KR20130105770A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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KR20130105770A
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박재병
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 표시패널 및 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 표시패널은 제1 기판 및 제2 기판을 포함한다. 상기 제1 기판은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판의 제1 면상에 형성되고 광을 흡수하여 특정 파장의 가시광선을 발산하는 파장 변환 부재를 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 제2 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판의 제1 면과 대향하는 제2 베이스 기판의 제1 면 상에 형성되고 상기 파장 변환 부재를 통과한 광을 개방 또는 폐쇄하는 광 셔터 부재를 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 상기 표시 패널에 상기 광을 공급한다. 따라서, 표시 영상의 색순도를 높여 표시 품질을 개선할 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME, AND METHOD OF DRIVING THE DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시키기 위한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 입력 장치를 이용해 입력된 내용을 확인 및 편집할 수 있게 해주는 장치로서, 음극선관, 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 전계방출형 표시장치(FED: Field Emission Display) 및 포토 루미네선트 표시 장치(Photo-Luminescent display) 등의 표시장치가 사용되고 있다.
상기 포토 루미네선트 표시 장치(Photo-Luminescent display: PL-LCD)는 기존의 액정 표시 장치(LCD)에 사용되는 컬러 필터 패턴과 형광 램프를 형광 패턴과 자외선(Ultra-violet: UV) 램프로 대체한 표시 장치이다. 상기 PL-LCD는 액정으로 on/off 셔터를 구현하며, 이를 통해 상기 RGB 형광 패턴을 통과한 광을 차단 내지 통과함으로써 RGB 영상을 표시한다. 그러나 RGB 형광 패턴 상호간에 컬러가 믹싱되는 CBU(Color Break Up)현상이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 상기 PL-LCD에서 사용되는 자외선 램프는 기존 형광 램프에서 형광체를 제거하여 사용하는 것으로 원하는 특정 대역의 자외선뿐만 아니라 여러 파장 대역의 광들이 혼재되어 발생하므로 실질적으로 표시되는 색순도가 떨어지는 문제점을 갖는다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 색순도를 높여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시패널 및 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 표시패널은 제1 기판 및 제2 기판을 포함한다. 상기 제1 기판은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판의 제1 면상에 형성되고 광을 흡수하여 특정 파장의 가시광선을 발산하는 파장 변환 부재를 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 제2 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판의 제1 면과 대향하는 제2 베이스 기판의 제1 면 상에 형성되고 상기 파장 변환 부재를 통과한 광을 개방 또는 폐쇄하는 광 셔터 부재를 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 상기 표시 패널에 상기 광을 공급한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 셔터 부재는 액정표시소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 셔터 부재는 멤스(Microelectromechanical Systems; MEMS)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 기판은, 상기 제1 베이스 기판의 제1 면의 화소 영역에 형성되며 개구홀을 포함하는 광차단 패턴, 및 상기 광차단 패턴 상에 형성되고 파장 변환 부재를 수용하기 위한 공간을 형성하는 공간 형성 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 파장 변환 부재는 형광 물질 및 컬러 변환 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 기판은 상기 제1 베이스 기판의 제1 면의 반대 면인 제2 면상에 형성되고, 자외선을 투과하고 가시광선을 반사시키는 반사투과층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 기판은 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 상기 제2 베이스 기판의 면의 반대 면에 형성되고, 자외선을 흡수하는 자외선 차단층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 파장변환부재는 상기 광을 흡수하여 제1 광을 방출하는 제1 파장변환부, 상기 광을 흡수하여 제2 광을 방출하는 제2 파장변환부 및 상기 광을 흡수하여 제3 광을 방출하는 제3 파장변환부를 더 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 가시광선에 가까운 광을 방출하는 제1 광원 및 블루 광을 방출하는 제2 광원을 포함하는 광원부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들은 상기 제1 광원으로부터 출사된 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공하며, 제3 파장 변환 부재는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 광원으로부터 출사된 광과, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들이 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 다른 색상을 가지며, 상기 제2 광원으로부터 출사된 광과, 상기 제3 파장 변환 부재가 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 동일한 색상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들은 상기 제1 광원으로부터 출사된 광 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광을 이용하여 각각 레드 광, 그린 광 및 블루 광을 발광할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 백라이트 유닛은 상기 광원부로부터 광을 입사 받는 입사면 및 상기 표시 패널의 제1 기판으로 광을 출사하는 출사면을 포함하는 도광판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 파장 변환 부재는 형광 물질 및 컬러 변환 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 기판은 상기 제1 베이스 기판의 제1 면의 반대 면인 제2 면상에 형성되고, 자외선을 흡수하고 가시광선을 반사시키는 반사투과층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 형성되고, 자외선을 흡수하는 자외선 차단층을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동방법에 있어서, 상기 표시장치는 광을 흡수하여 각각 서로 다른 파장을 가지는 광을 방출하는 제1 내지 제3 서브 픽셀, 및 상기 제1 내지 제3 서브 픽셀 각각에 대응하여 형성되며, 상기 광을 개방 및 폐쇄하는 광 셔터 부재를 포함하는 표시 패널 및 제1 광을 방출하는 제1 광원 및 상기 제1 광과 다른 파장의 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 표시장치를 구동하기 위하여, 한 프레임을 복수의 서브 프레임으로 시분할하고, 수신된 RGB 데이터를 상기 서브 프레임에 따라 제1 내지 제3 데이터로 시분할하여 데이터 구동부에 공급한다. 이어서, 각 서브 프레임 동안 시분할된 데이터가 공급될 수평 라인을 선택하는 스캔 펄스를 스캔 기간 동안 복수의 게이트 라인에 순차적으로 공급한다. 이후에, 각 서브 프레임에 대응하는 서브 픽셀의 광 셔터 부재를 구동하여 광을 개방 또는 폐쇄한다. 이어서, 상기 각 서브 프레임의 스캔 기간 후에 시분할된 데이터에 대응하는 상기 제1 또는 제2 광원을 구동하여 제1 또는 제2 광을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 셔터 부재는 액정표시소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 셔터 부재는 멤스(Microelectromechanical Systems; MEMS)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들은 상기 제1 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공하며, 제3 파장 변환 부재는 상기 제2 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 광과, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들이 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 다른 색상을 가지며, 상기 제2 광과, 상기 제3 파장 변환 부재가 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 동일한 색상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 한 프레임을 제1 내지 제3 서브 프레임들로 시분할하고, 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제1 서브 픽셀을 통해 제1 영상을 표시 하며, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제2 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제2 서브 픽셀을 통해 제2 영상을 표시하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 제3 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제3 서브 픽셀을 통해 제3 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 데이터들은 각각 레드, 그린 및블루 데이터이며, 상기 제1 내지 제3 영상들은 각각 레드, 그린 및 블루 영상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 서브 프레임들 동안 상기 제1 광원을 구동하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 제2 광원을 구동하며, 상기 제1 광은 자외선 파장 영역을 가지는 광이며, 상기 제2 광은 블루 광일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 한 프레임을 제1 및 제2 서브 프레임들로 시분할하고, 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 및 제2 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제1 서브 픽셀을 통한 제1 영상 및 상기 제2 서브 픽셀을 통한 제2 영상이 혼합된 혼합 영상을 표시 하고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제3 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제3 서브 픽셀을 통해 제3 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 데이터들은 각각 레드, 그린 및블루 데이터이며, 상기 제1 내지 제3 영상들은 각각 레드, 그린 및 블루 영상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 광원을 구동하며, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제2 광원을 구동하며, 상기 제1 광은 자외선 파장 영역을 가지는 광이며, 상기 제2 광은 블루 광일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 데이터 및 제2 데이터는 서로 구분되는 데이터 버스를 통해 상기 데이터 구동부로 제공될 수 있다.
