KR102344730B1 - 데이터 구동부, 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소오스 앰프 및 소오스 앰프 제어부를 포함하는 데이터 구동부를 제공한다. 소오스 앰프는 데이터신호를 증폭한다. 소오스 앰프 제어부는 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 적어도 일부에 대한 출력을 유지하거나 차단한다.

Description

데이터 구동부, 표시장치 및 이의 구동방법{Data Driver, Display Device and Driving Method thereof}
본 발명은 데이터 구동부, 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED), 전기영동표시장치(Electro Phoretic Display; EPD) 및 플라즈마액정패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치 중 일부 예컨대, 액정표시장치나 유기전계발광표시장치에는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널과 표시패널을 구동하는 구동부가 포함된다. 구동부에는 표시패널에 스캔신호(또는 게이트신호)를 공급하는 스캔 구동부 및 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치는 전원 공급부로부터 출력된 전원과 스캔 구동부 및 데이터 구동부로부터 출력된 스캔신호 및 데이터신호를 기반으로 표시패널이 빛을 발광 또는 투과시키게 됨에 따라 특정 영상을 표시하게 된다.
한편, 앞서 설명된 표시장치는 사각형뿐만 아니라 원형, 타원형 등의 형상을 갖는 이형 표시패널로도 구현된다. 이러한 이형 표시패널은 주로 저소비전력을 목표로 하는 웨어러블(Wearable) 표시장치(시계, 안경 등)에 적용 및 사용된다.
그런데, 종래에 제안된 표시장치는 표시패널의 형상과 무관하게 데이터 구동부의 모든 채널로부터 데이터신호가 출력되고 있다. 또한, 종래에 제안된 표시장치는 표시패널의 형상과 무관하게 데이터 구동부의 소오스 앰프가 구동되고 있다. 그 결과, 종래에 제안된 표시장치는 소비전력을 절감하기 위한 개선책이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 소오스 앰프를 스킵(플로팅) 또는 오프(블랭킹)하는 방식으로 차단하여 데이터 구동부 및 표시장치의 소비전력을 절감하는 것이다. 또한, 본 발명은 이형 표시패널이나 윈도우 영상 표시 등과 같이 다양한 형태의 영상을 표현할 때 사용자에게 보여주지 않는 영역에 대한 데이터신호의 출력을 차단하여 데이터 구동부 및 표시장치의 소비전력을 절감하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 소오스 앰프 및 소오스 앰프 제어부를 포함하는 데이터 구동부를 제공한다. 소오스 앰프는 데이터신호를 증폭한다. 소오스 앰프 제어부는 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 적어도 일부에 대한 출력을 유지하거나 차단한다.
소오스 앰프 제어부는 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 소오스 앰프에 포함된 앰프들을 개별제어하거나 블록제어 할 수 있다.
소오스 앰프 제어부는 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 구동을 스킵 또는 오프할 수 있다.
소오스 앰프는 소오스 앰프의 출력단과 데이터신호의 출력라인 사이에 위치하며, 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 그라운드라인에 제1전극이 연결되고 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력오프스위치와, 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 소오스 앰프의 출력단에 제1전극이 연결되고 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력온스위치를 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 표시패널 및 데이터 구동부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 데이터 구동부는 표시패널에 데이터신호를 공급하되, 표시패널의 표시영역에 미표시되는 부분에 대한 출력이 차단된다.
데이터 구동부는 데이터신호를 증폭하는 소오스 앰프와, 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 적어도 일부에 대한 출력을 유지하거나 차단하는 소오스 앰프 제어부를 포함할 수 있다.
소오스 앰프 제어부는 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 구동을 스킵 또는 오프할 수 있다.
소오스 앰프는 소오스 앰프의 출력단과 데이터신호의 출력라인 사이에 위치하며, 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 그라운드라인에 제1전극이 연결되고 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력오프스위치와, 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 소오스 앰프의 출력단에 제1전극이 연결되고 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력온스위치를 포함할 수 있다.
