KR20170051777A - 게이트 드라이버, 표시패널 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 게이트 드라이버, 표시패널 및 표시장치에 관한 것으로서, 표시패널의 액티브 영역이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우 게이트 드라이버의 구동 타이밍 제어를 통해 게이트 드라이버의 구동에 따라 소비되는 전력을 감소시킬 수 있도록 한다. 또한, 부분비표시영역에서 게이트 드라이버의 구동 타이밍에 데이터 드라이버에서 출력되는 데이터 전압을 기저전압으로 유지함으로써, 부분비표시영역의 구동 시 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 구동에 의한 소비 전력을 감소시켜 표시장치의 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있도록 한다.

Description

게이트 드라이버, 표시패널 및 표시장치{GATE DRIVER, DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 게이트 드라이버, 게이트 구동 집적회로를 포함하는 표시패널 및 게이트 드라이버를 포함하는 표시장치에 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 여러 종류의 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 배치되며 데이터 라인과 게이트 라인이 교차하는 영역에 정의되는 화소들이 배치된 표시패널과, 데이터 라인들로 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버와, 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와, 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러 등을 포함한다.
여기서, 게이트 드라이버는 각각의 게이트 라인을 구동하기 위한 스캔 신호를 생성하고 생성된 스캔 신호를 순차적으로 출력함으로써 표시패널에 배치된 게이트 라인들을 구동한다.
종래의 게이트 드라이버는, 표시패널의 일부 영역에서만 화상이 표시되는 경우에도 전체 영역에 화상이 표시되는 경우와 같이 모든 게이트 라인들을 구동하는 스캔 신호를 출력함으로써, 전력 소비가 불필요하게 발생할 수 있는 문제점이 존재한다.
본 실시예들의 목적은, 게이트 드라이버의 구동 타이밍을 화상의 실제 표시영역에 따라 제어함으로써 게이트 드라이버 및 이를 포함하는 표시패널, 표시장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있는 게이트 드라이버, 표시패널 및 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 실시예들의 다른 목적은, 게이트 드라이버의 구동 타이밍의 제어에 따라 데이터 드라이버에서 출력되는 데이터 전압을 조절함으로써 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버의 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 하는 표시장치를 제공하는 데 있다.
일 실시예는, N(N≥2)개의 게이트 라인과 M(M≥2)개의 데이터 라인이 교차되어 배치된 패널과, 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버와, X(X≥2)개의 클럭 신호를 이용하여 상기 게이트 라인을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버를 포함하고, 상기 게이트 드라이버가 상기 패널의 액티브 영역에서 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 마지막 게이트 라인에 해당하는 K(1≤K≤N)번째 게이트 라인에 스캔 신호를 출력하면 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 표시장치를 제공할 수 있다.
이러한 표시장치에서, 상기 데이터 드라이버는, 상기 K번째 게이트 라인이 구동되어 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급한 후 상기 데이터 라인에 공급되는 전압을 기저전압으로 유지하거나, 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압 또는 하이 임피던스 레벨의 데이터 전압으로 유지할 수 있다.
이러한 표시장치에서, 상기 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 시작 게이트 라인이 S(1≤S≤K)번째 게이트 라인이면, 상기 게이트 드라이버가 상기 액티브 영역에 배치된 게이트 라인 중 첫 번째 게이트 라인부터 S-1번째 게이트 라인까지 스캔 신호를 출력하는 동안 상기 데이터 드라이버는 상기 데이터 라인으로 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 공급할 수 있다.
다른 실시예는, 일 방향으로 배치된 N(N≥2)개의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차되어 배치된 M(M≥2)개의 데이터 라인과, X(X≥2)개의 클럭 신호를 이용하여 상기 게이트 라인을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 구동 집적회로를 포함하고, 상기 게이트 구동 집적회로가 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 마지막 게이트 라인에 해당하는 K(1≤K≤N)번째 게이트 라인에 스캔 신호를 출력하면 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 표시패널을 제공할 수 있다.
