KR20080052172A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속응답성을 실현하는 필드 시퀀셜(field sequential) 컬러 방식에 의한 액정표시장치에 있어서, 광의 이용효율을 고속으로 함과 동시에, R, G, B의 합성으로 이루어진 표시화상의 구동 응답성의 개선을 도모할 수 있는 액정표시장치를 얻고자 하는 것으로, 강유전성 액정을 이용한 필드 시퀀셜 컬러 방식에 의해 액정표시장치에 있어서, 1 프레임 주기내를 데이터 기입 기간과, 상기 데이터 기입 기간후의 AC 구동화기간으로 나누고, 상기 데이터 기입에 있어서, 적, 녹, 청의 백라이트의 점등기간에 동기하여, 동극성의 전압을 순차 인가하여 적, 녹, 청의 표시화상을 생성하고, 상기 AC 구동화 기간에 있어서, 상기 표시화상의 생성과는 역극성의 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.

강유전성 액정, 필드 시퀀셜(field sequential), AC 구동화 기간, 기입

Description

액정표시장치 {Liquid Crystal Display Device}

도 1은 동화응답성을 모식적으로 표현한 설명도

도 2는 고속구동방식에 의한 동화응답성의 개선을 모식적으로 표현한 설명도

도 3은 흑 삽입방식에 의한 동화응답성의 개선을 모식적으로 실현한 설명도

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서 동화 응답성을 개선한 제 1의 구동방식을 실시한 경우의 구동시퀀스를 도시한 도

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서 동화 응답성을 개선한 제 2의 구동 방식을 실시한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도

도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서 동화 응답성을 개선한 제 3의 구동방식을 실시한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도

도 7은 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치의 일반적인 평면도

도 8은 일반적인 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치에 있어서, 필드 시퀀셜 컬러 방식을 실시한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도

도 9는 광의 이용효율을 향상시키기 위한 종래의 액정표시장치의 구동방식에 있어서 구동 시퀀스를 도시한 도

본 발명은 고속응답성을 실현하는 강유전성 액정(Ferroelectric Liquid Crystal : FLC)을 이용한 필드 시퀀셜 컬러 방식에 의한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 강유전성 액정 중, 등방성, 카이랄 네마틱상(chiral nematic 상, 콜레스테릭 상), 스메틱 C상(Smetic C상)의 상계열을 갖는 강유전성 액정(이하의 설명에 있어서는, 이러한 액정을 Half-V shape의 강유전성 액정이라 칭한다)을 이용하여 광의 이용 효율 및 동화(動畵) 응답성의 개선을 실현하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는, 저소비전력, 박형 등의 매력에 더해, 표시 성능 자체의 급속한 개선을 갖추어, 평판 TV, 휴대용 컴퓨터, 모니터 등, 광범위에 이용되고 있다. 이러한 액정표시장치 중에서도, 스메틱 C상을 이용한 강유전성 액정은, 시정수 10㎲~ 수 100㎲으로 고속응답이 얻어지는 것으로 알려져 있다.

보다 구체적으로는, Half-V shape의 강유전성 액정을 충전한 액정패널을 고온으로부터 온도를 내리면, 카이랄 네마틱상(콜레스테릭 상)으로부터 스메틱 C상으로의 상전이 온도로, 액정분자 자신의 투영 성분이 배향 처리 방향으로 대략 동일하게 된다. 그러나, 그 때 2개의 도메인이 발생한다. 그 때문에 단일한 도메인을 얻기 위해서는, 상전이 온도 근방에서 DC를 인가하는 방법 등이 제안되고 있다. 그에 따라 얻어진 액정패널은, 양호한 화질을 보유하는 한편, 고속에 응답하는 특징을 갖는다.

이러한 Half-V Shape의 강유전성 액정은, 필드 시퀀셜(field sequential) 컬 러 방식의 적용이 용이하다. 여기서, 필드 시퀀셜 컬러 방식으로는, 시간적으로 적(R), 녹(G), 청(B)의 영상을 순차 표시하고, 시간적으로 이러한 영상을 혼합하는 것에 의해 풀 컬러 표시를 얻을 수 있다.

