KR102009892B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정패널; 액정패널의 데이터라인에 연결된 데이터구동부; 액정패널의 게이트라인에 연결된 게이트구동부; 전원공급부로부터 출력된 제1전원전압을 제2전원전압으로 변환하여 출력하는 전원변환부; 및 전원공급부의 전원이 비정상적으로 턴 오프되면 N(N은 1 이상 정수) 프레임 구간 동안 게이트라인을 통해 게이트하이전압이 공급되고 데이터라인을 통해 그라운드전압 레벨이 공급되도록 방전제어신호를 출력하는 전원제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명의 실시예는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED) 및 플라즈마액정패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다. 그 중 고해상도를 구현할 수 있고 소형화뿐만 아니라 대형화가 가능한 액정표시장치가 널리 사용되고 있다.
최근 고해상도 모델이 전개됨에 따라 액정표시장치는 다양한 구조 및 다양한 구동방식으로 구현되고 있다. 한편, 액정표시장치 중 일부는 전원이 정상적으로 오프되면 모든 서브 픽셀에 충전되어 있던 전하는 오프 시퀀스에 따라 방전된다. 그러나, 전원이 비정상적으로 오프되면 모든 서브 픽셀에 충전되어 있던 전하는 방전되지 않고 잔류하게 된다. 이 경우, 미시적으로는 서브 픽셀들에 직류 스트레스(DC Stress)가 가해지게 되고 거시적으로는 액정패널 상에 플리커(Flicker) 현상을 유발하게 된다.
이로 인하여, 짧은 시간 동안 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키면, 서브 픽셀 내에 잔류하고 있는 전하에 대한 방전이 효율적으로 이루어지지 않고 내부에 지속적으로 축적되고, 액정패널 상에서의 플리커 현상이 심하게 유발되므로 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 짧은 시간 동안 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키더라도 플리커 현상을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 액정패널; 액정패널의 데이터라인에 연결된 데이터구동부; 액정패널의 게이트라인에 연결된 게이트구동부; 전원공급부로부터 출력된 제1전원전압을 제2전원전압으로 변환하여 출력하는 전원변환부; 및 전원공급부의 전원이 비정상적으로 턴 오프되면 N(N은 1 이상 정수) 프레임 구간 동안 게이트라인을 통해 게이트하이전압이 공급되고 데이터라인을 통해 그라운드전압 레벨이 공급되도록 방전제어신호를 출력하는 전원제어부를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
액정패널에 잔류하는 전하는 방전제어신호에 의해 그라운드전압에 해당하는 등전위 레벨을 갖는 공통전압라인과 데이터라인을 통해 방전될 수 있다.
전원제어부는 전원변환부의 출력전압을 검출하여 전원공급부가 비정상적인 상태로 턴 오프된 상태인지 여부를 판단하는 모니터부와, 모니터부로부터 출력된 방전제어부 제어신호에 대응하여 방전제어신호를 출력하는 방전제어부를 포함할 수 있다.
방전제어신호는 게이트구동부를 통해 출력되는 모든 게이트신호를 게이트하이전압으로 전환시키는 게이트제어신호와, 데이터구동부의 내부에 포함된 모든 출력제어 트랜지스터를 턴 온시키는 먹스제어신호를 포함할 수 있다.
모니터부는 데이터구동부에 공급되는 제1구동전압과 제2구동전압을 검출하여 전원공급부가 비정상적인 상태로 턴 오프된 것인지의 여부를 판단할 수 있다.
방전제어부는 방전제어부 제어신호에 대응하여 게이트제어신호와 먹스제어신호를 게이트하이전압으로 스위칭시켜 출력할 수 있다.
전원변환부는 N 프레임 구간 동안 게이트하이전압을 유지하며 출력하는 전압 유지부를 갖는 게이트하이전압 출력부와, 게이트로우전압을 출력하는 게이트로우전압 출력부를 포함할 수 있다.
방전제어부는 먹스제어신호 라인들의 사이에 일단과 타단이 연결된 스위치들과, 방전제어부 제어신호 공급단자에 일단이 연결되고 스위치들의 선택단자에 타단이 연결된 인버터와, 방전제어부 제어신호 공급단자에 게이트전극이 연결되고 게이트하이전압 공급단자에 제1전극이 연결된 제어 트랜지스터와, 제어 트랜지스터의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 먹스제어신호 라인들에 연결된 스위치들의 타단에 캐소드전극이 연결된 다이오드들을 포함할 수 있다.
