KR101920763B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 데이터 전압의 스윙 폭에 따라 선택적으로 적용하여 소비전력을 절감할 수 있는 표시장치에 관한 것으로, 입력되는 영상 데이터를 기준 데이터와 비교하여 제1 극성 또는 제2 극성으로 정의하고, 연속적으로 입력된 복수의 영상 데이터의 극성이 동일하면 차지 쉐어 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하고, 연속적으로 입력된 복수의 영상 데이터의 극성이 다르면 프리 차지 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와; 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 변환된 데이터 전압을 다수의 데이터 라인에 공급하며, 프리 인에이블 신호에 응답하여 프리 차지 쉐어 모드로 구동되거나 프리 차지 모드로 구동되는 데이터 드라이버를 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 데이터 전압의 스윙 폭에 따라 선택적으로 적용하여 소비전력을 절감할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
종래의 표시장치는 데이터 전압의 스윙폭을 줄임으로써 데이터 구동회로의 소비전력과 발열을 줄일 수 있는 차지 쉐어(Charge Share) 방식 또는 프리 차징(Pre Charging) 방식이 적용되고 있다.
그런데, 상기와 같은 방식들은 연속적으로 출력되는 데이터 전압의 레벨차가 큰 경우에 소비전력을 절감할 수 있지만, 연속적으로 출력되는 데이터 전압의 레벨차가 작은 경우에는 데이터 전압의 스윙폭을 오히려 증가시키므로 소비전력에서 낭비이다. 또한, 발광 표시장치의 경우 액정 표시장치와 달리 데이터 전압의 극성이 없기 때문에, 데이터 전압의 극성에 따라 차지 쉐어 방식을 선택적으로 적용하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 데이터 전압의 스윙 폭에 따라 선택적으로 적용하여 소비전력을 절감할 수 있는 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 다수의 화소와 접속된 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인을 포함하는 표시패널과; 입력되는 영상 데이터를 기준 데이터와 비교하여 제1 극성 또는 제2 극성으로 정의하고, 연속적으로 입력된 복수의 영상 데이터의 극성이 동일하면 차지 쉐어 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하고, 연속적으로 입력된 복수의 영상 데이터의 극성이 다르면 프리 차지 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와; 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 변환된 데이터 전압을 다수의 데이터 라인에 공급하며, 프리 인에이블 신호에 응답하여 프리 차지 쉐어 모드로 구동되거나 프리 차지 모드로 구동되는 데이터 드라이버와; 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버를 포함한다.
타이밍 컨트롤러는 입력된 영상 데이터가 기준 데이터보다 크거나 같을 경우에 제1 극성 데이터를 출력하고, 입력된 영상 데이터가 기준 데이터보다 작을 경우 제2 극성 데이터를 출력하는 극성 판단부와; 극성 판단부로부터 공급된 이전 데이터의 극성 데이터와 현재 데이터의 극성 데이터가 다르면 프리 차지 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하고, 이전 데이터의 극성 데이터와 현재 데이터의 극성 데이터가 동일하면 차지 쉐어 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하는 비교기를 포함한다.
기준 데이터는 복수 컬러의 영상 데이터에 공통으로 적용되거나, 컬러별로 다른 각 컬러의 기준 데이터를 포함할 수 있다.
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극성 판단부는 상기 입력된 영상 데이터 중에서 적어도 상위 4 비트에 해당된 데이터와 기준 데이터를 비교하여 극성 데이터를 출력한다.
데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 프리 인에이블 신호를 순차적으로 래치하는 프리 컨트롤 래치부와; 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 프리 차지 아웃 인에이블 신호와 래치부로부터 공급된 프리 인에이블 신호를 논리곱 연산하여 출력하는 논리곱 연산부와; 논리곱 연산부로부터 제공된 출력신호가 하이 레벨인 경우 프리 차지 전압을 해당 출력 채널로 공급하는 프리 차징 스위치부를 포함한다.
프리 차지 아웃 인에이블 신호는 소스 출력 인에이블 신호(SOE)와 동기된 신호이거나, 동일한 신호일 수 있다.
프리 차지 전압은 기준 데이터에 해당된 전압일 수 있다.
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본 발명은 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 적용하되, 데이터 전압의 스윙 폭에 따라 선택적으로 적용하여 데이터 드라이버의 소비전력과 발열을 절감한다. 또한, 본 발명은 발광 표시장치(OLED)와 같이 3 색의 영상 데이터(RGB)의 구동전압이 상이할 경우에도 적용 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(8)와 데이터 드라이버(4)를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 프리 컨트롤러의 동작을 설명한 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 기준 데이터를 정의하는 방법을 설명한 도면이다.
