KR20080107151A - 액정 표시 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 해당 색의 서브 화소와 백색 서브 화소를 각각 포함하는 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군으로 이루어진 다수의 화소를 이용하여 화상을 구현하는 액정 표시 패널과; 상기 다수의 서브 프레임 구간들 중 적어도 어느 한 서브 프레임 구간에 백색 광을 조사하고, 나머지 서브 프레임 구간들에 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 광원 어레이를 구비하며, 상기 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각은 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 종래 액정 표시 장치의 필드 순차 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정 표시 패널을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 데이터 구동부로부터의 데이터 전압을 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서 한 프레임 기간 동안 광원 어레이의 순차 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 제1 내지 제4 서브 프레임 기간 동안의 광원 어레이의 순차 구동을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 액정 표시 패널을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서 한 프레임 기간 동안 광원 어레이의 순차 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서 한 프레임 기간 동안 광원 어레이의 순차 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10f는 도 9에 도시된 제1 내지 제6 서브 프레임 기간 동안의 광원 어레이의 순차 구동을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 도 2에 도시된 광원 어레이의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102 : 데이터 구동부 104 : 게이트 구동부
106 : 타이밍 제어부 108 : 광원 구동부
110 : 액정 표시 패널 112 : 광원 어레이
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 동영상을 표시하기에 적합하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.
그런데 액정표시장치는 액정의 느린 응답특성뿐만 아니라 액정의 유지특성에 의해서 동화상 구현시 화면이 흐릿하게 보이는 모션 블러링 현상이나 윤곽이 끌리는 것처럼 보이는 테일링 현상이 나타난다.
이러한 액정표시장치의 유지특성에 의한 동화상의 화질저하를 줄이기 위하여 상판에서 컬러필터가 제거되고 하판 배면에 위치하는 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원의 3원색 광원을 순차적으로 점멸시키는 필드 순차 구동방식(Fiel Sequential Driving System)의 액정표시장치가 개발된 바 있다.
이 필드 순차 구동방식의 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 TFT의 스캔시간(T1) 동안 적색 데이터를 액정셀에 충전시킨 후, 액정의 응답 시간(T2)이 지난 다음에 광원 점등 시간(T3) 동안 적색(R) 광원을 점등하여 1/3 프레임기간보다 작은 시간 동안 적색을 표시한다. 이렇게 적색이 표시된 후 녹색 데이터의 기입 및 녹색(R) 광원의 점등에 이어서 청색 데이터의 기입 및 청색(B) 광원의 점등으로 녹색과 청색이 표시된다.
즉, 제1 프레임을 이루는 제1 내지 제3 서브프레임(SF1,SF2,SF3) 중 소정 서브 프레임(16.7ms를 기준으로 5.56ms)에서는 TFT의 스캔시간(T1) 동안 액정셀에 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 데이터전압을 공급하고, 액정 응답 시간(T2) 동안 액정셀에 공급된 특정색의 데이터전압을 일정하게 유지시키고, 광원 점등 시간(T3)동안 특정 색의 램프가 점등되어 특정색의 데이터가 공급된 액정셀에 특정색이 투과된다.
그러나, 종래 필드 순차 구동방식의 액정 표시 장치는 서브 프레임 단위로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광원이 시간적으로 분할되어 점등된다. 이로 인해, 화상이 적색, 녹색 및 청색으로 분할되어 사용자의 눈에 따로 맺히는 컬러 브레이크 업(Color Break-up)현상이 발생된다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 한 프레임 구간을 다수개의 서브 프레임 구간들로 분할되어 광원을 순차 구동시켜 화상을 표시하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 해당 색의 서브 화소와 백색 서브 화소를 각각 포함하는 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군으로 이루어진 다수의 화소를 이용하여 화상을 구현하는 액정 표시 패널과; 상기 다수의 서브 프레임 구간들 중 적어도 어느 한 서브 프레임 구간에 백색 광을 조사하고, 나머지 서브 프레임 구간들에 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 광원 어레이를 구비하며, 상기 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각은 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 한 프레임 구간을 다수개의 서브 프레임 구간들로 분할되어 광원을 순차 구동시켜 화상을 표시하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 해당 색의 서브 화소와 백색 서브 화소를 각각 포함하는 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군으로 이루어진 다수의 화소에 상기 서브 프레임마다 데이터 전압을 공급하는 단계와; 상기 다수의 서브 프 레임 구간들 중 적어도 어느 한 서브 프레임 구간에 백색 광을 조사하고, 나머지 서브 프레임 구간들에 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각은 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 화상을 구현하는 액정 표시 패널(110)과, 액정 표시 패널(110)의 데이터라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동부(102)와, 액정 표시 패널(110)의 게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동부(104)와, 광원어레이(112)를 구동하기 위한 광원 구동부(108)와, 광원 구동부(108), 게이트 구동부(104) 및 데이터 구동부(102)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(106)를 구비한다.
