KR102538875B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플리커 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 표시 장치에 관한 것으로, 표시 패널; 입력되는 영상 데이터에 따라 구동 주파수를 변환하는 구동 주파수 변환부; 구동 주파수에 대응하는 공통 전압 데이터를 출력하는 공통 전압 제어부; 및 공통 전압 데이터를 입력 받아, 공통 전압을 발생시켜 표시 패널로 출력하는 공통 전압 발생부;를 포함하며, 공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 경사 파형을 갖는다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 플리커를 최소화할 수 있는 표시 장치에 대한 것이다.
표시 장치(Display Device)는 빛을 방출하는 소자를 가지고 화상을 표시한다. 최근 표시 장치로 평판 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 평판 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.
표시 장치의 한 기판은 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 갖는 것이 일반적이며, 이러한 박막 트랜지스터 기판에는 박막 트랜지스터 외에도 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함하는 배선, 외부로부터 신호를 인가받아 게이트 라인 및 데이터 라인으로 각각 전달하는 게이트 구동부 및 데이터 구동부가 배치된다. 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극이 배치된다. 표시 장치는 박막 트랜지스터를 이용하여, 표시 패널에 공급되는 데이터 전압을 스위칭하여 데이터를 능동적으로 제어함으로써 동영상의 표시 품질을 높일 수 있다.
이때, 표시 장치가 정지 영상을 표시하는 경우 표시 패널을 저주파로 구동시킬 수 있다. 표시 패널의 저주파 구동시 일반적인 60Hz 또는 120Hz 구동에 비해 상대적으로 소비 전력이 감소한다. 즉, 데이터를 매 프레임마다 리프레쉬(refresh)하지 않고 이전 데이터를 유지하며, 다음 데이터가 리프레쉬되는 시간에 따라 구동 주파수를 선택하므로 소비 전력이 감소된다.
한편, 저주파 구동시 화소 내의 데이터 전압이 감소하면서 휘도가 감소한다. 즉, 오랜 시간 동안 화소가 리프레쉬되지 않아 생성되는 잔류 DC성분과 TFT의 누설 전류로 인하여 휘도가 감소한다. 다음 프레임에서 데이터를 리프레쉬할 경우 갑작스럽게 휘도가 상승하여 이러한 휘도 변화가 플리커로 인지된다. 예를 들어, 30Hz 미만의 초저주파 구동에서는 이러한 휘도 변화가 크게 발생하여, 플리커가 더욱 강하게 인지될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플리커 현상을 최소화할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 입력되는 영상 데이터에 따라 구동 주파수를 변환하는 구동 주파수 변환부; 구동 주파수에 대응하는 공통 전압 데이터를 출력하는 공통 전압 제어부; 및 공통 전압 데이터를 입력 받아, 공통 전압을 발생시켜 표시 패널로 출력하는 공통 전압 발생부;를 포함하며, 공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 경사 파형을 갖는다.
공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 점차적으로 감소한다.
공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 점차적으로 증가한다.
프레임 주기의 정수배는 구동 주파수가 작을수록 커진다.
영상 데이터가 동영상 데이터인 경우 제 1 주파수로 구동되고, 영상 데이터가 정지 영상 데이터인 경우 제 2 주파수로 구동된다.
제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 크다.
공통 전압의 최대값과 최소값의 차이는 상기 제 2 주파수가 작을수록 커진다.
구동 주파수 및 공통 전압 데이터를 변수로 하는 룩업 테이블을 더 포함한다.
구동 주파수, 계조 및 공통 전압 데이터를 변수로 하는 룩업 테이블을 더 포함한다.
구동 전압 및 감마 전압을 출력하는 전원 관리 회로부; 영상 데이터 신호 및 구동 제어 신호를 출력하는 타이밍 제어부; 구동 전압, 감마 전압 및 구동 제어 신호에 기초하여, 영상 데이터 신호를 데이터 전압 신호로 변환하는 데이터 구동부; 구동 전압 및 구동 제어 신호에 기초하여, 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;를 더 포함한다.