또 다른 실시예는, X(X≥2)개의 클럭 신호를 이용하여 게이트 라인을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버에 있어서, 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 마지막 게이트 라인에 스캔 신호를 출력하면, 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 게이트 드라이버를 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 표시장치에서 실제 화상이 표시되는 영역에 따라 게이트 드라이버의 구동 타이밍을 제어함으로써 화상이 부분적으로 표시되는 경우에는 전체적으로 화상이 표시되는 경우에 비해 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
본 실시예들에 의하면, 게이트 드라이버의 구동 타이밍 제어에 따라 데이터 드라이버에서 출력되는 데이터 전압을 조절함으로써 게이트 드라이버와 데이터 드라이버에 의해 소비되는 전력을 실제 화상이 표시되는 영역에 따라 적응적으로 감소시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버의 예시도이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버에 배치되는 게이트 구동 집적회로의 예시도이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버에서 사용되는 클럭 신호의 예시도이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 표시장치에 화상이 표시되는 예시를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버의 구동 타이밍을 설명하기 위한 타이밍도이다.
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 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는 n(n≥2)개의 게이트 라인(GL) 및 m(m≥2)개의 데이터 라인(DL)이 배치되고 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 정의된 화소들이 배치된 표시패널(110)과, 데이터 라인(DL)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버(120)와, 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(130)와, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(T-CON, 140) 등을 포함한다.
데이터 드라이버(120)는, 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 공급함으로써 각각의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
게이트 드라이버(130)는, 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써 각각의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
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 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어한다.
게이트 드라이버(130)는, 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라 온(ON) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 스캔 신호를 n개의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급하여 각각의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
게이트 드라이버(130)는, 구동 방식에 따라 표시패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 드라이버(130)는, 구동 방식에 따라 싱글 피딩(Single Feeding) 방식으로 1개의 게이트 라인(GL)에 1개의 스캔 신호를 출력하거나 더블 피딩(Double Feeding) 방식으로 1개의 게이트 라인(GL)에 2개의 스캔 신호를 출력할 수도 있다.
또한, 게이트 드라이버(130)는, 하나 이상의 게이트 구동 집적회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각 게이트 구동 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 있다. 또한, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있으며, 표시패널(110)과 연결된 필름상에 실장되는 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.
단, 아래에서는 설명의 편의를 위하여, 게이트 드라이버(130)에 포함된 하나 이상의 게이트 구동 집적회로가 GIP 타입인 것으로 가정하여 설명하며, 게이트 구동 집적회로를 "GIP(Gate Driver IC In Panel)"로도 기재한다.
이 경우, 게이트 드라이버(130)의 예시도인 도 2에 도시된 바와 같이, 표시패널(110)에서 화상이 표시되는 영역인 액티브 영역(A/A: Active Area)의 외부 영역(Non-Active Area)에 다수의 게이트 구동 집적회로(GIP 1, GIP 2, ..., GIP n)가 배치될 수 있다.
도 2에서는, 게이트 구동 집적회로가 게이트 라인(GL)의 개수(n)와 동일한 n개인 것으로 도시되었으나, 게이트 드라이버(130)의 구동 방식에 따라 게이트 구동 집적회로의 개수가 게이트 라인(GL)의 개수(n)와 다를 수도 있다(예: 2n개).
데이터 드라이버(120)는, 특정 게이트 라인(GL)이 열리면 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 각각의 데이터 라인(DL)에 공급함으로써 데이터 라인(DL)을 구동한다.
데이터 드라이버(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.
각 소스 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, 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각 소스 드라이버 집적회로는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 표시패널(110)에 본딩된다.
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 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호(CLK) 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: Source 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.
타이밍 컨트롤러(140)는, 소스 드라이버 집적회로가 본딩된 소스 인쇄회로기판과 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.
이러한 컨트롤 인쇄회로기판에는, 표시패널(110), 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러(미도시)가 더 배치될 수 있다. 이러한 전원 컨트롤러는 전원 관리 집적회로(Power Management IC)라고도 한다.