액정 표시 패널(110)은 다수의 화소(PXL)를 이용하여 화상을 이용한다. 다수의 화소(PXL)들 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 적색, 녹색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP2,SP3)을 포함한다.
적색 서브 화소군(SP1)은 적색 서브 화소(RP)와, 적색 서브 화소(RP)의 우측 에 위치하는 백색 서브 화소(WP)를 포함한다. 녹색 서브 화소군(SP2)은 녹색 서브 화소(GP)와, 녹색 서브 화소(GP)의 우측에 위치하는 백색 서브 화소(WP)를 포함한다. 청색 서브 화소군(SP3)은 청색 서브 화소(BP)와, 청색 서브 화소(BP)의 우측에 위치하는 백색 서브 화소(WP)를 포함한다.
여기서, 적색 서브 화소(RP), 녹색 서브 화소(GP) 및 청색 서브 화소(BP)들 각각에는 해당 색의 컬러 필터가 형성되므로 해당 색의 컬러 필터를 이용하여 화상을 구현한다. 백색 서브 화소(WP)에는 컬러 필터가 형성되지 않으므로 광원으로부터 출사되는 특정 색의 광을 이용하여 화상을 구현한다. 이 때, 백색 서브 화소들(WP)은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,WP)과 동일 면적으로 형성된다.
한편, 제3i(여기서, i는 자연수)-2 게이트 라인(GL1,GL4,...,GLm-2)과 접속되는 서브 화소들은 적색 서브 화소군(SP1)과, 녹색 서브 화소군(SP2) 및 청색 서브 화소군(SP3) 순으로 배열되며, 제3i-1 게이트 라인(GL2,GL5,...,GLm-1)과 접속되는 서브 화소들은 녹색 서브 화소군(SP2)과, 청색 서브 화소군(SP3) 및 적색 서브 화소군(SP1) 순으로 배열되며, 제3i 게이트 라인(GL3,GL6,...,GLm)과 접속되는 서브 화소들은 청색 서브 화소군(SP3)과, 적색 서브 화소군(SP1) 및 녹색 서브 화소군(SP2) 순으로 배열된다.
이러한 각 서브 화소들에는 게이트 라인(GL1 내지 GLm)으로부터의 게이트 신호에 의해 턴온되는 박막 트랜지스터(도시하지 않음)를 통해 데이터 라인(DL1 내지 DLn)으로부터의 데이터 신호가 공급된다.
타이밍제어부(106)는 외부로부터 입력되어진 화소 데이터 신호(R,G,B Data) 를 데이터 구동부(102)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(106)는 외부로부터 입력된 제어신호에 응답하여 게이트 구동부(104) 및 데이터 구동부(102)와 광원구동부(108) 각각을 제어하기 위한 게이트 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 광원 제어 신호를 발생한다. 여기서, 광원 제어 신호로는 광원어레이(112)의 적색, 녹색, 청색 및 백색 광원(112R,112G,112B,112W)의 점등과 소등상태를 결정하는 신호 등이 포함된다.
게이트 구동부(104)는 타이밍 제어부(106)로부터의 게이트 제어신호들에 응답하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트 하이전압(VGH)을 공급한다. 이에 따라, 게이트 구동부(104)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인(GL) 단위로 구동되게 한다.
데이터 구동부(102)는 타이밍 제어부(106)로부터의 데이터 제어신호들에 응답하여 수평기간(H1, H2, ...)마다 1 수평라인분씩의 데이터 전압을 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 특히, 데이터 구동부(102)는 타이밍 제어부(106)로부터의 디지털 화소데이터(R, G, B)를 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 공급한다.