데이터 전압 신호는 프레임 주기의 정수배마다 다른 극성을 갖는다.
데이터 전압 신호 및 공통 전압은 프레임 주기의 정수배마다 리프레쉬(refresh)된다.
본 발명에 따른 표시 장치는 공통 전압을 보상함으로써 플리커 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 타이밍 제어부를 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 구동 주파수에 따른 데이터 전압 및 공통 전압의 파형을 나타낸 도면이다.
도 5a는 공통 전압을 보상하기 전의 휘도 파형을 나타낸 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 전압을 보상한 후의 휘도 파형을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 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 5b를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 타이밍 제어부를 나타낸 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 표시 장치는 표시 패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 제어부(Timing Controller, T-CON, 200) 및 전원 관리 회로부(Power Management IC, PMIC, 300)를 포함한다.
도시되지 않았으나, 표시 장치는 표시 패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(미도시) 및 한 쌍의 편광판들(미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(110)이 액정 패널인 경우, 액정 패널은 VA(Vertical Alignment)모드, PVA(Patterned Vertical Alignment)모드, IPS(In-Plane Switching)모드, FFS(Fringe-Field Switching)모드, 및 PLS(Plane to Line Switching)모드 중 어느 하나의 패널일 수 있고, 특정한 모드의 패널로 제한되지 않는다.
표시 패널(110)은 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn), 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 절연되게 교차하는 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm), 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 전기적으로 연결되는 복수의 화소(PX)들을 포함한다.
표시 패널(110)은 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 통해 공급되는 게이트 신호와 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 공급되는 데이터 전압에 따라 각 화소(PX)에 화상을 표시한다.
복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)은 게이트 구동부(130)에 연결되고, 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)은 상기 데이터 구동부(120)에 연결된다.
데이터 구동부(120)는 복수의 데이터 구동 집적회로(미도시)들을 포함한다. 데이터 구동 집적회로들은 타이밍 제어부(200)로부터 데이터 구동 제어 신호(DDC) 및 디지털 영상 데이터 신호(RGB)를 공급받는다. 데이터 구동 집적회로들은 데이터 구동 제어 신호(DDC)에 따라 디지털 영상 데이터 신호(RGB)를 샘플링한 후에, 매 수평 기간마다 한 수평 라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터 신호들을 래치하고, 래치된 영상 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 즉, 데이터 구동 집적회로들은 후술할 전원 관리 회로부(300)로부터 입력되는 구동 전압(AVDD) 및 감마 전압(VGMA)을 이용하여, 디지털 영상 데이터 신호(RGB)를 아날로그 영상 데이터 신호들로 변환하고, 이를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)로 공급한다.
복수의 데이터 구동 집적회로들 각각은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP), 칩 온 필름(Chip On Film, COF) 등으로 구현될 수 있으며, 또는, 표시 패널(110) 상에 직접 실장 될 수도 있다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(200)로부터 게이트 구동 제어 신호(GDC) 및 게이트 쉬프트 클럭(GSC)을 공급받고, 전원 관리 회로부(300)로부터 게이트 구동 전압(VGH, VGL)을 공급받는다. 게이트 구동부(130)는 게이트 구동 제어 신호(GDC) 및 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 응답하여 펄스 신호인 게이트 신호를 순차적으로 발생하고, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)로 게이트 신호를 출력한다.
타이밍 제어부(200)는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 데이터(DATA)를 입력받아, 이를 재정렬하여 디지털 영상 데이터 신호(RGB)를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 또한, 타이밍 제어부(200)는 수평/수직 동기 신호(H, V) 및 클럭 신호(CLK)를 이용하여 데이터 구동 제어 신호(DDC)와 게이트 구동 제어 신호(GDC)를 발생하고, 이를 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)로 출력한다.
