KR20240043007A - 디스플레이 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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김법명
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Abstract

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 게이트 라인에 연결된 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널; 소스 신호를 처리하여 영상 신호를 출력하는 메인 컨트롤러; 및 상기 영상 신호에 기초하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고, 상기 메인 컨트롤러는, 상기 소스 신호의 데이터 변화량에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 영상 신호를 출력하는 것을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
개시된 발명은 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 영상 정보를 사용자에게 시각적으로 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치로는, 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 장치는 다양한 종류의 디스플레이 패널을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 음극선관 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 패널, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하도록 배치되고, 데이터 라인과 게이트 라인이 교차되는 지점에 대응하는 복수 개의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 이 때, 복수 개의 픽셀은 데이터 라인들로부터 데이터 신호를 입력 받고, 각각의 픽셀에 대응되는 데이터 전압을 입력 받기 위한 스캔 신호를 제공 받는다.
개시된 발명은 디스플레이 패널 화면의 영역별 주사율을 상이하게 출력할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 게이트 라인에 연결된 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널, 소스 신호를 처리하여 영상 신호를 출력하는 메인 컨트롤러 및 상기 영상 신호에 기초하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 상기 메인 컨트롤러는, 상기 소스 신호의 데이터 변화량에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 영상 신호를 출력한다.
상기 메인 컨트롤러는, 상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 미만인 경우 제1 주사율로 출력되는 제1 영역과 상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 이상인 경우 상기 제1 주사율보다 높은 제2 주사율로 출력되는 제2 영역으로 상기 복수의 영역을 구분할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 복수의 게이트 라인에 순차적으로 게이트 신호를 출력하고, 상기 게이트 신호를 출력하는 복수의 출력단에 배치되는 복수의 스위치를 포함하는 스캔 드라이버를 더 포함하고, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 복수의 스위치를 제어하여 상기 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 구동 신호를 생성할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는, 제1 프레임에서, 상기 제1 영역에 대응되는 제1 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 오프(Off)하고, 상기 제2 영역에 대응되는 제2 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 프레임과 인접한 제2 프레임에서, 상기 복수의 영역에 대응되는 상기 복수의 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 복수의 스위치 중에서 상기 제1 영역과 연결되는 스위치를 상기 영상 신호에 따라 온(On) 및 오프(Off)하고, 상기 제2 영역과 연결되는 스위치를 온(On)으로 유지할 수 있다.
복수의 게이트 라인에 연결된 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널, 소스 신호를 처리하여 영상 신호를 출력하는 메인 컨트롤러 및 상기 영상 신호에 기초하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 제어 방법은, 상기 메인 컨트롤러는, 상기 소스 신호의 데이터 변화량에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분하고; 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 영상 신호를 출력하는 것;을 포함한다.
상기 복수의 영역으로 구분하는 것은, 상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 미만인 경우 제1 주사율로 출력되는 제1 영역과 상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 이상인 경우 상기 제1 주사율보다 높은 제2 주사율로 출력되는 제2 영역으로 상기 복수의 영역을 구분하는 것;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이의 제어 방법은, 상기 복수의 게이트 라인에 순차적으로 게이트 신호를 출력하고, 상기 게이트 신호를 출력하는 복수의 출력단에 배치되는 복수의 스위치를 포함하는 스캔 드라이버를 더 포함하고, 상기 구동 신호를 출력하는 것은, 상기 복수의 스위치를 제어하여 상기 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 구동 신호를 생성하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 신호를 출력하는 것은, 제1 프레임에서, 상기 제1 영역에 대응되는 제1 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 오프(Off)하고, 상기 제2 영역에 대응되는 제2 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 신호를 출력하는 것은, 상기 제1 프레임과 인접한 제2 프레임에서, 상기 복수의 영역에 대응되는 상기 복수의 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 신호를 출력하는 것은, 상기 복수의 스위치 중에서 상기 제1 영역과 연결되는 스위치를 상기 영상 신호에 따라 온(On) 및 오프(Off)하고, 상기 제2 영역과 연결되는 스위치를 온(On)으로 유지하는 것;을 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 화면의 영역별 주사율을 상이하게 출력함으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조의 일 예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 액정 패널의 일 예를 나타낸 측단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 픽셀들의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서의 게이트 신호가 출력되는 회로를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 화면을 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 디스플레이 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array)/ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 구성요소 앞에 사용되는 "제1~", "제2~"와 같은 서수는 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되는 것일 뿐, 이들 구성요소들 사이의 연결 순서, 사용 순서, 우선 순위 등의 다른 의미를 갖는 것은 아니다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
