KR100777703B1 - device for driving liquid crystal display and driving method therof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a driving device and a driving method of a liquid crystal display device.
본 발명에서는 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 각각 행과 열 방향으로 형성되어 있으며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차로 정의되는 영역에 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 다수의 화소가 형성되어 있는 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 있어서; 상기 게이트 라인으로 상기 스위칭 소자를 구동시키기 위한 게이트 구동 전압을 공급하는 게이트 구동부; 인가되는 화상 데이터에 따라 해당하는 계조 전압을 상기 데이터 라인으로 공급하는 데이터 구동부; 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작을 제어하며, 입력되는 화상 데이터의 프레임 주파수보다 높은 프레임 주파수로 화상 데이터를 상기 데이터 구동부로 제공하여 화상 표시가 이루어지도록 하는 타이밍 제어부를 포함한다. In the present invention, a plurality of gate lines and data lines are formed in row and column directions, respectively, and a plurality of switching elements each having a switching element connected to the gate line and the data line in an area defined by the intersection of the gate line and the data line, respectively. A drive device for a liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel in which pixels are formed; A gate driver configured to supply a gate driving voltage to drive the switching element to the gate line; A data driver which supplies a corresponding gray voltage to the data line according to the image data applied; And a timing controller for controlling the operations of the gate driver and the data driver, and providing image data to the data driver at a frame frequency higher than the frame frequency of the input image data so as to display an image.
이러한 본 발명에 따르면, 액정 표시 장치에서 표시되는 프레임 주파수를 상승시킬 수 있으므로, 액정 패널 내의 액정에 걸리는 전압 인가 시간을 짧게 하여 잔상을 해결할 수 있다. According to the present invention, since the frame frequency displayed in the liquid crystal display device can be increased, the afterimage can be solved by shortening the voltage application time applied to the liquid crystal in the liquid crystal panel.
LCD, 화상신호처리, 프레임주파수 LCD, image signal processing, frame frequency
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구조도이다. 1 is an overall structural diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 타이밍 제어부 및 메모리부의 상세 구조를 나타낸 도이다. 2 is a diagram illustrating a detailed structure of a timing controller and a memory unit of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화상 데이터 입출력을 위한 클락 신호의 주파수 스펙트럼을 나타낸 도이다. 3 is a diagram illustrating a frequency spectrum of a clock signal for inputting and outputting image data according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 메모리에서 화상 데이터 입출력이 이루어지는 과정을 예시한 도이다. 4 is a diagram illustrating a process of performing image data input / output in a memory of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화상 데이터 입출력을 위한 클락 신호의 주파수 스펙트럼을 나타낸 도이다. 5 is a diagram illustrating a frequency spectrum of a clock signal for inputting and outputting image data in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)의 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것으로 특히, 액정 표시 장치에서 화상 신호원으로부터 제공되는 화상 데이터를 처리하여 디스플레이하는 것에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
근래 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 등의 경량, 박형화에 따라 디스플레이 장치도 경량화, 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관 (cathode ray tube: CRT) 대신 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)와 같은 플랫 패널형 디스플레이가 개발되고 있다. Recently, display devices are also required to be lighter and thinner in accordance with the light weight and thickness of personal computers and televisions, and according to such demands, flat displays such as liquid crystal displays (LCDs) instead of cathode ray tubes (CRTs) are required. Panel-type displays are being developed.
LCD는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계(electric field)를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 LCD는 휴대가 간편한 플랫 패널형 디스플레이 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다. An LCD is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal material having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and controlling the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the intensity of the electric field. Such LCDs are typical of portable flat panel displays, and among them, TFT-LCD using a thin film transistor (TFT) as a switching element is mainly used.
일반적으로 LCD는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과 이 게이트 라인에 교차하여 형성되며 화상 데이터를 전달하는 데이터 라인을 포함하며, 이들 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 형성되며 각각 게이트 라인 및 데이터 라인과 스위칭 소자를 통해 연결되는 행렬 형태의 다수의 화소를 포함한다.In general, an LCD includes a plurality of gate lines that transmit scan signals and data lines that are formed to intersect the gate lines and transmit image data, and are formed in areas surrounded by the gate lines and the data lines, respectively. It includes a plurality of pixels in the form of a matrix connected through a data line and a switching element.
이러한 LCD에서 각 화소에 화상 데이터를 인가하는 방법으로는, 먼저, 타이밍 컨트롤러가 화상 신호원(예를 들어, 컴퓨터, TV 등)으로부터 화상 데이터를 제공받은 다음에 일정한 타이밍에 맞추어 게이트 구동 IC로 주사 신호를 출력하면서 화상 데이터를 데이터 구동 IC로 출력한다. 게이트 구동 IC는 게이트 라인으로 주사 신호인 게이트 온 신호를 인가하여 이 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 순차적으로 턴온시키고, 이와 동시에 데이터 구동 IC가 상기 게이트 라인에 대응하는 화소 행에 화상 데이터에 해당하는 아날로그 신호(보다 구체적으로 계조 전압)를 각 데이터 라인으로 공급한다. 그러면, 데이터 라인에 공급된 화상 신호는 턴온된 스위칭 소자를 통해 각 화소에 인가된다. 이 때, 한 프레임 주기 동안 모든 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 온 신호를 인가하여 모든 화소 행에 화상 데이터를 인가함으로써, 결국 하나의 프레임의 화상을 표시한다. As a method of applying image data to each pixel in such an LCD, first, a timing controller receives image data from an image signal source (for example, a computer or a TV), and then scans the gate driving IC at a predetermined timing. Image data is output to a data driving IC while outputting a signal. The gate driving IC sequentially turns on the switching element connected to the gate line by applying a gate-on signal, which is a scanning signal, to the gate line, and at the same time, the data driving IC provides analog data corresponding to the image data in the pixel row corresponding to the gate line. A signal (more specifically, a gray voltage) is supplied to each data line. Then, the image signal supplied to the data line is applied to each pixel through the turned-on switching element. At this time, the gate-on signal is sequentially applied to all the gate lines during one frame period to apply the image data to all the pixel rows, thereby eventually displaying the image of one frame.
