KR102521898B1 - 프레임 주파수를 변경할 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법 - Google Patents

프레임 주파수를 변경할 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 표시 장치는, 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 외부로부터 수신된 영상 신호, 제어 신호 및 모드 신호에 응답해서 상기 표시 패널에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로를 포함하며, 상기 구동 회로는, 상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호들로 변환하여 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하고, 상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하여 상기 복수의 데이터 라인들로 제공한다.

Description

프레임 주파수를 변경할 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법{DISPLAY DEVICE CAPABLE OF CHANGING FRAME RATE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 프레임 주파수를 변경할 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 연결된 복수 개의 화소들을 포함한다. 표시 장치는 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 제공하는 게이트 드라이버 및 복수의 데이터 라인들에 데이터 신호들을 출력하는 데이터 드라이버를 포함한다.
고화질 게임 영상 및 가상 현실 영상은 그래픽 처리 프로세서에 의해서 렌더링(rendering)하는데 많은 시간을 필요로 한다. 한 프레임의 영상 신호에 대한 렌더링 시간이 표시 장치의 프레임 주파수보다 길어지는 경우, 표시 장치에 표시되는 영상의 품질이 저하될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 프레임 주파수를 변경할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 프레임 주파수가 변경되는 주파수 가변 모드동안 표시 영상의 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 구동 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는: 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 외부로부터 수신된 영상 신호, 제어 신호 및 모드 신호에 응답해서 상기 표시 패널에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로를 포함한다. 상기 구동 회로는, 상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호들로 변환하여 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하고, 상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하여 상기 복수의 데이터 라인들로 제공한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 영상 신호가 소정의 계조 레벨일 때 상기 주파수 가변 모드에서 변환된 상기 데이터 전압 신호의 전압 레벨은 상기 노말 모드에서 변환된 상기 데이터 전압 신호의 전압 레벨보다 높을 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 감마 곡선은 상기 영상 신호가 블랙 영상 패턴일 때 최적화된 제1 공통 전압 레벨을 기준으로 형성되고, 상기 제2 감마 곡선은 상기 영상 신호가 화이트 영상 패턴일 때 최적화된 제2 공통 전압 레벨을 기준으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 주파수 가변 모드는 적어도 한 프레임마다 프레임 주파수가 변경되는 어댑티브 싱크 모드이고, 상기 노말 모드는 매 프레임에서 상기 프레임 주파수가 동일한 고정 주파수 모드일 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 구동 회로는, 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버, 영상 데이터 신호, 기준 감마 선택 신호 및 적어도 하나의 구동 전압에 근거해서 상기 데이터 전압 신호를 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하는 데이터 드라이버, 전압 제어 신호에 응답해서 상기 적어도 하나의 구동 전압을 발생하는 전압 발생 회로 및 상기 영상 신호, 상기 제어 신호 및 상기 모드 신호에 응답해서 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 데이터 드라이버로 상기 영상 데이터 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 제공하는 구동 컨트롤러를 포함한다. 상기 구동 컨트롤러는, 상기 모드 신호가 상기 노말 모드를 나타낼 때 상기 제1 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고, 상기 모드 신호가 상기 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 제2 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는, 상기 제어 신호에 근거해서 데이터 인에이블 신호 및 클럭 신호를 복원하고, 상기 모드 신호를 주파수 모드 신호로 변환하는 수신 회로 및 상기 데이터 인에이블 신호 및 상기 클럭 신호에 응답해서 상기 데이터 드라이버로 제1 제어 신호를 제공하고, 상기 게이트 드라이버로 제2 제어 신호를 제공하며, 상기 주파수 모드 신호가 제1 레벨일 때 상기 제1 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고, 상기 주파수 모드 신호가 제2 레벨일 때 상기 제2 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하는 제어 신호 발생부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 데이터 인에이블 신호는 한 프레임 내 표시 구간과 블랭크 구간을 포함하며, 상기 주파수 가변 모드는 적어도 한 프레임마다 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간의 지속 시간이 다를 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 데이터 드라이버는, 상기 클럭 신호에 동기해서 래치 클럭 신호들 출력하는 쉬프트 레지스터, 상기 영상 데이터 신호를 수신하고 상기 래치 클럭 신호들에 동기해서 데이터 신호를 출력하는 래치 회로, 상기 기준 감마 선택 신호 및 상기 적어도 하나의 구동 전압을 수신하고, 상기 래치 회로로부터 출력되는 상기 데이터 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기 및 상기 아날로그 전압 전압을 데이터 전압 신호들로서 상기 복수의 데이터 라인들로 출력하는 출력 버퍼를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 전압 발생 회로는, 상기 전압 제어 신호에 응답해서 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 발생할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는, 상기 제1 구동 전압 및 상기 제2 구동 전압 사이의 복수의 감마 전압들을 생성하는 저항 스트링, 상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감마 전압들 중 일부를 선택해서 복수의 기준 감마 전압들로서 출력하는 기준 감마 선택 회로, 상기 복수의 기준 감마 전압들에 근거해서 복수의 전압들을 발생하는 전압 발생기 및 상기 복수의 전압들 중 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 아날로그 전압 신호로서 출력하는 디코더를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 기준 감마 선택 회로는, 각각이 상기 복수의 감마 전압들을 입력받고, 상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감마 전압들 중 어느 하나를 상기 기준 감마 전압으로 출력하는 복수의 선택기들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 저항 스트링은, 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압 사이에 직렬로 순차적으로 연결된 복수의 저항들을 포함하며, 상기 복수의 저항들 간의 연결 노드들의 전압들을 상기 복수의 감마 전압들로 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버, 영상 데이터 신호, 기준 감마 선택 신호 및 적어도 하나의 구동 전압에 근거해서 데이터 전압 신호들을 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하는 데이터 드라이버, 전압 제어 신호에 응답해서 상기 적어도 하나의 구동 전압을 발생하는 전압 발생 회로 및 외부로부터 수신된 영상 신호, 제어 신호 및 모드 신호에 응답해서 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 데이터 드라이버로 상기 영상 데이터 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 제공하는 구동 컨트롤러를 포함한다. 