KR101933929B1 - 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널 및 이를 구동하는 디지털 화소 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널 및 이를 구동하는 디지털 화소 구동 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 디스플레이 패널은 균등한 면적의 복수 개의 서브 픽셀로 구획된 픽셀, 및 상기 복수 개의 서브 픽셀 각각을 구동하는 픽셀 구동부를 복수 개 포함하고, 각 픽셀의 밝기를 나타내는 데이터값에 따라 상기 복수 개의 서브 픽셀 각각의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 상기 픽셀 구동부를 제어하는 제어부를 구비할 수 있다. 본 발명에 의하면, 화소의 공간을 구획하여 서브 픽셀로 나누어 입력신호의 비트를 분배함으로써, 화소의 공간을 구획하지 않는 경우보다 상대적으로 주사선 턴 온 시간(T_ON)을 늘릴 수 있다

Description

공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널 및 이를 구동하는 디지털 화소 구동 방법{DISPLAY PANEL USING ALTERATION OF PIXEL SPACE AND OCCUPANCY TIME OF PIXEL AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널 및 이를 구동하는 디지털 화소 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 픽셀(pixel)의 구획된 서브 픽셀의 구동 시간을 제어하여 계조(gray scale)를 표현하는 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널 및 이를 구동하는 디지털 화소 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표시 장치는 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 패널에 표시하는 장치로, 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 등을 포함한다. 이러한 표시 장치는 다수의 화소(Pixel)가 행/열의 2차원 형태로 배치된 구조이고, 각각의 화소를 구동하고 영상을 표시하는 방법은 이하 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 표시 장치의 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 표시 장치는 다수의 화소가 R 개의 행과 C 개의 열로 배치된 구조이다. 종래의 표시 장치의 디지털 화소 구동 방법은 각각의 화소에 n 비트 메모리가 포함되어 각 메모리 값에 따라 화면의 색이 결정되며, 많은 경우에 n=1의 값을 가진다. 아래 설명에서는 n=1인 경우에 대하여 국한하지만, n이 다른 값을 가질 때에도 개념상 유사한 설명이 가능하다.

각각의 화소에 포함된 메모리에 값을 저장하는 방법은 주사선 선택 타이밍 신호(도 1의 (a))를 기초로, 행 라인(row line)은 ROW_1부터 ROW_R까지 순차적으로 턴 온 시키면서 각각의 열 라인(column line)인 COL_1 내지 COL_C에 원하는 데이터값(0 또는 1)을 인가할 수 있다(도 1의 (b)). 즉, 주사선 선택 타이밍 신호에 의해 ROW_1이 턴 온 시켜 COL_1 내지 COL_C에 원하는 데이터값을 인가함으로써, ROW_1 및 COL_1 내지 COL_C와 각각 교차하는 각각의 픽셀에 데이터값을 저장할 수 있다. 또한, ROW_1을 턴 오프 시킨 후, ROW_2를 턴 온 시켜 COL_1 내지 COL_C에 원하는 데이터값을 인가함으로써, ROW_2 및 COL_1 내지 COL_C와 각각 교차하는 각각의 픽셀에 데이터값을 저장할 수 있다. 상기와 같은 방법으로, 순차적으로 다른 행의 픽셀들에 포함된 메모리에 데이터값을 저장하거나, 또는 저장된 데이터값을 변경할 수 있다.

디지털 화소 구동 방법은 표시 장치의 화소 밝기를 화소 메모리에 저장된 '0'과 '1'의 시간 점유율 차이로 조절할 수 있다.

도 2a 내지 도 2b는 종래의 주사선 선택 어드레싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 바이너리 4-bit 신호를 사용하여 화소를 구동하는 방법과, 그 4-bit 신호를 써모미터 15-bit 신호로 변환하여 구동하는 경우, 주사선 어드레싱 시간 및 주사선 턴 온 시간을 아래와 같이 산출할 수 있다.

구체적으로, 바이너리 4-bit 디지털 신호를 이용해 표시 장치를 구동하는 경우, MSB(most significant bit) 서브프레임에 가장 많은 시간을 할당하고, LSB(least significant bit) 서브프레임에 가장 적은 시간을 할당하여 구동한다. 이 경우, N-bit의 입력 값의 '0'과 '1'의 위치에 따라 서로 떨어진 복수 개의 펄스(1로 표현되는 펄스)가 픽셀에 입력된다. 이때, 주사선 어드레싱 시간(addressing time)은 LSB 서브프레임 시간에 의해 결정되며, T/(2^N-1)이 되고, 주사선 턴 온 시간(T_ON)은 T/(2^N-1)/R이 된다. 여기서, N은 디지털 입력 신호의 계조 비트수이고, R은 표시 장치에 포함된 2차원 픽셀의 행(row)의 개수이다. 이 방법의 장점은 N-bit의 영상 정보를 픽셀에 할당하기 위하여 N번의 데이터 어드레싱만 필요하므로 적은 횟수의 데이터 어드레싱으로 픽셀 계조를 표현할 수 있다. 그러나, 이 방법은 N-bit의 '0'과 '1'의 위치에 따라 서로 떨어진 복수 개의 펄수가 픽셀에 입력되며, 화소를 구성하는 물질에 따라 화질이 매우 저하될 수 있는 문제점이 있다.

