KR102522267B1 - 데이터 드라이버, 표시장치 및 표시장치의 구동 방법 - Google Patents

데이터 드라이버, 표시장치 및 표시장치의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 데이터 드라이버에 포함된 소스 드라이버 집적회로의 발열을 감소시킬 수 있는 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것으로서, 영상 데이터의 패턴에 따라 영상 데이터의 입력 주파수보다 높은 주파수를 출력 주파수로 설정하고 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 설정된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터를 출력함으로써, 하나의 영상 프레임 구간에서 블랭크 구간의 길이를 확장할 수 있도록 한다. 이를 통해, 소스 드라이버 집적회로의 온도 증가를 저하시키며 소스 드라이버 집적회로의 발열로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.

Description

데이터 드라이버, 표시장치 및 표시장치의 구동 방법{DATA DRIVER, DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}
본 실시예들은 표시장치와 그 구동 방법 및 표시장치에 포함된 데이터 드라이버에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 표시장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 다양한 유형의 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는, 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인이 배치되고 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀이 배치된 표시패널과, 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버와, 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 구동하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이러한 표시장치는, 게이트 드라이버에 의해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 드라이버가 각각의 서브픽셀로 데이터 전압을 공급하며, 서브픽셀이 데이터 전압에 따른 계조를 표현하여 영상을 표시하게 된다.
여기서, 데이터 드라이버는, 다수의 소스 드라이버 집적회로로 구성될 수 있으며, 소스 드라이버 집적회로는 각각의 소스 드라이버 집적회로에 연결되는 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급한다.
이때, 소스 드라이버 집적회로의 출력은 포지티브 전압과 네거티브 전압으로 스윙하게 되며, 스윙하는 구간에서 소스 드라이버 집적회로의 발열이 심하게 발생하게 된다.
이러한 소스 드라이버 집적회로의 발열은 표시패널에서 화상 이상으로 나타날 수 있으며, 표시패널의 면적이 증가할수록 표시패널 내 로드가 증가하여 소스 드라이버 집적회로의 발열이 더욱 심하게 발생하는 문제점이 존재한다.
본 실시예들의 목적은, 데이터 드라이버를 구성하는 소스 드라이버 집적회로의 구동시 발생하는 발열을 감소시킬 수 있는 표시장치와 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 실시예들의 목적은, 표시패널을 통해 표시되는 영상 데이터에 따른 소스 드라이버 집적회로의 온도 차이를 감소시킬 수 있는 표시장치와 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인 및 다수의 서브픽셀이 배치된 표시패널과, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버와, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 구동하며 영상 데이터의 입력 주파수를 가변하여 출력하는 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공한다.
이러한 표시장치의 컨트롤러는, 영상 데이터를 입력받고 입력받은 영상 데이터의 패턴을 확인하며 영상 데이터의 패턴에 따라 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러는, 영상 데이터의 패턴이 영상 데이터에서 특정 색상이 차지하는 비율이 기설정된 비율 이상인 패턴이면 가변된 출력 주파수를 설정할 수 있다.
또한, 컨트롤러는, 영상 데이터의 입력 주파수의 N배에 해당하는 주파수를 출력 주파수로 설정할 수 있으며, 이때 N은 1보다 큰 값일 수 있다.
컨트롤러는, 가변된 출력 주파수에 따라 데이터 드라이버가 데이터 전압을 출력하도록 제어한다.
또는, 컨트롤러는, 다수의 게이트 라인 중 일부 게이트 라인이 구동되도록 제어하고, 데이터 드라이버가 구동되는 게이트 라인에 의해 구동되는 서브픽셀로 인가되는 데이터 전압만 출력하도록 제어할 수도 있다.
데이터 드라이버는, 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력하며, 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 출력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력할 수 있다.
이때, 데이터 드라이버는, 하나의 영상 프레임의 영상 데이터를 메모리에 저장하고 출력 주파수에 맞춰 메모리에 저장된 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 각각의 데이터 라인으로 출력할 수 있다.
