와 관련된 계조 표시를 위한 전압을 홀드 회로(132)로 공급하는 계조 전원(134)이 마련된다. 신호 처리부(133)에서 주사 회로(131)로 출력되는 신호는 클록 신호와 스타트 신호이다.
다음으로, 상술된 바와 같이 구성된 종래 기술에 따른 액정 디스플레이의 구동 방법을 설명한다. 도 3은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이에서 횡축의 시간과 종축의 휘도 사이의 관계를 도시하는 그래프 도이다. 도 3에서, 2점 쇄선은 하나의 화소에 대한 휘도 설정치를 도시하고, 실선은 하나의 화소의 실제 휘도를 도시한다.
종래 기술에 따른 구동 방법에서, 스타트 펄스(VSP)와 클록 신호(VCLK)에 동기시킨 주사 회로(131)에 의해 주사 펄스는 주사 전극(G1)에서 주사 전극(Gn)으로 차례로 인가된다. 이와 함께, 계조 디스플레이를 위한 전압은 홀드 회로(132)에 의해 신호 전극(DR1 내지 DRm, DG1 내지 DGm, 및 DB1 내지 DBm)에 인가된다.
그러나, 액정에 인가되는 전압에 대해 충분히 회전될 때까지의 응답 시간이 존재하므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 휘도(2점 쇄선)를 얻기 위한 전압이 신호 전극에 인가되더라도 실제 휘도(실선)는 즉시 설정치에 도달할 수 없지만 차츰 증가한다. 60Hz로 주사하는 경우, 한 프레임을 주사하는 동안 필요한 시간은 대략 16.7ms인 반면, 트위스트 네마틱(TN)형 액정의 응답시간이 약 15ms이다.
또한, 백 라이트(109)는 항상 점등되어 있다. 따라서, 액정의 회전 정도에 따라 동시에 적, 녹, 및 청의 3색의 광이 액정 디스플레이 패널(110)로부터 방사된다.
또한, 박막형 디스플레이로서의 유기 전자발광(EL) 디스플레이의 개발도 진척되고 있다. 도 4는 EL 소자와 그 발광 원리를 도시하는 모식적 단면도이고, 도 5는 종래 기술의 유기 EL 디스플레이의 구조를 도시하는 블록도이다.
EL 소자는 다음과 같이 구성된다. 즉, 투명한 산화 인듐 주석(ITO) 전극(122)은 유리나 필름으로 이루어진 투명 기판 상에 양극으로서 형성된다. 또한, ITO 전극(122) 상에, 유기 정공 주입층(123)과 유기 발광층(124)이 순서대로적층된다. 그 위에, 금속 전극(125)이 음극으로서 형성된다. 그리고, ITO 전극(122)과 금속 전극(125)사이에 전압이 인가될 때, 유기 발광층(124)으로부터 투명 기판(121)의 측면으로 광이 방사된다.
유기 EL 디스플레이는 상기와 같이 구성된 EL 소자가 매트릭스 형태상으로 배치된 단순 매트릭스 방식의 EL 패널(120)을 구비한다. 또한, 주사선과 같은 수의 로우 전극(R1 내지 RL)을 구동하는 로우 구동부(135)와 총(m x 3)개의 컬럼 전극( CR1 내지 CRm, CG1 내지 CGm, 및 CB1 내지 CBm)을 구동하는 컬럼 구동 회로(136)가 마련된다. 컬럼 구동 회로(136)에서, 신호 처리부로부터의 신호에 의거한 전압을 유지하고, 동시에 컬럼 전극 수만큼의 신호를 출력하는 래치회로와 래치회로에서부터 출력된 전압을 컬럼 전극에 공급하기 위한 전류로 변환하는 정전류 회로가 마련된다. 유기 EL 디스플레이에서, 이미지 데이터를 처리하고, 그 결과를 로우 구동부(135)와 컬럼 구동 회로(136)로 출력하는 신호 처리부(137)가 더 마련된다. 신호 처리부(137)로부터 로우 구동부(135)로 출력되는 신호는 스타트 펄스(RSP)와 클록 신호(RCLK)이다.
다음에, 상술된 바와 같이 구성된, 유기 EL 디스플레이를 위한 구동 방법을 설명한다. 도 6은 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이에서, 횡축의 시간과, 종축의 휘도 사이의 관계를 도시하는 그래프 도이다. 도 6에서, 2점 쇄선은 하나의 화소에 대한 휘도 설정치를 도시하고, 실선은 하나의 화소에서의 실제 휘도를 도시한다.
