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KR101255291B1 - 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법 Download PDF

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KR101255291B1
KR101255291B1 KR1020050134411A KR20050134411A KR101255291B1 KR 101255291 B1 KR101255291 B1 KR 101255291B1 KR 1020050134411 A KR1020050134411 A KR 1020050134411A KR 20050134411 A KR20050134411 A KR 20050134411A KR 101255291 B1 KR101255291 B1 KR 101255291B1
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Abstract

본 발명은 적어도 5색의 발광 다이오드를 포함하여 LED 백 라이트 유닛을 이용하여 액정패널의 색재현율을 높일 수 있도록 한 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시장치는 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널과, 적어도 5색의 발광 다이오드를 이용하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 이용하여 백색 광을 액정패널에 광을 조사함과 아울러 입력 데이터에서 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 비율에 따라 청록색 LED, 노란색 LED 및 심홍색 LED 중 적어도 2색의 LED를 발광시켜 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 광을 액정패널에 조사함으로써 멀티 프리마리를 구현하여 색재현율을 높일 수 있다.
색재현율, RGBW, 청록색, 노란색, 심홍색

Description

액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도 1은 종래의 RGB 서브픽셀을 가지는 액정 표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 스트라이프 형태의 RGBW 서브픽셀을 가지는 액정 표시장치를 나타낸 도면.
도 3은 종래의 쿼드 형태의 RGBW 서브픽셀을 가지는 액정 표시장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그의 구동장치를 나타낸 도면.
도 6은 도 5에 도시된 데이터 변환부를 나타낸 블록도.
도 7은 도 5에 도시된 LED 제어부를 나타낸 블록도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그의 구동장치를 나타낸 도면.
도 10은 도 9에 도시된 LED 제어부를 나타낸 블록도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
102 : 액정패널 160 : 백 라이트 유닛
162 : LED 어레이 163 : LED군
164 : 광학시트
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 적어도 5색의 발광 다이오드를 포함하여 LED 백 라이트 유닛을 이용하여 액정패널의 색재현율을 높일 수 있도록 한 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백 라이트 유닛(Back Light Unit)에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 액정 표시장치는 데이터 신호에 따라 액정층에 전계를 형성하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 데이터 신호는 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가되어 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임 별로, 행 별로, 또는 도트(dot) 별로 극성이 반전된다.
이와 같은 액정 표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색 도트로 하나의 단위픽셀이 매트릭스 형태로 배치된 액정패널을 포함한다. 액정 표시장치는 액정패널을 투과하는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색 도트로부터의 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 혼합하여 하나의 컬러 화상을 구현하게 된다. 이를 위해, 종래의 액정 표시장치는 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 가지게 된다.
백 라이트 유닛은 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 따라 형광 램프 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 LED라 함)를 이용한 백 라이트 유닛이 제안되었다.
LED를 이용한 백 라이트 유닛은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED를 이용하여 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 혼합하여 백색광을 액정패널에 조사하게 된다.
그러나, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색 도트로 하나의 단위픽셀을 표시하는 일반적인 액정 표시장치에서는 광 효율이 저하되는 단점이 발생한다. 구체적으로, 적색, 녹색 및 청색 각각의 서브 픽셀에 배치된 컬러필터는 인가되는 빛의 1/3 정도만 투과시키기 때문에 전체적으로 광 효율이 떨어지게 된다.
이에 따라, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 4색 도트로 하나의 단위픽셀을 구성하는 RGBW 유형의 액정 표시장치가 제안되었다.
RGBW 유형의 액정 표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이 4색 도트가 스트라이프 형태로 배치되거나 도 3에 도시된 바와 같이 4색 도트가 쿼드(Quad) 형태로 배치될 수 있다.
RGBW 유형의 액정 표시장치에서 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 도트 각각에는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터가 형성되는 반면에 백색(W) 도트에는 컬러필터가 형성되지 않는다.
이러한, RGBW 유형의 액정 표시장치는 형광 램프를 이용한 백 라이트 유닛에 의해 발생되는 백색광을 액정패널에 조사하게 된다. 즉, RGBW 유형의 액정 표시장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 도트를 투과하는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 혼합에 의한 백색 광에 백색(W) 도트를 투과하는 백색 광을 혼합함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그러나, RGBW 유형의 액정 표시장치는 현재까지 LED를 이용한 백 라이트 유닛이 적용된 사례가 없다.
