KR20170127716A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 외부 회로 구성 없이도 감마 기준전압 발생부에서 발생하는 오차를 보정할 수 있도록 한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 표시 장치는 표시 패널과, 복수개의 감마 기준전압을 생성하는 감마 기준전압 발생부와, 상기 감마 기준전압을 위한 감마 보상 기간 동안 0 계조 에서부터 최대 계조에 대응되는 테스트 데이터를 순차적으로 출력하는 데이터 출력부와, 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 피드백 출력하는 데이터 드라이버와, 아날로그 테스트 전압을 다시 디지털 피드백 테스트 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와, 상기 페트스 데이터 및 피드백 테스트 데이터를 비교하여 오차를 검출하는 판단부와, 상기 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성하여 저장하는 보상 데이터 생성부 및 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 감마 보상 데이터를 이용하여 보상하는 보상부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 외부 회로 없이도 감마 기준전압 발생 회로에서 출력되는 감마 기준전압의 오차를 보상할 수 있는 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스 표시 장치(이하, '표시 장치'라 함)는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 정의되는 영역에 배치되는 화소 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 표시 패널과, 상기 표시 패널에 구비된 게이트 라인 및 데이터 라인을 구동하는 게이트 및 데이터 드라이버와, 외부로부터의 영상 신호를 정렬하고 표시 패널의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
상기 데이터 드라이버는 감마 기준전압 발생부로부터 출력되는 복수개의 감마 기준전압들을 이용하여, 타이밍 컨트롤러로부터의 영상 신호를 아날로그 데이터 전압으로 변환하고 이를 각 데이터 드라이버로 출력한다.
감마 기준전압 발생부는 고전위 전압원 및 저전위 전압원 사이에 복수개의 저항을 구비하고, 상기 고전위 전압원으로부터의 고전위 전압을 복수개의 저항을 이용하여 분압함으로써 복수개의 감마 기준전압을 생성하고, 이를 출력한다.
이 때 생성된 감마 기준전압의 전압 레벨이 목표 전압 레벨보다 높거나 낮은 오차가 발생하는 경우, 종래에는 차동 증폭 회로 등의 외부 회로를 이용하여 보상을 진행하였다. 그에 따라 종래에는 감마 기준전압 보상을 위한 회로를 따로 구비함으로써 제조 비용이 상승하였을 뿐 아니라, 감마 기준전압 보상을 수동으로 진행하여 보상 방법 또한 복잡해지는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 별도의 외부 회로 구성 없이도 감마 기준전압 발생부에서 발생하는 오차를 보정할 수 있도록 한 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 표시 장치는 표시 패널과, 복수개의 감마 기준전압을 생성하는 감마 기준전압 발생부와, 상기 감마 기준전압을 위한 감마 보상 기간 동안 0 계조 에서부터 최대 계조에 대응되는 테스트 데이터를 순차적으로 출력하는 데이터 출력부와, 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 피드백 출력하는 데이터 드라이버와, 아날로그 테스트 전압을 다시 디지털 피드백 테스트 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와, 상기 페트스 데이터 및 피드백 테스트 데이터를 비교하여 오차를 검출하는 판단부와, 상기 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성하여 저장하는 보상 데이터 생성부 및 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 감마 보상 데이터를 이용하여 보상하는 보상부를 포함한다.
본 발명에 의한 표시 장치는 상기 감마 보상 데이터를 저장하기 위한 메모리를 더 포함할 수 있으며, 상기 데이터 드라이버는 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환부 및 상기 테스트 전압을 피드백 출력하는 더미 출력단을 포함한다.
한편, 상기 표시 장치는 EPI 인터페이스 방식을 이용하여 데이터를 전송할 수 있으며, 이 때 본 발명에 의한 표시 장치는 EPI 송신부와 EPI 수신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 표시 장치의 구동 방법은, 0계조에 대응되는 테스트 데이터를 출력하는 제 1 단계와, 이를 아날로그 테스트 전압으로 변환, 출력하는 제 2 단계와, 아날로그 테스트 전압을 디지털 피드백 데이터로 변환하는 제 3 단계와, 상기 테스트 데이터 및 피드백 데이터를 비교, 오차를 검출하는 제 4 단계와, 상기 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성, 저장하는 제 5 단계와, 상기 테스트 데이터의 계조를 1단계씩 올려서 출력한 다음, 상기 제 2 내지 제 5 단계를 반복하는 제 6 단계와, 상기 저장된 감마 보상 데이터를 적용하여 외부로부터의 영상 데이터를 보상하는 제 7 단계를 포함한다.
표시 장치는, 외부 회로 없이도 감마 기준전압의 오차로 인한 각 계조에 대응되는 전압 레벨을 보정함으로써 제조 비용이 절감될 뿐 아니라, 감마 기준전압 보정을 자동으로 수행할 수 있으므로 별도의 감마 기준전압 조정 과정을 필요로 하지 않는 효과를 갖는다.