명세서에서 요소들의 리스트를 언급할 때 사용되는 "적어도 하나의~"의 표현은, 요소들의 조합을 변경할 수 있다. 예를 들어, "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"의 표현은 오직 a, 오직 b, 오직 c, a 와 b 둘, a와 c 둘, b와 c 둘, 또는 a, b, c 모두의 조합을 나타내는 것으로 이해될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 일 측면에 따른 디스플레이 장치 및 그 제어 방법의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관의 일 예를 도시한 사시도이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(10)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 TV 외에도 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 디스플레이 장치(10)가 될 수 있고, 그 종류에 대해서는 제한을 두지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(10)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 디스플레이 장치(10)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(10)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 포함하는 컨텐츠를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠 데이터를 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(10)는 본체(11) 및 영상(I)을 표시하는 스크린(12)을 포함할 수 있다..
본체(11)는 디스플레이 장치(10)의 외관을 형성하며, 본체(11)의 내부에는 디스플레이 장치(10)가 영상(I)을 표시하거나 각종 기능을 수행하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(11)는 평평한 판 형상이나, 본체(11)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(11)는 곡면의 형상을 가질 수도 있다.
스크린(12)은 본체(11)의 전면에 형성되며, 영상(I)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린(12)은 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있다. 또한 스크린(12)은 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다.
스크린(12)은 예를 들어 직접 광을 방출할 수 있는 자발광 패널(예를 들어, 발광 다이오드 패널 또는 유기 발광 다이오드 패널)을 포함하거나, 광원 장치(예를 들어, 백 라이트 유닛) 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 비자발광 패널(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
스크린(12)에는 복수의 픽셀(P)이 형성되며, 스크린(12)에 표시되는 영상(I)은 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광에 의하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광이 조합되어, 스크린(12) 상에 영상(I)이 형성될 수 있다.
복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 다양한 색상의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 서브 픽셀들(PR, PG, PB)을 포함할 수 있다.
서브 픽셀들(PR, PG, PB)은 적색 광을 방출할 수 있는 적색 서브 픽셀(PR)과, 녹색 광을 방출할 수 있는 녹색 서브 픽셀(PG)과, 청색 광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 적색 광은 파장이 대략 620nm 에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있다. 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있다. 청색 광은 파장이 대략 450nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다.
적색 서브 픽셀(PR)의 적색 광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색 광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색 광의 조합에 의하여, 복수의 픽셀(P) 각각에서 다양한 밝기와 다양한 색상의 광이 출사할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조의 일 예를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 액정 패널의 일 예를 나타낸 측단면도이다. 당해 예시에서 설명하는 디스플레이 장치(10)는 액정 패널과 백라이트 유닛을 포함하는 비자발광 디스플레이 장치이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11) 내부에는 스크린(12)에 표시되는 영상(I)을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(11)에는 면광원(surface light source)인 백라이트 유닛(15)과, 백라이트 유닛(15)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과시키는 액정 패널(20)과, 백라이트 유닛(15) 및 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50)와, 백라이트 유닛(15) 및 액정 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련될 수 있다.
본체(11)는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(15), 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)를 지지하기 위한 베젤(13)과 프레임 미들 몰드(14)와 바텀 샤시(16)와 후면 커버(17)를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(15)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있다. 또한 백라이트 유닛(15)은 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 이처럼, 백라이트 유닛(15)은 점 광원으로부터 방출된 광을 굴절, 반사 및 산란시킴으로써 전방을 향하여 균일한 면광을 방출할 수 있다. 백라이트 유닛(15)은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
액정 패널(20)은 백라이트 유닛(15)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 백라이트 유닛(15)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킬 수 있다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(12)을 형성하며, 액정 패널(20)은 복수의 픽셀(P)로 구획될 수 있다. 액정 패널(20)의 복수의 픽셀(P)은 각각 독립적으로 백라이트 유닛(15)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(12)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다. 복수의 픽셀(P)은 2차원 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 액정 패널(20)은 제1 편광 필름(21), 제1 투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2 투명 기판(28), 제2 편광 필름(29)을 포함할 수 있다.