데이터신호를 분석하여 표시패널에 실질적으로 표시되는 표시영역을 산출하고, 표시영역에 미대응되는 부분에 대한 출력이 차단되도록 출력 차단 신호를 생성하고, 출력 차단 신호를 데이터 구동부에 공급하는 표시영역 제어부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 표시장치의 구동방법을 제공한다. 표시장치의 구동방법은 외부로부터 공급된 영상을 분석하고, 표시영역을 산출하는 단계; 표시영역에 미대응되는 출력을 차단하기 위한 출력 차단 신호를 생성하는 단계; 및 데이터신호와 출력 차단 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 표시패널에 실질적으로 표시되지 않는 불필요한 데이터신호에 해당하는 부분을 스킵(플로팅) 또는 오프(블랭킹)하는 방식으로 차단하여 데이터 구동부의 전력 소모를 최소화하고 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 스마트폰의 퀵 커버(Smart Phone Quick Cover) 사용시 사용자에게 보여주는 윈도우 영역을 제외한 영역에 대한 데이터신호의 출력을 차단하여 윈도우 모드시 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 동적으로 소오스 앰프를 스킵(플로팅) 또는 오프(블랭킹)하므로 전원 보호 모드(Power Save Mode)시 표시영역을 줄여 소비전력을 절감시키는 기능 등의 어플리케이션(Application)과 연동할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 원형 표시패널에 공급되는 영상을 보여주는 예시도.
도 4는 원형 표시패널에 통상의 데이터신호를 공급할 때의 손실 비율을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 데이터 구동부의 출력 상태를 보여주는 파형도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터 구동부의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 9는 도 8의 소오스 앰프 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터신호의 입출력 변화를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 표시장치는 네비게이션, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 웨어러블(Wearable)(시계, 안경 등) 및 모바일폰(스마트폰) 등으로 구현된다. 표시장치의 표시패널은 액정표시패널, 유기발광표시패널, 전기영동표시패널, 플라즈마표시패널 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 다만, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 유기전계발광표시장치를 일례로 설명한다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기전계발광표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180)가 포함된다.
표시패널(150)은 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)를 포함하는 구동부로부터 출력된 스캔신호와 데이터신호(DATA)에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)은 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식으로 구현된다.
표시패널(150)은 기판의 재료에 따라 평판 형, 곡면 형 또는 연성을 갖는 형태 등으로 구현된다. 표시패널(150)은 두 개의 기판 사이에 위치하는 서브 픽셀들(SP)이 구동전류에 대응하여 자체적으로 빛을 발광한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀에는 스캔라인(GL1)과 데이터라인(DL1)에 연결(또는 교차부에 형성된)된 스위칭 트랜지스터(SW)와 스위칭 트랜지스터(SW)를 통해 공급된 데이터신호(DATA)에 대응하여 동작하는 픽셀회로(PC)가 포함된다. 픽셀회로(PC)에는 구동 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 유기 발광다이오드와 같은 회로와 이를 보상하기 위한 보상회로가 포함된다.
서브 픽셀은 스토리지 커패시터에 저장된 데이터전압에 대응하여 구동 트랜지스터가 턴온되면 제1전원라인(VDDEL)과 제2전원라인(VSSEL) 사이에 위치하는 유기 발광다이오드에 구동전류가 공급된다. 유기 발광다이오드는 구동전류에 대응하여 빛을 발광한다.
보상회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압 등을 보상하기 위한 회로이다. 보상회로는 하나 이상의 박막 트랜지스터와 커패시터 등으로 구성된다. 보상회로의 구성은 보상 방법에 따라 매우 다양한바 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다. 박막 트랜지스터는 저온 폴리실리콘(LTPS), 아몰포스 실리콘(a-Si), 산화물(Oxide) 또는 유기물(Organic) 반도체층을 기반으로 구현된다.
영상 공급부(110)는 데이터신호를 영상처리하고 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호 및 클럭신호 등과 함께 출력한다. 영상 공급부(110)는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 및 데이터신호 등을 타이밍 제어부(120)에 공급한다.
