KR102119680B1 - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

제1 계조 데이터가 인가되는 제1 서브 화소들, 제2 계조 데이터가 인가 되는 제2 서브 화소들 및 제3 계조 데이터가 인가되는 제3 서브 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널에 광을 제공하며, 제1 광을 발생하는 제1 광원 및 상기 제1 광과 다른 색을 갖는 제2 광을 발생하는 제2 광원을 순차적으로 턴 온 시키는 광원부 및 상기 제1 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제1 주요색 자발광을 방출하는 제1 발광부, 상기 제2 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제2 주요색 자발광을 방출하는 제2 발광부 및 상기 제3 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제3 주요색 자발광을 방출하는 제3 발광부를 포함하는 색 변환 층을 포함하는 표시 장치에 의해 색 불균형 문제가 감소 될 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법 {DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이를 구동하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 백라이트로부터 발생된 광을 3색 컬러 필터들에 투과시켜 멀티-컬러 또는 풀-컬러를 표시하는 방식을 사용한다.
상기 컬러 필터를 사용하는 방식은 컬러 필터를 구성하는 각 색상의 필터들이 특정 파장의 광만을 통과 시키게 되므로, 백색광 중 1/3 만이 사용되어 광 손실이 커지게 된다.
상기와 같은 컬러 필터를 사용하는 방식의 액정 표시 장치의 광 손실을 개선하기 위해 형광체 또는 양자점(quantum dot)을 이용하는 색 변환 층을 포함하는 자발광(photoluminescence) 액정 표시 장치가 사용된다. 상기 자발광 액정 표시 장치는 전면 기판의 내면에 형광체 또는 양자점이 형성되며, 광원으로는 청색(blue) 광, 자외선(UV) 등이 사용된다. 상기 자발광 액정 표시 장치는 특정 광원에 의해 여기되어 자발광을 방출한다.
상기 자발광 액정 표시 장치의 광원으로 자외선 광원을 사용하는 경우 자외선이 액정층에 일부 흡수되어 자외선의 여기에너지가 감소하며, 액정층은 흡수된 자외선에 의해 열화되어 수명이 단축되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 청색 광을 방출하는 청색 광원이 광원으로 사용되며, 색 변환 층은 적색 및 녹색 양자점(또는 형광체)이 사용된다. 이에 따라, 적색 및 녹색 화소 영역에서는 청색 광원으로부터 발생된 빛에 의하여 여기되어 적색 광 및 녹색 광이 방출되고, 투명 화소 영역에서는 청색 광이 방출된다.
그러나, 광원으로 청색 광원을 사용하고, 색 변환 층에 적색 및 녹색 양자점(또는 형광체)을 포함하는 표시 장치의 경우 적색 및 녹색 양자점으로부터 방출된 적색 광 및 녹색 광은 투명 화소 영역으로부터 방출된 청색 광에 비해 상대적으로 광량이 부족하다. 이에 따라, 색 균형이 맞지 않게 되어 표시 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치를 구동하기 위한 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 계조 데이터가 인가되는 제1 서브 화소들, 제2 계조 데이터가 인가되는 제2 서브 화소들 및 제3 계조 데이터가 인가되는 제3 서브 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널에 광을 제공하며, 제1 광을 발생하는 제1 광원 및 상기 제1 광과 다른 색을 갖는 제2 광을 발생하는 제2 광원을 순차적으로 턴 온 시키는 광원부 및 상기 제1 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제1 주요색 자발광을 방출하는 제1 발광부, 상기 제2 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제2 주요색 자발광을 방출하는 제2 발광부 및 상기 제3 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제3 주요색 자발광을 방출하는 제3 발광부를 포함하는 색 변환 층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 데이터에 대응되는 제1 환산 값들의 최대 값 및 상기 제2 계조 데이터에 대응되는 제2 환산 값들의 최대 값 중 더 큰 값에 해당하는 제1 최대 값이 상기 색 변환 층의 양자 효율보다 큰 경우, 상기 광원부는 제1 서브 프레임에 상기 제1 광원을 턴 온 시키고, 제2 서브 프레임에 상기 제2 광원을 턴 온 시키며, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우, 상기 광원부는 상기 제1 서브 프레임에 상기 제1 광원을 턴 온 시키고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 제2 광원을 턴 오프 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양자 효율은 상기 색 변환 층으로 공급되는 광자 수와 상기 색 변환 층으로부터 외부로 방출되는 광자 수의 비율에 의해 결정되고, 상기 제1 환산 값은 상기 제1 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하고, 상기 제2 환산 값은 상기 제2 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하며, 제3 환산 값은 상기 제3 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우, 상기 제1 서브 화소 및 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 프레임에서 최대 계조 값이 인가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우, 상기 제1 서브 화소는, 상기 제2 서브 프레임에서 상기 제1 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받고, 상기 제2 서브 화소는, 상기 제2 서브 프레임에서 상기 제2 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받으며, 상기 제3 서브 화소는, 상기 제2 서브 프레임에서 최소 계조 값을 인가 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우, 상기 제1 서브 화소는, 상기 제1 서브 프레임에서 상기 제1 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받고, 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 프레임에서 상기 제2 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 색 변환 층은 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 제1 방향(D1)에 배치되고, 상기 제3 주요 색을 상기 제1 방향(D1)에 반대되는 제2 방향(D2)으로 반사시키는 광 재활용 층 및 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 상기 제2 방향(D2)에 배치되고, 상기 제1 주요색 및 상기 제2 주요색을 상기 제1 방향(D1)으로 반사시키는 밴드 패스 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 색 변환 층은 상기 제1 발광부의 상기 제1 방향(D1)에 배치되고, 상기 제1 주요색을 갖는 제1 컬러 필터 및 상기 제2 발광부의 상기 제1 방향(D1)에 배치되고, 상기 제2 주요색을 갖는 제2 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 색 변환 층 및 상기 광원부의 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 색 변환 층은 상기 표시 패널 및 상기 광원부의 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 주요색은 적색(red)이고, 상기 제2 주요색은 녹색(green)이며, 상기 제3 주요색은 청색(blue)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원이 발생하는 상기 제1 광은 상기 제3 주요색 광을 포함하고, 상기 제2 광원이 발생하는 상기 제2 광은 황색(yellow) 광을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원이 발생하는 상기 제1 광은 자외선을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원이 발생하는 상기 제1 광은 상기 제3 주요색 광을 포함하고, 상기 제2 광원이 발생하는 상기 제2 광은 상기 제2 주요색 광, 시안색(cyan) 광 및 흰색(white) 광 