KR102288524B1

KR102288524B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR102288524B1
Application number: KR1020150038417A
Authority: KR
Inventors: 박용두; 정근태; 곽희준
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2021-08-12
Also published as: US20160275903A1; US10176740B2; KR20160113416A

Abstract

본 발명에 따른 표시장치는, 각각의 제1 프레임 및 제2 프레임 동안에 복수의 게이트 라인들에 복수의 게이트 신호들을 각각 출력하는 게이트 구동부, 상기 제1 프레임 동안 제1 영상을 표시하고, 상기 제1 프레임보다 긴 시간의 상기 제2 프레임 동안에 제2 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고, 상기 게이트 신호들 각각은 제1 전압 레벨을 갖는 하이구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 로우구간을 포함하며, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨은 상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨 보다 낮다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 영상 신호 정보에 따라 게이트 오프 전압의 출력 레벨을 조절하는 표시장치에 관한 것이다.

최근, VESA는 새로운 버전의 임베디드 디스플레이 포트(embedded Display Port) 규격을 발표하였다. eDP 규격은, 노트북, PC, 태블릿 등 디스플레이 장치를 내장한 기기들을 위해 설계된 DP 인터페이스에 상응하는 인터페이스 규격이다. 특히, eDP는 패널 셀프 리프레시(Panel Self-Refresh) 기술을 사용한다. PSR 기술은 시스템 전력 절감 성능을 향상시키고 휴대용 PC 환경에서 배터리 수명을 늘리기 위해 제안된 기술이다. 즉, PSR 기술은 영상 신호 정보에 따라, 디스플레이 내에 탑재되어 있는 메모리를 활용하여 전력 소모를 최소화하되, 영상을 그대로 표시할 수 있다.

한편, 전력 소모를 줄이기 위해, 게이트 신호들의 출력을 개시하는 수직 동기 신호의 주파수가 조절될 수 있다. 예를 들어, 영상 신호 정보가 매 프레임마다 변화될 경우, 수직 동기 신호는 정상 주파수로 구현된다. 이와 반대로, 영상 신호 정보가 기준치 이상의 프레임들 동안 동일할 경우, 수직 동기 신호는 저주파수로 구현될 수 있다.

