KR20150086772A - 표시 장치 및 그것의 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
표시 장치는, 복수의 데이터 라인들과 복수의 게이트 라인들에 각각 연결된 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 상기 복수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버와, 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버, 및 외부로부터 입력된 영상 신호 및 제어 신호에 응답해서 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하되, 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
Description
본 발명은 표시 장치 및 그것의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널과 표시 패널을 구동하는 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버를 포함한다. 표시 패널은 복수의 게이트 라인, 복수의 데이터 라인 및 복수의 픽셀들을 포함한다. 픽셀 각각은 박막 트랜지스터, 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터를 포함한다. 데이터 드라이버는 데이터 라인들에 계조 전압을 출력하고, 게이트 드라이버는 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 구동 신호를 출력한다.
이러한 표시 장치는 표시하고자 하는 게이트 라인에 연결된 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 온 전압을 인가한 후, 표시 영상에 대응하는 데이터 전압을 소스 전극에 인가하여 영상을 표시할 수 있다. 박막 트랜지스터가 턴 온 됨에 따라서 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터에 인가된 데이터 전압은 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 소정 시간 지속되어야 한다. 그러나, 표시 패널의 제조 공정의 문제로 인해 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 존재하는 기생 커패시턴스 때문에 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터에 인가된 실제 계조 전압에 왜곡이 생길 수 있다. 즉, 데이터 드라이버로부터 출력된 계조 전압과 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터에 인가된 실제 계조 전압 간의 차가 발생할 수 있다. 이와 같이 왜곡된 전압을 킥백(kickback) 전압이라 한다. 킥백 전압이 커질수록 그리고 표시 패널 내 박막 트랜지스터들 간의 킥백 전압들의 편차가 커질수록 표시 패널에 표시되는 영상의 품질은 저하된다.
특히, 동영상이 표시 패널에 표시되는 경우 특정 영상 패턴에서 킥백 전압에 의한 휘도 차가 시인될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 표시 품질을 향상시키기 위한 표시 장치의 구동 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는, 복수의 데이터 라인들과 복수의 게이트 라인들에 각각 연결된 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 상기 복수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버와, 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버, 및 외부로부터 입력된 영상 신호 및 제어 신호에 응답해서 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하되, 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 데이터 인에이블 신호를 더 출력하되, 상기 데이터 인에이블 신호는 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간은 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수에 반비례한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 데이터 인에이블 신호에 동기해서 상기 데이터 드라이버로 제공하기 위한 수평 동기 시작 신호를 더 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 H(H는 양의 정수) 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 노말 모드에서 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수가 60Hz일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 1 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 노말 모드에서 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수가 120Hz일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 2 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 영상 신호를 상기 데이터 신호로 변환하는 영상 처리부와, 상기 영상 신호를 저장하고, 상기 이전 프레임의 영상 신호를 출력하는 버퍼와, 상기 제어 신호를 수신하고, 상기 영상 신호가 상기 표시 패널의 테스트 영역 내에 표시될 영상 신호인 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 대응하는 인에이블 신호를 출력하는 테스트 영역 판별부와, 상기 영상 신호를 상기 현재 프레임의 영상 신호로 수신하고, 상기 버퍼로부터의 상기 이전 프레임의 영상 신호를 수신하고, 상기 제어 신호 및 상기 인에이블 신호에 응답해서 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하는 제어 신호 발생부를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호 발생부는, 상기 인에이블 신호가 활성 상태일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호와 상기 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호를 비교하고, 주파수 변경 신호를 출력하는 비교기, 및 상기 주파수 변경 신호 및 상기 제어 신호에 응답해서 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하는 제어 신호 발생부를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호 발생부는, 상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 데이터 인에이블 신호를 더 출력한다. 상기 데이터 인에이블 신호는 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간은 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수에 반비례한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호 발생부는, 상기 데이터 인에이블 신호에 동기해서 상기 데이터 드라이버로 제공하기 위한 수평 동기 시작 신호를 더 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호 발생부는, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 H(H는 양의 정수) 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호 발생부는, 노말 모드에서 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수가 60Hz일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 1 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치의 구동 방법은: 현재 프레임의 영상 신호 및 제어 신호를 수신하는 단계와, 버퍼로부터 이전 프레임의 영상 신호를 수신하는 단계와, 수직 동기 시작 신호를 발생하는 단계와, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 단계, 및 상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 현재 프레임의 영상 신호 대응하는 데이터 신호를 표시 패널로 제공하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함하는 데이터 인에이블 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간은 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수에 반비례한다.
이 실시예에 있어서, 상기 주파수 변경 단계는, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 H(H는 양의 정수) 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 테스트 영역에 표시될 영상 신호일 때 인에이블 신호를 활성화하는 단계를 더 포함한다. 상기 인에이블 신호가 활성 상태일 때 상기 주파수 변경 단계를 수행한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경함으로써 킥백 전압에 의한 휘도 차가 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널 내 서브 픽셀들의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러가 발생하는 수직 동기 시작 신호의 일 예를 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 표시 패널 내 서브 픽셀들의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 12은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14는 소정의 데이터 라인으로 제공되는 데이터 계조 전압을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 15는 도 2에 도시된 엇갈림 구조의 표시 패널에 표시되는 영상의 왜곡 현상을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 16은 도 8에 도시된 비엇갈림 구조의 표시 패널에 표시되는 영상의 왜곡 현상을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 17은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 블록도이다.
