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KR101815068B1 - 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 - Google Patents

표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 Download PDF

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KR101815068B1
KR101815068B1 KR1020110017303A KR20110017303A KR101815068B1 KR 101815068 B1 KR101815068 B1 KR 101815068B1 KR 1020110017303 A KR1020110017303 A KR 1020110017303A KR 20110017303 A KR20110017303 A KR 20110017303A KR 101815068 B1 KR101815068 B1 KR 101815068B1
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Abstract

표시 패널의 구동 방법은 복수의 게이트 신호들을 생성하는 단계, 상기 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들과 연결된 스위칭 소자들에 제공하는 단계, 모니터링 소자에 게이트 신호를 제공하는 단계 및 상기 모니터링 소자의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 스위칭 소자의 복원이 필요한지 여부를 용이하게 판단할 수 있어 상기 스위칭 소자의 특성 변화로 인한 누설 전류를 방지하고 상기 표시 패널의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.

Description

표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 {METHOD OF DRIVING DISPLAY PANEL AND DISPAY APPARATUS PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 에 관한 것으로, 구체적으로는 표시장치의 특성 저하를 방지할 수 있는 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 패널은 표시 기판, 표시 기판과 마주하는 상부 기판, 및 표시 기판과 상부 기판 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다. 표시 기판은 복수의 라인들과 상기 라인들에 연결된 복수의 트랜지스터들이 형성된 표시 영역과, 상기 라인들에 전기신호를 인가하는 패드들이 형성된 주변 영역을 포함한다.
이러한 상기 액정 표시 패널의 상기 표시 기판은 게이트 라인과 데이터 라인이 형성되어 있고, 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(thin film transistor:TFT) 및 상기 TFT와 연결되어 있는 화소 전극 등을 포함하고 있다.
상기 TFT는 게이트 라인에 연결되어 있는 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 소스 전극 및 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극 등으로 이루어 진다. 상기 TFT는 게이트 라인을 통하여 전달되는 게이트 신호에 따라 데이터 라인을 통하여 화소 전극에 전달되는 화상 신호를 제어하는 스위칭 소자 이다.
상기 TFT의 게이트 전극에는 한 프레임 동안 상기 TFT를 포함하는 픽셀이 활성화 될 때, 포지티브 바이어스(positive bias) 전압이 인가되고 나머지 시간 동안에는 네거티브 바이어스(negative bias) 전압이 인가된다.
이와 같이 장기간 구동하게 되면, 상기 TFT의 게이트 전극에 동일한 극성의 게이트 전압이 장시간 인가되면서 상기 TFT의 문턱 전압이 변화하여 동작 특성에 변동이 발생되는 문제점이 있다. 상기 TFT의 동작 특성이 변화하게 되면 오프 레벨의 전류가 상승하여 누설 전류가 발생하게 된다.
본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 TFT의 동작 특성 저하를 방지하기 위한 표시 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널의 구동 방법을 수행하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 구동 방법은 복수의 게이트 신호들을 생성하는 단계, 상기 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들과 연결된 스위칭 소자들에 제공하는 단계, 모니터링 소자에 게이트 신호를 제공하는 단계 및 상기 모니터링 소자의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계는 복원 모드시 상기 모니터링 소자를 제어하여 상기 모니터링 소자의 출력 신호를 생성하는 단계, 상기 모니터링 소자의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자들의 복원 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라서 상기 스위칭 소자들에 복원 신호를 출력하는 단계를 포함하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 스위칭 소자들의 복원 여부를 판단하는 단계는 각 스위칭 소자의 초기 값 및 허용 오차와 상기 모니터링 소자의 출력 신호를 비교하여 복원 필요 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 스위칭 소자들에 복원신호를 출력하는 단계는 상기 모니터링 소자의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이상이면 양극성 복원 신호를 전달하고, 상기 모니터링 소자의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이하이면 음극성 복원 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 양극성 복원 신호는 게이트 온 전압이고, 상기 음극성 복원 신호는 게이트 오프 전압일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 모니터링 소자의 출력 신호가 허용 오차 범위 존재할 때까지, 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계를 반복할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 게이트 라인들 및 상기 게이트 라인들에 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 표시 패널, 복수의 게이트 신호들을 생성하여 상기 게이트 라인들에 인가하는 게이트 구동회로 및 상기 게이트 구동회로와 연결되고, 상기 스위칭 소자를 모니터링 하여 상기 스위칭 소자에 복원 신호를 전달하는 복원부를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 복원 모드에서 상기 복원부의 출력 신호를 수신하여 상기 스위칭 소자의 복원 여부를 판단하고, 상기 복원 신호를 선택하는 전압 선택부를 더 포함 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 복원부는 복원 신호 전달부를 포함할 수 있다. 