KR20020059474A - 전자기 장애를 저감한 액정 구동 장치 - Google Patents

Abstract

여기에 개시된 발명에서는 액정표시장치에 있어서 전자기 장애(EMI)를 줄이기 위한 저감 방법이 제시된다. 상기한 목적 달성을 위한 본 발명은 LCD Panel 내에 존재하는 소오스 라인에 RGB DATA를 출력함에 있어 듀얼 에지 클럭과 싱글 에지 클럭을 이용하여 소오스 드라이버를 구동함으로써 데이터 출력시 소오스 라인간에 발생하는 전기장과 장기장의 혼재를 최소화하여 전자기 장애를 저감한 것이다.

Description

전자기 장애를 저감한 액정 구동 장치{Liquid crystal driving apparatus for reducing electro-magnetic interference}

본 발명은 액정 구동장치에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 전자기 장애를 저감한 액정 구동장치에 관한 것이다.

전자 통신 기술의 발달은 전자 장치들의 소형화, 고속화, 광대역화는 물론 미소한 에너지로도 이들을 구동할 수 있게 하였다. 하지만 이러한 칩의 고집적화는 자연 현상을 원인으로 하는 미소한 전자파 장해에도 민감하게 반응함에 따라 시스템의 오동작을 유발시키는 원인이 되고있다. 또한 이러한 전자 장치들이 사회 각 분야에 보급됨에 따라 전자파 밀집도가 증가하였으며, 이는 전자파 환경을 악화시켜 인체에 악영향을 끼치는 등 많은 문제점들을 야기시킨 바 이를 통상 전자기 장애(EMI, Electro-Magnetic Interference)라 한다.

이에 따라 이러한 전자기 장애 문제를 해결하기 위한 방안이 각 분야에서 활발히 진행되고 있는 바, LCD 분야 또한 예외는 아니어서 이를 해결하기 위한 여러 방안이 제시되고 있다.

전자기 장애(EMI)는 어떠한 도선에 고주파의 전류가 흐를 때 도선의 주위에 전기장과 자기장이 혼재하여 공기중으로 전파되는 것으로 고주파 신호를 많이 사용하는 전자기기에서 발생된다.

LCD의 경우 해상도가 높아질수록 동작 주파수가 증가하여 EMI 방출량이 증가한다.

따라서 LCD 구동회로 설계시 이를 고려해야 하는데 대표적인 몇가지를 살펴보면 다음과 같다.

하나는 EMI Filter를 사용하여 전자기 장애를 저감하는 것으로, 이것은 사용 주파수에 맞는 EMI 저감용 필터를 클럭 등 주파수가 흐르는 도선에 삽입하므로써 전자기 장애를 저감하는 것이다.

다른 하나는 PCB를 설계함에 있어 다층 PCB를 사용하여 그라운드 처리를 최적화하므로써 EMI 방출량을 최소화하는 것이다.

또 다른 하나는 주파수 저감 방식으로, 이것은 EMI 방출량이 사용 주파수에 비례함에 착안하여 드라이버 구동시 분할 구동 방법을 통하여 클럭이나 데이터의 주파수를 줄이는 것이다.

또 다른 하나는 LVDS 인터페이스 방식이다.

LVDS(Low Voltage Differential Signaling)란 최근에 실용화된 첨단 인터페이스 기술로, 통신에서 사용하는 코딩 기법을 이용하여 신호를 압축/전송하므로써 신호선의 갯수를 획기적으로 줄이고 디지털 신호의 전압 크기를 1V 이하로 낮추어 전송하므로써 EMI의 방출량을 억제하는 것이다.

한편, 도 4를 참조하여 종래의 액정 구동장치에 있어서 소오드 드라이버의 구동관계를 살펴보면 다음과 같다.

(A)의 H_sync는 상기한 타이밍 제어기(20)의 신호 처리부에서 만들어지는 게이트 라인 구별신호로 한 주기의 파형을 나타낸다. (B)의 DE는 상기 신호 처리부에서 만들어지는 신호로 데이터가 출력되는 구간 동안만 로직하이로 나오는 신호이다. (C) 내지 (F)에 도시된 HCLK는 PC(Personal Computer)에서 입력되는 마스터 클럭을타이밍 제어기(20)의 클럭 처리부가 드라이브 IC Spec에 맞게 데이터와 동기시켜 재생시키는 데이터 전달 클럭이다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 소오스 드라이버 구동방식은 LCD Panel의 한 게이트 라인에 RGB 데이터를 출력함에 있어 (C) 내지 (F)와 같이 모든 소오스 라인에 동일한 싱글 에지를 갖는 데이터 전달 클럭을 사용하여 소오스 드라이버를 구동하였다.