본 발명의 목적은 영상 신호 정보에 따라, 게이트 오프 전압의 출력 레벨이 조절되는 표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는, 각각의 제1 프레임 및 제2 프레임 동안에 복수의 게이트 라인들에 복수의 게이트 신호들을 각각 출력하는 게이트 구동부, 상기 제1 프레임 동안 제1 영상을 표시하고, 상기 제1 프레임보다 긴 시간의 상기 제2 프레임 동안에 제2 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고, 상기 게이트 신호들 각각은 제1 전압 레벨을 갖는 하이구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 로우 구간을 포함하며, 상기 제2 프레임의 상기 로우 구간에서 상기 게이트 신호들의 전압 레벨은 서로 동일하며, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨은 상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨 보다 낮다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 게이트 신호들 각각은 상기 하이 구간에서 정극성을 가지며, 상기 로우구간에서 부극성을 갖는다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압 레벨은, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제1 전압 레벨과 극성이 반대이며, 크기는 서로 같다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 프레임들에 따른 구동 제어 신호를 생성하는 신호 제어부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 구동 제어 신호에 응답하여, 제1 게이트 오프 전압 또는 상기 제1 게이트 오프 전압보다 낮은 레벨의 제2 게이트 오프 전압을 상기 게이트 구동부에 각각 출력하는 게이트 전압 생성부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 게이트 구동부는 상기 제1 게이트 오프 전압에 기반하여, 상기 제1 프레임의 상기 로우 구간에 해당하는 상기 제2 전압 레벨의 게이트 신호들을 출력하며, 상기 제2 게이트 오프 전압에 기반하여, 상기 제2 프레임의 상기 로우 구간에 해당하는 상기 제2 전압 레벨의 게이트 신호들을 출력한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압 레벨은 상기 제1 프레임의 상기 로우 구간 동안 일정한 레벨을 갖고, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨은 상기 제2 프레임의 상기 로우 구간 동안 일정한 레벨을 갖는다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 표시패널은 상기 제1 프레임에 기반한 영상을 표시하는 제1 표시구간 및 영상을 표시하지 않는 제1 블랭크 구간을 포함하며, 상기 제2 프레임에 기반한 영상을 표시하는 제2 표시구간 및 제2 블랭크 구간을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 표시구간의 길이와 상기 제2 표시구간의 길이는 서로 동일하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 블랭크 구간은 상기 제1 블랭크 구간보다 긴 구간을 갖는다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 게이트 신호들 각각의 상기 로우 구간은 상기 하이 구간보다 길다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시장치는, 각각의 제1 프레임 및 제2 프레임 동안에 복수 개의 게이트 라인들에 복수의 게이트 신호들을 각각 출력하는 게이트 구동부, 상기 제1 프레임 동안 제1 영상을 표시하고, 상기 제1 프레임보다 긴 시간의 상기 제2 프레임의 동안 제2 영상을 표시하고, 상기 제2 프레임은 상기 제2 영상을 표시하는 표시구간과 상기 제2 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간을 포함하는 표시패널을 포함하고, 상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 제1 전압 레벨을 갖는 제1 구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 제2 구간을 포함하며, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제1 전압 레벨을 갖는 제3 구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨을 갖는 제4 구간을 포함한다. 상기 제4 구간은 상기 표시구간에 대응하는 제1 서브 구간 및 상기 블랭크 구간의 적어도 일부의 구간에서 상기 게이트 신호들이 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 제2 서브 구간을 포함하고, 상기 제1 서브 구간에서 상기 게이트 신호들의 전압 레벨은 동일하다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제1 및 제2 서브 구간들 동안 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 레벨의 제3 전압 레벨을 갖는다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제1 서브 구간 동안 상기 제2 전압 레벨을 가지며, 상기 제2 서브 구간 중 상기 적어도 일부 구간에서 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 제3 전압 레벨을 갖는다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제2 서브 구간 중 나머지 구간 동안 상기 제3 전압 레벨보다 낮은 제4 전압 레벨을 갖는다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은, 상기 제1 서브 구간 동안 상기 제2 전압 레벨을 가지며, 상기 제2 서브 구간 중 일부의 구간 동안 상기 제2 전압 레벨을 가지며, 나머지 구간 동안 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 제3 전압 레벨을 갖는다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 구간 및 상기 제3 구간의 길이는 서로 동일하다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 표시패널은 상기 제1 프레임에 기반한 제1 영상을 표시하는 표시구간 및 상기 제1 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간을 더 포함하며, 상기 제2 프레임에 기반한 블랭크 구간은 상기 제1 프레임에 기반한 블랭크 구간보다 긴 구간을 갖는다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 영상 신호 정보에 따라 게이트 오프 전압의 레벨이 조절될 수 있다. 그 결과, 표시장치의 전반적인 구동 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 신호 정보에 따른 게이트 오프 전압의 변화를 보여주는 표이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 영상 구동 방식에 기반한 게이트 오프 전압을 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 영상 구동 방식에 기반한 게이트 오프 전압을 보여주는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 신호 정보에 따른 게이트 오프 전압의 변화를 보여주는 표이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저주파 구동 시에 게이트 오프 전압의 변화를 보여주는 타이밍도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들 의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 표시장치(DD)는 신호 제어부(100), 게이트 구동부(200), 게이트 전압 생성부(300), 데이터 구동부(400), 및 표시패널(500)을 포함한다.

신호 제어부(100)는 표시장치의 외부로부터 복수의 프레임들에 대응하는 복수의 영상 신호들(RGB), 복수의 제어신호들(CS), 및 영상 제어 신호(I-CS)를 수신한다. 신호 제어부(100)는 데이터 구동부(400)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환한다. 데이터 포맷이 변환된 복수의 영상 신호들(R’G’B’)은 데이터 구동부(400)에 제공된다.

실시 예에 따르면, 신호 제어부(100)는 영상 제어 신호(I-CS)에 응답하여, 게이트 구동부(200)로부터 출력되는 복수의 게이트 신호들의 로우 레벨 구간을 조절할 수 있다. 본 발명에 따르면, 각각의 게이트 신호들은 제1 전압 레벨을 갖는 하이 구간 및 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 로우 구간을 포함한다. 화소들(PX11~PXnm)은 제1 전압 레벨의 게이트 신호들에 응답하여 스캐닝될 수 있다.