상기 복원 신호 전달부는 상기 전압 선택부에 연결되어 상기 전압 선택부로부터 상기 복원 신호를 수신하는 복원 신호 전달 라인 및 상기 복원 신호 전달 라인에 연결되어 상기 복원 신호를 각 상기 스위칭 소자들에 인가하는 복수의 복원 소자들을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 복원 소자들 각각은 상기 게이트 라인에 연결되는 출력 단자 및 상기 복원 신호 전달 라인에 연결되는 입력 단자 및 출력 단자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 복원부는 모니터링부를 포함할 수 있다. 상기 모니터링부는 상기 스위칭 소자와 동일한 구조를 갖는 모니터링 소자 및 상기 복원 모드시 상기 전압 선택부로 상기 복원부의 출력 신호를 출력하도록 상기 모니터링 소자를 제어하는 스위치를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 모니터링 소자는 상기 게이트 라인 중 하나 및 접지 전원에 연결된 제어 단자 및 전압 선택부와 연결된 단자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 스위치는 상기 모니터링 소자의 제어 단자와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 표시 패널은 상기 스위칭 소자들이 연결된 제1 내지 제m 게이트 라인들을 포함하고, 상기 게이트 구동회로는 상기 제1 내지 제m 게이트 라인들과 각각 연결되어 제1 내지 제m 게이트 신호들을 순차적으로 출력하는 제1 내지 제m 스테이지들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 게이트 구동회로는 상기 제m 스테이지의 구동을 제어하는 더미 스테이지를 더 포함할 수 있다. 상기 더미 스테이지는 상기 더미 게이트 라인에 게이트 신호를 출력한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 표시 패널은 상기 스위칭 소자들이 연결되지 않은 더미 게이트 라인을 더 포함하며, 상기 모니터링 소자의 제어 단자는 상기 더미 게이트 라인에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전압 선택부는 상기 스위칭 소자의 초기 값 및 허용 오차를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 전압 선택부는 상기 스위칭 소자의 초기 값 및 허용 오차와 상기 복원부의 출력 신호를 비교하여, 상기 복원부의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 밖의 값이면 상기 복원 신호 전달 라인으로 복원 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전압 선택부는 상기 복원부의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이상이면 양극성 복원 신호를 전달하고, 상기 복원부의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이하이면 음극성 복원 신호를 전달할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 표시 패널의 스위칭 소자와 동일한 공정에 의해 형성된 모니터링 소자를 이용하여 상기 스위칭 소자를 모니터링 할 수 있다.
따라서, 상기 스위칭 소자의 복원이 필요한지 여부를 용이하게 판단할 수 있어 상기 스위칭 소자의 특성 변화로 인한 누설 전류를 방지하고 상기 표시 패널의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 구동 방법에 관한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 게이트 라인에 인가되는 신호의 타이밍도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 등가 회도로이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 게이트 구동회로(200), 데이터 구동회로(300), 전압 생성부(400), 복원부(500), 전압 선택부(600), 타이밍 콘트롤러(700) 및 계조 전압 생성부(800)을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL1~GLm), 복수의 데이터 라인들(DL1~DLn) 및 복수의 화소들(P)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)은 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 화소들(P) 각각은 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자(130) 및 상기 스위칭 소자(130)와 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함한다. 상기 게이트 구동회로(200)는 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)의 일 단부와 연결된다. 상기 게이트 구동회로(200)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)로부터 제공되는 게이트 제어 신호(GCS) 및 상기 전압 생성부(400)로부터 제공되는 게이트 온/오프 전압들(Von, Voff)을 이용하여 복수의 게이트 신호들을 생성하고, 상기 게이트 신호들을 상기 표시 패널(100) 상에 배열된 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)에 순차적으로 인가한다.
상기 게이트 구동회로(200)는 복수의 게이트 드라이브 IC(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 게이트 드라이브 IC는 상기 화소(P)의 스위칭 소자와 동일한 공정에 의해 상기 표시 패널의 주변영역에 직접 형성된 복수의 스위칭 소자들을 포함할 수 있다.
상기 데이터 구동회로(300)는 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)의 일 단부와 연결된다. 상기 데이터 구동회로(300)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)로부터 제공되는 데이터 신호(DATA) 및 데이터 제어 신호(DCS)와 상기 계조 전압 생성부(800)로부터 제공되는 계조 전압들(GMA)을 수신한다. 상기 데이터 구동회로(300)는 상기 계조 전압들(GMA)를 바탕으로 상기 데이터 신호(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시 패널(100) 상에 배열된 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)에 각각 인가한다.
