KR20000066350A - 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도의 전력소비 없이 특정한 라인을 선택적으로 더 밝게 하기 위해서 듀티비(duty ratio)의 변환으로 생성된 여분의 스캔 라인(scan line)을 이용해서 선택된 스캔 라인들의 구동시간을 늘리는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 스캔 제어부를 구성하여 동일한 프레임 주파수를 유지하면서 스캔 시간의 듀티비(duty ratio)를 조절하고 여유 스캔 시간을 만드는 단계와, 상기 여유 스캔 시간으로 더 밝게 디스플레이하기를 원하는 각 스캔 라인에 추가로 구동하여 스캔 구동시간의 변화로 화면의 밝기를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 요지가 있다.

Description

평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법{apparatus and method for brightness control of flat panel display degauss}

본 발명은 평판 디스플레이 소자에 관한 것으로, 특히 별도의 전력소비 없이 특정한 라인만 선택적으로 밝게 하기 위해서 듀티비(duty ratio)의 변화로 생성된 여분의 스캔 라인(scan line)을 이용해서 선택된 스캔 라인들의 디스플레이되는 시간을 늘리는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 각종 디스플레이 장치는 CRT(Cathode Ray Tube)를 시작으로 전자 기술의 발전에 따른 각종 전자 장치의 소형화, 경량화 및 저전압화의 추세에 따라 얇고 가벼우면서 저전력 소비의 특징을 가진 새로운 평판 디스플레이 장치의 개발을 가져왔다.

이러한 새로운 형태의 평판 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), VFD(Visual Fluorescent Display)와 같은 전압 구동형과, FED(Field Emission Display), LED(Light Emitting Diode), EL(Electroluminescence)과 같은 전류 구동형 디스플레이로 구분할 수 있다.

이하, 종래 기술에 따른 평판 디스플레이 구동 회로에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 기술에 따른 평판 디스플레이의 구동 회로를 나타낸 것으로서, 외부에서 입력되는 제어 신호나 데이터를 디스플레이에 필요한 제어 신호로 변환하는 시스템 인터페이스부(1)와, 상기 시스템 인터페이스부(1)에서 변환된 제어신호에 상응하는 데이터값이 저장된 메모리부(3)와, 상기 메모리부(3)의 출력 데이터를 각각의 데이터 라인에 인가하는 데이터 드라이브 회로부(4)와, 상기 시스템 인터페이스부(1)에서 변환된 제어 신호에 따른 동일한 듀티비(duty ratio)를 정하는 제어 회로부(2)와, 상기 제어 회로부(2)에서 정해진 듀티비에 따른 신호를 스캔 라인에 인가하는 스캔 드라이브 회로부(5)로 구성된다.

상기 다수개의 스캔 라인과 다수개의 데이터 라인은 서로 교차하여 구성되고, 이렇게 서로 교차된 도트(dot)의 픽셀(pixel)에 데이터를 표시하여 디스플레이 한다.

도 2에서 나타낸 것과 같이 1 프레임을 디스플레이하는데 필요한 시간을 T_F라고 하고, 디스플레이 할 스캔 라인(line)수가 40 라인이고, 그때 듀티비(duty ratio)가로 세팅되었다면, 하나의 프레임(1 frame time : T_F)당 각 스캔 라인에는 1 번의 스캔 구동으로 디스플레이 되므로 40 개의 스캔 라인이 모두 동일한 시간()동안 디스플레이 된다.

이와 같이 다수개의 데이터 라인의 온 타임(on time)을 모두 동일한 시간동안 구동하는 경우, 패널(panel)의 모든 화소(pixel)는 동일한 밝기를 나타내게 된다.

또한 휴대용 단말기의 아이콘 라인이나 데이터 검색에서 사용자에게 효율적인 데이터 검색을 위해 패널의 특정부분을 더 밝게 표시하고 싶은 경우, 스위칭을 통하여 원하는 데이터 라인에 높은 고 전압이나, 고 전류를 인가한다.

또는 데이터 라인의 온 타임(on time)을 조절하는 방법을 사용하기도 한다.

도 3 는 종래 기술에 따른 평판 디스플레이의 데이터 구동 회로도로서, (a)는 전류 구동형의 회로도이고, (b)는 전압 구동형의 회로도이다.

도 3을 보면 더 밝게 디스플레이하고 싶은 데이터 라인을 스위치에 의해 높은 고 전압이나 고 전류로 연결하고 데이터 드라이브(6)를 통해 더 밝게 디스플레이 하려는 특정라인에 높은 고 전압이나 고 전류가 인가되어 디스플레이 패널(7)에 디스플레이 된다.