일 예로, 신호 제어부(100)는 로우 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)를 수신할 경우, 서로 다른 영상이 계속하여 표시되는 것으로 판단한다. 즉, 연속하는 두 개 이상의 프레임들에 대응하는 영상 신호들이 서로 다를 경우, 로우 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)가 신호 제어부(100)에 제공된다. 이 경우, 표시패널(500)은 로우 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)에 따른 제1 프레임의 영상을 표시한다. 신호 제어부(100)는 로우 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)에 응답하여, 표시패널(500)이 구동 주파수로 정상 구동되도록 제어한다.

이와 반대로, 신호 제어부(100)는 하이 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)를 수신할 경우, 영상이 정지된 것으로 판단한다. 즉, 연속하는 두 개 이상의 프레임들에 대응하는 영상 신호들이 서로 동일할 경우, 하이 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)가 신호 제어부(100)에 제공된다. 이 경우, 표시패널(500)은 하이 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)에 따른 제2 프레임의 영상을 표시한다. 신호 제어부(100)는 하이 레벨의 영상 제어 신호(I-CS)에 응답하여, 표시패널(500)이 저주파 구동되도록 제어한다. 여기서, 표시장치(DD)는 하나의 프레임에 대해 하나의 영상을 표시하는 것으로 설명된다.

실시 예에 따르면, 제2 프레임의 시간은 제1 프레임의 시간보다 길게 설정된다. 이하에서, 제1 프레임은 구동 주파수를 갖는 정상 프레임으로 설명되며, 제2 프레임은 저주파 프레임으로 설명된다. 표시패널(500)은 제1 프레임 및 제2 프레임 각각에서 하나의 영상을 표시할 수 있다.

신호 제어부(100)는 제어신호들(CS)에 응답하여 복수의 구동 신호들을 출력할 수 있다. 신호 제어부(100)는 복수의 구동 신호들로, 데이터 구동신호(D-CS) 및 게이트 구동신호(G-CS)를 생성할 수 있다. 예시적으로, 데이터 구동신호(D-CS)는 출력개시신호 및 수평개시신호 등을 포함할 수 있다. 게이트 구동신호(G-CS)는 수직개시신호 및 수직클럭바신호 등을 포함할 수 있다. 신호 제어부(100)는 데이터 구동신호(D-CS)를 데이터 구동부(400)에 전달하며, 게이트 구동신호(G-CS)를 게이트 구동부(200)에 전달한다.

또한, 실시 예에 따르면, 신호 제어부(100)는 정상 프레임 또는 저주파 프레임에 기반하여 게이트 제어 전압(Vg)을 조절하는 구동 제어 신호(P-CS)를 더 생성할 수 있다. 신호 제어부(100)는 구동 제어 신호(P-CS)를 게이트 전압 생성부(300)에 전달한다. 이에 대해서는, 도 2 내지 도8을 통해 자세히 설명된다.

게이트 구동부(200)는 신호 제어부(100)로부터 제공되는 게이트 구동신호(G-CS)에 응답해서 복수의 게이트 신호들을 생성한다. 게이트 구동부(200)는 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 게이트 신호들을 표시패널(500)에 순차적으로 출력한다. 표시패널(500)에 포함된 복수의 화소들(PX11~PXnm)은 게이트 신호들에 의해 행 단위로 그리고 순차적으로 스캐닝될 수 있다.

게이트 구동부(200)는 화소들(PX11~PXnm)이 스캐닝되기 위해, 게이트 제어신호(G-CS)에 응답하여, 각각의 게이트 라인들에 하이 레벨을 갖는 게이트 신호들을 출력한다. 또한, 게이트 구동부(200)는 각각의 게이트 라인들에 하이 레벨을 천이시키기 위한 로우 레벨의 게이트 신호들을 출력한다. 예시적으로, 게이트 구동부(200)는 ASG(Amorphous Silicon TFT Gate driver circuit) 형태 또는 OSG(Oxide Semiconductor TFT Gate driver circuit) 형태로 구현될 수 있다.