종래 기술에 따른 구동 방법에서, 스타트 펄스(RSP)와 클록 신호(RCLK)에 동기시킨 로우 구동부(135)에 의해 주사 펄스는 차례로 로우 전극(R1)에서 로우 전극(Rn)으로 인가된다. 또한, 컬럼 구동 회로(136)내의 래치 회로에 의해, 계조 디스플레이를 위한 전류는 주사 펄스의 상승과 동기화되어 컬럼 전극(DR1 내지 DRm, DG1 내지 DGm, 및 DB1 내지 DBm)으로 인가된다. 또한, 비주사 로우 전극으로 전류가 흐르지 않도록 역 바이어스를 인가한다.
EL 소자의 응답 속도는 액정의 응답 속도에 비해 충분히 빠르기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이, 컬럼 전극으로의 전류의 공급에 의해 바람직한 휘도의 디스플레이가 즉시 실행된다.
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 액정 디스플레이에서는, 상술한 바와 같이 동화가 표시될 때 발생하는 윤곽의 흐려짐 및 색의 번짐과 같은 문제가 있다. 또한, 백 라이트의 존재로 인해, 박형의 증가에 제한이 오는 문제도 있다. 또한, 색 필터를 통해 광이 방출되기 때문에, 색 필터로 인한 손실만큼 휘도가 낮아진다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이에서, 임펄스형이고 응답시간이 빠르므로, 동화를 표시할 때 색의 번짐이나 윤곽의 흐려짐 등의 문제는 없지만, 주사선의 수가 높은 선명도와 함께 증가하는 경우, 주사 펄스가 하나의 로우 전극으로 인가되는 시간이 감소되기 때문에, 발광 효율과 휘도가 저하된다는 문제가 발생한다. 또한, 주사선 수의 증가로 인해 로우 전극의 폭이좁아지게 되므로, 패터닝이 더 어려워지고 수율이 저하된다는 문제가 발생한다. 또한, 이미지 데이터에 따른 컬럼 전극에 공급되는 전류량을 조정하기 위한 래치 회로가 필요하기 때문에, 컬럼 구동 회로의 구조는 복잡하다.
따라서, 이 결점들을 해소하기 위해, 백 라이트부에 EL 패널을 마련하도록 한 액정 디스플레이를 제안하였다(일본 특개소 제 59-97191호, 일본 특개평 제 11-249135호 등).
이들 공보에서, 액정 디스플레이 패널과 EL 패널을 조합하여 얻어진 디스플레이가 기재되어 있고, 액정 패널은 EL 소자에 의해 광을 방사하는 셔터로서 사용된다. 특히, 일본 특개소 제 59-97191호에는, 액정에서 투과율이 포화된 후, EL 소자를 발광시키도록 하는 구동 방법을 기재하고 있다. 즉, 구동 신호가 EL 패널로 공급되는 것에 따른 타이밍은 구동신호가 액정 디스플레이 패널로 공급되는 것에 따른 타이밍에 비해 지연된다. 이런 구동 방법에서, 하나의 화소를 형성하기 위한 3색광의 방사는 시분할에 의해 수행된다. 즉, 3색광은 다른 타이밍으로 방사된다.
그러나, 이들은 액정 디스플레이에서의 문제를 해결하려는 것이므로 액정 디스플레이 특유의 문제는 EL 패널과 액정 디스플레이 패널의 단순 조합에 의해 해결할 수 있지만, 유기 EL 디스플레이 특유의 문제는 해결할 수 없다. 예를 들어, 높은 선명도와 더불어 명암과 발광 효율의 저하 및 패터닝의 곤란성 등의 문제는 여전히 남아있다. 또한, 일본 특개소 제 59-97191호의 구동 방법을 적용하는 경우, 동화를 표시할 때 액정의 응답시간의 존재로 인한 윤곽의 흐려짐과 색의 번짐을 방지할 수 있지만, 3색광이 EL 패널 상에서 다른 타이밍으로 방사되기 때문에, 고주파수의 클록신호를 필요로 하게되어 구동 회로 등이 복잡해진다는 새로운 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 동화가 표시될 때, 윤곽의 흐려짐과 색의 번짐과 같은 해상도의 저하를 방지할 수 있고, 선명도를 높게 했을 때 높은 휘도를 얻을 수 있는 액정 디스플레이의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이의 구동 방법은, 전자 발광 소자를 갖는 전자 발광부와 액정층, 주사전극, 및 신호 전극을 갖는 액정부로 구성되고, 전자 발광 소자에 의해 방사된 광의 투과율을 제어하는 액정 디스플레이의 구동방법으로, 주사 전극에 차례로 주사 펄스를 인가하는 단계와 이미지 데이터를 신호 전극에 관련시키는 계조 신호를 인가하는 단계 및 화소에서 액정층의 투과율이 소정의 값에 도달한 후, 화소에서 동시에 복수 색의 광을 방사하는 전자 발광부를 할당하는 단계를 갖는다. 화소는 주사 신호가 인가되는 주사 전극과 계조 신호가 인가되는 신호 전극 사이의 교점에 위치한다.