타이밍 제어부(120)는 영상 공급부(110)로부터 데이터신호 등을 공급받고, 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급한다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트시키면서 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(130)에는 레벨 시프터와 시프트 레지스터가 포함된다. 스캔 구동부(130)는 스캔라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 스캔신호를 공급한다. 스캔 구동부(130)는 표시패널(150)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식이나 집적회로(Integrated Circuit; IC) 형태로 형성될 수 있다. 스캔 구동부(130)에서 게이트인패널 방식으로 형성되는 부분은 시프트 레지스터이다.
데이터 구동부(140)은 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하며 감마 기준전압에 대응하여 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 데이터신호(DATA)를 공급한다. 데이터 구동부(140)는 집적회로(IC) 형태로 형성될 수 있다.
전원 공급부(180)는 표시패널(150)에 공급할 제1전원(VDDEL)과 제2전원(VSSEL)을 생성한다. 제1전원(VDDEL)은 고전위전원에 해당하고 제2전원(VSSEL)은 저전위전원에 해당한다. 전원 공급부(180)는 외부로부터 공급된 입력전원을 기반으로 표시패널(150)에 공급할 전원(VDDEL, VSSEL)은 물론 스캔 구동부(130)나 데이터 구동부(140) 등에 공급할 전원을 생성하기도 한다.
위와 같은 표시장치는 전원공급부(180)로부터 출력된 전원(VDDEL, VSSEL)과 스캔구동부(130) 및 데이터구동부(140)로부터 출력된 스캔신호 및 데이터신호(DATA)를 기반으로 표시패널(150)을 발광시키게 됨에 따라 특정 영상을 표시하게 된다.
앞서 설명된 표시패널(150)은 원형이나 타원형 등의 형상을 갖는 이형 표시패널로 구현된다. 이러한 이형 표시패널은 주로 저소비전력을 목표로 하는 웨어러블(Wearable) 표시장치(시계, 안경 등)에 적용 및 사용된다. 이하, 원형 표시패널을 일례로 이의 문제점을 고찰함과 더불어 본 발명을 설명한다.
도 3은 원형 표시패널에 공급되는 영상을 보여주는 예시도이고, 도 4는 원형 표시패널에 통상의 데이터신호를 공급할 때의 손실 비율을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원형 표시패널(150)에는 종래 사각형 표시패널과 동일한 형태로 구성된 영상(IMG)이 공급되고 또한 표시된다. 도 4의 (a)와 같이 X축에는 스캔라인들이 배치되고, Y축에는 데이터라인들이 배치된다.
원형을 이루는 표시영역(AA)을 제외한 비표시영역(NA)에는 영상이 비 표시된다. 그런데, 종래에 제안된 표시장치에 사용되는 데이터 구동부는 표시패널의 형상과 무관하게 모든 채널을 구동하며 데이터신호를 출력하고 있다. 때문에, 원형을 이루는 표시영역(AA)의 외부에 위치하는 영역은 전원을 불필요하게 소모하는 손실영역에 해당한다.
예컨대, 도 4의 (a)와 같은 원형 표시패널에서 손실되고 있는 데이터 손실률을 도 4의 (b)를 기준으로 계산해보면 다음과 같다. 원형 표시패널의 반지름이 R 이고, 원본 데이터신호가 2R * 2R = 4R2일 경우, 데이터 손실률은 (4R2 - π * R2) = 0.86R2이 됨.
그러므로, 표시장치가 원형 표시패널을 기반으로 구현되었음에도 사격형 표시패널을 구동하듯이 데이터 구동부를 구동할 경우 매 프레임당 대략 21%의 데이터 손실에 따른 전력 손실이 되고 있는 셈이다.
위의 설명과 같이, 종래에 제안된 표시장치는 표시패널의 형상과 무관하게 데이터 구동부의 모든 채널로부터 데이터신호가 출력되고 있다. 또한, 종래에 제안된 표시장치는 표시패널의 형상과 무관하게 데이터 구동부의 소오스 앰프가 구동되고 있다.