게이트 전압 생성부(300)는 신호 제어부(100)로부터 제공되는 구동 제어 신호(P-CS)에 응답하여, 게이트 제어 전압(Vg)을 생성한다. 실시 예에 따르면, 게이트 제어 전압(Vg)은 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공되는 게이트 신호들이 하이 레벨에서 로우 레벨로 되기 위한 전압일 수 있다. 게이트 전압 생성부(300)는 게이트 제어 전압(Vg)을 게이트 구동부(200)에 제공한다. 즉, 게이트 구동부(300)는 로우 레벨의 게이트 신호들로 게이트 제어 전압(Vg)을 게이트 라인들에 출력한다.

그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 게이트 전압 생성부(300)는 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공되는 게이트 신호들이 로우 레벨에서 하이 레벨로 되기위한 하이 레벨의 게이트 제어 전압을 더 생성할 수 있다. 이하에서, 게이트 제어 전압(Vg)은 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공되는 게이트 신호들이 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되기 위한 게이트 오프 전압으로 설명된다.

데이터 구동부(400)는 신호 제어부(100)로부터 제공되는 데이터 구동신호(D-CS)에 응답해서 복수의 영상 신호들(R’G’B’)을 복수의 데이터 전압들로 변환한다. 데이터 구동부(400)는 변환된 데이터 전압들을 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 표시패널(500)에 출력한다.

표시패널(500)은 게이트 라인들(GL1~GLn), 데이터 라인들(DL1~DLm) 및 화소들(PX11~PXnm)을 포함한다.

게이트 라인들(GL1~GLn)은 행 방향으로 연장되어 열 방향으로 연장된 데이터 라인들(DL1~DLm)과 서로 교차하도록 배치된다. 게이트 라인들(GL1~GLn)은 게이트 구동부(200)와 전기적으로 연결되어, 게이트 신호들을 수신한다. 데이터 라인들(DL1~DLm)은 데이터 구동부(400)와 전기적으로 연결되어, 데이터 전압들을 수신한다. 화소들(PX11~PXnm)은 각각 대응하는 게이트 라인(GLn) 및 대응하는 데이터 라인(DLm)에 연결된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 신호 정보에 따른 게이트 오프 전압의 변화를 보여주는 표이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 표시장치(DD)는 영상 제어 신호(I-CS)에 따라 제1 영상 구동 방식(P1) 및 제2 영상 구동 방식(P2)으로 동작된다. 이하에서, 제1 영상 구동 방식(P1)은 도 1에서 상술된 정상 프레임에서의 동작으로, 제2 영상 구동 방식(P2)은 저주파 프레임에서의 동작으로 각각 설명된다.

자세하게, 신호 제어부(100)는 제1 영상 제어 신호(I-CS1)에 응답하여 구동 주파수를 갖는 정상 프레임을 기반으로 표시패널(500)을 제어한다. 이 경우, 신호 제어부(100)는 제1 영상 제어 신호(I-CS1)에 응답하여, 제1 구동 제어 신호(P-CS1)를 게이트 전압 생성부(300)에 출력한다. 여기서, 제1 구동 제어 신호(P-CS1)는 제1 주파수(fn1)에 대응하는 정상 프레임에 기반하여 생성될 수 있다. 게이트 전압 생성부(300)는 제1 구동 제어 신호(P-CS1)에 응답하여 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 게이트 구동부(200)에 출력한다.

즉, 게이트 구동부(200)는 각각의 게이트 신호들이 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되기 위한 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공한다. 그 결과, 게이트 구동부(200)로부터 제1 게이트 오프 전압(Voff1)이 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공됨에 따라, 화소들(PX11~PXnm)은 동작되지 않는다.

또한, 신호 제어부(100)는 제2 영상 제어 신호(I-CS2)에 응답하여, 정상 프레임의 시간 보다 길게 설정된 저주파 프레임을 기반으로 표시패널(500)을 제어한다. 이 경우, 신호 제어부(100)는 제2 영상 제어 신호(I-CS2)에 응답하여, 제2 구동 제어 신호(P-CS2)를 게이트 전압 생성부(300)에 출력한다. 여기서, 제2 구동 제어 신호(P-CS2)는 제2 주파수(fn2)에 대응하는 저주파 프레임에 기반하여 생성될 수 있다. 게이트 전압 생성부(300)는 제2 구동 제어 신호(P-CS2)에 응답하여 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 게이트 구동부(200)에 출력한다.

