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KR20070092856A - 평판표시장치 및 데이터신호 형성방법 - Google Patents

평판표시장치 및 데이터신호 형성방법 Download PDF

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KR20070092856A
KR20070092856A KR1020060022182A KR20060022182A KR20070092856A KR 20070092856 A KR20070092856 A KR 20070092856A KR 1020060022182 A KR1020060022182 A KR 1020060022182A KR 20060022182 A KR20060022182 A KR 20060022182A KR 20070092856 A KR20070092856 A KR 20070092856A
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Abstract

본 발명의 목적은 본 발명은 데이터 구동전압을 차등화하여 계조를 표현하는 능력과 소비전력을 감소시키도록 하는 평판표시장치 및 데이터신호 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 데이터신호와 주사신호를 전달받아 화상을 표현하는 화소부, 영상신호를 이용하여 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부 및 주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부를 포함하되, 상기 데이터구동부는 상기 영상신호의 적어도 하나의 상위비트에 의해 상기 데이터신호의 전압을 조절하고 상기 영상신호의 하위 비트에 의해 상기 데이터신호의 펄스폭을 조절하여 휘도를 조절하는 평판표시장치 및 데이터신호를 생성하는 방법을 제공하는 것이다.

Description

평판표시장치 및 데이터신호 형성방법{Flat Panel Display Device and Data signal driving method}
도 1은 펄스폭변조방식에 의해 데이터신호를 생성하는 데이터구동부를 나타내는 구조도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 데이터구동부에서 펄스폭 변조방식으로 구동되는 것을 나타내는 타이밍 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터구동부의 제 1 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에 도시된 데이터구동부의 동작의 제 1 실시예를 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명에 따른 데이터구동부의 제 2 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 6은 도 5에 도시된 데이터구동부의 동작을 나타내는 제 2 실시예를 나타내는 파형도이다.
도 7은 도 3 및 도 5에 도시된 데이터구동부를 채용한 평판표시장치의 일례의 구조를 나타내는 구조도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호 설명***
100: 화소부 200: 데이터구동부
210: 시프트 레지스터 220: 래치
230: 카운터 240: 비교기
250: 전압선택부 260: 레벨시프터
270: 버퍼 300: 주사구동부
400: 타이밍 제어부
본 발명은 평판표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 데이터신호의 진폭과 펄스폭을 조절하여 데이터신호의 계조를 표현하도록 하는 평판표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA 등의 휴대 정보단말기 등의 표시장치나 각종 정보기기의 모니터로서 박형 경량의 평판 표시장치가 이용되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 패널을 이용한 LCD, 유기발광 소자를 이용한 유기발광 표시장치, 플라즈마 패널을 이용한 PDP, 전자방출소자를 이용한 전계방출표시소자 등이 알려져 있다.
평판표시장치는 구조적으로 액티브 매트릭스(Active Matrix)와 패시브 매트릭스(Passive Matrix)로 구분하는 방식과 발광 원리 측면에서 메모리 구동 방식과 비메모리 구동 방식으로 구분할 수 있다. 일반적으로 액티브 매트릭스 방식은 메모리 구동 방식과 의미가 통하며 패시브 매트릭스 방식은 비메모리 구동 방식과 의 미가 통한다고 할 수 있다. 액티브 매트릭스방식과 메모리 구동 방식은 프레임 단위의 주기로 발광 하는 방식이고, 패시브 매트릭스 방식과 비메모리 구동방식은 라인(Line) 단위의 주기로 발광하는 방식이다.
현재 상용화되고 있는 중대형 평판표시장치에 대해서 살펴보면 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)는 액티브 매트릭스 방식이고, 신규 평판표시 장치로 개발되어 지고 있는 유기발광표시장치도 역시 액티브 방식이다. 반면에 신규 평판표시장치로서 전자방출 표시소자(Electron Emission Display Device)와 PDP(Plazma Display Panel) 등은 패시브 매트릭스 방식으로서 타 평판표시장치와 달리 비메모리 구동 방식으로서 수평라인을 순차적으로 선택하면서 수평라인 중 선택된 라인이 선택되었을 때에만 발광하는 라인 스캔 방식을 적용한다. 패시브 매트릭스 방식은 데이터신호의 펄스폭을 조절하여 휘도를 조절하는 펄스폭 변조방식이 있다.
도 1은 펄스폭변조방식에 의해 데이터신호를 생성하는 데이터구동부를 나타내는 구조도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 데이터구동부는 시프트레지스터(11), 래치(12), 카운터(13), 비교기(14), 레벨시프터(15) 및 버퍼(16)를 포함한다.
