KR20230100459A - 데이터 구동부 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널의 게이트라인들에 연결된 게이트 구동부; 및 상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 외부로부터 입력된 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호에서 백색 데이터신호를 제외한 적색, 녹색 및 청색 데이터신호의 복사본을 마련하고, 백색 데이터신호, 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 변환하여 4:4:4 형태의 아날로그 데이터전압으로 출력하는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

데이터 구동부 및 이를 포함하는 표시장치{Data Driver and Display Device including the same}
본 발명은 데이터 구동부 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display Device; LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있다.
본 발명은 4:4:4 형태의 스탠다드(Standard)형 데이터신호를 기반으로 영상을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 4:2:0 형태의 커스텀(Custom)형 데이터신호를 기반으로 영상 구현 시 손실된 색도성분에 의한 화질 저하 문제를 최소화하는 것이다.
본 발명은 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널의 게이트라인들에 연결된 게이트 구동부; 및 상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 외부로부터 입력된 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호에서 백색 데이터신호를 제외한 적색, 녹색 및 청색 데이터신호의 복사본을 마련하고, 백색 데이터신호, 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 변환하여 4:4:4 형태의 아날로그 데이터전압으로 출력하는 표시장치를 제공할 수 있다.
상기 데이터 구동부는 외부로부터 입력된 데이터신호의 형태에 따라 백색 데이터신호를 제외한 상기 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 선택적으로 복사시키는 동작을 수행하는 데이터 선택부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 선택부는 외부로부터 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 수행하고, 4:4:4 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 미수행할 수 있다.
상기 데이터 구동부는 상기 데이터 선택부를 통해 출력된 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호와 상기 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제1래치와, 상기 제1래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제2래치와, 상기 제1래치를 통해 출력된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호와 상기 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 상기 제2래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 홀딩하는 제3래치를 포함할 수 있다.
상기 제2래치는 외부로부터 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 상기 데이터 선택부의 제어 하에 상기 백색 데이터신호만 샘플링할 수 있다.
상기 데이터 구동부는 1 수평시간 동안 백색 데이터전압을 출력하고 2 수평시간 동안 적색, 녹색 및 청색 데이터전압을 출력할 수 있다.
상기 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터전압은 상기 게이트라인들에 인가된 게이트신호의 폴링에지 동안 상기 표시패널의 적색, 백색, 녹색 및 청색 서브 픽셀에 충전될 수 있다.
상기 표시패널은 제1게이트라인을 통해 인가된 제1게이트신호의 폴링에지 동안 백색 데이터전압을 저장하는 적어도 하나의 백색 서브 픽셀과, 상기 제1게이트라인 다음에 위치하는 제2게이트라인을 통해 인가된 제2게이트신호의 폴링에지 동안 적색, 녹색 및 청색 데이터전압을 저장하는 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀을 포함하고, 상기 적어도 하나의 백색 서브 픽셀과 상기 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀은 동일한 수평라인에 위치할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 외부로부터 입력된 데이터신호의 형태에 따라 백색 데이터신호를 제외한 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 선택적으로 복사시키는 동작을 수행하는 데이터 선택부; 상기 데이터 선택부를 통해 출력된 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호와 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제1래치; 상기 제1래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제2래치; 상기 제1래치를 통해 출력된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호와 상기 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 상기 제2래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 홀딩하는 제3래치; 및 상기 제3래치를 통해 출력된 데이터신호들을 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력하는 출력부를 포함하는 데이터 구동부를 제공할 수 있다.
상기 데이터 선택부는 외부로부터 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 수행하고, 4:4:4 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 미수행할 수 있다.