즉, 게이트 구동부(200)는 각각의 게이트 신호들이 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되기 위한 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공한다. 그 결과, 게이트 구동부(200)로부터 제2 게이트 오프 전압(Voff2)이 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공됨에 따라, 화소들(PX11~PXnm)은 동작되지 않는다.

실시 예에 따르면, 제1 주파수(fn1)는 제2 주파수(fn1)보다 높게 설정될 수 있다. 일 예로, 제1 주파수(fn1)는 제2 주파수(fn1) 보다 2배 높게 설정된다. 제1 주파수(fn1)가 60Hz일 경우, 제2 주파수(fn2)는 30Hz로 구현될 수 있다.

실시 예에 따르면, 제2 게이트 오프 전압(Voff2)은 제1 게이트 오프 전압(Voff1)보다 낮게 설정될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 제1 영상 구동 방식에 기반한 게이트 오프 전압을 보여주는 타이밍도이다. 도 4는 도 2에 도시된 제2 영상 구동 방식에 기반한 게이트 오프 전압을 보여주는 타이밍도이다.

이하에서, 도 3에 따른 표시장치는 정상 프레임에 기반하여 동작되는 것으로 설명된다. 도 4에 따른 표시장치는 저주파 프레임에 기반하여 동작되는 것으로 설명된다.

먼저, 도 1 및 도 3을 참조하면, 신호 제어부(100)는 제1 프레임 구간들(Fa, Fa+1)을 구별하는 신호인 수직 동기 신호(Vsync), 수평 구간들(HP)을 구별하는 신호, 즉 행 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 데이터가 들어오는 구역을 표시하기 위해 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호(DE)를 포함할 수 있다.

수직 동기 신호(Vsync)는 게이트 제어신호(G-CS)에 포함된다. 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)는 데이터 제어신호(D-CS)에 포함된다. 또한, 도시되지 않았지만, 게이트 제어신호(G-CS)는 하이 레벨의 게이트 신호들(GS1~GSn) 생성하기 위한 클럭 신호 및 클럭바 신호를 포함할 수 있다.

데이터 구동부(400)로부터 출력되는 데이터 전압들(DS)은 공통 전압에 대하여 양의 값을 갖는 정극성 데이터 전압들 및/또는 음의 값을 갖는 부극성 데이터 전압들을 포함할 수 있다. 각각의 수평 구간들(HP) 동안에 데이터 라인들(DL1~DLm)에 인가되는 데이터 전압들 중 일부는 정극성을 갖고, 다른 일부는 부극성을 가질 수 있다. 데이터 전압들(DS)의 극성은 액정의 열화를 방지하기 위하여 프레임 구간들(Fa, Fa+1)에 따라 반전될 수 있다. 데이터 구동회로(200)는 반전 신호에 응답하여 프레임 구간 단위로 반전된 데이터 전압들을 생성할 수 있다.

게이트 구동부(200)는 프레임 구간들(Fa, Fa+1) 동안, 신호 제어부(SC)로부터 수신한 게이트 제어신호(G-CS)에 응답하여 게이트 신호들(GS1~GSn)을 생성한다. 게이트 구동부(200)는 게이트 신호들(GS1~GSn)을 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 출력한다. 게이트 신호들(GS1~GSn)은 수평 구간들(HP)에 대응하게 순차적으로 출력될 수 있다.

또한, 표시패널(500)은 해당 프레임에 기반한 영상을 표시하는 표시구간(DP) 및 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간(BP)을 포함한다. 이하에서, 영상을 표시하는 표시구간(DP)은 데이터 전압들(DS)이 데이터 라인들(DL1~DLm)에 출력되는 구간으로 데이터 인에이블 신호(DE1)가 하이 레벨인 구간으로 설명된다. 또한, 블랭크 구간(BP)은 데이터 전압들(DS)이 데이터 라인들(DL1~DLm)에 출력되지 않는 구간으로, 데이터 인에이블 신호(DE1)가 로우 레벨인 구간으로 설명된다.

도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 제2 프레임(Fb)은 도 3에 도시된 제1 프레임(Fa) 보다 긴 시간으로 구현된다. 자세하게, 제2 프레임(Fb)에 기반한 표시패널(500)의 표시구간(DP, 이하: 제2 표시구간)은 제1 프레임(Fa)에 따른 표시패널(500)의 표시구간(DP, 이하: 제1 표시구간)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 반해, 제2 프레임(Fb)에 기반한 표시패널(500)의 블랭크구간(BP, 이하: 제2 블랭크 구간)은 제1 프레임(Fa)에 기반한 표시패널(500)의 블랭크구간(BP, 이하: 제1 블랭크 구간)보다 길게 설정될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 데이트 인에이블 신호(DE1)와 비교하여, 도 4에 도시된 데이터 인에이블 신호(DE2)의 로우 구간이 더 길 수 있다.

