KR20180018939A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 표시 패널;영상 데이터 신호 및 입력 주파수 정보를 입력 받고, 영상 데이터 신호, 및 타이밍 제어 신호를 출력하는 주파수 조절부; 주파수 조절부는, 영상 데이터 신호를 입력 받는 영상 처리부; 영상 데이터 신호가 저장되는 프레임 메모리; 입력 주파수 정보를 입력 받아 입력 주파수가 변동할 경우,　입력 주파수의 변동량을 기초로 수학식　1　및 수학식　2에 의하여 처리하여 출력 주파수를 결정하는 출력 주파수 결정부;　및 영상 처리부로부터 영상 데이터 신호를 입력 받고 출력 주파수 결정부로부터 출력 주파수 정보를 입력 받아, 영상 데이터 신호 및 타이밍 제어 신호를 출력하는 영상 출력부;를 포함한다.
[수학식 1]
Figure pat00016

(K: 가중치, FREQ: 입력 주파수, P_FREQ: 출력 주파수 결정부에 저장된 출력 주파수, M_FREQ: 표시 패널을 구동 가능한 주파수 중 최대 주파수, SLOPE, OFFSET: 변화 속도 상수)
[수학식 2]
Figure pat00017

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 변동하는 주파수에 의해 구동되는 표시 장치에서 발생하는 플리커를 방지하기 위한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 대한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
이러한 표시 장치는 영상 데이터 신호에 따라 서로 다른 주파수로 구동될 수 있다. 서로 다른 주파수로 구동되는 경우, 주파수에 따라 화소 전극의 충전율이 달라진다. 이에 따라, 주파수가 변하는 시점에 휘도 차이가 발생하여 플리커가 시인될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주파수의 변화로 인한 플리커를 방지할 수 있는 표시 장치 및 이의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는, 표시 패널;영상 데이터 신호 및 입력 주파수 정보를 입력 받고, 영상 데이터 신호, 및 타이밍 제어 신호를 출력하는 주파수 조절부; 주파수 조절부는, 영상 데이터 신호를 입력 받는 영상 처리부; 영상 데이터 신호가 저장되는 프레임 메모리; 입력 주파수 정보를 입력 받아 입력 주파수가 변동할 경우,　입력 주파수의 변동량을 기초로 수학식　1　및 수학식　2에 의하여 처리하여 출력 주파수를 결정하는 출력 주파수 결정부;　및 영상 처리부로부터 영상 데이터 신호를 입력 받고 출력 주파수 결정부로부터 출력 주파수 정보를 입력 받아, 영상 데이터 신호 및 타이밍 제어 신호를 출력하는 영상 출력부;를 포함한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
(K: 가중치, FREQ: 입력 주파수, P_FREQ: 출력 주파수 결정부에 저장된 출력 주파수, M_FREQ: 표시 패널을 구동 가능한 주파수 중 최대 주파수, SLOPE, OFFSET: 변화 속도 상수)
[수학식 2]
Figure pat00002
수학식 1의 SLOPE 및 OFFSET은 0보다 크고 1보다 작을 수 있다.
수학식 1의 SLOPE 및 OFFSET은 0.4이상 0.6이하이고, OFFSET은 0.1이상 0.3이하일 수 있다.
수학식 1의 M_FREQ는 144일 수 있다.
출력 주파수 결정부는 주파수 저장부를 더 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러를 더 포함하고, 타이밍 컨트롤러는 상기 주파수 조절부를 포함할 수 있다.
스케일러를 더 포함하고, 스케일러는 주파수 조절부를 포함하는 표시 장치.
입력 주파수가 변동할 경우, 출력 주파수 정보는 입력 주파수 정보에 점진적으로 가까워질 수 있다.
영상 출력부는 수학식 3에 의해 영상 데이터 신호의주기(T)를 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 입력 주파수 정보를 취득하는 단계; 영상 데이터 신호의 입력 여부를 판단하는 단계; 영상 데이터 신호를 저장하는 단계; 이전 주파수 정보를 확인하는 단계; 출력 주파수를 산출 및 결정하는 단계; 주기를 산출하고, 영상 데이터 신호의 출력을 주기만큼 지연시키는 단계; 및 영상 데이터 신호를 출력하는 단계;를 포함하고,
출력 주파수를 산출 및 결정하는 단계는, 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 출력 주파수를 산출한다.