이러한 데이터 구동부(102)는 도 4에 도시되 바와 같이 한 화면이 표시되는 프레임기간을 제1 내지 제4 서브프레임(SF1 내지 SF4)으로 시분할하여 데이터라인(DL)에 데이터 전압을 공급한다. 즉, 데이터구동부(102)는 제1 서브프레임기간(SF1)에 적색, 녹색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP2,SP3)의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 공급하며, 제2 서브 프 레임 기간(SF2)에는 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소들(WP)에 적색 데이터 전압을 공급하며, 제3 서브 프레임 기간(SF3)에는 적색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소들(WP)에 녹색 데이터 전압을 공급하며, 제4 서브 프레임 기간(SP4)에는 적색 및 녹색 서브 화소군(SP1,SP2)의 백색 서브 화소들(WP)에 청색 데이터 전압을 공급한다.
이 때, 각 서브 프레임 기간(SF1,SF2,SF3,SF4) 동안 공급되는 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압의 공급 기간은 광원의 점등 순서에 따라 다양하게 변경가능하다.
광원 구동부(108)는 타이밍 제어부(106)의 제어하에 서브 프레임 단위로 광원어레이(112)에 포함되는 적색, 녹색, 청색 및 백색 광원(112R,112G,112B,112W)을 점멸시키게 된다. 여기서, 광원(112R,112G,112B,112W)은 냉음극 형광램프 또는 발광다이오드 등으로 이루어진다. 이 광원구동부(108)는 광원제어신호에 응답하여 제1 내지 제4 서브 프레임 기간(SF1 내지 SF4) 동안 해당 광원이 점등 상태를 유지하고 나머지 광원들은 소등상태를 유지한다. 즉, 광원 구동부(108)는 도 5에 도시된 바와 같이 한 프레임 기간을 이루는 제1 내지 제4 서브프레임 기간(SF1 내지 SF4)동안 백색(W), 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광원을 순차적으로 점등한다.
한편, 컬러 필터를 가지는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 투과율과 컬러 필터를 가지지 않는 백색 서브 화소(WP)의 전체 투과율은 서로 다르다. 구체적으로, 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소들(RP,GP,BP,WP) 각각의 박막트랜지스터 어레이의 개구영역은 동일하므로 단위 면적당 투과율은 서로 같다. 하지만, 컬러 필터를 가지는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 경우, 광원 어 레이(112)로부터 생성된 광이 각각의 컬러 필터를 통과함으로써 그에 비례하여 광손실이 발생된다. 반면에 백색 서브 화소(WP)의 경우, 컬러 필터가 없으므로 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 비해 광손실이 적다. 이에 따라, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 전체 투과율은 백색 서브 화소(BP)의 전체 투과율에 비해 낮다.
따라서, 각 서브 화소(RP,GP,BP,WP)의 휘도를 동일하게 하기 위해서는 수학식 1을 만족하여야 한다. 수학식 1은 제1 서브 프레임 동안 백색 광을 이용하여 적색을 구현하는 적색 서브 화소군의 적색 서브 화소(SP1;RP)와, 제2 서브 프레임 동안 적색 광을 이용하여 적색을 구현하는 녹색 서브 화소군의 백색 서브 화소(SP2;WP)를 예로 들어 설명하기로 한다.
휘도(SP1;RP) : 백색광 = 휘도(SP2;WP): 적색광
휘도(SP1;RP)=백색 광원 휘도×컬러 필터를 가지는 적색 서브 화소(SP1;RP)의 투과율
휘도(SP2;WP)=적색 광원 휘도×컬러 필터를 가지지 않는 백색 서브 화소(SP2;WP)의 투과율
이 때, 각 서브 화소(RP,GP,BP,WP)의 투과율은 각 서브 화소의 박막트랜지스터 어레이의 개구율과 각 서브 화소(RP,GP,BP,WP)에 포함된 각 박막의 투과율에 의해 결정된다. 따라서, 컬러 필터를 가지는 투과 영역과 컬러 필터를 가지지 않는 투과 영역의 투과비, 적색 서브 화소군의 적색 서브 화소(SP1;RP)와 녹색 서브 화 소군의 백색 서브 화소(SP2;WP)의 개구율비, 각 광원의 강도와 조사시간을 적절히 조절하여 동일 데이터가 동일한 빛의 휘도를 구현할 수 있도록 설계한다.
