KR102201487B1

KR102201487B1 - 데이터구동부 및 이를 포함하는 표시장치

Info

Publication number: KR102201487B1
Application number: KR1020140159137A
Authority: KR
Inventors: 김경록
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2021-01-12
Also published as: KR20160058355A

Abstract

본 발명은, 영상데이터로부터 다음 수평라인 영상데이터를 추출하는 샘플링래치와, 소스출력인에이블에 따라 상기 샘플링래치로부터 전달받은 현재 수평라인 영상데이터를 출력하는 홀딩래치와, 상기 소스출력인에이블과 옵션신호에 따라 프리-엠파시스인에이블을 생성하여 출력하는 제1블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블에 따라 상기 현재 수평라인 영상데이터와 상기 다음 수평라인 영상데이터를 비교하여 상승하강신호와 변조데이터의 상위비트를 생성하는 제2블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블과 상기 상승하강신호에 따라 상기 변조데이터의 하위비트를 생성하는 제3블록과, 제1구간 동안 상기 변조데이터에 대응되는 전압을 목표전압으로 출력하고, 제2구간 동안 상기 영상데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하는 아날로그블록을 포함하는 데이터구동부를 제공한다.

Description

데이터구동부 및 이를 포함하는 표시장치{Data Driving Unit And Display Device Including The Same}

본 발명은 데이터구동부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리-엠파시스(pre-emphasis) 기법이 적용된 데이터전압을 출력하는 데이터구동부 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

근래, 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판 표시장치(flat panel display: FPD)가 개발되어 각광받고 있는데, 평판 표시장치의 예로는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD device), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode device: OLED device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel device: PDP device) 등을 들 수 있다.

이러한 표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 표시패널에 신호 및 전원을 공급하는 구동부로 이루어지고, 구동부는 표시패널의 각 화소영역에 게이트전압 및 데이터전압을 각각 공급하는 게이트구동부 및 데이터구동부로 이루어진다.

표시장치의 크기 및 해상도가 증가함에 따라 데이터배선의 부하(load)도 증가하는데, 특히 초고화질(ultra high definition: UD)과 같은 고해상도 표시장치에서는 부하 증가와 함께 데이트전압의 충전시간도 감소하므로, 원하는 데이터전압이 화소에 인가되지 않고 그 결과 계조 불량이 발생한다.

도 1은 종래의 표시장치의 게이트전압 및 데이터전압을 도시한 파형도이고, 도 2는 종래의 표시장치의 충전불량을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 게이트구동부로부터 출력되는 제1 내지 제3게이트전압(Vg1 내지 Vg3)은 표시패널의 게이트배선에 공급되는데, 표시패널의 1수평주기(1H)에 해당하는 하이레벨을 순차적으로 갖는다.

그리고, 데이터구동부로부터 출력되는 데이터전압(Vd)은 표시패널의 데이터배선에 공급되는데, 제1 내지 제3게이트전압(Vg1, Vg2, Vg3)의 하이레벨에 동기하여 영상데이터에 대응되는 전압을 갖는다.

그런데, 표시장치의 크기 및 해상도가 증가함에 따라, 데이터배선의 부하가 증가하므로, 실제 화소에 인가되는 데이터전압(Vd)은 데이터구동부 출력단의 이상적인 목표전압(Vt)의 파형보다 지연되어 상승시간(Tr) 및 하강시간(Tf)을 갖고 목표값에 도달하게 되고, 그 결과 영상의 표시품질이 저하된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 표시장치의 크기 및 해상도 증가에 따라 데이터배선의 부하가 증가하고 데이터전압(Vd)의 충전시간이 감소하여, 게이트전압(Vg)의 하이레벨이 종료할 때가지 데이터전압(Vd)이 목표값에 도달하지 못하는 경우가 발생한다.

즉, 데이터전압(Vd)의 상승시간(Tr)이 게이트전압(Vg)의 하이레벨 구간보다 길어지고, 화소는 원하는 데이터전압(Vd)으로 충전되지 못하게 된다.

도시하지는 않았지만, 데이터전압(Vd)이 감소하는 방향으로 변화하는 경우에는 데이터전압(Vd)의 하강시간(Tf)이 게이트전압(Vg)의 하이레벨 구간보다 길어지고, 화소는 원하는 데이터전압(Vd)으로 충전되지 못하게 된다.