<제1실시예>
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 데이터 구동부의 출력 상태를 보여주는 파형도이다. 도 6에서, VSYNC는 수직 동기신호를 의미하고, Gate는 스캔신호를 의미하고, Source1 ~ Source2N은 데이터 구동부(140)의 출력 채널로부터 출력되는 데이터신호를 의미한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에는 영상 공급부(110), 메모리부(160), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 표시영역 제어부(170)가 포함된다.
메모리부(160)는 영상 공급부(110)로부터 전달된 프레임 데이터신호를 일시적으로 저장하는 역할을 한다. 메모리부(160)는 SRAM(static random access memory)로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
표시영역 제어부(170)는 메모리부(160)로부터 프레임 데이터신호를 불러오고 불러들인 프레임 데이터신호를 분석하여 표시패널(150)에 실질적으로 표시되는 표시영역을 산출한다. 표시영역 제어부(170)는 표시영역을 산출하기 위해 프레임 데이터신호에 대한 엣지 검출을 수행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
표시영역 제어부(170)는 표시영역을 산출하고, 데이터 구동부(140)가 표시영역에 미대응되는 부분에 대한 출력을 스킵(데이터신호 미전달 또는 마스킹 방식)하도록 제어할 수 있는 출력 스킵 신호(SKIP)를 생성한다. 표시영역 제어부(170)로부터 생성된 출력 스킵 신호(SKIP)는 데이터 구동부(140)에 전달된다.
타이밍 제어부(120)와 데이터 구동부(140)는 데이터 통신 방식으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 때문에, 표시영역 제어부(170)로부터 생성된 출력 스킵 신호(SKIP)는 데이터신 등과 함께 데이터 통신 방식으로 데이터 구동부(140)에 전달될 수 있다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터신호 및 각종 구동신호를 기반으로 디지털 데이터신호를 아날로그 데이터신호로 변환하게 된다. 데이터 구동부(140)는 데이터신호뿐만 아니라 표시영역 제어부(170)로부터 생성된 출력 스킵 신호(SKIP) 또한 공급받게 된다.
그러므로, 표시영역에 해당하는 부분에 대한 데이터신호는 정상적으로 출력되지만, 표시영역에 미해당되는 부분에 대한 데이터신호는 스킵(또는 플로팅)하여 미출력된다. 그 결과, 데이터 구동부(140)는 데이터신호를 정상적으로 출력하는 출력채널과 데이터신호를 출력하지 않고 스킵(또는 플로팅)하는 출력채널을 갖게 된다. 이 경우, 데이터 구동부(140)에서 데이터신호를 증폭하여 출력하는 소오스 앰프(Source Amp) 등의 구동이 스킵(미사용)되므로 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
일례로, 데이터 구동부(140)의 제1소오스 출력 채널(Source1)에서 보면 지속적으로 출력이 미 존재하다가 중간쯤에 제1시간 동안 출력이 발생한 후 재차 출력이 미 존재하게 된다. 데이터 구동부(140)의 제1소오스 출력 채널(Source1)은 원형 표시패널(150)의 제1라인에 해당(외곽부에 해당하는 영역)하므로 실질적으로 출력되는 데이터의 양이 많지 않기 때문이다.
다른 예로, 데이터 구동부(140)의 제N소오스 출력 채널(SourceN)에서 보면 지속적으로 출력이 발생하게 된다. 데이터 구동부(140)의 제N소오스 출력 채널(SourceN)은 원형 표시패널(150)의 제N라인에 해당(중앙부에 해당하는 영역)하므로 실질적으로 출력되는 데이터의 양이 가장 많기 때문이다.
또 다른 예로, 데이터 구동부(140)의 제N+2소오스 출력 채널(SourceN+2)에서 보면 처음엔 출력이 잠깐 미 존재하다가 제2시간 동안 지속적으로 출력이 발생한 후 마지막에 다다랐을 때에는 재차 출력이 미 존재하게 된다. 데이터 구동부(140)의 제N+2소오스 출력 채널(SourceN+2)은 원형 표시패널(150)의 제N+2라인에 해당(중앙부에 인접한 영역)하므로 실질적으로 출력되는 데이터의 양이 많기 때문이다.