이 필드 시퀀셜 방식을 액정표시장치에 적용하는 것에는, 백라이트의 표시를 시간적으로 적, 녹, 청으로 전환하여 점등시켜, 액정패널에는, 백라이트로 점등된 색에 대응하는 영상을, 백라이트의 전환에 동기하여 표시되는 것에 의해 실현할 수 있다.

영상을 표시하는 프레임 주기가 통상의 60Hz으로 하면, 필드 시퀀셜 컬러 방식에 의해 색전환 주파수는, 그 3배인 180Hz가 필요하게 된다. 그러나, 이러한 고속 응답성을 요구되는 필드 시퀀셜 컬러 방식의 실현에 있어서는, 응답성이 우수한 상술한 Half-V Shape의 강유전성 액정이 적용되는 것으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정표시장치를 설명하면 다음과 같다.

도 7은, 일반적인 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치의 일반적인 평면도이다. 필드 시퀀셜 컬러 방식을 채용하면, 표시화면을 적, 녹, 청의 3분할로 할 필요가 없고, 동일 기술을 이용하여 3배의 고정세화가 실현될 수 있는 이점(merit)이 있다.

그러나, 강유전성에 있어서는, 상기와 같이 배향된 액정의 특성상, 편측의 극성전압의 경우만 데이터 표시가 가능하게 되고, 역극성의 경우에는 표시할 수 없다. 그래서, DC 인가에 수반하는 번인(burn-in: 패널의 소정 부분이 타서 눌어붙어 도장으로 찍힌 부위처럼 보이는 현상)의 이상을 피하기 위하여는, 구동은, AC 구동을 하지 않으면 안되고, AC 구동을 행한 경우에는, 광의 이용 효율은, 50%로 약하게 되버린다.

도 8은, 일반적인 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치에 있어서, 필드 시퀀셜 컬러 방식을 실현한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, AC 구동을 하는 결과, 백라이트측의 적, 녹, 청의 광은, 각각 [A부], [B부], [C부] 만의 표시에만 기여하게 되고, 이용 효율은, 약 50%로 되어 버린다.

이에 대하여, 광의 이용 효율을 향상시킨 구동방식이 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1(특개 204-219938호 공보)참조). 도 9는, 광의 이용효율을 향상시키기 위한 종래의 액정표시장치의 구동방식에 있어서 구동 시퀀스를 도시한 도이다.

이 종래의 구동방식에는, 데이터 보유기간(도 9의 T1 에 상당) 후에 데이터 소거기간(도 9의 T2에 상당)을 설계하고, 먼저의 데이터와 역극성의 전압을 인가하고 있다. 더불어, 그 후는, 리셋 기간(도 9의 T3에 상당)으로 하여 화소전극과 공통전극의 전압차를 0V로 하고 있다.

이와 같이, 데이터 소거기간(T2) 및 리셋기간(T3)을 설계한 것에 의해, 광의 이용효율을 높인 후에, 액정에 대하여 전하의 편향을 해소할 수 있고, 액정물질의 열화 및 액정패널의 번인(burn-in:패널의 소정 부분이 타서 눌어붙어 도장으로 찍힌 부위처럼 보이는 현상) 불량을 방지할 수 있다.

더불어, 1 프레임의 일부 기간이 표시에 기여하는 임펄스(impulse) 구동으로 할 수 있고, 종래 1 프레임 내의 전 기간의 표시에 기여하는 홀드(hold)형 구동과 비교하여, 동화특성의 향상이 얻어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 구동방식을 채용하는 것에 의해, 광의 이용효율 및 R, G, B 개개의 화상의 특성의 개선을 도모할 수 있다. 그러나, 표시화상 자체는, R, G, B 합성으로 이루어져, 이러한 합성된 표시화상의 동화응답성까지는, 충분히 개선할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 고속응답성을 실현하는 Half-V Shape의 강유전성 액정을 이용한 필드 시퀀셜 컬러 방식에 의한 액정표시장치에 있어서, 광의 이용효율을 고속으로 함과 동시에, R, G, B의 합성으로 이루어진 표시화상의 구동응답성의 개선을 도모할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는, 강유전성액정을 이용한 필드 시퀀셜 컬러 방식에 의해 액정표시장치에 있어서, 1프레임 주기내를 데이터 기입 기간과, 상기 데이터 기입 기간후의 AC 구동화 기간으로 나누고, 상기 데이터 기입에 있어서는, 적, 녹, 청의 백라이트의 점등기간에 동기하여, 동극성의 전압을 순차 인가하여 적, 녹, 청의 표시화상을 생성하고, 상기 AC 구동화 기간에 있어서는, 상기 표시화상의 생성과는 역극성의 전압을 인가하는 것이다.

