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KR102581307B1 - 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 - Google Patents

표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 Download PDF

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KR102581307B1
KR102581307B1 KR1020180000948A KR20180000948A KR102581307B1 KR 102581307 B1 KR102581307 B1 KR 102581307B1 KR 1020180000948 A KR1020180000948 A KR 1020180000948A KR 20180000948 A KR20180000948 A KR 20180000948A KR 102581307 B1 KR102581307 B1 KR 102581307B1
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KR
South Korea
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scan
signal
clock signal
display device
display panel
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이동규
임재근
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부, 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부, 및 표시 패널이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 스캔 클럭 신호를 스캔 구동부에 제공하는 제어부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기{DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 패널에 표시되는 영상을 부분적으로 리프레시(refresh)할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 표시 패널 및 패널 구동부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 및 복수의 화소들을 포함한다. 구동부는 스캔 라인들을 통해 화소들에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부 및 데이터 라인들을 통해 화소들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부를 포함한다.
스캔 구동부는 표시 패널의 첫 번째 화소행부터 마지막 화소행까지 활성화된 스캔 신호를 순차적으로 제공할 수 있다. 각 화소는 스캔 신호에 응답하여 데이터 구동부로부터 데이터 신호를 수신하고, 데이터 신호에 상응하는 휘도의 광을 발할 수 있다.
표시 장치는 특정 상황(예를 들어, 대기 모드)에서 전체 화면 중 작은 일부만이 갱신될 수 있다. 하지만, 표시 장치는 매 프레임 구간에서 전체 화면을 리프레시 함에 따라 불필요하게 소비 전력이 낭비될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 표시 패널을 부분적으로 구동할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치를 포함하는 전자 기기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부, 상기 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부, 및 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 구동 모드로서 상기 표시 패널이 전체적으로 구동되는 제1 구동 모드 또는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들은 복수의 화소행들 및 복수의 화소열들로 배열될 수 있다. 상기 제어부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 화소행들을 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시(refresh) 되는 제1 영역 및 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역으로 구분할 수 있다
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 제1 영역에 활성화된 상기 스캔 신호를 제공하고, 상기 제2 영역에 비활성화된 상기 스캔 신호를 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 영상 데이터의 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교함으로써 상기 제1 구동 모드 또는 상기 제2 구동 모드를 선택할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 일 프레임 구간의 제1 구간에서 제1 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하고, 일 프레임 구간의 제2 구간에서 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하며, 일 프레임 구간의 제3 구간에서 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는 상기 제1 주파수를 갖거나 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호에 기초하여 비활성화된 상기 스캔 신호를 출력하고, 상기 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호에 기초하여 활성화된 상기 스캔 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는 상기 스캔 클럭 신호 및 개시 신호에 기초하여 복수의 출력 신호들을 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터, 상기 출력 신호들의 주파수가 기 지정된 주파수보다 큰 경우 상기 출력 신호들을 감쇠하는 신호 필터, 및 상기 감쇠된 출력 신호들을 온 전압 또는 오프 전압을 갖는 상기 스캔 신호들로 변환하는 레벨 시프터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시프트 레지스터는 상기 출력 신호들을 각각 출력하는 제1 내지 제N(단, N은 1보다 큰 정수) 플립플롭들을 포함하고, 상기 스캔 구동부는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 영역을 나타내는 영역 구분 정보에 기초하여 상기 제1 내지 제N 플립플롭들 중 하나에 상기 개시 신호를 제공하는 선택부를 더 포함하며, 제K(단, K는 2이상 N이하의 정수) 플립플롭은 제(K-1) 플립플롭의 출력 신호 또는 상기 개시 신호에 응답하여 상기 출력 신호들 중 하나를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는, 출력 신호들을 각각 출력하는 제1 내지 제N(단, N은 1보다 큰 정수) 스테이지들을 포함하고, 제K(단, K는 2이상 N이하의 정수) 스테이지는 제(K-1) 스테이지의 출력 신호 또는 개시 신호에 응답하여 상기 출력 신호들 중 하나를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 영역을 나타내는 영역 구분 정보에 기초하여 상기 제1 내지 제N 스테이지들 중 하나에 상기 개시 신호를 제공하는 선택부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들의 제1 개수를 도출하는 프레임 데이터 비교부, 상기 제1 개수가 기 지정된 임계값보다 큰 경우, 상기 화소행들을 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되는 제1 영역 및 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역을 구분하는 영역 구분 정보를 생성하는 부분 리프레시 결정부, 및 상기 영역 구분 정보에 기초하여 상기 스캔 클럭 신호의 상기 주파수를 가변하는 제어 신호 생성부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 신호 생성부는 상기 영역 구분 정보에 기초하여 주파수가 가변되는 데이터 클럭 신호를 상기 데이터 구동부에 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 발명의 실시예들에 따른 전자 기기는 영상 소스로부터 영상 데이터를 생성하는 영상 처리 장치, 및 상기 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 표시 장치를 포함할 수 있다. 상기 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부, 상기 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부, 및 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 처리 장치는 상기 영상 데이터의 현재 프레임 데이터가 이전 프레임 데이터와 비교하여 부분적으로 갱신된 경우, 상기 현재 프레임 데이터를 상기 표시 장치에 부분적으로 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 처리 장치는 상기 표시 장치에 부분적으로 제공되는 상기 현재 프레임 데이터의 크기에 기초하여 프레임 레이트(frame rate)를 설정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 구동 모드로서 상기 표시 패널이 전체적으로 구동되는 제1 구동 모드 또는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다
일 실시예에 의하면, 상기 화소들은 복수의 화소행들 및 복수의 화소열들로 배열될 수 있다. 상기 제어부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 화소행들을 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되는 제1 영역 및 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역으로 구분할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 제1 영역에 활성화된 상기 스캔 신호를 제공하고, 상기 제2 영역에 비활성화된 상기 스캔 신호를 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 일 프레임 구간의 제1 구간에서 제1 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하고, 일 프레임 구간의 제2 구간에서 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하며, 일 프레임 구간의 제3 구간에서 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 일 프레임 내에서 스캔 구동부의 클럭 신호(즉, 스캔 클럭 신호)의 주파수를 조정함으로써 화소행들 중 일부에만 활성화된 스캔 신호를 제공하고 표시 패널을 부분적으로 구동할 수 있다. 이에 따라, 영상 중 일부가 갱신되는 경우, 표시 장치를 부분적으로 구동할 수 있으므로 소비 전력을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기는 상기 표시 장치를 포함하고, 전자 기기와 표시 장치 사이에 가변되는 프레임 레이트로 영상 데이터(즉, 부분 프레임 데이터)를 전송함으로써, 표시 장치가 부분적으로 구동되는 경우 상대적으로 높은 주파수로 표시 장치를 구동할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 타이밍 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 스캔 구동부가 제1 구동 모드로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5는 도 3의 스캔 구동부가 제2 구동 모드로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1의 표시 장치가 부분적으로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 표시 장치에 포함된 스테이지의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 10은 도 1의 표시 장치에 포함된 타이밍 제어부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 스캔 구동부가 제2 구동 모드로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 13은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 14은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
도 15a 및 도 15b는 도 1의 전자 기기에 포함된 영상 처리 장치 및 표시 장치 사이에서 프레임 레이트가 조정되는 예들을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 및 타이밍 제어부(500)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1000)는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 이 경우, 표시 장치(1000)는 화소(PX)들에 발광 제어 신호를 제공하는 발광 제어 구동부를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치(1000)는 액정 표시 장치일 수 있다. 이 경우, 표시 장치(1000)는 백라이트 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
표시 패널(100)는 영상을 표시하기 위해 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 화소(PX)들은 복수의 화소행들 및 복수의 화소열들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 제1 내지 제n(단, n은 1보다 큰 정수) 스캔 라인들(SL1 내지 SLn) 및 제1 내지 제m(단, m은 1보다 큰 정수) 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부마다 위치되는 n*m개의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 표시 패널(100)은 제1 내지 제n 화소행들 및 제1 내지 제m 화소열들을 포함할 수 있다.