또한, RGBW 유형의 액정 표시장치는 적색 광, 녹색 광, 청색 광 및 백색 광을 이용하여 컬러 화상을 표시함으로써 색재현율의 범위를 넓히는데 한계가 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 적어도 5색의 발광 다이오드를 포함하여 LED 백 라이트 유닛을 이용하여 액정패널의 색재현율을 높일 수 있도록 한 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널과, 적어도 5색의 발광 다이오드를 이용 하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛은 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드와, 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드로 구성된 복수의 발광 다이오드군을 포함하는 발광 다이오드 어레이와; 상기 발광 다이오드 어레이와 상기 액정패널 사이에 배치되는 복수의 광학시트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널과, 외부로부터의 3색 입력 데이터를 상기 4색 데이터로 변환하는 데이터 변환부와, 상기 4색 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 각 서브픽셀에 공급하는 데이터 드라이버와, 상기 각 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 게이트 드라이버와, 상기 데이터 변환부로부터의 4색 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급하며 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 적어도 5색의 발광 다이오드를 이용하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛과, 상기 3색 입력 데이터에 따라 상기 백 라이트 유닛을 제어하는 발광 다이오드 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 변환부는 외부로부터 입력되는 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 데이터 증폭부와, 상기 3색 증폭 데이터의 공통 성분을 백색 데이터로 추출하는 공통 성분 추출부와, 상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 제 1 내지 제 3색 데이터를 생성하는 감산부를 구비하고, 상기 4색 데이터는 상기 제 1 내지 제 3색 데이터와 상기 백색 데이터인 것을 특징으로 한다.
상기 발광 다이오드 제어부는 상기 3색 입력 데이터에서 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 비율에 따라 청록색 비율신호, 노란색 비율신호 및 심홍색 비율신호 중 적어도 2색의 비율신호를 생성하는 색 비율 판별부와, 상기 적어도 2개의 비율신호 각각에 대응되는 적어도 2개의 발광신호를 생성하는 디밍신호 생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 청록색 비율신호는 녹색/적색 : 청색/적색의 비율에 의해 생성되고, 상기 노란색 비율신호는 녹색/청색 : 적색/청색의 비율에 의해 생성되고, 상기 심홍색 비율신호는 적색/녹색 : 청색/녹색의 비율에 의해 생성되는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛은 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드와, 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드로 구성된 복수의 발광 다이오드군을 포함하는 발광 다이오드 어레이와; 설정된 3색 발광신호에 따라 상기 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드를 발광시킴과 아울러 상기 적어도 2개의 비율신호에 따라 상기 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드를 발광시키는 발광 다이오드 어레이 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널의 구동방법에 있어서, 외부로부터의 3색 입력 데이터를 4색 데이터로 변환하는 단계와, 상기 각 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 단계와, 상기 스캔펄스에 동기되도록 상기 4색 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 각 서브 픽셀에 공급하는 단계와, 적어도 5색의 발광 다이오드를 가지는 백 라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동방법은 상기 3색 입력 데이터에 따라 상기 백 라이트 유닛을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 3색 입력 데이터를 4색 데이터로 변환하는 단계는 외부로부터 입력되는 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 단계와, 상기 3색 증폭 데이터의 공통 성분을 백색 데이터로 추출하는 단계와, 상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 제 1 내지 제 3색 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 4색 데이터는 상기 제 1 내지 제 3색 데이터와 상기 백색 데이터인 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트 유닛을 제어하는 단계는 상기 3색 입력 데이터에서 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 비율에 따라 청록색 비율신호, 노란색 비율신호 및 심홍색 비율신호 중 적어도 2색의 비율신호를 생성하는 단계와, 상기 적어도 2개의 비율신호 각각에 대응되는 적어도 2개의 발광신호를 생성하는 단계와, 설정된 3색 발광신호에 따라 상기 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드를 발광시킴과 아울러 상기 적어도 2개의 비율신호에 따라 상기 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드를 발광시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 청록색 비율신호는 녹색/적색 : 청색/적색의 비율에 의해 생성되고, 상기 노란색 비율신호는 녹색/청색 : 적색/청색의 비율에 의해 생성되고, 상기 심홍색 비율신호는 적색/녹색 : 청색/녹색의 비율에 의해 생성되는 것을 특징으로 한 다.
