KR20080032478A - 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판 조립체, 상기 표시판 조립체를 구동하는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 생성부, 상기 구동 전압 중 하나에 기초하여 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 복수의 레지스터를 포함하며, 외부로부터의 구동 신호를 인가 받아 상기 구동전압 생성부 및 상기 계조 전압 생성부를 제어하는 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface)를 포함하고, 상기 구동 신호는 레지스터 선택 비트 및 데이터 비트를 포함하고, 상기 데이터 비트는 레지스터 주소 비트 또는 명령 비트로 인식되며, 상기 레지스터는 복수의 감마 레지스터를 포함하며, 상기 감마 레지스터는 상기 계조 전압의 생성을 제어하는 감마 명령 비트를 연속하여 두 번 동일하게 입력 받는다.
SPI, 인터페이스, 레지스터, 감마, 계조전압

Description

표시 장치 및 그의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도.
도 4는 도 1의 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시한 표시 장치의 일부를 기능적으로 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 직렬 주변 인터페이스의 입출력 신호를 도시하는 파형도.
<도면 부호의 설명>
100: 하부 표시판 200: 상부 표시판
300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
700: 구동 칩 710: 구동 전압 생성부
720: 직렬 주변 인터페이스 721: 감마 판단 레지스터
722: 감마 레지스터 800: 계조 전압 생성부
900: 백라이트부
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함하며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
표시 장치 중에서, 특히 핸드폰 등에 사용되는 중소형 표시 장치는 액정 표시판 조립체, 외부로부터의 입력 신호를 전달하는 신호 배선이 구비된 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit film, FPC), 그리고 이들을 제어하기 위한 단일 칩(integration chip)을 포함한다.
또한 단일 칩은 표시 장치의 구동 장치와 외부의 데이터 교환을 직렬 통신으로 가능하게 하는 직렬 주변 인터페이스를 포함한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 장치의 구동부와 외부 장치의 상호 데이터 교환을 직렬 통신으로 가능하게 하는 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface)의 내부 레지스터의 개수를 줄이며 동작 속도를 빠르게 하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판 조립체, 상기 표시판 조립체를 구동하는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 생성부, 상기 구동 전압 중 하나에 기초하여 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 복수의 레지스터를 포함하며, 외부로부터의 구동 신호를 인가 받아 상기 구동전압 생성부 및 상기 계조 전압 생성부를 제어하는 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface)를 포함하고, 상기 구동 신호는 레지스터 선택 비트 및 데이터 비트를 포함하고, 상기 데이터 비트는 레지스터 주소 비트 또는 명령 비트로 인식되며, 상기 레지스터는 복수의 감마 레지스터를 포함하며, 상기 감마 레지스터는 상기 계조 전압의 생성을 제어하는 감마 명령 비트를 연속하여 두 번 동일하게 입력 받는다.
상기 레지스터 선택 비트가 0이면 상기 데이터 비트는 상기 레지스터의 주소를 나타내는 레지스터 주소 비트로 인식되며, 상기 레지스터 선택 비트가 1이면 상기 데이터 비트는 상기 명령 비트로 인식될 수 있다.
상기 감마 레지스터를 인지하는 감마 판단 레지스터 감마 판단 레지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 감마 판단 레지스터에 입력되는 상기 명령 비트가 1인 경우, 상기 감마 레지스터는 상기 감마 명령 비트를 연속하여 두 번 동일하게 입력 받을 수 있다.
상기 감마 레지스터의 개수는 5개일 수 있다.
상기 표시판 조립체는 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하고, 상기 구동 전압 중 하나에 기초하여 게이트 신호를 생성하여 상기 스위칭 소자에 인가하는 게이트 구동부, 상기 계조 전압에 기초하여 데이터 전압을 생성하여 상기 스위칭 소자에 인가하는 데이터 구동부, 그리고 상기 구동 전압 생성부, 상기 게이트 구동부, 상기 계조 전압 생성부 및 상기 데이터 구동부 중 적어도 하나를 제어하는 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 전압은 상기 게이트 구동부에 제공되는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압, 상기 계조 전압 생성부에 제공되는 기준 전압 및 상기 화소에 인가되는 공통 전압을 포함할 수 있다.