상기 구동 컨트롤러는, 상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 제1 공통 전압 레벨에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고, 상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 제1 공통 전압 레벨과 다른 제2 공통 전압 레벨에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 공통 전압 레벨은 상기 제1 공통 전압 레벨보다 높은 전압 레벨일 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 공통 전압 레벨은 상기 영상 신호가 블랙 영상 패턴일 때 최적화된 공통 전압 레벨이고, 상기 제2 공통 전압 레벨은 상기 영상 신호가 화이트 영상 패턴일 때 최적화된 공통 전압 레벨일 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 전압 발생 회로는, 상기 전압 제어 신호에 응답해서 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 발생한다. 상기 데이터 드라이버는, 상기 제1 구동 전압 및 상기 제2 구동 전압 사이의 복수의 감마 전압들을 생성하는 저항 스트링, 상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감마 전압들 중 일부를 선택하고, 선택된 감마 전압들을 복수의 기준 감마 전압들로 출력하는 기준 감마 선택 회로, 상기 복수의 기준 감마 전압들에 근거해서 복수의 전압들을 발생하는 전압 발생기 및 상기 복수의 전압들 중 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 아날로그 전압 신호로서 출력하는 디코더를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 주파수 가변 모드는 적어도 한 프레임마다 프레임 주파수가 변경되는 어댑티브 싱크 모드이고, 상기 노말 모드는 매 프레임에서 상기 프레임 주파수가 동일한 고정 주파수 모드일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 표시 장치의 구동 방법은: 영상 신호 및 모드 신호를 수신하는 단계, 상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계, 상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계, 및 상기 데이터 전압 신호를 표시 패널의 복수의 데이터 라인들로 제공하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계는, 상기 제1 감마 곡선에 대응하는 전압 제어 신호 및 기준 감마 선택 신호를 출력하는 단계, 상기 전압 제어 신호에 대응하는 적어도 하나의 구동 전압을 발생하는 단계, 상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 복수의 감마 전압들 중 일부를 기준 감마 전압들로 선택하는 단계 및 상기 적어도 하나의 구동 전압 및 상기 기준 감마 전압들에 응답해서 상기 영상 신호를 상기 데이터 전압 신호로 변환하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 영상 신호를 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계는, 상기 제2 감마 곡선에 대응하는 전압 제어 신호 및 기준 감마 선택 신호를 출력하는 단계, 상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 복수의 감마 전압들 중 일부를 기준 감마 전압들로 선택하는 단계 및 상기 적어도 하나의 구동 전압 및 상기 기준 감마 전압들에 응답해서 상기 영상 신호를 상기 데이터 전압 신호로 변환하는 단계를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 노말 모드동안 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호들로 변환하여 이전 프레임의 영상이 현재 프레임에 영향을 주는 잔상 현상을 개선한다. 또한 본 발명의 표시 장치는 주파수 가변 모드동안 영상 신호를 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환함으로써 프레임 주파수 변경에 의해 발생하는 휘도 차를 감소시켜서 플리커 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 노말 모드 및 주파수 가변 모드에서 모드 신호 및 데이터 인에이블 신호의 변화를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 드라이버의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 디지털-아날로그 변환기의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 정극성 변환기의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 표시 장치에서 사용되는 감마 곡선의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 동작 모드에 따른 최적의 공통 전압을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 동작 모드에 따른 제1 감마 곡선 및 제2 감마 곡선을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태들로 구체화될 수 있으며, 여기에 도시된 실시예들에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어 지도록 당업자에게 본 발명의 양상 및 특징을 충분히 전달할 수 있도록 예로서 제공된다.
구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 언급될 때, 이는 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 결합될 수 있거나, 또는 하나 이상의 개재된 구성 요소들이 존재할 수 있다. 본 명세서에서 "그리고/또는"은 관련되어 열거된 아이템들의 하나 이상의 임의의 그리고 모든 조합들을 포함한다.
비록 제1, 제2, 제3 등의 용어가 본 명세서에서 다양한 구성 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 구성 요소들이 이러한 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 데에만 사용된다. 따라서, 이하에 설명되는 제1 구성 요소는 본 개시된 내용의 교시들을 벗어나지 않고 제2 구성 요소로 지칭될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들(기술 용어들 및 과학 용어들 포함)은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어들과 같은 용어들은 관련 기술 및/또는 본 명세서와 관련하여 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 구동 회로(105)를 포함한다. 표시 패널(110)은 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm) 및 데이터 라인들(DL1-DLm)에 교차하여 배열된 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn) 그리고 그들의 교차 영역에 배열된 복수의 화소들(PX11-PXnm)을 포함한다. 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)과 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)은 서로 절연되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 화소(PXij)는 스위칭 트랜지스터(TR) 및 액정 커패시터(Clc)를 포함한다. 스위칭 트랜지스터(TR)는 i번째 게이트 라인(GLi)과 연결된 게이트 전극, j번쩨 데이터 라인(DLj)에 연결된 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 액정 커패시터(Clc)는 스위칭 트랜지스터(TR)의 제2 전극과 공통 전압(VCOM) 사이에 연결된다. 화소(PXij)는 액정 커패시터(Clc)와 병렬로 연결된 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 더 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 구동 회로(105)는 외부로부터 영상 신호(RGB), 제어 신호들(CTRL) 및 모드 신호(FREE_SYNC)를 수신하고, 표시 패널(110)에 영상이 표시되도록 제어한다. 구동 회로(105)는 모드 신호(FREE_SYNC)가 노말 모드를 나타낼 때 영상 신호 신호(RGB)를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하여 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)로 제공하고, 모드 신호(FREE_SYNC)가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 영상 신호(RGB)를 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하여 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)로 제공한다.
