KR102270123B1 - 다중 구동 모드를 가지는 표시장치 및 타이밍 컨트롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 구동 모드를 가지는 표시장치 및 타이밍 컨트롤러에 관한 발명으로, 일 측면에서 본 발명은, 다수의 화소 영역을 포함하는 표시패널에 빛을 출력하는 광원부와 상기 광원부를 제어하는 광원구동부를 포함하는 백라이트 유닛과, 표시패널에 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 제어하며, 광원구동부를 오프모드, 제1구동모드 또는 제2구동모드 중 어느 하나로 동작하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

다중 구동 모드를 가지는 표시장치 및 타이밍 컨트롤러{DISPLAY DEVICE WITH MULTIPLE OPERATING MODE AND TIMING CONTROLLER}

본 발명은 다중 구동 모드를 가지는 표시장치 및 타이밍 컨트롤러에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 표시장치가 활용되고 있다. 이러한 다양한 표시장치에는, 그에 맞는 표시패널이 포함된다.

한편, 표시패널은 TV, 테블릿, 컴퓨터 등 다양한 기기에 결합하여 동작할 수 있고, 표시패널 또는 표시장치의 빠른 부팅을 필요로 하고 있다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 표시장치의 빠른 부팅을 위하여 다양한 구동 모드를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 다양한 구동 모드 하에서 구성요소에 인가되는 전원을 차등시켜 빠른 부팅 속도를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 일 측면에서, 본 발명은, 다수의 화소 영역을 포함하는 표시패널에 빛을 출력하는 광원부와 상기 광원부를 제어하는 광원구동부를 포함하는 백라이트 유닛과, 표시패널에 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 제어하며, 광원구동부를 오프모드, 제1구동모드 또는 제2구동모드 중 어느 하나로 동작하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공한다.

다른 측면에서 본 발명은, 표시패널에 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 제어하며, 백라이트 유닛 제어부에 오프모드, 제1구동모드 또는 제2구동모드를 지시하는 신호를 제공하는 모드제어부를 포함하는 타이밍 컨트롤러를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 빠른 부팅을 위하여 둘 이상의 구동 모드를 제공한다.

또한, 본 발명에 의하면 다양한 구동 모드 하에서 타이밍 컨트롤러와 백라이트 유닛 내의 구성요소에 인가되는 전원을 다양하게 설정하여 각 구성요소들의 부팅 속도를 높일 수 있다.

도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 타이밍 컨트롤러의 동작 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 3은 광원구동부 및 광원부의 동작 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 각 모드 간의 전환을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1구동모드와 제2구동모드 사이에 전환하는 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 700 부분에서의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원구동부의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 900 부분에서의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러와 백라이트 유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러가 데이터 구동부 또는 게이트 구동부로 데이터블랙을 표시하기 위한 제어 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러가 백라이트 유닛을 제어하는 과정을 도시한 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 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 도시한 도면이다. 일 실시예로 액정표시장치가 될 수 있다.

도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 제1방향(예: 수직방향)으로 다수의 제1라인(VL1~VLm)이 형성되고, 제2방향(예: 수평방향)으로 다수의 제2라인(HL1~HLn)이 형성되는 표시패널(110)과, 다수의 제1라인(VL1~VLm)으로 제1신호를 공급하는 제1구동부(120)와, 다수의 제2라인(HL1~HLn)으로 제2신호를 공급하는 제2구동부(130)와, 제1구동부(120) 및 제2구동부(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140), 그리고 백라이트 유닛(150) 등을 포함한다.

표시패널(110)에는, 제1방향(예: 수직방향)으로 형성된 다수의 제1라인(VL1~VLm)과 제2방향(예: 수평방향)으로 형성된 다수의 제2라인(HL1~HLn)의 교차에 따라 다수의 화소(P: Pixel)가 정의된다.

전술한 제1구동부(120) 및 제2구동부(130) 각각은, 영상 표시를 위한 신호를 출력하는 적어도 하나의 구동 집적회로(Driver IC)를 포함할 수 있다.

표시패널(110)에 제1방향으로 형성된 다수의 제1라인(VL1~VLm)은, 일 예로, 수직방향(제1방향)으로 형성되어 수직방향의 화소 열로 데이터 전압(제1신호)을 전달하는 데이터 배선일 수 있으며, 제1구동부(120)는 데이터 배선으로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부일 수 있다.

또한, 표시패널(110)에 제2방향으로 형성된 다수의 제2라인(HL1~HLn)은 수평방향(제2방향)으로 형성되어 수평방향의 화소 열로 스캔 신호(제1신호)를 전달하는 게이트 배선일 수 있으며, 제2구동부(130)는 게이트 배선으로 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부일 수 있다.