시프트 레지스터(11)는 영상신호를 직렬로 입력받아 래치(12)에 전달해 주며, 래치는 직렬로 입력되는 영상신호를 병렬로 출력하여 비교기(14)에 전달한다. 카운터(13)는 영상신호의 입력계조가 8비트를 표현하는 경우 클럭을 카운트하여 255부터 0까지의 수를 클럭을 이용하여 카운트를 하게 된다. 이때, 카운터는 1,2,3...254,255와 같이 카운트를 하는 업카운터, 255,254,253....2,1과 같이 카운트를 하는 다운카운터를 사용할 수 있다. 그리고, 업카운터와 다운카운터를 같이 사용할 수도 있다. 업카운터와 다운카운터가 같이 사용되는 경우에는 먼저 다운카운터가 동작을 하며 다운카운터가 카운팅을 마친 후에 업카운터가 동작을 하여 카운팅을 하도록 한다. 비교기(14)는 래치(12)에서 입력되는 수와 카운터(13)에서 카운팅 한 수를 비교하여 영상신호의 값과 카운터(13)의 값이 일치되는 시점에서 신호를 출력하게 된다. 카운터(13)을 업카운터와 다운카운터를 같이 사용하는 경우에는 먼저 다운카운터에서 카운팅 된 수와 영상신호의 값을 비교하여 일치되는 시점에서 신호를 출력하고 신호가 유지되도록 하며 다운카운터의 카운팅이 끝난 후에 업카운트가 카운팅을 하여 카운팅 된 수와 영상신호의 값을 비교하여 영상신호의 값과 카운팅된 수가 일치된 시점에서 신호의 출력을 중단한다. 그리고, 비교기(14)에서 출력되는 신호는 레벨시프터(15)를 통해 버퍼(16)로 전달되어 데이터신호가 출력되도록 한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 데이터구동부에서 펄스폭 변조방식으로 구동되는 것을 나타내는 타이밍 도이다. 도 2a는 도 1에 도시된 데이터구동부에서 채용된 카운터가 다운카운터와 업카운터를 사용하는 것을 나타내고, 도 2b는 도 1에 도시된 데이터구동부에 채용된 카운터가 다운카운터를 사용하는 것을 나타내며, 도 2c는 도 1에도시된 데이터구동부에 채용된 카운터가 업카운터를 사용하는 것을 나타낸다. 데이터구동부는 8비트 계조를 표현하는 데이터신호를 생성하며, 한 라인이 발광하는 시간동안 데이터구동부에서 영상신호의 입력계조에 따라 화소의 발광시간을 조절하여 각 계조를 표현한다.
도 2a를 참조하여 설명하면, 한 라인의 온타임 시간 동안 데이터구동부에서 다운카운터를 이용하여 클럭을 카운트하여 255에서 0까지 카운트를 한 후 업카운터를 이용하여 클럭을 카운트하여 0에서 255까지 카운트를 하게 된다. 영상신호의 입력계조가 0이면 데이터구동부에서 출력되는 데이터신호의 전압이 그라운드 전압을 유지하도록 하여 0 계조를 표현하도록 하고, 영상신호의 입력계조가 1 이면 비교기에 의해 다운카운터가 1을 카운트하는 지점과 업카운트가 1을 카운트 하는 지점 사이의 데이터신호의 전압이 Vpp 전압을 갖도록 한다. 입력계조가 2이면 비교기에 의해 다운카운트가 2를 카운트하는 지점과 업카운트가 2를 카운트 하는 지점 사이의 구간에서 데이터신호의 전압이 Vpp 전압을 갖도록 한다. 그리고, 입력계조가 255이면 비교기에 의해 다운카운트가 255을 카운트하는 지점과 업카운트가 255을 카운트 하는 지점 사이의 구간에서 데이터신호의 전압이 Vpp 전압을 갖도록 한다. 따라서, 각 계조별로 데이터신호가 Vpp 전압을 유지하는 시간이 클럭에 의해 차이가 발생하게 되어 데이터구동부는 다운카운트와 업카운트를 이용하여 255계조를 표현하도록 한다. 또한, 데이터신호가 Vpp 전압을 유지하는 구간이 계조가 커짐에 따라 온타임 구간의 중앙에서부터
도 2b를 참조하여 설명하면, 카운터를 다운카운터만을 이용하여 카운트를 한 것으로 도 2a에서 설명한 다운카운터의 동작과 동일하게 동작하여 데이터신호를 생 성한다.
도 2c를 참조하여 설명하면, 카운터를 업카운터만을 이용하여 카운트를 한 것으로 도 2a에서 설명한 업카운터의 동작과 동일하게 동작하여 데이터신호를 생성한다.
