KR102089312B1 - 표시장치용 구동회로 - Google Patents

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KR102089312B1 KR1020130010870A KR20130010870A KR102089312B1 KR 102089312 B1 KR102089312 B1 KR 102089312B1 KR 1020130010870 A KR1020130010870 A KR 1020130010870A KR 20130010870 A KR20130010870 A KR 20130010870A KR 102089312 B1 KR102089312 B1 KR 102089312B1
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Abstract

본 발명은 소비전력을 줄일 수 있는 표시장치용 구동회로에 관한 것으로, 제 1 내지 제 n 게이트 라인들(n은 1보다 큰 자연수)에 접속된 다수의 화소들을 게이트 라인별로 구분하고, 각 게이트 라인의 화소들에 대응되는 영상 데이터들을 분석하는 구동집적회로; 및, 상기 구동집적회로로부터의 분석 결과에 따라 각 게이트 라인에 공급되는 스캔펄스의 크기를 제어하는 게이트 드라이버를 포함함을 특징으로 한다.

Description

표시장치용 구동회로{DRIVING CIRCUIT OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치용 구동회로에 관한 것으로, 소비전력을 줄일 수 있는 표시장치용 구동회로에 대한 것이다.
통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여 액정표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
이러한 구동회로는 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버를 포함하는 바, 이 게이트 드라이버는 스캔펄스들을 게이트 라인들로 순차적으로 공급함으로써 이들을 구동한다.
한편, 종래의 게이트 드라이버는 항상 높은 전압을 갖는 스캔펄스들을 출력하기 때문에, 소비전력이 높아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 영상 데이터의 크기에 따라 게이트 라인으로 공급될 스캔펄스의 전압을 제어함으로써 소비전력을 저감시킬 수 있는 표시장치용 구동회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치용 구동회로는, 제 1 내지 제 n 게이트 라인들(n은 1보다 큰 자연수)에 접속된 다수의 화소들을 게이트 라인별로 구분하고, 각 게이트 라인의 화소들에 대응되는 영상 데이터들을 분석하는 구동집적회로; 및, 상기 구동집적회로로부터의 분석 결과에 따라 각 게이트 라인에 공급되는 스캔펄스의 크기를 제어하는 게이트 드라이버를 포함함을 특징으로 한다.
상기 게이트 드라이버는, 상기 제 1 내지 제 n 게이트 라인들에 일대일로 접속된 제 1 내지 제 n 스테이지들을 포함하며; 상기 구동집적회로는, 제 i 게이트 라인(i는 n보다 작거나 같은 자연수)에 공통으로 접속된 화소들에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터를 선택하고, 이 선택된 영상 데이터와 미리 설정된 임계치를 비교하고, 그리고 그 비교 결과에 따라 상기 제 i 게이트 라인에 접속된 스테이지에 공급될 구동신호의 크기를 제어하며; 그리고, 상기 제 i 스테이지는, 자신에게 공급된 구동신호를 근거로 스캔펄스를 생성하고, 이를 제 i 게이트 라인으로 인가함을 특징으로 한다.
상기 구동집적회로는, 상기 제 i 게이트 라인에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 상기 임계치보다 작을 경우, 상기 제 i 스테이지로 제 1 크기의 구동신호를 인가하며; 그리고, 상기 제 i 게이트 라인에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 상기 임계치보다 크거나 같을 경우, 상기 제 i 스테이지로 제 2 크기의 구동신호를 인가함을 특징으로 한다.
상기 제 1 크기의 구동신호가 상기 제 2 크기의 구동신호보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 제 i 스테이지는, 상기 제 1 크기의 구동신호에 따라 제 1 크기의 스캔펄스를 생성하고; 그리고, 상기 제 2 크기의 구동신호에 따라 제 2 크기의 스캔펄스를 생성함을 특징으로 한다.
상기 제 i 스테이지에 공급되는 구동신호는, 상기 제 i 스테이지로부터 출력되는 스캔펄스를 생성하는데 사용되는 클럭펄스인 것을 특징으로 한다.
상기 구동집적회로는, 기준고전압 및 기준저전압을 근거로 상기 구동신호를 생성하며; 그리고, 상기 영상 데이터와 임계치간의 비교를 근거로 상기 기준고전압의 크기를 조절함으로써 상기 구동신호의 크기를 제어함을 특징으로 한다.
상기 구동신호는, 위상차를 갖는 다수의 클럭펄스들, 충전용전압, 방전용전압, 제 1 교류전압 및 제 2 교류전압을 포함하며; 상기 다수의 클럭펄스들의 각 고전압, 상기 충전용전압, 상기 제 1 교류전압의 고전압, 그리고 상기 제 2 교류전압의 고전압은 상기 기준고전압의 레벨로 설정되며; 그리고, 상기 다수의 클럭펄스들의 각 저전압, 상기 방전용전압, 상기 제 1 교류전압의 저전압, 그리고 상기 제 2 교류전압의 저전압은 상기 기준저전압의 레벨로 설정됨을 특징으로 한다.