표시 장치(100)와 연결된 그래픽 처리 프로세서(미 도시됨)는 표시 장치(100)가 노말 모드 및 주파수 가변 모드 중 어느 모드로 동작하는 지를 나타내는 모드 신호(FREE_SYNC)를 표시 장치(100)의 구동 회로(105)로 제공한다. 일 실시예에서, 노말 모드는 매 주파수마다 프레임 주파수(또는 프레임 레이트)가 동일한 고정 주파수 모드이고, 주파수 가변 모드는 적어도 한 프레임마다 프레임 주파수가 변경되는 어댑티브 싱크 모드이다. 다른 실시예에서 모드 신호(FREE_SYNC)는 프레임 주파수를 나타내는 신호일 수 있다. 모드 신호(FREE_SYNC)가 프레임 주파수를 나타내는 신호인 경우, 구동 회로(105)는 모드 신호(FREE_SYNC)가 표시하는 프레임 주파수에 따라서 노말 모드인지 주파수 가변 모드인지 판별할 수 있다.
구동 회로(105)는 구동 컨트롤러(120), 전압 발생 회로(130), 게이트 드라이버(140) 및 데이터 드라이버(150)를 포함한다.
구동 컨트롤러(120)는 외부로부터 영상 신호(RGB), 제어 신호들(CTRL) 및 모드 신호(FREE_SYNC)를 수신한다. 제어 신호들(CTRL)은 예를 들면, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 구동 컨트롤러(120)는 제어 신호들(CTRL)에 기초하여 영상 신호(RGB)를 표시 패널(110)의 동작 조건에 맞게 처리한 영상 데이터 신호(RGB_DATA), 제1 제어 신호(CONT1) 및 기준 감마 선택 신호(VSEL)를 데이터 드라이버(150)로 제공하고, 제2 제어 신호(CONT2)를 게이트 드라이버(140)로 제공한다. 제1 제어 신호(CONT1)는 클럭 신호(CLK), 극성 반전 신호(POL) 및 라인 래치 신호(LOAD)를 포함하고, 제2 제어 신호(CONT2)는 수직 동기 시작 신호를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 구동 컨트롤러(120)는 모드 신호(FREE_SYNC)에 응답해서 기준 감마 선택 신호(VSEL)를 데이터 드라이버(150)로 출력한다. 구동 컨트롤러(120)는 제어 신호들(CTRL) 및 모드 신호(FREE_SYNC)에 응답해서 전압 제어 신호(CTRLV)를 전압 발생 회로(130)로 출력한다.
전압 발생 회로(130)는 표시 패널(110)의 동작에 필요한 복수의 전압들 및 클럭 신호들을 발생한다. 이 실시예에서, 전압 발생 회로(130)는 게이트 클럭 신호(CKV) 및 접지 전압(VSS)을 게이트 드라이버(140)로 제공한다. 또한 전압 발생 회로(130)는 데이터 드라이버(150)의 동작에 필요한 제1 구동 전압(VGMA_UH), 제2 구동 전압(VGMA_UL), 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)을 더 발생한다. 전압 발생 회로(130)는 표시 패널(110)로 제공하기 위한 공통 전압(VCOM)을 더 발생한다.
예시적인 실시예에서, 전압 발생 회로(130)는 구동 컨트롤러(120)로부터의 전압 제어 신호(CTRLV)에 응답해서 제1 구동 전압(VGMA_UH), 제2 구동 전압(VGMA_UL), 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)의 전압 레벨을 설정한다.
게이트 드라이버(140)는 구동 컨트롤러(120)로부터의 제2 제어 신호(CONT2) 그리고 전압 발생 회로(130)로부터의 게이트 클럭 신호(CKV) 및 접지 전압(VSS)에 응답해서 게이트 라인들(GL1-GLn)을 구동한다. 게이트 드라이버(140)는 게이트 구동 IC(Integrated circuit)를 포함한다. 게이트 드라이버(140)는 게이트 구동 IC뿐만 아니라 비정질-실리콘 스위칭 트랜지스터(amorphous Silicon Thin Film Transistor a-Si TFT)를 이용한 ASG(Amorphous silicon gate), 산화물 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로 구현될 수도 있다. 게이트 드라이버(140)는 박막공정을 통해 화소들(PX11-PXnm)과 동시에 형성될 수 있다. 이 경우, 게이트 드라이버(140)는 표시 패널(110)의 일측의 소정 영역(예를 들면, 비표시 영역)에 배열될 수 있다.
데이터 드라이버(150)는 구동 컨트롤러(120)로부터의 영상 데이터 신호(RGB_DATA), 제1 제어 신호(CONT1) 및 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 제1 구동 전압(VGMA_UH), 제2 구동 전압(VGMA_UL), 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)을 이용하여 데이터 라인들(DL1-DLm)을 구동하기 위한 데이터 전압 신호들(D1-Dm)을 출력한다.
게이트 드라이버(140)에 의해서 하나의 게이트 라인이 소정 레벨의 게이트 온 전압으로 구동되는 동안, 이에 연결된 한 행의 화소들 내 스위칭 트랜지스터들이 턴 온 된다. 이때 데이터 드라이버(150)는 영상 데이터 신호(RGB_DATA)에 대응하는 데이터 전압 신호들을 데이터 라인들(DL1-DLm)로 제공한다. 데이터 라인들(DL1-DLm)에 공급된 데이터 전압 신호들은 턴 온 된 스위칭 트랜지스터들을 통해 해당 액정 커패시터들 및 스토리지 커패시터들에 인가된다. 여기서, 액정 커패시터들의 열화를 방지하기 위하여 데이터 드라이버(150)는 영상 데이터 신호(RGB_DATA)에 대응하는 데이터 전압 신호들을 정극성(+) 및 부극성(-)으로 매 프레임마다 번갈아 구동한다. 제1 구동 전압(VGMA_UH) 및 제2 구동 전압(VGMA_UL)은 정극성 구동을 위해 사용되는 전압들이고, 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)은 부극성 구동을 위해 사용되는 전압들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 구동 컨트롤러(120)는 수신 회로(210), 영상 신호 처리 회로(220) 및 제어 신호 발생 회로(230)를 포함한다.