또한, 제1구동부(120)와 제2구동부(130)와 접속하기 위해 표시패널(110)에는 패드부가 구성된다. 패드부는 제1구동부(120)에서 다수의 제1라인(VL1~VLm)으로 제1신호를 공급하면 이를 표시패널(110)로 전달하며, 마찬가지로 제2구동부(130)에서 다수의 제2라인(HL1~HLn)으로 제2신호를 공급하면 이를 표시패널(110)로 전달한다.

표시패널(110)의 외측에는 전원을 공급하는 구성요소가 결합되어 있다. 표시패널(110)이 대형의 표시패널이거나, 또는 대형의 표시패널이 아니어도 전원을 균등하게 제공하기 위해 보조전원을 인입하여 전원을 표시패널(110)에 제공할 수 있다.

도 1의 표시장치가 액정 표시장치인 경우, 표시패널(110)은 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor, 이하, "TFT"라 함)가 형성된 TFT-어레이 기판과 컬러필터(CF: Color Filter)가 형성된 컬러필터 기판이 일정한 간격(Cell Gap)만큼 이격되고, TFT-어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정이 주입된 구조로 되어 있다.

구동회로 유닛은 여러 개의 드라이버 집적회로를 제어하기 위한 전기신호를 생성하고 외부로부터 입력된 디지털 데이터 신호를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140)와 제1구동부(120) 및 제2구동부(130)를 포함하며, 액정 표시 패널(110)을 동작시키기 위한 여러 개의 드라이버 집적회로(Driver IC)와 각종 회로 소자가 부착된 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 등으로 구성된다.

여기서, 여러 개의 드라이버 집적회로는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver IC)와 적어도 하나의 데이터 드라이버 집적회로(Data Driver IC)를 포함한다.

이러한 여러 개의 드라이버 집적회로는 TFT-어레이 기판에 연결된다.

드라이버 집적회로를 TFT-어레이 기판에 연결하는 방법으로서, 드라이버 집적회로가 필름(Film) 위에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 기술을 이용하는 TCP(Tape Carrier Package) 실장 방식, 드라이버 집적회로가 TFT-어레이 기판에 형성된 본딩 패드(Bonding Pad) 직접 연결되는 COG(Chip On Glass) 실장 방식 등이 있고, 이뿐만 아니라, 드라이버 집적회로와 TFT-어레이 기판(111)를 전기적으로 연결해주기만 하면 그 어떠한 방식도 가능하다.

한편, 표시장치가 액정표시장치의 경우 백라이트 유닛(150)을 더 포함할 수 있으며, 백라이트 유닛(BLU: Backlight Unit)은 타이밍 컨트롤러(140)로부터 다수의 광원, 예를 들면, LED를 제어하기 위한 광원 구동신호(PWM)을 제공받아 다수의 광원을 구동시킨다. 백라이트 유닛(150)의 구성요소로는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제어 신호를 수신하는 광원구동부와 광을 출력하는 광원부로 구성된다. 이하, 백라이트 유닛 내에 광원구동부와 광원으로 구성되며, 광원의 실시예로는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 외부전극형광램프(Exterior Electrode Fluorescent Lamp, EEFL), 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 레이저다이오드 등이 될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 백라이트 유닛(150)은, 광원의 설치 방법에 따라, 직하(Direct) 방식 BLU(Backlight Unit)일 수도 있고, 에지(Edge) 방식의 BLU일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 광원구동부는 광원부를 동작시키는 장치로, LED 드라이버(LED driver) 등이 광원구동부의 일 실시예가 될 수 있다.

도 2는 타이밍 컨트롤러의 동작 시퀀스를 도시한 도면이다.

타이밍 컨트롤러(140)이 외부로부터 전원을 인가받으면, 타이밍 컨트롤러(140)가 동작하는데 필요한 작업을 진행하고 백라이트 유닛(150)으로 온 신호를 인가한다. 타이밍 컨트롤러(140)에 210과 같이 데이터 신호(Vx1 Data)가 인가되면, T1의 시간동안 타이밍 컨트롤러(140)가 부팅하는데 필요한 작업을 진행한 후, 백라이트 유닛(150)의 광원구동부에게 LED_ON 신호를 220과 같이 인가한다. T1는 표시장치의 특성 혹은 타이밍 컨트롤러의 구조 등에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 일 실시예로 400ms이다.

도 3은 광원구동부 및 광원부의 동작 시퀀스를 도시한 도면이다.

310은 광원구동부가 외부의 타이밍 컨트롤러로부터 전원을 인가받는 시퀀스이며, 320은 광원구동부가 동작하는 시퀀스를 보여준다. 그리고 330은 광원부가 동작하는 시퀀스를 보여준다. T2의 시간 동안 광원구동부는 전력을 안정화하는 작업을 진행한 후, 부팅을 진행한다. T3 기간동안 부팅을 진행한 후, 백라이트 유닛의 광원을 온 시키도록 330과 같이 광원부를 제어한다. 광원부가 온으로 전환하면 백라이트 유닛에서 빛이 나오고 표시장치에서 화면이 표시된다.