도 3은 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버(130)에 포함된 게이트 구동 집적회로의 예시를 나타낸 것이고, 도 4는 게이트 드라이버(130)에서 사용되는 클럭 신호(CLK)의 예시를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 게이트 드라이버(130)에 포함된 게이트 구동 집적회로는, 1개의 풀-업 트랜지스터(Tup: Pull-Up Transistor), 1개의 풀-다운 트랜지스터(Tdown: Pull-Down Transistor) 및 제어 회로부(C/C: Control Circuit) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
풀-업 트랜지스터(Tup)는, 클럭 신호 인가 노드(Nclk)와 스캔 신호 출력 노드(Vout(n)) 사이에 전기적으로 연결되고, Q 노드의 전압에 의해 턴 온(Turn-On) 되어 하이 레벨 전압을 갖는 클럭 신호(CLK)를 하이 레벨의 스캔 신호로서 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))로 출력할 수 있다.
여기서, 풀-업 트랜지스터(Tup)의 게이트 노드는, Q 노드에 전기적으로 연결되고, 풀-업 트랜지스터(Tup)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 클럭 신호 인가 노드(Nclk)에 전기적으로 연결되어 하이 레벨 전압(VGH)을 갖는 클럭 신호(CLK)를 인가받는다. 그리고, 풀-업 트랜지스터(Tup)의 소스 노드 또는 드레인 노드는, 스캔 신호가 출력되는 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))에 전기적으로 연결된다.
이러한 풀-업 트랜지스터(Tup)는, Q 노드의 전압에 의해 턴 온 되어 클럭 신호(CLK)의 하이 레벨 구간에서의 하이 레벨 전압(VGH)을 하이 레벨의 스캔 신호로서 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))로 출력하여, 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))와 전기적으로 연결된 게이트 라인(GL)으로 하이 레벨의 스캔 신호를 공급해줄 수 있다.
풀-다운 트랜지스터(Tdown)는, 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))와 기저전압 노드(Nvss) 사이에 전기적으로 연결되고, QB 노드의 전압에 의해 턴 온 되어 로우 레벨의 스캔 신호를 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))로 출력할 수 있다.
여기서, 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 게이트 노드는, QB 노드에 전기적으로 연결되고, 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 기저전압 노드(Nvss)에 전기적으로 연결되어 정전압에 해당하는 기저전압(VSS)을 인가받는다. 그리고, 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 소스 노드 또는 드레인 노드는, 스캔 신호가 출력되는 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))에 전기적으로 연결된다.
이러한 풀-다운 트랜지스터(Tdown)는, QB 노드의 전압에 의해 턴 온 되어 로우 레벨의 스캔 신호를 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))로 출력하여, 스캔 신호 출력 노드(Vout(n))와 전기적으로 연결된 게이트 라인(GL)으로 로우 레벨의 스캔 신호를 공급해줄 수 있다. 여기서, 로우 레벨의 스캔 신호는, 일 예로, 기저전압(VSS)일 수 있다.
제어 회로부(C/C)는, 둘 이상의 트랜지스터 등을 포함하여 내부 회로가 구성될 수 있으며, 내부 회로에는, Q 노드, QB 노드, 셋 노드(S, 스타트 노드라고도 함) 등의 주요 노드가 있다. 경우에 따라서, 제어 회로부(C/C)의 내부 회로에는, 리셋 신호가 입력되는 리셋 노드, 구동전압(VDD) 등의 각종 전압이 입력되는 입력 노드 등이 더 있을 수 있다.
제어 회로부(C/C)에서, Q 노드는 풀-업 트랜지스터(Tup)의 게이트 노드와 전기적으로 연결되고, 충전(Charging)과 방전(Discharging)이 반복된다.
제어 회로부(C/C)에서, QB 노드는 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 게이트 노드와 전기적으로 연결되고, 충전과 방전이 반복된다.