수신 회로(210)는 영상 신호(RGB)를 영상 신호(RGB')로 복원한다. 수신 회로(210)는 제어 신호(CTRL)에 근거해서 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 클럭 신호(MCLK)를 복원한다. 일 예로, 외부로부터 제공되는 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 방식으로 수신 회로(210)로 제공될 수 있다. 수신 회로(210)는 모드 신호(FREE_SYNC)를 주파수 모드 신호(F_SYNC)로 변환한다. 예를 들어, 모드 신호(FREE_SYNC)는 동작 모드(예를 들면, 노말 모드 및 주파수 가변 모드)를 나타내는 신호일 수 있다. 수신 회로(210)는 모드 신호(FREE_SYNC)가 노말 노드를 나타낼 때 제1 레벨(예를 들면, 로우 레벨)의 주파수 모드 신호(F_SYNC)를 출력하고, 모드 신호(FREE_SYNC)가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 제2 레벨(예를 들면, 하이 레벨)의 주파수 모드 신호(F_SYNC)를 출력한다. 다른 실시예에서, 모드 신호(FREE_SYNC)는 프레임 주파수를 나타내는 신호일 수 있다. 모드 신호(FREE_SYNC)가 미리 설정된 소정의 프레임 주파수(예를 들면, 120Hz)를 나타내면, 수신 회로(210)는 제1 레벨(예를 들면, 로우 레벨)의 주파수 모드 신호(F_SYNC)를 출력한다. 모드 신호(FREE_SYNC)가 미리 설정된 소정의 프레임 주파수(예를 들면, 120Hz)가 아닌 다른 프레임 주파수를 나타낼 때, 수신 회로(210)는 제2 레벨(예를 들면, 하이 레벨)의 주파수 모드 신호(F_SYNC)를 출력한다. 즉, 주파수 모드 신호(F_SYNC)는 모드 신호(FREE_SYNC)에 따라서 노말 노드 및 주파수 가변 모드 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
영상 신호 처리 회로(220)는 수신 회로(210)로부터 출력되는 영상 신호(RGB')를 영상 데이터 신호(RGB_DATA)로 변환해서 출력한다. 영상 신호 처리 회로(220)는 영상 신호(RGB')의 감마 특성이 휘도에 비례하도록 선형화하여 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다.
제어 신호 발생 회로(230)는 수신 회로(210)로부터 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호(MCLK) 및 주파수 모드 신호(F_SYNC)를 수신하고, 클럭 신호(CLK), 라인 래치 신호(LOAD) 및 극성 반전 신호(POL)를 포함하는 제1 제어 신호(CONT1) 및 기준 감마 선택 신호(VSEL)를 출력한다. 또한 제어 신호 발생 회로(230)는 수직 동기 시작 신호를 포함하는 제2 제어 신호(CONT2)를 출력한다. 제1 제어 신호(CONT1) 및 기준 감마 선택 신호(VSEL)는 도 1에 도시된 데이터 드라이버(150)로 제공되고, 제2 제어 신호(CONT2)는 도 1에 도시된 게이트 드라이버(140)로 제공된다. 또한 제어 신호 발생 회로(230)는 주파수 모드 신호(F_SYNC)에 근거해서 전압 제어 신호(CTRLV)를 출력한다. 전압 제어 신호(CTRLV)는 도 1에 도시된 전압 발생 회로(130)로 제공된다.
도 4는 노말 모드 및 주파수 가변 모드에서 모드 신호 및 데이터 인에이블 신호의 변화를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 4를 참조하면, 외부로부터 제공되는 모드 신호(FREE_SYNC)는 로우 레벨일 때 노말 모드를 나타내고, 하이 레벨일 때 주파수 가변 모드를 나타낸다. 모드 신호(FREE_SYNC)가 로우 레벨인 노말 모드동안 매 프레임마다 프레임 주파수는 일정한 주파수(예를 들면, 120Hz)로 유지된다. 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 프레임은 액티브 구간과 블랭크 구간을 포함한다. 노말 모드동안 인에이블 신호(DE)의 액티브 구간(APa)과 블랭크 구간(BPa) 각각은 매 프레임마다 동일한 지속 시간을 갖는다.
모드 신호(FREE_SYNC)가 하이 레벨인 주파수 가변 모드동안 매 프레임마다 프레임 주파수는 달라질 수 있다. 프레임 주파수가 달라지더라도 데이터 인에이블 신호(DE)의 액티브 구간의 지속 시간은 일정하나(즉, APb=APc=APd), 블랭크 구간의 지속 시간은 프레임 주파수에 따라서 달라진다. 주파수 가변 모드에서 프레임 주파수가 느려질수록 데이터 인에이블 신호(DE)의 블랭크 구간의 지속 시간이 길어진다. 예를 들어, 프레임 주파수가 144Hz, 100Hz 및 48Hz일 때 블랭크 구간들(BPb, BPc, BPd)의 지속 시간은 BPb<BPc< BPd이다.
예를 들어, 그래픽 프로세서(미 도시됨)의 렌더링 시간이 길어지면, 길어진 렌더링 시간만큼 프레임 주파수는 느려지고, 데이터 인에이블 신호(DE)의 블랭크 구간의 지속 시간이 길어진다. 데이터 인에이블 신호(DE)의 블랭크 구간이 길어지면, 즉, 프레임 주파수가 낮아지면 누설 전류(leakage current)에 의해서 도 2에 도시된 화소(PXij) 내 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전하가 감소한다. 따라서, 블랭크 구간이 길어질수록 표시 패널(110)에 표시되는 영상의 휘도가 낮아지게 된다. 특히, 연속하는 프레임들의 프레임 주파수가 144Hz, 48Hz, 120Hz, 30Hz와 같이, 급격하게 매 프레임마다 변경되는 경우, 휘도 차가 사용자에게 인식될 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 데이터 드라이버의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 데이터 드라이버(150)는 쉬프트 레지스터(310), 래치부(320), 디지털-아날로그 변환기(330) 그리고 출력 버퍼(340)를 포함한다. 도 5에서, 클럭 신호(CLK), 라인 래치 신호(LOAD) 및 극성 반전 신호(POL)는 도 1에 도시된 구동 컨트롤러(120)로부터 제공되는 제1 제어 신호(CONT1)에 포함된 신호들이다.
