KR100570976B1

KR100570976B1 - 필드순차구동방식의 액정표시장치

Info

Publication number: KR100570976B1
Application number: KR1020030069310A
Authority: KR
Inventors: 박동진; 정태혁; 허해진
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2006-04-13
Also published as: US20050073492A1; KR20050033318A; CN1605904A; JP2005115366A

Abstract

본 발명은 최적화된 구동비트수로 구동시켜 풀칼라를 구현하고 양호한 콘트라스트를 얻을 수 있는 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 개시한다.

본 발명은 한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서, 상기 한 프레임을 R, G, B 별 16 계조를 구현하는 조건과 콘트라스트비가 100 이상이 되는 조건중 적어도 하나를 만족하는 구동비트수로 구동한다.

상기 한 프레임을 구동하기 위한 최적의 비트수는 8비트 내지 16비트 이며, R, G, B 별로 16 계조를 만족하는 비트수는 8비트이상이고, 콘트라스트비가 100 이상인 조건을 만족하는 비트수는 16비트이하인 것을 특징으로 한다.

Description

필드순차구동방식의 액정표시장치{FS-LCD}

도 1은 통상적인 칼라 필드순차구동방식의 액정표시장치의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서, 구동비트수에 따른 콘트라스트비와 계조레벨과의 관계를 도시한 도면,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 액정패널 110 : 게이트라인 구동회로

120 : 데이터라인 구동회로 130 : 백라이트 시스템

131, 133, 135 : R, G, B 광원 137 : 도광판

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구동비트수를 최적화시켜 풀칼라를 구현하고 양호한 콘트라스트를 얻을 수 있는 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라액정표시장치는 상, 하부기판과, 상,하기판사이에 주입된 액정으로 이루어진 액정패널과, 액정패널을 구동시켜 주기위한 구동회로와, 액정으로 백색광을 제공하기 위한 백라이트를 구비한다. 이러한 액정표시장치는 칼라이미 지를 표시하는 방식에 따라 R, G, B 칼라필터방식과 칼라필드순차구동방식의 2가지 방식으로 나눌 수 있다.

칼라필터방식의 액정표시장치는 하나의 화소를 R, G, B 단위화소로 분할하고, 각 R, G, B 단위화소에 R, G, B 칼라필터가 배열되는 구조로서, 하나의 백라이트로부터 광이 액정을 통해 R, G, B 칼라필터에 전달되어, 칼라이미지를 디스플레이한다.

한편, 칼라필드 순차구동방식의 액정표시장치는 R, G, B 단위화소로 분할되지 않은 하나의 화소에 R, G, B 백라이트가 배열되는 구조로서, 하나의 화소에 R, G, B 백라이트로부터 R, G, B 3원색의 광을 액정을 통해 시분할적으로 순차 디스플레이함으로써, 눈의 잔상효과를 이용하여 칼라이미지를 디스플레이한다.

도 1은 통상적인 칼라필드 순차구동방식의 액정표시장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 액정표시장치는 다수의 게이트라인, 다수의 데이터라인 및 다수의 공통라인에 스위칭용 박막 트랜지스터가 연결된 TFT 어레이(도시되지 않음)가 배열된 하부기판(101)과, 상기 공통라인으로 공통전압을 제공하기 위한 공통전극(도시되지 않음)이 형성된 상부기판(103)과, 상기 상, 하부기판(103), (101)사이에 주입된 액정(도시되지 않음)을 구비하는 액정패널(100)을 구비한다.

또한, 액정표시장치는 상기 액정패널(100)의 다수의 게이트라인으로 주사신호를 제공하기 위한 게이트라인 구동회로(110)와, 상기 데이터라인으로 R, G, B 데이터신호를 제공하기 위한 데이터라인 구동회로(120)와, 상기 액정패널(100)로 R, G, B 3원색의 광을 제공하기 위한 백라이트 시스템(130)을 더 구비한다.

상기 백라이트 시스템(130)은 R, G, B 광을 각각 제공하기 위한 3개의 R, G, B 백라이트(131), (133), (135)와, 상기 각 R, G, B 백라이트(131), (133), (135)로부터 발광된 R, G, B 광을 액정패널(100)의 액정으로 제공하기 위한 도광판(137)을 구비한다.

통상적으로 60Hz 로 구동하는 한 프레임의 시간간격은 16.7ms(1/60s)이므로, 상기한 바와같은 한 프레임이 3서브 프레임으로 분할된 필드순차구동방식 액정표시장치에서는 한 서브 프레임은 5.56ms(1/180s)의 시간간격을 갖는다. 한 서브 프레임의 시간간격은 매우 짧은 시간으로서 필드변화를 사람의 눈으로는 인식되지 않는다. 따라서, 사람의 눈에는 16.7ms의 통합된 시간으로 인식되어 R, G, B 3원색의 합성된 칼라가 인식되는 것이다.

