KR20070109395A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20070109395A
KR20070109395A KR1020060042279A KR20060042279A KR20070109395A KR 20070109395 A KR20070109395 A KR 20070109395A KR 1020060042279 A KR1020060042279 A KR 1020060042279A KR 20060042279 A KR20060042279 A KR 20060042279A KR 20070109395 A KR20070109395 A KR 20070109395A
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crystal display
light emitting
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KR1020060042279A
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신경주
신성식
박철우
오준학
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삼성전자주식회사
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Abstract

색번짐을 감소시킬 수 있는 액정표시장치가 개시되어 있다. 액정표시장치는 한 프레임을 서로 다른 색을 표시하는 복수의 필드들로 시분할하여 컬러 영상을 표시한다. 액정표시장치는 디스플레이 유닛 및 발광 유닛들을 포함한다. 디스플레이 유닛은 평면적으로 직사각형 형상을 가지며, 장변을 따라 복수의 열로 배치된 게이트 라인들 및 단변을 따라 복수의 행으로 배치된 데이터 라인들을 구비한 액정표시패널을 포함한다. 발광 유닛들은 액정표시패널의 하부에 액정표시패널의 장변을 따라 일정한 간격으로 복수가 배치되며, 각각의 필드에 대응하여 서로 다른 색의 광을 발생한다. 이와 같이, 발광 유닛간의 이격 거리를 증가시킴으로써, 발광 유닛 사이에서 발생되는 색번짐 현상을 감소시켜 액정표시장치의 색재현성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 유닛의 배치 관계를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 발광 유닛의 구동 방법을 개략적으로 나타낸 타이밍도이다.
도 5는 액정의 충전 마진의 감소를 보상하기 위한 디스플레이 유닛의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 액정표시장치 110 : 타이밍 제어부
120 : 액정표시패널 130 : 데이터 구동부
140 : 게이트 구동부 150 : 백라이트 유닛
152 : 발광 유닛 154 : 발광 제어부
200 : 디스플레이 유닛
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 프레임을 서로 다른 색을 표시하는 복수의 필드들로 시분할하여 컬러 영상을 표시하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 3색의 컬러필터를 통해 백색광을 선택적으로 투과시킴으로써 컬러 영상을 표시하는 컬러필터형 액정표시장치를 포함한다.
상기 컬러필터형 액정표시장치는 인접하는 3색의 컬러필터들을 하나의 단위로 하여 표시 화소를 구성하기 때문에 실질적인 해상도가 약 1/3로 저하되며, 컬러필터의 사용으로 인해 투과율 및 색순도가 저하되는 단점을 갖는다.
이러한 단점을 해결하기 위해 시간적인 순차 구동 방식을 갖는 컬러필터리스(color filter-less : CFL) 액정표시장치가 개발된 바 있다. 즉, 기존의 공간적인 컬러필터형 액정표시장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터를 통해 원하는 컬러를 구현하였으나, 컬러필터리스 액정표시장치는 한 프레임의 구간을 서로 다른 색의 광을 순차적으로 발광하는 복수의 필드로 시분할하여 원하는 컬러를 구현한다.
이러한 컬러필터리스 액정표시장치는 한 프레임을 복수의 필드들로 시분할하여 구동하기 때문에, 액정의 충전 시간이 짧아지는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 액정표시패널에 광을 공급하는 광원을 몇 개의 블록으로 나누어 구동시킴으로써, 이러한 충전 시간의 부족으로 인해 발생되는 휘도 저하를 보상할 수 있다.
그러나, 광원의 블록별 영역의 경계에서 서로 다른 색의 광이 겹쳐져 색번짐이라 할 수 있는 불량이 발생되고, 이로 인해 색재현성이 떨어지는 문제점이 발생 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 광원의 블록별 경계 영역에서 발생되는 색번짐 현상을 감소시켜 색재현성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치는 한 프레임을 서로 다른 색을 표시하는 복수의 필드들로 시분할하여 컬러 영상을 표시한다. 이를 위해, 상기 액정표시장치는 디스플레이 유닛 및 발광 유닛들을 포함한다.
