KR20080017917A - 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20080017917A
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Abstract

본 발명은 디스플레이장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 게이트선 및 데이터선으로 정의되는 화소를 포함하는 표시패널과; 기설정된 클럭 주파수 보다 큰 클럭 주파수를 갖는 클럭 신호가 입력되는 경우, 상기 각 화소에 데이터 전압이 인가되는 데이터 인에이블 구간이 상기 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때와 동일하도록 상기 클럭 신호의 출력 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 신호 제어부와; 상기 신호제어부로부터 출력되는 클럭 신호에 대응하여 상기 화소에 상기 데이터 전압 및 블랭크 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함한다. 이에 의해 입력 주파수에 관계없이 일정한 출력 주파수로 구동할 수 있는 디스플레이장치가 제공된다.

Description

디스플레이장치{DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 클럭 신호를 도시한 도면이고,
도 3a 내지 도3c는 본 실시예에 따른 디스플레이장치의 클럭 신호의 간격 변화를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 액정패널 110 : 게이트선
120 : 데이터선 130 : 화소
210 : 게이트 구동부 220 : 데이터 구동부
230 : 신호 제어부
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상이한 주파수의 영상이 입력될 수 있는 디스플레이장치에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)나 OLED(organic light emitting diode) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 박막트랜지스터 기판(Thin Film Transistor; TFT)을 사용하고 있다. 박막트랜지스터 기판은 주사 신호를 전달하는 주사 신호 배선 또는 게이트선과 데이터 신호를 전달하는 신호선 또는 데이터선을 갖는다. 그리고, 이 기판에는 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막트랜지스터, 박막트랜지스터와 연결되어 있는 화소전극 등을 포함한다. 또한, 이러한 디스플레이장치는 박막트랜지터를 온/오프 시키는 게이트 구동부와 화상에 대응되는 계조전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
액정패널의 특성 평가 및 구동 마진 평가 등을 위하여 디스플레이장치에 기존과는 상이한 주파수를 인가하는 경우가 있는데 이 경우 구동을 위한 클럭 주파수가 변경되면서 충전 시간이 변경되어 감마 곡선이 변하는 등의 문제가 발생한다. 또한, 특성 평가를 위한 경우가 아니라도 클럭 주파수의 변경이 있는 경우 프레임 주파수가 변경될 수 있기 때문에 충전율이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 입력 주파수에 관계없이 일정한 출력 주파수로 구동할 수 있는 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 게이트선 및 데이터선으로 정의되는 화소를 포함하는 표시패널과; 기설정된 클럭 주파수 보다 큰 클럭 주파수를 갖는 클럭 신호가 입력되는 경우, 상기 각 화소에 데이터 전압이 인가되는 데이터 인에이블 구간이 상기 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때와 동일하도록 상기 클럭 신호의 출력 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 신호 제어부와; 상기 신호제어부로부터 출력되는 클럭 신호에 대응하여 상기 화소에 상기 데이터 전압 및 블랭크 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 신호 제어부는 클럭 신호의 출력 간격을 조절하기 위하여 입력되는 클럭 신호를 버퍼링 할 수 있다.
상기 하나의 게이트선에 연결되어 있는 화소에 데이터 전압 및 블랭크 전압이 인가되는 시간을 수평시간이라고 하는 경우, 클럭 주파수가 증가하여도 데이터 인에이블 구간을 균일하게 하기 위하여 상기 신호 제어부는 상기 수평시간 중 데이터 전압이 인가되는 상기 데이터 인에이블 구간동안 클럭 신호의 간격을 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 데이터 인에이블 구간 동안의 클럭 신호 간격은 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때 상기 데이터 인에이블 구간 동안 클럭 신호 간격과 동일한 것이 바람직하다.
데이터 인에이블 구간이 증가하였기 때문에 상기 신호 제어부는 상기 수평시간 중 데이터 전압이 인가되는 상기 블랭크 전압이 인가되는 블랭크 구간동안 클럭 신호의 간격을 감소시키는 것이 바람직하다.