이때, 데이터 구동 제어 신호(DDC)는 소스 쉬프트 클럭, 소스 스타트 펄스, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있고, 게이트 구동 제어 신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스 및 게이트 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(200)는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 데이터(DATA)를 입력받아, 디지털 영상 데이터(DATA)가 동영상인지 정지 영상인지 판단한다. 이에 따라, 타이밍 제어부(200)는 공통 전압 데이터(DVcom)를 발생하여 전원 관리 회로부(300)의 공통 전압 발생부(310)로 공통 전압 데이터(DVcom)를 출력한다. 이에 대하여는 뒤에서 자세하게 후술하기로 한다.
전원 관리 회로부(300)는 구동 전압(AVDD) 및 감마 전압(VGMA)을 데이터 구동부(120)로 출력하고, 게이트 구동 전압(VGH, VGL)을 게이트 구동부(130)로 출력하며, 공통 전압(VCOM)을 표시 패널(110)로 출력한다.
전원 관리 회로부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공통 전압 발생부(310)를 포함한다. 공통 전압 발생부(310)는 타이밍 제어부(200)로부터 공통 전압 데이터(DVcom)를 입력받아, 공통 전압 데이터(DVcom)에 대응하는 공통 전압(VCOM)을 발생하여 표시 패널(110)로 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공통 전압 발생부(310)는 전원 관리 회로부(300)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 공통 전압 발생부(310)는 타이밍 제어부(200)에 포함되거나 개별적으로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 타이밍 제어부(200)는 정지 영상 판별부(210), 구동 주파수 변환부(220), 제어 신호 발생부(230), 공통 전압 제어부(240) 및 메모리(250)를 포함한다.
정지 영상 판별부(210)는 외부로부터 공급되는 수평/수직 동기 신호(H, V), 클럭 신호(CLK) 및 디지털 영상 데이터(DATA)를 입력받아, 디지털 영상 데이터(DATA)가 동영상인지 정지 영상인지 여부를 판별한다(S110).
정지 영상 판별부(210)는 디지털 영상 데이터(DATA)를 분석하여, 표시 영상이 동영상으로 판단되는 경우, 동영상 제어 신호를 구동 주파수 변환부(220)로 출력한다. 반면, 정지 영상 판별부(210)는 디지털 영상 데이터(DATA)를 분석하여, 표시 영상이 정지 영상이라고 판단되는 경우, 정지 영상 제어 신호를 구동 주파수 변환부(220)로 출력한다. 동영상 제어 신호 및 정지 영상 제어 신호는 각각 로우(Low) 전압 신호 및 하이(High) 전압 신호일 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 정지 영상 판별부(210)는 디지털 영상 데이터(DATA)가 동영상인 경우를 기본 상태로 설정하고, 디지털 영상 데이터(DATA)가 정지 영상인 경우에만 정지 영상 제어 신호를 구동 주파수 변환부(220)로 출력할 수 있다.
구동 주파수 변환부(220)는 정지 영상 제어 신호를 입력 받는 경우 구동 주파수를 변환한다(S120). 상세하게는, 구동 주파수 변환부(220)는 동영상 제어 신호를 입력 받으면 구동 주파수를 미리 설정된 기본 주파수인 제 1 주파수로 결정하고, 정지 영상 제어 신호를 입력 받으면 구동 주파수를 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수로 결정한다. 예를 들어, 기본 주파수인 제 1 주파수는 60Hz 내지 144Hz일 수 있으며, 제 2 주파수는 1Hz 내지 50Hz일 수 있다.
즉, 구동 주파수 변환부(220)는 제 1 주파수로 구동하는 표시 장치에 정지 영상이 입력되면, 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수로 구동하도록 구동 주파수를 변환한다. 이때, 제 2 주파수는 정지 영상에 따라 다른 값으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 60Hz의 제 1 주파수로 구동하는 표시 장치에 정지 영상이 입력되면, 정지 영상의 플리커 수치 및 휘도 등에 따라 제 2 주파수는 1Hz 내지 50Hz 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 정지 영상 판별부(210)가 정지 영상 제어 신호만을 구동 주파수 변환부(220)로 출력하는 경우, 구동 주파수 변환부(220)는 정지 영상 제어 신호를 입력 받으면 구동 주파수를 제 2 주파수로 변환하고, 그 후 정지 영상 제어 신호가 다시 입력되지 않으면 구동 주파수를 제 1 주파수로 초기화할 수 있다.