[수학식 1]
Figure pat00004
(K: 가중치, FREQ: 입력 주파수, P_FREQ: 출력 주파수 결정부에 저장된 출력 주파수, M_FREQ: 표시 패널을 구동 가능한 주파수 중 최대 주파수, SLOPE, OFFSET: 변화 속도 상수)
[수학식 2]
Figure pat00005
주기를 산출하고, 영상 데이터 신호의 출력을 주기만큼 지연시키는 단계는,다음의 수학식 3에 따라 주기를 산출하는 단계;
[수학식 3]
Figure pat00006
주기만큼 영상 데이터 신호의 출력을 지연시키기 위한 타이밍 제어 신호를 출력하는 단계; 타이밍 제어 신호에 대응하여 영상 데이터 신호의 출력이 지연되는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
표시 장치를 구동하는 주파수를 점진적으로 변동시켜 표시 장치를 구동하는 주파수의 급격한 변화로 인한 플리커의 시인성을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 조절부의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 결정 알고리즘을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 주파수 변화를 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 상세 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 조절부의 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 주파수 결정 알고리즘에 따라 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
액정 표시 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100), 타이밍 컨트롤러(300), 게이트 드라이버(210), 데이터 드라이버(220) 및 직류-직류 변환부(400)를 포함한다.
표시 패널(100)은 영상을 표시한다. 표시 패널(100)은, 액정층(미도시)과, 그리고 이 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 제 1 기판(미도시)과 제 2 기판(미도시)을 포함한다. 본 발명에 따른 표시 패널(100)은 액정 표시 패널을 예로서 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 표시 패널은 유기 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 및 전기 영동 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi), 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 및 복수의 화소(R, G, B)들을 포함한다.
게이트 라인들(GL1 내지 GLi)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)과 교차한다.
화소(R, G, B)들은 수평라인들(HL1 내지 HLi)을 따라 배열된다. 화소(R, G, B)들은 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 접속된다. 구체적으로, 제 n 수평라인(n은 1 내지 i 중 어느 하나)을 따라 배열된 j개의 화소들(이하, 제 n 수평라인 화소들)은 제 1 내지 제 j 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 각각에 개별적으로 접속된다. 아울러, 이 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 라인에 공통으로 접속된다. 이에 따라, 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 신호를 공통으로 공급받는다. 즉, 동일 수평라인 상에 배열된 j개의 화소들은 모두 동일한 게이트 신호를 공급받지만, 서로 다른 수평라인 상에 위치한 화소들은 서로 다른 게이트 신호를 공급받는다. 예를 들어, 제 1 수평라인(HL1)에 위치한 화소들은 모두 제 1 게이트 신호를 공급받는 반면, 제 2 수평라인(HL2)에 위치한 화소들은 제 1 게이트 신호와 다른 타이밍을 갖는 제 2 게이트 신호를 공급받는다.
각 화소(R, G, B)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT), 액정용량 커패시터(Clc) 및 보조용량 커패시터(Cst)를 포함한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GLi)으로부터의 게이트 신호에 따라 턴-온된다. 턴-온된 박막 트랜지스터(TFT)는 데이터 라인(DLj)으로부터 제공된 아날로그 데이터 신호를 액정용량 커패시터(Clc) 및 보조용량 커패시터(Cst)로 공급한다.
액정용량 커패시터(Clc)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극(미도시)과 공통 전극(미도시)을 포함한다.
보조용량 커패시터(Cst)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극(미도시)과 대향 전극(미도시)을 포함한다. 여기서, 대향 전극은 전단 게이트 라인(GLi-1) 또는 공통 전압을 전송하는 전송 라인일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(300)는 시스템에 구비된 그래픽 컨트롤러로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호(DATA), 클럭신호(DCLK) 및 입력 주파수 정보(D_FREQ)를 공급받는다. 타이밍 컨트롤러(300)와 시스템 사이에 인터페이스회로(도시되지 않음)가 구비되는 바, 시스템으로부터 출력된 위 신호들은 인터페이스회로를 통해 타이밍 컨트롤러(300)로 입력된다. 인터페이스회로는 타이밍 컨트롤러(300)에 내장될 수도 있다.