이러한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 의하면, 단위 픽셀을 제1 내지 제3 서브 픽셀로 나누어, 각 서브 픽셀에 각각 레드, 그린 및 블루 광을 발생시키는 파장 변환 부재를 형성함으로써 RGB 영상을 공간적으로 분할하며, 한 프레임을 2개 또는 3개의 서브 프레임 시분할하여 각 서브 프레임에 레드, 그린 및 블루 영상을 표시함으로써, 표시 영상의 색순도를 높여 표시 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2a 내지 2c는 도 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 표시 패널(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함한다.
상기 표시 패널(300)은 제1 기판(100) 및 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(101), 광차단 패턴(110), 반사투과층(120), 공간 형성 부재(130) 및 파장 변환 부재(140)를 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(101)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있다.
상기 광차단 패턴(110)은 상기 제1 베이스 기판(101) 위에 형성된다. 상기 광차단 패턴(110)은 상기 제1 기판(100)을 통해 입사된 광을 차단 또는 흡수하여 불필요한 반사광으로 인해 상기 표시 패널(300)의 대비비가 저하되는 것을 방지한다. 상기 광차단 패턴(110)은 화소 영역에 형성된 개구홀을 포함한다. 즉, 상기 제1 기판(100)을 통해 입사한 광은 상기 광차단 패턴(110)의 개구홀을 통해 상기 파장 변환 부재(140)로 제공된다.
상기 반사투과층(120)은 상기 광차단 패턴(110)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(101)의 이면에 형성된다. 상기 반사투과층(120)은 블루(blue)광 및 자외선(UV)는 통과시키고, 레드 및 그린 광인 가시광선은 반사시킨다. 구체적으로 광원으로부터 출사된 블루 광은 투과시키고, 상기 파장 변환 부재(140)에서 발산된 레드 광 및 그린 광 중 외부로 출사되지 못한 일부광을 상기 파장 변환 부재(140)로 다시 반사시킨다. 이에 의해 상기 표시 패널(300)의 휘도를 향상시킨다.
상기 반사투과층(120)은 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal)으로 이루어진 다중의 액정층이거나, 서로 다른 굴절율을 갖는 복굴절 다층막으로 형성될 수 있다.
상기 공간 형성 부재(130)은 상기 광차단 패턴(110)이 형성된 제1 베이스 기판(100)상에 형성된다. 상기 공간 형성 부재(130)은 복수의 내부 공간을 정의하며, 구체적으로 후술할 단위 픽셀(P)의 제1 내지 제3 서브 픽셀들(SP1, SP2, SP3)을 정의한다. 상기 공간 형성 부재(130)은 백색의 유전체 배리어(white dielectric barrier) 또는 백색 물질이 코팅된 배리어를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 공간 형성 부재(130)은 상기 파장 변환 부재들이 서로 혼합되는 것을 방지하며, 상기 파장 변환 부재(140)에서 발산된 레드 광, 그린 광 및 블루 광중 외부로 출사되지 못한 일부광을 상기 파장 변환 부재(140)로 다시 반사시킨다. 이에 의해 상기 표시 패널(300)의 휘도를 향상시킨다.
상기 파장 변환 부재(140)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광으로 각각 여기(exite)시킨다. 상기 파장 변환 부재(140)로부터 출사된 광량은 램버시안(lambertian) 분포를 가질 수 있다. 상기 파장 변환 부재는 제1 파장 변환 부재(140a), 제2 파장 변환 부재(140b), 및 제3 파장 변환 부재(140c)를 포함한다.
상기 제1 파장 변환 부재(140a)는 상기 제1 서브 픽셀(SP1) 영역과 대응되는 상기 공간 형성 부재(130)의 내부 공간에 형성된다. 상기 제1 파장 변환 부재(140a)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 레드 광으로 여기시킨다. 상기 제1 파장 변환 부재(140a)는 형광 물질, 컬러 변환 물질, 형광 물질과 컬러 변환 물질을 포함하는 광 발광 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은 무기 형광 물질 및 유기 형광 물질로 분류되며, 상기 무기 형광 물질의 경우, 레드 형광 물질로 Y2O2S:Eu을 예로 들 수 있으며, 상기 유기 형광 물질의 경우, rhodamine B를 예로 들 수 있다. 상기 컬러 변환 물질은 광을 흡수하여 레드 광으로 컬러를 변환한다.
상기 제2 파장 변환 부재(140b)는 상기 제2 서브 픽셀(SP2) 영역과 대응되는 상기 공간 형성 부재(130)의 내부 공간에 형성된다. 상기 제2 파장 변환 부재(140b)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 그린 광으로 여기시킨다. 상기 제2 파장 변환 부재(140b)는 형광 물질, 컬러 변환 물질, 형광 물질과 컬러 변환 물질을 포함하는 광 발광 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은 무기 형광 물질 및 유기 형광 물질로 분류되며, 상기 무기 형광 물질의 경우, 그린 형광 물질로 (Sr, Ca, Ba, Eu)10(PO4)6?C12을 예로 들 수 있으며, 상기 유기 형광 물질의 경우, brilliantsulfoflavine FF 등을 예로 들 수 있다. 상기 컬러 변환 물질은 광을 흡수하여 그린 광으로 컬러를 변환한다.
상기 제3 파장 변환 부재(140c)는 상기 제3 서브 픽셀(SP3) 영역과 대응되는 상기 공간 형성 부재(130)의 내부 공간에 형성된다. 상기 제3 파장 변환 부재(140c)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 블루 광으로 여기시킨다. 상기 제3 파장 변환 부재(140c)는 형광 물질, 컬러 변환 물질, 형광 물질과 컬러 변환 물질을 포함하는 광 발광 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은 무기 형광 물질 및 유기 형광 물질로 분류되며, 상기 무기 형광 물질의 경우는 3(Ba, Mg, Eu, Mn)O?8Al2O3을 예로 들 수 있다. 상기 컬러 변환 물질은 광을 흡수하여 블루 광으로 컬러를 변환한다.
