KR20110102703A - 표시 패널의 구동 방법 이를 수행하기 위한 표시 장치 - Google Patents

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KR20110102703A
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박철우
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Abstract

복수의 색 화소들을 포함하고, 각각의 색 화소는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 표시 패널의 구동 방법은 색 데이터를 공간 분할 계조 표현 방식에 따라서 복수의 색 서브데이터로 생성한다. 색 서브데이터를 데이터 전압으로 변환하여 색 화소에 데이터 전압을 제공한다. 색 화소에는 프레임 마다 기준 전압 대비 극성 반전된 데이터 전압이 제공된다.

Description

표시 패널의 구동 방법 이를 수행하기 위한 표시 장치{METHOD OF DRIVING DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콜렉스테릭 액정을 가지는 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정(liquid crystal)은 분자의 배열이 규칙적인데도 액체처럼 유동성을 가진다. 상기 액정은 일반 적으로 그 상태가 액체처럼 유동하지만 방향에 따라서 광학적 성질을 달리하고 결정체를 닮은 성질을 가진다.
액정의 분자구조는 가늘고 긴 형상을 가지며, 외부로부터 전계, 자계, 열 등의 극히 약한 자극에 의해 그 배열 방향을 변하거나 분자의 움직임에 흐트러짐이 생기는 특성을 가진다. 이러한 특성에 의해서 광학적 성질을 용이하게 변화시킬 수 있다.
상기 액정(liquid crystal)의 종류는 분자 배열에 따라서 네마틱과 콜레스테릭(cholesteric) 등으로 나뉜다. 상기 네마틱(nematic) 액정은 분자 위치에 규칙성이 없지만 분자축을 전제로 한 방향으로 향한 질서를 가진다. 분자의 방향은 위, 아래가 거의 동등하기 때문에 분극이 상쇄되어 일반적으로 강유전성을 나타내지 않는다. 상기 콜레스테릭(cholesteric) 액정은 층상 구조를 가지며, 각 층에서의 분자 배열은 네마틱 상태와 비슷하다. 각 분자층은 매우 얇으며, 층내에서 분자 배열은 장축 방향이고 층의 면은 평행이다. 각 층내 분자의 장축 방향은 인접하는 층 분자의 장축 방향과 조금 어긋나 있으며 전체적으로는 나선 구조를 이룬다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 전기장의 세기에 따른 콜레스테릭 액정의 상태 변화를 나타낸 개념도들이다.
도 1a를 참조하면, 상기 콜레스테릭 액정에 인가되는 전기장(E)을 제1 전기장(Ec) 이상으로 높여주면 상기 콜레스테릭 액정은 호메오트로픽(homeotropic) 상태로 배열된다. 도 1b를 참조하면, 상기 호메오트로픽 상태에서 상기 콜레스테릭 액정의 전기장(E)을 제2 전기장(Ef) 이하로 급격하게 줄이면 상기 콜레스테릭 액정이 플래너(planar) 상태로 배열된다. 도 1c를 참조하면, 상기 호메오트로픽 상태에서 상기 콜레스테릭 액정의 전기장(E)을 제1 전기장(Ec)보다 크고 제2 전기장(Ef) 보다 작게 하면 상기 콜레스테릭 액정은 포칼 코닉(focal conic) 상태로 배열한다. 상기 플래너 상태의 액정은 특정 파장의 빛을 반사하고, 상기 포칼 코닉 상태의 액정은 빛을 산란시킨다.
이와 같은 상기 콜레스테릭 액정의 구동 특성을 이용한 반사형 표시 장치가 개발되고 있으나 전기장에 따른 상태 전이 시간이 느린 단점을 가지며, 고전압 구동에 따른 새로운 구동 칩 개발이 필요하다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 콜레스테릭 액정을 가지는 표시 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 구동 방법을 수행하기 위한 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 복수의 색 화소들을 포함하고, 각각의 색 화소는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 표시 패널의 구동 방법은 색 데이터를 공간 분할 계조 표현 방식에 따라서 복수의 색 서브데이터로 생성한다. 상기 색 서브데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계는 프레임 마다 상기 데이터 전압의 극성을 상기 기준 전압 대비 반전하여 제공한다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수의 색 서브데이터로 생성하는 단계는 상기 색 데이터가 제1 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고, 상기 색 데이터가 제2 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 색을 표시하고 제2 서브 영역은 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고, 상기 색 데이터가 제3 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 블랙을 표시하고 제2 서브 영역은 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고, 상기 색 데이터가 제4 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계는 수평 주기의 제1 구간 동안 상기 제1 색 서브데이터를 제1 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 제공하고, 상기 수평 주기의 제2 구간 동안 상기 제2 색 서브데이터를 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 제공한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계는 수평 주기 동안 상기 제1 및 제2 색 서브데이터를 데이터 전압들로 변환하여 상기 색 화소에 동시에 제공한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 색 화소들을 포함하고, 각각의 색 화소는 콜레스테릭 액정층을 포함한다. 상기 패널 구동부는 색 데이터를 공간 분할 계조 표현 방식에 따라서 복수의 색 서브데이터로 생성하고, 상기 색 서브데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공한다.
본 실시예에 따르면, 상기 패널 구동부는 상기 콜레스테릭 액정층을 호메오트로픽 상태로 구동하는 기준 전압 및 상기 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하는 색 전압을 생성한다.
본 실시예에 따르면, 상기 패널 구동부는 프레임 마다 상기 데이터 전압의 극성을 상기 기준 전압 대비 반전하여 제공한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 화소는 제1 서브 영역과 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역으로 이루어진다.
본 실시예에 따르면, 상기 패널 구동부는 상기 색 데이터가 제1 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고, 상기 색 데이터가 제2 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 색을 표시하고 제2 서브 영역은 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고, 상기 색 데이터가 제3 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 블랙을 표시하고 제2 서브 영역은 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고, 상기 색 데이터가 제4 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 화소는 데이터 배선과 제1 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극 및 상기 데이터 배선과 제2 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극을 포함한다.
