KR102415860B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 표시 장치의 제조 공정 중 완성 후 게이트 구동부의 불량 여부 및 불량 위치를 용이하게 확인할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다. 본 출원에 따른 표시 장치는 게이트 라인 및 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널, 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부, 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 복수의 소스 드라이버 IC로 구성된 데이터 구동부, 및 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 본 출원에 따른 타이밍 컨트롤러는 게이트 신호 중 게이트 구동부의 구동 시작 타이밍을 설정하는 게이트 스타트 신호 및 게이트 구동부에서 출력하는 복수의 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호를 이용하여 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 출원은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회에서 시각 정보를 영상 또는 화상으로 표시하기 위한 표시 장치 분야 기술이 많이 개발되고 있다. 표시 장치는 표시 패널, 게이트 구동부, 데이터 구동부, 타이밍 컨트롤러, 및 호스트 시스템을 구비한다. 표시 패널은 데이터 라인들, 게이트 라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 형성되어 게이트 라인들에 게이트 신호들이 공급될 때 데이터 라인들의 데이터 전압들을 공급받는 복수의 화소들을 포함한다. 게이트 구동부는 표시 패널에 게이트 신호를 입력한다.
기존에는 게이트 구동부가 표시 패널에 게이트 신호를 비정상적으로 공급하거나, 게이트 구동부 내부의 회로가 손상을 받은 경우, 육안(Figure of Sight, FOS)로 검출할 수 밖에 없었다.
이에 따라, 표시 장치의 제조 공정에서 화면 이상이 발생할 경우 육안 검출 후 게이트 구동부의 결합(Bonding) 저항 측정 또는 케이블 정상 채결 여부를 모두 재확인하여 불량 현상을 분석 및 확인하여 생산성이 저하되었다. 또한, 게이트 구동부의 사용에 따른 불량인 진행성 불량의 경우 표시 장치의 완성 후 사용자의 사용 중 불량에 따른 번-인(Burn-in) 현상이 발생할 수 있다.
또한, 게이트 구동부가 게이트 드라이버 IC로 구현된 경우 불량 발생 시 게이트 구동부 내 후단을 동작시키는 신호인 캐리 신호를 이용하여 확인이 가능하지만 불편하고 추가 불량을 야기할 수 있다. 게다가, 게이트 구동부가 게이트 인 패널로 구현된 경우 외부에서 확인이 불가능하여 게이트 구동부의 불량 여부를 판단하기 용이하지 않다.
본 출원은 표시 장치의 제조 공정 중 완성 후 게이트 구동부의 불량 여부 및 불량 위치를 용이하게 확인할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 출원에 따른 표시 장치는 게이트 라인 및 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널, 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부, 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 복수의 소스 드라이버 IC로 구성된 데이터 구동부, 및 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 본 출원에 따른 타이밍 컨트롤러는 게이트 신호 중 게이트 구동부의 구동 시작 타이밍을 설정하는 게이트 스타트 신호 및 게이트 구동부에서 출력하는 복수의 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호를 이용하여 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단한다.
본 출원에 따른 표시 장치는 생산 과정에서 게이트 구동부 관련 불량을 사전에 검출할 수 있고 자동화 검출을 통해 생산성을 개선할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 제품 완성 후 게이트 구동부에서 진행성 문제가 발생하는 경우를 감지하여 사용자가 불량 현상을 인지하기 전에 문제를 검출하고 방지할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 게이트 구동부의 손상에 의한 불량 발생 시 생길 수 있는 표시 패널 및 회로 부품의 손상을 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 출원에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2의 화소를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부, 데이터 구동부, 및 타이밍 컨트롤러 사이의 입출력 신호들을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 출원의 일 예에 따른 정상적인 마지막 캐리 신호 및 비정상적인 마지막 캐리 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 6은 본 출원의 일 예에 따른 1 프레임 내 게이트 스타트 신호, 복수의 캐리 신호, 마지막 캐리 신호, 출력 신호, 및 입력 신호의 파형도이다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 센싱 구간 내 게이트 스타트 신호, 복수의 캐리 신호, 수직 동기 스타트 신호, 수직 동기 제어 신호, 마지막 수직 동기 신호, 출력 신호, 및 입력 신호의 파형도이다.
도 8은 본 출원의 다른 예에 따른 센싱 구간 내 게이트 스타트 신호, 복수의 캐리 신호, 수직 동기 스타트 신호, 수직 동기 제어 신호, 마지막 수직 동기 신호, 출력 신호, 및 입력 신호의 파형도이다.
도 9는 본 출원의 일 예에 따른 1 프레임 내 게이트 스타트 신호, 복수의 캐리 신호, 제 1 고장이 발생한 마지막 캐리 신호, 출력 신호, 및 입력 신호의 파형도이다.
도 10은 본 출원의 일 예에 따른 1 프레임 내 게이트 스타트 신호, 복수의 캐리 신호, 제 2 고장이 발생한 마지막 캐리 신호, 출력 신호, 및 입력 신호의 파형도이다.
도 11은 본 출원의 또 다른 예에 따른 센싱 구간 내 복수의 게이트 클럭 신호, 마지막 캐리 신호, 출력 신호, 및 입력 신호의 파형도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 출원에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 본 출원에 따른 표시 장치의 블록도이다. 도 3은 도 2의 화소를 나타낸 회로도이다. 본 출원에 따른 표시 장치는 표시 패널(110), 게이트 구동부(120), 데이터 구동부(130), 연성필름(140), 인쇄회로보드(Printed Circuit Board, PCB)(150), 연결부(160), 세트(170), 타이밍 컨트롤러(Timing Controller, T-con)(200), 및 호스트 시스템(Host System)(300)을 포함한다. 이하에서는 본 출원에 따른 표시 장치가 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device)인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
표시 패널(110)은 하부 기판(111)과 상부 기판(112)을 포함한다. 하부 기판(111)은 플라스틱 또는 유리로 이루어진 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 상부 기판(112)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 보호 필름으로 이루어진 봉지 기판일 수 있다.
하부 기판(111)은 표시 영역과 표시 영역의 주변에 마련된 비표시 영역을 포함한다. 표시 영역은 화소(P)들이 마련되어 화상을 표시하는 영역이다. 하부 기판(111)에는 게이트 라인들(GL1~GLp, p는 2 이상의 양의 정수), 데이터 라인들(DL1~DLq, q는 2 이상의 양의 정수) 및 센싱 라인들(SL1~SLq)이 배치된다. 데이터 라인들(DL1~DLq)과 센싱 라인들(SL1~SLq)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLq) 및 센싱 라인들(SL1~SLq)은 게이트 라인들(GL1~GLp)과 교차하도록 배치될 수 있다.