도 2b를 참조하면, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 여러 개의 펄스가 아닌 하나의 펄스로 화소를 구동할 수 있다. 즉, 바이너리 4-bit 신호를 써모미터 15-bit 디지털 신호로 바꾼 다음, 써모미터 15-bit 신호를 이용해 표시 장치를 구동하는 경우, 연속적으로 필요한 비트에 대응하는 펄스를 인가할 수 있다.

그러나, 이 방법에 의하면, N-bit 신호에 대해 N 번이 아니라, 2^N-1번의 데이터 어드레싱이 필요하므로 표시 장치의 기구적 복잡성이 증가하고 전력소모도 커지는 문제점이 있다.

위와 같이, 도 2a 및 도 2b에 따른 디지털 화소 구동 방법의 주사선 어드레싱 시간은 각 단위 서브프레임 시간(unit sub-frame time)에 의해 결정된다. 따라서, 주사선 어드레싱 시간(addressing time)은 T/(2^N-1)이 되고, 주사선 턴 온 시간(T_ON)은 T/(2^N-1)/R이 된다. 즉, 위 두 방법에 따른, 주사선 어드레싱 시간과, 주사선 턴 온 시간은 동일하다.

상기의 디지털 신호를 이용한 화소 구동 방법은 화면의 해상도가 높아질수록(즉, R과 C가 커질수록), 화소의 계조 표현력이 높아질수록(즉, N이 커질수록), 주사선 턴 온 시간(T_ON)이 작아지게 된다. 그러나, 주사선 턴 온 시간이 너무 작으면 구동회로를 매우 고속으로 동작시켜야 하며, 전력소모 및 하드웨어가 커지는 문제점이 있다. 또한, 주사선 턴 온 시간을 키우기 위해, 디지털 입력 신호의 비트수인 N을 작게 하면, 화소의 계조 표현력이 나빠지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 각 화소의 공간을 분할하여 다수의 디지털 입력 신호(디지털 비트)를 공급하는 방법이 도입되었다.

도 3은 종래의 화소 공간 분할을 이용한 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 종래의 화소 공간 분할을 이용한 디지털 화소 구동 방법은 각 화소의 공간을 계조에 대응하는 면적의 서브 픽셀(binary weighted sub-pixel)로 각각 구분하고, 각 서브 픽셀을 온/오프하는 방법으로 각 화소의 계조를 제어한다.

구체적으로, 3bit의 데이터를 픽셀에 저장하기 위해, 픽셀을 바이너리 가중에 의해 2⁰, 2¹, 2²의 면적으로 구획하고, MSB를 가장 면적이 넓은 서브 픽셀(D2)에 할당하고, LSB를 가장 면적이 좁은 서브 픽셀(D0)에 할당한 후, 한 번의 데이터 어드레싱으로 3bit을 동시에 픽셀에 저장할 수 있다. 이때, 면적이 2⁰인 서브 픽셀(D0)에 LSB(D₀)를 할당하고, 면적이 2¹인 서브 픽셀(D1)에 MSB, LSB를 제외한 비트(D₁)를 할당하고, 면적이 2²인 서브 픽셀(D2)에 MSB(D₂)를 할당한다. 따라서, [1, 1, 0] 공급된 경우, 화소의 각 서브 픽셀 D2, D1은 주기 T 동안 턴 온 되고, 서브 픽셀 D0은 주기 T 동안 턴 오프 된다.

이 경우, T 시간 동안 화면에 각 서브 픽셀에 대응하는 데이터값이 출력되므로 T_ON을 크게 유지할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이 경우, N-bit 데이터를 동시에 하나의 픽셀에 저장하기 위하여 데이터 라인(column line)을 한 개가 아닌 N개를 사용해야 하므로, 실제 구현 시 복잡도가 증가하는 문제점이 있다. 또한, 이 방법의 정확도는 바이너리 가중된 서브 픽셀의 정확도에 의해 결정되며, N값이 증가할수록 정확하게 서브 픽셀을 제작하는 것이 어려워진다. 따라서, N값이 증가하는 경우에도 정확도를 향상시키면서 주사선 어드레싱 시간을 증가시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 픽셀의 공간 분할과 각 서브 픽셀의 구동 시간 변조를 통해 계조 표현의 정확도를 유지하면서 주사선 어드레싱 시간을 증가시키는 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널 및 이를 구동하는 디지털 화소 구동 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 디스플레이 패널은 균등한 면적의 복수 개의 서브 픽셀로 구획된 픽셀, 및 상기 복수 개의 서브 픽셀 각각을 구동하는 픽셀 구동부를 복수 개 포함하고, 각 픽셀의 밝기를 나타내는 데이터값에 따라 상기 복수 개의 서브 픽셀 각각의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 상기 픽셀 구동부를 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.

여기서, 픽셀은 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 물리적으로 균등하게 구획될 수 있다.

또한, 픽셀은 C 개의 열과 R 개의 행으로 배열되며, 픽셀 구동부는 행을 선택하기 위한 주사선과, 데이터가 인가되는 데이터 라인과, 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀 중 하나를 선택하기 위한 선택 라인이 연결되며, 상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 제어부는, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 상기 선택 라인을 반대로 구동시킬 수 있다.

또한, 제어부는 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하도록 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다.

또한, 제어부는 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 상기 제1 서브 픽셀을 온 시키거나 또는 상기 제2 서브 픽셀을 오프 시키도록 해당 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 상기 제1 서브 픽셀이 온 되어 있는 경우 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하고, 상기 제2 서브 픽셀이 오프 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다.

또한, 제어부는 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다.

