KR20100019186A - 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색 온도 편차 및 색 분해현상 등을 개선하여 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 제 1 내지 제 3 서브 화소로 이루어진 복수의 단위 화소를 구비한 액정패널; 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버; 외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색 데이터를 이용하여 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소에 나누어 표시될 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 생성하는 데이터 변환부; 단일 형광체로 이루어진 광원들과 복수의 형광체가 혼합되어 이루어진 광원들 중 적어도 하나의 광원들을 구비하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트; 상기 백 라이트에 구비된 광원들을 순차적으로 구동하는 백 라이트 드라이버; 및 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 나누어 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 상기 액정 패널이 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 시분할하여 영상을 표시하도록 상기 게이트 및 데이터 드라이버와 상기 백 라이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure P1020080078088
데이터 변환부, 4색 데이터 변환, RGB 발광 다이오드

Description

액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법{DRIVING APPARATUS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 색 온도 편차 및 색 분해현상 등을 개선하여 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 영상 신호에 따라 액정 셀들의 광 투과율을 조절하여 영상을 표시한다. 특히, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시장치는 액정 셀마다 스위칭 소자가 형성되어 동영상을 표시하기에 유리하다. 스위칭 소자로는 주로 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)가 이용되고 있다.
액정 표시장치는 통상 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 이용하여 색상을 구현한다. 그런데, 색 재현 범위를 넓혀 표시 영상의 색상이 보다 자연색에 가까워지도록 하기 위해 4 원색의 컬러필터가 구비된 쿼드(Quad) 구조의 단위 화소를 가진 액정 표시장치가 제안된 바 있다. 쿼드 구조의 단위 화소는 적색(R) 컬러필터를 갖는 제 1 서브 화소, 시안색(C) 컬러필터를 갖는 제 2 서브 화소, 녹색(G) 컬러필터 를 갖는 제 3 서브 화소 및 청색(B) 컬러필터를 갖는 제 4 서브 화소로 이루어진다. 이 쿼드 타입의 액정 표시장치는 백 라이트로부터의 광을 각 단위 화소에 조사하여 공간적으로 4 원색을 표현함으로써 R,G,B 구동방식에 비해 좀 더 넓은 색 재현 범위를 구현하게 된다. 그러나, 쿼드 타입의 액정 표시장치는 각 서브 화소들 간 혼색이 심각하게 발생되며, 녹색(G)과 시안색(C)의 컬러필터의 투과율이 특히 낮아 휘도를 확보하기 어려운 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 각각의 단위 화소들을 녹색(G) 컬러필터를 갖는 제 1 서브 화소와 마젠타색(M) 컬러필터를 갖는 제 2 서브 화소로 각각 분할하고, 각 서브 화소로 적색(R), 시안색(C), 녹색(G), 및 청색(B)의 4 원색 데이터를 시분할 공급하는 이른바, 시공간 조합을 통한 4 원색 구현방식이 제안되기도 하였다.