상기 구동 전압 생성부, 상기 게이트 구동부, 상기 계조 전압 생성부, 상기 데이터 구동부 및 상기 직렬 주변 인터페이스는 하나의 집적 회로 칩으로 구현되어 있을 수 있다.
상기 집적 회로 칩은 상기 표시판 조립체에 직접 장착되어 있을 수 있다.
상기 데이터 비트의 수는 16비트일 수 있다.
표시판 조립체에 부착되어 있으며 상기 구동 전압 생성부, 상기 게이트 구동부, 상기 계조 전압 생성부, 상기 데이터 구동부 및 상기 직렬 주변 인터페이스와 전기적으로 연결되어 있는 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 회로 기판은 가요성일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 표시판 조립체, 복 수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 복수의 레지스터를 포함하며, 복수의 감마 레지스터 및 감마 판단 레지스터를 포함하는 직렬 주변 인터페이스를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 감마 판단 레지스터에 제1 데이터 비트가 입력되는 단계, 상기 제1 데이터 비트 값에 따라 상기 감마 레지스터에 제2 데이터 비트가 제1 입력되는 단계, 그리고 상기 감마 레지스터에 제2 데이터 비트가 제2 입력되는 단계를 포함한다.
상기 제1 데이터 비트가 1인 경우 제2 데이터 비트가 상기 감마 레지스터에 입력될 수 있다.
그러면 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.
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 또 다른 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 대해서 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 4는 도 1의 표시 장치에서 표시판부를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시한 표시 장치의 일부를 기능적으로 나타낸 개략도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(330)와 조명부(900)를 포함하는 액정 모듈(350), 액정 모듈(350)을 수납하는 상부 및 하부 섀시(361, 362), 그리고 몰드 프레임(363)을 포함한다.
표시판부(330)는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 부착되어 있는 구동 칩(700) 및 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)(650)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으 며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
화소(PX)는 행렬의 형태로 배열되어 있다. 각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, …, n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, …, m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)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(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)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 인가 받는다. 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 매개로 바로 위의 전단 게이트선(Gi-1)과 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 3은 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 3과는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 구비되어 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 구동 칩(700)은 구동 전압 생성부(710), 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface)(720), 계조 전압 생성부(800), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600) 등을 포함한다. 앞으로 직렬 주변 인터페이스(720) 를 제외한 나머지(400, 500, 600, 710, 800)를 아울러 "구동부"라 한다.
구동 전압 생성부(710)는 기본 전압(basic voltage)을 생성하고 이를 기초로 표시 장치의 구동에 필요한 전압, 예를 들어 화소(PX)의 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von), 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff), 기준 전압(GVDD) 및 공통 전압(Vcom)(앞으로 이들 전압을 아울러 "구동 전압"이라 한다)을 생성하여 출력한다.
계조 전압 생성부(800)는 구동 전압 생성부(710)로부터 받은 기준 전압(GVDD)을 기초로 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 있으며, 구동 전압 생성부(710)로부터 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 받아 이를 조합하여 게이트 신호를 생성하고 이를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우 에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 선택한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
직렬 주변 인터페이스(720)는 감마 판단 레지스터(721) 및 5개의 감마 레지스터(722)를 포함한다. 직렬 주변 인터페이스(720)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 구동 전압 생성부(710) 및 계조 전압 생성부(800) 등을 제어한다. 그러나 감마 레지스터(722)는 필요에 따라 개수가 조절될 수 있다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 710, 720, 800)는 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다. 또한 구동 장치(400, 500, 600, 710, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 710, 720, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참고하면, 가요성 인쇄 회로 기판(650)은 액정 표시판 조립체(300)의 한 변 부근에 부착되어 있다. 가요성 인쇄 회로 기판(650)은 액정 표시판 조립체(300)의 반대 쪽에 위치한 돌출부(660)를 포함한다. 돌출부(660)는 외부로부터 신호가 입력되는 곳이며, 돌출부(660)와 구동 칩(700)은 신호선(SL1)으로 연결되어 있다.