전원제어부는 전원공급부의 전원이 턴 온되면 디스플레이 온 구간이 되기 전에 M(M은 1 이상 정수) 프레임 구간 동안 게이트라인을 통해 게이트하이전압이 공급되고 데이터라인과 액정패널에 연결된 공통전압라인을 통해 그라운드전압 레벨이 공급되도록 방전제어신호를 출력할 수 있다.
방전제어신호는 액정패널의 디스플레이가 온 되는 구간 직전에 공급될 수 있다.
본 발명은 액정패널 내에 잔류하고 있는 전하를 효율적으로 방전시켜 짧은 시간 동안 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키더라도 플리커 현상을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 전원변환부의 구성 예시도.
도 3은 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 4는 전원공급부가 비정상적으로 턴 오프될 때의 방전 시퀀스를 설명하기 위한 파형도.
도 5 및 도 6은 방전 시퀀스의 유무에 따른 차이점을 설명하기 위한 도면.
도 7은 제3전원변환부의 구성 예시도.
도 8은 전원제어부의 구성 예시도.
도 9는 방전제어부의 구성 예시도.
도 10은 본 발명이 적용된 구조와 본 발명이 미적용된 구조에서의 플리커 회복도를 실험한 그래프.
도 11은 전원공급부가 턴 온된 이후의 방전 시퀀스를 보여주는 도면.
도 12는 전원공급부가 턴 온된 이후의 방전 시퀀스를 설명하기 위한 파형도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전원변환부의 구성 예시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에는 전원공급부(110), 전원변환부(120), 타이밍제어부(130), 게이트구동부(140), 데이터구동부(150), 액정패널(160), 백라이트유닛(170) 및 전원제어부(180)가 포함된다.
전원공급부(110)는 액정패널(160)의 크기에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다. 액정패널(160)이 대형인 경우 전원공급부(110)는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 회로로 구성될 수 있다. 액정패널(160)이 소형인 경우 전원공급부(110)는 배터리로 구성될 수 있다.
전원변환부(120)는 전원공급부(110)로부터 출력된 제1전원전압을 제2전원전압으로 변환하여 출력한다. 전원변환부(120)는 레귤레이터(low dropout; LDO), 차지펌프(Charge Pump), 파워칩(power chip) 등으로 구성될 수 있으며 이는 다양한 전압을 출력할 수 있다. 전원변환부(120)는 제1전원변환부(121), 제2전원변환부(123) 및 제3전원변환부(125)를 포함할 수 있다.
제1전원변환부(121)는 타이밍제어부(130), 외부 메모리부(120), 게이트구동부(140), 데이터구동부(150), 액정패널(160) 및 백라이트유닛(170)에 공급할 고전위전압(VCC) 및 그라운드전압(GND)을 출력할 수 있다. 제2전원변환부(123)는 데이터구동부(150)에 공급할 제1구동전압(DDVDH) 및 제2구동전압(DDVDL)을 출력할 수 있다. 제3전원변환부(125)는 게이트구동부(140)에 공급할 게이트하이전압(VGH) 및 게이트로우전압(VGL)과 액정패널(160)에 공급할 공통전압(VCOM)을 출력할 수 있다. 공통전압(VCOM)의 경우 별도로 구성된 공통전압 출력부에 의해 출력될 수도 있다.
타이밍제어부(130)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동부(140)와 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어한다.
타이밍제어부(130)는 게이트구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터구동부(150)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍제어부(130)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 데이터신호(DATA)를 데이터구동부(150)에 공급한다.
게이트구동부(140)는 타이밍제어부(130)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트신호를 출력한다. 게이트구동부(140)는 게이트라인들(GL)을 통해 액정패널(160)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 게이트신호를 공급한다. 게이트신호에는 액정패널(160)의 스위칭 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트하이전압(VGH)(또는 게이트온전압)과 턴 오프시키는 게이트로우전압(VGL)(또는 게이트오프전압)이 포함된다.
데이터구동부(150)는 타이밍제어부(130)로부터 출력된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하며 감마 기준전압으로 변환하여 출력한다. 데이터구동부(150)는 데이터라인들(DL)을 통해 액정패널(160)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 데이터신호(DATA)를 공급한다.