도 18은 도 17에 도시된 제어 신호 발생부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 19는 도 1에 도시된 표시 패널의 테스트 영역의 예를 보여주는 도면이다.
도 20은 도 18에 도시된 비교기로부터 출력되는 주파수 변경 신호를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 21 및 도 22은 도 18에 도시된 제어 신호 발생기에서 발생하는 수직 동기 시작 신호 및 출력 인에이블 신호의 타이밍도들이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 도 16에 도시된 타이밍 컨트롤러를 참조하여 표시 장치의 구동 방법을 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널 내 서브 픽셀들의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러가 발생하는 수직 동기 시작 신호의 일 예를 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 표시 패널 내 서브 픽셀들의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 12은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14는 소정의 데이터 라인으로 제공되는 데이터 계조 전압을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 15는 도 2에 도시된 엇갈림 구조의 표시 패널에 표시되는 영상의 왜곡 현상을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 16은 도 8에 도시된 비엇갈림 구조의 표시 패널에 표시되는 영상의 왜곡 현상을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 17은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 블록도이다.
도 18은 도 17에 도시된 제어 신호 발생부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 19는 도 1에 도시된 표시 패널의 테스트 영역의 예를 보여주는 도면이다.
도 20은 도 18에 도시된 비교기로부터 출력되는 주파수 변경 신호를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 21 및 도 22은 도 18에 도시된 제어 신호 발생기에서 발생하는 수직 동기 시작 신호 및 출력 인에이블 신호의 타이밍도들이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 도 16에 도시된 타이밍 컨트롤러를 참조하여 표시 장치의 구동 방법을 설명한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 게이트 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)를 포함한다.
표시 장치(100)는 액정 표시(Liquid Crystal Display, LCD) 장치, 플라즈마 패널 표시(Plasma Panel Display, PDP) 장치, 유기 전계 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 표시 장치, 전계 효과 표시(Field Emission Display, FED) 장치 중 어느 하나일 수 있다.
표시 패널(110)은 제1 방향(D1)으로 신장된 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn), 제2 방향(D2)으로 신장된 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm) 및 그들에 각각 연결된 복수의 서브 픽셀들(SPX)을 포함한다. 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)과 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)은 서로 절연되어 있다. 각 서브 픽셀(SPX)은 대응하는 데이터 라인 및 게이트 라인에 연결된 스위칭 트랜지스터, 이에 연결된 액정 커패시터(crystal capacitor) 및 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 외부로부터 영상 신호(RGB) 및 이의 표시를 제어하기 위한 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 예를 들면, 제어 신호(CTRL)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 영상 신호(RGB)를 표시 패널(110)의 동작 조건에 맞게 처리한 데이터 신호(DATA)를 데이터 드라이버(140)로 제공한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 제어 신호(CTRL)에 기초하여 수평 동기 시작 신호(STH), 클럭 신호(HCLK) 및 라인 래치 신호(TP)를 데이터 드라이버(140)로 제공하고, 수직 동기 시작 신호(STV), 출력 인에이블 신호(DE)를 게이트 드라이버(130)로 제공한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 이전 프레임의 영상 신호(RGB)를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수를 변경한다. 출력 인에이블 신호(DE)는 표시 패널(110)에 영상이 표시되는 액티브 구간과 영상이 표시되지 않는 블랭크 구간을 포함한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수가 변경됨에 따라서 출력 인에이블 신호(DE)의 블랭크 구간을 조절한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(120)는 출력 인에이블 신호(DE)에 동기해서 수평 시작 신호(STH)를 발생한다. 타이밍 컨트롤러(120)가 발생하는 수직 동기 시작 신호(STV) 및 출력 인에이블 신호(DE)는 추후 상세히 설명된다.
게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 수직 동기 시작 신호(STV) 및 출력 인에이블 신호(DE)에 응답해서 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)을 구동한다.
게이트 드라이버(130)는 비정질-실리콘 스위칭 트랜지스터(amorphous Silicon Thin Film Transistor a-Si TFT)를 이용한 ASG(Amorphous silicon gate), 산화물 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로 구현되어서 표시 패널(110)과 동일한 기판 상에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 게이트 드라이버(130)는 게이트 구동 IC(Integrated circuit)로 구현되어서 표시 패널(110)의 일측에 연결될 수 있다.
데이터 드라이버(140)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터의 데이터 신호(DATA), 수평 동기 시작 신호(STH), 클럭 신호(HCLK) 및 라인 래치 신호(TP)에 응답해서 데이터 라인들(DL1-DLm)을 구동한다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널 내 서브 픽셀들의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(110) 내 하나의 서브 픽셀(SPX)은 레드, 그린 또는 블루에 대응하는 픽셀 전극(R, G, B) 중 어느 하나와 스위칭 트랜지스터를 포함한다. 이하 설명에서 레드에 대응하는 픽셀 전극을 포함하는 서브 픽셀은 레드 서브 픽셀, 그린에 대응하는 픽셀 전극을 포함하는 서브 픽셀은 그린 서브 픽셀 그리고 블루에 대응하는 픽셀 전극을 포함하는 서브 픽셀은 블루 서브 픽셀로 칭한다. 하나의 픽셀(PX)은 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀을 포함한다.