상기와 같은 펄스폭 변조방식은 펄스폭과 방출전류량의 선형적인 관계로 인하여 구동하기 쉽지만, 게이트 전극과 캐소드 전극 간에 전계를 인가하기 위한 충방전 소비전력이 크며, 주사신호가 인가되는 짧은 시간을 분배하여 계조를 표현하게 되는데 고계조를 표현하게 될 수록 주사신호가 인가되는 온타임시간은 변화되지 않기 때문에 각 계조간의 간격이 너무나 짧아지게 되어 계조를 표현하는데에 많은 제약이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한 패널이 고해상도가 되면 한 라인에 해당하는 온타임이 짧아지게 되므로 상대적으로 저해상도의 패널의 경우보다 계조표현에 사용되는 시간의 제약을 더 많이 받게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명은 데이터 신호의 전압을 차등화하여 계조를 표현하는 능력을 향상시키고 소비전력을 감소시키도록 하는 평판표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 데이터신호와 주사신호를 전달받아 화상을 표현하는 화소부, 영상신호를 이용하여 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부 및 주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부를 포함하되, 상기 데이터구동부는 상기 영상신호의 적어도 하나의 상위비트에 의해 상기 데이터신호의 전압을 조절하고 상기 영상신호의 하위 비트에 의해 상기 데이터신호의 펄스폭을 조절하여 휘도를 조절하는 평판표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 측면은, 영상신호를 직렬로 입력받는 시프트레지스터, 상기 시프트레지스터에 의해 상기 영상신호를 병렬로 출력하되, 상기 영상신호를 상기 상위비트와 상기 하위비트로 구분하여 출력하는 래치, 소정의 수를 순차적으로 카운트를 하는 카운터, 상기 영상신호의 하위비트를 입력받으며, 상기 카운터에서 카운트된 신호와 하위비트를 비교하여 상기 카운터에서 카운트 수가 상기 하위비트와 동일한 시점에서 신호를 출력하는 비교기, 상기 영상신호의 적어도 하나의 최상위 비트의 데이터를 상기 데이터신호의 전압을 결정하는 전압선택부 및 상기 전압선택부에서 선택된 상기 전압에 의해 상기 데이터신호의 전압이 결정되고, 상기 비교기에서 신호가 출력되는 시점에서 화소에 데이터신호를 인가하는 레벨시프터를 포함하는 데이터구동부를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 측면은, 영상신호를 직렬로 입력받는 시프트레지스터, 상기 시프트레지스터에 의해 상기 영상신호를 병렬로 출력하되, 상기 영상신호를 상기 상위비트와 상기 하위비트로 구분하여 출력하는 래치, 소정의 수를 카운팅하되, 상 기 소정의 수를 카운팅하는 시간이 각기 다른 복수의 카운터, 상기 영상신호의 하위비트를 입력받으며, 상기 복수의 카운터 중 하나의 카운터로부터 카운트된 신호와 상기 하위비트를 비교하여 상기 카운터에서 카운트 수가 상기 하위비트와 동일한 시점에서 신호를 출력하는 비교기, 상기 영상신호의 적어도 하나의 최상위 비트의 데이터를 상기 데이터신호의 진폭을 결정하는 전압선택부 및 상기 전압선택부에서 선택된 상기 진폭에 의해 상기 데이터신호의 진폭이 결정되고, 상기 비교기에서 신호가 출력되는 시점에서 화소에 데이터신호를 인가하는 레벨시프터를 포함하는 데이터구동부를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 측면은, 영상신호를 데이터신호로 변환하여 데이터신호에 의해 계조를 표현하는 데이터구동부의 구동방법에 있어서, 상기 영상신호를 전달받아 상위 비트와 하위 비트를 구분하는 단계, 상기 상위비트에 의해 상기 데이터신호의 전압을 결정하는 단계 및 상기 하위비트를 이용하여 상기 데이터신호의 펄스폭을 결정하는 단계를 포함하는 데이터신호를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 5 측면은, 영상신호의 계조값을 크기에 대응하여 복수의 단계로 구분하며 상기 각 단계 별로 기준전압과 카운팅하는 시간을 다르게 설정하는 단계, 영상신호를 입력받아 상기 영상신호의 상위비트를 이용하여 상기 복수의 단계 중 하나의 단계를 선택하는 단계 및 상기 선택된 단계에 대응된 기준전압과 카운팅하는 시간을 이용하여 데이터신호의 전압과 펄스폭을 결정하는 단계를 포함하는 데이터신호를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터구동부의 제 1 실시예를 나타내는 구조도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 데이터구동부는 시프트레지스터(210a), 래치(220a), 카운터(230a), 비교기(240a), 전압선택부(250a), 레벨시프터(260a) 및 버퍼(270a)를 포함한다.
시프트 레지스터(210a)는 0에서 1023 계조를 표현하는 10비트의 영상신호를 직렬로 입력받아 래치(220a)에 전달해 주며 래치(220a)는 직렬로 입력되는 10 비트의 영상신호를 병렬로 출력하여 비교기(240a)에 하위 8비트의 영상신호를 전달하고 전압선택부(250a)에 상위 2비트를 전달한다. 카운터(230a)는 업카운터와 다운카운터를 동시에 구비하거나 업카운터만을 구비하거나 다운카운터만을 구비하여 구성된다. 카운터(230a)는 클럭을 이용하여 카운트를 한다. 그리고, 비교기(240a)는 래치(220a)에서 입력되는 영상신호의 값과 카운터(230a)에서 카운트 한 수를 비교하여 신호를 출력하게 된다. 그리고, 전압선택부(250a)은 전달받은 2비트의 신호를 이용하여 전압을 선택한다. 전압선택부(250a)는 2비트의 신호를 이용하여 V0,V1,V2,V3총 네개의 전압을 선택하는 것으로 도시되어 있지만 전압선택부(250a)은 전달받은 신호의 비트 수에 따라 2 개 이상의 전압 중 하나를 선택하는 선택신호를 출력한다.
비교기(220a)에서 출력된 신호와 전압선택부(250a)에서 출력되는 선택신호에 의해 레벨시프터(260a)는 로우전압을 V0,V1,V2,V3 중에서 선택을 하고 하이 전압을 V1,V2,V3,V4 중에서 하나의 전압을 선택하도록 한다. 이때, 로우전압이 V0 인 경우 하이 전압은 V1, 로우전압이 V1 인 경우 하이 전압은 V2, 로우전압이 V2 인 경우 하이전압은 V3, 로우전압이 V3 인 경우 하이 전압은 V4가 선택된다. 따라서, 레벨시프터(260a)는 비교기(220a)와 전압선택부(250a)에 의해 소정의 전압과 소정의 온타임을 갖는 신호를 출력한다. 그리고, 레벨시프터(260a)에서 출력된 신호는 버퍼(270a)로 전달되어 데이터신호가 출력되도록 한다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에 도시된 데이터구동부의 동작의 제 1 실시예를 나타내는 파형도이다. 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명하면, 데이터구동부(200)는 10비트의 영상신호를 입력받아 데이터신호의 펄스폭과 진폭을 이용하여 10비트의 계조를 표현할 수 있도록 한다.