하지만, 종래의 4 원색 구현 방식의 액정 표시장치는 쿼드 화소 구조의 액정 표시장치에 비해 광 투과율이나 휘도는 높일 수 있으나 쿼드 타입의 액정 표시장치와 마찬가지로 혼색이 발생됨과 아울러 색 분해현상이 발생되는 등의 단점이 있다. 아울러, 종래의 액정 표시장치들에 구비된 백 라이트는 적색(R), 시안색(C), 녹색(G), 청색(B) 또는 백색(W) 등의 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)들을 사용하는데, 이와 같이 개별적으로 마련된 LED들은 그 구동 특성이 서로 다르기 때문에 주변온도 등의 환경 영향을 크게 받아 시간적 공간적인 구동 편차 또한 크게 발생된다. 이와 같이, 각 LED들 간의 구동 편차가 커지면 표시 영상의 색 온도가 왜곡되어 화질을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 색 온도 편차 및 색 분해현상 등을 개선하여 표시 영상의 화질을 향상시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 제 1 내지 제 3 서브 화소로 이루어진 복수의 단위 화소를 구비한 액정패널; 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버; 외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색 데이터를 이용하여 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소에 나누어 표시될 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 생성하는 데이터 변환부; 단일 형광체로 이루어진 광원들과 복수의 형광체가 혼합되어 이루어진 광원들 중 적어도 하나의 광원들을 구비하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트; 상기 백 라이트에 구비된 광원들을 순차적으로 구동하는 백 라이트 드라이버; 및 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 나누어 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 상기 액정 패널이 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 시분할하여 영상을 표시하도록 상기 게이트 및 데이터 드라이버와 상기 백 라이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 드라이버는 상기 제 1 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 시안색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하며; 상기 제 2 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 녹색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트는 적색, 녹색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RGB 발광 다이오드와 적색, 시안색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RCB 발광 다이오드를 상기 광원들로 구비하며, 백 라이트 드라이버는 상기 제 1 서브 프레임 기간에 상기 복수의 RCB 발광 다이오드를 점등시키고, 상기 제 2 서브 프레임 기간에 상기 복수의 RGB 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 RGB 발광 다이오드와 복수의 RCB 발광 다이오드 청색 발광 칩을 사용한 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트는 적색과 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RB 발광 다이오드, 녹색의 형광체로 이루어진 복수의 G 발광 다이오드 및 시안색의 형광체로 이루어진 복수의 C 발광 다이오드를 광원들로 구비하며, 상기 제 1 서브 프레임 기간에 상기 복수의 RB 발광 다이오드와 상기 복수의 C 발광 다이오드를 점등시키고, 상기 제 2 서브 프레임 기간에 상기 RB 발광 다이오드와 상기 복수의 G 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표 시장치의 구동방법은 제 1 내지 제 3 서브 화소로 이루어진 복수의 단위 화소를 구비한 액정패널과 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버를 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서, 외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색 데이터를 이용하여 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소에 나누어 표시될 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 생성하는 단계; 단일 형광체로 이루어진 광원들과 복수의 형광체가 혼합되어 이루어진 광원들 중 적어도 하나의 광원들을 순차적으로 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계; 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 나누어 상기 데이터 드라이버에 공급하는 단계; 및 상기 액정패널이 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 시분할하여 영상을 표시하도록 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 상기 액정패널에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 액정패널에 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 공급하는 단계는 상기 제 1 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 시안색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하며; 상기 제 2 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 녹색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 광원들의 구동 단계는 상기 제 1 서브 프레임 기간에 적색, 녹색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RGB 발광 다이오드를 점등시키고, 상기 제 2 서브 프레임 기간에 적색, 시안색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RCB 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 한다.
상기 광원들의 구동 단계는 상기 제 1 서브 프레임 기간에 적색과 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RB 발광 다이오드와 시안색의 형광체로 이루어진 복수의 C 발광 다이오드를 점등시키고, 상기 제 2 서브 프레임 기간에 상기 RB 발광 다이오드와 녹색의 형광체로 이루어진 복수의 G 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 시분할되어 표시되는 매 서브 프레임들 간 평균 색차를 감소시켜 색 분해 현상을 크게 줄일 수 있고, 문턱 전압 등의 구동 특성이 동일하게 유지되도록 형성된 복수의 광원들에 의해 매 서브 프레임 단위로 표시되는 영상의 색 온도 편차를 개선할 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그의 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 구성 도이다.
도 1에 도시된 액정 표시장치의 구동장치는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)로 이루어진 복수의 단위 화소를 구비한 액정패널(22); 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(24); 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(26); 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터를 이용하여 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)에 나누어 표시될 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 시안색(C) 데이터를 생성하는 데이터 변환부(30); 단일 형광체로 이루어진 광원들과 복수의 형광체가 혼합되어 이루어진 광원들 중 적어도 하나의 광원들을 구비하여 상기 액정패널(22)에 광을 조사하는 백 라이트(34); 상기 백 라이트(34)에 구비된 광원들을 순차적으로 구동하는 백 라이트 드라이버(32) 및 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 시안색(C) 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 나누어 상기 데이터 드라이버(24)에 공급함과 아울러 상기 액정패널(22)이 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 시분할하여 영상을 표시하도록 상기 게이트 및 데이터 드라이버(24,26)와 상기 백 라이트 드라이버(32)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(28)를 구비한다.