서브 픽셀(SPX) 내 스위칭 트랜지스터는 대응하는 데이터 라인과 대응하는 게이트 라인에 연결된다. 레드 서브 픽셀(Ri), 그린 서브 픽셀(Gi) 및 블루 서브 픽셀(Bi)은 게이트 라인의 신장 방향 즉, 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배치되고, 데이터 라인의 신장 방향 즉, 제2 방향(D2)으로 동일한 색상의 픽셀들이 순차적으로 배열된다(단 i=1, 2, ..., n). 예컨대, 데이터 라인(DL1)의 우측에는 레드 서브 픽셀들(R1-Rn)이 배열되고, 데이터 라인들(DL2, DL3)의 사이에는 그린 서브 픽셀들(G1-Gn)이 배열되고, 그리고 데이터 라인들(DL3, DL4)의 사이에는 블루 서브 픽셀들(B1-Bn)이 배열된다. 이 실시예에서는 i번째 게이트 라인의 신장 방향인 제1 방향(D2)으로 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀(Ri, Gi, Bi)이 순차적으로 배치된 것을 도시하고 설명하나, 픽셀들의 배치 순서는 (Ri, Bi, Gi), (Gi, Bi, Ri), (Gi, Ri, Bi), (Bi, Ri, Gi) 및 (Bi, Gi, Ri) 등과 같이 다양하게 변경될 수 있다.
도 2를 참조하면, 레드 서브 픽셀들(R1-Rn), 그린 서브 픽셀들(G1-Gn) 및 블루 서브 픽셀들(B1-Bn) 중 일부는 좌측 인접 데이터 라인과 연결되고, 나머지는 우측 인접 데이터 라인과 연결된다. 구체적으로, 홀수 번째 게이트 라인들(GL1, GL3, …, GLn-1)과 연결된 레드 서브 픽셀들(R1, R3,..., Rn-1), 그린 서브 픽셀들(G1, G3, ..., Gn-1) 및 블루 서브 픽셀들(B1, B3, ..., Bn-1) 내 스위칭 트랜지스터들은 좌측 인접 데이터 라인들(DL1~DLn)과 연결되고, 짝수 번째 게이트 라인들(GL2, GL4, …, GLn)과 연결된 레드 서브 픽셀들(R2, R4,..., Rn), 그린 서브 픽셀들(G2, G4, ..., Gn) 및 블루 서브 픽셀들(B2, B4, ..., Bn) 내 스위칭 트랜지스터들은 우측 인접 데이터 라인들(DL1~DLn)과 연결된다. 이와 같은 연결 방법은 레드 서브 픽셀들(R1-Rn), 그린 서브 픽셀들(G1-Gn) 및 블루 서브 픽셀들(B1-Bn)이 제2 방향(D2)으로 매 서브 픽셀마다 좌측 및 우측 인접 데이터 라인들과 번갈아 연결된 엇갈림 구조이다.
데이터 라인들(DL1-DLm)은 컬럼 인버전 방식으로 구동된다. 컬럼 인버전 방식은 이웃한 데이터 라인들로 제공되는 계조 전압들의 전극들이 공통 전압(VCOM)을 기준으로 상보적이다.
이러한 서브 픽셀들과 데이터 라인들의 연결에 의하면, 데이터 드라이버(140)에 의해서 데이터 라인들이 컬럼 인버전 방식으로 구동하더라도 화면에 나타나는 반전 즉, 겉보기 반전(apparent inversion)은 도트 인버전(dot inversion)과 동일하다. 즉, 인접한 서브 픽셀들로 제공되는 계조 전압들이 서로 상보적 극성을 갖는다. 겉보기 반전이 도트 인버전이 되면 계조 전압이 정극성 일 때와 부극성 일 때의 킥백(kick-back) 전압으로 인해서 나타나는 휘도의 차가 분산되므로 세로줄 플리커가 감소한다.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러가 발생하는 수직 동기 시작 신호의 일 예를 보여주는 타이밍도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 표시 장치(100)가 60Hz로 동작하는 경우, 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수는 60Hz이다. 즉, 수직 동기 신호(STV)는 제1 프레임(F1) 및 제2 프레임(F2) 각각에서 하나의 펄스를 포함한다.
표시 장치(100)가 120Hz로 동작하는 경우, 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수는 120Hz이다. 즉, 수직 동기 신호(STV)는 제1 프레임(F1) 및 제2 프레임(F2) 각각에서 두 개의 펄스들을 포함한다. 표시 장치(100)가 120Hz로 동작하는 경우, 제1 프레임(F1)은 제1 서브 프레임(SF11) 및 제2 서브 프레임(SF12)을 포함하고, 제2 프레임(F2)은 제1 서브 프레임(SF21) 및 제2 서브 프레임(SF22)을 포함한다.
도 4는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 5는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4 및 도 5에 도시된 표시 패널은 도 2에 도시된 엇갈림 구조를 갖는다.
도 1 및 도 3 내지 도 5를 참조하면, 표시 패널(110)은 4x6 개의 픽셀들을 포함한다. 이 실시예에서, 표시 패널(110)이 4x6 개의 픽셀들을 포함하는 것을 일 예로 도시하고 설명하나, 표시 패널(110)에 배열되는 픽셀들의 수는 해상도에 따라서 1920x1080, 2560x1440, 3840x2160 중 어느 하나일 수 있다.