상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재(140a. 140b, 140c)의 농도는 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재(140a. 140b, 140c)의 농도가 상대적으로 진한 경우, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들(140a. 140b, 140c)을 통과한 광은 각각 레드 광, 그린 광 및 블루 광으로 출사된다. 그러나, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들(140a. 140b, 140c)의 농도가 상대적으로 옅은 경우, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재(140a. 140b, 140c)을 통과한 광은 광원으로 사용된 자외선(UV)이 포함될 수도 있다. 이 경우, 상기 표시 장치(1000)는 상기 자외선(UV)을 필터링하기 위한 자외선 차단층(220)을 포함할 수 있다. 상기 자외선 차단층(220)에 대해선 후술한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201), 구동 소자(미도시), 절연층(미도시), 셔터 어셈블리(미도시)를 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(201)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있다.
상기 구동소자는 상기 제2 베이스 기판(201) 위에 형성된다. 상기 구동소자는 복수의 데이터 라인들(미도시) 및 복수의 게이트 라인들(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 구동소자는 상기 셔터 어셈블리를 구동하기 위한 신호를 제공하는 소자로서, 스위칭 소자(미도시) 및 커패시터(미도시) 등을 포함할 수 이다. 상기 스위칭 소자는 로우 레벨의 게이트 신호에 응답하여 턴-온 되는 PMOS 트랜지스터일 수 있다.
상기 절연층은 상기 구동소자 및 상기 복수의 데이터 및 복수의 게이트 라인들이 형성된 상기 제2 베이스 기판(201) 위에 형성된다.
상기 셔터 어셈블리는 상기 절연층이 형성된 상기 제2 베이스 기판(201) 위에 형성될 수 있다. 상기 셔터 어셈블리는 멤스(Microelectromechanical System; MEMS)(210), 제1 전극부(미도시) 및 제2 전극부(미도시)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 MEMS(210)는 디지털 마이크로 셔터(DMS: Digital Micro Shutter)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극부(미도시) 및 상기 제2 전극부(미도시)는 상기 MEMS(210)의 양측에 각각 배치되어 상기 MEMS(210)를 좌, 우측으로, 즉 상기 제2 베이스 기판(201)과 평행한 수평방향으로 이동시킨다. 즉, 상기 셔터 어셈블리는 상기 단위 픽셀(P)의 제1 내지 제3 서브 픽셀과 대응하는 영역에 각각 형성된다. 상기 MEMS(210)는 적어도 하나의 개구부(미도시)를 포함한다. 상기 MEMS(210)는 상기 광차단 패턴(110)의 개구홀을 개방하거나 폐쇄한다. 상기 광차단 패턴(110)의 상기 개구홀이 개방되는 경우 상기 파장 변환 부재(140)으로부터 출사된 광은 투과되고, 상기 개구홀이 폐쇄되는 경우 상기 파장 변환 부재(140)으로부터 출사된 광은 차단된다.
상기 제2 기판(200)은 자외선 차단층(220)을 더 포함할 수 있다. 상기 자외선 차단층(220)은 상기 절연층이 형성된 제2 베이스 기판(201)의 이면 상에 형성된다. 상기 자외선 차단층(220)은 광원으로부터 출사된 광이 포함하는 자외선을 필터링하는 역할을 한다. 본 실시예는 자외선 차단층을 포함하는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 앞서 설명하였듯이 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재(140a. 140b, 140c)의 농도가 상대적으로 진한 경우, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들(140a. 140b, 140c)을 통과한 광은 각각 레드 광, 그린 광 및 블루 광으로 출사된다. 이 경우, 출사되는 광이 자외선을 포함하지 않으므로 상기 자외선 차단층(220)은 생략할 수 있다.
상기 표시 패널(300)은 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에 게재되는 절연성 유체를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 절연성 유체는 오일(oil)일 수 있다.
상기 백라이트 유닛(400)은 광원부(440), 도광판(450) 및 반사시트(460)를 포함한다.
상기 광원부(440)는 직하형으로 배치되어 상기 도광판의 측면에 광을발생한다. 상기 광원부(440)는 제1 광원(410), 제2 광원(420) 및 인쇄 회로 기판(430)을 포함한다.
상기 제1 광원(410)은 상기 인쇄회로 기판(430) 상에 실장되며, 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 광원(410)은 가시광선에 가까운 자외선 광을 출사하는 n-UV 광 다이오드(n_UV_LED) 또는 백색광을 출사하는 광 다이오드일 수 있다. 상기 제1 광원은 300nm 내지 400nm의 피크 파장을 가지는 광을 출사할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들(140a, 140b, 140c)은 상기 제1 광원(410)을 이용하여 각각 레드(R)광, 그린(G)광 및 블루(B)광을 출사할 수 있다.
상기 제2 광원(420)은 상기 인쇄회로 기판(430) 상에 실장되며, 상기 제1 광원(410)과 인접하게 배치된다. 또한, 상기 제2 광원(420)은 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 광원(420)은 블루 광을 출사하는 블루 광 다이오드(BLUE_LED)일 수 있다. 구체적으로 상기 제2 광원(420)은 400nm 내지 500nm의 피크 파장을 가지는 블루 광을 출사할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들(140a, 140b, 140c)은 상기 제2 광원(420)을 이용하여 각각 레드(R)광, 그린(G)광 및 블루(B)광을 출사할 수 있다. 상기 자외선을 이용하여 블루(B)광을 생성할 경우, 에너지 로스(loss)가 발생하여 휘도가 낮아지는 문제가 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 표시 장치는 블루(B)광을 발생을 위한 상기 제2 광원(420)을 포함함으로써 영상 표시의 휘도를 개선할 수 있다. 상기 광원부(440)의 구동 방법은 상세하게 후술한다.
상기 인쇄 회로 기판(430)은 상기 제1 광원(410) 및 상기 제2 광원(420)이 길이 방향으로 실장되고, 광원 구동부(530)과 전기적으로 연결되어 상기 광원부(440)을 구동한다.
상기 도광판(450)은 상기 표시 패널(300)의 상기 제1 기판(100) 하부에 배치된다. 상기 도광판(420)은 플레이트 형상을 갖고, 상기 광원부(440) 로부터 출사된 광을 가이드하여 상기 제1 기판(100)으로 출사한다.
상기 반사시트(460)는 상기 도광판(420)의 하면에 배치된다. 상기 반사시트(460)는 상기 도광판(450)의 하면으로 누설되는 일부의 광을 반사시킨다. 이에 따라 표시장치의 휘도를 개선할 수 있다.
