KR101171183B1

KR101171183B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR101171183B1
Application number: KR1020050091260A
Authority: KR
Inventors: 박철우; 조재현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2012-08-06
Also published as: US7812808B2; US20070070026A1; KR20070036337A

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 주사 영역을 구비하고 있는 액정 표시판 조립체, 상기 복수의 주사 영역 각각에 빛을 공급하는 복수의 광원을 각각 포함하는 복수의 광원부, 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 광원의 점멸 동작을 제어하는 광원 제어부를 포함하고, 한 프레임은 적색, 녹색, 청색 및 블랙 필드를 나눠지고, 상기 광원 제어부는 상기 블랙 필드 동안 상기 광원을 소등시킨다. 이로 인해, 혼색 현상이 줄어들고, 화소의 충전 시간 및 광원의 점등 시간이 증가하여 화질이 향상된다.

액정표시장치, 시분할, 임펄시브, 필드순차구동방식, 발광다이오드, LED

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 인가되는 게이트 신호, 광원 제어 신호 및 게이트 온 전압 인가 구간을 나타내는 파형도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 프레임 동안 백라이트부의 점멸 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 신호 의 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

액정 표시 장치에서 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다.

공간 분할 방식의 경우에는 기본색의 색 필터를 화소 전극에 대응하는 영역에 각각 장착하여 색상을 표시할 수 있도록 한다. 이 경우 발광 다이오드(LED), 냉음극 형광 램프(CCFL, cold cathode fluorescent lamp) 등의 백색 광원으로부터의 빛을 액정층과 색 필터를 통과시켜 해당하는 색을 표시할 수 있다.

시간 분할 방식의 경우에는 기본색의 광원(발광 다이오드 또는 형광 램프)을 따로 설치하여 액정 표시 장치의 색상을 구현한다.

시간 분할 방식은, 한 프레임 동안, 모든 화소에 차례로 데이터 신호를 인가한 후 적색 광원을 점등시키고, 다시 모든 화소에 데이터 신호를 인가하고 녹색 광 원을 점등시킨 후, 마지막으로 다시한번 모든 화소에 데이터 신호를 인가한 후 청색 광원을 점등시킨다.

따라서 시간 분할 방식의 경우, 한 프레임은 각각 적색, 녹색 및 청색 광원을 점등시키기 위한 세 개의 구간[필드(field)]으로 나눠지고, 각 필드 동안 모든 데이터 전압의 인가 후에 광원의 점등이 이루어지므로 액정 충전기의 충전 시간과 광원의 점등 시간이 줄어드는 문제가 발생한다. 또한, 동일한 프레임의 화소가 적색, 녹색 및 청색과 같은 기본색을 공간적, 시간적으로 합해져 정상적으로 색 표시가 구현되지만 서로 다른 프레임에 해당하는 인접한 필드 동안 표시되는 색상이 서로 혼합되어 원치 않은 색 표시가 이루어지는 혼색 현상이 발생한다. 이로 인해, 액정 표시 장치의 색 재현성이 악화되어 표시 장치의 화질이 떨어지는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 표시 장치의 화질을 향상시키는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 주사 영역을 구비하고 있는 액정 표시판 조립체, 상기 복수의 주사 영역 각각에 빛을 공급하는 복수의 광원을 각각 포함하는 복수의 광원부, 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 광원의 점멸 동작을 제어하 는 광원 제어부를 포함하고, 한 프레임은 복수 개의 필드를 나눠지고, 상기 광원 제어부는 상기 복수의 필드 중에서 다른 프레임에 인접한 필드 동안 상기 광원을 소등시킨다.

상기 각 필드의 시간은 동일한 것이 바람직하다.

상기 각 광원부는 복수의 기본색을 각각 발광하는 적어도 세 개의 광원을 포함하는 것이 좋다.

상기 각 필드동안 공급되는 빛의 색상은 상이한 것이 바람직하다.

상기 광원은 발광 다이오드일 수 있다.