이하에서, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치는 4색의 서브픽셀을 포함하는 액정패널(102)과, 5색의 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 LED라 함)를 이용하여 액정패널(102)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(160)을 구비한다.
액정패널(102)은 매트릭스 형태로 배치된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 픽셀들을 포함한다. 이때, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 픽셀들 각각에는 각 색에 대응되는 컬러필터가 형성되는 반면에, 백색(W) 서브 픽셀에는 별도의 컬러필터가 배치되지 않는다. 그리고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 픽셀들은 동일한 면적 비율 또는 다른 면적 비율의 스트라이프(Stripe) 구조 또는 쿼드 구조를 갖는다.
백 라이트 유닛(160)는 5색의 LED로 구성된 복수의 LED군(163)을 포함하는 LED 어레이(162)와, LED 어레이(162) 상에 배치되어 LED 어레이(162)로부터의 광의 휘도 및 효율을 향상시켜 액정패널(102)에 조사하는 복수의 광학시트(164)를 구비한다.
복수의 LED군(163) 각각은 액정패널(102) 배면 전체에 균일하게 광이 조사될 수 있도록 인쇄회로기판 상에 매트릭스 형태로 배치된다. 복수의 LED군(163)은 적색(Red) 광을 발생하는 적색 LED, 녹색(Green) 광을 발생하는 녹색 LED, 청색(Blue) 광을 발생하는 청색 LED, 청록색(Cyan) 광을 발생하는 청록색 LED 및 노란색(Yellow) 광을 발생하는 노란색 LED를 구비한다.
복수의 광학시트(164)는 LED 어레이(162)로부터 입사되는 광을 확산시키는 적어도 하나의 확산시트(또는 확산판)와, 확산시트에 의해 확산된 광이 액정패널(102) 쪽으로 진행하도록 광의 경로를 변환하여 광의 효율을 향상시키는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함한다.
이와 같은, 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치는 5색의 LED를 가지는 복수의 LED군(163)을 이용하여 적색, 녹색 및 청색 광이 혼합된 백색 광, 청록색 광 및 노란색 광을 액정패널(102)에 조사함으로써 멀티 프리마리(Multi Primary)를 구현하여 색재현율을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 그의 구동장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 도 4와 결부하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 그의 구동장치는 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 4색의 서브 픽셀영역마다 형성된 액정셀을 포함하는 액정패널(102)과; 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 화상신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(104)와; 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(106)와; 입력되는 3색 입력 데이터(RI, GI, BI)를 4색 입력 데이터(RGBW)를 변환하기 위한 데이터 변환부(110)와; 데이터 변환부(110)로부터의 4색 데이터(RGBW)를 정렬하여 데이터 드라이버(104)에 공급하며 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(104)를 제어함과 동시에 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 게이트 드라이버(106)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(108)와, 5색의 LED를 이용하여 액정패널(102)에 광을 조사하는 LED 백 라이트 유닛(140)과, 3색 입력 데이터(RI, GI, BI)에 따라 백 라이트 유닛(140)을 제어하는 LED 제어부(120)를 구비한다.
액정패널(102)은 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)에 접속되는 액정셀들을 구비한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터 신호를 액정셀로 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막 트랜지스터(TFT)에 접속된 서브 픽셀전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 또한, 액정셀은 액정 커패시터(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.
이러한, 액정패널(102)은 도 4에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배치된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 픽셀들을 포함한다. 이때, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 픽셀들 각각에는 각 색에 대응되는 컬러필터가 형성되는 반면에, 백색(W) 서브 픽셀에는 별도의 컬러필터가 배치되지 않는다. 그리고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 픽셀들은 동일한 면적 비율 또는 다른 면적 비율의 스트라이프 구조 또는 쿼드 구조를 갖는다.
데이터 변환부(110)는 도 6에 도시된 바와 같이 데이터 증폭부(200), 공통 성분 추출부(210) 및 감산부(220)를 구비한다.
데이터 증폭부(200)는 아래의 수학식 1과 같이 외부로부터 입력되는 3색 입력 데이터(RI, GI, BI) 각각에 외부로부터 입력되는 게인 값(G)을 곱셈 연산하여 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba)를 생성한다.