상기 표시 패널(300) 및 상기 백라이트 유닛(400)의 동작을 도 2a 내지 도 2c를 참조해서 설명한다.
도 2a 내지 2c는 도 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, RGB 영상 중 레드(R) 영상을 표시할 때, 표시 장치(1000)의 동작을 나타낸다. RGB 영상 신호가 수신되고, 상기 레드(R) 영상을 표시하는 제1 서브 프레임(SF1) 동안에 상기 제1 서브 픽셀(SP1)에 대응하는 셔터 어셈블리는 MEMS(210)를 상기 제2 베이스 기판(201)과 평행한 수평 방향으로 이동시켜, 상기 제1 서브 픽셀(SP1)에 대응하는 광차단 패턴(110)의 개구홀을 개방한다. 반면에, 상기 제2 및 제3 서브 픽셀(SP2, SP3)에 대응하는 셔터 어셈블리들은 MEMS(210)를 그대로 유지하여, 상기 제2 및 제3 서브 픽셀들(SP2, SP3)에 대응하는 광차단 패턴(110)의 개구홀을 패쇄한다.
이 때, 상기 광원부(440)의 제1 광원(410)이 발광하여, 상기 도광판(450)의 측면으로 광을 발생한다. 상기 제1 광원(410)으로부터 출사한 광은 상기 도광판에 의해 가이드되어 상기 제1 기판(100)으로 출사된다. 상기 제1 기판(100)으로 출사된 광은 파장 변환 부재(140)에 도달하게 되고, 상기 파장 변환부재(140)는 상기 광을 이용하여 각각 레드(R)광, 그린(G)광 및 블루(B)광을 생성한다.
상기 제1 내지 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3) 내의 셔터 어셈블리의 동작에 의해 상기 레드(R)광은 표시 패널(300)의 외부로 출사되며, 상기 그린(G)광 및 블루(B)광은 상기 MEMS(210)에 의해 차단된다. 이에 따라, 관찰자는 레드(R) 영상을 시인할 수 있다.
도 1 및 도 2b를 참조하면, RGB 영상 중 그린(G) 영상을 표시할 때, 표시 장치(1000)의 동작을 나타낸다. RGB 영상 신호가 수신되고, 상기 그린(G) 영상을 표시하는 제2 서브 프레임(SF2) 동안에 상기 제2 서브 픽셀(SP2)에 대응하는 셔터 어셈블리는 MEMS(210)를 상기 제2 베이스 기판(201)과 평행한 수평 방향으로 이동시켜, 상기 제2 서브 픽셀(SP2)에 대응하는 광차단 패턴(110)의 개구홀을 개방한다. 반면에, 상기 제1 및 제3 서브 픽셀(SP1, SP3)에 대응하는 셔터 어셈블리들은 MEMS(210)를 그대로 유지하여, 상기 제1 및 제3 서브 픽셀들(SP1, SP3)에 대응하는 광차단 패턴(110)의 개구홀을 패쇄한다.
이 때, 상기 광원부(440)의 제1 광원(410)이 발광하여, 상기 도광판(450)의 측면으로 광을 발생한다. 상기 제1 광원(410)으로부터 출사한 광은 상기 도광판에 의해 가이드되어 상기 제1 기판(100)으로 출사된다. 상기 제1 기판(100)으로 출사된 광은 파장 변환 부재(140)에 도달하게 되고, 상기 파장 변환부재(140)는 상기 광을 이용하여 각각 레드(R)광, 그린(G)광 및 블루(B)광을 생성한다.
상기 제1 내지 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3) 내의 셔터 어셈블리의 동작에 의해 상기 그린(G)광은 표시 패널(300)의 외부로 출사되며, 상기 레드(R)광 및 블루(B)광은 상기 MEMS(210)에 의해 차단된다. 이에 따라, 관찰자는 그린(G) 영상을 인식할 수 있다.
도 1 및 도 2c를 참조하면, RGB 영상 중 블루(B) 영상을 표시할 때, 표시 장치(1000)의 동작을 나타낸다. RGB 영상 신호가 수신되고, 상기 블루(B) 영상을 표시하는 제3 서브 프레임(SF3) 동안에 상기 제3 서브 픽셀(SP3)에 대응하는 셔터 어셈블리는 MEMS(210)를 상기 제2 베이스 기판(201)과 평행한 수평 방향으로 이동시켜, 상기 제3 서브 픽셀(SP3)에 대응하는 광차단 패턴(110)의 개구홀을 개방한다. 반면에, 상기 제1 및 제2 서브 픽셀(SP1, SP2)에 대응하는 셔터 어셈블리들은 MEMS(210)를 그대로 유지하여, 상기 제1 및 제2 서브 픽셀들(SP1, SP2)에 대응하는 광차단 패턴(110)의 개구홀을 패쇄한다.
이 때, 상기 광원부(440)의 제2 광원(420)이 발광하여, 상기 도광판(450)의 측면으로 광을 발생한다. 상기 제2 광원(420)으로부터 출사한 광은 상기 도광판에 의해 가이드되어 상기 제1 기판(100)으로 출사된다. 상기 제1 기판(100)으로 출사된 광은 파장 변환 부재(140)에 도달하게 되고, 상기 파장 변환부재(140)는 상기 광을 이용하여 각각 레드(R)광, 그린(G)광 및 블루(B)광을 생성한다.
상기 제1 내지 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3) 내의 셔터 어셈블리의 동작에 의해 상기 블루(B)광은 표시 패널(300)의 외부로 출사되며, 상기 레드(R)광 및 그린(G)광은 상기 MEMS(210)에 의해 차단된다. 이에 따라, 관찰자는 블루(B) 영상을 인식할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 한 프레임을 상기 제1 내지 제3 프레임으로 나누어, 각 프레임마다 순차적으로 RGB 영상을 표시한다. 또한, 상기 RGB 영상 중 레드(R) 영상 및 그린 영상(G)을 표시할 때는 제1 광원(410)을 이용하며, 상기 RGB 영상 중 블루(B) 영상을 표시할 때는 에너지 로스(loss)를 줄이기 위해 제2 광원(420)을 이용한다. 이에 따라 휘도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 레드(R). 그린(G) 및 블루(B) 영상들을 시분할적으로 표시함으로써 각 영상의 믹싱에 의한 CBU 현상을 개선할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 한 프레임을 상기 제1 내지 제3 프레임으로 나누어, 각 프레임마다 순차적으로 RGB 영상을 표시하는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 변경이 가능하다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구동 방법은 후술한다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 복수의 데이터 라인, 복수의 게이트 라인, 타이밍 콘트롤러(500), 게이트 구동부(510), 데이터 구동부(520), 광원 구동부(530)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DLn) 및 상기 복수의 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3, GLn)은 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 서로 교차하도록 형성되며, 상기 교차 영역에는 서로 다른 색을 표시하는 상기 제1 내지 제3 서브 픽셀들(SP1, SP2, SP3)이 형성된다. 즉, 상기 단위 픽셀(P)는 서로 다른 색을 표시 하는 상기 제1 내지 제3 서브 픽셀들(SP1, SP2, SP3)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 서브 픽셀들(SP1, SP2, SP3)은 상기 게이트 라인 방향에 따라 순차적으로 배치될 수 있으며, 상기 제1 베이스 기판(101) 상에 형성된 공간 형성 부재(130)과 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 데이터 라인(DL1) 및 상기 제1 게이트 라인(GL1) 교차하는 영역에 제1 서브 픽셀(SP1), 상기 제2 데이터 라인(DL2) 및 상기 제1 게이트 라인(GL1) 교차하는 영역에 제2 서브 픽셀(SP2), 및 상기 제3 데이터 라인(DL3) 및 상기 제1 게이트 라인(GL1) 교차하는 영역에 제3 서브 픽셀(SP3)이 형성될 수 있다.