쉬프트 레지스터(310)는 클럭 신호(CLK)에 동기해서 래치 클럭 신호들(CK1-CKm)을 순차적으로 활성화한다. 래치부(320)는 쉬프트 레지스터(310)로부터의 래치 클럭 신호들(CK1-CKm)에 동기해서 영상 데이터 신호(RGB_DATA)를 래치하고, 라인 래치 신호(LOAD)에 응답해서 래치 데이터 신호들(DA1-DAm)을 동시에 디지털-아날로그 변환기(330)로 제공한다.
디지털-아날로그 변환기(330)는 도 1에 도시된 구동 컨트롤러(120)로부터의 극성 반전 신호(POL), 기준 감마 선택 신호(VSEL) 및 전압 발생 회로(130)로부터의 제1 구동 전압(VGMA_UH), 제2 구동 전압(VGMA_UL), 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)을 수신한다. 디지털-아날로그 변환기(330)는 래치부(320)로부터의 래치 데이터 신호들(DA1-DAm)에 대응하는 아날로그 전압 신호들(Y1-Ym)을 출력 버퍼(340)로 출력한다. 출력 버퍼(340)는 라인 래치 신호(LOAD)에 응답해서 디지털-아날로그 변환기(330)로부터의 아날로그 전압 신호들(Y1-Ym)을 데이터 전압 신호들로서 데이터 라인들(DL1-DLm)로 출력한다.
도 6은 도 5에 도시된 디지털-아날로그 변환기의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 디지털-아날로그 변환기(330)는 정극성 변환기(410) 및 부극성 변환기(430)를 포함한다. 정극성 변환기(410)는 저항 스트링(412), 기준 전압 선택 회로(414), 전압 발생기(416) 그리고 디코더(418)를 포함한다.
저항 스트링(412)은 도 1에 도시된 전압 발생 회로(130)로부터의 제1 구동 전압(VGMA_UH) 및 제2 구동 전압(VGMA_UL)을 공급받고, 복수의 감마 전압들(VGAU0-VGAUk)을 출력한다. 저항 스트링(412)은 제1 구동 전압(VGMA_UH)과 제2 구동 전압(VGMA_UL)을 분압하여 복수의 감마 전압들(VGAU0-VGAUk)을 출력할 수 있다.
기준 전압 선택 회로(414)는 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 복수의 감마 전압들(VGAU0-VGAUk) 중 일부를 복수의 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFUx)로 출력한다.
전압 발생기(416)는 복수의 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFUx)에 근거해서 복수의 전압들(VU0-VUy)을 발생한다. 단, k, x, y 각각은 양의 정수이다.
디코더(418)는 극성 반전 신호(POL)가 제1 레벨(예를 들면, 로우 레벨)인 동안 복수의 전압들(VU0-VUy)을 참조하여 래치 데이터 신호들(DA1-DAm)을 아날로그 전압 신호들(Y1-Ym)로 변환한다.
부극성 변환기(430)는 저항 스트링(432), 기준 전압 선택 회로(434), 전압 발생기(436) 그리고 디코더(438)를 포함한다.
저항 스트링(432)은 도 1에 도시된 전압 발생 회로(130)로부터의 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)을 분압하여 복수의 감마 전압들(VGAL0-VGALk)을 발생한다.
기준 전압 선택 회로(434)는 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 복수의 감마 전압들(VGAL0-VGALk) 중 일부를 복수의 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFLx)로 출력한다.
전압 발생기(436)는 복수의 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFLx)에 근거해서 복수의 전압들(VL0-VLy)을 발생한다. 단, k, x, y 각각은 양의 정수이다.
디코더(438)는 극성 반전 신호(POL)가 제2 레벨(예를 들면, 하이 레벨)인 동안 복수의 전압들(VL0-VLy)을 참조하여 래치 데이터 신호들(DA1-DAm)을 아날로그 전압 신호들(Y1-Ym)로 변환한다.
도 7은 도 6에 도시된 정극성 변환기의 본 발명의 실시예에 따른 구성을 보여주는 도면이다. 도 6의 k, x 및 y 각각은 도 7에서 예시적으로 255, 9 및 1023이나, 이에 한정되지 않는다.
도 7을 참조하면, 저항 스트링(412)은 제1 구동 전압(VGMA_UH) 및 제2 구동 전압(VGMA_UL)을 공급받고, 감마 전압들(VGAU0-VGAU255)을 출력한다. 저항 스트링(412)은 제1 구동 전압(VGMA_UH)과 제2 구동 전압(VGMA_UL) 사이에 직렬로 순차적으로 연결된 저항들(R0-R255)을 포함한다. 저항들(R0-R255) 사이의 연결 노드들의 전압들이 감마 전압들(VGAU0-VGAU255)로서 출력된다.
기준 전압 선택 회로(414)는 선택기들(451-459)을 포함한다. 선택기들(451-459)은 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 감마 전압들(VGAU0-VGAU255) 중 일부를 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9)로서 출력한다.
예를 들어, 선택기(451)는 감마 전압(VGAU2)을 정극성 기준 감마 전압(VREFU1)으로 출력하고, 선택기(457)는 감마 전압(VGAU120)을 정극성 기준 감마 전압(VREFU7)으로 출력하고, 선택기(458)는 감마 전압(VGAU160)을 정극성 기준 감마 전압(VREFU8)으로 출력하고, 선택기(459)는 감마 전압(VGAU253)을 정극성 기준 감마 전압(VREFU9)으로 출력할 수 있다.