백라이트유닛(170)은 액정패널(160)에 광을 제공한다. 백라이트유닛(170)은 LED(Light Emitting Diode; 발광다이오드), LED구동부, 도광판, 광학시트 등으로 구성된다. 백라이트유닛(170)은 엣지형(edge type), 듀얼형(dual type) 또는 직하형(direct type) 등으로 이루어진다. 엣지형은 액정패널(160)의 일 측면에 LED가 배치된 구조이고, 듀얼형은 액정패널(160)의 양 측면에 LED가 배치된 구조이며, 직하형은 액정패널(160)의 하부 면에 LED가 배치된 구조이다.
액정패널(160)은 게이트구동부(140)로부터 출력된 게이트신호와 데이터구동부(150)로부터 출력된 데이터신호(DATA)에 대응하여 영상을 표시한다. 액정패널(160)은 트랜지스터 어레이 기판, 컬러필터 기판 및 액정층(Clc)을 포함한다. 트랜지스터 어레이 기판에는 스위칭 트랜지스터(SW) 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 포함된다. 컬러필터 기판에는 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 포함된다.
액정패널(160)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드로 구현된다. 액정층(Clc)을 구동하는 화소전극(1)은 트랜지스터 어레이 기판 상에 형성되는 반면 공통전극(2)은 액정층(Clc)의 구현 모드에 따라 트랜지스터 어레이 기판 상에 형성되거나 컬러필터 기판 상에 형성된다.
한편, 액정패널(160)은 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; LTPS)이나 아몰포스 실리콘(a-Si) 기반으로 이루어진다. 저온 폴리 실리콘 기반은 아몰포스 실리콘(a-Si) 기반과 달리 시분할 방식으로 R데이터신호, G데이터신호 및 B데이터신호를 출력할 수 있다. 이 방식에 의하면, 먹스제어신호(MUX)에 대응하여 하나의 데이터라인을 통해 R데이터신호, G데이터신호 및 B데이터신호를 선택적으로 공급할 수 있으므로 데이터라인의 개수를 줄일 수 있다. 이하, 액정패널(160)이 저온 폴리 실리콘 기반으로 이루어진 것을 일례로 설명을 계속 한다.
전원제어부(180)는 전원공급부(110)가 비정상적인 상태로 턴 오프되면 게이트구동부(140)와 데이터구동부(150)를 제어하는 방전제어신호(DCS)를 출력한다. 전원제어부(180)로부터 출력된 방전제어신호(DCS)에 의해, 게이트구동부(140)와 데이터구동부(150)는 액정패널(160)의 서브 픽셀(SP)에 충전된 전하를 방전시키는 방전 시퀀스가 수행된다. 전원공급부(110)가 비정상적으로 턴 오프되면 액정패널(160)의 모든 서브 픽셀(SP)에 충전되어 있던 전하는 방전 시퀀스에 따라 방전된다.
전원공급부(110)가 비정상적으로 턴 오프된 이후의 방전 시퀀스에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 전원공급부가 비정상적으로 턴 오프될 때의 방전 시퀀스를 설명하기 위한 파형도이고, 도 5 및 도 6은 방전 시퀀스의 유무에 따른 차이점을 설명하기 위한 도면이다.
-디스플레이 온 구간(Display ON)-
디스플레이 온 구간(Display ON) 동안 제1구동전압(DDVDH), 제2구동전압(DDVDL), 리셋신호(Reset), 게이트제어신호(GOA), 먹스제어신호(MUX), 게이트하이전압(VGH), 게이트로우전압(VGL), 데이터신호(DATA) 및 공통전압(VCOM)은 정상적인 상태로 출력이 유지된다.
이와 같이 정상적인 각 회로가 정상적인 출력을 유지하다가 전원공급부가 비정상적인으로 턴 오프되면(Abnormal Power Off), 이후 방전 시퀀스가 수행된다. 방전 시퀀스가 이루어지는 방전 구간(Discharge)은 디스플레이 온 구간(Display ON)과 디스플레이 오프 구간(Display OFF) 사이에 이루어진다.