본 발명은 4:4:4 형태의 스탠다드(Standard)형 데이터신호를 기반으로 영상을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 4:2:0 형태의 커스텀(Custom)형 데이터신호를 기반으로 영상 구현 시 손실된 색도성분에 의한 화질 저하 문제를 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 크로마 서브샘플링 방식으로 압축된 데이터신호를 UHD급 이상의 초고해상도 환경에서 구현시 화질 저하 등의 제약 사항을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4는 게이트인패널 방식 게이트 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 게이트인패널 방식 게이트 구동부의 배치예를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 표시패널에 배치된 픽셀과 픽셀의 배치예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 데이터신호의 형태와 그에 따른 데이터량의 차이를 보여주기 위한 도면이고, 도 9는 입력되는 데이터신호의 형태별 구동 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 데이터신호의 보상 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 데이터전압과 게이트신호의 인가 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 구동부의 구성을 간략히 설명하기 위한 도면이고, 도 15 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따라 래치에 저장된 일부 데이터신호를 기반으로 데이터신호의 복사와 관련된 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 자동차 전기장치, 스마트폰 등으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 표시장치는 발광표시장치(Light Emitting Display Device; LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD) 등으로 구현될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 무기 발광다이오드 또는 유기 발광다이오드를 기반으로 빛을 직접 발광하는 발광표시장치를 일례로 한다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발광표시장치는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180) 등을 포함할 수 있다.
영상 공급부(세트 또는 호스트시스템)(110)는 외부로부터 공급된 영상 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 영상 데이터신호와 더불어 각종 구동신호를 출력할 수 있다. 영상 공급부(110)는 데이터신호와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(120)에 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(120)는 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 및 각종 동기신호(수직 동기신호인 Vsync, 수평 동기신호인 Hsync) 등을 출력할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상 공급부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC) 등에 응답하여 게이트신호(또는 게이트전압)를 출력할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 게이트라인들(GL1~GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 게이트신호를 공급할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 IC 형태로 형성되거나 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(150) 상에 직접 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압을 기반으로 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 데이터전압을 공급할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 IC 형태로 형성되어 표시패널(150) 상에 실장되거나 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 고전위의 제1전원과 저전위의 제2전원을 생성하고, 제1전원라인(EVDD)과 제2전원라인(EVSS)을 통해 출력할 수 있다. 전원 공급부(180)는 제1전원 및 제2전원뿐만아니라 게이트 구동부(130)의 구동에 필요한 전압(예: 게이트하이전압과 게이트로우전압을 포함하는 게이트전압)이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압(드레인전압과 하프드레인전압을 포함하는 드레인전압) 등을 생성 및 출력할 수 있다.
표시패널(150)은 게이트신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호, 제1전원 및 제2전원 등에 대응하여 영상을 표시할 수 있다. 표시패널(150)의 서브 픽셀들은 직접 빛을 발광한다. 표시패널(150)은 유리, 실리콘, 폴리이미드 등 강성 또는 연성을 갖는 기판을 기반으로 제작될 수 있다. 그리고 빛을 발광하는 서브 픽셀들은 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 픽셀 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색을 포함하는 픽셀로 이루어질 수 있다.
예컨대, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1데이터라인(DL1), 제1게이트라인(GL1), 제1전원라인(EVDD) 및 제2전원라인(EVSS)에 연결될 수 있고, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터, 유기 발광다이오드 등으로 이루어진 픽셀회로를 포함할 수 있다. 발광표시장치에서 사용되는 서브 픽셀(SP)은 빛을 직접 발광하는바 회로의 구성이 복잡하다. 또한, 빛을 발광하는 유기 발광다이오드는 물론이고 유기 발광다이오드의 구동에 필요한 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 보상회로 또한 다양하다. 따라서, 서브 픽셀(SP)을 블록의 형태로 단순 도시하였음을 참조한다.
한편, 위의 설명에서는 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140) 등을 각각 개별적인 구성인 것처럼 설명하였다. 그러나 발광표시장치의 구현 방식에 따라 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140) 중 하나 이상은 하나의 IC 내에 통합될 수 있다.
도 3 및 도 4는 게이트인패널 방식 게이트 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 게이트인패널 방식 게이트 구동부의 배치예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 게이트 구동부는 시프트 레지스터(131)와 레벨 시프터(135)를 포함할 수 있다. 레벨 시프터(135)는 타이밍 제어부(120) 및 전원 공급부(180)로부터 출력된 신호들 및 전압들을 기반으로 구동클록신호들(Clks)과 스타트신호(Vst) 등을 생성할 수 있다. 구동클록신호들(Clks)은 2상, 4상, 8상 등 위상이 다른 J(J는 2 이상 정수)상의 형태로 생성될 수 있다.