제1 프레임(F1)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상은 제2 프레임(F2)에서 제2 픽셀(PXb)로 이동한다. 즉, 제1 프레임(F1)에서 표시 패널(110)에 표시되는 영상은 제1 프레임(F1)과 연속한 제2 프레임에서 제1 방향(D1)으로 1픽셀만큼 이동한다.
표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되는 경우, 제1 프레임(F1)에서 제1 픽셀(PXa) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다. 제2 프레임(F1)에서 제2 픽셀(PXb) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다.
제1 프레임(F1)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2)에서 제2 픽셀(PXb)로 이동하는 경우 동일한 영상 신호가 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 반복적으로 구동된다. 즉, 표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되더라도 표시 패널(110)에 표시된 영상은 고정된 극성으로 표시된다.
도 6은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 7은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6 및 도 7에 도시된 표시 패널은 도 2에 도시된 엇갈림 구조를 갖는다.
도 1, 도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 표시 패널(110)은 4x6 개의 픽셀들을 포함한다. 이 실시예에서, 표시 패널(110)이 4x6 개의 픽셀들을 포함하는 것을 일 예로 도시하고 설명하나, 표시 패널(110)에 배열되는 픽셀들의 수는 해상도에 따라서 1920x1080, 2560x1440, 3840x2160 중 어느 하나일 수 있다.
제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상은 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제2 픽셀(PXb)로 이동한다. 즉, 제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 표시 패널(110)에 표시되는 영상은 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제1 방향(D1)으로 2픽셀만큼 이동한다.
표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되는 경우, 제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 제1 픽셀(PXa) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다. 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제2 픽셀(PXb) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다.
제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21) 제2 픽셀(PXb)로 이동하는 경우 동일한 영상 신호가 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 반복적으로 구동된다. 즉, 표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되더라도 표시 패널(110)에 표시된 영상은 고정된 극성으로 표시된다.
도 8은 도 1에 도시된 표시 패널 내 서브 픽셀들의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 표시 패널(110) 내 하나의 서브 픽셀(SPX)은 레드, 그린 또는 블루에 대응하는 픽셀 전극(R, G, B) 중 어느 하나와 스위칭 트랜지스터를 포함한다. 이하 설명에서 레드에 대응하는 픽셀 전극을 포함하는 서브 픽셀은 레드 서브 픽셀, 그린에 대응하는 픽셀 전극을 포함하는 서브 픽셀은 그린 서브 픽셀 그리고 블루에 대응하는 픽셀 전극을 포함하는 서브 픽셀은 블루 서브 픽셀로 칭한다. 하나의 픽셀(PX)은 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀을 포함한다.
레드 서브 픽셀(Ri), 그린 서브 픽셀(Gi) 및 블루 서브 픽셀(Bi)은 게이트 라인의 신장 방향 즉, 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배치되고, 데이터 라인의 신장 방향 즉, 제2 방향(D2)으로 동일한 색상의 픽셀들이 순차적으로 배열된다(단 i=1, 2, ..., n). 예컨대, 데이터 라인(DL1)의 우측에는 레드 서브 픽셀들(R1-Rn)이 배열되고, 데이터 라인들(DL2, DL3)의 사이에는 그린 서브 픽셀들(G1-Gn)이 배열되고, 그리고 데이터 라인들(DL3, DL4)의 사이에는 블루 서브 픽셀들(B1-Bn)이 배열된다. 이 실시예에서는 i번째 게이트 라인의 신장 방향인 제1 방향(D1)으로 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀(Ri, Gi, Bi)이 순차적으로 배치된 것을 도시하고 설명하나, 픽셀들의 배치 순서는 (Ri, Bi, Gi), (Gi, Bi, Ri), (Gi, Ri, Bi), (Bi, Ri, Gi) 및 (Bi, Gi, Ri) 등과 같이 다양하게 변경될 수 있다.
도 8을 참조하면, 레드 서브 픽셀들(R1-Rn), 그린 서브 픽셀들(G1-Gn) 및 블루 서브 픽셀들(B1-Bn)은 좌측 인접 데이터 라인과 연결된다. 이와 같은 연결 방법은 비엇갈림 구조이다.
데이터 라인들(DL1-DLm)은 컬럼 인버전 방식으로 구동된다. 컬럼 인버전 방식은 동일한 데이터 라인에 인가되는 계조 전압의 극성은 동일하고 이웃한 데이터 라인들로 제공되는 계조 전압들의 전극들이 공통 전압(VCOM)을 기준으로 상보적이다. 즉, 제1 방향(D1)으로 인접한 서브 픽셀들로 제공되는 계조 전압들이 서로 상보적 극성을 갖는다.
도 9는 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 10은 표시 장치가 60Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 9 및 도 10에 도시된 표시 패널은 도 8에 도시된 비엇갈림 구조를 갖는다.
도 1, 도 3, 도 9 및 도 10을 참조하면, 표시 패널(110)은 4x6 개의 픽셀들을 포함한다. 이 실시예에서, 표시 패널(110)이 4x6 개의 픽셀들을 포함하는 것을 일 예로 도시하고 설명하나, 표시 패널(110)에 배열되는 픽셀들의 수는 해상도에 따라서 1920x1080, 2560x1440, 3840x2160 중 어느 하나일 수 있다.
