KR20070071737A - 액정표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터의 충전시간을 안정되게 확보하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 다수의 분할 영역들로 가상 분할된 액정표시패널과; 상기 분할 영역들 각각을 담당하는 다수의 광원들을 순차적으로 점등하여 상기 액정표시패널에 적색광, 녹색광, 및 청색광을 순차적으로 조사하기 위한 광원 구동부와; 상기 광원 구동부를 제어하여 n+1 번째 상기 분할 영역에 데이터가 충전하는 동안 n 번째 상기 분할 영역을 담당하는 광원을 점등시키는 제어부를 구비한다.

Description

액정표시장치와 그 구동방법{Liquid Crystal Display and Driving Method thereof}

도 1은 통상의 필드순차구동방식으로 구동되는 액정표시장치에서 광원들의 배치를 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 광원들의 점등시간과 액정셀들의 데이터 충전시간을 보여 주는 파형도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도.

도 4는 도 3에 도시된 광원들의 배치와 화면의 가상 분할을 보여 주는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 광원들의 점등시간과 액정셀들의 데이터 충전시간을 보여 주는 파형도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

31 : 타이밍 콘트롤러 32 : 데이터 구동부

33 : 게이트 구동부 34 : 데이터라인

35 : 게이트라인 36 : 액정표시패널

37 : 도광판 38R, 38G, 38B : 광원

39 : 광원 구동부 12, 42 : LED 모듈

본 발명은 필드순차구동방식의 액정표시장치에서 데이터의 충전시간(Charging time)을 안정되게 확보하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

이러한 액정표시장치 중에서 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.

이러한 액정표시장치는 컬라 구현을 위하여 화나의 화소를 R, G, B 서브화소로 분할하고, R, G, B 서브화소에 대응하여 R, G, B 컬러필터가 배열된다.

한편, 필드순차구동방식(Field Sequential Driving System)의 액정표시장치는 도 1과 같이 도광판(11)의 측면에 적색광을 발생하기 위한 R 발광다이오드(Light Emitting Diode : 이하, "LED"라 함), 녹색광을 발생하기 위한 G LED, 청색 광을 발생하기 위한 B LED를 각각 포함한 다수의 LED 모듈(12)을 배치하고, R 데이터가 R 서브화소의 액정셀에 충전되는 동안 R LED를 점등하여 적색광을 액정패널에 조사한 후, G 데이터가 G 서브화소의 액정셀에 충전되는 동안 G LED를 점등하여 녹색광을 액정패널에 조사한 다음, B 데이터가 B 서브화소의 액정셀에 충전되는 동안 B LED를 점등하여 청색광을 액정패널에 조사하여 컬러 화상을 구현하게 된다. 따라서, 필드순차구동방식의 액정표시장치는 컬러필터가 필요없지만 한 프레임기간을 분할하여 R, G, B를 순차적으로 표현하기 때문에 액정셀의 데이터 전압 충전기간이 짧은 단점이 있다.

도 2는 필드순차구동방식의 액정표시장치에서 액정셀의 데이터 충전시간과 LED의 점등시간을 나타낸 파형도이다.

도 2를 참조하면, 필드순차구동방식의 액정표시장치는 패널 전면의 R 액정셀들에 R 데이터를 충전한 후 대기시간(WT) 동안 액정의 응답을 기다린 후에 점등시간(OT) 동안 R LED를 턴-온시킨다. 이어서, 패널 전면의 G 액정셀들에 G 데이터를 충전한 후 대기시간(WT) 동안 액정의 응답을 기다린 후에 점등기간(OT) 동안 G LED를 턴-온시킨다. 그리고 패널 전면의 B 액정셀들에 B 데이터를 충전한 후 대기시간(WT) 동안 액정의 응답을 기다린 후에 점등기간(OT) 동안 B LED를 턴-온시킨다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 필드순차구동방식의 액정표시장치는 액정의 응답을 위한 대기시간(WT)과 점등시간(OT)이 필요하므로 그 만큼 액정셀들의 데이터전압 충전시간이 짧아지므로 라인 수가 많은 고해상도의 액정표시장치나 고속 구동(High Frame Rate) 액정표시장치에 적용되기가 곤란하다.

따라서, 본 발명의 목적은 필드순차구동방식의 액정표시장치에서 데이터의 충전시간을 안정되게 확보하도록 한 액정표시장치와 그 구동방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 다수의 분할 영역들로 가상 분할된 액정표시패널과; 상기 분할 영역들 각각을 담당하는 다수의 광원들을 순차적으로 점등하여 상기 액정표시패널에 적색광, 녹색광, 및 청색광을 순차적으로 조사하기 위한 광원 구동부와; 상기 광원 구동부를 제어하여 n+1 번째 상기 분할 영역에 데이터가 충전하는 동안 n 번째 상기 분할 영역을 담당하는 광원을 점등시키는 제어부를 구비한다.

상기 광원들은 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 각각 포함하고 상기 분할 영역들과 1 : 1로 대응하는 다수의 LED 모듈들을 구비한다.