상기 디스플레이 유닛은 평면적으로 직사각형 형상을 가지며, 장변을 따라 복수의 열로 배치된 게이트 라인들 및 단변을 따라 복수의 행으로 배치된 데이터 라인들을 구비한 액정표시패널을 포함한다.
상기 발광 유닛들은 상기 액정표시패널의 하부에 상기 액정표시패널의 장변을 따라 일정한 간격으로 복수가 배치되며, 각각의 필드에 대응하여 서로 다른 색의 광을 발생한다. 상기 발광 유닛은 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 포함한다. 일 예로, 한 프레임은 3개의 필드로 시분할되며, 상기 발광 유닛은 각각의 필드에 대응하여 적색, 녹색 및 청색 광을 발생한다.
일 실시예로, 상기 디스플레이 유닛은 상기 액정표시패널의 장변 일측에 형성되어 상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 액정표시패널의 단면 일측에 형성되어 상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
다른 실시예로, 상기 디스플레이 유닛은 상기 액정표시패널의 장변 일측에 형성되어 상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 액정표시패널의 단면 양측에 각각 형성되어 상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 제1 및 제2 데이터 구동부를 포함한다.
한편, 상기 게이트 라인들은 상기 액정표시패널의 장변을 따라 3개의 라인씩 전기적으로 연결된 구조를 가질 수 있다.
이러한 액정표시장치에 의하면, 발광 유닛간의 이격 거리를 증가시킴으로써, 발광 유닛 사이에서 발생되는 색번짐 현상을 감소시켜 액정표시장치의 색재현성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정표시장치(100)는 타이밍 제어부(110), 디스플레이 유닛(200) 및 백라이트 유닛(150)을 포함한다. 액정표시장치(100)는 한 프레임을 서로 다른 색을 표시하는 복수의 필드들로 시분할 구동하여 컬러 영상을 표시한다.
타이밍 제어부(110)에는 그래픽 컨트롤러 등의 외부 장치로부터 타이밍 제어신호(110a) 및 영상 신호(110b)가 입력된다. 타이밍 제어부(110)는 타이밍 제어신 호(110a)에 반응하여 액정표시장치(100)를 구동하기 위한 각종 제어신호들을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 타이밍 제어부(110)는 데이터 구동부(130)를 제어하는 데이터 제어신호(130a), 게이트 구동부(140)를 제어하는 게이트 제어신호(140a) 및 백라이트 유닛(150)을 제어하는 백라이트 제어신호(150a)를 출력한다.
디스플레이 유닛(200)은 액정표시패널(120), 데이터 구동부(130) 및 게이트 구동부(140)를 포함한다.
액정표시패널(120)은 제1 기판(122), 제1 기판(120)과 대향하도록 배치된 제2 기판(124) 및 제1 기판(122)과 제2 기판(124) 사이에 배치된 액정(미도시)을 포함한다. 액정표시패널(120)은 평면적으로 직사각형 형상을 갖는다.
제1 기판(122)은 액정표시패널(120)의 장변을 따라 복수의 열로 배치된 게이트 라인(GL)들 및 액정표시패널(120)의 단변을 따라 복수의 행으로 배치된 데이터 라인(DL)들을 포함하며, 게이트 라인(GL)들과 데이터 라인(DL)들에 의해 복수의 화소부(P)들이 정의된다.
각 화소부(P)에는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결된 스위칭 소자(TFT)와 스위칭 소자(TFT)에 연결된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다.
제2 기판(124)은 컬러필터가 형성되지 투명한 기판으로 형성된다.
제1 기판(122)과 제2 기판(124)사이에 배치된 액정은 백라이트 유닛(150)으로부터 공급되는 광의 투과율을 조절한다. 상기 액정은 제1 기판(122)과 제2 기판(124)에 인가되는 전압간의 전위차에 의해 구동되며, 각 필드에 대응하여 구동이 시작되는 시점부터 구동이 끝나는 시점까지 액정의 응답속도로 인하여 광투과율이 증가되는 응답파형을 갖는다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(110)로부터 입력되는 데이터 제어신호(130a)의 제어에 따라 영상 신호(110b)를 아날로그의 데이터 신호로 변환하여 액정표시패널(120)에 출력한다.