그러나 이러한 종래 LCD의 화상 신호 처리시에 프레임 주파수에 의하여 특정 주파수에서 불필요한 전자파가 발생하는 문제점이 있다. 구체적으로, 화상 신호원으로부터 제공되는 화상 데이터가 디지털 신호로 변환되어 구동 IC로 입력된 다음에, 구동 IC내에서 다시 아날로그 신호로 변환되어 각 화소에 인가되는 화상 신호 처리시에, 화상 신호원으로부터 화상 데이터의 프레임 주파수가 결정된 상태에서 제공되고, 이러한 프레임 주파수는 그 안정도가 매우 높아서 특정 주파수에서 불필요한 전자파(EMI:Electro Magnetic Interference)를 방출시킨다. However, there is a problem in that unnecessary electromagnetic waves are generated at a specific frequency by the frame frequency in the image signal processing of the conventional LCD. Specifically, when the image data provided from the image signal source is converted into a digital signal and inputted to the driving IC, and then converted into an analog signal in the driving IC and applied to each pixel, from the image signal source The frame frequency of the image data is provided in a determined state, and the frame frequency is so stable that it emits unnecessary electromagnetic waves (EMI: Electro Magnetic Interference) at a specific frequency.
또한, 화상 신호원이 컴퓨터이고 디스플레이의 해상도가 매우 높은 경우에는 프레임 주파수가 다소 떨어지는 경향이 있으며, 이와 같이 프레임 주파수가 감소되면서 화상 데이터가 액정 패널로 인가되면 화면 떨림 현상 즉, 플리커(flicker)가 발생되는 문제점이 있다. In addition, when the image signal source is a computer and the display resolution is very high, the frame frequency tends to be somewhat lowered. When the image data is applied to the liquid crystal panel while the frame frequency is reduced, the screen flicker, or flicker, may occur. There is a problem that occurs.
이외에도 LCD 화상 표시시에 고유 특성인 잔상이 존재하는 문제점이 있으며, 이러한 잔상 문제는 액정의 재료의 개선과 셀 구조의 개선으로 어느 정도 제거되고 있지만, 아직까지는 만족할 만한 수준에는 이르지 못하고 있다. In addition, there is a problem that an afterimage, which is an inherent characteristic, exists in LCD image display, and this afterimage problem has been eliminated to some extent by the improvement of the material of the liquid crystal and the improvement of the cell structure, but has not reached a satisfactory level.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시 장치에서 화상 신호원으로부터 입력되는 화상 데이터의 프레임 주파수를 보다 높은 주파수로 변환하고, 변환된 프레임 주파수에 따라 화상 데이터를 액정 패널로 제공하여 전자파 및 플리커 발생을 방지하고자 하는데 있다. Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to solve such a problem, and in the liquid crystal display device converts the frame frequency of the image data input from the image signal source to a higher frequency, and according to the converted frame frequency To provide a liquid crystal panel to prevent the generation of electromagnetic waves and flicker.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는, 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 각각 행과 열 방향으로 형성되어 있으며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차로 정의되는 영역에 각각 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 다수의 화소가 형성되어 있는 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치에 있어서, 상기 게이트 라인으로 상기 스위칭 소자를 구동시키기 위한 게이트 구동 전압을 공급하는 게이트 구동부; 인가되는 화상 데이터에 따라 해당하는 계조 전압을 상기 데이터 라인으로 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작을 제어하며, 입력되는 화상 데이터의 프레임 주파수보다 높은 프레임 주파수로 화상 데이터를 상기 데이터 구동부로 제공하여 화상 표시가 이루어지도록 하는 타이밍 제어부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus of a liquid crystal display device, wherein a plurality of gate lines and data lines are formed in row and column directions, respectively, and are defined as intersections of the gate lines and data lines. A driving apparatus of a liquid crystal display comprising a liquid crystal panel having a plurality of pixels having switching elements connected to the gate line and the data line, respectively, comprising: a gate driving for driving the switching element with the gate line; A gate driver supplying a voltage; A data driver which supplies a corresponding gray voltage to the data line according to the image data applied; And a timing controller which controls the operations of the gate driver and the data driver, and provides the image data to the data driver at a frame frequency higher than the frame frequency of the input image data to display the image.