EPI 인터페이스 방식의 타이밍 컨트롤러는 초기 구동 기간 동안 안정화를 위한 더미 데이터(Dummy Data)를 전송하는 기간을 구비하고 있으며, 이 때 더미 데이이터를 전송하는 기간이 본 발명에 의한 감마 기준전압을 보상하는 기간으로 이용될 경우 감마 기준전압을 보상하는 시간을 따로 구비할 필요가 없으므로 표시 장치의 온/오프 시간 또는 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간의 증가 없이도 감마 기준전압 보상 과정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유기전계 발광 표시 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 액정 표시 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 EPI 인터페이스 방식을 이용한 본 발명의 제 2 실시예에 의한 표시 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 상기 감마 보상을 실시하는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러 및 소스 드라이버 IC를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유기전계 발광 표시 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 액정 표시 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명은 액정 표시 장치, 유기전계 발광 표시 장치 등 액티브 매트릭스형의 표시 장치에는 모두 적용될 수 있다.
본 발명에 의한 표시 장치는, 표시 패널(1), 게이트 드라이버(2), 데이터 드라이버(3), 타이밍 컨트롤러(4) 및 감마 기준전압 발생부(5)를 포함한다.
표시 패널(1)은 복수 개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 정의되며, 매트릭스 형태로 배열된 복수 개의 화소를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(4)는 외부로부터 영상 데이터 및 각종 제어 신호들을 입력받고, 게이트 드라이버(2)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 드라이버(2)로 출력함으로써 게이트 드라이버(2)를 제어하고, 데이터 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터를 데이터 드라이버(3)로 출력함으로써 데이터 드라이버(3)를 제어한다.
감마 기준전압 발생부(5)는 고전위 전압원과 저전위 전압원 사이에 복수개의 저항을 구비하고, 상기 저항들에 의해 분압된 복수의 전압을 감마 기준전압으로 출력한다.
게이트 드라이버(2)는 상기 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 라인(GL)들을 구동 하기 위한 게이트 신호를 게이트 라인(GL)들에 공급한다.
데이터 드라이버(3)는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인(DL)들로 출력한다. 이 때 데이터 드라이버(3)는 디지털-아날로그 변환부(미도시)를 포함하며, 디지털-아날로그 변환부는 감마 기준전압 발생부(5)로부터 발생하는 복수의 감마 기준전압들을 이용하여 상기 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환한다.
데이터 드라이버(3)의 출력단 중 어느 하나는 타이밍 컨트롤러(4)에 접속된다. 이 때 상기 타이밍 컨트롤러(4)와 접속된 출력단은 별도로 구비된 더미 출력단일 수 있다.
상기 표시 패널(1)이 유기전계 발광 표시 장치인 경우, 각 화소에는 양극 및 음극 사이의 유기 발광층으로 구성된 유기 발광 소자(OLED)와, 유기 발광 소자(OLED)를 독립적으로 구동하는 화소 회로가 구비된다.
상기 화소 회로는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터(TR1, TR3), 적어도 하나의 캐패시터(Cst), 및 구동 트랜지스터(TR2)를 포함한다. 상기 복수의 스위칭 트랜지스터(TR1, TR3)는 매 수평 기간 단위로 발생된 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압을 캐패시터(Cst)에 충전한다. 그리고, 구동 트랜지스터(TR2)는 캐패시터(Cst)에 충전된 데이터 전압에 따라 전압(VDD)을 유기 발광 소자에 공급하여 유기 발광 소자(OLED)를 구동한다.
상기 표시 패널(1)이 액정 표시 장치인 경우, 각 화소에는 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 및 박막 트랜지스터와 접속된 액정 커패시터(Clc)가 구비된다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터와 접속된 화소전극, 화소전극과 액정을 사이에 두고 배치된 공통전극(Vcom)으로 구성된다. 상기 박막 트랜지스터는 각각의 게이트 라인(GL)로부터의 스캔펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인(DL)으로부터의 영상신호를 화소전극에 공급한다.
액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 영상신호와 공통전극에 인가되는 공통전압(Vcom)과의 차 전압을 충전하고, 그 차 전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다.
본 발명에 의한 표시 장치는 상기 감마 기준전압들의 오차를 보상하기 위한 감마 보상 기간을 갖는다.
감마 보상 기간 동안, 타이밍 컨트롤러(4)는 전체 계조에 대응되는 테스트 데이터를 데이터 드라이버(3)로 순차적으로 출력한다. 예를 들어 타이밍 컨트롤러(4)는 0계조의 테스트 데이터를 출력한 다음, 1계조를 출력하고, 그 다음에는 2계조를 출력하는 식으로 순차적으로 계조를 높여 출력하여, 255계조까지 모든 계조에 대응되는 테스트 데이터를 출력한다.
데이터 드라이버(3)는 디지털-아날로그 변환부(미도시)를 포함한다. 상기 디지털-아날로그 변환부는 감마 기준전압을 이용하여 테스트 데이터를 아날로그 데이터 전압인 테스트 전압으로 변환하고, 이를 타이밍 컨트롤러(4)로 피드백 출력한다.