입력될 수 있는 최대 클럭 주파수를 F 라고 하고, 상기 표시패널에 데이터 전압이 인가되는 유효한 해상도가 A X B이고, 수평 방향 최소 블랭크 화소의 수를 a, 수직 방향 최소 블랭크 화소의 수를 b, 상기 표시패널에 1초에 60개의 영상프레임이 형성되는 경우, 상기 표시패널에 형성될 수 있는 최대한 수평 방향 블랭크 화 소(HbM)는 다음 식과 같다.
[수학식 1] HbM = a + {F/60 - (A+a)*(B+b)}/(B+b)
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 액정표시장치를 일 예로 설명되며, 디스플레이장치의 종류가 액정표시장치에 한정되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 표시되는 액정패널(100), 액정패널(100)에 형성되어 있는 게이트선(110), 데이터선(120), 게이트선(110)과 연결되어 있는 게이트 구동부(210), 데이터선(120)과 연결되어 있는 데이터 구동부(220), 이들을 제어하는 신호제어부(230)를 포함한다.
액정패널(100)은 게이트선(G1~Gn; 110)과 게이트선(110)과 절연 교차하는 데이터선(D1~Dn; 120) 및 게이트선(110)과 데이터선(120)의 의하여 정의되며 행렬 형태로 배열된 복수의 화소(130)가 형성되어 있다. 게이트선(110)과 데이터선(120)의 교차점에는 도시하지 않은 박막트랜지스터가 형성되어 있으며 박막트랜지스터는 화소(130)에 각종 전압을 인가한다. 게이트선(110)은 게이트 구동부(210)로부터 제공 되는 게이트 펄스를 화소(130)에 인가하며, 데이터선(120)은 데이터 구동부(120)로부터 출력되는 데이터 전압을 화소(130)에 전달한다. 액정패널(100)이 포함하는 화소(130)는 데이터 전압이 인가되는 유효 화소(130a)와 소정의 블랭크 전압이 인가되는 블랭크 화소(130b)가 있다. 블랭크 화소(130b)는 수직블랭크 화소와 수평블랭크 화소를 포함한다. 유효 화소(130a)은 하나의 게이트선(110)에 연결되어 있는 화소(130)의 대부분을 차지하고, 블랭크 화소(130b)는 액정패널(100)의 우측 가장자리에 배열되어 있다.
신호 제어부(230)는 외부의 그래픽 제어기(graphic controller)로부터 RGB 계조 신호에 해당하는 RGB 데이터 신호(DATA) 및 이의 표시를 제어하는 제어입력신호(input control signal), 예를 들면 각종 신호들의 출력 타이밍의 기준이 되는 클럭 신호(clock, CLK), 데이터 인에이블 신호(data enable signal, DE) 등을 제공받는다.
신호제어부(230)는 제어 입력 신호를 기초로 게이트 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 전압선택제어신호(voltage selection control signal, VSC)를 생성하고, 외부로부터의 RGB 데이터 신호(DATA)를 액정패널(100)의 동작조건에 맞게 적절히 변환한 후, 게이트 제어신호를 게이트 구동부(210)로 내보내고 데이터 제어신호, 출력 간격이 조절된 클럭 신호(CLK') 및 처리한 데이터 신호(DATA)는 데이터 구동부(220)로 내보낸다.
신호제어부(230)는 RGB 데이터 신호(DATA)와 데이터 인에이블 신호(DE)를 제공받아 다음 게이트선(110)을 선택하는 즉, 게이트 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클럭신호(gate clock; CPV)와 첫번 째 게이트선(110)을 선택하여 한 프레임의 시작을 지시하는 수직동기시작신호(vertical synchronization start signal, STV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 게이트 온 인에이블 신호(gate on enable signal, OE) 등을 게이트 구동부(210)에 출력한다.