-방전 구간(Discharge)-
방전 구간(Discharge) 동안 액정패널의 서브 픽셀에 충전된 전하를 방전시키는 방전 시퀀스가 수행된다. 전원공급부가 비정상적으로 턴 오프되면(Abnormal Power Off), 전원제어부는 N 프레임(N은 1 이상 정수) 동안 게이트제어신호(GOA)와 먹스제어신호(MUX)를 로직하이 레벨로 유지시킨다. 이때, 제1구동전압(DDVDH) 및 제2구동전압(DDVDL)은 다른 전압들 대비 서서히 그라운드전압(GND)에 해당하는 레벨로 떨어진다. 그리고, 리셋신호(Reset)는 로직로우에서 로직하이로 전환된다. 그리고 데이터신호(DATA) 및 공통전압(VCOM)은 그라운드전압(GND)에 해당하는 레벨로 떨어진다.
-디스플레이 오프 구간(Display OFF)-
N 프레임 동안의 방전 구간(Discharge)이 지나면 제1구동전압(DDVDH), 제2구동전압(DDVDL), 게이트제어신호(GOA), 먹스제어신호(MUX), 게이트하이전압(VGH), 게이트로우전압(VGL), 데이터신호(DATA) 및 공통전압(VCOM)은 그라운드전압(GND)에 해당하는 레벨로 떨어진다.
[본 발명: 도 5]
본 발명은 전원이 비정상적으로 턴 오프된 이후 방전 시퀀스가 수행된다. 본 발명은 방전 시퀀스가 수행되면, 게이트구동부(140)는 로직하이(High)의 게이트제어신호(GOA)에 대응하여 액정패널의 스위칭 트랜지스터(SW)를 모두 턴 온시키는 게이트하이전압(VGH)을 모든 게이트라인을 통해 출력한다. 그리고 데이터구동부(150)는 로직하이(High)의 먹스제어신호(MUX)에 대응하여 내부에 포함된 모든 출력제어 트랜지스터(TM)를 턴온 시킨다.
방전 시퀀스에 의해 액정패널의 스위칭 트랜지스터(SW)는 게이트 하이(Gate High) 상태 즉 턴 온된 상태가 된다. 이에 따라, 액정패널의 서브 픽셀(스토리지 커패시터 등)에 충전되어 있던 전하는 그라운드전압(GND)에 해당하는 등전위 레벨을 갖는 공통전압라인과 데이터라인을 통해 방전된다. 본 발명은 2개의 방전 패스가 설정되므로 빠른 방전이 수행된다.
[비교예: 도 6]
비교예는 전원이 비정상적으로 턴 오프된 이후 방전 시퀀스가 미수행된다. 비교예는 방전 시퀀스가 미수행되므로, 그라운드전압(GND)의 게이트제어신호(GOA)에 의해 스위칭 트랜지스터(SW)는 게이트 플로팅(Gate Floating) 상태 즉 턴 오프된 상태가 된다. 그리고 그라운드전압(GND)의 먹스제어신호(MUX)에 의해 모든 출력제어 트랜지스터(TM)는 턴 오프된 상태가 된다. 이에 따라, 액정패널의 서브 픽셀(스토리지 커패시터 등)에 충전되어 있던 전하는 공통전압라인을 통해 방전된다. 비교예는 1개의 방전 패스가 설정되므로 빠른 방전이 수행되지 않는다.
이하 전원공급부가 비정상적으로 턴 오프된 이후의 방전 시퀀스를 수행하기 위한 회로의 구성에 대해 설명한다.
도 7은 제3전원변환부의 구성 예시도이고, 도 8은 전원제어부의 구성 예시도이며, 도 9는 방전제어부의 구성 예시도이고, 도 10은 본 발명이 적용된 구조와 본 발명이 미적용된 구조에서의 플리커 회복도를 실험한 그래프이다.
제3전원변환부(125)는 게이트하이전압(VGH)을 출력하는 게이트하이전압 출력부(125a)와 게이트로우전압(VGL)을 출력하는 게이트로우전압 출력부(125b)를 포함한다.
