KR102049736B1 - 타이밍 제어부를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 데이터 신호가 출력되지 않는 수직 블랭킹 구간 동안 게이트시작신호(GSP)를 출력하는 게이트시작신호 생성부와, 상기 게이트시작신호(GSP)에 따라 연속적으로 게이트출력신호(GOE)를 출력하는 게이트출력신호 생성부와, 상기 게이트출력신호(GOE)의 주기에 따라 마스킹 신호를 출력하는 게이트 마스킹 신호 생성부를 포함하는 타이밍 제어부와; 상기 게이트시작신호(GSP), 상기 게이트출력신호 (GOE), 상기 마스킹 신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트 드라이버와; 상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 데이터신호를 생성하는 데이터 드라이버와; 박막 트랜지스터가 실장되어 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

타이밍 제어부를 포함하는 디스플레이 장치{Display Device Including Timing Controller}
본 발명은 8상 게이트 파형을 나타내는 타이밍 제어부를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 일반적으로 연산 장치인 타이밍 제어부를 구비하여 디스플레이 패널에 연결된 데이터 드라이버와 게이트 드라이버에 데이터 신호와 제어 신호를 전송함으로써 화면을 표현한다. 여기서, 제어 신호는 게이트 시작 신호(Gate Start Pulse, 이하 GSP)와 게이트 출력 신호(Gate Output Pulse, 이하 GOE)를 포함하는데, 이들은 디스플레이 패널 상에 형성된 각각의 게이트 배선에 순차적으로 전압을 인가하기 위해 요구되는 것이다.
이러한 디스플레이 장치는 구동 변환시 정상적인 화면 출력을 위해 게이트에 전송되는 제어 신호를 지연시키는데, 이는 도 1을 첨부하여 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치에 이용되는 신호의 파형도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 디스플레이 장치는 게이트시작신호(GSP 1, 2) 출력 후 생성되는 게이트 구동 클럭(Gate Clock, 이하 Gclk1~Gclk7)이 위상차에 의해 A와 같이 하나의 데이터 구간에서 중첩될 경우, 각 수평라인의 데이터 신호를 저장한 후 출력하고, 게이트 구동 클럭(Gclk1~Gclk7)의 레벨을 유지시켜 게이트 신호를 생성한다.
한편, 디스플레이 장치의 구동모드 변환 구간을 나타낸 B와 같이, 타이밍 제어부는 게이트 드라이버로 출력되는 게이트 구동 클럭(Gclk1~Gclk7)의 순서와 데이터 신호의 순서를 저장하기 위해 구동모드 변환이 발생한 시점부터 출력되는 제어 신호의 값을 일정하게 유지한다. 이 경우, 제어 신호의 하이 레벨 구간은 수십㎲에서 약 40~70㎳로 증가하며, 이에 따라 게이트 드라이버의 트랜지스터에는 장시간 하이 레벨의 전압이 인가된다. 그 결과, 구동 모드가 변환되지 않는 일반적인 구동에 비해 백배 이상의 전압을 받아 소자의 손상, 또는 비정상 화면의 출력을 일으킬 수 있다.
또한, 제어 신호를 지연시킴에 따라 구동 변환 시점에서 표현하는 정보를 저장하기 위해 요구되는 메모리의 양이 증가하여 전력 소비량이 증가할 뿐만 아니라 기판상에 실장 되는 저장소의 차지 면적에 의해 실장 설계의 어려움이 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명은, 디스플레이 장치의 구동 모드 변환시, 디스플레이 장치의 상태가 정상으로 회복될 때까지 신호를 지연시키는 타이밍 제어부의 구조로 인하여 발생하는 소자의 손상, 디스플레이 장치의 전력 소비량의 증가 및 실장 설계의 난이도가 상승하는 문제를 해결하고자 한다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 데이터 신호가 출력되지 않는 수직 블랭킹 구간 동안 게이트시작신호(GSP)를 출력하는 게이트시작신호 생성부와, 상기 게이트시작신호(GSP)에 따라 연속적으로 게이트출력신호(GOE)를 출력하는 게이트출력신호 생성부와, 상기 게이트출력신호(GOE)의 주기에 따라 마스킹 신호를 출력하는 게이트 마스킹 신호 생성부를 포함하는 타이밍 제어부와; 상기 게이트시작신호(GSP), 상기 게이트출력신호(GOE), 상기 마스킹 신호를 이용하여에 게이트신호를 생성하는 게이트 드라이버와; 상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 데이터신호를 생성하는 데이터 드라이버와; 박막 트랜지스터가 실장되어 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 포함한다.