데이터 구동부(130)는 액정표시패널(120)의 단변 일측에 형성되어 데이터 라인(DL)들에 데이터 신호를 인가한다. 데이터 구동부(130)는 하나 이상의 데이터 구동칩(132)을 포함한다. 예를 들어, 데이터 구동칩(132)은 제1 기판(122)의 단변 일측에 직접 실장된 구조를 갖는다. 이와 달리, 데이터 구동칩(132)은 연성필름에 실장된 후 제1 기판(122)에 연결되는 구조를 가질 수 있다.
게이트 구동부(140)는 타이밍 제어부(110)로부터 입력되는 게이트 제어신호(140a)의 제어에 따라 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 액정표시패널(120)에 출력한다.
게이트 구동부(140)는 액정표시패널(120)의 장변 일측에 형성되어 게이트 라인(GL)들에 게이트 신호를 인가한다. 게이트 구동부(140)는 하나 이상의 게이트 구동칩(142)을 포함한다. 예를 들어, 게이트 구동칩(142)은 제1 기판(122)의 장변 일측에 직접 실장된 구조를 갖는다. 이와 달리, 게이트 구동칩(142)은 연성필름에 실장된 후 제1 기판(122)에 연결되는 구조를 가질 수 있다.
백라이트 유닛(150)은 광을 발생하는 발광 유닛(152)들 및 발광 유닛(152)들의 발광을 제어하는 발광 제어부(154)를 포함한다. 발광 유닛(152)들은 액정표시 패널(120)의 하부에 배치되며, 발광 제어부(154)의 제어에 따라 각각의 필드에 대응하여 서로 다른 색의 광을 발생한다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 유닛의 배치 관계를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 발광 유닛의 구동 방법을 개략적으로 나타낸 타이밍도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 유닛(152)들은 액정표시패널(120)의 장변을 따라 일정한 간격으로 복수가 배치된다. 즉, 발광 유닛(152)들은 액정표시패널(120)의 게이트 라인(GL)들의 배열 방향을 따라 복수가 배치된다. 일 예로, 발광 유닛(152)들은 4개가 배치된다. 이와 달리, 발광 유닛(152)의 개수는 액정표시패널(120)의 크기 또는 요구되는 휘도에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
발광 유닛(152)들은 발광 제어부(154)의 제어에 따라 각각의 필드에 대응하여 서로 다른 색의 광을 발생한다. 이를 위해, 각각의 발광 유닛(152)은 복수의 발광 소자(153)들을 포함한다. 예를 들어, 발광 소자(153)들은 적색 광을 발생하는 적색 발광다이오드(153a), 녹색 광을 발생하는 녹색 발광다이오드(153b) 및 청색 광을 발생하는 청색 발광다이오드(153c)를 포함한다. 적색 발광다이오드(153a), 녹색 발광다이오드(153b) 및 청색 발광다이오드(153c)는 다양한 형태로 배열될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 액정표시장치(100)는 한 프레임(FRAME)이 3개의 필드(F1, F2, F3)로 시분할되어 구동된다. 이와 달리, 액정표시장치(100)는 한 프레임(FRAME)이 4개의 필드로 시분할되어 구동될 수 있다.
일반적으로, 액정표시패널(120)에 포함된 액정은 데이터 라인(DL)들로 인가 되는 데이터 신호에 의해 구동되어 광의 투과율을 제어한다. 액정표시패널(120)에 포함된 액정은 각 필드에 대응하여 액정이 구동되기 시작한 시점부터 구동이 끝나는 시점까지 액정의 응답 속도로 인하여 증가하는 응답파형(RP)을 갖는다.
또한, 액정표시패널(120)은 첫 번째 게이트 라인으로부터 마지막 게이트 라인까지 순차적으로 구동됨에 따라, 액정의 응답파형(RP)은 1번째 발광 유닛(B1)에 대응되는 영역으로부터 4번째 발광 유닛(B4)에 대응되는 영역으로갈수록 구동 시점이 일정 시간만큼 늦어지는 형태를 갖는다.