본 발명에서, 주사 펄스가 인가된 주사 전극이 할당되는 화소에서의 액정 투과율이 소정의 값에 도달한 후에, 여러 색의 광이 이 화소에서 방사되어 이 여러 색의 광이 동시에 방사되므로, 종래의 시분할에 의한 3색광이 방사되는 경우에 비해 EL 패널에 공급되는 클록 신호의 주파수가 감소 될 수 있다. 또한, 휘도 조정에 대한 전류의 조정이 불필요해지게 되어 EL 구동 회로를 간소화시킬 수 있고, 구동 회로의 구동 한도를 넓게 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 하나의 색에 대한 광방사 시간이 길어지게 되어, 높은 휘도를 얻을 수 있게 된다. 또한, 동화를 표시할 때, 윤곽의 흐려짐, 색의 번짐 등을 방지할 수 있다.
인접한 열에 포함된 화소들이 동시에 광을 방사하도록 이루어진 경우, 1 회동안 광방사 시간을 더 길게 확보하는 것이 가능하다. 따라서, 높은 선명도로 인해 주사선의 수가 증가함에도 불구하고, 충분한 휘도를 얻을 수 있다. 또한, 광 반사의 수와 전류 부하의 감소로 인해 광방사 소자의 수명이 증가되는 것이 가능해진다.
또한, 주사 전극과 겹치는 로우 전극을 갖는 전자 발광부의 경우, 로우 전극의 폭은 더 넓어질 수 있어, 공정의 패터닝이 더 쉬워지고, 수율이 증가한다. 이 때, 각 로우 전극과 겹치는 주사 전극의 수는 일정하므로, 동시에 발광하는 화소의 행수는 일정한 것이 바람직하다. 이러한 구조를 구성함으로 인해, 화면 내의 위치에 따라 균일한 휘도를 만드는 것이 가능해진다. 각 로우 전극과 겹쳐지는 주사 전극의 수는 서로 다를 수 있다. 로우 전극은 행 단위나 복수의 행으로 전압을 인가하기 위한 전자 발광부 상에 매트릭스 형태로 정렬된 전자 발광 소자의 전극이다.
또한, 전자 발광부는 각 색상에 대한 컬럼 전극으로 구성될 수 있고, 광방사를 위한 전자 발광부에서, 같은 색의 모든 컬럼 전극은 동시에 구동될 수 있다. 이와 같은 구동 방법을 채택하는 경우, 열의 컬럼 전극에 대해 정전류원이 마련될 수 있어, 구동 회로가 간소화된다. 컬럼 전극은 전자 발광 부에서 매트릭스 형태로 정렬된 전자 발광 소자에 대해 하나의 열 단위 즉, 하나의 색상의 단위로 전압을 인가하기 위한 전극이다.
또한, 광방사를 위한 전자 발광부의 할당에서, 다른 색상의 컬럼 전극을 포함한 모든 컬럼 전극은 동시에 구동될 수 있다. 전류의 인가 타이밍을 조정할 필요가 없기 때문에, 구동 회로는 간소화된다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 블록도.
도 3은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이에서 시간과 휘도 사이의 관계를 도시하는 그래프도.
도 4는 EL 소자와 그 발광 원리를 도시하는 모식적 단면도.
도 5는 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이의 구조를 도시하는 블록도.
도 6은 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이의 시간과 휘도 사이의 관계를 도시하는 그래프도.
도 7은 본 발명의 실시예에서 사용되는 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 단면도.
도 8은 액정 디스플레이 패널의 TFT부에서의 전극과 TFT 패턴을 도시하는 모식적 평면도.
도 9는 EL 패널에서의 전극과 EL 패턴을 도시하는 모식적 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 사용되는 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 블록도.
도 11은 본 발명의 실시예에서 시간과 휘도 사이의 관계를 도시하는 그래프도.
도 12는 LCD 패널(10)에서 데이터의 기록 위치와 EL 패널(20)에서 발광 위치사이의 관계를 도시하는 개략도.
도 13은 각종 신호등의 변이를 도시하는 타이밍 차트.