화소(P)들 각각은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 및 화소 구동부(PD)를 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 제 j(j는 1≤≤j≤≤q을 만족하는 양의 정수) 데이터 라인(DLj), 제 j 센싱 라인(SLj), 제 k(k는 1≤≤k≤≤p을 만족하는 양의 정수) 스캔 라인(Sk), 및 제 k 센싱 신호 라인(SSk)에 접속된 화소(P)만을 도시하였다. 제 k 스캔 라인(Sk) 및 제 k 센싱 신호 라인(SSk)은 제 k 게이트 라인(GLk)에 포함된다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)를 통해 공급되는 전류에 따라 발광한다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 접속되고, 캐소드 전극은 고전위 전압(ELVDD)보다 낮은 저전위 전압(ELVSS)이 공급되는 저전위 전압 라인(ELVSSL)에 접속될 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극(anode electrode), 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer), 및 캐소드 전극(cathode electrode)을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극과 캐소드 전극에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동되며, 유기 발광층에서 정공과 전자가 서로 결합하여 발광하게 된다.
화소 구동부(PD)는 유기 발광 다이오드(OLED)와 제j 센싱 라인(SLj)으로 전류를 공급한다. 화소 구동부(PD)는 구동 트랜지스터(Driving Transistor)(DT), 스캔 라인(Sk)의 스캔 신호에 의해 제어되는 제 1 트랜지스터(ST1), 센싱 신호 라인(SSk)의 센싱 신호에 의해 제어되는 제 2 트랜지스터(ST2), 및 커패시터(capacitor)(C)를 포함할 수 있다.
화소 구동부(PD)는 표시 모드에서 화소(P)에 접속된 스캔 라인(Sk)으로부터 스캔 신호가 공급될 때 화소(P)에 접속된 데이터 라인(DLj)의 데이터 전압(VDATA)을 공급받고, 데이터 전압(VDATA)에 따른 구동 트랜지스터(DT)의 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)에 공급한다. 화소 구동부(PD)는 센싱 모드에서 화소(P)에 접속된 센싱 신호 라인(SSk)으로부터 센싱 신호가 공급될 때 구동 트랜지스터(DT)의 전류를 화소(P)에 접속된 센싱 라인(SLj)으로 흘린다.
구동 트랜지스터(DT)는 고전위 전압 라인(ELVDDL)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 마련된다. 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극과 소스 전극의 전압 차에 따라 고전위 전압 라인(ELVDDL)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류를 조정한다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극은 제 1 트랜지스터(ST1)의 제 1 전극에 접속되고, 소스 전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속되며, 드레인 전극은 고전위 전압(ELVDD)이 공급되는 고전위 전압 라인(ELVDDL)에 접속될 수 있다.
제 1 트랜지스터(ST1)는 제 k 스캔 라인(Sk)의 제 k 스캔 신호에 의해 턴-온 되어 제 j 데이터 라인(DLj)의 전압을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 공급한다. 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제 k 스캔 라인(Sk)에 접속되고, 제 1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 접속되며, 제 2 전극은 제 j 데이터 라인(DLj)에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(ST1)는 스캔 트랜지스터로 통칭될 수 있다.
제 2 트랜지스터(ST2)는 제 k 센싱 신호 라인(SSk)의 제 k 센싱 신호에 의해 턴-온 되어 제 j 센싱 라인(SLj)을 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 접속시킨다. 제 2 트랜지스터(ST2)의 게이트 전극은 제 k 센싱 신호 라인(SSk)에 접속되고, 제 1 전극은 제 j 센싱 라인(SLj)에 접속되며, 제 2 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 접속될 수 있다. 제 2 트랜지스터(ST2)는 센싱 트랜지스터로 통칭될 수 있다.
커패시터(C)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 마련된다. 커패시터(C)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압과 소스 전압 간의 차전압을 저장한다.
도 2에서는 구동 트랜지스터(DT)와 제 1 및 제 2 트랜지스터들(ST1, ST2)이 N 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 구동 트랜지스터(DT)와 제 1 및 제 2 트랜지스터들(ST1, ST2)은 P 타입 MOSFET으로 형성될 수도 있다. 또한, 제 1 전극은 소스 전극일 수 있고 제 2 전극은 드레인 전극일 수 있으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 즉, 제 1 전극은 드레인 전극일 수 있고 제 2 전극은 소스 전극일 수 있다.
표시 모드에서, 제 k 스캔 라인(Sk)에 스캔 신호가 공급될 때 제 j 데이터 라인(DLj)의 데이터 전압(VDATA)이 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 공급되고, 제 k 센싱 신호 라인(SSk)에 센싱 신호가 공급될 때 제 j 센싱라인(SEj)의 초기화 전압이 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급된다. 이로 인해, 표시 모드에서 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압과 소스 전극의 전압 간의 전압 차에 따라 흐르는 구동 트랜지스터(DT)의 전류가 유기 발광 다이오드(OLED)에 공급되며, 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 따라 발광한다. 이때, 데이터 전압(VDATA)은 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압과 전자 이동도를 보상한 전압이므로, 구동 트랜지스터(DT)의 전류는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압과 전자 이동도에 의존하지 않는다.
센싱 모드에서, 제 k 스캔 라인(Sk)에 스캔 신호가 공급될 때 제 j 데이터 라인의 센싱 전압이 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 공급되고, 제 k 센싱 신호 라인(SSk)에 센싱 신호가 공급될 때 제 j 센싱 라인(SLj)의 초기화 전압이 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급된다. 또한, 제 k 센싱 신호 라인(SSk)에 센싱 신호가 공급될 때 제 2 트랜지스터(ST2)가 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압과 소스 전극의 전압 간의 전압 차에 따라 흐르는 구동 트랜지스터(DT)의 전류가 제 j 센싱 라인(SLj)으로 흐르도록 한다.
게이트 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 게이트 구동부 제어 신호(GCS)를 입력받는다. 게이트 구동부(120)는 게이트 구동부 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 게이트 라인들(GL1~GLp)에 공급한다. 게이트 신호들은 스캔 신호 및 센싱 신호를 포함한다. 게이트 구동부(120)는 표시 패널(110)의 표시 영역의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시 영역에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 보상 디지털 비디오 데이터(CDATA)와 데이터 구동부 제어 신호(DCS)를 입력받는다. 보상 디지털 비디오 데이터(CDATA)는 디지털 비디오 데이터(DATA)에 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상하는 외부 보상 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화 정도를 보상하는 잔상 보상을 수행하여 보정된 디지털 비디오 데이터이다. 데이터 구동부(130)는 데이터 구동부 제어 신호(DCS)에 따라 보상 디지털 비디오 데이터(CDATA)를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들(DL1~DLq)에 공급한다. 게이트 구동부(120)에서 공급하는 스캔 신호들에 의해 데이터 전압들이 공급될 화소(P)들이 선택된다. 선택된 화소(P)들은 데이터 전압들을 공급받아 소정의 밝기로 발광한다.