Ra=RI×G
Ga=GI×G
Ba=BI×G
공통 성분 추출부(210)는 데이터 증폭부(200)로부터 입력되는 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba)의 공통 성분을 백색 데이터(W)로 추출하여 감산부(220)에 공급한다.
감산부(220)는 아래의 수학식 2와 같이 데이터 증폭부(200)로부터 입력되는 3색 증폭 데이터(Ra, Ga, Ba) 각각에서 감산부(220)로부터 공급되는 백색 데이터(W)를 감산하여 3색 데이터(RGB)를 생성한다.
R=Ra - W
G=Ga - W
B=Ba - W
이러한, 데이터 변환부(110)는 공통 성분 추출부(210)에서 생성되는 백색 데이터(W)와 감산부(220)에서 생성되는 3색 데이터(RGB)를 4색 데이터(RGBW)하여 타이밍 컨트롤러(108)에 공급한다.
도 5에서, 타이밍 컨트롤러(108)는 데이터 변환부(110)로부터 공급되는 4색 데이터(RGBW)를 액정패널(102)의 구동에 알맞은 4색 데이터(Data)로 정렬하여 데이터 드라이버(104)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(108)는 외부로부터 입력되는 메인클럭(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 데이터 제어신호(DCS)와 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 데이터 드라이버(104)와 게이트 드라이버(106) 각각의 구동 타이밍을 제어한다.
데이터 드라이버(104)는 타이밍 컨트롤러(108)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(108)로부터 정렬된 4색 데이터(Data)를 아날로그 신호인 화상신호로 변환하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 화상신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(104)는 4색 데이터(Data)의 계조 값에 따라 소정 레벨을 가지는 감마전압을 선택하고, 선택된 감마전압을 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 공급한다.
게이트 드라이버(106)는 타이밍 컨트롤러(108)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 중 게이트 스타트 펄스(GSP)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터를 포함한다. 이 스캔펄스에 응답하여 박막 트랜지스터(TFT)는 턴-온된다.
LED 제어부(120)는 도 7에 도시된 바와 같이 색 비율 판별부(230) 및 디밍신호 설정부(240)를 포함한다.
색 비율 판별부(230)는 외부로부터 입력되는 한 프레임의 3색 입력 데이터(RI, GI, BI)에서 청록색 비율에 따른 청록색 비율신호(DR_C)과 노란색 비율에 따른 노란색 비율신호(DR_Y)를 생성한다.
구체적으로, 청록색 비율신호(DR_C)는 아래의 수학식 3과 같이 녹색과 청색의 비율에 의해 생성된다.
Figure 112005078087199-pat00001
또한, 노란색 비율신호(DR_Y)는 아래의 수학식 4와 같이 녹색과 적색의 비율에 의해 생성된다.
Figure 112005078087199-pat00002
디밍신호 설정부(240)는 색 비율 판별부(230)로부터의 청록색 비율신호(DR_C)에 대응되는 청록색 디밍신호(Dim_C)를 설정하여 LED 백 라이트 유닛(140)에 공급한다. 또한, 디밍신호 설정부(240)는 색 비율 판별부(230)로부터의 노란색 비율신호(DR_Y)에 대응되는 노란색 디밍신호(Dim_Y)를 설정하여 LED 백 라이트 유닛(140)에 공급한다.
여기서, 데이터 변환부(110) 및 LED 제어부(120)는 타이밍 컨트롤러(108)에 내장될 수 있다.
도 5에서, 백 라이트 유닛(140)은 적색, 녹색, 청색, 청록색 및 노란색 LED(R, G, B, C, Y)로 구성된 복수의 LED군을 포함하는 LED 어레이(162)와, LED 어레이(162)를 구동하기 위한 LED 어레이 구동부(150)를 구비한다.
LED 어레이 구동부(150)는 화이트 밸런스에 대응되는 설정된 적색, 녹색 및 청색 디밍신호에 따라 적색 발광신호(VR), 녹색 발광신호(VG) 및 청색 발광신호(VB)를 발생하여 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B) 각각을 발광시킨다.
그리고, LED 어레이 구동부(150)는 LED 제어부(120)로부터 공급되는 청록색 디밍신호(Dim_C)에 대응되는 청록색 발광신호(VC)를 발생하여 청록색 LED(C)를 발광시킨다. 또한, LED 어레이 구동부(150)는 LED 제어부(120)로부터 공급되는 노란색 디밍신호(Dim_Y)에 대응되는 노란색 발광신호(VY)를 발생하여 노란색 LED(Y)를 발광시킨다.