영상 데이터의 입력 주파수에 대한 출력 주파수의 비가 커질수록 데이터 드라이버가 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 데이터 전압을 출력하는 구간의 길이가 짧아질 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 영상 데이터를 입력받고 입력받은 영상 데이터의 패턴을 확인하는 단계와, 영상 데이터의 패턴에 따라 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정하는 단계와, 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 가변된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법을 제공한다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 하나의 영상 프레임의 영상 데이터를 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 전압 변환부와, 데이터 전압을 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수에 맞춰 데이터 라인으로 출력하는 데이터 전압 출력부를 포함하는 데이터 드라이버를 제공한다.
본 실시예들에 의하면, 영상 데이터의 패턴에 따라 영상 데이터의 입력 주파수보다 높은 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터를 출력함으로써, 하나의 영상 프레임 구간에서 소스 드라이버 집적회로의 블랭크 구간을 확장할 수 있도록 한다.
본 실시예들에 의하면, 영상 프레임 구간에서 소스 드라이버 집적회로의 블랭크 구간을 확장함으로써, 소스 드라이버 집적회로의 출력이 스윙하는 구간을 감소시켜 소스 드라이버 집적회로의 발열을 감소시킬 수 있도록 한다.
본 실시예들에 의하면, 영상 데이터의 패턴에 따른 소스 드라이버 집적회로의 온도 차이를 감소시켜줌으로써, 소스 드라이버 집적회로의 발열로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 표시장치에서 소스 드라이버 집적회로의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 표시장치에서 데이터 드라이버와 컨트롤러의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 표시장치에서 소스 드라이버 집적회로의 구동 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 표시장치에서 소스 드라이버 집적회로의 출력의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 표시장치에서 소스 드라이버 집적회로의 출력에 따른 영상 데이터 출력의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 표시장치에서 소스 드라이버 집적회로의 구동에 따른 온도를 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 표시장치에서 컨트롤러의 다른 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 표시장치에서 소스 드라이버 집적회로의 구동에 따른 온도를 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예들에 따른 표시장치의 구동 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 배치된 다수의 서브픽셀을 포함하는 표시패널(110)을 포함한다. 또한, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(120)와, 다수의 데이터 라인(DL)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버(130)와, 게이트 드라이버(120)와 데이터 드라이버(130)의 구동을 제어하는 컨트롤러(140)를 포함한다.
게이트 드라이버(120)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호(게이트 신호)를 순차적으로 공급함으로써 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
게이트 드라이버(120)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라 온(ON) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 게이트 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
게이트 드라이버(120)는, 구동 방식에 따라 표시패널(110)의 일측에만 위치할 수도 있고, 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 드라이버(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(110)에 직접 배치될 수 있다.
또한, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있으며, 표시패널(110)과 연결된 필름상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 드라이버(130)는, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 공급함으로써 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
데이터 드라이버(130)는, 특정 게이트 라인(GL)이 열리면 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)에 공급함으로써 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
데이터 드라이버(130)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각 소스 드라이버 집적회로는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로의 일단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타단은 표시패널(110)에 본딩된다.
컨트롤러(140)는, 게이트 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급하여, 게이트 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(130)를 제어한다.
이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하는 것 이외에, 게이트 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호(CLK) 등의 타이밍 신호를 입력받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 게이트 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(130)로 출력한다.
예를 들어, 컨트롤러(140)는, 게이트 드라이버(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 게이트 신호의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 드라이버(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 드라이버(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 소스 드라이버 집적회로가 본딩된 소스 인쇄회로기판과 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.
이러한 컨트롤 인쇄회로기판에는, 표시패널(110), 게이트 드라이버(120) 및 데이터 드라이버(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러(미도시)가 더 배치될 수 있다. 이러한 전원 컨트롤러는 전원 관리 집적회로(Power Management IC)라고도 한다.