구동 주파수 변환부(220)는 결정된 구동 주파수에 따라 주파수 정보를 제어 신호 발생부(230) 및 공통 전압 제어부(240)로 출력한다.
제어 신호 발생부(230)는 주파수 정보를 입력 받아, 주파수 정보에 대응하는 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)에 각각 출력한다(S131). 상세하게는, 제어 신호 발생부(230)는 상기 데이터 구동 제어 신호(DDC) 및 디지털 영상 데이터 신호(RGB)를 포함하는 데이터 제어 신호(DDC, RGB)를 데이터 구동부(120)로 출력하고, 상기 게이트 구동 제어 신호(GDC) 및 게이트 쉬프트 클럭(GSC)을 포함하는 게이트 제어 신호(GDC, GSC)를 게이트 구동부(130)로 출력한다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(200)의 제어 신호 발생부(230)로부터 상기 데이터 제어 신호(DDC, RGB)를 입력 받아, 구동 전압(AVDD) 및 감마 전압(VGMA)을 포함하는 데이터 전압을 표시 패널로 출력하고, 게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)의 제어 신호 발생부(230)로부터 상기 게이트 제어 신호(GDC, GSC)를 입력 받아, 게이트 신호를 표시 패널로 출력한다(S132).
공통 전압 제어부(240)는 주파수 정보를 입력 받아, 주파수 정보에 대응하는 공통 전압 데이터(DVcom)를 전원 관리 회로부(300)의 공통 전압 발생부(310)로 출력한다(S141). 공통 전압 제어부(240)는 메모리(250)로부터 공통 전압 데이터(DVcom)를 입력 받는다.
메모리(250)는 주파수 정보에 따라 다양한 공통 전압 데이터(DVcom)를 포함한다. 공통 전압 데이터(DVcom)는 구동 주파수에 따른 데이터 전압의 리플 성분을 보상할 수 있도록 설정된다. 이에 대하여는 뒤에서 자세하게 후술하기로 한다.
메모리(250)는 주파수 정보 및 공통 전압 데이터(DVcom)를 변수로 하는 룩업 테이블일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 메모리(250)은 주파수 정보, 계조 정보, 및 공통 전압 데이터(DVcom)를 변수로 하는 룩업 테이블일 수 있다. 이에 따라, 공통 전압 제어부(240)는 구동 주파수뿐만 아니라 계조 값에 따라서도 다양한 공통 전압 데이터(DVcom)를 출력할 수 있다.
공통 전압 발생부(310)는 타이밍 제어부(200)로부터 상기 공통 전압 데이터(DVcom)를 입력 받아, 공통 전압(VCOM)을 표시 패널로 출력한다(S142). 표시 패널(110)로 공급되는 데이터 전압, 게이트 신호 및 공통 전압(VCOM)에 따라 표시 장치가 영상을 표시한다(S150).
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 구동 주파수에 따라 공통 전압을 선택적으로 출력함으로써, 저주파 구동시 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 구동 주파수에 따른 데이터 전압 및 공통 전압의 파형을 나타낸 도면이다. 이때, 도 1의 제 1 데이터 라인(DL1)에 인가되는 데이터 전압을 제 1 데이터 전압(Vdata1)이라고 정의하고, 제 2 데이터 라인(DL2)에 인가되는 데이터 전압을 제 2 데이터 전압(Vdata2)이라고 정의한다.
도 4a는 구동 주파수가 60Hz인 경우 제 1 데이터 전압, 제 2 데이터 전압 및 공통 전압의 파형을 나타낸다.
