KR101344257B1 - 엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법 - Google Patents

엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LC 셀 광학 구조를 변경하고 액정셀의 구동신호를 변경하여 LC 셔터의 하강 타임을 단축하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 수직 전기장 구조의 LC 셀에서 LC 잔류 위상차가 0이 아닌 조건을 LC 셔터의 최소 휘도 조건으로 설정하는 과정과; 상기 LC 잔류 위상차가 0이 아닌 조건을 상쇄시켜 다시 0인 조건으로 하기 위해 위상차 보상필름을 추가하는 과정과; LC 셔터 구동전압의 상승 및 하강시간에 각각 오버드라이빙을 적용하여 응답시간을 단축하는 과정에 의해 달성된다.

Description

엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법{RESPONSE TIM IMPROVEMENT METHOD FOR LC SHUTTER}
도 1의 (a),(b)는 일반적인 액정셀 구동전압 및 LC 셔터 응답시간을 나타낸 파형도.
도 2의 (a),(b)는 오버드라이빙을 적용하지 않은 경우의 구동신호 및 투과도 변화를 나타낸 파형도.
도 3의 (a),(b)는 오버드라이빙에 따른 구동신호 및 투과도 변화를 나타낸 파형도.
도 4의 (a)-(c)는 액정셀의 인가전압, 액정셀의 위상변화 및 투과율에 대한 파형도.
도 5는 본 발명에 의한 액정표시장치의 단면도.
도 6의 (a)-(d)는 본 발명에 따른 액정셀의 인가전압, 액정셀의 위상변화, 보상필름에 의한 위상변화 합, 투과율에 대한 파형도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
51 : 제1편광판 52 : 위상차 보상필름
53 : 액정패널 53A : 제1전극
53B : 액정셀 53C : 제2전극
54 : 제2편광판
본 발명은 엘씨 셔터(Liquid Crystal shutter)의 응답시간을 개선하는 기술에 관한 것으로, 특히 LC 셀 광학 구조를 변경하고 구동신호를 변경하여 LC 셔터의 상승,하강 타임을 단축하는데 적당하도록 한 엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법에 관한 것이다.
LC 셀의 응답시간 특성(노멀리 블랙,수직배향모드(VA 모드))을 도 1을 참조하여 살펴보면, 전압이 온되는 경우 구동전압을 '0'에서 'V1'으로 변화시키는데 요구되는 LC 응답시간(TON)은 구동전압이 높을수록 감소한다. 이와 반대로 전압이 오프되는 경우 구동전압을 'V1'에서 '0'으로 변화시키는데 요구되는 LC 응답시간(TOFF)은 구동전압보다 셀(Cell) 조건에 많은 영향을 받게 된다. 따라서, 전압이 오프되는 경우의 응답시간이 LC 셀 응답시간에 많은 영향을 주게 된다.
오버드라이빙을 이용한 LC 셀의 응답시간 개선예를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 LC 셀의 일반 구동예를 나타낸 것으로, 구동전압을 '0'에서 'V1'으로 상승시키면 이로부터 상승시간 tr이 경과된 후 T1 레벨에 도달되는 것을 알 수 있다.
구동전압을 오버드라이빙하면 즉, 구동전압을 '0'에서 'V0'보다 높은 V1까지 상 승시킨 후 소정시간 동안 그 레벨을 유지하면 상승시간이 상기 상승시간 tr에 비하여 훨씬 짧은 tr'로 나타남을 알 수 있다.
그런데, LC 셀의 잔류 위상차(residual retardation)가 0이 아닌 상태에서 0으로 변하는 조건 예를 들어, 노멀리 블랙 모드의 경우와 같이 넌제로(nonzero)에서 제로(zero)로 변하는 조건에서는 오버드라이빙을 이용한 응답시간 개선의 효과가 나타나지 않는다.
예를 들어, 도 4에서와 같이 인가전압을 상승시킬 때에는 오버드라이빙을 적용하여 상승시간(tr)을 단축할 수 있지만 인가전압을 하강시킬 때에는 넌제로에서 제로 이하로 하강되지 않고 제로까지 하강되는 조건에 해당되어 오버드라이빙을 적용할 수 없게 되고, 이로 인하여 하강시간(tf)을 단축할 수 없게 된다.