본 실시예에 따르면, 상기 패널 구동부는 수평 주기의 제1 구간 동안 상기 제1 게이트 배선에 하이 레벨의 제1 게이트 신호를 출력하고, 상기 데이터 배선에 상기 제1 색 서브데이터에 대응하는 제1 데이터 전압을 출력하고, 상기 수평 주기의 제2 구간 동안 상기 제2 게이트 배선에 하이 레벨의 제2 게이트 신호를 출력하고, 상기 데이터 배선에 상기 제2 색 서브데이터에 대응하는 제2 데이터 전압을 출력한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 화소는 제1 데이터 배선과 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극 및 제2 데이터 배선과 상기 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극을 포함한다.
본 실시예에 따르면, 상기 패널 구동부는 수평 주기 동안 상기 게이트 배선에 하이 레벨의 게이트 신호를 출력하고, 상기 제1 및 제2 데이터 배선들에 상기 제1 및 제2 색 서브데이터에 대응하는 데이터 전압들을 각각 출력한다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수의 색 화소들은 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고, 상기 녹색 화소의 제1 서브 영역은 상기 적색 및 청색 화소들의 제2 서브 영역들과 인접하고 상기 녹색 화소의 제2 서브 영역은 상기 적색 및 청색 화소들의 제1 서브 영역들과 인접한다.
본 실시예에 따르면, 상기 색 전압은 상기 적색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제1 레벨 차를 갖는 적색 전압, 상기 녹색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제2 레벨 차를 갖는 녹색 전압 및 상기 청색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제3 레벨 차를 갖는 청색 전압을 포함한다.
본 발명에 따르면, 제1 피치를 갖는 콜레스테릭 액정을 포함하는 제1 색 화소와, 제2 피치를 갖는 콜레스테릭 액정을 포함하는 제2 색 화소 및 제3 피치를 갖는 콜레스테릭 액정을 포함하는 제3 색 화소를 가지는 표시 패널을 구동하여 컬러 영상을 표시할 수 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 전기장의 세기에 따른 콜레스테릭 액정의 상태 변화를 나타낸 개념도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시 패널의 등가회로도이다.
도 5는 도 2에 도시된 메인 구동회로에 대한 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 타이밍 제어부에 따른 공간 분할 계조 알고리즘을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 5에 도시된 메인 구동회로의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 도 5에 도시된 표시 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 등가회로도이다.
도 10은 도 9에 도시된 표시 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 아래에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 아래에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 도 3은 도 2에 도시된 표시 패널의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(100) 및 상기 표시 패널(100)을 구동하는 패널 구동부(200)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 색 화소들을 포함하는 단위 화소부(UP)를 포함한다. 예를 들면, 상기 단위 화소부(UP)는 적색 화소(Rp), 녹색 화소(Gp) 및 청색 화소(Bp)를 포함한다. 상기 적색 화소(Rp)는 적색 콜레스테릭 커패시터(CLCR)를 포함하고, 상기 녹색 화소(Gp)는 녹색 콜레스테릭 커패시터(CLCG)를 포함하고, 상기 청색 화소(Bp)는 청색 콜레스테릭 커패시터(CLCB)를 포함한다. 이하에서는 도 3을 참조하여 상기 표시 패널(100)을 설명한다.
상기 표시 패널(100)은 콜레스테릭 액정층(110), 표시 기판(130) 및 대향 기판(150)을 포함한다. 상기 콜레스테릭 액정층(110)은 액정의 피치(Pitch)가 다른 복수의 색 콜레스티릭 액정층들(110R, 110G, 110B)을 포함한다.
제1 색 콜레스테릭 액정층(110R)은 격벽(137)에 의해 분리된 제1 색 화소 영역(PRA)에 배치되고, 제1 피치로 배열된 액정들을 포함한다. 상기 제2 색 콜레스테릭 액정층(110G)은 상기 격벽(137)에 의해 상기 제1 색 화소 영역(PRA)과 분리된 제2 색 화소 영역(PGA)에 배치되고, 상기 제1 피치보다 작은 제2 피치로 배열된 액정들을 포함한다. 청색 콜레스테릭 액정층(110B)은 상기 격벽(137)에 의해 상기 제2 색 화소 영역(PGA)과 분리된 청색 화소 영역(PBA)에 배치되고, 상기 제2 피치 보다 작은 제3 피치로 배열된 액정들을 포함한다.
콜레스테릭 액정의 피치는 카이랄 도펀트(chiral dopant)의 양으로 조절할 수 있으며, 상기 액정의 피치에 따라서 플래너 상태에서 다양한 색을 표시할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 피치를 갖는 액정은 상기 플래너 상태에서 적색을 표시하고, 상기 제2 피치를 갖는 액정은 상기 플래너 상태에서 녹색을 표시하고, 상기 제3 피치를 갖는 액정은 상기 플래너 상태에서 청색을 표시한다.
상기 콜레스테릭 액정의 구동 전압(V)은 다음의 수학식 1과 같이 정리된다.
Figure pat00001
수학식 1에서 P 는 액정의 피치이고, d 는 액정층의 셀갭 이고, △ε은 액정층의 유전율차이다. 여기서, 액정층의 유전율차(△ε)은 액정 분자의 수직 방향 유전율(ε⊥)과 액정 분자의 수평 방향 유전율(ε∥)간 차에 의해 정의될 수 있다. 상기 콜레스테릭 액정의 구동 전압(V)은 상기 피치(P)가 클수록 작아지고, 상기 셀갭(d)이 클수록 커짐을 알 수 있다.
결과적으로, 상기 적색, 녹색 및 청색 콜레스테릭 액정층들(110R, 110G, 110B)은 셀갭(d) 및 유전율(ε)이 동일한 반면, 피치(P)는 서로 다르므로 서로 다른 구동 전압을 가진다. 상기 제1 색 콜레스테릭 액정층(110R)은 제1 구동 전압(VR)을 가지고, 상기 제2 색 콜레스테릭 액정층(110G)은 상기 제1 구동 전압(VR) 보다 큰 제2 구동 전압(VG)을 가지고, 상기 청색 콜레스테릭 액정층(110B)은 상기 제2 구동 전압(VG) 보다 큰 제3 구동 전압(VB)을 가진다.