상기 타이밍 콘트롤러는(500)는 입력된 구동 제어신호(CONT)를 이용하여, 게이트 구동신호(CONT1), 데이터 구동신호(CONT2) 및 광원 구동신호(CONT3)를 생성하여 각각 게이트 구동부(510), 데이터 구동부(520) 및 광원 구동부(530)의 구동 타이밍을 제어한다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(500)는 입력된 RGB 데이터를 제1 내지 제3 서브 프레임들(SF1, SF2, SF3)로 시분할하여 데이터 구동부(520)에 공급한다.
구체적으로, 상기 타이밍 콘트롤러(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 한 프레임(1FLAME) 기간을 3개의 서브 프레임(SF1, SF2, SF3) 기간으로 시분할하고, 각각의 서브 프레임(SF1, SF2, SF3) 기간을 각각 스캔 기간(SCAN1, SCAN2, SCAN3)을 시분할한다. 즉, 상기 각각의 서브 프레임(SF1, SF2, SF3)은 각각의 스캔기간(SCAN1, SCAN2, SCAN3)을 포함한다. 예를 들어, 상기 타이밍 콘트롤러(500)는 상기 제1 서브 프레임(SF1)의 스캔 기간(SCAN1)동안 레드(R) 데이터를 상기 데이터 구동부(520)에 공급하고, 상기 제2 서브 프레임(SF2)의 스캔 기간(SCAN2)동안 그린(G) 데이터를 상기 데이터 구동부(520)에 공급하고, 상기 제3 서브 프레임(SF3)의 스캔 기간(SCAN3)동안 블루(B) 데이터를 상기 데이터 구동부(520)에 공급한다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 서브 프레임(SF1) 기간에 레드(R) 데이터로 표시되는 제1 서브 영상, 제2 서브 프레임(SF2) 기간에 그린(G) 데이터로 표시되는 제2 서브 영상 및 제3 서브 프레임(SF3) 기간에 블루(B) 데이터로 표시되는 제3 서브 영상을 통해 한 프레임(1FRAME) 분의 영상을 표시한다.
상기 게이트 구동부(510)은 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터 게이트구동 신호(CONT1)를 수신하고, 상기 게이트 구동 신호(CONT1)의 제어에 따라,각 서브 프레임(SF1, SF2, SF3)의 스캔 기간(SCAN1, SCAN2, SCAN3) 동안 데이터가 공급될 수평라인을 선택하는 스캔 펄스를 각 게이트 라인(GL1, GL2, , GLn)에 순차적으로 공급한다.
상기 데이터 구동부(520)은 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터 데이터구동 신호(CONT2)를 수신하고, 상기 데이터 구동 신호(CONT2)의 제어에 따라, 각 서브 프레임(SF1, SF2, SF3)의 스캔기간(SCAN1, SCAN2, SCAN3) 동안 타이밍 콘트롤러(500)로부터 공급된 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 데이터들을 아날로그 영상 신호로 변환하여 대응하는 데이터 라인들(DL(3k-2), DL(3k-1), DL(3k))에 공급한다. 구체적으로, 상기 데이터 구동부(520)는 상기 제1 서브 프레임(SF1) 기간 동안 레드(R) 데이터를 대응하는 데이터 라인(DL(3k-2))에 한 수평 라인분씩 공급하고, 상기 제2 서브 프레임(SF2) 기간 동안 그린(G) 데이터를 대응하는 데이터 라인(DL(3k-1))에 한 수평 라인분씩 공급하고, 상기 제3 서브 프레임(SF3) 기간 동안 블루(B) 데이터를 대응하는 데이터 라인(DL(3k))에 한 수평 라인분씩 공급한다.
상기 광원 구동부(530)는 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터 광원 구동 신호(CONT3)를 수신하고, 상기 광원 구동 신호(CONT3)의 제어에 따라, 상기 광원부(440)를 구동한다. 구체적으로 상기 광원부(440)의 제1 및 제2 광원들(410, 420)의 on/off 타이밍은 상기 제1 내지 제3 서브 프레임들(SF1, SF2, SF3) 에 따라 서로 다르게 설정된다. 예를 들어, 상기 제1 광원(410)은 상기 광원 구동부(530)의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 서브 프레임들(SF1, SF2)의 스캔 기간(SCAN1, SCAN2) 후에 발광하도록 설정된다. 이에 따라, 상기 표시 패널(300)은 상기 제1 광원(410)을 이용하여, 상기 레드(R) 및 그린(G)영상을 표시한다. 반면에, 상기 제2 광원(420)은 상기 광원 구동부(530)의 제어에 따라 상기 제3 서브 프레임(SF3)의 스캔 기간(SCAN3) 후에 발광하도록 설정된다. 이에 따라, 상기 표시 패널(300)은 상기 제2 광원(420)을 이용하여, 상기 블루(B)영상을 표시한다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 블루(B)광을 발생을 위한 상기 제2 광원(420)을 포함함으로써 영상 표시의 휘도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 레드(R). 그린(G) 및 블루(B) 영상들을 시분할적으로 표시함으로써 각 영상의 믹싱에 의한 CBU 현상을 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 한 프레임(1FRAME)을 제1 및 제2 서브 프레임들(SF1, SF2)로 나누어 구동하는 것을 제외하면, 도 3 및 4에 나타난 표시 장치의 구동 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 3 및 도 4에 나타난 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고, 반복되는 구성에 대한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 타이밍 콘트롤러는(500)는 입력된 구동 제어신호(CONT)를 이용하여, 게이트 구동신호(CONT1), 데이터 구동신호(CONT2) 및 광원 구동신호(CONT3)를 생성하여 각각 게이트 구동부(510), 데이터 구동부(520) 및 광원 구동부(530)의 구동 타이밍을 제어한다. 또한, 상기 타이밍 콘트롤러(500)는 입력된 RGB 데이터를 제1 및 제2 서브 프레임들(SF1, SF2)로 시분할하여 데이터 구동부(520)에 공급한다.