제1 투명 기판(22) 및 제2 투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)를 지지할 수 있다. 이러한, 제1 및 제2 투명 기판(22, 28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제1 편광 필름(21)과 제2 편광 필름(29)은 제1 투명 기판(22)과 제2 투명 기판(28)의 외측에 마련된다. 제1 편광 필름(21)과 제2 편광 필름(29)은 각각 특정한 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단할 수 있다.
예를 들어, 제1 편광 필름(21)은 제1 방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단할 수 있다. 또한, 제2 편광 필름(29)은 제2 방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단할 수 있다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 이로 인해, 제1 편광 필름(21)을 통과한 편광은 제2 편광 필름(29)을 통과할 수 없다.
컬러 필터(27)는 제2 투명 기판(28)의 내측에 마련될 수 있다. 컬러 필터(27)는 적색 광을 통과시키는 적색 필터(27R), 녹색 광을 통과시키는 녹색 필터(27G) 및 청색 광을 통과시키는 청색 필터(27G)를 포함할 수 있다.
적색 필터(27R), 녹색 필터(27G) 및 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 컬러 필터(27)가 형성된 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응할 수 있다. 적색 필터(27R)가 형성된 영역은 적색 서브 픽셀(PR)에 대응하고, 녹색 필터(27G)가 형성된 영역은 녹색 서브 픽셀(PG)에 대응하며, 청색 필터(27B)가 형성된 영역은 청색 서브 픽셀(PB)에 대응할 수 있다.
픽셀 전극(23)은 제1 투명 기판(22)의 내측에 마련되고, 공통 전극(26)은 제2 투명 기판(28)의 내측에 마련될 수 있다. 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 전기가 도통되는 금속 재질로 형성되고, 액정 층(25)을 구성하는 액정 분자의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
박막 트랜지스터(24)는 제2 투명 기판(22)의 내측에 마련될 수 있다. 박막 트랜지스터(24)는 픽셀 전극(23)에 흐르는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(24)의 턴 온(폐쇄) 또는 턴 오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
액정 층(25)은 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 형성되며, 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다. 액정은 고체(결정)와 액체의 중간 상태를 나타낸다. 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다. 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존재 여부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 액정 패널(20)의 일 측에는, 영상 데이터를 액정 패널(20)로 전송하는 케이블(20a)과, 디지털 영상 데이터를 처리하고 아날로그 영상 신호를 출력하는 디스플레이 드라이버 직접 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI) (이하에서는 '패널 드라이버'라 한다)가 마련될 수 있다.
케이블(20a)은 패널 드라이버(400)를 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)와 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 케이블(20a)은 패널 드라이버(400)와 액정 패널(20)을 전기적으로 연결할 수 있다. 케이블(20a)은 휘어질 수 있는 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable) 또는 필름 케이블(film cable)일 수 있다.
패널 드라이버(400)는 케이블(20a)을 통하여 제어 어셈블리(50)로부터 영상 데이터를 수신하고, 전원 어셈블리(60)로부터 전력을 수신할 수 있다. 또한, 패널 드라이버는 케이블(20a)을 통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터 및 구동 전류를 제공할 수 있다.
케이블(20a)과 패널 드라이버(400)는 일체로 마련될 수도 있다. 예를 들면, 케이블(20a)과 패널 드라이버는 칩 온 필름(chip on film, COF) 또는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Packet, TCP)로 구현될 수 있다. 다시 말해, 패널 드라이버는 케이블(20a) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 패널 드라이버가 액정 패널(20)에 배치될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 통신부(110), 소스 수신부(120), 입력 인터페이스(130), 메인 컨트롤러(200), 타이밍 컨트롤러(300) 및 패널 드라이버(400)를 포함할 수 있다.
