KR20090007035A

KR20090007035A - 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20090007035A
Application number: KR1020070070625A
Authority: KR
Inventors: 손현호; 김기홍
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2009-01-16
Also published as: KR101329076B1

Abstract

본 발명은 색재현 범위를 넓힘과 아울러 혼색 특성을 개선하도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

이 액정표시장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 서로 다른 색을 표시하는 세 개의 서브픽셀들을 각각 포함하여 표시영상을 표시하는 다수의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널; 상기 서브픽셀들에 서로 다른 색의 데이터를 순차적으로 공급하기 위한 데이터 구동회로; 상기 데이터를 분석하여 상기 표시영상의 채도를 판정하고 이 판정결과에 따라 3 원색 데이터에서 4 원색 데이터로의 데이터 변환시 색좌표 매칭을 다르게 함과 아울러 상기 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 데이터 변환회로; 서로 다른 색의 네 개의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널의 배면에 광을 조사하는 백라이트유닛; 상기 광원들을 점멸 구동하는 광원 구동회로; 및 한 프레임을 두 개의 서브프레임으로 분할하고, 상기 4 원색 데이터 및 상기 백색 데이터를 상기 채도 판정 결과에 따라 다르게 시분할 함과 아울러, 상기 시분할 된 데이터들에 연동하여 상기 광원들이 시분할 점등되도록 상기 광원 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 색재현 범위를 넓힘과 아울러 혼색 특성을 개선하도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시한다. 특히, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 액정셀마다 스위칭소자가 형성되어 동영상을 표시하기에 유리하다. 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다.

이 액정표시장치에 있어서, 표시화면을 구성하는 액정표시패널의 한 픽셀(Pixel)은 도 1과 같이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 픽셀(Sub-pixel)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 액정표시패널은 액정층(15)을 사이에 두고 컬러필터 기 판(31)과 박막트랜지스터 기판(이하, "TFT 기판"이라 한다)(32)이 합착된다. 이 액정표시패널의 배면 쪽에는 백라이트유닛(33)이 설치된다.

컬러필터 기판(31)에는 상부 유리기판(12)의 배면 상에 컬러필터(13) 및 공통전극(14)이 형성되며, 상부 유리기판(12)의 전면 상에 편광판(11)이 부착된다. 컬러필터(13)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 배치되어 가시광 대역의 3원색 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 이웃하는 컬러필터들(13) 사이에는 블랙 매트릭스(20)가 형성된다. 공통전극(14)에는 공통전압(Vcom)이 인가된다. 공통전극(14)은 전계 인가 방식에 따라 TFT 기판(32)에 형성될 수도 있다. 즉, 공통전극(14)은 TN(Twisted Nematc) 모드, VA (Vertical Alignment) 모드등과 같은 수직 전계 방식에서는 컬러필터 기판(31) 상에 형성되고, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등의 수평 전계 방식에서는 TFT 기판(32) 상에 형성된다.

TFT 기판(32)은 컬러필터 기판(31)과 대향한다. 이 TFT 기판(32)에는 하부 유리기판(16)의 전면에 데이터라인들(19)과 게이트라인들(18)이 상호 교차되도록 형성된다. 데이터라인들(19)과 게이트라인들(18)의 교차부에는 TFT들(20)이 형성된다. 하부 유리기판(16)의 전면에는 데이터라인(19)과 게이트라인(18)이 교차되는 셀 영역마다 화소전극(21)이 형성된다. TFT(20)는 게이트라인(18)으로부터의 스캐닝신호에 응답하여 데이터라인(19)과 화소전극(21) 사이의 데이터 전송패스를 절환함으로써 화소전극(21)을 구동하게 된다. TFT 기판(32)의 배면에는 편광판(17)이 부착된다.

액정층(15)은 화소전극(21)에 인가되는 데이터전압과 공통전극(14)에 인가되는 공통전압의 전압차에 응답하여 TFT 기판(32)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다. 컬러필터 기판(31)과 TFT 기판(32) 상에 부착된 편광판들(11,17)은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 예를 들어 액정(15)이 90°TN 모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교된다.

컬러필터 기판(31)과 TFT 기판(32)의 액정 대향면들에는 도시하지 않은 배향막이 형성된다. 배향막은 액정분자의 프리틸트각을 결정하게 된다.

백라이트유닛(33)은 선광원 형태의 백색광을 면광원으로 변환하고 그 백색광을 액정표시패널(31)에 조사하는 역할을 한다. 이 백라이트 유닛(33)에는 광원과 다수의 광학시트들이 포함된다.

이러한 액정표시패널은 도 2와 같이 한 서브픽셀의 크기 즉, 색의 공간적인 주기(d)가 시각의 공간적인 분해능 이하의 값을 갖는 컬러필터를 사용함으로써 색을 자연스럽게 표현하게 된다.

상술한 액정표시장치에 있어서, 화상을 표시하기 위하여 도 3과 같이 백라이트 유닛(33)은 지속적으로 점등 상태를 유지하고, 액정표시패널은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 영상 데이터를 동시에 표시하게 된다. 그런데, 이 액정표시장치는 컬러필터의 광흡수로 인하여 투과율이 낮아지기 때문에 휘도가 낮은 문제점이 있다.

이 문제점을 해결하기 위하여 종래, 도 4와 같이 상판(41)에서 컬러필터가 제거되고 적색광원(43R), 녹색광원(43G) 및 청색광원(43B)의 3원색 광원을 순차적 으로 점멸시키는 소위 '필드 순차 구동방식(Fiel Sequential Driving System : 이하, 'FS 구동방식'이라 한다)의 액정표시장치가 개발된 바 있다.

FS 구동방식의 액정표시장치는 도 5와 같이 TFT의 스캔시간 동안 적색 데이터를 액정셀에 충전시킨 후, 액정의 응답시간이 지난 다음에 적색 광원(43R)을 점등하여 1/3 프레임기간보다 작은 시간 동안 적색(R)을 표시한다. 이렇게 적색이 표시된 후 녹색 데이터의 기입 및 녹색 광원(43G)의 점등에 이어서 청색 데이터의 기입 및 청색 광원(43B)의 점등으로 녹색(G)과 청색(B)이 표시된다.

이러한 FS 구동방식의 액정표시장치는 컬러필터를 제거함으로써 광투과율이 높고 공간적인 해상도가 높은 장점이 있다. FS 구동방식은 도 5에서 알 수 있는 바 색을 재현하는 시간적인 주기(T)가 시각의 시간적인 분해능 이하의 값을 가짐으로써 시분할로 자연스럽게 색을 재현할 수 있다.