제어 회로부(C/C)에서, 셋 노드(S)는, 해당 게이트 구동 집적회로의 게이트 구동의 시작을 지시하는 스타트 신호(VST)를 인가받는다. 여기서, 스타트 신호(VST)는, 클럭 신호(CLK)의 상의 개수에 따라 현재 게이트 라인(GL)보다 1 또는 2 또는 4만큼 앞선의 게이트 구동 집적회로에서 출력된 스캔 신호가 피드백된 것일 수 있다.
도 4는 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버(130)에서 사용되는 클럭 신호(CLK)의 예시를 나타낸 것으로서, 클럭 신호(CLK)는 2상, 4상 또는 8상 등의 위상(Phase)을 가질 수 있으며, 도 4는 4상인 경우를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, CLK 1과 CLK 3은 온, 오프 되는 타이밍이 정반대이고 CLK 2와 CLK 4는 온, 오프 되는 타이밍이 정반대인 클럭 신호(CLK)들이다.
그리고, CLK 1과 CLK 2는 지연 관계가 있는 클럭 신호(CLK)로서, CLK 1과 CLK 2 중에서 어느 하나가 다른 하나에 비해 일정 시간만큼 지연되어, 어느 하나가 온 되었을 때 나머지 하나는 이미 온이 된 상태이거나, 어느 하나가 오프 되었을 때 나머지 하나는 이미 오프 된 상태이다. CLK 2와 CLK 3, CLK 3과 CLK 4, 그리고 CLK 4와 CLK 1도 마찬가지다.
클럭 신호(CLK)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력된 클럭정보를 이용하여 레벨 쉬프터가 생성할 수 있다. 이러한 레벨 쉬프터는, 데이터 드라이버(130)에 포함되거나, 표시패널(110)과 데이터 드라이버(130)를 통해 연결된 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 배치될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
도 5는 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 표시패널(110)에 화상이 부분적으로 표시되는 예시를 나타낸 것으로서, 도 5를 참조하여, 표시패널(110)에 화상이 부분적으로 표시되는 경우 게이트 드라이버(130)와 데이터 드라이버(120)의 구동 방식을 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에서 액티브 영역(A/A)의 전체 영역에서 화상이 표시될 수도 있지만, 액티브 영역(A/A)의 일부 영역에서만 화상이 표시될 수도 있다.
도 5에서, 501은 액티브 영역(A/A)에서 화상이 표시되는 일부 영역을 나타낸 것이고, 502와 503은 액티브 영역(A/A)에서 화상이 표시되지 않는 영역을 나타낸 것이다. G(s)는 액티브 영역(A/A)에서 화상이 표시되는 영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 첫 번째 게이트 라인(GL)을 의미하고, G(k)는 액티브 영역(A/A)에서 화상이 표시되는 영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 마지막 게이트 라인(GL)을 의미한다.
본 명세서에서, 액티브 영역(A/A)의 일부 영역에서만 화상이 표시되는 경우, 화상이 표시되는 영역(501)을 "부분표시영역"이라 하고, 화상이 표시되지 않는 영역(502, 503)을 "부분비표시영역"이라고 지칭한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A) 중 일부 영역에서만 화상이 표시되는 경우, 표시패널(110)에 배치된 n개의 게이트 라인(GL)은 게이트 드라이버(130)로부터 공급되는 스캔 신호에 따라 순차적으로 구동된다. 따라서, 액티브 영역(A/A)에 배치된 게이트 라인(GL) 중 첫 번째 게이트 라인(GL)인 G(1)부터 마지막 게이트 라인(GL)인 G(n)까지 게이트 드라이버(130)에서 출력되는 스캔 신호에 따라 구동된다.
이때, 데이터 드라이버(120)는, 화상이 표시되는 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)에 스캔 신호가 공급되면, 화상을 표시하기 위한 데이터 전압을 데이터 라인(DL)으로 공급한다. 그리고, 화상이 표시되지 않는 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)에 스캔 신호가 공급되면, 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
따라서, 도 5에 도시된 예시와 같이, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A) 중 일부 영역에서만 화상이 표시되는 경우, 즉, 액티브 영역(A/A)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우에도, 모든 게이트 라인(GL)을 구동하기 위한 스캔 신호를 출력하고 부분비표시영역을 블랙으로 표현하기 위한 데이터 전압을 데이터 라인(DL)으로 공급해야 하므로, 불필요한 전력 소모가 발생하게 된다.