그러므로, 필드순차구동방식은 칼라필터방식에 비하여 동일한 크기의 패널에서 3배정도의 해상도구현이 가능하고, 칼라필터를 사용하지 않음으로 인하여 광효율이 증가하고 칼라텔레비젼과 동일한 색재현성 및 고속의 동화상을 구현할 수 있는 장점이 있는 반면에, 하나의 프레임이 3개의 서브프레임으로 분할하여 구동하므로 칼라필터구동방식에 비하여 구동주파수가 6배이상 높은 구동주파수를 필요로 하므로 고속의 동작특성이 요구된다.

현재 디지털 필드순차구동방식의 액정표시장치는 계조표현을 하기 위해서는 R, G, B 데이터가 일정비트이상이 되어야 한다. R, G, B 데이터가 일정 비트이하인 경우에는 풀칼라를 구현하기 어려우며, 한편 R, G, B 데이터가 일정비트 이상인 경 우에는 게이트 펄스폭이 일정이하로 되어 각 픽셀에 데이터신호를 충분히 전달할 수 없기 때문에 화질저하를 초래하는 문제점이 있었다.

그러므로, 디지털방식의 필드순차 구동방식의 액정표시장치에서 구동 비트수를 최적화시킬 것이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 풀칼라를 구현하고 양호한 콘트라스트를 얻을 수 있도록 구동비트수가 최적화된 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서, 상기 한 프레임을 콘트라스트비가 100이상이 되는 조건과 16계조이상을 구현하는 조건을 만족하는 구동비트수로 구동하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서, 한 프레임을 4096 이상의 칼라수를 구현하는 조건과 콘트라스트비가 100이상이 되는 조건을 만족하는 구동비트수로 구동하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동비트수는 8비트 내지 16비트이며, R, G, B 칼라별 16계조이상을 표 현하기 위한 비트수는 8비트 이상이고, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 구동비트수는 16비트 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서, 상기 한 프레임을 소정이상의 칼라수를 일정이상의 콘트라스트비로 구현하기 위한 구동비트수로 구동하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동 비트수는 R, G, B 칼라별 16계조이상, 4096 이상의 칼라를 100 이상의 콘트라스트비로 구현하기 위한 비트수로서, 8비트 내지 16비트인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 칼라필드 순차구동방식의 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 상기한 바와같은 칼라필드 순차구동방식의 액정표시장치를 디지털방식으로 구동하여 계조표현을 하는 경우, 구동비트수가 적으면 일부 계조를 표현하는 것이 불가능하므로 가능한 구동 비트수를 증가시켜 주는 것이 바람직하다.

한편, 원하는 계조표현으로 풀칼라를 구현하기 위해서는 구동비트수를 증가시켜 주어야 하지만, 구동비트수가 증가하면 구동 주파수가 또한 증가하게 된다. 구동주파수가 증가하면, 도 1의 게이트라인 구동회로(110)에서 액정패널(100)의 게이트라인으로 제공되는 주사신호 즉, 게이트펄스의 폭이 작아지게 된다. 따라서, 폭이 매우 작은 게이트 펄스가 해당하는 게이트라인에 인가되면, 스위칭 트랜지스터가 충분히 턴온되지 못하여 데이터라인 구동회로(130)로부터 데이터신호가 액정패널(100)의 액정셀로 충분히 전달되지 못하게 된다.

또한, 구동주파수가 증가하면 표시장치의 특성이 저하된다. 즉, 구동주파수가 증가하면 원하는 계조로 풀칼라를 구현하는 것은 가능하지만 그에 따라 콘트라스트가 저하된다. 콘트라스트는 블랙상태에서의 휘도에 대한 화이트상태에서의 휘도를 나타내고, 콘트라스트비는 블랙상태에서의 휘도에 대한 화이트상태에서의 휘도의 비를 나타낸다,

통상적으로 표시장치에서 화상을 디스플레이하기 위해서는 콘트라스트비가 100 이상이 되어야 한다. 즉, 블랙상태에서의 휘도를 1이라 하였을 때, 화이트상태에서의 휘도가 100 이상이 되어야 한다.

따라서, 본 발명에서는 풀칼라를 구현함과 동시에 표시장치의 양호한 특성을 얻을 수 있도록 구동 비트수를 최적화하는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 있어서, 구동비트수에 따른 콘트라스트비와 표현할 수 있는 계조수 및 칼라수와의 관계를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 칼라필드순차 구동방식의 액정표시장치에서는 디지털 방식으로 구동하는 경우, 구동비트수가 증가함에 따라 표현할 수 있는 계조수와 칼라수는 증가되지만, 콘트라스트는 저하됨을 알 수 있다.

[표 1]은 도 2에 도시된 각 구동비트수에 대한 플리커와 콘트라스트비를 도 표화한 것이다.

구동비트수	6	8	10	14	16	18
계조 수	8	16	32	64	64	64
칼라 수	512	4096	32768	262144	262144	262144
콘트라스트비	210	180	165	125	106	84

도 2와 [표 1] 로부터 본 발명에서는 4096 이상의 칼라를 구현하고, 콘트라스트비가 100이상이 되는 조건을 만족하는 비트수를 한 프레임을 디지털 방식으로 구동하는 구동 비트수로 설정하여 액정패널의 액정셀을 구동시켜 준다. 따라서, 구현할 수 있는 계조 수가 R, G, B 별 16계조로서, 구현할 수 있는 칼라수가 4096 이상이 되는 비트수 즉, 8비트이상의 구동비트수로 액정패널을 필드순차 구동시켜 준다.