그리고, 상기 게이트 드라이버는 상기 디스플레이 패널의 제 1 기판 또는 제 2 기판에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 광원 장치를 더욱 포함한다.
그리고, 상기 게이트시작신호(GSP)는 상기 수직 블랭킹 구간 동안 출력되며, 구동모드 변환 시 상기 게이트출력신호(GOE)가 정상 출력된 이후의 상기 수직 블랭킹 구간 동안 재출력되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 게이트출력신호(GOE)는, 상기 게이트시작신호(GSP)의 출력 이후에 기준주기로 출력되고, 구동모드 변환 시 지연되어 측정주기로 출력되고, 상기 구동모드 변환 완료 후 상기 기준주기로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 게이트 마스킹 신호 출력부는, 상기 게이트출력신호(GOE)가 상기 측정주기가 상기 기준주기보다 긴 경우 상기 마스킹 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스킹 신호는, 상기 게이트출력신호(GOE)가 상기 기준주기보다 지연되어 출력되어 상기 수직 블랭킹 구간 후에도 지속될 경우, 상기 게이트 드라이버로 출력되고, 상기 게이트출력신호(GOE)가 상기 기준주기로 회복될 경우, 다음 수직 블랭킹 구간에 대응하여 출력이 중단되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 타이밍 제어부는, 디스플레이 장치의 구동 변환시, GSP를 차단하고 마스킹 신호를 게이트 드라이버로 전송함으로써 게이트 소자에 손상을 가하지 않는 구조로, 신호 지연을 위한 추가적인 저장소를 요구하지 않아 디스플레이 장치의 전력 소비량 및 실장 설계의 난이도를 감소하여 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 알고리즘 및 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100)과, 이를 구동하는 타이밍 제어부(120)와, 이들에 전원을 공급하는 전원 공급부(110)와, 타이밍 제어부(120)에 구동 신호 및 영상 신호를 전달하는 시스템 인터페이스부(105)로 구성된다.
디스플레이 패널(100)은 일정 휘도로 색을 표현하는 장치로써, 타이밍 제어부(120)에서 전송하는 제어 신호 및 영상 데이터 신호를 받아 이를 표현한다. 또한, 디스플레이 장치가 자가발광형 구조가 아닌 경우, 디스플레이 패널(100)의 배면에 광원 장치를 구비하여 일정한 휘도의 색을 표현할 수 있다.
한편, 타이밍 제어부(120)와 디스플레이 패널(100) 사이에는 타이밍 제어부(120)에서 전송하는 제어 신호에 따라 패널 상에 형성된 박막 트랜지스터를 구동하기 위해 게이트 드라이버(127)와 데이터 드라이버(130)가 연결된다. 게이트 드라이버(127)는 디스플레이 패널(100) 상에 아몰퍼스 실리콘(Amorphous Silicon) 박막 트랜지스터를 이용하여 형성할 수 있는데, 디스플레이 패널(100) 내에 형성된 게이트 드라이버(127)를 게이트-인-패널(Gate-In-Panel : GIP)이라고 한다.
