KR20080043431A - 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정패널의 1프레임 구동시간을 분배하여 R(red), YG(Yellow green), EG(Emerald green), B(Blue) 컬러 램프가 순차 점등되는 백라이트 유닛을 구비하여 구동되는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치를 제안하며, 4가지 컬러를 이용하여 화상을 표현함으로써 액정패널의 색재현성을 향상시켜 보다 고품위의 화질을 제공함은 물론이고 이러한 향상된 컬러 품질을 제공함으로써 제품 및 시장 경쟁력을 제고하는 효과를 기대할 수 있다.

Description

필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치{Field Sequential Color mode LCD device}
도 1은 필드 시퀀셜 컬러 모드의 구동방법을 설명하기 위한 도면
도 2는 FSC 액정표시장치의 부분 구성을 개략 도시한 분해 구성도
도 3은 본 발명에 따른 FSC 액정표시장치의 부분 구성을 개략 도시한 분해 구성도
도 4는 본 발명에 따른 FSC 액정표시장치의 전체 구성을 도시한 구성블록도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
20 : 액정패널 30 : 백라이트유닛
32 : 확산판 34 : 도광판
36 : FSC 백라이트 40 : 스캔구동부
50 : 데이터구동부 60 : 백라이트구동부
70 : 시스템제어부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 백라이트 램프를 통해 색재현성을 높인 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치에 관한 것이다.
현재 점차로 실용화율이 높아지는 추세인 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 'LCD'라 함)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정 셀들과 이들 액정 셀들 각각에 액정의 회전각도를 제어하여 광 투과량을 조절하기 위한 영상데이터를 공급하기 위한 TFT(박막트랜지스터)가 구비된 액정패널에 백라이트 유닛(Backlight Unit)에서 공급되는 광을 투과시켜 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 백라이트 유닛에 사용되는 광원(light source)으로는 주로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp ; 이하, 'CCFL'라 함)가 사용되는데, 이러한 백라이트 유닛은 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 백라이트 유닛에 사용되는 CCFL 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 'LED'라 함)가 새로이 제안되었다.
또한 이러한 LED를 사용하는 백라이트 유닛을 통해 필드 시퀀셜 컬러(FSC) 구동방식을 제안하여 보다 좋은 화질을 얻고 있다.
필드 시퀀셜 컬러(Field Sequential Color : 이하 'FSC'라 함) 구동방식은 컬러를 표시함에 있어, 컬러 필터(color filter)를 사용하지 않고, 3원색(적색, 녹색, 청색)의 LED를 순차적으로 구동시킴으로써, 사람의 눈에 의한 잔상 효과를 이용하여 혼합된 컬러를 표시할 수 있는 구동방법이다.
보다 상세히 설명하면, 패널 상의 일 프레임 표시시간을 적, 녹, 청의 3개의 시간으로 나누고, 시간상의 간격을 두면서 순차적으로 각각의 백라이트를 비추게 된다.
이러한 FSC 구동방식은 도 1에 도시된 바와 같이 패널 상의 전체 프레임 시간(60Hz, 1 Frame = 16.7ms)을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3개의 서브 프레임(1 Sub-frame = 5.56ms)으로 분리한다.
상기 각 서브 프레임은 TFT스캔을 통한 데이터 기입시간(DW = 1.69ms), 데이터 기입에 따른 액정응답시간(LR = 1.5ms) 및 백라이트 발광시간(BL = 2.37ms)으로 구분되며, 실제 각 색에 따른 백라이트를 켤 수 있는 시간(BL)은 데이터 기입 시간(DW)과 액정응답시간(LR)을 제외한 시간이 된다.
이러한 FSC 구동에 대해 설명하면, 액정패널에 RGB에 대한 데이터 입력이 한 수직 동기 주기 내에서 같은 비율(R:G:B=1:1:1)로 한번씩 순차적으로 발생하고, 이에 대응되는 백라이트의 광원 또한 같은 방법으로 동기되어 적색(R) 광원, 녹색(G) 광원, 청색(B) 광원이 순차적으로 점등된다. 이때, 각 광원은 LED램프 또는 형광램프이고, 상기 각각의 적, 녹, 청 광원은 순차 배열된다.