통신부(110), 소스 수신부(120), 입력 인터페이스(130), 메인 컨트롤러(200) 및 타이밍 컨트롤러(300)는 전술한 제어 어셈블리에 마련될 수 있다. 디스플레이 장치(10)의 구성 요소들은 전기적으로 연결될 수 있다.
통신부(110)는 외부 장치(예: 서버, 스마트폰)와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(110)는 3G 통신, 4G 통신, 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra-Wide Band), 적외선 통신, BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 및/또는 지웨이브(Z-Wave)와 같은 다양한 무선 통신 기술이 적용된 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 또한, 통신부(110)(420)는 PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express 및/또는 USB(Universe Serial Bus)와 같은 유선 통신 기술이 적용된 유선 통신 회로를 포함할 수 있다.
소스 수신부(120)는 외부 컨텐츠 소스로부터 영상 데이터 및/또는 오디오 데이터를 포함하는 소스 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 소스 수신부(120)는 컴포넌트(component, YPbPr/RGB) 단자, 컴포지트(composite video blanking and sync, CVBS) 단자, 오디오 단자, 고화질 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface, HDMI) 단자, 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus, USB) 단자와 같은 다양한 종류의 단자들을 포함할 수 있다.
소스 수신부(120)는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신한 소스 신호를 메인 컨트롤러(200)로 전송할 수 있다.
입력 인터페이스(130)는 디스플레이 장치(10)의 일 영역에 마련되는 다양한 물리 버튼 및/또는 터치 버튼을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널이 터치 스크린 패널을 포함하는 경우에는 디스플레이 패널이 입력 인터페이스(130)의 역할을 수행할 수도 있다. 또한, 입력 인터페이스(130)는 리모트 컨트롤러로 구현될 수도 있다. 입력 인터페이스(130)는 디스플레이 장치(10)의 전원 온, 전원 오프, 볼륨 조정, 채널 조정, 화면 조정, 각종 설정 변경과 같이 디스플레이 장치(10)의 제어를 위한 사용자 입력을 획득할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 디스플레이 장치(10)에 포함된 전자 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 메인 컨트롤러(200)는 프로세서(210)와 메모리(220)를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 메모리(220)에 저장된 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램에 기초하여 영상 신호, 오디오 신호 및/또는 디스플레이 장치(10)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)에 의해 생성된 영상 신호와 제어 신호는 타이밍 컨트롤러(300)로 출력될 수 있다. 프로세서(210)는 하드웨어로서, 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있다. 메모리(220)와 프로세서(210)는 하나의 제어 회로로 구현되거나 복수의 회로로 구현될 수 있다.
메모리(220)는 디스플레이 장치(10)의 동작에 필요한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(220)는 디스플레이 장치(10)의 동작을 제어하기 위한 프로그램, 데이터, 인스트럭션, 소프트웨어 및/또는 어플리케이션을 저장할 수 있다.
메모리(220)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM) 또는 D-램(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(220)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 또는 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 소스 수신부(120)를 통해 입력된 소스 신호를 처리하여 입력된 소스 신호에 대응되는 영상 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(200)는 소스 디코더, 스케일러, 이미지 인헨서(Image Enhancer) 및 그래픽 프로세서를 포함할 수 있다. 소스 디코더는 MPEG 등의 형식으로 압축되어 있는 소스 신호를 디코딩할 수 있고, 스케일러는 해상도 변환을 통해 원하는 해상도의 영상 데이터를 출력할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 소스 신호의 데이터 변화량을 검출할 수 있다. 소스 신호의 데이터는 R,G,B 색상, 채도, 명도 등을 포함하고, 메인 컨트롤러는 R,G,B 색상값, 채도값, 명도값 등의 변화를 감지하여 소스 신호의 데이터 변화량를 결정한다.
