KR100656903B1 - 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치이다.

데이터 드라이버는 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키고, LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 랜덤하게 반전 구동시키는 복수의 데이터 구동 전압을 출력한다. 이때 랜덤 REV 발생기는 수평 동기 신호의 1주기를 기본 주파수로 랜덤하게 체배한 극성 신호인 복수의 랜덤 REV 신호를 출력하고, 데이터 드라이브 IC는 복수의 랜덤 REV 신호를 제공받아 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키는 복수의 데이터 구동 전압을 각각 출력한다.

그 결과, 데이터 드라이버 IC 출력단 극성을 정하는 신호인 극성 신호를 1수평 주기를 기본 주파수로한 체배 성분으로 임의의 랜덤 신호를 인가함으로써 도트 패턴시 인지되는 플리커링 현상을 제거할 수 있다.

플리커링, 타이밍 제어, 주파수 체배, 감마 전압, 랜덤, 도트 반전

Description

플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치{Liquid crystal display apparatus for reduction of flickering}

도 1a 내지 도 1b는 종래의 1*1 도트 반전 구동을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 랜덤 REV 발생기로부터 출력되는 복수의 REV 신호를 설명하기 위한 파형도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치의 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 600 : 타이밍 제어부 200 : 계조 전압 발생부

300, 700 : 데이터 드라이버 310, 610 : 랜덤 REV 발생기

320 : 데이터 드라이브 IC부 400 : 게이트 구동 전압 발생부

450 : 게이트 드라이버 500 : LCD 패널

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량화, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(CRT) 대신에 액정 표시 장치(LCD)와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 개발되고 있으며, 다양한 분야에서 실용화되고 있다.

LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 LCD는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 장치 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.

일반적으로 LCD는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 선과 이 게이트 선에 교차하여 형성되며 화상 데이터를 전달하는 데이터 선을 포함하며, 이들 게이트 선과 데이터 선에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 게이트 선과 데이터 선과 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소를 포함한다.

이러한 LCD에서 각 화소에 화상 데이터를 인가하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 게이트 선들에 순차적으로 주사 신호인 게이트 온 신호를 인가하면 이 게이트 선에 연결된 스위칭 소자를 순차적으로 턴 온시키고, 이와 동시에 게이트 선에 대응하는 화소 행에 인가할 화상 신호, 보다 구체적으로는 계조 전압을 각각 데이터 선에 공급한다. 그러면, 데이터 선에 공급된 화상 신호는 턴 온된 스위칭 소자를 통해 각 화소에 인가된다. 이때 한 프레임 주기 동안 모든 게이트 선들에 순차적으로 게이트 온 신호를 인가하여 모든 화소 행에 화소 신호를 인가함으로써, 결국 하나의 프레임의 화상을 표시한다.

일반적으로 액정 물질의 특성상 계속해서 같은 방향의 전계가 인가되면 액정 물질이 열화되는 문제점이 있기 때문에 공통 전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시켜 구동할 필요가 있다. 즉, 어느 한 화소의 인가 전압의 극성이 정극성의 신호 전압을 받았으면 그 다음 프레임에서는 반드시 부극성의 신호 전압을 받아야 한다.

이러한 이유로 인해 TFT-LCD를 반전 구동하기 위해 프레임 단위로 극성을 반전시키는 프레임 반전 구동법(FIM; Frame Inversion Method), 라인 단위로 극성을 반전시키는 라인 반전 구동법(LIM; Line Inversion Method), 컬럼 단위로 극성을 반전시키는 컬럼 반전 구동법(CIM; Column Inversion Method), 화소 단위로 극성을 반전시키는 도트 반전 구동법(DIM; Dot Inversion Method) 등이 채택되어 생산에 적용되고 있다.

그러나 고해상도 경향에 따라 이러한 반전 구동법들이 한계를 보이고 있는데, 라인 반전 구동법은 수평 크로스토크, 컬럼 반전 구동법에서는 수직 크로스토크 문제가 심각하다. 그리고 도트 반전 구동에서는 크로스토크 측면에서는 양호하나 플리커링 문제가 취약한데, 이는 TFT-LCD가 컴퓨터와 같이 그래픽 환경에서 주로 사용되므로 도트 화면 구성을 표시하는 경우가 많기 때문이다.