그러나 종래 FS 구동방식의 액정표시장치는 도 1과 같은 액정표시장치에 비하여 대략 3 배 정도의 휘도증가가 기대되었지만 TFT의 스캔시간과 액정의 응답시간만큼 광원(43R,43G,43B)의 점등시간이 줄어들기 때문에 휘도 증가 효과를 거의 기대할 수 없다. 이를 해결하기 위하여, TFT의 스캔시간이나 액정의 응답시간을 줄이는 방법을 고려할 수 있지만 TFT의 스캔시간을 줄이게 되면 액정셀에 충분한 데이터가 충전될 수 없고 액정의 응답시간이 어느 한계 이상 빠르게 할 수 없기 때문에 TFT의 스캔시간이나 액정의 응답시간을 줄이기가 곤란한 실정이다.

또한, 종래 FS 구동방식의 액정표시장치는 도 6과 같이 60Hz의 프레임 주파수를 가지는 NTSC 방식에서 약 180Hz의 서브프레임 주파수로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광원을 순차적으로 구동시켜 백색(W)을 재현할 때 광원들 간 혼색에 의해 도 7b와 같은 백색(W)이 깨지는 이른바, 컬러 브레이크 업(Color Break Up) 현상이 발생되는 문제점이 있다. 이는 도 7a에 도시된 바와 같이 표준 색좌표계에서 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)들 간 좌표상 거리가 멀어 이들 간 색차가 커짐으로써 백색(W)을 표시하는 픽셀과 픽셀의 경계영역(D)에서 적색(R), 노란색(Y), 청녹색(C), 및 청색(B) 등이 부분적으로 표시되기 때문이다. 실험에 의하면, 청색(B) - 적색(R) 간 색차는 156.5, 적색(R) - 녹색(G) 간 색차는 251.6, 녹색(G) - 청색(B) 간 색차는 284.7로 상당히 크다. 이러한 혼색 현상은 고채도 영상보다 저채도 영상에서 쉽게 시인되며, 혼색 현상을 방지하기 위해서는 광원의 구동 주파수를 270 ~ 540Hz로 높여야 하나 실질적으로 전자파 간섭 등 여러 부작용으로 인해 구동 주파수를 높이기는 어렵다.

아울러, 종래 FS 구동방식의 액정표시장치는 3 원색만을 사용함으로써, 표준 색좌표계상에서 원색들의 색좌표로 연결된 도형의 면적으로 정의되는 색 재현 범위(Ga)가 좁은 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 색재현 범위를 넓힘과 아울러 혼색 특성을 개선하도록 하는 데 그 목적이 있다.

나아가, 본 발명은 광투과율을 높여 휘도를 증가시킴과 아울러 광원의 구동 주파수를 줄이는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 서로 다른 색을 표시하는 세 개의 서브픽셀들을 각각 포함하여 표시영상을 표시하는 다수의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널; 상기 서브픽셀들에 서로 다른 색의 데이터를 순차적으로 공급하기 위한 데이터 구동회로; 상기 데이터를 분석하여 상기 표시영상의 채도를 판정하고 이 판정결과에 따라 3 원색 데이터에서 4 원색 데이터로의 데이터 변환시 색좌표 매칭을 다르게 함과 아울러 상기 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 데이터 변환회로; 서로 다른 색의 네 개의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널의 배면에 광을 조사하는 백라이트유닛; 상기 광원들을 점멸 구동하는 광원 구동회로; 및 한 프레임을 두 개의 서브프레임으로 분할하고, 상기 4 원색 데이터 및 상기 백색 데이터를 상기 채도 판정 결과에 따라 다르게 시분할 함과 아울러, 상기 시분할 된 데이터들에 연동하여 상기 광원들이 시분할 점등되도록 상기 광원 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비한다.

상기 서브픽셀들 중 제1 서브픽셀은 자주색 컬러필터를 구비하고, 제2 서브픽셀은 컬러필터를 구비하지 않으며, 제3 서브픽셀은 녹색 컬러필터를 구비한다.

상기 데이터 변환회로는, 시스템으로부터 입력되는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3원색 데이터를 적색(R), 녹색(G), 청녹색(C), 및 청색(B)의 4원색 데이터로 변환하는 데이터 변환부; 상기 4원색 데이터와 상기 시스템으로부터의 수직 동기신호를 이용하여 한 프레임 분의 영상의 채도를 판정하는 채도 판정부; 저 채도에 대응되는 색좌표값들이 저장된 제1 룩업테이블, 고 채도에 대응되는 색좌표값들이 저장된 제2 룩업테이블, 및 상기 채도 판정 결과에 기초하여 상기 제1 및 제2 룩업테이블 중 어느 하나를 선택하는 MUX를 포함하며 상기 선택된 룩업테이블의 색좌표값들을 상기 데이터 변환부로 출력하여 채도에 따라 상기 4 원색 데이터의 색좌표값들을 다르게 하는 색좌표 선택부; 및 상기 색좌표가 변경된 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 구비한다.

상기 백라이트유닛은 적색(R) 광원, 청녹색(C) 광원, 녹색(G) 광원, 및 청색(B) 광원을 구비한다.

상기 타이밍 콘트롤러는, 상기 표시영상이 저 채도이면 적색(R), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬함과 아울러 제1 서브프레임 기간에 상기 적색(R) 광원 및 청녹색(C) 광원이 점등되도록 제어하고 제2 서브프레임 기간에 상기 녹색(G) 광원 및 청색(B) 광원이 점등되도록 제어하며; 상기 표시영상이 고 채도이면 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬함과 아 울러 제1 서브프레임 기간에 상기 적색(R) 광원 및 녹색(G) 광원이 점등되도록 제어하고 제2 서브프레임 기간에 상기 청녹색(C) 광원 및 청색(B) 광원이 점등되도록 제어한다.

상기 데이터 구동회로는, 저 채도인 표시영상에 대응하여 제1 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 적색(R) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 청녹색(C) 데이터를 공급함과 아울러 제2 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 청색(B) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 녹색(G) 데이터를 공급한다.

상기 데이터 구동회로는, 고 채도인 표시영상에 대응하여 제1 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 적색(R) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 녹색(G) 데이터를 공급함과 아울러 제2 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 청색(B) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 청녹색(C) 데이터를 공급한다.

상기 채도 판정부는, 각 픽셀에 공급될 상기 4원색 데이터들의 픽셀별 최대 계조값과 최소 계조값을 검출하고, 검출된 최대 계조값과 최소 계조값 간의 차가 소정의 기준치를 초과하는 픽셀수를 한 프레임 동안 카운트한 후, 카운트 된 픽셀수가 미리 설정된 개수를 초과하면 해당 프레임 분의 영상을 고채도 영상으로 판정하고, 반면에 카운트 된 픽셀수가 미리 설정된 개수를 초과하지 않으면 해당 프레임 분의 영상을 저채도 영상으로 판정한다.

상기 제1 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 색재현율 범위는 상기 제2 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 색재현율 범위보다 좁다.