T2 및 T3 역시 백라이트 유닛의 특성 혹은 광원구동부의 구조에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 일 실시예로 T2는 500ms, T3는 400ms가 될 수 있다.

도 2 및 도 3에서 타이밍 컨트롤러가 외부로부터 전원이 인가되어 백라이트 유닛의 광원이 켜지는데 소요되는 지연 시간(delay time)은 약 900ms 내지 1300 ms이며, 이는 표시장치의 초기 구동시간을 증가시키는 문제가 있다. 또한, 세트를 조립하는 과정에서 시스템의 로딩 시간을 결합할 경우, 지연 시간이 상승할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러와 광원구동부의 로딩 시간 때문에 지연 시간이 발생하는데, 이는 온/오프(On/Off) 시키는 과정에서 회로가 리셋(reset)되어 처음부터 로딩되어야 하기 때문이다. 따라서 타이밍 컨트롤러와 광원구동부를 자주 온/오프 시킬 경우 반복하여 타이밍 컨트롤러와 광원구동부를 로딩시켜야 하는 문제가 있다. 따라서, 각 타이밍 컨트롤러와 광원구동부를 구동시킴에 있어서 초기 구동 시간을 줄이는 과정이 필요하며, 이하, 본 발명에서는 초기 구동시간을 줄이는 백라이트 유닛과 타이밍 컨트롤러의 구성을 제공한다. 또한, 본 발명에서는 초기 구동 시간의 단축을 위하여, 구동 모드를 다양하게 제시한다. 즉, 온/오프로 구별되는 구동 모드를 구동 시간을 달리하는 구동 모드로 구별되도록 제시하여 각 구동 모드의 특징에 따라 구동 시간을 탄력적으로 적용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 초기 구동시간을 줄이기 위하여, 표시장치가 2종류의 구동 모드를 가지도록 한다. 각 구동모드를 정리하면 표 1과 같다.

[표 1]구동 모드 및 오프 모드

표 1에서 제1구동모드는 표시장치에 영상이 출력되는 모드를 의미한다. 종래의 온모드를 의미한다. 제2구동모드는 표시장치에 영상이 출력되지 않으나, 광원구동부와 타이밍 컨트롤러에 전원이 인가되어 동작중인 모드를 의미한다. 제2구동모드에서는 표시장치가 출력하는 영상은 없으며, 꺼진 상태인 오프모드와 동일한 외부 형태를 가지지만, 광원구동부와 타이밍 컨트롤러가 동작중이므로, 제1구동모드로 전환이 쉽다. 제2구동모드에서 타이밍 컨트롤러가 제공하는 데이터는 다양한 색상의 영상 데이터가 아닌 검은 색상을 의미하는 "DATA_BLACK"이며, 이는 외부에서 인지함에 있어 화면이 꺼진 상태로 인지하도록 검은 색을 방출하는 실시예를 포함한다. 제2구동모드가 제1구동모드 및 오프모드 사이에 중간 단계의 모드로 존재하므로, 제2구동모드에서 제1구동모드로 전환할 경우 종래에 오프모드에서 온모드로 동작함에 있어서 발생하였던 광원구동부와 타이밍 컨트롤러를 로딩시키는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 각 모드 간의 전환을 도시한 도면이다. 각 모드 간의 전환은 외부 신호에 의해 또는 각 장치의 내부 판단 모듈에 따라 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 모드 간에 전환 가능한 부분은 실시예에 따라 한정적으로 적용될 수 있다.

410은 표시장치가 제1구동모드의 상태를 의미하며, 420는 표시장치가 제2구동모드의 상태를 의미하며, 430는 표시장치가 오프모드의 상태임을 의미한다. 제1구동모드는 표시장치에 영상이 출력되는 상태이며, 제2구동모드는 표시장치에 영상이 출력되지는 않으나 광원구동부와 타이밍 컨트롤러에 전원은 인가되어 있는 상태이다.

각 상태의 전환에 대해 살펴보면, 오프모드(430)에서 제1구동모드(410)으로 전환(S451)하는 과정에서 앞서 도 2 및 도 3에서 살펴본 바와 같이 T1, T2, T3의 시간이 소요되며, 이는 광원구동부 및 타이밍 컨트롤러를 온시켜 로딩(부팅)함에 있어 소요되는 시간을 포함한다. 제1구동모드(410)에서 오프모드(430)로 전환하면, 광원구동부 및 타이밍 컨트롤러를 오프시킨다.

제1구동모드(410)에서 제2구동모드(420)로 전환하는 과정(S453)에서 광원구동부 및 타이밍 컨트롤러는 계속 전원이 인가되어 온상태를 유지한다. 다만 광원부에 인가된 전원은 차단되어 백라이트 유닛에서 빛이 발광하지 않으며, 또한 타이밍 컨트롤러는 블랙 데이터(DATA_BLACK)을 출력한다. 블랙 데이터는 액정 표시장치의 모든 화소영역의 서브화소(subpixel)들이 검은색을 표시하도록 제어하는 것을 의미하는데, 예를 들어 RGB를 조합하여 검은색이 출력되도록 할 수 있다.