상기 특징에 따른 액정 표시 장치는 상기 영상 신호를 상기 데이터 구동부에 인가하고, 상기 광원 제어부와 상기 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 영상 신호는 복수의 기본색에 각각 해당하는 영상 신호를 포함하고, 상기 신호 제어부는 한 프레임의 영상 신호를 기억하는 프레임 메모리를 포함하고, 한 프레임 동안 입력되는 상기 영상 신호를 기본색 별로 각각 분리하여 상기 프레임 메모리에 기억하는 것이 바람직하다.

상기 신호 제어부는 각 필드동안 상기 복수의 기본색 중 하나에 해당하는 영상 신호를 상기 프레임 메모리로부터 읽어와 상기 데이터 구동부에 인가하고, 상기 복수의 필드 중에서 다른 프레임에 인접한 필드 동안 영상 신호를 상기 데이터 구동부에 인가하지 않는 것이 좋다.

상기 복수의 필드 중에서 다른 프레임에 인접한 필드는 마지막 필드일 수 있 다.

상기 기본색은 적색, 녹색 및 청색일 수 있다.

상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 한 프레임이 복수의 필드로 나눠지고, 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 주사 영역을 구비한 표시 장치를 구동하는 방법으로서, 상기 복수의 필드 중에서 다른 프레임에 인접한 제1 필드를 제외한 복수의 제2 필드 동안, 상기 복수의 주사 영역에 데이터 신호를 인가하는 단계, 각 주사 영역에 데이터 신호의 인가 동작이 완료될 때마다 상기 주사 영역에 빛을 공급하는 단계, 그리고 상기 제1 필드 동안, 상기 복수의 주사 영역으로의 데이터 신호의 인가와 빛의 공급을 차단하는 단계를 포함한다.

상기 각 제2 필드 동안 공급되는 빛은 단색광인 것이 좋다.

상기 각 제2 필드 동안 공급되는 빛의 색상은 서로 상이하며, 상기 색상은 적색, 녹색 및 청색 중 하나인 것이 바람직하다.

인접한 주사 영역에 공급되는 빛의 공급 기간은 일부 중첩되는 것이 바람직하다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 또한 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 인가되는 게이트 신호, 광원 제어 신호 및 게이트 온 전압 인가 구간을 나타내는 파형도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 공급하는 백라이트부(900), 백라이트부(900)에 연결되어 있는 광원 제어부(910), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주 하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2,..., n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2,..., m) 데이터선(D_j)에 연결된 화소(PX)는 신호선(G_i, D_j)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G_i)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D_j)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극 (270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신 호로서 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

백라이트부(900)는 r개의 광원부(91-9r)를 포함하고, 광원부(91-9r)는 액정 표시판 조립체(300)의 측면 또는 뒷면에 장착되며 각각 적색 광원(RL), 녹색 광원(GL) 및 청색 광원(BL)을 구비하고 있다. 이때, 각 광원(RL, GL, BL)은 적어도 하나의 램프를 포함하고, 이때, 램프는 적색, 녹색, 또는 청색 발광 다이오드일 수 있다.

각 광원부(91-9r)는 세로 방향으로 r개의 구간으로 가상 분할된 액정 표시판 조립체(300)의 해당 주사 영역에 빛을 공급한다. 각 주사 영역(이하, 표시판 서브 영역이라 함)은 도 3에 도시한 바와 같이 게이트선(G₁-G_n)을 동일한 개수로 나눈 게이트선 그룹(GU1-GUr)을 기준으로 가상 분할될 수 있으며, 분할되는 개수는 광원부(91-9r)의 개수와 동일하다. 따라서, 액정 표시판 조립체(300)의 위쪽에서부터 첫 번째 표시판 서브 영역은 첫 번째 광원부(91)로부터 빛을 공급받고, 두 번째 표시판 서브 영역은 두 번째 광원부(92)로부터 빛을 공급받으며, 마지막 표시판 서브 영역은 r번째 광원부(9r)로부터 빛을 공급받는다. 각 표시판 서브 영역은 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것이 좋다. 또한, 표시판 서브 영역의 경계면은 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)의 길이 방향으로 형성되고, 경계면 사이 에는 경계면을 따라 뻗어 있는 격벽등이 설치되어, 각 영역의 광원부(91-9r)로부터 나온 빛이 인접한 영역으로 입사되는 것을 방지하도록 할 수 있다. 또한 격벽은 반사가 잘 되도록 알루미늄 코팅이 되어 있을 수 있다.