전원 공급부(110)는 디스플레이 장치 내의 각 부분에 전원을 공급하는 것으로, 디스플레이 패널(100)의 배면에 광원 장치가 형성될 경우, 광원 장치에도 전원을 공급하는 역할을 한다.
타이밍 제어부(120)는 시스템 인터페이스부(105)의 구동 신호 및 영상 신호를 인가받아 이를 게이트 드라이버(127)와 데이터 드라이버(130)로 전송하는데, 이는 아래 도 3을 첨부하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 제어부(120)는 게이트 시작 신호 생성부(122)와 게이트 출력 신호 생성부(123)와 게이트 마스킹 신호 생성부(124)를 포함한다.
게이트 시작 신호 생성부(122)는 게이트시작신호(GSP)를 생성하여 디스플레이 패널(100)의 게이트 드라이버(127)와 게이트 출력신호 생성부(123)로 전송하는데, 영상 데이터 전송 후 디스플레이 장치의 전송 속도 차이를 갱신하여 정상 상태로 전환하는 수직 블랭킹 구간에 대응하여 게이트시작신호(GSP)를 생성한다.
한편, 게이트 출력 신호 생성부(123)는 게이트출력신호(GOE)를 생성하여 디스플레이 패널(100)의 게이트 드라이버(127)와 게이트마스킹신호 생성부(124)로 전송하는데, 게이트 시작 신호 생성부(122)에서 생성된 게이트시작신호(GSP)를 기준으로 수평라인 기간에 대응하여 게이트 출력신호(GOE)를 연속적으로 생성한다.
게이트 마스킹 신호 생성부(124)는 마스킹 신호를 생성하여 디스플레이 패널(100)의 게이트 드라이버(127)로 전송하는데, 마스킹 신호는 디스플레이 장치의 구동모드 변환 시 게이트 드라이버(127)의 모든 출력 신호가 로우 레벨이 되도록 하는 것으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 도시한 흐름도 및 사용되는 신호의 파형도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 장치 구동 모드 변환에 따른 알고리즘을 토대로 구동한다.
제 1 단계(S1)로, 디스플레이 장치가 구동되면, 타이밍제어부(도 3의 120)는 게이트출력신호(GOE)와 게이트시작신호(GSP) 신호를 생성한다.
디스플레이 장치의 정상 구동 시(구동모드가 변환되지 않는 경우), 게이트 출력 신호 생성부(도 3의 123)는 게이트시작신호(GSP)를 수직 블랭킹 구간마다 출력하고, 게이트출력신호(GOE)를 일정 간격으로 연속적으로 출력한다.,
그리고, 디스플레이 장치의 구동모드 변환 시, 게이트 출력 신호 생성부(123)는 게이트출력신호(GOE) 및 게이트시작신호(GSP)를 EDID(Extended Display Identification Data, 이하 EDID) 통신 규약에 따라 출력할 수 있는데, 예를 들어 구동모드 변환 구간동안 게이트시작신호(GSP)는 출력되지 않으며, 게이트출력신호(GOE)는 지연되어 출력될 수 있다.
제 2 단계(S2)로, 디스플레이 장치의 게이트출력신호(GOE)의 하이레벨 구간 사이의 주기를 측정한다.
디스플레이 장치가 정상 구동되는 동안, 게이트출력신호(GOE)는 일정 시간 간격인 기준주기(Tref)로 출력되며, 기준주기(Tref) 간격으로 게이트출력신호(GOE)가 출력되는 동안 게이트 드라이버(도 3의 127)는 게이트 신호를 출력한다. 이때, 기준주기(Tref)는 EDID 통신 규약에 따라 설정될 수 있다.
디스플레이 장치의 구동모드 변환 구간동안, 게이트출력신호(GOE)의 하이레벨 구간 사이의 주기(Tn)는 정상 구동 시의 기준주기(Tref)와 달라지며, 제2단계(S2)에서는 현 상태의 주기(Tn)를 측정한다.
