KR20070111149A - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.

이 표시 장치는 중앙 처리 장치, 상기 중앙 처리 장치에 연결되어 있는 브리지 회로, 그리고 상기 브리지 회로에 각각 연결되어 있는 카메라 및 표시판부를 포함하고, 브리지 회로는, 상기 카메라를 제어하는 카메라 제어부, 상기 중앙 처리 장치로부터의 영상 데이터를 기억하는 메모리, 그리고 상기 메모리로부터의 영상 데이터를 처리하여 상기 표시판부로 내보내는 신호 제어부를 포함한다.

이러한 방식으로, 브리지 회로를 표시판부의 바깥에 위치시켜 완전한 SOG를 구현하는 한편, 원가를 줄일 수 있다.

표시장치, 표시판부, 브리지회로, 메모리, SOG

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 발광 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통 과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이러한 평판 표시 장치 중에서 예를 들어 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 스위칭 소자를 포함하는 화소와 표시 신호선이 구비된 표시판, 그리고 표시 신호선 중 게이트선에 게이트 신호를 내보내어 화소의 스위칭 소자를 턴온/오프시키는 게이트 구동부, 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 계조 전압 중 영상 데이터에 해당하는 전압을 데이터 전압으로 선택하여 표시 신호선 중 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부를 포함한다.

이때, 핸드폰 등에 사용되는 중소형 표시 장치로서 디지털 카메라를 부착한 핸드폰, 일명 디카폰이 활발히 개발 중이다.

이러한 표시 장치는 카메라 또는 외부로부터의 영상 신호를 처리하여 화면을 표시한다. 영상 신호는 먼저 핸드폰에서 중앙 처리 장치에 해당하는 일명 MPU(mobile processing unit)에서 다시 카메라 또는 표시판부를 구동하기 위한 구동 칩으로 보내진다.

이때, 영상 신호는 MPU에서 구동 칩으로 직렬 데이터 형태로 보내지고 각 구동 칩에서 카메라 또는 표시판부로 병렬 데이터 형태로 보내지므로, 각 구동 칩은 영상 데이터를 변환하기 위한 메모리를 필요로 한다.

그런데, 최근에는 중소형 제품의 경우에는 대부분의 구동 회로를 표시판부에 집적하는 SOG(system on glass) 방식이 원가 절감이나 제품의 크기를 줄이는 데 기 여하고 있다. 하지만, 메모리를 표시판부에 집적하기에는 어려움이 있으며 이를 포함하는 구동 회로 역시 집적하기에 쉽지 않다. 이로 인해, 메모리를 포함하는 전용 칩을 표시판부에 COG(chip on glass) 방식으로 실장하여 완전한 SOG를 구현하는데 걸림돌이 되고 있다. 또한, 표시판부와 카메라 각각을 구동하기 위한 전용 칩을 마련하여야 하므로 원가 측면에서도 불리하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 중앙 처리 장치, 상기 중앙 처리 장치에 연결되어 있는 브리지 회로, 그리고 상기 브리지 회로에 각각 연결되어 있는 카메라 및 표시판부

를 포함한다.

상기 브리지 회로는 상기 카메라를 제어하는 카메라 제어부, 상기 중앙 처리 장치로부터의 영상 데이터를 기억하는 메모리, 그리고 상기 메모리로부터의 영상 데이터를 처리하여 상기 표시판부로 내보내는 신호 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 표시판부는, 게이트 신호와 데이터 신호를 각각 전달하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부, 상기 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부, 그리고 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 표시판부에는 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상 기 계조 전압 생성부가 집적되어 있을 수 있다.

한편, 상기 중앙 처리 장치는 외부로부터의 영상 데이터 또는 카메라부터의 영상 데이터를 상기 브리지 회로로 내보내고, 상기 영상 데이터는 상기 중앙 처리 장치에서 상기 브리지 회로로 직렬 데이터 형태로 전달되고, 상기 브리지 회로에서 상기 표시판부로는 병렬 데이터 형태로 전달될 수 있다.

또한, 상기 표시 장치는 상기 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 회로 기판을 더 포함하며, 상기 브리지 회로는 상기 회로 기판에 위치할 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하며, 액정 표시 장치를 한 예로 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 기능별로 간략하게 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 MPU(900), 이에 연결되어 있는 브리지 회로(bridge circuit)(700), 그리고 브리지 회로(700)에 연결되어 있는 카메라(600)와 표시판부(300)를 포함한다.

브리지 회로(700)는 도 1에 도시한 카메라 제어부(CCU)(710), 신호 제어부(720) 및 메모리(730)를 포함하며 집적 회로 형태의 칩으로 표시판부(300) 바깥에 위치한다. 즉, 브리지 회로(700)는 표시판부(300)의 바깥에 부착되어 있는 인쇄 회로 기판(도시하지 않음) 등에 부착되어 있을 수 있다.

