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KR101202588B1 - 액정표시장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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KR101202588B1
KR101202588B1 KR1020050130802A KR20050130802A KR101202588B1 KR 101202588 B1 KR101202588 B1 KR 101202588B1 KR 1020050130802 A KR1020050130802 A KR 1020050130802A KR 20050130802 A KR20050130802 A KR 20050130802A KR 101202588 B1 KR101202588 B1 KR 101202588B1
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Abstract

본 발명은 액정표시패널에 형성된 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 투과 및 흡수할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것으로, 다수의 픽셀들이 형성된 액정표시패널; 상기 다수의 픽셀들의 광 투과 영역과 흡수 영역의 절환을 프레임 기간 별로 구분하여 제어하기 타이밍 컨트롤러; 다수의 전극라인들이 수평 방향으로 형성되며, 상기 액정표시패널의 전면에 대칭되게 배치되되, 상기 다수의 전극라인들이 한쌍씩 짝을 이루어 각 픽셀의 전면에 수평 방향으로 위치되며, 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 흡수 및 투과시키기 위한 액정셔터; 및 상기 타이밍 컨트롤러의 제어에 따라 각 픽셀의 전면에 위치된 한쌍의 전극라인들에 교번적으로 전류를 공급하기 위한 셔터 구동부를 포함한다.
액정표시장치, 픽셀, 배리어, 투과, 흡수, 프레임

Description

액정표시장치 및 그의 구동 방법{LCD and driving method thereof}
도 1은 일반적은 액정표시장치에 형성되는 픽셀의 등가 회로도.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도.
도 3은 종래의 액정표시장치의 컬러 필터의 구조도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 액정표시장치에 형성된 픽셀의 광 투과 상태를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 다른 액정표시장치에서 프레임 별 광 투과 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 적용되는 액정셔터의 분리 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100, 200: 액정표시장치 110, 210: 액정표시패널
120, 220: 데이터 구동부 130, 230: 게이트 구동부
140: 감마기준전압 발생부 150: 백라이트 어셈블리
160: 인버터 170: 공통전압 발생부
180: 게이트구동전압 발생부 190, 260: 타이밍 컨트롤러
240: 액정셔터 250: 셔터 구동부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시패널에 형성된 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 투과 및 흡수할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하며, 그리고 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이 때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 픽셀들을 구비하는 종래의 액정표시장치의 구성을 대하여 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 액정표시장치(100)는, 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 게이트라인(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위 한 백라이트 어셈블리(150)와, 백라이트 어셈블리(160)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(190)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인(GL1 내지 GLn)을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인(DL1 내지 DLm) 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래 치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(130)는 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다.
감마기준전압 발생부(140)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160)로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되어 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.
인버터(160)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 상기 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호에 따라 결정되는 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(160) 내에서 교류 전압과 전류의 발생을 제어하는 구동 IC(미도시)는 버스트디밍신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)에 공급되는 교류 전압과 전류의 발생을 제어한다.
공통전압 발생부(170)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급한다.
게이트구동전압 발생부(180)는 고전위 전원전압(VDD)을 인가받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 게이트구동전압 발생부(180)는 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH)을 발생하고 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 발생한다. 이렇게 발생된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레베전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.
타이밍 컨트롤러(190)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함한다.