일반적으로 플리커링(Flickering)은 액정의 충전 극성을 정극성(+)과 부극성(-)을 주기적으로 반전시키는 과정에서 두 극성간의 투과율 차이가 발생할 때 나타나는 화질 특성으로서, 각 도트들이 면적적으로 분포하고, 또 각각의 도트들을 제어하기 위한 전압의 인가가 한쪽 방향으로만 이루어지므로 패널의 길이에 따라 RC 지연이 발생하여 각 도트에 동일한 전압을 인가할 수 없기 때문에 발생하는 현상이다.

이러한 액정의 열화를 막기 위한 반전 구동의 하나로 일반적인 PC사용 환경하에서 많이 나타나는 패턴인 1*1 도트 반전 구동 방식은 도 1a 내지 도 1b에 도시되어 있다.

도 1a는 m번째 프레임을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 (m+1) 번째 프레임을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 1*1 도트 패턴시 종래의 액정 표시 장치에서는 매 프레임이 변환될 때마다 플리커링(껌벅거림) 현상이 시각적으로 인지되어 표시 품질을 저하시키는 요인이다.

이처럼, 아무리 튜닝(Tunning)이 잘된 모듈이라 하더라도 구동 환경의 변화 및 장기간 사용시 플리커링 불량의 정도가 점점 심해지는 경향이 있고, LCD 모듈 개발시 플리커링 현상을 줄이기 위해 많은 노력과 비용을 사용하지만 완전히 제거되지 않는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액정 표시 장치에서 데이터 드라이버 IC의 출력단 극성을 정 하는 신호인 극성 신호를 랜덤 신호로 인가함으로써 도트 패턴시 인지되는 플리커링 현상을 제거하기 위한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치는, 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 이의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하는 LCD 패널과, 상기 게이트 라인의 각각에 게이트 구동 전압을 출력하여 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 복수의 게이트 구동 전압을 출력하는 게이트 드라이버를 포함하여, 프레임마다 상이한 극성이 되도록 반전 구동하는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키고, 상기 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 랜덤하게 반전 구동시키는 복수의 데이터 구동 전압을 출력하는 데이터 드라이버를 포함한다.

또한 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 하나의 특징에 따른 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치는, 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 이의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하는 LCD 패널과, 상기 게이트 라인의 각각에 게이트 구동 전압을 출력하여 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 복수의 게이트 구동 전압을 출력하는 게이트 드라이버를 포함하여, 프레임마다 상이한 극성이 되도록 반전 구동하는 액정 표시 장치에 있어서,

수평 동기 신호의 1주기를 기본 주파수로 랜덤하게 체배한 극성 신호인 적어도 하나 이상의 랜덤 REV 신호를 출력하는 랜덤 REV 발생기를 구비한 타이밍 제어부; 및

상기 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키고, 상기 랜덤 REV 발생기로부터 적어도 하나 이상의 랜덤 REV 신호를 각각 제공받아 상기 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키는 복수의 데이터 구동 전압을 출력하는 데이터 드라이버를 포함한다.

이러한 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치에 의하면, 데이터 드라이버 IC의 출력단 극성을 정하는 신호인 극성 신호를 1수평 주기를 기본 주파수로한 체배 성분으로 임의의 랜덤 신호를 인가함으로써 도트 패턴시 인지되는 플리커링 현상을 제거할 수 있다.

이때 플리커링 현상이 제거하는 개념은 1프레임에서 각각의 도트에 정/부극성의 데이터가 랜덤하게 인가됨으로서 시각적으로 정/부 감마 전압의 불균형을 인지 못하게 한다는 원리이다.

그러면, 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치의 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 플리커를 줄이기 위한 액정 표시 장치는 타이밍 제어부(100), 계조 전압 발생부(200), 데이터 드라이 버(300), 게이트 구동 전압 발생부(400), 게이트 드라이버(450) 및 LCD 패널(500)을 포함한다.

타이밍 제어부(100)는 LCD 모듈 외부의 그래픽 제어부(도시하지 않음)로부터 R, G, B 데이터와 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호(Vsync), 라인 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 데이터가 들어오는 구역을 표시하기 위해 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 신호(DE) 및 메인 클럭 신호(MCLK)를 제공받아 데이터 드라이버(300) 및 게이트 드라이버(450)를 구동하기 위한 디지털 신호를 출력한다.