전압 발생기(416)는 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9)을 수신하고, 전압들(VU0-VU1023)을 발생한다. 전압 발생기(416)는 인접한 2개의 기준 전압들 사이의 전압 분배에 의해서 복수의 아날로그 전압 신호들을 생성할 수 있다. 예컨대, 전압 발생기(416)는 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1, VREFU2) 사이의 전압 분배에 의해서 전압들(VU0-VU90)을 생성하고, 정극성 기준 감마 전압들(VREFU2, VREFU3) 사이의 전압 분배에 의해서 전압들(VU91-VU120)을 생성할 수 있다. 이와 같은 방법으로 전압 발생기(412)는 9개의 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9)을 이용하여 전압들(VU0-VU1023)을 생성할 수 있다. 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9)에 근거한 전압들(VU0-VU1023) 각각의 전압 간격 및 인접한 2개의 기준 전압들에 의해 생성되는 전압들의 수는 전압 발생기(416)에 미리 설정된 방식에 따라 결정될 수 있다.
디코더(418)는 극성 반전 신호(POL)가 제2 레벨(예를 들면, 하이 레벨)인 동안 전압들(VU0-VU1023)을 참조하여 래치 데이터 신호들(DA1-DAm)을 아날로그 전압 신호들(Y1-Ym)로 변환한다.
이 실시예에서, 저항 스트링(412)은 256개의 저항들을 포함하여 256 개의 감마 전압들(VGAU0-VGAU255)을 출력하나, 저항들의 수 및 출력하는 전압들의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
이 실시예에서, 선택 회로(414)는 감마 전압들(VGAU0-VGAU255) 중 9개의 전압들을 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9)로서 출력하나, 정극성 기준 전압들의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 기준 전압들의 수가 많아질수록 수신된 영상 데이터 신호(RGB_DATA)를 데이터 전압 신호들로 변환하는 과정에서의 왜곡을 최소화할 수 있다.
도 6에 도시된 부극성 변환기(430)는 도 7에 도시된 정극성 변환기(410)와 유사한 회로 구성을 가질 수 있다.
도 8은 표시 장치에서 사용되는 감마 곡선의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 기준 전압 선택 회로(414)는 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 감마 전압들(VGAU0-VGAU255) 중 일부를 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9)로 출력한다. 유사하게 도 6에 도시된 기준 전압 선택 회로(434)는 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 감마 전압들(VGAL0-VGAL255) 중 일부를 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)로 출력할 수 있다. 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 각각과 공통 전압(VCOM) 사이의 전압 차는 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9) 각각과 공통 전압(VCOM) 사이의 전압 차와 동일하다.
정극성 기준 감마 전압(VREFU9)은 제1 구동 전압(VGMA_UH)보다 낮고, 정극성 기준 감마 전압(VREFU1)은 제2 구동 전압(VGMA_UL)보다 높으며, 부극성 기준 감마 전압(VREFL1)은 제3 구동 전압(VGMA_LH)보다 낮고, 부극성 기준 감마 전압(VREFL9)은 제4 구동 전압(VGMA_LL)보다 낮은 전압 레벨을 갖는다.
노말 모드 및 주파수 가변 모드 각각에서 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)을 선택하기 위한 기준 감마 선택 신호(VSEL)는 구동 컨트롤러(120, 도 1에 도시됨) 내 메모리(예를 들면, 버퍼 메모리 또는 룩업 테이블)에 저장될 수 있다.
도 9은 동작 모드에 따른 최적의 공통 전압을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 표시 패널(110, 도 1에 도시됨)에 표시되는 영상의 품질을 향상시키기 위한 최적의 공통 전압(VCOM_G)은 계조 레벨마다 다르다. 도 9에 도시된 예에서, 블랙 계조(계조 레벨이 0)의 영상 신호(RGB)에 대한 최적의 공통 전압(VCOM_G)은 7V이고, 화이트 계조(계조 레벨이 255)의 영상 신호(RGB)에 대한 최적의 공통 전압(VCOM_G)은 9.1V이다.
표시 패널(110)이 VA(Vertical Alignment) 모드 또는 SVA(Super Vertical Alignment) 모드로 구현되는 경우 이전 프레임의 영상이 현재 프레임에 영향을 주는 잔상 현상이 유발될 수 있다. 블랙 계조(계조 레벨이 0)의 영상 신호(RGB)에 대한 최적의 공통 전압(VCOM_G)을 모든 계조에 적용하는 경우 잔상 특성이 개선될 수 있다. 따라서, 프레임 주파수가 변경되지 않는 노말 모드에서의 최적의 공통 전압인 노말 모드 공통 전압(VCOM_N)은 블랙 계조의 최적의 공통 전압으로 설정된다. 따라서, 도 1에 도시된 구동 컨트롤러(120)는 모드 신호(FREE_SYNC)가 노말 모드를 나타낼 때 노말 모드 공통 전압(VCOM_N)을 기준으로 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)이 선택될 수 있도록 기준 감마 선택 신호(VSEL) 및 전압 제어 신호(CTRLV)를 출력한다. 전압 발생 회로(130, 도 1에 도시됨)는 전압 제어 신호(CTRLV)에 응답해서 노말 모드 공통 전압(VCOM_N)에 대응하는 제1 구동 전압(VGMA_UH), 제2 구동 전압(VGMA_UL), 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)을 발생한다.
그러나, 주파수 가변 모드동안 블랙 계조의 최적의 공통 전압을 기준으로 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)을 선택하는 경우, 프레임 주파수가 변경될 때 휘도 차가 더 잘 인지될 수 있다. 화이트 계조의 최적의 공통 전압이 블랙 계조의 최적의 공통 전압보다 높음에도 불구하고, 블랙 계조의 최적의 공통 전압을 기준으로 화이트 계조의 영상 신호(RGB)가 데이터 전압 신호로 변환됨으로써 공통 전압(VCOM)과 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 사이의 전압 차와 공통 전압(VCOM)과 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)의 전압 차의 불균형이 발생한다. 특히, 매 프레임마다 프레임 주파수가 변경될 때 이러한 전압 차의 불균형에 의한 휘도 차가 더 잘 인지될 수 있다.