각 스테이지는, 전단 스테이지로부터의 스캔펄스에 따라 제어되며, 상기 충전용전압을 전송하는 충전용전원라인과 세트 노드 사이에 접속된 제 1 스위칭소자; 후단 스테이지로부터의 스캔펄스에 따라 제어되며, 상기 세트 노드와 상기 방전용전압을 전송하는 방전용전원라인 사이에 접속된 제 2 스위칭소자; 제 1 교류전원라인으로부터의 제 1 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 1 교류전원라인과 제 1 리세트 노드 사이에 접속된 제 3 스위칭소자; 제 2 교류전원라인으로부터의 제 2 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 교류전원라인과 제 2 리세트 노드 사이에 접속된 제 4 스위칭소자; 상기 제 2 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 1 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 5 스위칭소자; 상기 제 1 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 6 스위칭소자; 상기 세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 제 1 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 7 스위칭소자; 상기 세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 8 스위칭소자; 상기 제 1 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 9 스위칭소자; 상기 제 2 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 10 스위칭소자; 상기 세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 클럭펄스들 중 어느 하나를 전송하는 클럭전송라인과 출력단자 사이에 접속된 풀업 스위칭소자; 상기 제 1 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 출력단자와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 1 풀다운 스위칭소자; 및, 상기 제 2 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 출력단자와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 2 풀다운 스위칭소자를 포함함을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 표시장치용 구동회로에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 영상 데이터가 임계치보다 클 때(즉, 영상 데이터의 계조가 높을 때) 스캔펄스의 전압이 정상적인 값으로 유지되는 반면, 영상 데이터가 임계치보다 작을 때(즉, 영상 데이터의 계조가 낮을 때) 스캔펄스의 전압이 낮아짐으로써 전체적으로 소비전력이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 도면
도 2는 도 1의 표시부의 구성을 나타낸 도면
도 3은 도 1의 게이트 드라이버의 상세 구성도
도 4는 도 3의 각 스테이지에 공급 및 이로부터 출력되는 각종 신호들의 타이밍도를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 구성을 나타낸 도면
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 표시부의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상이 표시되는 표시패널(DSP)과, 그리고 이 영상이 표시되도록 이 표시패널(DSP)로 영상 데이터 신호 및 각종 제어신호를 제공하는 시스템칩(S-IC)을 포함한다.
표시패널(PN)은 표시부(DSP) 및 비표시부(NDP)로 구분된다. 표시부(DSP)에는 영상을 표시하기 위한 다수의 화소들이 형성되며, 그리고 비표시부(NDP)에는 구동집적회로(D-IC) 및 게이트 드라이버(GD)가 형성된다.
표시부(DSP)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn), 다수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 및 다수의 화소들(R, G, B)을 포함한다. 이 화소들(R, G, B)은 매트릭스 형태로 표시부(DSP)에 배열되어 있다. 이 화소들은 적색을 표시하는 적색 화소(R), 녹색을 표시하는 녹색 화소(G) 및 청색을 표시하는 청색 화소(B)로 구분된다. 이때, 동일 게이트 라인에 접속되며 서로 인접하여 위치한 3개의 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)가 하나의 단위 화소가 된다. 이 단위 화소는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 혼합하여 하나의 단위 영상을 표시한다.
구동집적회로(D-IC)는 칩-온-글래스(COG; chip-on-glass) 방식으로 표시패널(PN)의 비표시부(NDP)에 형성된다. 이 구동집적회로(D-IC)는 시스템(도시되지 않음)으로부터 제공된 영상 데이터들을 아날로그 신호인 데이터전압으로 변환하여 데이터 라인(DL)들로 공급한다. 이 구동집적회로(D-IC)에는 타이밍 컨트롤러와 데이터 드라이버가 내장되어 있다. 즉, 이 구동집적회로(D-IC)는 타이밍 컨트롤러의 기능과 데이터 드라이버의 기능을 함께 수행하는 타이밍 컨트롤러 병합형 데이터 구동칩(TMIC; Timing controller Merged Driver IC)이다. 따라서, 구동집적회로(D-IC)는 내부에 내장된 오실레이터에서 생성되는 발진신호를 사용하여 필요로 하는 영상 데이터 및 각종 제어신호를 생성하게 된다. 여기서, 제어신호는 수평동기신호, 수직동기신호, 게이트제어신호, 데이터제어신호 등이 될 수 있다. 이때, 데이터 구동집적회로(D-IC)는 게이트제어신호를 이용하여 게이트 드라이버의 동작을 제어한다. 또한, 이 구동집적회로는 제 1 내지 제 n 게이트 라인들에 접속된 다수의 화소들을 게이트 라인별로 구분하고, 각 게이트 라인의 화소들에 대응되는 영상 데이터들을 분석한다. 그리고, 이 분석 결과를 근거로 게이트 드라이버의 동작을 제어한다.
