KR100717196B1 - 액정표시장치의 구동방법 - Google Patents

액정표시장치의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 특히 컬러 시퀀셜 방식에서 색 재현성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다. 이 방법은, 한 프레임을 다수의 서브 프레임으로 나누고 광원을 순차구동시켜 화상을 표시하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 다수의 서브 프레임 중 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 데이터를 로딩하는 어드레싱 단계; 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 액정의 반응 시간을 확보해주는 웨이팅 단계; 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 광을 발하는 발광 단계;를 포함하며, 상기 제 1 서브 프레임의 발광 단계는 상기 제 2 서브 프레임의 어드레싱 단계의 일정시간까지 지속하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 구동방법{DRIVING METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 각 서브 프레임의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 액정의 응답속도에 따른 색좌표 이동을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 각 서브 프레임의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 액정의 응답속도에 따른 색좌표 이동을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 시간의 변화에 따른 패널의 위치별 혼색 비율을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 액정의 응답속도에 따른 색좌표 이동을 나타내는 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
Ta : 어드레싱 구간 Tw : 웨이팅 구간
Tf : 발광 기간
본 발명은 액정표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 특히 컬러 시퀀셜 구동방식에서 색 재현성 및 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치에서 색의 구현방식은 RGB 컬러 필터(RGB Color Filter) 구동방식과 컬러 시퀀셜(Color Sequential) 구동방식 등이 있다.
RGB 컬러 필터 구동방식은 배경광원(Background Light)으로 백색광을 발광하고, 이후, 백색광이 RGB 컬러 필터를 통과함으로써, 각 컬러 필터에 해당하는 색이 구현된다. 또한, 계조의 구현방식은 제어 보드에서 기준 감마전압을 감마곡선에 맞게 설정을 함으로써, 액정전압을 설정한다. 여기서, 감마전압은 다수의 전압으로 구성되며, 각 계조전압은 드라이브 IC 내부의 저항 스트링(String)으로서 상세 전압을 가해 준다. 따라서, RGB 컬러 필터 구동방식은 액정전압에 따라 액정의 트위스트 정도가 바뀌게 되고, 이에 따라, 각 계조가 구현이 된다.
컬러 시퀀셜 구동방식은 컬러를 표현함에 있어, 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)의 컬러 필터를 사용하지 않고, 삼원색(적색,녹색,청색)의 광원을 순차적으로 구동시킴으로써, 사람의 눈에 의한 잔상 효과를 이용하여 컬러를 표시한다. 이를 도 1을 참조하여 간단히 살펴보면 아래와 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 각 서브 프레임의 구성을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 컬러 시퀀셜 구동방식은 하나의 프레임(1 Frame)을 세 개의 서브 프레임(R Sub-Frame,G Sub-Frame,B Sub-Frame)으로 나누어지고, 각 서브 프레임은 어드레싱 구간(Ta), 웨이팅 구간(Tw), 및 발광 기간(Tf)으로 구성된다.
여기서, 어드레싱 구간(Ta)은 패널에 데이터를 로딩하는 구간으로서, 패널의 상측(또는 하측)에서부터 액정 캐패시터에 데이터 전압을 인가하는 기간이다. 그리고, 웨이팅 구간(Tw)은 액정 캐패시터에 가해진 액정 전압에 따라 액정이 반응할 시간을 확보해 주는 기간이다. 또한, 발광 기간(Tf)은 각 서브 프레임에 해당하는 광을 발하는 기간으로서, 액정의 반응 정도와 발광 기간(Tf) 사이의 면적에 비례하는 휘도를 낸다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 RGB 컬러 필터 방식에 비해 컬러 필터가 없어지므로, 패널의 투과율이 대폭 향상된다. 또한, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 배경광원이 컬러 필터를 통과하지 않기 때문에, 고색 재현을 할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 액정의 응답속도에 따라서 색 재현성, 색 균일도, 및 휘도에 영향을 주는 문제점이 있다. 이를 도 2를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 액정의 응답속도에 따른 색좌표 이동을 나타내는 그래프로서, 적색 서브 프레임(R Sub-frame)의 발광 기간(Tf) 동안 시간의 변화에 따른 투과율의 변화를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 패널의 위치( 상측,중앙,하측)에 따라 초기 응답시간의 차이를 갖는다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 현 서브 프레임 동안 인가된 데이터가 다음 서브 프레임에도 계속해서 남아있어 색좌표의 이동을 유발한다. 즉, 적색 서브 프레임(R Sub-frame) 동안 인가된 데이터는 다음의 녹색 서브 프레임(G Sub-frame) 동안에도 많은 양이 남아있으므로, 적색(R) 색좌표가 녹색(G) 색좌표 쪽으로 이동하여 색이 혼합되는 문제점이 발생한다.
또한, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 패널의 위치에 따라 데이터 어드레싱 시간이 서로 다르므로, 패널의 상측과 패널의 하측 사이에 색 좌표가 서로 달라져서 색 재현성의 감소와 컬러 시프트(shift)를 유발하는 문제점이 있다.
