KR20060028980A - 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀더 상세히는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법에 관한 것이다.

필드 시퀀셜 컬래 액정표시장치의 구동 방법에서 램프의 점등 순서 및 램프의 점등 시간을 변경하여 소비 전력을 감소시키고, 이에 따라서 비용을 절감하며, 컬러 브레이킹 현상을 개선하고, 세 광원의 전체적인 휘도가 균일하게 되어 액정표시장치의 색감이 좋아지게 된다.

Description

필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법 {Driving method of FSC Liquid Crystal Display Device}

도 1은 일반적인 필드 시퀀셜 컬러 구동방식의 LCD를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동을 도시한 도면.

도 3a 및 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플디 스퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200, 300, 400 : 프레임

211, 311, 361, 411 : 제1 서브 프레임

212, 312, 362, 412 : 제2 서브 프레임

213, 313, 363, 413 : 제3 서브 프레임

220, 320, 420 : 데이터 기입시간

230, 330, 430 : 액정 응답시간

240, 340, 370, 440 : 램프 점등시간

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필드 시퀀셜 컬러 (Field Sequential Color) 액정표시장치의 구동 방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display Device : 이하 LCD라 함)는 제1 및 제2 기판을 일정 간격을 유지하게 합착하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정층이 형성된 형태로 제작된다.

LCD는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 TFT라 함)를 이용한 액티브 매트릭스(Active matrix) 구동방식의 LCD가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 널리 사용되고 있다.

상술한 바 있듯, LCD는 TFT와 화소전극이 형성되어 있는 제1 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성되어 있는 제2 기판 사이에 액정층이 형성된 형태로 제작된다.

상술한 TFT가 턴-온 되면 제1 기판의 화소전극과 제2 기판의 공통전극 사이에 전계가 형성되며, 이러한 전계에 의해 주입된 액정의 배열각이 변화되고 배열각에 따라서 투과되는 빛의 양이 조절되어 원하는 화상을 얻게 된다.

이러한 LCD는 비발광 장치기 때문에 백라이트 유닛을 필요로 하며, 백라이트 유닛의 광원으로는 일반적으로 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)를 사용하고 있다.

컬퍼 필터를 사용하여 컬러 영상을 표현하는 액정표시장치에서는 컬러 필터를 통과하면서 광이 대략 33%이하로 손실되므로 휘도가 낮은 단점이 있다. 이러한 광효율의 저하를 해결하기 위하여 필드 시퀀셜 컬러 구동 방식이 제안되었다.

이러한 필드 시퀀셜 컬러 구동방식은 소형화, 박형화, 경량화 추세에 따라서 냉음극 형광램프를 대신하여 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)를 광원으로 널리 사용하고 있다.

도 1에 일반적인 필드 시퀀셜 컬러 구동방식의 LCD를 개략적으로 도시하였다.

도시한 바와 같이 필드 시퀀셜 컬러 구동방식의 LCD는 TFT(112)와 화소전극(111)이 형성된 제1 기판(110) 및 공통전극(121)이 형성된 제2 기판(120)과, 상술한 제1 기판과 제2 기판(110, 120)사이에 주입된 액정층(100)으로 구성된 액정패널을 포함하고, 액정패널에 빛을 공급하는 적색(131, Red), 녹색(132, Green), 청색(133, Blue)의 광원을 가지는 백라이트(130)로 이루어져 있다.

이러한 필드 시퀀셜 컬러 구동방법은 영상의 색을 컬러 필터를 통한 표현방식을 사용하지 않고, 적색(131), 녹색(132), 청색(133)의 광원을 순차적으로 점등시킴으로써, 사람의 눈에 의한 잔상 효과를 이용하여 컬러를 표시하며, 컬러 필터를 사용하는 방식에 비하여 높은 투과율, 고해상도, 구동 IC 개수 감소 등의 장점 을 가지고 있다.

이러한, 필드 시퀀셜 컬러 구동방법은 각 프레임을 제1 내지 제3 서브 프레임으로 삼등분하여 각 서브 프레임에서 적색(131), 녹색(132), 청색(133)의 광원을 각각 점등한다.

도 2는 종래의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동을 도시한 도면이다.

상술한 바 있듯, 각 프레임(200)은 세 개의 서브 프레임, 즉 적색, 녹색, 청색의 서브 프레임(211, 212, 213)으로 분리되어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광원이 순차적으로 반복해서 점등된다.