이와 같은 구성 및 기능을 갖는 종래의 액정표시장치에 형성되는 컬러 필터의 구조를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래의 액정표시장치의 컬러 필터의 구조도로서, 액정표시패널(110) 상에 형성되는 각 픽셀의 RGB 컬러필터의 구조를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(110) 상에 형성되는 다수의 픽셀에는 각각 하나의 RGB 컬러필터가 형성되는데, 이러한 픽셀은 3개의 서브픽셀로 이루어진다. 그리고, 3개의 서브픽셀들 상에는 각각 R컬러필터, G컬러필터 및 B컬러필터가 형성됨과 아울러 각 컬러필터에 대응되는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기한 바와 같이 종래의 액정표시장치의 경우, 액정표시패널(110) 상에 게이트라인들과 데이터라인들이 교차되어 형성되는 픽셀들이 매우 많이 형성되었고, 이러한 픽셀 수에 비례하여 액정표시패널(110)에 형성되는 게이트라인 및 박막트랜지스터의 갯수도 증가되었다. 이에 따라, 종래의 액정표시장치는 액정표시패널(110) 상에 매우 많이 형성된 게이트라인들 및 박막트랜지스터들의 갯수에 비례하여 개구율이 감소되고, 이로 인해 휘도가 줄어들었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액정표시패널에 형성된 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 투과 및 흡수할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널에 형성된 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 투과 및 흡수함으로써, 프레임 기간을 절반으로 단 축할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널에 형성된 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 투과 및 흡수함으로써, 액정표시패널에 형성된 픽셀들의 수를 절반으로 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널에 형성된 픽셀들의 수를 절반으로 감소시킴으로써, 액정표시패널 상에 형성된 게이트라인들을 절반으로 감소시킴과 아울러 각 픽셀에 형성되는 박막트랜지스터의 갯수를 절반으로 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널 상에 형성된 게이트라인들을 절반으로 감소시킴과 아울러 각 픽셀에 형성되는 박막트랜지스터의 갯수를 절반으로 감소시킴으로써, 각 픽셀의 개구율을 대폭 증가시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 각 픽셀의 개구율을 대폭 증가시킴으로써, 휘도를 높일 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 픽셀들이 형성된 액정표시패널; 상기 다수의 픽셀들의 광 투과 영역과 흡수 영역의 절환을 프레임 기간 별로 구분하여 제어하기 타이밍 컨트롤러; 다수의 전극라인들이 수평 방향으로 형성 되며, 상기 액정표시패널의 전면에 대칭되게 배치되되, 상기 다수의 전극라인들이 한쌍씩 짝을 이루어 각 픽셀의 전면에 수평 방향으로 위치되며, 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 흡수 및 투과시키기 위한 액정셔터; 및 상기 타이밍 컨트롤러의 제어에 따라 각 픽셀의 전면에 위치된 한쌍의 전극라인들에 교번적으로 전류를 공급하기 위한 셔터 구동부를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러는 이전 프레임에서의 각 픽셀의 광 투과 영역과 흡수 영역이 현재 프레임에서는 절환되도록 상기 셔터 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 셔터 구동부는 상기 타이밍 컨트롤러의 제어에 따라 각 픽셀의 전면에 위치된 한 쌍의 전극라인들 중에 이전 프레임에서 전류가 공급된 전극라인으로의 전류 공급을 차단함과 동시에 다른 전극라인에 전류를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정셔터는 전류가 공급되는 전극라인을 따라 주입된 액정을 구동시켜 해당 전극라인과 대응되는 픽셀 영역에 조사된 광을 투과시킴과 아울러 전류가 공급되지 않는 전극라인을 따라 주입된 액정을 미구동시켜 해당 전극라인과 대응되는 픽셀 영역에 조사된 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 픽셀들의 광 투과 영역과 흡수 영역은 상하로 2등분되어 프레임 기간 별로 절환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 액정표시패널에 형성된 다수의 픽셀들에 광을 조사하는 제 1 단계; 및 각 픽셀에 조사된 광의 일부를 투과시키고 조사 광의 다른 부분을 흡수하는 제 2 단계를 구비하되, 각 픽셀을 광 투과 영역과 흡수 영역으로 구분하여 조사 광을 투과 및 흡수시키며, 프레임이 바뀔때마다 각 픽셀의 광 투과 영역과 흡수 영역을 절환시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 도 1에서와 마찬가지로, 감마기준전압 발생부(140), 백라이트 어셈블리(150), 인버터(160), 공통전압 발생부(170) 및 게이트구동전압 발생부(180)를 구비한다.
그리고, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 데이터라인들(DL1 내지 DLj)과 게이트라인들(GL1 내지 GLi)이 교차되어 픽셀들이 형성되며 각 픽셀에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(210)과, 액정표시패널(210)의 데이터라인들(DL1 내지 DLj)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(220)와, 액정표시패널(210)의 게이트라인들(GL1 내지 GLi)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(230)와, 전극라인들(EL1 내지 ELn)이 형성되며, 액정표시패널(210)의 전면에 대칭되게 배치되어 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 흡수 및 투과시키기 위한 액정셔터(240)와, 전극라인들(EL1 내지 ELn)에 전류를 공급하기 위한 셔터 구동부(250)와, 데이터 구동부(220), 게이트 구동부(230) 및 셔터 구동부(250)의 구동을 제어하기 위한 타이 밍 컨트롤러(260)를 구비한다.