제2구동모드(420)에서 제1구동모드(410)로 전환하는 과정(S454)에서는 앞서 S453 과정에서 광원구동부 및 타이밍 컨트롤러는 계속 전원이 인가되어 온상태를 유지한 상태에서 제1구동모드(410)로 전환함을 의미한다. 따라서, 광원구동부 및 타이밍 컨트롤러를 로딩 또는 부팅시키는 지연시간 없이 광원부에 전원을 인가함으로써 표시장치가 영상을 출력한다. 따라서, S454는 S451 진행과정보다 훨씬 짧다.

오프모드(430)에서 제2구동모드(420)로 전환하는 과정(S456)은 표시장치에서 선택적으로 제공할 수 있다. 마찬가지로 제2구동모드(420)에서 오프모드(430)으로 전환하는 과정(S455) 역시 선택적으로 제공할 수 있다. 오프모드(430)에서 제2구동모드(420)로 전환하고(S456), 제2구동모드(420)에서 제1구동모드(410)로 전환하는 과정(S454)에서 발생하는 지연 시간은 오프모드(430)에서 제1구동모드(410)로 전환하는 과정(S451)과 유사한 시간을 가질 수 있다. 제2구동모드(420)는 제1구동모드(410)로 빠른 전환을 가능하게 한다는 점에서 퀵온모드(Quick On Mode)라 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1구동모드와 제2구동모드 사이에 전환하는 시퀀스를 도시한 도면이다. 501은 각 모드를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 오프모드(430)에서 제1구동모드(410)로, 제1구동모드(410)에서 제2구동모드(420)로, 그리고 제2구동모드(420)에서 다시 제1구동모드(410)로 전환한다.

510은 표시장치에 인가되는 외부신호의 시퀀스이다. 외부 신호는 오프모드를 지시하는 OFF 신호이거나, 혹은 제1구동모드를 지시하는 ON 신호, 그리고 제2구동모드를 지시하는 Quick_ON 신호, 그리고 제1구동모드를 지시하는 ON 신호를 차례로 표시장치에 인가한다.

520은 타이밍 컨트롤러의 시퀀스이다. 외부로부터 ON 신호가 입력되며 데이터가 입력된다(S551). 그러나 타이밍 컨트롤러가 부팅(로딩)하는데 있어 시간이 소요되므로, 실제 데이터를 표시패널로 전달하고 백라이트 유닛을 작동시키기 까지 T1만큼의 시간이 소요된다. T1의 시간이 지난 후, 데이터를 표시패널로 전달하며, 백라이트 유닛을 작동시키기 위해 백라이트 유닛의 광원구동부로 신호를 인가한다(S552).

530은 광원구동부의 시퀀스이다. 타이밍 컨트롤러로부터 동작을 지시하는 신호(ON) 신호가 S552와 같이 입력되며 전원이 인가된다. 앞서 살펴본 바와 같이 광원구동부 역시 전원이 인가되어 안정화되는데 있어 소요되는 시간(T2)와 부팅(로딩)시간 T3가 소요된다. 그리고 광원구동부가 부팅이 완료하면, S553과 같이 광원부를 온 시킨다. 광원부에서 광원구동부로부터 온 되어 전원이 인가되고 백라이트 유닛으로 발광하는데 까지 짧은 시간 간격(T4)을 가진다. 따라서, 외부에서 오프모드(430)에서 제1구동모드(410)로 전환함에 있어서 T1, T2, T3, T4의 시간이 소요된다.

한편, 외부에서 제2구동모드(420)로 전환을 지시하면(S554), 타이밍 컨트롤러는 블랙 데이터를 출력하며 광원구동부에게 제2구동모드로 동작을 지시한다(S555). 광원구동부는 광원부를 오프시키도록 지시하고(S556) 광원부는 전원을 차단하여 백라이트 유닛이 꺼진다. 그러나 타이밍 컨트롤러와 광원구동부는 제2구동모드(420)에서 계속 온 상태를 유지한다. 이후, 제2구동모드(420)에서 제1구동모드(410)로 전환하며 표시할 영상 데이터를 타이밍 컨트롤러에 인가하면(S557), 타이밍 컨트롤러는 이전의 블랙 데이터 출력을 중단하고 수신한 데이터를 표시패널로 인가한다. 그리고 광원구동부에게 광원부의 작동을 지시하고(S558), 광원구동부는 광원부를 동작시킨다(S559). 이 과정에서 타이밍 컨트롤러와 광원구동부는 계속 온 상태를 유지하고 있으므로, 앞서 T1, T2, T3의 지연시간이 소요되지 않고 광원부가 구동하는데 필요한 시간인 T4만 소요된다.