본 실시예들은, 전술한 예시와 같은 경우에, 게이트 드라이버(130)의 구동 타이밍과 그에 따라 데이터 드라이버(120)의 출력 전압을 제어함으로써 액티브 영역(A/A)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우 소비 전력을 저감할 수 있는 방안을 제공한다.
본 실시예들에 따른 게이트 드라이버(130)는, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우, 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 마지막 게이트 라인(GL)에 해당하는 k번째 게이트 라인(GL)을 확인한다. 이는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제공되는 정보에 의해 확인될 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버(130)는, 표시패널(110)에 배치된 n개의 게이트 라인(GL) 중 첫 번째 게이트 라인(GL)인 G(1)부터 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 마지막 게이트 라인(GL)인 G(k)까지 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
게이트 드라이버(130)가 게이트 라인(GL) G(1)부터 G(k)까지 스캔 신호를 공급하여 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하면, 데이터 드라이버(120)는 게이트 라인(GL) G(1)부터 G(k)가 배치된 영역에 화상을 표시하기 위한 데이터 전압을 각각의 게이트 라인(GL) 구동 타이밍에 맞춰 공급한다.
게이트 드라이버(130)는, 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 마지막 게이트 라인(GL)인 게이트 라인(GL) G(k)까지 스캔 신호를 공급하면, 스캔 신호를 출력하는데 이용하는 클럭 신호(CLK)가 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지되도록 함으로써, 게이트 라인(GL) G(k+1)부터 G(n)까지 스캔 신호가 출력되지 않도록 한다.
여기서, 클럭 신호(CLK)는 외부(예: 데이터 드라이버(120)에 배치된 레벨 쉬프터)로부터 입력되는 클럭 신호(CLK)가 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지되도록 할 수 있다. 또는, 게이트 드라이버(120)에서 외부로부터 입력되는 클럭 신호(CLK)를 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 변환하여 게이트 구동 집적회로로 입력되도록 할 수도 있다.
즉, 본 실시예들에 따르면, 게이트 드라이버(130)가 표시패널(110)의 부분표시영역에 배치된 마지막 게이트 라인(GL) G(k)까지 스캔 신호를 출력하면, 게이트 드라이버(130)가 스캔 신호를 출력하는데 이용하는 클럭 신호(CLK)를 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지시켜줌으로써, 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) G(k+1)부터 G(n)의 구동 타이밍에 스캔 신호가 출력되지 않도록 한다.
따라서, 표시패널(110)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우, 부분표시영역 이후의 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)에는 스캔 신호를 출력하지 않음으로써, 게이트 드라이버(130)의 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
게이트 드라이버(130)는, 게이트 라인(GL) G(k+1)부터 G(n)까지 스캔 신호를 출력하지 않으며, 이때, 데이터 드라이버(120)는, 게이트 라인(GL) G(k+1)~G(n)의 구동 타이밍에 각각의 데이터 라인(DL)에 기저전압(VSS)을 공급한다. 따라서, 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) G(k+1)~G(n)의 구동 타이밍에 데이터 라인(DL)에는 기저전압(VSS)이 유지되므로, 데이터 드라이버(120)의 소비 전력 또한 감소시킬 수 있도록 한다.
또는, 데이터 드라이버(120)는, 게이트 라인(GL) G(k+1)~G(n)의 구동 타이밍에 각각의 데이터 라인(DL)에 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 공급하거나, 하이 임피던스 레벨 전압(Hi-z)을 공급할 수도 있다. 이 경우에도, 게이트 드라이버(130)가 게이트 라인(GL) G(k+1)~G(n)에 스캔 신호를 출력하지 않음으로 인하여 표시장치(100)의 전체적인 소비 전력은 감소될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 표시패널(110)의 부분표시영역 이전에 부분비표시영역이 존재하는 경우, 게이트 드라이버(130)는, 게이트 라인(G) G(1)부터 부분표시영역에 배치된 마지막 게이트 라인(GL) G(k)까지 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
그리고, 데이터 드라이버(120)는, 게이트 드라이버(130)가 부분표시영역 이전의 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) G(1)~G(s-1)에 스캔 신호를 출력하여 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하면, 데이터 라인(DL)으로 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 출력한다.