또한, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP) 각각에 포함된 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터에 의한 합산 휘도 및 색도는 수학식 2와 같이 백색 서브 화소(WP)의 백색 광원에 의한 휘도 및 색감과 같게 설계한다.
휘도(RP+GP+BP)=휘도(WP)
색도(RP+GP+BP)=색도(WP)
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 한 프레임 기간 동안의 광원 어레이의 순차 구동을 설명하기 위한 도면이다. 이에 대해서, 도 5를 결부하여 설명하기로 한다.
한 프레임 중 제1 서브 프레임 기간(SF1)의 스캔 시간(T1) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 충전시킨다. 이 후, 제1 서브 프레임 기간(SF1)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 공급된 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제1 서브 프레임 기간(SF1)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 6a에 도시된 바와 같이 백색 광원(112W)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112G,112B)을 소등하여 1/4 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 액정 표시 패널에 입사된 백색광은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)을 통과함으로써 화상을 구현한다.
제2 서브 프레임 기간(SF2)의 스캔 시간(T1) 동안에는 적색 데이터 전압을 액정 패널의 전체 백색 서브 화소들 중 적어도 하나의 백색 서브 화소에 충전시킨다. 예를 들어, 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소(WP)에는 적색 데이터 전압이 충전된다. 이 후, 제2 서브 프레임 기간(SF2)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소들(WP)에 공급된 적색 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제2 서브 프레임 기간(SF2)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 6b에 도시된 바와 같이 적색 광원(112R)을 점등하고 나머지 광원들(112G,112B,112W)을 소등하여 1/4 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 적색 데이터 전압이 공급된 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소(WP)를 통해 적색광이 투과됨으로써 화상이 구현된다.
제3 서브 프레임 기간(SF3)의 스캔 시간(T1) 동안에는 녹색 데이터 전압을 액정 패널의 전체 백색 서브 화소들 중 적어도 하나의 백색 서브 화소에 충전시킨다. 예를 들어, 적색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소(WP)에는 녹색 데이터 전압이 충전된다. 이 후, 제3 서브 프레임 기간(SF3)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소들(WP)에 공급된 녹색 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제3 서브 프레임 기간(SF3)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 6c에 도시된 바와 같이 녹색 광원(112G)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112B,112W)을 소등하여 1/4 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 녹색 데이터 전압이 공급된 적색 및 청색 서브 화소 군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소(WP)를 통해 녹색광이 투과됨으로써 화상이 구현된다.
제4 서브 프레임 기간(SF4)의 스캔 시간(T1) 동안에는 청색 데이터 전압을 액정 패널의 전체 백색 서브 화소들 중 적어도 하나의 백색 서브 화소에 충전시킨다. 예를 들어, 적색 및 녹색 서브 화소군(SP1,SP2)의 백색 서브 화소(WP)에는 청색 데이터 전압이 충전된다. 이 후, 제4 서브 프레임 기간(SF4)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색 및 녹색 서브 화소군(SP1,SP2)의 백색 서브 화소들(WP)에 공급된 청색 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제4 서브 프레임 기간(SF4)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 6d에 도시된 바와 같이 청색 광원(112B)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112G,112W)을 소등하여 1/4 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 청색 데이터 전압이 공급된 백색 서브 화소(WP)를 통해 청색광이 투과됨으로써 화상이 구현된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동방법은 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각을 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치된다. 이에 따라, 동일 색의 서브 화소들이 분산 배치됨으로써 백색 광을 이용한 서브 프레임의 생성으로 인해 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 한 프레임을 4개의 서브 프레임으로 구동함으로써 각 서브 프레임의 구동 시간이 빨라져 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 패널을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 액정 표시 패널은 도 2에 도시된 액정 표시 패널과 대비하여 백색 서브 화소(RP)의 면적이 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)와 다른 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
백색 서브 화소(WP)는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP) 각각보다 큰 면적으로 형성된다. 또한, 백색 서브 화소(WP)의 전체 투과율은 전술한 바와 같이 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 전체 투과율보다 높다.