데이터 구동부(130)는 센싱 라인들(SL1~SLq)로부터 센싱 전압 또는 센싱 전류를 공급받는다. 데이터 구동부(130)는 센싱 전압 또는 센싱 전류를 이용하여 각각의 화소(P)들의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화 정도에 관한 정보를 포함하는 센싱 데이터(SEN)를 생성한다. 데이터 구동부(130)는 센싱 데이터(SEN)를 타이밍 컨트롤러(200)로 공급한다.
데이터 구동부(130)는 복수의 소스 드라이버 IC(Source Driver Integrated Circuit, SDIC)(131)들을 포함한다. 소스 드라이버 IC(131)들 각각은 연성필름(140)들 각각에 실장된다. 연성필름(140)들 각각은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하여 TAB(Tape Automated Bonding) 방식으로 하부 기판(111) 상에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 패드들은 데이터 라인들(DL1~DLq)과 연결되어 있어, 소스 드라이버 IC(131)들은 데이터 라인들(DL1~DLq)에 연결될 수 있다.
연성필름(140)들 각각은 칩 온 필름(Chip On Film, COF) 방식 또는 칩 온 플라스틱(chip on plastic, COP) 방식으로 마련될 수 있다. 칩 온 필름은 폴리이미드(polyimide)와 같은 베이스 필름과 베이스 필름 상에 마련된 복수의 도전성 리드선들을 포함할 수 있다. 연성필름(140)들 각각은 휘어지거나 구부러질 수 있다. 연성필름(140)들 각각은 표시 패널(110)의 하부 기판(111)과 인쇄회로보드(150)에 부착될 수 있다.
인쇄회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 인쇄회로보드(150)는 타이밍 컨트롤러(200)를 실장할 수 있다. 인쇄회로보드(150)는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다. 인쇄회로보드(150)는 연결부(160)를 통해 세트(170)와 연결된다.
연결부(160)는 인쇄회로보드(150)와 세트(170)를 연결한다. 연결부(160)는 타이밍 컨트롤러(200)와 호스트 시스템(300) 사이에서 Vx1 인터페이스를 적용한 입출력 단자인 버스(Bus)를 포함한 복수의 배선일 수 있다. Vx1 인터페이스는 빠른 속도로 복수의 입력 데이터를 처리할 수 있는 인터페이스이다. 그러나 이에 한정되지 않고, 연결부(160)는 데이터를 전송할 수 있는 임의의 인터페이스와 임의의 입출력 단자를 포함하는 복수의 배선으로 구현될 수 있다.
세트(170)는 표시 장치에 전원 전압들 및 구동 신호들을 공급한다. 세트(170)는 셋톱박스, 폰 시스템(Phone system), 개인용 컴퓨터(PC), 방송 수신기, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 홈 시어터 시스템 등으로 구현될 수 있다. 세트(170)는 호스트 시스템(300)을 실장할 수 있다. 세트(170)는 연결부(160)에 의해 인쇄회로보드(150)와 연결된다.
타이밍 컨트롤러(200)는 호스트 시스템(300)으로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호(TS)들을 입력받는다. 호스트 시스템(300)은 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함한다. 호스트 시스템(300)은 외부로부터 입력된 디지털 비디오 데이터(DATA)를 표시 패널(110)에 표시하기에 적합한 형식(format)으로 변환한다.
타이밍 신호(TS)들은 수직 동기 신호(vertical synchronization signal), 수평 동기 신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 도트 클럭(dot clock) 등을 포함할 수 있다. 수직 동기 신호는 1 프레임 기간을 정의하는 신호이다. 수평 동기 신호는 표시 패널(110)의 1 수평 라인의 화소(P)들에 데이터 전압들을 공급하는 데 필요한 1 수평 기간을 정의하는 신호이다. 데이터 인에이블 신호는 유효한 데이터가 입력되는 기간을 정의하는 신호이다. 도트 클럭은 소정의 짧은 주기로 반복되는 신호이다.
타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)와 데이터 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위해, 타이밍 신호(TS)들에 기초하여 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 구동부 제어 신호(GCS)와 데이터 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 구동부 제어 신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)에 게이트 구동부 제어 신호(GCS)를 출력하고, 데이터 구동부(130)에 데이터 구동부 제어 신호(DCS)를 출력한다.
타이밍 컨트롤러(200)는 데이터 구동부(130)로부터 센싱 데이터(SEN)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(200)는 센싱 데이터(SEN)를 이용하여 외부 보상 및 잔상 보상을 수행할 수 있는 보상 데이터를 생성한다. 타이밍 컨트롤러는 보상 데이터를 이용하여 외부 보상 및 잔상 보상을 수행한다. 타이밍 컨트롤러(200)는 외부 보상 및 잔상 보상을 완료한 보상 디지털 비디오 데이터(CDATA)를 데이터 구동부(130)로 공급한다.
도 1 내지 도 3을 결부하여 설명한 내용을 정리하면, 본 출원은 게이트 라인(GL1~GLp) 및 게이트 라인(GL1~GLp)과 교차하는 데이터 라인(DL1~DLq)이 배치되고, 게이트 라인(GL1~GLp) 및 데이터 라인(DL1~DLq)에 연결된 복수의 화소(P)들을 갖는 표시 패널(110), 게이트 라인(GL1~GLp)에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부(120), 데이터 라인(DL1~DLq)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부(130), 및 게이트 구동부(120) 및 데이터 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러(200)를 포함한다.
도 4는 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부(120), 데이터 구동부(130), 및 타이밍 컨트롤러(200) 사이의 입출력 신호들을 나타낸 블록도이다. 게이트 구동부(120)는 제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)를 포함할 수 있다.
제 1 게이트 구동부(121)는 하부 기판(111)의 외측에 배치될 수 잇다. 제 2 게이트 구동부(122)는 하부 기판(111)과 일부 중첩되도록 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)는 하나로 통합되어 칩 온 글라스(Chip on Glass, COG) 방식의 게이트 드라이버 IC 또는 게이트 인 패널(Gate in Panel, GIP) 방식으로 하부 기판(111)과 인접하거나 일부 중첩되도록 형성될 수 있다.
제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122) 각각은 복수의 단 또는 스테이지(stage)로 구성된다. 제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)는 게이트 구동부 제어 신호들을 입력, 생성, 또는 출력한다. 게이트 구동부 제어 신호에는 게이트 스타트 신호(GSP), 수직 동기 스타트 신호(VSP), 복수의 캐리 신호(GSC), 복수의 수직 동기 신호(VSC), 마지막 캐리 신호(GEC), 및 마지막 수직 동기 신호(VEC)가 있다.