정리하면, 오프모드(430)에서 광원구동부는 오프 상태가 되지만, 제1구동모드(410) 및 제2구동모드(420)에서 광원구동부는 온 상태가 되며, 제2구동모드(420)에서 제1구동모드(410)로 전환시 광원구동부를 켜는 과정에서 소요되는 시간이 제거되므로, 제1구동모드(410)로의 전환 속도가 높으며, 외부에서 표시장치가 빠르게 켜지는 것으로 인지할 수 있다.

한편, 광원부는 제2구동모드(420) 및 오프모드(430)에서 모두 오프 상태가 되도록 광원구동부가 제어할 수 있다. 이는 광원부의 로딩 시간은 광원구동부와 비교할 때 상대적으로 짧은 반면, 소비 전력은 크므로, 광원부는 제2구동모드(420) 상태에서 꺼진 상태를 유지하여 소비 전력을 줄일 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.

제1구동모드와 제2구동모드 사이를 전환하는 경우를 보여준다. 제1구동모드에서 제2구동모드로 전환하기 위해 타이밍 컨트롤러는 610과 같이 전원이 계속 인가된 상태에서 제1구동모드와 제2구동모드 사이를 전환하게 된다. 620은 타이밍 컨트롤러가 제1구동모드인지 제2구동모드인지를 의미한다. 파형이 1(high) 상태(630a, 630b, 630c)는 제1구동모드로 타이밍 컨트롤러가 동작함을 의미하며, 화면에 영상을 표시하는 실시예이며, 여기서 610의 Vx1Data는 영상데이터가 타이밍 컨트롤러를 통하여 표시패널로 인가된다.

한편 파형이 0(low) 상태(640a, 640b, 640c, 640d)는 제2구동모드로 타이밍 컨트롤러가 동작함을 의미하며, 화면에 검은 영상(Data black)을 표시하는 실시예이며, 여기서 610의 Vx1Data는 검은 색(Black data) 영상 데이터가 타이밍 컨트롤러를 통하여 표시패널로 인가된다. 전원이 인가된 상태에서 외부에서 온/오프를 지시할 경우, 온에서는 제1구동모드로 동작하고 오프에서는 제2구동모드로 동작하므로, 외부에서는 화면이 블랙인 상태여서 표시장치가 꺼진 상태로 판단하지만 타이밍 컨트롤러는 제1구동모드와 제2구동모드 사이를 전환하므로 전환 속도가 높다.

제2구동모드에서 출력되는 데이터 블랙 신호는 데이터 구동부 또는 게이트 구동부 중 어느 하나 이상에 인가되는데, 데이터블랙을 표시하기 위해, 데이터 구동부(120)로 RGB신호를 제공함에 있어 블랙(블랙을 나타내는 RGB)을 출력하도록 제어신호(DDC)를 제공할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러는 게이트 구동부(130)를 제어하여 제1구동모드에서는 RGB 값을 출력하며, 제2구동모드에서는 블랙이 출력되도록 한다. 일 실시예로, 제2구동모드에서 출력하는 데이터블랙 신호는 제1구동모드에서 영상 데이터로 블랙을 출력하는 것과는 구분되므로, 게이트 구동부(130)를 제어하는 제어신호(GDC)를 제1구동모드와 제2구동모드를 달리 할 수 있다. 예를 들어, 게이트 신호를 인가함에 있어서, 전력 소비를 줄이기 위해 신호가 약하게 인가되도록 제어하거나 혹은 게이트 신호의 구동 시간 간격을 늘리는 등 제1구동모드와 제2구동모드에서 게이트 구동부(130)가 동작하는 방식이 달라지도록 타이밍 컨트롤러가 제어할 수 있다.

도 7은 도 6의 700 부분에서의 동작 과정을 도시한 도면이다. 타이밍 컨트롤러가 도 6의 제2구동모드(640b)에서 제1구동모드(630b)로 전환하는 과정을 보여준다. 730은 표시패널로 영상이 표시되어 외부에서 표시패널이 켜졌다는 것을 확인하는 시점을 보여준다. S710은 외부에서 표시패널이 꺼진 것으로 판단하는 상태이며 S720은 외부에서 표시패널이 켜진 것으로 판단하는 상태이다. 타이밍 컨트롤러가 제2구동모드(640b)에서 제1구동모드(630b)로 전환하면, 이전에 블랙 데이터를 출력하는 것에서 영상으로 표시할 데이터를 출력하도록 제어하며, 이 과정에서 T_quickstart1 만큼의 시간이 소요된다. 이 시간은 표시장치를 구성하는 각각의 구성요소에 따라 달라지며, 일 실시예로 50ms가 될 수 있다. 이는 앞서 도 2의 T1(400ms)과 비교할 경우 350ms 이상 지연 시간을 줄일 수 있음을 보여준다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원구동부의 동작을 보다 상세히 도시한 도면이다.