이외에도, 외부로부터 제공되는 화상 데이터가 저장되는 메모리부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 타이밍 제어부는 외부로부터 인가되는 제1 클락 신호를 보다 높은 주파수의 제2 클락 신호로 변조하고, 상기 제1 클락 신호를 토대로 상기 메모 리부로의 화상 데이터 저장을 수행하며, 상기 제2 클락 신호를 토대로 상기 메모리부에 저장된 화상 데이터를 출력하여 상기 데이터 구동부로 제공한다. In addition, the apparatus further includes a memory unit in which image data provided from the outside is stored, and in this case, the timing controller modulates the first clock signal applied from the outside into a second clock signal of a higher frequency, and the first clock signal. Image data stored in the memory unit is stored based on the second clock signal, and the image data stored in the memory unit is output to the data driver based on the second clock signal.
또한, 타이밍 제어부는, 화상 데이터가 메모리부에 입력되는 입력 프레임 동안, 메모리부에 저장된 1 프레임의 화상 데이터 중에서 이전 프레임에서 화상 데이터가 마지막으로 독출된 다음 번지에 해당하는 화상 데이터부터 독출하며, 독출이 이루어지는 동안 현재 독출 프레임의 마지막 번지의 화상 데이터가 독출된 경우에는 다시 첫 번째 번지의 화상 데이터부터 독출한다. The timing controller reads out image data corresponding to the next address where image data is last read in a previous frame among image data of one frame stored in the memory unit during an input frame in which the image data is input into the memory unit. If the image data of the last address of the current reading frame is read out during this process, the image data of the first address is read again.
한편, 메모리부는 화상 데이터가 저장되는 제1 및 제2 메모리; 상기 타이밍 제어부로부터 인가되는 신호에 따라 화상 데이터를 상기 제1 또는 제2 메모리로 출력하고, 상기 제2 또는 제1 메모리로부터 출력되는 화상 데이터를 타이밍 제어부로 제공하는 메모리 입출력부를 포함하며, 제1 및 제2 메모리의 화상 데이터 저장 및 독출 동작은 교대로 수행된다. Meanwhile, the memory unit may include first and second memories for storing image data; And a memory input / output unit configured to output image data to the first or second memory according to a signal applied from the timing controller, and to provide image data output from the second or first memory to the timing controller. Image data storing and reading operations of the second memory are alternately performed.
또한, 타이밍 제어부는 상기 제1 클락 신호를 보다 높은 주파수의 제2 클락 신호로 변조하는 주파수 변조기; 상기 메모리부의 화상 데이터 입출력 동작을 제어하는 메모리 타이밍 제어부; 및 상기 제2 클락 신호에 동기하는 구동 클락 신호에 따라 상기 메모리부로부터 제공되는 화상 데이터를 상기 데이터 구동부로 제공하고, 상기 게이트 구동부를 구동시키는 구동 IC 제어부를 포함할 수 있다. The timing controller may further include a frequency modulator for modulating the first clock signal into a second clock signal having a higher frequency; A memory timing controller for controlling image data input / output operations of the memory unit; And a driving IC controller configured to provide image data provided from the memory unit to the data driver in accordance with a driving clock signal synchronized with the second clock signal, and to drive the gate driver.
여기서, 메모리 타이밍 제어부는, 상기 메모리 입출력부의 동작을 제어하는 입출력 제어부; 상기 제1 클락 신호를 토대로 상기 메모리부로의 화상 데이터 저장을 위한 제어 신호를 생성하는 쓰기 신호 생성부; 상기 제2 클락 신호를 토대로 상기 메모리부에 저장된 화상 데이터 출력을 위한 제어 신호를 생성하는 독출 신호 생성부; 및 상기 화상 데이터를 저장 및 출력하기 위한 제1 및 제2 메모리의 어드레스를 생성하는 어드레스 생성부를 포함한다. The memory timing controller may include an input / output controller that controls an operation of the memory input / output unit; A write signal generation unit generating a control signal for storing image data in the memory unit based on the first clock signal; A read signal generation unit generating a control signal for outputting image data stored in the memory unit based on the second clock signal; And an address generator for generating addresses of first and second memories for storing and outputting the image data.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성되는 다수의 화소를 포함하는 액정 패널; 상기 게이트 라인으로 게이트 전압을 공급하는 스캔 구동부; 인가되는 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 상기 데이터 라인으로 공급하는 데이터 구동부를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법에서, 화상 신호원으로부터 제공되는 1 프레임의 화상 데이터를 메모리에 저장하는 단계; 상기 1 프레임의 화상 데이터가 메모리에 저장되는 동안, 상기 화상 데이터를 메모리에 저장하는 주파수보다 높은 주파수로 이전 프레임 동안 메모리에 저장된 화상 데이터를 독출하는 단계; 상기 스위칭 소자를 구동시키기 위한 게이트 구동 신호를 게이트 라인으로 공급하는 단계; 및 상기 게이트 라인으로 구동 신호가 각각 인가되는 동안 상기 독출되는 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 데이터 라인으로 공급하는 단계를 포함한다. In addition, a method of driving a liquid crystal display according to another aspect of the present invention includes a liquid crystal panel including a plurality of gate lines and data lines, and a plurality of pixels formed in an area where the gate lines and the data lines cross; A scan driver supplying a gate voltage to the gate line; A driving method of a liquid crystal display comprising a data driver for supplying a corresponding gray voltage to the data line according to an applied data signal, the method comprising: storing one frame of image data provided from an image signal source in a memory; While the image data of the one frame is stored in the memory, reading the image data stored in the memory for a previous frame at a frequency higher than a frequency for storing the image data in the memory; Supplying a gate driving signal to a gate line for driving the switching device; And supplying a gray voltage corresponding to the read image data to the data line while driving signals are respectively applied to the gate line.