게이트하이전압 출력부(125a)는 제1전압원(V1)의 양의 전압을 출력하는 제1정류다이오드(LD1)와 제1커패시터(C2) 등으로 구성된다. 게이트로우전압 출력부(125b)는 제2전압원(V2)의 음의 전압을 출력하는 제2정류다이오드(LD2)와 제2커패시터(C2) 등으로 구성된다. 게이트하이전압 출력부(125a)와 게이트로우전압 출력부(125b)의 구성은 정류다이오드들(D1, D2)과 커패시터들(C1, C2)로 간략히 도시하였다. 하지만 게이트하이전압 출력부(125a)와 게이트로우전압 출력부(125b)의 구성은 이해를 돕기 위한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
게이트하이전압 출력부(125a)는 게이트로우전압 출력부(125b)와 달리 전압 유지부(126)가 포함된다. 전압 유지부(126)는 게이트하이전압(VGH)을 N 프레임 동안 유지하는 역할을 한다. 전압 유지부(126)는 제1저항기(R1), 제2저항기(R2) 및 더미 커패시터(Cc)로 구성된다. 전압 유지부(126)의 구성은 이해를 돕기 위한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
위와 같은 구성에 의해, 전원공급부가 비정상적으로 턴 오프되더라도 게이트하이전압(VGH)은 N 프레임 동안 로직하이 상태를 유지하며 출력된다.
전원제어부(180)는 모니터부(181)와 방전제어부(185)를 포함한다. 모니터부(181)는 전원변환부의 출력전압(Vout) 예컨대, 제1구동전압(DDVDH) 및 제2구동전압(DDVDL)을 검출하여 전원공급부(110)가 비정상적인 상태로 턴 오프된 것인지 아닌지를 판단한다. 여기서, 전원공급부(110)가 비정상적인 상태로 턴 오프된 것이라 함은 전원공급부(110)에 공급되는 교류전압이 차단되거나 배터리가 분리된 경우를 의미한다. 모니터부(181)는 제1구동전압(DDVDH) 및 제2구동전압(DDVDL)의 레벨이 일정 범위 이하로 저하되면 방전제어부 제어신호(APO)를 출력한다.
방전제어부(185)는 모니터부(181)로부터 출력된 방전제어부 제어신호(APO)에 대응하여 먹스제어신호(MUXR, MUXG, MUXB)와 게이트제어신호(GOA)를 포함하는 방전제어신호(DCS)를 출력한다. 방전제어부(185)에는 제1 내지 제5스위치(SW1 ~ SW5), 제어 트랜지스터(Tr), 인버터(INV) 및 제1 내지 제5다이오드(D1 ~ D5)가 포함된다.
제어 트랜지스터(Tr)는 방전제어부 제어신호 공급단자에 게이트전극이 연결되고 게이트하이전압 공급단자에 제1전극이 연결되며 제1 내지 제5다이오드(D1 ~ D5)의 애노드전극에 제2전극이 연결된다.
인버터(INV)는 방전제어부 제어신호 공급단자에 일단이 연결되고 제1 내지 제5스위치(SW1 ~ SW5)의 선택단자에 타단이 연결된다.
제1스위치(SW1)는 R먹스제어신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되고, 제2스위치(SW2)는 G먹스제어신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되며, 제3스위치(SW3)는 B먹스제어신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되고, 제4스위치(SW4)는 제1클록신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되며, 제5스위치(SW5)는 제2클록신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결된다.
제1다이오드(D1)는 R먹스제어신호 라인에 연결된 제1스위치(SW1)의 타단에 캐소드전극이 연결되고, 제2다이오드(D2)는 G먹스제어신호 라인에 연결된 제2스위치(SW2)의 타단에 캐소드전극이 연결되며, 제3다이오드(D3)는 B먹스제어신호 라인에 연결된 제3스위치(SW3)의 타단에 캐소드전극이 연결되고, 제4다이오드(D4)는 제1클록신호 라인에 연결된 제4스위치(SW4)의 타단에 캐소드전극이 연결되며, 제5다이오드(D5)는 제2클록신호 라인에 연결된 제5스위치(SW5)의 타단에 캐소드전극이 연결된다.
위와 같은 구성에 의해, 방전제어부(185)는 다음과 같이 동작하게 된다.
방전제어부 제어신호(APO)가 공급(예컨대 로직하이의 신호)되면, 인버터(INV)에 의해 제1 내지 제5스위치(SW1 ~ SW5)는 턴 오프된다. 제1 내지 제5스위치(SW1 ~ SW5)가 턴 오프됨에 따라 먹스제어신호 라인과 게이트제어신호 라인을 통해 출력되는 기존 신호는 차단된다.