타이밍 컨트롤러(4)는 상기 피드백 입력된 테스트 전압을 디지털로 변환하여 피드백 테스트 데이터를 생성하고, 이를 출력된 테스트 데이터와 비교하여 그 오차를 판단하고, 상기 오차를 보정하는 감마 보상 데이터를 생성하여 저장한다. 이같은 방법으로, 타이밍 컨트롤러(4)는 입력되는 모든 계조에 대응되는 테스트 데이터를 입력받아 모든 계조에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성하여 저장할 수 있다. 상기 감마 보상 데이터의 생성이 완료되면 감마 보상 기간은 종료된다.
이후 타이밍 컨트롤러(4)는 상기 감마 보상 데이터를 이용하여, 입력되는 영상 데이터를 보상한 다음 데이터 드라이버(3)로 출력한다.
도 3은 타이밍 컨트롤러(4) 및 데이터 드라이버(3)를 설명하기 위한 예시도이다.
타이밍 컨트롤러(4)는 아날로그-디지털 변환부(41), 판단부(42), 메모리(43), 보상 데이터 생성부(44), 보상부(45) 및 데이터 출력부(46)를 포함한다.
감마 보상 기간 동안, 타이밍 컨트롤러(4)의 데이터 출력부(46)는 전체 계조에 대응되는 테스트 데이터를 데이터 드라이버(3)로 순차적으로 출력한다. 그 방법은 앞서 언급한 것과 같다. 즉 타이밍 컨트롤러(4)는 0계조의 테스트 데이터를 출력한 다음, 1계조를 출력하고, 그 다음에는 2계조를 출력하는 식으로 순차적으로 계조를 높여 출력하여, 255계조까지 모든 계조에 대응되는 테스트 데이터를 출력한다.
데이터 드라이버(3)는 감마 기준전압 발생부(5)로부터 출력되는 감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 타이밍 컨트롤러(4)로 피드백 출력한다. 이 때 상기 데이터 드라이버(3)는 더미 출력단을 더 구비하고, 더미 출력단을 이용하여 아날로그 테스트 전압을 타이밍 컨트롤러(3)로 출력할 수 있다. 데이터 드라이버(3)에 대해서는 후술한다.
또한 상기 더미 출력단 대신 데이터 드라이버(3)와 접속된 복수개의 데이터 라인 중 어느 하나와 아날로그-디지털 변환부(41) 사이에 피드백 라인이 구비될 수도 있다.
아날로그-디지털 변환부(41)는 피드백 입력받은 아날로그 테스트 전압을 디지털 데이터로 복원한 피드백 테스트 데이터를 생성하고, 이를 판단부(42)로 출력한다.
판단부(42)는 상기 데이터 출력부(46)에서 출력한 테스트 데이터와, 입력받은 피드백 테스트 데이터를 비교하고, 그 오차를 검출하여 보상 데이터 생성부(44)로 출력한다.
보상 데이터 생성부(44)는 상기 입력받은 오차를 이용하여 감마 보상 데이터를 생성하고, 이를 메모리(43)에 저장한다. 이를 위하여 보상 데이터 생성부(44)는 룩-업 테이블을 더 구비하고, 룩-업 테이블을 이용하여 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 타이밍 컨트롤러(4)는 감마 보상 기간 동안 데이터 출력부에서 출력되는 모든 테스트 데이터들에 대하여 위 과정을 반복한다. 즉 판단부(42)는 즉 0계조 테스트 데이터에서 255계조 테스트 데이터에 이르는 모든 테스트 데이터와 피드백 테스트 데이터의 오차를 입력받아 이를 검출하고, 보상 데이터 생성부(44)는 상기 모든 계조에서의 오차에 대한 감마 보상 데이터를 생성하여 메모리(43)에 저장한다.
상기 모든 계조에서의 감마 보상 데이터의 생성이 완료되면 타이밍 컨트롤러(4)는 감마 보상 기간을 종료한다.
이후 타이밍 컨트롤러의 보상부(45)는 실제 영상 표시를 위해 입력되는 영상 데이터(R, G, B)에 메모리(43)에 저장된 감마 보상 데이터를 적용하여 상기 영상 데이터를 보상한 다음 보상된 영상 데이터를 데이터 출력부(46)로 출력한다.
데이터 출력부(46)는 보상된 영상 데이터를 데이터 드라이버(3)로 출력하고, 데이터 드라이버(3)는 상기 보상된 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 각 데이터 라인(DL)들에 출력한다.
데이터 드라이버(3)는 쉬프트 레지스터(31)와, 디지털-아날로그 변환부(32)와, 출력부(33)를 포함한다.
쉬프트 레지스터(31)는 상기 보상된 영상 데이터 또는 테스트 데이터를 래치하고, 순차적으로 발생되는 샘플링 신호에 대응하여 상기 보상된 영상 데이터 또는 테스트 데이터를 디지털-아날로그 변환부(32)로 출력한다.
디지털-아날로그 변환부(32)는 감마 기준전압 발생부(5)로부터 입력되는 감마 기준전압들(Gamma Ref.)을 이용하여 상기 보상된 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하거나, 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 출력부(33)로 출력한다.