구체적으로, 상기 타이밍 콘트롤러(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 한 프레임(1FLAME) 기간을 2개의 서브 프레임(SF1, SF2) 기간으로 시분할하고, 각각의 서브 프레임(SF1, SF2) 기간을 각각 스캔 기간(SCAN1, SCAN2)을 시분할한다. 즉, 상기 각각의 서브 프레임(SF1, SF2)은 각각의 스캔기간(SCAN1, SCAN2)을 포함한다. 예를 들어, 상기 타이밍 콘트롤러(500)는 상기 제1 서브 프레임(SF1)의 스캔 기간(SCAN1)동안 레드(R) 및 그린(G) 데이터를 상기 데이터 구동부(520)에 공급하고, 상기 제2 서브 프레임(SF2)의 스캔 기간(SCAN2)동안 블루(B) 데이터를 상기 데이터 구동부(520)에 공급한다. 상기 레드(R) 및 그린(G) 데이터들은 서로 구분되는 데이터 버스를 통해 상기 데이터 구동부(520)에 공급될 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 서브 프레임(SF1) 기간에 레드(R) 및 그린(G) 데이터로 표시되는 제1 서브 영상, 제2 서브 프레임(SF2) 기간에 블루(B) 데이터로 표시되는 제2 서브 영상을 통해 한 프레임(1FRAME) 분의 영상을 표시한다.
상기 게이트 구동부(510)은 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터 게이트구동 신호(CONT1)를 수신하고, 상기 게이트 구동 신호(CONT1)의 제어에 따라,각 서브 프레임(SF1, SF2)의 스캔 기간(SCAN1, SCAN2) 동안 데이터가 공급될 수평라인을 선택하는 스캔 펄스를 각 게이트 라인(GL1, GL2, , GLn)에 순차적으로 공급한다.
상기 데이터 구동부(520)은 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터 데이터구동 신호(CONT2)를 수신하고, 상기 데이터 구동 신호(CONT2)의 제어에 따라, 각 서브 프레임(SF1, SF2)의 스캔기간(SCAN1, SCAN2) 동안 타이밍 콘트롤러(500)로부터 공급된 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 데이터들을 아날로그 영상 신호로 변환하여 대응하는 데이터 라인들(DL(3k-2), DL(3k-1), DL(3k))에 공급한다. 구체적으로, 상기 데이터 구동부(520)는 상기 제1 서브 프레임(SF1) 기간 동안 레드(R) 및 그린(G) 데이터를 대응하는 데이터 라인(DL(3k-2), DL(3k-1))에 각각 한 수평 라인분씩 공급하고, 상기 제2 서브 프레임(SF2) 기간 동안 블루(B) 데이터를 대응하는 데이터 라인(DL(3k))에 한 수평 라인분씩 공급한다.
상기 광원 구동부(530)는 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터 광원 구동 신호(CONT3)를 수신하고, 상기 광원 구동 신호(CONT3)의 제어에 따라, 상기 광원부(440)를 구동한다. 구체적으로 상기 광원부(440)의 제1 및 제2 광원들(410, 420)의 on/off 타이밍은 상기 제1 및 2 서브 프레임들(SF1, SF2) 에 따라 서로 다르게 설정된다. 예를 들어, 상기 제1 광원(410)은 상기 광원 구동부(530)의 제어에 따라 상기 제1 서브 프레임들(SF1)의 스캔 기간(SCAN1) 후에 발광하도록 설정된다. 이에 따라, 상기 표시 패널(300)은 상기 제1 광원(410)을 이용하여, 상기 레드(R) 및 그린(G)영상을 표시한다. 반면에, 상기 제2 광원(420)은 상기 광원 구동부(530)의 제어에 따라 상기 제2 서브 프레임(SF2)의 스캔 기간(SCAN2) 후에 발광하도록 설정된다. 이에 따라, 상기 표시 패널(300)은 상기 제2 광원(420)을 이용하여, 상기 블루(B)영상을 표시한다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 블루(B)광을 발생을 위한 상기 제2 광원(420)을 포함함으로써 영상 표시의 휘도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 레드(R). 그린(G) 및 블루(B) 영상들을 시분할적으로 표시함으로써 각 영상의 믹싱에 의한 CBU 현상을 개선할 수 있다. 또한, 이전 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법에 비해서, 구동 마진(margin)을 확보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치(2000)는 투명 디스플레이로 동작할 수 있다. 즉, 오프 상태에서는 주변 가시광선을 표시 패널 외부로 투과시켜 투명 디스플레이 상태를 유지하며, 동작 상태에서는 광원으로부터 제공된 광을 이용하여 영상을 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 장치(2000)는 파장 변환 부재 및 백라이트 유닛을 제외하고, 도 1에 나타난 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1에 나타난 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고, 반복되는 구성에 대한 설명을 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(2000)는 표시 패널(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함한다.
상기 표시 패널(300)은 제1 기판(100) 및 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(101), 광차단 패턴(110), 반사투과층(120), 공간 형성 부재(130), 파장 변환 부재(140) 및 자외선 차단층(220)을 포함한다.
상기 파장 변환 부재(140)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광으로 각각 여기(exite)시킨다. 상기 파장 변환 부재(140)로부터 출사된 광량은 램버시안(lambertian) 분포를 가질 수 있다. 상기 파장 변환 부재는 제1 파장 변환 부재(140a), 제2 파장 변환 부재(140b), 및 제3 파장 변환 부재(140c)를 포함한다.
상기 제1 파장 변환 부재(140a)는 상기 제1 서브 픽셀(SP1) 영역과 대응되는 상기 공간 형성 부재(130)의 내부 공간에 형성된다. 상기 제1 파장 변환 부재(140a)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 레드 광으로 여기시킨다. 상기 제1 파장 변환 부재(140a)는 형광 물질, 컬러 변환 물질, 형광 물질과 컬러 변환 물질을 포함하는 광 발광 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은 무기 형광 물질 및 유기 형광 물질로 분류되며, 상기 무기 형광 물질의 경우, 레드 형광 물질로 Y2O2S:Eu을 예로 들 수 있으며, 상기 유기 형광 물질의 경우, rhodamine B를 예로 들 수 있다. 상기 컬러 변환 물질은 광을 흡수하여 레드 광으로 컬러를 변환한다.
