KR20160093748A - 표시장치 및 그 전원공급부 - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브 픽셀이 배치된 표시패널, 게이트 전압 배선을 통해 공급된 하이레벨과 로우레벨의 게이트 전압들에 근거하여 스캔 신호를 생성하여 게이트 라인으로 공급하는 게이트 드라이버 및 게이트 드라이버에 제1기간 동안 하이레벨의 전압보다 높은 상승전압을 포함하는 하이레벨의 게이트 전압을 공급하는 전원공급부를 포함하는 표시장치 및 그 전원공급부에 관한 것이다.
Description
본 실시예들은 영상을 표시하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 배치되고, 서브픽셀들이 배치된 표시패널과, 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버와, 게이트 라인들을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버와, 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러 등을 포함한다.
한편, 게이트 드라이버는, 하이레벨의 게이트 전압(VGH) 및 로우 레벨의 게이트 전압(VGL)을 입력받아, 이를 이용하여 스캔 신호를 생성하고 이를 이용하여 게이트 라인들로 순차적으로 구동한다.
이때, 어떠한 이유에 의해, 게이트 전압 배선 또는 게이트 라인 등으로 게이트 전류가 발생할 수 있다.
이러한 게이트 전압 배선 또는 게이트 라인에 발생한 게이트 전류는, 게이트 전압의 하강을 발생시킬 수 있다.
본 실시예들의 목적은, 하이레벨의 게이트 전압의 하강을 개선한 전원공급부 및 그 표시장치를 제공하는 것이다.
또한 본 실시예들의 목적은, 스캔 신호(SCAN)의 라이징 타이밍 시 스캔신호의 파형 왜곡을 개선한 전원공급부 및 그 표시장치를 제공하는 것이다.
본 실예들의 목적은, 스캔신호의 파형 왜곡을 개선하므로 스캔 신호를 충분히 확보한 표시장치 및 그 표시장치를 제공하는 것이다.
본 실시예들의 목적은 고해상 대면적의 표시장치의 픽셀에 데이터를 정확하게 전달한 전원공급부 및 그 표시장치를 제공하는 것이다.
본 실시예들의 목적은 고해상도 대면적의 표시장치의 화질의 균일도(uniformity)를 개선한 전원공급부 및 그 표시장치를 제공한다.
일측면에서, 일 실시예는, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브 픽셀이 배치된 표시패널, 게이트 전압 배선을 통해 공급된 하이레벨과 로우레벨의 게이트 전압들에 근거하여 스캔 신호를 생성하여 게이트 라인으로 공급하는 게이트 드라이버 및 게이트 드라이버에 제1기간 동안 하이레벨의 전압보다 높은 상승전압을 포함하는 하이레벨의 게이트 전압을 공급하는 전원공급부를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 다른 실시예는, 게이트 전압 배선을 통해 공급된 하이레벨과 로우레벨의 게이트 전압들에 근거하여 스캔 신호를 생성하여 표시패널의 게이트 라인으로 공급하는 게이트 드라이버에 제1기간 동안 하이레벨의 전압보다 높은 상승전압을 포함하는 하이레벨의 게이트 전압을 공급하는 전원공급부를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, 하이레벨의 게이트 전압의 하강을 개선할 수 있다.
또한 본 실시예들에 의하면, 스캔 신호(SCAN)의 라이징 타이밍 시 스캔신호의 파형 왜곡을 개선할 수 있다.
또한 본 실예들에 의하면, 스캔신호의 파형 왜곡을 개선하므로 스캔 신호를 충분히 확보할 수 있다.
또한 본 실시예들에 의하면, 고해상 대면적의 표시장치의 픽셀에 데이터를 정확하게 전달할 수 있다.
또한 본 실시예들에 의하면, 고해상도 대면적의 표시장치의 화질의 균일도(uniformity)를 개선할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구조도이다.
도 3은 도 2의 전원공급부와 게이트 드라이버의 전압/전류 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 게이트 드라이버가 2개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력하는 것을 도시하고 있다.