가요성 인쇄 회로 기판(650)은 수동 소자부(690)를 포함한다. 수동 소자부(690)는 전압선(PL)을 통하여 구동 칩(700)의 구동 전압 생성부(710)에 연결되어 있다. 수동 소자부(690)는 구동 전압 생성부(710)에서 구동 전압 생성에 필요한 축전기, 인덕터 및 저항과 같은 수동 소자를 복수 개 포함한다. 전압선(PL)과 신호선(SL1)은 교차하지 않는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 구동 전압 생성부(710)가 구동 칩(700)의 한 쪽 끝에 위치할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 몰드 프레임(363)은 상부 섀시(361)와 하부 섀시(362)의 사이에 위치한다.
백라이트부(900)는 램프(LP)와 이를 제어하는 회로 요소(도시하지 않음), 인쇄 회로 기판(670), 도광판(902), 반사 시트(903), 복수의 광학 시트(901)를 포함한다.
램프(LP)는 몰드 프레임(363)의 단변의 가장자리 부근에 위치한 인쇄 회로 기판(670)에 고정되어 있으며 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 공급한다.
도광판(902)은 램프(LP)로부터의 빛을 액정 표시판 조립체(300)쪽으로 안내하고 빛의 세기를 균일하게 한다.
반사 시트(903)는 도광판(902) 아래쪽에 구비되어 있고 램프(LP)로부터의 빛을 액정 표시판 조립체(300)로 반사시킨다.
광학 시트(901)는 도광판(902) 위쪽에 구비되어 있고 램프(LP)로부터의 빛의 휘도 특성을 확보한다.
상부 섀시(361)와 하부 섀시(362)는 몰드 프레임(363)를 사이에 끼고 결합하여 액정 모듈(350)을 내부에 수납한다.
그러면 이러한 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(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(DAT)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 출 력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 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)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
직렬 주변 인터페이스(720)는 외부로부터 인터페이스 인에이블 신호(CS), 직렬 클록 신호(SCLK) 및 직렬 데이터 입력 신호(SDI)를 수신하여, 직렬 데이터 입력 신호(SDI)를 기초로 직렬 데이터 출력 신호(SDO)를 생성하여 각 구동부(400, 500, 600, 710, 800)로 내보낸다. 직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 각 구동부(400, 500, 600, 710, 800)을 제어한다.
직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 게이트 구동부(400)로 인가되는 제1 직렬 데이터 출력 신호(SDO1), 데이터 구동부(500)로 인가되는 제2 직렬 데이터 출력 신호(SDO2), 신호 제어부(600)로 인가되는 제3 직렬 데이터 출력 신호(SDO3), 구동 전압 생성부(710)로 인가되는 제4 직렬 데이터 출력 신호(SDO4) 및 제5 직렬 데이터 출력 신호(SDO5)를 포함한다.
화소(PX)에 인가된 데이터 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 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.
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-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 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 주기적으로 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
이제 도 6, 그리고 앞서 설명한 도 1 및 도 5를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 직렬 주변 인터페이스(720)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 직렬 주변 인터페이스의 입출력 신호를 도시하는 파형도이다.
도 6을 참고하면, 직렬 주변 인터페이스(720)는 인터페이스 인에이블 신호(CS), 직렬 클록 신호(SCLK) 및 직렬 데이터 입력 신호(SDI)를 입력 받아 직렬 데이터 출력 신호(SDO)를 내보낸다.