액정패널(22)에는 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)이 서로 교차하도록 형성되며, 그 교차 영역에는 서로 다른 색을 표시하는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)가 형성된다. 여기서, 서로 인접한 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)은 하나의 단위 화소(PX)를 이룬다. 다시 말하여, 상기 각각의 단위 화소(PX)는 서로 다른 색을 표시하는 제 1 서브 화 소(SP1), 제 2 서브 화소(SP2) 및 제 3 서브 화소(SP3)로 구성된다. 상기 각각의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인(DL1 내지 DLm)의 교차부에 형성된 TFT들은 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여, 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 시안색(C) 영상 신호를 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)에 각각 공급한다. 다시 말해, 백 라이트(34)로부터 발생된 4색(R,G,B,C) 광들과 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3) 각각에 나뉘어 공급되는 4색(R,G,B,C) 데이터는 제 1 및 제 2 서브 프레임(SF1, SF2) 기간으로 시분할 되어 공급되는데, 이에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 각각의 서브 화소(SP1 내지 SP3)는 액정 층을 사이에 두고 형성되는 화소전극 및 공통전극을 포함하며, 화소전극과 공통전극 간에 형성되는 전계로 액정 배열을 바꾸어 광 투과율이 변화시킨다. 여기서, 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3) 각각은 서로 다른 색을 표시하기 위하여 서로 다른 파장대의 가시광선을 투과시키는 컬러필터를 포함한다. 구체적으로, 제 1 서브 화소(SP1)에 포함된 적색(R) 컬러필터는 백 라이트(34)로부터 공급되는 4색(R, C, G, B)의 광들 중 적색(R) 광을 투과시키고 그 외의 광들은 차단 또는 흡수하며, 제 3 서브 화소(SP3)에 포함된 청색(B) 컬러필터는 백 라이트(34)로부터 공급되는 4색(R, C, G, B)의 광들 중 청색(B) 광을 투과시키고 그 외의 광들은 차단 또는 흡수한다. 그리고, 제 2 서브 화소(SP2)에 포함된 녹색(G) 컬러필터는 시안색(C) 및 녹색(G) 광을 투과시키고 그 외의 광들은 차단 또는 흡수한다.
도 2를 참조하면, 제 1 서브 화소(SP1)의 적색 컬러필터(R_C/F)는 제 1 및 제 2 서브 프레임 기간(SF1,SF2) 동안 적색(R) 광의 파장대가 포함된 가시광선을 투과시키고 그 외의 광들은 차단 또는 흡수한다. 그리고, 제 3 서브 화소(SP3)의 청색 컬러필터(B_C/F)는 제 1 및 제 2 서브 프레임 기간(SF1,SF2) 동안 청색(B) 광의 파장대가 포함된 가시광선을 투과시키고 그 외의 광들은 차단 또는 흡수한다. 아울러, 제 2 서브 화소(SP2)에 포함된 녹색(G) 컬러필터는(G_C/F) 녹색(G) 및 시안색(C) 광의 파장대가 포함된 가시광선을 투과시키고 그 외의 광은 차단 또는 흡수하게 된다.
데이터 변환부(30)는 외부 시스템 예를 들어, 외부 그래픽 카드로부터 공급되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3 원색 데이터를 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 시안색(C)의 4 원색 데이터로 변환한다. 데이터 변환 방법은 입력 데이터의 색 좌표에 비하여 색 좌표가 확대된 데이터를 산출할 수 있는 어떠한 공지의 방법도 가능하며 일 예로, "OPTICAL REVIEW Vol.8, No.3 (2001) 191-197"에 게재된 저자 "Takeyuki AJITO 등"에 의해 제안된 방법과 "Color Conversion Method for Multiprimary Display Using Matrix Switching"에 개시된 방법 등이 이용될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(28)는 게이트 및 데이터 제어신호(GCS,DCS) 등의 제어신호를 생성하여 게이트 드라이버(26)와 데이터 드라이버(24)의 구동 타이밍을 제어함과 아울러, 도시되지 않은 복수의 디밍 제어신호(Dimming control signal) 등을 생성하여 백 라이트 드라이버(32)를 제어한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(28)는 데이터 변환부(30)로부터 공급되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 시안색(C)의 4 원색 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임(SF1,SF2) 단위로 시분할하여 데이터 드라이버(24)에 공급한다.
