KR20040090797A - 디스플레이 패널 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것으로, 특히 구동 전 셀에 소정의 전압을 기충전하고, 그 기충전된 전압을 이용하여 구동 시 보다 낮은 전압으로 구동하게 하여 소비전력을 줄일 수 있는 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것이다. 종래 디스플레이 패널 구동장치는 데이터 구동부를 이루고 있는 데이터 구동 IC에 항상 5V의 직류전원을 공급하기 때문에 패널과 구동장치에서 소비되는 전력이 크다는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 다수의 셀을 구비한 디스플레이 패널 구동장치에 있어서, 외부에서 입력된 영상데이터 양을 검출하는 영상데이터 검출부와, 상기 영상데이터 검출부에서 검출한 영상데이터 양에 따라 기 설정된 전압들 중 하나의 전압을 출력하는 전류제어부와, 다수의 데이터 구동 IC를 구비하고, 상기 전류제어부에서 출력한 전압의 제어에 의해 상기 셀을 기충전 전압(Vcc)까지 기충전시킬 소정의 전류와 상기 셀을 구동시킬 구동전압(Vdd)의 데이터 펄스를 순차적으로 출력하는 데이터 구동부를 포함하여 구성함으로써, 스위칭 시 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 셀의 상태에 따라 셀을 충전하는 전류의 기울기(크기)를 제어함으로써, 소비전력을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이 패널 구동장치{APPARATUS FOR DRIVING OF DISPLAY PANEL}

본 발명은 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것으로, 특히 구동 전 셀에 소정의 전압을 기충전하고, 그 기충전된 전압을 이용하여 구동 시 보다 낮은 전압으로 구동하게 하여 소비전력을 줄일 수 있는 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것이다.

최근에 IMT-2000과 같은 무선이동통신이 각광을 받고 있다. 이런 무선 이동 통신에서의 디스플레이는 좋은 품질, 빠른 속도, 저중량, 저소비전력을 요구한다.

상기에서 요구하는 기능을 만족시킬 수 있는 스위칭 소자가 바로 메탈-인슐레이터-메탈(Metal-Insulator-Metal, 이하 'MIM'라고 함)이다. MIM은 박막으로 형성된 전극 구조로서, 저항성분과 콘덴서 성분이 매우 크기 때문에, 패널 특성상 구동 시에는 저전압, 고전류를 필요로 한다.

도1은 일반적인 MIM 셀 구조의 단면도를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 하부기판(1) 상에 스캔전극(2)이 위치하고, 그 스캔전극의 상부전면에 절연막(3)과 데이터전극(4)이 적층된 구조를 가진다.

상기 데이터전극(4)과 스캔전극(2) 간의 전압차(수V~10V)가 증가하게 되면, 스캔전극(2)에서 전자가 방출되고, 그 전자는 양자역학적인 터널(Tunnel)효과에 의해서 절연층(3)과 데이터전극(4)을 통과하여 방출된다.

상기 방출된 전자는 상하판에 인가된 고전압의 전계에 의해 형광체가 도포되어 있는 양극쪽으로 가속되며, 상기 전자들이 형광체에 충돌하게 되면 에너지가 발생하게 되고, 이 에너지에 의해 형광체에 있는 전자들이 여기 되었다가 떨어지면서 발광하여 화면을 표시하게 된다.

도2는 종래 디스플레이 패널 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도이다. 도시된 바와 같이, 입력된 영상신호(IN)의 수평, 수직 동기신호(H, V sync)를 입력받아소정의 제어신호를 출력하는 제어부(23)와, 상기 입력된 영상신호(IN)를 받아 R, G, B 데이터로 변환하고, 그 변환된 R, G, B 데이터를 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation)하여 소정의 영상데이터를 출력하는 데이터 처리부(21)와, 상기 데이터 처리부(21)에서 출력한 소정의 영상데이터를 받고, 상기 제어부(23)에서 출력한 소정의 제어신호에 의해 데이터 펄스를 출력하는 데이터 구동부(22)와, 상기 제어부(23)에서 출력한 소정의 제어신호를 받아 스캔 펄스를 출력하는 스캔 구동부(24)와, 상기 데이터 구동부(22)에서 출력한 데이터 펄스와 상기 스캔 구동부(24)에서 출력한 스캔 펄스를 받아 상기 입력된 영상신호를 표시하는 패널(25)로 구성된다.