또한, 데이터값이 N 비트인 경우, 제어부는 각 행을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고, 상기 제1 서브 픽셀을 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 전체 타임슬롯 동안 온 또는 오프하고, 두 번째 타임슬롯부터 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

또한, 데이터값이 N 비트인 경우, 제어부는 각 행을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀에 우선순위를 설정하고, 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 우선순위가 높은 서브 픽셀부터 순차적으로 상기 타임슬롯의 턴 온 시간 점유율이 증가하도록 제어할 수 있다.

또한, 데이터값이 N 비트인 경우, 제어부는 각 열을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고, 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 제1 서브 픽셀과, 상기 제2 서브 픽셀의 상기 타임슬롯의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 균등한 면적의 복수 개의 서브 픽셀 중 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 생성하도록 선택 라인을 구동시키는 단계, 및 각 픽셀의 밝기를 나타내는 데이터값에 따라 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계를 포함한다.

여기서, 각 픽셀은 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 물리적으로 균등하게 구획될 수 있다.

또한, 상기 선택 라인을 구동시키는 단계는, 상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 상기 선택 라인을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 상기 선택 라인을 반대로 구동시킬 수 있다.

또한, 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는, 상기 첫 번째 타음슬롯에서 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

또한, 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는, 상기 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 상기 제1 서브 픽셀을 온 시키거나 또는 상기 제2 서브 픽셀을 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 상기 제1 서브 픽셀이 온 되어 있는 경우 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하고, 상기 제2 서브 픽셀이 오프 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

또한, 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는, 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는, 상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하는 단계, 및 상기 제1 서브 픽셀을 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 전체 타임슬롯 동안 온 또는 오프 하고, 두 번째 타임슬롯부터 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는, 상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하는 단계, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀에 우선순위를 설정하는 단계, 및 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 우선순위가 높은 서브 픽셀부터 순차적으로 턴 온 시간 점유율이 증가하도록 제어하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는, 상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하는 단계, 및 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 제어하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 픽셀 공간을 균등하게 구획한 서브 픽셀로 나누어 입력신호의 비트 수를 분배함으로써, 픽셀의 공간을 구획하지 않은 경우보다 상대적으로 주사선 턴 온 시간(T_ON)을 늘릴 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 데이터값이 증가함에 따라, 연속된 타임슬롯 동안 턴 온 상태를 유지하도록 각 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어함으로써 화질 저하를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 표시 장치의 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 종래의 주사선 선택 어드레싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 화소 공간 분할을 이용한 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널을 구동하는 디지털 화소 구동방법의 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 개략적인 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 복수 개의 픽셀(110), 복수 개의 픽셀 구동부(120) 및 이를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

픽셀(110)은 C개의 열과 R개의 행으로 배열된다. 각 픽셀(110)은 균등한 면적의 복수 개의 서브 픽셀로 구획될 수 있다. 이때, 서브 픽셀의 개수는 2^M 개이며, M=1인 경우에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. 본 발명은 M이 다른 값을 가질 수 있고, 그 때에도 아래의 실시예를 유사하게 적용할 수 있다.

예를 들면, 픽셀(110)은 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 물리적으로 균등하게 구획될 수 있다. 이하, 각 픽셀(110)이 두 개의 서브 픽셀(제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀)로 균등하게 구획된 경우를 예시로 구체적으로 설명하도록 한다. 본 발명은 각 픽셀(110)을 균등한 면적의 두 개의 서브 픽셀로 구획한 경우뿐만 아니라, 세 개 이상의 서브 픽셀로 구획한 경우에도 적용될 수 있다.

픽셀(110)을 구동하는 픽셀 구동부(120)는 행을 선택하기 위한 주사선(ROW_1 내지 ROW_R), 데이터가 인가되는 데이터 라인(COL_1 내지 COL_C)과 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀 중 하나를 선택하기 위한 선택 라인이 연결될 수 있다. 선택 라인을 통해 전달된 선택 신호에 따라 각 서브 픽셀에 대응하는 메모리(또는 버퍼)에 각 서브 픽셀을 제어하기 위한 데이터값이 저장된다. 픽셀 구동부(120)는 저장된 각 데이터값에 따라 서브 픽셀을 온/오프하여 계조를 표시할 수 있다. 픽셀 구동부(120)는 각 서브 픽셀을 온 하면 다시 오프하기 전까지는 온 상태를 유지하도록 구성할 수 있다.

제어부는 각 픽셀의 계조를 나타내기 위한 데이터값이 N 비트인 경우, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 선택 라인을 반대로 구동시킬 수 있다. 이때, 제어부는 N 비트의 데이터값을 MSB(most significant bit)와 나머지 데이터값(LSBs), 또는 LSB(least significant bit)와 나머지 데이터값(MSBs)으로 분할하여 첫 번째 타임슬롯과 나머지 타임슬롯 동안 각 서브 픽셀에 대응하는 메모리에 임시로 저장할 수 있다. 제어부는 각 서브 픽셀에 대응하는 메모리에 임시로 저장된 데이터값에 대응하는 타임슬롯 동안 각 서브 픽셀을 구동시키도록 제어할 수 있다. 여기서, 턴 온 시간 점유율을 제어하는 것은 턴 온 시킬 타임슬롯의 개수를 결정하는 것을 의미한다. 또한, 제어부는 새로운 데이터값을 쓰기 전에 메모리에 임시로 저장된 데이터값을 리셋할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널을 구동하는 디지털 화소 구동방법의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널을 구동하는 디지털 화소 구동방법은 복수 개의 서브 픽셀 중 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 생성하도록 선택 라인을 구동시키고(S510), 각 서브 픽셀의 밝기를 나타내는 데이터값에 따라 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하여 다양한 계조를 표시할 수 있다(S530).