도 2는 상기한 원리로 구동되는 FSC 액정표시장치의 일 구성을 개략 도시한 분해 구성도로서, 액정패널(2)과 확산판(4), 도광판(6) 및 FSC 백라이트(8)로 구성된다.
액정패널(2)은 게이트라인과 데이터라인(미도시함)이 형성되고 또한 두 전극(공통전극과 화소전극) 사이에 액정이 개제된 액정화소(미도시함)가 다수개 구성 되어 상기 게이트라인으로 인가되는 스캔신호에 동기하여 상기 데이터라인으로 데이터가 입력됨으로 인해 상기 액정화소에 데이터가 인가된다.
상기 액정패널(2)의 배면에는 상기 확산판(4), 도광판(6) 및 FSC 백라이트(8)를 포함한 백라이트 유닛(backlight unit)(10)이 구성된다.
상기 FSC 백라이트(8)는 상기 도광판(6)의 양 측면(일 측면에만 구성될 수도 있다)에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러의 LED가 순차적으로 구성되어 있으며, 상기 FSC 백라이트(8)에서 출시된 빛은 상기 도광판(6)으로 입사되어 면광원으로 전환된다. 이때, 상기 도 2의 액정표시장치에서는 백라이트 유닛, 특히 상기 FSC 백라이트(8)의 구성 위치에 의해 에지타입(Edge type) 백라이트 구성임을 알 수 있다.
상기 확산판(4)은 상기 도광판(6)에서 출사되는 빛의 진행방향을 상기 액정패널(2) 측으로 고르게 분포시켜주며, 상기 액정패널(2)과 도광판(6) 사이에 위치한다.
이에 상기 액정패널(2)에 RGB에 대한 데이터 입력이 한 수직 동기 주기 내에서 같은 비율(R:G:B=1:1:1)로 한번씩 순차적으로 발생하면, 이에 대응되는 상기 FSC 백라이트(8) 또한 같은 방법으로 동기되어 적색(R) 광원, 녹색(G) 광원, 청색(B) 광원이 순차적으로 점등되어 상기 액정패널(2)에 화상이 표시되도록 한다.
본 발명은 상기와 같은 동작의 특징을 가지는 FSC 액정표시장치에 대해 그 색재현율을 더욱 높임으로서 고품위의 화질을 제공하며 또한 제품 경쟁력을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 액정패널의 1프레임 구동시간을 분배하여 R(red), YG(Yellow green), EG(Emerald green), B(Blue) 컬러 램프가 순차 점등되는 백라이트 유닛을 구비한 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치를 제안한다.
상기 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치에서, 상기 램프는 LED램프인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 다수의 데이터라인과 게이트라인 및 액정화소가 형성된 액정패널과; 상기 게이트라인으로 스캔신호를 인가하는 스캔구동부와; 상기 스캔신호에 따라 상기 데이터라인으로 데이터를 인가하여 상기 액정화소를 구동하는 데이터구동부와; 상기 액정패널의 배면에 구성되며, R(red), YG(Yellow green), EG(Emerald green), B(Blue) 컬러 램프를 구비한 백라이트유닛과; 상기 백라이트구동부의 각 컬러 램프에 대한 점등 제어를 수행하는 백라이트구동부와; 상기 데이터구동부로 영상 데이터를 제공하며, 상기 데이터구동부와 스캔구동부와 백라이트구동부로 제어신호를 출력하여 구동을 제어하는 시스템제어부를 포함하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치를 제공한다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 각 램프로부터 빛이 입사되는 도광판과; 상기 도광판에서 출사되는 램프광의 진행을 고르게 분포시키기 위한 확산판을 더욱 포함한다.
상기 각 램프는 상기 도광판의 측면에 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 램프는 LED램프인 것을 특징으로 한다.
상기 액정화소는 박막트랜지스터와, 데이터 저장 커패시터와, 액정커패시터를 더욱 포함한다.