또한, 상기 데이터 구동부(22)는 다수의 데이터 구동 IC(22a)를 구비하여 구성하고, 각 데이터 구동 IC(22a)는 외부에서 입력된 구동전원(5V)에 의해 구동된다.

그럼, 상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 대한 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

영상신호(IN)가 입력되면 제어부(23)에서 상기 영상신호의 수평, 수직 동기신호(H, V Sync)를 받아 소정의 제어신호를 출력하고, 데이터 처리부(21)는 상기 입력된 영상신호(IN)를 받아 R, G, B 데이터로 변환하고, 그 변환한 R, G, B 데이터를 펄스폭 변조 방식을 이용하여 소정의 영상데이터를 출력한다.

데이터 구동부(22)는 상기 데이터 처리부(21)에서 출력한 소정의 영상데이터를 받고, 상기 제어부(23)에서 출력한 소정의 제어신호에 의해 데이터 펄스를 출력한다.

스캔 구동부(24) 또한 상기 제어부(23)에서 출력한 소정의 제어신호에 의해 스캔 펄스를 출력하고, 패널(25)은 상기 데이터 구동부(22)와 스캔 구동부(24)에서 각각 출력한 데이터 펄스와 스캔 펄스를 받아 상기 입력된 영상을 표시한다.

그리고, 상기 데이터 구동부(22)에 인가되는 구동전압(5V)은 데이터 구동부(22)에 구비된 각각의 데이터 구동 IC(22a)에 인가되고, 그 인가된 구동전압이 상기 제어부(23)에서 인가된 제어신호에 의해 온/오프하여 상기 데이터 처리부(21)에서 출력한 소정의 영상데이터에 대한 데이터 펄스를 패널(25)의 데이터 라인과 연결된 셀의 데이터 전극(2)에 인가한다. 여기서, 상기 데이터 구동 IC(22a)에 인가되는 구동전원에 따른 소비전력에 대해 간단히 설명하도록 한다.

일반적인 소비전력(P)을 구하는 식은 P = CV²F로서, C는 패널 로드에 대한 콘덴서 값(Capacitance)이고, V는 데이터 구동부(22)에 가해지는 구동전압이고, F는 구동 주파수이다.

상기와 같은 식에서 알 수 있듯이 소비전력(P)은 구동전압(V)의 제곱에 비례한다는 것에 주목해야 한다. 구동전압은 콘덴서(C) 혹은 구동주파수(F)에 비해 소비전력(P)의 크기를 정하는 중요 요인이므로 이를 줄이면 소비전력을 크게 낮출 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 디스플레이 패널 구동장치는 데이터 구동부를 이루고 있는 데이터 구동 IC에 항상 5V의 직류전원을 공급하기 때문에 패널과 구동장치에서 소비되는 전력이 크다는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 셀을 구동시키기 전에 소정의 전압(Vcc)과 소정의 전류를 이용하여 기충전시키고, 구동 시 보다 낮은 전압으로 셀을 구동하게 함으로써, 스위칭 시 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 디스플레이 패널 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 셀의 상태에 따라 셀을 충전하는 전류의 기울기(크기)를 제어함으로써, 소비전력을 최소화 할 수 있는 디스플레이 패널 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 MIM 셀에 대한 단면도.

도2는 종래 디스플레이 패널 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도3은 본 발명의 디스플레이 패널 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도4는 도3에 도시한 데이터 구동 IC에 대한 상세도.