한편, 위의 설명에서는 본 발명에 대한 이해를 돕고자 원형 표시패널로 표시장치를 구현시 실질적인 표시영역을 제외한 다른 영역에 대해 데이터 구동부의 출력이 일어나지 않도록 구동하는 것을 일례로 하였다.
그러나, 위의 설명은 하나의 예시일 뿐 반드시 원형 등의 이형 표시패널이 아닌 특수 목적 등에 의해 화면의 일부만 표시할 경우에도 적용할 수 있음은 물론이다.
위의 설명과 같이, 본 발명의 제1실시예는 데이터신호를 표시할 때, 실질적으로 표시패널에 표시되는 부분만 출력하고 나머지는 스킵하는 방식으로 소비전력을 절감하게 된다.
이를 위해, 본 발명의 제1실시예는 데이터 구동부로 데이터신호가 전달될 시 비표시영에 해당하는 데이터신호에 대한 변환(디지털신호를 아날로그신호로 변환)과정을 스킵할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예는 비표시영에 해당하는 데이터신호에 대한 변환은 하되, 소오스 앰프로 전달하는 과정을 스킵할 수 있다.
한편, 데이터신호를 미출력하기 위한 데이터 스킵은 표시영역에 실질적으로 표시되는 영상에 대응한다. 때문에, 데이터 스킵은 데이터 구동부(140)의 채널별 또는 블록별로 구분(나누어)되어 수행될 수 있다.
<제2실시예>
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터 구동부의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 9는 도 8의 소오스 앰프 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터신호의 입출력 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에는 영상 공급부(110), 메모리부(160), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 표시영역 제어부(170)가 포함된다.
메모리부(160)는 영상 공급부(110)로부터 전달된 프레임 데이터신호를 일시적으로 저장하는 역할을 한다. 메모리부(160)는 SRAM(static random access memory)로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
표시영역 제어부(170)는 메모리부(160)로부터 프레임 데이터신호를 불러오고 불러들인 프레임 데이터신호를 분석하여 표시패널(150)에 실질적으로 표시되는 표시영역을 산출한다. 표시영역 제어부(170)는 표시영역을 산출하기 위해 프레임 데이터신호에 대한 엣지 검출을 수행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
표시영역 제어부(170)는 표시영역을 산출하고, 데이터 구동부(140)가 표시영역에 대응되는 부분에 대한 출력을 온하도록 제어하거나 표시영역에 미대응되는 부분에 대한 출력을 오프(소오스 앰프 미구동 방식)하도록 제어할 수 있는 출력 온 오프 신호(ON/OFF)를 생성한다. 표시영역 제어부(170)로부터 생성된 출력 온 오프 신호(ON/OFF)는 데이터 구동부(140)에 전달된다.
타이밍 제어부(120)와 데이터 구동부(140)는 데이터 통신 방식으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 때문에, 표시영역 제어부(170)로부터 생성된 출력 온 오프 신호(ON/OFF)는 데이터신호 등과 함께 데이터 통신 방식으로 데이터 구동부(140)에 전달될 수 있다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터신호 및 각종 구동신호를 기반으로 디지털 데이터신호를 아날로그 데이터신호로 변환하게 된다. 데이터 구동부(140)는 데이터신호뿐만 아니라 표시영역 제어부(170)로부터 생성된 출력 온 오프 신호(ON/OFF) 또한 공급받게 된다.
그러므로, 표시영역에 해당하는 부분에 대한 데이터신호는 정상적으로 출력되지만, 표시영역에 미해당되는 부분에 대한 데이터신호는 소오스 앰프의 오프 동작에 의해 미출력된다. 그 결과, 데이터 구동부(140)는 데이터신호를 정상적으로 출력하는 출력채널과 데이터신호를 출력하지 않는 출력채널을 갖게 된다. 이 경우, 데이터 구동부(140)에서 데이터신호를 증폭하여 출력하는 소오스 앰프(Source Amp) 등이 미사용되므로 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(140)에는 감마부(142, Gamma), 변환부(144, DAC), 소오스 앰프 제어부(146, Source Amp On/Off block) 및 소오스 앰프(148, AMP1 ~ AMPn) 등이 포함된다. 기타, 래치 등과 같은 회로부는 생략하였다.