보다 상세히는, 타이밍 제어부(100)는 그래픽 제어부로부터 넘어오는 디지털 데이터 신호들[R(0:N), G(0:N), B(0:N)]을 데이터 드라이버(300)로 입력 시작을 명령하는 신호(Hstart), 데이터들이 데이터 드라이버(300)에서 아날로그로 변환되고 이 변환된 아날로그 값을 LCD 패널(500)에 인가할 것을 명령하는 신호(LOAD), 데이터 드라이버(300) 내 데이터 쉬프트를 하기 위한 클럭 신호(HCLK)를 데이터 드라이버(300)에 출력한다.

또한 타이밍 제어부(100)는 게이트 드라이버(450)에서 LCD 패널(500)내의 게이트 라인에 게이트 온 신호가 들어가는데 이 신호가 시작되도록 명령하는 Vstart, 게이트 온 신호를 각각의 게이트 라인에 순차적으로 수행하기 위한 게이트 클럭 신호(Gate clk)를 게이트 드라이버(450)에 출력한다.

계조 전압 발생부(200)는 그래픽 제어부로부터 제공되는 RGB 데이터의 비트 수에 따라 디지털 코드 값에 적합한 계조 전압을 발생시켜 데이터 드라이버(300)에 제공한다. 예를 들어, R 데이터가 6비트(R(0:5))로 인가되면, 2⁶=64계조를 만들어내고 64계조의 R을 표현할 수 있게 된다.

데이터 드라이버(300)는 랜덤 REV 발생기(310)와 데이터 드라이브 IC부(320)를 포함하여, 타이밍 제어부(100)로부터 R, G, B 디지털 데이터[R(0:N), G(0:N), B(0:N)]를 제공받아 이를 저장했다가 LCD 패널(500)에 내릴 것을 명령하는 로드 신호(LOAD)가 인가되면, 각각의 데이터에 해당되는 전압을 선택하여 LCD 패널(500)에 그 전압을 전달하기 위한 데이터 전압(V_R1, V_G1, V_B1, V_R2, ..., V_Gn 및 V_Bn)을 출력한다.

이때, 랜덤 REV 발생기(310)는 랜덤한 1 수평 주기를 정수배의 체배 시간의 극성 신호를 데이터 드라이브 IC 부(320)에 출력한다.

또한 데이터 드라이브 IC부(320)는 복수의 데이터 드라이브 IC로 이루어지는데, 각각의 데이터 드라이브 IC는 랜덤 REV 발생기(310)로부터 제공되는 랜덤 REV 신호를 제공받아 불규칙한 출력 극성인 데이터 구동 전압을 LCD 패널의 데이터 라인에 출력한다.

도 3은 본 발명에 따른 랜덤 REV 발생기로부터 출력되는 복수의 REV 신호를 설명하기 위한 파형도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 랜덤 REV 신호(REV1)는 제1 데이터 드라이브 IC에 인가되고, 제2 랜덤 REV 신호(REV2)는 제2 데이터 드라이브 IC에 인가되며, 제3 랜덤 REV 신호(REV3)는 제3 데이터 드라이브 IC에 인가되는 방식으로 각각의 랜덤 REV 신호는 각각의 데이터 드라이브 IC에 인가된다. 이때 각각의 랜덤 REV 신호는 1수평 동기 신호를 기본 주파수로한 체배 성분으로 임의의 랜덤한 신호이다.

게이트 구동 전압 발생부(400)는 게이트 온 신호를 만들기 위한 전압(Von)과, 게이트 오프 신호를 만들기 위한 전압(Voff) 및 TFT내의 데이터 전압차의 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 게이트 드라이버(450)에 출력한다.

게이트 드라이버(450)는 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터, 버퍼 등을 포함하여, 타이밍 제어부(100)로부터 게이트 클럭 신호와 수직 라인 시작 신호를 제공받고, 게이트 구동 전압 발생부(400)로부터 전압(Von, Voff, 및 Vcom)을 제공받아 LCD 패널(500) 상의 각 화소의 전압 값이 화소에 전달되도록 길을 열어준다.

LCD 패널(500)은 게이트 드라이버(450)로부터 제공되는 주사 신호인 게이트 전압(G1, G2, ..., 및 Gm)을 전송하는 다수의 게이트 라인과, 게이트 라인과 교차하여 화상 신호인 데이터 전압(V_R1, V_G1, V_B1, V_R2, ..., V _Gn 및 V_Bn)을 전송하는 다수의 데이터 라인과, 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 각각의 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자와, 스위칭 소자에 연결되어 스위칭 소자의 동작에 응답하는 도트 전극을 포함한다.