메인 컨트롤러(200)는 검출된 데이터 변화량에 따라 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(200)는 R,G,B 색상값, 채도값, 명도값의 변화량에 기초하여 디스플레이 화면의 상부를 제1 영역, 그리고 디스플레이 화면의 하부를 제2영역으로 구분할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(200)는 검출된 R,G,B 색상값, 채도값, 명도값의 변화량이 미리 설정된 기준 미만인 경우(예: 각 프레임에서 영상의 변화가 없는 정지 영역) 제1영역, 그리고, 검출된 R,G,B 색상값, 채도값, 명도값의 변화량이 미리 설정된 기준 이상인 경우(예: 각 프레임에서의 영상이 다른 동작 영역) 제2 영역으로 구분할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 구분된 각 영역에서 서로 다른 주사율로 디스플레이 패널의 화면이 표시되도록 영상 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(200)는 제1 영역에서 제1 주사율로 디스플레이 패널의 화면이 표시되도록 영상 신호를 출력할 수 있고, 제2 영역에서 제2 주사율로 디스플레이 패널의 화면이 표시되도록 영상 신호를 출력할 수 있다.
제2 주사율은 제1 주사율보다 높은 주사율을 의미한다. 예를 들어, 제1 주사율은 30Hz일 수 있으며, 제2 주사율은 120Hz일 수 있다. 본 실시예에서처럼 각 영역에서 다른 주사율로 영상을 표시함으로써, 소비 전력을 저감할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 디스플레이 패널 화면의 제1 영역 및 제2 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하기 위한 영상 신호를 타이밍 컨트롤러(300)로 전송할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(300)는 메인 컨트롤러(200)로부터 영상 신호를 수신하고, 영상 신호에 기초하여 디스플레이 패널을 구동을 제어하기 위한 구동 신호를 생성할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(300)는 구동 신호를 디스플레이 패널의 패널 드라이버(400)로 전송할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(300)에 의해 생성되는 구동 신호는 스캔 드라이버(410)의 동작을 제어하기 위한 스캔 제어 신호, 데이터 드라이버(420)의 동작을 제어하기 위한 데이터 제어 신호 및 복수의 스위치(411)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 타이밍 컨트롤러(300)는 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 픽셀들을 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 패널 드라이버(400)는 스캔 드라이버(410)와 데이터 드라이버(420)를 포함할 수 있다.
스캔 드라이버(410)는 픽셀을 온/오프하기 위한 게이트 신호를 출력할 수 있고, 데이터 드라이버(420)는 영상을 구현하기 위한 데이터 신호를 출력할 수 있다.
스캔 드라이버(410)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 전달된 타이밍 컨트롤 신호에 기초하여 게이트 신호를 생성할 수 있고, 데이터 드라이버(420)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 전달된 영상 데이터에 기초하여 데이터 신호를 생성할 수 있다.
스캔 드라이버(410)가 게이트 신호를 출력하면, 픽셀 전극(23) 및 데이터 라인은 전기적으로 연결되고, 이에 따라 데이터 라인을 통해 데이터 전압이 픽셀 전극(23)에 인가될 수 있다. 그리고, 픽셀 전극(23) 및 공통 전극(26)의 차이에 따라 픽셀에 포함된 액정 분자들은 그 배열을 달리하게 되고, 픽셀의 광 투과율은 액정 분자의 배열에 따라 변화되며, 픽셀은 광 투과율 변화에 따른 계조를 구현하게 된다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)에서의 게이트 신호가 출력되는 회로 및 출력 신호를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 스캔 드라이버(410)는 클럭 신호(CLK)등을 입력 받는 입력단, 복수의 게이트 라인에서 각 게이트 라인에 순차적으로 게이트 신호를 출력하는 GOA 회로 및 복수의 스위치(411)를 포함할 수 있다.
GOA 회로는 입력단에 연결되고, 복수의 스위치(411)는 게이트 신호를 출력하는 GOA회로의 출력단에 배치될 수 있다. 다만, 복수의 스위치의 위치는 이에 한정되지 않으며, 스캔 드라이버(410)에서 출력되는 게이트 신호를 제어하기 위한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스캔 드라이버(410)와 복수의 픽셀 사이 게이트 라인에 배치될 수 있다.
복수의 스위치(411)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 전송되는 구동 신호(V_Hz)에 의해 온(On) 또는 오프(Off)될 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(300)로부터 전송 받은 구동 신호(V_Hz)가 High이면 온(On)될 수 있고, Low이면 오프(Off)될 수 있다. 복수의 스위치(411)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 전송되는 구동 신호(V_Hz)에 의해 동시에 온(On)/오프(Off) 될 수 있고, 개별적으로 온(On)/오프(Off) 될 수도 있다.