발광 유닛(152)들은 투과율 향상을 위하여, 액정의 응답파형(RP)과 동기되도록 구동된다. 즉, 발광 유닛(152)들은 1번째 발광 유닛(B1)으로부터 4번째 발광 유닛(B4)으로갈수록 액정의 응답파형(RP)이 지연되는 시간 만큼 지연되어 순차적으로 구동된다.
구체적으로, 1번째 발광 유닛(B1)은 각각의 필드(F1, F2, F3)에 대응하여 일정한 발광구간 동안 서로 다른 색의 광을 발생한다. 예를 들어, 1번째 발광 유닛(B1)은 제1 필드(F1)에서 적색 광(RL)을 발생하며, 제2 필드(F2)에서 녹색 광(GL)을 발생하며, 제3 필드(F3)에서 청색 광(BL)을 발생한다. 그러나, 적색 광(RL), 녹색 광(GL) 및 청색 광(BL)의 발광 순서는 다양하게 변경될 수 있다. 한편, 한 프레임(FRAME)이 4개의 필드로 시분할되어 구동될 경우, 각각의 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)은 각 필드에 대응하여 적색 광, 녹색 광, 청색 광 및 백색 광을 발생한다.
2번째 발광 유닛(B2) 내지 4번째 발광 유닛(B4)은 1번째 발광 유닛(B1)의 발 광개시시점에 비하여 일정한 시간 만큼씩 순차적으로 지연되어 발광이 시작된다. 예를 들어, 각 필드(F1, F2, F3)의 시간이 t1인 경우, 발광 유닛(152)들은 1번째로부터 4번째로 갈수록 t1/4 시간만큼씩 지연되어 발광이 시작된다.
일 예로, 액정표시장치(100)가 60㎐로 구동될 경우, 한 프레임(FRAME)은 약 16.7㎳이며, 제1 내지 제3 필드(F1, F2, F3)는 각각 약 5.6㎳로 시분할된다. 이때, 2번째 내지 4번째 발광 유닛(B2, B3, B4)은 1번째 발광 유닛(B1)에 비하여 약 1.4㎳ 시간 만큼씩 순차적으로 지연되어 발광이 시작된다.
이와 같이, 발광 유닛(152)들이 일정한 시간차를 가지면서 순차적으로 구동됨으로 인해, 임의의 시점에서, 서로 다른 색의 광이 동시에 켜지게 되어 색번짐 현상이 발생될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 A 시점을 보면, 1번째 발광 유닛(B1)은 녹색 광(GL)을 발생하고 있는 반면, 4번째 발광 유닛(B4)은 같은 시점에서 적색 광(RL)을 발생하고 있어, 녹색 광(GL)과 적색 광(RL) 사이에 색번짐이 발생된다.
따라서, 본 발명에서는, 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)들간의 이격 거리를 증가시켜 서로 다른 색의 광이 미치는 영향을 최소화시킴으로써, 색번짐 현상을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)들을 액정표시패널(120)의 장변 방향을 따라 배치시킴으로써, 단변 방향을 따라 배치된 경우에 비하여 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)들간의 이격 거리를 증가시킬 수 있다. 액정표시패널(120)이 장변 대 단변의 비율로 약 16d 대 9d의 비율을 갖는 경우를 예를 들어 보면, 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)들이 단변 방향을 따라 배열된 경우, 1번째 발광 유닛(B1)과 4번째 발광 유닛(B4)간의 이격 거리는 약 4.5d인 반면, 발광 유닛(B1, B2, B3, B4) 들이 장변 방향을 따라 배열된 경우, 1번째 발광 유닛(B1)과 4번째 발광 유닛(B4)간의 이격 거리는 약 8d가 된다. 따라서, 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)들이 액정표시패널(120)의 장변을 따라 배치된 경우가 단변을 따라 배치된 경우에 비하여 약 1.8배 정도 이격 거리가 증가하게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 발광 유닛(B1, B2, B3, B4)들을 액정표시패널(120)의 장변을 따라 배치하고, 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 라인(GL)들을 액정표시패널(120)의 장변을 따라 복수의 열로 배열한 경우, 게이트 라인(GL)의 라인 수는 게이트 라인(GL)들이 액정표시패널(120)의 단변을 따라 배열된 경우에 비하여 증가하게 된다. 이와 같은 게이트 라인(GL)의 증가로 인해, 게이트 온 시간이 줄어들게 되어 액정의 충전 마진이 감소될 수 있다.