상기 제1 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 서브프레임들 간 색차는 상기 제2 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 서브프레임들 간 색차보다 작다.

본 발명에 따라 서로 다른 색을 표시하는 세 개의 서브픽셀들을 각각 포함하여 표시영상을 표시하는 다수의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시장치의 구동방법은, 상기 서브픽셀들에 표시되는 데이터를 분석하여 상기 표시영상의 채도를 판정하고 이 판정결과에 따라 3 원색 데이터에서 4 원색 데이터로의 데이터 변환시 색좌표 매칭을 다르게 함과 아울러 상기 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 제1 단계; 한 프레임을 두 개의 서브프레임으로 분할하고, 상기 4 원색 데이터 및 상기 백색 데이터를 상기 채도 판정 결과에 따라 다르게 시분할하는 제2 단계; 채도에 따라 다르게 시분할 된 서로 다른 색의 데이터를 순차적으로 상기 서브픽셀에 공급하는 제3 단계; 및 상기 시분할 된 데이터들에 연동하여 광원들을 시분할 점등시키는 제4 단계를 포함한다.

이 액정표시장치 및 그 구동방법은 저채도 화상에서 문제되던 컬러 브레이크 업 현상에 의한 혼색 특성을 상당히 개선할 수 있으며, 고채도에서의 색재현 범위를 넓게 할 수 있다.

나아가, 이 액정표시장치 및 그 구동방법은 백색을 표시하는 서브픽셀(컬러필터 미포함)을 구비하여 광투과율과 휘도를 높일 수 있음은 물론 두 개의 서브프레임으로 시분할 구동되므로 구동 주파수를 더 줄일 수 있다.

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

이하, 도 8 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 블럭도이고, 도 9는 도 8의 액정표시패널의 한 픽셀을 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광원들에 대한 도 9의 컬러필터들의 투과 특성을 도시한 그래프이고, 도 11은 빛의 3원색과 이들의 혼합에 의해 생성되는 다양한 색깔을 도시하는 도면이다. 또한, 도 12는 저채도 영상에 대응하여 RC/GB 구동시 구동신호들의 타이밍도이고, 도 13은 고채도 영상에 대응하여 RC/GB 구동시 구동신호들의 타이밍도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인들(G1 내지 Gn)과 다수의 데이터라인들(D1 내지 Dm)이 교차하고, 그 교차부에서 제1 내지 제3 서브픽셀(SP1 내지 SP3)을 각각 구동하는 TFT들이 형성된 액정표시패널(100); 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터를 이용하여 제1 내지 제3 서브픽셀(SP1 내지 SP3)에 나뉘어 표시될 적색(R), 녹색(G), 청녹색(C), 청색(B), 및 백 색(W) 데이터를 발생함과 아울러 한 프레임 동안 데이터들(R,G,C,B)의 채도를 판정하여 발생되는 데이터들(R,G,C,B)의 색좌표를 조정하는 데이터 변환회로(250); 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동회로(400); 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 비디오 데이터를 공급하는 데이터 구동회로(300); 서로 다른 색의 다수의 광원들(L1 내지 L4)을 구비하여 액정표시패널(100)에 광을 조사하는 백라이트유닛(600); 백라이트유닛(600)의 광원들(L1 내지 L4)을 구동하는 광원 구동회로(500); 및 구동회로들(300,400,500)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러(200)를 구비한다.

액정표시패널(100)은 도 9와 같이 액정층(115)을 사이에 두고 합착되는 2색 컬러필터 기판(131)과 TFT 기판(132)을 구비한다. 2색 컬러필터 기판(131)은 상부 유리기판(112)의 배면상에 형성되는 2색 컬러필터(113), 블랙 매트릭스(122), 및 공통전극(114)을 포함한다. 공통전극(114)은 전계 인가 방식에 따라 TFT 기판(132)에 형성될 수도 있다. TFT 기판(132)은 하부 유리기판(116) 상에서 서로 교차되게 형성되는 데이터라인(D) 및 게이트라인(G), 라인들(D,G)의 교차부에 형성되는 TFT, 및 라인들(D,G)의 교차로 마련되는 셀 영역에 형성되어 각각의 TFT에 접속되는 화소전극(121)을 포함한다. 상부 유리기판(112)의 전면 및 하부 유리기판(116)의 배면에는 각각 편광판들(111,117)이 부착된다.

이 액정표시패널(100)은 하나의 픽셀(Pixel)내에 서로 다른 색을 표시하는 제1 내지 제3 서브픽셀(SP1 내지 SP3)을 포함한다. 서브픽셀들(SP1 내지 SP3) 각각은 액정층(115)을 사이에 두고 형성되는 화소전극(121) 및 공통전극(114)을 포함 하고, 양 전극들(121,114)간 전위차로 형성되는 전계로 액정배열을 바꿈으로써 광투과율을 변화시킨다. 제1 서브픽셀(SP1)과 제3 서브픽셀(SP3)은 서로 다른 색을 표시하기 위하여 서로 다른 파장대의 가시광선을 투과시키는 컬러필터를 각각 포함한다. 제1 서브픽셀(SP1)에 포함된 자주색(마젠타색) 컬러필터(113M)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 백라이트유닛(600)으로부터 공급되는 4색(R, C, G, B) 광들 중 적색광(R)과 청색광(B)을 투과시키고 그 이외의 파장 대역을 가지는 광들을 흡수 또는 차단한다. 제3 서브픽셀(SP3)에 포함된 녹색 컬러필터(113G)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 백라이트유닛(600)으로부터 공급되는 4색(R, C, G, B) 광들 중 청녹색(시안색)광(C)과 녹색광(G)을 투과시키고 그 이외의 파장 대역을 가지는 광들을 흡수 또는 차단한다. 자주색 컬러필터(113M) 및 녹색 컬러필터(113G)의 경계부에는 불필요한 광을 흡수하여 콘트라스트를 높이기 위한 블랙매트릭스(122)가 형성된다. 한편, 컬러필터(113)가 형성되어 있지 않은 투명한 제2 서브픽셀(SP2)은 백라이트유닛(600)으로부터 공급되는 4색 광들을 모두 투과시킨다.

게이트라인들(G1 내지 Gn)과 데이터라인들(D1 내지 Dm)의 교차부에 형성되는 TFT들은 각각 게이트라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)으로부터의 비디오 데이터, 즉 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 청녹색(C), 및 백색(W) 데이터를 각 서브픽셀(P1 내지 P3)의 화소전극(121)에 공급한다. 이를 위하여 TFT의 게이트전극은 게이트라인(G)과 접속되고, 소스전극은 데이터라인(D)과 접속되며, 드레인전극은 서브픽셀(P1 내지 P3)의 화소전극(121)에 접 속된다. 도시하지는 않았지만 제1 내지 제3 서브픽셀(P1 내지 P3)에는 화소전극(121)에 충전된 전압을 일정하게 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터가 형성된다. 이 스토리지 캐패시터는 k(단, k는 1과 n 사이의 양의 정수) 번째 게이트라인에 접속된 액정셀과 k-1 번째의 전단 게이트라인 사이에 형성될 수도 있으며, k 번째 게이트라인에 접속된 액정셀과 별도의 공통라인 사이에 형성될 수도 있다.