이러한 현상은 데이터구동부로부터 화소까지의 거리가 증가할수록 심화되어 계조 불량과 같은 영상의 표시품질의 저하를 초래하는 문제가 있다.

이를 방지하기 위해서는, 각 데이터전압의 기입시간을 증가시키거나, 데이터구동부의 증폭기의 성능을 향상시켜야 한다.

그러나, 표시장치의 크기 및 해상도가 정해지면 데이터전압의 기입시간은 어느 정도 결정되어 증가에 한계가 있고, 이러한 한계를 극복하기 위해서는 구동 주파수를 증가시켜야 하지만, 그 경우 영상의 표시품질이 저하되는 문제가 있다.

그리고, 데이터구동부 내부의 증폭기의 성능 향상은 온도 및 면적에 의하여 제한되는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 데이터전압에 프리-엠파시스 기법을 적용하여 데이터전압의 상승시간 및 하강시간을 감소시킴으로써, 데이터전압의 충전불량이 방지되고 영상의 표시품질이 개선되는 데이터구동부 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 간단한 디지털회로 블록을 추가하여 각 수평주기의 제1구간 동안 변조데이터에 대응되는 전압값을 갖고 제2구간 동안 영상데이터에 대응되는 전압값을 갖는 데이터전압을 출력함으로써, 제조비용의 증가 없이 데이터전압의 충전불량이 방지되고 영상의 표시품질이 개선되는 데이터구동부 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 영상데이터를 이용하여 목표전압을 생성하여 표시패널의 데이터배선에 데이터전압으로 공급하는 데이터구동부로서, 상기 영상데이터로부터 다음 수평라인 영상데이터를 추출하는 샘플링래치와, 소스출력인에이블에 따라 상기 샘플링래치로부터 전달받은 현재 수평라인 영상데이터를 출력하는 홀딩래치와, 상기 소스출력인에이블과 옵션신호에 따라 프리-엠파시스인에이블을 생성하여 출력하는 제1블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블에 따라 상기 현재 수평라인 영상데이터와 상기 다음 수평라인 영상데이터를 비교하여 상승하강신호와 변조데이터의 상위비트를 생성하는 제2블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블과 상기 상승하강신호에 따라 상기 변조데이터의 하위비트를 생성하는 제3블록과, 제1구간 동안 상기 변조데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하고, 제2구간 동안 상기 영상데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하는 아날로그블록을 포함하는 데이터구동부를 제공한다.

그리고, 상기 옵션신호는 1수평주기에 대한 상기 제1구간의 듀티에 대한 정보를 포함하고, 상기 프리-엠파시스인에이블은, 상기 제1 및 제2구간 동안 각각 하이레벨 및 로우레벨을 갖고, 상기 소스출력인에이블 직전에 하이레벨을 가질 수 있다.

또한, 상기 프리-엠파시스인에이블이 하이레벨인 경우, 상기 제2블록은, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트가 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트보다 큰 경우 하이레벨의 상기 상승하강신호를 생성하고, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트가 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트보다 작은 경우 로우레벨의 상기 상승하강신호를 생성하고, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트를 상기 변조데이터의 상위비트로 결정하고, 상기 프리-엠파시스인에이블이 로우레벨인 경우, 상기 제2블록은, 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트를 그대로 출력할 수 있다.

그리고, 상기 프리-엠파시스인에이블이 하이레벨인 경우, 상기 제3블록은, 상기 상승하강신호가 하이레벨인 경우 상기 변조데이터의 하위비트를 모두 하이레벨로 결정하고, 상기 상승하강신호가 로우레벨인 경우 상기 변조데이터의 하위비트를 모두 로우레벨로 결정하고, 상기 프리-엠파시스인에이블이 로우레벨인 경우, 상기 제3블록은, 상기 현재 수평라인 영상데이터의 하위비트를 그대로 출력할 수 있다.