제1 프레임(F1)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상은 제2 프레임(F2)에서 제2 픽셀(PXb)로 이동한다. 즉, 제1 프레임(F1)에서 표시 패널(110)에 표시되는 영상은 제1 프레임(F1)과 연속한 제2 프레임에서 제1 방향(D1)으로 1픽셀만큼 이동한다.
표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되는 경우, 제1 프레임(F1)에서 제1 픽셀(PXa) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다. 제2 프레임(F1)에서 제2 픽셀(PXb) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다.
제1 프레임(F1)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2)에서 제2 픽셀(PXb)로 이동하는 경우 동일한 영상 신호가 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 반복적으로 구동된다. 즉, 표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되더라도 표시 패널(110)에 표시된 영상은 고정된 극성으로 표시된다.
도 11은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제1 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 12은 표시 장치가 120Hz로 동작할 때 도 3에 도시된 제2 프레임 내 제1 서브 프레임동안 표시 패널에 표시되는 영상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 11 및 도 12에 도시된 표시 패널은 도 8에 도시된 비엇갈림 구조를 갖는다.
도 1, 도 3, 도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 패널(110)은 4x6 개의 픽셀들을 포함한다. 이 실시예에서, 표시 패널(110)이 4x6 개의 픽셀들을 포함하는 것을 일 예로 도시하고 설명하나, 표시 패널(110)에 배열되는 픽셀들의 수는 해상도에 따라서 1920x1080, 2560x1440, 3840x2160 중 어느 하나일 수 있다.
제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상은 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제2 픽셀(PXb)로 이동한다. 즉, 제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 표시 패널(110)에 표시되는 영상은 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제1 방향(D1)으로 2픽셀만큼 이동한다.
표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되는 경우, 제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 제1 픽셀(PXa) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다. 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제2 픽셀(PXb) 내 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀은 각각 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 구동된다.
제1 프레임 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 제1 픽셀(PXa)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21) 제2 픽셀(PXb)로 이동하는 경우 동일한 영상 신호가 정극성(+), 음극성(-) 및 정극성(+)으로 반복적으로 구동된다. 즉, 표시 패널(110)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되더라도 표시 패널(110)에 표시된 영상은 고정된 극성으로 표시된다.
도 13 및 도 14는 소정의 데이터 라인으로 제공되는 데이터 계조 전압을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 표시 패널(110, 도 1에 도시됨)이 컬럼 인버전 방식으로 구동되는 경우 소정의 데이터 라인(DLi)으로 제공되는 계조 전압은 공통 전압(VCOM)을 기준으로 상보적이다. 이상적인 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DLi)으로 제공되는 정극성(+)의 계조 전압과 공통 전압(VCOM)의 차(VH)와 음극성(-)의 계조 전압과 공통 전압(VCOM)의 차(VL)가 같다(VH=VL).
그러나, 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 존재하는 기생 커패시턴스 때문에 액정 커패시터에 인가된 계조 전압에 왜곡이 생길 수 있다. 이와 같이 왜곡된 전압을 킥백(kickback) 전압이라 한다. 킥백 전압에 의해서 실제 액정 커패시터로 제공되는 계조 전압은 공통 전압(VCOM)을 기준으로 정극성(+) 및 부극성(-) 중 어느 한쪽으로 치우치게 된다(VH≠VL).
컬럼 인버전 방식으로 표시 패널(110)을 구동하는 경우, 하나의 픽셀(PX, 도 2에 도시됨) 내 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 휘도의 합이 하나의 색상으로 표시되므로 킥백 전압에 의한 휘도 변화가 인지되지 않는다.
도 15는 도 2에 도시된 엇갈림 구조의 표시 패널에 표시되는 영상의 왜곡 현상을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이, 제1 프레임(F1)에서 표시 패널(110)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2)에서 제1 방향(D1)으로 1 픽셀만큼 이동할 때 동일한 계조 전압이 동일한 극성으로 이동 표시되는 결과를 초래한다.
도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이, 제1 프레임(F1) 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 표시 패널(110)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제1 방향(D1)으로 2 픽셀만큼 이동할 때 동일한 계조 전압이 동일한 극성으로 이동 표시되는 결과를 초래한다.
도 15를 참조하면, 제1 프레임(F1)에서 표시 패널(110)의 제1 영역(A1)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2)에서 제1 방향(D1)으로 1 픽셀만큼 이동하여 제2 영역(A2)에 표시되는 것으로 가정한다. 이 경우, 제2 프레임(F2)에서 제2 영역(A2)에 표시된 영상은 체크 패턴으로 휘도 차가 발생하고, 이는 사용자에게 인지된다.
도 16은 도 8에 도시된 비엇갈림 구조의 표시 패널에 표시되는 영상의 왜곡 현상을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10에서 설명한 바와 같이, 제1 프레임(F1)에서 표시 패널(110)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2)에서 제1 방향(D1)으로 1 픽셀만큼 이동할 때 동일한 계조 전압이 동일한 극성으로 이동 표시되는 결과를 초래한다.
도 11 및 도 12에서 설명한 바와 같이, 제1 프레임(F1) 내 제1 서브 프레임(SF11)에서 표시 패널(110)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2) 내 제1 서브 프레임(SF21)에서 제1 방향(D1)으로 2 픽셀만큼 이동할 때 동일한 계조 전압이 동일한 극성으로 이동 표시되는 결과를 초래한다.