810은 광원구동부가 외부의 타이밍 컨트롤러로부터 전원을 인가받는 시퀀스이며, 820은 광원구동부에게 오프모드로 동작할 것인지, 제1구동모드로 동작할 것인지 혹은 제2구동모드로 동작할 것인지를 지시하는 시퀀스를 나타낸다. S821은 오프모드를 나타내며, S822 및 S824는 제1구동모드를 의미하며, S823은 제2구동모드를 나타낸다. 830은 광원구동부가 켜진 상태 또는 꺼진 상태를 나타내는 시퀀스이다. 840은 광원구동부가 동작하는 상태를 나타내는 시퀀스이며, 850은 백라이트 유닛이 동작하는 형태를 보여주는 시퀀스이다.

810에서 타이밍 컨트롤러가 전원을 인가한다. 전원이 0인 상태에서 광원구동부가 동작할 수 있는 수준까지 전원이 인가되면, T2의 시간 동안 광원구동부는 전력을 안정화하는 작업을 진행한 후, 부팅을 진행한다. T3 기간동안 부팅을 진행한 후, 백라이트 유닛의 광원을 온 시키도록 S851과 같이 광원부를 제어한다. 광원부가 온으로 전환하면 850과 같이 백라이트 유닛에서 빛이 나오고 표시장치에서 화면이 표시된다. 제1구동모드(S822)에서 제2구동모드(S823)으로 전환하면, 광원구동부는 여전히 켜진 상태를 유지(830 및 840 시퀀스 참조)한다. 그러나 광원구동부는 광원부를 S852와 같이 오프시킴으로써, 더 이상 백라이트 유닛이 동작하지 않는 것으로 외부에서 인식하도록 한다. 이후 제2구동모드(S823)에서 제1구동모드(S824)로 전환하면 광원구동부는 830 및 840과 같이 전원이 인가되어 동작하는 상태이므로 앞서 S821에서 S822로 전환하는 과정에서 소요된 T2/T3의 지연 시간 없이, 광원부를 S853과 같이 온 시킨다. 그 결과, 제2구동모드(S823)에서 제1구동모드(S824)로 전환하는데 소요되는 시간은 광원부에 전원을 인가하여 동작시키는데 필요한 시간만큼만 지연되므로, 외부에서는 지연시간 없이 오프 상태에서 온 상태로 전환한 것으로 판단할 수 있다.

도 9는 도 8의 900 부분에서의 동작 과정을 도시한 도면이다. 광원구동부의 동작 모드를 나타내는 820를 살펴보면, 제2구동모드(S823)에서 제1구동모드(S824)로 전환한다. 전환이 시작되면 S853과 같이 백라이트 유닛의 광원부를 켜지도록 지시하며, 광원부가 전원을 인가받아서, 혹은 온 신호에 따라 켜지는데 850의 시퀀스에 따라 켜지며 백라이트 유닛이 동작하는 것으로 외부에서 판단한다. 여기서 광원구동부가 광원부를 구동시키는데 있어 지연시간은 Tquickstart2 만큼 걸리며, 이 시간은 표시장치를 구성하는 각각의 구성요소에 따라 달라지며, 일 실시예로 50ms가 될 수 있다. 앞서 도 3에서 백라이트 유닛이 켜지는데 소요되는 시간인 T2와 T3를 더한 시간(900ms)와 비교할 때, 850ms 이상 지연 시간을 줄일 수 있음을 보여준다.

종래의 도 2 및 도 3을 적용할 경우, 표시장치를 구동시키는데 있어서 지연 시간이 약 1300ms 정도 소요되지만, 본 발명을 적용할 경우 100ms 이하로 줄일 수 있어 10배 이상의 구동 모드 전환 속도의 향상을 줄일 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러와 백라이트 유닛의 구성을 도시한 도면이다.

타이밍 컨트롤러(1400)는 모드제어부(1410), 백라이트 유닛 제어부(1420), 데이터구동제어부(1430), 게이트구동제어부(1440)을 포함한다. 타이머(1415)를 선택적으로 포함한다.

데이터구동제어부(1430)는 표시패널의 데이터 구동부를 제어하며, 게이트구동제어부(1440)는 표시패널의 게이트 구동부를 제어한다. 모드제어부(1410)는 백라이트 유닛 제어부(1420)에 오프모드, 제1구동모드 또는 제2구동모드를 지시하는 신호를 제공한다. 백라이트 유닛 제어부(1420)는 모드제어부(1410)로부터 수신한 신호에 따라 백라이트 유닛을 제어한다.

제1구동모드 또는 제2구동모드에서 모드제어부(1410)는 온 상태를 유지하며, 제2구동모드에서 데이터구동제어부(1430) 또는 게이트구동제어부(1440)를 제어하여 데이터블랙 신호가 출력하도록 제어한다.