그러나 종래 기술에 따른 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법은 데이터 라인에 각각 더 높은 전압이나 전류를 인가하기 위해 부가적인 회로를 추가해야 하므로 칩(chip) 면적이 증가할 뿐 아니라, 전압 구동형의 경우 항상 안정된 전압을 유지시켜야 하며, 전류 구동형의 경우 각 전류원의 전류 매칭(matching) 문제를 고려해야 하는 어려움이 있다.

또한 각각의 데이터 라인의 온 타임(on time)을 조절하기 위해서는 PWM(pulse width modulation) 제어회로를 데이터 라인에 모두 설치해야 하기 때문에 칩 면적이 커지는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 추가적인 회로의 요소를 배제하여 칩 면적을 최소화하고, 디지털 신호만을 이용하여 별도의 소비전력 없이 원하는 부분의 밝기를 효율적으로 제어하기 위한 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 평판 디스플레이의 구동 회로도

도 2 는 듀티비(duty ratio)를 1/40으로 설정한 경우 스캔 구동 타이밍도

도 3 (a)은 종래 기술에 따른 평판 디스플레이의 전류 구동형 회로도

(b)은 종래 기술에 따른 평판 디스플레이의 전압 구동형 회로도

도 4 은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 구동 회로도

도 5 는 도 3 의 스캔 제어부의 블록도

도 6 는 듀티비를 1/48로 설정한 경우 스캔 라인 구동 타이밍도

도 7 은 스캔을 순차적으로 구동하고 특정 라인을 추가로 구동하는 타이밍도

도 8 은 특정 라인을 추가 구동하고 스캔 라인을 순차 구동하는 타이밍도

도 9 은 특정 라인을 추가 구동시 마스킹을 이용한 타이밍도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 시스템 인터페이스부 2, 12 : 제어 회로부

3, 13 : 메모리부 4, 22 : 데이터 드라이브 회로부

5, 21 : 스캔 드라이브 회로부 6 : 데이터 드라이브

7 : 디스플레이 패널 10 : 기준 신호부

20 : 디스플레이부 30 : 스캔 제어부

31 : 주파수 변환부 32 : 주파수 선택부

33 : 디스플레이 제어부 34 : 듀티비 제어부

35 : 스캔 신호 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치의 특징은, 외부의 영상신호를 입력으로 스캔신호의 듀티비와 표시하고자 하는 영상 데이터를 출력하는 기준 신호부와, 상기 기준 신호부에서 출력된 듀티비(duty ratio)를 변환하여 한 프레임 시간동안 스캔을 구동할 수 있는 펄스(pulse)의 수를 변화시키는 스캔 제어부와, 상기 스캔 제어부에서 변환된 듀티비와 상기 영상 데이터를 입력받아 패널에 표시하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는데 있다.

상기 스캔 제어부는 듀티비를 변환할 때 필요한 다수개의 클럭을 발생하는 주파수 변환부와, 상기 발생된 다수개의 클럭중 하나를 기준 클럭으로 선택하는 주파수 선택부와, 상기 선택된 기준 클럭으로 듀티비를 설정하는 듀티비 제어부와, 상기 설정된 듀티비로 스캔 라인 구동을 위한 신호를 발생하는 스캔 신호 제어부와, 상기 듀티비 제어부, 스캔 신호 제어부의 동기를 맞추어주는 디스플레이 제어부를 포함하여 구성되는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 방법의 특징은, 동일한 프레임 주파수를 유지하면서 스캔 시간의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 여유 스캔 시간(잉여 시간)을 만드는 단계와, 각 스캔 라인을 순차적으로 디스플레이하는 단계와, 상기 여유 스캔 시간(잉여 시간)의 일부 또는 전부를 더 밝게 디스플레이하려는 각 스캔 라인에 추가로 구동하여 스캔 구동시간을 증가시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

이하, 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4 은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 구동 회로를 나타낸 도면으로서, 입력부(10)는 외부에서 입력되는 제어 신호나 데이터를 디스플레이에 필요한 제어 신호로 변환하는 시스템 인터페이스부(11)와, 상기 시스템 인터페이스부(11)에서 변환된 제어신호에 상응하는 데이터값이 저장된 메모리부(13)와, 상기 시스템 인터페이스부(11)에서 변환된 제어 신호에 따라 동일한 듀티비를 정하는 제어 회로부(12)로 구성된다.