데이터 변환회로(250)는 시스템으로부터 입력되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 데이터와 동기신호들(Vsync,Hsync,DE,DCLK)을 이용하여 제1 내지 제3 서브픽셀(SP1 내지 SP3)에 나뉘어 표시될 적색(R), 녹색(G), 청녹색(C), 청색(B), 및 백색(W) 데이터를 발생함과 아울러 한 프레임 동안 데이터들(R,G,C,B)의 채도를 판정하여 발생되는 데이터들(R,G,C,B)의 색좌표를 조정한다. 이를 위해, 데이터 변환회로(250)에는 저채도 영상 데이터들(R,G,C,B)에 대한 색좌표값들이 저장된 제1 룩업테이블과, 고채도 영상 데이터들(R,G,C,B)에 대한 색좌표값들이 저장된 제2 룩업테이블이 실장된다. 룩업테이블들의 색좌표값들은 실험에 의해 미리 정해진다. 데이터 변환회로(250)는 발생되는 데이터들(R,G,C,B)의 색좌표를 제1 룩업테이블을 이용하여 조정함으써 색재현 범위는 일정 부분 줄이는 대신 종래 저채도 영상에서 문제되던 혼색 현상을 방지한다. 데이터 변환회로(250)는 발생되는 데이터들(R,G,C,B)의 색좌표를 제2 룩업테이블을 이용하여 조정함으써 고채도 영상에서 색재현 범위를 넓힌다. 그리고, 데이터 변환회로(250)는 한 프레임 동안 데이터들(R,G,C,B)의 채도를 지시하는 채도 판정신호(Dsat), 채도 판정신호(Dsat)에 근거하여 색좌표가 조정된 데이터들((R,G,C,B) 및 백색 데이터(W), 동기신호 들(Vsync,Hsync,DE,DCLK)을 타이밍 콘트롤러에 공급한다. 이러한 데이터 변환회로(250)에 대해서는 도 14를 이용하여 후술하기로 한다.

타이밍 콘트롤러(200)는 도 12 및 도 13과 같이 한 프레임 기간(Frame)을 2 개의 서브프레임 기간(SF1,SF2)으로 분할하고, 각각의 서브프레임을 스캔기간(SCAN), 액정응답기간(LCres), 및 백라이트 점등기간(BLon)으로 재분할한다. 타이밍 콘트롤러(200)는 채도 판정신호(Dsat)를 기반으로 데이터 변환회로(250)로부터의 데이터들(R,G,C,B,W)을 시분할하여 데이터 구동회로(300)에 공급한다.

다시 말해, 타이밍 콘트롤러(200)는 저채도 영상 판정신호에 응답하여 적색(R), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬한 후, 제1 서브프레임 기간(SF1)의 스캔기간(SCAN) 동안 적색 - 백색 - 청녹색 순으로 배열된 데이터들(R1,W1,C1 ... Rn,Wn,Cn)을 순차적으로 데이터 구동회로(300)에 공급하고, 제2 서브프레임 기간(SF2)의 스캔기간(SCAN) 동안 청색 - 백색 - 녹색 순으로 배열된 데이터들(B1,W1,G1 ... Bn,Wn,Gn)을 순차적으로 데이터 구동회로(300)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(200)는 고채도 영상 판정신호에 응답하여 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬한 후, 제1 서브프레임 기간(SF1)의 스캔기간(SCAN) 동안 적색 - 백색 - 녹색 순으로 배열된 데이터들(R1,W1,G1 ... Rn,Wn,Gn)을 순차적으로 데이터 구동회로(300)에 공급하고, 제2 서브프레임 기간(SF2)의 스캔기간(SCAN) 동안 청색 - 백색 - 청녹색 순으로 배열된 데이터들(B1,W1,C1 ... Bn,Wn,Cn)을 순차적으로 데이터 구동회로(300)에 공급한 다.

타이밍 콘트롤러(101)는 동기신호들(Vsync,Hsync,DE,DCLK)과 채도 판정신호(Dsat)를 이용하여 데이터 구동회로(300)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와 게이트 구동회로(400)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와 그리고 광원 구동회로(500)를 제어하기 위한 광원제어신호들(LDC1/LDC2)을 발생한다. 데이터 제어신호(DDC)는 소스스타트펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스쉬프트클럭(Source Shift Clock : SSC), 소스출력신호(Source Output Enable : SOE), 극성신호(Polarity : POL) 등을 포함한다. 게이트 제어신호(GDC)는 게이트쉬프트클럭(Gate Shift Clock : GSC), 게이트출력신호(Gate Output Enable : GOE), 게이트스타트펄스(Gate Start Pulse : GSP) 등을 포함한다. 여기서, 게이트스타트펄스(GSP)는 한 프레임기간 내에 전화면이 전면 스캐닝될 수 있도록 두 차례 발생된다. 제1 광원 제어신호(LDC1)는 저채도 영상 판정신호에 응답하여 발생된다. 이 제1 광원 제어신호(LDC1)에 의해, 제1 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안에는 적색 및 청녹색 광원(L1,L2)이 점등되고, 제2 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안에는 녹색 및 청색 광원(L3,L4)이 점등되게 된다. 반면, 제2 광원 제어신호(LDC2)는 고채도 영상 판정신호에 응답하여 발생된다. 이 제2 광원 제어신호(LDC2)에 의해, 제1 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안에는 적색 및 녹색 광원(L1,L3)이 점등되고, 제2 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안에는 청녹색 및 청색 광원(L2,L4)이 점등되게 된다. 한편, 프레임 기간이란 필드 기간(Field Period)이라고도 하며, 한 화면분의 데이터가 픽셀들에 모두 인가되어 하 나의 완성된 영상을 표시하는 한 화면의 표시기간을 말한다. 이 프레임 기간은 NTSC 방식의 경우 1/60 초(60Hz)로 표준화되어 있다.

게이트 구동회로(400)는 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 도 12 및 도 13에서 보는 바와 같이 각 서브프레임의 스캔기간(SCAN) 동안 데이터가 공급될 수평라인을 선택하는 스캔펄스(SP)를 발생하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 스캔펄스(SP)는 TFT의 문턱전압 이상인 게이트-온 전압과 문턱전압 미만인 게이트-오프 전압 사이를 스윙한다. 스캔펄스(SP)가 게이트-온 전압을 유지하는 스캔기간동안 한 수평라인의 TFT들이 턴-온(turn-on)되어 데이터라인(D1 내지 Dm)으로부터의 데이터들이 한 수평라인의 서브픽셀들(P1 내지 P3)에 공급된다. NTSC 방식에서 어느 한 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스(SP)가 공급되는 주기는 서브프레임 기간과 같은 약 1/120 초이며, 각 서브프레임 기간에 스캔펄스(SP)의 스캔기간은 약 (1/120n) 초이다.