따라서, 본 발명의 예시적인 실시예에서, 주파수 가변 모드동안 최적의 공통 전압인 주파수 가변 모드 공통 전압(VCOM_F)은 화이트 계조의 영상 신호(RGB)에 대한 최적의 공통 전압으로 설정된다. 구동 컨트롤러(120)는 모드 신호(FREE_SYNC)가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 주파수 가변 모드 공통 전압(VCOM_F)을 기준으로 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)이 선택될 수 있도록 기준 감마 선택 신호(VSEL) 및 전압 제어 신호(CTRLV)를 출력한다.
도 10은 동작 모드에 따른 제1 감마 곡선 및 제2 감마 곡선을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 감마 곡선(G_C1)은 노말 모드 공통 전압(VCOM_N)을 기준으로 선택된 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)에 의해서 형성되는 감마 곡선이다. 제2 감마 곡선(G_C2)은 주파수 가변 모드 공통 전압(VCOM_F)을 기준으로 선택된 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)에 의해서 형성되는 감마 곡선이다.
예시적인 실시예에서, 노말 모드 공통 전압(VCOM_N)보다 주파수 가변 모드 공통 전압(VCOM_F)의 전압 레벨이 높다. 그러나 다른 실시예에서, 주파수 가변 모드 공통 전압(VCOM_F)보다 노말 모드 공통 전압(VCOM_N)의 전압 레벨이 높을 수 있다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 구동 컨트롤러(120)는 영상 신호(RGB) 및 모드 신호(FREE_SYNC)를 수신한다(S500). 구동 컨트롤러(120)는 영상 신호(RGB)를 영상 데이터 신호(RGB_DATA)로 변환해서 데이터 드라이버(150)로 제공한다.
구동 컨트롤러(120)는 모드 신호(FREE_SYNC)가 노말 모드 또는 주파수 가변 모드를 나타내는 지를 판별한다(S510). 모드 신호(FREE_SYNC)가 노말 모드를 나타내면, 구동 컨트롤러(120)는 제1 감마 곡선(G_C1, 도 10에 도시됨)에 대응하는 전압 제어 신호(CTRLV) 및 기준 감마 선택 신호(VSEL)를 출력한다(S520). 모드 신호(FREE_SYNC)가 주파수 가변 모드를 나타내면, 구동 컨트롤러(120)는 제2 감마 곡선(G_C2, 도 10에 도시됨)에 대응하는 전압 제어 신호(CTRLV) 및 기준 감마 선택 신호(VSEL)를 출력한다(S530).
전압 발생 회로(130)는 전압 제어 신호(CTRLV)에 응답해서 제1 구동 전압(VGMA_UH), 제2 구동 전압(VGMA_UL), 제3 구동 전압(VGMA_LH) 및 제4 구동 전압(VGMA_LL)을 발생한다(S540).
데이터 드라이버(150)는 기준 감마 선택 신호(VSEL)에 응답해서 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)을 선택한다(S550).
데이터 드라이버(150)는 정극성 기준 감마 전압들(VREFU1-VREFU9) 및 부극성 기준 감마 전압들(VREFL1-VREFL9)에 근거해서 영상 데이터 신호(RGB_DATA)를 데이터 전압 신호로 변환해서 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)로 제공한다(S560).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 장치
105: 구동 회로
110: 표시 패널
120: 구동 컨트롤러
130: 전압 발생 회로
140: 게이트 드라이버
150: 데이터 드라이버

Claims (20)

  1. 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
    외부로부터 수신된 영상 신호, 제어 신호 및 모드 신호에 응답해서 상기 표시 패널에 영상이 표시되도록 제어하는 구동 회로를 포함하되;
    상기 구동 회로는 상기 제어 신호에 근거해서 데이터 인에이블 신호를 복원하고,
    상기 구동 회로는 상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호들로 변환하여 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하고, 상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 상기 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하여 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하되,
    상기 데이터 인에이블 신호는 한 프레임 내 표시 구간과 블랭크 구간을 포함하며, 상기 주파수 가변 모드동안 프레임 주파수에 따라 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간의 지속 시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 신호가 소정의 계조 레벨일 때 상기 주파수 가변 모드에서 변환된 상기 데이터 전압 신호의 전압 레벨은 상기 노말 모드에서 변환된 상기 데이터 전압 신호의 전압 레벨보다 높은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 감마 곡선은 상기 영상 신호가 블랙 영상 패턴일 때 최적화된 제1 공통 전압 레벨을 기준으로 형성되고, 상기 제2 감마 곡선은 상기 영상 신호가 화이트 영상 패턴일 때 최적화된 제2 공통 전압 레벨을 기준으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 가변 모드는 적어도 한 프레임마다 상기 프레임 주파수가 변경되는 어댑티브 싱크 모드이고, 상기 노말 모드는 매 프레임에서 상기 프레임 주파수가 동일한 고정 주파수 모드인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 회로는,
    상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버;
    영상 데이터 신호, 기준 감마 선택 신호 및 적어도 하나의 구동 전압에 근거해서 상기 데이터 전압 신호를 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하는 데이터 드라이버;
    전압 제어 신호에 응답해서 상기 적어도 하나의 구동 전압을 발생하는 전압 발생 회로; 및
    상기 영상 신호, 상기 제어 신호 및 상기 모드 신호에 응답해서 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 데이터 드라이버로 상기 영상 데이터 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 제공하는 구동 컨트롤러를 포함하되,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제어 신호에 근거해서 상기 데이터 인에이블 신호를 복원하고,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 모드 신호가 상기 노말 모드를 나타낼 때 상기 제1 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고, 상기 모드 신호가 상기 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 제2 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는,
    상기 제어 신호에 근거해서 클럭 신호를 복원하고, 상기 모드 신호를 주파수 모드 신호로 변환하는 수신 회로; 및
    상기 데이터 인에이블 신호 및 상기 클럭 신호에 응답해서 상기 데이터 드라이버로 제1 제어 신호를 제공하고, 상기 게이트 드라이버로 제2 제어 신호를 제공하며, 상기 주파수 모드 신호가 제1 레벨일 때 상기 제1 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고, 상기 주파수 모드 신호가 제2 레벨일 때 상기 제2 감마 곡선에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하는 제어 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 클럭 신호에 동기해서 래치 클럭 신호들 출력하는 쉬프트 레지스터;