데이터 인에이블 신호(DE)에 대응하여 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1, Vdata2)이 제 1 및 제 2 데이터 라인(DL1, DL2)으로 인가된다. 구동 주파수(FREQ)가 60Hz인 경우, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1, Vdata2)은 매 프레임마다 리프레쉬(refresh)된다.
제 1 데이터 라인(DL1)에 인가되는 제 1 데이터 전압(Vdata1)은 매 프레임마다 극성이 변경될 수 있다. 예를 들어, 홀수 번째 프레임 기간(FR1, FR3)에 제 1 데이터 전압(Vdata1)은 정극성으로 유지되는 반면, 짝수 번째 프레임 기간(FR2)에 제 1 데이터 전압(Vdata1)은 부극성으로 유지된다.
제 2 데이터 라인(DL2)에 인가되는 제 2 데이터 전압(Vdata2)은 매 프레임마다 극성이 변경될 수 있다. 이때, 동일 프레임 기간에 제 1 데이터 전압(Vdata1)과 제 2 데이터 전압(Vdata2)은 서로 상반된 극성을 갖는다. 예를 들어, 제 1 데이터 전압(Vdata1)이 정극성으로 유지되는 홀수 번째 프레임 기간(FR1, FR3)에 제 2 데이터 전압(Vdata2)은 부극성으로 유지되고, 제 1 데이터 전압(Vdata1)이 부극성으로 유지되는 짝수 번째 프레임 기간(FR2)에 제 2 데이터 전압(Vdata2)은 정극성으로 유지된다.
홀수 번째 데이터 라인(DL1, DL3, DL5, ..., DL2k-1)에 인가되는 데이터 전압은 전술된 제 1 데이터 전압(Vdata1)과 같은 방식으로 극성이 변경되며, 짝수 번째 데이터 라인(DL2, DL4, DL6, ..., DL2k)에 인가되는 데이터 전압은 전술된 제 2 데이터 전압(Vdata2)과 같은 방식으로 극성이 변경된다.
제 1 데이터 전압(Vdata1)은 높은 계조의 정극성 데이터 전압들을 포함하며, 제 2 데이터 전압(Vdata1)은 높은 계조의 부극성 데이터 전압들을 포함한다. 이에 따라 동일 수평 기간에서의 제 1 데이터 전압(Vdata1)과 제 2 데이터 전압(Vdata1)은 거의 동일한 크기의 절대값을 가지는 반면, 제 1 데이터 전압(Vdata1)의 천이(transition) 방향과 제 2 데이터 전압(Vdata1)의 천이 방향은 서로 반대이다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 게이트 라인(GL1)이 구동되는 제 1 프레임 기간(FR1)에 제 1 데이터 전압(Vdata1)과 제 2 데이터 전압(Vdata1)은 극성만 다를 뿐 거의 동일한 크기를 갖는 바, 이때 제 1 데이터 전압(Vdata1)은 상승하는 방향으로 천이하는 반면 제 2 데이터 전압(Vdata2)은 하강하는 방향으로 천이한다. 한편, 동일한 제 1 프레임 기간(FR1)에 모든 홀수 번째 데이터 라인들(DL1, DL3, DL5, ..., DL2k-1)의 데이터 전압들이 전술된 제 1 데이터 전압(Vdata1)과 같은 방식으로 천이하고, 모든 짝수 번째 데이터 라인들(DL2, DL4, DL6, ..., DL2k)의 데이터 전압들이 전술된 제 2 데이터 전압(Vdata2)과 같은 방식으로 천이한다.
이와 같이 거의 동일한 크기를 가지며 서로 반대 방향으로 천이하는 데이터 전압들로 인해 공통 전압(VCOM)의 리플(ripple)이 최소화될 수 있다. 즉, 제 1 데이터 전압(Vdata1) 및 홀수 번째 라인들(DL1, DL3, DL5, ..., DLj-1)의 데이터 전압들에 의해 발생된 공통 전압의 상승 리플은 제 2 데이터 전압(Vdata2) 및 짝수 번째 라인들(DL2, DL4, DL6, ..., DLj)의 데이터 전압들에 의해 발생된 공통 전압(VCOM)의 하강 리플에 의해 상쇄되는 바, 이로 인해 공통 전압(VCOM)의 리플이 거의 제거될 수 있다. 즉, 공통 전압(VCOM)의 왜곡이 최소화된다. 이에 따라 수평 크로스토크(Horizontal crosstalk)의 발생이 최소화될 수 있다.
