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KR101469036B1 - 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

표시 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR101469036B1
KR101469036B1 KR1020070014370A KR20070014370A KR101469036B1 KR 101469036 B1 KR101469036 B1 KR 101469036B1 KR 1020070014370 A KR1020070014370 A KR 1020070014370A KR 20070014370 A KR20070014370 A KR 20070014370A KR 101469036 B1 KR101469036 B1 KR 101469036B1
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display panel
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light source
display
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김득수
이건빈
안형철
이동원
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치는 영상 신호 및 입력 제어 신호를 제공하는 중앙 처리부, 각각 영상을 표시하는 제1 및 제2 표시판, 그리고 상기 영상 신호 및 입력 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 표시판을 각각 구동하는 제1 및 제2 표시판 구동부를 포함하고, 상기 중앙 처리부는 상기 제1 및 제2 표시판 구동부를 제어하는 인터페이스 신호를 출력하는 인터페이스 송신부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 표시판 구동부 각각은 상기 인터페이트 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제1 및 제2 인터페이스 수신부를 포함하고, 상기 인터페이스 신호는 표시판 선택 비트 및 데이터 비트를 포함한다.
Figure R1020070014370
SPI, 직렬통신, 정전기, 선택신호, 인터페이스

Description

표시 장치 및 이를 포함하는 전자 장치{DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치를 개략적으로 도시하는 블록도.
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 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 인터페이스 신호를 도시하는 파형도.
<도면 부호의 설명>
100: 하부 표시판 200: 상부 표시판
300M, 300S: 액정 표시판 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
700M, 700S: 구동부 710: 구동 전압 생성부
720M, 720S, 921M, 921S: 인터페이스 수신부
800: 계조 전압 생성부
900M, 900S: 조명부 910M, 910S: 광원
920M, 920S: 광원 구동부 1000: 중앙 처리부
2000: 표시 장치 1100: 인터페이스 송신부
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 발광 표시 장치(organic light emitting device, 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 통과하는 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 신호에 해당하는 전압을 데이터 전압으로 선택하여 표시 신호선 중 데이터 선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부를 포함한다.
핸드폰과 같은 전자 장치는 이러한 표시 장치를 장착하여 전자 기기의 동작 상태 및 결과 등을 표시한다. 이러한 중소형 전자 장치는 중앙 처리 장치에 해당하는 MPU(micro process unit)를 포함한다.
한편 핸드폰과 같은 중소형 표시 장치는 외부와 내부에 각각 표시판부를 구비하는 이른바 듀얼 표시 장치가 활발히 개발 중이다. 이러한 듀얼 표시 장치는 내부에 장착되는 주 표시판부, 외부에 장착되는 부 표시판부, 외부로부터의 입력 신호를 전달하는 배선이 구비된 구동 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit film, FPC), 그리고 이들을 제어하는 단일 칩(integration chip)을 포함한다.
단일 칩은 MPU로부터 영상 신호 및 여러 제어 신호를 전달 받으며, 단일 칩과 MPU에는 신호를 입출력 하는 여러 단자가 구비된다. 그러나 이러한 단자의 수가 많을수록 공간적인 제약이 따르고, 전기 장치가 정전기에 취약하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단일 칩과 MPU 사이에 신호를 주고 받는 단자의 수를 줄여 단일 칩 및 MPU의 공간적인 제약을 줄이고, 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 장치의 정전기 손상(ESD:electro static damage)을 방지하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치는 영상 신호 및 입력 제어 신호를 제공하는 중앙 처리부, 각각 영상을 표시하는 제1 및 제2 표시판, 그리고 상기 영상 신호 및 입력 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 표시판을 각각 구동하는 제1 및 제2 표시판 구동부를 포함하고, 상기 중앙 처리부는 상기 제1 및 제2 표시판 구동부를 제어하는 인터페이스 신호를 출력하는 인터페이스 송신부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 표시판 구동부 각각은 상기 인터페이트 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제1 및 제2 인터페이스 수신부를 포함하고, 상기 인터페이스 신호는 표시판 선택 비트 및 데이터 비트를 포함한다.
상기 입력 제어 신호는 메인 클록 신호를 포함하며, 상기 메인 클록 신호는 상기 제1 및 제2 인터페이스 수신부 각각에 입력될 수 있다.
상기 표시판 선택 비트는 상기 데이터 비트보다 먼저 출력될 수 있다.
상기 표시판 선택 비트에서 상기 제1 또는 제2 표시판 중 어느 하나가 선택될 수 있다.
상기 제1 및 제2 표시판에 각각 빛을 제공하는 제1 및 제2 광원부, 그리고 상기 제1 및 제2 광원부를 각각 제어하는 제1 및 제2 광원 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광원부 각각은 상기 인터페이트 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제3 및 제4 인터페이스 수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스 신호는 광원 선택 비트를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 클록 신호는 상기 제3 및 제4 인터페이스 수신부 각각에 입력될 수있다.
상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 또는 제2 광원부 중 어느 하나가 선택될 수 있다.
상기 표시판 선택 비트에서 상기 제1 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 광원부가 선택되고, 상기 표시판 선택 비트에서 상기 제2 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제2 광원부가 선택될 수 있다.