각 픽셀은 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 물리적으로 균등하게 구획될 수 있고, 데이터값의 N 비트인 경우, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임 슬롯에서 상기 선택 라인을 반대로 구동시켜 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀에 N 비트의 데이터값을 분할하여 출력하도록 제어할 수 있다. 다시 말해, N 비트의 데이터값을 MSB와 LSBs, 또는 LSB와 MSBs로 분할하고, 분할된 각 데이터값에 따라 제1 서브 픽셀 또는 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하여 밝기를 나타낼 수 있다.

이하, 두 개의 균등한 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 구획된 픽셀에 대하여 각 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 디지털 화소 구동 방법의 다양한 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.

<제1 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널>

제1 실시예에 따르면, 제어부는 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하도록 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값(LSBs)에 따라 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다. 이때, 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하기 위해 쓰여진 데이터값(MSB)과 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하기 위해 쓰여진 데이터값(LSBs)은 서로 다른 메모리에 임시 저장될 수 있다.

제어부는 제1 서브 픽셀을 데이터값의 MSB에 따라 전체 타임슬롯 동안 온 또는 오프하고, 두 번째 타임슬롯부터 나머지 데이터값(LSBs)에 따라 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 이때, 제어부는 나머지 데이터값(LSBs)을 써모미터(thermometer) 코드로 변환하여 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부는 선택 라인을 통해 공급된 선택 신호에 따라 첫 번째 타임슬롯 동안 제1 서브 픽셀을 선택하고, 데이터값의 MSB에 따라 선택된 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어할 수 있다. 이때, 제어부는 첫 번째 타임슬롯 동안 제1 서브 픽셀을 제어하기 위해 쓰인 데이터값의 MSB는 각 픽셀에 할당된 시간(T) 동안 온 또는 오프 하도록 제어할 수 있는 데이터 크기를 갖는다.

제어부는 나머지 타임슬롯 동안 제2 서브 픽셀을 선택하고, 나머지 데이터값(LSBs)에 따라 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 이때, 나머지 데이터값(LSBs)을 써모미터 코드로 변환하여 2^N-1 개의 타임슬롯 중 대응하는 타임슬롯 만큼 턴 온 되도록 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 여기서, 써모미터 코드로 변환하여 턴 온 시간 점유율을 제어하는 방법은 하나의 예시일 뿐이며, 다양한 다른 방법을 이용하여 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법은 첫 번째 타임슬롯에서 제1 서브 픽셀(A)과 제2 서브 픽셀(B) 중 하나를 선택하는 선택 신호를 공급하여 선택된 서브 픽셀이 데이터값의 MSB에 따라 구동되도록 제어하고, 나머지 타임슬롯 동안 나머지 서브 픽셀이 나머지 데이터값(LSBs)에 따라 구동되도록 제어할 수 있다.

도 6을 참조하면, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 온 시켜 제1 서브 픽셀(A)을 선택하고, 데이터값의 MSB(D₂)를 데이터 라인에 쓰면, 제1 서브 픽셀(A)은 데이터값의 MSB(D₂)에 따라, 전체 타임슬롯 동안 턴 온('MSB=1'인 경우), 또는 턴 오프('MSB=0'인 경우)되도록 제어할 수 있다.

두 번째 타임슬롯부터 선택 라인을 오프 시켜 제2 서브 픽셀(B)을 선택하고, 나머지 데이터값 LSBs(D₁, D₀)를 데이터 라인에 순차적으로 쓰면, 제2 서브 픽셀(B)은 쓰여진 LSBs(D₁, D₀)의 써모미터 코드만큼 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

예를 들어, 전체 타임슬롯 동안 쓰여진 데이터값이 [D₂, D₁, D₀] = [0, 0, 0]인 경우, 첫 번째 타임슬롯 동안 쓰여진 MSB(D₂)=(0)에 따라 제1 서브 픽셀(A)을 전체 타임슬롯 동안 턴 오프 되도록 제어하고, 나머지 타임슬롯 동안 쓰여진 LSBs(D₁, D₀)=(0,0) 에 따라 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 0으로 제어할 수 있다.

또한, 전체 타임슬롯 동안 쓰여진 데이터값이 [D₂, D₁, D₀] = [1, 0, 1]인 경우, 첫 번째 타임슬롯 동안 쓰여진 MSB(D₂)=(1)에 따라 제1 서브 픽셀(A)을 전체 타임슬롯 동안 턴 온 되도록 제어하고, 나머지 타임슬롯 동안 쓰여진 LSBs(D₁, D₀)=(0,1) 에 따라 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 한 개의 타임슬롯이 되도록 제어할 수 있다. 즉, 제1 서브 픽셀(A)은 전체 타임슬롯 동안 턴 온 상태를 유지하고, 제2 서브 픽셀(B)은 두 번째 타임슬롯부터 선택되므로, 두 번째 타임슬롯에서만 제2 서브 픽셀(B)이 온 되도록 제어할 수 있다.