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 서브 화소에 인가되는 제1 계조 데이터, 제2 서브 화소에 인가되는 제2 계조 데이터 및 제3 서브 화소에 인가되는 제3 계조 데이터를 각각 제1 환산 값, 제2 환산 값 및 제3 환산 값으로 변환하는 단계, 상기 제1 환산 값 및 상기 제2 환산값 중 최대 값을 포함하는 제1 최대 값과 외부 광에 의해 여기되어 자발광을 방출하는 색 변환 층의 양자 효율을 비교하는 단계, 제1 서브 프레임 동안 제1 광을 발생하는 제1 광원을 턴 온 시키는 단계, 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우 상기 제1 광과 다른 색을 갖는 제2 광을 발생하는 제2 광원을 턴 온 시키고, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우 상기 제2 광원을 턴 오프 시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 서브 프레임 동안, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우에는 상기 제1 서브 화소 및 상기 제2 서브 화소에 최대 계조 값을 인가하고, 상기 제3 서브 화소에 상기 제3 계조 데이터를 인가하며, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우에는 상기 제1 서브 화소에 상기 제1 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하고, 상기 제2 서브 화소에 상기 제2 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하며, 상기 제3 서브 화소에 상기 제3 계조 데이터를 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 서브 프레임 동안, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우에는 상기 제1 서브 화소에 상기 제1 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대 값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하고, 상기 제2 서브 화소에 상기 제2 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대 값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하며, 상기 제3 서브 화소에 최소 계조 값을 인가하고, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우에는 상기 제1 서브 화소, 상기 제2 서브 화소 및 상기 제3 서브 화소에 최소 계조 값을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양자 효율은 상기 색 변환 층으로 공급되는 광자 수와 상기 색 변환 층으로부터 외부로 방출되는 광자 수의 비율에 의해 결정되고, 상기 제1 환산 값은 상기 제1 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하며, 상기 제2 환산 값은 상기 제2 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하고, 상기 제3 환산 값은 상기 제3 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 색 변환 층은 상기 제1 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제1 주요색 자발광을 방출하는 제1 발광부, 상기 제2 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제2 주요색 자발광을 방출하는 제2 발광부 및 상기 제3 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제3 주요색 자발광을 방출하는 제3 발광부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 주요색은 적색(red)이고, 상기 제2 주요색은 녹색(green)이며, 상기 제3 주요색은 청색(blue)이고, 상기 제1 광은 상기 제3 주요색 광을 포함하고, 상기 제2 광은 황색(yellow) 광을 포함할 수 있다.
이와 같은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 따르면, 서로 다른 색을 갖는 광원을 순차 구동하여 표시 품질을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 3b는 도 1의 색 변환 층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 제1 설정 단계의 세부 순서도이다.
도 6은 도 4의 제2 설정 단계의 세부 순서도이다.
도 7a 및 7b는 광원부의 구동에 따른 도 1의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 8b는 광원부의 구동에 따른 도 1의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 색 변환 층(200), 광원부(300), 표시 패널 구동부(400) 및 광원 구동부(500)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(100)은 제1 기판(110), 제2 기판(120), 액정층(130), 제1 편광판(141) 및 제2 편광판(142)을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 제1 서브 화소(SP1), 복수의 제2 서브 화소(SP2) 및 복수의 제3 서브 화소(SP3)를 포함한다. 상기 제1 서브 화소(SP1)에는 제1 계조 데이터가 인가 된다. 상기 제2 서브 화소(SP2)에는 제2 계조 데이터가 인가 된다. 상기 제3 서브 화소(SP3)에는 제3 계조 데이터가 인가 된다.
상기 제1 계조 데이터는 제1 주요 색에 대응되는 계조 값을 포함한다. 상기 제2 계조 데이터는 제2 주요 색에 대응되는 계조 값을 포함한다. 상기 제3 계조 데이터는 제3 주요 색에 대응되는 계조 값을 포함한다.
본 실시예에서, 상기 제1 주요 색은 적색(red)이고, 상기 제1 서브 화소는 적색 서브 화소(SP1)일 수 있다. 상기 제2 주요 색은 녹색(green)이고, 제2 서브 화소는 녹색 서브 화소(SP2)일 수 있다. 상기 제3 주요 색은 청색(blue)이다.
상기 제1 기판(110)은 트랜지스터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 상기 제1 기판(110)에는 복수의 게이트 라인들 및 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들이 배치될 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 화소 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 화소(SP1)는 상기 제1 기판(110)에 배치되고 상기 제1 계조 데이터가 인가되는 화소 전극에 의해 정의될 수 있다. 상기 제2 서브 화소(SP2)는 상기 제1 기판(110)에 배치되고 상기 제2 계조 데이터가 인가되는 화소 전극에 의해 정의될 수 있다. 상기 제3 서브 화소(SP3)는 상기 제1 기판(110)에 배치되고 상기 제3 계조 데이터가 인가되는 화소 전극에 의해 정의될 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 제1 기판(110)과 마주보게 배치된다. 상기 제2 기판(120)은 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(120)에는 차광 패턴(BM)이 배치될 수 있다.
상기 액정층(130)은 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 배치된다.
상기 표시 패널 구동부(400)는 상기 표시 패널(100)에 연결되어, 상기 표시 패널을 구동한다. 상기 표시 패널 구동부(400)는 타이밍 컨트롤러, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 제1 제어 신호를 상기 게이트 구동부에 전달한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 데이터 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 제2 제어 신호를 상기 데이터 구동부에 전달한다. 상기 게이트 구동부는 상기 표시 패널(100)의 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 전달한다. 상기 데이터 구동부는 상기 표시 패널(100)의 데이터 라인에 데이터 신호를 전달한다.
상기 표시 패널 구동부(400)는 상기 제1 서브 화소(SP1)에 인가되는 상기 제1 계조 데이터, 상기 제2 서브 화소(SP2)에 인가되는 상기 제2 계조 데이터 및 상기 제3 서브 화소(SP3)에 인가되는 상기 제3 계조 데이터를 설정한다. 상기 표시 패널 구동부(400)는 상기 제1 내지 제3 계조 데이터를 상기 데이터 라인들에 인가한다.