스캔 구동부(200)는 제1 제어 신호(CTL1)에 기초하여 제1 내지 제n 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 화소(PX)들에 스캔 신호를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 스캔 구동부(200)는 표시 패널(100)의 전체가 구동되는 제1 구동 모드에서 제1 내지 제n 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)에 활성화된 스캔 신호를 순차적으로 제공할 수 있다. 또한, 스캔 구동부(200)는 표시 패널의 일부만이 구동되는 제2 구동 모드에서 영상이 리프레시(refresh) 되는 제1 영역에 활성화된 스캔 신호를 제공하고, 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역에 비활성화된 스캔 신호를 제공할 수 있다. 즉, 스캔 구동부(200)는 제2 구동 모드에서 표시 패널(100)이 부분적으로 구동되도록 제1 영역에 대응하는 화소행들에 활성화된 스캔 신호를 출력하고, 제2 영역에 대응하는 화소행들에는 활성화된 스캔 신호를 출력하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 스캔 구동부(200)는 상대적으로 높은 제1 주파수를 갖거나 일정한 전압 레벨로 유지되는 스캔 클럭 신호에 기초하여 비활성화된 스캔 신호를 출력할 수 있다. 반면에, 스캔 구동부(200)는 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 스캔 클럭 신호에 기초하여 활성화된 스캔 신호를 출력할 수 있다. 즉, 스캔 구동부(200)는 타이밍 제어부(500)로부터 수신한 스캔 클럭 신호(CPV)에 따라 화소행들 중 일부에만 활성화된 스캔 신호를 출력할 수 있으므로, 표시 패널(100)의 일부에 대한 영상만이 부분적으로 리프레시될 수 있다.
스캔 구동부(200)의 구조 및 동작에 대해서는 도 3 내지 도 5, 도 7 내지 도 9, 도 11 내지 도 13을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
데이터 구동부(300)는 제2 제어 신호(CTL2)에 기초하여 디지털 영상 데이터(ODATA)를 아날로그 데이터 전압(또는 데이터 신호)으로 변환하고, 데이터 전압을 제1 내지 제m 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 화소(PX)들에 제공할 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 스캔 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(500)는 외부(예를 들어, 시스템 보드)로부터 제어 신호(CTL)를 수신할 수 있다. 타이밍 제어부(500)는 스캔 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)를 각각 제어하기 위해 제1 및 제2 제어 신호들(CTL1 및 CTL2)을 생성할 수 있다. 스캔 구동부(200)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTL1)는 수직 개시 신호, 스캔 클럭 신호, 등을 포함할 수 있다. 데이터 구동부(300)를 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTL2)는 수평 개시 신호, 데이터 클럭 신호, 등을 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(500)는 입력 영상 데이터(IDATA)에 기초하여 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞는 디지털 영상 데이터(ODATA)를 생성하여 데이터 구동부(300)에 제공할 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 표시 패널(100)이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 스캔 클럭 신호를 스캔 구동부(200)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 타이밍 제어부(500)는 구동 모드로서 표시 패널(100)이 전체적으로 구동되는 제1 구동 모드 또는 표시 패널(100)이 부분적으로 구동되는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다. 타이밍 제어부(500)는 입력 영상 데이터(IDATA)의 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교함으로써 제1 구동 모드 또는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(500)는 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들을 카운팅하고, 카운팅된 화소행들의 개수가 기 지정된 임계값보다 큰 경우 표시 패널(100)을 부분적으로 구동하는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다. 즉, 타이밍 제어부(500)는 이전 프레임 데이터와 비교하여 현재 프레임 데이터 중 일부만이 갱신된 경우, 표시 패널(100)에 표시되는 영상을 부분적으로 리프레시할 수 있다.
타이밍 제어부(500)의 구조 및 동작에 대해서는 도 2 및 도 10을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
따라서, 표시 장치(1000)는 일 프레임 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 조정함으로써 화소행들 중 일부에만 활성화된 스캔 신호를 제공하고 표시 패널(100)을 부분적으로 구동할 수 있다. 이에 따라, 영상 중 일부가 갱신되는 경우, 표시 장치를 부분적으로 구동할 수 있으므로 소비 전력을 절감할 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 타이밍 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 타이밍 제어부(500A)는 프레임 데이터 비교부(510), 부분 리프레시 결정부(530), 및 제어 신호 생성부(550A)를 포함할 수 있다.
프레임 데이터 비교부(510)는 입력 영상 데이터(IDATA)의 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들의 개수(CD)를 도출할 수 있다. 즉, 프레임 데이터 비교부(510)는 구동 모드를 결정하기 위해 화소행 단위로 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한지 여부를 확인할 수 있다.
부분 리프레시 결정부(530)는 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들의 개수(CD)가 기 지정된 임계값보다 큰 경우, 표시 장치를 부분적으로 구동하는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다. 부분 리프레시 결정부(530)는 제2 구동 모드가 선택된 경우, 화소행들을 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되는 제1 영역 및 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역으로 구분하고 영역 구분 정보(PD)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 부분 리프레시 결정부(530)는 연속되는 100개 이상의 화소행들에서 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 경우, 상기 화소행들에 대해 제2 영역으로 설정할 수 있다. 여기서, 영역 구분 정보(PD)는 화소행들을 제1 영역과 제2 영역으로 구분하기 위한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 영역 구분 정보(PD)는 제1 영역의 시작 화소행 및 종료 화소행을 포함할 수 있다.