♠ 도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명 ♠
10 : LCD 패널 20 : EL 패널
31 : 주사 회로 32 : 홀드 회로
33 : 신호 처리부 35 : 로우 구동부
36 : DC(직류 전류)원
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시예에서 사용되는 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 단면도이고, 도 8은 액정 디스플레이 패널의 TFT부에서의 전극과 TFT 패턴을 도시하는 모식적 평면도이고, 도 9는 EL 패널에서의 전극과 EL층 패턴을 도시하는 모식적 단면도이다.
본 실시예에 따른 방법을 사용하는 액정 디스플레이는 도 7에서 도시한 바와 같이 LCD 패널(10)과 EL 패널(20)을 구비한다.
LCD 패널(10)에서, TFT부(2)는 유리 기판(1)의 표면에 마련되어 있다. 아래에서 기술된 바와 같이, 유리 기판(1)은 EL 패널(20)과 공유되어 있다. TFT부(2)는 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 평행하게 정렬되고 수평 방향으로 연장되는 복수의 주사 전극(2a), 주사 전극(2a)을 교차하여 정렬되고 수직 방향으로 연장된 복수의 신호 전극(2b)과 주사 전극(2a)과 신호 전극(2b) 사이의 교점에 정렬된 스위칭 소자로서의 TFT(2c)를 구비한다.
따라서, TFT(2c)는 매트릭스 형태로 정렬되어 있다. 여기에서, 주사 전극(2a)은 TFT(2c)의 게이트와 접속되는 반면, 신호 전극(2b)은 TFT(2c)의 드레인에 접속한다. 또한, TFT(2c)의 소스에 각각 접속된 서브 픽셀 전극(2d)이 마련된다. 서브 픽셀 전극(2d)은 예컨대 ITO 등으로 형성된 투명 전극이다.
또한, 유리 기판(1)의 TFT부(2)의 측면 상에서 그 사이에 충분한 간격을 두고 유리 기판(4)은 유리 기판(1)과 평행으로 마련되어 있다. ITO와 같이 투명 전도 물질로 이루어진 공통 전극층(5)은 유리 기판(1)에 대향되는 유리 기판(4)의 표면상에 마련되어 있다.
그 후, 유리 기판(1), 유리 기판(4) 등은 통합되어, 그 사이에 액정 물질을 주입함으로써 액정층(8)을 형성한다. 이런 방식으로, 능동 매트릭스형 LCD 패널이 구성된다.
한편, EL 패널(20)에서, 서로 평행하게 정렬되어 있고, 수평 방향으로 연장된 복수의 로우 전극(12)이 보호층(11)의 표면상에 마련되어 있다. 예를 들어 로우 전극(12)은 금속으로 이루어져 있다. 또한, 예를 들어, 그 폭이 수 십개 화소의 폭과 동일하더라도, 이에 제한되는 것이 아니라 1, 2 또는 수십개의 화소의 폭과 같을 수 있다.
또한, 도 9에서 도시한 바와 같이, 로우 전극(12)상에 수직 방향으로 연장되는 적색 발광 EL층(13R), 녹색 발광 EL층(13G), 및 청색 발광 EL층(13B)이 예를 들어 좌측에서 시작되는 순서로 형성되고, 3색광을 방사하는 EL층(13)이 하나의 화소에 대해 마련되어 있다. 따라서, 각 색상에 대해 광을 방사하는 EL층(13)의 피치는 신호 전극(2b)의 그것과 같을 수 도 있다. 또한, 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 컬럼 전극(14)은 각 EL층(13)상에 형성되어 있고, 컬럼 전극(14)은 유리 기판(1)의 후면 상에 마련되어 있으며 TFT부(2)의 후면에는 마련되어 있지 않다. 이런 방식으로, 단순 매트릭스형 EL 패널(20)이 형성된다.
다음으로, 상술과 같이 형성된 패널에 대한 구동 회로의 구조가 설명된다. 도 10은 본 발명의 실시예에 사용되는 액정 디스플레이의 구조를 도시하는 블록도이다.
본 실시예는 n개의 주사 전극(2a: G1 내지 Gn)을 구동하는 주사 회로(31)와 (m x 3)개의 신호 전극(2b: DR1 내지 DRm, DG1 내지 DGm, 및 DB1 내지 DBm)을 구동하는 홀드 회로(32)를 구비한다. 또한, 이미지 데이터를 처리하여 그 결과를 주사 회로(31)와 홀드 회로(32)로 출력하는 신호 처리부(33)가 마련되어 있다. 또한, 유지 전극(33)으로 계조 표시를 위해 저압을 공급하는 계조 전원(34)이 마련되어 있다. 신호 처리부(33)로부터 스타트 펄스(HSP)와 클럭 신호(HCLK)가 홀드 회로(32)로 출력된다.