시프트 레지스터(131)는 레벨 시프터(135)로부터 출력된 신호들(Clks, Vst) 등을 기반으로 동작하며 표시패널에 형성된 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 게이트신호들(Gate[1] ~ Gate[m])을 출력할 수 있다. 시프트 레지스터(131)는 게이트인패널 방식에 의해 표시패널 상에 박막 형태로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 레벨 시프터(135)는 시프트 레지스터(131)와 달리 IC 형태로 독립적으로 형성되거나 전원 공급부(180)의 내부에 포함될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 게이트 구동부에서 게이트신호들을 출력하는 시프트 레지스터(131a, 131b)는 표시패널(150)의 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 시프트 레지스터(131a, 131b)는 표시패널(150)의 좌우측 비표시영역(NA)에 배치된 것을 일례로 하였으나, 이는 표시패널(150)의 상하측 비표시영역(NA)에 배치될 수도 있고, 표시패널(150)의 표시영역(AA) 내에 배치될 수도 있다.
도 6 및 도 7은 표시패널에 배치된 픽셀과 픽셀의 배치예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 발광표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 픽셀(PIX)을 포함하는 표시패널(150)을 기반으로 영상을 표시할 수 있다. 표시패널(150)에 배치된 하나의 픽셀(PIX)은 적색 서브 픽셀(SPr), 백색 서브 픽셀(SPw), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)을 포함할 수 있다.
도 7(a) 내지 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 하나의 픽셀(PIX)에 포함된 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg), 청색 서브 픽셀(SPb) 및 백색 서브 픽셀(SPw)은 표시패널의 구현 방식에 따라 배치 순서가 달라질 수 있다.
도 8은 데이터신호의 형태와 그에 따른 데이터량의 차이를 보여주기 위한 도면이고, 도 9는 입력되는 데이터신호의 형태별 구동 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 영상을 표시하기 위한 데이터신호(YCbCr)는 휘도성분(Y (Luma))과 색도성분(Cb,Cr (Chroma))으로 이루어질 수 있다. 영상 제작을 통해 만들어지는 원본 영상의 데이터신호(YCbCr)는 4:4:4 형태를 취할 수 있다.
그러나 방송 및 영상 매체 등에서는 데이터의 전송 용량을 줄이기 위해 원본 영상의 데이터신호(YCbCr)에서 일부 신호를 누락시켜 4:2:0 형태로 만든 후 이를 송출할 수 있다. 이와 같이, 휘도성분(Y (Luma))은 그대로 유지한채 색도성분(Cb,Cr (Chroma))만 줄이는 방식을 크로마 서브샘플링(Chroma Subsampling)이라고 한다.
도 8은 원본 영상의 데이터신호(YCbCr)에 포함된 밝기(Y), 색상1(Cb), 색상2(Cr)의 비율이 4:4:4 형태였던 것을 4:2:0 (또는 4:2:2) 형태로 압축 샘플링한 크로마 서브샘플링 방식의 한 예시이다. 도 8에서 볼 수 있듯이, 4:4:4 형태였던 데이터신호(YCbCr)의 데이터량은 100%이지만, 이를 다운 샘플링하여 4:2:0 형태로 마련할 경우, 데이터신호(YCbCr)의 데이터량은 50%로 절감될 수 있다. 이처럼, 영상을 다운 샘플링하면 데이터 처리 용량을 줄일 수 있기 때문에 영상 송신측과 수신측 모두 신호를 다루는 부분과 관련하여 많은 이점이 있을 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 데이터신호는 4K의 해상도, 120Hz의 구동 주파수, 10-bit의 데이터비트, 4:4:4의 형태 또는 4K의 해상도, 240Hz의 구동 주파수, 10-bit의 데이터비트, 4:4:4의 형태로 영상 공급부(110; SET)에 입력될 수 있다. 영상 공급부(110)에서 타이밍 제어부(120; TCON)로 출력되는 데이터신호를 살펴보면 알 수 있듯이, 4:4:4의 형태와 4:2:0의 형태는 12-bit의 데이터비트를 가지고 출력되지만, 4:4:4의 형태는 스탠다드(Standard)로 인식되는 반면 4:2:0의 형태는 커스텀(Custom)으로 인식될 수 있다.