상기 백라이트구동부는 상기 액정패널의 1프레임 구동시간을 분배하여 상기 각 램프를 순차 점등시키는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 필드 시퀀셜 컬러(이하 'FSC') 액정표시장치의 일 구성을 개략 도시한 분해 구성도로서, 액정패널(20)과 확산판(32), 도광판(34) 및 FSC 백라이트(36)로 구성된다.
액정패널(20)은 게이트라인과 데이터라인(미도시함)이 형성되고 또한 두 전극(공통전극과 화소전극) 사이에 액정이 개제된 액정화소(미도시함)가 다수개 구성되어 상기 게이트라인으로 인가되는 스캔신호에 동기하여 상기 데이터라인으로 데이터가 입력됨으로 인해 상기 액정화소에 데이터가 인가된다.
상기 액정패널(20)의 배면에는 상기 확산판(32), 도광판(34) 및 FSC 백라이트(36)를 포함한 백라이트 유닛(backlight unit)(30)이 구성된다.
상기 FSC 백라이트(36)는 상기 도광판(34)의 양 측면(일 측면에만 구성될 수 도 있다)에 적색(Red:R), 녹황색(Yellow green :YG), 화록청색(emerald green : EG), 청색(Blue:B) 컬러의 LED가 순차적으로 구성되어 있으며, 상기 FSC 백라이트(36)에서 출시된 빛은 상기 도광판(34)으로 입사되어 면광원으로 전환된다.
또한 상기 도 3에서 도시한 액정표시장치의 구성에서는 백라이트 유닛, 특히 상기 FSC 백라이트(36)의 구성 위치에 의해 에지타입(Edge type) 백라이트 구성임을 알 수 있으며, 상기 FSC 백라이트(36)를 상기 액정패널(20) 바로 아래에 구성한 직하형 백라이트 타입에서도 상기 적색(R), 녹황색(YG), 화록청색(EG), 청색(B) 컬러의 LED를 구성할 수 있다.
상기 확산판(32)은 상기 도광판(34)에서 출사되는 빛의 진행방향을 상기 액정패널(20) 측으로 고르게 분포시켜주며, 상기 액정패널(20)과 도광판(34) 사이에 위치한다.
이에 상기 액정패널(20)에 데이터 입력이 한 수직 동기 주기 내에서 순차적으로 발생하면, 이에 대응되는 상기 FSC 백라이트(36) 또한 같은 방법으로 동기되어 적색(R) 광원, 녹황색(YG) 광원, 화록청색(EG) 광원, 청색(B) 광원의 LED가 순차적으로 점등되어 상기 액정패널(20)에 화상이 표시되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 FSC 액정표시장치의 전체 구성을 설명하기 위한 구성 블록도로서, 상기 액정패널(20)과 백라이트유닛(30), 스캔구동부(40), 데이터구동부(50), 백라이트구동부(60), 시스템제어부(70)로 구성된다.
상기 액정패널(20)과 백라이트유닛(30)은 도 3에서 전술한 내용으로 대체하며 별도로 설명하지 않는다.
상기 스캔구동부(40)는 상기 액정패널(20)에 형성된 게이트라인으로 스캔신호를 순차 인가하며, 상기 데이터구동부(50)는 상기 스캔신호에 동기하여 데이터를 상기 액정패널(20)의 데이터라인으로 인가한다.
상기 백라이트구동부(60)는 상기 백라이트유닛(30)의 FSC 백라이트(도 3의 36)에 대한 점등 제어를 수행한다. 이때 상기 백라이트구동부(60)는 상기 액정패널(20)의 구동주파수에 따라 상기 FSC 백라이트(도 3의 36)의 제어 주파수를 결정하게 되는데, 예를 들어 상기 액정패널(20)이 60Hz 구동일 경우 상기 FSC 백라이트(도 3의 36)의 적색(R), 녹황색(YG), 화록청색(EG), 청색(B) 컬러의 LED는 60Hz/4램프 이므로 각각 15Hz의 구동 주파수로 점등 동작되도록 제어된다.