이를 상세히 살펴보면, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 각 도트로 인가되는 데이터의 입력 시간이 다르므로, 실제적인 웨이팅 시간(Tw)이 도트 별로 달라진다. 즉, 패널의 상측 도트는 패널의 하측 도트에 비하여 어드레싱 시간(Ta)만큼의 더 많은 웨이팅 시간(Tw)을 확보하고, 패널의 하측 도트는 액정이 충분히 반응하기 이전에 광을 닫아버린다. 따라서, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 패널의 위치에 따라 데이터 어드레싱 시간(Ta)차이로 인하여 색 재현성의 감소와 컬러 시프트(shift)를 유발하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 액정 응답속도에 따라 웨이팅 구간(Tw)이 결정되므로, 액정 응답속도를 만족하도록 웨이팅 구간을 설정하면 발광 기간이 상대적으로 짧아지며, 이에 따라, 결과적으로 휘도의 저하를 초래한다. 따라서, 종래 기술에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 이러 한 휘도의 저하를 방지하기 위해 배경광원을 추가해야 하므로, 재료비가 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술에 내재한 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 색 재현성의 저하나 색 이동을 유발하지 않는 컬러 시퀀셜 구동방식의 액정표시장치를 제공함에 있다. 또한, 이를 위해, 현재 서브 프레임에서의 발광 기간을 다음 서브 프레임까지 확장하여 사용하였다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일면에 따라, 한 프레임을 다수의 서브 프레임으로 나누고 광원을 순차구동시켜 화상을 표시하는 액정표시장치의 구동방법이 제공되며: 이 방법은, 상기 다수의 서브 프레임 중 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 데이터를 로딩하는 어드레싱 단계; 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 액정의 반응 시간을 확보해주는 웨이팅 단계; 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 광을 발하는 발광 단계;를 포함하며, 상기 제 1 서브 프레임의 발광 단계는 상기 제 2 서브 프레임의 어드레싱 단계의 일정시간까지 지속하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법에서 상기 제 1 서브 프레임의 발광 단계는 상기 각 서브 프레임에서 발생하는 혼색 비율이 최소가 되는 시점까지 지속하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법에서 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임은 각각 적색 서브 프레임, 녹색 서브 프레임, 및 청색 서브 프레임 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법에서 상기 적색 서브 프레임은 적색 발광 다이오드를 주 광원으로 발광하고, 녹색 서브 프레임은 녹색 발광 다이오드를 주 광원으로 하며, 청색 서브 프레임은 청색 발광 다이오드를 주 광원으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법에서 상기 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드는 순차적으로 점멸되는 것을 특징으로 한다.
(실시 예)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 각 서브 프레임의 구성을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 패널(Panel) 상의 메인 프레임(Main Frame)을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 프레임(Sub-frame)으로 분리한다. 그리고, 적색 서브 프레임(R Sub-Frame)은 적색 발광 다이오드(LED)를 주 광원으로 발광하고, 녹색 서브 프레임(G Sub-Frame)은 녹색 발광 다이오드를 주 광원으로 발광하며, 청색 서브 프레임(B Sub-Frame)은 청색 발광 다이오드를 주 광원으로 발광한다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 하나의 프레임(1 Frame)을 세 개의 서브 프레임(R Sub-Frame,G Sub-Frame,B Sub-Frame)으로 나눈 뒤, 각 서브 프레임에 해당하는 발광 다이오드를 발하게 함으로써, 컬러 필터를 대체한다.
여기서, 각 서브 프레임은 어드레싱 구간(Ta), 웨이팅 구간(Tw), 및 발광 기간(Tf)으로 구성되며, 이를 상세히 살펴보면 아래와 같다.