또한, L개의 로우 전극(12)을 구동하는 로우 구동 부(35)가 마련되어 있다. 로우 전극(12)의 개수 L은 폭에 의해 결정되고, 예를 들어, 10 화소의 폭을 갖는 경우에는, 주사 전극(2a)의 개수 n의 1/10이 된다. 스타트 펄스(RSP)와 클록 신호(RCLK)는 신호 처리부(33)에서 로우 구동부(35)로 출력된다. 또한, m개의 적색광방사 EL층(13R)상에 형성된 m개의 컬럼 전극(14: CR1 내지 CRm)으로 정 전류를 공급하는 적색용 DC(직류 전류)원(36R), m개의 녹색광방사 EL층(13G)상에 형성된 m개의 컬럼 전극(14: CG1 내지 CGm)으로 정 전류를 공급하는 녹색용 DC(직류 전류)원(36G), 및 m개의 청색광방사 EL층(13B)상에 형성된 m개의 컬럼 전극(14:CB1 내지 CBm)으로 정 전류를 공급하는 청색용 DC(직류 전류)원(36B)이 마련된다. 컬럼 구동 부(36)는 적색용 DC원(36R), 녹색용 DC원(3GR), 및 청색용 DC원(36B)으로 형성된다.
다음에 상술된 바와 같이 형성된 액정 디스플레이에 대한 본 실시예에 따른 구동 방법을 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시예에서 횡축의 시간과 종축의 휘도 사이의 관계를 도시하는 그래프 도이고, 도 12는 LCD 패널(10)에서 데이터의 기록 위치와 EL 패널(20)에서 발광 위치사이의 관계를 도시하는 개략도이다. 도 11에서, 2점 쇄선은 하나의 화소에 대한 LCD 패널(10)에서의 휘도(투과된 광의 양) 설정치를 도시하고, 점선은 LCD 패널(10)에서 하나의 화소의 실제 휘도(투과된 광의 양)를 도시하며, 실선은 EL 패널(20)에서 하나의 화소에 대한 휘도 설정치를 도시한다. 여기에서, 어느 순간에 있어서의 기록 위치와 광방사 위치가 도 12에 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 액정 디스플레이의 구동 방법에서, 스타트 펄스(VSP)와 클록 신호(VCLK)에 동기시킨 주사 회로(31)에 의해 주사 전극(G1)에서 주사 전극(Gn)으로 주가 펄스가 차례로 인가된다. 이와 같이, 홀드 회로에 의한 이미지 데이터에 따라 설정된 휘도를 얻기 위한 전압은 신호 전극(DR1 내지 DRm, DG1 내지 DGm, 및 DB1 내지 DBm)으로 인가된다. 즉, 홀드 회로(32)는 각 신호 전극에 계조 표시를 위한 전압을 인가한다. 이 때, 액정에 인가된 전압에 대해 충분히 회전하는 응답 시간이 존재하므로, 도 11에서 도시된 바와 같이, 2점 쇄선으로 도시된 휘도(투과된광의 양)를 얻기 위한 전압이 신호 전극에 인가됨에도 불구하고, 실선으로 도시된 실제 휘도(투과된 광의 양)는 즉시 포화치에 달할 수 없지만, 서서히 증가한다. 상술한 바와 같이, TN형 액정의 응답시간은 약 15ms이다. 또한 게스트/호스트형 액정 및 고분자 분산형 액정의 응답시간은 상기 응답시간보다 짧고, 수 ms정도이다. 여기에서, 이 시간 동안, 도 11의 2점 쇄선에 의해 도시된 바와 같이, 액정에 인가된 전압은 다음 전압이 인가될 때까지 유지된다.
또한, 본 실시예에서, 도 11의 실선에 도시된 바와 같이, LCD 패널(10)에서 다음 프레임의 기록 직전에 클록 신호와 스타트 신호에 약간의 지연이 발생되는 신호를 동기시킨 EL 패널(20)의 로우 구동 부(35)에 의해 광방사 지시 전압이 로우 전극(35)에 인가된다. 한편, 컬럼 전극(CR1 내지 CRm, CG1 내지 CGm, 및 CB1 내지 CBm)에서, 컬럼 구동부(36)에서 모든 신호 전극(DR1 내지 DRm, DG1 내지 DGm, 및 DB1 내지 DBm)으로 컬럼 전압이 인가된다. 따라서, 적, 녹, 및 청의 3색의 광방사가 하나의 화소에 동시에 행해진다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 10개의 주사 전극(2a)에 대하여 하나의 로우 전극(12)이 마련된 경우, 위로부터 제 K 내지 제 (K+9)번째 주사 전극에 주사 회로(31)가 주사, 즉, 데이터의 기록을 행하는 동안, 로우 구동부(35)는 제 (K+10) 내지 제 (K+19)번째 주사 전극(G(K+10) 내지 G(K+19))에 대응되어 마련된 하나의 로우 전극(12)을 구동한다. 따라서, (10 x m)개의 화소의 표시는 1회의 발광에 의해 수행된다.