대신, 제어 트랜지스터(Tr)가 턴 온됨에 따라 로직하이의 게이트하이전압(VGH)에 대응되는 먹스제어신호(MUXR, MUXG, MUXB)와 게이트제어신호(GOA)가 먹스제어신호 라인과 게이트제어신호 라인을 통해 출력된다. 여기서, 게이트제어신호(GOA)에는 제1 및 제2클록신호(CLK1, CLK2)가 포함된 것을 일례로 하였다. 하지만, 게이트구동부를 통해 출력되는 모든 게이트신호를 게이트하이전압(VGH)으로 전환시키기 위한 신호는 이에 한정되지 않는다.
이와 달리, 방전제어부 제어신호(APO)가 미공급(예컨대 로직로우의 신호)되면, 인버터(INV)에 의해 제1 내지 제5스위치(SW1 ~ SW5)는 턴 온된다. 제1 내지 제5스위치(SW1 ~ SW5)가 턴 온됨에 따라 먹스제어신호 라인과 게이트제어신호 라인을 통해 출력되는 기존 신호는 유지된다.
한편, 본 발명과 같은 방전 시퀀스가 적용된 구조와 미적용된 구조에서의 플리커 회복도를 실험해본 결과 본 발명의 방전 시퀀스가 적용된 구조는 정상적인 방전 시퀀스와 동일 또는 유사하게 잔류 전하를 방전시킬 수 있었다.(도 10에 도시된 두 개의 그래프 참조)
실험에서는 비정상적인 방법으로 전원을 턴 오프한 후 1분 간격으로 플리커를 측정하였다. 구체적으로, 초기에는 전원을 공급한 후 플리커를 측정하고 5분 도작 뒤 비정상적인 방법으로 전원을 턴 오프한 후 30초 후 전원을 다시 턴온하였다. 이때, 액정패널에 표시된 테스트 패턴은 미드 그레이 패턴(Mid Gray Pattern)을 사용하였다. 미드 그레이 패턴은 미세한 전압 변화에도 휘도의 변화가 크므로 플리커의 유무가 눈으로 잘 인지되는 영상이다.
한편, 짧은 시간 동안 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키면 전원을 턴 온하면 서브 픽셀 내에 잔류하고 있는 전하는 방전이 완전히 이루어지지 않고 내부에 지속적으로 축적된다. 이를 개선하기 위해 본 발명은 전원공급부가 턴 온된 이후에도 방전 시퀀스가 적용된다.
전원공급부가 턴 온된 이후의 방전 시퀀스에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 11은 전원공급부가 턴 온된 이후의 방전 시퀀스를 보여주는 도면이고, 도 12는 전원공급부가 턴 온된 이후의 방전 시퀀스를 설명하기 위한 파형도이다.
-전원 온 시퀀스 구간(Power ON Sequence)-
전원공급부가 턴 온되면 전원 온 시퀀스가 진행된다. 전원 온 시퀀스 구간(Power ON Sequence) 동안 수직동기신호(Vsync) 등은 물론 데이터신호(DATA)나 공통전압(VCOM)을 출력하기 위한 장치의 예비 동작이 수행된다. 이때, 액정패널은 턴 오프(Display OFF)된 상태이다.
-방전 구간(Discharge)-
액정패널이 턴 온(Display ON) 되기 전 M(M은 1 이상 정수) 프레임 동안 방전 시퀀스가 진행된다. 방전 구간(Discharge) 동안 데이터신호(DATA) 및 공통전압(VCOM)은 일시적으로 정지 또는 휴지 레벨(Halt Level)로 설정된다. 예컨대, 데이터신호(DATA) 및 공통전압(VCOM)은 그라운드전압(GND)에 해당하는 레벨로 설정될 수 있다. 그러면, 데이터라인 및 공통전압라인에 잔류하고 있던 전하는 이들의 라인을 통해 방전된다. 이때, 게이트제어신호(GOA) 및 먹스제어신호(MUX)는 로직하이 레벨로 설정될 수 있다. 이때, 액정패널은 턴 오프(Display OFF)된 상태이다.