액정표시패널(210)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLj)과 게이트라인들(GL1 내지 GLi)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLj)과 게이트라인들(GL1 내지 GLi)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLj) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLi)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLj)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인들(GL1 내지 GLi)을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인들(DL1 내지 DLj) 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
특히, 본 발명에서는 액정표시패널(210) 상에 형성된 픽셀들의 수가 도 1에서의 액정표시패널(110) 상에 형성된 픽셀들의 수보다 절반에 해당하는 것을 특징으로 하고 있으므로, 액정표시패널(210) 상에 형성된 게이트라인들(GL1 내지 GLi)의 갯수도 각각 도 1에서의 액정표시패널(110) 상에 형성된 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 갯수보다 절반에 해당한다. 이에 따라, 액정표시패널(210) 상에 형성된 픽셀들의 수도 도 1에서의 액정표시패널(110) 상에 형성된 픽셀들의 수보다 절반으로 감소된다. 단, 액정표시패널(210)의 사이즈와 도 1에서의 액정표시패널(110)의 사이즈는 동일하기 때문에, 액정표시패널(210) 상에 형성된 각 픽셀의 전체 면적은 도 1에서의 액정표시패널(110) 상에 형성된 각 픽셀의 전체 면적보다 2배 큰것을 특징으로 한다.
데이터 구동부(220)는 타이밍 컨트롤러(260)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLj)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(260)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(210)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLj)들에 공급한다. 여기서, 데이터 구동부(220)에 의해 아날로그 데이터를 공급받는 픽셀의 갯수가 도 1에서의 데이터 구동부(120)에 의해 아날로그 데이터를 공급받는 픽셀의 갯수의 절반에 해당하기 때문에, 도 1에서의 데이터 구동부(120)가 1/60초(60Hz) 동안(즉, 한 프레임 동안) 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 모두 공급하는 반면에, 데이터 구동부(220)는 1/120초(120Hz) 동안(즉, 한 프레임 동안) 데이터라인들(DL1 내지 DLj)들에 데이터를 모두 공급한다.
게이트 구동부(230)는 타이밍 컨트롤러(260)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인들(GL1 내지 GLi)에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(230)는 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다. 여기서, 게이트 구동부(230)에 의해 구동되는 게이트라인들(GL1 내지 GLi)의 갯수가 도 1에서의 게이트 구동부(130)에 의해 구동되는 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 갯수의 절반에 해당하기 때문에, 도 1에서의 게이트 구동부(130)가 1/60초(60Hz) 동안(즉, 한 프레임 동안) 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 순차적으로 모두 공급하는 반면에, 게이트 구동부(230)는 1/120초(120Hz) 동안(즉, 한 프레임 동안) 게이트라인들(GL1 내지 GLi)에 스캔펄스를 순차적으로 모두 공급한다. 즉, 본 발명에서 개시되는 액정표시패널(210)의 한 프레임 기간은 120Hz이다.
액정셔터(240)는 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되는데, 수평하게 형성된 전극라인들(EL1 내지 ELn)을 따라 액정이 주입된다. 이러한 액정셔터(240)는 액정표시패널(210)의 전면에 대칭되게 배치되되, 액정셔터(240)에 형성된 전극라인들(EL1 내지 ELn)이 두개씩 쌍을 이루어 수평 방향의 픽셀들의 전면에 배치된다. 이에 따라, 백라이트 어셈블리(150)로부터 각 픽셀에 조사된 광은 액정셔터(240)에 의해 투과 및 흡수가 조절되는데, 즉 한 픽셀의 전면에 배치된 한 쌍의 전극라인들 중에서 상부에 위치한 전극라인에 셔터 구동부(250)로부터 전류가 공급되면 상부 전극라인을 따라 주입된 액정만이 구동되고 하부 전극라인을 따라 주입된 액정은 구동되지 않으므로, 도 5a에 도시된 바와 같이 해당 픽셀의 정중앙에서 상부 영역에 조사된 광만이 투과되고 하부 영역에 조사된 광은 액정셔터(240)로 흡수된다. 도 5a에서와 같은 상태에서 액정표시패널(210)의 프레임이 전환된 후, 셔터 구동부(250)가 타이밍 컨트롤러(260)로부터 공급되는 전류공급제어신호(ICS)에 따라 한 픽셀의 전면에 배치된 한 쌍의 전극라인들 중에서 상부에 위치한 전극라인의 전류 공급을 차단함과 동시에 하부에 위치한 전극라인에 전류를 공급하면 하부 전극라인을 따라 주입된 액정만이 구동되고 상부 전극라인을 따라 주입된 액정은 구동되지 않으므로, 도 5b에 도시된 바와 같이 해당 픽셀의 정중앙에서 하부 영역에 조사된 광만이 투과되고 상부 영역에 조사된 광은 액정셔터(240)로 흡수된다. 즉, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 액정표시패널(210)에 형성된 각 픽셀은 수평 방향을 따라 투과 영역과 흡수 영역으로 구분되되, 각 영역은 프레임 기간 별로 절환되는 것을 특징으로 한다.