게이트 스타트 신호(GSP)는 1 프레임 구간의 시작 시점마다 복수의 스테이지 중 제 1 스테이지의 구동을 개시한다. 수직 동기 스타트 신호(VSP)는 1 수직 동기 구간의 시작 시점마다 복수의 스테이지 중 제 1 스테이지의 구동을 개시한다. 복수의 캐리 신호(GSC)는 다음 스테이지 또는 후단 스테이지의 구동을 개시한다. 복수의 수직 동기 신호(VSC)는 다음 스테이지 또는 후단 스테이지의 구동을 개시한다. 마지막 캐리 신호(GEC)는 복수의 스테이지 중 마지막 스테이지에서 출력되어 데이터 구동부(130) 또는 타이밍 컨트롤러(200)로 입력된다. 마지막 수직 동기 신호(VEC)는 복수의 스테이지 중 마지막 스테이지에서 출력되어 데이터 구동부(130) 또는 타이밍 컨트롤러(200)로 입력된다. 본 출원의 일 예에서는 마지막 캐리 신호(GEC) 및 마지막 수직 동기 신호(VEC)가 데이터 구동부(130)로 입력되는 경우를 예시하였다.
제 1 게이트 구동부(121)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 신호(IN)를 송수신한다. 제 1 게이트 구동부(121)가 타이밍 컨트롤러(200)로 공급하는 입력 신호(IN)는 제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)의 정상 구동 여부에 관한 정보를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(200)가 제 1 게이트 구동부(121)로 공급하는 입력 신호(IN)는 제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 게이트 구동부 제어 신호를 포함한다.
제 1 게이트 구동부(121)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 공급받은 입력 신호(IN) 중 게이트 스타트 신호(GSP)를 1 프레임 시작 시점마다 제 2 게이트 구동부(122)로 공급한다. 제 1 게이트 구동부(121)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 공급받은 입력 신호(IN) 중 수직 동기 스타트 신호(VSP)를 1 센싱 구간 시작 시점마다 제 2 게이트 구동부(122)로 공급한다.
제 2 게이트 구동부(122)는 복수의 스테이지들 중 제 1 스테이지를 포함한다. 게이트 스타트 신호(GSP)를 공급받은 제 1 스테이지는 제 1 게이트 라인(GL1)에 게이트 신호를 공급한다. 이와 동시에, 제 1 스테이지는 캐리 신호(GCS) 중 제 1 캐리 신호를 생성하여 제 2 스테이지에 공급한다. 수직 동기 스타트 신호(VSP)를 공급받은 제 1 스테이지는 제 1 게이트 라인(GL1)에 게이트 신호를 공급한다. 이와 동시에, 제 1 스테이지는 수직 동기 신호(VSC) 중 제 1 수직 동기 신호를 생성하여 제 2 스테이지에 공급한다.
제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)에는 복수의 스테이지들이 나누어서 배치되어 있다. 인접한 스테이지가 동일한 게이트 구동부(120) 내에 배치된 경우, 복수의 캐리 신호(GCS)들과 복수의 수직 동기 신호(VSC)들은 제 1 게이트 구동부(121) 또는 제 2 게이트 구동부(122) 내부의 전단 스테이지에서 후단 스테이지로 공급된다. 인접한 스테이지가 다른 게이트 구동부(120) 내에 배치된 경우, 복수의 캐리 신호(GCS)들과 복수의 수직 동기 신호(VSC)들은 제 1 게이트 구동부(121) 내부의 전단 스테이지에서 제 2 게이트 구동부(122) 내부의 후단 스테이지로 공급되거나, 제 2 게이트 구동부(122) 내부의 전단 스테이지에서 제 1 게이트 구동부(121) 내부의 후단 스테이지로 공급된다.
동일한 방식으로, 마지막 스테이지는 마지막 캐리 신호(GEC)와 마지막 수직 동기 신호(VEC)를 생성한다. 도 4에서는 마지막 스테이지가 제 2 게이트 구동부(122) 내에 배치된 경우를 도시하였다. 마지막 스테이지는 마지막 캐리 신호(GEC)와 마지막 수직 동기 신호(VEC)를 데이터 구동부(130) 또는 타이밍 컨트롤러(200)에 공급한다. 도 4에서는 마지막 스테이지가 마지막 캐리 신호(GEC)와 마지막 수직 동기 신호(VEC)를 데이터 구동부(130)에 공급하는 경우를 도시하였다.
데이터 구동부(130)는 제 2 게이트 구동부(122)로부터 마지막 캐리 신호(GEC)와 마지막 수직 동기 신호(VEC)를 공급받는다. 데이터 구동부(130)는 마지막 캐리 신호(GEC)와 마지막 수직 동기 신호(VEC)에 관한 정보를 포함하는 출력 신호(OUT)를 생성한다. 출력 신호(OUT)는 데이터 구동부(130)에서 하부 기판(111) 상의 화소(P)의 구동 전압에 관한 센싱 정보를 전달하기 위한 신호이다. 데이터 구동부(130)는 출력 신호(OUT)를 타이밍 컨트롤러(200)로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(200)는 제 1 게이트 구동부(121)로부터 입력 신호(IN)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(200)는 데이터 구동부(130)로부터 출력 신호(OUT)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(200)는 입력 신호(IN)와 출력 신호(OUT)를 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단한다.
여기에서, 입력 신호(IN)는 게이트 신호 중 게이트 구동부(120)의 구동 시작 타이밍을 설정하는 게이트 스타트 신호(GSP)와 연관된 정보를 포함한다. 또한, 출력 신호(OUT)는 게이트 구동부(120)에서 출력하는 복수의 캐리 신호(GCS) 중 마지막 캐리 신호(GEC)와 연관된 정보를 포함한다.
이에 따라, 본 출원의 일 예에 따른 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 신호 중 게이트 구동부(120)의 구동 시작 타이밍을 설정하는 게이트 스타트 신호(GSP) 및 게이트 구동부(120)에서 출력하는 복수의 캐리 신호(GCS) 중 마지막 캐리 신호(GEC)를 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단한다.
타이밍 컨트롤러(200)가 게이트 스타트 신호(GSP)와 마지막 캐리 신호(GEC)를 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단하는 경우, 게이트 구동부(120) 내 어느 스테이지에서 고장이 발생하였는지 여부를 용이하게 파악할 수 있다. 이에 따라, 본 출원에 따른 표시 장치는 게이트 구동부(120)에서 고장이 발생한 스테이지에 해당하는 부분만을 수리하거나 교체할 수 있어, 게이트 구동부(120)의 고장에 대한 수리 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 출원의 일 예에 따른 게이트 구동부(120)는 게이트 스타트 신호(GSP)를 생성하고, 타이밍 컨트롤러(200)로부터 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단하는 신호인 입력 신호(IN)를 공급받는 제 1 게이트 구동부(121) 및 제 1 게이트 구동부(121)로부터 게이트 스타트 신호(GSP)를 공급받고, 복수의 캐리 신호(GCS)를 생성하는 제 2 게이트 구동부(122)를 포함한다.