LED 어레이(162)는 액정패널(102)의 배면과 마주보도록 액정패널(102)에 배치된다.
복수의 LED군 각각은 액정패널(102) 배면 전체에 균일하게 광이 조사될 수 있도록 인쇄회로기판 상에 매트릭스 형태로 배치된다.
복수의 LED군 각각은 적색 광을 발생하는 적색 LED(R), 녹색 광을 발생하는 녹색 LED(G), 청색 광을 발생하는 청색 LED(B), 청록색 광을 발생하는 청록색 LED(C) 및 노란색 광을 발생하는 노란색 LED(Y)를 구비한다.
적색 LED(R)는 LED 어레이 구동부(150)로부터 공급되는 적색 발광신호(VR)에 따라 발광하여 적색 광을 발생한다.
녹색 LED(G)는 LED 어레이 구동부(150)로부터 공급되는 녹색 발광신호(VG)에 따라 발광하여 녹색 광을 발생한다.
청색 LED(B)는 LED 어레이 구동부(150)로부터 공급되는 청색 발광신호(VB)에 따라 발광하여 청색 광을 발생한다.
청록색 LED(C)는 LED 어레이 구동부(150)로부터 공급되는 청록색 발광신호(VC)에 따라 발광하여 청록색 광을 발생한다.
노란색 LED(Y)는 LED 어레이 구동부(150)로부터 공급되는 노란색 발광신호(VY)에 따라 발광하여 노란색 광을 발생한다.
복수의 LED군 각각은 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B) 각각에서 발생되는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 혼합하여 백색 광을 액정패널(102)에 조사한다.
또한, 복수의 LED군 각각은 청록색 LED(C) 및 노란색 LED(Y) 각각에서 발생되는 청록색 광 및 노란색 광을 액정패널(102)에 조사한다.
한편, 백 라이트 유닛(140)은 LED 어레이(162)와 액정패널(102) 사이에 배치된 복수의 광학시트를 더 포함한다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법은 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B)를 이용하여 백색 광을 액정패널(102)에 광을 조사함과 아울러 입력 데이터(RI, GI, BI)에서 청록색(C)과 노 란색(Y)의 비율에 따라 청록색 LED(C) 및 노란색 LED(Y)를 발광시켜 청록색 광 및 노란색 광을 액정패널(102)에 조사함으로써 멀티 프리마리를 구현하여 색재현율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법에서 LED 어레이(162)의 각 LED군 각각은 적색 LED와 녹색 LED 및 청색 LED와, 청록색 LED와 노란색 LED 및 심홍색(Magenta) LED 중 어느 2개의 LED로 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치는 4색의 서브픽셀을 포함하는 액정패널(102)과, 6색의 LED를 이용하여 액정패널(102)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(360)을 구비한다.
액정패널(102)은 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
백 라이트 유닛(360)은 6색의 LED로 구성된 복수의 LED군(363)을 포함하는 LED 어레이(362)와, LED 어레이(362) 상에 배치되어 LED 어레이(362)로부터의 광의 휘도 및 효율을 향상시켜 액정패널(102)에 조사하는 복수의 광학시트(164)를 구비한다.
복수의 LED군(363) 각각은 액정패널(102) 배면 전체에 균일하게 광이 조사될 수 있도록 인쇄회로기판 상에 매트릭스 형태로 배치된다. 복수의 LED군(363)은 적 색 광을 발생하는 적색 LED, 녹색 광을 발생하는 녹색 LED, 청색 광을 발생하는 청색 LED, 청록색 광을 발생하는 청록색 LED, 노란색 광을 발생하는 노란색 LED 및 심홍색 광을 발생하는 심홍색 LED를 구비한다.
복수의 광학시트(164)는 LED 어레이(362)로부터 입사되는 광을 확산시키는 적어도 하나의 확산시트(또는 확산판)와, 확산시트에 의해 확산된 광이 액정패널(102) 쪽으로 진행하도록 광의 경로를 변환하여 광의 효율을 향상시키는 적어도 하나의 프리즘 시트를 포함한다.