각 서브 프레임에서 세 광원이 발광을 하게 되는 과정은 데이터 기입시간(220) 동안 스캔펄스를 이용하여 액정셀에 데이터 전압을 공급하고, 액정응답시간(230) 동안 액정셀에 공급된 데이터를 일정하게 유지시키고, 램프 점등시간(240) 동안 램프 구동부(미도시)에 의해 램프가 점등되어 액정셀에 빛을 공급한다.

따라서, 각 서브 프레임(211, 212, 213)에서 실질적으로 광원이 발광하는 시간은 데이터 기입시간(220)과 액정응답시간(230)을 뺀 나머지 시간이 된다.

이 때, 하나의 프레임(200)에서 각 서브 프레임(211, 212, 213)은 액정셀의 데이터 전압 충전율의 차이를 보이며, 각 서브 프레임(211, 212, 213)의 데이터 전압 충전율의 크기는 제1 서브 프레임(211)이 가장 적고, 제3 서브 프레임(213)이 가장 큰 특성이 있다.

이로 인해서, 제1 서브 프레임(211)의 광원이 발광할 때 휘도가 가장 약하 고, 제3 서브 프레임(213)의 광원이 발광할 때 휘도가 가장 강하게 되어 전체적인 휘도의 불균형으로 색감의 저하를 가져오게 된다.

본 발명은 필드 시퀀셜 컬러 구동 방법에서 광원의 발광 순서 및 발광 시간을 변경함으로써 데이터 충전율의 차이를 보정하여 휘도의 차이를 보정하며, 소비 전력을 감소시키고, 영상의 색감을 좋아지게 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법은 제1 광원, 제2 광원, 제3 광원의 순으로 점멸하는 제1 프레임 단계; 제3 광원, 제2 광원, 제1 광원의 순으로 점멸하는 제2 프레임 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 프레임이 순차적으로 반복해서 구동되는 특징을 갖는다.

이 때, 상기 백라이트는 적색, 녹색, 청색의 광원을 포함하는 특징을 갖는다.

상기 제1 램프는 적색의 램프이고, 상기 제2 램프는 녹색의 램프이며, 상기 제3 램프는 청색의 램프인 특징을 갖는다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법은 제1 및 제2 프레임을 각각 제1 내지 제3 서브 프레임으로 나누는 단계; 상기 세 광원이 상기 제1 프레임의 제1 내지 제3 서브 프레임에서 순차적으 로 발광하는 단계; 상기 세 광원이 상기 제2 프레임의 제1 내지 제3 서브 프레임에서 순차적으로 발광하는 단계를 포함하고, 상기 세 광원이 제1 프레임에서 발광하는 순서와 상기 제2 프레임에서 발광하는 순서는 서로 반전 관계를 가지며, 상기 제1 프레임의 제3 서브 프레임 및 상기 제2 프레임의 제1 서브 프레임에서 발광하는 광원은 상기 제1 프레임의 제3 서브 프레임에서 점등하여 상기 제2 프레임의 제1 서브 프레임에서 소등하는 특징을 갖는다.

이 때, 상기 제1 프레임의 상기 제1 서브 프레임과 상기 제2 프레임의 상기 제3 서브 프레임에선 적색의 광원이 발광하고, 상기 제1 및 제2 프레임의 상기 제2 서브 프레임에선 녹색의 광원이 발광하며, 상기 제1 프레임의 상기 제3 서브 프레임과 상기 제2 프레임의 상기 제1 서브 프레임에선 청색의 광원이 발광하는 특징을 갖는다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 다른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법은 하나의 프레임을 제1 내지 제3 서브 프레임으로 나누는 단계; 제1 내지 제3 서브 프레임에서 세 광원이 순차적으로 발광하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제3 서브 프레임 구동 시간은 같고, 제2 서브 프레임 구동 시간은 상기 제1 및 제2 서브 프레임 구동 시간보다 짧은 특징을 갖는다.

이 때, 상기 제1 서브 프레임에선 적색의 광원이 발광하고, 상기 제2 서브 프레임에선 녹색의 광원이 발광하며, 상기 제3 서브 프레임에선 청색의 광원이 발광하는 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세히 설명 한다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동을 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법은 전체 프레임이 제1 및 제2 프레임(300, 350)으로 분류되며, 상술한 제1 및 제2 프레임(300, 350)이 순차적으로 반복해서 구동된다.