도 16를 참조하면, 제1 프레임(F1)에서 표시 패널(110)의 제1 영역(A1)에 표시된 영상이 제2 프레임(F2)에서 제1 방향(D1)으로 1 픽셀만큼 이동하여 제2 영역(A2)에 표시되는 것으로 가정한다. 이 경우, 제2 프레임(F2)에서 제2 영역(A2)에 표시된 영상은 세로줄 패턴으로 휘도 차가 발생하고, 이는 사용자에게 인지된다.
도 17은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(120)는 영상 처리부(121), 버퍼(122), 테스트 영역 판별부(123) 및 제어 신호 발생부(124)를 포함한다. 영상 처리부(121)는 영상 신호(RGB)를 표시 패널(110, 도 1에 도시됨)에 적합한 타입으로 변환한 데이터 신호(DATA)를 출력한다. 영상 처리부(121)는 DCC(Dynamic Capacitance Compensation) 등의 기능을 수행할 수 있다.
버퍼(122)는 영상 신호(RGB)를 저장하고, 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제어 신호 발생부(124)로 제공한다. 테스트 영역 판별부(123)는 제어 신호(CTRL)에 근거해서 영상 신호(RGB)가 표시 패널(110)의 테스트 영역에 표시될 영상 신호인 지의 여부를 판별한다. 만일 영상 신호(RGB)가 표시 패널(110)의 테스트 영역에 표시될 영상 신호인 것으로 판별되면 인에이블 신호(EN)를 소정 레벨(예를 들면, 하이 레벨)로 활성화한다.
제어 신호 발생부(124)는 영상 신호(RGB)를 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)로 수신하고, 버퍼(122)로부터 출력되는 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1), 테스트 영역 판별부(123)로부터의 인에이블 신호(EN) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 제어 신호 발생부(124)는 데이터 드라이버(140, 도 1에 도시됨)로 제공할 수평 동기 시작 신호(STH), 클럭 신호(HCLK) 및 라인 래치 신호(TP)를 발생하고, 게이트 드라이버(130)로 제공할 수직 동기 시작 신호(STV) 및 출력 인에이블 신호(DE)를 발생한다. 제어 신호 발생부(124)는 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수를 변경한다.
도 18은 도 17에 도시된 제어 신호 발생부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 18을 참조하면, 제어 신호 발생부(124)는 비교기(201) 및 제어 신호 발생기(202)를 포함한다. 비교기(201)는 인에이블 신호(EN)에 응답해서 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1) 및 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)를 비교하고, 비교 결과에 대응하는 주파수 변경 신호(VF)를 출력한다.
예컨대, 인에이블 신호(EN)가 하이 레벨의 활성 상태에서 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호와 일치하지 않을 때 제1 레벨(예를 들면, 하이 레벨)의 주파수 변경 신호(VF)를 출력한다. 만일 인에이블 신호(EN)가 하이 레벨의 활성 상태에서 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호와 일치하면 제2 레벨(예를 들면, 로우 레벨)의 주파수 변경 신호(VF)를 출력한다. 만일 인에이블 신호(EN)가 로우 레벨로 비활성 상태이면 주파수 변경 신호(VF)는 하이 레벨로 유지된다.
제어 신호 발생기(202)는 주파수 변경 신호(VF) 및 제어 신호(CTRL)에 응답해서 데이터 드라이버(140, 도 1에 도시됨)로 제공할 수평 동기 시작 신호(STH), 클럭 신호(HCLK), 라인 래치 신호(TP)를 발생하고, 게이트 드라이버(130)로 제공할 수직 동기 시작 신호(STV) 및 출력 인에이블 신호(DE)를 발생한다.
특히, 제어 신호 발생기(202)는 주파수 변경 신호(VF)가 제1 레벨인 동안 노말 주파수 레벨의 수직 동기 시작 신호(STV)를 출력하고, 주파수 변경 신호(VF)가 제2 레벨인 동안 수직 동기 시작 신호(STV)를 변경 주파수 레벨 및 노말 주파수 레벨로 번갈아 출력한다.
도 19는 도 1에 도시된 표시 패널의 테스트 영역의 예를 보여주는 도면이다. 도 20은 도 18에 도시된 비교기로부터 출력되는 주파수 변경 신호(VF)를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 19를 참조하면, 제1 프레임(F1, 도 3에 도시됨)에서 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 제2 영역(A2)에 표시될 영상이면, 테스트 영역 판별부(123)는 인에이블 신호(EN)를 활성 상태로 출력한다.
제어 신호 발생부(124) 내 비교기(201, 도 18에 도시됨)는 인에이블 신호(EN)에 응답해서 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)와 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호를 비교한다. 만일, 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)와 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호가 일치하지 않으면, 비교기(201)는 하이 레벨의 주파수 변경 신호(VF)를 출력한다. 제어 신호 발생기(202)는 주파수 변경 신호(VF)가 하이 레벨인 동안 노말 주파수 레벨(예를 들면, 60Hz)의 수직 동기 시작 신호(STV)를 발생한다. 만일, 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)와 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호가 일치하면, 비교기(201)는 로우 레벨의 주파수 변경 신호(VF)를 출력한다. 제어 신호 발생기(202)는 주파수 변경 신호(VF)가 로우 레벨인 동안, 주파수가 변경 주파수 레벨(예를 들면, 65Hz) 및 노말 주파수 레벨(예를 들면, 60Hz)로 번갈아 변경되는 수직 동기 시작 신호(STV)를 발생한다. 변경 주파수 레벨은 휘도 차가 인지되지 않는 최적의 주파수 레벨로 설정되는 것이 바람직하며, 노말 주파수 레벨보다 높은 주파수 레벨 또는 낮은 주파수 레벨로 설정될 수 있다.