이처럼, 발광표시장치 등과 같은 표시장치는 4:4:4의 형태와 4:2:0의 형태 등을 기반으로 영상을 표현할 수 있다. 하지만, 크로마 서브샘플링 방식으로 압축된 데이터신호를 UHD급 이상의 초고해상도 환경에서 구현할 경우, 손실된 색도성분으로 영향으로 영상이나 문자의 일부 영역이 번져보이는 등의 화질 저하 문제가 유발될 수 있는 바 이의 개선이 필요하다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 데이터신호의 보상 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 타이밍 제어부(120)는 외부로부터 크로마 서브샘플링 방식에 의해 4:2:0의 형태로 압축된 데이터신호가 입력되면, 이를 영상 처리 등을 수행하여 출력할 수 있다. 그리고 데이터 구동부(140)는 4:2:0의 형태로 압축된 데이터신호를 보상하여 4:4:4의 형태로 형성하여 출력할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 손실된 색도성분의 데이터신호를 디지털 방식으로 보상하여 출력할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 데이터전압과 게이트신호의 인가 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널에 포함된 픽셀들은 이하에서 설명되는 픽셀(PIX)과 같은 형태의 배치 관계 및 연결 관계를 가질 수 있다.
표시패널은 수평방향을 따라 적색 서브 픽셀(R11), 백색 서브 픽셀(W11), 녹색 서브 픽셀(G11) 및 청색 서브 픽셀(B11)의 순으로 배치된 픽셀(PIX)을 포함할 수 있다. 픽셀(PIX)의 상단에는 수평방향을 따라 제1게이트라인(GL1)이 배치되고, 하단에는 제2게이트라인(GL2)이 배치될 수 있다. 제1게이트라인(GL1) 및 제2게이트라인(GL2)과 교차하는 수직방향을 따라 제1데이터라인(DL1) 내지 제4데이터라인(DL4)이 배치될 수 있다.
적색 서브 픽셀(R11)은 제1데이터라인(DL1)과 제2게이트라인(GL2)에 연결될 수 있다. 적색 서브 픽셀(R11)은 제2게이트라인(GL2)을 통해 인가된 제2게이트신호에 응답하여 제1데이터라인(DL1)을 통해 인가된 제1데이터전압을 기반으로 빛을 발광할 수 있다.
백색 서브 픽셀(W11)은 제2데이터라인(DL2)과 제1게이트라인(GL1)에 연결될 수 있다. 백색 서브 픽셀(W11)은 제1게이트라인(GL1)을 통해 인가된 제1게이트신호에 응답하여 제2데이터라인(DL2)을 통해 인가된 제2데이터전압을 기반으로 빛을 발광할 수 있다.
녹색 서브 픽셀(G11)은 제3데이터라인(DL3)과 제2게이트라인(GL2)에 연결될 수 있다. 녹색 서브 픽셀(G11)은 제2게이트라인(GL2)을 통해 인가된 제2게이트신호에 응답하여 제3데이터라인(DL3)을 통해 인가된 제3데이터전압을 기반으로 빛을 발광할 수 있다.
청색 서브 픽셀(B11)은 제4데이터라인(DL4)과 제2게이트라인(GL2)에 연결될 수 있다. 청색 서브 픽셀(B11)은 제2게이트라인(GL2)을 통해 인가된 제2게이트신호에 응답하여 제4데이터라인(DL4)을 통해 인가된 제4데이터전압을 기반으로 빛을 발광할 수 있다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1데이터라인(DL1), 제3데이터라인(DL3), 제4데이터라인(DL4), 제5데이터라인(DL5), 제7데이터라인(DL7) 및 제8데이터라인(DL8)으로부터 출력되는 데이터전압(D1, D3, D4, D5, D7, D8)의 출력 형태와 제2데이터라인(DL2) 및 제6데이터라인(DL6)으로부터 출력되는 데이터전압(D2, D6)의 출력 형태는 다를 수 있다.
제1게이트라인(GL1)을 통해 인가되는 제1게이트신호(G1), 제2게이트라인(GL2)을 통해 인가되는 제2게이트신호(G2), 제3게이트라인(GL3)을 통해 인가되는 제3게이트신호(G3), 제4게이트라인(GL4)을 통해 인가되는 제4게이트신호(G4)는 각각 2H 시간 동안 로직하이(픽셀에 포함된 트랜지스터의 턴온전압)로 인가될 수 있다. 그리고 이들 게이트신호들(G1 ~ G4)은 인접하는 게이트신호와 1H 시간씩 중첩하도록 인가될 수 있다.