도 5는 실시 예의 동작을 설명하기 위한 표이다.
6은 실시 예의 동작을 설명하기 위한 구동 파형도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치 및 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 표시장치는 표시패널(2)과, 데이터 드라이버(4)와, 게이트 드라이버(6)와, 타이밍 컨트롤러(8)를 포함한다.
표시패널(2)은 서로 교차되는 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과, 매트릭스 형태로 배치된 단위픽셀(P)들을 포함한다. 표시패널(2)은 액정표시장치(LCD), 발광 표시장치(OLED), 전기영동 표시장치(EPD) 중 어느 하나의 표시패널로 구현될 수 있다.
데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 영상 데이터(RGB 또는 RGBW)를 입력받는다. 그리고 데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 영상 데이터(RGB)를 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고, 그 데이터 전압을 스캔신호에 동기되도록 표시패널(2)의 데이터 라인(DL)들에 공급한다.
게이트 드라이버(6)는 게이트 쉬프트 레지스터를 포함한다. 게이트 쉬프트 레지스터는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 게이트 스타트 펄스를 게이트 쉬프트 클럭에 따라 쉬프트시켜 순차적으로 스캔신호를 출력하는 스테이지들로 구성된다. 이와 같은 게이트 드라이버(6)는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(2)의 하부 기판 상에 직접 형성되거나 TAB 방식으로 표시패널(2)의 게이트 라인(GL)들과 타이밍 컨트롤러(8) 사이에 연결될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(8)는 게이트 드라이버(4), 및 데이터 드라이버(6)의 구동타이밍을 제어한다. 이를 위해, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 동기신호 즉, 수평 동기신호(HSync), 수직 동기신호(VSync), 도트 클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE)를 이용하여 다수의 게이트 제어신호(GCS) 및 다수의 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 출력한다.
여기서, 다수의 게이트 제어신호(GCS)는 서로 다른 위상차를 갖는 다수의 클럭펄스와 게이트 구동부(4)의 구동 시작을 지시하는 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse) 등을 포함한다. 그리고 다수의 데이터 제어신호(DCS)는 데이터 구동부(6)의 출력기간을 제어하는 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable), 데이터 샘플링의 시작을 지시하는 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock) 등을 포함한다.
특히, 실시 예는 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 적용하되, 데이터 전압의 스윙 폭에 따라 선택적으로 적용하여 데이터 드라이버(4)의 소비전력과 발열을 절감할 수 있다.
이를 위해, 타이밍 컨트롤러(8)는 기준 데이터를 기준으로 입력되는 영상 데이터(RGB)를 양극성 또는 음극성 데이터로 정의한다. 그리고 연속적으로 입력된 2 개의 영상 데이터(RGB)가 동일한 극성으로 정의될 경우 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 출력한다. 그리고 데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 프리 인에이블 신호(Pre_EN)에 응답하여 인접한 출력 채널을 서로 연결하여 차지 쉐어링을 하거나, 프리 차지 전압(Vpre)을 해당 출력 채널로 공급한다.
이하, 실시 예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(8)와 데이터 드라이버(4)를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(8)는 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 선택적으로 제어하기 위한 프리 컨트롤러(Pre Controller)를 포함한다. 프리 컨트롤러(Pre Controller)는 극성 판단부(10)와, 비교기(12)를 포함한다.
극성 판단부(10)는 기준 데이터를 정의하고, 입력된 영상 데이터(RGB)가 기준 데이터보다 크거나 같을 경우에 “1”을 출력하고, 상기 입력된 영상 데이터가 상기 기준 데이터보다 작을 경우에 “0”을 출력한다.
극성 판단부(10)가 입력된 영상 데이터(RGB)의 극성을 판단함에 있어서, 입력된 영상 데이터(RGB)의 모든 비트(bit)를 기준 데이터와 비교하는 것이 가장 정확하지만, 구현의 용이성을 위해 적어도 상위 4 비트에 해당된 영상 데이터(RGB)와 기준 데이터를 비교할 수도 있다. 즉, 상위 1 비트에 해당된 영상 데이터만 분석할 경우 오차율이 50%이지만, 상위 4 비트에 해당된 영상 데이터만 분석할 경우 오차율이 10% 미만(정확도 93.75%)으로 줄어드는 바, 극성 판단부(10)는 상위 4 비트에 해당된 영상 데이터(RGB)와 기준 데이터를 비교하는 것이 바람직하다.