먼저, 입력되는 영상신호의 계조가 0 이면, 주사구동부(300)에 의해 한 라인이 온타임을 유지하는 시간동안 카운터(230)에서 클럭을 카운팅한다. 카운터(230)는 클럭의 상승시간(rising time)과 하강시간(falling time)을 각각 카운팅을 하며 먼저 다운 카운터가 동작을 하여 255에서 0까지의 수를 순차적으로 카운트를 한 후 업카운터가 동작을 하여 0에서 255까지의 수를 순차적으로 카운트를 한다.
그리고, 전압선택부(250)는 네개의 전압 중 하나의 전압을 데이터신호의 기준전압으로 출력하도록 하며, 래치(220)에서 입력되는 영상신호의 입력계조 중 상위 2비트에 대한 값을 통해 네개의 전압중 하나의 전압을 선택한다. 따라서, 상위 2 비트가 0(10)이면 기준전압이 V0가 되도록 선택하고 1(10)이면 기준전압이 V1가 되도록 선택하며 2(10)이면 기준전압이 V2가 되도록 선택한다. 그리고, 상위 2 비트가 3(10)이면 기준전압이 V3 가 되도록 선택한다.
이때, 입력되는 영상신호의 계조값이 0 인 경우, 10비트의 상위 2비트는 00(2)을 나타내어 데이터신호의 로우전압은 V0가 되고 데이터신호의 하이 전압은 V1가 되고 하위 8비트는 00000000(2)을 나타낸다. 먼저, 다운카운터가 동작을 하여 255부터 0까지 카운트를 한 후 업카운터가 동작을 하여 0부터 255까지 카운트를 한다. 이때, 비교기에서 비교되는 신호는 0이므로 데이터신호는 V0 전압을 유지하게 된다.
그리고, 입력되는 영상신호의 계조값이 2 인 경우, 10비트의 상위 2비트는 00(2)을 나타내어 데이터신호의 로우전압은 V0가 되고 데이터신호의 하이 전압은 V1가 되고 하위 8비트는 00000010(2)을 나타낸다. 먼저, 다운카운터가 동작을 하여 255부터 0까지 카운트를 한 후 업카운터가 동작을 하여 0부터 255까지 카운트를 한다. 이때, 비교기에서 비교되는 신호는 2(10)이므로 먼저 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점까지 V0의 전압을 유지하고 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점부터 업카운터가 2(10)를 카운트하는 시점 사이의 시간 동안 데이터신호는 V1 전압을 유지하게 된다. 그리고, 업카운트가 2(10)를 카운트하는 시점 이후에 다시 V0의 전압을 유지하게 된다. 따라서, 데이터신호는 하나의 라인이 온타임인 시간의 중간에서 소정의 시간동안 V1의 전압을 유지하고 나머지 시간 동안 V0의 전압을 유지하게 된다.
그리고, 입력되는 영상신호의 계조값이 258 인 경우, 10비트의 상위 2비트는 01(2)을 나타내어 데이터신호의 로우전압은 V1가 되고 데이터신호의 하이 전압은 V2가 되고 하위 8비트는 00000010(2)을 나타낸다. 먼저, 다운카운터가 동작을 하여 255부터 0까지 카운트를 한 후 업카운터가 동작을 하여 0부터 255까지 카운트를 한다. 이때, 비교기에서 비교되는 신호는 2(10)이므로 먼저 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점까지 V1의 전압을 유지하고 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점부터 업카운터가 2(10)를 카운트하는 시점 사이의 시간 동안 데이터신호는 V2 전압을 유지하게 된다. 그리고, 업카운트가 2(10)를 카운트하는 시점 이후에 다시 V1의 전압을 유지하게 된다. 따라서, 데이터신호는 하나의 라인이 온타임인 시간의 중간에서 소정의 시간동안 V2의 전압을 유지하고 나머지 시간 동안 V1의 전압을 유지하게 된다.
그리고, 입력되는 영상신호의 계조값이 514 인 경우, 10비트의 상위 2비트는 10(2)을 나타내어 데이터신호의 로우전압은 V2가 되고 데이터신호의 하이 전압은 V3가 되고 하위 8비트는 00000010(2)을 나타낸다. 먼저, 다운카운터가 동작을 하여 255부터 0까지 카운트를 한 후 업카운터가 동작을 하여 0부터 255까지 카운트를 한다. 이때, 비교기에서 비교되는 신호는 2(10)이므로 먼저 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점까지 V2의 전압을 유지하고 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점부터 업카운터가 2(10)를 카운트하는 시점 사이의 시간 동안 데이터신호는 V3 전압을 유지하게 된다. 그리고, 업카운트가 2(10)를 카운트하는 시점 이후에 다시 V2의 전압을 유지하게 된다. 따라서, 데이터신호는 하나의 라인이 온타임인 시간의 중간에서 소정의 시간동안 V3의 전압을 유지하고 나머지 시간 동안 V2의 전압을 유지하게 된다.
