KR20050112363A

KR20050112363A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20050112363A
Application number: KR1020040037416A
Authority: KR
Inventors: 김태성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2005-11-30
Also published as: TW200608332A; JP2005338763A; US20050264586A1; CN1702710A

Abstract

복수의 주사 신호선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 주사 신호선과 상기의 데이터선에 각각 연결되어 행렬형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 데이터 구동부에 연결되어, 복수의 차동 신호로 변환하는 변환부를 포함하는 액정 표시 장치이다. 이와 같이 하면, 전송선 감소에 의해 비용절감이 가능하고, 전자파 감소 및 전력감소 등의 효과가 있다.

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치 및 그 신호 전송 방법에 관한 것이다.

평판 표시 장치 등 표시 장치는 일반적으로 복수의 화소와 이에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로, 그리고 외부로부터의 영상 데이터를 적절하게 처리하여 데이터 구동부에 제공하는 타이밍 제어기(timing controller)를 포함한다.

표시 장치는 타이밍 제어기에서 데이터 구동 회로로 데이터를 전송하기 위한 많은 수의 전송선을 필요로 하며 이러한 전송선에서 많은 양의 전자파 간섭(EMI: electromagnetic interference)이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 LVDS(low voltage differential signaling)이나 그 변형인 RSDS(reduced swing differential signaling) 등의 차동 구동 방식이 도입되었다. 일반적으로, LVDS는 주로 다른 시스템에서 표시 장치로 데이터를 전송할 때 사용되며, RSDS는 표시 장치 내의 타이밍 제어기에서 데이터 구동 회로로 데이터를 전송하는 경우에 사용된다.

이러한 차동 구동 방식은 하나의 신호를 두 개의 신호선으로 전송하는 방식으로서, 송신단에서 크기가 같고 극성이 반대인 두 신호를 두 신호선을 통하여 전송하고 수신단에서는 두 신호선 양단의 신호 레벨 차로 신호를 인식한다. 그러므로 하나의 신호선을 통하여 신호를 전송하는 방식에 비하여 두 신호선의 신호 레벨을 낮게 할 수 있으므로 각 신호선에서 발생하는 전자기장의 세기가 작을 뿐 아니라, 서로 반대 극성의 신호 사이의 전자기파 소거(cancellation)에 의해 전자파 간섭이 최소화될 수 있다. 또한, 신호선에 노이즈가 발생하더라도 수신단에서는 두 신호의 차이로 데이터를 인식하므로 데이터 손실이 거의 발생하지 않는다.

한편, 이러한 차동 구동 방식의 경우 하나의 채널에 대해서 두 개의 신호선이 필요하므로 신호선의 수가 두 배로 되기 때문에, 이를 방지하기 위하여 2:1 다중화(multiplexing)를 통하여 두 비트의 데이터를 하나의 채널로 전송하는 방식을 취한다. 그러므로 주파수는 두 배가 되지만 신호선의 수효는 종래와 다름이 없다.

그런데 현재 나와 있는 RSDS 지원 표시 장치용 구동 집적 회로의 최대 동작 속도가 85MHz 정도이기 때문에 이 이상의 속도를 요하는 고해상도나 고주파수(75Hz) 동작을 하는 경우에는 부득이 2개의 채널을 병렬로 사용하는 듀얼채널(dual-channel) 구조를 사용할 수밖에 없다. 이러한 구조는 여러 가지 측면에서 문제가 된다.

첫째, 타이밍 제어부와 데이터 구동부 사이를 연결하는 데이터 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB) 상의 신호선의 수가 많아져서 인쇄 회로 기판의 크기가 커질 뿐만 아니라 배선이 복잡해지므로 인쇄 회로 기판의 층수를 늘려야 하고 이에 따라 인쇄 회로 기판의 사용에 따르는 재료비의 부담이 커진다.

둘째, 병렬 구동을 하는 경우 구동 집적 회로는 타이밍 제어기는 2개의 버스에 동시에 신호를 입력해야 하기 때문에 필요한 핀(pin)의 수가 2배가 된다. 따라서, 타이밍 제어기 칩 패키지가 커지고 가격 또한 증가하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 멀티 레벨 신호를 사용하여 전송한다.