도 5는 게이트 드라이버가 2개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력할 때 출력전압과 전류를 도시하고 있다.
도 6은 게이트 드라이버가 4개의 스캔신호들을 생성하여 동시에 출력하는 것을 도시하고 있다.
도 7은 게이트 드라이버가 4개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력할 때 출력전압과 전류를 도시하고 있다.
도 8은 표시장치의 스캔신호의 왜곡이 발생함을 도시하고 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 10은 도 9의 전원공급부의 회로도이다.
도 11은 4개의 스캔 신호들을 동시에 인가할 때 일 실시예에 따른 표시장치의 타이밍도이다.
도 12는 2개의 스캔 신호들을 동시에 인가할 때 일 실시예에 따른 표시장치의 타이밍도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시장치의 동작의 시뮬레이션 결과이다. 도 14는 일 실시예에 따른 표시장치의 스캔 신호의 왜곡이 개선됨을 도시하고 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구조도이다.
도 3은 도 2의 전원공급부와 게이트 드라이버의 전압/전류 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 게이트 드라이버가 2개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력하는 것을 도시하고 있다.
도 5는 게이트 드라이버가 2개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력할 때 출력전압과 전류를 도시하고 있다.
도 6은 게이트 드라이버가 4개의 스캔신호들을 생성하여 동시에 출력하는 것을 도시하고 있다.
도 7은 게이트 드라이버가 4개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력할 때 출력전압과 전류를 도시하고 있다.
도 8은 표시장치의 스캔신호의 왜곡이 발생함을 도시하고 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 10은 도 9의 전원공급부의 회로도이다.
도 11은 4개의 스캔 신호들을 동시에 인가할 때 일 실시예에 따른 표시장치의 타이밍도이다.
도 12는 2개의 스캔 신호들을 동시에 인가할 때 일 실시예에 따른 표시장치의 타이밍도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시장치의 동작의 시뮬레이션 결과이다. 도 14는 일 실시예에 따른 표시장치의 스캔 신호의 왜곡이 개선됨을 도시하고 있다.
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 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 서브픽셀이 매트릭스 타입으로 배치된 표시패널(110)과, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(120)와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버(130)와, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140) 등을 포함한다.
데이터 드라이버(120)는, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인을 구동한다. 여기서, 데이터 드라이버(120)는 소스 드라이버라고도 한다.
게이트 드라이버(130)는, 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 드라이버(130)는 스캔 드라이버라고도 한다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급하여, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어한다.
이러한 타이밍 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
게이트 드라이버(130)는, 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다.
게이트 드라이버(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이, 표시패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 드라이버(130)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
또한, 게이트 드라이버(130)에 포함된 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
게이트 드라이버(130)에 포함된 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC) 각각은 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터 등을 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(120)는, 특정 게이트 라인이 열리면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들로 공급함으로써, 다수의 데이터 라인을 구동한다.
데이터 드라이버(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인을 구동할 수 있다.
데이터 드라이버(120)에 포함된 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
데이터 드라이버(120)에 포함된 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터, 래치 회로 등을 포함하는 로직부와, 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital Analog Converter)와, 출력 버터 등을 포함할 수 있으며, 경우에 따라서, 서브픽셀의 특성(예: 구동 트랜지스터의 문턱전압 및 이동도, 유기발광다이오드의 문턱전압, 서브픽셀의 휘도 등)을 보상하기 위하여 서브픽셀의 특성을 센싱하기 위한 센싱부(예: 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter))를 더 포함할 수 있다.
또한, 데이터 드라이버(120)에 포함된 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다.
이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(S-PCB: Source Printed Circuit Board, 150)에 본딩되고, 타 단은 표시패널(110)에 본딩된다.