도 19에서는 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)가 제1 영역(A1)에 표시된 신호이고, 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 제2 영역(A2)에 표시될 신호인 것을 예시적으로 설명하였으나, 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)가 제2 영역(A2)에 표시된 신호이고, 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 제1 영역(A1)에 표시될 신호일 수 있다. 즉, 영상 신호(RGB)의 이동 방향이 제1 방향(D1) 뿐만 아니라 제1 방향(D1)과 일직선 상에서 역방향인 경우도 비교기(201)는 로우 레벨의 주파수 변경 신호(VF)를 출력한다. 또한 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 각각의 위치 및 크기는 영상의 특성을 고려하여 다양하게 변경 설정될 수 있다.
또한, 테스트 영역으로 사용되는 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 크기는 표시 패널(110) 전체의 크기보다 작으므로 제어 신호 발생부(124)의 비교 연산에 사용되는 데이터 크기가 감소된다.
도 21 및 도 22은 도 18에 도시된 제어 신호 발생기에서 발생하는 수직 동기 시작 신호 및 출력 인에이블 신호의 타이밍도들이다.
도 18 및 도 21을 참조하면, 제어 신호 발생기(202)는 주파수 변경 신호(VF)가 하이 레벨인 동안 제어 신호(CTRL)에 근거해서 노말 주파수 레벨(60Hz)의 수직 동기 시작 신호(STV)를 발생한다. 제어 신호 발생기(202)는 수직 동기 시작 신호(STV)에 동기해서 데이터 인에이블 신호(DE)를 발생한다.
도 18 및 도 22를 참조하면, 제어 신호 발생기(202)는 주파수 변경 신호(VF)가 로우 레벨인 동안 제어 신호(CTRL)에 근거해서 주파수가 변경 주파수 레벨(65Hz) 및 노말 주파수 레벨(60Hz)로 번갈아 변경되는 수직 동기 시작 신호(STV)를 발생한다. 제어 신호 발생기(202)는 수직 동기 시작 신호(STV)에 동기해서 데이터 인에이블 신호(DE)를 발생한다.
도 21 및 도 22의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 한 프레임 내에서 데이터 신호(DATA)가 표시 패널(110, 도 1에 도시됨)로 제공되는 액티브 구간(AP)은 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수와 무관에게 일정하다. 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수가 60Hz인 동안 한 프레임 내 블랭크 구간(BP=B1)은 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수가 65Hz인 동안 한 프레임 내 블랭크 구간(BP=B2)보다 길다(B1>B2). 즉, 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수가 높아짐에 따라서 블랭크 구간이 짧아진다. 이와 같이, 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수가 변경되더라도 한 프레임 내에서 데이터 신호(DATA)가 표시 패널(110, 도 1에 도시됨)로 제공되는 액티브 구간(AP)은 변경되지 않으므로 표시 영상의 품질은 저하되지 않으면서 킥백에 의한 휘도 차가 인지되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 수직 동기 시작 신호(STV)가 60Hz인 동안, 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 킥백에 의한 휘도 차가 인지되는 경우, 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수를 65Hz, 60Hz, 65Hz로 번갈아 변경하는 것에 의해서 사용자는 휘도 차를 인지하지 못한다.
마찬가지로, 수직 동기 시작 신호(STV)가 120Hz인 동안, 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 킥백에 의한 휘도 차가 인지되는 경우, 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수를 130Hz, 120Hz, 130Hz로 변경하는 것에 의해서 사용자는 휘도 차를 인지하지 못한다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 도 16에 도시된 타이밍 컨트롤러를 참조하여 표시 장치의 구동 방법을 설명한다.
도 16 및 도 23을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(120)는 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)와 제어 신호(CTRL)를 수신한다(S300). 제어 신호 발생부(124)는 버퍼(122)로부터 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 수신한다(S310).
테스트 영역 판별부(123)는 제어 신호(CTRL)에 근거해서 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 테스트 영역(A2, 도 19에 도시됨)에 표시될 영상 신호인 지를 판별한다(S320).
만일 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 테스트 영역(A2)에 표시될 영상 신호이면, 제어 신호 발생부(124)는 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 소정 픽셀 쉬프트한 영상 신호와 일치하는 지의 여부를 판별한다(S330).
만일 현재 프레임의 영상 신호(RGBi)가 이전 프레임의 영상 신호(RGBi-1)를 제1 방향(D1)으로 소정 픽셀 쉬프트한 영상 신호와 일치하면, 제어 신호 발생부(124)는 수직 동기 시작 신호(STV)의 주파수를 변경한다(S340). 제어 신호 발생부(124)는 수직 동기 시작 신호(STV)에 동기해서 출력 인에이블 신호(DE)를 출력한다. 제어 신호 발생부(124)는 제어 신호(CTRL)에 근거해서 수평 동기 시작 신호(STH), 클럭 신호(HCLK) 및 라인 래치 신호(TP)를 데이터 드라이버(140, 도 1에 도시됨)로 제공하고, 수직 동기 시작 신호(STV) 및 출력 인에이블 신호(DE)를 게이트 드라이버(130)로 제공한다.