따라서, 각 서브 화소(RP,GP,BP,WP)의 휘도를 동일하게 하기 위해서는 전술한 수학식 1 및 수학식 2를 만족하여야 한다. 이 때, 백색 서브 화소(WP)의 면적이 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 면적보다 크기 때문에 수학식 1을 만족하기 위해서는 도 8에 도시된 바와 같이 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)에 조사되는 백색 광원(112W)의 세기는 백색 서브 화소(WP)에 조사되는 적색, 녹색 및 청색 광원(112R,112G,112B)의 세기보다 높게 설정된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동방법은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP2,SP3) 각각을 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치된다. 이에 따라, 동일 색의 서브 화소들이 분산 배치됨으로써 백색 광을 이용한 서브 프레임의 생성으로 인해 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 한 프레임을 4개의 서브 프레임으로 구동함으로써 각 서브 프레임의 구동 시간이 종래보다 빨라져 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 컬러 필터를 가지는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소의 면적이 최소화됨에 따라서 컬러 필터로 인한 광손실을 최소화할 수 있어 투과율이 향상된다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 필드 순차 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 구동 방법은 도 6에 도시된 구동 방법과 대비하여 한 프레임을 6개의 서브 프레임으로 나뉘어 구동되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한 프레임 기간을 이루는 제1 내지 제6 서브프레임 기간(SF1 내지 SF6)동안 적색 광원(112R), 백색 광원(112W), 녹색 광원(112G), 백색 광원(112W), 청색 광원(112B) 및 백색 광원(112W)은 광원 구동부(108)에 의해 순차적으로 점등된다.
이와 같이, 한 프레임 동안 백색 광원(112W)이 3회 점등되는 반면에 적색, 녹색 및 청색 광원(112R,112G,112B) 각각은 1회 점등된다. 이 경우, 한 프레임 동안 3회 점등되는 백색 광을 이용하여 적색, 녹색 또는 청색을 구현하는 소정 색의 서브 화소군의 소정색의 서브 화소의 휘도는 한 프레임 동안 1회 점등되는 적색, 녹색 또는 청색 광을 이용하여 해당색을 구현하는 소정색의 서브 화소군의 백색 서브 화소(WP)의 휘도는 동일해야 한다.
이를 위해, 3회 점등되는 백색 광원(112W)의 점등 시간을 도 9에 도시된 바와 같이 1회 점등되는 적색, 녹색 또는 청색 광원(112R,112G,112B)의 점등 기간보다 짧게 하거나 3회 점등 되는 백색 광원(112W)의 강도를 1회 점등되는 적색, 녹색 또는 청색 광원(112R,112G,112B)의 강도보다 약하게 한다. 점등 기간을 조절하는 경우, 백색 광원(112W)의 점등 기간은 적색, 녹색 또는 청색 광원(112R,112G,112B)의 점등 기간의 1/3으로 설정한다.
한편, 백색 서브 화소(WP)의 면적이 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(RP,GP,BP)의 면적보다 큰 경우, 각 서브 화소의 면적 및 점등회수를 고려하여 광원들의 점등 시간 또는 강도를 조절한다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 한 프레임 기간 동안의 광원 어레이의 순차 구동을 설명하기 위한 도면이다. 이에 대해서, 도 9를 결부하여 설명하기로 한다.
제1 서브 프레임 기간(SF1)의 스캔 시간(T1) 동안에는 적색 데이터 전압을 액정 패널의 전체 백색 서브 화소들 중 적어도 하나의 백색 서브 화소에 충전시킨다. 예를 들어, 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소(WP)에는 적색 데이터 전압이 충전된다. 이 후, 제1 서브 프레임 기간(SF1)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소들(WP)에 공급된 적색 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제1 서브 프레임 기간(SF1)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 10a에 도시된 바와 같이 적색 광원(112R)을 점등하고 나머지 광원들(112G,112B,112W)을 소등하여 1/6 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 적색 데이터 전압이 공급된 녹색 및 청색 서브 화소군(SP2,SP3)의 백색 서브 화소(WP)를 통해 적색광이 투과됨으로써 화상이 구현된다.
제2 서브 프레임 기간(SF2)의 스캔 시간(T1) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 충전시킨다. 이 후, 제2 서브 프레임 기간(SF2)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 공급된 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제2 서브 프레임 기간(SF2)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 10b에 도시된 바와 같이 백색 광원(112W)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112G,112B)을 소등하여 1/6 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 액정 표시 패널에 입사된 백색광은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)을 통과함으로써 화상을 구현한다.