도시되지 않았지만, 인터페이스회로는 LVDS 수신부를 포함한다. 인터페이스회로는 시스템으로부터 출력된 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 영상 데이터 신호(DATA) 및 클럭 신호(DCLK)의 전압 레벨을 낮추는 한편, 이들의 주파수를 높인다.
한편, 인터페이스회로로부터 타이밍 컨트롤러(300)로 입력되는 신호의 높은 고주파 성분으로 인하여 이들 사이에 전자파장애(Electromagnetic interference)가 발생할 수 있는 바, 이를 방지하기 위해 인터페이스회로와 타이밍 컨트롤러(300) 사이에 EMI필터(미도시)가 더 구비될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(300)는 수직동기신호(Hsync), 수평동기신호(Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(210)를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 데이터 드라이버(220)를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock), 소스 출력 신호(Source Output Enable), 극성신호(Polarity Signal) 등을 포함한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(300)는 시스템을 통해 입력되는 영상 데이터 신호들(DATA)을 재정렬하고, 그리고 이 재정렬된 영상 데이터 신호들(DATA`)을 데이터 드라이버(220)에 공급한다.
한편, 타이밍 컨트롤러(300)는 시스템에 구비된 전원부로부터 출력된 구동 전원(VCC)에 의해 동작하는 바, 특히 이 구동 전원(VCC)은 타이밍 컨트롤러(300) 내부에 설치된 위상고정루프회로(Phase Lock Loop: PLL)의 전원 전압으로서 사용된다. 위상고정루프회로(PLL)는 타이밍 컨트롤러(300)에 입력되는 클럭 신호(DCLK)를 발진기로부터 발생되는 기준 주파수와 비교한다. 그리고, 그 비교 결과 이들 사이에 오차가 있는 것으로 확인되면, 위상고정루프회로는 그 오차만큼 클럭 신호(DCLK)의 주파수를 조정하여 샘플링 클럭 신호를 발생한다. 이 샘플링 클럭 신호는 영상 데이터 신호들(DATA`)을 샘플링하기 위한 신호이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 타이밍 컨트롤러(300)는 주파수 조절부(500)를 포함한다.
주파수 조절부(500)는 표시 장치의 구동 주파수 중 최대 주파수로 영상 데이터 신호(DATA) 및 입력 주파수 정보(D_FREQ)를 입력 받는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 주파수 조절부(500)는 영상 처리부(510), 프레임 메모리(511), 출력 주파수 결정부(520) 및 영상 출력부(530)를 포함한다.
영상 처리부(510)는 표시 장치의 구동 주파수 중 최대 주파수로 영상 데이터 신호(DATA)를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 구동 주파수 중 최대 주파수는 144Hz일 수 있다.
영상 처리부(510)는 입력 받은 영상 데이터 신호(DATA)를 프레임 메모리(511)에 저장한다. 영상 처리부(510)는 저장된 영상 데이터 신호(DATA)를 출력한다.
전술한 바와 같이, 프레임 메모리(511)는 영상 처리부(510)에서 출력한 영상 데이터 신호(DATA)를 저장한다.
출력 주파수 결정부(520)는 입력 주파수 정보(D_FREQ)를 입력 받아 입력 주파수가 변동될 경우, 상기 입력 주파수의 변동량을 기초로 출력 주파수를 결정하여 출력 주파수 정보(D_FREQ')를 출력한다.
도시되지 않았지만, 출력 주파수 결정부(520)는 이전 주파수 정보를 저장하는 이전 주파수 저장부를 더 포함할 수 있다.