여기서, 상기 화상 데이터를 독출하는 단계는, 화상 데이터가 메모리에 입력되는 입력 프레임 동안, 메모리부에 저장된 1 프레임의 화상 데이터 중에서 이전 프레임에서 화상 데이터가 마지막으로 독출된 다음 번지에 해당하는 화상 데이터부터 독출하며, 독출이 이루어지는 동안 현재 독출 프레임의 마지막 번지의 화상 데이터가 독출된 경우에는 다시 첫 번째 번지의 화상 데이터부터 독출한다. The reading of the image data may include: image data corresponding to a next address of the image data last read from the previous frame among the image data of one frame stored in the memory unit during the input frame in which the image data is input into the memory. If the image data of the last address of the current reading frame is read while the reading is performed, the image data of the first address is read again.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the present invention;
도 1에 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체적인 구조가 도시되어 있다. 1 illustrates an overall structure of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
첨부한 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화상 신호원(1)과의 인터페이스를 수행하며, 화상 데이터를 제공받는 인터페이스(2), 인터페이스(2)를 통하여 제공되는 화상 데이터를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(3), 디지털 변환된 화상 데이터를 저장하는 메모리부(4), 메모리부(4)로의 화상 데이터 입출력을 제어하는 타이밍 제어부(5), 데이터 구동부(6), 스캔(scan) 구동부(7), 액정 패널(8)을 포함한다. As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention performs an interface with an
액정 패널(8)에는 게이트 구동 신호를 전달하기 위한 다수의 게이트 라인이 형성되어 있으며, 이 게이트 라인과 교차하여 형성되며 화상 신호를 나타내는 계조 전압을 전달하기 위한 다수의 데이터 라인이 형성되어 있고, 하나의 게이트 라인과 하나의 데이터 라인이 교차하는 각각의 영역에 화소가 행렬 형태로 형성되어 있다. In the
데이터 구동부(6)는 소스 구동부라고도 불리우며, 액정 패널(8)내의 각 화소에 전달되는 전압값을 한 라인씩 내려주는 역할을 한다. 좀더 자세히 말하면, 데이터 구동부(3)는 후술하는 타이밍 제어부(5)로부터 넘어오는 디지털 데이터를 데이터 구동부내의 시프트 레지스터내에 저장하였다가 데이터를 액정 패널(8)에 내릴 것을 명령하는 신호(LOAD 신호)가 오면 각각의 데이터에 해당하는 전압을 선택하여 액정 패널(8)내로 이 전압을 전달하는 역할을 한다. The
스캔 구동부(7)는 게이트 구동부라고도 불리우며, 데이터 구동부(3)로부터의 데이터를 화소에 전달될 수 있도록 길을 열어주는 역할을 한다. 액정 패널(8)의 각 화소는 스위치 역할을 하는 TFT에 의해 온이나 오프로 되는 데, 이 TFT의 온, 오프는 게이트에 일정 전압(Von, Voff)이 인가됨으로써 행해진다. The
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 TFT의 게이트를 온으로 하는 Von 전압과 게이트를 오프로 하는 Voff 전압, TFT내의 데이터 전압차의 기준이 되는 Vcom 전압을 생성하는 Von Voff Vcom 발생부, 데이터 구동부로 계조 전압을 공급하는 계조 전압 발생부 등을 더 포함할 수 있다. In addition, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a Von Voff Vcom generating unit generating a Von voltage for turning on the gate of the TFT, a Voff voltage for turning off the gate, and a Vcom voltage as a reference for the data voltage difference in the TFT. The apparatus may further include a gray voltage generator that supplies a gray voltage to the data driver.
한편, 타이밍 제어부(5)는 데이터 구동부(6) 및 스캔 구동부(7)를 구동시키기 위한 디지털 신호 등을 생성하며, 구체적으로 상기 구동부(6, 7)로 들어가는 신호의 생성, 화상 데이터의 타이밍 조절, 클록 조절 등의 역할을 한다. On the other hand, the
특히, 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 제어부(5)는 화상 신호원(1)으로부터 제공되는 화상 데이터의 프레임 주파수를 보다 높은 주파수로 변조하고, 변조된 프레임 주파수에 따라 메모리부(4)에 저장된 화상 데이터의 출력 및 디스플레이를 제어한다. In particular, the
도 2에 이러한 타이밍 제어부와 화상 데이터가 저장되는 메모리부의 상세 구조가 도시되어 있다. 2 shows the detailed structure of the timing control section and the memory section in which image data is stored.
첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 화상 신호원(1)으로부터 제공되고 디지털 변환된 화상 데이터가 저장되는 메모리부(4)는, 제1 및 제2 메모리(42)와, 타이밍 제어부(5)의 제어에 따라 화상 데이터의 제1 및 제2 메모리(41,42)로의 입력(또는 "쓰기(write)")을 수행하는 멀티플렉서(43), 제1 및 제2 메모리(41,42)로부터의 화 상 데이터 출력(또는 "독출(read)")을 수행하는 디멀티플렉서(44)를 포함한다. 여기서, 멀티플렉서(43)는 1×2 MUX이며, 디멀티플렉서(44)는 2×1 DEMUX이다.As shown in FIG. 2, the
이러한 구조로 이루어지는 메모리부(4)의 화상 데이터 입출력 및 화상 데이터 디스플레이 동작을 제어하는 타이밍 제어부(5)는, 메모리부(4)의 화상 데이터 입출력 타이밍을 조절하는 메모리 타이밍 제어부(51)와, 화상 데이터의 입출력 타이밍 조절을 위한 클락 신호를 생성하는 주파수 변조기(52), 및 화상 데이터의 데이터 구동부(6)로의 화상 데이터 출력 및 스캔 구동부(7)로의 게이트 구동 신호 제공 등을 수행하는 구동 IC 제어부(53)로 이루어진다. The
메모리 타이밍 제어부(51)는 멀티플레서(43) 및 디멀티플렉서(44)의 동작을 제어하기 위한 신호(MUX D)를 생성하는 MUX 신호 발생기(512), 화상 데이터의 입출력(쓰기/독출)을 수행하기 위한 메모리의 어드레스(ADDR A, ADDR B)를 생성하는 어드레스 발생기(512), 화상 데이터 쓰기를 수행하기 위한 신호(WR A, WR B)를 생성하는 쓰기 신호 발생기(513), 및 화상 데이터 독출을 수행하기 위한 신호(RD A, RD B)를 생성하는 독출 신호 발생기(514)를 포함한다. The
메모리 타이밍 제어부(51)의 동작을 제어하기 위한 클락 신호를 생성하는 주파수 변조기(52)는 외부로부터 입력되는 클락 신호(이하, "제1 클락 신호"라고 명명함)를 토대로 제1 클락 신호보다 수백 내지 수천배 낮은 주파수의 신호(삼각파 또는 톱니파, 싸인파 등의 파형)를 생성하는 함수 발생기(521), 함수 발생기(521)로부터 제공되는 신호를 토대로 제1 클락 신호와 동일한 위상을 가지면서 보다 높은 주파수를 가지는 클락 신호(이하, " 제2 클락 신호"라고 명명함)를 생성하는 PLL(phase locked loop)(522)를 포함한다. The
PLL(522)에서 생성되는 제2 클락 신호의 주파수(fo)는 다음과 같다. The frequency f o of the second clock signal generated by the
여기서, fi는 제1 클락 신호의 주파수를 나타내며, k는 주파수 증배비(예를 들어, 1.5∼2.5)를 나타내고, △f는 주파수 변동폭을 나타낸다. Here, f i represents the frequency of the first clock signal, k represents the frequency multiplication ratio (for example, 1.5 to 2.5), and Δf represents the frequency fluctuation range.
주파수 변조기(52)는 입력되는 제1 클락 신호를 시변적으로 주파수 변조시켜 주파수 대역폭이 넓은 제2 클락 신호로 변조시키며, 이러한 제1 클락 신호를 시간에 따른 주파수 함수로 나타내면, 로 나타낼 수 있으며, 이러한 제1 클락 신호를 변조 처리한 제2 클락 신호를 시간에 따른 주파수 함수로 나타내면 다음과 같이 나타낼 수 있다. The
여기서, f(t)는 주파수 변조 진폭을 나타내고, A는 진폭, s(t)는 변조 신호, { omega }_{m } s(t)는 주파수 편이, { omega }_{c } 는 각속도를 각각 나타낸다. Where f (t) represents the frequency modulation amplitude, A is the amplitude, s (t) is the modulated signal, {omega} _ {m} s (t) is the frequency shift, and {omega} _ {c} is the angular velocity. Represent each.
도 3에 이러한 제1 및 제2 클락 신호의 주파수 변조 전후에 따른 전력 스펙트럼이 도시되어 있다. 첨부한 도 3에 도시되어 있듯이, 클락 신호 변조 전에는 특정 주파수 대역에서 피크값이 출력되며, 변조 후에는 피크값이 출력되는 주파수 대역이 넓어지면서 해당 피크값이 낮아진다. 이러한 제1 클럭 신호의 전력 또는 에너 지의 주파수에 대한 적분치는 제2 클락 신호의 전력 적분치와 같으며, 단지 주파수 대역이 매우 좁은 범위의 신호가 보다 넓은 대역의 신호로 확산되면서 최고값이 감소되는 것이다. 3 shows the power spectrums before and after frequency modulation of such first and second clock signals. As shown in FIG. 3, the peak value is output in a specific frequency band before the clock signal modulation, and the peak value is lowered as the frequency band in which the peak value is output after the modulation is widened. The integral value of the power of the first clock signal or the frequency of the energy is equal to the power integral of the second clock signal, and the peak value is reduced while only a signal having a very narrow frequency band is spread to a wider signal. will be.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 클락 신호의 주파수를 변조하여 액정 패널로 제공되는 화상 데이터의 프레임 주파수가 상승되도록 하여, 특정 주파수 대역에서의 불필요한 주파수 발생 등이 제거되도록 한다. 특히, LCD에서는 액정 구동시에 나타내는 킥백(kick-back) 현상으로 인하여 직류 성분이 생성되어, 액정 물질내에 존재하는 이온성 불순물들이 배향막 쪽으로 이동을 하며, 이온성 불순물이 배향막 표면에 도달하게 되어 잔상이 발생된다. 그러나 프레임 주파수가 충분하게 상승되면, 이온성 불순물들이 직류 성분이 존재하는 상황에서도 인가되는 전계의 극성이 바뀔 때마다 방향 전환하고 이동 거리가 짧아져서 배향막 표면에 도달하지 못하게 되어 잔상이 발생되지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 프레임 주파수를 충분하게 상승시켜 잔상이 발생되지 않도록 한다. As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, the frequency of the clock signal is modulated so that the frame frequency of the image data provided to the liquid crystal panel is increased, thereby eliminating unnecessary frequencies and the like in a specific frequency band. In particular, in a LCD, a DC component is generated due to a kick-back phenomenon when driving a liquid crystal, and ionic impurities present in the liquid crystal material move toward the alignment layer, and ionic impurities reach the surface of the alignment layer. Is generated. However, if the frame frequency is sufficiently raised, the ionic impurities change direction whenever the polarity of the applied electric field is changed even in the presence of a direct current component, and the moving distance is shortened to prevent reaching the surface of the alignment layer so that no afterimage occurs. Therefore, in the embodiment of the present invention, the frame frequency is sufficiently raised to prevent afterimages from occurring.
