[논문]전사성 다구찌 동특성을 활용한 LCD Crosstalk 개선

지수윤; 장중순

doi:10.11627/jkise.2014.37.4.259

전사성 다구찌 동특성을 활용한 LCD Crosstalk 개선
LCD Crosstalk Improvement Based on Transformability Taguchi Dynamic Characteristics 원문보기

Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering = 한국산업경영시스템학회지, v.37 no.4, 2014년, pp.259 - 268

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Uniform brightness is very crucial for LCD panels, which should be made in during manufacturing. Usually some compensating algorithms are applied to recover the brightness deviation that occurs in actual panels. Although such remedying tools are used, it is very hard to prevent horizontal or vertical crosstalks that represent the brightness level difference in horizontal or vertical direction. This research applied transformability Taguchi dynamic characteristics and "nominal is best" static characteristic simultaneously to design the compensating circuit optimally that may reduce the crosstalks and make uniform brightness level.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

전사성이란 주어진 입력에 정확하게 비례하여 출력이 나와야 함을 의미한다. 다구찌는 동특성 문제에서 대부분 에너지 전환관계를 이상기능으로 설정하였는데, 본 연구에서는 전사성을 활용한 최적화 방법을 개발하고자 한다.
본 논문에서는 LCD Crosstalk를 다구찌 동특성을 활용하여 개선하고자 한다. 다구찌는 품질을 하류품질, 중류품질, 상류품질 및 원류품질 등 4가지로 분류하였다[12, 13].
본 연구에서는 Crosstalk 문제를 다구찌 강건설계 방법을 이용하여 해결하고자 한다. 강건설계법은 품질 문제 해결이나 기술, 제품 개발을 위해 국내외에서도 많이 활용되고 있다.
본 연구에서는 LCD Crosstalk 문제를 동특성을 활용하여 해결하고자 한다. 특히 본 연구에서는 서로 대립되는 특성인 수직 및 수평 Crosstalk를 해결하기 위해서 전사성 이상기능을 활용하고자 한다.
본 연구에서는 LCD Crosstalk 문제를 동특성을 활용하여 해결하고자 한다. 특히 본 연구에서는 서로 대립되는 특성인 수직 및 수평 Crosstalk를 해결하기 위해서 전사성 이상기능을 활용하고자 한다. 전사성이란 주어진 입력에 정확하게 비례하여 출력이 나와야 함을 의미한다.