출력 주파수 결정부(520)는 입력 주파수 및 이전 주파수를 이용하여 출력 주파수를 산출하기 위한 변수인 가중치(K)를 계산한다. 출력 주파수 결정부(520)는 다음의 [수학식 1]을 통해 가중치(K)를 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00007
이때, FREQ 및 P_FREQ는 각각 입력 주파수 및 이전 주파수이다. 또한, SLOPE 및 OFFSET은 주파수 변화의 속도를 조절하기 위한 상수로 0보다 크고 1보다 작을 수 있다. 예를 들어, SLOPE는 0.5이고, OFFSET은 0.2일 수 있다. 또한, M_FREQ는 표시 장치의 구동 주파수 중 최대 주파수이다. 예를 들어, M_FREQ는 144(Hz)일 수 있다.
출력 주파수 결정부(520)는 [수학식 1]을 통해 계산된 가중치(K)를 이용하여 출력 주파수를 산출한다. 출력 주파수 결정부(520)는 다음의 [수학식 2]를 통해 출력 주파수를 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00008
이때, FREQ 및 P_FREQ는 각각 입력 주파수 및 이전 주파수이고, FREQ'는 출력 주파수이다.
출력 주파수 결정부(520)는 전술된 [수학식 1] 및 [수학식 2]로 구성된 주파수 결정 알고리즘을 통해 출력 주파수를 결정한다.
영상 출력부(530)는 영상 처리부(510)로부터 프레임 메모리(511)에 저장된 영상 데이터 신호(DATA')를 입력 받고, 출력 주파수 결정부(520)로부터 출력 주파수 정보(D_FREQ')를 입력 받는다. 영상 출력부(530)는 출력 주파수를 이용하여 영상 데이터 신호(DATA)의 주기(T)를 계산한다. 영상 출력부(530)는 다음의 [수학식 3]을 통해 주기(T)를 계산할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00009
이때, FREQ'는 출력 주파수이다.
전술된 [수학식 3]을 통해 영상 출력부(530)는 계산된 주기(T)에 대응하는 타이밍 제어 신호(TSC)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 데이터 드라이버(220)는 영상 데이터 신호(DATA)를 계산된 주기(T)만큼 지연시킨 후 출력한다.
도 4를 참조하면, 입력 주파수의 변동에 따라, 전술한 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 포함하는 주파수결정 알고리즘에 의해 출력 주파수가 점진적으로 변동된다. 이때, [수학식 1]의 SLOPE는 0.5, OFFSET은 0.2이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 주파수가 144Hz에서 60Hz로 변하는 경우, 출력 주파수는 144Hz에서 60Hz까지 복수의 프레임에 걸쳐 점진적으로 변동된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 주파수가 60Hz에서 90Hz로 변하는 경우, 출력 주파수는 60Hz에서 90Hz까지 복수의 프레임에 걸쳐 점진적으로 변동된다. 이에 따라, 표시 패널(100)을 구동하는 출력 주파수가 점진적으로 변동되기 때문에, 표시 패널(100)을 구동하는 주파수의 급격한 변화로 인한 플리커 시인성을 최소화할 수 있다.
직류-직류 변환부(400)는 시스템을 통해 입력되는 구동 전원(VCC)을 승압 또는 감압하여 표시 패널(100)에 필요한 전압들을 생성한다. 이를 위해, 직류-직류 변환부(400)는, 예를 들어, 이의 출력 단의 출력 전압을 스위칭하기 위한 출력 스위칭소자와, 그 출력 스위칭소자의 제어단자에 인가되는 제어신호의 듀티비(duty ratio)나 주파수를 제어하여 출력 전압을 승압하거나 감압시키기 위한 펄스폭 변조기(Pulse Width Modulator: PWM)를 포함할 수 있다. 여기서, 전술된 펄스폭 변조기 대신에 펄스주파수 변조기(Pulse Frequency Modulator: PFM)가 그 직류-직류 변환부(400)에 포함될 수 있다.