도 5는 액정의 충전 마진의 감소를 보상하기 위한 디스플레이 유닛의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 유닛(300)은 액정표시패널(320), 게이트 구동부(330), 제1 및 제2 데이터 구동부(340, 350)를 포함한다. 액정표시패널(320) 및 게이트 구동부(330)는 도 2에 도시된 것과 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 및 제2 데이터 구동부(340, 350)는 액정표시패널(320)의 단변 양측에 각각 형성되어 데이터 라인(DL)들에 데이터 신호를 인가한다. 이때, 제1 데이터 구동부(340)는 제1 데이터 구동부(340)와 제2 데이터 구동부(350)의 중앙을 기준으로 좌측에 위치하는 제1 데이터 라인(DL1)들에 데이터 신호를 인가하고, 제2 데이터 구동부(350)는 제1 데이터 구동부(340)와 제2 데이터 구동부(350)의 중앙을 기준으로 우측에 위치하는 제2 데이터 라인(DL2)들에 데이터 신호를 인가한다. 이와 같이, 제1 및 제2 데이터 구동부(340, 350)를 액정표시패널(320)의 단변 양측에 각각 형성하고, 제1 및 제2 데이터 라인(DL1, DL2)들에 데이터 신호를 동시에 인가할 경우, 게이트 구동부(330)도 제1 데이터 구동부(340)와 제2 데이터 구동부(350)의 중앙을 기준으로 좌측과 우측에 위치하는 게이트 라인(GL)들을 동시에 구동시킴으로써, 게이트 온 시간을 약 2배로 증가시키고 액정의 충전 마진의 감소를 보상할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 게이트 라인(GL)들은 액정표시패널(320)의 장변을 따라 3개의 라인씩 전기적으로 연결된 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 게이트 라인(GL)들은 3개씩 묶어서 액정표시패널(320)을 구동하게 되면, 게이트 온 시간을 약 3배 정도 증가시킬 수 있으므로, 액정의 충전 마진을 더욱 보상할 수 있게 된다.
이와 같은 액정표시장치에 따르면, 발광 유닛간의 이격 거리를 증가시킴으로써, 발광 유닛 사이에서 발생되는 색번짐 현상을 감소시켜 액정표시장치의 색재현성을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 한 프레임을 서로 다른 색을 표시하는 복수의 필드들로 시분할하여 컬러 영상을 표시하는 액정표시장치에 있어서,
    평면적으로 직사각형 형상을 가지며, 장변을 따라 복수의 열로 배치된 게이트 라인들 및 단변을 따라 복수의 행으로 배치된 데이터 라인들을 구비한 액정표시패널을 포함하는 디스플레이 유닛; 및
    상기 액정표시패널의 하부에 상기 액정표시패널의 장변을 따라 일정한 간격으로 복수가 배치되며, 각각의 필드에 대응하여 서로 다른 색의 광을 발생하는 발광 유닛들을 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 유닛은 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 한 프레임은 3개의 필드로 시분할되며, 상기 발광 유닛은 각각의 필드에 대응하여 적색, 녹색 및 청색 광을 발생하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 유닛은
    상기 액정표시패널의 장변 일측에 형성되어 상기 게이트 라인들에 게이트 신 호를 인가하는 게이트 구동부; 및
    상기 액정표시패널의 단변 일측에 형성되어 상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 유닛은
    상기 액정표시패널의 장변 일측에 형성되어 상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부; 및
    상기 액정표시패널의 단변 양측에 각각 형성되어 상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 인가하는 제1 및 제2 데이터 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 게이트 라인들은 상기 액정표시패널의 장변을 따라 3개의 라인씩 전기적으로 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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