제안 방법

12인치 LCD 패널에서 발생하는 Crosstalk를 최소화하기 위해 다구찌 전사성 이상기능 동특성을 활용한 개선실험으로 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있었다.
그리고 Crosstalk 개선과 바탕화면 색 개선으로 나누어 분석하였다. Crosstalk에 대해서는 수직이든 수평이든 결국 테스트 패턴을 인가하기 전후 각각의 휘도가 1:1로 대응하면 발생하지 않는다는 전사성 이상기능을 활용한 다구찌 동특성으로 적용하였다.
Crosstalk와 바탕화면색 두 특성에 대한 현재조건과 최적조건에 대해 실험을 하여 재현성을 확인 했다. 잡음인자를 고려한 6개의 패널에 적용한 데이터를 측정하여 재현성을 분석한 결과 SN 이득은 1.
PCB상의 구동회로(Vcom 발생부)에서 설정된 인자들의 최적조건을 도출하기 위해 과거에는 Crosstalk를 %로 환산된 값을 실험 측정치로 분석하였다. 또한 측정치를 수직, 수평방향으로 구분하여 최적화를 하여 수직, 수평이 상반되어 개선의 한계에 있었다.
그리고 Crosstalk 개선과 바탕화면 색 개선으로 나누어 분석하였다. Crosstalk에 대해서는 수직이든 수평이든 결국 테스트 패턴을 인가하기 전후 각각의 휘도가 1:1로 대응하면 발생하지 않는다는 전사성 이상기능을 활용한 다구찌 동특성으로 적용하였다.
먼저 Crosstalk에 대해 안정성 확보 조건도출을 하고, 이 안정성 최적 조건에 대해 β를 1에 가까운 조건을 선정하였다. 그리고 Crosstalk 최적 조건에 대해 바탕화면 휘도를 추정한 다음 바탕화면 휘도가 목표치와 일치하지 않는 경우 Crosstalk에 영향을 적게 주는인자로 바탕화면 휘도를 목표에 맞추었다. 최적 조건 도출에는 파라미터 설계의 2단계 최적화 전략을 다음과 같이 적용하였다.
이 보상된 값은 R11, R25, R20, R21들의 값에 의해서 가산되는 정도가 결정되므로 이들을 제어인자로 설정하였다. 그리고 보상회로의 최종 출력단의 전압은 R11, C25의 시정수에 의해서 출력전압이 영향을 받으므로 C25의 현재수준인 10pF를 기준으로 5pF, 10pF, 22pF로 사용하였다. 현재 Vcom파형의 최소값은 -1.
나머지 A, D, G는 서로 상반 되나 우선 Crosstalk에 유리하게 조건을 선정하고 아래 2단계 최적화를 실시하였다.
본 실험에 도입한 제어인자는 Crosstalk는 물론 바탕색을 형성하는데도 영향을 준다. 따라서 초기 바탕색이 회색(V31)을 균일하게 생성 되는 것이 중요하므로 각 실험에서 신호로 인가했던 입력인 바탕화면색을 망목 특성으로 분석을 하였다.
먼저 Crosstalk에 대해 안정성 확보 조건도출을 하고, 이 안정성 최적 조건에 대해 β를 1에 가까운 조건을 선정하였다.
바탕화면색에 대해서는 목표 휘도가 균일하게 나오면 되므로 정특성인 망목특성을 적용하였다. 이렇게 최적화 방법론을 달리함에 따라 과거에 상호 대립되었던 수평, 수직 Crosstalk 문제가 수평 30%, 수직 13%로 둘 다 동시에 개선되었다.
이와 같이 출력이 정확히 입력에 비례하여 나오게 되는 특성을 轉寫性이라고 한다. 본 논문에서는 이와 같은 논리를 근거로 전사성 이상기능 다구찌 동특성을 활용하였다.
앞서 논의된 방법으로 실험결과를 분석하여 최적조건을 도출하였다. 먼저 Crosstalk에 대해 안정성 확보 조건도출을 하고, 이 안정성 최적 조건에 대해 β를 1에 가까운 조건을 선정하였다.
앞에서는 Crosstalk을 최소화할 수 있도록 실험을 분석하였다. 그러나 Crosstalk는 특정 측정점에서의 휘도 변화만을 평가하는 것이므로, 비록 Crosstalk는 해결되었다고 하더라도 바탕화면 색이 목표치가 되고 균일하지 않으면 안된다.
이러한 방식으로 두 특성을 추정하여 목표달성이 되었는지를 알아보면서 이 과정을 반복하였다. 이러한 과정을 거쳐 최종적으로 도출된 최적조건은 현재조건 대비 6개 인자에서 서로 다른 값을 보였다([Table 9] 참조).
한편 신호인자 M에 대하여는 사용자 환경에서 가하는 휘도 범위를 고려하여, Crosstalk에 가장 불리한 휘도를 나타낼 수 있는 백색(V63)과 검정색(V0)을 선정하였다. 이와 같이 이상기능을 설정하여 최적화 실험을 하였지만 최적 조건에 대해서는 최종적으로 Crosstalk는 물론 파형도 검증을 하였다.
개선을 위한 실험 런에서 수평과 수직 Crosstalk가 각각 구해진다. 전체 개선 실험을 완료 한 후 이를 제어인자 별로 각각 요인효과 그래프를 작성하여 각각의 Crostalk에 대한 최적 조건을 구하였다.