본 발명에 따른 표시 장치에는 복수의 주사 신호선, 복수의 데이터선, 그리고 상기 주사 신호선과 상기의 데이터선에 각각 연결되어 행렬형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 상기 화소에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 데이터 구동부에 연결되어, 복수의 차동 신호로 변환하는 변환부를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 데이터 구동부는 복수의 차동 신호를 아날로그 신호로 변환하는 변조부를 가지는 신호 제어부와 상기 아날로그 신호로 변환된 신호를 차동 신호로 변환시키는 복조부를 가지는 소스 드라이버IC를 가지게 형성되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 변조부는 상기 데이터를 아날로그 신호로 변환시키는 변조부와, 상기 아날로그 신호를 복수의 형태로 변환하여 전송하는 전송부를 가지고, 상기 복조부는 전송된 복수의 아날로그 신호의 값을 비교하는 비교기와,상기 비교기를 통한 데이터를 차동 신호 전송방식의 데이터로 변환시키는 복조부를 가지게 형성되어 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(300)와 이에 연결된 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

표시판부(10000)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D _m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 주사 신호선(G ₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 화소 회로(pixel circuit)(PX)를 포함한다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 주사 신호선(G₁-G_n) 및 데이터선(D₁-D _m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 화소 회로(PX)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Q)는 다결정 규소 또는 비정질 규소를 포함하는 박막 트랜지스터일 수 있다.

표시 장치의 대표격인 능동형(active matrix) 액정 표시 장치의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 표시판부(300)가 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이의 액정층(3)을 포함하며, 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있다. 각 화소 회로(PX)는 스위칭 소자(Q)에 병렬로 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 주사 신호선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

표시판부(10000)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

화소는 표시 장치의 종류에 따라 그 내부 구조가 달라질 수 있다.

다시 도 1을 참고하면, 주사 구동부(400)는 표시판부(10000)의 주사 신호선(G1-Gn)에 연결되어 주사 신호를 주사 신호선(G1-Gn)에 인가하며, 데이터 구동부(500)는 표시판부(10000)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

신호 제어부(600)는 외부에서 영상 데이터를 비롯한 각종 신호를 받아 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.

도 1에 등가 회로로 나타낸 표시 장치는 여러 가지 구조를 갖출 수 있는데 도 3을 예로 들어 설명한다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(300), 주사 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(450), 데이터 인쇄 회로 기판(550), 복수의 주사 테이프 캐리어 패키지(TCP, tape carrier package)(410), 복수의 데이터 테이프 캐리어 패키지(510) 및 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(460)을 포함한다.

주사 테이프 캐리어 패키지(410)는 표시판부(300)과 주사 인쇄 회로 기판(450)에 부착되어 있고, 데이터 테이프 캐리어 패키지(510)는 표시판부(300)와 데이터 인쇄 회로 기판(550)에 부착되어 있으며, 가요성 인쇄 회로막(460)은 주사 인쇄 회로 기판(450)과 데이터 인쇄 회로 기판(550)에 부착되어 있다.

데이터 인쇄 회로 기판(550)에는 입력 신호 수신부(700) 및 신호 제어부(600)가 구비되어 있고, 주사 테이프 캐리어 패키지(410)와 데이터 테이프 캐리어 패키지(510)에는 각각 주사 구동부(400)를 이루는 복수의 주사 구동 집적 회로(IC, integrated circuit)(410) 및 데이터 구동부(500)를 이루는 복수의 데이터 구동 집적 회로(540)가 칩 등의 형태로 장착되어 있다.

인쇄 회로 기판(450, 550) 및 테이프 캐리어 패키지(410, 510)와 가요성 회로막(460)에는 입력 신호 수신부(700)와 신호 제어부(600) 사이, 신호 제어부(600)와 주사 구동 회로(440) 및 데이터 구동 회로(540) 사이의 신호 전달을 위한 다수의 신호선(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

도 3에서와는 달리, 입력 신호 수신부(700)와 신호 제어부(600)는 필요에 따라 주사 인쇄 회로 기판(450)에 구비될 수도 있다.