구체적으로, 복수의 스위치(411)는 제1 프레임에서, 제1 영역에 대응되는 제1 게이트 라인에 게이트 신호가 입력되는 때에, 모두 오프(Off)되고, 제2 영역에 대응되는 제2 게이트 라인에 게이트 신호가 입력되는 때에 모두 온(On)될 수 있다. 또한, 복수의 스위치(411)는 제1 프레임과 인접한 제2 프레임에서, 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 복수의 영역에 대응되는 복수의 게이트 라인에 게이트 신호가 입력되는 때에 모두 온(On)될 수 있다.
또한, 복수의 스위치(411) 중에 제1 영역과 연결되는 스위치는 영상 신호에 따라 주기적으로 온(On) 및 오프(Off)될 수 있고, 제2 영역과 연결되는 스위치는 온(On)으로 유지될 수 있다.
복수의 스위치(411)가 오프(Off)되는 경우, 데이터 드라이버(420)의 출력도 제한되어 소비 전력을 저감할 수 있다.
도 6의 그래프를 참조하면, 스캔 드라이버(410)는 타이밍 컨트롤러(300)로부터 전송되는 구동 신호(V_Hz)에 따라 영역별로 상이한 게이트 신호를 출력할 수 있다. 이를 통해, 디스플레이 패널 화면의 영역별 주사율을 상이하게 출력할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 화면 및 화면에 출력 되는 게이트 신호를 나타내는 도면이다.
도 7의 디스플레이 패널을 참조하면, out1부터 out x까지의 영역 및 out v부터 out n까지의 영역은 정지 영역으로서 제1 영역(a)이 될 수 있으며, out x부터 out v까지의 영역은 동작 영역으로 제2 영역(b)이 될 수 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 패널의 화면은 스캔 드라이버(410)로부터 프레임 1 및 5에 전체 영역의 화면을 출력할 수 있고, 프레임 2내지 4및 프레임 6내지 8에 제2 영역(b)의 화면을 출력할 수 있다.
도 7을 참조하면, 그래프는 프레임 1 내지 프레임 5에 인가되는 게이트 신호를 나타낸다, 프레임 1 및 프레임 5에는 제1 영역(a) 및 제2 영역(b) 전체에 게이트 신호가 인가되고, 프레임 2 내지 프레임 4에는 제 2 영역(b)에만 게이트 신호가 인가된다.
디스플레이 패널의 화면은 프레임 1 및 5에서 영상의 전체 영역을 출력하고, 프레임 2 내지 4에서 제2 영역(b)에서만 출력할 수 있다.
본 실시예에 따라, 제1 영역(a)과 제2 영역(b)에서 상이한 주사율로 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(a)에서 30Hz로 영상이 표시되고, 제2 영역(b)에서 120Hz로 영상이 표시될 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 디스플레이 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 개시된 디스플레이 장치(10)의 메인 컨트롤러(200)는 영상 소스 신호의 데이터 변화량에 따라 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분할 수 있다(801). 예를 들어, 영상 소스 신호의 데이터 변화량에 따라 디스플레이 패널의 화면을 제1 영역 또는 제2 영역으로 구분할 수 있다. 제1 영역은 화면 프레임의 변화에도 영상의 변화가 없는 정지 영역이고, 제2 영역은 제1 영역 이외의 영역일 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 영상 소스 신호의 데이터 변화량에 따라 구분된 각 영역에서 서로 다른 주사율로 디스플레이 패널의 화면이 표시되도록 영상 신호를 출력할 수 있다(802). 예를 들어, 제1 영역에서 제1 주사율로 디스플레이 패널의 화면이 표시되도록 영상 신호를 생성할 수 있고, 제2 영역에서 제1 주사율보다 높은 제2 주사율로 디스플레이 패널의 화면이 표시되도록 영상 신호를 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(300)는 메인 컨트롤러(200)로부터 영상 신호를 수신하고, 영상 신호에 기초하여 디스플레이 패널을 구동을 제어하기 위한 구동 신호를 출력할 수 있다(803). 구동 신호는 스캔 드라이버(410)의 동작을 제어하기 위한 스캔 제어 신호, 데이터 드라이버(420)의 동작을 제어하기 위한 데이터 제어 신호 및 복수의 스위치(411)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 포함할 수 있다.