예를 들어, 제2 블랭크 구간은 제1 블랭크 구간 및 제1 프레임(Fa)의 구간을 더한 시간일 수 있다. 제2 프레임(Fb)은 제1 프레임의 두 번에 대응하는 시간으로 구현될 수 있다.

그러나, 상술된 바와 같이, 제2 블랭크 구간이 길어짐에 따라, 제2 블랭크 구간에서, 외부의 리키지(Leakage)에 의한 게이트 신호들(GS1~GSn)의 레벨 변동이 발생된다. 즉, 외부 리키지에 의해 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공되는 게이트 신호들(GS1~GSn)의 레벨이 로우 레벨에서 순간적으로 하이 레벨로 변동될 수 있다. 그 결과, 화소들(PX11~PXnm)의 게이트 단자가 구동되는 문제점이 발생할 수 있다.

앞서 상술된 바와 같이, 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)은 제1 전압 레벨을 갖는 하이 구간 및 제1 전압 레벨보다 낮은 로우 구간을 포함한다. 본 발명에 따르면, 제2 프레임(Fb)에 기반한 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)은 로우 구간 동안, 제1 게이트 오프 전압(Voff1) 레벨보다 낮은 제2 게이트 오프 전압(Voff2) 레벨을 유지한다. 즉, 게이트 구동부(200)는 제2 프레임(Fb)에 기반한 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)의 로우 구간 동안, 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공한다. 그 결과, 외부 리키지에 의해 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공되는 게이트 신호들(GS1~GSn)의 레벨이 로우 레벨에서 순간적으로 하이 레벨로 변동되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 실시 예에 따르면, 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)의 제1 전압 레벨은 정극성을 가지며, 제2 전압 레벨은 부극성을 가질 수 있다. 즉, 제1 및 제2 게이트 오프 전압들(Voff1, Voff2)은 부극성을 가질 수 있다.

실시 예에 따르면, 제2 게이트 오프 전압(Voff2)은 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)의 하이 구간 동안의 제1 전압 레벨과 비교하여, 극성이 반대이며 크기가 같을 수 있다.

실시 예에 따르면, 게이트 전압 생성부(300)는 제2 프레임(Fb)에서의 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)의 로우 구간 동안, 일정한 레벨의 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 게이트 라인들(GL1~GLn)에 제공한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 신호 정보에 따른 게이트 오프 전압의 변화를 보여주는 표이다. 도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저주파 구동 시에 게이트 오프 전압의 변화를 보여주는 타이밍도이다.

도 5 내지 도 8은 표시장치가 영상 제어 신호(I-CS)에 따라 제2 영상 구동 방식(P2)으로 동작되는 것으로 설명된다. 제1 영상 구동 방식(P1)은 도 2를 통해 설명된바, 이하 생략된다. 또한, 도 6 내지 도 8에 도시된 프레임들(Fc, Fd, Fe)에 기반한 표시장치의 동작 방식은 도 4에 도시된 프레임(Fb)에 기반한 표시장치와 비교하여, 게이트 전압 생성부(300)로부터 출력되는 게이트 오프 전압의 레벨이 상이할 뿐 나머지는 서로 동일할 수 있다.

즉, 도 6 내지 도 8에 도시된 제3 내지 제5 프레임들(Fc, Fd, Fe)의 시간은 도 2에 도시된 제2 프레임(Fb)의 시간과 동일할 수 있다.

먼저, 도 5에 도시된 제2 영상 구동 방식(P2)은 게이트 전압 생성부(300)가 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)의 로우 구간 동안, 서로 다른 제1 내지 제3 게이트 오프 전압들(Voff1~Voff3)을 출력하는 방식일 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 제2 영상 구동 방식(P2)은 도 2에 도시된 제2 영상 구동 방식(P2)과 비교하여, 단일 게이트 오프 전압이 아닌 복수의 게이트 오프 전압 레벨들을 포함할 수 있다. 한편, 도 6에 도시된 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 정상 프레임(미도시)을 기반으로 하는, 각각의 게이트 신호들의 로우 구간에 해당하는 전압 레벨일 수 있다.