상기 표시 기판(130)은 제1 기판(131), 복수의 데이터 배선들(DL), 복수의 게이트 배선들(GL), 복수의 트랜지스터들(TR), 절연층(133), 복수의 화소 전극들(PER, PEG, PEB) 및 상기 격벽(137)을 포함한다. 상기 데이터 배선들(DL)은 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된다. 상기 게이트 배선들(GL)은 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 배열된다. 상기 트랜지스터들(TR)은 상기 데이터 배선들(DL)과 상기 게이트 배선들(GL)에 연결된다. 상기 절연층(133)은 상기 트랜지스터들(TR)이 형성된 상기 제1 기판(131) 위에 배치된다. 상기 화소 전극들(PER, PEG, PEB)은 상기 절연층(103) 위에 배치되어 화소 영역들을 정의하고, 상기 트랜지스터들(TR)과 전기적으로 연결된다. 상기 격벽(137)은 인접한 상기 화소 영역들 사이에 배치되어, 상기 화소 영역들을 공간적으로 분리한다.
상기 대향 기판(150)은 제2 기판(151) 및 공통 전극(CE)을 포함한다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 제2 기판(151) 위에 배치된다.
따라서, 상기 적색 콜레스테릭 커패시터(CLCR)는 제1 화소 전극(PER), 적색 콜레스테릭 액정층(110R) 및 상기 공통 전극(CE)에 의해 정의되고, 상기 녹색 콜레스테릭 커패시터(CLCG)는 제2 화소 전극(PEG), 녹색 콜레스테릭 액정층(110G) 및 상기 공통 전극(CE)에 의해 정의되고, 상기 청색 콜레스테릭 커패시터(CLCB)는 제3 화소 전극(PEB), 청색 콜레스테릭 액정층(110B) 및 상기 공통 전극(CE)에 의해 정의된다.
상기 적색 콜레스테릭 커패시터(CLCR)는 상기 제1 화소 전극(PER)과 상기 공통 전극(CE) 사이의 전위차가 최대이면 상기 적색 콜레스테릭 액정층(110R)은 호메오트로픽 상태로 되어 블랙을 표시하고, 상기 호메오트로픽 상태에서 상기 전위차가 최소가 되면 상기 적색 콜레스테릭 액정층(110R)은 플래너 상태로 되어 적색을 표시한다. 같은 방식으로, 상기 녹색 콜레스테릭 커패시터(CLCG)는 상기 제2 화소 전극(PEG)과 상기 공통 전극(CE) 사이의 전위차가 최대이면 상기 녹색 콜레스테릭 액정층(110G)은 호메오트로픽 상태로 되어 블랙을 표시하고, 상기 호메오트로픽 상태에서 상기 전위차가 최소가 되면 상기 녹색 콜레스테릭 커패시터(CLCG)는 플래너 상태로 되어 녹색을 표시한다. 상기 청색 콜레스테릭 커패시터(CLCB)는 상기 제3 화소 전극(PEB)과 상기 공통 전극(CE) 사이의 전위차가 최대이면 상기 청색 콜레스테릭 액정층(110B)은 호메오트로픽 상태로 되어 블랙을 표시하고, 상기 호메오트로픽 상태에서 상기 전위차가 최소가 되면 상기 청색 콜레스테릭 커패시터(CLCB)는 플래너 상태로 되어 청색을 표시한다.
상기 패널 구동부(200)는 연성회로기판(210), 메인 구동회로(230) 및 게이트 구동회로(250)를 포함한다.
상기 메인 구동회로(230)는 상기 연성회로기판(210) 위에 실장될 수 있다. 상기 메인 구동회로(230)는 상기 데이터 배선들(DL)에 데이터 전압들을 출력하고, 상기 게이트 구동회로(250)의 구동 타이밍을 제어한다. 상기 게이트 구동회로(250)는 상기 메인 구동회로(230)의 제어에 따라서 상기 게이트 배선들(GL)에 게이트 신호들을 출력한다.
상기 메인 구동회로(230)는 상기 데이터 배선들(DL)에 N(N은 자연수 임) 프레임 동안에는 기준 전압(Vo) 대비 양극성의 데이터 전압들을 출력하고, N+1 프레임 동안에는 음극성의 데이터 전압들을 출력한다. 상기 기준 전압(Vo)은 상기 공통 전극(CE)에 인가되는 전압 및 상기 적색, 녹색 및 청색 콜레스테릭 커패시터들(CLCR, CLCG, CLCB)을 플래너 상태로 구동하기 위한 데이터 전압과 실질적으로 동일하다.
결과적으로, 상기 메인 구동회로(230)는 7 레벨의 데이터 전압들을 출력한다. 예를 들면, 상기 7 레벨의 데이터 전압들은 기준 전압(Vo), 양극성의 제1 적색 전압(+VR), 음극성의 제2 적색 전압(-VR), 양극성의 제1 녹색 전압(+VG), 음극성의 제2 녹색 전압(-VG), 양극성의 제1 청색 전압(+VB) 및 음극성의 제2 청색 전압(-VB)으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 적색 전압들(±VR) 각각은 상기 적색 화소(Rp)를 블랙으로 표시하기 위한 데이터 전압이고 상기 기준 전압(Vo)과 제1 레벨 차이를 갖는다. 상기 제1 및 제2 녹색 전압들(±VG) 각각은 상기 녹색 화소(Gp)를 블랙으로 표시하기 위한 데이터 전압이고 상기 기준 전압(Vo)과 제2 레벨 차이를 갖는다. 상기 제1 및 제2 청색 전압들(±VB) 각각은 상기 청색 화소(Bp)를 블랙으로 표시하기 위한 데이터 전압이고 상기 기준 전압(Vo)과 제3 레벨 차이를 갖는다. 상기 기준 전압(Vo)은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소들(Rp, Gp, Bp) 각각에 색을 표시하기 위한 데이터 전압이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시 패널의 등가회로도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 표시 패널(100)의 상기 단위 화소부(UP)는 적색 화소(Rp), 녹색 화소(Gp) 및 청색 화소(Bp)를 포함한다.