상기 표시 패널 구동부(400)는 상기 광원 구동부(500)의 구동 타이밍을 제어하는 광원 제어 신호를 상기 광원 구동부(500)에 전달한다. 상기 표시 패널 구동부(400)는 상기 광원 구동부(500)와 동기될 수 있다.
상기 광원부(300)는 서로 다른 색을 갖는 제1 광원(310) 및 제2 광원(320)을 포함한다. 상기 광원부(300)는 도광판(330)을 더 포함할 수 있다. 상기 광원부(300)는 광을 발생하여 상기 표시 패널(100)에 제공한다.
상기 제1 광원(310)은 청색의 제1 광을 발생한다. 상기 제2 광원(320)은 적색 및 녹색의 혼합 색인 황색의 제2 광을 발생한다. 청색 및 적색과 녹색의 혼합색인 황색이 혼색되면 백색을 나타낸다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 광원(310)은 청색 광을 발생하는 발광 다이오드(light emitting diode, “LED”) 칩일 수 있다. 상기 제2 광원(320)은 황색 광을 발생하는 LED 칩일 수 있다. 상기 도광판(330)은 상기 제1 및 제2 광원(310, 320)에서 발생된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 상기 표시 패널(100)을 향하여 인도한다.
본 실시예에서, 상기 제1 광원(310)은 상기 도광판(330)의 제1 측에 배치되고, 상기 제2 광원(320)은 상기 도광판의 제2 측에 배치될 수 있다.
이와는 달리, 상기 제1 및 제2 광원(310, 320)은 상기 도광판(330)의 상기 제1 측에 함께 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 광원(310) 및 상기 제2 광원(320)은 상기 도광판(330)의 상기 제1 측에서 2개의 층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광원(310)은 상기 도광판(330)의 상기 제1 측에서 제1 층에 배치되고, 상기 제2 광원(320)은 상기 도광판(330)의 상기 제1 측에서 상기 제1 층 상의 제2 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 광원(310, 320)은 동일한 층에서 번갈아 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 광원(310, 320)은 상기 제1 층에 서로 번갈아 배치되고, 상기 제1 및 제2 광원(310, 320)은 상기 제2 층에 서로 번갈아 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 층의 상기 제1 광원(310)의 상부에는 상기 제2 층의 상기 제2 광원(320)이 배치될 수 있다. 상기 제1 층의 상기 제2 광원(320)의 상부에는 상기 제2 층의 상기 제1 광원(310)이 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 광원(310)은 청색의 제1 광을 발생하고, 상기 제2 광원(320)은 황색의 제2 광을 발생하는 것을 예시 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 광원(310)은 자외선(UV) 과 청색 광이 혼합된 제1 광을 발생할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제2 광원(320)이 발생하는 제2 광은 녹색, 시안색(cyan) 및 흰색(white) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 광원부(300)는 상기 도광판(330) 및 상기 도광판(330)의 측부에 배치되는 제1 및 제2 광원(310, 320)을 포함하는 에지형인 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 광원부(300)는 상기 표시 패널(100)의 하면의 전면적에 복수의 광원들을 포함하는 직하형일 수 있다.
본 발명의 표시 장치(10)는 액정 표시 장치인 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 표시 장치(10)는 유기 발광 다이오드 표시 장치(organic light emitting diode, OLED)일 수 있다.
상기 광원 구동부(500)는 상기 광원부(300)에 연결되어 상기 광원부(300)를 구동한다. 상기 광원 구동부(500)는 상기 제1 광원(310) 및 상기 제2 광원(320) 중 적어도 하나를 반복적으로 턴 온 및 턴 오프 시킨다.
본 실시예에서, 상기 광원 구동부(500)는 상기 제1 광원(310) 및 상기 제2 광원(320)을 교대로 턴 온 시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 프레임에 상기 제1 광원(310)이 턴 온 되고, 상기 제2 광원(320)은 턴 오프 된다. 제2 서브 프레임에 상기 제1 광원(310)이 턴 오프 되고, 상기 제2 광원(320)이 턴 온 된다. 이와는 다르게 제2 서브 프레임 사익 제1 광원(310) 및 상기 제2 광원(320)이 턴 오프 될 수 있다.
상기 제1 편광판(141)은 상기 제1 기판(110) 및 상기 광원부(300) 사이에 배치된다. 상기 제1 편광판(141)은 상기 광원부(300)로부터 발생된 광을 편광 시킨다.
제2 편광판(142)은 상기 제2 기판(120) 및 상기 색 변환 층(200) 사이에 배치된다. 상기 제2 편광판(142)은 상기 제2 기판(120)을 통과한 광을 편광 시킨다.
상기 색 변환 층(200)은 제1 발광부(PL1), 제2 발광부(PL2), 제3 발광부(PL3), 밴드 패스 필터(210), 광 재활용 층(220), 제1 컬러 필터(230), 제2 컬러 필터(240) 및 보호층(250)을 포함한다. 상기 색 변환 층(200)은 상기 표시 패널(100)의 상부에 배치 된다.
상기 제1 발광부(PL1), 상기 제2 발광부(PL2) 및 상기 제3 발광부(PL3)는 특정 파장대의 광에 의한 자발광(photoluminescence)을 이용한다. 자발광이란 형광이나 인광처럼 물질이 빛에 의해 자극을 받아 여기광을 방출하는 현상을 가리킨다. 루미네선스(luminescence)란 물질이 빛이나 전기, 방사선 등의 에너지를 흡수하여 여기(excitation)상태가 되고, 그것이 바닥상태로 돌아갈 때 흡수한 에너지를 빛으로서 방출하는 현상이다. 광여기(photostimulation)로 발광이 일어나기 위해서는 조사광의 파장역역은 형광체의 광흡수영역에 해당하는 것이 필요하다. 자발광에 의한 여기광은 일반적으로 조사광의 파장과 같거나 그보다 긴 파장의 빛이 나오므로, 자외선 파장대의 광을 이용하여 가시광선 파장대의 여기광을 발생시킬 수 있다.
본 실시예에서는 청색 광을 이용하여 적색 파장대 및 녹색 파장대의 여기광을 발생시킬 수 있다.
상기 제1 발광부(PL1)는 상기 제1 광원(310)이 발생하는 상기 제1 광에 의해 여기되어 상기 제1 주요 색 자발광을 방출한다. 예를 들어, 상기 제1 발광부(PL1)는 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 방출하는 적색 형광체 또는 적색 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 상기 제1 발광부(PL1)는 상기 제1 서브 화소(SP1)와 중첩된다.