상기 제2 파장 변환 부재(140b)는 상기 제2 서브 픽셀(SP2) 영역과 대응되는 상기 공간 형성 부재(130)의 내부 공간에 형성된다. 상기 제2 파장 변환 부재(140b)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 그린 광으로 여기시킨다. 상기 제2 파장 변환 부재(140b)는 형광 물질, 컬러 변환 물질, 형광 물질과 컬러 변환 물질을 포함하는 광 발광 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은 무기 형광 물질 및 유기 형광 물질로 분류되며, 상기 무기 형광 물질의 경우, 그린 형광 물질로 (Sr, Ca, Ba, Eu)10(PO4)6?C12을 예로 들 수 있으며, 상기 유기 형광 물질의 경우, brilliantsulfoflavine FF 등을 예로 들 수 있다. 상기 컬러 변환 물질은 광을 흡수하여 그린 광으로 컬러를 변환한다.
상기 제3 파장 변환 부재(140c)는 상기 제3 서브 픽셀(SP3) 영역과 대응되는 상기 공간 형성 부재(130)의 내부 공간에 형성된다. 상기 제3 파장 변환 부재(140c)는 상기 제1 기판(100)으로 입사한 광을 이용하여 블루 광으로 여기시킨다. 상기 제3 파장 변환 부재(140c)는 형광 물질, 컬러 변환 물질, 형광 물질과 컬러 변환 물질을 포함하는 광 발광 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은 무기 형광 물질 및 유기 형광 물질로 분류되며, 상기 무기 형광 물질의 경우는 3(Ba, Mg, Eu, Mn)O?8Al2O3을 예로 들 수 있다. 상기 컬러 변환 물질은 광을 흡수하여 블루 광으로 컬러를 변환한다.
상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재(140a. 140b, 140c)의 농도는 도 1에 표시장치의 파장 변환 부재에 비해 상대적으로 옅게 형성된다. 즉, 상기 파장 변환 부재(140)의 농도를 옅게 조절하여 주변 가시광선이 투과할 수 있도록 한다. 이에 따라서, 상기 표시 장치(2000)가 오프상태에서 주변광에 의해서 투명 디스플레이 상태를 유지할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재(140a. 140b, 140c)를 통과한 광은 광원으로 사용된 제1 광원의 자외선(UV)이 포함될 수도 있다. 이 경우, 상기 자외선 차단층(220)에 의해 상기 자외선(UV)을 필터링 할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(400)은 광원부(440) 및 도광판(450)을 포함한다.
상기 도광판(450)은 상기 표시 패널(300)의 상기 제1 기판(100) 하부에 배치된다. 상기 도광판(420)은 플레이트 형상을 갖고, 상기 광원부(440) 로부터 출사된 광을 가이드하여 상기 제1 기판(100)으로 출사한다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도 1에 표시된 백라이트 유닛과 달리 반사시트를 포함하지 않는다. 이에 따라, 상기 표시 장치(2000)가 오프 상태에서 주변광에 의해서 투명 디스플레이 상태를 유지할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 도 4 및 도 5에서 설명한 구동 방법과 실질적으로 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널을 제외하면, 도 1에 나타난 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1에 나타난 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고, 반복되는 구성에 대한 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(3000)는 표시 패널(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함한다.
상기 표시 패널(300)은 화소 전극이 형성된 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200) 및 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 상기 제1 베이스 기판(101)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201) 및 공통 전극(미도시)을 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(201)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 제1 기판의 화소 전극과 대향하는 전극으로 상기 공통 전극과 화소 전극에 의해 상기 액정층이 구동된다. 상기 화소전극, 액정층 및 공통전극은 액정표시소자를 구성한다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 도 1의 표시 장치와 달리, 디지털 마이크로 셔터(MEMS)가 아닌 액정층을 통해, 상기 파장 변환 부재를 통과한 광을 개방 또는 패쇄하여 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 영상을 표시한다.
예를 들어, RGB 영상 중 레드(R) 영상을 표시할 때, 상기 제1 서브 픽셀(SP1)에 대응하는 화소 전극 및 공통 전극 사이에 전기장이 형성되고, 이에 따라 대응하는 영역의 액정이 구동된다. 이에 따라, 상기 제1 파장 변환 부재(140a)를 통과한 레드(R)광이 표시 패널(300)의 외부로 전달되어 레드(R) 영상이 표시 된다. 이 때, 상기 제2 및 제3 서브 픽셀들에 대응하는 화소 전극 및 공통 전극 사이에는 전기장이 형성되지 않아 그린(G) 및 블루(B) 광을 차단한다. 이에 따라, 관찰자는 레드(R) 영상을 시인할 수 있다.
RGB 영상 중 그린(G) 영상을 표시할 때, 상기 제2 서브 픽셀(SP2)에 대응하는 화소 전극 및 공통 전극 사이에 전기장이 형성되고, 이에 따라 대응하는 영역의 액정이 구동된다. 이에 따라, 상기 제2 파장 변환 부재(140b)를 통과한 그린(G)광이 표시 패널(300)의 외부로 전달되어 그린(G) 영상이 표시 된다. 이 때, 상기 제1 및 제3 서브 픽셀들에 대응하는 화소 전극 및 공통 전극 사이에는 전기장이 형성되지 않아 레드(R) 및 블루(B) 광을 차단한다. 이에 따라, 관찰자는 그린(G) 영상을 시인할 수 있다.