제3 서브 프레임 기간(SF3)의 스캔 시간(T1) 동안에는 녹색 데이터 전압을 액정 패널의 전체 백색 서브 화소들 중 적어도 하나의 백색 서브 화소에 충전시킨다. 예를 들어, 적색 및 청색 서브 화소군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소(WP)에는 녹색 데이터 전압이 충전된다. 이 후, 제3 서브 프레임 기간(SF3)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색 및 청색서브 화소군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소들(WP)에 공급된 녹색 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제3 서브 프레임 기간(SF3)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 10c에 도시된 바와 같이 녹색 광원(112G)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112B,112W)을 소등하여 1/6 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 녹색 데이터 전압이 공급된 적색 및 청색서브 화소군(SP1,SP3)의 백색 서브 화소(WP)를 통해 녹색광이 투과됨으로써 화상이 구현된다.
제4 서브 프레임 기간(SF4)의 스캔 시간(T1) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 충전시킨다. 이 후, 제4 서브 프레임 기간(SF4)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 공급된 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제4 서브 프레임 기간(SF4)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 10d에 도시된 바와 같이 백색 광원(112W)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112G,112B)을 소등하여 1/6 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 액정 표시 패널에 입사된 백색광은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)을 통과함으로써 화상을 구현한다.
제5 서브 프레임 기간(SF5)의 스캔 시간(T1) 동안에는 청색 데이터 전압을 액정 패널의 전체 백색 서브 화소들 중 적어도 하나의 백색 서브 화소에 충전시킨다. 예를 들어, 적색 및 녹색 서브 화소군(SP1,SP2)의 백색 서브 화소(WP)에는 청색 데이터 전압이 충전된다. 이 후, 제5 서브 프레임 기간(SF5)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색 및 녹색 서브 화소군(SP1,SP2)의 백색 서브 화소들(WP)에 공급된 청색 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제5 서브 프레임 기간(SF5)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 10e에 도시된 바와 같이 청색 광원(112B)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112G,112W)을 소등하여 1/6 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 청색 데이터 전압이 공급된 백색 서브 화소(WP)를 통해 청색광이 투과됨으로써 화상이 구현된다.
제6 서브 프레임 기간(SF6)의 스캔 시간(T1) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 충전시킨다. 이 후, 제6 서브 프레임 기간(SF6)의 액정의 응답 시간(T2) 동안에는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)에 공급된 데이터 전압을 일정하게 유지한다. 그런 다음, 제6 서브 프레임 기간(SF6)의 광원 점등 구간(T3) 동안에는 도 10f에 도시된 바와 같이 백색 광원(112W)을 점등하고 나머지 광원들(112R,112G,112B)을 소등하여 1/6 프레임 기간 동안 화상을 구현한다. 즉, 액정 표시 패널에 입사된 백색광은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소들(RP,GP,BP)을 통과함으로써 화상을 구현한다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동방법은 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각을 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치된다. 이에 따라, 동일 색의 서브 화소들이 분산 배치됨으로써 백색 광을 이용한 서브 프레임의 생성으로 인해 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 한 프레임을 6개의 서브 프레임으로 구동함으로써 각 서브 프레임의 구동 시간이 빨라져 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 컬러 필터를 가지는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소의 면적이 최소화됨에 따라서 컬러 필터로 인한 광손실을 최소화할 수 있어 투과율이 향상된다.