상기 제2 발광부(PL2)는 상기 제1 광원(310)이 발생하는 상기 제1 광에 의해 여기되어 상기 제2 주요 색 자발광을 방출한다. 예를 들어, 상기 제2 발광부(PL2)는 청색 광에 의해 여기되어 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체 또는 녹색 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 상기 제2 발광부(PL2)는 상기 제2 서브 화소(SP2)와 중첩된다.
상기 제3 발광부(PL3)는 상기 제1 광원(310)이 발생하는 상기 제1 광에 의해 여기되어 상기 제3 주요 색 자발광을 방출한다. 예를 들어, 상기 제3 발광부(PL3)는 청색 광에 의해 여기되어 청색 광을 방출하는 청색 형광체 또는 청색 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제3 발광부(PL3)는 상기 제1 광원(310)이 발생하는 상기 제1 광을 그대로 투과될 수 있도록 청색 광을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 제3 발광부(PL3)는 상기 제3 서브 화소(SP3)와 중첩된다.
상기 제1 발광부(PL1), 상기 제2 발광부(PL2) 및 상기 제3 발광부(PL3) 사이에는 각각 블랙 매트릭스(BM)가 배치되어 콘트라스트를 향상 시킬 수 있다.
상기 제1 발광부(PL1), 상기 제2 발광부(PL2) 및 상기 제3 발광부(PL3)에 대한 자세한 설명은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.
상기 밴드 패스 필터(210)는 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)의 제1 방향(D1)에 반대되는 제2 방향(D2)에 배치된다. 상기 밴드 패스 필터(210)는 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)와 중첩된다. 상기 밴드 패스 필터(210)는 특정 파장 영역대의 광을 반사 시킨다. 예를 들어 상기 밴드 패스 필터(210)는 제1 주요 색 광 및 제2 주요 색 광을 반사시킬 수 있다. 따라서, 상기 밴드 패스 필터(210)는 청색 광 및 황색 광은 통과 시키고, 적색 광 및 녹색 광을 상기 제1 방향(D1)으로 반사시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)에서 제1 방향(D1)으로 방출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
상기 제1 방향(D1)은 상기 광원부(300)가 광을 발생하는 방향과 일치한다.
상기 광 재활용 층(220)은 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)의 제1 방향(D1)에 배치된다. 상기 밴드 패스 필터(210)는 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)와 중첩된다. 상기 광 재활용 층(220)은 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)에서 변환되지 않은 청색 광을 상기 제2 방향(D2)으로 반사시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 제2 발광부(PL2)의 광 변환 효율을 증가시킬 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(230)는 상기 제1 발광부(PL1)의 제1 방향(D1)에 배치된다. 상기 제1 컬러 필터(230)는 상기 제1 발광부(PL1) 및 상기 광 재활용 층(220) 사이에 배치될 수 있다. 이와는 달리 상기 제1 컬러 필터(230)는 상기 광 재활용 층(220)의 제1 방향(D1)에 배치될 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(230)는 상기 제1 주요 색 컬러 필터를 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 컬러 필터(230)는 적색 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(230)는 외부광에 포함된 청색 광에 의하여 상기 제1 발광부(PL1)가 여기되어 발광되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 컬러 필터(230)는 상기 제2 광에 포함된 적색 광 및 녹색 광 중에서 녹색 광은 차단하고, 적색 광만을 통과시킬 수 있다.
상기 제2 컬러 필터(240)는 상기 제2 발광부(PL2)의 제1 방향(D1)에 배치된다. 상기 제2 컬러 필터(240)는 상기 제2 발광부(PL2) 및 상기 광 재활용 층(220) 사이에 배치될 수 있다. 이와는 달리 상기 제2 컬러 필터(240)는 상기 광 재활용 층(220)의 제1 방향(D1)에 배치될 수 있다. 상기 제2 컬러 필터(240)는 상기 제2 주요 색 컬러 필터를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 컬러 필터(240)는 녹색 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 제2 컬러 필터(240)는 외부광에 포함된 청색 광에 의하여 상기 제2 발광부(PL2)가 여기되어 발광되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2 컬러 필터(240)는 상기 제2 광에 포함된 적색 광 및 녹색 광 중에서 적색 광은 차단하고, 녹색 광만을 통과시킬 수 있다.
도시 되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 상기 제1 컬러 필터(230) 및 상기 제2 컬러 필터(240)를 포함하지 않을 수 있다.
상기 보호층(250)은 상기 색 변환 층(200)의 상부 최외곽에 배치되어 상기 색 변환 층(200)을 물리적으로 보호한다. 상기 보호층(250)은 투명 유리 기판 내지는 플라스틱 기판을 포함할 수 있다.
도 3a 및 3b는 도 1의 색 변환 층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 3a를 참조하면, 상기 색 변환 층(200)에 청색 광이 입사된다.
제1 발광부(PL1)로 입사되는 청색 광은 상기 밴드 패스 필터(210)를 통과하여 상기 제1 발광부(PL1)로 입사된다. 상기 제1 발광부(PL1)는 상기 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 상기 제1 방향(D1)으로 방출한다. 상기 제1 발광부(PL1)에서 방출된 적색 광은 상기 밴드 패스 필터(210)를 통과하지 못하고 상기 제1 방향(D1)으로 반사 되어 상기 제1 방향(D1)으로 방출 된다. 상기 제1 발광부(PL1)에서 적색 광으로 변환되지 못한 청색 광은 상기 제1 컬러 필터(230) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통과하지 못하고 상기 제2 방향(D2)으로 반사되어 광 변환 효율이 증가된다.
제2 발광부(PL2)로 입사되는 청색 광은 상기 밴드 패스 필터(210)를 통과하여 상기 제2 발광부(PL2)로 입사된다. 상기 제2 발광부(PL2)는 상기 청색 광에 의해 여기되어 녹색 광을 상기 제1 방향(D1)으로 방출한다. 상기 제2 발광부(PL2)에서 방출된 적색 광은 상기 밴드 패스 필터(210)를 통과하지 못하고 상기 제1 방향(D1)으로 반사 되어 상기 제1 방향(D1)으로 방출 된다. 상기 제2 발광부(PL2)에서 녹색 광으로 변환되지 못한 청색 광은 상기 제2 컬러 필터(240) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통과하지 못하고 상기 제2 방향(D2)으로 반사되어 광 변환 효율이 증가된다.