데이터 구동회로(300)는 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 각 서브 프레임의 스캔기간(SCAN) 동안 시분할되어 입력되는 데이터들(R,G,C,B,W)을 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.

데이터 구동회로(300)는 저채도 영상에 대응하여 적색(R), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순으로 정렬된 데이터들이 입력되면, 도 12와 같이 제1 서브프레임 기간(SF1) 동안 각각의 스캔펄스(SP)에 동기하여 3k-2(1≤k≤m/3) 번째 데이터라인(D(3k-2))에 적색(R) 데이터전압, 3k-1 번째 데이터라인(D(3k-1))에 백색(W) 데이터전압, 및 3k 번째 데이터라인(D(3k))에 청녹색(C) 데이터전압을 공급한다. 그리고, 데이터 구동회로(300)는 제2 서브프레임 기간(SF2) 동안 각각의 스캔펄스(SP)에 동기하여 3k-2 번째 데이터라인(D(3k-2))에 청색(B) 데이터전압, 3k-1 번째 데이터라인(D(3k-1))에 백색(W) 데이터전압, 및 3k 번째 데이터라인(D(3k))에 녹색(G) 데이터전압을 공급한다. 이에 따라, 제1 서브픽셀(SP1)은 제1 서브프레임 기간(SF1) 동안 적색(R) 데이터전압으로 충전된 후 제2 서브프레임 기간(SF2) 동안 청색(B) 데이터전압으로 충전되고, 제2 서브픽셀(SP2)은 제1 및 제2 서브프레임 기간(SF1,SF2) 동안 계속해서 화이트(W) 데이터전압으로 충전되며, 제3 서브픽셀(SP3)은 제1 서브프레임 기간(SF1) 동안 청녹색(C) 데이터전압으로 충전된 후 제2 서브프레임 기간(SF2) 동안 녹색(G) 데이터전압으로 충전된다.

한편, 데이터 구동회로(300)는 고채도 영상에 대응하여 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순으로 정렬된 데이터들이 입력되면, 도 13과 같이 제1 서브프레임 기간(SF1) 동안 각각의 스캔펄스(SP)에 동기하여 3k-2 번째 데이터라인(D(3k-2))에 적색(R) 데이터전압을, 3k-1 번째 데이터라인(D(3k-1))에 백색(W) 데이터전압을, 및 3k 번째 데이터라인(D(3k))에 녹색(G) 데이터전압을 공급한다. 그리고, 데이터 구동회로(300)는 제2 서브프레임 기간(SF2) 동안 각각의 스캔펄스(SP)에 동기하여 3k-2 번째 데이터라인(D(3k-2))에 청색(B) 데이터전압을, 3k-1 번째 데이터라인(D(3k-1))에 백색(W) 데이터전압을, 및 3k 번째 데이터라인(D(3k))에는 청녹색(C) 데이터전압을 공급한다. 이에 따라, 제1 서브픽셀(SP1)은 제1 서브프레임 기간(SF1) 동안 적색(R) 데이터전압으로 충전 된 후 제2 서브프레임 기간(SF2) 동안 청색(B) 데이터전압으로 충전되고, 제2 서브픽셀(SP2)은 제1 및 제2 서브프레임 기간(SF1,SF2) 동안 계속해서 화이트(W) 데이터전압으로 충전되며, 제3 서브픽셀(SP3)은 제1 서브프레임 기간(SF1) 동안 녹색(G) 데이터전압으로 충전된 후 제2 서브프레임 기간(SF2) 동안 청녹색(C) 데이터전압으로 충전된다.

백라이트유닛(600)은 적색(R) 광을 발생하는 적색 발광다이오드(Light Emitting Diode ; 이하, 'LED'라 한다)(L1), 청녹색(C) 광을 발생하는 청녹색 LED(L2), 녹색(G) 광을 발생하는 녹색 LED(L3), 및 청색(B) 광을 발생하는 청색 LED(L4)를 포함한다. 백라이트유닛(600)의 4개의 광원들(L1 내지 L4)은 광원 구동회로(500)의 제어하에 각 서브프레임 기간(SF1,SF2) 동안 2개씩 교번적으로 점등/소등됨으로써, 스캔기간(SCAN)과 액정응답기간(LCres) 후에 액정표시패널(100)의 배면 쪽으로 광을 조사한다. 여기서, 광원들(L1 내지 L4)은 120Hz의 구동 주파수로 점멸되므로, 본 발명은 종래에 비해 광원 구동주파수를 크게 낮출 수 있다. 이 백라이트유닛(600)의 광원으로는 발광다이오드 외에 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL) 등이 이용될 수 있다. 냉음극형광램프나 외부전극형광램프의 경우 램프 내부의 형광물질을 조절함으로써 다른 색의 빛을 발생할 수 있다.

광원 구동회로(500)는 타이밍 콘트롤러(200)로부터의 제1 광원 제어신호(LDC1)에 응답하여 도 12와 같이 제1 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안 적색 및 청녹색 광원(L1,L2)을 점등시키고, 제2 서브프레임의 백라이트 점등기 간(BLon) 동안에는 녹색 및 청색 광원(L3,L4)을 점등시킨다.

반면, 광원 구동회로(500)는 타이밍 콘트롤러(200)로부터의 제2 광원 제어신호(LDC2)에 응답하여 도 13과 같이 제1 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안 적색 및 녹색 광원(L1,L3)을 점등시키고, 제2 서브프레임의 백라이트 점등기간(BLon) 동안에는 청녹색 및 청색 광원(L2,L4)을 점등시킨다.

도 14는 도 8의 데이터 변환회로(250)의 상세 블럭도이고, 도 15는 도 14의 제1 룩업테이블 작성시 색좌표 매핑의 일 예를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 데이터 변환회로(250)는 데이터 변환부(252), 채도 판정부(254), 색좌표 선택부(256), 및 데이터 처리부(258)를 구비한다.

데이터 변환부(252)는 시스템(미도시)으로부터의 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3원색 데이터를 적색(R), 녹색(G), 청녹색(C), 및 청색(B)의 4원색 데이터로 변환한다. 데이터 변환 방법은 입력 데이터의 색좌표에 비하여 색좌표가 확대된 데이터를 산출할 수 있는 어떠한 공지의 방법도 가능하고 일 예로, "OPTICAL REVIEW Vol.8, No.3 (2001) 191-197"에 게재된 저자 "Takeyuki AJITO 등"에 의한 "Color Conversion Method for Multiprimary Display Using Matrix Switching"에 개시된 방법도 가능하다. 한편, 데이터 변환부(252)는 한 프레임의 영상을 표시하는 초기 구동시 미리 정해진 디폴트(Default) 색좌표값에 따라 입력 데이터들(R,G,B)의 색좌표를 확대하여 4원색 데이터로 변환한다. 디폴트(Default) 색좌표값은 색좌표 선택부(256)의 제2 룩업테이블(256b)에 저장된 값과 동일하게 정해짐이 바람직하다.