주사 인쇄 회로 기판(450)과 데이터 인쇄 회로 기판(550) 중 적어도 하나, 특히 주사 인쇄 회로 기판(450)은 생략될 수 있으며, 이 경우 가요성 인쇄 회로막(460)은 생략될 수 있으며 관련된 신호선은 표시판부(300) 및 주사 테이프 캐리어 패키지(410) 위에 형성될 수 있다.

주사 구동 집적 회로(440) 및 데이터 구동 집적 회로(540)는 표시판부(300)에 직접 장착될 수도 있으며 이를 COG(chip on glass) 방식이라고 한다. 이와는 달리 구동 집적 회로(440, 540), 특히 주사 구동 집적 회로(440)가 표시판부(300)에 집적될 수 있다.

이러한 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

입력 신호 수신부(700)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 데이터(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 수신한다. 입력 영상 데이터(R, G, B)와 입력 제어 신호는 LVDS 방식이나 RSDS 방식 따위의 차동 신호 전송 방식으로 전송될 수 있으며 입력 신호 수신부(700)는 이를 채널 당 1비트의 2진 디지털 신호로 변환한 후 신호 제어부(600)로 출력한다.

신호 제어부(600)는 입력 신호 수신부(700)로부터 입력 영상 데이터(R, G, B) 및 입력 제어 신호를 받아 이를 기초로 영상 데이터(R, G, B)를 표시판부(300)의 동작 조건 및 전송 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고, 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 전송하고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 전송한다. 이때 영상 신호(DAT)는 복수의 이산값을 가지는 아날로그 신호이며 주사 제어 신호(CONT1)와 데이터 제어 신호(CONT2)는 디지털 신호이다. 그러나 이들 제어 신호(CONT1, CONT2)도 복수의 이산값을 가지는 아날로그 신호일 수 있다.

주사 제어 신호(CONT1)는 주사의 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 주사 신호의 레벨 변화 시기를 제어하는 주사 클록(CPV) 및 주사 신호의 레벨 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록(HCLK)을 포함한다. 도 2에 도시한 액정 표시 장치 등의 경우, 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)도 포함될 수 있다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 다중치(multi-level) 영상 신호(DAT)를 차례로 수신한 후 이를 이진 디지털 데이터로 변환하고 다시 아날로그 데이터 전압으로 변환한 후 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 주사 신호를 주사 신호선(G1-Gn)에 인가하여 이 주사 신호선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이때 데이터선(D1-Dm)에 인가되어 있는 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.

도 2에 도시한 액정 표시 장치의 경우, 화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하여, 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 주사 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 주사 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 주사 신호선(G1-Gn)에 대하여 차례로 주사 신호를 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 도 2에 도시한 액정 표시 장치 등의 경우, 특히 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전", "도트 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("열 반전", "도트 반전").

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 신호 제어부와 데이터 구동부의 신호 송수신에 대하여 도 4 및 도 5를 참고로 좀 더 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 신호 제어부와 데이터 구동부의 일부를 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부의 데이터 송신부와 데이터 구동부의 데이터 수신부의 블록도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 입력 신호 수신부(700)와 연결되어 있는 데이터 처리부(610)와 이에 연결되어 있는 데이터 송신부(620)를 포함하며, 데이터 송신부(620)는 데이터 처리부(610)와 연결되어 있는 변조부(621)와 이에 연결되어 있는 다중치 신호 송신단(622)을 포함한다. 한편 데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)의 데이터 송신부(620)와 연결되어 있는 데이터 수신부(570)와 데이터 수신부(570) 및 표시판부(580)와 연결되어 있는 데이터 처리부(580)를 포함하며, 데이터 수신부(570)는 다중치 신호 송신단(622)과 연결되어 있는 다중치 신호 수신단(572)과 이에 연결되어 있는 복조부(571)를 포함한다. 단, 여기에서 데이터 송신부(620)는 신호 제어부(600)와 별개의 장치로 구현될 수 있다.