출력부(33)는 상기 보상된 영상 데이터를 데이터 라인(DL)들에 출력한다. 한편 출력부(33)는 더미 출력단(Dummy)을 포함할 수 있다. 상기 더미 출력단에는, 상기 테스트 전압이 출력되며, 테스트 전압은 더미 출력단(Dummy)을 통해 타이밍 컨트롤러의 아날로그-디지털 변환부(41)로 피드백 출력된다.
한편, 출력부(33)의 데이터 라인 중 어느 하나와 아날로그-디지털 변환부(41) 사이에는 피드백 라인이 구비될 수 있으며, 상기 테스트 전압은 상기 피드백 라인을 통해 아날로그-디지털 변환부(41)로 입력될 수도 있다.
이하로는 본 발명에 의한 표시 장치의 구동 방법을 설명한다.
감마 보상 기간 동안, 타이밍 컨트롤러(4)의 데이터 출력부(46)는 0계조에 대응되는 테스트 데이터를 데이터 드라이버(3)로 출력한다. (S1)
데이터 드라이버(3)는 감마 기준전압 발생부(5)로부터 출력되는 감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 타이밍 컨트롤러(4)로 피드백 출력한다.(S2)
아날로그-디지털 변환부(41)는 피드백 입력받은 아날로그 테스트 전압을 디지털 데이터로 복원한 피드백 테스트 데이터를 생성하고, 이를 판단부(42)로 출력한다.(S3)
판단부(42)는 상기 데이터 출력부(46)에서 출력한 테스트 데이터와, 입력받은 피드백 테스트 데이터를 비교하고, 그 오차를 검출하여 보상 데이터 생성부(44)로 출력한다.(S4)
보상 데이터 생성부(44)는 상기 입력받은 오차를 이용하여 감마 보상 데이터를 생성하고, 이를 메모리(43)에 저장한다. 이를 위하여 보상 데이터 생성부(44)는 룩-업 테이블을 더 구비하고, 룩-업 테이블을 이용하여 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성할 수 있다.(S5)
데이터 출력부(46)는 1계조를 높인 값에 대응되는 테스트 데이터를 출력하고, 상기 S1~S5 과정을 상기 테스트 데이터가 최대 계조, 예를 들어 255계조에 이르기까지 반복한다. (S6)
상기 모든 계조에서의 감마 보상 데이터의 생성 및 저장이 완료되면 타이밍 컨트롤러(4)는 감마 보상 기간을 종료한다.(S7)
이후 타이밍 컨트롤러의 보상부(45)는 실제 영상 표시를 위해 입력되는 영상 데이터(R, G, B)에 메모리(43)에 저장된 감마 보상 데이터를 적용하여 상기 영상 데이터를 보상한 다음 보상된 영상 데이터를 데이터 출력부(46)로 출력한다.
데이터 출력부(46)는 보상된 영상 데이터를 데이터 드라이버(3)로 출력하고, 데이터 드라이버(3)는 상기 보상된 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 각 데이터 라인(DL)들에 출력한다.
이와 같은 본 발명에 의한 표시 장치는, 외부 회로 없이도 감마 기준전압의 오차로 인한 각 계조에 대응되는 전압 레벨을 보정함으로써 제조 비용이 절감될 뿐 아니라, 감마 기준전압 보정을 자동으로 수행할 수 있으므로 별도의 감마 기준전압 조정 과정을 필요로 하지 않는 효과를 갖는다.
한편, 근래에는 타이밍 컨트롤러와 데이터 드라이버에 구비된 복수의 소스 드라이버 IC 들 간의 배선 수를 최소화하고, 신호 전송을 안정화하기 위하여 EPI 인터페이스 방식의 타이밍 컨트롤러를 적용한 표시 장치가 널리 이용되고 있다.
이와 같은 EPI 인터페이스 방식의 타이밍 컨트롤러는 초기 구동 기간 동안 안정화를 위한 더미 데이터(Dummy Data)를 전송하는 기간을 구비하고 있으며, 이 때 더미 데이이터를 전송하는 기간이 본 발명에 의한 감마 기준전압을 보상하는 기간으로 이용될 경우 감마 기준전압을 보상하는 시간을 따로 구비할 필요가 없으므로 표시 장치의 온/오프 시간 또는 영상을 표시하지 않는 블랭크 구간의 증가 없이도 감마 기준전압 보상 과정을 수행할 수 있다.
도 4는 EPI 인터페이스 방식을 이용한 본 발명의 제 2 실시예에 의한 표시 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 의한 표시 장치는, 표시 패널(1)과, 게이트 드라이버(2)와, 데이터 드라이버(3)와, 타이밍 컨트롤러(4)를 포함한다. 데이터 드라이버(3)는 복수의 소스 드라이버 IC(3a~3n)들을 포함한다. 이 때 각 소스 드라이버 IC(3a~3n)들은 타이밍 컨트롤러(4)와 데이터 배선쌍(DP)을 통해 점 대 점 방식으로 접속된다.
표시 패널(1)의 화소 구조는 앞서 설명한 제 1 실시예와 동일하며, 액정 표시 패널 또는 유기 발광 표시 패널 등이 이용될 수 있다.