이하, 도 12에 도시된 표시패널에 도 13에 도시된 데이터전압들(D1 ~ D8)과 게이트신호들(G1 ~ G4)이 인가되는 것과 관련된 설명을 덧붙이면 다음과 같다.
도 12의 제1수평라인(HL1)에서, 제2데이터라인(DL2)에 연결된 백색 서브 픽셀의 제11백색 데이터전압(W11)과 제6데이터라인(DL6)에 연결된 백색 서브 픽셀의 제12백색 데이터전압(W12)은 도 13에 도시된 제1게이트신호(G1)의 폴링에지 동안 충전될 수 있다. 제1수평라인(HL1)에 충전된 제11백색 데이터전압(W11)과 제12백색 데이터전압(W12)은 4:2:0 형태의 데이터신호에 포함된 백색 데이터신호를 기반으로 형성될 수 있다.
도 12의 제1수평라인(HL1)에서, 제1데이터라인(DL1)에 연결된 적색 서브 픽셀의 제11적색 데이터전압(R11), 제3데이터라인(DL3)에 연결된 녹색 서브 픽셀의 제11녹색 데이터전압(G11), 제4데이터라인(DL4)에 연결된 청색 서브 픽셀의 제11청색 데이터전압(B11)은 도 13에 도시된 제2게이트신호(G2)의 폴링에지 동안 충전될 수 있다. 제1수평라인(HL1)의 제1데이터라인(DL1), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 충전된 제11적색 데이터전압(R11), 제11녹색 데이터전압(G11) 및 제11청색 데이터전압(B11)은 4:2:0 형태의 데이터신호에 포함된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 기반으로 형성될 수 있다.
제1수평라인(HL1)에서, 제5데이터라인(DL5)에 연결된 적색 서브 픽셀의 제11적색 데이터전압(R11), 제7데이터라인(DL7)에 연결된 녹색 서브 픽셀의 제11녹색 데이터전압(G11), 제8데이터라인(DL8)에 연결된 청색 서브 픽셀의 제11청색 데이터전압(B11)은 도 13에 도시된 제2게이트신호(G2)의 폴링에지 동안 충전될 수 있다. 제1수평라인(HL1)의 제5데이터라인(DL5), 제7데이터라인(DL7) 및 제8데이터라인(DL8)에 충전된 제11적색 데이터전압(R11), 제11녹색 데이터전압(G11) 및 제11청색 데이터전압(B11)은 제1데이터라인(DL1), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 공급할 적색, 녹색 및 청색 데이터신호의 복사본(복사된 데이터신호)일 수 있다.
도 12의 제2수평라인(HL2)에서, 제2데이터라인(DL2)에 연결된 백색 서브 픽셀의 제21백색 데이터전압(W21)과 제6데이터라인(DL6)에 연결된 백색 서브 픽셀의 제22백색 데이터전압(W22)은 도 13에 도시된 제2게이트신호(G2)의 폴링에지 동안 충전될 수 있다. 제2수평라인(HL2)에 충전된 제21백색 데이터전압(W21)과 제22백색 데이터전압(W22)은 제1수평라인(HL1)의 제11백색 데이터전압(W11)과 제12백색 데이터전압(W12)을 형성하기 위한 백색 데이터신호 다음에 입력된 것일 수 있다.
도 12의 제2수평라인(HL2)에서, 제1데이터라인(DL1)에 연결된 적색 서브 픽셀의 제11적색 데이터전압(R11), 제3데이터라인(DL3)에 연결된 녹색 서브 픽셀의 제11녹색 데이터전압(G11), 제4데이터라인(DL4)에 연결된 청색 서브 픽셀의 제11청색 데이터전압(B11)은 도 13에 도시된 제3게이트신호(G3)의 폴링에지 동안 충전될 수 있다. 제2수평라인(HL2)의 제1데이터라인(DL1), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 충전된 제11적색 데이터전압(R11), 제11녹색 데이터전압(G11) 및 제11청색 데이터전압(B11)은 제1수평라인(HL1)의 제1데이터라인(DL1), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 공급할 적색, 녹색 및 청색 데이터신호의 복사본(복사된 데이터신호)일 수 있다.