비교기(12)는 극성 판단부(10)로부터 연속적으로 “1”이 공급되거나, 상기 극성 판단부(10)로부터 연속적으로 “0”이 공급될 경우 로우(0) 상태의 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 하이(1) 상태의 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 출력한다.
즉, 프리 컨트롤러는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력 영상 데이터(RGB)를 기준 데이터에 따라 양극성(1) 또는 음극성(0)으로 정의하고, 이를 극성 데이터 메모리에 저장한다. 그리고 현재 입력된 영상 데이터의 극성(n)과, 이전에 입력된 영상 데이터의 극성(n-1)을 비교하여, 그들이 동일할 경우 로우(0) 상태의 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 하이(1) 상태의 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 출력한다.
한편, 프리 컨트롤러에서 정의되는 기준 데이터는 도 4a와 같이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터 별로 따로 정의될 수 있다. 따라서, 실시 예는 발광 표시장치(OLED)와 같이 3 색의 영상 데이터(RGB)의 구동전압이 상이할 경우에도 적용 가능하다. 이 경우, 기준 데이터는 적색 데이터의 극성을 정의하기 위한 적색 기준데이터와, 녹색 데이터의 극성을 정의하기 위한 녹색 기준데이터와, 청색 데이터의 극성을 정의하기 위한 청색 기준데이터를 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 기준 데이터는 도 4b와 같이, 3 색의 영상 데이터(RGB)의 구동전압이 상이할 지라도 입력된 3 색의 영상 데이터(RGB)에 공통으로 적용되는 단일 기준 데이터일 수도 있다. 이와 같이, 실시 예는 3 색의 영상 데이터(RGB)의 구동전압이 동일한 액정 표시장치뿐만 아니라, 3 색의 영상 데이터(RGB)의 구동전압이 상이한 발광 표시장치(OLED) 등에도 적용 가능하다.
한편, 데이터 드라이버(4)는 도 2에 도시한 바와 같이, 프리 컨트롤 래치부(14)와, 논리곱 연산부(16)와, 라인 래치부와, DAC 및 버퍼부와, 프리 차징 스위치부를 포함한다.
프리 컨트롤 래치부(14)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 순차적으로 래치한다.
논리곱 연산부(16)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 프리 차지 아웃 인에이블 신호(POE)와 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 논리곱 연산하여 출력한다.
라인 래치부는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 영상 데이터(RGB)를 순차적으로 래치하여 출력한다.
DAC 및 버퍼부는 라인 래치부에서 래치된 영상 데이터(RGB)를 감마보상전압을 이용하여 데이터 전압으로 변환하여 출력한다.
프리 차징 스위치부는 데이터 드라이버(4)의 출력 채널 별로 구비된 다수의 프리 차징 스위치(SW1)를 포함한다. 이러한 프리 차징 스위치부는 논리곱 연산부(16)로부터 제공된 출력신호가 하이 레벨인 경우 프리 차지 전압(Vpre)을 해당 출력 채널로 공급한다. 한편, 프리 차징 스위치부는 논리곱 연산부(16)로부터 제공된 출력신호가 로우 레벨인 경우 인접한 2개의 출력 채널 간을 서로 연결하여, 차지 쉐어링을 한다.
프리 차지 아웃 인에이블 신호(POE)는 데이터 드라이버(4)의 출력기간을 정의하는 소스 출력 인에이블 신호(SOE)와 동기된 신호이거나, 동일한 신호일 수 있다. 또한, 프리 차지 전압(Vpre)은 타이밍 컨트롤러(8)의 프리 컨트롤러로부터 제공된 전압으로서, 기준 데이터에 해당된 전압으로 설정된다. 이에 따라, 타이밍 컨트롤러(8)의 프리 컨트롤러가 3 색의 영상 데이터(RGB) 별로 기준 데이터를 정의할 경우 프리 차지 전압(Vpre)도 3 색의 영상 데이터(RGB) 별로 각각 정의될 수 있다.
상기와 같은 실시 예의 동작을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 5는 실시 예의 동작을 설명하기 위한 표이다. 그리고 도 6은 실시 예의 동작을 설명하기 위한 구동 파형도이다. 이하의 예에서는 기준 데이터가 3 색의 영상 데이터(RGB)에 공통으로 적용된 단일 기준 데이터이고, 85 로 설정된 것으로 정의한다. 따라서, 입력 영상 데이터(RGB)가 85 보다 크거나 같으면 양극성(1)로 정의되고, 입력 영상 데이터(RGB)가 85 보다 작으면 음극성(0)으로 정의된다.