본 발명에 의한 타이밍 컨트롤러(4)는 상기 각 데이터 배선쌍(DP)을 통해 프리앰블 신호를 소스 드라이버 IC로 출력하고, 영상 데이터와 각종 제어 신호 및 클럭 신호를 영상 데이터 패킷 및 컨트롤 데이터 패킷으로 변환하여 상기 각 소스 드라이버 IC들(3a~3n))로 출력한다.
각 소스 드라이버 IC들(3a~3n)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터 컨트롤 데이터 패킷 및 영상 데이터 패킷을 입력받아 각종 클럭신호, 제어신호 및 영상 데이터를 복원하여 병렬화하고, 영상 데이터를 데이터 라인(DL)을 통해 표시 패널(1)로 출력한다.
이를 위하여, 타이밍 컨트롤러(4)는 소스 드라이버 IC(3a~3n)들 각각에 내장된 복원회로(미도시)의 출력 위상과 주파수가 고정될 수 있도록 프리앰블 신호를 소스 드라이버 IC들(3a~3n)에 전송하고, 소스 드라이버 IC들(3a~3n)에 내장된 클럭 복원 회로는 그 출력의 위상이 고정된 후 데이터 배선쌍(2)을 통해 프리앰블 신호와 클럭 신호가 입력되면 내부 클럭을 발생시킨다.
소스 드라이버 IC들(3a~3n)은 내부 클럭의 위상과 주파수가 고정되면 출력 안정 상태를 지시하는 하이 상태의 락 신호(LOCK)를 타이밍 컨트롤러(4)에 피드백 입력한다. 그에 따라 타이밍 컨트롤러(4)는 소스 드라이버 IC와 데이터 링크를 형성하고 그 이후 타이밍 컨트롤러(4)는 영상 데이터 패킷 및 컨트롤 데이터 패킷을 각 소스 드라이버 IC들(3a~3n)로 출력한다.
각 소스 드라이버 IC들(3a-3n)은 상기 영상 데이터 패킷 및 컨트롤 데이터 패킷을 병렬화하여 영상 데이터 및 컨트롤 데이터를 복원하고, 상기 컨트롤 데이터에 따라 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 데이터 라인(DL)들로 출력한다.
EPI 인터페이스 방식의 타이밍 컨트롤러(4)를 이용하는 표시 장치는, 초기 구동시 소스 드라이버 IC들을 안정화시키기 위하여 더미 데이터를 출력하는 더미 출력 기간을 갖는다. 본 발명의 제 2 실시예에 의한 표시 장치는 상기 더미 출력 기간 동안 앞서 설명한 감마 보상을 실시한다.
도 5는 상기 감마 보상을 실시하는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러(3) 및 소스 드라이버 IC(3n)를 설명하기 위한 예시도이다.
타이밍 컨트롤러(4)는 아날로그-디지털 변환부(41), 판단부(42), 메모리(43), 보상 데이터 생성부(44), 보상부(45) 및 데이터 출력부(46) 및 EPI 송신부(47)를 포함한다.
초기 구동을 위한 더미 출력 기간 동안, 상기 데이터 출력부(46)는 전체 계조에 대응되는 테스트 데이터를 소스 드라이버 IC(3n)들로 순차적으로 출력한다. 그 방법은 앞서 언급한 것과 같다. 즉 타이밍 컨트롤러(4)는 0계조의 테스트 데이터를 출력한 다음, 1계조를 출력하고, 그 다음에는 2계조를 출력하는 식으로 순차적으로 계조를 높여 출력하여, 255계조까지 모든 계조에 대응되는 테스트 데이터를 출력한다.
EPI 송신부(47)는 상기 테스트 데이터와, 상기 소스 드라이버 IC(3n)을 구동하기 위한 컨트롤 데이터를 직렬화하여 테스트 패킷 및 컨트롤 패킷을 생성하고, 이를 각 소스 드라이버 IC(3n)으로 출력한다.
각 소스 드라이버 IC(3n)는 상기 컨트롤 패킷 및 테스트 패킷을 입력받아 이들을 복원하고, 감마 기준전압 발생부(5)로부터 출력되는 감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 타이밍 컨트롤러(4)로 피드백 출력한다. 이 때 상기 소스 드라이버 IC(3n)는 더미 출력단을 더 구비하고, 더미 출력단을 이용하여 아날로그 테스트 전압을 타이밍 컨트롤러(4)로 출력할 수 있다. 소스 드라이버 IC(3n)에 대해서는 후술한다.
또한 상기 더미 출력단 대신 소스 드라이버 IC(3n)와 접속된 복수개의 데이터 라인 중 어느 하나와 아날로그-디지털 변환부(41) 사이에 피드백 라인이 구비될 수도 있다.
아날로그-디지털 변환부(41)는 피드백 입력받은 아날로그 테스트 전압을 디지털 데이터로 복원한 피드백 테스트 데이터를 생성하고, 이를 판단부(42)로 출력한다.