도5a와 도5b는 본 발명의 데이터 구동 파형에 대한 일실시예도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

30:영상데이터 검출부 40:전류제어부

50:데이터 처리부 60:데이터 구동부

61:데이터 구동 IC 61a:전류원(Current Source)

70:제어부 80:스캔구동부

90:패널

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 셀을 구비한 디스플레이 패널 구동장치에 있어서, 외부에서 입력된 영상데이터 양을 검출하는 영상데이터 검출부와, 상기 영상데이터 검출부에서 검출한 영상데이터 양에 따라 기 설정된 전압들 중 하나의 전압을 출력하는 전류제어부와, 다수의 데이터 구동 IC를 구비하고, 상기 전류제어부에서 출력한 전압의 제어에 의해 상기 셀을 기충전 전압(Vcc)까지 기충전시킬 소정의 전류와 상기 셀을 구동시킬 구동전압(Vdd)의 데이터 펄스를 순차적으로 출력하는 데이터 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 구동 IC는 외부에서 입력된 제어신호에 의해 제어되며, 외부에서 입력된 기충전 전압(Vcc) 및 상기 구동전압(Vdd)의 데이터 펄스를 출력하는 다수의 스위칭 수단과, 상기 기충전 전압(Vcc)과 셀 사이에 위치하고, 상기 전류제어부에서 출력한 소정의 전압에 의해 상기 셀로 소정의 전류를 출력하는 전류원(Current Source)을 구비하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 영상데이터 검출부에서 검출한 영상데이터 양은 상기 패널 한 라인으로 입력되는 영상데이터 양 또는 상기 셀에 인가되는 R, G, B 데이터의 계조값인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 디스플레이 패널 구동장치에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 디스플레이 패널 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도이다. 도시된 바와 같이, 소정의 영상을 표시하는 패널(90)과, 입력된 영상신호(IN)의 수평, 수직 동기신호(H, V sync)를 입력받아 소정의 제어신호를 출력하는 제어부(70)와, 상기 입력된 영상신호(IN)를 받아 R, G, B 데이터로 변환하고, 그 변환된 R, G, B 데이터를 펄스폭 변조하여 소정의 영상데이터를 출력하는 데이터 처리부(50)와, 상기 데이터 처리부(50)에서 변환 처리된 R, G, B 데이터 양을 검출하는 영상 데이터 검출부(30)와, 상기 영상 데이터 검출(30)부에서 검출한 R, G, B 데이터 양과 하나 이상의 기 설정된 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 소정의 전압을 출력하는 전류제어부(40)와, 상기 데이터 처리부(50)에서 출력한 영상데이터와 상기 전류제어부(40)에서 출력한 소정의 전압을 받고, 상기 제어부(70)에서 출력한 소정의 제어신호에 의해 기충전 전압(Vcc)을 갖는 전류와 셀의 구동전압(Vdd)을 갖는 데이터 펄스를 상기 패널(90)의 데이터 라인으로 순차적으로 출력하는 데이터 구동부(61)와, 상기 제어부(70)에서 출력한 소정의 제어신호를 받아 스캔 펄스를상기 패널(90)의 스캔 라인으로 출력하는 스캔 구동부(80)로 구성한다.

상기 데이터 구동부(60)는 다수의 데이터 구동 IC(61)를 구비하여 구성하고, 상기 데이터 구동 IC(61)는 도4에 도시된 바와 같이 다수의 스위칭 수단(SW1, SW2, SW3)(예를 들어, FET)과 전류제어부(40)에서 출력한 소정의 전압에 의해 제어되어 소정의 전류를 패널(90)의 데이터 라인으로 출력하는 전류원(Current Source)(61a)을 구비하여 구성하고, 상기 다수의 스위칭 수단(SW1, SW2, SW3)은 제어부(70)에서 출력한 소정의 제어신호에 의해 제어된다. 또한, 상기 전류제어부(40)의 출력은 다수의 데이터 구동 IC(61)의 전류원(61a)과 연결된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 디스플레이 패널 구동장치에 대한 동작을 도5를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 영상신호(IN)가 입력되면 제어부(70)에서 상기 영상신호의 수평, 수직 동기신호(H, V Sync)를 받아 소정의 제어신호를 출력하고, 데이터 처리부(50)는 상기 입력된 영상신호(IN)를 받아 R, G, B 데이터로 변환하고, 그 변환한 R, G, B 데이터를 펄스폭 변조 방식을 이용하여 소정의 영상데이터를 출력한다.