RGB 영상 중 블루(B) 영상을 표시할 때, 상기 제3 서브 픽셀(SP3)에 대응하는 화소 전극 및 공통 전극 사이에 전기장이 형성되고, 이에 따라 대응하는 영역의 액정이 구동된다. 이에 따라, 상기 제3 파장 변환 부재(140c)를 통과한 블루(B)광이 표시 패널(300)의 외부로 전달되어 블루(B) 영상이 표시 된다. 이 때, 상기 제1 및 제2 서브 픽셀들에 대응하는 화소 전극 및 공통 전극 사이에는 전기장이 형성되지 않아 레드(R) 및 그린(G) 광을 차단한다. 이에 따라, 관찰자는 블루(B) 영상을 시인할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 도 4 및 도 5에서 설명한 구동 방법과 실질적으로 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
상기의 실시예들에서는 별도의 광원을 백라이트로 사용하는 표시장치들이 개시되어 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상이 상기 파장 변환 부재 대신에 발광다이오드, 유기전계발광소자 등과 같은 자체발광소자를 이용하는 표시장치에도 적용될 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 당업자라면 전술한 광 셔터 부재로 전기영동소자, 압전소자 등과 같은 다양한 소자들이 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 단위 픽셀을 제1 내지 제3 서브 픽셀로 나누어, 각 서브 픽셀에 각각 레드, 그린 및 블루 광을 발생시키는 파장 변환 부재를 형성함으로써 RGB 영상을 공간적으로 분할하며, 한 프레임을 2개 또는 3개의 서브 프레임 시분할하여 각 서브 프레임에 레드, 그린 및 블루 영상을 표시함으로써, 색순도를 높일 수 있으며, 표시 품질을 개선할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000. 2000, 3000 : 표시 장치
100 : 제1 기판 200 : 제2 기판
101 : 제1 베이스 기판 201 : 제2 베이스기판
110: 광차단 패턴 120: 반사투과층
130: 공간 형성층 140: 파장 변환 부재
140a, 140b, 140c : 제1, 2, 3 파장 변환 부재
210: MEMS (Microelectromechanical System) 220: 자외선 차단층
300: 표시 패널 400: 백라이트 유닛
410: 제1 광원 420: 제2 광원
430: 인쇄 회로 기판 440: 광원부
450 : 도광판 460: 반사 시트
500: 타이밍 콘트롤러 510: 게이트 구동부
520: 데이터 구동부 530: 광원 구동부
SP1, SP2, SP3 : 제1 내지 제3 서브 픽셀
SF1, SF2, SF3 : 제1 내지 제3 서브 프레임

Claims (27)

  1. 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판의 제1 면상에 형성되고 광을 흡수하여 특정 파장의 가시광선을 발산하는 파장 변환 부재를 포함하는 제1 기판과, 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 제2 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판의 제1 면과 대향하는 제2 베이스 기판의 제1 면 상에 형성되고 상기 파장 변환 부재를 통과한 광을 개방 또는 폐쇄하는 광 셔터 부재를 포함하는 제2 기판을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 상기 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 셔터 부재는 액정표시소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 셔터 부재는 멤스(Microelectromechanical Systems; MEMS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은,
    상기 제1 베이스 기판의 제1 면의 화소 영역에 형성되며, 개구홀을 포함하는 광차단 패턴; 및
    상기 광차단 패턴 상에 형성되고 파장 변환 부재를 수용하기 위한 공간을 형성하는 공간 형성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 부재는 형광 물질 및 컬러 변환 물질 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 제1 베이스 기판의 제1 면의 반대 면인 제2 면상에 형성되고, 자외선을 투과하고 가시광선을 반사시키는 반사투과층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 상기 제2 베이스 기판의 면의 반대 면에 형성되고, 자외선을 흡수하는 자외선 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 파장변환부재는 상기 광을 흡수하여 제1 광을 방출하는 제1 파장변환부, 상기 광을 흡수하여 제2 광을 방출하는 제2 파장변환부 및 상기 광을 흡수하여 제3 광을 방출하는 제3 파장변환부를 더 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은 가시광선에 가까운 광을 방출하는 제1 광원 및 블루 광을 방출하는 제2 광원을 포함하는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들은 상기 제1 광원으로부터 출사된 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공하며, 제3 파장 변환 부재는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 출사된 광과, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들이 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 다른 색상을 가지며, 상기 제2 광원으로부터 출사된 광과, 상기 제3 파장 변환 부재가 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 동일한 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 파장 변환 부재들은 상기 제1 광원으로부터 출사된 광 또는 상기 제2 광원으로부터 출사된 광을 이용하여 각각 레드 광, 그린 광 및 블루 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은 상기 광원부로부터 광을 입사 받는 입사면 및 상기 표시 패널의 제1 기판으로 광을 출사하는 출사면을 포함하는 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 파장 변환 부재는 형광 물질 및 컬러 변환 물질 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 제1 베이스 기판의 제1 면의 반대 면인 제2 면상에 형성되고, 자외선을 흡수하고 가시광선을 반사시키는 반사투과층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제8항에 있어서, 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 형성되고, 자외선을 흡수하는 자외선 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 광을 흡수하여 각각 서로 다른 파장을 가지는 광을 방출하는 제1 내지 제3 서브 픽셀, 및 상기 제1 내지 제3 서브 픽셀 각각에 대응하여 형성되며, 상기 광을 개방 및 폐쇄하는 광 셔터 부재를 포함하는 표시 패널 및 제1 광을 방출하는 제1 광원 및 상기 제1 광과 다른 파장의 제2 광을 방출하는 제2 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    한 프레임을 복수의 서브 프레임으로 시분할하고, 수신된 RGB 데이터를 상기 서브 프레임에 따라 제1 내지 제3 데이터로 시분할하여 데이터 구동부에 공급하는 단계;
    각 서브 프레임 동안 시분할된 데이터가 공급될 수평 라인을 선택하는 스캔 펄스를 스캔 기간 동안 복수의 게이트 라인에 순차적으로 공급하는 단계;
    각 서브 프레임에 대응하는 서브 픽셀의 광 셔터 부재를 구동하여 광을 개방 또는 폐쇄하는 단계; 및
    상기 각 서브 프레임의 스캔 기간 후에 시분할된 데이터에 대응하는 상기 제1 또는 제2 광원을 구동하여 제1 또는 제2 광을 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광 셔터 부재는 액정표시소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광 셔터 부재는 멤스(Microelectromechanical Systems; MEMS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들은 상기 제1 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공하며, 제3 파장 변환 부재는 상기 제2 광의 파장을 변환하여 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 광과, 상기 제1 및 제2 파장 변환 부재들이 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 다른 색상을 가지며, 상기 제2 광과, 상기 제3 파장 변환 부재가 상기 제2 베이스 기판으로 제공하는 광은 서로 동일한 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  21. 제16항에 있어서, 한 프레임을 제1 내지 제3 서브 프레임들로 시분할하고, 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제1 서브 픽셀을 통해 제1 영상을 표시 하며, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제2 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제2 서브 픽셀을 통해 제2 영상을 표시하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 제3 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제3 서브 픽셀을 통해 제3 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 데이터들은 각각 레드, 그린 및블루 데이터이며, 상기 제1 내지 제3 영상들은 각각 레드, 그린 및 블루 영상인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1 및 제2 서브 프레임들 동안 상기 제1 광원을 구동하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 제2 광원을 구동하며,
    상기 제1 광은 자외선 파장 영역을 가지는 광이며, 상기 제2 광은 블루 광인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  24. 제16항에 있어서, 한 프레임을 제1 및 제2 서브 프레임들로 시분할하고, 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 및 제2 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제1 서브 픽셀을 통한 제1 영상 및 상기 제2 서브 픽셀을 통한 제2 영상이 혼합된 혼합 영상을 표시 하고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제3 데이터를 상기 데이터 구동부에 제공하여 상기 제3 서브 픽셀을 통해 제3 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 데이터들은 각각 레드, 그린 및블루 데이터이며, 상기 제1 내지 제3 영상들은 각각 레드, 그린 및 블루 영상인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 광원을 구동하며, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제2 광원을 구동하며,
    상기 제1 광은 자외선 파장 영역을 가지는 광이며, 상기 제2 광은 블루 광인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 제1 데이터 및 제2 데이터는 서로 구분되는 데이터 버스를 통해 상기 데이터 구동부로 제공되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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