한편, 8비트 미만으로 구동하는 경우에는 100 이상의 콘트라스트비를 얻을 수는 있으나, 원하는 계조와 칼라를 표현할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 7비트이하의 비트수로 구동하는 경우에는, 이론적으로 R, G, B 별로 16계조를 표현할 수 있으나 실제로는 중복되는 비트의 조합으로 인하여 모바일 디스플레이소자에서는 적어도 R, G, B 별 16계조를 표현하기 힘들며, 이에 따라 적어도 4096 칼라를 구현하기 힘든 문제점이 있다.

그러므로, 본 발명의 실시예에서는, 적어도 R, G, B 별로 16계조를 표현하고, 이에 따라 적어도 4096 이상의 칼라수를 구현할 수 있도록 구동 비트수를 8비트 이상으로 설정한다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 구동비트수중 일정비트는 액정의 응답속도를 향상시켜 주기 위한 리세트비트에 할당하는데, 구동비트수중 적어도 2비트이상을 리세트 비트에 할당한다.

한편, 데이터 비트수가 증가함에 따라 콘트라스트비가 점점 감소하게 되는데, 통상적인 디스플레이소자에서 요구되는 콘트라스트비 즉, 100 이상을 만족시키기 위해서는 구동 비트수를 16비트이하로 설정하는 것이 바람직하다.

만약, 구동 비트수를 18비트이상으로 하면 64계조로서 풀칼라를 구현하는 것이 가능하지만, 콘트라스트비가 84로서 통상적인 디스플레이소자에서 요구되는 콘트라스트비인 100이하로 되므로 적용이 불가능하기 때문이다.

또한, 구동 비트수를 18비트로 설정하면 게이트펄스의 폭이 감소하게 되어 각 픽셀에 구동 데이터를 적절하게 제공할 수 없게 된다.

상기한 바와같이, 본 발명에서는 한 프레임을 구동하는 구동비트수를 R, G, B 별로 16계조를 표현하고 이에 따라 4096 칼라를 구현할 수 있으면서 100이상의 콘트라스트비를 얻을 수 있는 범위 즉, R, G, B 별로 8비트 내지 16비트로 설정하여, 풀칼라를 구현하고 원하는 콘트라스트비를 얻으므로 화질을 개선할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 액정표시장치는 최적화된 구동비트수로 구동되므로, 원하는 콘트라스트를 얻으면서 풀칼라를 구현할 수 있다. 또한, 소정의 게이트펄스폭으로 구동하여 데이터전압을 각 픽셀에 충분히 제공할 수 있으므로 소자의 성능저하를 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서,

상기 한 프레임을 콘트라스트비가 100 이상이 되는 조건을 만족하는 구동조건과 16계조이상을 구현할 수 있는 구동조건을 만족하는 구동비트수로 구동하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 구동비트수는 16비트 이하인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 16계조이상을 구현할 수 있는 비트수는 R, G, B 별로 16계조이상을 구현할 수 있는 비트수인 것을 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제3항에 있어서, 상기 R, G, B 별로 16계조이상을 구현할 수 있는 비트수는 8비트이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 비트수중 일정비트는 액정의 응답속도를 향상시켜 주기위한 리세트비트인 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제5항에 있어서, 상기 리세트비트는 적어도 2비트이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 구동비트수는 R, G, B 별로 8비트 내지 16비트인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서,

상기 한 프레임을 콘트라스트비가 100 이상이 되는 조건을 만족하는 구동조건과 4096 이상의 칼라를 구현할 수 있는 구동조건을 만족하는 구동비트수로 구동하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 구동비트수는 16비트 이하인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 상기 4096 이상의 칼라를 구현할 수 있는 비트수는 R, G, B 별로 16계조이상을 구현할 수 있는 비트수인 것을 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제10항에 있어서, 상기 4096 이상의 칼라를 구현할 수 있는 비트수는 8비트 이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 상기 구동 비트수중 일정비트는 액정의 응답속도를 향상시켜 주기위한 리세트비트인 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제12항에 있어서, 상기 리세트비트는 적어도 2비트이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 구동비트수는 R, G, B 별로 8비트 내지 16비트인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
한 프레임을 적어도 3서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임별로 R, G, B 화상을 표시하는 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서,

상기 한 프레임을 소정이상의 칼라수를 일정이상의 콘트라스트비로 구현하기 위한 구동비트수로 구동하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 구동비트수는 4096 이상의 칼라수를 100이상의 콘트라스트비로 구현하기 위한 비트수인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정 표시장치.
제16항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 구동비트수는 R, G, B 별로 8비트 내지 16비트인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 구동 비트수중 일정비트는 액정의 응답속도를 향상시켜 주기위한 리세트비트인 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제18항에 있어서, 상기 리세트비트는 적어도 2비트이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.