채도 판정부(254)는 데이터 변환부(252)로부터의 4원색 데이터(R,G,C,B)와 수직 동기신호(Vsync)를 이용하여 한 프레임 분의 영상의 채도를 판정한다. 이를 위해 채도 판정부(254)는 각 픽셀에 공급될 4원색 데이터들(R,G,C,B)의 픽셀별 최대 계조값과 최소 계조값을 검출하고, 검출된 최대 계조값과 최소 계조값 간의 차가 소정의 기준치를 초과하는 픽셀수를 한 프레임 동안 카운트한다. 그리고, 채도 판정부(254)는 카운트 된 픽셀수가 미리 설정된 갯수를 초과하면 해당 프레임 분의 영상을 고채도 영상으로 판정하고, 반면에 카운트 된 픽셀수가 미리 설정된 갯수를 초과하지 않으면 해당 프레임 분의 영상을 저채도 영상으로 판정하다. 이 외에도 채도 판정 방법은 공지의 다른 기술, 예를 들어 입력 데이터를 휘도성분과 색차성분으로 분리한 후 색차 성분을 이용하여 입력 영상의 채도를 판정하는 방법이 이용될 수도 있다. 채도 판정부(254)는 상술한 방법으로 채도 판정신호(Dsat)를 발생하여 색좌표 선택부(250) 및 타이밍 콘트롤러(200)에 공급한다.

색좌표 선택부(256)는 채도 판정신호(Dsat)에 따라 입력 데이터들(R,G,B)의 색좌표가 4원색 데이터들(R,G,C,B)의 색좌표로 서로 다른 범위로 확대되도록 한다. 색좌표 선택부(256)에는 채도 판정신호(Dsat)에 따라 선택되는 2 개의 룩업테이블(256a,256b)이 내장되어 있다. 제1 룩업테이블(256a)에는 저채도 판정신호에 의해 선택되는 저채도 색좌표값들이 저장되어 있고, 제2 룩업테이블(256b)에는 고채도 판정신호에 의해 선택되는 고채도 색좌표값들이 저장되어 있다. 제1 룩업테이블(256a)에 저장된 색좌표값들은 도 12와 같은 RC/GB 구동을 위한 것이며, 제2 룩업테이블(256b)에 저장된 색좌표값들은 도 13과 같은 RG/CB 구동을 위한 것이다. RC/GB 구동에 의하는 경우에는 RG/CB 구동에 비해 색재현 범위는 조금 줄어들더라도 컬러 브레이크 업 현상에 의한 혼색 특성은 상당히 개선되는 효과가 있다. 색좌표값들은 룩업테이블들(256a,256b) 작성 과정에서 미리 정해진다. 제2 룩업테이블(265b)의 고채도 색좌표값들은 초기 구동시 디폴트 색좌표값으로 작용하며, 제1 룩업테이블(256a)의 저채도 색좌표값들은 도 15에 도시된 바와 같이 고채도 화면과의 컬러 변화가 최소가 되도록 정해진다. 즉, 제1 룩업테이블(256a) 작성시에는 고채도에서의 색재현 범위보다 좁아지도록 4원색 색좌표 지점들을 맵핑하고, 이러한 색재현 범위의 감소로 인해 고채도 색재현 범위에는 속하나 저채도 색재현 범위 밖의 색좌표인 A는 저채도 색재현 범위 중 A와 가장 가까운 색좌표에 맵핑시킨다. 한편, 색재현 범위가 감소되더라도 저채도 색재현 범위 내에 존재하는 색좌표인 B는 그 색좌표가 유지되도록 맵핑된다.

색좌표 선택부(256) 내의 MUX(256)는 채도 판정신호(Dsat)에 응답하여 제1 및 제2 룩업테이블(256a,256b)에 각각 저장된 고채도 색좌표값들과 저채도 색좌표값들을 선택적으로 데이터 변환부(252)로 공급한다. 데이터 변환부(252)는 이 공급되는 채도에 따라 다르게 공급되는 색좌표값들을 이용하여 3 원색 데이터들(R,G,B)를 4 원색 데이터들(R,G,C,B)로 변환한다.

데이터 처리부(258)는 4 원색 데이터들(R,G,C,B)에서 이득을 산출한 후, 이 산출한 이득에 비례하여 4 원색 데이터들(R,G,C,B)의 계조값을 증폭시킨 다음, 증폭된 4 원색 데이터들(R,G,C,B)의 최소 계조값을 산출한다. 그리고, 백색데이터 산출부(258)는 산출한 이득과 최소 계조값을 이용하여 출력 4 원색 데이터 들(R,G,C,B)과 상기 최소 계조값을 갖는 백색 데이터(W)를 생성한다. 이 백색 데이터(W)는 제2 서브픽셀(SP2)에 공급됨으로써 광 투과율을 높여 휘도를 증가시키는 역할을 한다. 이러한 데이터 처리부(258)는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제10-2006-0051975호에 개시된 데이터 처리방식을 이용하여 출력 데이터들(R,G,C,B,W)을 생성할 수 있다.

도 16 및 도 17은 고채도 및 저채도 영상에서의 혼색 특성 및 색재현 범위를 나타낸다. 도 16에서 ◇는 도 12와 같은 RC/GB 구동시 제1 및 제2 서브프레임 각각에서 시인되는 평균색을 표시하고, ○는 도 13과 같은 RG/CB 구동시 제1 및 제2 서브프레임 각각에서 시인되는 평균색을 표시한다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 고채도 영상에 대응되는 구동방식인 RG/CB 방식은 종래 FS 구동방식에 비해 색재현 범위가 상당히 넓어지는 이점이 있다. 저채도 영상에 대응되는 RC/GB 방식은 종래 FS 구동방식과 비슷한 색재현 범위를 갖는다. 그러나, RC/GB 방식은 도 16에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 서브프레임 각각에서 시인되는 평균색들 간의 색좌표상에서의 거리차(b)가 매우 작아 종래 FS 구동방식에 비해 서브프레임들 간 색차가 거의 없게 된다. 서브프레임들 간 색차가 거의 없으므로, RC/GB 방식은 저채도 영상에서 쉽게 눈에 띄는 컬러 브레이크 업 현상을 제거할 수 있게 된다. 한편, RG/CB 방식에서는 제1 및 제2 서브프레임 각각에서 시인되는 평균색들 간의 색좌표상에서의 거리차(a)가 종래 FS 구동방식에 비해서는 작지만 RC/GB 방식보다는 크므로 서브프레임들 간 색차 또한 RC/GB 방식보다 크다. 하지만, RG/CB 방식은 고채도 영상에 대한 구동방식이므로 이러한 어느 정도의 색 차에 의한 혼색은 쉽게 시인되지 않는다.