제2수평라인(HL2)에서, 제5데이터라인(DL5)에 연결된 적색 서브 픽셀의 제11적색 데이터전압(R11), 제7데이터라인(DL7)에 연결된 녹색 서브 픽셀의 제11녹색 데이터전압(G11), 제8데이터라인(DL8)에 연결된 청색 서브 픽셀의 제11청색 데이터전압(B11)은 도 13에 도시된 제3게이트신호(G3)의 폴링에지 동안 충전될 수 있다. 제2수평라인(HL2)의 제5데이터라인(DL5), 제7데이터라인(DL7) 및 제8데이터라인(DL8)에 충전된 제11적색 데이터전압(R11), 제11녹색 데이터전압(G11) 및 제11청색 데이터전압(B11)은 제1데이터라인(DL1), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 공급할 적색, 녹색 및 청색 데이터신호의 복사본(복사된 데이터신호)일 수 있다.
위의 설명을 참고하면, 백색 데이터전압(예: W11, W12)은 복사된 데이터신호를 기반으로 형성되지 않으므로 1 라인분의 게이트신호(예: G1)가 인가되는 1 수평시간(H) 동안 출력되지만, 적색, 녹색 및 청색 데이터전압(R11, G11, B11)은 복사된 데이터신호를 기반으로 형성되므로 2 라인분의 게이트신호(예: G2과 G3)가 인가되는 2 수평시간(H) 동안 출력될 수 있다. 즉, 복사를 통해 마련된 데이터신호는 수평라인을 기준으로 적어도 2 라인분씩 출력될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 구동부의 구성을 간략히 설명하기 위한 도면이고, 도 15 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따라 래치에 저장된 일부 데이터신호를 기반으로 데이터신호의 복사와 관련된 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 구동부는 시프트 레지스터(SR; Shift Register), 데이터 선택부(SEL; 444/420 Selection Logic), 제1래치(LAT1; Sampling), 제2래치(LAT2; Sampling), 제3래치(LAT3; Holding), DA변환부(DAC) 및 증폭부(AMP) 등을 포함할 수 있다. DA변환부(DAC)와 증폭부(AMP)는 출력부로 통칭될 수 있다.
시프트 레지스터(SR)는 타이밍 제어부로부터 전송된 디지털 형태의 데이터신호를 한 라인분씩 인가받을 수 있도록 제어신호를 생성하는 역할을 수행할 수 있다.
데이터 선택부(SEL)는 시프트 레지스터(SR)의 제어 하에 외부로부터 입력된 데이터신호의 형태에 따라 백색 데이터신호를 제외한 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 선택적으로 복사(확장)시키는 동작을 수행할 수 있다. 데이터 선택부(SEL)는 입력된 데이터신호가 4:4:4 형태인 경우 데이터신호의 복사 동작을 수행하지 않을 수 있지만 4:2:0 형태를 취하는 경우 데이터신호의 복사 동작을 수행할 수 있다.
제1래치(LAT1)는 데이터 선택부(SEL)를 통해 출력된 데이터신호를 샘플링하여 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 제1래치(LAT1)는 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링할 수 있다. 제1래치(LAT1)는 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하므로 샘플링 래치로 불릴 수 있다.
제2래치(LAT2)는 제1래치(LAT1)를 통해 출력된 데이터신호를 샘플링하여 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 제2래치(LAT2)는 백색 데이터신호만 한 라인분씩 샘플링할 수 있다. 제2래치(LAT2)는 백색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하므로 샘플링 래치로 불릴 수 있다. 제2래치(LAT2)는 데이터 선택부(SEL)의 제어 하에 데이터신호가 4:4:4 형태인 경우 비동작 상태를 취할 수 있지만 4:2:0 형태를 취하는 경우 백색 데이터신호만 샘플링하기 위해 동작 상태를 취할 수 있다. 한편, 제2래치(LAT2)는 백색 데이터신호만 한 라인분씩 샘플링하기 때문에 제1래치(LAT1)를 통해 출력된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호는 제3래치(LAT3)에 입력될 수 있다.