마찬가지 방법으로, 전체 타임슬롯 동안 쓰여진 데이터값이 [D₂, D₁, D₀] = [0, 1, 1]인 경우, MSB(D₂)=0이므로, 제1 서브 픽셀(A)을 전체 타임슬롯 동안 턴 오프 상태로 유지하고, LSBs(D₁, D₀)=(1, 1)이므로, 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 세 개의 타임슬롯이 되도록 제어할 수 있다. 즉, 제1 서브 픽셀(A)은 전체 타임슬롯 동안 턴 오프 상태를 유지하고, 제2 서브 픽셀(B)은 두 번째 타임슬롯부터 턴 온 되어, 네 번째 타임슬롯까지 턴 온 상태를 유지할 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 데이터값이 N 비트인 경우, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인은 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 선택라인을 반대로 구동시킬 수 있다. 선택 라인의 온 또는 오프에 의해 제1 서브 픽셀이 선택되거나 또는 제2 서브 픽셀이 선택될 수 있다(도 8 참조).

또한, 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB를 데이터 라인(COL)에 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 LSBs를 데이터 라인(COL)에 쓰도록 제어할 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 두 개의 버퍼(A, B)와 다수의 트랜지스터를 포함하는 픽셀 구동부가 주사선, 데이터 라인 및 선택 라인과 연결될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 선택 라인의 선택 신호(SEL: '1', '0', 'rst')에 따라, 쓰여진 데이터값을 저장할 메모리(제1 버퍼(A) 또는 제2 버퍼(B))를 선택할 수 있다. 선택 신호(SEL)에 따라 서브 픽셀(또는 서브 픽셀에 대응하는 메모리)이 선택되면, 쓰여진 데이터값에 따라 선택된 서브 픽셀의 턴 온/오프 또는 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

구체적으로, MSB 구동시(첫 번째 타임슬롯 동안), 선택 라인이 온 되면(선택 신호 SEL=1), 제1 서브 픽셀(제1 버퍼(A))을 선택하고, 제1 버퍼에 데이터값의 MSB를 임시로 저장하고 임시로 저장된 MSB에 따라 제1 서브 픽셀을 턴 온 또는 턴 오프 시킬 수 있다. 또한, LSBs 구동시(나머지 타임슬롯 동안), 선택 라인이 오프 되면(선택 신호 SEL=0), 제2 서브 픽셀(제2 버퍼(B))을 선택하고, 제2 버퍼에 LSBs 를 임시로 저장하고, 임시로 저장된 LSBs에 따라 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 이때, 데이터값들(MSB, LSBs)은 컬럼 라인(COL_1 내지 COL_C)으로 쓰여질 수 있다.

또한, 각 열(ROW)에 대한 데이터 입력이 완료되면 'rst(reset)' 신호로 각 주사선(ROW_1 내지 ROW_R)이 순차적으로 켜진 상태에서 각 메모리로 '0'을 공급하여 각 메모리에 저장된 데이터를 리셋시킬 수 있다.

상기의 화소 회로는 제1 실시예에 따른 화소 회로의 예시적 구현 방법일 뿐 다른 회로 소자 및 선택 신호를 이용하여 구성될 수 있다.

<제2 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널>

제2 실시예에 따르면, 제어부는 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB에 따라 제1 서브 픽셀을 온 시키거나 또는 제2 서브 픽셀을 오프 시키도록 해당 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다. 제어부는 첫 번째 타임슬롯에서 선택된 서브 픽셀을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

제어부는 첫 번째 타임슬롯 동안 선택 라인에 '0' 또는 '1'의 선택 신호를 공급하여 하나의 서브 픽셀을 온 또는 오프 상태로 유지한 후, 나머지 타임슬롯에서 제1 서브 픽셀이 온 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 제2 서브 픽셀이 오프 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 제1 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다. 즉, 제어부는 첫 번째 타임슬롯 동안 선택 라인을 통해 공급되는 선택 신호에 따라 하나의 서브 픽셀을 선택하여 온 또는 오프 상태로 유지한 후, 나머지 타임슬롯에서 선택되지 않은 다른 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 이때, 선택된 서브 픽셀의 온 또는 오프는 데이터값의 MSB에 따라 결정되며, 턴 온 시간 점유율은 나머지 데이터값에 따라 결정될 수 있다.

예를 들어, 제어부는 데이터값의 MSB가 0인 경우, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 온 시켜 제1 서브 픽셀을 선택하고, 두 번째 타임슬롯부터 선택 라인을 오프 시켜 제2 서브 픽셀에 LSBs에 대응하는 개수의 타임슬롯이 온되도록 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 데이터값의 MSB가 1인 경우, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 오프 시켜 제2 서브 픽셀을 선택하고, 두 번째 타임슬롯부터 선택 라인을 온 시켜, LSBs에 따라 제1 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

이 경우, 제어부는 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀에 우선순위를 설정하고, 데이터값이 증가함에 따라 우선순위가 높은 서브 픽셀부터 순차적으로 타임슬롯의 턴 온 시간 점유율이 증가하도록 제어할 수 있다. 이 방법에 의하면, 입력된 데이터값이 증가함에 따라, 우선순위가 높은 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 점차 증가하고, 우선순위가 높은 서브 픽셀이 한 주기(T, 이하, '주기' 또는 '프레임'을 혼용하여 사용함) 동안 계속 턴 온 상태를 유지한 이후, 다른 서브 픽셀이 턴 온 되도록 제어할 수 있다. 즉, 수신된 데이터값이 증가함에 따라, 우선순위가 높은 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 한 주기가 된 이후, 다른 서브 픽셀이 대응하는 데이터값의 서브 주기 동안 턴 온 되도록 제어할 수 있다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법은 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB에 따라 제1 서브 픽셀(A)을 온 시키거나 또는 제2 서브 픽셀(B)을 오프 시키도록 해당 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 제1 서브 픽셀(A)이 온 되어 있는 경우 나머지 데이터값에 따라 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 여기서, 제2 서브 픽셀(B)이 오프 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 제1 서브 픽셀(A)의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다.