RG/CB 구동				RC/GB 구동
	x	y	휘도		x	y	휘도
RG	0.505	0.451	75.1	RG	0.499	0.393	63.8
CB	0.139	0.160	40.5	CB	0.154	0.203	53.1
	L	a	b		L	a	b
RG	71.2	20.5	88.7	RG	66.6	35.5	60.0
CB	55.0	-9.5	-56.0	CB	61.7	-24.7	-41.3

표 1은 각 구동방식에서의 색좌표 위치정보(x,y)와 휘도, 이 색좌표 위치정보(x,y)와 휘도를 이용하여 산출되는 Lab 정보를 나타낸다. 여기서, Lab 정보를 산출하는 Lab 계는 1976년 국제조명위원회(CIE)에 권장한 시스템이다. G/CB 구동방식에서의 색차(△Eab)는 이 Lab 정보가 아래의 수학식 1에 대입됨으로써 표 2와 같이 191.4로 산출된다.

그리고, RC/GB 구동방식에서의 색차(△Eab)는 이 Lab 정보가 아래의 수학식 2에 대입됨으로써 표 2와 같이 151.5로 산출된다.

	△Eab
RG/CB	191.4
RC/GB	151.5

표 2와 같이, 본원 발명은 종래 FS 구동방식에 비해 서브프레임들 간 색차가 크게 감소함을 알 수 있다. 특히, 색차로 인한 혼색 특성이 두드러지는 저채도 영상에서는 RC/GB 구동에 의해 서브프레임들 간 색차가 더욱 감소하여 혼색 특성이 크게 개선될 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 하나의 픽셀을 세 개의 서브픽셀들로 구성함과 아울러 하나의 프레임을 두 개의 서브프레임들로 시분할하고, 두 개의 서브픽셀들 각각에 포함되는 두 가지 다른 색의 컬러필터들 및 각 서브프레임마다 두 개씩 발광하며 다른 색을 내는 네 개의 광원들을 구비한다. 그리고, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 화상에 표현되는 데이터를 분석하여 표시화상의 채도를 판정하고 이 판정결과에 따라 데이터 변환시 색좌표 매칭을 다르게 함과 아울러 데이터의 공급순서를 바꾸고 그와 연동하여 광원들의 점등순서를 바꾼다. 그 결과, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 저채도 화상에서 문제되던 컬러 브레이크 업 현상에 의한 혼색 특성을 상당히 개선할 수 있으며, 고채도에서의 색재현 범위를 넓게 할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 백색을 표시하는 서브픽셀(컬러필터 미포함)을 구비하여 광투과율과 휘도를 높일 수 있음은 물론 두 개의 서브프레임으로 시분할 구동되므로 구동 주파수를 더 줄일 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 정하여져야만 할 것이다.

제 1 도는 백색광이 조사되는 종래의 액정표시패널의 한 픽셀을 개략적으로 나타내는 사시도.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 액정표시패널의 한 픽셀을 나타내는 평면도.

제 3 도는 제 1 도에 도시된 액정표시패널의 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도.

제 4 도는 필드 순차 구동방식의 액정표시패널에서 한 픽셀을 나타내는 사시도.

제 5 도는 제 4 도에 도시된 액정표시패널의 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도.

제 6 도는 필드 순차 구동방식에서 한 프레임 동안 백색이 구현되는 것을 설명하기 위한 원리도.

제 7a 및 7b 도는 필드 순차 구동방식에서 컬러 브레이크 업 현상에 의한 혼색 특성이 나타나는 것을 설명하기 위한 원리도.

제 8 도는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 블럭도.

제 9 도는 제 8 도에 도시된 액정표시패널의 한 픽셀을 나타내는 사시도.

제 10 도는 본 발명의 실시예에 따른 광원들에 대한 제 9 도에 도시된 컬러필터들의 투과 특성을 도시한 그래프.

제 11 도는 빛의 3원색과 이들의 혼합에 의해 생성되는 다양한 색깔을 도시하는 도면.

제 12 도는 저채도 영상에 대응하여 RC/GB 구동시 구동신호들의 타이밍도.

제 13 도는 고채도 영상에 대응하여 RC/GB 구동시 구동신호들의 타이밍도.

제 14 도는 제 8 도에 도시된 데이터 변환회로의 상세 블럭도.

제 15 도는 제 14 도에 도시된 제1 룩업테이블 작성시 색좌표 매핑의 일 예를 나타내는 도면.

제 16 및 제 17 도는 고채도 및 저채도 영상에서의 혼색 특성 및 색재현 범위를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11,17,111,117 : 편광판 12,112 : 상부 유리기판

13,113 : 컬러필터 14,114 : 공통전극

15,115 : 액정층 16,116 : 하부 유리기판

21,121 : 화소전극 22,122 : 블랙매트릭스 31,131 : 컬러필터 기판 32,132 : 박막트랜지스터 기판 33,133 : 백라이트유닛 100 : 액정표시패널

200 : 타이밍 콘트롤러 250 : 데이터 변환회로

252 : 데이터 변환부 254 : 채도 판정부

256 : 색좌표 선택부 256a,256b : 룩업테이블

256c : MUX 258 : 데이터 처리부

43R,43G,43B,L1,L2,L3,L4 : 광원

Claims

서로 다른 색을 표시하는 세 개의 서브픽셀들을 각각 포함하여 표시영상을 표시하는 다수의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널;

상기 서브픽셀들에 서로 다른 색의 데이터를 순차적으로 공급하기 위한 데이터 구동회로;

상기 데이터를 분석하여 상기 표시영상의 채도를 판정하고 이 판정결과에 따라 3 원색 데이터에서 4 원색 데이터로의 데이터 변환시 색좌표 매칭을 다르게 함과 아울러 상기 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 데이터 변환회로;

서로 다른 색의 네 개의 광원들을 포함하여 상기 액정표시패널의 배면에 광을 조사하는 백라이트유닛;

상기 광원들을 점멸 구동하는 광원 구동회로; 및

한 프레임을 두 개의 서브프레임으로 분할하고, 상기 4 원색 데이터 및 상기 백색 데이터를 상기 채도 판정 결과에 따라 다르게 시분할 함과 아울러, 상기 시분할 된 데이터들에 연동하여 상기 광원들이 시분할 점등되도록 상기 광원 구동회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 서브픽셀들 중 제1 서브픽셀은 자주색 컬러필터를 구비하고, 제2 서브 픽셀은 컬러필터를 구비하지 않으며, 제3 서브픽셀은 녹색 컬러필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 데이터 변환회로는,