셔터 구동부(250)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 공급되는 전류공급제어신호(ICS)에 따라 한 픽셀의 전면에 위치된 한 쌍의 전극라인들에 교번적으로 전류를 공급하되, 프레임 기간 별로 구분하여 전류를 교번적으로 공급하기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이 현재 프레임과 이전 프레임에서 각 픽셀의 투과 영역과 흡수 영역이 절환된다.
타이밍 컨트롤러(260)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(220)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(220)와 게이트 구동부(230)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함한다.
그리고, 타이밍 컨트롤러(260)는 전류공급제어신호(ICS)를 공급하여 액정셔터(240)에 형성된 전극라인들(EL1 내지 ELn)에 교번적으로 전류가 공급되도록 하 되, 프레임 기간 별로 구분하여 한 픽셀의 전면에 배치된 한 쌍의 전극라인들에 교번적으로 전류가 공급되도록 셔터 구동부(250)를 제어한다.
도 7은 본 발명에 적용되는 액정셔터의 분리 사시도이다.
도 7을 참조하면, 액정셔터(240)는, 상부 투명기판(241)에 형성된 로우라인 전극패턴(242)과, 하부 투명기판(243) 상에 형성된 공통전극(244)과, 상부 투명기판(241)과 하부 투명기판(243) 각각에 부착되는 흡수형 편광판(245, 246)을 구비한다.
상부 투명기판(241)과 하부 투명기판(243)은 투명한 유리기판이나 투명 플라스틱 기판으로 제작된다. 이 상부 투명기판(241)과 하부 투명기판(243) 사이에는 전압에 따라 광의 위상을 0～λ/2 사이에서 지연시키는 액정(248)이 주입된다. 여기서, λ는 광의 파장이다.
액정(248)은 VA(Vertical Aligned mode), ECB (Electrically Controllabe Birefringence), FLC(Ferro-electric Liquid Crystal) 중 어느 하나로 선택될 수 있다.
로우라인 전극패턴(242)은 액정표시패널(210)에 형성된 수십 내지 수백 개의 액정셀들을 포함하는 크기로 그 폭이 결정되며, 각각 스타라이프(stripe) 형태로 형성된다.
로우라인 전극패턴(242)은 투명도전성 물질 예를 들면, ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide), ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide) 등으로 형성되어 빛을 투과시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 액정표시패널에 형성된 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 투과 및 흡수함으로써, 프레임 기간을 절반으로 단축하고 액정표시패널에 형성된 픽셀들의 수를 절반으로 감소시키고, 이로 인해 액정표시패널 상에 형성된 게이트라인들을 절반으로 감소시킴과 아울러 각 픽셀에 형성되는 박막트랜지스터의 갯수를 절반으로 감소시켜 각 픽셀의 개구율을 대폭 증가시키고, 이에 따라 휘도를 현저하게 높일 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되고, 상기 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인에 의해 정의된 다수의 픽셀들이 형성된 액정표시패널;
    상기 다수의 게이트라인을 구동하는 게이트 구동부 및 상기 다수의 데이터라인을 구동하는 데이터 구동부;
    상기 다수의 픽셀들의 광 투과 영역과 흡수 영역의 절환을 프레임 기간 별로 구분하여 제어함과 동시에 한 프레임 동안 상기 다수의 게이트라인으로 스캔신호가 순차적으로 모두 공급되도록 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러;
    다수의 전극라인들이 수평 방향으로 형성되며, 상기 액정표시패널의 전면에 대칭되게 배치되되, 상기 다수의 전극라인들이 한쌍씩 짝을 이루어 각 픽셀의 전면에 수평 방향으로 위치되며, 각 픽셀에 조사되는 광을 프레임 기간 별로 구분하여 선택적으로 흡수 및 투과시키기 위한 액정셔터; 및
    상기 타이밍 컨트롤러의 제어에 따라 각 픽셀의 전면에 위치된 한쌍의 전극라인들에 교번적으로 전류를 공급하기 위한 셔터 구동부를 포함하고,