한편, 본 발명은, 게이트제어신호, 데이터제어신호 및 영상데이터를 생성하는 타이밍제어부와, 상기 데이터제어신호 및 상기 영상데이터를 이용하여 목표전압을 생성하여 데이터전압으로 공급하는 데이터구동부로서, 상기 영상데이터로부터 다음 수평라인 영상데이터를 추출하는 샘플링래치와, 소스출력인에이블에 따라 상기 샘플링래치로부터 전달받은 현재 수평라인 영상데이터를 출력하는 홀딩래치와, 상기 소스출력인에이블과 옵션신호에 따라 프리-엠파시스인에이블을 생성하여 출력하는 제1블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블에 따라 상기 현재 수평라인 영상데이터와 상기 다음 수평라인 영상데이터를 비교하여 상승하강신호와 변조데이터의 상위비트를 생성하는 제2블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블과 상기 상승하강신호에 따라 상기 변조데이터의 하위비트를 생성하는 제3블록과, 제1구간 동안 상기 변조데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하고, 제2구간 동안 상기 영상데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하는 아날로그블록을 포함하는 데이터구동부와, 상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트전압을 생성하는 게이트구동부와, 상기 게이트전압 및 상기 데이터전압을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 표시장치를 제공한다.

그리고, 상기 옵션신호는, 1수평주기에 대한 상기 제1구간의 듀티에 대한 정보를 포함하고, 상기 표시패널의 크기 및 해상도에 따라 미리 결정되고, 상기 타이밍제어부로부터 상기 데이터구동부로 공급되고, 상기 프리-엠파시스인에이블은, 상기 제1 및 제2구간 동안 각각 하이레벨 및 로우레벨을 갖고, 상기 소스출력인에이블 직전에 하이레벨을 가질 수 있다.

본 발명은, 데이터전압에 프리-엠파시스 기법을 적용하여 데이터전압의 상승시간 및 하강시간을 감소시킴으로써, 데이터전압의 충전불량이 방지되고 영상의 표시품질이 개선되는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명은, 간단한 디지털회로 블록을 추가하여 각 수평주기의 제1구간 동안 변조데이터에 대응되는 전압값을 갖고 제2구간 동안 영상데이터에 대응되는 전압값을 갖는 데이터전압을 출력함으로써, 제조비용의 증가 없이 데이터전압의 충전불량이 방지되고 영상의 표시품질이 개선되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 표시장치의 게이트전압 및 데이터전압을 도시한 파형도.
도 2는 종래의 표시장치의 충전불량을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 게이트전압 및 데이터전압을 도시한 파형도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부의 다수의 신호의 타이밍도.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 데이터구동부 및 이를 포함하는 표시장치를 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 도시한 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(110)는, 타이밍제어부(120), 데이터구동부(130), 게이트구동부(140) 및 표시패널(150)을 포함한다.

타이밍제어부(120)는, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부시스템으로부터 전달되는 영상신호(IS)와 데이터인에이블신호(DE), 수평동기신호(HSY), 수직동기신호(VSY), 클럭(CLK) 등의 다수의 타이밍신호를 이용하여, 게이트제어신호(GCS), 데이터제어신호(DCS) 및 영상데이터(RGB)를 생성하고, 생성된 데이터제어신호(DCS) 및 영상데이터(RGB)는 데이터구동부(130)에 공급하고, 생성된 게이트제어신호(GCS)는 게이트구동부(140)에 공급한다.

여기서, 데이터제어신호(DCS)는 선택신호(SEL), 소스출력인에이블(SOE), 옵션신호(OPT)를 포함할 수 있다.

데이터구동부(130)는, 타이밍제어부(120)로부터 공급되는 데이터제어신호(DCS) 및 영상데이터(RGB)를 이용하여 데이터전압(Vd)을 생성하고, 생성된 데이터전압(Vd)을 표시패널(150)의 데이터배선(DL)에 공급한다.

여기서, 데이터구동부(130)는, 현재 수평라인 영상데이터와 다음 수평라인 영상데이터를 비교하여 증감을 판단하고, 영상데이터(RGB)의 증감에 따라 영상데이터(RGB)보다 크거나 작은 변조데이터를 생성하고, 제1구간(도 4의 PH1)의 변조데이터에 대응되는 목표전압(도 4의 Vt)과 제2구간(도 4의 PH2)의 영상데이터(RGB)에 대응되는 목표전압(Vt)을 데이터전압(Vd)으로 출력한다.

이를 위한 데이터구동부(130)의 상세한 구성은 뒤에서 다시 설명한다.