또한, 구동 주파수(FREQ)가 60Hz인 경우 매 프레임마다 데이터 전압들이 리프레쉬되므로 프레임 주기 동안 각 데이터 전압들이 감소하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 휘도 차이가 인지되는 플리커 현상을 방지할 수 있다.
도 4b는 구동 주파수가 30Hz인 경우 공통 전압을 보상하기 전의 제 1 데이터 전압, 제 2 데이터 전압 및 공통 전압의 파형을 나타낸다.
데이터 인에이블 신호(DE)에 대응하여 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')이 제 1 및 제 2 데이터 라인(DL1, DL2)으로 인가된다. 구동 주파수(FREQ)가 30Hz인 경우, 구동 주파수(FREQ)가 60Hz인 경우와 달리 매 프레임마다 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')이 리프레쉬되지 않는다. 즉, 데이터 인에이블 신호(DE)가 출력되지 않는 블랭크 기간(Blank Time)이 발생한다.
이때, 블랭크 기간(Blank Time) 동안 이전 프레임의 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')을 유지하는 것이 바람직하나, 박막 트랜지스터의 누설 전류 및 잔류 DC 성분 발생 등에 의하여, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')이 시간에 따라 감소한다.
즉, 표시 장치의 저주파 구동시 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')이 상대적으로 오랜 시간 동안 리프레쉬되지 않아, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')이 시간에 따라 감소한다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')과 공통 전압(VCOM) 간의 전압 차이가 일정하지 않아, 휘도 변화가 인지될 수 있다.
예를 들어, 4b에 도시된 바와 같이, 정극성의 제 1 데이터 전압(Vdata1')이 리프레쉬된 직후의 제 1 데이터 전압(Vdata1')과 공통 전압(VCOM) 간의 전압 차이를 제 1 갭(g1)이라고 정의하고, 그 후 시간이 경과하여 다음 리프레쉬 직전의 제 1 데이터 전압(Vdata1')과 공통 전압(VCOM) 간의 전압 차이를 제 2 갭(g2)이라고 정의할 때, 제 1 갭(g1)은 제 2 갭(g2)보다 크다. 부극성의 제 2 데이터 전압(Vdata2')이 리프레쉬된 직후의 제 2 데이터 전압(Vdata2')과 공통 전압(VCOM) 간의 전압 차이를 제 3 갭(g3)이라고 정의하고, 그 후 시간이 경과하여 다음 리프레쉬 직전의 제 2 데이터 전압(Vdata2')과 공통 전압(VCOM) 간의 전압 차이를 제 4 갭(g4)이라고 정의할 때, 제 3 갭(g3)은 제 4 갭(g4)보다 작다. 따라서, 휘도 변화에 따른 플리커 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 데이터 전압(Vdata1')은 정극성으로 유지되고, 제 2 데이터 전압(Vdata2')은 부극성으로 유지되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')은 프레임 주기의 정수배마다 다른 극성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')은 프레임 주기의 2배, 즉 2 프레임 주기마다 반전 극성을 가질 수 있다.
도 4c는 구동 주파수가 30Hz인 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 전압을 보상한 후의 제 1 데이터 전압, 제 2 데이터 전압 및 공통 전압의 파형을 나타내고, 도 4d는 구동 주파수가 15Hz인 경우 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 전압을 보상한 후의 제 1 데이터 전압, 제 2 데이터 전압 및 공통 전압의 파형을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 공통 전압은 구동 주파수에 따라 선택적으로 출력된다. 저주파 구동시 선택되어 출력되는 공통 전압을 보상 공통 전압이라고 정의한다. 보상 공통 전압의 출력 타이밍은 데이터 전압의 출력 타이밍과 동기화되는 것이 바람직하다.