감마부(142)는 데이터신호를 감마 기준전압에 대응하여 변환하는 역할을 한다. 변환부(144)는 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터신호로 변환하는 역할을 한다.
소오스 앰프 제어부(146)는 표시영역 제어부(170)로부터 공급된 출력 온 오프 신호(ON/OFF)에 대응하여 소오스 앰프(148)를 제어하는 역할을 한다. 소오스 앰프(148)는 변환부(144)로부터 출력된 데이터신호를 증폭하여 출력하는 역할을 한다.
데이터 구동부(140)로부터 출력된 아날로그 형태의 데이터신호는 표시패널(150)에 형성된 데이터라인들을 통해 서브 픽셀들에 공급된다.
소오스 앰프 제어부(146)는 출력 온 오프 신호(ON/OFF)에 대응하여 소오스 앰프(148)에 포함된 앰프들(AMP1 ~ AMPn)을 개별(독립제어) 또는 블록(그룹제어) 단위로 제어하여 이들의 출력을 유지하거나 차단한다.
소오스 앰프 제어부(146)는 도 9에 도시된 바와 같이 블록단위로 제어블록(GR1 ~ GRn)을 설정하고 출력 온 오프 신호(ON/OFF)에 대응하여 소오스 앰프(148)에 포함된 앰프들(AMP1 ~ AMPn)을 블록(그룹) 단위로 활성화(턴온)시키거나 비활성화(턴오프)시킬 수 있다. 앰프들(AMP1 ~ AMPn)은 일부만 활성화(턴온)되거나 비활성화(턴오프)된다.
예컨대, 도 10의 (a)와 같은 영상이 입력 영상으로 들어올 경우 이의 출력 영상은 도 10의 (b)와 같다. 이때, 데이터 구동부(140)는 다음과 같이 동작할 수 있다.
표시영역 제어부(170)는 비표시영역에 해당하는 A영역에 대해 출력 오프 신호(OFF)를 생성하고, 표시영역에 해당하는 B영역에 대해 출력 온 신호(ON)를 생성하고 이를 출력한다. 소오스 앰프 제어부(146)는 출력 온 오프 신호(ON/OFF)에 대응하여 소오스 앰프(148)에 포함된 앰프들(AMP1 ~ AMPn)을 제어한다.
그 결과, 비표시영역에 해당하는 A영역은 출력 오프 신호(OFF)에 의해 앰프가 비활성화된다. 이때, 비표시영역에 해당하는 A영역은 출력오프스위치(SD1)의 동작에 대응하여 오프패스(D)를 따라 출력된 블랙전압을 공급받게 된다. 블랙전압은 그라운드전원(GND)(또는 제2전원, 저전위전원)에 대응되는 전압으로 설정될 수 있다.
이와 달리, 표시영역에 해당하는 B영역은 출력 온 신호(ON)에 의해 앰프가 활성화된다. 이때, 표시영역에 해당하는 B영역은 출력온스위치(SC1)의 동작에 대응하여 온패스(C)를 따라 출력된 데이터신호를 공급받게 된다. 즉, 위와 같은 구동 방식에 의해 A영역은 블랭킹(Blanking) 처리되고 B영역만 실제 데이터신호를 공급받게 된다.
출력오프스위치(SD1)와 출력온스위치(SC1)는 소오스 앰프(148)의 출력단과 데이터신호의 출력라인(또는 출력버퍼의 입력단) 사이에 접속된다. 출력오프스위치(SD1)와 출력온스위치(SC1)는 소오스 앰프(148)에 포함된 것을 일례로 하였으나 별도의 구성으로 볼 수도 있다.
출력오프스위치(SD1)는 소오스 앰프 제어부(146)의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 그라운드라인에 제1전극이 연결되고 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된다. 출력온스위치(SC1)는 소오스 앰프 제어부(146)의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 소오스 앰프(148)의 출력단에 제1전극이 연결되고 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된다.