이런 구동 방법에 따라, EL 패널(10)에서 발광이 수행될 때, 이 패널의 상부 표면 측에 마련되어 있는 액정층(8)에서의 휘도(투과된 광의 양)는 설정치에 도달한다. 예를 들어, 응답 속도가 비교적 느린 TN형 액정으로 이루어진 액정층(8)이 마련되고, 하나의 로우 전극(12)이 10개의 주사 전극(2a)에 대해 마련되는 경우에도, 휘도(투과된 광의 양)는 이전 프레임에서 마지막 데이터 기록이 수행되는 화소의 설정치까지 상승한다. 따라서, EL 패널(20)에서 발광이 수행되는 즉시 바라는 색조의 표시와 휘도의 표시가 얻어질 수 있다. 따라서, 동화를 표시할 때, 윤곽의 흐려짐 및 색의 번짐 등이 방지된다. 또한, EL 패널(20)의 발광은 하나의 화소에 동시에 3색의 광이 방사되기 때문에, 종래 시분할 시스템에 따라 3색의 광을 차례로 발광시키는 경우와 비교해 보면 1/3이하의 주기의 주파수로 구동 가능하다. 따라서, 구동 한도를 넓게 확보하는 것이 가능하게 되고, 간소하고 저렴한 클록 드라이버의 사용에 의해 비용 감소를 얻을 수도 있게 된다.
또한, 복수의 주사 전극(2a)과 대응되는 하나의 로우 전극(12)의 구동에 의해 액정 디스플레이가 고도로 정밀해지고 주사 전극의 수가 증가하는 경우, 하나의 로우 전극(12)에 발광 지시 전압을 인가하는 시간 즉, 발광 효율을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 이런 경우, 바라는 휘도의 확보하는 것이 가능하다. 또한, 하나의 로우 전극(12)이 복수의 주사 전극(2a)에 대응되는 경우, 하나의 주사 전극(2a)에 대응되는 경우와 비교하여, 로우 전극(12)의 폭은 대응되는 주사 전극(2a)의 수만큼 넓어지게 되어, 그 패터닝 단계가 간소화되고, 수율이 향상한다. 또한, 같은 수의 주사 전극에 대해 로우 전극(12)에 전압이 인가되는 횟수가 상당히 줄어들게 되어 광방사 EL 층(13)은 수명이 증가된다.
또한, 액정 디스플레이 패널만이 조립된 종래의 패널과 비교해, EL 패널(20)은 3색광의 발광을 수행하기 때문에, 백 라이트와 색 필터는 불필요하게 되어, 전체 두께를 약 3 내지 4mm로 박형화하는 것이 가능하다. 또한, 백 라이트가 사용되는 경우, 백 라이트에 약 수십kHz, 1000V의 전압 인가가 필요하지만, 본 실시예와 같이 EL 패널(20)이 마련되는 경우에는, 수십V의 DC 전압 인가로 충분하다. 따라서, 고주파수의 전압의 인가로 인한 이미지의 번짐을 예방할 수 있다. 또한, 색필터가 사용되는 경우에 비해, 광이 필터를 통하지 않고 외부로 방출되어 높은 휘도가 얻어진다.
다음으로, 예로서 두 개의 주사 전극에 대하여 하나의 로우 전극이 마련되는 경우, 주사 전극 등의 신호 파형에 대해 설명한다. 도 13은 각종 신호등의 변이를 도시하는 타이밍 차트이다.
LCD 패널에서, 주사 회로(31)에 의해 클록 신호(CLK)의 상승과 동기화되어 주사 펄스는 차례로 주사 전극(G1 내지 Gn)으로 인가된다. 또한,
이미지 데이터에 대응하는 전압을 소정의 신호 전극에 인가함으로 인해, 홀드 회로(32)에 의해 주사 전극(GX)에서 주사 펄스의 상승과 동기화되어, 제 a번째 프레임의 데이터는 위로부터 제 x번째 화소에 기록된다. 같은 방식으로, 제 a번째 프레임의 데이터는 제 (x+1)번째 내지 제 (x+3)번째 화소에도 기록된다. 여기에서, 이들 데이터가 기록되기 전에, 제 (a-1)번째 프레임의 데이터는 이들 화소에 기록되어 있어, 액정 분자는 그들에 따라 회전하고, 데이터가 기록되기 직전에 액정 분자는 제 (a-1)번째 프레임에서의 설정된 방향을 향한다.