구체적으로, 타이밍 컨트롤러(28)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 한 프레임(Frame) 기간을 2 개의 서브 프레임(SF1,SF2) 기간으로 시분할하고, 각각의 서브 프레임(SF1,SF2) 기간을 스캔기간(SCAN), 액정 응답기간(LCres), 및 백 라이트 점등기간(BLon)으로 다시 시분할한다. 타이밍 컨트롤러(28)는 제 1 서브 프레임(SF1) 기간의 스캔기간(SCAN) 동안 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터를 데이터 드라이버(24)에 공급하고, 제 2 서브 프레임(SF2) 기간의 스캔기간(SCAN) 동안 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터를 데이터 드라이버(24)에 공급한다. 이러한 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터와 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터는 서로 구분되는 데이터 버스를 통해 데이터 드라이버(24)에 공급될 수 있다. 여기서, 프레임 기간이란 필드 기간(Field Period)이라고도 하며, 한 화면 분의 데이터가 액정패널(22)의 각 단위 화소(PX)들에 모두 인가되어 하나의 완성된 영상을 표시하는 한 화면의 표시기간을 말하며, 이 프레임 기간은 NTSC 방식의 경우 1/60 초(60Hz)이고 PAL 방식의 경우 1/50 초(50Hz)로 표준화되어 있다.
본 발명에서 한 프레임 분의 데이터는 적색(R), 녹색(G), 시안색(C) 및 청색(B)의 4색 데이터를 포함하며, 제 1 서브 프레임(SF1) 기간에 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터로 표시되는 제 1 서브 영상, 제 2 서브 프레임 기간(SF2)에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터로 표시되는 제 2 서브 영상으로 한 프레임 분의 영상이 완성된다.
게이트 드라이버(26)는 도 3에서 각 서브 프레임 기간(SF1,SF2)의 스캔기간(SCAN) 동안 데이터가 공급될 수평 라인을 선택하는 스캔 펄스(SP)를 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 이 스캔 펄스(SP)는 각 TFT의 문턱 전압 이상인 게이트 온(On) 전압과 문턱 전압 미만인 게이트 오프(Off) 전압 사이를 스윙한다. 이러한 스캔 펄스(SP)가 게이트 온 전압을 유지하는 스캔 기간 동안 한 수평라인의 TFT들이 턴-온(turn-on)되어 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터들이 한 수평 라인의 서브 화소들(SP1 내지 SP3)에 공급된다. NTSC 방식에서 어느 한 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스(SP)가 공급되는 주기는 서브 프레임 기간과 같은 약 1/120 초이며, 각 서브 프레임 기간(SF1,SF2)에 스캔 펄스(SP) 스캔 기간은 약 (1/120)/n 초이다.
데이터 드라이버(24)는 각 서브 프레임 기간(SF1,SF2)의 스캔기간(SCAN) 동안 타이밍 컨트롤러(28)로부터 공급되는 적색(R), 녹색(G), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터를 아날로그 영상신호로 변환하여 각 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 제 1 서브 화소(SP1), 제 2 서브 화소(SP2) 및 제 3 서브 화소(SP3)에 나누어서 공급될 적색(R), 녹색(G), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터는 제 1 및 제 2 서브 프레임(SF1,SF2) 단위로 시분할되어 스캔펄스(SP)의 스캔기간과 동기된 타이밍에 한 수평라인분씩 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급된다.