제3 발광부(PL3)로 입사되는 청색 광은 상기 제3 발광부(PL3)를 통과하여 상기 제1 방향(D1)으로 방출될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 색 변환 층(200)에 황색 광이 입사된다.
제1 발광부(PL1)로 입사되는 황색 광은 상기 밴드 패스 필터(210)를 통과하여 상기 제1 발광부(PL1)로 입사된다. 상기 제1 발광부(PL1)는 상기 황색 광에 의해 여기되지 않는다. 상기 황색 광에 포함된 적색 광 및 녹색 광 중에서 적색 광은 상기 제1 컬러 필터(230) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통과하여 상기 제1 방향(D1)으로 방출된다. 상기 황색 광에 포함된 적색 광 및 녹색 광 중에서 녹색 광은 상기 제1 컬러 필터(230)를 통과하지 못해 상기 제1 방향(D1)으로 방출되지 못한다. 따라서, 상기 제1 발광부(PL1)로 입사되는 황색 광에 의해 적색 광을 제1 방향(D1)으로 방출할 수 있다.
제2 발광부(PL2)로 입사되는 황색 광은 상기 밴드 패스 필터(210)를 통과하여 상기 제2 발광부(PL2)로 입사된다. 상기 제2 발광부(PL2)는 상기 황색 광에 의해 여기되지 않는다. 상기 황색 광에 포함된 적색 광 및 녹색 광 중에서 녹색 광은 상기 제2 컬러 필터(240) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통과하여 상기 제1 방향(D1)으로 방출된다. 상기 황색 광에 포함된 적색 광 및 녹색 광 중에서 적색 광은 상기 제2 컬러 필터(240)를 통과하지 못해 상기 제1 방향(D1)으로 방출되지 못한다. 따라서, 상기 제2 발광부(PL2)로 입사되는 황색 광에 의해 녹색 광을 제1 방향(D1)으로 방출할 수 있다.
제3 발광부(PL3)의 하층으로부터 발생된 황색 광은 상기 제3 발광부(PL2)로 입사되어 상기 제1 방향(D1)으로 방출될 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5는 도 4의 제1 설정 단계의 세부 순서도이다. 도 6은 도 4의 제2 설정 단계의 세부 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 표시 장치의 구동 방법은 계조 값들을 환산 값들로 변환하는 단계(S100), 비교하는 단계(S200), 제1 설정 단계(S310), 제2 설정 단계(S330), 환산 값들을 계조 값들로 변환하는 단계(S400) 및 광원부 구동 단계(S500)를 포함한다.
상기 계조 값들을 환산 값들로 변환하는 단계(S100)는 상기 제1 서브 화소(SP1)에 인가되는 상기 제1 계조 데이터, 상기 제2 서브 화소에 인가되는 상기 제2 계조 데이터 및 상기 제3 서브 화소에 인가되는 상기 제3 계조 데이터를 각각 제1 환산 값(r), 제2 환산 값(g) 및 제3 환산 값(b)으로 변환한다.
상기 제1 환산 값(r)은 상기 제1 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당한다. 상기 제2 환산 값(g)은 상기 제2 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당한다. 상기 제3 환산 값(b)은 상기 제3 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당한다. 상기 제1 환산 값(r), 상기 제2 환산 값(g) 및 상기 제3 환산 값(b)은 각각 0 내지 1의 값을 가질 수 있다.
상기 비교하는 단계(S200)는 제1 최대 값(Max_rg)을 상기 색 변환 층(200)의 양자 효율(external quantum efficiency, CCL_EXT)과 비교한다.
상기 제1 최대 값(Max_rg)은 한 프레임의 영상을 구성하는 전체 화소들의 제1 환산 값(r)들의 최대 값 및 제2 환산 값(g)들의 최대 값 중에서 더 큰 값에 해당한다.
상기 양자 효율(CCL_EXT)은 상기 색 변환 층(200)으로 공급되는 광자 수와 상기 색 변환 층(200)으로부터 외부로 방출되는 광자 수의 비율에 의해 결정 된다. 예를 들어, 상기 색 변환 층(200)으로 공급되는 광자 수를 상기 색 변환 층(200)으로부터 외부로 방출되는 광자 수로 나눈 값에 의해 결정 된다. 상기 양자 효율(CCL_EXT)은 0 내지 1의 값을 가질 수 있다.
상기 비교하는 단계(S200)는 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 큰 경우 상기 제1 설정 단계(S310)로 연결 된다. 상기 비교하는 단계(S200)는 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 작거나 같은 경우 상기 제2 설정 단계(S330)로 연결 된다.
상기 제1 설정 단계(S310)는 제1 서브 프레임에 대응되는 제1 서브 프레임 설정 단계(S311) 및 제2 서브 프레임에 대응되는 제2 서브 프레임 설정 단계(S313)를 포함한다.
상기 제1 서브 프레임 설정 단계(S311)는 제1 환산 데이터(r') 및 제2 환산 데이터(g')에 최대 계조 값에 대응되는 환산 값을 지정하고, 제3 환산 데이터(b')에 상기 제3 환산 값(b)을 지정한다. 예를 들어, 상기 최대 계조 값에 대응되는 환산 값은 1일 수 있다.
상기 제1 환산 데이터(r')는 제1 계조 데이터에 대응된다. 상기 제2 환산 데이터(g')는 제2 계조 데이터에 대응된다. 상기 제3 환산 데이터(b')는 제3 계조 데이터에 대응된다.
상기 제2 서브 프레임 설정 단계(S313)는 상기 1 환산 데이터(r')에 상기 제1 환산 값(r)에서 상기 양자 효율(CCL_EXT)을 뺀 값을 상기 제1 최대값(Max_rg)으로 나눈 값을 지정한다. 상기 제2 환산 데이터(g')에는 상기 제2 환산 값(g)에서 상기 양자 효율(CCL_EXT)을 뺀 값을 상기 제1 최대값(Max_rg)으로 나눈 값을 지정 한다. 상기 제3 환산 데이터(b')에는 최소 계조 값에 대응되는 환산 값을 지정 한다. 예를 들어, 상기 최소 계조 값에 대응되는 환산 값은 0일 수 있다.