신호 제어부(600)의 데이터 처리부(610)는 입력 신호 수신부(700)로부터의 이진 디지털 데이터를 표시판부(300)의 특성에 맞게 처리하고 처리한 데이터를 데이터 송신부(620)의 변조부(631)에 제공한다.

변조부(631)는 2진 코드(binary code)로 되어 있는 영상 데이터를 다중치 변환이 가능한 그레이 코드(gray code), 예를 들면 서모 코드(thermometer code)로 바꿔 준다.

서모 코드는 연속되는 1의 개수로 각 레벨을 구분하는 코드 체계로서, 10진수 0, 1, 2, 3, 4, ...에 해당하는 4비트의 2진수는 각각 0000, 0001, 0010, 0011, ...로 표기하는 반면, 서모 코드는 예를 들면, 16비트인 0000000000000001, 0000000000000011, 0000000000000111, 0000000000001111,...의 형태로 표시한다. 이러한 코드 체계를 사용하면 인접한 두 레벨이 한 개의 비트만이 다르기 때문에, 만약의 경우 간섭 등의 이유로 어느 한 자리의 값이 0에서 1로, 또는 1에서 0으로 바뀐다고 하더라도 최대 두 레벨, 즉 최대 1개의 비트만이 원래 데이터와 달라지게 되어 오류 발생 정도를 최소화 할 수 있다. 예를 들어 서모 코드의 경우, 0000000000001011이라는 데이터가 나왔다면 원래의 데이터가 0000000000000011이거나 0000000000001111인데 이 두 값은 10진수로 2의 차이밖에 나지 않는다. 그러나 2진수의 경우 1011이라는 오류 데이터가 나왔다면 어느 자리의 값이 오류이냐에 따라 값이 매우 달라진다. 예들 들어 맨 왼쪽 자리가 오류라면 원래의 데이터는 0011이지만, 맨 마지막 자리가 오류라면 원래의 데이터가 1010이 될 것이고 0011과 1010은 그 차이가 매우 크다. 따라서 이러한 형태의 코드가 데이터 오류발생을 최소화한다.

다중치 신호 송신단(632)은 변조부(621)로부터 예를 들어, p-비트의 서모 코딩된 데이터를 받아 이를 p개의 서로 다른 이산값, 즉 다중치를 가지는 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.

데이터 구동부(500)의 데이터 수신부(570)는 신호 제어부(600)의 데이터 송신부(620)의 역순으로 동작을 수행한다. 상세하게 설명하자면, 다중치 신호 수신단(572)은 예를 들어 p 개의 다중치를 가지는 아날로그 신호를 송신단(632)으로부터 수신하고 이를 p-비트의 서모 코드 데이터로 변환하여 출력한다. 복조부(571)는 수신한 p-비트의 서모 코드 데이터를 원래의 2진 코드 데이터로 변환하여 출력한다.

데이터 구동부(500)의 데이터 처리부(580)는 수신한 2진 코드 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 후 표시판부(300)의 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

그러면, 다중치 신호 송신단 및 수신단의 예에 대하여 도 6 내지 도 8을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 4 레벨 신호 송신단의 회로도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 4 레벨 신호 수신단의 회로도이며, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 4레벨 신호의 파형도이다. 도 6과 도 7에 도시한 4 레벨 신호 송신단 및 수신단은 앞의 예에서 p가 4인 경우의 회로이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 4 레벨 송신단(622)은 변조부(631)에 나란히 연결되어 있는 네 개의 N 모스 트랜지스터(Q1~Q4)와 이에 연결되어 있는 전류원(I_R), 그리고 이들 전류원(I_R)에 공통으로 연결되어 있는 P 모스 트랜지스터(Q5)를 포함한다. 더욱 상세하게 설명하자면, N 모스 트랜지스터(Q1~Q4)의 게이트는 변조부(631)에 연결되어 있고, 소스는 소정의 낮은 전압(Vss)에 연결되어 있으며, 드레인은 전류원(I_R)에 연결되어 있다. P 모스 트랜지스터(Q5)의 게이트는 접지되어 있고, 소스는 전류원(I_R)에, 드레인은 소정의 높은 전압(Vdd)에 연결되어 있다. P 모드 트랜지스터(Q5)는 항상 턴온되어 부하(load)의 역할을 하는 것으로서 저항으로 대체할 수 있다.