게이트구동부(140)는, 타이밍제어부(120)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)를 이용하여 게이트전압(Vg)을 생성하고, 생성된 게이트전압(Vg)을 표시패널(150)의 게이트배선(GL)에 공급하는데, 게이트구동부(140)는 표시패널(150)의 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 박막트랜지스터(T)가 형성되는 기판에 형성되는 게이트-인-패널(gate in panel: GIP) 타입 일 수 있다.

표시패널(150)은, 데이터구동부(130)로부터 공급되는 데이터전압(Vd)과 게이트구동부(140)로부터 공급되는 게이트전압(Vg)을 이용하여 영상을 표시한다.

이를 위하여 표시패널(150)에는, 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)이 형성되고, 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에는 박막트랜지스터(T)가 연결되며, 박막트랜지스터(T)에는 화소전극(PE)이 연결된다.

즉, 게이트배선(GL)의 게이트전압(Vg)의 하이레벨에 따라 박막트랜지스터(T)가 턴-온(turn-on) 되고, 데이터배선(DL)의 데이터전압(Vd)이 박막트랜지스터(T)를 통하여 화소전극(PE)에 인가되어 계조를 표시한다.

이러한 데이터구동부(130)로부터 출력되는 데이터전압(Vd)의 파형을 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 게이트전압 및 데이터전압을 도시한 파형도로서, 도 3을 함께 참조하여 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 게이트구동부(140)에 의하여 생성되는 제1 내지 제3게이트전압(Vg1 내지 Vg3)은, 표시패널(150)의 1수평라인에 대한 데이터전압(Vd)의 기입시간인 1수평주기(1H)에 해당하는 하이레벨을 순차적으로 갖는다.

데이터구동부(130)에 의하여 생성되는 데이터전압(Vd)은, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 소스출력인에이블(source output enable)(SOE)에 따라 표시패널(150)로 출력된다.

특히, 데이터구동부(130)는, 1수평주기(1H)의 제1구간(PH1) 동안 영상데이터(RGB)보다 크거나 작은 변조데이터에 대응되고, 1수평주기(1H)의 제2구간(PH2) 동안 영상데이터(RGB)에 대응되는 목표전압(Vt)을 데이터전압(Vd)으로 출력한다.

여기서, 목표전압(Vt)은 데이터구동부(130)의 이상적인 출력단전압을 의미하며, 이러한 목표전압(Vt)은 데이터배선(DL)을 통하여 각 화소(P)에 전달되며, 지연에 의하여 실제적인 파형이 변형될 수 있다.

즉, 현재 수평라인 데이터전압(Vd)이 다음 수평라인 데이터전압(Vd)으로 변경되는 초기구간인 제1구간(PH1) 동안, 데이터전압(Vd)이 증가하는 방향으로 변화하는 경우에는 영상데이터(RGB)에 대응되는 전압보다 더 큰 전압을 데이터전압(Vd)으로 출력함으로써, 종래보다 데이터전압(Vd)의 상승시간(Tr)을 감소시킬 수 있다.

그리고, 현재 수평라인 데이터전압(Vd)이 다음 수평라인 데이터전압(Vd)으로 변경되는 초기구간인 제1구간(PH1) 동안, 데이터전압(Vd)이 감소하는 방향으로 변화하는 경우에는 영상데이터(RGB)에 대응되는 전압보다 더 작은 전압을 데이터전압(Vd)으로 출력함으로써, 종래보다 데이터전압(Vd)의 하강시간(Tf)을 감소시킬 수 있다.

따라서, 데이터전압(Vd)의 충전시간을 충분히 확보하여 화소(P)에서의 데이터전압(Vd)의 충전불량을 방지할 수 있으며, 그 결과 계조불량을 방지하여 표시장치(110)의 영상의 표시품질을 개선할 수 있다.

이러한 데이터구동부(130)의 구성 및 동작을 도면을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부의 다수의 신호의 타이밍도로서, 도 3을 함께 참조하여 설명한다.

설명의 편의상 도 5는 1개의 데이터배선(DL)에 데이터전압(Vd)을 출력하는 1개의 채널에 대응되는 부분을 도시하고 있으며, 도 5 및 도 6에서는 영상데이터(RGB)가 8비트인 경우를 예로 들어 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부(130)는, 샘플링래치(sampling latch)(160), 홀딩래치(holding latch)(162), 제1 내지 제3블록(164, 166, 168), 아날로그블록(170)을 포함한다.