위의 설명에서 출력오프스위치(SD1), 출력온스위치(SC1)를 이용한 제어방법은 실시예의 하나일 뿐 소오스 앰프 제어부(146)는 소오스 앰프(148)에 포함된 앰프들(AMP1 ~ AMPn)를 턴온 또는 턴오프 하는 형태로 제어할 수 있다.
한편, 도 9에서는 제1제어블록이 "SA1 ~n"으로 설정되고 제2제어블록이 "SAn ~ 2n"으로 설정된 것을 일례로 도시하였다. 그러나, 이는 하나의 예시일 뿐 제어블록은 고정되지 않고 영상의 비표시영역에 대응하여 가변적으로 변경될 수 있다.
또한, 제어블록의 개수는 모두 동일하게 설정되거나 다르게 설정될 수 있다. 위와 같이 제어블록에 포함되는 블록을 가변하거나 개수를 변경하는 이유는 표시패널의 형태가 예컨대 원형뿐만 아니라 타원형 등과 같이 다양한 형상을 갖기 때문이다. 또한, 스마트폰의 퀵 커버 사용과 같이 사용자에게 보여주는 윈도우 영역을 제외한 영역에 대한 데이터신호의 출력을 비활성화하는 것과 같이 비표시영역은 가변될 수 있기 때문이다. 또한, 이형 표시패널이나 윈도우 영상 표시 등과 같이 다양한 형태의 영상을 표현할 때 사용자에게 보여주지 않는 영역에 대한 데이터신호의 출력을 차단해야 할 경우 비표시영역은 가변될 수 있기 때문이다.
데이터 구동부의 소비전력은 정적(Static) 및/또는 동적(Dynamic) 전류(Current)에 의해 좌우된다. 본 발명의 제2실시예는 위와 같은 구성 및 구동 방식을 취함에 따라 정적 및 동적 전류에 대한 소비전력 절감 효과가 있다. 종래 기술과 대비하여 본 발명의 제2실시예를 비교 실험결과, 본 발명의 제2실시예는 종래 기술 대비 약 21.5% 정도 소오스 앰프의 비사용에 따른 소비전력 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 구동방법에 대해 설명한다.
<제3실시예>
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5, 도 7 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 구동방법은 영상을 분석하는 단계(S110)부터 영상을 표시하는 단계(S150)의 순서로 진행될 수 있다.
먼저, 외부로부터 공급된 영상을 분석한다(S110). 영상을 분석하는 단계에서는 메모리부(160)로부터 프레임 데이터신호를 불러오고 불러들인 프레임 데이터신호를 분석한다.
다음, 표시영역을 산출한다(S120). 표시영역을 산출하는 단계에서는 표시패널(150)에 실질적으로 표시되는 표시영역을 산출한다. 표시영역을 산출하기 위해 프레임 데이터신호에 대한 엣지 검출을 수행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
다음, 표시영역에 미대응되는 출력을 차단하기 위한 출력 차단 신호(도 5의 SKIP 또는 도 7의 ON/OFF)를 생성한다(S130). 출력 차단 신호를 생성하는 단계에서는 표시영역에 미대응되는 부분에 대한 출력을 차단하도록 데이터 구동부(140)를 제어할 수 있는 출력 차단 신호(SKIP 또는 ON/FF)를 생성한다.
다음, 데이터신호와 출력 차단 신호를 출력한다(S140). 데이터신호와 출력 차단 신호(SKIP 또는 ON/FF)는 데이터 구동부(140)에 공급된다. 이로 인하여, 표시패널(150)의 표시영역에 해당하는 부분에 대한 데이터신호는 정상적으로 출력되지만, 표시영역에 미해당되는 부분에 대한 데이터신호는 차단되어 미출력된다.