대상 데이터

잡음 인자는 판넬 제조 산포에 상관없이 보상 회로가 기능을 발휘해야 하므로 LCD Panel A급과 S급을 선정하였다. 여기서 A급은 균일하게 생산된 Crosstalk에 유리한 좋은 판넬이며, S급은 균일성이 낮아 Crosstalk에 불리하지만 규격은 만족하는 제품을 말한다.
제어인자는 직교배열표 L₁₈(2¹X3⁷)에 배치하여 실험을 하였다.
한편 신호인자 M에 대하여는 사용자 환경에서 가하는 휘도 범위를 고려하여, Crosstalk에 가장 불리한 휘도를 나타낼 수 있는 백색(V63)과 검정색(V0)을 선정하였다. 이와 같이 이상기능을 설정하여 최적화 실험을 하였지만 최적 조건에 대해서는 최종적으로 Crosstalk는 물론 파형도 검증을 하였다.

성능/효과

바탕화면색에 대해서는 목표 휘도가 균일하게 나오면 되므로 정특성인 망목특성을 적용하였다. 이렇게 최적화 방법론을 달리함에 따라 과거에 상호 대립되었던 수평, 수직 Crosstalk 문제가 수평 30%, 수직 13%로 둘 다 동시에 개선되었다. 이는 기존의 최적화 방식의 한계성을 다구찌 전사성 이상기능 동특성을 활용한 효과로 볼 수 있다.

후속연구

본 사례 연구의 특징은 첫 번째로 Crosstalk를 %로 환산된 값을 실험 측정치로 한 대신 다구찌 전사성 동특성, 즉 입력이 의도에 따라 달라지고 그에 대응하는 출력이 산포가 없으면서 비례적으로 출력되는 것이 이상적이라 하는 이상기능 y = β×M을 설정하여 다구찌 동특성 SN 비로 기능의 안정성을 평가하므로써 기존의 수직, 수평 Trade-off을 극복한 점, 두 번째로 Crostalk와 바탕화면의 안정성을 동시에 만족해야하는 목표를 달성하기 위하여 전사성 이상기능 다구찌동특성과 정특성을 활용하여 2단계 최적화를 한 점이라 볼 수 있다.
이는 기존의 최적화 방식의 한계성을 다구찌 전사성 이상기능 동특성을 활용한 효과로 볼 수 있다. 향후 이러한 방법의 활용이 더 많은 분야에서 범용적으로 효과를 나태 낼 수 있든지에 대한 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전사성의 의미는 무엇인가?	특히 본 연구에서는 서로 대립되는 특성인 수직 및 수평 Crosstalk를 해결하기 위해서 전사성 이상기능을 활용하고자 한다. 전사성이란 주어진 입력에 정확하게 비례하여 출력이 나와야 함을 의미한다. 다구찌는 동특성 문제에서 대부분 에너지 전환관계를 이상기능으로 설정하였는데, 본 연구에서는 전사성을 활용한 최적화 방법을 개발하고자 한다.
	Crosstalk이란 무엇인가?	Crosstalk란 통신 회선의 전기 신호가 다른 통신 회선과 전자기적으로 결합하여 다른 통신 회선에 대하여 악영향을 미치는 것, 즉 다른 회로로부터의 에너지 영향으로 인해 회로 중에 생기는 간섭 현상을 말한다([Figure 1] 참조).
	액정표시장치에서 crosstalk가 발생하는 이유는 무엇인가?	그러나 판넬 제조편차와 부품의 열화 등으로 인하여 균일한 밝기의 화면을 얻기는 어려우며, 실제 제품에서는 화면의 밝기 편차를 최소화하기 위하여 보상회로를 적용한다. 이와 같은 보상회로의 적용에도 불구하고, LCD에서는 화소 간 신호간섭이나 소자가 이상적인 스위칭 동작을 하지 못하기 때문에 Crosstalk가 발생하게 된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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