이러한 구동방식은 동일한 고주파를 소오스 라인간에 적용하는 관계로 라인간에 전기장과 자기장이 혼재하여 전자기 장애(EMI)를 증가시키는 원인이 되고 있으며, 특히 액정표시장치의 해상도가 높아질수록 그 영향은 매우 크게 작용한다.

본 발명의 목적은 싱글 에지 클럭과 듀얼 에지 클럭을 교대로 이용하여 소오스 라인을 구동하므로써 전자기 장애를 저감한 액정 구동장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 액정 구동 장치의 메커니즘을 도시한 블럭도.

도 2는 도 1에 도시된 타이밍 제어기의 상세 블럭도.

도 3은 도 1에 도시된 소오스 드라이버의 상세 블럭도.

도 4는 종래의 소오스 드라이버 구동관계를 도시한 클럭 파형도.

도 5는 본 발명에 따른 소오스 드라이버 구동관계를 도시한 클럭 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 그래픽 컨트롤러 20: 타이밍 제어기

30: 계조 전압 발생부 40: 게이트 드라이버

50: 소오스 드라이버 60: 액정 판넬

22: 입력 처리부 24: 신호 처리부

26: 클럭 처리부 28: 데이터 처리부

52: 쉬프트 레지스터 54: D/A 변환기

56: 출력 버퍼

(구성)

종래의 결점을 해결하기 위하여, 본 발명은 싱글 에지 클럭과 듀얼 에지 클럭을 교대로 이용하여 소오스 라인을 구동하는 액정 구동장치를 제공한다.

상기 액정 구동장치는 그래픽 컨트롤러, 타이밍 제어기, 계조 전압 발생부, 게이트 드라이버 그리고 소오스 드라이버, 액정 판넬을 포함한다.

상기 그래픽 컨트롤러는 호스트 시스템으로부터 처리되는 영상신호에 응답하여 화상의 디스플레이에 필요한 기본적인 타이밍 신호들을 출력하는 기능을 수행한다. 상기 타이밍 제어기는 그래픽 컨트롤러로부터 출력되는 타이밍 신호들에 응답하여 드라이버 구동용 제어 신호들을 출력하는 기능을 수행한다. 상기 계조 전압 발생부는 상기 타이밍 제어기의 일 출력 신호에 응답하여 계조 전압을 등분 출력하는 기능을 수행한다. 상기 게이트 드라이버는 상기 타이밍 제어기의 제어 신호들에 응답하여 데이터가 화소에 전달될 수 있도록 박막 트랜지스터의 게이트를 턴온시킨다. 그리고 상기 소오스 드라이버는 상기 타이밍 제어기의 제어 신호들에 응답하여 디지털 데이터를 시프트 레지스터 내에 저장하고 각각의 데이터에 해당되는 전압을 선택하여 판넬로 출력한다.

또한, 상기 타이밍 제어기는 상기 그래픽 컨트롤러로부터 입력되는 마스터 클럭에 응답하여 가변 주파수의 수평 클럭 신호를 발생시키고, 상기 소오스 드라이버는 상기 타이밍 제어기로부터 출력되는 가변 주파수의 수평 클럭 신호에 응답하여 싱글 에지에 동기되는 컬러 데이터와 듀얼 에지에 동기되는 컬러 데이터를 각각 액정 판넬상에 교대로 출력한다.

(작용)

이러한 방법에 의하면, LCD 판넬 내에 존재하는 소오스 라인을 듀얼 에지 클럭과 싱글 에지 클럭을 이용하여 교대로 구동하는 것이 가능하다.

(실시예)

이하에서는 청구범위와 관련된 본 발명의 상세한 설명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

첨부도면은 본 발명에 대한 이해를 한층 높이기 위해 포함된 것으로, 이 명세서의 일부를 구성한다.

도 1은 액정 구동장치의 메커니즘을 도시한 블럭도이다.

도 1를 참조하면, 상기 액정 구동장치는 그래픽 컨트롤러(10)와 타이밍 컨트롤러(20)와 계조전압 발생부(30)와 소오스 드라이버(50)와 게이트 드라이버(40) 그리고 액정 판넬(60)을 포함한다.

그래픽 컨트롤러(10)는 중앙처리장치에서 처리되는 영상신호를 받아 화상의 디스플레이에 필요한 기본적인 타이밍 신호들(CLOCK, RGB Data, V_sync, H_sync, DE, DOT)을 발생시킨다.

타이밍 제어기(20)는 상기 그래픽 컨트롤러로부터 출력되는 신호들에 응답하여 상기 드라이버들을 구동하기 위한 디지털 신호들을 발생한다.

계조전압 발생부(30)는 계조 전압을 만들어내는 곳으로, RGB DATA Bit 수에 의해 결정되는 계조값에 따라 계조 전압을 등분하여 발생시킨다.