상기 데이터 구동회로(300)는 복수의 데이터 드라이브 IC(미도시)를 구비할 수 있다.
상기 전압 생성부(400)는 상기 게이트 구동회로(200) 및 상기 전압 선택부(600)에 제공되는 게이트 온/오프 전압들(Von/Voff)을 생성한다.
상기 복원부(500)는 상기 표시 패널(100)상에 형성된 적어도 하나의 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)로부터 게이트 신호를 인가 받아 상기 화소(P)의 스위칭 소자(130)의 전류 특성을 모니터링 한다. 상기 표시 장치(1000)가 영상을 표시 하지 않는 절전 모드 혹은 복원 모드 구동 시, 상기 모니터링 한 상기 스위칭 소자(130)의 전류 특성에 따라 상기 스위칭 소자(130)의 특성 복원을 위한 복원 신호를 모든 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)에 인가한다.
도 1에서는 상기 복원부(500)를 상기 표시 패널(100)과 별도로 도시하였지만, 상기 복원부(500)는 상기 표시 패널(100)과 동일한 기판 상에 형성된다.
상기 전압 선택부(600)는 상기 표시 장치(1000)의 절전 모드 혹은 복원 모드 구동 시, 상기 복원부(500)로부터 상기 스위칭 소자(130)의 전류 특성 모니터링 결과를 수신하여 상기 스위칭 소자(130)의 복원 여부를 판단한다. 만약 상기 스위칭 소자(130)의 복원이 필요할 경우, 상기 전압 선택부(600)는 복원 신호를 상기 복원부(500)로 출력한다. 본 실시예에서는, 상기 게이트 온/오프 전압들(Von, Voff)을 상기 복원 신호로 이용하는 것을 예로 들었으나, 별도의 복원 신호를 생성하여 인가할 수 있다.
상기 복원부(500) 및 상기 전압 선택부(600)의 동작에 대해서는 이하에서 자세히 검토한다.
상기 타이밍 콘트롤러(700)는 상기 데이터 신호 및 상기 표시 패널(100)의 디스플레이를 제어하기 위한 상기 게이트 제어 신호(GCS), 상기 데이터 제어 신호(DCG) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 게이트 및 데이터 구동회로들(200, 300)에 제공한다.
상기 계조 전압 생성부(800)는 상기 표시 패널(100)의 휘도와 관련된 정극성과 부극성의 계조 전압들(GMA)을 발생시킨다. 상기 계조 전압들(GMA)은 상기 데이터 구동회로(300)로 출력된다.
도 2는 도 1의 A 부분의 등가 회로도이다. 도 2는 상기 게이트 구동회로(200)가 복수의 스테이지들을 포함하는 시프트 레지스터인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 상기 게이트 구동회로(200)는 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 패널(100)의 각 상기 화소(P)는 해당하는 상기 게이트 라인들 (GL1~GLm) 및 상기 데이터 라인들 (DL1~DLn)에 연결된 스위칭 소자(130)와 상기 스위칭 소자(130)에 연결된 액정 캐패시터(CLC) 및 상기 액정 캐패시터(CLC)에 연결된 스토리지 캐패시터(CST)를 포함한다.
상기 게이트 구동회로(200)는 복수의 신호들을 전달하는 라인부(미도시) 및 상기 라인부와 전기적으로 연결된 시프트 레지스터(220)를 포함한다. 상기 게이트 구동회로(200)는 수직개시신호(STV), 복수의 클럭 신호들(CK1, CK2) 및 적어도 하나의 오프 신호(VSS)를 수신한다.
상기 시프트 레지스터(220)는 서로 종속적으로 연결된 제1 내지 제m 구동 스테이지들(SRC1 ~ SRCm)을 포함한다. 상기 라인부는 수직 상기 라인부는 수직개시라인(211), 제1 클럭 라인(212) 및 제2 클럭 라인(213) 및 오프 라인(214)을 포함한다.
상기 수직개시라인(211)은 수직개시신호(STV)를 전달한다. 상기 수직개시신호(STV)는 상기 제1 구동 스테이지(SRC1)의 제1 입력 단자(IN1)로 입력된다. 나머지 구동 스테이지들(SRC2~SRCm)의 상기 제1 입력 단자(IN1)에는 이전 구동 스테이지의 캐리 단자(CR)에서 출력되는 캐리 신호가 입력된다. 상기 수직개시신호(STV)는 1 프레임 주기를 갖는 펄스 신호이다. 상기 수직개시신호(STV)의 하이 레벨은 상기 게이트 온 전압(Von)을 갖고, 로우 레벨은 상기 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다.