즉, 데이터 드라이버(120)는, 부분표시영역 이전의 부분비표시영역에서는 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 출력하고, 부분표시영역에서는 화상을 표현하기 위한 데이터 전압을 출력하며, 부분표시영역 이후의 부분비표시영역에서는 기저전압(VSS)을 출력하여, 액티브 영역(A/A)에 부분표시영역이 포함되는지 여부, 부분표시영역의 위치에 따라 데이터 라인(DL)으로 출력되는 데이터 전압을 적응적으로 조절함으로써 데이터 드라이버(120)의 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
따라서, 본 실시예들에 따르면, 표시패널(110)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우, 게이트 드라이버(130)와 데이터 드라이버(120)의 구동 방식을 조절해줌으로써, 불필요한 전력 소비를 방지하여 전체적인 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 따른 게이트 드라이버(130)의 구동 타이밍을 나타낸 타이밍도로서, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우 게이트 드라이버(130)의 구동 타이밍의 예시를 나타낸 것이며, 표시패널(110)에 배치된 n개의 게이트 라인(GL) 중 G(1)~G(k)는 부분표시영역에 배치되고 G(k+1)~G(n)은 부분비표시영역에 배치된 경우를 나타낸 것이다.
도 6은 표시패널(110)에 배치된 게이트 라인(GL) 중 G(1)~G(k)의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 표시패널(110)에 배치된 게이트 라인(GL) 중 G(k+1)~G(n)의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 다음 프레임의 구동 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 8은 8상의 클럭 신호(CLK)를 이용하는 경우를 예로 하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 게이트 구동 집적회로는, 해당 게이트 구동 집적회로의 게이트 구동의 시작을 지시하는 스타트 신호(VST)를 인가받는다. 스타트 신호(VST)는, 클럭 신호(CLK)의 상의 개수에 따라 현재 게이트 라인(GL)보다 1 또는 2 또는 4만큼 앞선의 게이트 구동 집적회로에서 출력된 스캔 신호가 피드백된 것일 수 있다.
게이트 구동 집적회로는, 스타트 신호(VST)를 인가받고 입력되는 클럭 신호(CLK)에 따라 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 해당 게이트 라인(GL)으로 출력한다.
예를 들어, 게이트 구동 집적회로에 입력되는 8상의 클럭 신호(CLK) 중 4개의 클럭 신호(CLK 5, CLK 6, CLK 7, CLK 8)를 더미 클럭 신호로 입력받는다. 그리고, 클럭 신호(CLK 1)에 따라 게이트 라인(GL) G(1)을 구동하는 스캔 신호를 출력하고, 클럭 신호(CLK 2)에 따라 게이트 라인(GL) G(2)를 구동하는 스캔 신호를 출력한다. 이후 입력되는 클럭 신호(CLK)에 따라 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
즉, 도 3에 도시된 게이트 구동 집적회로의 예시도를 참조하면, 하이 레벨 전압(VGH)을 갖는 클럭 신호(CLK)가 게이트 구동 집적회로에 인가되고, Q 노드의 전압에 의해 풀-업 트랜지스터(Tup)가 턴 온 되어 하이 레벨 전압(VGH)을 갖는 클럭 신호(CLK)가 해당 게이트 라인(GL)을 구동하는 하이 레벨의 스캔 신호로서 출력된다.
여기서, Q 노드의 전압은 게이트 구동 집적회로에 인가되는 스타트 신호(VST), 더미 클럭 신호 등에 의해 제어된다. 즉, 8상의 클럭 신호(CLK)를 이용하여 Q 노드의 전압이 제어되며, Q 노드의 전압에 의해 풀-업 트랜지스터(Tup)가 턴 온 되면 게이트 구동 집적회로에 인가된 하이 레벨 전압(VGH)의 클럭 신호(CLK)가 해당 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호로서 출력된다.