-디스플레이 온 구간(Display ON)-
방전 구간(Discharge) 이후 디스플레이 온 구간(Display ON) 동안 데이터신호(DATA)나 공통전압(VCOM)을 출력하기 위한 장치의 동작이 재개된다. 이때, 게이트제어신호(GOA) 및 먹스제어신호(MUX)는 정상적인 출력을 나타낸다. 이때, 액정패널은 턴 온(Display ON)된 상태이다.
본 발명의 방전 시퀀스가 적용된 구조를 실험해본 결과 전원을 턴 온 한 이후에 발생하는 플리커의 수준을 개선할 수 있었다.
[표 1]
Figure 112012091073782-pat00001
표 1의 실험에서는 방전 구간을 정의하는 M 프레임을 2 프레임으로 설정한 다음 전원을 턴 온하고 일정 지연 시간(Delay: 15초, 5초, 3초, 2초, 1초)을 거친 후 전원을 정상적으로 턴 오프하는 과정을 2시간 가량 반복한 후 플리커를 측정하였다. 측정 결과에 따르면, 스위칭 트랜지스터의 턴 온과 턴 오프 상태의 전압 차이 감소로 플리커의 수준이 개선된 것으로 나타났다. 이때, 액정패널에 표시된 테스트 패턴은 유저 인터페이스를 사용하였다.
한편, 전원공급부가 턴 온된 이후의 방전 시퀀스 또한 도 7 내지 도 9에서 설명된 전원제어부에 의해 이루어질 수 있다. 그리고 액정패널에 잔류하는 전하를 방전하기 위한 M 프레임은 최소 1 프레임으로 설정될 수 있고 최대 5 프레임을 넘지 않도록 설정하는 것이 바람직하다.
통상 전원이 비정상적으로 오프되면 액정패널에 충전되어 있던 전하는 방전되지 않고 잔류하게 된다. 이 경우, 미시적으로는 서브 픽셀들에 직류 스트레스(DC Stress)가 가해지게 되고 거시적으로는 액정패널 상에 플리커(Flicker) 현상을 유발하게 된다.
이로 인하여, 짧은 시간 동안 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키면 액정패널 내에 잔류하고 있는 전하에 대한 방전이 완전히 이루어지지 않고 내부에 지속적으로 축적된다.
그러나, 본 발명은 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키더라도 액정패널 상에서의 플리커 현상이 거의 유발되지 않았다. 그 이유는 비정상적인 방법으로 전원이 턴 오프되더라도 방전 시퀀스가 적용되고 전원이 턴 온된 이후에도 방전 시퀀스가 적용되기 때문이다.
한편, 전원이 정상적으로 오프 되었을 때와 비정상적으로 오프 되었을 때, 액정패널에 잔류하는 전하는 차이가 있게 마련이다. 따라서, 액정패널에 잔류하는 전하를 방전하기 위한 프레임은 이에 대응하여 설정될 수 있다.
이상 본 발명은 액정패널 내에 잔류하고 있는 전하를 효율적으로 방전시켜 짧은 시간 동안 정상적인 방법과 비정상적인 방법으로 전원을 온/오프하는 횟수를 증가시키더라도 플리커 현상을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 전원공급부 120: 전원변환부
130:타이밍제어부 140: 게이트구동부
150: 데이터구동부 160: 액정패널
170: 백라이트유닛 180: 전원제어부
DCS: 방전제어신호 GOA: 게이트제어신호
MUX: 먹스제어신호 125a: 게이트하이전압 출력부
126: 전압 유지부 125b: 게이트로우전압 출력부
Tr: 제어 트랜지스터 INV: 인버터
SW1 ~ SW5: 제1 내지 제5스위치
D1 ~ D5: 제1 내지 제5다이오드

Claims (11)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널의 데이터라인에 연결된 데이터구동부;
    상기 액정패널의 게이트라인에 연결된 게이트구동부;
    전원공급부로부터 출력된 제1전원전압을 제2전원전압으로 변환하여 출력하는 전원변환부; 및
    상기 전원공급부의 전원이 비정상적으로 턴 오프되면 N(N은 1 이상 정수) 프레임 구간 동안 상기 게이트라인을 통해 게이트하이전압이 공급되고 상기 데이터라인을 통해 그라운드전압 레벨이 공급되도록 방전제어신호를 출력하는 전원제어부를 포함하고,
    상기 전원제어부는
    상기 전원변환부의 출력전압을 검출하여 상기 전원공급부가 비정상적인 상태로 턴 오프된 상태인지 여부를 판단하는 모니터부와,
    상기 모니터부로부터 출력된 방전제어부 제어신호에 대응하여 상기 방전제어신호를 출력하는 방전제어부를 포함하고,
    상기 모니터부는