그리고, 입력되는 영상신호의 계조값이 770 인 경우, 10비트의 상위 2비트는 11(2)을 나타내어 데이터신호의 로우전압은 V3가 되고 데이터신호의 하이 전압은 V4가 되고 하위 8비트는 00000010(2)을 나타낸다. 먼저, 다운카운터가 동작을 하여 255부터 0까지 카운트를 한 후 업카운터가 동작을 하여 0부터 255까지 카운트를 한다. 이때, 비교기에서 비교되는 신호는 2(10)이므로 먼저 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점까지 V3의 전압을 유지하고 다운카운터가 2(10)를 카운트 하는 시점부터 업카운터가 2(10)를 카운트하는 시점 사이의 시간 동안 데이터신호는 V4 전압을 유지하게 된다. 그리고, 업카운트가 2(10)를 카운트하는 시점 이후에 다시 V3의 전압을 유지하게 된다. 따라서, 데이터신호는 하나의 라인이 온타임인 시간의 중간에서 소정의 시간동안 V4의 전압을 유지하고 나머지 시간 동안 V3의 전압을 유지하게 된다.
그리고, 한 라인의 영상신호의 온타임 구간이 카운터에서 카운팅하는 시간보다 더 길게 유지되도록 한다. 만약, 온 타임 구간이 카운터에서 카운팅하는 시간과 동일하게 되면, 영상신호의 계조가 255와 256, 511과 512 및 767과 768의 계조가 동일하게 표현되게 되는 문제점이 있다.
하지만, 한 라인의 영상신호의 온타임 구간이 카운터에서 카운팅하는 시간보다 적어도 한 클럭의 시간이 더 길게 유지도록 하면, 255계조는 소정의 시간동안 V1 전압과 V0 전압을 유지하는 구간이 각각 형성되지만 256계조는 V1 전압 만을 유지하게 되어 255계조와 256계조는 밝기차이가 발생하게 된다. 이와 동일하게 511과 512 및 767과 768의 계조가 밝기차이가 발생하게 된다.
상기와 같이 데이터신호가 형성되게 되면, 영상신호가 8비트보다 더 큰 계조를 표현하는 경우에도 데이터신호의 기준전압이 영상신호의 계조에 대응하여 변화함에 따라 영상신호의 계조에 대응하여 데이터신호의 진폭이 달라지도록 하여 8비트의 영상신호와 동일하게 계조간 펄스폭의 차이가 나도록 하여 고계조를 표현하기 위하여 영상신호의 데이터가 커지더라도 데이터신호의 펄스폭의 차이가 줄어들지 않게 된다.
그리고, 계조의 차이에 의해 발생하는 데이터신호의 펄스폭의 차이가 작으면 데이터신호의 응답특성이 좋아야 하는데 본 발명에서는 펄스폭의 차이를 작게 할 필요가 없어 딜레이를 방지하기 위해 데이터신호의 전류량을 더욱 크게 할 필요가 없게 되어 소비전력을 줄일 수 있게 된다.
도 4b는 카운터가 업카운터와 다운카운터를 구비하여 동작하는 과정에서 네가티브 구동을 하는 것을 나타내고, 도 4c와 도 4d는 카운터가 다운카운터를 구비하여 동작하는 과정에서 각각 포지티브 구동과 네가티브구동을 하는 것을 나타내며 도 4e와 도 4f는 카운터가 업카운터를 구비하여 동작하는 과정에서 각각 포지티브 구동과 네가티브구동을 하는 것을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 데이터구동부의 제 2 실시예를 나타내는 구조도이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 데이터구동부는 시프트레지스터(210b), 래치(220b), 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b), 비교기(240b), 전압선택부(250b), 레벨시프터(260b) 및 버퍼(270b)를 포함한다.
시프트 레지스터(210b)는 10비트의 영상신호를 직렬로 입력받아 래치(220b)에 전달해 주며 래치(220b)는 직렬로 입력되는 10 비트의 영상신호를 병렬로 출력하여 비교기(240b)에 하위 8비트의 영상신호를 전달하고 전압선택부(250b)에 상위 2비트를 전달한다. 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b)는 업카운터와 다운카운터를 동시에 구비하거나 업카운터만을 구비하거나 다운카운터만을 구비하여 구성된다. 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b)는 클럭을 이용하여 카운트를 하며, 영상신호의 상위 2 비트의 신호를 이용하여 상기 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b) 중 하나의 카운터가 선택된다. 제 1 내지 제 4 카운터 (231b,232b,233b,234b)는 각각 서로 다른 주기를 갖는 제 1 클럭(CLK1), 제 2 클럭(CLK2), 제 3 클럭(CLK3) 및 제 4 클럭(CLK4)을 입력받아 카운트를 하여 동일한 수를 카운트하는데 걸리는 시간이 다르게 된다. 따라서, 데이터신호의 진폭에 대응하여 계조간의 발광시간이 다르게 설정된다. 그리고, 비교기(240b)는 래치(220b)에서 입력되는 영상신호의 값과 카운터(231b,232b,233b,234b)에서 카운트 한 수를 비교하여 신호를 출력하게 된다. 그리고, 전압선택부(250b)은 전달받은 2비트의 신호를 이용하여 전압을 선택한다. 전압선택부(250b)는 2비트의 신호를 이용하여 V0,V1,V2,V3총 네개의 전압을 선택하는 것으로 도시되어 있지만 전압선택부(250b)은 전달받은 신호의 비트 수에 따라 2 개 이상의 전압 중 하나를 선택하는 선택신호를 출력한다.