한편, EL 패널에서, 주사 전극(Gx)에서 주사 펄스의 상승 직전에, 발광 지시 전압은 로우 구동부(31)에 의해 주사 전극(Gx 및 G(x+1))과 대응하여 마련되는 로우 전극(Ry)에 인가된다. 이 타이밍에 따라, 액정 분자는 액정의 응답률을 고려할 때, 위에서부터 제 (x+1)번째 화소에서도 제 (a-1)번째 프레임에서 설정된 방향으로 향한다.
따라서, 위에서부터 제 x번째 및 제 (x+1)번째 화소에서, 충분한 휘도(Lx 및 L(x+1))의 표시가 실행된다. 또한, 주사 전극(G(x+2))에서 주사 펄스의 상승 직전에, 발광 지시 전압은 로우 구동부(31)에 의해 주사 전극(G(x+2) 및 G(x+3))과 대응되어 마련된 로우 전극(R(y+1))으로 인가된다. 이 타이밍에 의해, 액정 분자는 액정의 응답률을 고려할 때 위에서부터 (x+2) 및 (x+3)번째 화소의 (a-1)번째 프레임에서 설정된 방향을 향한다. 따라서, 위에서부터 (x+2) 및 (x+3)번째 화소에서, 충분한 휘도(L(x+2) 및 L(x+3))의 표시가 실행된다.
그 후, 이런 단계가 제 (a+1)번째 프레임과 그 이후의 프레임에서 반복적으로 수행된다.
이런 방식으로 하나의 로우 전극이 두 개의 주사 전극에 대응되는 경우에도, 상술한 바와 같은 효과가 얻어진다. 여기에서, 본 발명에 따른 구동 방법은 하나의 주사 전극이 하나의 로우 전극에 대응하는 액정 디스플레이에 적용될 수 있다. 이런 경우, 데이터의 기록이 완료된 화소에 EL 패널을 실패 없이 발광시키는 것이 가능해진다.
여기에서, 상술한 실시예에서 유기 EL층이 사용되어 직류 전류가 이것에 공급되지만, 무기 EL층을 사용할 수 있고, 교류 전류를 공급할 수 도 있다. 또한, 도 7에서 도시된 바와 같이 액정 디스플레이가 편광판을 구비하지 않지만, 액정의 타입에 따라 편광판이 필요하게 된다.
또한, 상술한 실시예에서, EL 패널(20)은 TFT부(2) 측의 유리 기판(1)과 접촉하여 마련되지만, EL 패널은 대향측의 유리 기판(4)과 접촉하여 마련될 수 있거나, TFT부(2)는 유리 기판(4)상에 마련될 수 있는 반면, 공통 전극층(5)은 유리 기판(1)상에 마련될 수 있다.
또한, 실시예에서, 실제 액정 투과율이 포화값에 도달한 후에 EL 패널의 발광이 수행되지만, 예를 들어, 인간이 관찰하기에 충분한 휘도가 얻어진다면, 발광은 투과율이 포화값의 약 90%의 소정의 값에 도달한 후에 수행될 수 있다.
본 발명에서, 주사 펄스가 인가된 주사 전극이 할당되는 화소에서의 액정 투과율이 소정의 값에 도달한 후에, 여러 색의 광이 이 화소에서 방사되어 이 여러 색의 광이 동시에 방사되므로, 종래의 시분할에 의한 3색광이 방사되는 경우에 비해 EL 패널에 공급되는 클록 신호의 주파수가 감소 될 수 있다. 또한, 휘도 조정에 대한 전류의 조정이 불필요해지게 되어 EL 구동 회로를 간소화시킬 수 있고, 구동 회로의 구동 한도를 넓게 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 하나의 색에 대한 광방사 시간이 길어지게 되어, 높은 휘도를 얻을 수 있게 된다. 또한, 동화를 표시할 때, 윤곽의 흐려짐, 색의 번짐 등을 방지할 수 있다.
인접한 열에 포함된 화소들이 동시에 광을 방사하도록 이루어진 경우, 1 회동안 광방사 시간을 더 길게 확보하는 것이 가능하다. 따라서, 높은 선명도로 인해 주사선의 수가 증가함에도 불구하고, 충분한 휘도를 얻을 수 있다. 또한, 광 반사의 수와 전류 부하의 감소로 인해 광방사 소자의 수명이 증가되는 것이 가능해진다.