게이트 구동 집적회로는, 입력되는 클럭 신호(CLK)에 따라 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하며, 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 마지막 게이트 라인(GL)에 해당하는 G(k)를 구동하는 스캔 신호까지 순차적으로 출력한다.
이때, 데이터 드라이버(120)는, 게이트 드라이버(130)에 의해 게이트 라인(GL) G(1)~G(k)가 구동되면, 부분표시영역에 화상을 표시하기 위한 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력한다.
게이트 드라이버(130)는, 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL) 중 마지막 게이트 라인(GL)인 G(k)를 구동하는 스캔 신호를 출력하면, G(k+1)~G(n)을 구동하는 스캔 신호를 출력하지 않는다. 이는 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 게이트 드라이버(130)의 게이트 구동 집적회로가 입력되는 클럭 신호(CLK)를 이용하여 G(1)~G(k)를 구동하는 스캔 신호를 출력한 이후, 게이트 구동 집적회로에 입력되는 8상의 클럭 신호(CLK)는 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지된다.
게이트 구동 집적회로에 입력되는 클럭 신호(CLK)를 모두 하이 레벨 전압(VGH)로 유지함으로써, 입력되는 클럭 신호(CLK)를 이용하여 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 출력하는 게이트 구동 집적회로에서 스캔 신호가 출력되지 않도록 한다. 따라서, 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)인 G(k+1)~G(n)에는 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호가 공급되지 않는다.
G(1)~G(k)를 구동하는 스캔 신호의 출력 이후, 클럭 신호(CLK)는 레벨 쉬프터에 의해 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지될 수 있다. 즉, 타이밍 컨트롤러(140)가 레벨 쉬프터로 입력되는 클럭정보를 조정함으로써, 레벨 쉬프터에 의해 출력되는 클럭 신호(CLK)를 모두 하이 레벨 전압으로 유지할 수 있다. 또는, 게이트 드라이버(130)에서 입력되는 클럭 신호(CLK)를 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 변환하고 각각의 게이트 구동 집적회로로 입력되도록 할 수도 있다.
G(k+1)~G(n)에서 클럭 신호(CLK)가 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지됨으로써, 게이트 구동 집적회로는 해당 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 출력하지 않게 되며 게이트 구동 집적회로가 G(k+1)~G(n)의 구동 타이밍에 오프 되도록 함으로써, 표시패널(110)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우 부분비표시영역의 구동 타이밍에 게이트 드라이버(130)에 의한 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
이때, 데이터 드라이버(120)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 클럭 신호(CLK)가 모두 하이 레벨 전압(VGH)으로 유지되어 게이트 구동 집적회로가 오프 되면, 데이터 전압을 기저전압(VSS)으로 유지함으로써 부분비표시영역의 구동 타이밍에 데이터 드라이버(120)에 의한 소비 전력도 감소시킬 수 있도록 한다.
데이터 드라이버(120)는, 부분비표시영역의 구동 타이밍에 기저전압(VSS)을 유지하지 않고, 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압 또는 하이 임피던스 레벨의 전압을 출력할 수도 있으며, 이 경우에도 게이트 드라이버(130)의 소비 전력 감소로 인해 표시장치(100)의 전체적인 소비 전력이 감소되도록 한다.
데이터 드라이버(120)는, 부분표시영역 이전에 부분비표시영역이 존재하는 경우에는, 부분표시영역 이전의 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)의 구동 타이밍에는 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 출력한다. 그리고, 부분표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)의 구동 타이밍에는 화상을 표시하기 위한 데이터 전압을 출력하며, 부분표시영역 이후에 배치된 게이트 라인(GL)의 구동 타이밍에는 전술한 바와 같이 기저전압(VSS), 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압 또는 하이 임피던스 레벨의 전압을 출력한다.