도 2는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 데이터 드라이버(130)가 다수의 소스 드라이버 집적회로를 포함하여 구성되는 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 데이터 드라이버(130)는, 다수의 소스 드라이버 집적회로를 포함하고, 각각의 소스 드라이버 집적회로를 통해 표시패널(110)에 배치된 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.
소스 드라이버 집적회로는 일단이 소스 인쇄회로기판에 본딩되고 타단이 표시패널(110)에 본딩된 필름 상에 배치될 수 있다.
각각의 소스 드라이버 집적회로는, 컨트롤러(140)로부터 출력된 제어 신호와 영상 데이터에 따라 각각의 소스 드라이버 집적회로에 연결된 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 공급하여 영상이 표시되도록 한다.
이러한 소스 드라이버 집적회로는, 컨트롤러(140)가 영상 데이터를 출력하는 주파수에 맞춰 동작하게 되며 영상 데이터를 출력하는 구간 사이에 블랭크 구간을 포함한다.
이때, 블랭크 구간은 영상 데이터를 출력하는 구간에 비하여 짧은 구간으로 구성되며, 영상 데이터를 출력하는 구간에서 소스 드라이버 집적회로는 포지티브 전압과 네거티브 전압 사이를 스윙하게 된다. 그리고, 소스 드라이버 집적회로의 출력이 스윙하는 동안 소스 드라이버 집적회로는 발열이 심하여 온도가 증가하게 된다.
이러한 소스 드라이버 집적회로의 온도 증가는 출력되는 데이터 전압에 영향을 주어 표시패널(110)에 화상 이상이 나타나게 할 수 있으며, 표시패널(110)의 면적이 커질수록 표시패널(110) 내 로드가 증가하여 소스 드라이버 집적회로의 발열이 더욱 심해지는 문제점이 존재한다.
본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 컨트롤러(140)에서 출력하는 영상 데이터에 따라 영상 데이터의 출력 주파수를 가변해줌으로써 소스 드라이버 집적회로의 온도 증가를 저하시킬 수 있는 표시장치(100)와 그 구동 방법을 제공한다.
도 3은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 영상 데이터에 따라 출력 주파수를 가변하는 컨트롤러(140)의 구성을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 컨트롤러(140)는, 외부로부터 영상 데이터를 수신하는 영상 데이터 수신부(141)와, 영상 데이터의 출력 주파수를 설정하는 프레임 주파수 설정부(142)와, 데이터 드라이버(130)로 영상 데이터와 제어 신호를 출력하는 데이터 드라이버 제어부(143)를 포함할 수 있다.
영상 데이터 수신부(141)는, 외부로부터 영상 데이터를 수신하고 수신된 영상 데이터와 입력 주파수를 프레임 주파수 설정부(142)로 전달한다.
프레임 주파수 설정부(142)는, 영상 데이터 수신부(141)로부터 전달받은 영상 데이터와 영상 데이터의 입력 주파수를 확인한다.
이때, 프레임 주파수 설정부(142)는, 입력 주파수에 따라 영상 데이터가 출력되도록 제어할 수도 있으나, 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정하고 가변된 출력 주파수에 따라 영상 데이터가 출력되도록 제어할 수 있다.
일 예로, 입력된 영상 데이터의 입력 주파수가 60Hz인 경우 입력 주파수의 N(N은 1보다 큰 실수)배에 해당하는 주파수인 75Hz, 90Hz, 105Hz, 120Hz 등을 출력 주파수로 설정할 수 있다.
데이터 드라이버 제어부(143)는, 프레임 주파수 설정부(142)에 의해 가변된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터가 출력되도록 데이터 드라이버(130)를 제어한다.
따라서, 영상 데이터의 수는 동일한 상태에서 입력 주파수의 N배에 해당하는 출력 주파수로 영상 데이터를 출력하므로, 데이터 드라이버(130)에서 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력하는 구간은 짧아지게 된다.
이에 따라, 데이터 드라이버(130)에서의 출력이 스윙하는 구간은 짧아지고 상대적으로 블랭크 구간의 길이가 길어지게 된다.