펄스폭 변조기는 전술된 제어신호의 듀티비를 높여 직류-직류 변환부(400)의 출력 전압을 높이거나, 그 제어신호의 듀티비를 낮추어 직류-직류 변환부(400)의 출력 전압을 낮춘다. 펄스주파수 변조기는 전술된 제어신호의 주파수를 높여 직류-직류 변환부(400)의 출력 전압을 높이거나, 제어신호의 주파수를 낮추어 직류-직류 변환부(400)의 출력 전압을 낮춘다. 직류-직류 변환부(400)의 출력 전압은 6[V] 이상의 기준 전압(VDD), 10단계 미만의 감마기준전압(GMA), 2.5 내지 3.3V의 공통 전압, 15[V] 이상의 게이트 고전압, -4[V] 이하의 게이트 저전압을 포함한다.
감마기준전압(GMA)은 기준 전압의 분압에 의해 발생된 전압이다. 기준 전압과 감마기준전압은 아날로그 감마전압으로서, 이들은 데이터 드라이버(220)에 공급된다. 공통 전압(Vcom)은 데이터 드라이버(220)를 경유하여 표시패널(100)의 공통 전극에 공급된다. 게이트 고전압(VGH)은 화소에 구비된 스위칭 소자의 문턱전압 이상으로 설정된 게이트 신호의 하이논리전압이고, 그리고 게이트 저전압(VGL)은 전술된 스위칭 소자의 오프 전압으로 설정된 게이트 신호의 로우논리전압이다. 게이트 고전압(VGH) 및 게이트 저전압(VGL)은 게이트 드라이버(210)에 공급된다.
게이트 드라이버(210)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 제공된 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 생성하고, 그 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)에 차례로 공급한다. 게이트 드라이버(210)는, 예를 들어, 게이트 쉬프트 클럭에 따라 게이트 스타트 펄스를 쉬프트 시켜 게이트 신호들을 발생시키는 쉬프트 레지스터로 구성될 수 있다. 쉬프트 레지스터는 복수의 구동 스위칭 소자들로 구성될 수 있다. 구동 스위칭 소자들은 표시 패널의 비표시 영역에 위치한다. 구동 스위칭 소자들은 화소의 스위칭 소자와 동일한 공정으로 제조될 수 있다.
데이터 드라이버(220)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 영상 데이터 신호들(DATA') 및 데이터 제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 드라이버(220)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 영상 데이터 신호들(DATA')을 샘플링한 후에, 매 수평기간마다 한 수평 라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터 신호들을 래치하고 래치된 영상 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(220)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터의 영상 데이터 신호들(DATA')을 직류-직류 변환부(400)로부터 입력되는 감마기준전압들(GMA)을 이용하여 아날로그 영상 데이터 신호들로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주파수 변화를 나타낸 타이밍도이다. 이하, 도 5 내지 도 6b을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대해 설명한다.
도 5를 참조하면, 출력 주파수 결정부(520)는 표시 패널(100)의 구동 주파수 중 최대 주파수로 외부 장치로부터 입력 주파수 정보(D_FREQ)를 취득한다(S51).
다음으로, 영상 처리부(510)는 외부 장치로부터 입력된 영상 데이터 신호(DATA)의 유무를 판단한다(S52).
S52 단계에서, 입력된 영상 데이터 신호(DATA)가 있는 경우, 입력된 영상 데이터 신호(DATA)를 프레임 메모리(511)에 저장한다(S53). 이어서, 출력 주파수 결정부(520)에 저장된 이전 주파수 정보(P_FREQ)를 확인한다(S54).
S52 단계에서, 입력된 영상 데이터 신호(DATA)가 없는 경우, 이전 주파수 정보를 확인한다(S54).
다음으로, 이전 주파수와 입력 주파수를 이용하여 출력 주파수를 결정한다(S55). 구체적으로, 전술한 [수학식 1] 및 [수학식 2]로 구성된 주파수 결정 알고리즘을 통해 출력 주파수 정보(D_FREQ')를 결정한다(S55).
이어서, 영상 출력부(530)는 출력 주파수 정보(D_FREQ')를 이용하여 출력 주파수 정보(D_FREQ')에 대응하는 주기(T)를 계산하고, 영상 데이터 신호(DATA)의 출력을 계산된 주기(T)만큼 지연시키기 위한 타이밍 제어 신호(TCS)를 출력한다(S56).