이와 같은, 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치는 6색의 LED를 가지는 복수의 LED군(363)을 이용하여 적색, 녹색 및 청색 광이 혼합된 백색 광과, 청록색 광 , 노란색 광 및 심홍색 광을 액정패널(102)에 조사함으로써 멀티 프리마리를 구현하여 색재현율을 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 그의 구동장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9를 도 8과 결부하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 그의 구동장치는 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 4색의 서브 픽셀영역마다 형성된 액정셀을 포함하는 액정패널(102)과; 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 화상신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(104)와; 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(106)와; 입력되는 3색 입력 데이터(RI, GI, BI)를 4색 입력 데이터(RGBW)를 변환하기 위한 데이터 변환부(110)와; 데이터 변환부(110)로부터의 4색 데이터 (RGBW)를 정렬하여 데이터 드라이버(104)에 공급하며 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(104)를 제어함과 동시에 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 게이트 드라이버(106)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(108)와, 6색의 LED를 이용하여 액정패널(102)에 광을 조사하는 LED 백 라이트 유닛(340)과, 3색 입력 데이터(RI, GI, BI)에 따라 백 라이트 유닛(340)을 제어하는 LED 제어부(320)를 구비한다.
여기서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 그의 구동장치에서 LED 백 라이트 유닛(340) 및 LED 제어부(320)를 제외한 다른 구성은 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시장치 및 그의 구동장치와 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, LED 백 라이트 유닛(340) 및 LED 제어부(320)를 제외한 다른 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
LED 제어부(320)는 도 10에 도시된 바와 같이 색 비율 판별부(430) 및 디밍신호 설정부(440)를 포함한다.
색 비율 판별부(430)는 외부로부터 입력되는 한 프레임의 3색 입력 데이터(RI, GI, BI)에서 청록색 비율에 따른 청록색 비율신호(DR_C)과 노란색 비율에 따른 노란색 비율신호(DR_Y) 및 심홍색 비율에 따른 심홍색 비율신호(DR_M)를 생성한다.
구체적으로, 청록색 비율신호(DR_C)는 상술한 수학식 3과 같이 녹색과 청색의 비율에 의해 생성되고, 노란색 비율신호(DR_Y)는 상술한 수학식 4와 같이 녹색과 적색의 비율에 의해 생성된다.
그리고, 심홍색 비율신호(DR_M)는 아래의 수학식 5와 같이 적색과 청색의 비 율에 의해 생성된다
Figure 112005078087199-pat00003
디밍신호 설정부(440)는 색 비율 판별부(430)로부터의 청록색 비율신호(DR_C)에 대응되는 청록색 디밍신호(Dim_C)를 설정하여 LED 백 라이트 유닛(340)에 공급한다. 그리고, 디밍신호 설정부(440)는 색 비율 판별부(430)로부터의 노란색 비율신호(DR_Y)에 대응되는 노란색 디밍신호(Dim_Y)를 설정하여 LED 백 라이트 유닛(340)에 공급한다. 또한, 디밍신호 설정부(440)는 색 비율 판별부(430)로부터의 심홍색 비율신호(DR_M)에 대응되는 심홍색 디밍신호(Dim_M)를 설정하여 LED 백 라이트 유닛(340)에 공급한다.
도 9에서, 백 라이트 유닛(340)은 적색, 녹색, 청색, 청록색, 노란색 및 심홍색 LED(R, G, B, C, Y, M)로 구성된 복수의 LED군을 포함하는 LED 어레이(362)와, LED 어레이(362)를 구동하기 위한 LED 어레이 구동부(350)를 구비한다.
LED 어레이 구동부(350)는 화이트 밸런스에 대응되는 설정된 적색, 녹색 및 청색 디밍신호에 따라 적색 발광신호(VR), 녹색 발광신호(VG) 및 청색 발광신호(VB)를 발생하여 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B) 각각을 발광시킨다.
LED 어레이 구동부(350)는 LED 제어부(320)로부터 공급되는 청록색 디밍신호(Dim_C)에 대응되는 청록색 발광신호(VC)를 발생하여 청록색 LED(C)를 발광시킨다. 그리고, LED 어레이 구동부(350)는 LED 제어부(320)로부터 공급되는 노란색 디밍신 호(Dim_Y)에 대응되는 노란색 발광신호(VY)를 발생하여 노란색 LED(Y)를 발광시킨다. 또한, LED 어레이 구동부(350)는 LED 제어부(320)로부터 공급되는 심홍색 디밍신호(Dim_M)에 대응되는 심홍색 발광신호(VM)를 발생하여 심홍색 LED(M)를 발광시킨다.