게이트 구동부(210)는 스캔 구동부(scan driver)라고도 하며 게이트선(110)에 연결되어 게이트전압 생성부(미도시)로부터의 게이트 온전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 펄스를 게이트선(110)에 인가한다.
데이터 구동부(220)는 소스 구동부(source driver)라고도 하며, 데이터 인에이블 구간 동안 유효 화소(130a)에 데이터 전압을 인가하고, 블랭크 구간 동안 블랭크 화소(130b)에 소정의 블랭크 전압을 인가한다. 본 실시예에서는 하나의 게이트선(110)에 연결되어 있는 화소(130)에 데이터 전압 및 블랭크 전압이 인가되는 시간을 수평시간이라고 하고, 데이터 전압이 인가되는 데이터 인에이블(data enable) 구간 블랭크 화소(130b)에 블랭크 전압이 인가되는 구간을 블랭크 구간으로 정의한다.
계조전압 생성부(미도시)로부터 계조전압을 인가받은 데이터 구동부(220)는 신호제어부(230)의 제어에 따라 계조전압을 선택하여 유효 화소(130a)에 데이터 전 압을 인가하고, 데이터 전압인 인가되지 않는 블랭크 구간 동안 블랭크 화소(130b)에 소정의 블랭크 전압을 인가한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 클럭 신호를 도시한 도면이고, 도 3a 내지 도3c는 본 실시예에 따른 디스플레이장치의 클럭 신호의 간격 변화를 도시한 도면으로, 도2 내지 도3c를 사용하여 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어방법에 관하여 설명한다.
통상적으로 디스플레이장치는 1초에 총 60개의 프레임이 형성하며, 하나의 프레임이 형성되는 시간은 1/60초이다. 하나의 게이트선(110)이 온 되는 시간은 1/(60*게이트선 수)초에 해당하며, 하나의 화소(130)는 인가 받은 영상신호에 대응하는 계조전압을 1/60초, 약 16ms 동안 유지한다. 본 실시예에 따른 디스플레이장치의 경우, 신호 제어부(230)로 입력되는 클럭 신호의 주파수, 즉 클럭 주파수에 관계없이 하나의 게이트선(110)에 연결되어 있는 화소(130)에 데이터 및 블랭크 전압이 인가되는 수평시간은 동일하다고 가정한다.
도2에 도시되어 있듯이, 수평시간(H)은 데이터 신호가 인가되는 데이터 인에이블(DE) 구간과 블랭크(BL) 구간으로 나누어 진다. 기설정된 클럭 주파수가 입력되는 경우에는 (a)와 같이 수평시간(H)이 DE 구간과 BL 구간으로 나누어지다가, 기설정된 클럭 주파수 보다 큰 주파수를 갖는 클럭 신호가 입력되면, (b)와 같이 DE' 구간이 짧아지고, 짧아진 DE' 구간 만큼 BL' 구간이 증가하게 된다. DE 구간이 짧아지는 것은 데이터 신호가 화소(130)에 인가되는 시간 간격이 감소하는 것을 의미 하므로 데이터 충전시간이 짧아지는 문제를 초래한다. 기설정된 클럭 주파수란 바람직한 것으로 설정되어 있는 클럭 주파수만을 의미하는 것은 아니며 현재 디스플레이장치에서 지원되어 영상신호의 처리가 원활하게 이루어질 수 있는 클럭 주파수를 의미하는 것으로 이는 사용자에 의하여 변경될 수 있는 값이다.
본 실시예에 따른 신호 제어부(230)는 상기와 같은 경우 (c)와 도시되어 있듯이DE 구간을 증가시켜 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때와 동일하도록 조절한다. 신호 제어부(230)는 DE 구간을 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때와 동일하게 조절하기 위하여 입력되는 클럭 신호의 출력 간격을 조절하는데 이는 도3a 내지 도3c에 도시되어 있다.