게이트 구동부(120)가 제 1 및 제 2 게이트 구동부(121, 122)를 갖는 경우, 게이트 구동부(120)가 입력 신호(IN)를 보다 용이하게 종류 별로 분할할 수 있다. 이에 따라, 본 출원의 대비 작업을 위해 필요한 게이트 스타트 신호(GSP)를 보다 효율적으로 분리하여 사용할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 예에 따른 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부에 관한 정보를 포함하는 출력 신호(OUT)를 게이트 구동부(120) 또는 데이터 구동부(130)로부터 공급받는다.
타이밍 컨트롤러(200)가 출력 신호(OUT)를 공급받는 경우 게이트 구동부(120)에서 생성된 정상 구동 여부 정보를 직접적 또는 간접적으로 활용할 수 있다. 이에 따라, 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)의 이상 여부 및 게이트 구동부(120) 내 어느 스테이지에서 문제가 발생하였는지 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
또한, 본 출원에 따른 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부에 관한 정보를 포함하는 입력 신호(IN)를 생성하여 게이트 구동부(120)에 공급한다.
게이트 구동부(120)는 입력 신호(IN)를 공급받아 자신이 정상적으로 구동하는지 여부를 타이밍 컨트롤러(200)로부터 피드백 받을 수 있다. 이에 따라, 게이트 구동부(120) 입력 신호(IN)를 이용하여 게이트 구동부(120)가 비정상적으로 동작하는 경우 비정상적으로 구동하는 회로 부분을 강제로 종료시키거나 불량 감지 패턴(Bad Detection Pattern, BDP) 회로 등의 보호 회로를 동작시키도록 설정할 수 있다. 이에 따라, 게이트 구동부(120)의 비정상적인 동작에 따른 파손, 하부 기판(111) 상의 화소(P)의 손상, 또는 화상을 표시하는 경우 특정 영역에서 이상 현상이 지속되는 문제를 방지할 수 있다.
도 5는 본 출원의 일 예에 따른 정상적인 마지막 캐리 신호(GEC1) 및 비정상적인 마지막 캐리 신호(GEC2, GEC3)들을 나타낸 파형도이다.
정상적인 마지막 캐리 신호(GEC1)는 임의의 파형의 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 임의의 파형의 길이와 동일하다. 게이트 스타트 신호(GSP)에 의해 복수의 캐리 신호(GCS)들이 생성되기 때문에 게이트 스타트 신호(GSP)와 복수의 캐리 신호(GCS)들은 시간 상 지연(delay)가 발생할 뿐 동일한 정보를 포함한다. 또한, 복수의 캐리 신호(GCS)들 중 마지막 신호인 마지막 캐리 신호(GEC1) 역시 게이트 스타트 신호(GSP)와 동일한 정보를 포함하기 때문에 게이트 스타트 신호(GSP)와 동일한 정보를 포함한다. 따라서, 신호의 왜곡이 발생하지 않는 경우, 마지막 캐리 신호(GEC1)는 임의의 파형의 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 임의의 파형의 길이와 동일하다.
비정상적인 마지막 캐리 신호(GEC2)는 임의의 파형의 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 임의의 파형의 길이보다 작다. 게이트 스타트 신호(GSP)에 의해 복수의 캐리 신호(GCS)들이 생성되기 때문에 게이트 스타트 신호(GSP)와 복수의 캐리 신호(GCS)들은 시간 상 지연(delay)가 발생할 뿐 아니라 신호의 왜곡 또는 손실이 발생한다. 또한, 복수의 캐리 신호(GCS)들 중 마지막 신호인 마지막 캐리 신호(GEC2) 역시 신호의 왜곡 또는 손실이 발생하기 때문에 게이트 스타트 신호(GSP)에 비하여 신호의 왜곡이 발생한다. 이에 따라, 마지막 캐리 신호(GEC2)는 임의의 파형의 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 임의의 파형의 길이보다 작다. 이러한 현상이 심해지면, 마지막 캐리 신호(GEC3)는 아예 공급되지 않을 수도 있다.
타이밍 컨트롤러(200)는 마지막 캐리 신호(GEC1)의 파형 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형 길이와 동일한 경우 게이트 구동부(120)가 정상적으로 구동하는 것으로 판단한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(200)는 마지막 캐리 신호(GEC2)의 파형 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형 길이보다 작은 경우 또는 마지막 캐리 신호(GEC3)가 공급되지 않는 경우 게이트 구동부(120)가 비정상적으로 구동하는 것으로 판단한다.
타이밍 컨트롤러(200)가 마지막 캐리 신호(GEC)의 파형 길이와 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형 길이를 측정하는 것은 용이하다. 이에 따라, 타이밍 컨트롤러(200)는 마지막 캐리 신호(GEC1~GEC3)의 파형 길이와 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형 길이를 측정하고, 마지막 캐리 신호(GEC1~GEC3)의 파형 길이와 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형 길이를 대비하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
도 6은 본 출원의 일 예에 따른 1 프레임(1 frame) 내 게이트 스타트 신호(GSP), 복수의 캐리 신호(GSC), 마지막 캐리 신호(GEC), 출력 신호(OUT), 및 입력 신호(IN)의 파형도이다.
게이트 스타트 신호(GSP)는 1 프레임(1 frame) 구간의 초기에 라이징(rising)하여, 하이(high) 로직 레벨인 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다. 게이트 스타트 신호(GSP)는 1 프레임(1 frame)의 초기를 제외하고는 제 1 로직 레벨(L1)보다 낮은 로우(low) 로직 레벨인 제 2 로직 레벨(L2)을 갖는다.
복수의 캐리 신호(GSC)는 1 프레임(1 frame) 구간의 초기에 제 2 로직 레벨(L2)을 유지한다. 1 프레임(1 frame) 내에서 게이트 스타트 신호(GSP)가 제 1 로직 레벨(L1)을 갖고, 제 2 로직 레벨(L2)로 폴링(falling)하는 시점부터 제 1 로직 레벨(L1)과 제 2 로직 레벨(L2)을 교번하며, 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는 복수의 펄스(pulse)들을 포함한다. 복수의 캐리 신호(GSC)의 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는 펄스들 각각은 서로 다른 캐리 신호(GSC)의 펄스이다. 게이트 스타트 신호(GSP)가 폴링한 직후 라이징하는 제 1 펄스는 제 1 스테이지가 출력하는 제 1 캐리 신호이며, 제 1 펄스의 다음 번에 출력되는 제 2 펄스는 제 2 스테이지가 출력하는 제 2 캐리 신호이며, 동일한 방식으로 복수의 스테이지에서 출력하는 캐리 신호(GSC)들이 복수의 펄스들로 나타난다. 정상적인 경우, 캐리 신호(GSC)들 각각의 파형의 길이는 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형의 길이와 동일하다.