상기 제1 클럭 라인(212)은 제1 클럭 신호(CK1)를 전달한다. 상기 제1 클럭 신호(CK1)은 상기 홀수 번째 구동 스테이지들(SRC1, ..., SRC2n-1, SRC2n+1)의 제2 입력 단자(IN2)로 입력된다.
상기 제2 클럭 라인(213)은 제2 클럭 신호(CK2)를 전달한다. 상기 제2 클럭 신호(CK2)는 상기 제1 클럭 신호(CK1)와 다른 신호이다. 상기 제2 클럭 신호(CK2)는 상기 제1 클럭 신호(CK1)와 위상이 반전된 펄스 신호일 수 있다. 상기 제2 클럭 신호(CK2)은 상기 짝수 번째 구동 스테이지들(SRC1, ..., SRC2n, SRC2n+2)의 제2 입력 단자(IN2)로 입력된다.
상기 오프 라인(214)은 오프 전압(VSS)을 전달한다. 상기 오프 전압(VSS)은 상기 게이트 오프 전압(Voff) 일 수 있다. 예를 들면, 상기 오프 전압(VSS)은 약 -7V 일 수 있다. 상기 오프 전압(VSS)은 상기 구동 스테이지들(SRC1 ~ SRCm)의 오프 단자(VSS)로 입력된다.
상기 구동 스테이지들(SRC1 ~ SRCm)은 게이트 신호를 출력하는 출력 단자(OT)를 포함한다. 상기 1 내지 제m 구동 스테이지들(SRC1,..., SRCm)의 출력 단자(OT)들 각각은 게이트 라인들(GL1~GLm)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 출력 단자(OT)는 이전 구동 스테이지들의 제3 입력 단자(IN3)로 게이트 신호를 출력한다.
상기 복원부(500)은 모니터링부(510) 및 복원 신호 전달부(520)을 포함한다. 상기 모니터링부(510)는 모니터링 소자(512)와 스위치(511)을 포함한다. 상기 복원 신호 전달부(520)는 복원 소자(521)과 복원 신호 전달 라인(522)를 포함한다.
상기 복원 신호 전달 라인(522)는 상기 전압 선택부(600) 및 상기 복원 소자(521)에 연결된다. 상기 복원 소자(521)의 출력 단자(521a)는 각 게이트 라인들(GL1~GLm)에 연결되고 제어 단자(521b)및 입력 단자(521c)는 상기 복원 신호 전달 라인(522)에 연결된다.
상기 모니터링 소자(512)는 상기 화소(P)의 상기 스위칭 소자(130)와 동일한 공정에 의해 형성되어 동일한 특성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 모니터링 소자(512)의 제어 단자(512a)는 하나의 게이트 라인(GLm)에 연결되어 게이트 신호를 인가 받으며, 입력 단자(512b)는 접지 단자에 연결되고 출력 단자(512c)는 상기 전압 선택부(600)에 연결된다. 상기 스위치(511)의 제1 단(511a)은 상기 모니터링 소자(512)의 상기 제어 단자(512a)에 연결되고, 상기 스위치(511)의 제2 단(511b)은 접지 단자에 연결된다.
상기 모니터링 소자(512)는 상기 표시 장치(1000)가 영상을 표시 하는 동안에는, 상기 연결된 게이트 라인(GLm)을 통해 게이트 신호를 인가 받고, 상기 스위칭 소자(130)와 동일하게 동작한다. 상기 표시 장치(1000)가 영상을 표시 하지 않는 절전 모드 또는 복원 모드로 구동하는 동안, 상기 스위치(511)는 온 상태가 되어 상기 모니터링 소자(512)의 제어 단자(512a)에 접지 전원을 인가하고, 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))는 상기 전압 선택부(600)으로 입력된다.
상기 모니터링 소자(512)는 상기 화소(P)의 스위칭 소자(130)과 동일한 공정을 통해 형성되므로, 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))를 통해 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 파악할 수 있다.
상기 전압 선택부(600)는 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))를 바탕으로 상기 스위칭 소자(130)의 복원 여부를 판단한다.