LED 어레이(362)는 액정패널(102)의 배면과 마주보도록 액정패널(102)에 배치된다.
복수의 LED군 각각은 액정패널(102) 배면 전체에 균일하게 광이 조사될 수 있도록 인쇄회로기판 상에 매트릭스 형태로 배치된다.
복수의 LED군 각각은 적색 광을 발생하는 적색 LED(R), 녹색 광을 발생하는 녹색 LED(G), 청색 광을 발생하는 청색 LED(B), 청록색 광을 발생하는 청록색 LED(C), 노란색 광을 발생하는 노란색 LED(Y) 및 심홍색 광을 발생하는 심홍색 LED(M)를 구비한다.
적색 LED(R)는 LED 어레이 구동부(350)로부터 공급되는 적색 발광신호(VR)에 따라 발광하여 적색 광을 발생한다.
녹색 LED(G)는 LED 어레이 구동부(350)로부터 공급되는 녹색 발광신호(VG)에 따라 발광하여 녹색 광을 발생한다.
청색 LED(B)는 LED 어레이 구동부(350)로부터 공급되는 청색 발광신호(VB)에 따라 발광하여 청색 광을 발생한다.
청록색 LED(C)는 LED 어레이 구동부(350)로부터 공급되는 청록색 발광신호(VC)에 따라 발광하여 청록색 광을 발생한다.
노란색 LED(Y)는 LED 어레이 구동부(350)로부터 공급되는 노란색 발광신호(VY)에 따라 발광하여 노란색 광을 발생한다.
심홍색 LED(M)는 LED 어레이 구동부(350)로부터 공급되는 심홍색 발광신호(VM)에 따라 발광하여 심홍색 광을 발생한다.
복수의 LED군 각각은 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B) 각각에서 발생되는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 혼합하여 백색 광을 액정패널(102)에 조사한다.
또한, 복수의 LED군 각각은 청록색 LED(C), 노란색 LED(Y) 및 심홍색 LED(M) 각각에서 발생되는 청록색 광, 노란색 광 및 심홍색 광을 액정패널(102)에 조사한다.
한편, 백 라이트 유닛(340)은 LED 어레이(362)와 액정패널(102) 사이에 배치된 복수의 광학시트를 더 포함한다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법은 적색 LED(R), 녹색 LED(G) 및 청색 LED(B)를 이용하여 백색 광을 액정패널(102)에 광을 조사함과 아울러 입력 데이터(RI, GI, BI)에서 청록색(C), 노란색(Y) 및 심홍색(M) 각각의 비율에 따라 청록색 LED(C), 노란색 LED(Y) 및 심홍색 LED(M)를 발광시켜 청록색 광, 노란색 광 및 심홍색 광을 액정패널(102)에 조사함으로써 멀티 프리마리를 구현하여 색재현율을 높일 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치 환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치와 그의 구동장치 및 구동방법은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 이용하여 백색 광을 액정패널에 광을 조사함과 아울러 입력 데이터에서 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 비율에 따라 청록색 LED, 노란색 LED 및 심홍색 LED 중 적어도 2색의 LED를 발광시켜 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 광을 액정패널에 조사함으로써 멀티 프리마리를 구현하여 색재현율을 높일 수 있다.