도 5를 참조하면, 입력된 영상 데이터(RGB; Input data)는 Scan3~5 기간에 기준 데이터 85 보다 높은 값을 가져 양극성(1)으로 정의되고, Scan1~2 기간 및 Scan 6~7 기간은 기준 데이터 85 보다 낮은 값을 가져 음극성(0)으로 정의된다. 그러면, 연속된 영상 데이터(RGB)의 극성이 가변되는 기간은 Scan3이 출력되는 기간 및 Scan6이 출력되는 기간이므로 해당 기간에 프리 인에이블 신호(Pre_EN)가 하이 상태(1)로 출력되고, 나머지 기간(Scan1, Scan2, Scan4, Scan5, Scan7)에는 로우 상태(0)로 출력된다.
도 6을 참조하면, 데이터 드라이버(4)는 상기와 같은 프리 인에이블 신호(Pre_EN)를 제공받는다. 데이터 드라이버(4)는 하이 상태의 프리 인에이블 신호(Pre_EN)에 응답하여 Scan3 기간 및 Scan6 기간에 프리 차지 전압(Vpre)을 출력하되, 프리 차지 아웃 인에이블 신호(POE)가 하이 상태인 기간에 프리 차지 전압(Vpre)을 출력한다. 한편, 데이터 드라이버(4)는 나머지 기간(Scan1, Scan2, Scan4, Scan5, Scan7)에 인접한 2개의 출력채널 간을 서로 연결하여 차지 쉐어링을 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 차지 쉐어 방식 또는 프리 차지 방식을 적용하되, 데이터 전압의 스윙 폭에 따라 선택적으로 적용하여 데이터 드라이버(4)의 소비전력과 발열을 절감한다. 또한, 본 발명은 발광 표시장치(OLED)와 같이 3 색의 영상 데이터(RGB)의 구동전압이 상이할 경우에도 적용 가능한 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 극성 판단부 12: 비교기

Claims (16)

  1. 다수의 화소와 접속된 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인을 포함하는 표시패널과;
    입력되는 영상 데이터를 기준 데이터와 비교하여 제1 극성 또는 제2 극성으로 정의하고, 연속적으로 입력된 복수의 영상 데이터의 극성이 동일하면 차지 쉐어 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하고, 연속적으로 입력된 복수의 영상 데이터의 극성이 다르면 프리 차지 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와;
    상기 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 변환된 데이터 전압을 상기 다수의 데이터 라인에 공급하며, 상기 프리 인에이블 신호에 응답하여 상기 차지 쉐어 모드로 구동되거나 상기 프리 차지 모드로 구동되는 데이터 드라이버와;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 입력된 영상 데이터가 상기 기준 데이터보다 크거나 같을 경우에 제1 극성 데이터를 출력하고, 상기 입력된 영상 데이터가 상기 기준 데이터보다 작을 경우 제2 극성 데이터를 출력하는 극성 판단부와;
    상기 극성 판단부로부터 공급된 이전 데이터의 극성 데이터와 현재 데이터의 극성 데이터가 다르면 상기 프리 차지 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하고, 상기 이전 데이터의 극성 데이터와 현재 데이터의 극성 데이터가 동일하면 상기 차지 쉐어 모드를 지시하는 프리 인에이블 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 데이터는
    복수 컬러의 영상 데이터에 공통으로 적용되거나,
    컬러별로 다른 각 컬러의 기준 데이터를 포함하는 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 극성 판단부는
    상기 입력된 영상 데이터 중에서 적어도 상위 4 비트에 해당된 데이터와 상기 기준 데이터를 비교하여 상기 극성 데이터를 출력하는 표시장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 상기 프리 인에이블 신호를 순차적으로 래치하는 프리 컨트롤 래치부와;
    상기 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 프리 차지 아웃 인에이블 신호와 상기 프리 컨트롤 래치부로부터 공급된 프리 인에이블 신호를 논리곱 연산하여 출력하는 논리곱 연산부와;
    상기 논리곱 연산부로부터 제공된 출력신호가 하이 레벨인 경우 프리 차지 전압을 해당 출력 채널로 공급하는 프리 차징 스위치부를 포함하고,
    상기 프리 차지 아웃 인에이블 신호는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 상기 데이터 드라이버에 공급되는 소스 출력 인에이블 신호와 동기된 신호이거나, 동일한 신호인 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프리 차지 아웃 인에이블 신호는 상기 데이터 드라이버의 출력기간을 정의하는 소스 출력 인에이블 신호(SOE)와 동기된 신호이거나, 동일한 신호인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프리 차지 전압은 상기 기준 데이터에 해당하는 전압인 표시장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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