본발명의 액정표시장치는, 고속 응답성이 우수한 Half-V Shape의 강유전성 액정을 이용하여, 편측의 극성의 전압에만 데이터 표시가 가능하고, 역극성의 전압에는 거의 흑상태로 되도록 하는 Half-V Shape의 강유전성 액정의 특성을 살려 구동 방식을 행하는 것에 의해, 액정 구동 주파수를 올리지 않고 동화(動畵) 응답성을 개선할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시장치의 적절한 실시의 형태에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시의 형태 1.>

먼저, 액정표시장치의 동화 응답성을 개선하기 위한 방법에 대하여 설명한다.

도 1은, 동화응답성을 모식도로 실현한 설명도이다. 구체적으로는, 종축이 시간을, 횡축은 장소를 도시하고 있고, 흑화면의 좌로부터 회색의 화면이 이동하고 있는 것을 도시하고 있다.

액정표시장치에 있어서는, 각 화소가 프레임 기간 중에 투과광을 출사 계속하는 홀드형(hold type)의 표시를 행하고 있기 때문에, 관측자가 본 경우에는, 가장 아래에 바(막대)로 도시된 바와 같이, 흑화면에서으로 회색화면에 걸쳐, 서서히 휘도가 변화하도록 보여진다.

이를 개선하기 위해, 고속 구동방식, 또는 흑삽입 방식 등이 제안되고 있다. 도 2는, 고속 구동방식에 따른 동화 응답성의 개선을 모식적으로 표현한 설명도이다. 먼저의 도 1과 같이, 종축이 시간이고, 횡축이 장소를 도시하고 있고, 흑화면 의 좌로부터 회색의 화면이 이동하고 있는 것을 도시하고 있다.

이러한 도 2에 도시한 고속 구동방식에는, 도 1의 구동방식과 비교하여 배의 구동 주파수를 이용하는 것에 의해 서서히 휘도가 변화하는 기간을 짧게 하여, 동화 응답성을 개선하고 있다.

또, 도 3은 흑삽입 방식에 따른 동화응답성의 개선을 모식적으로 표현한 설명도이다. 먼저의 도 1, 도 2와 같이, 종축이 시간이고, 횡축이 장소를 도시한 것으로, 흑화면의 좌로부터 회색의 화면이 이동하고 있는 것을 도시하고 있다. 이 도 3에 도시한 흑삽입 방식에는, 도 1의 구동방식과 같은 구동주파수를 이용하지만, 영상표시기간에 대하여 흑표시기간을 많이 삽입하는 것에 의해, 의사(擬似) 임펄스 표시를 행하여 등가적으로 주파수를 올린 경우와 같은 효과를 얻는 것에 의해, 동화응답성을 개선하고 있다.

여기서, Half-V Shape의 강유전성 액정은, 상술한 바와 같이, 일측의 극성의 전압만으로 데이터 표시가 가능하고, 역극성의 전압에는 거의 흑상태로 된다는 특성이 있다. 따라서, 이 특성을 살리는 것에 의해, 도 3에 도시한 흑삽입 방식의 구동이 용이하게 실현할 수 있고, 액정구동주파수를 올리지 않고 동화응답성을 개선하는 것이 가능하게 된다.