직렬 데이터 입력 신호(SDI)는 총 24 비트로 이루어져 있다. 첫 번째 비트부터 5 번째 비트까지는 구동 칩(700)의 고유 번호를 나타내며, 도 6에서는 01100으로 표현되어 있다. 6 번째 비트(ID) 및 8 번째 비트(RW)는 동작에 영향을 미치지 않는 무효 비트이다. 7 번째 비트는 레지스터 선택 비트(RS)이다. 9 번째 비트부터 24 번째 비트까지 총 16 비트는 데이터 비트(DB0-DB15)이며, 레지스터 주소 비트(RI) 또는 명령 비트(CM)로 인식된다.
직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 직렬 데이터 입력 신호(SDI)의 9 번째 비트부터 24 번째 비트의 총 16 비트에 대응하며 명령 비트에 상응하는 명령 데이터를 각 구동부(400, 500, 600, 710, 800)에 전달하여 구동부(400, 500, 600, 710, 800)를 제어한다. 직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 도 1에 도시한 제1 내지 제5 직렬 데이 터 입력 신호(SDO1-5)를 포함한다.
직렬 주변 인터페이스(720)는 인터페이스 인에이블 신호(CS)가 고레벨에서 저레벨로 바뀌면 직렬 클록 신호(SCLK)를 인식한다. 즉, 인터페이스 인에이블 신호(CS)가 저레벨인 구간이 직렬 클록 신호(SCLK)의 유효 구간이 된다.
7 번째 비트인 레지스터 선택 비트(RS)가 1이면 9 번째 비트부터 24 번째 비트는 레지스터 주소 비트(RI)로 인식된다. 예를 들어, 9 번째 비트부터 24 번째 비트의 값이 0000000000000001이면 첫번째 레지스터가 선택된다.
만일 레지스터 선택 비트(RS)가 0이면 9 번째 비트부터 24 번째 비트는 명령 비트(CM)로 인식된다. 명령 비트(CM)는 각 구동부(400, 500, 600, 710, 800)를 제어하는 여러 가지 명령 데이터를 나타낸다.
이 중에서 감마 판단 레지스터(721)에 입력되는 명령 비트(CM)는 이 후에 입력되는 레지스터를 감마 레지스터(722)로 인식하게 한다. 즉 감마 판단 레지스터(721)에 입력되는 명령 비트(CM)는 이 후에 입력되는 명령 비트(CM)가 계조 전압의 생성에 관여하는 지를 판단한다. 만일 감마 판단 레지스터(721)에 입력되는 명령 비트(CM)의 값이 1이면 감마 레지스터(722)에 해당 명령 비트(CM)가 입력된다.
이 때 총 5개의 감마 레지스터(722)에 각각 명령 비트(CM)가 동일하게 두 번 연속하여 입력된다. 두 번의 명령 비트(CM) 중 하나는 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것에 대응하며, 다른 하나는 공통 전압(Vcom)에 대하여 음의 값을 가지는 것에 대응한다.
만일 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 계조 전압에 대응하는 명 령비트(CM)과 공통 전압(Vcom)에 대하여 음의 값을 가지는 계조 전압에 대응하는 명령비트(CM)를 다른 레지스터에 각각 입력하게 되면, 각각의 레지스터를 지정하는 시간이 소모되며, 레지스터도 두 배가 필요하다.
그러나 본 발명의 한 실시예와 같이 5 개의 레지스터를 한 번 지정하고 명령 비트(CM)를 두 번 연속하여 입력하면, 레지스터의 지정 시간도 줄일 수 있어 직렬 주변 인터페이스(720)의 동작 속도도 빨라지고, 레지스터 개수도 반으로 줄어들어 직렬 주변 인터페이스(720)의 크기를 줄일 수 있다.
도 5에 도시하지는 않았지만 감마 판단 레지스터(721) 및 감마 레지스터(722)이외에도 복수의 레지스터(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 각 레지스터에 인가되는 명령 비트에 따라 출력되는 직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 각 구동부(400, 500, 600, 710, 800)를 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 표시 장치의 구동부와 외부 장치의 상호 데이터 교환을 직렬 통신으로 가능하게 하는 직렬 주변 인터페이스의 내부 레지스터의 개수를 줄이며 직렬 주변 인터페이스의 동작 속도를 빠르게 할 수 있다.