제3래치(LAT3)는 제1래치(LAT1) 및 제2래치(LAT2)로부터 출력된 데이터신호를 홀딩하여 출력하는 역할을 수행할 수 있다. 제3래치(LAT3)는 소스출력신호(SOE)에 대응하여 데이터신호를 홀딩한 후 출력할 수 있다. 제3래치(LAT3)는 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 홀딩하므로 홀딩 래치로 불릴 수 있다.
DA변환부(DAC)는 제3래치(LAT3)로부터 출력된 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환한 후 출력하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, DA변환부(DAC)는 감마부로부터 출력된 감마기준전압을 기반으로 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환할 수 있다.
증폭부(AMP)는 DA변환부(DAC)에 의해 변환된 아날로그 형태의 데이터전압들을 각 출력 채널을 통해 증폭하여 출력하는 역할을 수행할 수 있다. 증폭부(AMP)로부터 출력된 데이터전압들은 데이터라인들을 통해 서브 픽셀들에 인가될 수 있다.
도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 데이터 선택부(SEL)는 외부로부터 입력된 데이터신호가 4:2:0 형태를 취하는 경우 다음과 같이 복사 동작을 수행할 수 있다.
데이터 선택부(SEL)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 출력 예정인 제1데이터신호(D1)가 제5데이터라인(DL5)을 통해서도 출력되도록 제1데이터신호(D1)를 제5데이터신호(D5)로 복사시킬 수 있다. 데이터 선택부(SEL)는 제3데이터라인(DL3)을 통해 출력 예정인 제3데이터신호(D3)가 제7데이터라인(DL7)을 통해서도 출력되도록 제3데이터신호(D3)를 제7데이터신호(D7)로 복사시킬 수 있다. 데이터 선택부(SEL)는 제4데이터라인(DL4)을 통해 출력 예정인 제4데이터신호(D4)가 제8데이터라인(DL8)을 통해서도 출력되도록 제4데이터신호(D4)를 제8데이터신호(D8)로 복사시킬 수 있다.
달리 설명하면, 데이터 선택부(SEL)는 데이터신호가 4:2:0 형태를 취하는 경우 제1데이터라인(DL1)과 제5데이터신호(D5)이 하나의 묶음이 되도록 경로를 설정하고, 제3데이터라인(DL3)과 제7데이터라인(DL7)이 하나의 묶음이 되도록 경로를 설정하고, 제4데이터신호(D4)가과 제8데이터라인(DL8)이 하나의 묶음이 되도록 경로를 설정하는 동작을 수행할 수 있다. 데이터 선택부(SEL)에 의해 복사된 제1데이터신호(D1) 내지 제8데이터신호(D8)는 제1래치(LAT1)에 의해 샘플링되어 저장될 수 있다.
한편, 제1래치(LAT1)의 후단에 위치하는 제2래치(LAT2)의 경우 앞서 인가된 백색 데이터신호(D2', D6')가 따로 샘플링됨에 따라 별도로 저장된다는 것을 보여주기 위해 도시한 것임을 참고한다. 여기서, 제2래치(LAT2)에 저장된 백색 데이터신호(D2', D6')는 이후의 출력 과정을 통해 도 13의 제11백색 데이터전압(W11) 및 제12백색 데이터전압(W12)과 같이 출력될 수 있고, 제1래치(LAT1)에 저장된 백색 데이터신호(D2, D6)는 도 13의 제21백색 데이터전압(W21) 및 제22백색 데이터전압(W22)과 같이 출력될 수 있다.
도 15에 도시된 데이터신호들은 도 16의 소스출력신호(SOE; 240Hz)에 대응하여 적색, 녹색 및 청색 데이터신호(RGB)를 포함하는 홀수 라인 데이터(Odd Line Data)와 백색 데이터신호(W)를 포함하는 짝수 라인 데이터(Even Line Data)의 형태로 제3래치(LAT3)에 의해 홀딩된 후 출력될 수 있다. 이후 제3래치(LAT3)로부터 출력된 데이터신호들은 DA변환부 등에 의해 데이터전압으로 변환되어 출력될 수 있다.