더불어, 본 발명의 액정표시장치는, 1 프레임 주기 내에 있어서, 먼저, R, G, B 의 합성으로 이루어진 표시화상을 생성한 후에, 표시화상의 생성과는 역극성의 전압을 인가하는 것에 의해, AC 구동화와 흑삽입 방식에 의한 구동을 동시에 실현하는 것을 특징으로 하고 있다. 이하, 도면을 이용하여, 본발명의 구동방식을 구 체적으로 설명한다.

도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서 구동응답성을 개선한 제 1의 구동방식을 실시한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 1 프레임 주기는, 데이터 기입 기간과 AC 구동화 기간으로 나누어져 있다. 그래서, 이 제 1 구동방식에 있어서는, 먼저 처음에 데이터 기입 기간에, 동극성의 전압에 의해 R, G, B의 표시를 연속적으로 행한다. 그 후, AC 구동화 기간에, R, G, B의 각각에 대응하여, 먼저 데이터 기입 기간에 인가한 전압과는 역극성으로, 또한 같은 크기의 전압을 인가하고 있다.

이와 같이, 먼저, 데이터 기입 기간에 있어서, R, G, B의 신호에 의한 표시화상을 생성한 후에, AC 구동화 기간에 있어서, 역극성을 인가하여 구동을 AC 화 하는 것에 의해, 표시화상의 생성을 우선시킨 상태에, DC 인가에 수반하는 번인(burn-in) 등의 이상을 없게 할 수 있다.

도 4에 있어서는, 편의상, 화소에 기입하는 R, G, B의 데이터를 다른 값으로서 도시하고 있다. 이러한 구동을 행하면, AC 구동화하는 것만이 아니라, 상술한 도 3에 도시한 바와 같은 흑 데이터 삽입과 동일한 효과를 얻을 수 있고, 결과로서, 동화 응답성의 개선을 도모할 수 있다. 즉, AC 구동화 기간은, AC 구동화 함과 동시에, 흑 삽입의 역할도 동시에 달성하게 된다.

도 5는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서 동화 응답성을 개선한 제 2의 구동방식을 실시한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도이다. 이 제 2의 구동방식에 있어서는, 도 4에 도시한 제 1의 구동방식과 비교하면, 데이터 기입 기간에 있어서, R, G, B의 데이터 기입의 때에, 리셋 기간(도 5에 있어서 T3R, T3G, T3B에 상당)을 설계한 점에서 다르다.

표시성능에 기여하는 각각의 백라이트의 소등 타이밍과 동기하여, 데이터를 리셋하기 위한 리셋 기간이 삽입되고 있다. 이와 같이 하면, R, G, B의 각각의 데이터 기입은, 데이터 리셋 후의 일정 전압으로부터 기입 동작으로 되고, 전의 데이터의 기입 전압에 수반하는 히스테리시스의 영향을 없게 하고, 안정한 컬러 표시가 가능하게 된다.

도 6은, 본발명의 실시의 형태 1에 있어서 동화응답성을 개선한 제 3의 구동방식을 실시한 경우의 구동 시퀀스를 도시한 도이다. 이 제 3의 구동방식은, 먼저의 도 4에 도시한 제 1의 구동방식과 동양으로, 최초로 R, G, B의 표시를 행하고, 그 후에 데이터 소거기간을 일괄하여 설계한 경우를 도시하고 있다.

일례로서는, R, G, B의 인가전압의 적분치와, 데이터 소거기간의 인가전압의 적분치를 크기가 같게 하여 역부호가 되도록 인가하는 것이 고려되고 있다. 일괄한 데이터 소거기간을 설계하는 것에 의해, AC 구동화가 도모됨과 함께, AC 구동화 기간에 대한 데이터 기입 기간을 보다 길게 할 수 있고, 백라이트의 이용효율이 높게 되고, 휘도를 개선할 수 있다.

또, 도 6에 도시한 바와 같이, 일괄한 데이터 소거기간을 설계한 경우에도, 앞의 도 5에 도시한 바와 같이, 리셋 기간(도 5에 있어서 T3R, T3G, T3B 에 상당)을 삽입할 수 있고, 전의 데이터의 기입 전압에 수반하는 히스테리시스의 영향을 없게 하고, 안정화한 컬러 표시를 실현할 수 있다.