보상 공통 전압(VCOM', VCOM'')은 프레임 주기의 정수배 내에서 경사 파형을 갖는다. 예를 들어, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 구동 주파수(FREQ)가 30Hz인 경우 보상 공통 전압(VCOM')은 프레임 주기의 2배, 즉 2 프레임 주기 내에서 점차적으로 감소하는 경사 파형을 가지며, 구동 주파수(FREQ)가 15Hz인 경우 보상 공통 전압(VCOM'')은 프레임 주기의 4배, 즉 4 프레임 주기 내에서 점차적으로 감소하는 경사 파형을 갖는다.
이때, 보상 공통 전압(VCOM', VCOM'')은 각각 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2', Vdata1'', Vdata2'') 간의 전압 차이를 일정하게 유지하기 위하여, 보상 공통 전압(VCOM', VCOM'')은 각각 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2', Vdata1'', Vdata2'')과 유사한 파형으로 출력된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제 1 데이터 전압(Vdata1', Vdata1''), 제 2 데이터 전압(Vdata2', Vdata2'') 및 보상 공통 전압(VCOM', VCOM'')이 점차적으로 감소하는 경사 파형을 갖는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 데이터 전압(Vdata1', Vdata1''), 제 2 데이터 전압(Vdata2', Vdata2'') 및 보상 공통 전압(VCOM', VCOM'')이 점차적으로 증가하는 경사 파형을 가질 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 구동 주파수(FREQ)가 30Hz인 경우 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')은 구동 주파수(FREQ)가 60Hz인 경우보다 상대적으로 오랜 시간 동안 리프레쉬되지 않아, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')이 감소한다. 이때, 공통 전압(VCOM)을 보상해줌으로써 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1', Vdata2')과 보상 공통 전압(VCOM') 간의 전압 차이를 최소화하여, 휘도 차이가 인지되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 4c에 도시된 바와 같이, 정극성의 제 1 데이터 전압(Vdata1')이 리프레쉬된 직후의 제 1 데이터 전압(Vdata1')과 보상 공통 전압(VCOM') 간의 전압 차이를 제 5 갭(g5)이라고 정의하고, 그 후 시간이 경과하여 다음 리프레쉬 직전의 제 1 데이터 전압(Vdata1')과 보상 공통 전압(VCOM') 간의 전압 차이를 제 6 갭(g6)이라고 정의할 때, 제 5 갭(g5)은 제 6 갭(g6)과 동일하다. 부극성의 제 2 데이터 전압(Vdata2')이 리프레쉬된 직후의 제 2 데이터 전압(Vdata2')과 보상 공통 전압(VCOM') 간의 전압 차이를 제 7 갭(g7)이라고 정의하고, 그 후 시간이 경과하여 다음 리프레쉬 직전의 제 2 데이터 전압(Vdata2')과 보상 공통 전압(VCOM') 간의 전압 차이를 제 8 갭(g8)이라고 정의할 때, 제 7 갭(g7)은 제 8 갭(g8)과 동일하다. 이때, 제 5 내지 제 8 갭(g5, g6, g7, g8)은 모두 동일할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 휘도 변화에 따른 플리커 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 구동 주파수(FREQ)가 15Hz인 경우 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1'', Vdata2'')은 구동 주파수(FREQ)가 30Hz인 경우보다 상대적으로 더 오랜 시간 동안 리프레쉬되지 않아, 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1'', Vdata2'')이 더 크게 감소한다. 이때, 공통 전압(VCOM)을 보상해줌으로써 제 1 및 제 2 데이터 전압(Vdata1'', Vdata2'')과 보상 공통 전압(VCOM'') 간의 전압 차이를 최소화하여, 휘도 차이가 인지되는 것을 방지할 수 있다.