Claims (14)

  1. 표시판 조립체,
    상기 표시판 조립체를 구동하는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 생성부,
    상기 구동 전압 중 하나에 기초하여 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부,
    복수의 레지스터를 포함하며, 외부로부터의 구동 신호를 인가 받아 상기 구동전압 생성부 및 상기 계조 전압 생성부를 제어하는 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface)
    를 포함하고,
    상기 구동 신호는 레지스터 선택 비트 및 데이터 비트를 포함하고, 상기 데이터 비트는 레지스터 주소 비트 또는 명령 비트로 인식되며,
    상기 레지스터는 복수의 감마 레지스터를 포함하며, 상기 감마 레지스터는 상기 계조 전압의 생성을 제어하는 감마 명령 비트를 연속하여 두 번 동일하게 입력 받는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 레지스터 선택 비트가 0이면 상기 데이터 비트는 상기 레지스터의 주소를 나타내는 레지스터 주소 비트로 인식되며, 상기 레지스터 선택 비트가 1이면 상 기 데이터 비트는 상기 명령 비트로 인식되는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 감마 레지스터를 인지하는 감마 판단 레지스터 감마 판단 레지스터를 더 포함하는 표시 장치
  4. 제3항에서,
    상기 감마 판단 레지스터에 입력되는 상기 명령 비트가 1인 경우, 상기 감마 레지스터는 상기 감마 명령 비트를 연속하여 두 번 동일하게 입력 받는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 감마 레지스터의 개수는 5개인 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 표시판 조립체는 스위칭 소자를 각각 포함하는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 구동 전압 중 하나에 기초하여 게이트 신호를 생성하여 상기 스위칭 소자에 인가하는 게이트 구동부,
    상기 계조 전압에 기초하여 데이터 전압을 생성하여 상기 스위칭 소자에 인가하는 데이터 구동부, 그리고
    상기 구동 전압 생성부, 상기 게이트 구동부, 상기 계조 전압 생성부 및 상기 데이터 구동부 중 적어도 하나를 제어하는 신호 제어부
    를 더 포함하는
    표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 구동 전압은 상기 게이트 구동부에 제공되는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압, 상기 계조 전압 생성부에 제공되는 기준 전압 및 상기 화소에 인가되는 공통 전압을 포함하는 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 구동 전압 생성부, 상기 게이트 구동부, 상기 계조 전압 생성부, 상기 데이터 구동부 및 상기 직렬 주변 인터페이스는 하나의 집적 회로 칩으로 구현되어 있는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 집적 회로 칩은 상기 표시판 조립체에 직접 장착되어 있는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 데이터 비트의 수는 16비트인 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 표시판 조립체에 부착되어 있으며 상기 구동 전압 생성부, 상기 게이트 구동부, 상기 계조 전압 생성부, 상기 데이터 구동부 및 상기 직렬 주변 인터페이스와 전기적으로 연결되어 있는 회로 기판을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 회로 기판은 가요성인 표시 장치.
  13. 표시판 조립체, 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 복수의 레지스터를 포함하며, 복수의 감마 레지스터 및 감마 판단 레지스터를 포함하는 직렬 주변 인터페이스를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 감마 판단 레지스터에 제1 데이터 비트가 입력되는 단계,
    상기 제1 데이터 비트 값에 따라 상기 감마 레지스터에 제2 데이터 비트가 제1 입력되는 단계, 그리고
    상기 감마 레지스터에 제2 데이터 비트가 제2 입력되는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법
  14. 제13항에서,
    상기 제1 데이터 비트가 1인 경우 제2 데이터 비트가 상기 감마 레지스터에 입력되는 표시 장치의 구동 방법.
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