도 3을 참조하면, 데이터 드라이버(24)는 제 1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 적색(R) 데이터를 3k-2번째 데이터 라인(단, 1≤k≤m/3)에 한 수평라인분씩 공급하 고, 시안색(C) 데이터를 3k-1번째 데이터 라인에 한 수평라인분씩 공급함과 아울러, 청색(B) 데이터를 3k번째 데이터 라인에 한 수평라인분씩 공급한다. 그리고, 제 2 서브 프레임(SF2) 동안에 적색(R) 데이터를 3k-2번째 데이터 라인(단, 1≤k≤m/3)에 한 수평라인분씩 공급하고, 녹색(G) 데이터를 3k-1번째 데이터 라인에 한 수평라인분씩 공급함과 아울러, 청색(B) 데이터를 3k번째 데이터 라인에 한 수평라인분씩 공급한다. 다시 말해, 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)에 데이터를 공급하기 위한 각각의 데이터 라인들(DL(3k-2) 내지 DL(3k))에 제 1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 공급되며, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1 내지 SP3)에 데이터를 공급하기 위한 각각의 데이터 라인들(DL(3k-2) 내지 DL(3k))에 제 2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 공급된다.
도 4는 도 1에 도시된 백 라이트를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4(a)를 참조하면, 본 발명의 백 라이트(34)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체(R_H, G_H ,B_H)가 혼합되어 이루어진 복수의 RGB 발광 다이오드(RGB_LED)와 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B)의 형광체(R_H, C_H ,B_H)가 혼합되어 이루어진 복수의 RCB 발광 다이오드(RCB_LED)를 광원으로 구비한다.
구체적으로, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 RGB 발광 다이오드(RGB_LED) 각각에는 발광 칩(LC)을 모두 덮도록 형성된 반구형 렌즈 내부에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체(R_H, G_H ,B_H)가 혼합되어 구비된다. 이로 인해, RGB 발광 다이오드(RGB_LED) 각각은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색 광들을 발산하게 된 다. 또한, RCB 발광 다이오드(RCB_LED) 각각에는 발광 칩(LC)을 모두 덮도록 형성된 반구형 렌즈 내부에 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B)의 형광체(R_H, C_H ,B_H)가 혼합되어 구비된다. 따라서, RCB 발광 다이오드(RCB_LED) 각각은 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B)의 3색 광들을 발산하게 된다.
상기 RGB 발광 다이오드(RGB_LED)와 RCB 발광 다이오드(RCB_LED)에 사용되는 발광 칩(LC)들은 모두 동일한 구동 특성 예를 들어, 동일한 크기의 문턱 전압을 갖는다. 여기서, RGB 및 RCB발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)들에 동일하게 사용되는 발광 칩(LC)은 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 발광 칩 중 어느 하나가 될 수 있지만, 빛의 파장대가 가장 작은 청색 발광 칩이 사용되는 것이 바람직하다. 이는, 파장대가 가장 작은 청색 발광 칩이 적색(R)이나 녹색(G) 및 시안색(C) 광들을 쉽게 구현할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 본 발명의 백 라이트(34)에 구비된 복수의 RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)들은 동일한 발광 칩을 이용하기 때문에 외부 온도 등의 주변환경 변화에도 모두 동일하게 반응하여 동일한 구동 특성을 유지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 백 라이트(34)의 RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)들은 백 라이트 드라이버(32)의 제어하에 제 1 및 제 2 서브 프레임(SF1,SF2) 기간 단위로 서로 교번적으로 광을 발생하게 된다. 다시 말해, RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 서브 프레임 기간(SF1,SF2)의 스캔기간(SCAN)과 액정 응답기간(LCres) 후에 서로 교번적으로 광을 발생한다.