비교기(220b)에서 출력된 신호와 전압선택부(250a)에서 출력되는 선택신호에 의해 레벨시프터(260b)는 로우전압을 V0,V1,V2,V3 중에서 선택을 하고 하이 전압을 V1,V2,V3,V4 중에서 하나의 전압을 선택하도록 한다. 이때, 로우전압이 V0 인 경우 하이 전압은 V1, 로우전압이 V1 인 경우 하이 전압은 V2, 로우전압이 V2 인 경우 하이전압은 V3, 로우전압이 V3 인 경우 하이 전압은 V4가 선택된다. 따라서, 레벨시프터(260b)는 비교기(220b)와 전압선택부(250b)에 의해 소정의 전압과 소정의 온타임을 갖는 신호를 출력한다. 그리고, 레벨시프터(260b)에서 출력된 신호는 버퍼(270b)로 전달되어 데이터신호가 출력되도록 한다.
도 6은 도 5에 도시된 데이터구동부의 동작을 나타내는 파형도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 제 1 클럭(CLK1), 제 2 클럭(CLK2), 제 3 클럭(CLK3) 및 제 4 클럭(CLK4)은 서로 다른 주기를 갖고 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b)에 입력되어 데이터구동부에서 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b) 중 어느 하나의 카운터가 선택되어 카운트를 하느냐에 따라 데이터신호의 계조 차이에 따른 발광시간이 다르게 나타나게 된다. 그리고, 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b)는 다운 카운터로만 구성된 데이터구동부의 파형을 도시하였으나, 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b)는 업카운터로만 구성될 수도 있고 다운카운터와 업카운터로 구성될 수 있다.
그리고, 영상신호의 입력계조가 0에서 255 사이이면 제 1 클럭(CLK1)을 입력받아 동작하는 제 1 카운터(231b)가 선택되고, 영상신호의 입력계조가 256에서 511 사이이면 제 2 클럭(CLK2)을 입력받아 동작하는 제 2 카운터(232b)가 선택되고, 영상신호의 입력계조가 512에서 767 사이이면 제 3 클럭(CLK3)을 입력받아 동작하는 제 3 카운터(233b)가 선택되고, 영상신호의 입력계조가 512에서 1023 사이이면 제 4 클럭(CLK4)을 입력받아 동작하는 제 4 카운터(234b)가 선택된다. 따라서, 데이터신호가 0에서 255 계조를 표현하는 단계와 256에서 511계조을 표현하는 단계와 512에서 767계조을 표현하는 단계와 768에서 1023계조를 표현하는 단계로 구분을 할 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b) 들은 제 1 내지 제 4 클럭의 주기에 의해 동일한 수를 카운트 하는 시간이 다르게 설정되어 1 계조 차이의 발광시간이 제 1 내지 제 4 카운터(231b,232b,233b,234b) 중 어느 카운터가 동작하느냐에 따라 다르게 되어 각 단계에서 1 계조 차이의 발광시간이 다르게 표현될 수 있다.
그리고, 한 라인의 영상신호의 온타임 구간이 카운터에서 카운팅하는 시간보다 더 길게 유지되도록 하며 그 이유는 도 4a 내지 도 4f의 설명부분에 설명되어 있다.
도 7은 도 3 및 도 5에 도시된 데이터구동부를 채용한 평판표시장치의 일례의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 평판표시장치는 전자방출표시소자로 전자방출표시소자는 화소부(100), 데이터 구동부(200), 주사구동부(300) 및 타이밍 제어부(400)를 포함한다.
화소부(100)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)이 교차하는 부분에 화소(101)가 형성되며 화소(101)는 전자방출부를 포함하여 전자방출부에서 캐소드 전극에서 방출된 전자가 고전압의 애노드에 충돌하여 형광체가 발광함으로써 영상을 표시한다. 표시되는 영상의 계조는 입력되는 디지털영상신호의 값에 따라 변하게 된다. 디지털영상신호의 값에 따라 표현되는 계조는 펄스폭 변환방식에 의한 발광시간의 차이를 이용하여 조절하는 방법과 데이터신호의 전압을 조절하여 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)의 전압차이를 이용하여 조절하는 방법을 사용한다. 즉, 영상신호의 계조값을 복수의 단계로 구분한 후 각 단계별로 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)의 전압차이를 조 절하고 한 단계에서 발광시간을 조절하여 계조를 조절할 수 있게 된다.
데이터구동부(200)는 영상신호를 이용하여 데이터신호를 생성하며 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 연결되어 데이터신호가 화소부(101)에 전달되도록 하여 화소부(101)가 데이터신호에 대응하여 발광하도록 한다. 데이터 구동부(200)에서 생성되는 데이터신호는 영상신호의 계조에 대응하여 복수의 전압레벨을 구비하여 영상계조를 복수의 단계로 구분하여 각 단계별로 데이터신호가 다른 전압레벨을 갖도록 한다. 데이터신호가 계조의 단계에 대응하여 다른 전압레벨을 갖게 되면, 캐소드전극(C1,C2...Cn)의 전압이 변경되어 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)의 전압차이가 각 단계별로 다르게 되어 각 단계별로 휘도차이가 나타나게 된다.