이하와 같이, 실시의 형태 1에 의하면, Half-V Shape의 강유전성 액정에 있어, 1 프레임 주기를 데이터 기입 기간과, 그에 계속하는 AC 구동화 기간으로 나누어, 데이터 기입 기간에 있어서, R, G, B의 합성으로 이루어지는 표시화상을 우선하여 생성한 후에, AC 구동화 기간에 있어서, AC 구동 및 흑 삽입 구동의 양자를 실현할 수 있고, 광의 이용효율을 높게 함과 함께, R, G, B의 합성으로 이루어진 표시 화상의 동화 응답성의 개선을 도모할 수 있는 액정표시장치를 얻을 수 있다.

더불어, AC 구동화 기간에 있어서 역 극성 전압의 인가 기간은, 적, 녹, 청의 표시화상의 각각에 대하여 개별로 설계하는 것뿐만이 아니라, 함께 모아 일괄하여 설계하는 것도 가능하고, 광의 이용 효율을 더불어 개선할 수 있다.

또한, 데이터 기입 기간에 리셋 기간을 설계하는 것에 의해, R, G, B의 각각의 데이터 기입은, 데이터 리셋 후의 일정 전압으로부터 기입 동작할 수 있고, 전의 데이터의 기입 전압에 수반하는 히스테리시스의 영향을 없게 하고, 안정한 컬러 표시가 가능하게 된다.

또, 본 발명에서는, 등방성, 카이랄 네마틱 상(콜레스테릭상), 스메틱 C상의 상계열을 갖는 강유전성 액정의 경우의 일측의 극성전압에서만 데이터 표시가 가능하게 되는 특징을 유효하게 이용하고 있다. 이에 의해, 구동 주파수를 늘리지 않고 흑 표시를 삽입할 수 있고, 동화 응답성의 개선을 도모할 수 있다.

실제로는, 양극성의 전압에서 동등하게 데이터 표시할 수 있는 네마틱 액정을 이용한 필드 시퀀셜 디스플레이에도 응용이 가능하다. 단, 이 경우에는, 흑 표시는, 전압으로 행하는 것이 되어, 결과적으로, 액정의 구동 주파수가 올라가고, 액정의 응답성이 추종할 수 없는 경우가 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 1 프레임 주기 내를 데이터 기입 기간과, 데이터 기입 기간 후의 AC 구동화기간으로 나누어, 데이터 기입 기간에 있어서는, 동극성의 전압을 순차인가하여 적, 녹, 청의 표시화상을 생성하고, AC 구동화 기간에 있어서는, 표시화상의 생성으로는 역극성의 전압을 인가하는 것에 의해, 필드 시퀀셜 방식으로 고속 응답성을 실현하는 Half-V Shape의 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치에 있어서, 광의 이용효율을 높임과 함께, R, G, B의 합성으로 이루어진 표시화상의 동화응답성의 개선을 도모할 수 있는 액정표시장치를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 강유전성액정을 이용한 필드 시퀀셜 컬러 방식에 의한 액정표시장치에 있어서,

   1 프레임 주기내를 데이터 기입 기간과, 상기 데이터 기입 기간후의 AC 구동화 기간으로 나누고,

   상기 데이터 기입에 있어서, 적, 녹, 청의 백라이트의 점등기간에 동기하여, 동극성의 전압을 순차 인가하여 적, 녹, 청의 표시화상을 생성하며,

   상기 AC 구동화 기간에 있어서는, 상기 표시화상의 생성과는 역극성의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1항의 기재의 액정표시장치에 있어서,

   상기 AC 구동화 기간은, 상기 적, 녹, 청의 표시화상의 각각에 대응하여 개별로 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 AC 구동화 기간은, 상기 적, 녹, 청의 표시화상의 각각을 모아 일괄로 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 데이터 기입 기간은, 적, 녹, 청에 대응하는 각각의 전압을 순차 인가하는 사이에, 소정의 리셋 전압을 인가하는 리셋 기간을 더불어 갖춘 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

Images