    상기 액정셔터는 상부 투명 기판과, 하부 투명 기판과, 두 기판 사이에 형성되며 상기 다수의 전극라인들을 따라 주입되는 액정과, 상기 상부 투명 기판 및 하부 투명 기판 각각에 부착되는 흡수형 편광판과, 상기 상부 투명기판에 형성된 로우 라인 전극 패턴 및 상기 하부 투명 기판 상에 형성된 공통전극을 포함하고,
    상기 액정셔터의 액정은 상기 상부 투명 기판과 하부 투명 기판 사이에 인가되는 전압에 따라 광의 위상을 지연시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 이전 프레임에서의 각 픽셀의 광 투과 영역과 흡수 영역이 현재 프레임에서는 절환되도록 상기 셔터 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셔터 구동부는 상기 타이밍 컨트롤러의 제어에 따라 각 픽셀의 전면에 위치된 한 쌍의 전극라인들 중에 이전 프레임에서 전류가 공급된 전극라인으로의 전류 공급을 차단함과 동시에 다른 전극라인에 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액정셔터는 전류가 공급되는 전극라인을 따라 주입된 액정을 구동시켜 해당 전극라인과 대응되는 픽셀 영역에 조사된 광을 투과시킴과 아울러 전류가 공급되지 않는 전극라인을 따라 주입된 액정을 미구동시켜 해당 전극라인과 대응되는 픽셀 영역에 조사된 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 픽셀들의 광 투과 영역과 흡수 영역은 상하로 2등분되어 프레임 기간 별로 절환되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인이 배열되고, 상기 다수의 게이트라인과 다수의 데이터라인에 의해 정의된 다수의 픽셀들이 형성된 액정패널에 광을 조사하는 제1 단계; 및
    각 픽셀에 조사된 광의 일부를 투과시키고 조사 광의 다른 부분을 흡수하는 제 2 단계를 구비하되,
    다수의 전극라인들에 의해 구동되는 액정셔터를 이용하여 상기 각 픽셀을 광 투과 영역과 흡수 영역으로 구분하여 조사 광을 투과 및 흡수시키며, 프레임이 바뀔때마다 각 픽셀의 광 투과 영역과 흡수 영역을 절환시키고,
    상기 액정셔터는 상부 투명 기판과, 하부 투명 기판과, 두 기판 사이에 형성되며 상기 다수의 전극라인들을 따라 주입되는 액정과, 상기 상부 투명 기판 및 하부 투명 기판 각각에 부착되는 흡수형 편광판과, 상기 상부 투명 기판에 형성된 로우 라인 전극 패턴 및 상기 하부 투명 기판 상에 형성된 공통전극을 포함하고,
    상기 액정셔터의 액정은 상기 상부 투명 기판과 하부 투명 기판 사이에 인가되는 전압에 따라 광의 위상을 지연시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 픽셀들의 광 투과 영역과 흡수 영역을 상하로 2등분시켜 프레임 기간 별로 절환시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 전극라인들은 상기 다수의 게이트라인과 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 로우 라인 전극패턴은 상기 액정표시패널에 형성된 액정셀들을 포함하는 크기로 그 폭이 결정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 로우 라인 전극패턴은 투명도전성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 한 프레임은 120Hz(1/120초)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 액정셔터의 액정은 VA(Vertical Aligned mode), ECB(Electrically Controllably Birefringence), FCL(Ferro-electric Liquid Crystal) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제6 항에 있어서,
    상기 액정셔터는 전류가 공급되는 상기 다수의 전극라인을 따라 주입된 액정을 구동시켜 해당 전극라인과 대응되는 픽셀 영역에 조사된 광을 투과시킴과 아울러 전류가 공급되지 않는 전극라인을 따라 주입된 액정을 미구동시켜 해당 전극라인과 대응되는 픽셀 영역에 조사된 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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