영상데이터 검출부(30)는 상기 데이터 처리부(50)에서 변환한 R, G, B 데이터 양을 검출하고, 그 검출한 데이터 양을 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 처리부(50)에 라인 메모리 또는 소정의 메모리를 구비하고, 그 메모리에 저장된 한 라인에 해당하는 데이터 양 또는 한 프레임에 해당하는 데이터 양을 검출하여 그 검출한 데이터 양을 출력한다.

전류제어부(40)는 상기 영상데이터 검출부(30)에서 출력한 데이터를 받고,그 데이터와 하나 이상의 기 설정된 기준값을 비교하여 그 비교결과에 대한 소정의 전압을 각 데이터 구동 IC(61)의 전류원(61a)으로 출력한다. 예를 들어, 전류제어부(40)에서 한 라인에 인가되는 영상데이터 양을 받고, 상기 영상데이터 양에 대한 전류 제어 전압(평균전압)을 다수의 데이터 구동 IC(61)의 전류원(61a)으로 출력한다. 조금 더 상세히 설명하면, 패널(90)의 한 라인에 입력되는 데이터 양에 따라 전류원(61a)의 출력 전류를 상, 중, 하의 세 가지 레벨로 구분하면, 상기 영상데이터 검출부(30)에서 검출하여 출력한 한 라인에 대한 영상데이터 양을 전류제어부(40)에서 받고, 그 데이터와 두 개의 기준값, 즉, 상과 중의 경계값 및 중과 하의 경계값을 비교하여 그 결과 데이터가 상일 경우, A전압을, 중일 경우 B전압을, 하일 경우 C전압을 출력한다.

상기 전류제어부(40)에서 소정의 전압을 출력하면, 셀을 구동시키기 전 제어부(70)에서 출력한 소정의 제어신호(CS1)에 의해 스위칭 수단(SW1)이 연결되고, 상기 전류제어부(40)에서 출력한 소정의 전압과 상기 스위칭 수단(SW1)을 통해 외부에서 입력된 기충전 전압(Vcc)을 입력받은 전류원(61a)은 소정의 전류를 패널(90)의 데이터 라인(셀)으로 출력한다. 즉, 도5a에 도시된 바와 같이 기 설정된 시간동안 소정의 기울기를 갖는 전류를 출력하여 데이터 라인과 연결된 셀을 상기 외부에서 입력된 기충전 전압(Vcc)까지 기충전한다.

셀을 기충전 전압(Vcc)까지 충전한 후, 셀을 구동하기 위해 데이터 구동 IC(61)는 데이터 처리부(50)에서 출력한 영상데이터를 받고, 제어부(70)에서 출력한 소정의 제어신호(CS2, CS3)에 의해 스위칭 수단(SW2, SW3)을 온/오프하여 도5a에 도시된 바와 같이 셀의 구동전압(Vdd)을 갖는 데이터 펄스를 출력한다.

그럼, 본 발명의 데이터 구동부(60)에서 소비하는 소비전력에 대해 간단히 설명하기로 한다. 상기 데이터 구동부(60)는 스위칭 수단(SW1)을 통해 입력된 기충전 전압(Vcc)과 전류원(61a)에서 출력한 소정의 전류에 의해 상기 기충전 전압(Vcc)까지 상승한 다음 구동전압(Vdd)에 의해 셀을 구동시키기 때문에 실제로 셀에 공급되는 전압은 Vdd 전압에서 Vcc 전압을 뺀 값인 Vdd-Vcc 전압에 의해 상기 데이터 구동부(60)가 셀을 구동하게 된다.

상기에서 알 수 있듯이, 종래의 디스플레이 패널 구동장치는 데이터 구동부에 항상 일정한 5V 전압이 입력되었기 때문에, 소비전력은 전술된 식 P = CV²F에 의해서 25CF가 되지만, 본 발명의 소비전력은 (Vdd-Vcc)²CF가 된다. 여기서, Vdd-Vcc가 1V라고 가정한다면 본 발명의 소비전력 P는 CF가 된다. 이 경우 종래의 구동장치에 비해서 소비전력이 1/25로 감소하는 것을 알 수 있다.