상기 적색 화소(Rp)는 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극(SE1) 및 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극(SE2)을 포함한다. 상기 제1 서브 전극(SE1)은 제1 데이터 배선(DL1)과 제1 게이트 배선(GL1)에 연결된 제1 트랜지스터(TR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(SE2)은 상기 제1 데이터 배선(DL1)과 제2 게이트 배선(GL2)에 연결된 제2 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결된다.
상기 녹색 화소(Gp)는 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극(SE1) 및 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극(SE2)을 포함한다. 상기 녹색 화소(Gp)의 제1 서브 전극(SE1)은 상기 적색 화소(Rp)의 제2 서브 전극(SE2)과 인접하게 배치되고, 상기 녹색 화소(Gp)의 제2 서브 전극(SE2)은 상기 적색 화소(Rp)의 제1 서브 전극(SE1)과 인접하게 배치된다. 상기 제1 서브 전극(SE1)은 제2 데이터 배선(DL2)과 상기 제2 게이트 배선(GL2)에 연결된 제1 트랜지스터(TR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(SE2)은 상기 제2 데이터 배선(DL2)과 제1 게이트 배선(GL1)에 연결된 제2 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결된다.
상기 청색 화소(Bp)는 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극(SE1) 및 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극(SE2)을 포함한다. 상기 청색 화소(Bp)의 제1 서브 전극(SE1)은 상기 녹색 화소(Gp)의 제2 서브 전극(SE2)과 인접하게 배치되고, 상기 청색 화소(Bp)의 제2 서브 전극(SE2)은 상기 녹색 화소(Gp)의 제1 서브 전극(SE1)과 인접하게 배치된다. 상기 제1 서브 전극(SE1)은 제3 데이터 배선(DL3)과 상기 제1 게이트 배선(GL1)에 연결된 제1 트랜지스터(TR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(SE2)은 상기 제3 데이터 배선(DL3)과 상기 제2 게이트 배선(GL2)에 연결된 제2 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결된다.
상기 단위 화소부(UP)는 공간 분할되어 계조를 표시한다. 상기 적색, 녹색 및 청색 화소들(Rp, Gp, Bp) 각각은 제1 및 제2 서브 전극들(SE1, SE2)에 인가되는 데이터 전압에 따라서 4 가지의 계조로 구동될 수 있다. 첫째는 상기 제1 및 제2 서브 전극들(SE1, SE2)에 모두에 하이 레벨의 데이터 전압(VR, VG or VB)이 인가되는 경우, 둘째는 상기 제1 서브 전극(SE1)에는 로우 레벨의 데이터 전압(Vo)이 인가되고 상기 제2 서브 전극(SE2)에는 하이 레벨의 데이터 전압(VR, VG or VB)이 인가되는 경우, 셋째는 상기 제1 서브 전극(SE1)에는 하이 레벨의 데이터 전압(VR, VG or VB)이 인가되고 상기 제2 서브 전극(SE2)에는 로우 레벨이 데이터 전압(Vo)이 인가되는 경우, 넷째는 상기 제1 및 제2 서브 전극들(SE1, SE2)에 모두 로우 레벨의 데이터 전압(Vo)이 인가되는 경우이다. 결과적으로 상기 적색, 녹색 및 청색 화소들(Rp, Gp, Bp)에 의해 상기 단위 화소부(UP)는 64 개의 색들을 표시할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 메인 구동회로에 대한 블록도이다. 도 6은 도 5에 도시된 타이밍 제어부에 따른 공간 분할 계조 알고리즘을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 메인 구동회로는 타이밍 제어부(231), 메모리(233), 감마전압 발생부(235) 및 데이터 구동부(240)를 포함한다.
상기 타이밍 제어부(231)는 외부로부터 복수의 색 데이터들(Din)을 병렬로 수신한다. 예를 들면, 수신된 적색 데이터, 녹색 데이터 및 청색 데이터를 포함하고, 상기 적색 데이터, 녹색 데이터 및 청색 데이터 각각은 8 비트 데이터이다.
상기 타이밍 제어부(231)는 상기 수신된 적색, 녹색 및 청색 데이터(Din)를 상기 메모리(233)에 저장하고, 저장된 상기 적색, 녹색 및 청색 데이터(Din)를 이용하여 공간 분할 계조 표현 알고리즘에 따라 재배열된 제1 적색 서브데이터, 제2 적색 서브데이터, 제1 녹색 서브데이터, 제2 녹색 서브데이터, 제1 청색 서브데이터 및 제2 청색 서브데이터(Dout)를 생성한다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 타이밍 제어부(231)는 수신된 8비트의 상기 적색 데이터(Din)가 64 계조 보다 작으면 상기 적색 화소(Rp)의 전체 영역(SA1, SA2)에 블랙을 표시하기 위한 제1 적색 서브데이터 및 제2 적색 서브데이터를 생성한다. 제1 및 제2 적색 서브데이터 각각은 제1 구동 전압(VR)에 대응하는 3비트 데이터이다. 상기 적색, 녹색 및 청색 콜레스테릭 액정층들(110R, 110G, 110B)을 구동하기 위한 구동 전압들은 앞서 설명된 바와 같이 7 레벨을 가짐에 따라서 상기 제1 및 제2 적색 서브데이터 각각은 최소 3비트 데이터이다.
상기 타이밍 제어부(231)는 8비트의 적색 데이터(Din)가 64 계조 보다 크고 128 보다 작으면, 상기 적색 화소(Rp)의 영역 중 상대적으로 작은 제1 서브 영역(SA1)에 대응하여 적색을 표시하기 위한 제1 적색 서브데이터를 생성하고, 상대적으로 큰 제2 서브 영역(SA2)에 대응하여 블랙을 표시하기 위한 제2 적색 서브데이터를 생성한다. 상기 제1 적색 서브데이터는 기준 전압(Vo)에 대응하는 3비트 데이터이고, 상기 제2 적색 서브데이터는 상기 적색 전압(VR)에 대응하는 3비트 데이터이다.