제어 신호 생성부(550A)는 제어 신호(CTL) 및 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 스캔 구동부를 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTL1), 데이터 구동부를 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTL2), 및 출력 영상 데이터(ODATA)를 생성할 수 있다. 제어 신호(CTL)는 수평 동기 신호, 수직 동기 신호, 및 기준 클럭 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호 생성부(550A)는 입력 영상 데이터(IDATA)에 기초하여 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞는 디지털 영상 데이터(ODATA)를 생성할 수 있다. 제어 신호 생성부(550A)는 수평 동기 신호를 이용하여 수평 개시 신호(STH)를 생성한 후 수평 개시 신호(STH)를 데이터 구동부에 제공할 수 있다. 제어 신호 생성부(550A)는 수직 동기 신호를 이용하여 수직 개시 신호(STV)를 생성한 후 수직 개시 신호(STV)를 스캔 구동부에 제공할 수 있다. 또한, 제어 신호 생성부(550A)는 기준 클럭 신호를 이용하여 스캔 클럭 신호(CPV) 및 데이터 클럭 신호(CLK)를 생성한 후, 스캔 클럭 신호(CPV)를 스캔 구동부로 출력하고, 데이터 클럭 신호(CLK)를 데이터 구동부로 출력할 수 있다.
제어 신호 생성부(550A)는 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호(CPV)의 주파수를 가변할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호 생성부(550A)는 일 프레임 구간 내에서 제1 영역의 시작 화소행에 도달하기 전 제2 영역에 대응하는 제1 기간 동안 활성화된 스캔 신호가 출력되지 않도록 높은 주파수(즉, 제1 주파수)를 갖는 스캔 클럭 신호(CPV)를 생성할 수 있다. 이후, 제1 영역에 대응하는 제2 기간 동안 제1 영역에 활성화된 스캔 신호를 순차적으로 제공하도록 정상 주파수(즉, 제2 주파수)를 갖는 스캔 클럭 신호(CPV)를 생성할 수 있다. 이후, 제2 영역에 대응하는 제3 기간 동안 일정한 전압 레벨을 갖는 스캔 클럭 신호를 생성함으로써 제2 영역에 활성화된 스캔 신호를 제공하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 제어 신호 생성부(550A)는 데이터 구동부가 제2 영역에 대응하는 데이터 신호를 출력하도록 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 주파수가 가변되는 데이터 클럭 신호(CLK)를 데이터 구동부에 제공할 수 있다. 즉, 제어 신호 생성부(550A)는 제2 구동 모드에서 제1 영역에 상응하는 데이터 신호의 출력 타이밍을 조정하기 위해 데이터 클럭 신호(CLK)의 주파수를 조정할 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 스캔 구동부(200A)는 시프트 레지스터(210) 및 레벨 시프터(250)를 포함할 수 있다.
시프트 레지스터(210)는 스캔 클럭 신호(CPV), 및 수직 개시 신호(STV)에 기초하여 복수의 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 순차적으로 출력할 수 있다. 시프트 레지스터(210)는 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 각각 출력하는 제1 내지 제N 스테이지들(FF1 내지 FFn)을 포함할 수 있다. 제K(단, K는 2이상 N이하의 정수) 스테이지는 제(K-1) 스테이지의 출력 신호 또는 수직 개시 신호(STV)에 응답하여 제K 출력 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 시프트 레지스터(210)는 캐스케이드(cascade) 구조로 연결된 제1 내지 제N 플립플롭들(FF1 내지 FFn)을 포함할 수 있다. 플립플롭들 각각은 입력 단자(D), 출력 단자(Q) 및 클록 단자(C)를 포함할 수 있다.
플립플롭들(FF1 내지 FFn) 각각의 클록 단자(C)는 스캔 클럭 신호(CPV)를 수신할 수 있다. 제1 플립플롭(FF1)의 입력 단자(D)는 수직 개시 신호(STV)를 수신할 수 있다. 제2 내지 제N 플립플롭들(FF2 내지 FFn)의 입력 단자(D)는 이전 플립플롭의 출력 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 플립플롭(FF2)의 입력 단자(D)는 제1 플립플롭(FF1)의 출력 단자(Q)와 연결되고, 제1 플립플롭(FF1)에서 출력되는 제1 출력 신호(OUT1)를 수신할 수 있다. 제3 플립플롭(FF3)의 입력 단자(D)는 제2 플립플롭(FF2)의 출력 단자(Q)와 연결되고, 제2 플립플롭(FF2)에서 출력되는 제2 출력 신호(OUT2)를 수신할 수 있다.
제1 내지 제N 플립플롭들(FF1 내지 FFn)은 제1 내지 제N 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 순차적으로 출력할 수 있다. 즉, 제1 내지 제N 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)은 순차적으로 일정한 크기만큼 시프트된 파형을 가질 수 있다.
레벨 시프터(250)는 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 온 전압 또는 오프 전압을 갖는 스캔 신호들(S1 내지 Sn)로 변환할 수 있다. 예를 들어, 레벨 시프터(250)는 화소에 포함된 스위칭 트랜지스터를 턴-온시킬 수 있는 온 전압(VON) 및 스위칭 트랜지스터를 턴-오프시킬 수 있는 오프 전압(VOFF)을 공급받을 수 있다. 제1 내지 제N 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)들은 구형파의 형태를 가질 수 있으므로, 레벨 시프터(250)는 출력 신호의 고전압 레벨이 온 전압(VON)에 상응하고 저전압 레벨이 스캔 오프 전압(VOFF)에 상응하도록 제1 내지 제N 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 제1 내지 제N 스캔 신호들(S1 내지 Sn)로 변환할 수 있다.
비록, 도 3에서는 스캔 구동부(200A)가 플립플롭들을 포함하는 시프트 레지스터(210) 및 레벨 시프터(250)를 구비하는 것으로 도시하였으나, 스캔 구동부(200A)는 스캔 클럭 신호의 주파수가 조정됨에 따라 스캔 신호를 부분적으로 출력할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 스캔 구동부(200A)는 레벨 시프터(250)를 포함하지 않고 시프트 레지스터(210)만을 포함할 수 있다. 이 경우, 시프트 레지스터(210)의 출력이 스캔 신호로서 화소들에 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 스캔 구동부가 제1 구동 모드로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 구동 모드에서, 스캔 구동부(200A)는 일 프레임 구간 동안 활성화된 제1 내지 제n 스캔 신호들(S1 내지 Sn)을 순차적으로 출력할 수 있다.