한편, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 백색광을 생성하기 위해 별도의 백색 광원을 구비하는 경우를 예로 들어 설명하였지만 이외에도 도 11에 도시된 바와 같이 백색 광원 없이 적색, 녹색 및 청색 광원(112R,112G,112B)을 동시에 점등하여 백색을 구현할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 동일 색의 서브 화소들이 분산 배치됨으로써 백색 광을 이용한 서브 프레임의 생성으로 인해 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 한 프레임을 4~6개의 서브 프레임으로 구동함으로써 각 서브 프레임의 구동 시간이 빨라져 컬러 브레이크 업 현상을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

  1. 한 프레임 구간을 다수개의 서브 프레임 구간들로 분할되어 광원을 순차 구동시켜 화상을 표시하는 액정 표시 장치에 있어서,
    해당 색의 서브 화소와 백색 서브 화소를 각각 포함하는 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군으로 이루어진 다수의 화소를 이용하여 화상을 구현하는 액정 표시 패널과;
    상기 다수의 서브 프레임 구간들 중 적어도 어느 한 서브 프레임 구간에 백색 광을 조사하고, 나머지 서브 프레임 구간들에 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 광원 어레이를 구비하며,
    상기 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각은 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 프레임은 제1 내지 제4 서브 프레임으로 이루어지며,
    상기 한 프레임 동안 상기 백색 광을 생성하는 백색광원, 상기 적색 광을 생성하는 적색 광원, 상기 녹색 광을 생성하는 녹색 광원 및 상기 청색 광을 생성하는 청색 광원을 순차적으로 점등시키는 광원 구동부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 프레임은 제1 내지 제6 서브 프레임으로 이루어지며,
    상기 한 프레임 동안 상기 적색 광을 생성하는 적색 광원, 상기 백색 광을 생성하는 백색광원, 상기 녹색 광을 생성하는 녹색 광원, 상기 백색광원, 상기 청색 광을 생성하는 청색 광원 및 상기 백색 광원을 순차적으로 점등시키는 광원 구동부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 백색 광원이 점등되는 서브 프레임 동안 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소군의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소에 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 공급하며, 상기 적색 광원이 점등되는 서브 프레임 동안 상기 녹색 및 청색 서브 화소군의 백색 서브 화소에 적색 데이터 전압을 공급하며, 상기 녹색 광원이 점등되는 서브 프레임동안 상기 적색 및 청색 서브 화소군의 백색 서브 화소에 녹색 데이터 전압을 공급하며, 상기 청색 광원이 점등되는 서브 프레임 동안 상기 적색 및 녹색 서브 화소군의 백색 서브 화소에 청색 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 각각은 상기 백색 서브 화소와 면적이 동일하며,
    상기 백색 서브 화소에 공급되는 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원의 강도는 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소에 공급되는 백색 광의 강도는 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 각각은 상기 백색 서브 화소보다 면적이 작으며,
    상기 백색 서브 화소에 공급되는 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원의 강도는 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소에 공급되는 백색 광의 강도보다 약한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백색 광의 점등 기간은 상기 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원의 점등 기간보다 짧은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 한 프레임 구간을 다수개의 서브 프레임 구간들로 분할되어 광원을 순차 구동시켜 화상을 표시하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    해당 색의 서브 화소와 백색 서브 화소를 각각 포함하는 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군으로 이루어진 다수의 화소에 상기 서브 프레임마다 데이터 전압을 공급하는 단계와;
    상기 다수의 서브 프레임 구간들 중 적어도 어느 한 서브 프레임 구간에 백색 광을 조사하고, 나머지 서브 프레임 구간들에 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 단계를 포함하며,
    상기 적색 서브 화소군, 녹색 서브 화소군 및 청색 서브 화소군 각각은 다른 색의 서브 화소군과 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 한 프레임은 제1 내지 제4 서브 프레임으로 이루어지며,
    상기 백색, 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 단계는
    상기 한 프레임 동안 상기 백색 광을 생성하는 백색광원, 상기 적색 광을 생성하는 적색 광원, 상기 녹색 광을 생성하는 녹색 광원 및 상기 청색 광을 생성하는 청색 광원을 순차적으로 점등시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 한 프레임은 제1 내지 제6 서브 프레임으로 이루어지며,
    상기 백색, 적색, 녹색, 청색 광을 조사하는 단계는
    상기 한 프레임 동안 상기 적색 광을 생성하는 적색 광원, 상기 백색 광을 생성하는 백색광원, 상기 녹색 광을 생성하는 녹색 광원, 상기 백색 광원, 상기 청 색 광을 생성하는 청색 광원 및 상기 백색 광원을 순차적으로 점등시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 서브 프레임마다 데이터 전압을 공급하는 단계는
    상기 백색 광원이 점등되는 서브 프레임 동안 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소군의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소에 적색, 녹색 및 청색 데이터 전압을 공급하는 단계와;
    상기 적색 광원이 점등되는 서브 프레임 동안 상기 녹색 및 청색 서브 화소군의 백색 서브 화소에 적색 데이터 전압을 공급하는 단계와;
    상기 녹색 광원이 점등되는 서브 프레임동안 상기 적색 및 청색 서브 화소군의 백색 서브 화소에 녹색 데이터 전압을 공급하는 단계와;
    상기 청색 광원이 점등되는 서브 프레임 동안 상기 적색 및 녹색 서브 화소군의 백색 서브 화소에 청색 데이터 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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