다음으로, 영상 데이터 신호(DATA)는 타이밍 제어 신호(TCS)에 의해 주기(T)만큼 지연된 후 출력된다(S57).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 주파수가 변동할 경우, 출력 주파수는 주파수 조절부(500)에 의해 점진적으로 변동된다. 즉, 영상 데이터 신호(DATA)의 주기는 출력 주파수에 대응하여 점진적으로 변동된다. 이때, 주기는 출력 주파수 에 반비례한다.
도 6a를 참조하면, 입력 주파수가 어느 한 시점에 감소한 경우 영상 데이터 신호(DATA)의 주기(T1, T2, T3, T4)는 점진적으로 증가한다(T1<T2<T3<T4). 다시 말해서, 영상 데이터 신호(DATA)의 출력 주파수는 점진적으로 감소한다. 예를 들어, A시점에 입력 주파수가 120Hz에서 60Hz로 급격하게 감소할 수 있다. 출력 주파수는 주파수 조절부(500)에 의해 점진적으로 감소하고, 영상 데이터 신호(DATA)의 주기(T1, T2, T3, T4)는 점진적으로 증가한다. 이때, 출력 주파수는 입력 주파수인 60Hz에 점진적으로 가까워지고, 영상 데이터 신호(DATA)의 주기는 입력 주파수에 대응하는 주기에 가까워진다. 이에 따라, 급격한 주파수로 구동되는 표시 패널에서 발생하는 플리커의 시인을 최소화할 수 있다.
출력 주파수는 주파수 조절부(500)에 의해 점진적으로 감소하기 때문에 입력 주파수보다 더 큰 주파수로 표시 패널(100)이 구동될 수 있다. 이때, 출력 주파수 에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA)가 외부 장치로부터 입력되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 주파수 조절부(500)는 영상 처리부(510)로부터 프레임 메모리(511)에 저장된 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다. 다시 말해서, 외부 장치로부터 출력 주파수에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA)가 입력되지 않더라도 저장된 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 표시 품질을 저하하지 않고 플리커의 시인성을 최소화할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 입력 주파수가 어느 한 시점에 증가한 경우 영상 데이터 신호(DATA)의 주기(T1, T2, T3, T4)는 점진적으로 감소한다(T1>T2>T3>T4). 다시 말해서, 영상 데이터 신호(DATA)의 출력 주파수는 점진적으로 증가한다. 예를 들어, B시점에 입력 주파수가 60Hz에서 120Hz로 급격하게 증가할 수 있다. 출력 주파수 는 주파수 조절부(500)에 의해 점진적으로 증가하고, 영상 데이터 신호(DATA)의 주기(T1, T2, T3, T4)는 점진적으로 감소한다. 이때, 출력 주파수는 입력 주파수인 120Hz에 점진적으로 가까워지고, 영상 데이터 신호(DATA)의 주기는 입력 주파수에 대응하는 주기에 가까워진다. 이에 따라, 급격한 주파수로 구동되는 표시 패널에서 발생하는 플리커의 시인을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록 구성도이다. 이하, 도 7을 참고하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치에 관련된 설명 가운데 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치와 관련된 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 표시 장치는 스케일러(600)를 포함할 수 있으며, 스케일러(600)는 주파수 조절부(500)를 포함할 수 있다.
스케일러(600)는 외부 장치로부터 출력된 영상 데이터 신호(DATA)를 표시 패널(100)에 설정된 해상도에 맞게 스케일을 조정한다. 스케일러(600)는 표시 패널(100)의 전체 해상도에 맞춰서 영상 데이터 신호(DATA)를 스케일링하거나, 또는 영상이 표시 패널(100)의 일부 영역에만 표시되도록 해당 영역에 맞게 영상 데이터 신호를 스케일링할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 표시 패널 210: 게이트 드라이버
220: 데이터 드라이버 300: 타이밍 컨트롤러
400: 직류-직류 변환부 500: 주파수 조절부
510: 영상 처리부 511: 프레임 메모리
520: 출력 주파수 결정부 530: 영상 출력부

Claims (13)

  1. 표시 패널;
    영상 데이터 신호 및 입력 주파수 정보를 입력 받고, 상기 영상 데이터 신호, 및 타이밍 제어 신호를 출력하는 주파수 조절부;
    상기 주파수 조절부는,
    상기 영상 데이터 신호를 입력받는 영상 처리부;
    상기 영상 데이터 신호가 저장되는 프레임 메모리;
    상기 입력 주파수 정보를 입력 받아 입력 주파수가 변동할 경우,　상기 입력 주파수의 변동량을 기초로 수학식　1　및 수학식　2에 의하여 처리하여 출력 주파수를 결정하는 출력 주파수 결정부;　및
    상기 영상 처리부로부터 상기 영상 데이터 신호를 입력 받고 상기 출력 주파수 결정부로부터 상기 출력 주파수 정보를 입력 받아, 상기 영상 데이터 신호 및 타이밍 제어 신호를 출력하는 영상 출력부;를 포함하는 표시 장치.