상기 시스템제어부(70)는 상기 스캔구동부(40), 데이터구동부(50), 백라이트구동부(60)로 제어신호를 출력하여 그 동작을 제어하며, 또한 상기 데이터구동부(50)로 영상 데이터를 제공한다. 또한 상기 시스템제어부(70)는 상기 액정패널(20)의 구동주파수에 따라 상기 백라이트구동부(60)에서 상기 FSC 백라이트(도 3의 36)의 구동주파수를 결정할 수 있도록 구동 제어신호를 출력한다.
이때 상기 본 발명에 따른 FSC 액정표시장치의 구동은 상기 적색(R), 녹황색(YG), 화록청색(EG), 청색(B) 컬러 LED의 순차구동에 맞추기 위해 RGB 데이터를 R, YG, EG, B 컬러 데이터로 변환하고 또한 상기 액정패널(20) 상에서 4개의 서브 액정화소를 1 기본 화소로 하는 구조를 적용하여 상기 각 서브 화소에 상기 R, YG, EG, B 컬러 데이터를 입력하고 이에 동기하여 상기 적색(R), 녹황색(YG), 화록청색(EG), 청색(B) 컬러 LED를 순차로 점등시키는 방식으로 구동할 수 있을 것이다.
상기 구성에 따른 본 발명에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치는 상기 액정패널(20)의 1프레임 구동시간을 분배하여 적색(R), 녹황색(YG), 화록청색(EG), 청색(B) 컬러 램프가 순차 점등되도록 제어함으로써, 컬러 색좌표 상에서 서로 다른 좌표를 가지는 4가지 컬러로 화상을 표현할 수 있기 때문에 기존의 적(R), 녹(G,), 청(B) 컬러 램프에 비해 보다 높은 색재현성을 가지는 것은 당연할 것이다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치는 적색(R), 녹황색(YG), 화록청색(EG), 청색(B)의 광원을 구비하여 순차 점등 구동함으로써 액정패널의 색재현성을 향상시켜 보다 고품위의 화질을 제공할 수 있다.
또한 높은 컬러 품질을 통해 제품 및 시장 경쟁력을 제고하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (8)

  1. 액정패널의 1프레임 구동시간을 분배하여 R(red), YG(Yellow green), EG(Emerald green), B(Blue) 컬러 램프가 순차 점등되는 백라이트 유닛을 구비한 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 각 램프는 LED램프인 것을 특징으로 하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  3. 다수의 데이터라인과 게이트라인 및 액정화소가 형성된 액정패널과;
    상기 게이트라인으로 스캔신호를 인가하는 스캔구동부와;
    상기 스캔신호에 따라 상기 데이터라인으로 데이터를 인가하여 상기 액정화소를 구동하는 데이터구동부와;
    상기 액정패널의 배면에 구성되며, R(red), YG(Yellow green), EG(Emerald green), B(Blue) 컬러 램프를 구비한 백라이트유닛과;
    상기 백라이트구동부의 각 컬러 램프에 대한 점등 제어를 수행하는 백라이트구동부와;
    상기 데이터구동부로 영상 데이터를 제공하며, 상기 데이터구동부와 스캔구동부와 백라이트구동부로 제어신호를 출력하여 구동을 제어하는 시스템제어부
    를 포함하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  4. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 각 램프로부터 빛이 입사되는 도광판과;
    상기 도광판에서 출사되는 램프광의 진행을 고르게 분포시키기 위한 확산판
    을 더욱 포함하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  5. 청구항 제 4 항에 있어서,
    상기 각 램프는 상기 도광판의 측면에 구성되는 것을 특징으로 하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  6. 청구항 제 3 항에 있어서,
    상기 각 램프는 LED램프인 것을 특징으로 하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  7. 청구항 제 3 항에 있어서,
    상기 액정화소는 박막트랜지스터와, 데이터 저장 커패시터와, 액정커패시터를 더욱 포함하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
  8. 청구항 제 3 항에 있어서,
    상기 백라이트구동부는 상기 액정패널의 1프레임 구동시간을 분배하여 상기 각 램프를 순차 점등시키는 것을 특징으로 하는 필드 시퀀셜 컬러 액정표시장치
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