상기 광원 구동부는 상기 제어부의 제어 하에 상기 n+1 번째 분할 영역에 적색 데이터가 충전되는 동안 상기 적색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 적색 발광다이오드를 점등시킨 후, 상기 제어부의 제어 하에 상기 n+1 번째 분할 영역에 녹색 데이터가 충전되는 동안 상기 녹색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 녹색 발광다이오드를 점등시킨다.

그리고 상기 광원 구동부는 상기 제어부의 제어 하에 상기 n+1 번째 분할 영 역에 청색 데이터가 충전되는 동안 상기 청색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 청색 발광다이오드를 점등시킨다.

상기 액정표시장치의 구동방법은 액정패널을 다수의 분할 영역들로 가상 분할하는 단계와; n+1 번째 상기 분할 영역에 데이터가 충전하는 단계와; 상기 n+1 번째 분할 영역에 데이터가 충전하는 동안 n 번째 상기 분할 영역을 담당하는 광원을 점등하는 단계를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 데이터라인(34)과 게이트라인(35)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 TFT가 형성된 액정표시패널(36)과, 그 액정표시패널(36)에 빛을 조사하기 위한 백라이트유닛과, 액정표시패널(36)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(32), 액정표시패널(36)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 구동부(33), 백라이트의 광원을 구동하기 위한 광원 구동부(39)와, 구동부들(32, 33, 39)의 동작 타이밍을 제어하고 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동부(32)에 공급하기 위한 타이밍 콘트롤러(31)를 구비한다.

액정표시패널(36)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 데이터라인들(34)과 게이트라인들(35)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이터라인들(34)과 게이트라인들(35)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(35)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(34)로부터의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(35)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(34)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 또한, 액정표시패널(36)의 하부유리기판 상에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)가 형성된다. 이 스토리지 캐패시터(Cst)는 액정셀(Clc)과 전단 게이트라인(35) 사이에 형성될 수도 있으며, 액정셀(Clc)과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

백라이트유닛은 R 광원(38R), G 광원(38G) 및 B 광원(38B)과, 이 광원들(38R, 38G, 38B)의 점광원을 면광원으로 변환하기 위한 도광판(37), 도광판(37)으로부터의 빛을 균일하게 액정표시패널(36)에 조사하기 위한 다수의 광학시트 등을 포함한다. 이 백라이트유닛에서, R 광원(38R), G 광원(38G) 및 B 광원(38B)은 도 4와 같이 도광판(37)의 측면과 대응하도록 배치되는 다수의 LED 모듈(12)로 구현된다. 다수의 LED 모듈(12) 각각은 R LED, G LED 및 B LED를 포함하고, 액정표시패널(36)의 화면에서 가상적으로 분할된 분할 영역들(D1~Dn)에 1 : 1로 대응한다.

타이밍 콘트롤러(31)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 픽셀클럭(CLK)을 이용하여 게이트 구동부(33)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC), 데이터 구동부(32)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC), 및 광원 구동부를 제어하기 위한 필드순차제어신호(FSC)를 발생한다.

데이터 구동부(32)는 쉬프트레지스터, 타이밍 콘트롤러(31)로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터를 감마기준전압들을 이용하여 아날로그 데이터전압으로 변환하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 아날로그 데이터전압을 출력하는 버퍼 등으로 구성된다.

게이트 구동부(33)는 타이밍 콘트롤러(31)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터, 스캔펄스의 스윙폭을 액정셀(Clc)의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등으로 구성된다. 이 게이트 구동부(33)는 스캔펄스를 게이트라인(35)에 공급함으로써 그 게이트라인(35)에 접속된 TFT들을 턴-온(Turn-on)시켜 데이터의 화소전압 즉, 아날로그 감마보상전압이 공급될 1 수평라인의 액정셀들(Clc)을 선택한다. 데이터 구동부(32)로부터 발생되는 데이터들은 스캔펄스에 동기됨으로써 선택된 1 수평라인의 액정셀들(Clc)에 공급된다.

광원 구동부(33)는 필드순차 제어신호(FSC)에 응답하여 각 분할영역들(D1 내지 Dn)에 대응하는 LED 모듈들(42)에서 R LED들을 순차적으로 점등시킨 후, G LED들을 순차적으로 점등시킨 다음, B LED들을 순차적으로 점등시킨다. 특히, 광원 구동부(33)는 필드순차 제어신호(FSC)에 응답하여 n 번째 분할영역(Dn-1)에 대응하는 액정셀들에 데이터가 충전되는 동안 데이터가 이미 충전되고 액정의 응답시간이 경과한 n-1 번째 분할 영역(Dn-1)에 해당하는 LED를 점등시킨다. 이러한 광원 구동부(33)의 동작에 의해 액정표시패널(36)의 액정셀들은 다른 분할 영역의 액정 응 답시간과 다른 분할 영역에 대응하는 LED의 점등시간 동안에 데이터를 충전할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 액정셀의 데이터 충전시간과 LED의 점등시간을 나타낸 파형도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1 내지 제n 분할 영역(D1~Dn)에 순차적으로 R 데이터를 충전한 후, 대기시간과 LED 점등시간없이 제1 내지 제n 분할 영역(D1~Dn)에 순차적으로 G 데이터를 충전한 다음, 대기시간과 LED 점등시간없이 제1 내지 제n 분할 영역(D1~Dn)에 순차적으로 G 데이터를 충전한다.