구체적으로, 상기 전압 선택부(600)는 상기 스위칭 소자(130)의 초기 출력 값(Im), 상한 허용값(Im+) 및 하한 허용값(Im-)을 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 메모리는 EEPROM일 수 있다. 상기 는 0.5nA일 수 있다. 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 상한 허용값(Im+) 이상인 경우, 상기 전압 선택부(600)는 상기 복원 신호 전달 라인(522)로 제1 복원 신호를 전달한다. 상기 제1 복원 신호는 상기 게이트 온 전압(Von)인 것이 바람직하다. 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 하한 허용값(Im-) 이상인 경우, 상기 전압 선택부(600)는 상기 복원 신호 전달 라인(522)로 제2 복원 신호를 전달한다. 상기 제2 복원 신호는 상기 게이트 오프 전압(Voff)인 것이 바람직하다. 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 하한 허용값(Im-) 초과, 상기 상한 허용값 (Im+) 미만인 경우, 상기 전압 선택부(600)는 상기 복원 신호 전달 라인(522)로 신호를 전달하지 않으며, 복원 모드는 종료 된다.
상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n)) 측정 및 상기 전압 선택부(600)의 상기 제1 및 제2 복원 신호 전달은 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 하한 허용값(Im-) 초과, 상기 상한 허용값 (Im+) 미만이 될 때까지 반복된다.
상기 복원 모드 구동을 통해 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 복원할 수 있다.
상기 표시 장치(1000)를 복원 모드로 구동하는 동안, 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)에는 데이터 전압을 인가하지 않는다. 따라서, 상기 표시 패널(100)의 액정층의 열화는 발생하지 않는다.
본 실시예에서는 하나의 모니터링 소자(512)만 도시하였지만, 적어도 하나 이상의 모니터링 소자를 각 게이트 라인들(GL1~GLm)에 연결하여 상기 스위칭 소자(130)를 모니터링 할 수도 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 구동 방법에 관한 흐름도이다. 도 4는 도 1의 게이트 라인에 인가되는 신호의 타이밍도들이다.
도 2, 도 3 및 도 4을 참조하면, 상기 표시 장치(1000)가 영상을 표시 하는 동안에는 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)에 게이트 신호들(Gk, Gk+1, Gk+2, Gk+3)이 순차적으로 인가된다. 상기 게이트 신호들(Gk, Gk+1, Gk+2, Gk+3)은 한 프레임을 주기로 갖는 신호이다. 상기 게이트 신호들((Gk, Gk+1, Gk+2, Gk+3)은 해당 게이트 라인(GLk, GLk+1, GLk+2, GLk+3)이 활성화 될때 게이트 온 전압(Von)을 인가하고, 한 프레임의 나머지 기간 동안은 게이트 오프 전압(Voff)를 유지한다. 상기 게이트 온 전압(Von)은 약 20V 정도 일 수 있으며, 상기 게이트 오프 전압(Voff)은 약 -7V 정도 일 수 있다.
상기 표시 장치(1000)의 영상 표시 모드가 종료하면, 복원 모드인지 여부를 결정한다(S110). 상기 표시 장치(1000)가 절전 모드 기능이 있는 노트북 또는 모니터 제품인 경우 상기 절전 모드로 구동하기 직전에 복원 여부를 판단한다. 또는 상기 표시 장치(1000)가 텔레비전과 같이 별도의 절전 모드 기능이 없는 장치인 경우에는 상기 표시 장치(1000)의 전원 오프 시 복원 모드 구동 시간을 설정하여 복원 여부를 결정한다.
상기 표시 장치(1000)가 복원 모드가 아닌 경우에는 통상의 구동 조건을 유지한다. 상기 표시 장치가 노트북 또는 모니터 제품인 경우, 상기 통상의 구동 모드는 상기 절전 모드인 것이 바람직하다. 또는 상기 표시 장치가 텔레비전과 같은 별도의 절전 모드 기능이 없는 장치인 경우, 상기 통상의 구동 모드는 상기 표시 장치(1000)의 전원 오프 상태를 유지한다.
상기 표시 장치(1000)가 복원 모드인 경우, 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))를 측정하여 상기 메모리에 저장된 상기 하한 허용값(Im-) 및 상기 상한 허용값 (Im+)과 비교한다(단계 S120).
상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 하한 허용값(Im-) 초과, 상기 상한 허용값 (Im+) 미만이면 상기 복원 모드를 종료하고 통상의 구동 조건을 유지한다(단계 S130).
상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 상한 허용값 (Im+) 이상이면, 상기 전압 선택부(600)는 상기 복원 신호 전달 라인(522)으로 상기 게이트 온 전압(Von)에 해당하는 제1 복원 신호를 출력한다(단계 S140, S150).