광원 제어부(910)는 각 광원부(91-9r)의 점멸을 제어하는 광원 제어 신호를 출력한다.

신호 제어부(600)는 프레임 메모리(610)를 포함하고, 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 광원 제어부(910) 등을 제어한다. 프레임 메모리(610)는 입력되는 영상 신호를 프레임 단위로 기억한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800, 910) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800, 910)가 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800, 910)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 광원 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보내며, 광원 제어 신호(CONT3)는 광원 제어부(910)로 내보낸다. 이때, 신호 제어부(600)는 입력되는 한 프레임의 영상 신호(R, G, B)를 적색용 영상 신호(R), 녹색용 영상 신호(G) 및 청색용 영상 신호(B)로 각각 분리하고 변환한 후, 프레임 메모리(610)의 해당 영역에 각각 기억한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 신호의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 데이터 신호를 인가하 라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

광원 제어 신호(CONT3)는 게이트 신호 등에 기초하여 각 광원부(91-9r)의 적색, 녹색 및 청색 광원(RL, GL, BL)을 해당 시기에 점등하거나 소등하는 적색, 녹색 및 청색 광원 제어 신호를 포함한다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 프레임 내에 포함되는 각 적색 필드, 녹색 필드 및 청색 필드 동안 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 이때, 적색, 녹색 및 청색 필드동안에는 프레임 메모리(610)의 해당 영역에 각각 기억되어 있는 적색, 녹색 및 청색용 디지털 영상 신호(DAT)가 데이터 구동부(500)에 인가되지만, 블랙 필드 동안에는 별도의 영상 신호(DAT)가 데이터 구동부(500)에 인가되지 않는다. 이와 같이, 한 프레임은 모두 네 개의 필드(적색, 녹색, 청색 및 블랙 필드)로 나눠지고, 모든 필드의 시간은 모두 동일하지만, 모두 상이하거나 일부만 상이할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1) 에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.

그러면, 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가한다. 각 필드동안 모든 화소에 데이터 신호가 인가되면, 광원 제어부(910)는, 광원 제어 신호(CONT3)에 기초하여, 각 게이트선(G₁-G_n)에 인가되는 게이트 신호의 주사 동작이 게이트선 그룹(GU1-GUr) 단위로 완료될 때마다 해당 게이트선 그룹(GU1-GUr)에 대응하는 표시판 서브 영역을 위한 해당 광원부(91-9r)의 적색, 녹색 또는 청색 광원(RL, GL, BL)을 점등시킨다. 이로 인해, 각 필드 동안 복수의 표시판 서브 영역에 순차적으로 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 공급하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다. 이때, 마지막 필드인 블랙 필드 동안에는 광원 부(91-9r)를 동작시키지 않는다. 이러한 광원 제어부(910)와 백라이트부(900)의 동작은 다음에 좀더 상세하게 설명한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

다음, 도 4와 도 3을 다시 참고로 하여 광원 제어부(910)와 백라이트부(900)의 동작을 좀더 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 프레임 동안 백라이트부의 동작 상태를 도시한 도면이다.