    [수학식 1]
    Figure pat00010

    (K: 가중치, FREQ: 입력 주파수, P_FREQ: 출력 주파수 결정부에 저장된 출력 주파수, M_FREQ: 표시 패널을 구동 가능한 주파수 중 최대 주파수, SLOPE, OFFSET: 변화 속도 상수)
    [수학식 2]
    Figure pat00011
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수학식 1의 SLOPE 및 OFFSET은 0보다 크고 1보다 작은 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수학식 1의 SLOPE 및 OFFSET은 0.4이상 0.6이하이고, OFFSET은 0.1이상 0.3이하인 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 수학식 1의 M_FREQ는 144인 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 출력 주파수 결정부는 주파수 저장부를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 타이밍 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 주파수 조절부를 포함하는 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 스케일러를 더 포함하고, 상기 스케일러는 상기 주파수 조절부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 입력 주파수가 변동할 경우, 상기 출력 주파수 정보는 입력 주파수 정보에 점진적으로 가까워지는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 출력부는 수학식 3에 의해 영상 데이터 신호의주기(T)를 산출하는 표시 장치.
    [수학식 3]
    Figure pat00012
  10. 입력 주파수 정보를 취득하는 단계;
    영상 데이터 신호의 입력 여부를 판단하는 단계;
    상기 영상 데이터 신호를 저장하는 단계;
    이전 주파수 정보를 확인하는 단계;
    출력 주파수를 산출 및 결정하는 단계;
    주기를 산출하고, 상기 영상 데이터 신호의 출력을 주기만큼 지연시키는 단계;및
    영상 데이터 신호를 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 출력 주파수를 산출 및 결정하는 단계는,
    다음의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 출력 주파수를 산출하는 표시 장치의 구동 방법.
    [수학식 1]
    Figure pat00013

    (K: 가중치, FREQ: 입력 주파수, P_FREQ: 출력 주파수 결정부에 저장된 출력 주파수, M_FREQ: 표시 패널을 구동 가능한 주파수 중 최대 주파수, SLOPE, OFFSET: 변화 속도 상수)
    [수학식 2]
    Figure pat00014
  11. 제 10 항에 있어서, 주기를 산출하고, 상기 영상 데이터 신호의 출력을 주기만큼 지연시키는 단계는,
    다음의 수학식 3에 따라 상기 주기를 산출하는 단계;
    [수학식 3]
    Figure pat00015

    상기 주기만큼 상기 영상 데이터 신호의 출력을 지연시키기 위한 타이밍 제어 신호를 출력하는 단계;
    상기 타이밍 제어 신호에 대응하여 상기 영상 데이터 신호의 출력이 지연되는 단계;를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 영상 데이터 신호를 저장하는 단계는,
    영상 데이터 신호의 입력 여부를 판단하는 단계에서, 영상 데이터 신호가 입력된 것으로 판단된 경우 상기 영상 데이터 신호를 저장하고, 영상 데이터 신호가 입력되지 않은 것으로 판단된 경우 상기 영상 데이터 신호를 저장하지 않는 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 영상 데이터를 출력하는 단계는,
    영상 데이터 신호의 입력 여부를 판단하는 단계에서 상기 영상 데이터 신호가 입력되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 저장된 영상 데이터 신호를 출력하는 표시 장치 구동 방법.
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