상기 복원 신호 전달 라인(522)으로 출력된 상기 제1 복원 신호는 상기 복원 소자(521)를 통해 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)로 인가된다. 따라서, 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 복원하게 된다.
상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))가 상기 하한 허용값 (Im+) 이하이면, 상기 전압 선택부(600)는 상기 복원 신호 전달 라인으로 상기 게이트 오프 전압(Voff)에 해당하는 제2 복원 신호를 출력한다(단계 S140, S160).
상기 복원 신호 전달 라인(522)으로 출력된 상기 제2 복원 신호는 상기 복원 소자(521)를 통해 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)로 인가된다. 따라서, 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 복원하게 된다.
상기 복원부(500)와 상기 전압 선택부(600)는 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))이 상기 하한 허용값(Im-) 초과, 상기 상한 허용값 (Im+) 미만이 될 때까지, 상기 단계 S120, S140, S150 및 S160을 반복한다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시 패널(100)의 상기 스위칭 소자(130)과 동일한 공정에 의해 형성된 상기 모니터링 소자(512)를 이용하여, 상기 표시 장치(1000)의 구동에 따른 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 용이하게 모니터링 할 수 있다.
또한, 상기 스위칭 소자(130)의 복원 여부를 상기 전압 선택부(600)를 통해 판단하여 상기 스위칭 소자(130)을 복원 할 수 있다. 따라서, 상기 스위칭 소자(130)의 특성 변화로 인한 누설 전류를 방지하여 상기 표시 패널(100)의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
한편, 상기 복원 신호로 인가되는 전압은 게이트 온/오프(Von, Voff) 전압들을 사용하므로 별도의 전원 발생장치가 필요 없으며, 상기 표시 장치(1000)을 상기 복원 모드로 구동하는 동안에는 상기 데이터 라인들(DL)에 전압을 인가하지 않으므로 액정 열화를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 등가 회로도이다. 도 5에 따른 실시예는 도 1 및 도 2에 따른 실시예와 상기 모니터링 부(510)의 구성 및 상기 게이트 구동회로(200a)을 제외하고 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 상기 표시 장치(2000)는 표시 패널(100), 게이트 구동회로(200a), 데이터 구동회로(300), 전압 생성부(400), 복원부(500), 전압 선택부(600), 타이밍 콘트롤러(700) 및 계조 전압 생성부(800)을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL1~GLm), 복수의 데이터 라인들(DL1~DLn), 복수의 화소들(P) 및 더미 게이트 라인(110)을 포함한다. 상기 더미 게이트 라인(110)은 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)과 평행하게 형성된다. 상기 더미 게이트 라인(110)은 상기 m 번째 게이트 라인(GLm)에 인접한 상기 표시 패널(100)의 가장자리에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복원부(500)은 상기 표시 패널(100)상에 형성된 더미 게이트 라인(110)을 통해 게이트 신호를 인가 받는다.
도 5는 상기 게이트 구동회로(200a)가 복수의 스테이지를 포함하는 시프트 레지스터인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 상기 게이트 구동회로(200a)는 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 5 를 참조하면, 게이트 구동회로(200a)는 복수의 신호들을 전달하는 라인부(미도시) 및 상기 라인부와 전기적으로 연결된 시프트 레지스터(220a)를 포함한다. 상기 게이트 구동회로(200a)는 수직개시신호(STV), 복수의 클럭 신호들(CK1, CK2) 및 적어도 하나의 오프 신호(VSS)를 수신한다.
상기 시프트 레지스터(220a)는 서로 종속적으로 연결된 제1 내지 제m 구동 스테이지들(SRC1 ~ SRCm) 및 더미 스테이지(SRCd)를 포함한다. 상기 라인부는 수직 상기 라인부는 수직개시라인(211), 제1 클럭 라인(212) 및 제2 클럭 라인(213) 및 오프 라인(214)을 포함한다.
상기 수직개시라인(211)은 수직개시신호(STV)를 전달한다. 상기 수직개시신호(STV)는 상기 제1 구동 스테이지(SRC1)의 제1 입력 단자(IN1) 및 상기 더미 스테이지(SRCd)의 제3 입력 단자(IN3)에 입력된다. 나머지 구동 스테이지들(SRC2~SRCm)의 상기 제1 입력 단자(IN1)에는 이전 구동 스테이지의 캐리 단자(CR)에서 출력되는 캐리 신호가 입력된다. 상기 수직개시신호(STV)는 1 프레임 주기를 갖는 펄스 신호이다. 상기 수직개시신호(STV)의 하이 레벨은 상기 게이트 온 전압(Von)을 갖고, 로우 레벨은 상기 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다.