구체적으로, 제1 구동 모드에서, 스캔 구동부(200A)의 제1 스테이지(FF1)는 활성화된(또는 고전압 레벨의) 수직 개시 신호(STV)를 수신할 수 있다. 제1 스테이지(FF1)는 수직 개시 신호(STV)에 기초하여 활성화된 제1 출력 신호(OUT1)를 출력할 수 있다. 레벨 시프터(250)는 제1 출력 신호(OUT1)에 대응하는 제1 스캔 신호(S1)를 제1 스캔 라인을 통해 제1 화소행에 제공할 수 있다.
제2 스테이지(FF2)는 제1 출력 신호(OUT1)를 수신할 수 있다. 제2 스테이지(FF2)는 제1 출력 신호(OUT1)가 일정 시간만큼 지연된 제2 출력 신호(OUT2)를 출력할 수 있다. 레벨 시프터(250)는 제2 출력 신호(OUT2)에 대응하는 제2 스캔 신호(S2)를 제2 스캔 라인을 통해 제2 화소행에 제공할 수 있다.
동일한 방법으로, 제3 내지 제n 스테이지들(FF3 내지 FFn)은 제3 내지 제n 출력 신호들(OUT3 내지 OUTn)을 순차적으로 생성할 수 있다. 레벨 시프터(250)는 제3 내지 제n 출력 신호들(OUT3 내지 OUTn) 각각에 대응하는 제3 내지 제n 스캔 신호들(S3 내지 Sn)을 제3 내지 제n 스캔 라인들을 통해 제3 내지 제n 화소행에 순차적으로 제공할 수 있다.
도 5는 도 3의 스캔 구동부가 제2 구동 모드로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제2 구동 모드에서, 스캔 구동부(200A)는 일 프레임 구간 동안 제1 영역에 상응하는 스캔 라인들에 활성화된 스캔 신호를 순차적으로 제공할 수 있다. 반면에, 스캔 구동부(200A)는 일 프레임 구간 동안 제2 영역에 상응하는 스캔 라인들에는 활성화된 스캔 신호를 제공하지 않을 수 있다.
구체적으로, 제2 구동 모드에서, 스캔 구동부(200A)는 일 프레임의 시작부터 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 제1 지점(T1)에 도달하기까지의 제1 구간(P1) 동안 제1 주파수를 갖는 스캔 클럭 신호(CPV)를 수신할 수 있다. 제1 구간(P1)의 시간 길이를 줄이기 위해, 제1 주파수는 상대적으로 클 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(P1) 동안 스캔 클럭 신호(CPV)의 주기는 약 0.15 마이크로 초(μs)일 수 있다. 이에 따라, 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 지점에 매우 빠르게 도달할 수 있다.
제1 구간(P1)에서, 스캔 구동부(200A)의 스테이지들은 활성화된 출력 신호를 순차적으로 생성할 수 있으나, 스캔 신호의 충전 시간 및 표시 패널의 RC 부하에 의해 활성화된 스캔 신호가 생성되지 않을 수 있다.
스캔 구동부(200A)는 제1 영역의 시작 화소행(즉, 제s(단, s는 1이상 n이하의 정수) 화소행)에 대응하는 제1 지점(T1)부터 제1 영역의 마지막 화소행(즉, 제e(단 e는 s이상 n이하의 정수) 화소행)의 다음 화소행에 대응하는 제2 지점(T2)까지의 제2 구간(P2) 동안 제1 주파수보다 작은 제2 주파수를 갖는 스캔 클럭 신호(CPV)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수는 제1 구동 모드에서 스캔 클럭 신호(CPV)의 주파수와 동일할 수 있다. 제2 구간(P2) 동안 스캔 클럭 신호(CPV)의 주기는 약 15μs일 수 있다.
제2 구간(P2)에서, 제s 내지 제e 스테이지는 제s 내지 제e 출력 신호들을 순차적으로 생성할 수 있다. 레벨 시프터(250)는 제s 내지 제e 출력 신호들 각각에 대응하는 제s 내지 제e 스캔 신호들(Ss 내지 Se)을 제s 내지 제e 스캔 라인들을 통해 제1 영역에 상응하는 제s 내지 제e 화소행에 순차적으로 제공할 수 있다.
스캔 구동부(200A)는 제2 지점(T2) 이후의 제3 구간(P3) 동안 일정한 전압(예를 들어, 저전압 레벨)으로 유지되는 스캔 클럭 신호(CPV)를 수신할 수 있다. 이에 따라, 스캔 구동부는 더 이상 활성화된 스캔 신호를 출력하지 않을 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 1의 표시 장치가 부분적으로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 표시 장치는 제1 영역(R1)에 대응하는 화소행들에만 활성화된 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부를 포함함으로써 표시 장치를 부분적으로 구동할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 프레임 데이터는 흰색 배경에 중앙 좌측에 위치하는 원-형상을 갖는 영상에 상응할 수 있다. 반면에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 프레임 데이터는 흰색 배경에 중앙 우측에 원-형상을 갖는 영상에 해당할 수 있다. 이 경우, 표시 장치는 구동 모드를 제2 구동 모드로 결정하고, 제s 내지 제e 화소행들(PRs 내지 PRe)에 상응하는 영역을 제1 영역(R1)으로 결정하고, 나머지 영역을 제2 영역(R2)으로 설정할 수 있다.
표시 장치는 제2 프레임 구간에서 제1 내지 제n 화소행(PR1 내지 PRn) 중 제s 내지 제e 화소행들(PRs 내지 PRe)에만 활성화된 스캔 신호를 제공할 수 있다. 따라서, 표시 장치는 제2 프레임 구간에서 제1 영역(R1)의 영상을 리프레시하고, 제2 영역(R2)의 영상은 이전 영상이 유지될 수 있다.
비록, 도 5, 도 6a, 및 도 6b에서는 제2 프레임 구간에서 표시 패널이 하나의 제1 영역을 포함하는 것으로 설명하였으나, 표시 패널은 복수의 제1 영역들을 포함할 수 있다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 스캔 구동부(200B)는 시프트 레지스터(210), 신호 필터(230), 및 레벨 시프터(250)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 스캔 구동부(200B)는 신호 필터(230)가 추가된 것을 제외하면, 도 3의 스캔 구동부(200A)와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
시프트 레지스터(210)는 스캔 클럭 신호(CPV), 및 수직 개시 신호(STV)에 기초하여 복수의 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 순차적으로 출력할 수 있다.