한편, 타이밍 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하는 것 이외에, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 출력한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는, 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Souce Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 드라이버(120)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 드라이버(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
도 1을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(140)는, 소스 드라이버 집적회로(SDIC)가 본딩된 소스 인쇄회로기판(150)과 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체(170)를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(C-PCB: Control Printed Circuit Board, 160)에 배치될 수 있다.
이러한 컨트롤 인쇄회로기판(160)에는, 표시패널(110), 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원공급부(도 2의 200, 도 9의 300)가 더 배치될 수 있다. 이러한 전원공급부는 전원 관리 집적회로(PMIC: Power Management IC)라고도 한다.
위에서 언급한 소스 인쇄회로기판(150)과 컨트롤 인쇄회로기판(170)은, 하나의 인쇄회로기판으로 되어 있을 수도 있다.
본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 일 예로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등 중 하나일 수 있다.
이러한 표시장치(100)에서 표시패널(110)에 배치되는 다수의 서브픽셀(SP: Sub-Pixel) 각각에는, 트랜지스터(Transistor), 캐패시터(Capacitor) 등의 회로 소자가 배치될 수 있다.
예를 들어, 표시패널(110)이 유기발광표시패널인 경우, 각 서브픽셀(SP)은, 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode), 둘 이상의 트랜지스터, 적어도 하나의 캐패시터 등의 회로 소자로 구성될 수 있다.
각 서브픽셀을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구조도이다. 도 3은 도 2의 전원공급부와 게이트 드라이버의 전압/전류 상태를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는, 전원공급부(200)에서 게이트 전압 배선(201)을 통해 공급된 게이트 전압(VGH, VGL)에 근거하여 하이레벨 전압(VGH) 또는 로우 레벨 전압(VGL)을 갖는 스캔 신호(SCAN)를 생성하여 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급할 수 있다.
본 실시예들에 따른 표시장치(100)가 유기발광표시장치인 경우, 각 서브픽셀(SP)에는, 유기발광다이오드(OLED), 둘 이상의 트랜지스터(T1, T2), 하나 이상의 캐패시터(Cst) 등이 배치될 수 있다. T1은 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터이다. T2는, T1의 게이트 노드와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결되고, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)에서 출력된 스캔 신호(SCAN)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 T2는, 스캔 신호(SCAN)에 의해 제어되어, 데이터 라인(DL)에서 공급된 데이터 전압(Vdata)을 T1의 게이트 노드에 전달해주는 스위칭 트랜지스터이다. Cst는 T1의 게이트 노드와 소스 노드(또는 드레인 노드) 사이에 전기적으로 연결되어, 한 프레임 동안 일정 전압을 유지해주는 역할을 한다.
도 2를 참조하면, 게이트 전압 배선(201) 또는 게이트 라인(GL) 등에 흐르는 전류(IVGH, IVGL)가 발생할 수 있다. 여기서, IVGH는, 게이트 구동 집적회로(GDIC)로 공급되거나 스캔 신호(SCAN)에서의 하이레벨의 게이트 전압(VGH)과 관련하여 게이트 전압 배선(201) 또는 게이트 라인(GL)에 흐르는 전류를 의미한다. IVGL은, 게이트 구동 집적회로(GDIC)로 공급되거나 스캔 신호(SCAN)에서의 로우 레벨의 게이트 전압(VGL)과 관련하여 게이트 전압 배선(201) 또는 게이트 라인(GL)에 흐르는 전류를 의미한다.
한편, 전원공급부(200)에서 출력된 전압은 하이레벨의 전압(게이트 전압) 및 로우 레벨의 전압(게이트 전압)을 포함할 수 있다.
스캔 신호(SCAN)의 생성을 위해, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)로 전달되는 게이트 전압은, 전원공급부(200)에서 출력된 전압이 전압 강하 또는 전압 상승이 된 전압일 수 있으며, 하이레벨의 게이트 전압 및 로우 레벨의 게이트 전압을 포함할 수 있다.