먼저, 도 1 및 도 6을 참조하면, 제3 프레임(Fc)에 기반한 표시패널(500)은 영상을 표시하는 표시 구간(DP) 및 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간(BP)을 포함한다. 또한, 표시 구간(DP)은 각각의 게이트 신호들이 하이 레벨을 갖는 제1 구간(t1) 및 제1 로우 레벨을 갖는 제2 구간(t2)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 구간들(t1, t2)은 제1 게이트 신호(GS1)에 기반하여 설명된 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 또한, 블랭크 구간(BP)은 각각의 게이트 신호들이 제2 로우 레벨을 갖는 제3 구간(t3)을 포함한다.

제3 프레임(Fc)에 기반한 표시 구간(DP)에서, 각각의 게이트 신호들은 제2 구간(t2) 동안, 제1 게이트 오프 전압(Voff1) 레벨보다 낮은 제2 게이트 오프 전압(Voff2) 레벨을 유지한다. 이 경우, 게이트 전압 생성부(300)는 표시 구간(DP) 동안 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 게이트 라인들(GL1~GLn)에 출력한다.

이 후, 제3 프레임(Fc)에 기반한 블랭크 구간(BP)에서, 각각의 게이트 신호들은 로우 구간 동안, 제2 게이트 오프 전압(Voff2) 레벨보다 낮은 제3 게이트 오프 전압(Voff3) 레벨을 유지한다. 여기서, 제2 및 제3 구간들(t2, t3)에 따른 게이트 오프 전압은 일정한 전압 레벨을 유지한다.

도 7에 도시된 제4 프레임(Fd)에 기반한 표시패널(500)은 도 6에 도시된 제3 프레임(Fc)에 기반한 표시패널(500)과 비교하여, 블랭크 구간(BP)에서의 게이트 오프 전압 레벨이 다를 뿐 나머진 동일할 수 있다.

자세하게, 도 7를 참조하면, 블랭크 구간(BP)은 제1 내지 제3 서브 구간들(ts1~ts3)을 포함할 수 있다. 실시 예에 따르면, 제1 내지 제3 서브 구간들(ts1~ts3) 중 적어도 어느 하나의 서브 구간에서, 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)은 제2 게이트 오프 전압(Voff2) 레벨을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 및 제3 서브 구간들(ts1, ts3)에서, 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)은 제2 게이트 오프 전압(Voff2) 레벨을 가질 수 있다.

또한, 제1 내지 제3 서브 구간들(ts1~ts3) 중 적어도 어느 하나의 서브 구간에서, 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)은 제3 게이트 오프 전압(Voff3)을 가질 수 있다. 일 예로, 제2 서브 구간(ts2)에서, 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)은 제3 게이트 오프 전압(Voff3) 레벨을 가질 수 있다.

도 8에 도시된 제2 영상 구동 방식(P2)은 게이트 전압 생성부(300)가 각각의 게이트 신호들(GS1~GSn)의 로우 구간 동안, 서로 다른 제1 내지 제4 게이트 오프 전압들(Voff1~Voff4)을 출력하는 방식일 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러(100)는 프레임들에 해당하는 영상 정보를 기반으로, 게이트 신호들(GS1~GSn)의 게이트 오프 전압 레벨을 조절할 수 있다. 즉, 타이밍 컨트롤러(100)는 정상 프레임에서의 구동보다 저주파 프레임에서의 구동 시에, 게이트 신호들(GS1~GSn)의 로우 구간 레벨을 낮게 제어한다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 타이밍 컨트롤러
200: 게이트 구동부
300: 게이트 전압 생성부
400: 데이터 구동부
500: 표시패널