즉, 데이터 드라이버(130)가 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 출력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안만 데이터 전압을 출력하므로, 블랭크 구간이 길어지게 되며 블랭크 구간이 길어짐에 따라 데이터 드라이버(130)의 소스 드라이버 집적회로의 발열을 감소시킬 수 있게 된다.
그리고, 소스 드라이버 집적회로의 발열을 감소시킴으로써, 소스 드라이버 집적회로의 온도 증가와 온도 증가로 인한 화상을 방지할 수 있도록 한다.
프레임 주파수 설정부(142)는, 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정함에 있어서, 수신된 영상 데이터의 패턴에 따라 출력 주파수를 가변할지 여부를 결정할 수 있다.
일 예로, 프레임 주파수 설정부(142)는, 영상 데이터의 패턴을 확인하고 영상 데이터의 패턴이 온도가 높은 패턴에 해당하는 경우 출력 주파수를 가변하여 설정한다.
여기서, 온도가 높은 패턴은 1H류 영상, 단색 패턴, 화이트 성분이 많은 영상 등이 있다.
1H류 영상은 서브픽셀의 행별로 화이트와 블랙이 반복되는 영상을 의미한다. 단색 패턴은 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B) 성분이 많은 영상을 의미하며, 화이트 성분이 많은 영상은 화이트 성분이 전체 영상 데이터에서 차지하는 비율이 높은 영상을 의미한다.
즉, 화이트, 블랙, 레드(R), 그린(G) 또는 블루(B) 등과 같이 특정 성분이 전체 영상 데이터에서 차지하는 비율이 높은 경우에는, 해당 색상을 표현하기 위해 높은 데이터 전압이 인가되므로 소스 드라이버 집적회로의 발열이 심하게 발생할 수 있다.
따라서, 프레임 주파수 설정부(142)는, 영상 데이터의 패턴을 분석하여 온도가 높은 패턴으로 확인된 경우에는 출력 주파수를 가변하여 소스 드라이버 집적회로의 출력 구간 중 블랭크 구간을 확장시켜줌으로써 소스 드라이버 집적회로의 발열을 감소시킬 수 있도록 한다.
또한, 온도가 높지 않은 패턴인 경우에는 영상 데이터의 입력 주파수에 따라 영상 데이터가 출력되도록 하여, 표시되는 영상이 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 유지될 수 있도록 한다.
이러한 컨트롤러(140)에 의해 가변된 출력 주파수에 따라 영상 데이터를 출력하는 데이터 드라이버(130)는, 메모리(131)와, 데이터 전압 변환부(132)와, 데이터 전압 출력부(133)를 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(130)이 메모리(131)는, 컨트롤러(140)로부터 수신된 하나의 영상 프레임의 영상 데이터를 저장한다. 그리고, 데이터 전압 변환부(132)는, 메모리(131)에 저장된 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다.
데이터 전압 출력부(133)는, 데이터 전압 변환부(132)에 의해 변환된 데이터 전압을 컨트롤러(140)로부터 수신된 출력 주파수의 타이밍에 맞춰 데이터 라인(DL)으로 출력한다.
따라서, 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수를 가변하지 않고 출력 주파수로 출력한 경우에는, 데이터 전압 출력부(133)가 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 데이터 라인(DL)으로 출력한다.
그리고, 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수를 가변하여 출력 주파수를 설정한 경우에는, 데이터 전압 출력부(133)가 가변된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력한다.
즉, 데이터 전압 출력부(133)는, 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 출력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 데이터 전압을 출력한다.
이에 따라, 동일한 시간 구간 동안 데이터 전압 출력부(133)가 데이터 전압을 출력하는 시간 구간은 짧아지게 되고, 블랭크 구간이 상대적으로 길어지게 된다.
블랭크 구간이 길어짐에 따라 데이터 드라이버(130)의 온도 증가가 저하되며 데이터 드라이버(130)의 발열을 방지하여 안정적인 영상 구동이 수행될 수 있도록 한다.