아래에서는, 전원공급부(200)에서 출력된 하이레벨의 전압(게이트 전압) 및 로우 레벨의 전압(게이트 전압)과, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)로 전달되는 하이레벨의 게이트 전압 및 로우 레벨의 게이트 전압을 구분하기 위하여, 전원공급부(200)에서 출력된 하이레벨의 전압(게이트 전압) 및 로우 레벨의 전압(게이트 전압)은, "VGH_IN" 및 "VGL_IN"으로 나타낸다. 그리고, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)로 전달되는 하이레벨의 게이트 전압 및 로우 레벨의 게이트 전압은, "VGH_OUT" 및 "VGL_OUT"으로 나타낸다.
전원공급부(200)에서 출력된 하이레벨의 전압(VGH_IN) 및 로우 레벨의 전압(VGL_IN)은, 고정된 전압이다.
각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)로 전달되는 하이레벨의 게이트 전압(VGH_OUT) 및 로우 레벨의 게이트 전압(VGL_OUT)은, 전류 발생 시, 변하는 전압이다.
도 3을 참조하면, 전원공급부(200)와 게이트 드라이버 집적회로(GDIC) 사이 하이레벨의 게이트 전압(VGH)의 경로 상 표시패널(110)의 로그(LOG) 저항 등의 배선 저항(R)이 존재한다. 다시 말해 이 배선저항(R)은, 일 단이 전원공급부(200)와 전기적으로 연결된 게이트 전압 배선 부분과 연결되고, 타 단이 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)와 전기적으로 연결된 게이트 전압 배선 부분과 연결된다.
전원공급부(200)에서 출력된 게이트 전압(VGH_IN)이 배선저항(R)에 의해 게이트 전압(VGH_OUT)으로 전압 강하가 된다. 이와 관련하여, 이하 도 4 내지 도 8을 참조하여 예시적으로 설명한다.
도 4는 게이트 드라이버가 2개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력하는 것을 도시하고 있다. 도 5는 게이트 드라이버가 2개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력할 때 출력전압과 전류를 도시하고 있다. 도 6은 게이트 드라이버가 4개의 스캔신호들을 생성하여 동시에 출력하는 것을 도시하고 있다. 도 7은 게이트 드라이버가 4개의 스캔신호들을 생성하는 동시에 출력할 때 출력전압과 전류를 도시하고 있다.
도 4 내지 도 8에서, 하나의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는, 하이레벨의 게이트 전압(VGH_OUT)과 로우 레벨의 게이트 전압(VGL_OUT)을 입력받아, 도 4에 도시한 바와 같이 2개의 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2)를 생성하여 동시에 출력하거나 도 6에 도시한 바와 같이 4개의 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2, SCAN 3, SCAN 4)를 생성하여 동시에 출력하는 것을 예로 든다.
도 5를 참조하면, 2개의 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2)의 라이징 타이밍 시 IVGH에 일시적인 피크 전류가 발생한다. 이에 따라 하이레벨의 게이트 전압(VGH_OUT)의 하강 발생한다. 이로 인하여 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2)의 라이징시 파형 왜곡이 발생한다. 도 7를 참조하면, 4개의 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2, SCAN 3, SCAN 4)의 라이징 타이밍 시, IVGH에 일시적으로 피크 전류가 발생한다. 이때 2개의 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2)가 동시에 게이트 라인들에 동시에 인가될 때보다 4개의 스캔 신호(SCAN 1, SCAN 2, SCAN 3, SCAN 4)가 동시에 게이트 라인들에 동시에 인가보다 IVGH의 피크 전류가 더 크다. 이에 따라서 하이레벨의 게이트 전압(VGH_OUT)의 하강이 더 크게 된다.