샘플링래치(160)는, 타이밍제어부(120)로부터 공급되는 선택신호(SEL)에 따라 전체 영상데이터(RGB)로부터 해당 데이터배선(DL)의 1화소에 대응되는 영상데이터(RGB_SL)를 추출하여 저장한다.

예를 들어, 전체 영상데이터(RGB)는 다수의 화소에 대응되는 영상데이터가 순차적으로 전송되는 비트스트림(bitstream)의 형태일 수 있으며, 샘플링래치(160)는 1화소에 대응되는 영상데이터(RGB_SL)를 추출하여 1클럭 동안 저장할 수 있다.

이를 위하여, 샘플링래치(160)는 최상위비트(most significant bit: MSB) 및 최하위비트(least significant bit: LSB)를 포함하는 8비트 각각에 대한 제1 내지 제8샘플링래치블록을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제8샘플링래치블록 각각의 입력단(in)으로는 1비트의 영상데이터(RGB)가 입력되고, 인에이블단(EN)으로는 선택신호(SEL)가 입력되고, 출력단(out)으로부터는 저장했던 1비트의 영상데이터(RGB)가 출력될 수 있다.

홀딩래치(162)는, 타이밍제어부(120)로부터 공급되는 소스출력인에이블(SOE)에 따라 샘플링래치(160)로부터 입력 받은 해당 데이터배선(DL)의 1화소에 대응되는 영상데이터(RGB_HL)를 출력한다.

예를 들어, 홀딩래치(162)는 1화소에 대응되는 영상데이터(RGB_HL)를 1클럭 동안 저장한 후 출력할 수 있다.

이를 위하여, 홀딩래치(162)는 최상위비트 및 최하위비트를 포함하는 8비트 각각에 대한 제1 내지 제8홀딩래치블록을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제8홀딩래치블록 각각의 입력단(in)으로는 1비트의 영상데이터(RGB)가 입력되고, 인에이블단(EN)으로는 소스출력인에이블(SOE)이 입력되고, 출력단(out)으로부터는 저장했던 1비트의 영상데이터(RGB)가 출력될 수 있다.

따라서, 샘플링래치(160) 및 홀딩래치(162)에는 인접한 2수평라인의 영상데이터(RGB)가 저장될 수 있으며, 예를 들어 홀딩래치(162)에는 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)가 저장되고, 샘플링래치(160)에는 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)가 저장될 수 있다.

제1블록(164)은, 타이밍제어부(120)로부터 공급되는 소스출력인에이블(SOE) 및 옵션신호(OPT)에 따라 프리-엠파시스 동작의 수행여부에 대한 정보를 포함하는 프리-엠파시스인에이블(PEN)을 생성한다.

예를 들어, 옵션신호(OPT)는 1수평주기(H)에 대한 프리-엠파시스 구간의 듀티(duty)(즉, 제1구간(PH1)의 길이)에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 제1구간(PH1)의 길이는 표시패널(150)의 크기 및 해상도에 따라 미리 결정될 수 있다.

그리고, 프리-엠파시스인에이블(PEN)은 제1구간(PH1)의 시점과 종점을 결정하는 신호일 수 있으며, 이러한 프리-엠파시스인에이블(PEN)은 제1 및 제2구간(PH1) 동안 각각 하이레벨 및 로우레벨을 갖는 신호일 수 있다.

또한, 홀딩래치(162)의 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)와 샘플링래치(160)의 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 비교와 게이트전압(Vg)과의 정확한 동기를 위하여, 소스출력인에이블(SOE) 직전에 하이레벨을 갖도록 프리-엠파시스인에이블(PEN)의 시점을 결정하는 것이 바람직하다.

그리고, 제1블록(164)의 제1입력단(in1)으로는 소스출력인에이블(SOE)가 입력되고, 제2입력단(in2)으로는 옵션신호(OPT)가 입력되고, 출력단(out)으로는 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 출력될 수 있다.

제2블록(166)은, 제1블록(164)로부터 공급되는 프리-엠파시스인에이블(PEN)에 따라 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL) 및 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)를 비교하여 영상데이터(RGB)의 변화방향에 대한 정보를 포함하는 상승하강신호(RF)를 생성하고, 제1구간(PH1) 동안 출력되는 변조데이터의 상위비트와 제2구간(PH2) 동안 출력되는 영상데이터(RGB)의 상위비트를 생성한다.