어드레싱 구간(Ta)은 패널에 데이터를 로딩하는 구간으로서, 패널의 상측(또는 하측)에서부터 액정 캐패시터에 데이터 전압을 충전하는 기간이고, 웨이팅 구간(Tw)은 액정 캐패시터에 가해진 액정 전압에 따라 액정이 반응할 시간을 확보해 주는 기간이다. 그리고, 발광 기간(Tf)은 각 서브 프레임에 해당하는 광을 발하는 기간으로서, 액정의 반응 정도와 발광 기간(Tf) 사이의 면적에 비례하는 휘도를 낸다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 어드레싱 구간(Ta)과 웨이팅 구간(Tw)을 종래와 동일하게 두고, 발광 다이오드의 발광 기간(Tf)을 현 서브 프레임에 제한하지 않고 다음 서브 프레임으로 확장한다. 즉, 도 2에서 알 수 있듯이, 녹색 서브 프레임(G Sub-Frame)의 발광 시간은 다음의 청색 서브 프레임(B Sub-Frame)의 어드레싱 구간의 일정 시간까지 지속한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간(Tf)을 다음 서브 프레임의 어드레싱 구간(Ta)까지 확장함으로써, 발광 다이오드의 발광 시간을 늘리고 휘도를 향상시키는데, 이를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 액정의 응답속도에 따른 색좌표 이동을 나타내는 그래프로서, 적색 서브 프레임(R Sub-Frame) 의 발광 기간(Tf) 동안 시간의 변화에 따른 투과율의 변화를 나타낸다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 적색 서브 프레임(R Sub-Frame)의 발광 기간(Tf) 동안, 적색(R) 광이 확장한 발광 시간만큼의 높은 투과율을 가지고 증가한다. 반면에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 적색 서브 프레임(R Sub-Frame)의 발광 기간(Tf) 동안, 추가된 적색(R) 광에 비해 아주 작은 녹색(G) 광과 청색(B) 광이 추가된다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간(Tf)을 현 서브 프레임에서 다음 서브 프레임의 어드레싱 구간(Ta)까지 확장함으로써, 추가된 광량 비가 종래보다 커지고, 이에 따라, 색 재현율이 증가하는 효과가 있다. 여기서, 광량 비는 "(녹색 광 + 청색 광) / 적색 광"를 의미한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간(Tf)을 현 서브 프레임에서 다음 서브 프레임의 어드레싱 구간(Ta)까지 확장함으로써 색 재현율을 증가시키는데, 색 재현율은 각 서브 프레임에서의 혼색 비율이 낮을수록 증가한다. 이를 도 5를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 시간의 변화에 따른 패널의 위치별 혼색 비율을 나타내는 그래프이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간(Tf)이 1ms~1.5ms정도 확장할 경우, 패널의 전체적인(total) 혼색 비율이 최소가 된다. 그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 1ms~1.5ms정도보다 발광 기간(Tf)이 증가할 경우, 다시 혼색 비율이 증가한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간(Tf)을 현 서브 프레임에서 다음 서브 프레임까지 혼색 비율이 최소가 되는 시간(예컨데 1ms~1.5ms정도)만큼 확장하여, 색 재현율이 증가하는 효과가 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간의 확장에 의해 발광 다이오드의 추가 없이 휘도를 증가시키는 효과가 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 투과율의 증가에 따라 휘도가 증가하고, 아울러, 전력소비의 대부분을 차지하는 광원에서의 소비전력을 줄이는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 발광 기간의 확장의 의해 색의 이동이 적으며, 종래보다 색 재현성 및 색 균일도가 증가하는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 각 서브 프레임의 동작을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 웨이팅 구간(Tw)을 늘리고 발광 기간(Tf)을 다음 서브 프레임의 웨이팅 구간(Tw)의 일정 시간까지 시프트(shift)시킨다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시쿼셜 구동방식은 종래보다 웨이팅 구간(Tw)이 늘어나고, 종래와 동일한 발광 기간(Tf)에서, 발광 기간(Tf)이 현 서브 프레임에서 다음 서브 프레임까지 지속한다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 색 재현율이 종래보다 증가하는 효과가 있는데, 이를 도 7을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식에서 액정의 응답속도에 따른 색좌표 이동을 나타내는 그래프로서, 적색 서브 프레임(R Sub-Frame)의 발광 기간(Tf) 동안 시간의 변화에 따른 투과율의 변화를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 웨이팅 구간이 늘어나고, 발광 기간(Tf)이 다음 서브 프레임의 웨이팅 구간(Tw)의 일정 시간까지 시프트됨에 따라, 종래보다 색 재현성 및 색 균일도가 증가한다. 다시 말해, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 웨이팅 구간(Tw)을 시프트함으로써, 적색 광의 투과율이 녹색 광과 청색 광의 투과율보다 더 높아진다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 컬러 시퀀셜 구동방식은 색 섞임 현상이 종래보다 줄어들므로, 색 재현율이 증가하는 효과가 있다.
본 발명의 상기한 바와 같은 구성에 따라, 컬러 시퀀셜 구동방식의 액정표시장치에서, 발광 기간을 현 서브 프레임에서 다음 서브 프레임의 어드레싱 구간까지 지속시킴으로써, 휘도와 색 재현율이 증가하는 효과가 있다.
본 발명을 특정 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 한 프레임을 다수의 서브 프레임으로 나누고 광원을 순차구동시켜 화상을 표시하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 다수의 서브 프레임 중 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 데이터를 로딩하는 어드레싱 단계;
    상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 액정의 반응 시간을 확보해주는 웨이팅 단계;
    상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 각각에 해당하는 광을 발하는 발광 단계;를 포함하며,
    상기 제 1 서브 프레임의 발광 단계는 상기 제 2 서브 프레임의 어드레싱 단계의 일정시간까지 지속하되, 상기 제 2 서브 프레임에서 혼색 비율이 최소가 되는 시점까지 지속하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브 프레임은 각각 적색 서브 프레임, 녹색 서브 프레임, 및 청색 서브 프레임 중 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적색 서브 프레임은 적색 발광 다이오드를 주 광원으로 발광하고, 녹색 서브 프레임은 녹색 발광 다이오드를 주 광원으로 하며, 청색 서브 프레임은 청색 발광 다이오드를 주 광원으로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드는 순차적으로 점멸되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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