상술한 제1 및 제2 프레임(300, 350)은 순차적으로 구동되는 제1 내지 제3 서브 프레임으로 구분되며, 제1 프레임(300)의 제1 서브 프레임(311)에서 적색(R) 광원이 발광하고, 제2 서브 프레임(312)에서 녹색(G) 광원이 발광하며, 제3 서브 프레임(313)에서 청색(B) 광원이 발광한다.

이 때, 제1 프레임(300)과 제2 프레임(350)은 세 광원(R,G,B)의 점등 순서가 서로 반전의 관계를 갖는다.

따라서 상술한 제2 프레임(350)은 제1 서브 프레임(361)에서 청색(B) 광원이 발광하고, 제2 서브 프레임(362)에서 녹색(G) 광원이 발광하며, 제3 서브 프레임(363)에서 적색(R) 광원이 발광한다.

상술한 바 있듯, 각 서브 프레임은 데이터 기입시간(320), 액정응답시간(330), 램프 점등시간(340)으로 구분되며, 상술한 데이터 기입시간(320) 동안 스캔펄스를 이용하여 액정셀에 데이터 전압을 공급하게 되는데 이때 액정셀의 데이터 전압의 충전율이 서브 프레임마다 조금씩의 차이를 보이며, 충전율은 제1 서브 프레임(311, 361)이 가장 적고, 제3 서브 프레임(313, 363)이 가장 크다.

이 때, 적색(R) 광원이 제1 프레임(300)에서 데이터 충전율이 가장 작은 제1 서브 프레임(311)에 위치하지만 제2 프레임(350)에서 데이터 충전율이 가장 큰 제3 서브 프레임(363)에 위치하고, 녹색(G) 광원은 제1 및 제2 프레임(300, 350)에서 중간 충전율의 제2 서브 프레임(312, 362)에 위치하고, 청색(B) 광원이 제1 프레임(300)에서 데이터 충전율이 가장 큰 제3 서브 프레임(313)에 위치하지만 제2 프레임(350)에서 데이터 충전율이 가장 작은 제1 서브 프레임(361)에 위치하게 됨으로써, 상술한 데이터 전압의 충전율 차이가 있을지라도 전체적으로 휘도가 균일하게 된다.

다시 말해서, 세 광원(R,B,G)의 점등 순서가 매 프레임마다 반전됨으로써 각각의 평균 데이터 전압 충전율이 같게 된다.

이로 인해서 세 광원(R,B,G)의 평균 휘도가 같아지고, 액정표시장치의 전체적인 색감이 좋아지며, 화면이 움직이거나 사람이 움직일 때 특정 색깔이 깨어져 보이는 컬러 브레이킹(Color Breaking)을 감소시킬 수 있다.

상술한 바 있듯, 제1 및 제2 프레임(300, 350)이 순차적으로 반복해서 구동됨으로써 제1 프레임(300)이 구동된 후 제2 프레임(350)이 구동되는 과정에서 청색(B)의 광원이 연속으로 점등하게 되며, 제2 프레임(350)이 구동된 후 제1 프레임(300) 구동되는 과정에서 적색(R)의 광원이 연속적으로 점등하게 된다.

이 때, 제1 및 제2 프레임(300, 350)이 접하여 청색(B)과 적색(R) 광원이 두 번 연속으로 점등되는 구간에서 두 번 점등하지 않고, 첫 서브 프레임에서 점등하여 다음 서브 프레임까지 유지하며, 데이터 신호도 새로이 충전하지 않고 그대로 유지하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동 파형도를 도 3b에 도시하였다.

상술한 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동방법은 청색(B)과, 적색(R) 광원이 점등되는 구간에서 두 광원을 점등하는 주파수를 감소시킬 수 있고, 주파수의 감소로 인해 소비 전력도 감소한다.

또한, 청색(B)과 적색(R) 광원이 녹색(G) 광원에 비해 휘도가 약한 특성이 있는데 청색(B)과 적색(G) 광원이 점등하는 시간(370)이 길어짐으로 인해서 녹색(G) 광원과의 휘도 차이를 보상할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 램프 구동을 도시한 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법의 각 프레임(400)은 제1 내지 제3 서브 프레임(411, 412, 413)으로 구분되며, 제1 내지 제3 서브 프레임(411, 412, 413)이 순차적으로 구동된다.

상술한 바 있듯, 각 서브 프레임은 데이터 기입시간(420), 액정응답시간(430), 램프 발광시간(440)으로 구분 된다.