구체적으로, 비교를 위하여 제2블록(166)은 샘플링래치(160)의 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL) 추출이 종료된 후 프리-엠파시스 동작을 시작하며, 홀딩래치(162)의 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 상위비트(UB_HL)와 샘플링래치(160)의 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)를 비교할 수 있는데, 도 5 및 도 6에서는 상위 2비트를 비교하는 것을 예로 든다.

즉, 제2블록(166)은, 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)가 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 상위비트(UB_HL)보다 큰 경우(상승) 하이레벨을 갖고, 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)가 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 상위비트(UB_HL)보다 작은 경우(하강) 로우레벨을 갖도록 상승하강신호(RF)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 영상데이터(RGB)의 상위비트가 (10) -> (01) -> (11)로 변화할 경우, 상승하강신호(RF)는 로우레벨 및 하이레벨을 순차적으로 가질 수 있다.

또한, 제2블록(166)은, 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 하이레벨인 제1구간(PH1) 동안 샘플링래치(160)의 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)를 변조데이터의 상위비트로 결정하고, 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 로우레벨인 제2구간(PH2) 동안 홀딩래치(162)의 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 상위비트(UB_HL)를 영상데이터(RGB)의 상위비트로 결정할 수 있다(bypass).

즉, 제2블록(166)은, 프리-엠파시스 동작을 수행하는 제1구간(PH1) 동안 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)를 변조데이터의 상위비트로 출력하고, 프리-엠파시스 동작을 수행하지 않는 제2구간(PH2) 동안 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 상위비트를 영상데이터(RGB)의 상위비트로 출력할 수 있다.

이를 위하여, 제2블록(166)의 제1 및 제2입력단(in1, in2)으로는 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 차상위비트 및 최상위비트가 각각 입력되고, 제3 및 제4입력단(in3, in4)으로는 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 차상위비트 및 최상위비트가 각각 입력되고, 제5입력단(in5)으로는 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 입력되고, 인에이블단(EN)으로는 디플립플롭(DFF)를 거친 선택신호(SEL)가 입력되고, 제1 및 제2출력단(out1, out2)으로는 변조데이터 또는 영상데이터(RGB)의 차상위비트 및 최상위비트가 각각 출력되고, 제3출력단(out3)으로는 상승하강신호(RF)가 출력된다.

제3블록(168)은, 제1블록(164)로부터 공급되는 프리-엠파시스인에이블(PEN)과 제2블록(166)으로부터 공급되는 상승하강신호(RF)에 따라 제1구간(PH1) 동안 출력되는 변조데이터의 하위비트와 제2구간(PH2) 동안 출력되는 영상데이터(RGB)의 하위비트를 생성한다.

구체적으로, 제3블록(168)은 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 하이레벨이고 상승하강신호(RF)가 하이레벨인 경우 변조데이터의 하위비트를 모두 하이레벨로 결정하고, 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 하이레벨이고 상승하강신호(RF)가 로우레벨인 경우 변조데이터의 하위비트를 모두 로우레벨로 결정하고, 프리-엠파시스인에이블(PEN)이 로우레벨인 경우 홀딩래치(162)의 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 하위비트를 영상데이터(RGB)의 하위비트로 결정할 수 있다(bypass).

즉, 제3블록(168)은, 프리-엠파시스 동작을 수행하는 제1구간(PH1) 동안 데이터변화가 상승방향이면 모두 하이레벨을 갖는 변조데이터의 하위비트(예를 들어, (111111)의 하위6비트)를 출력하고, 프리-엠파시스 동작을 수행하는 제1구간(PH1) 동안 데이터변화가 하강방향이면 모두 로우레벨을 갖는 변조데이터의 하위비트(예를 들어, (000000)의 하위6비트)를 출력하고, 프리-엠파시스 동작을 수행하지 않는 제2구간(PH2) 동안 현재 수평라인 영상데이터(RGB_HL)의 하위비트를 영상데이터(RGB)의 하위비트로 출력할 수 있다.