도3a는 현재 디스플레이장치에서 지원되는 클럭 주파수에 따른 클럭 신호 및 데이터 전압과 블랭크 전압의 파형을 도시한 것이다. 수평시간(H)을 1200으로 가정하고, 표시패널(100)이 포함하는 하나의 게이트선(110)에 연결되어 있는 화소(130)의 개수가 100일 때 100의 화소(130) 중 유효 화소(130a)가 80개, 블랭크 화소(130b)가 20개라고 가정해 보자.
만약, 수평시간(H) 1200 동안 100개의 클럭 신호가 입력되어 클럭 주파수를 1/12라고 할 경우, 클럭 신호가 입력되는 간격은 12가 되고(1), 클럭 신호에 동기하여 데이터 전압 및 블랭크 전압은 역시 12마다 하나씩 출력된다(2). 따라서, 총 1200 동안 80개의 유효 화소(130a)에 데이터 전압이 인가되는 DE 구간은 960인고, 블랭크 화소(130b)에 블랭크 전압이 인가되는 BL구간은 240이 된다.
도3a (1)과 같은 클럭 신호의 파형은 입력되는 클럭 주파수가 증가하면 도3b (1)과 같이 변경된다. 100개의 클럭 신호가 아닌 120개의 클럭 신호가 입력되어 클럭 주파수가 1/10로 증가하면, 클럭 신호의 간격은 10이 된다. 클럭 신호의 간격이 12에서 10으로 감소하게 되면 DE 구간은 짧아지고, BL 구간은 증가하게 된다. (2)와 같이 데이터 전압이 인가되는 간격은 10으로 짧아져 전체 DE 구간은 800으로 감소하는 반면, 블랭크 화소(130b)에 블랭크 전압이 인가되는 간격은 20으로 증가하여 BL 구간은 240이 된다.
신호 제어부(230)는 도2의 (c)와 같이 DE 구간을 증가시키기 위하여 DE 구간에 해당하는 클럭 신호의 간격을 증가시킨다. 도3c의 (1)와 같이 120개의 클럭 신호가 10간격으로 입력되면, 신호 제어부(230)를 이는 버퍼링하여 클럭 신호간의 간격을 12로 조절한다(2). 신호 제어부(230)는 80개의 클럭 신호의 간격을 12로 조절하여 DE 구간을 960으로 증가시키고, 남은 40개의 클럭 신호를 240동안 출력한다. BL구간은 240로 감소하기 때문에 BL 구간에서 클럭 신호의 간격은 6이 된다(2). DE 구간에 출력되는 12 간격의 클럭 신호에 동기하여 데이터 전압은 12 간격으로 출력되고, 블랭크 전압 역시 240 동안 20개의 블랭크 화소(130b)에 인가되므로 12 간격으로 출력된다(3).
도3c의 (3)은 기설정된 클럭 주파수가 입력되는 경우를 도시한 도3a의 (2)와 동일한 파형이 된다. 단지, 클럭 주파수의 간격이 DE 구간 및 BL 구간에 따라 상이하게 조절되었다. 이로서 디스플레이장치에서 지원하는 클럭 주파수에 동기하여 데이터 전압을 출력할 수 있기 때문에 충분한 충전 시간을 확보할 수 있다.
입력될 수 있는 최대 클럭 주파수를 F라고 하고, 액정패널(100)의 유효 해상도가 A X B, 즉 유효 화소(130a)가 A X B의 행렬로 배열되어 있고, 수평 방향 최소 블랭크 화소(130b)의 수를 a, 수직 방향 최소 블랭크 화소(130b)의 수를 b라고 가정하자. 액정패널(100)에 1초에 60개의 영상프레임이 형성되는 경우, 본 발명이 적용될 수 있는 액정패널(100)에 형성될 수 있는 수평 방향 블랭크 화소를 산출하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
상기와 같은 조건에서 액정패널(100)에 형성될 수 있는 최대한 수평 방향 블랭크 화소(HbM)는 다음 식과 같다.