다음에, 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 작용에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. Next, the operation of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention having such a structure will be described in more detail.
화상 신호원(1)으로부터 아날로그 영상 신호가 입력되면, 인터페이스부(2)는 이 신호에 해당하는 화상 데이터와 동기 신호(수직 및 수평 동기 신호), 및 클락 신호를 출력한다. 동기 신호는 타이밍 제어부(5)로 입력되며, 클락 신호 즉, 제1 클락 신호는 타이밍 제어부(5)와 A/D 변환기(3)로 각각 입력되고, 화상 데이터는 A/D 변환기(3)로 입력된다.
When an analog video signal is input from the
A/D 변환기(3)는 입력되는 제1 클락 신호에 동기하여 화상 데이터를 실시간으로 디지털 신호로 변환하여 출력하며, 타이밍 제어부(5)는 제1 클락 신호 입력에 따라 동작하여 디지털 신호로 변환된 화상 데이터의 메모리부(4)로의 입출력을 제어한다. The A /
먼저, 타이밍 제어부(5)는 입력되는 제1 클락 신호의 주파수를 변조한 다음에 화상 데이터 입출력을 제어하기 위한 신호를 생성한다. 주파수 변조기(5)의 PLL(522)은 위에 기술된 바와 같이, 함수 발생기(521)로부터 제공되는 신호를 토대로 입력되는 제1 클락 신호의 주파수를 변조하여 제2 클락 신호를 생성하여 메모리 타이밍 제어부(51)로 제공한다. First, the
메모리 타이밍 제어부(51)는 제1 클락 신호에 따라 멀티플렉서(43)를 제어하여 화상 데이터가 제1 메모리(41) 또는 제2 메모리(42)로 저장되도록 하거나, 제2 클락 신호에 따라 디멀티플렉서(44)를 제어하여 제2 메모리(42) 또는 제1 메모리(41)에 저장된 화상 데이터가 독출되도록 한다. 이 때, 제1 및 제2 메모리(42)로의 화상 데이터 쓰기 및 독출 동작은 교대로 수행된다. The
도 4에 본 발명의 실시예에 따른 메모리로의 화상 데이터 쓰기 및 독출이 이루어지는 과정이 예시되어 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, SXGA(super extended graphics array)(1280×1024)의 LCD를 예로 하여 화상 데이터 입출력 동작을 설명한다. 4 illustrates a process of writing and reading image data into a memory according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, for convenience of description, an image data input / output operation will be described using an LCD of a super extended graphics array (SXGA) 1280 × 1024 as an example.
메모리 타이밍 제어부(51)의 MUX 신호 발생기(511)로부터 예를 들어, 하이 레벨의 먹스 신호(MUX D)가 멀티플렉서(43)와 디멀티플렉서(44)로 각각 제공되면, 멀티플렉서(43)는 A/D 변환기(3)로부터 입력되는 화상 데이터를 제1 메모리(41)로 출력하며, 디멀티플렉서(44)는 제2 메모리(42)에 연결된 입력단을 통하여 인가되는 화상 데이터를 구동 IC 제어부(53)로 제공한다. When the high level mux signal MUX D is provided to the
구체적으로, 제1 메모리(41)는 어드레스 발생기(512) 및 쓰기 신호 발생기 (513)로부터 제공되는 제어 신호(WDA)에 따라 멀티플렉서(43)로부터 출력되는 화상 데이터를 해당 어드레스(ADDR A)에 저장하며, 제2 메모리(42)는 어드레스 발생기 (512) 및 독출 신호 발생기(514)로부터 제공되는 제어 신호(RDB)에 따라 해당 어드레스(ADDR B)에 저장된 화상 데이터를 독출하여 디멀티플렉서(44)로 제공한다. Specifically, the
SXGA(super extended graphics array)(1280×1024)의 LCD의 경우에는 1개의 프레임이 1024개의 수평 라인으로 이루어지기 때문에, 본 실시예에서는 첫번째 프레임(F1)에서 1024 수평 라인 분량의 디지털 화상 데이터가 제1 메모리(41)에 저장된다. 한편, 제1 메모리(41)의 쓰기 동작이 이루어지고 있는 경우에는 위에 기재된 바와 같이, 제2 메모리(42)의 독출 동작이 이루어져야 하나, 도 4에서와 같이, 초기에는 제2 메모리(42)에 저장된 화상 데이터가 유효한 데이터가 아니므로 독출 동작이 이루어지지 않는다. In the case of an LCD of SXGA (1280 × 1024), since one frame is composed of 1024 horizontal lines, in the present embodiment, 1024 horizontal lines of digital image data are stored in the first frame F1. 1 is stored in the
다음 프레임에서는 제1 메모리(41)와 제2 메모리(42)의 쓰기/독출 동작이 바뀌어서 이루어진다. 예를 들어, 로우 레벨의 먹스 신호가 각각 멀티플렉서(43)와 디멀티플렉서(44)로 제공되면, 멀티플렉서(43)는 A/D 변환기(3)로부터 입력되는 화상 데이터를 제2 메모리(42)로 출력하며, 디멀티플렉서(44)는 제1 메모리(41)에 연결된 입력단을 통하여 인가되는 화상 데이터를 구동 IC 제어부(53)로 제공한다.