아날로그블록(170)은, 변조데이터 및 영상데이터(RGB)를 아날로그전압으로 변환하여 목표전압(Vt)으로 출력하는데, 이를 위하여 디지털-아날로그 변환기(digital to analog converter: DAC), 증폭기(OP AMP), 출력버퍼 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 아날로그블록(170)은 제2블록(166)으로부터 전달받은 변조데이터 또는 영상데이터(RGB)의 상위비트와 제3블록(168)으로부터 전달받은 변조데이터 또는 영상데이터(RGB)의 하위비트를 이용하여 목표전압(Vt)을 생성할 수 있다.

즉, 아날로그블록(170)은, 프리-엠파시스 동작을 수행하는 제1구간(PH1) 동안 변조데이터에 대응되는 목표전압(Vt)을 출력하고, 프리-엠파시스 동작을 수행하지 않는 제2구간(PH2) 동안 영상데이터(RGB)에 대응되는 목표전압(Vt)을 출력할 수 있다.

여기서, 변조데이터는, 데이터변화가 상승방향이면 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)와 모두 하이레벨을 갖는 하위비트로 구성될 수 있으며, 데이터변화가 하강방향이면 다음 수평라인 영상데이터(RGB_SL)의 상위비트(UB_SL)와 모두 로우레벨을 갖는 하위비트로 구성될 수 있다.

그리고, 목표전압(Vt)은 (00), (01), (10), (11)의 상위비트에 각각 대응되는 제1 내지 제4전압(V1 내지 V4) 사이의 전압일 수 있으며, 제1 및 제4전압(V1, V4)은 각각 블랙 및 화이트에 대응되는 전압일 수 있다.

예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 영상데이터(RGB)의 상위비트가 (10) -> (01) -> (11)로 변화할 경우, 변조데이터는 각각 (01000000) 및 (11111111)이 될 수 있으며, 아날로그블록(170)은 프리-엠파시스 동작을 수행하는 제1구간(PH1) 동안 변조데이터에 대응되는 제2 및 제4전압(V1, V4)을 출력할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터구동부를 포함하는 표시장치(110)에서는, 데이터구동부가 제1구간 동안 영상데이터보다 크거나 작은 변조데이터에 대응되는 목표전압을 데이터전압으로 출력하고 제2구간 동안 영상데이터에 대응되는 목표전압을 데이터전압으로 출력함으로써, 화소에서의 데이터전압의 상승시간 및 하강시간을 감소시켜 데이터전압의 충전불량을 방지하고 영상의 표시품질을 개선할 수 있다.

그리고, 넓은 면적을 차지하는 아날로그블록의 확장 없이 간단한 디지털회로인 제1 내지 제3블록을 추가하여 프리-엠파시스 동작을 수행함으로써, 제조비용의 증가 없이 데이터전압의 충전불량을 방지하고 영상의 표시품질을 개선할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 표시장치 120: 타이밍제어부
130: 데이터구동부 140: 게이트구동부
150: 표시패널 160: 샘플링래치
162: 홀딩래치 164, 166, 168: 제1 내지 제3블록
170: 아날로그블록