시스템으로부터 입력되는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3원색 데이터를 적색(R), 녹색(G), 청녹색(C), 및 청색(B)의 4원색 데이터로 변환하는 데이터 변환부;

상기 4원색 데이터와 상기 시스템으로부터의 수직 동기신호를 이용하여 한 프레임 분의 영상의 채도를 판정하는 채도 판정부;

저 채도에 대응되는 색좌표값들이 저장된 제1 룩업테이블, 고 채도에 대응되는 색좌표값들이 저장된 제2 룩업테이블, 및 상기 채도 판정 결과에 기초하여 상기 제1 및 제2 룩업테이블 중 어느 하나를 선택하는 MUX를 포함하며 상기 선택된 룩업테이블의 색좌표값들을 상기 데이터 변환부로 출력하여 채도에 따라 상기 4 원색 데이터의 색좌표값들을 다르게 하는 색좌표 선택부; 및

상기 색좌표가 변경된 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 백라이트유닛은 적색(R) 광원, 청녹색(C) 광원, 녹색(G) 광원, 및 청 색(B) 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 타이밍 콘트롤러는,

상기 표시영상이 저 채도이면 적색(R), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬함과 아울러 제1 서브프레임 기간에 상기 적색(R) 광원 및 청녹색(C) 광원이 점등되도록 제어하고 제2 서브프레임 기간에 상기 녹색(G) 광원 및 청색(B) 광원이 점등되도록 제어하며;

상기 표시영상이 고 채도이면 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬함과 아울러 제1 서브프레임 기간에 상기 적색(R) 광원 및 녹색(G) 광원이 점등되도록 제어하고 제2 서브프레임 기간에 상기 청녹색(C) 광원 및 청색(B) 광원이 점등되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 데이터 구동회로는,

저 채도인 표시영상에 대응하여 제1 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 적색(R) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 청녹색(C) 데이터를 공급함과 아울러 제2 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 청색(B) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 녹 색(G) 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 데이터 구동회로는,

고 채도인 표시영상에 대응하여 제1 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 적색(R) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 녹색(G) 데이터를 공급함과 아울러 제2 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 청색(B) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 청녹색(C) 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 채도 판정부는

각 픽셀에 공급될 상기 4원색 데이터들의 픽셀별 최대 계조값과 최소 계조값을 검출하고, 검출된 최대 계조값과 최소 계조값 간의 차가 소정의 기준치를 초과하는 픽셀수를 한 프레임 동안 카운트한 후, 카운트 된 픽셀수가 미리 설정된 갯수를 초과하면 해당 프레임 분의 영상을 고채도 영상으로 판정하고, 반면에 카운트 된 픽셀수가 미리 설정된 갯수를 초과하지 않으면 해당 프레임 분의 영상을 저채도 영상으로 판정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 색재현율 범위는 상기 제2 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 색재현율 범위보다 좁은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제1 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 서브프레임들 간 색차는 상기 제2 룩업테이블에 의해 색좌표가 변환되어 표시되는 영상의 서브프레임들 간 색차보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
서로 다른 색을 표시하는 세 개의 서브픽셀들을 각각 포함하여 표시영상을 표시하는 다수의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시장치의 구동방법에 있어서,

상기 서브픽셀들에 표시되는 데이터를 분석하여 상기 표시영상의 채도를 판정하고 이 판정결과에 따라 3 원색 데이터에서 4 원색 데이터로의 데이터 변환시 색좌표 매칭을 다르게 함과 아울러 상기 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 제1 단계;

한 프레임을 두 개의 서브프레임으로 분할하고, 상기 4 원색 데이터 및 상기 백색 데이터를 상기 채도 판정 결과에 따라 다르게 시분할하는 제2 단계;

채도에 따라 다르게 시분할 된 서로 다른 색의 데이터를 순차적으로 상기 서브픽셀에 공급하는 제3 단계; 및

상기 시분할 된 데이터들에 연동하여 광원들을 시분할 점등시키는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 서브픽셀들 중 제1 서브픽셀은 자주색 컬러필터를 포함하고, 제2 서브픽셀은 컬러필터를 포함하지 않으며, 제3 서브픽셀은 녹색 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 제1 단계는,

시스템으로부터 입력되는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3원색 데이터를 적색(R), 녹색(G), 청녹색(C), 및 청색(B)의 4원색 데이터로 변환하는 단계;

상기 4원색 데이터와 상기 시스템으로부터의 수직 동기신호를 이용하여 한 프레임 분의 영상의 채도를 판정하는 단계;

저 채도에 대응되는 색좌표값들이 저장된 제1 룩업테이블, 고 채도에 대응되는 색좌표값들이 저장된 제2 룩업테이블, 및 상기 채도 판정 결과에 기초하여 상기 제1 및 제2 룩업테이블 중 어느 하나를 선택하는 MUX를 포함하며 상기 선택된 룩업테이블의 색좌표값들을 상기 데이터 변환부로 출력하여 채도에 따라 상기 4 원색 데이터의 색좌표값들을 다르게 하는 단계; 및

상기 색좌표가 변경된 4 원색 데이터를 이용하여 백색 데이터를 생성하는 단 계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,

상기 광원들은 적색(R) 광원, 청녹색(C) 광원, 녹색(G) 광원, 및 청색(B) 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 14 항에 있어서,

상기 제2 단계에서는,

상기 표시영상이 저 채도이면 적색(R), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬하고, 상기 표시영상이 고 채도이면 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 데이터 순 및 청색(B), 백색(W), 청녹색(C) 데이터 순으로 데이터들을 재정렬하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 14 항에 있어서,

상기 제4 단계에서는,

상기 표시영상이 저 채도이면 제1 서브프레임 기간에 상기 적색(R) 광원 및 청녹색(C) 광원을 점등시키고, 제2 서브프레임 기간에 상기 녹색(G) 광원 및 청색(B) 광원을 점등시키며;

상기 표시영상이 고 채도이면 제1 서브프레임 기간에 상기 적색(R) 광원 및 녹색(G) 광원을 점등시키고, 제2 서브프레임 기간에 상기 청녹색(C) 광원 및 청색(B) 광원이 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제3 단계에서는,

저 채도인 표시영상에 대응하여 제1 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 적색(R) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 청녹색(C) 데이터를 공급함과 아울러 제2 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 청색(B) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 녹색(G) 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제3 단계에서는,

고 채도인 표시영상에 대응하여 제1 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 적색(R) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 녹색(G) 데이터를 공급함과 아울러 제2 서브프레임 기간 동안 상기 제1 서브픽셀에 청색(B) 데이터, 상기 제2 서브픽셀에 백색(W) 데이터, 상기 제3 서브픽셀에 청녹색(C) 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.