신호 필터(230)는 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)의 주파수가 기 지정된 주파수보다 큰 경우 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 감쇠할 수 있다. 즉, 신호 필터(230)는 스캔 클럭 신호(STV)가 상대적으로 높은 제1 주파수를 갖는 경우 활성화된 스캔 신호들(S1 내지 Sn)이 출력되지 않도록 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 감쇠할 수 있다. 이에 따라, 제1 구간에서 활성화된 스캔 신호가 출력되지 않을 수 있으므로, 비정상 표시를 방지하고 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들어, 신호 필터(230)는 저역 통과 필터(low pass filter)를 포함할 수 있다.
레벨 시프터(250)는 감쇠된 출력 신호들(OUT1' 내지 OUTn')을 온 전압 또는 오프 전압을 갖는 스캔 신호들(S1 내지 Sn)로 변환할 수 있다.
도 8은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다. 도 9는 도 8의 표시 장치에 포함된 스테이지의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 스캔 구동부(200C)는 표시 패널과 동일한 기판 상에서 형성될 수 있다. 게이트 구동부(200C)는 복수의 스테이지들(STG1 내지 STGn)을 포함할 수 있다. 스테이지들(STG1 내지 STGn) 각각은 입력 단자(IN), 제1 클럭 단자(CT1), 제2 클럭 단자(CT2), 제1 전원 단자(VT1), 제2 전원 단자(VT2), 및 출력 단자(OUT)를 포함할 수 있다.
스테이지들(STG1 내지 STGn)의 제1 클럭 단자(CT1) 및 제2 클럭 단자(CT2)에는 서로 다른 타이밍을 갖는 제1 스캔 클럭 신호(CPV) 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)가 인가될 수 있다. 예를 들어, 제2 스캔 클럭 신호(CPV)는 제1 스캔 클럭 신호(CPVB)의 반전 신호일 수 있다. 이웃한 스테이지에서 제1 스캔 클럭 신호(CPV) 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)는 서로 반대로 인가될 수 있다. 예를 들어, 홀수 번째 스테이지(예를 들어, STG1)의 제1 클럭 단자(CT1)에는 제1 클럭 신호로서 제1 스캔 클럭 신호(CPV)가 인가되고, 제2 클럭 단자(CT2)에는 제2 클럭 신호로서 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)가 인가될 수 있다. 반대로, 짝수 번째 스테이지(예를 들어, STG2)의 제1 클럭 단자(CT1)에는 제1 클럭 신호로서 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)가 인가되고, 제2 클럭 단자(CT2)에는 제2 클럭 신호로서 제1 스캔 클럭 신호(CPV)가 인가될 수 있다.
제2 구동 모드에서, 제1 스캔 클럭 신호(CPV)의 주파수 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)의 주파수는 표시 패널(100)이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 일 프레임 구간 내에서 가변될 수 있다. 일 실시예에서, 일 프레임 구간 내에서 제1 영역의 시작 화소행에 도달하기 전 제2 영역에 대응하는 제1 기간 동안 활성화된 스캔 신호가 출력되지 않도록 높은 주파수(즉, 제1 주파수)를 갖는 제1 스캔 클럭 신호(CPV) 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)가 생성될 수 있다. 이후, 제1 영역에 대응하는 제2 기간 동안 제1 영역에 활성화된 스캔 신호를 순차적으로 제공하도록 정상 주파수(즉, 제2 주파수)를 갖는 제1 스캔 클럭 신호(CPV) 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)가 생성될 수 있다. 이후, 제2 영역에 대응하는 제3 기간 동안 일정한 전압 레벨을 갖는 제1 스캔 클럭 신호(CPV) 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)가 생성됨으로써 제2 영역에 활성화된 스캔 신호를 제공하지 않을 수 있다. 다만, 도 8의 스캔 구동부(200C)가 제1 스캔 클럭 신호(CPV) 및 제2 스캔 클럭 신호(CPVB)의 주파수를 가변하여 표시 패널을 구동하는 방법은 도 3의 스캔 구동부(200A)의 구동 방법과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
스테이지들(STG1 내지 STGn)의 입력 단자(IN)에는 수직 개시 신호(STV) 또는 이전 스테이지의 게이트 출력 신호가 인가될 수 있다. 즉, 제1 스테이지(STG1)의 입력 단자(IN)에는 수직 개시 신호(STV)가 인가되고, 나머지 스테이지(STG2 내지 STGn)의 입력 단자(IN)에는 이전 스테이지의 게이트 출력 신호가 인가될 수 있다. 스테이지들(STG1 내지 STGn)의 출력 단자(OUT)는 게이트 라인에 게이트 출력 신호를 출력할 수 있다.
스테이지들(STG1 내지 STGn)의 제1 전원 단자(VT1)에는 화소에 포함된 스위칭 트랜지스터를 턴-온시킬 수 있는 온 전압(VON)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 온 전압(VON)은 하이 레벨 전압일 수 있다. 스테이지들(STG1 내지 STGn)의 제2 전원 단자(VT2)에는 스위칭 트랜지스터를 턴-오프시킬 수 있는 오프 전압(VOFF)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 오프 전압(VOFF)은 로우 레벨 전압일 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스캔 구동부(200C)의 각 스테이지(STGi)는 제1 입력부(21), 제2 입력부(26), 제1 출력부(22), 제2 출력부(27), 안정화부(23), 및 홀딩부(25)를 포함할 수 있다.
제1 입력부(21)는 이전 스테이지들 중 하나의 출력 신호(S(i-1)) 또는 수직 개시 신호(STV)를 입력 신호로서 수신하고, 제1 클럭 신호(CLK1)에 응답하여 입력 신호를 제1 노드(N1)에 인가할 수 있다. 여기서, 제1 클럭 단자에 인가되는 제1 클럭 신호(CLK1)는 홀수 번째 스테이지에서 제1 스캔 클럭 신호이고, 짝수 번째 스테이지에서 제2 스캔 클럭 신호일 수 있다.
제1 입력부(21)는 제1 클럭 신호(CLK1)에 응답하여 입력 신호를 제1 노드(N1)에 인가할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 입력부(21)는 입력 트랜지스터(M1)를 포함할 수 있다. 입력 트랜지스터(M1)는 제1 클럭 신호(CLK1)를 수신하는 게이트 전극, 입력 신호를 수신하는 제1 전극, 및 제1 노드(N1)에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.
제2 입력부(26)는 제1 노드(N1)의 신호에 응답하여 제1 클럭 신호(CLK1)를 제2 노드(N2)에 인가할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 입력부(26)는 제1 노드(N1)에 연결된 게이트 전극, 제1 클럭 신호(CLK1)를 수신하는 제1 전극, 및 제2 노드(N2)에 연결된 제2 전극을 포함하는 제3 입력 트랜지스터(M4)를 포함할 수 있다.