이처럼, 실시예에 따른 데이터 구동부는 데이터 선택부(SEL)의 선택적인 데이터신호의 복사 동작과 제2래치(LAT2)의 백색 데이터신호의 래치 동작 등을 통해 손실된 색도성분의 데이터신호를 디지털 방식으로 보상하여 출력할 수 있다.
그 결과, 도 17에 도시된 바와 같이, 4:2:0 형태로 입력된 데이터신호는 데이터 구동부에 의한 보상 동작에 의해 4:4:4 형태의 데이터신호로 새롭게 구성될 수 있고, 이를 기반으로 표시패널에 공급할 데이터전압을 확장하여 마련할 수 있어 화질 저하 문제를 최소화할 수 있다.
이상 본 발명은 4:4:4 형태의 스탠다드(Standard)형 데이터신호를 기반으로 영상을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 4:2:0 형태의 커스텀(Custom)형 데이터신호를 기반으로 영상 구현 시 손실된 색도성분에 의한 화질 저하 문제를 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 크로마 서브샘플링 방식으로 압축된 데이터신호를 UHD급 이상의 초고해상도 환경에서 구현시 화질 저하 등의 제약 사항을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
140: 데이터 구동부 150: 표시패널
SR: 시프트 레지스터 SEL: 데이터 선택부
LAT1: 제1래치 LAT2: 제2래치
LAT3: 제3래치 DAC: DA변환부

Claims (10)

  1. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널의 게이트라인들에 연결된 게이트 구동부; 및
    상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 데이터 구동부는
    외부로부터 입력된 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호에서 백색 데이터신호를 제외한 적색, 녹색 및 청색 데이터신호의 복사본을 마련하고, 백색 데이터신호, 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 변환하여 4:4:4 형태의 아날로그 데이터전압으로 출력하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    외부로부터 입력된 데이터신호의 형태에 따라 백색 데이터신호를 제외한 상기 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 선택적으로 복사시키는 동작을 수행하는 데이터 선택부를 포함하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 선택부는
    외부로부터 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 수행하고, 4:4:4 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 미수행하는 표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    상기 데이터 선택부를 통해 출력된 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호와 상기 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제1래치와,
    상기 제1래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제2래치와,
    상기 제1래치를 통해 출력된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호와 상기 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 상기 제2래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 홀딩하는 제3래치를 포함하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2래치는
    외부로부터 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 상기 데이터 선택부의 제어 하에 상기 백색 데이터신호만 샘플링하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    1 수평시간 동안 백색 데이터전압을 출력하고 2 수평시간 동안 적색, 녹색 및 청색 데이터전압을 출력하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터전압은
    상기 게이트라인들에 인가된 게이트신호의 폴링에지 동안 상기 표시패널의 적색, 백색, 녹색 및 청색 서브 픽셀에 충전되는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은
    제1게이트라인을 통해 인가된 제1게이트신호의 폴링에지 동안 백색 데이터전압을 저장하는 적어도 하나의 백색 서브 픽셀과,
    상기 제1게이트라인 다음에 위치하는 제2게이트라인을 통해 인가된 제2게이트신호의 폴링에지 동안 적색, 녹색 및 청색 데이터전압을 저장하는 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 백색 서브 픽셀과 상기 적어도 하나의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀은 동일한 수평라인에 위치하는 표시장치.
  9. 외부로부터 입력된 데이터신호의 형태에 따라 백색 데이터신호를 제외한 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 선택적으로 복사시키는 동작을 수행하는 데이터 선택부;
    상기 데이터 선택부를 통해 출력된 적색, 백색, 녹색 및 청색 데이터신호와 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제1래치;
    상기 제1래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 한 라인분씩 샘플링하는 제2래치;
    상기 제1래치를 통해 출력된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호와 상기 복사된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호 그리고 상기 제2래치를 통해 출력된 백색 데이터신호를 홀딩하는 제3래치; 및
    상기 제3래치를 통해 출력된 데이터신호들을 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력하는 출력부를 포함하는 데이터 구동부.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 데이터 선택부는
    외부로부터 4:2:0 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 수행하고, 4:4:4 형태의 디지털 데이터신호가 입력된 경우 데이터신호의 복사 동작을 미수행하는 데이터 구동부.
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