판단부(42)는 상기 데이터 출력부(46)에서 출력한 테스트 데이터와, 입력받은 피드백 테스트 데이터를 비교하고, 그 오차를 검출하여 보상 데이터 생성부(44)로 출력한다.
보상 데이터 생성부(44)는 상기 입력받은 오차를 이용하여 감마 보상 데이터를 생성하고, 이를 메모리(43)에 저장한다. 이를 위하여 보상 데이터 생성부(44)는 룩-업 테이블을 더 구비하고, 룩-업 테이블을 이용하여 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 타이밍 컨트롤러(4)는 감마 보상 기간 동안 데이터 출력부에서 출력되는 모든 테스트 데이터들에 대하여 위 과정을 반복한다. 즉 판단부(42)는 즉 0계조 테스트 데이터에서 255계조 테스트 데이터에 이르는 모든 테스트 데이터와 피드백 테스트 데이터의 오차를 입력받아 이를 검출하고, 보상 데이터 생성부(44)는 상기 모든 계조에서의 오차에 대한 감마 보상 데이터를 생성하여 메모리(43)에 저장한다.
상기 모든 계조에서의 감마 보상 데이터의 생성이 완료되면 타이밍 컨트롤러(4)는 감마 보상 기간을 종료한다.
이후 타이밍 컨트롤러의 보상부(45)는 실제 영상 표시를 위해 입력되는 영상 데이터(R, G, B)에 메모리(43)에 저장된 감마 보상 데이터를 적용하여 상기 영상 데이터를 보상한 다음 보상된 영상 데이터를 데이터 출력부(46)로 출력한다.
데이터 출력부(46)는 보상된 영상 데이터를 EPI 송신부(47)로 출력하고, EPI 송신부(47)는 상기 보상된 영상 데이터를 직렬화한 영상 데이터 패킷과, 상기 소스 드라이버 IC(3n)를 제어하기 위한 컨트롤 데이터 패킷을 생성하여 소스 드라이버 드라이버 IC(3n)로 출력하고, 각각의 소스 드라이버 IC(3n)는 상기 보상된 영상 데이터를 복원한 다음, 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 각 데이터 라인(DL)들에 출력한다.
각 소스 드라이버 IC(3n)들은 EPI 수신부(35)와, 쉬프트 레지스터(31)와, 디지털-아날로그 변환부(32)와, 출력부(33)를 포함한다.
EPI 수신부(35)는 상기 컨트롤 데이터 패킷과, 테스트 패킷 또는 영상 데이터 패킷을 입력받고, 이를 컨트롤 데이터와 테스트 데이터 또는 영상 데이터를 복원하여 쉬프트 레지스터(33)로 출력한다.
쉬프트 레지스터(31)는 상기 보상된 영상 데이터 또는 테스트 데이터를 래치하고, 순차적으로 발생되는 샘플링 신호에 대응하여 상기 보상된 영상 데이터 또는 테스트 데이터를 디지털-아날로그 변환부(32)로 출력한다.
디지털-아날로그 변환부(32)는 감마 기준전압 발생부(5)로부터 입력되는 감마 기준전압들(Gamma Ref.)을 이용하여 상기 보상된 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하거나, 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 출력부(33)로 출력한다.
출력부(33)는 상기 보상된 영상 데이터를 데이터 라인(DL)들에 출력한다. 한편 출력부(33)는 더미 출력단(Dummy)을 포함할 수 있다. 상기 더미 출력단에는, 상기 테스트 전압이 출력되며, 테스트 전압은 더미 출력단(Dummy)을 통해 타이밍 컨트롤러의 아날로그-디지털 변환부(41)로 피드백 출력된다.
한편, 출력부(33)의 데이터 라인 중 어느 하나와 아날로그-디지털 변환부(41) 사이에는 피드백 라인이 구비될 수 있으며, 상기 테스트 전압은 상기 피드백 라인을 통해 아날로그-디지털 변환부(41)로 입력될 수도 있다.
이하로는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법에 대해 설명한다.
더미 출력 기간 동안, 타이밍 컨트롤러(4)의 데이터 출력부(46)는 0계조에 대응되는 테스트 데이터를 EPI 송신부(47)로 출력한다. (S1)
EPI 송신부(47)는 상기 테스트 데이터를 병렬화하여 테스트 패킷을 생성하고, 컨트롤 데이터를 직렬화하여 컨트롤 데이터 패킷을 생성하고, 이를 소스 드라이버 IC(3n)로 출력한다.(S2)
각 소스 드라이버 IC(3n)는 상기 컨트롤 데이터 패킷 및 테스트 패킷을 병렬화하여 컨트롤 데이터 및 테스트 데이터를 복원한다. 그 다음, 상기 소스 드라이버 IC(3n)는 감마 기준전압 발생부(5)로부터 출력되는 감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 타이밍 컨트롤러(4)로 피드백 출력한다.(S3)
아날로그-디지털 변환부(41)는 피드백 입력받은 아날로그 테스트 전압을 디지털 데이터로 복원한 피드백 테스트 데이터를 생성하고, 이를 판단부(42)로 출력한다.(S4)
판단부(42)는 상기 데이터 출력부(46)에서 출력한 테스트 데이터와, 입력받은 피드백 테스트 데이터를 비교하고, 그 오차를 검출하여 보상 데이터 생성부(44)로 출력한다.(S5)
보상 데이터 생성부(44)는 상기 입력받은 오차를 이용하여 감마 보상 데이터를 생성하고, 이를 메모리(43)에 저장한다. 이를 위하여 보상 데이터 생성부(44)는 룩-업 테이블을 더 구비하고, 룩-업 테이블을 이용하여 오차에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성할 수 있다.(S6)
데이터 출력부(46)는 1계조를 높인 값에 대응되는 테스트 데이터를 출력하고, 상기 S1~S5 과정을 상기 테스트 데이터가 최대 계조, 예를 들어 255계조에 이르기까지 반복한다. (S7)
이후, 더미 구동 기간이 종료되면, 보상부(45)는 메모리(43)로부터 감마 보상 데이터를 읽어들여 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 보상하고, 보상된 영상 데이터를 데이터 출력부(46)로 출력한다.