제1 출력부(22)는 제1 노드(N1)의 신호에 응답하여 출력 신호(S(i))를 활성화 레벨로 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 출력부(22)는 제1 출력 트랜지스터(M7) 및 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 제1 출력 트랜지스터(M7)는 제1 노드(N1)에 연결된 게이트 전극, 제2 클럭 신호(CLK2)가 인가되는 제1 전극, 및 출력 신호(S(i))를 출력하는 출력 단자에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 커패시터(C1)은 제1 노드(N1)에 연결된 제1 전극 및 출력 단자에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 클럭 단자에 인가되는 제2 클럭 신호(CLK2)는 홀수 번째 스테이지에서 제2 스캔 클럭 신호이고, 짝수 번째 스테이지에서 제1 스캔 클럭 신호일 수 있다.
제2 출력부(27)는 제2 노드(N2)의 신호에 응답하여 게이트 출력 신호(G(i))를 비활성화 레벨로 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 출력부(27)는 제2 출력 트랜지스터(M8) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. 제2 출력 트랜지스터(M8)는 제2 노드(N2)에 연결된 게이트 전극, 오프 전압(VOFF)이 인가되는 제1 전극, 및 출력 단자에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 제2 노드(N2)에 연결된 제1 전극 및 오프 전압(VOFF)이 인가되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 출력부(22) 및 제2 출력부(27)는 제2 클럭 신호(CLK2) 및 오프 전압(VOFF)에 따라 레벨 시프터의 역할을 수행할 수 있다.
안정화부(23)는 제2 노드(N2)의 신호 및 제2 클럭 신호(CLK2)에 응답하여 출력 신호(S(i))를 안정화할 수 있다. 일 실시예에서, 안정화부(23)는 제1 안정화 트랜지스터(M2) 및 제2 안정화 트랜지스터(M3)를 포함할 수 있다. 제1 안정화 트랜지스터(M2)는 제2 노드(N2)에 연결된 게이트 전극, 오프 전압(VOFF)이 인가되는 제1 전극, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 제2 안정화 트랜지스터(M3)는 제2 클럭 신호(CLK2)를 수신하는 게이트 전극, 제1 안정화 트랜지스터(M2)의 제2 전극에 연결된 제1 전극, 및 제1 노드(N1)에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.
홀딩부(25)는 제1 클럭 신호(CLK1)에 응답하여 제2 노드(N2)의 신호를 제1 논리 레벨로 유지시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 홀딩부(25)는 제1 클럭 신호(CLK1)를 수신하는 게이트 전극, 온 전압(VON)이 인가되는 제1 전극, 및 제2 노드(N2)에 연결된 제2 전극을 포함하는 제3 홀딩 트랜지스터(M5)를 포함할 수 있다.
도 10은 도 1의 표시 장치에 포함된 타이밍 제어부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 타이밍 제어부(500B)는 프레임 데이터 비교부(510), 부분 리프레시 결정부(530), 및 제어 신호 생성부(550B)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 타이밍 제어부(500B)는 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 지점에 도달하기 위해 클럭 신호의 주파수를 높이는 대신 제어 신호로서 스캔 구동부 및 데이터 구동부에 영역 구분 정보를 제공하는 것을 제외하면, 도 2의 타이밍 제어부(500A)와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
프레임 데이터 비교부(510)는 입력 영상 데이터(IDATA)의 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들의 개수(CD)를 도출할 수 있다.
부분 리프레시 결정부(530)는 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들의 개수(CD)가 기 지정된 임계값보다 큰 경우, 표시 장치를 부분적으로 구동하는 제2 구동 모드를 선택할 수 있다. 부분 리프레시 결정부(530)는 제2 구동 모드가 선택된 경우, 화소행들을 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되는 제1 영역 및 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역으로 구분하고, 영역 구분 정보(PD)를 생성할 수 있다.
제어 신호 생성부(550B)는 제어 신호(CTL) 및 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 스캔 구동부를 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTL1), 데이터 구동부를 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTL2), 및 출력 영상 데이터(ODATA)를 생성할 수 있다.
제어 신호 생성부(550B)는 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호(CPV)의 주파수를 가변할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호 생성부(550B)는 제1 영역에 대응하는 제4 기간 동안 제1 영역에 활성화된 스캔 신호를 제공하도록 정상 주파수(즉, 제2 주파수)를 갖는 스캔 클럭 신호(CPV)를 생성할 수 있다. 이후, 제2 영역에 대응하는 제5 기간 동안 일정한 전압 레벨을 갖는 스캔 클럭 신호(CPV)를 생성함으로써 제2 영역에 활성화된 스캔 신호를 제공하지 않을 수 있다.
또한, 제어 신호 생성부(550B)는 스캔 구동부가 활성화된 스캔 신호를 출력하는 시작 위치를 결정할 수 있도록 영역 구분 정보(PD)를 스캔 구동부에 제공할 수 있다. 또한, 제어 신호 생성부(550B)는 데이터 구동부가 스캔 신호의 타이밍에 맞추어 데이터 신호를 출력하도록 영역 구분 정보(PD)를 스캔 구동부에 제공할 수 있다.
도 11은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다. 도 12는 도 11의 스캔 구동부가 제2 구동 모드로 구동되는 일 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 스캔 구동부(200D)는 시프트 레지스터(210), 레벨 시프터(250), 및 선택부(270)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 스캔 구동부(200D)는 선택부(270)가 추가된 것을 제외하면, 도 3의 스캔 구동부(200A)와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
선택부(270)는 표시 패널이 부분적으로 구동되는 영역을 나타내는 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 제1 내지 제N 스테이지들(FF1 내지 FFn) 중 하나의 입력 단자(D)에 수직 개시 신호(STV)를 제공할 수 있다. 즉, 선택부(270)는 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 지점부터 활성화된 스캔 신호가 순차적으로 출력되도록 수직 개시 신호(PD)에 기초하여 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 스테이지에 수직 개시 신호(STV)를 제공할 수 있다.
시프트 레지스터(210)는 스캔 클럭 신호(CPV) 및 선택부(270)로부터 수신한 수직 개시 신호(STV)에 기초하여 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 지점부터 활성화된 출력 신호들을 순차적으로 출력할 수 있다.