그리고 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1 내지 제n 분할 영역들(D1~Dn)의 R LED들을 순차적으로 점등시킨 후, 제1 내지 제n 분할 영역들(D1~Dn)의 G LED들을 순차적으로 점등시킨 다음, 제1 내지 제n 분할 영역들(D1~Dn)의 B LED들을 순차적으로 점등시킨다. LED들의 점등 타이밍과 데이터 충전시간을 상세히 살명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 분할 영역(D1)의 R 서브화소들의 액정셀들에 R 데이터가 충전되고 일정한 액정 응답시간이 경과되어 있다는 것을 가정하여 설명하면, 제1 분할 영역(D1)을 담당하는 제1 R LED는 제2 분할 영역(D2)의 액정셀들에 R 데이터가 충전되는 동안 점등한다. 이어서, 제2 분할 영역(D2)을 담당하는 제2 R LED는 제3 분할 영역(D3)의 액정셀들에 R 데이터가 충전되는 동안 점등한다.

이러한 순서로 각 분할 영역들(D1 내지 Dn)에 대응하는 R LED 들이 순차적으로 점등된 후, 제1 분할 영역(D1)을 담당하는 제1 G LED는 제2 분할 영역(D2)의 액 정셀들에 G 데이터가 충전되는 동안 점등한다. 이어서, 제2 분할 영역(D2)을 담당하는 제2 G LED는 제3 분할 영역(D3)의 액정셀들에 G 데이터가 충전되는 동안 점등한다.

이러한 순서로 각 분할 영역들(D1 내지 Dn)에 대응하는 G LED 들이 순차적으로 점등된 후, 제1 분할 영역(D1)을 담당하는 제1 B LED는 제2 분할 영역(D2)의 액정셀들에 B 데이터가 충전되는 동안 점등한다. 이어서, 제2 분할 영역(D2)을 담당하는 제2 B LED는 제3 분할 영역(D3)의 액정셀들에 B 데이터가 충전되는 동안 점등한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 화면을 가상적으로 다수의 분할 영역들로 분할하고, n 번째 분할 영역의 액정셀들에 데이터가 충전되는 이미 액정셀의 데이터 충전이 완료되고 일정한 액정 응답시간이 경과한 n-1 번째 LED를 점등하여 액정 응답을 위한 대기시간과 LED 점등시간에도 액정셀들에 데이터를 충전함으로써 필드순차구동방식의 액정표시장치에서 데이터의 충전시간을 안정되게 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 구동방법은 고해상도의 액정표시장치나 고속 구동 액정표시장치를 필드순차구동방식으로 안정하게 구동할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발 명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 다수의 분할 영역들로 가상 분할된 액정표시패널과;

   상기 분할 영역들 각각을 담당하는 다수의 광원들을 순차적으로 점등하여 상기 액정표시패널에 적색광, 녹색광, 및 청색광을 순차적으로 조사하기 위한 광원 구동부와;

   상기 광원 구동부를 제어하여 n+1 번째 상기 분할 영역에 데이터가 충전하는 동안 n 번째 상기 분할 영역을 담당하는 광원을 점등시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광원들은,

   적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 각각 포함하고 상기 분할 영역들과 1 : 1로 대응하는 다수의 LED 모듈들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 광원 구동부는,

   상기 제어부의 제어 하에 상기 n+1 번째 분할 영역에 적색 데이터가 충전되는 동안 상기 적색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 적색 발광다이오드를 점등시킨 후,

   상기 제어부의 제어 하에 상기 n+1 번째 분할 영역에 녹색 데이터가 충전되는 동안 상기 녹색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 녹색 발광다이오드를 점등시킨 다음,

   상기 제어부의 제어 하에 상기 n+1 번째 분할 영역에 청색 데이터가 충전되는 동안 상기 청색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 청색 발광다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 액정패널을 다수의 분할 영역들로 가상 분할하는 단계와;

   n+1 번째 상기 분할 영역에 데이터가 충전하는 단계와;

   상기 n+1 번째 분할 영역에 데이터가 충전하는 동안 n 번째 상기 분할 영역을 담당하는 광원을 점등하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 광원들은,

   적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 각각 포함하고 상기 분할 영역들과 1 : 1로 대응하는 다수의 LED 모듈들을 구비하고;

   상기 광원을 점등하는 단계는,

   상기 n+1 번째 분할 영역에 적색 데이터가 충전되는 동안 상기 적색 데이터 가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 적색 발광다이오드를 점등하는 단계와;

   상기 n+1 번째 분할 영역에 녹색 데이터가 충전되는 동안 상기 녹색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 녹색 발광다이오드를 점등하는 단계와;

   상기 n+1 번째 분할 영역에 청색 데이터가 충전되는 동안 상기 청색 데이터가 이미 충전되었던 상기 n 번째 분할 영역을 담당하는 청색 발광다이오드를 점등하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.

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