게이트 드라이버(GD)는 게이트 라인(GL)들로 순차적으로 게이트 신호를 공급하여, 한 수평기간마다 하나씩의 게이트 라인(GL)이 구동되도록 한다. 어느 하나의 게이트 라인(GL)이 구동될 때 그 게이트 라인(GL)에 접속된 한 수평라인의 화소들이 활성화된다. 또한, 이 게이트 드라이버는 구동집적회로로부터의 분석 결과에 따라 각 게이트 라인에 공급되는 스캔펄스의 크기를 제어한다.
시스템은 내부의 LVDS 송신부를 통해 영상 데이터를 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 방식으로 출력한다. 그리고, 구동집적회로(D-IC)는 내부의 LVDS 수신부를 통해 이 시스템으로부터의 LVDS 방식의 영상 데이터들을 전송받는다.
도 3은 도 1의 게이트 드라이버의 상세 구성도이고, 도 4는 도 3의 각 스테이지에 공급 및 이로부터 출력되는 각종 신호들의 타이밍도를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버는 다수의 스테이지들(ST1 내지 STn)을 포함한다. 전체 스테이지들(ST1 내지 STn)은 각각의 출력단자(OT)를 통해 한 프레임 기간 동안 한 번의 스캔펄스(SP1 내지 SPn)를 출력한다. 즉, 제 1 내지 제 n 스테이지들(ST1 내지 STn)은 각각의 출력단자(OT)를 통해 제 1 내지 제 n 스캔펄스들(SP1 내지 SPn)을 순차적으로 출력한다.
각 스테이지(ST1 내지 STn)는 스캔펄스를 이용하여 자신에게 접속된 게이트 라인을 구동함과 아울러, 자신으로부터 후단에 위치한 스테이지의 동작 및 자신으로부터 전단에 위치한 스테이지의 동작을 제어한다. 한편, 마지막 단에 위치한 제 n 스테이지는 더미 스테이지(도시되지 않음)로부터의 스캔펄스에 그 동작이 제어된다. 이때, 더미 스테이지로부터의 스캔펄스는 게이트 라인으로 공급되지 않는다.
스테이지들(ST1 내지 STn)은 빠른 번호를 부여를 받은 스테이지부터 차례로 스캔펄스를 출력한다. 예를 들어, 제 1 스테이지(ST1)가 제 1 스캔펄스(SP1)를 출력하고, 이어서 제 2 스테이지(ST2)가 제 2 스캔펄스(SP2)를 출력하고, 다음으로, 제 3 스테이지(ST3)가 제 3 스캔펄스(SP3)를 출력하고, 이후 제 4 스테이지(ST4)가 제 4 스캔펄스(SP4)를 출력하고, ...., 마지막으로 제 n 스테이지가 제 n 스캔펄스를 출력한다. 한편, 더미 스테이지로부터의 스캔펄스는 제 n 스캔펄스가 출력된 이후에 발생된다.
이와 같이 구성된 게이트 드라이버 전체 스테이지(ST1 내지 STn)는 충전용전압, 방전용전압, 제 1 교류전압 및 제 2 교류전압을 공급받는다. 또한 각 스테이지(ST1 내지 STn)는 서로 순차적인 위상차를 갖고 순환하는 제 1 내지 제 4 클럭펄스(CLK1 내지 CLK4)들 중 어느 1개를 인가받는다.
한편, 전체 스테이지들(ST1 내지 STn) 중 제 1 스테이지(ST1)는 스타트 펄스를 더 공급받는다.
충전용전압(VDD)은 주로 각 스테이지의 노드들을 충전시키는데 사용되며, 방전용전압(VSS)은 주로 각 스테이지의 노드들 및 출력단자(OT)를 방전시키는데 사용된다. 충전용전압(VDD)은 모두 직류 전압으로서 이는 정극성을 나타내며, 방전용전압(VSS)은 부극성을 나타낸다. 한편, 이 방전용전압(VSS)은 그라운드(0[V])가 될 수 있다.
제 1 교류전압(Vac1)은 k프레임 단위(k는 자연수)로 고전압 및 저전압을 갖는 바, 이 고전압은 전술된 충전용전압(VDD)과 동일한 레벨을 가질 수 있으며, 그리고 저전압은 전술된 방전용전압(VSS)과 동일한 레벨을 가질 수 있다.