    상기 데이터구동부에 공급되는 제1구동전압과 제2구동전압을 검출하여 상기 전원공급부가 비정상적인 상태로 턴 오프된 것인지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널에 잔류하는 전하는 상기 방전제어신호에 의해 그라운드전압에 해당하는 등전위 레벨을 갖는 공통전압라인과 데이터라인을 통해 방전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방전제어신호는
    상기 게이트구동부를 통해 출력되는 모든 게이트신호를 게이트하이전압으로 전환시키는 게이트제어신호와,
    상기 데이터구동부의 내부에 포함된 모든 출력제어 트랜지스터를 턴 온시키는 먹스제어신호를 포함하는 액정표시장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 방전제어부는
    상기 방전제어부 제어신호에 대응하여 상기 게이트제어신호와 상기 먹스제어신호를 상기 게이트하이전압으로 스위칭시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전원변환부는
    상기 N 프레임 구간 동안 상기 게이트하이전압을 유지하며 출력하는 전압 유지부를 갖는 게이트하이전압 출력부와,
    게이트로우전압을 출력하는 게이트로우전압 출력부를 포함하는 액정표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 방전제어부는
    먹스제어신호 라인들의 사이에 일단과 타단이 연결된 스위치들과,
    방전제어부 제어신호 공급단자에 일단이 연결되고 상기 스위치들의 선택단자에 타단이 연결된 인버터와,
    상기 방전제어부 제어신호 공급단자에 게이트전극이 연결되고 게이트하이전압 공급단자에 제1전극이 연결된 제어 트랜지스터와,
    상기 제어 트랜지스터의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 상기 먹스제어신호 라인들에 연결된 상기 스위치들의 타단에 캐소드전극이 연결된 다이오드들을 포함하는 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전원제어부는
    상기 전원공급부의 전원이 턴 온되면 디스플레이 온 구간이 되기 전에 M(M은 1 이상 정수) 프레임 구간 동안 상기 게이트라인을 통해 게이트하이전압이 공급되고 상기 데이터라인과 상기 액정패널에 연결된 공통전압라인을 통해 그라운드전압 레벨이 공급되도록 방전제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방전제어신호는
    상기 액정패널의 디스플레이가 온 되는 구간 직전에 공급되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 방전제어부는
    제1 내지 제5스위치, 제어 트랜지스터, 인버터 및 제1 내지 제5다이오드를 포함하고,
    상기 제어 트랜지스터는 상기 방전제어부 제어신호가 공급되는 단자에 게이트전극이 연결되고 상기 게이트하이전압이 공급되는 단자에 제1전극이 연결되며 상기 제1 내지 제5다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결되고,
    상기 인버터는 상기 방전제어부 제어신호가 공급되는 단자에 일단이 연결되고 상기 제1 내지 제5스위치의 선택단자에 타단이 연결되고,
    상기 제1스위치는 R먹스제어신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되고, 상기 제2스위치는 G먹스제어신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되며, 상기 제3스위치는 B먹스제어신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되고, 상기 제4스위치는 제1클록신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되며, 상기 제5스위치는 제2클록신호 라인의 사이에 일단과 타단이 연결되고,
    상기 제1다이오드는 상기 R먹스제어신호 라인에 연결된 상기 제1스위치의 타단에 캐소드전극이 연결되고, 상기 제2다이오드는 상기 G먹스제어신호 라인에 연결된 상기 제2스위치의 타단에 캐소드전극이 연결되며, 상기 제3다이오드는 상기 B먹스제어신호 라인에 연결된 상기 제3스위치의 타단에 캐소드전극이 연결되고, 상기 제4다이오드는 상기 제1클록신호 라인에 연결된 상기 제4스위치의 타단에 캐소드전극이 연결되며, 상기 제5다이오드는 상기 제2클록신호 라인에 연결된 상기 제5스위치의 타단에 캐소드전극이 연결된 액정표시장치.

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