상기 제2 설정 단계(S330)는 제1 서브 프레임에 대응되는 제1 서브 프레임 설정 단계(S331) 및 제2 서브 프레임에 대응되는 제2 서브 프레임 설정 단계(S333)를 포함한다.
상기 제1 서브 프레임 설정 단계(S331)는 상기 1 환산 데이터(r')에 상기 제1 환산 값(r)을 상기 양자 효율(CCL_EXT)로 나눈 값을 지정 한다. 상기 제2 환산 데이터(g')에는 상기 제2 환산 값(g)을 상기 양자 효율(CCL_EXT)로 나눈 값을 지정 한다. 상기 제3 환산 데이터(b')에는 상기 제3 환산 값(b)을 지정한다.
상기 제2 서브 프레임 설정 단계(S333)는 상기 1 환산 데이터(r'), 상기 제2 환산 데이터(g') 및 상기 제3 환산 데이터(b')에 최소 계조 값에 대응되는 환산 값을 지정한다. 상기 제2 서브 프레임 설정 단계(S333)는 제2 서브 프레임에서 상기 제2 광원이 턴 오프 되는 경우에 해당하는 바 생략될 수 있다.
상기 환산 값들을 계조 값들로 변환하는 단계(S400)는 상기 1 환산 데이터(r'), 상기 제2 환산 데이터(g') 및 상기 제3 환산 데이터(b')를 각각 제1 보정 계조 데이터(R'), 제2 보정 계조 데이터(G') 및 제3 보정 계조 데이터(B')로 변환 한다. 상기 환산 값들을 계조 값들로 변환하는 단계(S400)는 상기 계조 값들을 환산 값들로 변환하는 단계(S100)의 역변환을 포함한다.
상기 광원부 구동 단계(S500)는 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 광원(310)을 턴 온 시키는 단계 및 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT)보다 큰 경우 상기 제2 광원(320)을 턴 온 시키고, 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT)보다 작거나 같은 경우 상기 제2 광원(320)을 턴 오프 시키는 단계를 포함한다.
도 4에 도시된 순서도는 편의상 상기 비교하는 단계(S200) 이후의 과정들이 각각 하나의 블록으로 도시 되어있다. 상기 변환하는 단계(S100) 및 상기 비교하는 단계(S200)는 하나의 프레임에서 한 번 수행 된다. 따라서, 상기 비교하는 단계(S200) 이후의 단계들은 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 큰 경우 상기 제1 설정 단계(S310)로 연결 되고, 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 작거나 같은 경우 상기 제2 설정 단계(S330)로 연결 된다.
상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 큰 경우를 예를 들면, 제1 서브 프레임에서 상기 제1 설정 단계(S310) 중 상기 제1 서브 프레임 설정 단계(S311), 상기 환산 값들을 계조 값들로 변환하는 단계(S400) 및 상기 광원부 구동 단계(S500) 중 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 광원(310)을 턴 온 시키는 단계의 순서로 진행 된다. 또한, 제2 서브 프레임에서는 상기 제1 설정 단계(S310) 중 상기 제2 서브 프레임 설정 단계(S313), 상기 환산 값들을 계조 값들로 변환하는 단계(S400) 및 상기 광원부 구동 단계(S500) 중 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 광원(310)을 턴 온 시키는 단계의 순서로 진행 된다.
상기 제1 설정 단계(S310) 및 상기 제2 설정 단계(S330)는 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT)보다 큰 경우에는 상기 제1 서브 화소(SP1) 및 상기 제2 서브 화소(SP2)에 최대 계조 값을 인가하고, 상기 제3 서브 화소(SP3)에 상기 제3 계조 데이터를 인가하며, 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT)보다 작거나 같은 경우에는 상기 제1 서브 화소(SP1)에 상기 제1 환산 값(r)을 상기 양자 효율(CCL_EXT)로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하고, 상기 제2 서브 화소(SP2)에 상기 제2 환산 값(g)을 상기 양자 효율(CCL_EXT)로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하며, 상기 제3 서브 화소(SP3)에 상기 제3 계조 데이터를 인가하는 단계 및 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT)보다 큰 경우에는 상기 제1 서브 화소(SP1)에 상기 제1 환산 값(r)에서 상기 양자 효율(CCL_EXT)을 뺀 값을 상기 제1 최대 값(Max_rg)으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하고, 상기 제2 서브 화소(SP2)에 상기 제2 환산 값(g)에서 상기 양자 효율(CCL_EXT)을 뺀 값을 상기 제1 최대 값(Max_rg)으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하며, 상기 제3 서브 화소(SP3)에 최소 계조 값을 인가하고, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율(CCL_EXT)보다 작거나 같은 경우 에는 상기 제1 서브 화소(SP1), 상기 제2 서브 화소(SP2) 및 상기 제3 서브 화소(SP3)에 최소 계조 값을 인가하는 단계로 설명될 수 있다.
도 7a 및 7b는 광원부의 구동에 따른 도 1의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다. 도 7a 및 도 7b는 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 큰 경우의 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임을 도시하고 있다.
도 7a를 참조하여 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 큰 경우의 제1 서브 프레임 동안의 구동을 설명 한다.
상기 제1 서브 화소(SP1) 및 상기 제2 서브 화소(SP2)는 최대 계조 값을 인가 받는다. 상기 제3 서브 화소(SP3)는 제3 계조 데이터를 인가 받는다.
상기 광원부(300)는 상기 제1 광원(310)을 턴 온 시킨다.
상기 제1 발광부(PL1)는 상기 제1 광원(310)으로부터 발생 된 청색 광에 의해 여기되어 적색 자발광을 상기 제1 컬러 필터(230) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통해 방출 한다.
상기 제2 발광부(PL2)는 상기 제1 광원(310)으로부터 발생 된 청색 광에 의해 여기되어 녹색 자발광을 상기 제2 컬러 필터(240) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통해 방출 한다.
상기 제3 발광부(PL3)는 제1 광원(310)으로부터 발생 된 청색 광을 통과 시켜 청색 광을 방출 한다.
도 7b를 참조하여 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 큰 경우의 제2 서브 프레임 동안의 구동을 설명 한다.
상기 제1 서브 화소(SP1)는 상기 제1 환산 값(r)에서 상기 양자 효율(CCL_EXT)을 뺀 값을 상기 제1 최대값(Max_rg)으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받는다.
상기 제2 서브 화소(SP2)는 상기 제2 환산 값(g)에서 상기 양자 효율(CCL_EXT)을 뺀 값을 상기 제1 최대값(Max_rg)으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받는다.