제 2 교류전압(Vac2) 역시 k프레임 단위로 고전압 및 저전압을 갖는 바, 이 고전압은 전술된 충전용전압(VDD)과 동일한 레벨을 가질 수 있으며, 그리고 저전압은 전술된 방전용전압(VSS)과 동일한 레벨을 가질 수 있다. 단, 이 제 2 교류전압(Vac2)은 제 1 교류전압(Vac1)에 대하여 180도 반전된 위상을 갖는다. 따라서, 어느 특정 프레임 기간에 제 2 교류전압(Vac2)이 고전압으로 유지될 때, 그 특정 프레임 기간에 제 1 교류전압(Vac1)은 저전압으로 유지된다. 즉, 동일 프레임 기간에 제 1 교류전압(Vac1)과 제 2 교류전압(Vac2)은 항상 상반된 레벨을 갖는다.
제 1 내지 제 4 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4)은 순차적으로 출력되며, 또한 순환하면서 출력된다. 즉, 제 1 클럭펄스(CLK1)부터 제 4 클럭펄스(CLK4)까지 순차적으로 출력된 후, 다시 제 1 클럭펄스(CLK1)부터 제 4 클럭펄스(CLK4)까지 순차적으로 출력된다. 따라서, 제 1 클럭펄스(CLK1)는 제 4 클럭펄스(CLK4)와 제 2 클럭펄스(CLK2) 사이에 해당하는 기간에서 출력된다.
한편, 도시되지 않았지만, 제 1 내지 제 4 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4) 중 서로 인접한 클럭펄스들은 그들의 펄스폭이 일정 기간 동안 중첩될 수도 있다.
본 발명에서는 서로 다른 위상차를 갖는 8종의 클럭펄스를 사용하는 예를 나타내었지만, 이 클럭펄스의 종류는 2개 이상이면 몇 개라도 사용할 수 있다.
각 클럭펄스(CLK1 내지 CLK4)는 한 프레임 기간 동안 여러 번 출력되지만, 스타트 펄스는 한 프레임 기간 동안 단 한번 출력된다. 다시 말하면, 각 클럭펄스(CLK1 내지 CLK4)는 한 프레임 기간 동안 주기적으로 여러 번의 액티브 상태(하이 상태)를 나타내지만, 스타트 펄스는 한 프레임 기간 동안 단 한 번의 액티브상태를 나타낸다.
각 스테이지(ST1 내지 STn)가 스캔펄스를 발생시키기 위해서는 각 스테이지(ST1 내지 STn)의 인에이블 동작이 선행되어야 한다. 스테이지가 인에이블된다는 것은, 스테이지가 출력 가능한 상태, 즉 자신에게 공급되는 클럭펄스를 스캔펄스로서 출력할 수 있는 상태로 세트된다는 것을 의미한다. 이를 위해 각 스테이지(ST1 내지 STn)는 자신으로부터 전단에 위치한 스테이지로부터의 스캔펄스를 공급받아 인에이블된다. 즉, 제 s 스테이지는 제 s-p 스테이지로부터의 스캔펄스를 공급받아 인에이블된다. 여기서, s는 자연수이고, p는 s보다 작은 자연수로서 이는 1이 될 수 있다.
예를 들어, 제 2 스테이지(ST2)는 제 1 스테이지(ST1)로부터의 제 1 스캔펄스(SP1)에 응답하여 인에이블된다. 단, 제 1 스테이지(ST1)는 스타트 펄스에 응답하여 인에이블된다.
또한, 각 스테이지(ST1 내지 STn)는 자신으로부터 후단에 위치한 스테이지로부터의 스캔펄스를 공급받아 디스에이블된다. 스테이지가 디스에이블된다는 것은, 이 스테이지가 출력이 불가능한 상태, 즉 자신에게 공급되는 클럭펄스를 스캔펄스로서 출력할 수 없는 상태로 리세트된다는 것을 의미한다. 즉, 제 s 스테이지는 제 s+q 스테이지로부터의 캐리펄스에 응답하여 디스에이블된다. 여기서, q는 자연수로서, 이 q와 p는 서로 동일한 수로 설정될 수 있다. 여기서, q는 1가 될 수 있다.
예를 들어, 제 2 스테이지(ST2)는 제 3 스테이지(ST3)로부터의 제 3 스캔펄스(SP3)에 응답하여 디스에이블된다.
이와 같이 구성된 각 스테이지(ST1 내지 STn)의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 구성을 나타낸 도면이다.
하나의 제 i 스테이지(STi)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 9 스위칭소자(Tr1 내지 Tr10), 풀업 스위칭소자(Us), 제 1 풀다운 스위칭소자(Ds1), 제 2 풀다운 스위칭소자(Ds2)를 포함한다. 여기서, i는 1내지 n중 어느 하나가 될 수 있다. 한편, 더미 스테이지 역시 도 5에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다.