영상 처리부(121)는 영상 신호(RGB)에 대한 영상 처리를 수행한 데이터 신호(DATA)를 데이터 드라이버(140, 도 1에 도시됨)로 제공한다.
도 2 및 도 8에 도시된 표시 패널(110)은 하나의 픽셀(PX)이 3개의 서브 픽셀들 즉, 레드 서브 픽셀, 그린 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀을 포함하는 것을 일 예로 도시하고 설명한다. 그러나, 표시 패널(110)은 하나의 픽셀(PX)이 6 개의 서브 픽셀들 즉, 레드 서브 픽셀 2개, 그린 서브 픽셀 2개 및 블루 서브 픽셀 2개를 포함하는 SPVA(Super Patterned Vertical Alignment) 모드로 구현될 수 있다.
즉, 표시 패널이 어떠한 타입이더라도 반전 구동되는 표시 패널에서 영상이 매 프레임마다 소정 픽셀씩 이동함에 따라서 서브 픽셀들 간 휘도 차가 발생하는 표시 장치에 본 발명이 적용될 수 있다.
예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들이 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.
100: 표시 장치
110: 표시 패널
120: 타이밍 컨트롤러 121: 영상 처리부
122; 버퍼 123: 테스트 영역 판별부
124: 제어 신호 발생부 130: 게이트 드라이버
140: 데이트 드라이버 160: 킥백 검출기
170: 감마 전압 발생기 201: 비교기
202: 제어 신호 발생기
120: 타이밍 컨트롤러 121: 영상 처리부
122; 버퍼 123: 테스트 영역 판별부
124: 제어 신호 발생부 130: 게이트 드라이버
140: 데이트 드라이버 160: 킥백 검출기
170: 감마 전압 발생기 201: 비교기
202: 제어 신호 발생기
Claims (19)
- 복수의 데이터 라인들과 복수의 게이트 라인들에 각각 연결된 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과;
상기 복수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버와;
수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버; 및
외부로부터 입력된 영상 신호 및 제어 신호에 응답해서 상기 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하되, 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 타이밍 컨트롤러는,
상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 데이터 인에이블 신호를 더 출력하되,
상기 데이터 인에이블 신호는 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간은 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수에 반비례하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 타이밍 컨트롤러는,
상기 데이터 인에이블 신호에 동기해서 상기 데이터 드라이버로 제공하기 위한 수평 동기 시작 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 타이밍 컨트롤러는,
상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 H(H는 양의 정수) 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 타이밍 컨트롤러는,
노말 모드에서 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수가 60Hz일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 1 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 타이밍 컨트롤러는,
노말 모드에서 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수가 120Hz일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 2 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 타이밍 컨트롤러는,
상기 영상 신호를 상기 데이터 신호로 변환하는 영상 처리부와;
상기 영상 신호를 저장하고, 상기 이전 프레임의 영상 신호를 출력하는 버퍼와;
상기 제어 신호를 수신하고, 상기 영상 신호가 상기 표시 패널의 테스트 영역 내에 표시될 영상 신호인 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 대응하는 인에이블 신호를 출력하는 테스트 영역 판별부와;
상기 영상 신호를 상기 현재 프레임의 영상 신호로 수신하고, 상기 버퍼로부터의 상기 이전 프레임의 영상 신호를 수신하고, 상기 제어 신호 및 상기 인에이블 신호에 응답해서 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하는 제어 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제어 신호 발생부는,
상기 인에이블 신호가 활성 상태일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호와 상기 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호를 비교하고, 주파수 변경 신호를 출력하는 비교기; 및
상기 주파수 변경 신호 및 상기 제어 신호에 응답해서 상기 수직 동기 시작 신호를 출력하는 제어 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제어 신호 발생부는,
상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 게이트 드라이버로 제공하기 위한 데이터 인에이블 신호를 더 출력하되,
상기 데이터 인에이블 신호는 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간은 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수에 반비례하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제어 신호 발생부는,
상기 데이터 인에이블 신호에 동기해서 상기 데이터 드라이버로 제공하기 위한 수평 동기 시작 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제어 신호 발생부는,
상기 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 H(H는 양의 정수) 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제어 신호 발생부는,
노말 모드에서 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수가 60Hz일 때 상기 현재 프레임의 영상 신호가 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 1 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 현재 프레임의 영상 신호 및 제어 신호를 수신하는 단계와;
버퍼로부터 이전 프레임의 영상 신호를 수신하는 단계와;
수직 동기 시작 신호를 발생하는 단계와;
상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 제1 방향으로 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 단계; 및
상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 상기 현재 프레임의 영상 신호 대응하는 데이터 신호를 표시 패널로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 수직 동기 시작 신호에 동기해서 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함하는 데이터 인에이블 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간은 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수에 반비례하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 주파수 변경 단계는,
상기 현재 프레임의 영상 신호가 상기 이전 프레임의 영상 신호를 상기 제1 방향으로 H(H는 양의 정수) 픽셀만큼 쉬프트한 영상 신호와 일치할 때 상기 수직 동기 시작 신호의 주파수를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 현재 프레임의 영상 신호가 테스트 영역에 표시될 영상 신호일 때 인에이블 신호를 활성화하는 단계를 더 포함하며,
상기 인에이블 신호가 활성 상태일 때 상기 주파수 변경 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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