제 3 단계(S3)로, 게이트출력신호(GOE)의 측정주기(Tn)와 기준주기(Tref)를 비교한다.
게이트출력신호(GOE)의 현 상태의 측정주기(Tn)가 기준주기(Tref)와 동일하거나 짧을 경우, 타이밍 제어부(120)는 게이트출력신호(GOE)와 게이트시작신호(GSP)를 정렬하여 구동 상태를 유지하는 제 2 단계(S2)로 돌아간다.
확인된 현 상태의 측정주기(Tn)가 기준주기(Tref)보다 길 경우, 타이밍 제어부(120)는 디스플레이 장치에 구동 모드 변환이 발생한 것으로 판단하고, 게이트 마스킹 신호 생성부(도 3의 124)로 마스킹 신호의 출력을 지시하는 신호를 전달한다.
제 4 단계(S4)로, 디스플레이 장치의 게이트출력신호(GOE)의 측정주기(Tn)와 기준주기(Tref)의 비교결과에 따라 게이트 마스킹신호 생성부(124)는 마스킹신호를 출력한다.
예를 들어, 게이트출력신호(GOE)의 측정주기(Tn)가 기준주기(Tref)보다 길어지는 시점부터 다음 수직 블랭킹 구간까지 게이트 마스킹신호 생성부(124)는 마스킹 신호를 게이트 드라이버(127)로 출력한다.
수직 블랭킹 구간에 게이트출력신호(GOE)의 제1측정주기(T1)가 기준주기(Tref)와 동일하거나 짧을 경우, 타이밍 제어부(120)는 구동모드 변환이 없는 정상구동 상태로 판단하여 게이트 마스킹신호 생성부(124)가 마스킹 신호를 출력하지 않도록 제어하고, 게이트출력신호(GOE)와 게이트시작신호(GSP)를 정렬하여 구동 상태를 유지하는 제 1 단계(S1)로 돌아간다.
그리고, 게이트출력신호(GOE)의 제2측정주기(T2)가 기준주기(Tref)보다 긴 경우, 타이밍 제어부(120)는 구동모드가 변환되었다고 판단하여 게이트시작신호(GSP)의 출력을 중단하고, 디스플레이 장치의 정상 구동 시까지 게이트 마스킹 신호 생성부(124)가 게이트 드라이버(127)로 마스킹 신호를 출력하도록 제어한다.
이와 같은 알고리즘을 통하여 구동하는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 장치 구동 변경시 출력하던 신호를 정상 구동 상태로 회복될 때까지 지연하기 위해 게이트 드라이버에 지속적인 전압 인가를 가했던 종래와 달리, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 게이트출력신호(GOE)가 정상적으로 출력된 후에 게이트시작신호 및 게이트구동클럭과 같은 게이트 제어 신호가 게이트 드라이버에 인가되므로 종래에 비하여 전압 인가로 인한 기기 손상의 우려가 감소된다.
뿐만 아니라, 종래의 경우 장치 구동 변경 시 출력되던 신호를 정상 구동 상태로 회복될 때까지 지연하기 위한 복수의 저장소를 추가적으로 필요로 하여 전력 소비량의 증가 및 기판에서 부품이 차지하는 비율이 증가하여 실장 설계에 대한 문제가 발생하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 신호를 지연하지 않으므로 추가적인 저장소를 필요로 하지 않고, 그 결과 실장 설계가 단순화되고, 전력 소비량이 감소할 뿐만 아니라 제조비용을 절감하는 효과가 있다.