표시판부(panel unit)(300)에는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 그리고 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 등이 집적되어 있다.

표시판부(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때 표시판부(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(G_i)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(G_i D_j)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G_i)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D_j)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 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(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매 개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

표시판부(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 표시판부(300)의 게이트선(G₁-G_n)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 표시판부(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이 터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판부(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판부(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수도 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명하며, 카메라(600)에서 얻은 영상 데이터를 처리하는 과정을 한 예로 설명한다.

MPU(900)는 제어 신호(CONT3)를 내보내어 카메라 제어부(710)를 제어하고, 카메라 제어부(710)는 제어 신호(CONT3)를 기초로 카메라(600)를 제어하는 제어 신호(CONT4)를 카메라(600)에 내보낸다.

카메라(600)는 피사체(object)를 촬상하여 8비트의 영상 데이터(DAT1)로 변환하여 MPU(900)에 제공하고, MPU(900)는 다시 8비트의 영상 데이터(DAT1)를 6비트의 영상 데이터(DAT2)로 변환한 후 메모리(730)로 내보내는 한편, 신호 제어 부(720)에 여러 입력 제어 신호(DE, Hsync, Vsync, MCLK)를 제공한다.

이 때, 메모리(730)는 한 프레임 분량의 영상 데이터(DAT2)를 기억할 수 있는 프레임 메모리로서, MPU(900)에서 직렬 형태로 입력되는 영상 데이터(DAT2)를 기억하였다가 병렬 형태의 데이터(DAT3)로 신호 제어부(720)에 제공한다.

신호 제어부(720)는 메모리(730)와 MPU(900)로부터 입력 영상 신호(DAT3) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(720)는 입력 영상 신호(DAT3)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(DAT3)를 표시판부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT4)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(720)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT4)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT4)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(720)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 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 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).

이와 같이, 브리지 회로(700)에 카메라 제어부(710), 신호 제어부(720), 메모리(730) 등을 포함시키고, 이 브리지 회로(700)를 표시판부(300) 바깥의 가요성 인쇄 회로 기판(도시하지 않음)에 위치시킨다. 이로 인해, 표시판부(300)의 구동에 필요한 여러 구동 장치(400, 500, 800)를 표시판부(300)에 모두 내장할 수 있다.

구체적으로, 종래의 표시 장치에서는 메모리를 내장하기 어려워 메모리를 포함하는 전용 칩을 두어야 했으므로 일부가 칩 형태로 남아 있어 완전한 SOG를 구현할 수 없었다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따르면 전용 칩의 기능을 수행하는 브리지 회로(600)가 표시판부(300)의 바깥에 위치하여 완전한 SOG를 구현할 수 있다.

또한, 종래의 표시 장치에서는 전용 칩이 카메라(600)와 표시판부(300)를 각 각 구동하기 위하여 각각 하나 씩 필요했지만, 브리지 회로(700)하나가 이들을 대신하므로 원가를 절감할 수 있다.

앞서 설명한 것처럼, 브리지 회로(700)를 표시판부(300)의 바깥에 위치시켜 완전한 SOG를 구현하는 한편, 원가를 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

1. 중앙 처리 장치,

   상기 중앙 처리 장치에 연결되어 있는 브리지 회로, 그리고

   상기 브리지 회로에 각각 연결되어 있는 카메라 및 표시판부

   를 포함하는 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 브리지 회로는

   상기 카메라를 제어하는 카메라 제어부,

   상기 중앙 처리 장치로부터의 영상 데이터를 기억하는 메모리, 그리고

   상기 메모리로부터의 영상 데이터를 처리하여 상기 표시판부로 내보내는 신호 제어부

   를 포함하는

   표시 장치.
3. 제2항에서,

   상기 표시판부는

   게이트 신호와 데이터 신호를 각각 전달하는 게이트선 및 데이터선,

   상기 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부,

   상기 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부, 그리고

   복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부

   를 포함하는

   표시 장치.
4. 제3항에서,

   상기 표시판부에는 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 계조 전압 생성부가 집적되어 있는 표시 장치.
5. 제1항에서,

   상기 중앙 처리 장치는 외부로부터의 영상 데이터 또는 카메라부터의 영상 데이터를 상기 브리지 회로로 내보내고,

   상기 영상 데이터는 상기 중앙 처리 장치에서 상기 브리지 회로로 직렬 데이터 형태로 전달되고, 상기 브리지 회로에서 상기 표시판부로는 병렬 데이터 형태로 전달되는

   표시 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,

   상기 표시 장치는 상기 표시판부의 한 변에 부착되어 있는 회로 기판을 더 포함하며,

   상기 브리지 회로는 상기 회로 기판에 위치하는

   표시 장치.

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