스캔 드라이버(410)는 구동 신호에 따라 게이트 신호를 출력할 수 있다(804). 스캔 드라이버(410)는 영역에 따라 게이트 신호를 상이하게 출력하여, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널 화면의 영역별 주사율을 상이하게 출력 할 수 있다. 또한, 데이터 드라이버(420)의 출력도 제한될 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 디스플레이 장치
200: 메인 컨트롤러
300: 타이밍 컨트롤러
400: 패널 드라이버
410: 스캔 드라이버
411: 스위치
420: 데이터 드라이버

Claims (12)

  1. 복수의 게이트 라인에 연결된 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널;
    소스 신호를 처리하여 영상 신호를 출력하는 메인 컨트롤러; 및
    상기 영상 신호에 기초하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 메인 컨트롤러는,
    상기 소스 신호의 데이터 변화량에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 영상 신호를 출력하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는,
    상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 미만인 경우 제1 주사율로 출력되는 제1 영역과 상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 이상인 경우 상기 제1 주사율보다 높은 제2 주사율로 출력되는 제2 영역으로 상기 복수의 영역을 구분하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 게이트 라인에 순차적으로 게이트 신호를 출력하고, 상기 게이트 신호를 출력하는 복수의 출력단에 배치되는 복수의 스위치를 포함하는 스캔 드라이버;를 더 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 복수의 스위치를 제어하여 상기 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 구동 신호를 생성하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    제1 프레임에서, 상기 제1 영역에 대응되는 제1 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 오프(Off)하고, 상기 제2 영역에 대응되는 제2 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 제1 프레임과 인접한 제2 프레임에서, 상기 복수의 영역에 대응되는 상기 복수의 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)하는 디스플레이 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 복수의 스위치 중에서 상기 제1 영역과 연결되는 스위치를 상기 영상 신호에 따라 주기적으로 온(On) 및 오프(Off)하고, 상기 제2 영역과 연결되는 스위치를 온(On)으로 유지하는 디스플레이 장치.
  7. 복수의 게이트 라인에 연결된 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널, 소스 신호를 처리하여 영상 신호를 출력하는 메인 컨트롤러 및 상기 영상 신호에 기초하여 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는, 상기 소스 신호의 데이터 변화량에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 화면을 복수의 영역으로 구분하고;
    각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 상기 영상 신호를 출력하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 영역으로 구분하는 것은,
    상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 미만인 경우 제1 주사율로 출력되는 제1 영역과 상기 데이터 변화량이 미리 설정된 기준 이상인 경우 상기 제1 주사율보다 높은 제2 주사율로 출력되는 제2 영역으로 상기 복수의 영역을 구분하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 게이트 라인에 순차적으로 게이트 신호를 출력하고, 상기 게이트 신호를 출력하는 복수의 출력단에 배치되는 복수의 스위치를 포함하는 스캔 드라이버;를 더 포함하고,
    상기 구동 신호를 출력하는 것은,
    상기 복수의 스위치를 제어하여 상기 각 영역에서 서로 다른 주사율로 영상을 표시하도록 구동 신호를 생성하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 신호를 출력하는 것은,
    제1 프레임에서, 상기 제1 영역에 대응되는 제1 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 오프(Off)하고, 상기 제2 영역에 대응되는 제2 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구동 신호를 출력하는 것은,
    상기 제1 프레임과 인접한 제2 프레임에서, 상기 복수의 영역에 대응되는 상기 복수의 게이트 라인에 상기 게이트 신호가 입력되는 때에, 상기 복수의 스위치를 모두 온(On)하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 신호를 출력하는 것은,
    상기 복수의 스위치 중에서 상기 제1 영역과 연결되는 스위치를 상기 영상 신호에 따라 주기적으로 온(On) 및 오프(Off)하고, 상기 제2 영역과 연결되는 스위치를 온(On)으로 유지하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법.
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