그러면 변조부(621) 및 4레벨 신호 송신단(622)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저 변조부(621)는 2비트의 이진 데이터를 4비트의 서모 코드로 변환하는데, (00)은 (1111)로, (01)은 (0111)로, (11)은 (0011)로 10은 0001로 변환한다.

각 트랜지스터(Q1~Q4)는 변조부(631)의 해당 출력이 저레벨, 즉 0이면 턴오프 상태이고, 고레벨, 즉 1이면 턴온되어 출력 전압을 풀다운(pull-down)시킨다. 따라서 4 레벨 신호 송신단(621)의 출력에서 1의 개수가 많을수록 풀다운(pull-down)하는 트랜지스터(Q1~Q4)의 수효가 많아져 전압 레벨이 낮아지게 된다. 예를 들어, 변조부(631) 출력의 모든 비트가 0 인 경우, 모든 트랜지스터(Q1~Q4)가 턴 오픈 상태가 되어 접지(Ground)와 연결되지 않기 때문에 출력 전압은 높은 전압(Vdd)이 된다. 변조부(621) 출력 비트 중 하나의 비트가 1인 경우, 하나의 트랜지스터(Q1~Q4)가 턴온되고, 이때 전류(IR)가 흘러 전압이 약간 떨어지게 된다. 두 개의 출력 비트가 1인 경우, 두 개의 트랜지스터(Q1~Q4)가 턴 온(ON)되므로 총 전류는 하나의 비트가 1인 경우에 비해 2배가 되므로 전압 강하는 그만큼 커진다. 이러한 방식으로 턴온 되는 트랜지스터(Q1~Q4)의 수효에 따라, 총 전류가 결정되고, 이에 따라 출력 전압의 레벨이 달라진다. 따라서, 도 8에 나타난 바와 같이 4 개의 전압 레벨(V00, V01, V11, V10)을 가지는 출력 신호(OUT)가 만들어진다.

도 7에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 수신단(572)은 송신단(622)의 출력을 비반전 입력으로 하는 세 개의 비교기(COMP1~COMP3)를 포함한다. 세 개의 비교기(COMP1~COMP3)는 각각 소정의 기준 전압(Vref1~Vref3)을 반전 입력으로 한다. 세 개의 기준 전압(Vref1~Vref3)은 네 개의 전압 레벨을 구분하기 위한 전압으로서 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 비교기(COMPi)(i=1, 2, 3)는 기준 전압(Vrefi)보다 높은 전압과 낮은 전압을 가려내어 출력하며 이것도 일종의 서모 코드 데이터라 할 수 있다.

복조부(571)는 이들 비교기(COMP1~COMP3)의 출력을 이진 데이터로 다시 변환한 후 데이터 구동부(500)의 데이터 처리부(580)로 출력한다.

p개의 전압 레벨을 가지는 데이터 신호를 전송하기 위해서는 경우에는, 변조부(610)에서는 p 비트의 서모 코드 데이터를 생성하고, 송신단(620)의 N 모스 트랜지스터의 수효를 p개로 하며, 수신단(572)의 비교기의 수효를 (p-1)개로 하고, 복조부(571)는 수신단(572)의 출력을 이진 데이터로 변환한다.

도 9는 종래 RSDS 신호와 본 발명의 실시예에 따른 4-레벨 RSDS 신호의 파형도이다.

도면에서 보는 바와 같이 기존에는 0과 1, 2개의 레벨만 사용하던 것에 비해 4가지의 레벨(V₀₀~V₁₀)을 사용함으로써 2 비트의 데이터를 한 번에 보낼 수 있기 때문에 전송 효율이 2배로 좋아진다.