Claims (12)

  1. 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널과,
    적어도 5색의 발광 다이오드를 이용하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비하며,
    상기 백 라이트 유닛은, 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드와, 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드로 구성된 복수의 발광 다이오드군을 포함하며,
    상기 백 라이트 유닛은, 상기 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 이용하여 백색 광을 생성하고, 그리고 3색 입력 데이터에 따라 상기 적어도 2색의 발광 다이오드를 제어함을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛은;
    상기 복수의 발광 다이오드군과 상기 액정패널 사이에 배치되는 복수의 광학시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  3. 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널과,
    외부로부터의 3색 입력 데이터를 4색 데이터로 변환하는 데이터 변환부와,
    상기 4색 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 각 서브픽셀에 공급하는 데이터 드라이버와,
    상기 각 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 게이트 드라이버와,
    상기 데이터 변환부로부터의 4색 데이터를 정렬하여 상기 데이터 드라이버에 공급하며 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러와,
    적어도 5색의 발광 다이오드를 이용하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛과,
    상기 3색 입력 데이터에 따라 상기 백 라이트 유닛을 제어하는 발광 다이오드 제어부를 구비하며,
    상기 백 라이트 유닛은, 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드와, 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드로 구성된 복수의 발광 다이오드군을 포함하는 발광 다이오드 어레이와, 그리고 상기 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 이용하여 백색 광을 생성하고, 그리고 상기 3색 입력 데이터에 따라 상기 적어도 2색의 발광 다이오드를 제어하는 발광 다이오드 어레이 구동부를 포함함을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    외부로부터 입력되는 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 데이터 증폭부와,
    상기 3색 증폭 데이터의 공통 성분을 백색 데이터로 추출하는 공통 성분 추출부와,
    상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 제 1 내지 제 3색 데이터를 생성하는 감산부를 구비하고,
    상기 4색 데이터는 상기 제 1 내지 제 3색 데이터와 상기 백색 데이터인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 제어부는,
    상기 3색 입력 데이터에서 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 비율에 따라 청록색 비율신호, 노란색 비율신호 및 심홍색 비율신호 중 적어도 2색의 비율신호를 생성하는 색 비율 판별부와,
    상기 적어도 2개의 비율신호 각각에 대응되는 적어도 2개의 발광신호를 생성하는 디밍신호 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 청록색 비율신호는 녹색/적색 : 청색/적색의 비율에 의해 생성되고,
    상기 노란색 비율신호는 녹색/청색 : 적색/청색의 비율에 의해 생성되고,
    상기 심홍색 비율신호는 적색/녹색 : 청색/녹색의 비율에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 어레이 구동부는, 설정된 3색 발광신호에 따라 상기 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드를 발광시킴과 아울러 상기 적어도 2개의 비율신호에 따라 상기 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드를 발광시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
  8. 4색의 서브픽셀들을 포함하는 액정패널의 구동방법에 있어서,
    외부로부터의 3색 입력 데이터를 4색 데이터로 변환하는 단계와,
    상기 각 서브픽셀에 스캔펄스를 공급하는 단계와,
    상기 스캔펄스에 동기되도록 상기 4색 데이터 각각을 화상신호로 변환하여 상기 각 서브픽셀에 공급하는 단계와,
    적어도 5색의 발광 다이오드를 가지는 백 라이트 유닛을 구동하여 상기 액정패널에 광을 조사하는 단계와,
    상기 3색 입력 데이터에 따라 상기 백 라이트 유닛을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 적어도 5색의 발광 다이오드는, 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드와, 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드로 구성되며,
    상기 백 라이트 유닛을 제어하는 단계는, 상기 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 이용하여 백색 광을 생성하고, 그리고 상기 3색 입력 데이터에 따라 상기 적어도 2색의 발광 다이오드를 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 3색 입력 데이터를 4색 데이터로 변환하는 단계는,
    외부로부터 입력되는 게인 값에 따라 상기 3색 입력 데이터를 증폭하여 3색 증폭 데이터를 생성하는 단계와,
    상기 3색 증폭 데이터의 공통 성분을 백색 데이터로 추출하는 단계와,
    상기 3색 증폭 데이터 각각에서 상기 백색 데이터를 감산하여 제 1 내지 제 3색 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 4색 데이터는 상기 제 1 내지 제 3색 데이터와 상기 백색 데이터인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛을 제어하는 단계는,
    상기 3색 입력 데이터에서 청록색, 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 비율에 따라 청록색 비율신호, 노란색 비율신호 및 심홍색 비율신호 중 적어도 2색의 비율신호를 생성하는 단계와,
    상기 적어도 2개의 비율신호 각각에 대응되는 적어도 2개의 발광신호를 생성하는 단계와,
    설정된 3색 발광신호에 따라 상기 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드를 발광시킴과 아울러 상기 적어도 2개의 비율신호에 따라 상기 청록색과 노란색 및 심홍색 중 적어도 2색의 발광 다이오드를 발광시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 청록색 비율신호는 녹색/적색 : 청색/적색의 비율에 의해 생성되고,
    상기 노란색 비율신호는 녹색/청색 : 적색/청색의 비율에 의해 생성되고,
    상기 심홍색 비율신호는 적색/녹색 : 청색/녹색의 비율에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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