상기 타이밍 제어부(231)는 8비트의 상기 적색 데이터(Din)가 128 계조 보다 크고 192 보다 작으면, 상기 적색 화소(Rp)의 제1 서브 영역(SA1)에 대응하여 블랙을 표시하기 위한 제1 적색 서브데이터를 생성하고, 제2 서브 영역(SA2)에 대응하여 적색을 표시하기 위한 제2 적색 서브데이터를 생성한다. 상기 제1 적색 서브데이터는 상기 적색 전압(VR)에 대응하는 3비트 데이터이고, 상기 제2 적색 서브데이터는 상기 기준 전압(Vo)에 대응하는 3비트 데이터이다.
상기 타이밍 제어부(231)는 8비트의 상기 적색 데이터(Din)가 192 계조 보다 크면, 상기 적색 화소(Rp)의 전체 영역(SA1, SA2)에 대응하여 적색을 표시하기 위한 제1 및 제2 적색 서브데이터를 생성한다. 상기 제1 및 제2 적색 서브데이터 각은 상기 기준 전압(Vo)에 대응하는 3비트 데이터이다.
수신된 적색 데이터에 대한 공간 분할 계조 표현 알고리즘과 동일한 방식으로, 상기 타이밍 제어부(231)는 수신된 8비트의 녹색 데이터를 이용하여 제1 녹색 서브데이터 및 제2 녹색 서브데이터를 생성하고, 수신된 8비트의 청색 데이터를 이용하여 제1 청색 서브데이터 및 제2 청색 서브데이터를 생성한다.
상기 감마전압 발생부(235)는 상기 7레벨의 감마 전압들, 즉, 데이터 전압들을 생성한다. 상기 감마 전압들은 기준 전압(Vo), 양극성의 제1 적색 전압(+VR), 음극성의 제2 적색 전압(-VR), 양극성의 제1 녹색 전압(+VG), 음극성의 제2 녹색 전압(-VG), 양극성의 제1 청색 전압(+VB) 및 음극성의 제2 청색 전압(-VB)을 포함한다.
상기 데이터 구동부(240)는 데이터 수신부(241), 래치부(242), 디지털아날로그 변환부(243) 및 출력 버퍼부(244)를 포함한다.
상기 데이터 수신부(241)는 상기 타이밍 제어부(231)에서 출력된 3 비트의 색 서브데이터를 상기 타이밍 제어부(231)에서 제공된 데이터 클럭(DCK)에 기초하여 순차적으로 m개 수신한다(m 은 자연수임).
상기 래치부(242)는 라인 단위, 즉, m개의 서브 데이터를 래치하고, 로드 신호(TP)가 입력되면 래치된 상기 m개의 서브 데이터를 출력한다.
상기 디지털아날로그 변환부(243)는 상기 래치부(242)로부터 제공되는 상기 m개의 색 서브데이터를 상기 감마 전압들을 이용하여 데이터 전압들로 변환한다. 상기 디지털아날로그 변환부(243)는 반전 신호(RVS)에 기초하여 데이터 전압들의 극성을 제어한다. 상기 데이터 전압들의 극성은 프레임 마다 반전된다.
상기 출력 버퍼부(244)는 상기 m개의 데이터 전압들을 완충하여 상기 표시 패널(100)의 m개의 데이터 배선들에 출력한다.
도 7은 도 5에 도시된 메인 구동회로의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 타이밍 제어부(231)는 적색, 녹색 및 청색 데이터를 수신한다(단계 S110). 예를 들면, 상기 적색, 녹색 및 청색 데이터 각각은 8 비트 데이터로서, 상기 적색 데이터(Rin)의 계조 레벨은 "120" 이고, 상기 녹색 데이터(Gin)의 계조 레벨은 "200" 이고, 상기 청색 데이터(Bin)의 계조 레벨은 "30" 이다.
상기 타이밍 제어부(231)는 병렬로 수신되는 상기 적색, 녹색 및 청색 데이터(Rin, Gin, Bin)를 메인 클럭을 3배 빠르게 구동하여 상기 메모리(233)에 저장한다. 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 메모리(233)에 저장된 상기 적색, 녹색 및 청색 데이터(Rin, Gin, Bin)를 이용하여 공간 분할 계조 표현 알고리즘에 따라서 제1 적색 서브데이터(Rs1), 제2 적색 서브데이터(Rs2), 제1 녹색 서브데이터(Gs1), 제2 녹색 서브데이터(Gs2), 제1 청색 서브데이터(Bs1) 및 제2 청색 서브데이터(Bs2)를 생성한다(단계 S130).
Figure pat00002
도 6 및 표 1을 참조하면, 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 적색 데이터(Rin)의 120 계조 레벨에 따라서, 상기 제1 서브 영역(SA1)은 적색을 표시하고, 제2 서브 영역(SA2)은 블랙을 표시하기 위한 제1 적색 서브데이터(Rs1) 및 제2 적색 서브데이터(Rs2)를 생성한다. 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 제1 적색 서브데이터(Rs1)로 "100"(0V)을 생성하고, 상기 제2 적색 서브데이터(Rs2)로 "011"(+19V)을 생성한다.
같은 방식으로, 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 녹색 데이터(Gin)의 200 계조 레벨에 따라서, 상기 제1 서브 영역(SA1)은 블랙을 표시하고, 제2 서브 영역(SA2)은 녹색을 표시하기 위한 제1 녹색 서브데이터(Gs1) 및 제2 녹색 서브데이터(Gs2)를 생성한다. 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 제1 녹색 서브데이터(Gs1)로 "100"(0V)을 생성하고, 상기 제2 녹색 서브데이터(Gs2)로 "100"(0V)을 생성한다.
상기 타이밍 제어부(231)는 상기 청색 데이터(Bin)의 30 계조 레벨에 따라서, 상기 제1 및 제2 서브 영역들(SA1, SA2)은 모두를 블랙으로 표시하기 위한 제1 청색 서브데이터(Bs1) 및 제2 청색 서브데이터(Bs2)를 생성한다. 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 제1 청색 서브데이터(Bs1)로 "001"(+25V)을 생성하고, 상기 제2 청색 서브데이터(Bs2)로 "001"(+25V)을 생성한다.