상기 제3 서브 화소(SP3)는 최소 계조 값을 인가 받는다.
상기 광원부(300)는 상기 제2 광원(320)을 턴 온 시킨다.
상기 제1 발광부(PL1)는 상기 제2 광원(320)으로부터 발생 된 황색 광에 의해 여기되지 않고, 황색 광에 포함 된 적색 광 및 녹색 광 중에서 적색 광 만을 상기 제1 컬러 필터(230) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통해 방출한다.
상기 제2 발광부(PL2)는 상기 제2 광원(320)으로부터 발생 된 황색 광에 의해 여기되지 않고, 황색 광에 포함 된 적색 광 및 녹색 광 중에서 녹색 광 만을 상기 제2 컬러 필터(240) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통해 방출한다.
상기 제3 발광부(PL3)에는 광이 입사되지 않는다. 따라서, 광을 방출하지 않는다.
도 8a 및 8b는 광원부의 구동에 따른 도 1의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다. 도 8a 및 도 8b는 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 작거나 같은 경우의 제1 서브 프레임 및 제2 서브 프레임을 도시하고 있다.
도 8a를 참조하여 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 작거나 큰 경우의 제1 서브 프레임 동안의 구동을 설명 한다.
상기 제1 서브 화소(SP1)는 상기 제1 환산 값(r)을 상기 양자 효율(CCL_EXT)로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받는다.
상기 제2 서브 화소(SP2)는 상기 제2 환산 값(g)을 상기 양자 효율(CCL_EXT)로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받는다.
상기 제3 서브 화소(SP3)는 상기 제3 계조 데이터를 인가 받는다.
상기 광원부(300)는 상기 제1 광원(310)을 턴 온 시킨다.
상기 제1 발광부(PL1)는 상기 제1 광원(310)으로부터 발생 된 청색 광에 의해 여기되어 적색 자발광을 상기 제1 컬러 필터(230) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통해 방출 한다.
상기 제2 발광부(PL2)는 상기 제1 광원(310)으로부터 발생 된 청색 광에 의해 여기되어 녹색 자발광을 상기 제2 컬러 필터(240) 및 상기 광 재활용 층(220)을 통해 방출 한다.
상기 제3 발광부(PL3)는 제1 광원(310)으로부터 발생 된 청색 광을 통과 시켜 청색 광을 방출 한다.
도 8b를 참조하여 상기 제1 최대 값(Max_rg)이 상기 양자 효율(CCL_EXT) 보다 작거나 큰 경우의 제2 서브 프레임 동안의 구동을 설명 한다.
상기 제1 서브 화소(SP1), 상기 제2 서브 화소(SP2) 및 상기 제3 서브 화소(SP3)는 최소 계조 값을 인가 받는다.
상기 광원부(300)는 상기 제2 광원(320)을 턴 오프 시킨다. 따라서, 상기 제1 발광부(PL1), 상기 제2 발광부(PL2) 및 상기 제3 발광부(PL3)는 광을 방출하지 않는다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널 및 광원부를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치(11)는 도 1 및 도 2의 표시 장치와 비교 하여 상기 색 변환 층(201)이 표시 패널(100)과 광원부(300) 사이에 배치되는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2의 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 및 도 2의 표시 장치와 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고, 중복되는 자세한 설명은 생략될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 표시 장치(11)는 표시 패널(100), 색 변환 층(201), 광원부(300), 표시 패널 구동부(400) 및 광원 구동부(500)를 포함한다.
상기 색 변환 층(201)은 제1 발광부(PL1), 제2 발광부(PL2), 제3 발광부(PL3), 밴드 패스 필터(210), 광 재활용 층(220), 제1 컬러 필터(230), 제2 컬러 필터(240) 및 보호층(251)을 포함한다. 상기 색 변환 층(201)은 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치된다.
상기 보호층(251)은 상기 색 변환 층(201)의 하부 최외곽에 배치되어 상기 색 변환 층(201)을 물리적으로 보호한다. 상기 보호층(251)은 투명 유리 기판 내지는 플라스틱 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 광원부의 광에 의해 여기되어 자발광을 방출하는 제1 발광부(PL1), 제2 발광부(PL2) 및 제3 발광부(PL3)를 포함하는 색 변환 층 및 제1 광원 및 제2 광원을 순차적으로 턴 온 시키는 광원부에 의해 색 불균형이 감소되어 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 제어부는 모바일폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등과 같은 휴대용 표시 장치 또는 텔레비전, 데스크톱 모니터와 같은 고정형 표시 장치를 비롯하여 냉장고, 세탁기, 에어컨디셔너와 같은 일반 가전제품에 포함되는 표시 장치에도 사용될 수 있다.