또한, 전자방출표시장치의 각 화소는 기생캐패시터를 구비하게 되는데, 이러한 기생캐패시터를 충방전하는데에 필요한 전류가 필요하게 되어 소비전력이 증가하게 된다. 그리고, 캐패시터를 충방전하는데 필요한 전력소모량은 하기의 수학식 1과 같이 된다.
Figure 112006016728475-PAT00001
여기서, n은 로우라인의 수, m은 컬럼 라인의 수, Ckg는 게이트전극과 캐소드 전극간의 캐패시턴스, VH 는 컬럼라인에 인가되는 데이터신호의 전압의 크기, Fclk 는 컬럼라인의 데이터구동부의 동작주파수를 나타낸다. 따라서, 데이터신호의 전압의 크기가 커지게 되면 전력소모량이 커지게 되지만, 각 계조의 단계별로 VH 의 크기가 조정되어 VH 의 크기는
Figure 112006016728475-PAT00002
또는
Figure 112006016728475-PAT00003
또는
Figure 112006016728475-PAT00004
또는
Figure 112006016728475-PAT00005
가 되어 데이터신호의 전압의 크기가 커지더라도 전력소모량이 커지지 않게 된다.
주사구동부(300)는 게이트 전극(G1,G2...Gn)과 연결되어 주사신호를 생성하여 화소부(101)에 전달하여 화소부(101)를 라인 스캔 방식으로 수평라인 단위로 일정시간씩 순차적으로 발광시킴으로서 전체 화면을 표시하는 방식으로 회로 원가 및 소비전력을 줄이면서 구동할 수 있다. 그리고, 주사구동부(300)는 이전 주사신호와 주사신호 사이에 블랭킹(Blanking) 구간을 두어 주사신호의 라이징 시간과 폴링 시간에 의해 라인간 오버랩(Over Lap)이 일어나는 것을 방지한다.
타이밍제어부(400)는 데이터구동부(200)와 주사구동부(300)에 영상신호, 데이터구동부제어신호, 주사구동부 제어신호 등을 전달하여 데이터구동부(200)와 주사구동부(300)가 동작을 하여 화소부(100)에서 영상을 표시하도록 한다.
본 발명에 따른 평판 표시장치 및 데이터신호 형성방법에 의하면, 각 계조간의 발광시간을 줄이지 않고도 고계조를 표현할 수 있어 계조표현능력이 더욱 좋아지게 되어 명암비가 커지도록 할 수 있으며, 전류량을 크게 하지 않아도 되어 평 판 표시장치의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (23)

  1. 데이터신호와 주사신호를 전달받아 화상을 표현하는 화소부;
    영상신호를 이용하여 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부; 및
    주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부를 포함하되,
    상기 데이터구동부는 상기 영상신호의 적어도 하나의 상위비트에 의해 상기 데이터신호의 전압을 조절하고 상기 영상신호의 하위 비트에 의해 상기 데이터신호의 펄스폭을 조절하여 휘도를 조절하는 평판표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터구동부는
    영상신호를 직렬로 입력받는 시프트레지스터;
    상기 시프트레지스터에 의해 상기 영상신호를 병렬로 출력하되, 상기 영상신호를 상기 상위비트와 상기 하위비트로 구분하여 출력하는 래치;
    소정의 수를 순차적으로 카운트를 하는 카운터;
    상기 영상신호의 하위비트를 입력받으며, 상기 카운터에서 카운트된 신호와 하위비트를 비교하여 상기 카운터에서 카운트 수가 상기 하위비트와 동일한 시점에서 신호를 출력하는 비교기;
    상기 영상신호의 적어도 하나의 최상위 비트의 데이터를 상기 데이터신호의 전압을 결정하는 전압선택부; 및
    상기 전압선택부에서 선택된 상기 전압에 의해 상기 데이터신호의 전압이 결정되고, 상기 비교기에서 신호가 출력되는 시점에서 화소에 데이터신호를 인가하는 레벨시프터를 포함하는 평판표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 카운터는 온타임 구간에서 하위비트의 수에 해당하는 수를 카운트하는 평판표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 온타임 구간은 상기 카운터에서 상기 하위비트의 수에 해당하는 수보다 적어도 하나 더 큰 수를 카운트 하는데 필요한 시간인 평판표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터구동부는
    영상신호를 직렬로 입력받는 시프트레지스터;
    상기 시프트레지스터에 의해 상기 영상신호를 병렬로 출력하되, 상기 영상신호를 상기 상위비트와 상기 하위비트로 구분하여 출력하는 래치;
    소정의 수를 카운팅하되, 상기 소정의 수를 카운팅하는 시간이 각기 다른 복수의 카운터;
    상기 영상신호의 하위비트를 입력받으며, 상기 복수의 카운터 중 하나의 카운터로부터 카운트된 신호와 상기 하위비트를 비교하여 상기 카운터에서 카운트 수가 상기 하위비트와 동일한 시점에서 신호를 출력하는 비교기;
    상기 영상신호의 적어도 하나의 최상위 비트의 데이터를 상기 데이터신호의 진폭을 결정하는 전압선택부; 및
    상기 전압선택부에서 선택된 상기 진폭에 의해 상기 데이터신호의 진폭이 결정되고, 상기 비교기에서 신호가 출력되는 시점에서 화소에 데이터신호를 인가하는 레벨시프터를 포함하는 평판표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 카운터는 서로 다른 주기를 갖는 클럭을 전달받아 동작하는 평판표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 카운터는 온타임 구간에서 하위비트의 수에 해당하는 수를 카운트하는 평판표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 온타임 구간은 상기 카운터에서 상기 하위비트의 수에 해당하는 수보다 적어도 하나 더 큰 수를 카운트 하는데 필요한 시간인 평판표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사구동부는 이전 주사신호와 주사신호 사이에 블랭킹 구간이 형성되도록 구동되는 평판표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소부는 전자방출표시소자를 포함하는 평판표시장치.