전술된 스위칭소자들에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 1 스위칭소자(Tr1)는 제 i-1 스테이지(STi-1)로부터의 스캔펄스(SPi-1)에 따라 제어되며, 충전용전원라인(VDL)과 세트 노드(Q) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 1 스위칭소자(Tr1)는 제 i-1 스캔펄스(SPi-1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 충전용전압(VDD)을 세트 노드(Q)로 인가한다. 전술된 충전용전원라인(VDL)으로는 충전용전압(VDD)이 인가된다.
단, 제 1 스테이지(ST1)에 구비된 제 1 스위칭소자(Tr1)는 스캔펄스 대신에 스타트 펄스를 공급받는다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 2 스위칭소자(Tr2)는 제 i+1 스테이지(STi+1)로부터의 스캔펄스(SPi+1)에 따라 제어되며, 세트 노드(Q)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 2 스위칭소자(Tr2)는 제 i+1 스캔펄스(SPi+1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 세트 노드(Q)로 인가한다. 전술된 방전용전원라인(VSL)으로는 방전용전압(VSS)이 인가된다.
단, 더미 스테이지에 구비된 제 2 스위칭소자(Tr2)는 스캔펄스 대신에 스타트 펄스를 공급받는다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 3 스위칭소자(Tr3)는 제 1 교류전압(Vac1)에 따라 제어되며, 제 1 교류전원라인(VAL1)과 제 1 리세트 노드(Qb1) 사이에 접속된다. 이러한 제 3 스위칭소자(Tr1)는 제 1 교류전압(Vac1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 제 1 교류전압(Vac1)을 제 1 리세트 노드(Qb1)로 인가한다. 전술된 제 1 교류전원라인(VAL1)으로는 제 1 교류전압(Vac1)이 인가된다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 4 스위칭소자(Tr4)는 제 2 교류전압(Vac2)에 따라 제어되며, 제 2 교류전원라인(VAL2)과 제 2 리세트 노드(Qb2) 사이에 접속된다. 이러한 제 4 스위칭소자(Tr4)는 제 2 교류전압(Vac2)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 제 2 교류전압(Vac2)을 제 2 리세트 노드(Qb2)로 인가한다. 전술된 제 2 교류전원라인(VAL2)으로는 제 2 교류전압(Vac2)이 인가된다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 5 스위칭소자(Tr5)는 제 2 교류전압(Vac2)에 따라 제어되며, 제 1 리세트 노드(Qb1)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 5 스위칭소자(Tr5)는 제 2 교류전압(Vac2)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 제 1 리세트 노드(Qb1)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 6 스위칭소자(Tr6)는 제 1 교류전압(Vac1)에 따라 제어되며, 제 2 리세트 노드(Qb2)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 6 스위칭소자(Tr6)는 제 1 교류전압(Vac1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 제 2 리세트 노드(Qb2)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 7 스위칭소자(Tr7)는 세트 노드(Q)로부터의 전압에 따라 제어되며, 제 1 리세트 노드(Qb1)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 7 스위칭소자(Tr7)는 세트 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 세트 노드(Q)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 8 스위칭소자(Tr8)는 세트 노드(Q)의 전압에 따라 제어되며, 제 2 리세트 노드(Qb2)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 8 스위칭소자(Tr8)는 세트 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 제 2 리세트 노드(Qb2)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 9 스위칭소자(Tr9)는 제 1 리세트 노드(Qb1)의 전압에 따라 제어되며, 세트 노드(Q)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 9 스위칭소자(Tr9)는 제 1 리세트 노드(Qb1)의 전압에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 세트 노드(Q)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 10 스위칭소자(Tr10)는 제 2 리세트 노드(Qb2)의 전압에 따라 제어되며, 세트 노드(Q)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 10 스위칭소자(Tr10)는 제 2 리세트 노드(Qb2)의 전압에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 세트 노드(Q)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 풀업 스위칭소자(Us)는 세트 노드(Q)의 전압에 따라 제어되며, 제 I 클럭펄스(CLKI)를 전송하는 제 I 클럭전송라인(CLI)과 제 i 스테이지(STi)의 출력단자(OT) 사이에 접속된다. 이러한 풀업 스위칭소자(Us)는, 세트 노드(Q)에 인가된 전압에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 제 i 클럭펄스(CLKi)를 제 i 스캔펄스(SPi)로서 출력한다. 이 풀업 스위칭소자(Us)로부터 출력된 제 i 스캔펄스(SPi)는 출력단자(OT)를 통해 제 i 게이트 라인, 제 i-4 스테이지(STi-4) 및 제 i+4 스테이지(STi+4)로 공급된다. 여기서, I의 값은 사실상 i의 값과 동일하나, 이 I의 값은 클럭펄스의 상(phase)에 영향을 받는다. 즉, 이 I의 값이 클럭펄스의 상보다 작거나 같을 때, 이때 I의 값과 i의 값은 동일하다. 그러나, 이 I의 값이 클럭펄스의 상보다 클 경우, 이 I의 값은 이 I를 클럭펄스의 상으로 나누었을 때 발생되는 나머지 값이 된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 4상 클럭펄스가 사용될 때, I가 4라면, 이 I는 4의 값으로 그대로 유지된다. 반면, 이 I가 5라면, 이 I는 최종적으로 1의 값을 갖는다. 또 하나의 예로서, 이 I가 6이라면, 이 I는 최종적으로 2의 값을 갖는다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 1 풀다운 스위칭소자(Ds1)는 제 1 리세트 노드(Qb1)의 전압에 따라 제어되며, 출력단자(OT)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 1 풀다운 스위칭소자(Ds1)는 제 1 리세트 노드(Qb1)의 전압 에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 출력단자(OT)로 인가한다.