이상 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: 표시 패널 110: 제1 기판
120: 제2 기판 130: 액정층
141: 제1 편광판 142: 제2 편광판
200: 색 변환 층 210: 밴드 패스 필터
220: 광 재활용 층 230: 제1 컬러 필터
240: 제2 컬러 필터 250, 251: 보호층
300: 광원부 310: 제1 광원
320: 제2 광원 330: 도광판
400: 표시 패널 구동부 500: 광원 구동부
SP1: 제1 서브 화소 SP2: 제2 서브 화소
SP2: 제3 서브 화소 PL1: 제1 발광부
PL2: 제2 발광부 PL3: 제3 발광부
BM: 블랙 매트릭스 CCL_EXT: 양자 효율

Claims (20)

  1. 제1 계조 데이터가 인가되는 제1 서브 화소들, 제2 계조 데이터가 인가되는 제2 서브 화소들 및 제3 계조 데이터가 인가되는 제3 서브 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 광을 제공하며, 제1 광을 발생하는 제1 광원 및 상기 제1 광과 다른 색을 갖는 제2 광을 발생하는 제2 광원을 순차적으로 턴 온 시키는 광원부; 및
    상기 제1 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제1 주요색 자발광을 방출하는 제1 발광부, 상기 제2 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제2 주요색 자발광을 방출하는 제2 발광부 및 상기 제3 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제3 주요색 자발광을 방출하는 제3 발광부를 포함하는 색 변환 층을 포함하고,
    상기 제1 계조 데이터에 대응되는 제1 환산 값들의 최대 값 및 상기 제2 계조 데이터에 대응되는 제2 환산 값들의 최대 값 중 더 큰 값에 해당하는 제1 최대 값이 상기 색 변환 층의 양자 효율보다 큰 경우,
    상기 광원부는 제1 서브 프레임에 상기 제1 광원을 턴 온 시키고, 제2 서브 프레임에 상기 제2 광원을 턴 온 시키며,
    상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우,
    상기 광원부는 상기 제1 서브 프레임에 상기 제1 광원을 턴 온 시키고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 제2 광원을 턴 오프 시키는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양자 효율은 상기 색 변환 층으로 공급되는 광자 수와 상기 색 변환 층으로부터 외부로 방출되는 광자 수의 비율에 의해 결정되고,
    상기 제1 환산 값은 상기 제1 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하고,
    상기 제2 환산 값은 상기 제2 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하며,
    제3 환산 값은 상기 제3 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우,
    상기 제1 서브 화소 및 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 프레임에서 최대 계조 값이 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우,
    상기 제1 서브 화소는, 상기 제2 서브 프레임에서 상기 제1 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받고,
    상기 제2 서브 화소는, 상기 제2 서브 프레임에서 상기 제2 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받으며,
    상기 제3 서브 화소는, 상기 제2 서브 프레임에서 최소 계조 값을 인가 받는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우,
    상기 제1 서브 화소는, 상기 제1 서브 프레임에서 상기 제1 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받고,
    상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 프레임에서 상기 제2 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가 받는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1 계조 데이터가 인가되는 제1 서브 화소들, 제2 계조 데이터가 인가되는 제2 서브 화소들 및 제3 계조 데이터가 인가되는 제3 서브 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 광을 제공하며, 제1 광을 발생하는 제1 광원 및 상기 제1 광과 다른 색을 갖는 제2 광을 발생하는 제2 광원을 순차적으로 턴 온 시키는 광원부; 및
    상기 제1 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제1 주요색 자발광을 방출하는 제1 발광부, 상기 제2 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제2 주요색 자발광을 방출하는 제2 발광부 및 상기 제3 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제3 주요색 자발광을 방출하는 제3 발광부를 포함하는 색 변환 층을 포함하고,
    상기 색 변환 층은
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 제1 방향에 배치되고, 상기 제3 주요 색을 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 반사시키는 광 재활용 층; 및
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 제1 주요색 및 상기 제2 주요색을 상기 제1 방향으로 반사시키는 밴드 패스 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 색 변환 층은
    상기 제1 발광부의 상기 제1 방향에 배치되고, 상기 제1 주요색을 갖는 제1 컬러 필터; 및
    상기 제2 발광부의 상기 제1 방향에 배치되고, 상기 제2 주요색을 갖는 제2 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 색 변환 층 및 상기 광원부의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 색 변환 층은 상기 표시 패널 및 상기 광원부의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 주요색은 적색(red)이고, 상기 제2 주요색은 녹색(green)이며, 상기 제3 주요색은 청색(blue)인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광원이 발생하는 상기 제1 광은 상기 제3 주요색 광을 포함하고,
    상기 제2 광원이 발생하는 상기 제2 광은 황색(yellow) 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 광원이 발생하는 상기 제1 광은 자외선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광원이 발생하는 상기 제1 광은 상기 제3 주요색 광을 포함하고,
    상기 제2 광원이 발생하는 상기 제2 광은 상기 제2 주요색 광, 시안색(cyan) 광 및 흰색(white) 광 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1 서브 화소에 인가되는 제1 계조 데이터, 제2 서브 화소에 인가되는 제2 계조 데이터 및 제3 서브 화소에 인가되는 제3 계조 데이터를 각각 제1 환산 값, 제2 환산 값 및 제3 환산 값으로 변환하는 단계;
    상기 제1 환산 값 및 상기 제2 환산값 중 최대 값을 포함하는 제1 최대 값과 외부 광에 의해 여기되어 자발광을 방출하는 색 변환 층의 양자 효율을 비교하는 단계;
    제1 서브 프레임 동안 제1 광을 발생하는 제1 광원을 턴 온 시키는 단계;
    제2 서브 프레임 동안 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우 상기 제1 광과 다른 색을 갖는 제2 광을 발생하는 제2 광원을 턴 온 시키고, 상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우 상기 제2 광원을 턴 오프 시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 서브 프레임 동안,
    상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우에는
    상기 제1 서브 화소 및 상기 제2 서브 화소에 최대 계조 값을 인가하고,
    상기 제3 서브 화소에 상기 제3 계조 데이터를 인가하며,
    상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우에는
    상기 제1 서브 화소에 상기 제1 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하고,
    상기 제2 서브 화소에 상기 제2 환산 값을 상기 양자 효율로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하며,
    상기 제3 서브 화소에 상기 제3 계조 데이터를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제2 서브 프레임 동안,
    상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 큰 경우에는
    상기 제1 서브 화소에 상기 제1 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대 값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하고,
    상기 제2 서브 화소에 상기 제2 환산 값에서 상기 양자 효율을 뺀 값을 상기 제1 최대 값으로 나눈 값에 대응되는 계조 값을 인가하며,
    상기 제3 서브 화소에 최소 계조 값을 인가하고,
    상기 제1 최대 값이 상기 양자 효율보다 작거나 같은 경우에는
    상기 제1 서브 화소, 상기 제2 서브 화소 및 상기 제3 서브 화소에 최소 계조 값을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 양자 효율은 상기 색 변환 층으로 공급되는 광자 수와 상기 색 변환 층으로부터 외부로 방출되는 광자 수의 비율에 의해 결정되고,
    상기 제1 환산 값은 상기 제1 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하며,
    상기 제2 환산 값은 상기 제2 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하고,
    상기 제3 환산 값은 상기 제3 계조 데이터를 최대 계조 값으로 나눈 값의 2.2 제곱 값에 해당하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 색 변환 층은 상기 제1 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제1 주요색 자발광을 방출하는 제1 발광부, 상기 제2 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제2 주요색 자발광을 방출하는 제2 발광부 및 상기 제3 서브 화소와 중첩되고, 상기 제1 광에 의해 여기되어 제3 주요색 자발광을 방출하는 제3 발광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 주요색은 적색(red)이고, 상기 제2 주요색은 녹색(green)이며, 상기 제3 주요색은 청색(blue)이고,
    상기 제1 광은 상기 제3 주요색 광을 포함하고, 상기 제2 광은 황색(yellow) 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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