상기 타이밍 제어부(231)는 도 4에 도시된 단위 화소부(UP)의 화소 구조에 따라서 상기 제1 적색 서브데이터(Rs1), 제2 적색 서브데이터(Rs2), 제1 녹색 서브데이터(Gs1), 제2 녹색 서브데이터(Gs2), 제1 청색 서브데이터(Bs1) 및 제2 청색 서브데이터(Bs2)를 재배열하여 상기 데이터 구동부(240)에 출력한다(단계 S150).
도 8은 도 5에 도시된 표시 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 타이밍 제어부(231)는 먼저, 상기 제1 적색 서브데이터(Rs1)인 "100", 상기 제2 녹색 서브데이터(Gs2)인 "100" 및 제1 청색 서브데이터(Bs1)인 "001" 를 상기 데이터 구동부(240)에 제공한다.
상기 데이터 구동부(240)는 한 수평 주기(1H)의 제1 구간(1/2 H)에 상기 제1 적색 서브데이터(Rs1), 상기 제2 녹색 서브데이터(Gs2) 및 제1 청색 서브데이터(Bs1)를 아날로그 형태의 데이터 전압들, "0V", "0V" 및 "+25V" 로 변환하여 제1 데이터 배선(DL1), 제2 데이터 배선(DL2) 및 제3 데이터 배선(DL3)에 각각 출력한다. 게이트 구동회로는 상기 데이터 구동부(240)에서 상기 데이터 전압들, "0V", "0V" 및 "+25V" 이 출력되는 타이밍에 동기되어 상기 제1 게이트 배선(GL1)에 하이 레벨의 제1 게이트 신호(GV1)를 출력한다.
이어, 상기 데이터 구동부(240)는 한 수평 주기(1H)의 제2 구간(1/2 H)에 상기 제2 적색 서브데이터(Rs2), 상기 제1 녹색 서브데이터(Gs1) 및 제2 청색 서브데이터(Bs2)를 아날로그 형태의 데이터 전압들, "+19V", "0V" 및 "+25V" 로 변환하여 제1 데이터 배선(DL1), 제2 데이터 배선(DL2) 및 제3 데이터 배선(DL3)에 각각 출력한다. 상기 게이트 구동회로는 상기 데이터 구동부(240)에서 상기 데이터 전압들, "+19V", "0V" 및 "+25V" 이 출력되는 타이밍에 동기되어 상기 제2 게이트 배선(GL2)에 하이 레벨의 제2 게이트 신호(GV2)를 출력한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 등가회로도이다.
도 9를 참조하면, 상기 표시 패널(100A)의 단위 화소부(UP)는 적색 화소(Rp), 녹색 화소(Gp) 및 청색 화소(Bp)를 포함한다.
상기 적색 화소(Rp)는 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극(SE1) 및 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극(SE2)을 포함한다. 상기 제1 서브 전극(SE1)은 제1 데이터 배선(DL1)과 게이트 배선(GL)에 연결된 제1 트랜지스터(TR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(SE2)은 제2 데이터 배선(DL2)과 상기 게이트 배선(GL)에 연결된 제2 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결된다.
상기 녹색 화소(Gp)는 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극(SE1) 및 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극(SE2)을 포함한다. 상기 녹색 화소(Gp)의 제1 서브 전극(SE1)은 상기 적색 화소(Rp)의 제2 서브 전극(SE2)과 인접하게 배치되고, 상기 녹색 화소(Gp)의 제2 서브 전극(SE2)은 상기 적색 화소(Rp)의 제1 서브 전극(SE1)과 인접하게 배치된다. 상기 제1 서브 전극(SE1)은 제3 데이터 배선(DL3)과 상기 게이트 배선(GL)에 연결된 제1 트랜지스터(TR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(SE2)은 상기 제4 데이터 배선(DL4)과 상기 게이트 배선(GL)에 연결된 제2 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결된다.
상기 청색 화소(Bp)는 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극(SE1) 및 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역에 배치된 상기 제1 서브 전극(SE1) 보다 큰 면적을 갖는 제2 서브 전극(SE2)을 포함한다. 상기 청색 화소(Bp)의 제1 서브 전극(SE1)은 상기 녹색 화소(Gp)의 제2 서브 전극(SE2)과 인접하게 배치되고, 상기 청색 화소(Bp)의 제2 서브 전극(SE2)은 상기 녹색 화소(Gp)의 제1 서브 전극(SE1)과 인접하게 배치된다. 상기 제1 서브 전극(SE1)은 제5 데이터 배선(DL5)과 상기 게이트 배선(GL)에 연결된 제1 트랜지스터(TR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(SE2)은 제6 데이터 배선(DL6)과 상기 게이트 배선(GL)에 연결된 제2 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결된다.
상기 단위 화소부(UP)는 공간 분할되어 계조를 표시한다. 상기 적색, 녹색 및 청색 화소들(Rp, Gp, Bp) 각각은 제1 및 제2 서브 전극들(SE1, SE2)에 인가되는 데이터 전압에 따라서 4 가지의 계조로 구동될 수 있다. 첫째는 상기 제1 및 제2 서브 전극들(SE1, SE2)에 모두에 하이 레벨의 데이터 전압(VR, VG or VB)이 인가되는 경우, 둘째는 상기 제1 서브 전극(SE1)에는 로우 레벨의 데이터 전압(Vo)이 인가되고 상기 제2 서브 전극(SE2)에는 하이 레벨의 데이터 전압(VR, VG or VB)이 인가되는 경우, 셋째는 상기 제1 서브 전극(SE1)에는 하이 레벨의 데이터 전압(VR, VG or VB)이 인가되고 상기 제2 서브 전극(SE2)에는 로우 레벨이 데이터 전압(Vo)이 인가되는 경우, 넷째는 상기 제1 및 제2 서브 전극들(SE1, SE2)에 모두 로우 레벨의 데이터 전압(Vo)이 인가되는 경우이다. 결과적으로 상기 적색, 녹색 및 청색 화소들(Rp, Gp, Bp)에 의해 상기 단위 화소부(UP)는 64 개의 색들을 표시할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 표시 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
상기 타이밍 제어부(231)는 도 7의 단계 S110 내지 단계 S120에서 설명된 바와 같이, 공간 분할 계조 표현 알고리즘에 따라서 생성된 제1 적색 서브데이터(Rs1), 제2 적색 서브데이터(Rs2), 제1 녹색 서브데이터(Gs1), 제2 녹색 서브데이터(Gs2), 제1 청색 서브데이터(Bs1) 및 제2 청색 서브데이터(Bs2)를 생성한다. 상기 타이밍 제어부(231)는 상기 제1 내지 제6 데이터 배선들(DL1, DL2,..., DL6)과 연결된 상기 단위 화소부(UP)의 연결 구조에 따라서 색 서브데이터를 재배열하여 상기 데이터 구동부(240)에 출력한다.