제 i 스테이지(STi)에 구비된 제 2 풀다운 스위칭소자(Ds2)는 제 2 리세트 노드(Qb2)의 전압에 따라 제어되며, 출력단자(OT)와 방전용전원라인(VSL) 사이에 접속된다. 이러한 제 2 풀다운 스위칭소자(Ds2)는 제 2 리세트 노드(Qb2)의 전압 에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 방전용전압(VSS)을 출력단자(OT)로 인가한다.
한편, 전술된 스위칭소자들은 모두 옥사이드(oxide) 반도체층을 포함한 트랜지스터로 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 구동집적회로(D-IC) 및 게이트 드라이버(GD)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
구동집적회로(D-IC)는 시스템으로부터 영상 데이터들을 공급받고, 제 i 게이트 라인(i는 n보다 작거나 같은 자연수)에 공통으로 접속된 화소들에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터를 선택한다. 이어서 이 선택된 영상 데이터와 미리 설정된 임계치를 비교하고, 그리고 그 비교 결과에 따라 상기 제 i 게이트 라인에 접속된 제 i 스테이지(STi)에 공급될 구동신호의 크기를 제어한다. 여기서, 임계치는 디지털 영상 데이터의 계조값들 중 어느 하나에 대응되는 값을 갖는 바, 예를 들어, 이 디지털 영상 데이터들이 0계조부터 255계조까지의 값을 갖는다면, 이 임계치는 50계조에 대응되는 값을 가질 수 있다. 물론, 이 값은 어디까지나 하나의 예일 뿐, 이 임계치는 그 계조들 중 어느 값으로도 설정될 수 있다. 다만, 이 임계치는 저계조 구간에 위치한 낮은 계조들로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이 구동집적회로(D-IC)는 제 i 게이트 라인에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 임계치보다 작을 경우, 제 i 스테이지(STi)로 제 1 크기의 구동신호를 인가한다. 반면, 이 구동집적회로(D-IC)는, 제 i 게이트 라인에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 임계치보다 크거나 같을 경우, 제 i 스테이지(STi)로 제 2 크기의 구동신호를 인가한다. 여기서, 제 1 크기의 구동신호가 제 2 크기의 구동신호보다 작은 값을 갖는다. 이 구동신호는, 예를 들어 도 4에 도시된 클럭펄스가 될 수 있다.
예를 들어, 제 3 게이트 라인(GL3)에 연결된 한 수평라인의 화소들(m개의 화소들)에 대응되는 영상 데이터들(m개의 영상 데이터들) 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 임계치보다 작을 경우, 구동집적회로(D-IC)는 제 3 스테이지(ST3)로 제 1 크기의 클럭펄스를 공급한다. 즉, 제 3 스테이지(ST3)로는 제 3 클럭펄스(CLK3)가 인가되는 바, 도 4에 도시된 바와 같이 이 구동집적회로(D-IC)는 이 제 3 클럭펄스(CLK3)의 고전압을 정상보다 낮은 제 1 크기(①)로 감소시키고, 이 감소된 제 3 클럭펄스(CLK3)를 제 3 스테이지(ST3)로 공급한다. 그러면, 이 제 3 스테이지(ST3)는 이 제 3 클럭펄스(CLK3)를 근거로 제 3 스캔펄스(SP3)를 출력한다. 이때, 제 3 클럭펄스(CLK3)가 제 1 크기를 가지므로, 이를 근거로 출력되는 제 3 스캔펄스(SP3) 역시 제 1 크기(①)를 갖는다. 이때, 이 제 1 크기(①)의 제 3 클럭펄스(CLK3)는 적어도 화소에 구비된 화소 스위칭소자를 턴-온시킬 수 있을 정도의 크기를 가져야 한다.