Claims

각각의 제1 프레임 및 제2 프레임 동안에 복수의 게이트 라인들에 복수의 게이트 신호들을 각각 출력하는 게이트 구동부; 및
상기 제1 프레임 동안 제1 영상을 표시하고, 상기 제1 프레임보다 긴 시간의 상기 제2 프레임 동안에 제2 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고,
상기 게이트 신호들 각각은 제1 전압 레벨을 갖는 하이 구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 로우구간을 포함하며,
상기 제2 프레임의 상기 로우 구간에서 상기 게이트 신호들의 전압 레벨은 서로 동일하며,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨은 상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트 신호들 각각은 상기 하이 구간에서 정극성을 가지며, 상기 로우 구간에서 부극성을 갖는 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압 레벨은, 상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제1 전압 레벨과 극성이 반대이며, 크기는 서로 같은 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 프레임들에 따른 구동 제어 신호를 생성하는 신호 제어부를 더 포함하는 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 구동 제어 신호에 응답하여, 제1 게이트 오프 전압 또는 상기 제1 게이트 오프 전압보다 낮은 레벨의 제2 게이트 오프 전압을 상기 게이트 구동부에 각각 출력하는 게이트 전압 생성부를 더 포함하는 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 게이트 구동부는 상기 제1 게이트 오프 전압에 기반하여, 상기 제1 프레임의 상기 로우 구간에 해당하는 상기 제2 전압 레벨의 게이트 신호들을 출력하며, 상기 제2 게이트 오프 전압에 기반하여, 상기 제2 프레임의 상기 로우 구간에 해당하는 상기 제2 전압 레벨의 게이트 신호들을 출력하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압 레벨은 상기 제1 프레임의 상기 로우 구간 동안 일정한 레벨을 갖고,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들의 상기 제2 전압레벨은 상기 제2 프레임의 상기 로우 구간 동안 일정한 레벨을 갖는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널은 상기 제1 프레임에 기반한 영상을 표시하는 제1 표시구간 및 영상을 표시하지 않는 제1 블랭크 구간을 포함하며, 상기 제2 프레임에 기반한 영상을 표시하는 제2 표시구간 및 제2 블랭크 구간을 포함하는 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 표시구간의 길이와 상기 제2 표시구간의 길이는 서로 동일한 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제2 블랭크 구간은 상기 제1 블랭크 구간보다 긴 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트 신호들 각각의 상기 로우 구간은 상기 하이 구간보다 긴 표시장치.
각각의 제1 프레임 및 제2 프레임 동안에 복수 개의 게이트 라인들에 복수의 게이트 신호들을 각각 출력하는 게이트 구동부; 및
상기 제1 프레임 동안 제1 영상을 표시하고, 상기 제1 프레임보다 긴 시간의 상기 제2 프레임의 동안 제2 영상을 표시하고, 상기 제2 프레임은 상기 제2 영상을 표시하는 표시구간과 상기 제2 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간을 포함하는 표시패널을 포함하고,
상기 제1 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 제1 전압 레벨을 갖는 제1 구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨을 갖는 제2 구간을 포함하며,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제1 전압 레벨을 갖는 제3 구간 및 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨을 갖는 제4 구간을 포함하며,
상기 제4 구간은 상기 표시구간에 대응하는 제1 서브 구간 및 상기 블랭크 구간의 적어도 일부 구간에서 상기 게이트 신호들이 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 제2 서브 구간을 포함하고,
상기 제1 서브 구간에서 상기 게이트 신호들의 전압 레벨은 동일한 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제1 및 제2 서브 구간들 동안 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 레벨의 제3 전압 레벨을 갖는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제1 서브 구간 동안 상기 제2 전압 레벨을 가지며, 상기 제2 서브 구간 중 상기 적어도 일부 구간에서 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 제3 전압 레벨을 갖는 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은 상기 제2 서브 구간 중 나머지 구간 동안 상기 제3 전압 레벨보다 낮은 제4 전압 레벨을 갖는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 프레임의 상기 게이트 신호들 각각은,
상기 제1 서브 구간 동안 상기 제2 전압 레벨을 가지며, 상기 제2 서브 구간 중 일부의 구간 동안 상기 제2 전압 레벨을 가지며, 나머지 구간 동안 상기 제2 전압 레벨보다 낮은 제3 전압 레벨을 갖는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 구간 및 상기 제3 구간의 길이는 서로 동일한 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 표시패널은 상기 제1 프레임에 기반한 제1 영상을 표시하는 표시구간 및 상기 제1 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간을 더 포함하며,
상기 제2 프레임에 기반한 블랭크 구간은 상기 제1 프레임에 기반한 블랭크 구간보다 긴 구간을 갖는 표시장치.