또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 디스플레이 패널 105 : 시스템 인터페이스부
110 : 전원 공급부 120 : 타이밍 제어부
122 : 게이트 구동 신호 생성부 123 : 게이트 출력 신호 생성부
124 : 게이트 마스킹 신호 생성부 127 : 게이트 드라이버
130 : 데이터 드라이버 S1~S4 : 제 1 단계~ 제 4 단계

Claims (10)

  1. 데이터 신호가 출력되지 않는 수직 블랭킹 구간 동안 게이트시작신호(GSP)를 출력하는 게이트시작신호 생성부와, 상기 게이트시작신호(GSP)에 따라 연속적으로 게이트출력신호(GOE)를 출력하는 게이트출력신호 생성부와, 상기 게이트출력신호(GOE)의 주기에 따라 마스킹 신호를 출력하는 게이트 마스킹 신호 생성부를 포함하는 타이밍 제어부와;
    상기 게이트시작신호(GSP), 상기 게이트출력신호(GOE), 상기 마스킹 신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트 드라이버와;
    상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 데이터신호를 생성하는 데이터 드라이버와;
    박막 트랜지스터가 실장되어 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널
    을 포함하고,
    상기 게이트출력신호(GOE)는, 상기 게이트시작신호(GSP)의 출력 이후에 기준주기로 출력되고, 구동모드 변환 시 지연되어 측정주기로 출력되고, 상기 구동모드 변환 완료 후 상기 기준주기로 복귀하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는 상기 디스플레이 패널의 제 1 기판 또는 제 2 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 광원 장치를 더욱 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 데이터 신호가 출력되지 않는 수직 블랭킹 구간 동안 게이트시작신호(GSP)를 출력하는 게이트시작신호 생성부와, 상기 게이트시작신호(GSP)에 따라 연속적으로 게이트출력신호(GOE)를 출력하는 게이트출력신호 생성부와, 상기 게이트출력신호(GOE)의 주기에 따라 마스킹 신호를 출력하는 게이트 마스킹 신호 생성부를 포함하는 타이밍 제어부와;
    상기 게이트시작신호(GSP), 상기 게이트출력신호(GOE), 상기 마스킹 신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트 드라이버와;
    상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 데이터신호를 생성하는 데이터 드라이버와;
    박막 트랜지스터가 실장되어 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널
    을 포함하고,
    상기 게이트시작신호(GSP)는 상기 수직 블랭킹 구간 동안 출력되며, 구동모드 변환 시 상기 게이트출력신호(GOE)가 정상 출력된 이후의 상기 수직 블랭킹 구간 동안 재출력되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 마스킹 신호 출력부는, 상기 게이트출력신호(GOE)가 상기 측정주기가 상기 기준주기보다 긴 경우 상기 마스킹 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스킹 신호는,
    상기 게이트출력신호(GOE)가 상기 기준주기보다 지연되어 출력되어 상기 수직 블랭킹 구간 후에도 지속될 경우, 상기 게이트 드라이버로 출력되고,
    상기 게이트출력신호(GOE)가 상기 기준주기로 회복될 경우, 다음 수직 블랭킹 구간에 대응하여 출력이 중단되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 데이터 신호가 출력되지 않는 수직 블랭킹 구간 동안 게이트시작신호(GSP)를 출력하고, 상기 게이트시작신호(GSP)에 따라 연속적으로 게이트출력신호(GOE)를 출력하고, 상기 게이트출력신호(GOE)의 주기에 따라 마스킹 신호를 출력하는 타이밍 제어부와;
    상기 게이트시작신호(GSP), 상기 게이트출력신호(GOE), 상기 마스킹 신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트 드라이버와;
    상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 데이터신호를 생성하는 데이터 드라이버와;
    상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널
    을 포함하고,
    상기 타이밍 제어부는, 구동모드 변환구간 동안 상기 게이트 드라이버에 대한 게이트 제어 신호의 인가를 중단하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는, 상기 게이트출력신호(GOE)의 측정주기가 정상 구동 시의 기준주기보다 긴 경우를 상기 구동모드 변환구간으로 검출하는 디스플레이 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는, 상기 게이트출력신호(GOE)의 측정주기가 정상 구동 시의 기준주기보다 긴 경우에 상기 마스킹 신호를 생성하는 디스플레이 장치.
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