상술한 제1 서브 프레임(411)에서 적색(R) 광원이 점등하며 제2 서브 프레임(412)에서 녹색(G) 광원이 점등하고, 제3 서브 프레임(413)에서 청색(B) 광원이 점등한다.

이 때, 녹색(G) 광원이 적색(R) 및 청색(B) 광원보다 휘도가 강한 것을 보상해 주기 위해서 제1 서브 프레임(411)과 제3 서브 프레임(413)의 구동 시간은 같 고, 제2 서브 프레임(412)의 구동 시간은 제1 및 제3 서브 프레임(411, 413)의 구동 시간보다 적게 한다.

따라서, 제1 및 제3 서브 프레임(411, 413)의 적색(R)과 청색(B) 광원이 발광하는 시간(441, 443)은 제2 서브 프레임(412)의 녹색(G) 광원이 발광하는 시간(442)보다 길어져서, 세 광원(R,G,B)이 발광할 때의 휘도가 균일하게 되어 액정표시장치의 전체적인 색감이 좋아진다.

상술한 제1 및 제2 실시예에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동방법은 종래의 액정표시장치에서 부수적인 부품이나 회로의 추가 없이 가능하다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법은 단순히 램프의 점등 순서의 변화 및 램프의 점등 시간의 조정만으로 소비 전력을 감소시키고, 이에 따라서 비용이 절감되며, 세 광원의 전체적인 휘도가 평준화가 되어 액정표시지장치의 색감이 좋아진다.

Claims (7)

1. 세 광원으로 이루어진 백라이트를 포함하는 액정표시장치의 구동에 있어서,

   제1 광원, 제2 광원, 제3 광원의 순으로 점멸하는 제1 프레임 단계;

   제3 광원, 제2 광원, 제1 광원의 순으로 점멸하는 제2 프레임 단계

   를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 프레임이 순차적으로 반복해서 구동되는 특징의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 백라이트는 적색, 녹색, 청색의 광원을 포함하는 특징의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 램프는 적색의 램프이고, 상기 제2 램프는 녹색의 램프이며, 상기 제3 램프는 청색의 램프인 특징을 갖는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.
4. 세 광원으로 이루어진 백라이트를 포함하는 액정표시장치의 구동에 있어서,

   제1 및 제2 프레임을 각각 제1 내지 제3 서브 프레임으로 나누는 단계;

   상기 세 광원이 상기 제1 프레임의 제1 내지 제3 서브 프레임에서 순차적으로 발광하는 단계;

   상기 세 광원이 상기 제2 프레임의 제1 내지 제3 서브 프레임에서 순차적으로 발광하는 단계

   를 포함하고,

   상기 세 광원이 상기 제1 프레임에서 발광하는 순서와 상기 제2 프레임에서 발광하는 순서는 서로 반전 관계를 가지며, 상기 제1 프레임의 제3 서브 프레임 및 상기 제2 프레임의 제1 서브 프레임에서 발광하는 광원은 상기 제1 프레임의 제3 서브 프레임에서 점등하여 상기 제2 프레임의 제1 서브 프레임에서 소등하는 특징을 갖는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제1 프레임의 상기 제1 서브 프레임과 상기 제2 프레임의 상기 제3 서브 프레임에선 적색의 광원이 발광하고, 상기 제1 및 제2 프레임의 상기 제2 서브 프레임에선 녹색의 광원이 발광하며, 상기 제1 프레임의 상기 제3 서브 프레임과 상기 제2 프레임의 상기 제1 서브 프레임에선 청색의 광원이 발광하는 특징의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.
6. 세 광원으로 이루어진 백라이트를 포함하는 액정표시장치의 구동에 있어서,

   하나의 프레임을 제1 내지 제3 서브 프레임으로 나누는 단계;

   제1 내지 제3 서브 프레임에서 세 광원이 순차적으로 발광하는 단계

   를 포함하고,

   상기 제1 및 제3 서브 프레임 구동 시간은 같고, 제2 서브 프레임 구동 시간은 상기 제1 및 제2 서브 프레임 구동 시간보다 짧은 특징의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제1 서브 프레임에선 적색의 광원이 발광하고, 상기 제2 서브 프레임에선 녹색의 광원이 발광하며, 상기 제3 서브 프레임에선 청색의 광원이 발광하는 특징의 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치의 구동 방법.

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