소오스 드라이버(50)는 타이밍 컨트롤러로부터 입력되는 디지털 데이터를 시프트 레지스터 내에 저장하고 로드 신호(Load Signal)에 의해 각각의 데이터에 해당되는 전압을 선택하여 판넬로 그 전압을 전달하는 역할을 수행한다.

게이트 드라이버(40)는 소오스 드라이버에서 화소로 전달되는 데이터가 화소에 전달될 수 있도록 게이트를 열어주는 역할을 수행한다.

액정 판넬(60)은 반도체 기판(Semiconductor Substrate) 상에 형성되는 복수 개의 화소 어레이(Pixel Array)를 구비한다. 상기 화소 어레이 내에는 복수 개의게이트 라인들(또는 스캔 라인들), 복수 개의 소오스 라인들, 그리고 복수 개의 화소 회로들이 행과 열로 배치된다.

상기 구성을 갖는 액정 구동장치에 있어서, LCD Panel의 구동은 집적화되어 있는 소오스 드라이버(50)와 게이트 드라이버(40) 그리고 이들을 제어하기 위한 타이밍 제어기(20)가 열쇠라고 할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 타이밍 제어기의 상세 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 타이밍 제어기(20)는 불규칙한 타이밍의 입력 신호들을 규칙적인 타이밍의 신호들로 만들어 주는 입력 처리부(22)와, 게이트 드라이버들(40) 및 소오스 드라이버들(50)을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성하는 신호 처리부(24), 클럭을 조절하는 클럭 처리부(26), 그리고 R, G, B 데이터의 타이밍을 조절하는 데이터 처리부(28)로 구성된다.

도 3은 도 1에 도시된 소오스 드라이버(50)의 상세 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 소오스 드라이버(50)는 쉬프트 레지스터(52), 디지털/아날로그 변환기(54) 및, 출력 버퍼(56)로 구성된다.

쉬프트 레지스터(52)는 수평 클럭 신호(HCLK)에 동기되어서 타이밍 제어기(20)로부터 제공되는 디지털 R, G, B 데이터를 차례로 쉬프트 시키면서 저장한다. 첫번째 소오스 드라이버의 쉬프터 레지스터는 자신의 캐리 인(Carry In) 단자로 입력되는 수평 시작 신호(STV)에 응답하여 동작하기 시작하고, 첫번째 소오스 드라이버는 쉬프트 동작이 완료되면 캐리 아웃(Carry Out) 신호를 출력한다. 이 캐리 아웃 신호는 바로 다음 소오스 드라이버의 캐리 인(Carry In) 단자로 입력되어그 드라이버가 쉬프트 동작을 시작하도록 한다. 이와 같은 방식으로 다음 소오스 드라이버가 차례대로 쉬프트 동작을 수행되도록 하여 각 라인 상의 화소들이 순차로 구동되도록 한다.

쉬프트 레지스터(52)에 저장된 디지털 R, G, B 데이터는 디지털/아날로그 변환기(54)에 의해 아날로그 R, G, B 신호들로 변환되고, 이렇게 변환된 아날로그 신호들은 출력 버퍼(56)를 통해 액정 판넬(60)의 해당 화소 회로들로 각각 제공된다. 이때, 출력 버퍼(56)는 타이밍 제어기(20)로부터의 로드 신호(TP)에 응답해서 각 데이터에 대응하는 전압들을 선택하여 액정 판넬(60)의 해당 화소 회로들로 전달한다.

소오스 드라이버(50)의 출력 버퍼(56)는 액정 판넬(60)의 각 데이터 라인들에 대응하는 볼티지 팔로우어(Voltage Follower) 연산 증폭기들을 구비하고 있는데, 이들은 R, G, B 전압을 안정적으로 유지하기 위한 목적으로 제공된다.

액정 판넬(60) 상에는, 반도체 메모리 집적회로들에서와 유사하게, 복수의 신호 라인들과 화소 회로들이 고밀도로 집적되기 때문에, 라인들 간의 마이크로브리지 등으로 인한 결함이 있는 행 라인들(게이트 라인들 및 공통 라인들) 및/또는 열 라인들(소오스 라인들)이 있을 수 있다. 이들 결함이 있는 라인들을 여분의 무결함 라인들로 대치함으로써 결함을 치유할 수 있도록 하기 위해 판넬(60) 상의 특정 부위에 여분의 행 및 열 라인들을 갖는 리던던트 회로(redundant circuit)가 제공된다.

도 5는 본 발명의 일실시예로서 제시된 소오스 드라이버 구동방식의 클럭 파형도이다.