마지막 캐리 신호(GEC)는 제 2 로직 레벨(L2)을 유지하다가 복수의 캐리 신호(GCS)의 마지막 펄스와 동일한 시점에 제 1 로직 레벨(L1)로 라이징한다. 마지막 캐리 신호(GEC)는 복수의 캐리 신호(GSC)의 마지막 펄스를 의미하므로, 마지막 캐리 신호(GEC)는 복수의 캐리 신호(GSC)의 마지막 펄스와 동일한 값을 갖는다. 정상적인 경우, 마지막 캐리 신호(GEC)의 파형의 길이는 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형의 길이와 동일하다.
출력 신호(OUT)는 데이터 구동부(130)에서 타이밍 컨트롤러(200)로 공급하는 센싱 데이터를 포함한다. 센싱 데이터는 각각의 화소 내 발광 소자의 구동 전압에 관한 정보를 타이밍 컨트롤러(200)로 전달한다.
또한, 출력 신호(OUT)는 게이트 스타트 신호(GSP)의 라이징 에지 시점과 동일한 시점인 제 1 카운팅 시점 및 마지막 캐리 신호(GEC)의 라이징 에지 시점과 동일한 시점인 제 2 카운팅 시점을 포함한다.
제 1 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)는 복수의 캐리 신호(GSC)의 개수를 카운팅하기 시작한다. 또한, 제 1 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)에는 복수의 캐리 신호(GSC)의 정상 출력 여부에 관한 정보를 포함시키기 시작할 수 있다.
제 2 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)는 복수의 캐리 신호(GSC)의 개수를 카운팅하는 작업을 종료한다. 또한, 제 2 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)에는 마지막 캐리 신호(GEC)의 정상 출력 여부에 관한 정보를 포함시킬 수 있다.
제 1 및 제 2 카운팅 시점을 갖는 경우, 출력 신호(OUT)는 타이밍 컨트롤러(200)로 공급되는 센싱 데이터에 복수의 캐리 신호(GSC)의 개수를 카운팅한 정보를 포함시킬 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(200)는 복수의 캐리 신호(GSC) 및 마지막 캐리 신호(GEC)의 정상 출력 여부에 관한 정보를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 타이밍 컨트롤러(200)는 복수의 캐리 신호(GSC)가 출력되지 않는 경우 또는 비정상적인 출력이 발생하는 경우를 용이하게 감지할 수 있다.
입력 신호(IN)는 복수의 캐리 신호(GSC) 또는 마지막 캐리 신호(GEC)에 오류가 발생하지 않는 경우 제 2 로직 레벨(L2)을 유지한다. 입력 신호(IN)가 제 2 로직 레벨(L2)을 유지하는 경우 게이트 구동부(120) 및 타이밍 컨트롤러(200)는 신호의 송수신 및 구동을 현재 상태로 유지한다.
도 6의 내용을 정리하면, 일반적인 노멀(Normal) 구동에서 게이트 드라이버 IC로 구현된 게이트 구동부(120)의 입력으로 공급되는 게이트 스타트 신호(GSP)와 모든 게이트 드라이버 IC의 쉬프트 레지스터(Shift Register)를 통과한 출력 캐리(Carry Out) 신호인 마지막 캐리 신호(GEC)를 타이밍 컨트롤러(200)에서 비교한다. 타이밍 컨트롤러(200)는 비교 결과를 이용하여 게이트 구동부(120)가 정상적으로 구동하는지 판단한다. 타이밍 컨트롤러(200)에서 정상적으로 출력 캐리(Carry Out) 신호가 입력된 것으로 판단하는 경우, 에러 플래그(Error Flag)를 알리는 입력 신호(IN)는 로우(low) 로직 레벨인 제 2 로직 레벨(L2) 상태로 유지된다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 센싱 구간(sensing) 내 게이트 스타트 신호(GSP), 복수의 캐리 신호(GSC), 수직 동기 스타트 신호(VSP), 수직 동기 제어 신호(VSC), 마지막 수직 동기 신호(VEC), 출력 신호(OUT), 및 입력 신호(IN)의 파형도이다.
센싱 구간(sensing)은 복수의 프레임 구간을 포함한다. 센싱 구간(sensing) 동안 하부 기판(111)에 마련된 전체 화소(P)들에 관한 센싱이 수행된다.
게이트 스타트 신호(GSP) 및 복수의 캐리 신호(GSC)는 센싱 구간 내 각각의 프레임에서 복수의 스테이지들을 구동시킨다.
수직 동기 스타트 신호(VSP)는 센싱 구간(sensing)의 시작을 알리는 신호이다. 수직 동기 스타트 신호(VSP)는 센싱 구간(sensing)의 시작 시점에 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다. 수직 동기 스타트 신호(VSP)는 센싱 구간(sensing)의 시작 시점을 제외한 구간에서는 제 2 로직 레벨(L2)을 유지한다.
수직 동기 제어 신호(VSC)는 수직 동기 스타트 신호(VSP)가 폴링하는 직후 시점부터 제 1 수직 구간마다 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다. 수직 동기 제어 신호(VSC)는 데이터 구동부(130)가 하부 기판(111) 내 표시되는 화상을 수직으로 동기화시키는 수직 동기화 시점을 설정한다. 수직 동기 제어 신호(VSC)의 파형의 길이는 수직 동기 스타트 신호(VSP)의 파형의 길이와 동일하다.
마지막 수직 동기 신호(VEC)는 수직 동기 제어 신호(VSC) 중 마지막 펄스와 동일한 펄스를 갖는다. 마지막 수직 동기 신호(VEC)는 펄스 구간에서 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다. 마지막 수직 동기 신호(VEC)는 펄스 구간을 제외한 구간에서 제 2 로직 레벨(L2)을 갖는다. 마지막 수직 동기 신호(VEC)의 파형의 길이는 수직 동기 스타트 신호(VSP)의 파형의 길이와 동일하다.
수직 동기화를 수행하기 위해서는 게이트 신호가 공급되는 것을 전제로 하므로 수직 동기 제어 신호(VSC)는 게이트 구동부(120)의 구동과도 연관된다. 게이트 구동부(120)의 구동을 위하여, 수직 동기 스타트 신호(VSP)에 대응하여 게이트 구동부(120)는 캐리 신호들을 생성하여 복수의 스테이지들을 구동한다.