데이터 출력부(46)는 상기 보상된 영상 데이터를 정렬하여 EPI 송신부(47)로 출력한다.
EPI 송신부(47)는 소스 드라이버 IC(3n)을 제어하기 위한 컨트롤 데이터와 보상된 영상 데이터를 직렬화한 컨트롤 데이터 패킷 및 데이터 패킷을 생성하고, 이를 소스 드라이버 IC(3n)로 출력한다.
소스 드라이버 IC(3n)는 상기 컨트롤 데이터 패킷 및 데이터 패킷을 복원하고, 상기 컨트롤 데이터 패킷에 포함된 각종 제어 신호에 따라 보상된 영상 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 각 데이터 라인(DL)들로 출력한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
1: 표시 패널 2: 게이트 드라이버
3: 데이터 드라이버 4: 타이밍 컨트롤러
5: 감마 기준전압 발생부 3a-3n: 소스 드라이버 IC
31: 쉬프트 레지스터 32: 디지털-아날로그 변환부
33: 출력부 35: EPI 수신부
41: 아날로그- 디지털 변환부 42: 판단부
43: 메모리 44: 보상 데이터 생성부
45: 보상부 46: 데이터 출력부
47: EPI 송신부

Claims (8)

  1. 복수의 데이터 라인 및 게이트 라인들이 교차하여 형성되는 영역에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 픽셀들을 포함하는 표시 패널,
    고전위 전원부 및 저전위 전원부 사이에 구비된 복수개의 저항을 이용하여 복수개의 감마 기준전압을 생성하는 감마 기준전압 발생부,
    상기 감마 기준전압을 보상히기 위한 감마 보상 기간 동안 전체 계조에 대응되는 테스트 데이터를 최저 계조에서부터 순차적으로 출력하는 데이터 출력부,
    상기 데이터 출력부로부터의 테스트 데이터를 입력받고, 상기 감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그의 테스트 전압으로 변환하여 피드백 출력하는 데이터 드라이버,
    상기 테스트 전압을 디지털 피드백 테스트 데이터로 변환하여 출력하는 아날로그-디지털 변환부,
    상기 테스트 데이터 및 피드백 테스트 데이터를 입력받아 이들을 비교하고, 상기 출력된 테스트 데이터와 피드백 입력된 피드백 테스트 데이터를 비교하여 오차를 검출하는 판단부,
    상기 판단부로부터 입력되는 오차를 입력받고, 이를 이용하여 각 계조에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성하여 저장하는 보상 데이터 생성부,
    외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 감마 보상 데이터를 이용하여 보상하여, 보상된 데이터를 상기 데이터 출력부로 출력하는 보상부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감마 보상 데이터를 저장하고, 이를 상기 보상부로 내보내는 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 테스트 데이터를 입력받고, 이를 아날로그 테스트 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환부 및
    상기 테스트 전압을 상기 아날로그-디지털 변환부로 피드백 출력하는 더미 출력단을 포함하는 표시 장치.