도 5를 참조하면, (A)의 H_sync는 상기한 타이밍 제어기(20)의 신호 처리부에서 만들어지는 게이트 라인 구별신호로 한 주기의 파형을 나타낸다. (B)의 DE는 상기 신호 처리부에서 만들어지는 신호로 데이터가 출력되는 구간 동안만 로직하이로 나오는 신호이다. (C) 내지 (F)에 도시된 HCLK는 PC(Personal Computer)에서 입력되는 마스터 클럭을 타이밍 제어기(20)의 클럭 처리부(26)가 드라이브 IC Spec에 맞게 데이터와 동기시켜 재생시키는 데이터 전달 클럭이다.

본 발명에서는 도 5에서 알 수 있듯이 한 주기의 게이트 라인 동안(H_sync) 소오스 드라이버에서는 (C) 내지 (F)의 데이터 전달 클럭에 응답하여 각 소오스 라인을 구동한다. 즉, 타이밍 제어기(20)의 클럭 처리부(26)에서 만들어지는 싱글 에지 클럭들(C, E)과 듀얼 에지 클럭들(D, F)에 응답하여 소오스 드라이버들(50)이 순차적으로 구동하고 이로부터 각 소오스 라인을 순차적으로 인에이블시켜 각 화소에 데이터를 저장하는 것이다.

(C)에 도시된 바와 같이 첫번째 소오스 라인은 싱글 클럭에 의해 구동되어 데이터가 출력되고, (D)와 같이 두번째 소오스 라인은 듀얼 에지 클럭에 의해 동기되며, (E)와 같이 세번째 소오스 라인은 다시 싱글 클럭에 의해 동기된다. 그리고 (F)와 같이 네번째 소오스 라인은 다시 듀얼 에지 클럭에 의해 동기되는 일련의 과정을 수행하므로써 한 프레임의 데이터 출력을 완료한다.

참고로, 본 발명의 실시예에서는 한 주기를 예로 들어 설명하였지만 이는 본발명의 기술적 사상에 비추어볼때 극히 일부에 지나지 않으며, 본 발명은 2주기, 3주기 등으로 확대 적용 가능하며, 또한 프레임 단위로도 얼마든지 본 발명을 적용할 수 있음을 아울러 밝혀둔다.

요약하면,

본 발명은 모든 소오스 라인을 동일한 싱글 에지 클럭을 통하여 구동하는 종래의 메커니즘과는 달리, 싱글 에지와 듀얼 에지를 갖는 클럭을 이용하여 모든 소오스 라인을 교대로 구동하는 메커니즘을 구비하므로써 전기장과 자기장의 발생을 억제한 것이다.

상술한 바와같이, 듀얼 에지 클럭과 싱글 에지 클럭을 사용하여 소오스 드라이버를 구동하는 메커니즘에 있어서는 라인간의 전기장과 자기장의 혼재를 제거하여 전자기 장애를 크게 저감시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 액정 판넬 내에 존재하는 복구개의 화소에 데이터를 출력하는 액정 구동장치에 있어서,

   호스트 시스템으로부터 처리되는 영상신호에 응답하여 화상의 디스플레이에 필요한 기본적인 타이밍 신호들을 출력하는 그래픽 컨트롤러와;

   상기 타이밍 신호들에 응답하여 드라이버 구동용 제어 신호들을 출력하는 타이밍 제어기와;

   상기 타이밍 제어기의 일 출력 신호에 응답하여 계조 전압을 등분 출력하는 계조 전압 발생부와;

   상기 타이밍 제어기의 제어 신호들에 응답하여 데이터가 화소에 전달될 수 있도록 박막 트랜지스터의 게이트를 턴온시키는 게이트 드라이버와; 그리고

   상기 타이밍 제어기의 제어 신호들에 응답하여 디지털 데이터를 시프트 레지스터 내에 저장하고 각각의 데이터에 해당되는 전압을 선택하여 판넬로 출력하는 소오스 드라이버를 포함하되;

   상기 타이밍 제어기는 상기 그래픽 컨트롤러로부터 입력되는 마스터 클럭에 응답하여 가변 제1 주파수 또는 제2 주파수를 갖는 수평 클럭 신호를 발생시키고,

   상기 소오스 드라이버는 상기 타이밍 제어기로부터 출력되는 가변 제1 주파수 또는 제2 주파수를 갖는 수평 클럭 신호에 응답하여 싱글 에지에 동기되는 컬러 데이터와 듀얼 에지에 동기되는 컬러 데이터를 각각 액정 판넬상에 교대로 출력하는 것을 특징으로 하여 전자기 장애를 저감한 액정 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소오스 드라이버는 상기 가변 제1 주파수 또는 제2 주파수를 갖는 수평 클럭 신호에 응답하여 교대로 컬러 데이터를 출력하는 구동 메커니즘을 가지는 것을 특징으로 하여 전자기 장애를 저감한 액정 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변 제1 주파수는 상기 가변 제2 주파수보다 2배의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하여 전자기 장애를 저감한 액정 구동장치.