기존 RSDS 대비 동일한 수의 버스 라인을 사용시, 데이터의 전송 주파수가 절반 이하로 줄기 때문에 전자파 간섭 발생양이나 전력 소모 등의 측면에서 2배 이상의 효율을 기대할 수 있다. 신호 제어부(TCON)와 드라이버 IC간에 전송할 수 있는 데이터의 최고 속도는 채널의 길이나 PCB의 전송 특성에 의해 제한되게 되는데 이러한 멀티레벨 신호을 사용하면 동일한 조건의 채널을 통해 2배 이상의 속도로 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 고해상도를 구현하기 위해, 종래에는 2 채널 RSDS를 사용해야 했던 것을 멀티레벨 신호를 사용하여 동일 속도에서 1 채널만 사용해도 가능하다.

또한, 고해상도가 필요없는 경우에도, 전력소모와 전자파 감소 등의 장점이 있다. 중간 레벨 수를 많이 하면 할수록 효율성은 그에 비례해서 증가하게 된다. 또한 동일 주파수 대역의 데이터를 전송할 때에는 중간 레벨의 수를 증가시켜 4개의 데이터를 동일한 채널로 전송하는 경우 필요한 전송선의 수를 절반 이하로 줄일 수 있다.

동일 숫자의 버스라인을 사용하는 경우 2배 이상의 속도로 데이터 전송을 할 수 있고, 동일 속도로 데이터를 전송할 경우 버스 라인의 수를 절반 이하로 줄일 수 있다. 본 발명의 기술을 사용하면 단일 채널로 전송이 가능하여 인쇄회로기판의 크기도 줄어들고 ,타이밍 콘트롤 회로(TCON)의 핀 수도 현저히 줄어들기 때문에 저렴한 패키지를 사용할 수가 있어 원가 절감에 크게 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이다.

도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부와 데이터 구동부의 개략적인 블록도이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 송신부 및 수신부의 개략도이다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 4 레벨 신호 송신부의 회로도이다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 4 레벨 신호 수신부의 회로도이다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 4 레벨 신호의 파형도이다.

Claims

다중치 신호(multi-level)를 수신하여 이에 대응하는 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 출력하는 데이터 구동부, 그리고

복수의 주사 신호선, 상기 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 그리고 상기 주사 신호선과 상기 데이터선에 각각 연결되어 있으며 상기 데이터선으로부터 상기 데이터 전압을 공급받아 이에 기초한 표시 동작을 수행하는 복수의 화소

를 포함하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 다중치 신호는 차동 신호 전송 방법으로 전송되는 표시 장치.
제2항에서,

상기 차동 신호 전송 방식은 RSDS(reduced swing differential signaling) 방식인 액정 표시 장치.
제1항에서,

영상 데이터를 상기 다중치 신호로 변환하여 전송하는 데이터 송신부를 더 포함하며, 상기 데이터 구동부는 상기 다중치 신호를 2진 코드 데이터로 변환하는 데이터 수신부와 상기 2진 코드 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 처리부를 포함하는 표시 장치.
제1항에서,

영상 데이터를 상기 표시판에 맞게 처리하는 데이터 처리부와 상기 처리된 영상 데이터를 상기 다중치 신호로 변환하여 송신하는 데이터 송신부를 포함하는 신호 제어부를 더 포함하며, 상기 데이터 구동부는 상기 다중치 신호를 수신하여 2진 코드 데이터로 변환하는 데이터 수신부와 상기 2진 코드 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 처리부를 포함하는 표시 장치.
제4항 또는 제5항에서,

상기 송신부는 2진 코드 형식의 상기 영상 데이터를 그레이 코드 형식의 데이터로 변환하는 변조부와 상기 그레이 코드 형식의 영상 데이터를 상기 다중치 신호로 송신하는 송신단을 포함하는 표시 장치.
제6항에서,

상기 송신단은 제1 전압과 제2 전압 사이에 직렬로 연결되어 있는 스위칭 소자와 전류원으로 이루어진 회로를 복수 개 포함하는 표시 장치.
제6항에서,

상기 수신부는 상기 다중치 신호의 값을 기준 값과 비교하는 복수의 비교기와 상기 비교기의 출력 신호를 2진 코드 형식의 데이터로 변환하는 복조부를 포함하는 표시 장치.
제6항에서,

상기 그레이 코드는 서모미터 코드를 포함하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 다중치 신호는 적어도 4개의 레벨을 가지는 표시 장치.