한편, 제 1 게이트 라인(GL1)에 연결된 한 수평라인의 화소들(m개의 화소들)에 대응되는 영상 데이터들(m개의 영상 데이터들) 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 임계치보다 크거나 같을 경우, 구동집적회로(D-IC)는 제 1 스테이지(ST1)로 제 2 크기의 클럭펄스를 공급한다. 즉, 제 1 스테이지(ST1)로는 제 1 클럭펄스(CLK1)가 인가되는 바, 도 4에 도시된 바와 같이 이 구동집적회로(D-IC)는 이 제 1 클럭펄스(CLK1)의 고전압을 정상적인 제 2 크기(②)로 유지하고, 이 제 1 클럭펄스(CLK1)를 제 1 스테이지(ST1)로 공급한다. 그러면, 이 제 1 스테이지(ST1)는 이 제 1 클럭펄스(CLK1)를 근거로 제 1 스캔펄스(SP1)를 출력한다. 이때, 제 1 클럭펄스(CLK1)가 제 2 크기(②)를 가지므로, 이를 근거로 출력되는 제 1 스캔펄스(SP1) 역시 제 2 크기(②)를 갖는다.
이와 같이 본 발명에서는, 영상 데이터가 임계치보다 클 때(즉, 영상 데이터의 계조가 높을 때) 스캔펄스의 전압을 정상적인 값으로 유지하는 반면, 영상 데이터가 임계치보다 작을 때(즉, 영상 데이터의 계조가 낮을 때) 스캔펄스의 전압을 낮춤으로써 전체적으로 소비전력을 감소시킬 수 있다.
즉, 낮은 계조의 영상 데이터일수록 그 계조에 해당하는 데이터 전압이 목표전압으로 상승하는 시간이 상대적으로 짧은 바, 따라서 영상 데이터가 낮은 계조일 때 화소 스위칭소자를 상대적으로 약하게 턴-온시키더라도 그 계조의 데이터 전압은 한 수평기간내에 충분히 화소전극으로 인가될 수 있다. 다시 말하여, 영상 데이터의 계조가 낮을 때, 화소 스위칭소자가 턴-온되는 한도내에서 스캔펄스의 크기를 다소 줄이더라도 영상이 올바르게 표시될 수 있다.
이를 위해, 구동집적회로(D-IC)는 각 스테이지로 공급되는 클럭펄스들의 크기를 개별적으로 제어한다.
한편, 각 스테이지(ST1 내지 STn)로 공급되는 구동신호는, 전술된 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4), 충전용전압(VDD), 방전용전압(VSS), 제 1 교류전압(Vac1) 및 제 2 교류전압(Vac2)을 포함할 수 있는 바, 본 발명에서의 구동집적회로(D-IC)는 클럭펄스뿐만 아니라 충전용전압(VDD), 방전용전압(VSS), 제 1 교류전압(Vac1) 및 제 2 교류전압(Vac2)의 크기도 제어할 수 있다. 즉, 구동집적회로(D-IC)는, 기준고전압 및 기준저전압을 근거로 구동신호를 생성하는 바, 영상 데이터와 임계치간의 비교를 근거로 기준고전압 또는 기준저전압의 크기를 조절함으로써 구동신호의 크기를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제 1 내지 제 4 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4)의 각 고전압, 충전용전압(VDD), 제 1 교류전압(Vac1)의 고전압, 그리고 제 2 교류전압(Vac2)의 고전압은 기준고전압의 레벨로 설정된다. 그리고, 제 1 내지 제 4 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4)의 각 저전압, 방전용전압(VSS), 제 1 교류전압(Vac1)의 저전압, 그리고 제 2 교류전압(Vac2)의 저전압은 기준저전압의 레벨로 설정된다.