상기 광원 선택 비트는 상기 데이터 비트 보다 먼저 출력될 수 있다.
상기 데이터 비트는 상기 제1 표시판 구동부, 상기 제2 표시판 구동부, 상기 제1 광원 구동부 또는 상기 제2 광원 구동부 중 어느 하나를 조절하는 명령값을 포함할 수 있다.
상기 인터페이스 송신부, 상기 제1 내지 제4 인터페이스 수신부 각각은 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface) 장치일 수 있다.
상기 인터페이스 신호는 직렬 통신 신호일 수 있다.
상기 제1 표시판 구동부, 제2 표시판 구동부, 상기 제1 광원 구동부 및 상기 제2 광원 구동부는 각각 하나의 집적 회로 칩으로 구현되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 각각 영상을 표시하는 제1 및 제2 표시판, 그리고 영상 신호 및 입력 제어 신호를 입력받아 이에 따라 상기 제1 및 제2 표시판을 각각 구동하는 제1 및 제2 표시판 구동부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 표시판 각각은 상기 구동부의 구동 조건을 조절하는 인터페이스 신호를 전달받는 제1 및 제2 인터페이스 수신부를 포함하고, 상기 인터페이스 신호는 표시판 선 택 비트 및 데이터 비트를 포함한다.
상기 입력 제어 신호는 메인 클록 신호를 포함하며, 상기 메인 클록 신호는 상기 제1 및 제2 인터페이스 수신부 각각에 입력될 수 있다.
상기 표시판 선택 비트는 상기 데이터 비트 보다 먼저 출력될 수 있다.
상기 제1 및 제2 표시판에 각각 빛을 제공하는 제1 및 제2 광원부, 그리고 상기 제1 및 제2 광원부를 각각 제어하는 제1 및 제2 광원 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광원부 각각은 상기 인터페이트 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제3 및 제4 인터페이스 수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스 신호는 광원 선택 비트를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 클록 신호는 상기 제3 및 제4 인터페이스 수신부 각각에 입력될 수있다.
상기 표시판 선택 비트에서 상기 제1 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 광원부가 선택되고, 상기 표시판 선택 비트에서 상기 제2 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제2 광원부가 선택될 수 있다.
상기 광원 선택 비트는 상기 데이터 비트 보다 먼저 출력될 수 있다.
상기 데이터 비트는 상기 제1 표시판 구동부, 상기 제2 표시판 구동부, 상기 제1 광원 구동부 또는 상기 제2 광원 구동부 중 어느 하나를 조절하는 명령값을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 인터페이스 수신부 각각은 직렬 주변 인터페이 스(SPI:serial peripheral interface) 장치일 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 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 기기는 중앙 처리부(1000) 및 중앙 처리부(1000)와 연결되어 있는 표시 장치(2000)를 포함한다.
중앙 처리부(1000)는 전자 기기 전체의 동작을 제어하며, 표시 장치(2000)에 입력 영상 신호(R, G, B) 및 제어 신호를 제공한다. 본 발명에 따른 전자 기기가 핸드폰과 같은 중소형 기기일 경우에는 중앙 처리부(1000)는 실제로 MPU(micro process unit)이다.
중앙 처리부(1000)는 인터페이스 송신부(1100)를 포함한다. 인터페이스 송신부(1100)는 표시 장치(2000)의 구동 조건을 조절하는 인터페이스 신호(CSD)를 출력한다. 인터페이스 송신부(1100)는 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface) 장치이며, 주변의 구동부 등과 직렬 통신으로 데이터를 교환한다.
표시 장치(2000)는 제1 표시판(300M), 제2 표시판(300S), 제1 구동부(700M), 제2 구동부(700S), 제1 조명부(900M), 제2 조명부(900S) 및 가요성 인쇄 회로 필름(flexible printed circuit film:FPC)(650)을 포함한다.
제1 및 제2 표시판(300M, 300S)은 화면을 이루는 표시 영역(도시하지 않음)과 주변 영역(도시하지 않음)을 포함하고, 주변 영역에는 빛을 차단하기 위한 차광층(도시하지 않음)이 구비될 수 있다. 제1 및 제2 표시판(300M, 300S)예를 들어 핸드폰 등의 서로 다른 면에 배치되어 영상을 선택적으로 표시한다.
각 표시판(300M, 300S)은 도 3에 도시한 액정 표시판 조립체(300)이며, 복수의 게이트선(G1-Gn)과 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함하는 복수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함한다. 화소(PX)와 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)의 대부분은 표시 영역(310M, 310S) 내에 위치한다. 이에 대해서는 이후에 다시 상술한다.
가요성 인쇄 회로 필름(650)은 제1 표시판부(300M)의 한 변 부근에 부착될 수 있으며, 조립 상태에서 가요성 인쇄 회로 필름(650)를 접었을 때 제2 표시판부(300S)를 드러내는 개구부(도시하지 않음)를 가질 수 있다. 가요성 인쇄 회로 필름(650)은 중앙 처리부(1000)와 제1 및 제2 구동부(700M, 700S) 등과 전기적 연결을 위한 다수의 신호선(도시하지 않음)을 갖출 수 있다.