  11. 영상신호를 직렬로 입력받는 시프트레지스터;
    상기 시프트레지스터에 의해 상기 영상신호를 병렬로 출력하되, 상기 영상신 호를 상기 상위비트와 상기 하위비트로 구분하여 출력하는 래치;
    소정의 수를 순차적으로 카운트를 하는 카운터;
    상기 영상신호의 하위비트를 입력받으며, 상기 카운터에서 카운트된 신호와 하위비트를 비교하여 상기 카운터에서 카운트 수가 상기 하위비트와 동일한 시점에서 신호를 출력하는 비교기;
    상기 영상신호의 적어도 하나의 최상위 비트의 데이터를 상기 데이터신호의 전압을 결정하는 전압선택부; 및
    상기 전압선택부에서 선택된 상기 전압에 의해 상기 데이터신호의 전압이 결정되고, 상기 비교기에서 신호가 출력되는 시점에서 화소에 데이터신호를 인가하는 레벨시프터를 포함하는 데이터구동부.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 카운터는 온타임 구간에서 하위비트의 수에 해당하는 수를 카운트하는 데이터구동부.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온타임 구간은 상기 카운터에서 상기 하위비트의 수에 해당하는 수보다 적어도 하나 더 큰 수를 카운트 하는데 필요한 시간인 데이터구동부.
  14. 영상신호를 직렬로 입력받는 시프트레지스터;
    상기 시프트레지스터에 의해 상기 영상신호를 병렬로 출력하되, 상기 영상신호를 상기 상위비트와 상기 하위비트로 구분하여 출력하는 래치;
    소정의 수를 카운팅하되, 상기 소정의 수를 카운팅하는 시간이 각기 다른 복수의 카운터;
    상기 영상신호의 하위비트를 입력받으며, 상기 복수의 카운터 중 하나의 카운터로부터 카운트된 신호와 상기 하위비트를 비교하여 상기 카운터에서 카운트 수가 상기 하위비트와 동일한 시점에서 신호를 출력하는 비교기;
    상기 영상신호의 적어도 하나의 최상위 비트의 데이터를 상기 데이터신호의 진폭을 결정하는 전압선택부; 및
    상기 전압선택부에서 선택된 상기 진폭에 의해 상기 데이터신호의 진폭이 결정되고, 상기 비교기에서 신호가 출력되는 시점에서 화소에 데이터신호를 인가하는 레벨시프터를 포함하는 데이터구동부.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 카운터는 서로 다른 주기를 갖는 클럭을 전달받아 동작하는 데이터구동부.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 카운터는 온타임 구간에서 하위비트의 수에 해당하는 수를 카운트하는 데이터구동부.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 온타임 구간은 상기 카운터에서 상기 하위비트의 수에 해당하는 수보다 적어도 하나 더 큰 수를 카운트 하는데 필요한 시간인 데이터구동부.
  18. 영상신호를 데이터신호로 변환하여 데이터신호에 의해 계조를 표현하는 데이터신호를 형성하는 방법에 있어서,
    상기 영상신호를 전달받아 상위 비트와 하위 비트를 구분하는 단계;
    상기 상위비트에 의해 상기 데이터신호의 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 하위비트를 이용하여 상기 데이터신호의 펄스폭을 결정하는 단계를 포함하는 데이터신호를 형성하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 데이터신호의 펄스폭을 결정하는 단계는 상기 데이터신호의 펄스폭은 순차적으로 수를 카운트하여 상기 하위비트의 수와 카운트 한 수가 동일한 시점에 상기 데이터신호를 출력하도록 하는 데이터신호를 형성하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 데이터신호의 펄스폭을 결정하는 단계는 순차적으로 카운트하는 시간이 온타임 시간보다 짧게 형성되는 데이터신호를 형성하는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 데이터신호의 펄스폭을 결정하는 단계는 상기 영상신호의 상위비트의 크기에 대응하여 카운트하는 시간이 다르게 설정되며, 상기 영상신호의 하위비트의 크기에 대응하는 수를 카운트 한 시점에서 상기 데이터신호를 출력하여 상기 데이터신호의 펄스폭을 결정하는 데이터신호를 형성하는 방법.
  22. 영상신호의 계조값을 크기에 대응하여 복수의 단계로 구분하며 상기 각 단계 별로 기준전압과 카운팅하는 시간을 다르게 설정하는 단계;
    영상신호를 입력받아 상기 영상신호의 상위비트를 이용하여 상기 복수의 단 계 중 하나의 단계를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 단계에 대응된 기준전압과 카운팅하는 시간을 이용하여 데이터신호의 전압과 펄스폭을 결정하는 단계를 포함하는 데이터신호를 형성하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 데이터신호의 펄스폭의 결정은 상기 영상신호의 하위비트의 크기와 상기 하위비트의 수까지 카운팅하는 시간을 이용하여 상기 펄스폭을 결정하는 데이터신호를 형성하는 방법.
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