표시장치(100)가 대면적/고해상도로 가면서 픽셀의 게이트 구동을 위한 하이레벨의 게이트 전압(VGH)의 하강(Drop)이 발생하고 있는데, 이로 인하여 스캔 신호(SCAN)의 라이징시 파형 왜곡이 발생한다. 종래에는 적당한 스캔 시간으로 큰 문제가 되지 않았지만, 대면적 고해상도의 표시장치(100)에서 보상을 위한 여러 게이트 라인들에 스캔 신호들을 동시 구동했을 경우 스캔 시간의 부족으로 인해 픽셀의 데이터를 제대로 전달하지 못하여 화상에 영향을 줄 수 있다.
대면적/고해상도의 표시패널(110)은 로그 저항이 크고, 여러 개의 스캔 신호들이 동시에 인가되면, 하이레벨의 게이트 전압이 하강하여 스캔 신호의 라이징시 스캔 신호의 라이징시 파형에 왜곡이 발생하여, 픽셀의 게이트를 열어주는 전압을 제대로 전달하지 못한다.
하이레벨의 게이트 전압(VGH)의 경로 상 저항인 표시패널(110)의 로그(LOG) 저항 등의 배선 저항과 표시패널(110)의 부하 증가에 따른 게이트 전류(IVGH)의 증가에 의한 하이레벨의 게이트 전압(VGH)의 하강이 발생한다. 하이레벨의 게이트 전압(VGH)의 하강을 개선하기 위해서는 표시패널(110)의 로그 저항을 낮추어야 하는데, 이는 네로우 베젤(Narrow bezel)에 어려움이 있고, 게이트 전류를 줄이기 되면, 표시패널(110)의 동작에 영향을 줄 수 있다.
이하 도 9 내지 도 14를 참조하여 일 실시예에 따른 표시장치의 구성 및 동작을 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다. 도 10은 도 9의 전원공급부의 회로도이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치는 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브 픽셀이 배치된 표시패널(110), 게이트 전압 배선을 통해 공급된 하이레벨과 로우레벨의 게이트 전압들에 근거하여 스캔 신호를 생성하여 게이트 라인으로 공급하는 게이트 드라이버(GDIC), 게이트 드라이버(GDIC)에 제1기간(T1) 동안 하이레벨의 전압(VGH)보다 높은 상승전압(Vover)을 포함하는 하이레벨의 게이트 전압을 공급하는 전원공급부(300)를 포함한다. 또한 일 실시예에 따른 표시장치는 게이트 드라이버(GDIC)와 전원공급부(300)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140)을 포함한다. 표시패널(110)과 게이트 드라이버(GDIC), 타이밍 컨트롤러(140)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 일실시예에 따른 표시장치에서 전원공급부(300)는 입력전압(Vin)으로부터 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)를 생성하는 부스터 컨버터(Boost Converter) 또는 차지 펌프(Charge Pump) 또는 이와 유사한 피드백 제어를 위한 DC/DC 컨버터(310)를 포함하다. DC/DC 컨버터(310)는 출력전압(VGH_IN)을 저항들로 분압하여 기준 전압(V_REF)과 비교하여 피드백 제어한다. 피드백 전압을 낮추게 되면 DC/DC 컨버터(310)의 출력 전압(VGH_OUT)은 상승한다. 이 피드백단에 저항(resistor) 및 스위치(Switch)를 연결하여 타이밍 컨트롤러(140)에서 스캔 시간 전에 스위치를 온 상태로 하여 피드백 전압(V_FB)을 낮추고, 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)의 하강이 끝나는 시점에 스위치를 오프 상태로 한다.
전원공급부(300)는, 출력단에 출력전압을 분압하기 위한 제1저항(R1)과 제2저항(R2)를 직렬로 포함하며 제1저항(R1)과 제2항(R2) 사이 분압된 제1노드(N1)의 피드백 전압(V_FB)을 피드백하는 피드백부(320)와, 피드백부(320)의 제1저항(R1)과 제2저항(R2) 사이 제1노드(N1)에 피드백 전압(VGH_FB)을 낮추기 위한 제3저항(R3)과 스위치(SW)를 직렬로 연결한 상승전압발생부(330)를 포함한다. 스위치(SW)는 FET, BJT 등 이와 유사한 동작을 수행하는 소자일 수 있다.