상기 제1 적색 서브데이터(Rs1)는 상기 제1 데이터 배선(DL1)에 대응하여 배치하고, 상기 제2 적색 서브데이터(Rs2)는 상기 제2 데이터 배선(DL2)에 대응하여 배치하고, 상기 제2 녹색 서브데이터(Gs2)는 상기 제3 데이터 배선(DL3)에 대응하여 배치하고, 상기 제1 녹색 서브데이터(Gs1)는 상기 제4 데이터 배선(DL4)에 대응하여 배치하고, 상기 제1 청색 서브데이터(Bs1)는 상기 제5 데이터 배선(DL5)에 대응하여 배치하고, 상기 제2 청색 서브데이터(Bs2)는 상기 제6 데이터 배선(DL6)에 대응하여 배치한다.
예를 들면, 상기 데이터 구동부(240)는 제1 적색 서브데이터(Rs1), 제2 적색 서브데이터(Rs2), 제2 녹색 서브데이터(Gs2), 제1 녹색 서브데이터(Gs1), 제1 청색 서브데이터(Bs1) 및 제2 청색 서브데이터(Bs2)를 아날로그 형태의 데이터 전압들로 변환하여 상기 제1 내지 제6 데이터 배선들(DL1, DL2,..., DL6)에 출력한다. 게이트 구동회로는 상기 데이터 구동부(240)에서 상기 데이터 전압들이 출력되는 타이밍에 동기되어 상기 게이트 배선(GL)에 하이 레벨의 게이트 신호(GV)를 출력한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다. 이하에서는 일 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고 반복되는 설명을 생략한다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 상기 표시 패널(100B)은 도 3에 도시된 바와 같이, 콜레스테릭 액정층(113), 표시 기판(130) 및 대향 기판(150)을 포함한다.
상기 콜레스테릭 액정층(110)은 액정의 피치(Pitch)가 다른 복수의 색 콜레스티릭 액정층들(113R, 113G, 113B)을 포함한다.
적색 콜레스테릭 액정층(113R)은 격벽(137)에 의해 분리된 적색 화소 영역(PRA)에 제1 셀갭(d1)으로 배치되고, 제1 피치로 배열된 액정들을 포함한다. 상기 녹색 콜레스테릭 액정층(113G)은 상기 격벽(137)에 의해 상기 적색 화소 영역(PRA)과 분리된 녹색 화소 영역(PGA)에 제1 셀갭(d1) 보다 얇은 제2 셀갭(d2)으로 배치되고, 상기 제1 피치보다 작은 제2 피치로 배열된 액정들을 포함한다. 청색 콜레스테릭 액정층(110B)은 상기 격벽(137)에 의해 상기 녹색 화소 영역(PGA)과 분리된 청색 화소 영역(PBA)에 상기 제2 셀갭(d2) 보다 얇은 제3 셀갭(d3)으로 배치되고, 상기 제2 피치 보다 작은 제3 피치로 배열된 액정들을 포함한다.
수학식 1에 따르면, 상기 적색, 녹색 및 청색 콜레스테릭 액정층들(113R, 113G, 113B)의 셀갭들(d1, d2, d3)을 조절하여 상기 적색, 녹색 및 청색 콜레스테릭 액정층들(113R, 113G, 113B)의 구동 전압을 동일하게 설정할 수 있다. 본 실시예에 따르면 서로 다른 셀갭을 갖는 상기 제1, 제2 및 청색 콜레스테릭 액정층들(113R, 113G, 113B)은 동일한 구동 전압(VD)에 의해 호메오트로픽 상태로 될 수 있다.
상기 표시 기판(130)은 제1 기판(131), 복수의 데이터 배선들(DL), 복수의 게이트 배선들(GL), 복수의 트랜지스터들(TR), 절연층(139), 복수의 화소 전극들(PER, PEG, PEB) 및 상기 격벽(137)을 포함한다. 상기 절연층(139)은 적색 화소 영역(PRA)에 대응하여 제1 두께(t1)를 갖고 녹색 화소 영역(PGA)에 대응하여 제1 두께(t1) 보다 두꺼운 제2 두께(t2)를 갖고 청색 화소 영역(PBA)에 대응하여 제2 두께(t2) 보다 두꺼운 제3 두께(t3)를 갖는다. 상기 제1, 제2 및 제3 두께들(t1, t2, t3)을 갖는 상기 절연층(139)에 의해 상기 콜레스테릭 액정층(113)은 서로 다른 셀갭을 가질 수 있다.
상기 대향 기판(150)은 제2 기판(151) 및 공통 전극(CE)을 포함한다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 제2 기판(151) 위에 배치된다.
본 실시예에 따른 표시 패널(100B)을 구동하기 위해서는 적색, 청색 및 녹색 콜레스테릭 액정층들(113R, 113G, 113B)이 동일한 구동 전압에 의해 구동 가능하므로 표 2와 같이 3 레벨(2 bits)의 데이터 전압들을 가진다.
Figure pat00003
상기 표시 패널(100B)의 단위 화소부는 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 게이트 배선들(GL1, GL2)과 3개의 데이터 배선들(DL1, DL2, DL3)에 연결될 수 있다. 이 경우, 구동 방법은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 구동할 수 있다.