  4. 복수의 데이터 라인 및 게이트 라인들이 교차하여 형성되는 영역에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 상기 데이터 라인들을 구동하는 복수의 소스 드라이버 IC와, 상기 소스 드라이버 IC와 점 대 점 방식으로 연결되며, 상기 소스 드라이버 IC에 영상 데이터 패킷 및 컨트롤 데이터 패킷을 공급함으로써 상기 소스 드라이버 IC의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 상기 소스 드라이버 IC에 복수의 감마 기준전압을 공급하는 감마 기준전압 발생부를 포함하는 표시 장치에 있어서,
    초기 구동시 상기 소스 드라이버 IC 구동을 안정화하기 위한 더미 출력 기간 동안, 최저 계조의 테스트 데이터를 출력한 다음, 상기 테스트 데이터의 계조를 1계조씩 높여 상기 테스트 데이터가 최대 계조에 이르기까지 순차적으로 테스트 데이터를 출력하는 데이터 출력부,
    상기 테스트 데이터를 입력받아 직렬화한 테스트 패킷을 생성하여 이를 상기 소스 드라이버 IC로 출력하는 EPI 송신부,
    상기 테스트 패킷이 소스 드라이버 IC로 입력되어 복원되고, 아날로그 데이터 전압으로 변환되어 생성된 테스트 전압을 피드백 입력받아 이를 디지털 피드백 테스트 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환부,
    상기 테스트 데이터 및 피드백 테스트 데이터를 입력받아 이들을 비교하고, 상기 출력된 테스트 데이터와 피드백 입력된 피드백 테스트 데이터를 비교하여 오차를 검출하는 판단부,
    상기 판단부로부터 입력되는 오차를 입력받고, 이를 이용하여 각 계조에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성하여 저장하는 보상 데이터 생성부,
    외부로부터 입력되는 영상 데이터를 상기 감마 보상 데이터를 이용하여 보상하여, 보상된 데이터를 상기 데이터 출력부로 출력하는 보상부를 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감마 보상 데이터를 저장하고, 이를 상기 보상부로 내보내는 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 소스 드라이버 IC는,
    상기 테스트 패킷을 입력받아 이를 테스트 데이터로 복원하는 EPI 수신부,
    상기 복원된 테스트 데이터를 상기 복수의 감마 기준전압을 이용하여 아날로그 테스트 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환부 및
    상기 테스트 전압을 상기 아날로그-디지털 변환부로 피드백 출력하는 더미 출력단을 포함하는 표시 장치.
  7. 감마 기준전압의 오차를 보상하기 위한 감마 보상 기간 동안, 0계조에 대응되는 테스트 데이터를 출력하는 제 1 단계,
    감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 상기 테스트 전압을 피드백 출력하는 제 2 단계,
    상기 피드백 입력받은 아날로그 테스트 전압을 디지털 데이터로 복원한 피드백 테스트 데이터를 생성하고, 이를 출력하는 제 3 단계,
    상기 테스트 데이터와, 입력받은 상기 피드백 테스트 데이터를 비교하고, 그 오차를 검출하는 제 4 단계,
    상기 입력받은 오차를 이용하여 상기 0계조에 대응되는 감마 보상 데이터를 생성하고, 이를 저장하는 제 5 단계,
    상기 테스트 데이터의 계조를 1계조 높인 값에 대응되는 테스트 데이터를 출력하고, 상기 제 2 단계 내지 제 5 단계를 반복하며, 상기 테스트 데이터의 계조가 최고 계조에 이르기까지 상기 제 2 내지 제 5 단계를 반복하는 제 6 단계,
    실제 영상 표시를 위해 입력되는 영상 데이터에 상기 감마 보상 데이터를 적용하여 상기 영상 데이터를 보상한 다음 보상된 영상 데이터를 출력하는 제 7 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  8. 복수의 데이터 라인 및 게이트 라인들이 교차하여 형성되는 영역에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 상기 데이터 라인들을 구동하는 복수의 소스 드라이버 IC와, 상기 소스 드라이버 IC와 점 대 점 방식으로 연결되며, 상기 소스 드라이버 IC에 영상 데이터 패킷 및 컨트롤 데이터 패킷을 공급함으로써 상기 소스 드라이버 IC의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 상기 소스 드라이버 IC에 복수의 감마 기준전압을 공급하는 감마 기준전압 발생부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    소스 드라이버 IC들의 안정화를 위한 더미 출력 기간 동안, 0계조에 대응되는 테스트 데이터를 직렬화하여 테스트 패킷을 생성하고, 컨트롤 데이터를 직렬화하여 컨트롤 데이터 패킷을 생성하며 상기 테스트 패킷 및 컨트롤 데이터 패킷을 출력하는 제 1 단계,
    상기 컨트롤 데이터 패킷 및 테스트 패킷을 병렬화하여 컨트롤 데이터 및 테스트 데이터를 복원하고, 상기 감마 기준전압을 이용하여 상기 테스트 데이터를 아날로그 테스트 전압으로 변환하여 피드백 출력하는 제 2 단계,
    상기 피드백 입력받은 아날로그 테스트 전압을 디지털 데이터로 복원한 피드백 테스트 데이터를 생성하는 제 3 단계,
    상기 테스트 데이터와, 입력받은 상기 피드백 테스트 데이터를 비교하고, 그 오차를 검출하는 제 4 단계,
    상기 오차를 이용하여 감마 보상 데이터를 생성하고, 이를 저장하는 제 5 단계,
    상기 테스트 데이터의 계조를 1계조 높인 값에 대응되는 테스트 데이터를 출력하고, 상기 제 2 단계 내지 제 5 단계를 반복하며, 상기 테스트 데이터의 계조가 최고 계조에 이르기까지 상기 제 2 내지 제 5 단계를 반복하는 제 6 단계,
    실제 영상 표시를 위해 입력되는 영상 데이터에 상기 감마 보상 데이터를 적용하여 상기 영상 데이터를 보상한 다음, 상기 컨트롤 데이터 패킷과 상기 보상된 영상 데이터를 직렬화한 영상 데이터 패킷을 출력하는 제 7 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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