이 제3저항(R3)의 저항값은 특정 전압으로 올리기 위해 이에 해당하는 피드백 전압(VGH_FB)을 맞추기 위한 값으로 설정한다. 이 제3저항(R3)은 제1저항(R1)과 제2저항(R2) 사이 노드에 연결되고 반대쪽은 스위치(SW)에 연결된다. 스위치(SW)는 기저전압, 예를 들어 그라운드 전압(GND)에 연결된다. 스위치(SW)의 게이트는 타이밍 컨트롤러(140)에 연결되어 전력제어신호(PCS)를 수신한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 스캔 시간이 열리기 전, 즉 게이트 전류(IVGH)가 피크 전류에 도달하기 전에 스위치(SW)를 온 상태로 하여 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)을 미리 상승시킨다. 스캔신호가 온 상태가 된 후 게이트 전류(IVGH)가 어느 정도 줄어들 시간에 타이밍 컨트롤러(140)는 스위치(SW)를 오프 상태가 되도록 하여 원래의 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)으로 복귀한다.
도 11은 4개의 스캔 신호들을 동시에 인가할 때 일 실시예에 따른 표시장치의 타이밍도이다. 도 12는 2개의 스캔 신호들을 동시에 인가할 때 일 실시예에 따른 표시장치의 타이밍도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상승전압발생부(330)의 스위치(SW)에 제1기간(t1) 동안 전력제어신호(PCS)를 인가하여 제1기간(t1) 동안 온 상태가 되고 나머지 기간 동안 오프 상태가 되어, 제1기간(t1) 동안 상승전압(over voltage)을 발생한다. 제1기간(t1)은 스캔 신호의 라이징 타이밍 전 일정 기간(t11)을 포함한다. 특히 제1기간(t1)은 스캔 신호의 라이징 타이밍 전 일정 기간(t11) 및 라이징 타이밍 후 일정 기간(t12)일 수 있다.
게이트 드라이버(GDIC)는 도 4 및 도 6, 도 9에 도시한 바와 같이 동시에 두개 이상의 스캔 신호들(SCAN 1,..,k(k는 2 이상의 정수))을 표시패널(110)의 두개 이상의 게이트 라인들로 공급할 수 있다.
다시 말해 일 실시예에 따른 표시장치는 게이트 드라이버(GDIC)에 입력되는 하이레벨의 게이트 전압(VGH_OUT)의 하강 전에 타이밍 컨트롤러(140)에서 제어신호, 예를 들어 전력제어신호(Power Control Signal: PCS)를 공급받아 스위치(SW)를 온 상태로 된다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시장치의 동작의 시뮬레이션 결과이다. 도 14는 일 실시예에 따른 표시장치의 스캔 신호의 왜곡이 개선됨을 도시하고 있다.
DC/DC 컨버터(310)의 피드백단에 병렬 저항들(R1, R3)이 연결되어, 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)을 순간적으로 상승시키고, 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)이 안정적인 구간에서 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)을 낮춘다. 스캔 시간이 시작되기 전, 즉 도 13에 도시한 바와 같이 게이트 전류(IVGH)가 피크 전류에 도달하기 전에 전원공급부(300)가 출력하는 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)을 오버 드라이빙(Over driving)하여 도 14에 도시한 바와 같이 게이트 드라이버(GDIC)에 입력하는 하이레벨의 게이트 전압(VGH_OUT)의 하강을 개선한다. 이에 따라 실시예들에 따르면 스캔 신호(SCAN)의 라이징 타이밍 시 IVGH에 일시적인 피크 전류가 발생하더라도 스캔신호의 파형 왜곡을 개선할 수 있다.