설명의 편의상, 액정 표시판 조립체(300)를 가상으로 분할한 표시판 서브 영역은 맨 위가 첫 번째 표시판 서브 영역이고 마지막이 r번째 표시판 서브 영역이라 하고, 이에 대응하는 광원부(91-9r)는 각각 첫 번째 광원부(91)에서 r번째 광원부(9r)라고 한다. 또한, 한 프레임은 동일한 시간이 할당된 갖는 적색, 녹색, 청색 및 블랙 필드로 차례로 나눠지고, 이에 대응하게 적색 필드 동안에는 적색용 데이터 신호가, 녹색 필드 동안에는 녹색용 데이터 신호가, 그리고 청색 필드 동안에는 청색용 데이터 신호가 인가된다. 그러나 필드 순서는 바꾸어도 무방하며, 이럴 경우 변경된 필드 순서에 맞게 데이터 신호의 인가 순서 역시 변경되어야 하다.

먼저, 게이트 구동부(400)의 동작에 기초하여, 한 프레임의 적색 필드 동안의 광원 제어부(910) 및 백라이트부(900)의 동작에 대하여 설명한다.

신호 제어부(600)로부터의 수직 동기 시작 신호(STV)(도시하지 않음)에 의해, 게이트 구동부(400)는 첫 번째 게이트선 그룹(GU1)의 첫 번째 게이트선(G₁)에서부터 마지막 게이트선(G_k)까지 차례대로 정해진 펄스폭을 갖는 게이트 온 전압(Von)을 게이트 신호(g₁-g_k)에 출력한다. 이때, 게이트 온 전압(Von)의 펄스폭은 출력 인에이블 신호(OE)(도시하지 않음)에 의해 정해진다. 그로 인해, 첫 번째 게이트선(G₁)에 연결된 화소에서부터 차례대로 데이터 신호의 전압이 인가되어, 각 화소들이 차례대로 자신의 데이터 신호의 전압을 충전한다. 이때, 각 화소에 인가되는 데이터 신호는 신호 제어부(600)의 프레임 메모리(610)에 기억된 적색용 데이터 신호이다.

이처럼, 첫 번째 게이트선 그룹(GU1)의 게이트선(G₁-G_k)에 대한 게이트 온 전압(Von)의 인가가 완료되면, 광원 제어부(910)는 마지막 게이트선(G_k)에 인가된 게이트 온 전압(Von)의 하강 에지에 동기하여 백라이트부(900)의 첫 번째 광원부(91)에 인가되는 광원 제어 신호(GU_1B)에 적색 광원(RL)의 점등 펄스를 출력한다. 이로 인해, 적색 광원(RL)이 점등 펄스가 인가되는 동안 점등되어 첫 번째 표시판 서브 영역에 적색 빛을 공급한다. 하지만, 녹색 광원 및 청색 광원(GL, BL)은 소등 상태를 유지한다. 이때, 점등 펄스의 인가 기간은 필요에 따라 변경 가능하다.

다음, 게이트 구동부(400)는 두 번째 게이트선 그룹(GU2)의 첫 번째 게이트선(G_k+1)에서 마지막 게이트선(G_l)까지 차례로 게이트 신호(g_k+1-g_l)에 게이트 온 전압(Von)을 출력한다. 마지막 게이트선(G_l)에 인가된 게이트 온 전압(Von)의 하강 에지에 동기하여, 광원 제어부(910)는 백라이트부(900)의 두 번째 광원부(92)에 인가되는 광원 제어 신호(GU_2B)에 적색 광원의 점등 펄스를 출력한다. 이로 인해, 두 번째 광원부(92)의 적색 광원(RL)은 점등 펄스가 인가되는 동안 점등되어 두 번째 표시판 서브 영역에 적색 빛을 공급하고, 녹색 광원 및 청색 광원(GL, BL)은 소등 상태를 유지한다. 이때, 첫 번째 광원부(91)의 녹색 광원(RL)도 점등 상태를 유지하여, 광원부(91,92)의 점등 구간이 일부 중첩된다.