따라서, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우, 게이트 드라이버(130)와 데이터 드라이버(120)의 구동을 적응적으로 제어함으로써 부분비표시영역의 구동 타이밍에 불필요한 전력이 소비되지 않도록 한다.
도 6과 도 7은 동일한 프레임을 출력하는 동안 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에 배치된 게이트 라인(GL) G(1)~G(n)의 구동 타이밍을 나타낸 것으로서, 동일한 프레임에서 G(n)의 구동 타이밍 이후에는 도 8에 도시된 바와 같이, 게이트 드라이버(130)는 게이트 라인(GL) G(1)부터 각각의 게이트 라인(GL)을 구동하기 위한 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
본 실시예들에 의하면, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)이 부분표시영역과 부분비표시영역으로 구분되는 경우, 부분표시영역과 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 출력하는 게이트 구동 집적회로에 입력되는 클럭 신호(CLK)를 조절함으로써, 각각의 게이트 라인(GL)의 구동을 제어할 수 있도록 한다. 따라서, 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)이 불필요하게 구동되지 않도록 함으로써, 부분비표시영역을 포함하는 화상 출력 시 게이트 드라이버(130)의 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
또한, 부분비표시영역에 배치된 게이트 라인(GL)의 구동 타이밍에 따라 데이터 드라이버(120)에서 출력되는 데이터 전압을 기저전압(VSS)으로 유지함으로써, 부분비표시영역의 구동 타이밍에 데이터 드라이버(120)에 의한 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
100: 표시장치 110: 표시패널
120: 데이터 드라이버 130: 게이트 드라이버
140: 타이밍 컨트롤러 200: 화소(픽셀)
A/A: 액티브 영역(Active Area)
501: 부분표시영역 502, 503: 부분비표시영역

Claims (8)

  1. N(N≥2)개의 게이트 라인과 M(M≥2)개의 데이터 라인이 교차되어 배치된 패널;
    상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버; 및
    X(X≥2)개의 클럭 신호를 이용하여 상기 게이트 라인을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 게이트 드라이버가 상기 패널의 액티브 영역에서 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 마지막 게이트 라인에 해당하는 K(1≤K≤N)번째 게이트 라인에 스캔 신호를 출력하면, 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 K번째 게이트 라인이 구동되어 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급한 후 상기 데이터 라인에 공급되는 전압을 기저전압으로 유지하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 K번째 게이트 라인이 구동되어 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급한 후 상기 데이터 라인에 공급되는 전압을 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압 또는 하이 임피던스 레벨의 데이터 전압으로 유지하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 시작 게이트 라인이 S(1≤S≤K)번째 게이트 라인이면, 상기 게이트 드라이버가 상기 액티브 영역에 배치된 게이트 라인 중 첫 번째 게이트 라인부터 S-1번째 게이트 라인까지 스캔 신호를 출력하는 동안 상기 데이터 드라이버는 상기 데이터 라인으로 블랙을 표현하기 위한 데이터 전압을 공급하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 K번째 게이트 라인이 구동되고 동일한 프레임이 유지되는 동안 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 표시장치.
  6. 일 방향으로 배치된 N(N≥2)개의 게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 교차되어 배치된 M(M≥2)개의 데이터 라인; 및
    X(X≥2)개의 클럭 신호를 이용하여 상기 게이트 라인을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 구동 집적회로를 포함하고,
    상기 게이트 구동 집적회로가 부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 마지막 게이트 라인에 해당하는 K(1≤K≤N)번째 게이트 라인에 스캔 신호를 출력하면, 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 표시패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 라인은,
    상기 K번째 게이트 라인이 구동되어 데이터 전압을 공급받은 후 동일한 프레임이 유지되는 동안 기저전압을 공급받는 표시패널.
  8. X(X≥2)개의 클럭 신호를 이용하여 게이트 라인을 구동하는 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 드라이버에 있어서,
    부분표시영역에 배치된 게이트 라인 중 마지막 게이트 라인에 스캔 신호를 출력하면, 상기 X개의 클럭 신호가 모두 하이 레벨 전압으로 유지되는 게이트 드라이버.
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