[수학식 1] HbM = a + {F/60 - (A+a)*(B+b)}/(B+b)
F를 60으로 나누면 하나의 프레임이 형성되는 동안에 출력되는 클럭 신호의 개수가 된다. 최대한의 수평 방향 블랭크 화소(HbM)를 구하기 위하여 최대의 신호가 액정패널(100)에 인가하는 경우를 가정해야 하므로 하나의 클럭 신호에 동기하여 하나의 데이터 전압 및 블랭크 전압이 인가되는 것으로 가정하자.
이 숫자에 전체 액정패널(100)에 포함되어 있는 화소의 개수{(A+a)*(B+b)}를 빼면 데이터 신호가 인가되지 않는 여분의 화소{F/60 - (A+a)*(B+b)}가 산출된다. 수직 방향 블랭크 화소는 고정되었다고 가정한다면, {F/60 - (A+a)*(B+b)}에서 화소열의 수 즉, (B+b)으로 나눈 값은 여분의 수평 방향 블랭크 화소의 개수가 된다. 이 값에 a을 더하면 최대 수평 방향 블랭크 화소(HbM)가 된다.
즉, 유효 해상도가 A X B인 디스플레이장치에 최대 F 주파수가 입력될 수 있는 경우, 본 발명이 적용될 수 있는 액정패널(100)은 a개부터 a + {F/60 - (A+a)*(B+b)}/(B+b)까지의 수평 방향 블랭크 화소(130b)를 가질 수 있다.
본 발명은 현재 영상신호를 처리할 수 있는 클럭 주파수보다 큰 클럭 주파수가 디스플레이장치에 입력되는 경우, 클럭 신호의 간격을 조절하여 DE 구간을 충분히 확보할 수 있으므로 적절한 데이터 전압의 충전 시간을 유지할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력 주파수에 관계없이 일정한 출력 주파수로 구동할 수 있는 디스플레이장치가 제공된다.

Claims (6)

  1. 게이트선 및 데이터선으로 정의되는 화소를 포함하는 표시패널과;
    기설정된 클럭 주파수 보다 큰 클럭 주파수를 갖는 클럭 신호가 입력되는 경우, 상기 각 화소에 데이터 전압이 인가되는 데이터 인에이블 구간이 상기 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때와 동일하도록 상기 클럭 신호의 출력 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 신호 제어부와;
    상기 신호제어부로부터 출력되는 클럭 신호에 대응하여 상기 화소에 상기 데이터 전압 및 블랭크 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 제어부는 클럭 신호의 출력 간격을 조절하기 위하여 입력되는 클럭 신호를 버퍼링하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나의 게이트선에 연결되어 있는 화소에 데이터 전압 및 블랭크 전압이 인가되는 시간을 수평시간이라고 하는 경우,
    상기 신호 제어부는 상기 수평시간 중 데이터 전압이 인가되는 상기 데이터 인에이블 구간동안 클럭 신호의 간격을 증가시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 인에이블 구간 동안의 클럭 신호 간격은 기설정된 클럭 주파수가 입력되었을 때 상기 데이터 인에이블 구간 동안 클럭 신호 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 신호 제어부는 상기 수평시간 중 데이터 전압이 인가되는 상기 블랭크 전압이 인가되는 블랭크 구간동안 클럭 신호의 간격을 감소시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서,
    입력될 수 있는 최대 클럭 주파수를 F 라고 하고, 상기 표시패널에 데이터 전압이 인가되는 유효한 해상도가 A X B이고, 수평 방향 최소 블랭크 화소의 수를 a, 수직 방향 최소 블랭크 화소의 수를 b, 상기 표시패널에 1초에 60개의 영상프레임이 형성되는 경우, 상기 표시패널에 형성될 수 있는 최대한 수평 방향 블랭크 화소(HbM)는 다음 식과 같은 디스플레이장치.
    [수학식 1] HbM = a + {F/60 - (A+a)*(B+b)}/(B+b)
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