이와 같은 방식으로 마지막 게이트선 그룹(GUr)의 마지막 게이트선(G_n)에 인가되는 게이트 신호(g_n)까지 게이트 온 전압(Von)이 인가되면, 광원 제어부(910)는 마지막 광원부(9r)에 인가되는 광원 제어 신호(GU_rB)에 적색 광원의 점등 펄스를 출력하여, 적색 필드 동안 마지막 표시판 서브 영역에까지 차례대로 적색 빛을 공급한다.

이처럼, 광원부(91-9r)는 한 필드동안 각 게이트선 그룹(GU1-GUr)에 해당하는 게이트선의 주사 동작이 완료된 후 동작하여 해당 색상의 빛을 표시판 서브 영역에 순차적으로 공급한다.

다음, 녹색 필드로 넘어가면, 게이트 구동부(400)는 적색 필드에서의 동작 과 마찬가지로 첫 번째 게이트선 그룹(GU1)에서부터 마지막 게이트선 그룹(GUr)까지 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가한다. 각 게이트선 그룹(GU1-GUr)의 게이트 온 전압(Von)의 인가 동작이 완료되면, 광원 제어부(910)는 해당 광원부(91-9r)에 인가되는 광원 제어 신호(GU_1B-GU_rB)에 점등 펄스를 출력하여 해당 표시판 서브 영역에 차례로 빛을 공급한다.

하지만 녹색 필드에서, 각 화소에 인가되는 데이터 신호는 신호 제어부(600)의 프레임 메모리(610)에 기억된 녹색용 데이터 신호이고, 각 광원부(91-9r)의 녹색 광원(GL)만을 점등시키며 나머지 적색 및 청색 광원(RL, BL)은 소등된다.

마찬가지로 청색 필드에서도, 게이트 구동부(400)는 첫 번째 게이트선 그룹(GU1)에서부터 마지막 게이트선 그룹(GUr)까지 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하며, 각 게이트선 그룹(GUr)의 마지막 게이트선(G_k, G_l, G_s, ..., G_n)에 인가된 게이트 온 전압(Von)의 하강 에지에 동기하여 광원 제어부(910)는 대응하는 광원부(91-9r)에 인가되는 광원 제어 신호(GU_1B-GU_rB)에 점등 펄스를 출력하여 해당 표시판 서브 영역에 차례로 빛을 공급한다. 이때, 각 화소에 인가되는 데이터 신호는 신호 제어부(600)의 프레임 메모리(610)에 기억된 청색용 데이터 신호이고, 각 광원부(91-9r)의 청색 광원(BL)만 점등되고 나머지 적색 및 녹색 광원(RL, GL)은 소등된다.

하지만 네 번째 필드인 블랙 필드 동안, 게이트 구동부(400)는 모든 게이트선(G₁-G_n)에 게이트 온 전압(Von)을 출력하지 않고, 광원 제어부(910) 또한 각 게이 트선 그룹(GU1-GUr)에 대응하는 광원부(91-9r)의 광원 제어 신호(GU_1B-GU_rB)에 점등 펄스를 출력하지 않아 백라이트부(900)는 소등 상태를 유지한다. 물론, 이전 필드인 청색 필드에 점등되어 블랙 필드까지 점등 상태를 유지하고 있는 광원부(91-9r)는 존재한다.

이러한 백라이트부(900)의 동작에 의해, 도 4에 도시한 바와 같이, 한 프레임 내의 각 해당 필드동안 적색, 녹색 및 청색 광원이 표시판 서브 영역단위로 차례로 점등된 후, 마지막 필드인 블랙 필드 동안에는 소등 상태를 유지한다.

도 3에서 도면 부호 GU_1W, GU_2W, GU_3W, ..., GU_rW는 각 게이트선 그룹(GU1-GUr)에 대한 게이트 온 전압 인가 구간을 나타낸 파형이다.