In the next frame, the write / read operations of the
제1 메모리(41)는 어드레스 발생기(512) 및 독출 신호 발생기(514)로부터 제공되는 제어 신호(RDA)에 따라 해당 어드레스(ADDR A)에 저장된 화상 데이터를 독출하여 디멀티플렉서(44)로 제공하고, 제2 메모리(42)는 어드레스 발생기(512) 및 쓰기 신호 발생기(513)로부터 제공되는 제어 신호(WDB)에 따라 멀티플렉서(43)로부터 출력되는 화상 데이터를 해당 어드레스(ADDR B)에 저장한다. The
이 때, 메모리에 화상 데이터를 저장하기 위한 제어 신호들은 제1 클락 신호에 따라 생성되며, 메모리에 저장된 화상 데이터를 독출하기 위한 제어 신호들은 주파수 변조기(52)에서 변조된 제2 클락 신호에 따라 생성되고, 위에 기술된 바와 같이, 제1 클락 신호보다 제2 클락 신호의 주파수가 높기 때문에, 화상 데이터의 쓰기 동작이 완료되기 전에 화상 데이터의 독출 동작이 먼저 완료된다. In this case, control signals for storing image data in the memory are generated according to the first clock signal, and control signals for reading image data stored in the memory are generated according to the second clock signal modulated by the
예를 들어, 제1 클락 신호가 제2 클락 신호보다 약 40% 정도 빠르다고 하면, SXGA LCD의 경우, 1024 분량의 화상 데이터가 저장되는 1프레임 동안 약 1462개의 수평 라인 분량의 화상 데이터를 독출할 수 있다. For example, if the first clock signal is about 40% faster than the second clock signal, the SXGA LCD can read about 1462 horizontal lines of image data during one frame in which 1024 pieces of image data are stored. have.
예를 들어, 도 4에 도시되어 있듯이, 제2 메모리(42)에 두 번째 프레임(F2)에 해당하는 1024 분량의 화상 데이터가 저장되는 동안, 제1 메모리(41)에 저장된 이전 프레임 즉, 첫 번쩨 프레임(F1)의 화상 데이터(1024 수평 라인 분량)가 모두 독출된 다음에, 추가로 동일 프레임(F1)의 화상 데이터의 일부(약 438 수평 라인 분량)가 독출된다. 이에 따라 총 1462개 수평 라인 분량의 화상 데이터가 독출되어 디멀티플렉서(44)로 제공된다. For example, as shown in FIG. 4, while the 1024 pieces of image data corresponding to the second frame F2 are stored in the
다음에, 제1 및 제2 메모리(41,42)의 쓰기/독출 동작이 바뀌어서 제1 메모리(41)에 제1 클락 신호에 따라 쓰기 동작이 이루어지고 제2 메모리(42)에 제2 클락 신호에 따라 독출 동작이 수행된다. 이 경우에도 제2 클락 신호의 주파수가 제1 클락 신호의 주파수보다 높기 때문에, 위에 기술된 바와 같이 1프레임 분량의 화상 데이터(1024 수평 라인 분량)가 제1 메모리(41)에 저장되는 동안 제2 메모리(42)로부터 1프레임 분량보다 많은 화상 데이터(1462 수평 라인 분량)가 독출된다. Next, the write / read operations of the first and
이 때, 메모리 타이밍 제어부(5)의 어드레스 발생기(512)는 이전의 독출 프레임(F1)에서 마지막으로 독출되었던 수평 라인 번호의 다음 라인 번호에 해당하는 현재 독출 프레임(F2)의 화상 데이터부터 독출되도록 해당 어드레스를 출력하며, 그 결과, 도 4에서와 같이, 현재 독출 프레임(F2)의 화상 데이터 중 이전 프레임(F1)에서 마지막으로 독출된 수평 라인 번호 즉, 483번의 다음 번호인 439번에 해당하는 화상 데이터부터 독출되어 현재 독출 프레임(F2)의 1024번에 해당하는 화상 데이터까지 독출된 다음에, 다시 현재 독출 프레임(F2)의 1번부터 876번에 해당하는 화상 데이터가 독출되어, 총 1462 수평 라인 분량에 해당하는 화상 데이터((1024-438) + 876= 1462)가 독출된다. At this time, the
이와 같이, 메모리 독출 동작은 1개의 프레임을 입력하는 시간 한도내에서 이전 프레임에서 마지막으로 독출되었던 다음 번지 데이터부터 독출하고, 만일 독출이 완료되기 전에 프레임의 마지막 번지의 화상 데이터가 독출된 경우에는 다시 첫 번째 번지의 화상 데이터부터 독출을 추가로 수행한다. In this way, the memory read operation reads from the next address data last read in the previous frame within the time limit for inputting one frame, and again if the image data of the last address of the frame is read before the reading is completed. Further reading is performed from the image data of the first address.