그 결과, 데이터 구동부(140)는 데이터신호를 정상적으로 출력하는 출력채널과 데이터신호를 출력하지 않고 차단된 출력채널을 갖게 된다. 이 경우, 데이터 구동부(140)에서 데이터신호를 증폭하여 출력하는 소오스 앰프 등이 미사용되므로 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
이상 본 발명은 표시패널에 실질적으로 표시되지 않는 불필요한 데이터신호에 해당하는 부분을 스킵(플로팅) 또는 오프(블랭킹)하는 방식으로 차단하여 데이터 구동부의 전력 소모를 최소화하고 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 스마트폰의 퀵 커버(Smart Phone Quick Cover) 사용시 사용자에게 보여주는 윈도우 영역을 제외한 영역에 대한 데이터신호의 출력을 차단하여 윈도우 모드시 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 동적으로 소오스 앰프를 스킵(플로팅) 또는 오프(블랭킹)하므로 전원 보호 모드(Power Save Mode)시 표시영역을 줄여 소비전력을 절감시키는 기능 등의 어플리케이션(Application)과 연동할 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 영상 공급부 120: 타이밍 제어부
130: 스캔 구동부 140: 데이터 구동부
150: 표시패널 180: 전원 공급부
160: 메모리부 170: 표시영역 제어부
146: 소오스 앰프 제어부 148: 소오스 앰프

Claims (10)

  1. 데이터신호를 증폭하는 소오스 앰프; 및
    외부로부터 공급된 신호에 대응하여 상기 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 적어도 일부에 대한 출력을 유지하거나 차단하는 소오스 앰프 제어부를 포함하고,
    상기 소오스 앰프는
    상기 소오스 앰프의 출력단과 데이터신호의 출력라인 사이에 위치하며,
    상기 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 그라운드라인에 제1전극이 연결되고 상기 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력오프스위치와,
    상기 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 상기 소오스 앰프의 출력단에 제1전극이 연결되고 상기 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력온스위치를 포함하는 데이터 구동부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소오스 앰프 제어부는
    상기 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 상기 소오스 앰프에 포함된 앰프들을 개별제어하거나 블록제어 하는 데이터 구동부.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소오스 앰프 제어부는
    상기 외부로부터 공급된 신호에 대응하여 상기 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 구동을 스킵 또는 오프하는 데이터 구동부.
  4. 삭제
  5. 영상을 표시하는 표시패널; 및
    상기 표시패널에 데이터신호를 공급하되, 상기 표시패널의 표시영역에 미표시되는 부분에 대한 출력이 차단되도록 상기 데이터신호를 증폭하는 소오스 앰프와, 상기 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 적어도 일부에 대한 출력을 유지하거나 차단하는 소오스 앰프 제어부를 갖는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 소오스 앰프는
    상기 소오스 앰프의 출력단과 데이터신호의 출력라인 사이에 위치하며,
    상기 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 그라운드라인에 제1전극이 연결되고 상기 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력오프스위치와,
    상기 소오스 앰프 제어부의 신호라인에 스위치전극이 연결되고 상기 소오스 앰프의 출력단에 제1전극이 연결되고 상기 데이터신호의 출력라인에 제2전극이 연결된 출력온스위치를 포함하는 표시장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 소오스 앰프 제어부는
    외부로부터 공급된 신호에 대응하여 상기 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 구동을 스킵 또는 오프하는 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 데이터신호를 분석하여 상기 표시패널에 실질적으로 표시되는 표시영역을 산출하고, 상기 표시영역에 미대응되는 부분에 대한 출력이 차단되도록 출력 차단 신호를 생성하고, 상기 출력 차단 신호를 상기 데이터 구동부에 공급하는 표시영역 제어부를 더 포함하는 표시장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 데이터 구동부를 포함하는 표시장치를 구동하는 방법에 있어서,
    외부로부터 공급된 영상을 분석하고, 표시영역을 산출하는 단계;
    상기 표시영역에 미대응되는 출력을 차단하기 위한 출력 차단 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 데이터신호와 출력 차단 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 소오스 앰프 제어부는 상기 출력 차단 신호를 기반으로 상기 소오스 앰프에 포함된 앰프들의 적어도 일부에 대한 출력을 차단하는 표시장치의 구동방법.
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