모드제어부(1410)는 외부로부터 인가된 신호에 의해 제2구동모드로 동작하는 시점에서 타이머(1415)를 동작시켜, 일정시간 이상 제2구동모드가 유지되면 오프모드로 전환하도록 한다. 타이밍 컨트롤러(1400) 또는 타이밍 컨트롤러(1400)에 의해 제어되는 모드제어부(1410)는 타이머를 작동시킬 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1400) 또는 모드제어부(1410)는 제2구동모드로 동작을 시작하면 타이머를 작동시킨 후, 타이머가 임계치에 도달할 경우, 제2구동모드에서 오프모드로 전환시켜 제2구동모드에서 발생하는 전원의 소비를 줄일 수 있다. 타이머의 임계치는 외부에서 설정하거나, 외부로부터 제1/2구동 모드의 전환 시점 및 전환 간격에 따라 탄력적으로 적용될 수 있다.

또한, 타이머에 의한 임계치를 도달하여 제2구동모드에서 오프모드로 전환할 경우, 광원구동부(1510)에 인가된 전원을 차단하여 백라이트 유닛(1500)을 완전히 오프 상태로 할 수 있다. 마찬가지로 광원구동부(1510)에 인가된 전원을 차단하여 제2구동모드에서 발생하는 전원의 소비를 줄일 수 있다.

백라이트 유닛 제어부(1420)는 모드제어부(1410)가 지시하는 신호에 따라 오프모드인 경우 백라이트 유닛에 전원을 인가하지 않는다. 그리고 제1구동모드 및 제2구동모드에서 백라이트 유닛에 전원을 인가하며, 광원 구동부에 현재 제1구동모드인지 또는 제2구동모드인지를 지시하는 신호를 제공한다. 또한, 모드제어부(1410)는 타이머(1415)를 확인하여, 제2구동모드가 일정 시간 이상 유지될 경우 백라이트 유닛 제어부(1420)로 하여금 백라이트 유닛에 인가한 전원을 오프시키도록 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러가 데이터 구동부 또는 게이트 구동부로 데이터블랙을 표시하기 위한 제어 과정을 도시한 도면이다. 데이터블랙을 표시하기 위해, 데이터구동제어부(1430)는 데이터 구동부(120)로 RGB신호를 제공함에 있어 블랙(블랙을 나타내는 RGB)을 출력하도록 제1구동부, 즉 데이터 구동부(120)로 블랙을 나타내는 제어신호(DDC)를 제공할 수 있다.

한편, 게이트구동제어부(1440)는 제2구동부, 즉 게이트 구동부(130)를 제어하여 제1구동모드(S1101)에서는 RGB 값을 출력하며, 제2구동모드(S1102)에서는 블랙이 출력되도록 한다. 일 실시예로, 모드제어부(1410)는 제2구동모드에서 출력하는 데이터블랙 신호는 제1구동모드에서 영상 데이터로 블랙을 출력하는 것과는 구분되므로, 게이트 구동부(130)를 제어하는 제어신호(GDC)를 제1구동모드와 제2구동모드를 달리 할 수 있다. 예를 들어, 게이트 신호를 인가함에 있어서, 전력 소비를 줄이기 위해 신호가 약하게 인가되도록 제어하거나 혹은 게이트 신호의 구동 시간 간격을 늘리는 등 제1구동모드와 제2구동모드에서 게이트 구동부(130)가 동작하는 방식이 달라지도록 게이트구동제어부(1440)가 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 데이터블랙 신호는 실제 영상을 출력하는 과정에서 전체 패널을 검은 색으로 출력시키는 데이터블랙 신호일 수 있다. 이를 위해 모든 화소영역이 블랙을 표시하도록 데이터블랙 신호가 제어할 수 있다. 즉, 데이터 구동부(120)에 검은 색을 지시하는 신호가 인가될 수 있으며, 보다 상세하게는 표시패널 내에 모든 화소들을 구성하는 부화소들(R, G, B) 들이 오프가 되도록 제어할 수 있다. 제2구동모드(S1102)에서 광원부는 빛을 발산하지 않으나, 표시패널 내의 배선 등으로 인한 외부광의 반사를 막기 위해 부화소들을 오프시킬 수 있다. 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)는 변화하는 영상을 출력하는 것이 아니므로 데이터블랙 신호에서 게이트 구동부(130)에 인가되는 신호의 펄스 주기를 줄일 수 있으며, 이는 일반적인 블랙 신호와 달리 전기적인 소모를 줄일 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러(1400)가 백라이트 유닛(1500)을 제어하는 과정을 도시한 도면이다. 모드제어부(1410)가 제1구동모드임을 지시하는 신호를 백라이트 유닛 제어부(1420)으로 제공하고(S1201), 백라이트 유닛 제어부(1420)는 제1구동모드 제어 신호를 광원구동부(1510)로 제공한다(S1202). 광원구동부(1510)는 광원부(1520)를 동작시키기 위해 S1203과 같이 전원을 광원부(1520)로 인가한다. 다음으로 제2구동모드의 동작을 위하여 모드제어부(1410)가 제2구동모드임을 지시하는 신호를 백라이트 유닛 제어부(1420)으로 제공하고(S1211), 백라이트 유닛 제어부(1420)는 제2구동모드 제어 신호를 광원구동부(1510)로 제공한다(S1212). 광원구동부(1510)는 광원부(1520)의 동작을 중단시키기 위해 S1213과 같이 광원부(1520)에 인가된 전원을 차단한다.