상기 데이터 구동부(90)에서 출력한 데이터 펄스와 제어부(70)에서 출력한 소정의 제어신호에 의해 스캔 구동부(80)에서 출력한 스캔 펄스가 각각 패널(90)의 데이터 라인과 스캔 라인으로 출력되고, 그 데이터 펄스와 스캔 펄스가 동기되어 외부에서 입력된 영상을 표시하게 된다.

도5b는 본 발명의 데이터 펄스 구동 파형에 대한 또 다른 일실시예를 도시한 것으로서, 직선으로 기울기를 구하는 것이 아니라 외부에 저항을 삽입하여 저항(R)과 콘덴서(C)의 시간에 의해 이와 같은 형태의 파형을 공급할 수도 있다.

그리고, 상기 전류원(61a)의 출력 전류에 대한 제어를 한 라인 또는 한 프레임에 대한 데이터 양의 평균값을 이용하지 않고, 각 셀에 입력되는 데이터(계조값)를 이용하여 전류원(61a)의 출력 전류를 제어할 수도 있다.

상기 각 셀에 입력되는 데이터(계조값)를 이용한 전류원(61a)의 출력 전류 제어에 대해 조금 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 데이터 처리부(50)에서 변환된 각 셀에 대한 R, G, B 데이터의 계조값을 메모리에 저장하고, 영상데이터 검출부(30)에서 상기 메모리에 저장된 각 셀에 대한 R, G, B 데이터의 계조값을 확인하여 그 데이터(계조값)를 전류제어부(40)로 출력한다.

전류제어부(40)는 상기 데이터(계조값)를 하나 이상의 기 설정된 기준값과 비교하여 상기 셀과 연결된 데이터 구동 IC(61)의 전류원(61a)으로 기 설정된 소정의 전압을 출력한다. 이러한 과정을 통해 각 셀과 연결된 전류원(61a)의 출력 전류를 제어할 수 있다. 이때, 상기 전류제어부(40)에서 출력한 전압을 각 데이터 구동 IC(61)로 순차적으로 출력할 수 있는 소정의 수단을 구비해야 한다. 예를 들어, 디멀티플렉서(De-Multiplexor)를 구비하여 구성할 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 셀을 구동시키기 전에 소정의 전압(Vcc)과 소정의 전류를 이용하여 기충전시키고, 구동 시 보다 낮은 전압으로 셀을 구동하게 함으로써, 스위칭 시 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 셀의 상태에 따라 셀을 충전하는 전류의 기울기(크기)를 제어함으로써, 소비전력을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 다수의 셀을 구비한 디스플레이 패널 구동장치에 있어서,

   외부에서 입력된 영상데이터 양을 검출하는 영상데이터 검출부와; 상기 영상데이터 검출부에서 검출한 영상데이터 양에 따라 기 설정된 전압들 중 하나의 전압을 출력하는 전류제어부와; 다수의 데이터 구동 IC를 구비하고, 상기 전류제어부에서 출력한 전압의 제어에 의해 상기 셀을 기충전 전압(Vcc)까지 기충전시킬 소정의 전류와 상기 셀을 구동시킬 구동전압(Vdd)의 데이터 펄스를 순차적으로 출력하는 데이터 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 구동 IC는 외부에서 입력된 제어신호에 의해 제어되며, 외부에서 입력된 기충전 전압(Vcc) 및 상기 구동전압(Vdd)의 데이터 펄스를 출력하는 다수의 스위칭 수단과; 상기 기충전 전압(Vcc)과 셀 사이에 위치하고, 상기 전류제어부에서 출력한 소정의 전압에 의해 상기 셀로 소정의 전류를 출력하는 전류원(Current Source)을 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 구동장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 영상데이터 검출부에서 검출한 영상데이터 양은 상기 패널 한 라인으로 입력되는 영상데이터 양인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 구동장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 영상데이터 양은 상기 셀에 인가되는 R, G, B 데이터의 계조값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 구동장치.