또한, 상기 표시 패널(100B)의 단위 화소부의 화소 구조는 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 게이트 배선(GL)과 6개의 데이터 배선들(DL1, DL2,.., DL6)에 연결될 수 있다. 이 경우, 구동 방법은 도 7 및 도 10에 설명된 바와 같이 구동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 피치를 갖는 콜레스테릭 액정을 포함하는 제1 색 화소와, 제2 피치를 갖는 콜레스테릭 액정을 포함하는 제2 색 화소 및 제3 피치를 갖는 콜레스테릭 액정을 포함하는 제3 색 화소를 가지는 표시 패널을 구동하여 컬러 영상을 표시할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 100A, 100B : 표시 패널 110, 113 : 콜레스테릭 액정층
130 : 표시 기판 150: 대향 기판
230 : 메인 구동회로 240 : 데이터 구동부
250 : 게이트 구동회로
110R, 113R : 적색 콜레스테릭 액정층
110G, 113G : 녹색 콜레스테릭 액정층
110B, 113B : 청색 콜레스테릭 액정층

Claims (20)

  1. 복수의 색 화소들을 포함하고, 각각의 색 화소는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 표시 패널의 구동 방법에서,
    색 데이터를 공간 분할 계조 표현 방식에 따라서 복수의 색 서브데이터로 생성하는 단계; 및
    상기 색 서브데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 전압은 상기 콜레스테릭 액정층을 호메오트로픽(homeotropic) 상태로 구동하는 기준 전압 및 상기 콜레스테릭 액정층을 플래너(planar) 상태로 구동하는 구동 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계는,
    프레임 마다 상기 데이터 전압의 극성을 상기 기준 전압 대비 반전하여 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 색 화소는 제1 서브 영역과 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 색 서브데이터로 생성하는 단계는,
    상기 색 데이터가 제1 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고,
    상기 색 데이터가 제2 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 색을 표시하고 제2 서브 영역은 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고,
    상기 색 데이터가 제3 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 블랙을 표시하고 제2 서브 영역은 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고,
    상기 색 데이터가 제4 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계는,
    수평 주기의 제1 구간 동안 상기 제1 색 서브데이터를 제1 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 제공하는 단계; 및
    상기 수평 주기의 제2 구간 동안 상기 제2 색 서브데이터를 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 제공하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 단계는,
    수평 주기 동안 상기 제1 및 제2 색 서브데이터를 데이터 전압들로 변환하여 상기 색 화소에 동시에 제공하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 복수의 색 화소들은 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고,
    상기 녹색 화소의 제1 서브 영역은 상기 적색 및 청색 화소들의 제2 서브 영역들과 인접하고 상기 녹색 화소의 제2 서브 영역은 상기 적색 및 청색 화소들의 제1 서브 영역들과 인접한 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 색 전압은 상기 적색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제1 레벨 차를 갖는 적색 전압, 상기 녹색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제2 레벨 차를 갖는 녹색 전압 및 상기 청색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제3 레벨 차를 갖는 청색 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  10. 복수의 색 화소들을 포함하고, 각각의 색 화소는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 표시 패널; 및
    색 데이터를 공간 분할 계조 표현 방식에 따라서 복수의 색 서브데이터로 생성하고, 상기 색 서브데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 색 화소에 상기 데이터 전압을 제공하는 패널 구동부를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 색화소들의 색에 따라서 서로 다른 샐갭을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 패널 구동부는 상기 콜레스테릭 액정층을 호메오트로픽 상태로 구동하는 기준 전압 및 상기 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하는 색 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 패널 구동부는 프레임 마다 상기 데이터 전압의 극성을 상기 기준 전압 대비 반전하여 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 색 화소는 제1 서브 영역과 상기 제1 서브 영역 보다 큰 제2 서브 영역으로 이루어지고,
    상기 패널 구동부는
    상기 색 데이터가 제1 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고,
    상기 색 데이터가 제2 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 색을 표시하고 제2 서브 영역은 블랙을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고,
    상기 색 데이터가 제3 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 서브 영역은 블랙을 표시하고 제2 서브 영역은 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하고,
    상기 색 데이터가 제4 계조 범위에 포함되면 상기 색 화소의 제1 및 제2 서브 영역들에 색을 표시하기 위한 제1 색 서브데이터 및 제2 색 서브데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 색 화소는 데이터 배선과 제1 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극; 및
    상기 데이터 배선과 제2 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 패널 구동부는
    수평 주기의 제1 구간 동안 상기 제1 게이트 배선에 하이 레벨의 제1 게이트 신호를 출력하고, 상기 데이터 배선에 상기 제1 색 서브데이터에 대응하는 제1 데이터 전압을 출력하고,
    상기 수평 주기의 제2 구간 동안 상기 제2 게이트 배선에 하이 레벨의 제2 게이트 신호를 출력하고, 상기 데이터 배선에 상기 제2 색 서브데이터에 대응하는 제2 데이터 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 색 화소는 제1 데이터 배선과 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제1 서브 영역에 배치된 제1 서브 전극; 및
    제2 데이터 배선과 상기 게이트 배선에 전기적으로 연결되고 상기 제2 서브 영역에 배치된 제2 서브 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 패널 구동부는
    수평 주기 동안 상기 게이트 배선에 하이 레벨의 게이트 신호를 출력하고, 상기 제1 및 제2 데이터 배선들에 상기 제1 및 제2 색 서브데이터에 대응하는 데이터 전압들을 각각 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 복수의 색 화소들은 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고,
    상기 녹색 화소의 제1 서브 영역은 상기 적색 및 청색 화소들의 제2 서브 영역들과 인접하고 상기 녹색 화소의 제2 서브 영역은 상기 적색 및 청색 화소들의 제1 서브 영역들과 인접한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 색 전압은 상기 적색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제1 레벨 차를 갖는 적색 전압, 상기 녹색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제2 레벨 차를 갖는 녹색 전압 및 상기 청색 화소의 콜레스테릭 액정층을 플래너 상태로 구동하고 상기 기준 전압과 제3 레벨 차를 갖는 청색 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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