도 12와 같이 백라이트 유닛 제어부(1420)는 백라이트 유닛(1500)에 제1구동모드 및 상기 제2구동모드에서 전원을 인가하며 광원구동부(1510)에 제1구동모드 또는 제2구동모드를 지시하는 신호를 제공하여, 백라이트 유닛(1500)의 동작 모드 중 하나인 제2구동모드가 제1구동모드 및 오프모드 사이의 중간 단계로 존재할 수 있으며, 그 결과, 제2구동모드에서 제1구동모드로 전환할 경우 종래에 오프모드에서 온모드로 동작함에 있어서 발생하였던 광원구동부와 타이밍 컨트롤러를 로딩시키는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

본 발명을 TV, 스마트폰, 태블릿, 노트북, 컴퓨터 등에 적용할 경우, 퀵부팅 모드를 구현할 수 있다. 제2구동모드와 같이 퀵부팅을 대기하는 모드에서는 백라이트 유닛을 완전히 끄는 것이 아니라 휘도를 0으로 하여 광원부는 동작하지 않도록 하며 광원구동부는 동작하도록 한다. 백라이트 유닛의 광원부가 LED인 경우, LED 드라이버가 광원구동부가 되며, LED 드라이버는 제2구동모드에서 LED 채널을 오프(휘도를 0%로 제어)시킬 수 있다. 한편, 타이밍 컨트롤러는 영상을 데이터블랙 신호로 처리하여 퀵부팅을 진행할 경우 종래에 LCD 화면을 구동함에 있어서 발생하는 지연 시간을 줄일 수 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 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 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 액정표시장치 120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부 1400: 타이밍 컨트롤러
1410: 모드제어부 1420: 백라이트 유닛 제어부
1430: 데이터구동제어부 1440: 게이트구동제어부
1500: 백라이트 유닛 1510: 광원구동부

Claims (10)

1. 다수의 화소 영역을 포함하는 표시패널;
   상기 표시패널의 데이터라인에 신호를 제공하는 데이터 구동부;
   상기 표시패널의 게이트라인에 신호를 제공하는 게이트 구동부;
   상기 표시패널에 빛을 출력하는 광원부와 상기 광원부를 제어하는 광원구동부를 포함하는 백라이트 유닛; 및
   상기 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 제어하며, 상기 광원구동부를 오프모드, 제1구동모드 또는 제2구동모드 중 어느 하나로 동작하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
   상기 광원구동부는 상기 제2구동모드에서 온상태이고, 상기 광원부는 상기 제2구동모드에서 상기 표시패널에 빛을 출력하지 않는 표시장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제2구동모드에서 상기 데이터 구동부 또는 상기 게이트 구동부에 데이터블랙 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 데이터블랙 신호는 상기 모든 화소영역이 블랙을 표시하도록 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 표시장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 오프모드에서 상기 광원구동부는 오프상태가 되며, 상기 제1구동모드 및 상기 제2구동모드에서 상기 광원구동부는 온상태인 것을 특징으로 하는 표시장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는 타이머를 포함하며,
   상기 제2구동모드로 동작을 시작하면 상기 타이머를 작동시키고,
   상기 타이머가 임계치에 도달한 경우, 상기 제2구동모드에서 오프모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제2구동모드에서 오프모드로 전환할 경우, 상기 광원구동부에 인가된 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
   
8. 표시패널의 데이터 구동부를 제어하는 데이터구동제어부;
   상기 표시패널의 게이트 구동부를 제어하는 게이트구동제어부;
   상기 표시패널의 백라이트 유닛을 제어하는 백라이트 유닛 제어부; 및
   상기 백라이트 유닛 제어부에 오프모드, 제1구동모드 또는 제2구동모드를 지시하는 신호를 제공하는 모드제어부를 포함하고,
   상기 백라이트 유닛에 포함된 광원구동부는 상기 제2구동모드에서 온상태이고, 상기 백라이트 유닛은 상기 제2구동모드에서 상기 표시패널에 빛을 출력하지 않는 타이밍 컨트롤러.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 모드제어부는 상기 제2구동모드에서 상기 데이터구동제어부 또는 상기 게이트 구동제어부에 데이터블랙 신호를 출력하도록 지시하는 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛 제어부는 상기 백라이트 유닛에 상기 제1구동모드 및 상기 제2구동모드에서 전원을 인가하며 상기 광원구동부에 상기 제1구동모드 또는 제2구동모드를 지시하는 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 타이밍 컨트롤러.

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