결과적으로, 제2 실시예에 따르면, 데이터값이 증가함에 따라 제1 서브 픽셀(A)과 제2 서브 픽셀(B)에 각각 우선순위를 부여하여 우선순위가 높은 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율부터 순차적으로 증가시켜 계조를 나타낼 수 있다. 제2 서브 픽셀(B)의 우선순위를 제1 서브 픽셀(A)의 우선순위보다 높게 설정할 수 있다.

구체적으로, 데이터값 [D₂, D₁, D₀] = [0, 0, 1]인 경우, 우선순위가 높은 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 하나의 타임슬롯으로 유지하고, 데이터값 [D₂, D₁, D₀] = [0, 1, 0]인 경우, 우선순위가 높은 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 두 개의 타임슬롯으로 제어할 수 있다. 마찬가지 방법으로, 데이터값이 증가함에 따라 우선순위가 높은 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 하나의 타임슬롯씩 증가시킨 후 제2 서브 픽셀(B)이 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T) 동안 턴 온 된 이후, 데이터값이 증가하면 우선순위가 낮은 제1 서브 픽셀(A)의 턴 온 시간 점유율을 하나의 타임슬롯 단위로 증가시키도록 제어할 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀의 면적이 공정상의 오차로 정확히 동일하지 않더라도, [0, 1, 1]에서 [1, 0, 0]으로 데이터값이 변경될 때, 동일한 서브 픽셀의 한 타임슬롯 단위로 턴 온 시간 점유율이 증가하므로, 계조 변화가 제1 실시예보다 상대적으로 크지 않은 장점이 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 데이터값이 N 비트인 경우, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인은 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 선택라인을 반대로 구동시킬 수 있다. 선택 라인의 온 또는 오프와 MSB에 따라, 제1 서브 픽셀이 선택되거나 또는 제2 서브 픽셀이 선택되고, 선택된 서브 픽셀을 구동할 데이터값이 MSB에 따라 결정될 수 있다(도 11 참조).

또한, 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 MSB를 데이터 라인(COL)에 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 LSBs를 데이터 라인(COL)에 쓰도록 제어할 수 있다. 이때, MSB=0이면, 제1 서브 픽셀(A)에 MSB를 전달하고, MSB=1이면 제2 서브 픽셀(B)에 MSB를 전달할 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 제1 실시예와 마찬가지로 두 개의 버퍼(A, B)와 다수의 트랜지스터를 포함하는 픽셀 구동부가 주사선, 데이터 라인 및 선택 라인과 연결될 수 있다. 선택 라인으로 전달되는 선택 신호(SEL)가 MSB에 따라 변경되는 점만 제1 실시예와 차이가 있다.

구체적으로, MSB가 0인 경우와 1인 경우를 구분하여 선택 신호(SEL)를 '1', '0', 'rst'로 입력하여 각 서브 픽셀을 선택하고, 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다. 마찬가지로, 각 열(ROW)에 대한 데이터 입력이 완료되면 'rst(reset)' 신호를 입력하여 각 메모리에 저장된 데이터를 리셋시킬 수 있다.

상기의 픽셀 구동부는 제2 실시예에 따른 화소 회로의 예시적 구현 방법일 뿐 다른 회로 소자 및 선택 신호를 이용하여 구성될 수 있다.

<제3 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디스플레이 패널>

제어부는 데이터값이 증가함에 따라 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있다. 즉, 제어부는 데이터값이 증가함에 따라 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀의 타임슬롯의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부는 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 LSB(least significant bit)를 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯 동안 나머지 데이터값(MSBs)을 데이터 라인에 쓸 수 있다. 또한, 데이터값의 써모미터 MSBs를 해당 열의 데이터 라인에 쓰고, 써모미터 MSBs가 변경되는 경우, 데이터값의 LSB를 해당 열의 데이터 라인에 쓰도록 제어할 수 있다. 상기의 방법들 이외에 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 다양한 방법으로 데이터 라인에 데이터를 쓸 수 있고, 이를 구현하기 위한 회로를 구성할 수 있다. 이하, 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 LSB를 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯 동안 MSBs를 해당 열의 데이터 라인에 써서 각 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 공간-시간 변조 디지털 화소 구동 방법은 데이터값이 증가함에 따라 제1 서브 픽셀(A)과 제2 서브 픽셀(B)을 교대로 턴 온 시간 점유율을 제어하여 계조를 표현할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 데이터값이 증가함에 따라, 제1 서브 픽셀(A), 제2 서브 픽셀(B), 제1 서브 픽셀(A), 제2 서브 픽셀(B) .. 순서로 타임슬롯 단위로 교대로 턴 온 제어할 수 있다. 각 행을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고, 데이터값이 증가함에 따라 하나의 타임슬롯 단위로 턴 온 시간 점유율을 제어할 수 있다.

제3 실시예에 따르면, 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀의 면적이 공정상의 오차로 정확히 동일하지 않더라도, 교대로 각 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 증가하므로, 계조 변화가 제1 실시예 또는 제2 실시예보다 상대적으로 크지 않고 정확한 장점이 있다.