상기 구동 스테이지들(SRC1 ~ SRCm) 및 상기 더미 스테이지(SRCd)는 게이트 신호를 출력하는 출력 단자(OT)를 포함한다. 상기 1 내지 제m 구동 스테이지들(SRC1,..., SRCm)의 출력 단자(OT)들 각각은 게이트 라인들(GL1~GLm)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 1 내지 제m 구동 스테이지들(SRC1,..., SRCm)의 상기 출력 단자(OT)는 이전 구동 스테이지들의 제3 입력 단자(IN3)로 게이트 신호를 출력한다.
상기 더미 스테이지(SRCd)의 출력 단자(OT)는 상기 더미 게이트 라인(110)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 더미 스테이지(SRCd)의 출력 단자(OT)는 m번째 구동 스테이지(SRCm)의 제3 입력 단자(IN3)으로 게이트 신호를 출력한다.
상기 복원부(500)는 모니터링부(510) 및 복원 신호 전달부(520)을 포함한다. 상기 모니터링부(510)는 모니터링 소자(512)와 스위치(511)을 포함한다. 상기 복원 신호 전달부(520)는 복원 소자(521)과 복원 신호 전달 라인(522)를 포함한다.
상기 모니터링 소자(512)는 상기 화소(P)의 상기 스위칭 소자(130)와 동일한 공정에 의해 형성되고 동일한 특성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 모니터링 소자(512)의 제어 단자(512a)는 상기 더미 게이트 라인(110)에 연결되어 게이트 신호를 인가 받으며, 입력 단자(512b)는 접지 단자에 연결되고 출력 단자(512c)는 상기 전압 선택부(600)에 연결된다. 상기 스위치(511)의 제1 단(511a)은 상기 모니터링 소자(512)의 상기 제어 단자(512a)에 연결되고, 상기 스위치(511)의 제2 단(511b)은 접지 단자에 연결된다.
상기 모니터링 소자(512)는 상기 표시 장치(1000)가 영상을 표시 하는 동안에는, 상기 더미 게이트 라인(110)을 통해 게이트 전압을 인가 받고, 상기 스위칭 소자(130)와 동일하게 동작한다.
상기 표시 장치(1000)가 영상을 표시 하지 않는 복원 모드로 구동하는 동안, 상기 스위치(511)는 온 상태가 되어 상기 모니터링 소자(512)의 제어 단자(512a)에 접지 전압을 인가하고, 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))는 상기 전압 선택부(600)로 입력된다.
상기 모니터링 소자(512)는 상기 화소(P)의 스위칭 소자(130)과 동일한 공정을 통해 형성되므로, 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))를 통해 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 파악할 수 있다.
상기 전압 선택부(600)는 상기 모니터링 소자(512)의 출력 신호(Im(n))를 바탕으로 상기 스위칭 소자(130)의 복원이 필요한지 여부를 판단하고, 복원이 필요한 경우 상기 스위칭 소자(130)을 복원한다.
상기 표시 장치(1000)를 복원 모드로 구동하는 동안, 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)에는 데이터 전압을 인가하지 않는다. 따라서, 상기 표시 패널(100)의 액정층의 열화는 발생하지 않는다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시 패널(100)의 상기 스위칭 소자(130)과 동일한 공정에 의해 형성된 상기 모니터링 소자(512)를 이용하여, 상기 표시 장치(1000)의 구동에 따른 상기 스위칭 소자(130)의 특성을 용이하게 모니터링 할 수 있다.
따라서, 상기 스위칭 소자(130)의 복원이 필요한지 여부를 판단할 수 있고, 상기 스위칭 소자(130)의 특성 변화로 인한 누설 전류를 방지하여 상기 표시 패널(100)의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
한편, 상기 복원 신호로 인가되는 전압은 게이트 온/오프(Von, Voff) 전압들을 사용하므로 별도의 전원 발생장치가 필요 없으며, 상기 표시 장치(1000)를 상기 복원 모드로 구동하는 동안에는 상기 데이터 라인들(DL)에 전압을 인가하지 않으므로 액정 열화를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 표시 패널의 스위칭 소자와 동일한 공정에 의해 형성된 모니터링 소자를 이용하여 상기 스위칭 소자를 모니터링 할 수 있다.