백 라이트 드라이버(32)는 타이밍 컨트롤러(28)의 제어하에 백 라이트(34)의 RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)들을 서로 교번적으로 점멸시킨다. 상술한 바와 같이, RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)들 각각의 온/오프 타이밍은 제 1 및 제 2 서브 프레임(SF1,SF2) 기간에 따라 서로 다르게 설정된다. 다시 말해, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 서프 프레임 기간(SF1)의 백 라이트 구동기간(BL0n)에는 RCB 발광 다이오드(RCB_LED)가 온 되어 액정패널(22)에 광을 조사하도록 하며, 제 2 서프 프레임 기간(SF2)의 백 라이트 구동기간(BL0n)에는 RGB 발광 다이오드(RGB_LED)가 온 되어 액정패널(22)에 광을 조사하도록 설정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, RCB 발광 다이오드(RCB_LED)로부터 발생되어 액정 패널(2)에 투과된 광(RCB)과 RCB 발광 다이오드(RCB_LED)로부터 발생되어 액정 패널(2)에 투과된 광(RGB)은 서로 유사한 파장대의 범위 내에 형성되며 서로 유사한 세기를 갖는다. 아울러, 시안색(C)과 녹색(G)의 색차는 실질적으로 매우 작기 때문에 시안색(C) 또는 녹색(G)과 적색(R) 및 청색(B)이 혼합된 평균 색들의 서브 프레임들(SF1,SF2) 간 색차는 더욱 작아진다. 다시 말해, 도 6과 같이 표준 색 좌표상에서 제 1 서브 프레임(SF1)의 평균색 좌표(m1)와 제 2 서브 프레임(SF1)의 평균색 좌표(m2)의 이격 거리는 종래에 비해 크게 줄어들어 각 서브 프레임들(SF1,SF2) 간의 색차는 크게 감소한다. 따라서, 본 발명에 따른 액정 표시장치는 이러한 서브 프레임들(SF1,SF2) 간 색차의 감소에 의해 백색 구현시 색 분해 현상을 크게 줄일 수 있게 된다.
다시 말하여, 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 적 색(R), 녹색(G), 시안색(C), 및 청색 데이터(B)를 3개의 서브 화소(SP1 내지 SP3)에 두개의 서브 프레임(SF1,SF2) 단위로 나누어 시분할 공급함과 아울러, 백 라이트(34)의 RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)들을 상기 4 색 데이터의 공급 타이밍과 연동하여 교번적으로 점멸시킴으로써 4 원색으로 색을 표현한다. 이로써 본 발명은 각 서브 프레임들(SF1,SF2) 간 평균 색차를 감소시켜 색 분해 현상을 크게 줄일 수 있고, 문턱 전압 등의 구동 특성이 동일하게 유지되도록 형성된 RGB 및 RCB 발광 다이오드(RCB_LED, RGB_LED)에 의해 매 서브 프레임 단위(SF1,SF2)로 표시되는 영상의 색 온도 편차를 개선할 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 백 라이트를 나타낸 다른 구성도이다.
도 7(a)를 참조하면, 본 발명의 다른 구성에 따른 백 라이트(34)는 적색(R)과 청색(B)의 형광체(R_H, B_H)가 혼합되어 이루어진 복수의 RB 발광 다이오드(RB_LED), 녹색(G)의 형광체(G_H)로 이루어진 복수의 G 발광 다이오드(G_LED) 및 시안색(C)의 형광체(C_H)로 이루어진 복수의 C 발광 다이오드(C_LED)를 광원으로 구비한다.
구체적으로, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 RB 발광 다이오드(RB_LED) 각각에는 발광 칩(LC)을 모두 덮도록 형성된 반구형 렌즈 내부에 적색(R)과 청색(B)의 형광체(R_H, B_H)가 혼합되어 구비된다. 이로 인해, RB 발광 다이오드(RB_LED) 각각은 적색(R) 및 청색(B)의 광들을 발생하게 된다. 또한, G 발광 다이오드(G_LED) 각각에는 발광 칩(LC)을 모두 덮도록 형성된 반구형 렌즈 내부에 녹색(G)의 형광체(G_H)가 구비된다. 따라서, G 발광 다이오드(G_LED) 각각은 녹색(G)의 광을 발 생하게 된다. 아울러, C 발광 다이오드(C_LED) 각각에는 발광 칩(LC)을 모두 덮도록 형성된 반구형 렌즈 내부에 시안색(C)의 형광체(C_H)가 구비된다. 이로 인해, C 발광 다이오드(C_LED) 각각은 녹색(C)의 광을 발생하게 된다.