이때 도트 전극의 각각은 RGB 중 어느 하나의 도트 전극을 나타내어 매트릭스 타입으로 RGB 도트 전극이 연속 배열(바람직하게는 R 도트, G 도트, B 도트가 연속적으로 배열)되어, 게이트 드라이버(450)로부터 제공되는 게이트 전압(G1, G2, ..., 및 Gm)이 해당 화소에 인가됨에 따라 데이터 드라이버(300)로부터 제공되는 데이터 전압(V_R1, V_G1, V_B1, V_R2, ..., V_Gn 및 V _Bn)에 응답하여 내장된 해당 R, G, B 도트를 구동한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 랜덤 REV 신호를 발생하는 랜덤 REV 발생기를 데이터 드라이버 내에 배치하여 랜덤 REV 발생기로부터 출력되는 복수의 랜덤 REV 신호를 데이터 드라이버 IC의 각각에 인가함으로써 LCD 패널의 데이터 라인 각각에 랜덤한 데이터 구동 전압을 출력할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치의 구성도이다.

도 4에서와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플리커를 줄이기 위한 액정 표시 장치는 랜덤 REV 발생기(610)를 내장하는 타이밍 제어부(600), 계조 전압 발생부(200), 데이터 드라이버(700), 게이트 구동 전압 발생부(400), 게이트 드라이버(450) 및 LCD 패널(500)을 포함하는데, 도 2에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에는 동일한 도면 번호를 부여한다.

도 2와 도 4를 비교하면, 도 2에 도시한 데이터 드라이버(300)에 배치된 랜덤 REV 발생기(310)는 도 4에 도시한 타이밍 제어부(100)에 배치된 랜덤 REV 발생기(610)에 대칭될 뿐 기본 동작은 도 2에서 설명한 요지를 벗어나지 않으므로 보다 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 에서는 복수의 랜덤 REV 신호를 발생하는 랜덤 REV 발생기를 타이밍 제어부에 배치하여, 랜덤 REV 발생기로부터 출력되는 복수의 랜덤 REV 신호를 데이터 드라이버 IC의 각각에 인가함으로써 LCD 패널의 데이터 라인 각각에 랜덤한 데이터 구동 전압을 출력할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 데이터 드라이버 IC의 출력단 극성을 정하는 신호인 극성 신호를 랜덤 신호로 하여 타이밍 제어부에서 인가하거나, 또는 데이터 드라이버에 배치하여 인가함으로써, 도트 패턴시 인지되는 플리커링 현상을 제거할 수 있다.

Claims (3)

1. 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 이의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하는 LCD 패널과, 상기 게이트 라인의 각각에 게이트 구동 전압을 출력하여 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 복수의 게이트 구동 전압을 출력하는 게이트 드라이버를 포함하여, 프레임마다 상이한 극성이 되도록 반전 구동하는 액정 표시 장치에 있어서,

   수평 동기 신호의 1주기를 기본 주파수로 랜덤하게 체배한 극성 신호인 적어도 하나 이상의 랜덤 REV 신호를 출력하는 랜덤 REV 발생기; 및

   상기 랜덤 REV 신호를 각각 제공받아 상기 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키는 복수의 데이터 구동 전압을 출력하는 복수의 데이터 드라이버 IC를 가지는 데이터 드라이버

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치.
2. 삭제
3. 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 이의 동작에 응답하는 도트 전극을 구비하는 LCD 패널과, 상기 게이트 라인의 각각에 게이트 구동 전압을 출력하여 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 복수의 게이트 구동 전압을 출력하는 게이트 드라이버를 포함하여, 프레임마다 상이한 극성이 되도록 반전 구동하는 액정 표시 장치에 있어서,

   수평 동기 신호의 1주기를 기본 주파수로 랜덤하게 체배한 극성 신호인 적어도 하나 이상의 랜덤 REV 신호를 출력하는 랜덤 REV 발생기를 구비한 타이밍 제어부; 및

   상기 랜덤 REV 발생기로부터 상기 적어도 하나 이상의 랜덤 REV 신호를 제공받아 상기 LCD 패널상에 연속 배열된 도트의 극성을 반전 구동시키는 복수의 데이터 구동 전압을 출력하는 데이터 드라이버

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플리커링을 줄이기 위한 액정 표시 장치.

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