스캔 제어부(30)는 상기 제어 회로부(12)에서 정해진 듀티비(duty ratio)에 따른 신호와 동일한 프레임 주파수를 유지하면서 상기 듀티비(duty ratio)를 변환하고 여유 스캔 구동 시간을 특정한 라인에 추가한다.

그리고 디스플레이부(20)는 상기 메모리부(13)의 출력 데이터를 각각의 데이터 라인에 인가하는 데이터 드라이브 회로부(22)와, 상기 스캔 제어부(30)의 구동 신호를 스캔 라인에 인가하여 디스플레이하는 스캔 드라이브 회로부(21)로 구성된다.

도 5 는 도 4 의 스캔 제어부(30)의 블록도로서, 상기 스캔 제어부(30)는 듀티비(duty ratio)를 변환할 때 필요한 다수개의 클럭을 발생하는 주파수 변환부(31)와, 상기 발생된 다수개의 클럭중 하나를 기준 클럭으로 선택하는 주파수 선택부(32)와, 상기 선택된 기준 클럭으로 듀티비를 설정하는 듀티비 제어부(34)와, 상기 설정된 듀티비로 스캔 라인 구동을 위한 신호를 발생하는 스캔 신호 제어부(35)와, 상기 듀티비 제어부(34), 스캔 신호 제어부(35)의 동기를 맞추어주는 디스플레이 제어부(33)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 상기 스캔 제어부(30)는 동일한 프레임 주파수를 유지하면서 듀티비(duty ratio)를 변환하여 각 스캔 라인을 구동하고 남은 스캔 구동 시간을 특정한 라인에 추가 구동하므로써, 다른 스캔 라인에 비하여 밝게 표시된다.

이때 동일한 프레임 주파수를 유지하면서 듀티비를 변환시키려면 타이밍 제어에 필요한 주파수를 변환시켜야 하는데 이때 필요한 제어 클럭 f_control는 다음과 같이 계산된다.

f_control= (하나의 스캔 라인을 디스플레이 하는데 필요한 클럭수) * (프레임 수) * (듀티비)^-1

실시예로 도 2를 보면 프레임 주파수가 70Hz, 듀티비가인 경우, 1 스캔 라인의 데이터를 디스플레이하는데 100개의 클럭이 필요하다면, 제어 클럭 f₄₀은 다음과 같다.

f₄₀= 100 * 40 * 70 = 280kHz

그러나 상기 실시예와 동일 조건에서 듀티비를로 변환한 경우 제어 클럭 f₄₈은 다음과 같이

f₄₈= 100 * 48 * 70 = 336kHz

이다.

도 5 의 주파수 변환부(31)는 상기와 같이 듀티비가 변환할 때 필요한 클럭을 발생시켜 듀티비를 설정한다.

그리고 상기 듀티비가 설정되면 주파수 선택부(32)에 의해 제어 클럭으로 선택되어 전체 타이밍회로에서 기준 클럭으로 사용된다.

시스템 인터페이스부(11)를 통해 입력된 제어신호 중 듀티비 설정에 대한 신호에 따라 한 프레임 시간동안 스캔을 구동할 수 있는 클럭수가 변화하게 된다.

이와 같이 변화된 클럭을 기준 클럭으로 하여 듀티비를 설정하고 스캔 신호 제어부(35)에서 스킨 라인 구동을 위한 신호를 발생하여 특정 라인을 더 밝게 표시하기 위하여 펄스 신호를 인가한다.

도 6 는 상기와 같은 방법으로 듀티비를로 변화하였을 때 스캔 구동 타이밍도 이다.

듀티비가인 경우보다로 변화하였을 때, 동일한 프레임 시간(T_F)동안 스캔을 구동할 수 있는 펄스가 8 개 더 많은 것을 알 수 있다.

실제로 구동하는 스캔 라인이 40 개라면 1 ~ 40 번째 스캔 펄스는 실제로 데이터를 표시하는데 이용하고, 41 ~ 48 번째 스캔 펄스까지의 시간(T_{R :}잉여시간)은 더 밝게 디스플레이 하기를 원하는 스캔라인에 추가로 인가하여 구동한다.

상기 펄스 신호를 추가로 인가하는 방법은 크게 3 가지로 구분할 수 있다.

첫째, 각 스캔 라인을 처음부터 순차적으로 디스플레이하고 더 밝게 디스플레이 하려는 스캔 라인에 잉여시간(T_R)의 일부 또는 전부를 상기 스캔 라인에 추가로 구동하는 방법이다.

둘째, 잉여시간(T_R)의 일부 또는 전부를 더 밝게 디스플레이 하려는 스캔 라인에 먼저 연속해서 추가하고 나머지 라인들을 순차적으로 디스플레이하는 방법이다.