그 결과, 입력되는 프레임 속도보다 출력되는 프레임수를 대폭 증가시킬 수 있으므로, LCD에서 발생되기 쉬운 플리커를 해결할 수 있다. As a result, the number of frames to be output can be greatly increased than the frame rate to be input, thereby solving flicker that is likely to occur in the LCD.
위에 기술된 바와 같이, 메모리로부터 독출된 화상 데이터는 구동 IC 제어부(53)를 통하여 데이터 구동부(6)로 제공되며, 데이터 구동부(6)는 구동 IC 제어부(53)로부터 데이터 클락 신호(CLK3)에 동기되어 화상 데이터를 각각 대응하는 계조 전압으로 변환시킨 다음에 인가되는 로드 신호에 따라 액정 패널(8)의 데이터 라인으로 인가하며, 스캔 구동부(7)는 구동 IC 제어부(53)로부터 출력되는 게이트 클락 신호(CLK4)에 동기되어 액정 패널(8)의 게이트 라인으로 주사 신호인 게이트 온 전압을 동시에 인가한다. 따라서, 게이트 온 전압이 인가된 게이트선에 연결된 박막 트랜지스터가 턴온되고, 데이터선에 공급된 계조 전압이 턴온된 박막 트랜지스터를 통해 화소 전극에 전달되어 원하는 화상이 표시되게 된다. As described above, the image data read out from the memory is provided to the
이 경우, 동일 프레임의 화상 데이터가 중첩적으로 액정 패널 상에 표시되지만, 이전 프레임과 표시되는 현재 프레임의 화상 데이터는 거의 동일하므로, 사용자가 화상 차이를 인식할 수 없다.In this case, image data of the same frame is displayed superimposed on the liquid crystal panel, but since the image data of the previous frame and the current frame displayed are almost the same, the user cannot recognize the image difference.
또한, 메모리에서 화상 데이터를 독출할 때의 클락 신호(CLK2)와 구동 IC 제어부(53)가 각 구동부를 구동시킬 때의 클락 신호(CLK3, CLK4)가 동일하기 때문에, 타이밍 제어부로터 제공되는 클락 신호의 주파수가 변조되어 있어도 데이터를 액정 패널로 전달할 때의 타이밍 마진에서 아무런 문제도 발생되지 않는다. In addition, the clock signals CLK2 when reading image data from the memory and the clock signals CLK3 and CLK4 when the driving
도 5에 주파수가 변조되지 않은 클락 신호를 사용한 경우와, 본 발명의 실시예와 같이 주파수가 변조된 클락 신호를 사용한 경우, 각 구동부의 클락에서 발생되는 주파수 스펙트럼이 도시되어 있다. In FIG. 5, the frequency spectrum generated at the clock of each driving unit is shown when the clock signal is unmodulated with frequency and when the clock signal is modulated with frequency as in the embodiment of the present invention.
도 5를 살펴보면, 종래에 주파수가 변조되지 않은 클락 신호를 사용한 경우에 비하여 본 발명의 실시예에서는 전력값이 설정값 이상으로 나타내는 특정 주파수 대역이 넓어지면서 해당 주파수 대역에서의 전력값이 감소됨으로써, 불필요한 전자파를 감소시킬 수 있다. Referring to FIG. 5, in the embodiment of the present invention, the power value in the corresponding frequency band is reduced while the specific frequency band in which the power value is greater than or equal to the set value is widened, compared to the case in which the clock signal in which the frequency is not modulated is conventionally used. Unnecessary electromagnetic waves can be reduced.
본 발명은 다음의 기술되는 청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능하다. The invention is susceptible to various modifications and implementations without departing from the scope of the following claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 액정 표시 장치에서 표시되는 프레임 주파수를 상승시킬 수 있으므로, 액정 패널 내의 액정에 걸리는 전압 인가 시간을 짧게 하여 잔상을 해결할 수 있다. As described above, according to the present invention, since the frame frequency displayed in the liquid crystal display device can be increased, the afterimage can be solved by shortening the voltage application time applied to the liquid crystal in the liquid crystal panel.
또한, 사람이 느낄 수 없는 이상의 프레임 주파수로 화상 표시가 이루어지기 때문에, LCD에서 발생되기 쉬운 플리커를 해결할 수 있다. 이에 따라 플리커 발생으로 인하여 액정 셀내의 전하 유지 캐패시터를 작게 할 수 있으므로, 전하 충전율과 개구율을 개선하여 고품질의 LCD 제조가 가능하다.
In addition, since image display is performed at a frame frequency higher than that of humans, it is possible to solve flicker that is likely to occur in the LCD. Accordingly, since the charge retention capacitor in the liquid crystal cell can be made small due to the flicker generation, it is possible to manufacture high quality LCDs by improving the charge charge rate and aperture ratio.
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