따라서, 상기 스위칭 소자의 복원이 필요한지 여부를 용이하게 판단할 수 있어 상기 스위칭 소자의 특성 변화로 인한 누설 전류를 방지하고 상기 표시 패널의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 패널 200: 게이트 구동회로
300: 데이터 구동회로 400: 전압 생성부
500: 복원부 600: 전압 선택부
700: 타이밍 콘트롤러 800: 계조 전압 생성부

Claims (20)

  1. 복수의 게이트 신호들을 생성하는 단계;
    상기 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들과 연결된 스위칭 소자들에 제공하는 단계;
    모니터링 소자에 상기 게이트 신호들 중 하나를 제공하는 단계; 및
    상기 스위칭 소자들 각각의 초기 값 및 허용 오차와 상기 모니터링 소자의 출력 신호를 비교하여 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계는
    복원 모드시 상기 모니터링 소자를 제어하여 상기 모니터링 소자의 출력 신호를 생성하는 단계;
    상기 모니터링 소자의 출력 신호에 기초하여 상기 스위칭 소자들의 복원 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라서 상기 스위칭 소자들에 복원 신호를 출력하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 소자들의 복원 여부를 판단하는 단계는
    상기 스위칭 소자들 각각의 상기 초기 값 및 상기 허용 오차와 상기 모니터링 소자의 출력 신호를 비교하여 복원 필요 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스위칭 소자들에 복원신호를 출력하는 단계는 상기 모니터링 소자의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이상이면 양극성 복원 신호를 전달하고, 상기 모니터링 소자의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이하이면 음극성 복원 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 양극성 복원 신호는 게이트 온 전압이고, 상기 음극성 복원 신호는 게이트 오프 전압인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 소자의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 내에 존재할 때까지, 상기 스위칭 소자들을 복원하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  7. 게이트 라인들 및 상기 게이트 라인들에 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 표시 패널;
    복수의 게이트 신호들을 생성하여 상기 게이트 라인들에 인가하는 게이트 구동회로;
    상기 게이트 구동회로와 연결되고, 상기 스위칭 소자를 모니터링 하여 상기 스위칭 소자들에 복원 신호를 전달하는 복원부; 및
    상기 스위칭 소자들 각각의 초기 값 및 허용 오차와 상기 복원부의 출력 신호를 비교하여 복원 여부를 판단하는 전압 선택부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전압 선택부는 복원 모드에서 상기 복원부의 출력 신호를 수신하여 상기 스위칭 소자들의 복원 여부를 판단하고, 상기 복원 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복원부는 복원 신호 전달부를 포함하며,
    상기 복원 신호 전달부는
    상기 전압 선택부에 연결되어 상기 전압 선택부로부터 상기 복원 신호를 수신하는 복원 신호 전달 라인; 및
    상기 복원 신호 전달 라인에 연결되어 상기 복원 신호를 각 상기 스위칭 소자들에 인가하는 복수의 복원 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복원 소자들 각각은,
    상기 게이트 라인에 연결되는 출력 단자; 및
    상기 복원 신호 전달 라인에 연결되는 입력 단자 및 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 복원부는 모니터링부를 포함하며,
    상기 모니터링부는
    상기 스위칭 소자와 동일한 구조를 갖는 모니터링 소자; 및
    상기 복원 모드시 상기 전압 선택부로 상기 복원부의 출력 신호를 출력하도록 상기 모니터링 소자를 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 모니터링 소자는 상기 게이트 라인 중 하나 및 접지 전원에 연결된 제어 단자 및 상기 전압 선택부와 연결된 단자를 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 모니터링 소자의 제어 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치,
  14. 제11항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 스위칭 소자들이 연결된 제1 내지 제m 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 게이트 구동회로는 상기 제1 내지 제m 게이트 라인들과 각각 연결되어 제1 내지 제m 게이트 신호들을 순차적으로 출력하는 제1 내지 제m 스테이지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 스위칭 소자들이 연결되지 않은 더미 게이트 라인을 더 포함하며,
    상기 모니터링 소자의 제어 단자는 상기 더미 게이트 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 게이트 구동회로는 상기 제m 스테이지의 구동을 제어하는 더미 스테이지를 더 포함하고,
    상기 더미 스테이지는 상기 더미 게이트 라인에 게이트 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제8항에 있어서, 상기 전압 선택부는 상기 스위칭 소자들 각각의 상기 초기 값 및 상기 허용 오차를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전압 선택부는
    상기 복원부의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 밖의 값이면 상기 복원 신호 전달 라인으로 복원 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 전압 선택부는
    상기 복원부의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이상이면 양극성 복원 신호를 전달하고, 상기 복원부의 출력 신호가 상기 허용 오차 범위 이하이면 음극성 복원 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 양극성 복원 신호는 게이트 온 전압이고, 상기 음극성 복원 신호는 게이트 오프 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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