KR102284049B1 - 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 표시장치는, 복수의 화소들을 포함하는 화소부; 가변적인 프레임 주파수에 대응되는 전압레벨에 관한 구동전압 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부; 상기 구동전압 제어신호에 응답하여 게이트 온 전압을 생성하는 구동전압 생성부; 및 상기 게이트 온 전압에 대응되는 진폭(amplitude)을 갖는 게이트 신호를 상기 화소부에 출력하는 게이트 구동부를 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명의 실시예는 표시장치에 관한 것으로, 특히 소비전력을 감소시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다.

일반적으로, 표시장치는 데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부, 게이트선들로 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동부, 및 게이트선들과 데이터선들에 접속되는 복수의 화소를 포함하는 화소부를 구비한다. 화소부에 포함된 화소들은 게이트선으로 게이트 신호가 공급될 때 선택되어 데이터선으로부터 데이터 신호를 공급받는다. 데이터 신호를 공급받은 화소들은 데이터 신호에 대응하는 소정 휘도의 빛을 생성하면서 영상을 표시한다.

표시장치의 소비전력에서 큰 비중을 차지하는 데이터 구동부의 소비전력 감소기술은 다양한 기술이 연구되고 있으나, 상대적으로 게이트 구동부의 소비전력 감소기술은 한정되어 있다. 게이트 구동부에 적용되는 보다 효과적인 소비전력 감소기술이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 게이트 구동부의 소비전력을 감소시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 표시장치는, 복수의 화소들을 포함하는 화소부; 가변적인 프레임 주파수에 대응되는 전압레벨에 관한 구동전압 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부; 상기 구동전압 제어신호에 응답하여 게이트 온 전압을 생성하는 구동전압 생성부; 및 상기 게이트 온 전압에 대응되는 진폭(amplitude)을 갖는 게이트 신호를 상기 화소부에 출력하는 게이트 구동부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 타이밍 제어부는 상기 프레임 주파수가 낮을수록 상기 게이트 온 전압의 전압레벨을 낮추도록 상기 구동전압 생성부를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 프레임 주파수 각각에 대응되는 전압레벨이 미리 설정된 룩업테이블(LUT)을 더 포함하며, 상기 타이밍 제어부는 상기 룩업테이블을 참조하여 상기 프레임 주파수에 대응되는 상기 전압레벨을 선택할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 타이밍 제어부는 상기 프레임 주파수가 기준치 이하일 경우, 영상 프레임의 블랭크(blank) 구간에 전원이 오프되도록 상기 구동전압 생성부를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기준치는 30Hz일 수 있다.

일 실시예에서, 선택된 어느 하나의 프레임 주파수에 관한 주파수 정보를 상기 타이밍 제어부에 제공하는 호스트를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 신호를 상기 화소부에 출력하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 낮은 프레임 주파수에 대응하여 감소된 전압레벨을 갖는 게이트 신호를 출력함으로써, 소비전력을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 2a는 프레임 주파수에 대응되는 게이트 온 전압의 관계를 나타내는 곡선이며, 도 2b는 프레임 주파수에 따라 게이트 신호의 전압레벨이 가변 제어됨을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 룩업테이블에 설정된 값들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 화소부(10), 타이밍 제어부(20), 구동전압 생성부(30), 게이트 구동부(40) 및 데이터 구동부(50)를 포함한다.

화소부(10)는 게이트선들(Gn) 및 데이터선들(Dm)의 교차 영역에 위치된 다수의 화소들(PX)을 구비한다. 화소들(PX)은 게이트선들(Gn)로부터 게이트 신호가 공급될 때 데이터선들(Dm)로부터 공급되는 데이터 신호를 저장하고, 이에 대응하는 휘도로 발광한다.

타이밍 제어부(20)는 구동전압 생성부(30), 게이트 구동부(40) 및 데이터 구동부(50)를 제어한다. 구체적으로, 타이밍 제어부(20)는 호스트(21)로부터 영상 데이터(RGB) 및 이의 표시를 제어하기 위한 클럭신호(CLK) 등을 입력 받는다. 타이밍 제어부(20)는 입력되는 영상 데이터(RGB)를 영상 처리하여 화소부(10)의 화상 표시에 적합하도록 보정된 영상 데이터(RGB')를 생성할 수 있고, 보정된 영상 데이터(RGB')를 데이터 구동부(50)에 제공한다. 또한, 타이밍 제어부(20)는 상기 클럭신호(CLK)에 기초하여 게이트 구동부(40) 및 데이터 구동부(50)의 구동을 제어하는 구동 제어신호들(GCS, DCS)을 생성하여 출력한다.