예를 들어, 전체 타임슬롯 동안 쓰여진 데이터값이 [D₂, D₁, D₀] = [0, 0, 1]인 경우, LSB(D₀)=(1)이므로 첫 번째 타임슬롯 동안 제1 서브 픽셀(A)을 하나의 타임슬롯 동안 턴 온 되도록 제어하고, 나머지 타임슬롯 동안 쓰여진 MSBs(D₂, D₁)=(0,0) 에 따라 제1 서브 픽셀(A)과 제2 서브 픽셀(B)을 턴 오프 상태로 유지할 수 있다. 데이터값이 2 증가하여 전체 타임슬롯 동안 쓰여진 데이터값이 [D₂, D₁, D₀] = [0, 1, 0]인 경우, LSB(D₀)=(0)이므로 첫 번째 타임슬롯 동안 제1 서브 픽셀(A)을 하나의 타임슬롯 동안 턴 오프 되도록 제어되지만, 나머지 타임슬롯 동안 쓰여진 MSBs(D₂, D₁)=(0,1) 에 따라 제1 서브 픽셀(A)의 턴 온 시간 점유율과 제2 서브 픽셀(B)의 턴 온 시간 점유율을 각각 하나의 타임슬롯씩 증가시키도록 제어할 수 있다. 따라서, 첫 번째 타임슬롯 동안 제1 서브 픽셀(A)은 턴 오프 되고, 두 번째 타임슬롯 동안만 제1 서브 픽셀(A)과 제2 서브 픽셀(B)은 턴 온 되도록 제어할 수 있다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 데이터값이 N 비트인 경우, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인은 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 선택라인을 반대로 구동시킬 수 있다. 선택 라인의 온 또는 오프에 의해 제1 서브 픽셀이 선택되거나 또는 제2 서브 픽셀이 선택될 수 있다(도 14 참조).

또한, 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 LSB를 데이터 라인(COL)에 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 MSBs를 데이터 라인(COL)에 쓰도록 제어할 수 있다. 버퍼 A는 선택 라인의 선택 신호(SEL)에 영향을 받지 않고, 항상 COL과 연결되며, 버퍼 B는 선택 신호(SEL)가 0인 경우에만 COL과 연결될 수 있다. 즉, MSB가 구동되는 경우에만, 버퍼 B로 데이터 라인에 쓰여진 데이터가 전달될 수 있다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법은 두 개의 버퍼(A, B), 다수의 트랜지스터, 및 픽셀 구동부가 주사선, 데이터 라인 및 선택 라인과 연결될 수 있다. 여기서, 제1 버퍼(A)는 선택 라인과는 연결되지 않고, 데이터 라인과만 연결되고, 제2 버퍼(B)는 선택 라인 및 데이터 라인과 연결될 수 있다. 따라서, 제2 버퍼(B)는 선택 라인의 선택 신호(SEL)에 따라 데이터 라인과 연결되거나 또는 단락될 수 있다.

제3 실시예에 따르면, LSB가 구동하는 경우 선택 신호(SEL)로 '1'을 입력하여 제2 버퍼(B)를 데이터 라인과 단락시키고, 해당 열의 구동신호에 따라 제1 버퍼(A)에만 데이터 라인에 쓰여진 데이터값을 저잘할 수 있다. 즉, 데이터값의 LSB는 제1 버퍼(A)에만 저장될 수 있다.

또한, MSBs가 구동하는 경우 선택 신호(SEL)로 '0'을 입력하여 데이터 라인과 제2 버퍼(B)가 연결될 수 있도록 제어하고, 데이터값의 MSBs에 따라 제1 버퍼(A)와 제2 버퍼(B)에 저장할 데이터값을 결정할 수 있다. 이때, 각 버퍼에 저장할 데이터값은 MSBs를 써모미터 신호로 변환한 후 결정될 수 있다. 예를 들어, 3비트 데이터값 중 MSBs=01인 경우, 제1 버퍼(A)와 제2 버퍼(B)는 써모미터 신호 2를 각각 나누어 1씩 저장할 수 있다.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 모든 열(ROW)에 대한 데이터 입력이 완료되면 해당 열(ROW) 선택 신호로 'rst(reset)' 신호를 입력하여 각 메모리에 저장된 데이터를 리셋시킬 수 있다.

상기의 픽셀 구동부는 제3 실시예에 따른 화소 회로의 예시적 구현 방법일 뿐 다른 회로 소자 및 선택 신호를 이용하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 픽셀 공간을 균등하게 구획한 서브 픽셀로 나누어 데이터값의 비트 수를 분배함으로써, 픽셀의 공간을 구획하지 않은 경우보다 상대적으로 주사선 턴 온 시간(T_ON)을 늘릴 수 있고, 디스플레이 특성에 따라 최적의 실시예를 선택할 수 있다.

상기의 3가지 실시예는 본 발명의 사상을 구현할 수 있는 예시적인 실시예에 불과하며, 본 발명은 균등하게 구획된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 다양한 방법에 의해 구현될 수 있다.