Claims

영상데이터를 이용하여 목표전압을 생성하여 표시패널의 데이터배선에 데이터전압으로 공급하는 데이터구동부로서,
상기 영상데이터로부터 현재 수평라인 영상데이터 및 다음 수평라인 영상데이터를 추출하는 샘플링래치와;
소스출력인에이블에 따라 상기 샘플링래치로부터 전달받은 상기 현재 수평라인 영상데이터를 출력하는 홀딩래치와;
상기 소스출력인에이블과 옵션신호에 따라 프리-엠파시스인에이블을 생성하여 출력하는 제1블록과;
상기 프리-엠파시스인에이블에 따라 상기 현재 수평라인 영상데이터와 상기 다음 수평라인 영상데이터를 비교하여 상승하강신호와 변조데이터의 상위비트를 생성하는 제2블록과;
상기 프리-엠파시스인에이블과 상기 상승하강신호에 따라 상기 변조데이터의 하위비트를 생성하는 제3블록과;
제1구간 동안 상기 변조데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하고, 제2구간 동안 상기 영상데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하는 아날로그블록
을 포함하는 데이터구동부.
제 1 항에 있어서,
상기 옵션신호는 1수평주기에 대한 상기 제1구간의 듀티에 대한 정보를 포함하고,
상기 프리-엠파시스인에이블은, 상기 제1 및 제2구간 동안 각각 하이레벨 및 로우레벨을 갖고, 상기 소스출력인에이블 직전에 하이레벨을 갖는 데이터구동부.
제 1 항에 있어서,
상기 프리-엠파시스인에이블이 하이레벨인 경우,
상기 제2블록은, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트가 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트보다 큰 경우 하이레벨의 상기 상승하강신호를 생성하고, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트가 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트보다 작은 경우 로우레벨의 상기 상승하강신호를 생성하고,
상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트를 상기 변조데이터의 상위비트로 결정하고,
상기 프리-엠파시스인에이블이 로우레벨인 경우,
상기 제2블록은, 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트를 그대로 출력하는 데이터구동부.
제 1 항에 있어서,
상기 프리-엠파시스인에이블이 하이레벨인 경우,
상기 제3블록은, 상기 상승하강신호가 하이레벨인 경우 상기 변조데이터의 하위비트를 모두 하이레벨로 결정하고,
상기 상승하강신호가 로우레벨인 경우 상기 변조데이터의 하위비트를 모두 로우레벨로 결정하고,
상기 프리-엠파시스인에이블이 로우레벨인 경우,
상기 제3블록은, 상기 현재 수평라인 영상데이터의 하위비트를 그대로 출력하는 데이터구동부.
게이트제어신호, 데이터제어신호 및 영상데이터를 생성하는 타이밍제어부와;
상기 데이터제어신호 및 상기 영상데이터를 이용하여 목표전압을 생성하여 데이터전압으로 공급하는 데이터구동부로서,
상기 영상데이터로부터 현재 수평라인 영상데이터 및 다음 수평라인 영상데이터를 추출하는 샘플링래치와, 소스출력인에이블에 따라 상기 샘플링래치로부터 전달받은 상기 현재 수평라인 영상데이터를 출력하는 홀딩래치와, 상기 소스출력인에이블과 옵션신호에 따라 프리-엠파시스인에이블을 생성하여 출력하는 제1블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블에 따라 상기 현재 수평라인 영상데이터와 상기 다음 수평라인 영상데이터를 비교하여 상승하강신호와 변조데이터의 상위비트를 생성하는 제2블록과, 상기 프리-엠파시스인에이블과 상기 상승하강신호에 따라 상기 변조데이터의 하위비트를 생성하는 제3블록과, 제1구간 동안 상기 변조데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하고, 제2구간 동안 상기 영상데이터에 대응되는 전압을 상기 목표전압으로 출력하는 아날로그블록을 포함하는 데이터구동부와;
상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트전압을 생성하는 게이트구동부와;
상기 게이트전압 및 상기 데이터전압을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널
을 포함하는 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 옵션신호는, 1수평주기에 대한 상기 제1구간의 듀티에 대한 정보를 포함하고, 상기 표시패널의 크기 및 해상도에 따라 미리 결정되고, 상기 타이밍제어부로부터 상기 데이터구동부로 공급되고,
상기 프리-엠파시스인에이블은, 상기 제1 및 제2구간 동안 각각 하이레벨 및 로우레벨을 갖고, 상기 소스출력인에이블 직전에 하이레벨을 갖는 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 프리-엠파시스인에이블이 하이레벨인 경우,
상기 제2블록은, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트가 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트보다 큰 경우 하이레벨의 상기 상승하강신호를 생성하고, 상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트가 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트보다 작은 경우 로우레벨의 상기 상승하강신호를 생성하고,
상기 다음 수평라인 영상데이터의 상위비트를 상기 변조데이터의 상위비트로 결정하고,
상기 프리-엠파시스인에이블이 로우레벨인 경우,
상기 제2블록은, 상기 현재 수평라인 영상데이터의 상위비트를 그대로 출력하는 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 프리-엠파시스인에이블이 하이레벨인 경우,
상기 제3블록은, 상기 상승하강신호가 하이레벨인 경우 상기 변조데이터의 하위비트를 모두 하이레벨로 결정하고,
상기 상승하강신호가 로우레벨인 경우 상기 변조데이터의 하위비트를 모두 로우레벨로 결정하고,
상기 프리-엠파시스인에이블이 로우레벨인 경우,
상기 제3블록은, 상기 현재 수평라인 영상데이터의 하위비트를 그대로 출력하는 표시장치.