도 4는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 데이터 드라이버(130)가 컨트롤러(140)에 의해 변경된 출력 주파수에 따라 구동하는 타이밍을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, Vdata는 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수를 그대로 출력 주파수로 적용한 경우에 데이터 드라이버(130)의 출력을 나타낸 것이다.
컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수와 동일하게 출력 주파수를 설정한 경우에는, 데이터 드라이버(130)가 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 데이터 전압을 출력한다.
따라서, 데이터 드라이버(130)의 블랭크 구간은 구동 구간에 비하여 짧은 시간으로 유지되며, 구동 구간 동안 데이터 드라이버(130)의 심한 발열이 발생할 수 있다.
Vdata'는 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정한 경우에 데이터 드라이버(130)의 출력을 나타낸 것이다.
컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수를 가변하여 출력 주파수를 설정하면, 데이터 드라이버(130)는 가변된 출력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 데이터 전압을 출력한다.
따라서, 데이터 드라이버(130)가 데이터 전압을 출력하는 구동 구간이 짧아지게 되며, 상대적으로 블랭크 구간의 길이가 길어지게 된다.
블랭크 구간을 길게 설정함으로써 데이터 드라이버(130)의 온도 증가를 감소시킬 수 있도록 하며, 영상 데이터의 패턴에 따라 출력 주파수의 가변 여부를 결정함으로써 영상 데이터의 패턴에 따른 데이터 드라이버(130)의 온도 차이를 감소시킬 수 있도록 한다.
도 4는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 컨트롤러(140)가 출력 주파수를 가변하는 구체적인 예시와 그에 따른 데이터 드라이버(130)의 출력 파형의 예시를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 영상 데이터의 입력 주파수가 60Hz인 경우 하나의 영상 프레임의 시간 구간은 16ms가 된다.
컨트롤러(140)가 영상 데이터의 출력 주파수를 입력 주파수와 동일한 60Hz로 설정한 경우에는, 데이터 드라이버(130)가 하나의 영상 프레임 구간 중 15.4ms 동안 데이터 전압을 출력하게 된다. 그리고, 0.6ms의 블랭크 구간이 영상 프레임 구간 사이에 존재한다.
컨트롤러(140)가 영상 데이터의 출력 주파수를 입력 주파수의 두 배인 120Hz로 가변한 경우에는, 데이터 드라이버(130)가 하나의 영상 프레임 구간 중 120Hz에서 하나의 영상 프레임에 해당하는 시간 구간인 8ms 동안 데이터 전압을 출력한다.
따라서, 하나의 영상 프레임의 시간 구간은 60Hz로 설정된 상태이고 데이터 드라이버(130)는 120Hz로 가변된 출력 주파수에 맞춰 데이터 전압을 출력하므로, 데이터 드라이버(130)가 영상 데이터를 출력하는 시간 구간은 짧아지게 된다.
즉, 16ms의 시간 구간에서 8ms 동안 데이터 전압을 출력하므로 나머지 8ms 동안 블랭크 구간이 유지되며, 출력 주파수를 입력 주파수와 동일하게 설정한 경우에 비하여 7.4ms의 블랭크 구간을 더 확보할 수 있게 된다.
하나의 영상 프레임의 시간 구간에서 데이터 드라이버(130)의 출력이 스윙하는 구간은 짧아지고 블랭크 구간은 길어지므로, 데이터 드라이버(130)의 온도 증가를 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한다.
도 6은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 컨트롤러(140)에 의해 출력 주파수가 가변된 경우 출력되는 영상 데이터의 예시를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(140)에 의해 영상 데이터의 출력 주파수가 입력 주파수와 동일한 60Hz로 설정된 경우, 데이터 드라이버(130)는 60Hz에 해당하는 시간 구간 중 15.4ms 동안 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력한다.
컨트롤러(140)에 의해 영상 데이터의 출력 주파수가 입력 주파수보다 높은 120Hz로 설정된 경우, 데이터 드라이버(130)는 60Hz에 해당하는 시간 구간에서 120Hz에 해당하는 시간 구간인 8ms 동안 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력한다.