대면적 고해상도의 표시장치에서 보상을 위한 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이 두개 이상의 게이트 라인들에 스캔 신호들을 동시 구동하더라도 도 13에 도시한 바와 같이 게이트 전류(IVGH)가 피크 전류에 도달하기 전에 전원공급부(300)가 출력하는 하이레벨의 게이트 전압(VGH_IN)을 오버 드라이빙(Over driving)하여 스캔 신호의 파형 왜곡을 개선하여 스캔 시간을 충분히 확보하고, 픽셀의 데이터를 정확히 전달하므로 화상을 개선할 수 있다.
실시예들에 따르면, 고해상도 대면적의 표시장치의 화질의 균일도(uniformity)를 개선할 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: 표시장치
110: 표시패널
120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버
140: 타이밍 컨트롤러
200, 300: 전원공급부
110: 표시패널
120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버
140: 타이밍 컨트롤러
200, 300: 전원공급부
Claims (10)
- 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브 픽셀이 배치된 표시패널;
게이트 전압 배선을 통해 공급된 하이레벨과 로우레벨의 게이트 전압들에 근거하여 스캔 신호를 생성하여 상기 게이트 라인으로 공급하는 게이트 드라이버; 및
상기 게이트 드라이버에 제1기간 동안 하이레벨의 전압보다 높은 상승전압을 포함하는 상기 하이레벨의 게이트 전압을 공급하는 전원공급부를 포함하는 표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 전원공급부는,
출력단에 제1저항과 제2저항를 직렬로 포함하며 상기 제1저항과 상기 제2항 사이 제1노드의 전압을 피드백하는 피드백부와,
상기 피드백부의 상기 제1저항과 상기 제2저항 사이 상기 제1노드에 상기 제1저항과 병렬로 제3저항과 스위치를 연결한 상승전압발생부를 포함하며,
상기 상승전압발생부의 상기 스위치에 상기 제1기간 동안 전력제어신호를 인가하여 상기 제1기간 동안 온 상태가 되고 상기 나머지 기간 동안 오프 상태가 되어, 상기 제1기간 동안 상기 상승전압을 발생하는 표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1기간은 상기 스캔 신호의 라이징 타이밍 전 일정 기간을 포함하는 표시장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1기간은 스캔 신호의 라이징 타이밍 전 일정 기간 및 라이징 타이밍 후 일정 기간인 표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 게이트 드라이버는 동시에 두개 이상의 스캔 신호들을 상기 표시패널의 두개 이상의 게이트 라인들로 공급하는 표시장치. - 게이트 전압 배선을 통해 공급된 하이레벨과 로우레벨의 게이트 전압들에 근거하여 스캔 신호를 생성하여 표시패널의 게이트 라인으로 공급하는 게이트 드라이버에 제1기간 동안 하이레벨의 전압보다 높은 상승전압을 포함하는 상기 하이레벨의 게이트 전압을 공급하는 전원공급부.
- 제6항에 있어서,
출력단에 제1저항과 제2저항를 직렬로 포함하며 상기 제1저항과 상기 제2항 사이 제1노드의 전압을 피드백하는 피드백부와,
상기 피드백부의 상기 제1저항과 상기 제2저항 사이 상기 제1노드에 제3저항과 스위치를 직렬로 연결한 상승전압발생부를 포함하며,
상기 상승전압발생부의 상기 스위치에 상기 제1기간 동안 전력제어신호를 인가하여 상기 제1기간 동안 온 상태가 되고 상기 나머지 기간 동안 오프 상태가 되어, 상기 제1기간 동안 상기 상승전압을 발생하는 전원공급부. - 제6항에 있어서,
상기 제1기간은 상기 스캔 신호의 라이징 타이밍 전 일정 기간을 포함하는 전원공급부. - 제8항에 있어서,
상기 제1기간은 스캔 신호의 라이징 타이밍 전 일정 기간 및 라이징 타이밍 후 일정 기간인 전원공급부. - 제6항에 있어서,
상기 게이트 드라이버는 동시에 두개 이상의 스캔 신호들을 상기 표시패널의 두개 이상의 게이트 라인들로 공급하는 전원공급부.
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