보상 공통 전압(VCOM', VCOM'')의 최대값과 최소값의 차이는 구동 주파수(FREQ)가 작을수록 커진다. 예를 들어, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 구동 주파수(FREQ)가 30Hz일 때 보상 공통 전압(VCOM')의 최대값을 제 1 최대값(Vmax')이라고 정의하고, 구동 주파수(FREQ)가 30Hz일 때 보상 공통 전압(VCOM')의 최소값을 제 1 최소값(Vmin')이라고 정의하며, 구동 주파수(FREQ)가 15Hz일 때 보상 공통 전압(VCOM'')의 최대값을 제 2 최대값(Vmax'')이라고 정의하고, 구동 주파수(FREQ)가 15Hz일 때 보상 공통 전압(VCOM'')의 최소값을 제 2 최소값(Vmin'')이라고 정의할 때, 제 1 최대값(Vmax')과 제 1 최소값(Vmin')의 차이는 제 2 최대값(Vmax'')과 제 2 최소값(Vmin'')의 차이보다 작다. 예를 들어, 제 1 최대값(Vmax')은 4.0V이고 제 1 최소값(Vmin')은 3.6V이며, 제 2 최대값(Vmax'')은 4.0V이고 제 2 최소값(Vmin'') 3.3V일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 구동 주파수에 따라 다른 경사 파형을 갖는 공통 전압을 출력함으로써, 다양한 구동 주파수로 구동하는 표시 장치에서 플리커 현상이 발생하는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
도 5a는 공통 전압을 보상하기 전의 휘도 파형을 나타낸 도면이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 전압을 보상한 후의 휘도 파형을 나타낸 도면이다. 이때, 표시 패널은 노멀리 블랙 모드로 구동되며, 1Hz의 구동 주파수로 구동할 때 화이트 계조에 대응하는 데이터 전압 인가시 휘도 파형이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 공통 전압(VCOM)을 보상하기 전 휘도 변화는 약 8.54nit이고, 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 전압(VCOM)을 보상한 후 휘도 변화는 약 1.95nit이다. 따라서, 본 발명에 따른 표시 장치는 저주파 구동시 휘도가 급격히 변화하여 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
110: 표시 패널
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
200: 타이밍 제어부
300: 전원 관리 회로부
310: 공통 전압 발생부

Claims (12)

  1. 표시 패널;
    입력되는 영상 데이터에 따라 구동 주파수를 변환하는 구동 주파수 변환부;
    상기 구동 주파수에 대응하는 공통 전압 데이터를 출력하는 공통 전압 제어부; 및
    상기 공통 전압 데이터를 입력 받아, 공통 전압을 발생시켜 상기 표시 패널로 출력하는 공통 전압 발생부;를 포함하며,
    상기 공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 경사 파형을 갖고, 상기 공통 전압의 최대값과 최소값의 차이는 상기 구동 주파수가 작을수록 커지는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 점차적으로 감소하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전압은 프레임 주기의 정수배 내에서 점차적으로 증가하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 주파수가 작을수록 상기 프레임 주기의 정수배는 큰 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터가 동영상 데이터인 경우 제 1 주파수로 구동되고, 상기 영상 데이터가 정지 영상 데이터인 경우 제 2 주파수로 구동되는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 큰 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 주파수 및 공통 전압 데이터를 변수로 하는 룩업 테이블을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 주파수, 계조 및 공통 전압 데이터를 변수로 하는 룩업 테이블을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    구동 전압 및 감마 전압을 출력하는 전원 관리 회로부;
    영상 데이터 신호 및 구동 제어 신호를 출력하는 타이밍 제어부;
    상기 구동 전압, 감마 전압 및 구동 제어 신호에 기초하여, 상기 영상 데이터 신호를 데이터 전압 신호로 변환하는 데이터 구동부;
    상기 구동 전압 및 구동 제어 신호에 기초하여, 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 전압 신호는 상기 프레임 주기의 정수배마다 다른 극성을 갖는 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 전압 신호 및 상기 공통 전압은 상기 프레임 주기의 정수배마다 리프레쉬(refresh)되는 표시 장치.
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