데이터 드라이버(130)가 입력 주파수보다 높은 120Hz에 맞춰 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력하므로, 하나의 영상 프레임 구간에서 표시하고자 하는 영상 데이터는 8ms 동안 표시될 수 있다.
그리고, 60Hz에 해당하는 시간인 16ms에서 나머지 8ms는 블랭크 구간으로 유지할 수 있다.
따라서, 데이터 드라이버(130)는, 입력 주파수보다 높게 설정된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력하므로, 하나의 영상 프레임의 영상 데이터를 더 짧은 시간 동안 표시할 수 있게 된다.
하나의 영상 프레임 구간에서 영상 데이터가 표시되는 시간이 짧아지므로 블랭크 구간이 확장될 수 있다.
즉, 컨트롤러(140)의 출력 주파수 가변을 통해 하나의 영상 프레임 구간에서 영상 데이터를 모두 표시하면서, 블랭크 구간을 가변하여 데이터 드라이버(130)의 발열 현상에 따른 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
도 7은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 컨트롤러(140)에 의해 영상 데이터의 출력 주파수를 가변한 경우 데이터 드라이버(130)의 각 소스 드라이버 집적회로의 온도를 측정한 결과를 나타낸 것으로서, 도 2에 도시된 12개의 소스 드라이버 집적회로의 온도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수와 동일한 주파수를 출력 주파수로 설정한 경우를 일반 구동(Normal 구동)이라 하고, 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정한 경우를 블랭크 확장 구동(Blank 확장 구동)으로 나타낸다.
일반 구동에서 데이터 드라이버(130)에 포함된 각각의 소스 드라이버 집적회로의 온도는 102℃에서 109℃까지 측정되며, 그 평균 온도가 104.75℃인 것을 알 수 있다.
반면, 블랭크 확장 구동에서 데이터 드라이버(130)에 포함된 각각의 소스 드라이버 집적회로의 온도는 93℃에서 99℃까지 측정되어 모두 100℃보다 낮은 것을 알 수 있으며, 그 평균 온도도 96.25℃로서 일반 구동에 비하여 10℃ 가까이 낮아진 것을 확인할 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 블랭크 확장 구동시 일반 구동에 비하여 소스 드라이버 집적회로의 온도 증가를 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 영상 데이터의 패턴에 따라 영상 데이터의 출력 주파수를 가변함으로써, 온도가 높은 패턴에 해당하는 영상 데이터가 출력되는 경우와 온도가 낮은 패턴에 해당하는 영상 데이터가 출력되는 경우 소스 드라이버의 온도 차이도 감소시켜줄 수 있도록 한다.
한편, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 표시패널(110)에서 구동되는 서브픽셀의 행을 감소시켜줌으로써, 데이터 드라이버(130)의 소스 드라이버 집적회로의 발열을 감소시킬 수도 있다.
도 8은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 컨트롤러(140)의 다른 구성을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버 제어부(143)를 통해 데이터 드라이버(130)의 출력을 제어하며, 게이트 드라이버 제어부(144)를 통해 게이트 드라이버(120)의 게이트 라인(GL) 구동을 제어할 수 있다.
게이트 드라이버 제어부(144)는, 게이트 드라이버(120)가 표시패널(110)에 배치된 게이트 라인(GL) 중 일부 게이트 라인(GL)만 구동되도록 제어할 수 있다.
일 예로, 게이트 드라이버 제어부(144)는, 표시패널(110)에 2160개의 게이트 라인(GL)이 배치된 경우 600개의 게이트 라인(GL)만 구동되도록 제어할 수 있다.
이러한 경우, 데이터 드라이버 제어부(143)는, 데이터 드라이버(130)를 제어하여 데이터 드라이버(130)가 구동되는 게이트 라인(GL)에 의해 구동되는 서브픽셀만 데이터 전압을 출력하게 된다.