또한, 타이밍 제어부(20)는 호스트(21)로부터 선택된 프레임 주파수에 관한 주파수 정보(FF)를 입력받는다. 여기서, 프레임 주파수는 한 프레임 당 공급되는 게이트 신호의 횟수이다. 프레임 주파수는 사용자 설정에 따라 가변될 수 있다. 타이밍 제어부(20)는 가변적인 프레임 주파수에 대응되는 전압레벨에 관한 구동전압 제어신호(VCS)를 출력하여 구동전압 생성부(30)를 제어한다. 본 실시예의 표시장치는 설정 가능한 복수의 프레임 주파수 각각에 대응되는 전압레벨이 미리 설정된 룩업테이블(LUT, 25)을 더 포함할 수 있으며, 타이밍 제어부(20)는 상기 룩업테이블(25)을 참조하여 설정된 어느 하나의 프레임 주파수에 대응되는 전압레벨을 선택할 수 있다.

구동전압 생성부(30)는 타이밍 제어부(20)의 구동전압 제어신호(VCS)에 응답하여 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)을 생성한다. 그리고, 생성된 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)을 게이트 구동부(40)에 출력한다. 여기서, 게이트 온 전압(Von)은 화소들(PX)의 스위칭 트랜지스터(미도시)를 턴-온시키는 턴-온 전압에 해당하고, 게이트 오프 전압(Voff)은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴-오프시키는 턴-오프 전압에 해당한다.

구동전압 생성부(30)는 소정의 전원공급부(미도시)로부터 입력된 전원전압을 변환하여 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)을 생성한다. 구동전압 생성부(30)는 전압레벨 변압회로를 구비하여, 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 전압레벨을 가변할 수 있다. 구동전압 생성부(30)는 타이밍 제어부(20)의 제어에 의해, 프레임 주파수가 낮을수록 게이트 온 전압(Von)의 전압레벨을 감소시킨다.

게이트 구동부(40)는 복수의 게이트선들(Gn)과 연결되며, 타이밍 제어부(20)의 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 게이트선들(Gn)로 출력한다. 이때, 게이트 구동부(40)는 게이트 온 전압(Von)에 대응되는 진폭(amplitude)을 갖는 게이트 신호를 화소부(10)에 출력한다. 게이트 구동부(40)는 복수개의 스테이지 회로로 구성될 수 있으며, 게이트선들(Gn)로 게이트 신호가 순차적으로 공급되면 화소들(PX)이 수평라인 단위로 선택된다.

데이터 구동부(50)는 복수의 데이터선들(Dm)과 연결되며, 타이밍 제어부(20)의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터 신호를 생성하고, 생성된 데이터 신호를 데이터선들(Dm)로 출력한다. 데이터선들(Dm)로 공급된 데이터 신호는 게이트 신호가 공급될 때마다 게이트 신호에 의해 선택된 화소들(PX)로 공급된다. 그러면, 화소부(10)의 화소들(PX)은 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다.