    상기 영상 데이터 신호를 수신하고 상기 래치 클럭 신호들에 동기해서 데이터 신호를 출력하는 래치 회로;
    상기 기준 감마 선택 신호 및 상기 적어도 하나의 구동 전압을 수신하고, 상기 래치 회로로부터 출력되는 상기 데이터 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기; 및
    상기 아날로그 전압 신호를 데이터 전압 신호들로서 상기 복수의 데이터 라인들로 출력하는 출력 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전압 발생 회로는,
    상기 전압 제어 신호에 응답해서 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디지털-아날로그 변환기는,
    상기 제1 구동 전압 및 상기 제2 구동 전압 사이의 복수의 감마 전압들을 생성하는 저항 스트링;
    상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감마 전압들 중 일부를 선택해서 복수의 기준 감마 전압들로서 출력하는 기준 감마 선택 회로;
    상기 복수의 기준 감마 전압들에 근거해서 복수의 전압들을 발생하는 전압 발생기; 및
    상기 복수의 전압들 중 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 아날로그 전압 신호로서 출력하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기준 감마 선택 회로는,
    각각이 상기 복수의 감마 전압들을 입력받고, 상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감마 전압들 중 어느 하나를 상기 기준 감마 전압으로 출력하는 복수의 선택기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 저항 스트링은,
    상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압 사이에 직렬로 순차적으로 연결된 복수의 저항들을 포함하며, 상기 복수의 저항들 간의 연결 노드들의 전압들을 상기 복수의 감마 전압들로 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 복수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버;
    영상 데이터 신호, 기준 감마 선택 신호 및 적어도 하나의 구동 전압에 근거해서 데이터 전압 신호들을 상기 복수의 데이터 라인들로 제공하는 데이터 드라이버;
    전압 제어 신호에 응답해서 상기 적어도 하나의 구동 전압을 발생하는 전압 발생 회로; 및
    외부로부터 수신된 영상 신호, 제어 신호 및 모드 신호에 응답해서 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 상기 데이터 드라이버로 상기 영상 데이터 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 제공하는 구동 컨트롤러를 포함하되;
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제어 신호에 근거해서 데이터 인에이블 신호를 복원하고,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 제1 공통 전압 레벨에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고, 상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 제1 공통 전압 레벨과 다른 제2 공통 전압 레벨에 대응하는 상기 전압 제어 신호 및 상기 기준 감마 선택 신호를 출력하고,
    상기 데이터 인에이블 신호는 한 프레임 내 표시 구간과 블랭크 구간을 포함하며, 상기 주파수 가변 모드동안 프레임 주파수에 따라 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간의 지속 시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 공통 전압 레벨은 상기 제1 공통 전압 레벨보다 높은 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 공통 전압 레벨은 상기 영상 신호가 블랙 영상 패턴일 때 최적화된 공통 전압 레벨이고, 상기 제2 공통 전압 레벨은 상기 영상 신호가 화이트 영상 패턴일 때 최적화된 공통 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 전압 발생 회로는,
    상기 전압 제어 신호에 응답해서 제1 구동 전압 및 제2 구동 전압을 발생하고,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 제1 구동 전압 및 상기 제2 구동 전압 사이의 복수의 감마 전압들을 생성하는 저항 스트링;
    상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감마 전압들 중 일부를 선택하고, 선택된 감마 전압들을 복수의 기준 감마 전압들로 출력하는 기준 감마 선택 회로;
    상기 복수의 기준 감마 전압들에 근거해서 복수의 전압들을 발생하는 전압 발생기; 및
    상기 복수의 전압들 중 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 아날로그 전압 신호로서 출력하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 주파수 가변 모드는 적어도 한 프레임마다 상기 프레임 주파수가 변경되는 어댑티브 싱크 모드이고, 상기 노말 모드는 매 프레임에서 상기 프레임 주파수가 동일한 고정 주파수 모드인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 영상 신호, 제어 신호 및 모드 신호를 수신하는 단계;
    상기 제어 신호에 근거해서 데이터 인에이블 신호를 복원하는 단계;
    상기 모드 신호가 노말 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계;
    상기 모드 신호가 주파수 가변 모드를 나타낼 때 상기 영상 신호를 제1 감마 곡선과 다른 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 데이터 전압 신호를 표시 패널의 복수의 데이터 라인들로 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 데이터 인에이블 신호는 한 프레임 내 표시 구간과 블랭크 구간을 포함하며, 상기 주파수 가변 모드동안 프레임 주파수에 따라 상기 데이터 인에이블 신호의 상기 블랭크 구간의 지속 시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 영상 신호를 제1 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계는,
    상기 제1 감마 곡선에 대응하는 전압 제어 신호 및 기준 감마 선택 신호를 출력하는 단계;
    상기 전압 제어 신호에 대응하는 적어도 하나의 구동 전압을 발생하는 단계;
    상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 복수의 감마 전압들 중 일부를 기준 감마 전압들로 선택하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 구동 전압 및 상기 기준 감마 전압들에 응답해서 상기 영상 신호를 상기 데이터 전압 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 영상 신호를 제2 감마 곡선에 대응하는 데이터 전압 신호로 변환하는 단계는,
    상기 제2 감마 곡선에 대응하는 전압 제어 신호 및 기준 감마 선택 신호를 출력하는 단계;
    상기 기준 감마 선택 신호에 응답해서 복수의 감마 전압들 중 일부를 기준 감마 전압들로 선택하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 구동 전압 및 상기 기준 감마 전압들에 응답해서 상기 영상 신호를 상기 데이터 전압 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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