데이터 드라이버(130)가 데이터 전압을 공급하는 서브픽셀 행의 수가 감소하므로 하나의 영상 프레임 구간 동안 블랭크 구간이 길어지게 되며, 데이터 드라이버(130)의 온도 증가를 감소시킬 수 있도록 한다.
도 9는 도 8의 표시장치(100)에서의 컨트롤러(140)에 의해 데이터 드라이버(130)가 구동되는 경우 데이터 드라이버(130)의 온도 변화를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 컨트롤러(140)가 2160개의 서브픽셀 행을 구동하도록 제어하는 경우 블랭크 구간의 길이는 666.67㎛이며, 이때 데이터 드라이버(130)의 온도는 121.8℃로 측정된 것을 나타낸다.
컨트롤러(140)가 2160개의 서브픽셀 행 중 600개의 서브픽셀 행을 구동하는 경우 블랭크 구간의 길이는 12222.22㎛로 증가하며, 이때 데이터 드라이버(130)의 온도는 76℃로 측정된 것을 알 수 있다.
따라서, 컨트롤러(140)가 구동하는 서브픽셀 행을 감소시킬수록 데이터 드라이버(130)의 블랭크 구간을 확장되며, 블랭크 구간이 확장됨에 따라 데이터 드라이버(130)의 온도 증가를 감소시킬 수 있다.
즉, 본 실시예들에 의하면, 데이터 드라이버(130)의 영상 데이터 출력 주파수 제어뿐만 아니라 게이트 드라이버(120)와 데이터 드라이버(130)의 구동 제어를 통해 하나의 영상 프레임 구간에서 블랭크 구간을 확장할 수 있도록 한다.
하나의 영상 프레임 구간에서 영상 데이터를 표시하며 블랭크 구간을 확장할수 있도록 함으로써, 데이터 드라이버(130)의 온도 증가를 감소시키고 데이터 드라이버(130)의 발열로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
도 10은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구동 방법의 과정을 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는 영상 데이터를 수신하고(S1000) 수신된 영상 데이터의 패턴을 확인한다(S1100).
표시장치(100)는 수신된 영상 데이터의 패턴이 특정 패턴에 해당하는지 여부를 확인하고(S1020), 특정 패턴에 해당하면 영상 데이터의 입력 주파수를 가변하여 출력 주파수를 설정한다(S1030).
이때, 영상 데이터의 패턴이 특정 패턴에 해당하는지 여부는 영상 데이터에서 특정 색상이 차지하는 비율이 기설정된 비율 이상인 경우 특정 패턴에 해당하는 것으로 볼 수 있다.
그리고, 가변된 출력 주파수는 영상 데이터의 입력 주파수의 N배에 해당하는 주파수로 설정될 수 있으며, N은 1보다 큰 값일 수 있다.
표시장치(100)는 하나의 영상 프레임의 영상 데이터를 메모리(131)에 저장하고(S1040), 가변된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터를 출력한다(S1050).
영상 데이터의 패턴이 특정 패턴에 해당하지 않는 경우에는, 영상 데이터의 입력 주파수에 맞춰 영상 데이터를 출력한다(S1060).
본 실시예들에 의하면, 영상 데이터의 패턴에 따라 영상 데이터의 입력 주파수보다 높은 주파수를 출력 주파수로 설정하고, 설정된 출력 주파수에 맞춰 영상 데이터를 출력하여 하나의 영상 프레임 구간에서 블랭크 구간이 확장될 수 있도록 한다.