이와 같이, 본 발명은 각 적색, 녹색 및 청색 필드에서는 표시판 서브 영역 단위로 차례로 대응하는 광원부(91-9r)의 적색, 녹색 및 청색 광원(RL, GL, BL)을 구동시키고, 블랙 필드에서는 광원부(91-9r)를 소등시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 한 프레임 동안, 적색, 녹색 및 청색 광원이 점등되는 적색, 녹색 및 청색 필드 이외에 광원부가 소등되는 블랙 필드가 존재한다. 이로 인해, 혼색 현상이 방지되어 색 재현성이 좋아지므로 표시 장치의 화질이 향상된다.

더욱이, 한 프레임 내의 각 필드 동안, 가상으로 분할된 표시판 서브 영역 단위로 대응하는 광원부가 차례로 점등하여 적색, 녹색 또는 청색의 빛을 출력한 다. 이로 인해, 광원부의 점등 시간이 증가하고, 이에 더하여 인접한 광원부 간의 점등 시간이 일부 중첩되어 광원부의 점등 시간은 더욱더 증가하므로, 화질의 선명도가 증가하여 표시 장치의 화질이 향상된다.

또한 광원의 점등 동작과 데이터 신호의 인가 동작을 함께 실시할 수 있으므로, 액정 축전기의 충전 시간이 증가하여 화질이 향상된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 주사 영역을 구비하고 있는 액정 표시판 조립체,

상기 복수의 주사 영역 각각에 빛을 공급하는 복수의 광원을 각각 포함하는 복수의 광원부,

영상 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고

상기 광원의 점멸 동작을 제어하는 광원 제어부

를 포함하고,

한 프레임은 복수 개의 필드를 포함하고,

상기 광원 제어부는 한 프레임이 포함하는 상기 복수의 필드 중에서 마지막 필드인 블랙 필드 동안 상기 복수의 광원부를 소등시키는

액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 각 필드의 시간은 동일한 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 각 광원부는 복수의 기본색을 각각 발광하는 적어도 세 개의 광원을 포 함하는 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 각 필드동안 공급되는 빛의 색상은 상이한 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 광원은 발광 다이오드인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 영상 신호를 상기 데이터 구동부에 인가하고, 상기 광원 제어부와 상기 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 영상 신호는 복수의 기본색에 각각 해당하는 영상 신호를 포함하고,

상기 신호 제어부는 한 프레임의 영상 신호를 기억하는 프레임 메모리를 포함하고, 한 프레임 동안 입력되는 상기 영상 신호를 기본색 별로 각각 분리하여 상기 프레임 메모리에 기억하는 액정 표시 장치.
제7항에서,

상기 신호 제어부는 각 필드동안 상기 복수의 기본색 중 하나에 해당하는 영상 신호를 상기 프레임 메모리로부터 읽어와 상기 데이터 구동부에 인가하고,

상기 블랙 필드 동안 영상 신호를 상기 데이터 구동부에 인가하지 않는 액정 표시 장치.
삭제
제3항 또는 제7항에서,

상기 기본색은 적색, 녹색 및 청색인 액정 표시 장치
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,

상기 표시 장치는 액정 표시 장치인 액정 표시 장치.
한 프레임이 복수의 필드를 포함하고, 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 주사 영역을 구비한 액정 표시 장치를 구동하는 방법으로서,

한 프레임이 포함하는 상기 복수의 필드 중에서 마지막 필드인 제1 필드를 제외한 나머지 필드인 복수의 제2 필드 동안, 상기 복수의 주사 영역에 데이터 신호를 인가하는 단계,

각 주사 영역에 데이터 신호의 인가 동작이 완료될 때마다 상기 주사 영역에 빛을 공급하는 단계, 그리고

상기 제1 필드 동안, 상기 복수의 주사 영역으로의 데이터 신호의 인가와 빛의 공급을 차단하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,

상기 각 제2 필드 동안 공급되는 빛은 단색광인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제13항에서,

상기 각 제2 필드 동안 공급되는 빛의 색상은 서로 상이하며, 상기 색상은 적색, 녹색 및 청색 중 하나인 액정 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,

인접한 주사 영역에 공급되는 빛의 공급 기간은 일부 중첩되는 액정 표시 장치의 구동 방법.