구동집적회로(D-IC)는 기준고전압 및 기준저전압을 사용하여 제 1 내지 제 4 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4), 충전용전압(VDD), 방전용전압(VSS), 제 1 교류전압(Vac1), 그리고 제 2 교류전압(Vac2)을 생성한다. 그리고, 영상 데이터가 임계치보다 작을 때, 기준고전압을 낮춤으로써 제 1 내지 제 4 클럭펄스들(CLK1 내지 CLK4), 충전용전압(VDD), 제 1 교류전압(Vac1), 그리고 제 2 교류전압(Vac2)의 크기를 낮출 수 있다. 또한, 기준저전압의 절대값의 크기를 낮춤으로서 방전용전압의 크기도 낮출 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
CLK#: 제 # 클럭펄스 SP#: 제 # 스캔펄스

Claims (9)

  1. 제 1 내지 제 n 게이트 라인들(n은 1보다 큰 자연수)에 접속된 다수의 화소들을 게이트 라인별로 구분하고, 각 게이트 라인의 화소들에 대응되는 영상 데이터들을 분석하는 구동집적회로; 및,
    상기 구동집적회로로부터의 분석 결과에 따라 각 게이트 라인에 공급되는 스캔펄스의 크기를 게이트 라인별로 제어하는 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 게이트 드라이버는, 상기 제 1 내지 제 n 게이트 라인들에 일대일로 접속된 제 1 내지 제 n 스테이지들을 포함하며;
    상기 구동집적회로는, 제 i 게이트 라인(i는 n보다 작거나 같은 자연수)에 공통으로 접속된 화소들에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터를 선택하고, 이 선택된 영상 데이터와 미리 설정된 임계치를 비교하고, 그리고 그 비교 결과에 따라 상기 제 i 게이트 라인에 접속된 스테이지에 공급될 구동신호의 크기를 제어하며; 그리고,
    제 i 스테이지는, 자신에게 공급된 구동신호를 근거로 스캔펄스를 생성하고, 이를 제 i 게이트 라인으로 인가함을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동집적회로는,
    상기 제 i 게이트 라인에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 상기 임계치보다 작을 경우, 상기 제 i 스테이지로 제 1 크기의 구동신호를 인가하며; 그리고,
    상기 제 i 게이트 라인에 대응되는 영상 데이터들 중 가장 큰 값을 갖는 영상 데이터가 상기 임계치보다 크거나 같을 경우, 상기 제 i 스테이지로 제 2 크기의 구동신호를 인가함을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 크기의 구동신호가 상기 제 2 크기의 구동신호보다 작은 것을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 i 스테이지는,
    상기 제 1 크기의 구동신호에 따라 제 1 크기의 스캔펄스를 생성하고; 그리고,
    상기 제 2 크기의 구동신호에 따라 제 2 크기의 스캔펄스를 생성함을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 i 스테이지에 공급되는 구동신호는, 상기 제 i 스테이지로부터 출력되는 스캔펄스를 생성하는데 사용되는 클럭펄스인 것을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동집적회로는,
    기준고전압 및 기준저전압을 근거로 상기 구동신호를 생성하며; 그리고,
    상기 영상 데이터와 임계치간의 비교를 근거로 상기 기준고전압의 크기를 조절함으로써 상기 구동신호의 크기를 제어함을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동신호는, 위상차를 갖는 다수의 클럭펄스들, 충전용전압, 방전용전압, 제 1 교류전압 및 제 2 교류전압을 포함하며;
    상기 다수의 클럭펄스들의 각 고전압, 상기 충전용전압, 상기 제 1 교류전압의 고전압, 그리고 상기 제 2 교류전압의 고전압은 상기 기준고전압의 레벨로 설정되며; 그리고,
    상기 다수의 클럭펄스들의 각 저전압, 상기 방전용전압, 상기 제 1 교류전압의 저전압, 그리고 상기 제 2 교류전압의 저전압은 상기 기준저전압의 레벨로 설정됨을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각 스테이지는,
    전단 스테이지로부터의 스캔펄스에 따라 제어되며, 상기 충전용전압을 전송하는 충전용전원라인과 세트 노드 사이에 접속된 제 1 스위칭소자;
    후단 스테이지로부터의 스캔펄스에 따라 제어되며, 상기 세트 노드와 상기 방전용전압을 전송하는 방전용전원라인 사이에 접속된 제 2 스위칭소자;
    제 1 교류전원라인으로부터의 제 1 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 1 교류전원라인과 제 1 리세트 노드 사이에 접속된 제 3 스위칭소자;
    제 2 교류전원라인으로부터의 제 2 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 교류전원라인과 제 2 리세트 노드 사이에 접속된 제 4 스위칭소자;
    상기 제 2 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 1 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 5 스위칭소자;
    상기 제 1 교류전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 6 스위칭소자;
    상기 세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 제 1 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 7 스위칭소자;
    상기 세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 제 2 리세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 8 스위칭소자;
    상기 제 1 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 9 스위칭소자;
    상기 제 2 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 세트 노드와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 10 스위칭소자;
    상기 세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 클럭펄스들 중 어느 하나를 전송하는 클럭전송라인과 출력단자 사이에 접속된 풀업 스위칭소자;
    상기 제 1 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 출력단자와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 1 풀다운 스위칭소자; 및,
    상기 제 2 리세트 노드의 전압에 따라 제어되며, 상기 출력단자와 상기 방전용전원라인 사이에 접속된 제 2 풀다운 스위칭소자를 포함함을 특징으로 하는 표시장치용 구동회로.
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