레벨 시프터(250)는 출력 신호들(OUT1 내지 OUTn)을 온 전압 또는 오프 전압을 갖는 스캔 신호들(S1 내지 Sn)로 변환할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 일 프레임 구간의 제4 구간(P4) 동안 스캔 클럭 신호(CPV)의 주파수는 정상 주파수(즉, 제2 주파수)에 상응할 수 있다. 스캔 구동부(200D)의 선택부(270)는 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 스테이지를 제s 스테이지로 결정하고, 제s 스테이지의 입력 단자에 수직 개시 신호(STV)를 제공할 수 있다. 이에 따라, 제s 내지 제e 스테이지들은 제4 구간(P4) 동안 제1 영역에 대응하는 제s 내지 제e 화소행에 순차적으로 활성화된 스캔 신호들(Ss 내지 Se)을 제공할 수 있다.
일 프레임 구간의 제5 구간(P5) 동안, 스캔 클럭 신호(CPV)는 일정한 전압 레벨로 유지될 수 있다. 즉, 제(e+1) 내지 제n 스테이지들은 제5 구간(P5) 동안 제2 영역에 대응하는 제(e+1) 내지 제n 화소행에 활성화된 스캔 신호를 제공하지 않을 수 있다.
따라서, 도 11의 실시예에 따른 스캔 구동부는 도 3의 스캔 구동부와 비교하여 지연 시간 없이 제1 영역에 활성화된 스캔 신호를 출력할 수 있다.
도 13은 도 1의 표시 장치에 포함된 스캔 구동부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참조하면, 스캔 구동부(200E)는 표시 패널과 동일한 기판 상에서 형성될 수 있다. 게이트 구동부(200E)는 복수의 스테이지들(STG1 내지 STGn)을 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 스캔 구동부(200E)는 선택부(270)가 추가된 것을 제외하면, 도 8의 스캔 구동부(200C)와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
선택부(270)는 표시 패널이 부분적으로 구동되는 영역을 나타내는 영역 구분 정보(PD)에 기초하여 제1 내지 제N 스테이지들(STG1 내지 STGn) 중 하나의 입력 단자(IN)에 수직 개시 신호(STV)를 제공할 수 있다. 즉, 선택부(270)는 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 지점부터 활성화된 스캔 신호가 순차적으로 출력되도록 수직 개시 신호(PD)에 기초하여 제1 영역의 시작 화소행에 대응하는 스테이지에 수직 개시 신호(STV)를 제공할 수 있다.
다만, 도 13의 스캔 구동부(200E)의 구동 방법은 도 11의 스캔 구동부(200D)의 구동 방법과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 14은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기를 나타내는 블록도이다. 도 15a 및 도 15b는 도 1의 전자 기기에 포함된 영상 처리 장치 및 표시 장치 사이에서 프레임 레이트가 조정되는 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 14, 도 15a, 및 도 15b를 참조하면, 전자 기기(10)는 표시 장치(1000), 영상 소스 장치(2000), 및 영상 처리 장치(3000)를 포함할 수 있다.
표시 장치(1000)는 영상 처리 장치(3000)로부터 입력 영상 데이터(IDATA)를 수신하고, 입력 영상 데이터(IDATA)에 상응하는 영상을 표시할 수 있다. 표시 장치(1000)는 입력 영상 데이터(IDATA)이 부분적으로 갱신되는 경우, 표시 패널을 부분적으로 구동함으로써 소비 전력을 절감할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부, 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부, 및 영상 데이터에 기초하여 표시 패널이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 스캔 클럭 신호를 스캔 구동부에 제공하는 제어부를 포함할 수 있다. 표시 장치(1000)에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
영상 소스 장치(2000)는 영상 처리 장치(3000)에 영상 소스(IS)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 영상 소스 장치(2000)는 저장 장치에 저장된 영상 소스(IS)를 로드하고, 영상 처리 장치(3000)에 로드된 영상 소스(IS)를 제공할 수 있다.
영상 처리 장치(3000)는 영상 소스(IS)로부터 영상 데이터(IDATA)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 영상 처리 장치(3000)는 영상 소스(IS)에 대한 영상 처리(예를 들어, 랜더링 처리, 등)를 수행함으로써 표시 장치(1000)에 제공할 입력 영상 데이터(IDATA)를 생성할 수 있다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 표시 패널은 제1 내지 제1080 화소행들을 포함하고, 전체 화면을 리프레시하기 위한 제1 구동 모드에서 프레임 레이트는 60 fps(frame/second)일 수 있다. 표시 패널이 부분적으로 구동될 필요가 없는 경우(즉, 제1 구동 모드인 경우), 영상 처리 장치(3000)는 전체 화면에 대한 입력 영상 데이터(IDATA)를 60fps의 프레임 레이트로 표시 장치(1000)에 제공할 수 있다. 표시 장치(1000)는 활성화된 제1 내지 제1080 스캔 신호들(S1 내지 S1080)을 순차적으로 출력하고 전체 화면에 대한 영상을 표시할 수 있다.
도 15b에 도시된 바와 같이, 표시 패널이 부분적으로 구동될 필요가 있는 경우(즉, 제2 구동 모드인 경우), 영상 처리 장치(3000)는 일부 화면에 대한 입력 영상 데이터(IDATA)를 표시 장치(1000)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 영상 처리 장치(3000)는 영상 데이터의 현재 프레임 데이터가 이전 프레임 데이터와 비교하여 부분적으로 갱신된 경우, 현재 프레임 데이터 중 일부를 입력 영상 데이터(IDATA)로서 표시 장치(1000)에 제공할 수 있다. 또한, 영상 처리 장치(3000)는 표시 장치(1000)에 부분적으로 제공되는 현재 프레임 데이터의 크기에 기초하여 프레임 레이트(frame rate)를 조정할 수 있다.
예를 들어, 영상 처리 장치(3000)는 제1 내지 제540 화소행에 상응하는 영상을 부분적으로 리프레시하기 위해, 영상 처리 장치(3000)는 제1 내지 제540 화소행에 상응하는 프레임 데이터를 120fps의 프레임 레이트로 표시 장치(1000)에 제공할 수 있다. 표시 장치(1000)는 활성화된 제1 내지 제540 스캔 신호들(S1 내지 S540)을 순차적으로 출력하고 제1 내지 제540 화소행에 상응하는 프레임 데이터에 기초하여 영상을 부분적으로 리프레시할 수 있다.
또한, 영상 처리 장치(3000)는 제101 내지 제235 화소행에 상응하는 영상을 부분적으로 리프레시하기 위해, 영상 처리 장치(3000)는 제101 내지 제235 화소행에 상응하는 프레임 데이터를 480fps의 프레임 레이트로 표시 장치(1000)에 제공할 수 있다. 표시 장치(1000)는 활성화된 제101 내지 제235 스캔 신호들(S101 내지 S235)을 순차적으로 출력하고 제101 내지 제235 화소행에 상응하는 프레임 데이터에 기초하여 영상을 부분적으로 리프레시할 수 있다.