이와 같이 종래의 LC 셔터에 있어서는 인가전압을 상승시킬 때에는 오버드라이빙을 적용하여 상승응답시간을 단축할 수 있지만 인가전압을 하강시킬 때에는 넌제로(nonezero)에서 제로(zero)로 변하는 조건에 해당되어 오버드라이빙을 적용할 수 없게 되고, 이로 인하여 하강응답시간을 단축할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 LC 셀의 광학 구조를 변경하고 구동신호를 변경하여 LC 셔터의 상승,하강 타임을 단축하는 응답시간 개선 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수직 전기장 구조의 LC 셀에 제1레벨의 LC 셔터 구동전압이 인가될 때의 LC 잔류 위상차가 0보다 큰 조건을 LC 셔터의 최소 휘도 조건으로 설정하는 과정과; 설정된 최소 휘도 조건을 다시 LC 잔류 위상차가 0인 조건으로 하기 위해 위상차 보상필름을 추가하는 과정과; LC 셔터 구동전압의 상승 및 하강시간에 각각 오버드라이빙을 적용하여 응답시간을 단축하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 액정표시장치의 단면도로서 이에 도시한 바와 같이, 제1편광판(51), 위상차 보상필름(52), 액정패널(53) 및 제2편광판(54)을 순차적으로 형성하여 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6의 (a)는 LC 셔터 즉, 액정패널(53)상의 액정셀(53B)에 공급되는 구동전압을 나타낸 것이다. 즉, 투과율이 0%에서 100%로 변화될 때 상기 구동전압을 원래 목표레벨인 V2보다 높은 V3 레벨까지 더 상승시킨 후 투과율이 T1이 되는 순간 V2전압을 인가하는 방식으로 오버드라이빙을 적용한다. 이에 따라, LC 셔터의 상승타임(trising)이 오버드라이빙을 실시하지 않았을 때에 비하여 단축된다.
상기와 반대로, 투과율이 100%에서 0%로 변화될 때 상기 구동전압을 V1 레벨보다 낮은 V0까지 더 하강시킨 후 투과율이 T0이 되는 순간 V1 전압을 인가하는 방식으로 오버드라이빙을 적용한 것을 알 수 있다. 이에 따라, LC 셔터의 하강타 임(tfalling)이 오버드라이빙을 실시하지 않았을 때에 비하여 단축된다.
상기 설명에서와 같이 LC 셔터의 하강타임(tfalling)을 줄이기 위한 오버드라이빙을 실시하기 위하여, 도 6의 (b)와 같이 수직 전기장 구조의 LC 셀에서 LC 잔류 위상차가 0이 아닌 조건, 예컨대 0보다 큰 조건을 LC 셔터의 최소 휘도 조건으로 설정해 둔다.
그리고, 상기 LC 잔류 위상차가 0이 아닌 조건을 상쇄시켜 다시 0인 조건으로 되돌리기 위한 위상차 보상필름을 추가하게 되는데, 이에 대한 바람직한 실시예를 도 5에 나타내었다.
즉, 제1편광판(51), 액정패널(53) 및 제2편광판(54)으로 이루어진 구조에서, 상기 제1편광판(51)과 액정패널(53)의 사이에 위상차 보상필름(A-Plate)(52)을 추가하여 잔류 위상차가 도 6의 (c)와 같이 0인 조건으로 되돌려지도록 하였다.
결국, 상기와 같은 처리과정에 의해 도 6의 (d)와 같이 상승타임(trising)은 물론 하강타임(tfalling)이 줄어든 것을 확인할 수 있다.
반대로, NW 모드(Normally black)에서는 잔류 위상차가 275nm이고, 투과율이 최소에서 최대로 변하는 조건의 응답 시간의 단축이 가능하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, LC 셀의 광학 구조를 변경하고 구동신호를 변경하여 LC 셔터의 상승,하강 타임을 단축할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 LC 셔터의 응답시간이 단축되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 수직 전기장 구조의 LC 셀에 제1레벨의 LC 셔터 구동전압이 인가될 때의 LC 잔류 위상차가 0보다 큰 조건을 LC 셔터의 최소 휘도 조건으로 설정하는 과정과;
    설정된 최소 휘도 조건을 다시 LC 잔류 위상차가 0인 조건으로 하기 위해 위상차 보상필름을 추가하는 과정과;
    상기 LC 셔터 구동전압의 상승 및 하강시간에 각각 오버드라이빙을 적용하여 응답시간을 단축하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상차 보상필름 및 상기 LC 셀은 2개의 편광판의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법.
  3. 제1항에 있어서, 하강시간에 각각 오버드라이빙은 투과율이 100%에서 0%로 변화될 때 상기 LC 셔터 구동전압을 상기 제1레벨보다 낮은 레벨까지 더 하강시켜 상기 LC 셀에 인가한 후 투과율이 T0가 되는 순간 다시 상기 제1레벨의 LC 셔터 구동전압을 상기 LC 셀에 인가하는 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 엘씨 셔터의 응답시간 개선 방법.
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