도 2a는 프레임 주파수에 대응되는 게이트 온 전압의 관계를 나타내는 곡선이며, 도 2b는 프레임 주파수에 따라 게이트 신호의 전압레벨이 가변 제어됨을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 룩업테이블에 설정된 값들이다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 프레임 주파수(Frame Freq)가 낮을수록 요구되는 게이트 온 전압(Von)은 낮아지고, 프레임 주파수가 높아지면 요구되는 게이트 온 전압(Von) 역시 높아진다. 프레임 주파수가 낮으면 한 프레임 내 게이트 온 전압(Von)의 1수평주기(1H time)가 늘어나고, 프레임 주파수가 높으면 한 프레임 내 1수평주기가 감소한다. 화소부(10)는 1수평주기 내에 픽셀 차징(pixel charging)이 이루어져야 한다. 프레임 주파수가 낮으면 1수평주기가 증가하여 보다 낮은 전압레벨의 게이트 온 전압(Von)으로도 픽셀 차징이 충분히 이루어지기 때문에 게이트 온 전압(Von)의 크기를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 표시장치는 낮은 프레임 주파수에 대응하여 감소된 전압레벨을 갖는 게이트 신호를 출력함으로써, 소비전력을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 타이밍 제어부(20)는 프레임 주파수에 대응되는 전압레벨에 관한 구동전압 제어신호(VCS)를 출력하며, 구동전압 생성부(30)는 타이밍 제어부(20)의 제어에 의해, 프레임 주파수가 낮을수록 게이트 온 전압(Von)의 전압레벨을 감소시킨다. 그리고, 게이트 구동부(40)는 게이트 온 전압(Von)에 대응되는 크기를 갖는 게이트 신호를 화소부(10)에 출력한다.

예를 들면, 프레임 주파수가 60Hz로 설정된 경우, 게이트 구동부(40)는 제1 전압레벨(V1)을 갖는 게이트 온 전압(Von)을 출력하고, 프레임 주파수가 30Hz로 설정된 경우, 게이트 구동부(40)는 제1 전압레벨(V1)보다 작은 제2 전압레벨(V2)을 갖는 게이트 온 전압(Von)을 출력한다. 따라서, 저주파 구동시 소비전력을 감소시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 룩업테이블(25)에는 표시장치에서 설정 가능한 프레임 주파수(Frame Freq)에 매칭되는 적정한 게이트 온 전압(Von)이 미리 저장된다. 여기서, 게이트 온 전압(Von)의 크기는 표시장치의 패널 모델에 따라 실험적/통계적 방법으로 산출될 수 있다. 타이밍 제어부(20)는 룩업테이블(25)을 참조하여 현재 설정된 프레임 주파수에 대응되는 게이트 온 전압(Von)이 출력되도록 구동전압 생성부(30)를 제어한다.

한편, 타이밍 제어부(20)는 프레임 주파수가 기준치 이하일 경우, 영상 프레임의 블랭크(blank) 구간에 전원이 오프되도록 구동전압 생성부(30)를 제어할 수 있다. 여기서, 기준치는 30Hz로 설정될 수 있다. 즉, 프레임 주파수가 30Hz 이하인 경우, 데이터 신호의 입력이 없는 블랭크(blank) 구간에는 게이트 신호를 생성하지 않음으로써, 소비전력을 보다 감소시킬 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 화소부 20: 타이밍 제어부
21: 호스트 25: 룩업테이블
30: 구동전압 생성부 40: 게이트 구동부
50: 데이터 구동부

Claims (7)

1. 복수의 화소들을 포함하는 화소부;
   가변적인 프레임 주파수에 대응되는 전압레벨에 관한 구동전압 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부;
   상기 구동전압 제어신호에 응답하여 게이트 온 전압을 생성하는 구동전압 생성부; 및
   상기 게이트 온 전압에 대응되는 진폭(amplitude)을 갖는 게이트 신호를 상기 화소부에 출력하는 게이트 구동부를 포함하고,
   상기 타이밍 제어부는,
   상기 프레임 주파수가 기준치 이하일 경우, 영상 프레임의 블랭크(blank) 구간에 전원이 오프되도록 상기 구동전압 생성부를 제어하는, 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 타이밍 제어부는 상기 프레임 주파수가 낮을수록 상기 게이트 온 전압의 전압레벨을 낮추도록 상기 구동전압 생성부를 제어함을 특징으로 하는 표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   복수의 프레임 주파수 각각에 대응되는 전압레벨이 미리 설정된 룩업테이블(LUT)을 더 포함하며,
   상기 타이밍 제어부는 상기 룩업테이블을 참조하여 상기 프레임 주파수에 대응되는 상기 전압레벨을 선택하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 기준치는 30Hz임을 특징으로 하는 표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   선택된 어느 하나의 프레임 주파수에 관한 주파수 정보를 상기 타이밍 제어부에 제공하는 호스트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   데이터 신호를 상기 화소부에 출력하는 데이터 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
   
   
   

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