하나의 영상 프레임 구간에서 블랭크 구간이 확장되므로 데이터 드라이버(130)의 발열을 감소시킬 수 있도록 하며, 데이터 드라이버(130)의 발열로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 영상 데이터의 패턴에 따라 출력 주파수를 가변함으로써, 온도가 높은 패턴의 영상 데이터 출력시와 온도가 낮은 패턴의 영상 데이터 출력시의 온도 편차를 감소시킬 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치 110: 표시패널
120: 게이트 드라이버 130: 데이터 드라이버
131: 메모리 132: 데이터 전압 변환부
133: 데이터 전압 출력부 140: 컨트롤러
141: 영상 데이터 수신부 142: 프레임 주파수 설정부
143: 데이터 드라이버 제어부 144: 게이트 드라이버 제어부

Claims (15)

  1. 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인 및 다수의 서브픽셀이 배치된 표시패널;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버;
    상기 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버; 및
    상기 게이트 드라이버와 상기 데이터 드라이버의 구동을 제어하며, 영상 데이터를 입력받고 입력받은 영상 데이터의 패턴을 확인하며 상기 영상 데이터의 패턴에 따라 상기 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 영상 데이터의 패턴이 상기 영상 데이터에서 특정 색상이 차지하는 비율이 기설정된 비율 이상인 패턴이면 상기 가변된 출력 주파수를 설정하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 상기 출력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 상기 영상 데이터에 따른 상기 데이터 전압을 출력하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 영상 데이터의 입력 주파수에 대한 상기 출력 주파수의 비가 커질수록 상기 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 상기 데이터 전압을 출력하는 구간의 길이가 짧아지는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    하나의 영상 프레임에 포함된 상기 영상 데이터를 메모리에 저장하고 상기 출력 주파수에 맞춰 상기 메모리에 저장된 상기 영상 데이터에 따른 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인으로 출력하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 영상 데이터의 입력 주파수의 N배에 해당하는 주파수를 상기 출력 주파수로 설정하며 상기 N은 1보다 큰 값인 표시장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 다수의 게이트 라인 중 일부 게이트 라인이 구동되도록 제어하고, 상기 데이터 드라이버가 상기 구동되는 게이트 라인에 의해 구동되는 서브픽셀로 인가되는 데이터 전압만 출력하도록 제어하는 표시장치.
  8. 영상 데이터를 입력받고 입력받은 영상 데이터의 패턴을 확인하는 단계;
    상기 영상 데이터의 패턴에 따라 상기 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수를 설정하는 단계; 및
    상기 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 상기 가변된 출력 주파수에 맞춰 상기 영상 데이터를 출력하는 단계
    를 포함하며,
    상기 가변된 출력 주파수를 설정하는 단계는,
    상기 영상 데이터의 패턴이 상기 영상 데이터에서 특정 색상이 차지하는 비율이 기설정된 비율 이상인 패턴이면 상기 가변된 출력 주파수를 설정하는 표시장치의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가변된 출력 주파수를 설정하는 단계는,
    상기 영상 데이터의 입력 주파수의 N배에 해당하는 주파수를 상기 출력 주파수로 설정하고 상기 N은 1보다 큰 값인 표시장치의 구동 방법.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 가변된 출력 주파수에 맞춰 상기 영상 데이터를 출력하는 단계는,
    상기 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 중 상기 출력 주파수에 해당하는 시간 동안 상기 영상 데이터를 출력하는 표시장치의 구동 방법.
  12. 하나의 영상 프레임의 영상 데이터를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 저장된 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 전압 변환부; 및
    상기 데이터 전압을 상기 영상 데이터의 입력 주파수를 기초로 가변된 출력 주파수에 맞춰 데이터 라인으로 출력하는 데이터 전압 출력부
    를 포함하며,
    상기 출력 주파수는 상기 영상 데이터의 패턴이 상기 영상 데이터에서 특정 색상이 차지하는 비율이 기설정된 비율 이상인 패턴이면 상기 입력 주파수가 가변되어 설정되는 데이터 드라이버.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 전압 출력부는,
    상기 영상 데이터의 입력 주파수에 해당하는 시간 구간 중 상기 가변된 출력 주파수에 해당하는 시간 구간 동안 상기 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 출력 주파수는 상기 영상 데이터의 입력 주파수의 N배에 해당하는 주파수로 설정되고 상기 N은 1보다 큰 값인 데이터 드라이버.
  15. 삭제
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