따라서, 영상 처리 장치(3000)에서 표시 패널이 부분적으로 구동되는지 여부를 판단하고, 전송되는 프레임 데이터의 크기에 따라 영상 처리 장치(3000)와 표시 장치(1000) 사이의 프레임 레이트를 조정하고 프레임 데이터를 부분적으로 전송할 수 있다. 이에 따라 상대적으로 높은 주파수로 표시 장치(1000)가 구동될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치를 포함하는 전자 기기에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에서는 스캔 라인과 화소행이 일대일로 대응되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기에서는 스캔 구동부는 고전압 레벨에서 활성화되고 저전압 레벨에서 비활성화되는 스캔 신호를 생성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스캔 구동부는 저전압 레벨에서 활성화되고 고전압 레벨에서 비활성화되는 스캔 신호를 생성할 수 있다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 전자 기기에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 비디오 캠코더 등에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100: 표시 패널 200: 스캔 구동부
210: 시프트 레지스터 230: 신호 필터
250: 레벨 시프터 270: 선택부
300: 데이터 구동부 500, 500A, 500B: 타이밍 제어부
510: 프레임 데이터 비교부 530: 부분 리스레시 결정부
550A, 550B: 제어 신호 생성부

Claims (20)

  1. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부;
    상기 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 표시 패널이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 일 프레임 구간의 제1 구간에서 제1 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하고, 일 프레임 구간의 제2 구간에서 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하며, 일 프레임 구간의 제3 구간에서 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하고,
    상기 스캔 구동부는 상기 제1 주파수를 갖거나 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호에 기초하여 비활성화된 상기 스캔 신호를 출력하고, 상기 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호에 기초하여 활성화된 상기 스캔 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는 구동 모드로서 상기 표시 패널이 전체적으로 구동되는 제1 구동 모드 또는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 제2 구동 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 화소들은 복수의 화소행들 및 복수의 화소열들로 배열되고,
    상기 제어부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 화소행들을 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시(refresh) 되는 제1 영역 및 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역으로 구분하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 스캔 구동부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 제1 영역에 활성화된 상기 스캔 신호를 제공하고, 상기 제2 영역에 비활성화된 상기 스캔 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 제어부는 영상 데이터의 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교함으로써 상기 제1 구동 모드 또는 상기 제2 구동 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서, 상기 스캔 구동부는
    상기 스캔 클럭 신호 및 개시 신호에 기초하여 복수의 출력 신호들을 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터;
    상기 출력 신호들의 주파수가 기 지정된 주파수보다 큰 경우 상기 출력 신호들을 감쇠하는 신호 필터; 및
    상기 감쇠된 출력 신호들을 온 전압 또는 오프 전압을 갖는 상기 스캔 신호들로 변환하는 레벨 시프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 시프트 레지스터는 상기 출력 신호들을 각각 출력하는 제1 내지 제N(단, N은 1보다 큰 정수) 플립플롭들을 포함하고,
    상기 스캔 구동부는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 영역을 나타내는 영역 구분 정보에 기초하여 상기 제1 내지 제N 플립플롭들 중 하나에 상기 개시 신호를 제공하는 선택부를 더 포함하며,
    제K(단, K는 2이상 N이하의 정수) 플립플롭은 제(K-1) 플립플롭의 출력 신호 또는 상기 개시 신호에 응답하여 상기 출력 신호들 중 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 스캔 구동부는,
    출력 신호들을 각각 출력하는 제1 내지 제N(단, N은 1보다 큰 정수) 스테이지들을 포함하고,
    제K(단, K는 2이상 N이하의 정수) 스테이지는 제(K-1) 스테이지의 출력 신호 또는 개시 신호에 응답하여 상기 출력 신호들 중 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 스캔 구동부는
    상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 영역을 나타내는 영역 구분 정보에 기초하여 상기 제1 내지 제N 스테이지들 중 하나에 상기 개시 신호를 제공하는 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터가 동일한 화소행들의 제1 개수를 도출하는 프레임 데이터 비교부;
    상기 제1 개수가 기 지정된 임계값보다 큰 경우, 상기 화소행들을 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되는 제1 영역 및 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역을 구분하는 영역 구분 정보를 생성하는 부분 리프레시 결정부; 및
    상기 영역 구분 정보에 기초하여 상기 스캔 클럭 신호의 상기 주파수를 가변하는 제어 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제어 신호 생성부는 상기 영역 구분 정보에 기초하여 주파수가 가변되는 데이터 클럭 신호를 상기 데이터 구동부에 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 영상 소스로부터 영상 데이터를 생성하는 영상 처리 장치; 및
    상기 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 표시 장치를 포함하고,
    상기 표시 장치는,
    복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부;
    상기 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 영상 데이터에 기초하여 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되도록 일 프레임 구간 내에서 스캔 클럭 신호의 주파수를 가변하고, 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 일 프레임 구간의 제1 구간에서 제1 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하고, 일 프레임 구간의 제2 구간에서 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하며, 일 프레임 구간의 제3 구간에서 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호를 상기 스캔 구동부에 제공하고,
    상기 스캔 구동부는 상기 제1 주파수를 갖거나 일정한 전압 레벨로 유지되는 상기 스캔 클럭 신호에 기초하여 비활성화된 상기 스캔 신호를 출력하고, 상기 제2 주파수를 갖는 상기 스캔 클럭 신호에 기초하여 활성화된 상기 스캔 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 영상 처리 장치는 상기 영상 데이터의 현재 프레임 데이터가 이전 프레임 데이터와 비교하여 부분적으로 갱신된 경우, 상기 현재 프레임 데이터를 상기 표시 장치에 부분적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 영상 처리 장치는 상기 표시 장치에 부분적으로 제공되는 상기 현재 프레임 데이터의 크기에 기초하여 프레임 레이트(frame rate)를 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  17. 제14 항에 있어서, 상기 제어부는 구동 모드로서 상기 표시 패널이 전체적으로 구동되는 제1 구동 모드 또는 상기 표시 패널이 부분적으로 구동되는 제2 구동 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 화소들은 복수의 화소행들 및 복수의 화소열들로 배열되고,
    상기 제어부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 화소행들을 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되는 제1 영역 및 상기 표시 패널에 표시되는 영상이 리프레시 되지 않는 제2 영역으로 구분하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 스캔 구동부는 상기 제2 구동 모드에서 상기 제1 영역에 활성화된 상기 스캔 신호를 제공하고, 상기 제2 영역에 비활성화된 상기 스캔 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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