상기 RB 발광 다이오드(RB_LED)와 C 발광 다이오드(C_LED) 및 G 발광 다이오드(G_LED)에 사용되는 발광 칩(LC)들은 서로 유사한 구동 특성 예를 들어, 서로 유사한 크기의 문턱 전압을 갖는다. 여기서, RB 다이오드(RB_LED)들에 동일하게 사용되는 발광 칩(LC)은 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 발광 칩 중 어느 하나가 될 수 있지만, 빛의 파장대가 가장 작은 청색 발광 칩이 사용되는 것이 바람직하다. 이는, 파장대가 가장 작은 청색 발광 칩이 적색 광 또한 쉽게 구현할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 본 발명의 백 라이트(34)에 구비된 복수의 RB 발광 다이오드(RB_LED)들은 파장대가 가장 큰 적색 발광 칩 대신 파장대가 가장 낮은 청색 발광 칩들을 동일하게 이용한다. 아울러, C 발광 다이오드(C_LED) 및 G 발광 다이오드(G_LED)에 사용되는 발광 칩들의 파장대는 적색과 달리 청색 발광 칩의 파장대와 유사한 범위를 갖기 때문에 외부 온도 등의 주변환경 변화에도 모두 동일하게 반응하여 매우 유사한 구동 특성을 유지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 백 라이트(34)의 RB 발광 다이오드(RB_LED)들과 C 발광 다이오드(C_LED) 및 G 발광 다이오드(G_LED)들은 백 라이트 드라이버(32)의 제어하에 제 1 및 제 2 서브 프레임 기간(SF1,SF2) 단위로 서로 나뉘어 순차적으로 광을 발생하게 된다. 좀 더 구체적으로, 도 8을 참조하면 액정패널(22)에 적색(R), 시안색(C) 및 청색(B) 데이터가 공급되는 제 1 서브 프레임(SF1) 기간에는 RB 발광 다이오드(RB_LED)들과 C 발광 다이오드(C_LED)들을 온 시키고, 액정패널(22)에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터가 공급되는 제 2 서브 프레임(SF2) 기간에는 RB 발광 다이오드(RB_LED)들과 G 발광 다이오드(G_LED)들을 온 시킨다. 따라서, RB 발광 다이오드(RB_LED)들은 제 1 및 제 2 서브 프레임(SF1,SF2) 기간의 램프 구동기간(BLon) 동안 항상 온 되며, C 발광 다이오드(C_LED) 및 G 발광 다이오드(G_LED)들은 각 서브 프레임(SF1,SF2)에 따라 교번적으로 점등된다. 즉, 제 1 서브 프레임(SF1) 기간 동안에는 C 발광 다이오드(C_LED)들이 온 되고, 제 2 서브 프레임(SF2) 기간 동안에는 G 발광 다이오드(G_LED)들이 온 된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구동장치와 그 구동방법은 적색(R), 녹색(G), 시안색(C), 및 청색 데이터(B)를 3개의 서브 화소(SP1 내지 SP3)에 두개의 서브 프레임(SF1,SF2) 단위로 나누어 시분할 공급함과 아울러, 백 라이트(34)의 RB 발광 다이오드(RB_LED)와 C 발광 다이오드(C_LED) 및 G 발광 다이오드(G_LED)들을 상기 4 색 데이터의 공급 타이밍과 연동하여 교번적으로 점멸시킴으로써 4 원색을 표현한다. 이로써, 본 발명은 각 서브 프레임들(SF1,SF2) 간 평균 색차를 감소시켜 색 분해 현상을 크게 줄일 수 있고, 문턱 전압 등의 구동 특성이 최대한 동일하게 유지되는 RB 발광 다이오드(RB_LED)와 C 발광 다이오드(C_LED) 및 G 발광 다이오드(G_LED)에 의해 매 서브 프레임 단위(SF1,SF2)로 표시되는 영상의 색 온도 편차를 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발 명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타낸 구성도.
도 2는 각 단위 화소의 컬러필터와 서브 프레임 단위로 각 단위 화소를 투과하는 광의 투과율을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시장치 구동방법을 설명하기 위한 구동 타이밍도.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 백 라이트를 나타낸 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 광원들로부터 발생된 광의 단위 화소 투과율을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 서브 프레임들 간 색차를 나타낸 도면.
도 7은 도 1에 도시된 백 라이트를 나타낸 다른 구성도.