100: 디스플레이 패널
110: 픽셀 120: 픽셀 구동부

Claims (18)

1. 균등한 면적의 복수 개의 서브 픽셀로 구획된 픽셀; 및
   상기 복수 개의 서브 픽셀 각각을 구동하는 픽셀 구동부;
   를 복수 개 포함하고,
   각 픽셀의 밝기를 나타내는 데이터값에 따라 상기 복수 개의 서브 픽셀 각각의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 상기 픽셀 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부는 상기 데이터값이 N 비트인 경우 각 서브 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고,
   첫번째 타임슬롯에서 상기 데이터값의 MSB(most significant bit)나 LSB(least significant bit)에 따라 하나의 서브 픽셀을 온 또는 오프 시키고,
   나머지 타임슬롯에서 상기 데이터값의 나머지 데이터값에 따라 나머지 서브 픽셀을 온 또는 오프 시켜 해당 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 디스플레이 패널.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 픽셀은, 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 물리적으로 균등하게 구획되는, 디스플레이 패널.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 픽셀은 C 개의 열과 R 개의 행으로 배열되며,
   상기 픽셀 구동부는, 행을 선택하기 위한 주사선과, 데이터가 인가되는 데이터 라인과, 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀 중 하나를 선택하기 위한 선택 라인이 연결되며,
   상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 제어부는, 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 선택 라인을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 상기 선택 라인을 반대로 구동시키는, 디스플레이 패널.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는, 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 상기 MSB에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하도록 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓰는, 디스플레이 패널.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는, 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 상기 MSB에 따라 상기 제2 서브 픽셀을 온 시키거나 또는 상기 제1 서브 픽셀을 오프 시키도록 해당 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 상기 제2 서브 픽셀이 온 되어 있는 경우 나머지 데이터값에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하고, 상기 제1 서브 픽셀이 오프 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓰는, 디스플레이 패널.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는, 첫번째 타임 슬롯에서 데이터값의 LSB에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하도록 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값에 따라 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 교대로 제어하도록 데이터 라인에 데이터를 쓰는, 디스플레이 패널.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 제어부는, 각 행을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고,
   상기 제1 서브 픽셀을 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 전체 타임슬롯 동안 온 또는 오프하고, 두 번째 타임슬롯부터 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는, 디스플레이 패널.
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 제어부는, 각 행을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고,
   상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀에 우선순위를 설정하고, 상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 우선순위가 높은 서브 픽셀부터 순차적으로 상기 타임슬롯의 턴 온 시간 점유율이 증가하도록 제어하는, 디스플레이 패널.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 제어부는, 각 열을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고,
   상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 제1 서브 픽셀과, 상기 제2 서브 픽셀의 상기 타임슬롯의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 제어하는, 디스플레이 패널.
   
10. 균등한 면적의 복수 개의 서브 픽셀로 구획된 복수 개의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널의 각 서브 픽셀을 구동하도록 제어하는 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법에서,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 중 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 생성하도록 선택 라인을 구동시키는 단계; 및
    각 서브 픽셀의 밝기를 나타내는 데이터값에 따라 상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제어하는 단계에서는 상기 데이터값이 N 비트인 경우 각 서브 픽셀을 제어하는데 할당된 시간(T)을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하고,
    첫번째 타임슬롯에서 상기 데이터값의 MSB(most significant bit)나 LSB(least significant bit)에 따라 하나의 서브 픽셀을 온 또는 오프 시키고,
    나머지 타임슬롯에서 상기 데이터값의 나머지 데이터값에 따라 나머지 서브 픽셀을 온 또는 오프 시켜 해당 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 각 픽셀은, 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀로 물리적으로 균등하게 구획되는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 선택 라인을 구동시키는 단계는,
    상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하여, 첫 번째 타임슬롯에서 상기 선택 라인을 온 또는 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 상기 선택 라인을 반대로 구동시키는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는,
    상기 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 상기 MSB에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는,
    상기 첫 번째 타임슬롯에서 데이터값의 상기 MSB에 따라 상기 제2 서브 픽셀을 온 시키거나 또는 상기 제1 서브 픽셀을 오프 시키고, 나머지 타임슬롯에서 상기 제2 서브 픽셀이 온 되어 있는 경우 나머지 데이터값에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하고, 상기 제1 서브 픽셀이 오프 되어 있는 경우, 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
15. 제12항에 있어서,
    상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는,
    첫번째 타임 슬롯에서 데이터값의 LSB에 따라 상기 제1 서브 픽셀의 턴 온 상태를 제어하도록 해당 열의 데이터 라인에 데이터를 쓰고, 나머지 타임슬롯에서 나머지 데이터값에 따라 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 교대로 제어하는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
16. 제11항에 있어서,
    상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는,
    상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하는 단계; 및
    상기 제1 서브 픽셀을 데이터값의 MSB(most significant bit)에 따라 전체 타임슬롯 동안 온 또는 오프 하고, 두 번째 타임슬롯부터 나머지 데이터값에 따라 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계;
    를 포함하여 구성되는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
17. 제11항에 있어서,
    상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는,
    상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하는 단계;
    상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀에 우선순위를 설정하는 단계; 및
    상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 우선순위가 높은 서브 픽셀부터 순차적으로 턴 온 시간 점유율이 증가하도록 제어하는 단계;
    를 포함하여 구성되는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.
    
18. 제11항에 있어서,
    상기 선택된 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율을 제어하는 단계는,
    상기 데이터값이 N 비트인 경우, 상기 각 픽셀을 제어하는데 할당된 시간을 2^N-1 개의 타임슬롯으로 분할하는 단계; 및
    상기 데이터값이 증가함에 따라, 상기 제1 서브 픽셀과 상기 제2 서브 픽셀의 턴 온 시간 점유율이 교대로 증가하도록 제어하는 단계;
    를 포함하여 구성되는, 공간-시간 변조를 이용한 디지털 화소 구동 방법.

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