KR20050031277A

KR20050031277A - 필드순차구동방식의 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050031277A
Application number: KR1020030067528A
Authority: KR
Inventors: 박동진; 정태혁; 허해진
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-06
Also published as: CN1604170A; JP2005107527A; US20050068285A1; CN100407280C; US7522137B2; KR100552969B1

Abstract

본 발명은 최적화된 구동주파수로 구동시켜 플리커를 개선하고 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 플리커가 45% 이하인 조건과 콘트라스트비가 100이상이 되는 조건중 적어도 하나를 만족하는 구동주파수로 구동한다.

상기 한 프레임을 구동하기 위한 주파수는 80 내지 110Hz 이며, 플리커가 45%이하인 조건을 만족하는 구동 주파수는 80Hz이상이고, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 구동주파수는 110Hz이하인 것을 특징으로 한다.

Description

필드순차구동방식의 액정표시장치{FS-LCD}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구동주파수를 최적화시켜 플리커를 개선하고 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 칼라이미지를 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 동일 화소에 이웃하는 프레임간에 서로 다른 극성의 구동전압이 인가되므로, 이웃하는 프레임간에 동일 화소에 인가되는 구동전압의 절대치가 서로 다르게 되고, 이로 인하여 현재 프레임과 다음 프레임간의 투과 광량이 다르게 된다. 이와같이 인접하는 프레임간에 동일 화소의 휘도가 서로 달라지게 되어 화면이 깜박거리는 플리커(flicker)가 발생하는 문제점이 있었다.

종래에는, 이웃하는 프레임간의 투과광량차이에 의한 플리커를 액정셀에 인가되는 공통전압을 조정하여 방지하고자 하였으나, 단순히 공통전압을 조정하는 것만으로는 플리커를 방지하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플리커를 개선하고 양호한 콘트라스트를 얻을 수 있도록 구동주파수가 최적화된 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 조건을 만족하는 구동주파수로 구동하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 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 콘트라스트비가 일정이상되면서 플리커가 시각적으로 인식되지 않는 조건을 만족하는 구동주파수로 구동하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동주파수는 콘트라스트비가 100이상이면서 플리커가 45% 되는 주파수범위를 가지며, 80 내지 110Hz 인 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. 그러므로, 본 발명에서는 플리커를 개선하기 위하여 각 프레임간의 광량차를 사람이 느끼지 못하도록 구동주파수를 높여 플리커를 사람의 눈으로 인식하지 못하도록 하고자 한다.

한편, 플리커를 개선하기 위해서는 구동주파수를 증가시켜 주어야 하지만, 구동주파수가 증가하면 구동능력이 저하된다. 즉, 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 플리커는 개선되지만 그에 따라 콘트라스트가 저하된다. 콘트라스트는 블랙상태에서의 휘도에 대한 화이트상태에서의 휘도를 나타내고, 콘트라스트는 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 플리커를 개선함과 동시에 표시장치의 양호한 특성을 얻을 수 있도록 구동 주파수를 최적화하는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 액정표시장치에 있어서, 구동주파수에 따른 콘트라스트비 및 플리커와의 관계를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 칼라필드순차 구동방식의 액정표시장치에서는 구동주파수가 증가함에 따라 플리커가 감소되는 반면에 콘트라스트는 저하됨을 알 수 있다.

(표 1)은 도 2에 도시된 각 구동주파수에 대한 플리커와 콘트라스트비를 도포화한 것이다. 이때, 플리커는 YOKOKAWA 사의 플리커 측정장비를 이용하여 측정한 값으로서, 상기 측정장치로 측정된 플리커의 측정치가 45%이하이면 사람의 눈으로는 플리커를 인식할 수 없는 값이다.

도 2와 (표 1)로부터 본 발명에서는 플리커가 45%이하이고, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 주파수를 한 프레임을 구동하는 구동주파수로 설정하여, 액정패널의 액정셀을 구동시켜 준다. 따라서, 플리커가 45%이하이고, 콘트라스트비가 100이상을 만족하는 80 내지 110Hz 범위의 주파수를 구동주파수로 설정하여 필드순차구동한다.

구동주파수	120	110	100	90	80	70	60
콘트라스트비	87	105	123	134	148	157	167
플리커	12%	15%	21%	30%	39%	64%	88%
플리커정도	X	X	하	하	하	중	상

이때, 표 1에서 "X" 및 "하"는 플리커를 사람이 전혀 또는 거의 인식하지 못하는 정도로 플리커가 발생됨을 의미하고, "중"은 플리커가 사람이 눈으로 인식될 정도로 발생됨을 의미하며, "상"은 플리커를 사람이 매우 심하게 느끼는 정도로 플리커가 발생됨을 의미한다.

본 발명에서는 한 프레임을 구동하는 구동주파수의 범위를 80 내지 100Hz로 설정하여 줌으로써, 반전구동시 발생하는 플리커를 공통전압레벨을 조정하지 않고소자의 특성저하없이 개선시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 액정표시장치는 최적화된 구동주파수로 구동되므로, 원하는 콘트라스트를 얻으면서 플리커를 개선시킬 수 있는 이점이 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.

도 1은 통상적인 칼라 필드순차구동방식의 액정표시장치의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 필드순차구동방식의 액정표시장치에 있어서, 구동주파수에 따른 콘트라스트와 플리커의 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

Claims

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

콘트라스트비가 100 이상이 되는 조건을 만족하는 구동주파수로 구동하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 구동주파수는 110Hz이하인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 구동주파수는 플리커가 사람의 눈에 인식되지 않은 조건을 만족하는 주파수범위를 갖는 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제3항에 있어서, 플리커가 사람의 눈에 인식되지 않는 조건은 플리커 측정장비를 통해 측정된 플리커가 45%이하인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제4항에 있어서, 상기 플리커가 45%이하인 조건을 만족하는 구동 주파수는 80Hz 이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제5항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 구동주파수는 80 내지 110Hz 인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 구동주파수는 80 내지 110Hz 인 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 일정이상되면서 플리커가 시각적으로 인식되지 않는 조건을 만족하는 구동주파수로 구동하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 상기 구동주파수는 콘트라스트비가 100이상이면서 플리커가 45% 되는 주파수인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제9항에 있어서, 상기 한 프레임을 구동하기 위한 주파수는 80 내지 110Hz 인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 플리커가 45%이하인 조건을 만족하는 구동 주파수는 80Hz이상인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.
제8항에 있어서, 콘트라스트비가 100이상인 조건을 만족하는 구동주파수는 110Hz이하인 것을 특징으로 하는 필드순차구동방식의 액정표시장치.