수직 동기 스타트 신호(VSP) 및 수직 동기 제어 신호(VSC)를 이용하는 경우, 게이트 구동부(120)의 캐리 신호를 이용하여 캐리 신호들에 관한 정보를 이용할 수 있다. 또한, 수직 동기 스타트 신호(VSP)와 마지막 수직 동기 신호(VEC)를 비교하는 경우, 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판별할 수 있다.
본 출원의 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 신호 중 게이트 구동부(120)의 수직 동기화 타이밍을 설정하는 수직 동기 스타트 신호(VSP) 및 수직 동기 스타트 신호(VSP)에 대응하는 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호를 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단한다. 이에 따라, 본 출원의 타이밍 컨트롤러(200)는 매 프레임 구간의 시작마다 정상 구동 여부를 판단할 필요 없이, 센싱 구간(sensing)의 종료 시 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 확인하여 게이트 구동부(120)의 파손을 방지할 수 있다.
도 7의 내용을 정리하면, 순차적 라인 센싱(Sequential Line Sensing)을 수행하는 구동에서는 1 프레임 당 하나의 라인씩 센싱 동작을 수행한다. 따라서, 마지막 라인과 같은 프레임의 모든 라인 센싱 동작이 완료되는 시점에 수직 동기 스타트 신호(VSP)와 대응하는 마지막 출력 캐리(Carry Out) 신호가 출력된다. 타이밍 컨트롤러(200)는 수직 동기 스타트 신호(VSP)와 마지막 캐리 신호를 대비하여 게이트 구동부(120)의 정상 여부를 모니터링하는 작업을 수행한다.
도 8은 본 출원의 다른 예에 따른 센싱 구간(sensing) 내 게이트 스타트 신호(GSP), 복수의 캐리 신호(GSC), 수직 동기 스타트 신호(VSP), 수직 동기 제어 신호(VSC), 마지막 수직 동기 신호(VEC), 출력 신호(OUT), 및 입력 신호(IN)의 파형도이다.
본 출원의 다른 예에서는 수직 동기 스타트 신호(VSP)가 센싱 구간(sensing)의 시작 지점뿐만 아니라, 센싱 구간(sensing)의 중간 지점에도 위치한다.
수직 동기 스타트 신호(VSP)를 센싱 구간(sensing)의 중간 지점에서 공급받은 경우, 수직 동기 스타트 신호에 대응하는 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호 역시 출력되어 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다. 이에 따라, 마지막 수직 동기 신호(VEC) 역시 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다.
출력 신호(OUT)는 게이트 스타트 신호(GSP)의 라이징 에지 시점과 동일한 시점인 제 1 카운팅 시점 및 마지막 수직 동기 신호(VEC)의 라이징 에지 시점과 동일한 시점인 제 2 카운팅 시점을 포함한다.
제 1 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)는 복수의 캐리 신호(GSC) 및 수직 동기 신호(VSC)의 개수를 카운팅하기 시작한다. 또한, 제 1 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)에는 복수의 캐리 신호(GSC) 및 수직 동기 신호(VSC)의 정상 출력 여부에 관한 정보를 포함시키기 시작할 수 있다.
제 2 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)는 복수의 캐리 신호(GSC) 및 수직 동기 신호(VSC)의 개수를 카운팅하는 작업을 종료한다. 또한, 제 2 카운팅 시점에서, 출력 신호(OUT)에는 마지막 수직 동기 신호(VEC)의 정상 출력 여부에 관한 정보를 포함시킬 수 있다.
본 출원의 다른 예에 따른 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 신호 중 게이트 구동부(120)의 수직 동기화 타이밍을 설정하는 수직 동기 스타트 신호(VSP)의 출력 타이밍과 수직 동기 스타트 신호(VSP)에 대응하는 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호의 출력 타이밍을 일치시킨다. 또한, 타이밍 컨트롤러(200)는 마지막 캐리 신호를 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단한다.
마지막 캐리 신호의 출력 타이밍은 마지막 수직 동기 신호(VEC)의 출력 타이밍과 일치한다. 이에 따라, 마지막 수직 동기 신호(VEC)를 이용하여 마지막 캐리 신호의 출력 타이밍을 설정할 수 있고, 마지막 캐리 신호만을 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 타이밍 컨트롤러(200)가 판단할 수 있다.
도 8의 내용을 정리하면, 무작위 라인 센싱(Random Line Sensing) 구동에서는 1 프레임에 하나의 라인씩 센싱을 수행하며, 센싱하는 라인의 순서가 순차적이지 않다. 따라서 모든 라인을 센싱하는 1 사이클(1 cycle)을 수행한 후 다시 수직 동기 스타트 신호(VSP)가 입력될 때, 마지막 라인의 마지막 캐리 신호의 출력 타이밍을 일치시킨다.
도 9는 본 출원의 일 예에 따른 1 프레임(1 frame) 내 게이트 스타트 신호(GSP), 복수의 캐리 신호(GSC), 제 1 고장이 발생한 마지막 캐리 신호(GEC), 출력 신호(OUT), 및 입력 신호(IN)의 파형도이다. 도 10은 본 출원의 일 예에 따른 1 프레임(1 frame) 내 게이트 스타트 신호(GSP), 복수의 캐리 신호(GSC), 제 2 고장이 발생한 마지막 캐리 신호(GEC), 출력 신호(OUT), 및 입력 신호(IN)의 파형도이다.
제 1 고장의 경우, 마지막 캐리 신호(GEC)의 파형의 길이가 게이트 스타트 신호(GSP)의 파형의 길이보다 짧다. 제 2 고장의 경우, 마지막 캐리 신호(GEC)가 출력되지 않고 1 프레임(1 frame) 구간 내 제 2 로직 레벨(L2)을 유지한다.
타이밍 컨트롤러(200)는 마지막 캐리 신호(GEC)에 관한 정보를 출력 신호(OUT)에 의해 공급받아 마지막 캐리 신호(GEC)가 비정상적인 것을 감지할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200)는 제 1 고장 또는 제 2 고장이 발생한 경우, 입력 신호(IN)를 변경하여 게이트 구동부(120)로 공급한다. 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)가 비정상적으로 구동하는 경우 하이 로직 레벨인 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다.
이에 따라, 게이트 구동부(120)는 제 1 로직 레벨(L1)의 입력 신호(IN)를 공급받는 경우 자신의 구동에 이상이 있음을 용이하게 알 수 있다. 따라서, 게이트 구동부(120)의 심각한 손상 또는 다른 구성 요소로의 고장의 전이를 방지할 수 있다.