또한, 주사 전극과 겹치는 로우 전극을 갖는 전자 발광부의 경우, 로우 전극의 폭은 더 넓어질 수 있어, 공정의 패터닝이 더 쉬워지고, 수율이 증가한다. 이 때, 각 로우 전극과 겹치는 주사 전극의 수는 일정하므로, 동시에 발광하는 화소의 행수는 일정한 것이 바람직하다. 이러한 구조를 구성함으로 인해, 화면 내의 위치에 따라 균일한 휘도를 만드는 것이 가능해진다. 각 로우 전극과 겹쳐지는 주사 전극의 수는 서로 다를 수 있다. 로우 전극은 행 단위나 복수의 행으로 전압을 인가하기 위한 전자 발광부 상에 매트릭스 형태로 정렬된 전자 발광 소자의 전극이다.
또한, 전자 발광부는 각 색상에 대한 컬럼 전극으로 구성될 수 있고, 광방사를 위한 전자 발광부에서, 같은 색의 모든 컬럼 전극은 동시에 구동될 수 있다. 이와 같은 구동 방법을 채택하는 경우, 열의 컬럼 전극에 대해 정전류원이 마련될 수 있어, 구동 회로가 간소화된다. 컬럼 전극은 전자 발광 부에서 매트릭스 형태로 정렬된 전자 발광 소자에 대해 하나의 열 단위 즉, 하나의 색상의 단위로 전압을 인가하기 위한 전극이다.
또한, 광방사를 위한 전자 발광부의 할당에서, 다른 색상의 컬럼 전극을 포함한 모든 컬럼 전극은 동시에 구동될 수 있다. 전류의 인가 타이밍을 조정할 필요가 없기 때문에, 구동 회로는 간소화된다.

Claims (18)

  1. 전자 발광 소자를 갖는 전자 발광부와 액정층, 주사 전극 및 신호 전극을 구비하며, 상기 전자 발광 소자에 의해 방사되는 광의 투과율을 제어하는 액정부를 포함하는 액정 디스플레이의 구동 방법에 있어서;
    상기 주사 전극에 차례로 주사 펄스를 인가하는 단계와;
    상기 신호 전극에 이미지 데이터와 관련된 계조 신호를 인가하는 단계; 및
    상기 주사 펄스가 인가되는 주사 전극과 상기 계조 신호가 인가되는 상기 신호 전극 사이의 교점에 위치된 화소에서 상기 액정층의 투과율이 소정의 값에 도달한 후, 상기 화소에서 상기 전자 발광부가 다수의 색으로 이루어진 광을 동시에 방출하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 구동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자 발광부가 광을 방출하도록 할 때, 상기 전자 발광부는 인접한 열(row)에 포함된 화소에 동시에 광을 방사시키는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전자 발광부는 상기 주사 전극과 겹치는 로우 전극을 구비하고;
    연속하는 열의 화소에서 상기 전자 발광부가 동시에 광을 방사함에 있어서,발광에 필요한 전압을 생성하는 신호가 상기 로우 전극 중 하나로 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 로우 전극 각각과 겹치는 주사 전극의 수는 일정하고, 동시에 발광하는 화소의 열의 수가 일정한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전자 발광부는 각 색상의 컬럼 전극을 포함하고;
    상기 전자 발광부가 광을 방출하도록 하는 단계에서, 같은 색상의 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 전자 발광부는 각 색상의 컬럼 전극으로 구성되고;
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 같은 색상의 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 전자 발광부는 각 색상의 컬럼 전극으로 구성되고;
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 같은 색상의 모든 컬럼 전극이동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 전자 발광부는 각 색상의 컬럼 전극으로 구성되고;
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 같은 색상의 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 다른 색상의 컬럼 전극을 포함한 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 다른 색상의 컬럼 전극을 포함한 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 다른 색상의 컬럼 전극을 포함한 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 전자 발광부가 광을 방사함에 있어서, 다른 색상의 컬럼 전극을 포함한 모든 컬럼 전극이 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 액정이 호스트/게스트형, 트위스트 네마틱형, 및 고분자 분산형으로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 종류인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 액정이 호스트/게스트형, 트위스트 네마틱형, 및 고분자 분산형으로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 종류인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  15. 제 3항에 있어서,
    상기 액정이 호스트/게스트형, 트위스트 네마틱형, 및 고분자 분산형으로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 종류인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  16. 제 4항에 있어서,
    상기 액정이 호스트/게스트형, 트위스트 네마틱형, 및 고분자 분산형으로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 종류인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  17. 제 5항에 있어서,
    상기 액정이 호스트/게스트형, 트위스트 네마틱형, 및 고분자 분산형으로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 종류인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
  18. 제 9항에 있어서,
    상기 액정이 호스트/게스트형, 트위스트 네마틱형, 및 고분자 분산형으로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 종류인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이의 구동 방법.
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