도 8은 도 7에 도시된 백 라이트의 구동방법을 설명하기 위한 구동 타이밍도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＞
22 : 액정패널 24 : 데이터 드라이버
26 : 게이트 드라이버 28 : 타이밍 컨트롤러
30 : 데이터 변환부 32 : 백 라이트 드라이버
34 : 백 라이트 LC : 발광 칩

Claims (10)

  1. 제 1 내지 제 3 서브 화소로 이루어진 복수의 단위 화소를 구비한 액정패널;
    복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버;
    외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색 데이터를 이용하여 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소에 나누어 표시될 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 생성하는 데이터 변환부;
    단일 형광체로 이루어진 광원들과 복수의 형광체가 혼합되어 이루어진 광원들 중 적어도 하나의 광원들을 구비하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트;
    상기 백 라이트에 구비된 광원들을 순차적으로 구동하는 백 라이트 드라이버; 및
    상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 나누어 상기 데이터 드라이버에 공급함과 아울러 상기 액정 패널이 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 시분할하여 영상을 표시하도록 상기 게이트 및 데이터 드라이버와 상기 백 라이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 제 1 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 시안색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하며;
    상기 제 2 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 녹색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트는
    적색, 녹색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RGB 발광 다이오드와 적색, 시안색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RCB 발광 다이오드를 상기 광원들로 구비하며,
    백 라이트 드라이버는 상기 제 1 서브 프레임 기간에 상기 복수의 RCB 발광 다이오드를 점등시키고, 상기 제 2 서브 프레임 기간에 상기 복수의 RGB 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 RGB 발광 다이오드와 복수의 RCB 발광 다이오드 청색 발광 칩을 사용한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트는
    적색과 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RB 발광 다이오드, 녹색의 형광체로 이루어진 복수의 G 발광 다이오드 및 시안색의 형광체로 이루어진 복수의 C 발광 다이오드를 광원들로 구비하며,
    상기 제 1 서브 프레임 기간에 상기 복수의 RB 발광 다이오드와 상기 복수의 C 발광 다이오드를 점등시키고, 상기 제 2 서브 프레임 기간에 상기 RB 발광 다이오드와 상기 복수의 G 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 제 1 내지 제 3 서브 화소로 이루어진 복수의 단위 화소를 구비한 액정패널과 상기 액정패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버를 구비한 액정 표시장치의 구동방법에 있어서,
    외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 청색 데이터를 이용하여 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소에 나누어 표시될 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 생성하는 단계;
    단일 형광체로 이루어진 광원들과 복수의 형광체가 혼합되어 이루어진 광원 들 중 적어도 하나의 광원들을 순차적으로 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계;
    상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 나누어 상기 데이터 드라이버에 공급하는 단계; 및
    상기 액정패널이 상기 제 1 및 제 2 서브 프레임 단위로 시분할하여 영상을 표시하도록 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 상기 액정패널에 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정패널에 상기 적색, 녹색, 청색, 시안색 데이터를 공급하는 단계는
    상기 제 1 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 시안색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하며;
    상기 제 2 서브 프레임 기간 동안 상기 제 1 서브 화소에 대응하는 제 1 데이터 라인에 상기 적색 데이터를 공급하고 상기 제 2 서브 화소에 대응하는 제 2 데이터 라인에 상기 녹색 데이터를 공급함과 아울러 상기 제 3 서브 화소에 대응하는 제 3 데이터 라인에 상기 청색 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원들의 구동 단계는
    상기 제 1 서브 프레임 기간에 적색, 녹색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RGB 발광 다이오드를 점등시키고,
    상기 제 2 서브 프레임 기간에 적색, 시안색 및 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RCB 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 RGB 발광 다이오드와 복수의 RCB 발광 다이오드 청색 발광 칩을 사용한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원들의 구동 단계는
    상기 제 1 서브 프레임 기간에 적색과 청색의 형광체가 혼합되어 이루어진 복수의 RB 발광 다이오드와 시안색의 형광체로 이루어진 복수의 C 발광 다이오드를 점등시키고,
    상기 제 2 서브 프레임 기간에 상기 RB 발광 다이오드와 녹색의 형광체로 이루어진 복수의 G 발광 다이오드를 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110148390A (zh) * 2019-06-24 2019-08-20 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、其驱动方法及显示装置
JP2020067519A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 船井電機株式会社 表示装置

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