셋째, 특정 라인의 밝기를 단계적으로 변화시키는 방법으로 마스킹(masking)을 통하여 잉여시간(T_R)을 조절하여 더 밝게 디스플레이 하려는 스캔 라인의 밝기를 단계적으로 변화시켜 조절하는 방법이다.

도 7 은 상기 첫 번째 방법의 실시 예를 나타낸 것으로 잉여시간(T_R)의 펄스 8 개중인 4 개는 1 번 라인에 나머지인 4개는 2 번 라인에 인가하였다.

이러한 경우 1, 2 번 스캔 라인의 구동시간은로 나머지 라인의보다 5 배 증가하므로 1, 2 번 라인은 다른 라인들 보다 더 밝게 보이게 된다.

도 8 은 상기 두 번째 방법의 실시 예를 나타낸 것으로 1 번 스캔 라인에 잉여시간(T_R)의 펄스 8 개 전부를 특정 라인에 연속해서 추가한 후 나머지 라인들을 순차적으로 구동하여 1 번 라인은 다른 라인들 보다 더 밝게 보이게 된다.

도 9 은 상기 세 번째 방법의 실시 예를 나타낸 것으로 잉여시간(T_R)을 마스킹(masking)하여 특정 라인의 밝기를 단계적으로 변화시킬 수 있어서 스캔 라인을 원하는 밝기로 조절할 수 있다.

마스킹(masking) 시간(T_M)은 스캔 신호 제어부(35)에서 타이밍(timing)적으로 조합하여 발생시킨다.

이와 같이 실제로 듀티비를 변환하면서 잉여 시간(T_R)을 조절하여 각 라인에 밝기 조절을 할 수 있지만, 듀티비가 커질수록 각 라인을 구동 할 수 있는 시간이 상대적으로 감소하므로 듀티비 조절에 주의해야 한다.

그러나 듀티비 조절에 의한 각 라인 구동 시간이 동일하게 감소되며, 감소하는 시간이 라인 구동시간에 비하여 아주 작으므로 전반적인 데이터 표시에는 큰 영향을 주지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치 및 방법은 디스플레이 장치에서 데이터를 표시할 때, 별도의 전력소비 없이 특정 라인의 밝기를 단계적으로 변화시켜 표시할 수 있으므로, 사용자에게 효율적인 데이터 전달이 가능하고, 또한 IC(integrated circuit)에 내장되는 경우 칩 면적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 외부의 영상신호를 입력으로 스캔신호의 듀티비와 표시하고자 하는 영상 데이터를 출력하는 기준 신호부와,

   상기 기준 신호부에서 출력된 듀티비(duty ratio)를 변환하여 한 프레임 시간동안 스캔을 구동할 수 있는 펄스(pulse)의 수를 변화시키는 스캔 제어부와,

   상기 스캔 제어부에서 변환된 듀티비와 상기 영상 데이터를 입력받아 패널에 표시하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스캔 제어부는 듀티비를 변환할 때 필요한 다수개의 클럭을 발생하는 주파수 변환부와,

   상기 발생된 다수개의 클럭중 하나를 기준 클럭으로 선택하는 주파수 선택부와,

   상기 선택된 기준 클럭으로 듀티비를 설정하는 듀티비 제어부와,

   상기 설정된 듀티비로 스캔 라인 구동을 위한 신호를 발생하는 스캔 신호 제어부와,

   상기 듀티비 제어부, 스캔 신호 제어부의 동기를 맞추어주는 디스플레이 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 장치.
3. 동일한 프레임 주파수를 유지하면서 스캔 시간의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 잉여 시간을 만드는 단계와,

   상기 잉여 시간으로 더 밝게 디스플레이하려는 각 스캔 라인에 추가로 구동하여 화면의 밝기를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 화면의 밝기를 조절하는 단계는 각 스캔 라인을 처음부터 연속해서 디스플레이하는 단계와,

   더 밝게 디스플레이하려는 스캔 라인에 잉여 시간의 일부 또는 전부를 추가로 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 화면의 밝기를 조절하는 단계는 잉여 시간의 일부 또는 전부를 더 밝게 디스플레이 하려는 스캔 라인에 연속해서 구동하는 단계와,

   나머지 스캔 라인들을 순차적으로 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 화면의 밝기를 조절하는 단계는 마스킹(masking)을 통하여 잉여 시간을 조절하여 더 밝게 디스플레이 하려는 스캔 라인의 밝기를 단계적으로 변화시켜 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자의 밝기 제어 방법.