도 9 및 도 10의 내용을 정리하면, 임의의 게이트 라인에 충격(Damage)에 의한 파손이 발생했을 경우 마지막 캐리 신호(GEC)가 비정상적으로 출력된다. 이 때 에러 플래그(Error Flag)를 포함하는 입력 신호(IN)를 타이밍 컨트롤러(200)에 공급하여 동작을 제어한다. 특히, 특정한 게이트 라인의 연결이 끊어진 경우 마지막 캐리 신호(GEC)가 출력되지 않는다. 이 경우, 다음 프레임의 게이트 스타트 신호(GSP) 또는 수직 동기 스타트 신호(VSP)가 공급되기 전 시점까지 마지막 캐리 신호(GEC)에 해당하는 출력 캐리(Carry Out) 신호가 출력되지 않는 경우, 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 구동부(120)에 고장이 발생한 상태로 판단하고 에러 플래그 정보를 포함하는 입력 신호(IN)를 발생시킨다.
도 11은 본 출원의 또 다른 예에 따른 센싱 구간 내 복수의 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4), 마지막 캐리 신호(GEC), 출력 신호(OUT), 및 입력 신호(IN)의 파형도이다.
본 출원의 또 다른 예는 게이트 구동부(120)가 4상 게이트 인 패널(Gate In Panel, GIP) 회로로 구현된 경우를 예시하였다. 게이트 인 패널 회로에서는 복수의 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4)를 갖는다. 복수의 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4)은 중첩되지 않고 순차적으로 제 1 로직 레벨(L1)을 갖는다.
이와 같이, 게이트 구동부(120)는 복수의 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4)를 출력하는 경우에는 별도의 게이트 스타트 신호가 없다. 이 경우, 타이밍 컨트롤러(200)는 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4) 중 첫 번째 게이트 클럭 신호(GCLK1)의 첫 번째 파형 및 복수의 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4) 중 마지막 게이트 클럭 신호(GCLK4)의 마지막 파형 직후에 생성되는 마지막 캐리 신호(GEC)를 이용하여 게이트 구동부(120)의 정상 구동 여부를 판단한다.
이에 따라, 복수의 게이트 클럭 신호(GCLK1~GCLK4)를 이용하여 구동하는 게이트 인 패널 회로로 구현된 게이트 구동부(120)의 동작 이상 유무 역시 마지막 캐리 신호(GEC)를 이용하여 감지할 수 있다.
도 11의 내용을 정리하면, 게이트 인 패널 방식으로 구현된 게이트 구동부(120)의 경우, 각각의 스캔 신호, 센싱 신호, 및 캐리 신호를 담당하는 게이트 클럭을 복수 개 생성하여 구동한다. 마지막 라인에 공급되는 게이트 클럭 이후 마지막 캐리 신호가 출력 된다. 마지막 캐리 신호를 확인하는 경우, 게이트 구동부(120)의 구동의 에러 여부를 확인할 수 있으며, 불량이 발생한 경우 상술한 방법과 동일한 방법으로 파형의 길이를 비교하여 확인할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 생산 과정에서 게이트 구동부 관련 불량을 사전에 검출할 수 있고 자동화 검출을 통해 생산성을 개선할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 제품 완성 후 게이트 구동부에서 진행성 문제가 발생하는 경우를 감지하여 사용자가 불량 현상을 인지하기 전에 문제를 검출하고 방지할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 게이트 구동부의 손상에 의한 불량 발생 시 생길 수 있는 표시 패널 및 회로 부품의 손상을 사전에 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 이 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
110: 표시 패널 111: 하부 기판
112: 상부 기판 120: 게이트 구동부
121: 제 1 게이트 구동부 122: 제 2 게이트 구동부
130: 데이터 구동부 131: 소스 드라이버 IC
140: 연성필름 150: 인쇄회로보드
160: 연결부 170: 세트
200: 타이밍 컨트롤러 300: 호스트 시스템

Claims (10)

  1. 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 신호 중 게이트 구동부의 구동 시작 타이밍을 설정하는 게이트 스타트 신호의 파형 길이와, 상기 게이트 구동부에서 출력하는 복수의 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호의 파형 길이를 비교하여 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는,
    상기 게이트 스타트 신호를 생성하고, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단하는 신호인 입력 신호를 공급받는 제 1 게이트 구동부; 및
    상기 제 1 게이트 구동부로부터 상기 게이트 스타트 신호를 공급받고, 상기 복수의 캐리 신호를 생성하는 제 2 게이트 구동부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부에 관한 정보를 포함하는 출력 신호를 상기 게이트 구동부 또는 상기 데이터 구동부로부터 공급받는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 마지막 캐리 신호의 파형 길이가 상기 게이트 스타트 신호의 파형 길이와 동일한 경우 상기 게이트 구동부가 정상적으로 구동하는 것으로 판단하고,
    상기 마지막 캐리 신호의 파형 길이가 상기 게이트 스타트 신호의 파형 길이보다 작은 경우 또는 상기 마지막 캐리 신호가 공급되지 않는 경우 상기 게이트 구동부가 비정상적으로 구동하는 것으로 판단하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부에 관한 정보를 포함하는 입력 신호를 생성하여 상기 게이트 구동부에 공급하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력 신호는,
    상기 게이트 구동부가 비정상적으로 구동하는 경우 하이 로직 레벨인 제 1 로직 레벨을 갖는 표시 장치.
  7. 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 신호 중 게이트 구동부의 구동 시작 타이밍을 설정하는 게이트 스타트 신호의 파형과, 상기 게이트 구동부에서 출력하는 복수의 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호의 파형을 이용하여 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 게이트 스타트 신호의 라이징 에지 시점과 동일한 시점인 제 1 카운팅 시점; 및
    상기 마지막 캐리 신호의 라이징 에지 시점과 동일한 시점인 제 2 카운팅 시점을 이용하는 표시 장치.
  8. 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 신호 중 게이트 구동부의 수직 동기화 타이밍을 설정하는 수직 동기 스타트 신호 및 상기 수직 동기 스타트 신호에 대응하는 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호를 이용하여 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단하는 표시 장치.
  9. 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 신호 중 게이트 구동부의 수직 동기화 타이밍을 설정하는 수직 동기 스타트 신호의 출력 타이밍과 상기 수직 동기 스타트 신호에 대응하는 캐리 신호 중 마지막 캐리 신호의 출력 타이밍을 일치시키고, 상기 마지막 캐리 신호를 이용하여 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단하는 표시 장치.
  10. 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인이 배치되고, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 복수의 화소들을 갖는 표시 패널;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 구동부에 출력하는 복수의 게이트 클럭 신호 중, 첫 번째 게이트 클럭 신호의 첫 번째 파형과 상기 게이트 구동부로부터 출력되는 마지막 캐리 신호를 비교하여 상기 게이트 구동부의 정상 구동 여부를 판단하는 표시 장치.
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