제1 및 제2 표시판(300M, 300S) 사이는 두 표시판(300M, 300S)을 전기적으로 연결하는 신호선을 구비하는 가요성 인쇄 회로 필름(도시하지 않음)이 부착되어 있을 수 있다.
제1 및 제2 표시판 구동부(700M, 700S)는 중앙 처리부(1000)로부터 영상 신호 및 제어 신호 등을 가요성 인쇄 회로 필름(650)에 구비된 신호선을 통하여 입력받아 이를 처리하여 각 제1 및 제2 표시판(300M, 300S)에 공급함으로써 이들을 제어한다.
제1 및 제2 표시판 구동부(700M, 700S)는 제1 및 제2 인터페이스 수신부(720M, 720S)를 포함한다. 제1 및 제2 인터페이스 수신부(720M, 720S)는 중앙 처리부(1000)의 인터페이스 송신부(1100)로부터 인터페이스 신호(CSD)를 전달받는다. 제1 및 제2 인터페이스 수신부(720M, 720S) 역시 인터페이스 송신부(1100)과 마찬가지로 직렬 주변 인터페이스(SPI) 장치이며, 인터페이스 송신부(1100)와 직렬 통신으로 데이터를 받는다.
제1 및 제2 조명부(900M, 900S)는 각각 제1 및 제2 표시판(300M, 300S)에 빛을 제공하며, 각 표시판(300M, 300S)에 부착되어 있다. 제1 및 제2 조명부(900M, 900S) 각각은 빛을 방출하는 제1 및 제2 광원부(910M, 910S) 및 제1 및 제2 광원 부(910M, 910S)를 각각 제어하는 제1 및 제2 광원 구동부(920M, 920S)를 포함한다.
제1 및 제2 광원부(910M, 910S) 각각은 복수의 램프(도시하지 않음)를 포함하며, 램프는 발광 다이오드(LED)등이 사용될 수 있다.
제1 및 제2 광원 구동부(920M, 920S)는 각각 제3 및 제4 인터페이스 수신부(921M, 921S)를 포함한다. 제3 및 제4 인터페이스 수신부(921M, 921S)는 중앙 처리부(1000)의 인터페이스 송신부(1100)로부터 인터페이스 신호(CSD)를 전달받는다. 제3 및 제4 인터페이스 수신부(921M, 921S) 역시 인터페이스 송신부(1100)와 마찬가지로 직렬 주변 인터페이스(SPI) 장치이며, 인터페이스 송신부(1100)와 직렬 통신으로 데이터를 받는다.
한편, 제1 내지 제4 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S) 각각은 중앙 처리부(1000)로부터 메인 클록(MCLK)을 입력 받는다.
그러면 도 2 및 도 3, 그리고 앞서 설명한 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(2000)에 대하여 상세하게 설명한다. 여기서 표시 장치(2000)는 액정 표시 장치인 경우로 설명한다.
도 2를 참고하면 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 구동 전압 생성부(710), 인터페이스 수신부(720), 그리고 신호 제어부(600)를 포함한다.
도 2의 액정 표시판 조립체(300)는 도 1의 제1 및 제2 표시판(300M, 300S)일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 도 1의 제1 및 제2 표시판(300M, 300S)은 유기 발광 표시 장치 등 다른 평판 표시 장치가 채택될 수 있다. 또한 도 2의 구동 전압 생성부(710), 인터페이스 수신부 (720), 계조 전압 생성부(800), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600) 등은 함께 아울러 도 1의 제1 및 제2 구동부(700M, 700S)일 수 있다.
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 뻗으며 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 포 함한다. 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 기 본색을 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.
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 연결되 어 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 경우에, 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.
인터페이스 수신부(720)는 중앙 처리부(1000)로부터 인터페이스 신호(CSD)를인가받아 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 신호 제어부(600), 구동 전압 생성부(710) 및 계조 전압 생성부(800) 등의 구동 조건을 조절한다.
이러한 구동부(400, 500, 600, 710, 720, 800) 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다. 또한 구동부(400, 500, 600, 710, 720, 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)는 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.
그러면 도 4, 앞서 설명한 도 1을 참고하여 이러한 표시 장치의 동작 및 인터페이스 신호에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 인터페이스 신호를 도시하는 파형도이다.
먼저, 중앙 처리부(1000)는 메인 클록 신호(MCLK) 및 인터페이스 신호(CSD)를 출력한다.
인터페이스 신호(CSD)는 총 24비트로 이루어져 있다.
첫 번째 비트부터 세 번째 비트까지는 구동 칩의 고유 번호를 나타내거나, 구동부(700) 동작에 영향을 미치지 않는 무효 비트이다. 도 4에서는 011로 표현되어 있다.
네 번째 비트(DS)는 표시판 선택 비트이며, 예를 들어, 도 1의 제1 표시판(300M) 또는 제2 표시판(300S) 중 어느 하나를 선택한다. 다섯 번째 비트(BS)는 광원 선택 비트이며, 예를 들어 도 1의 제1 조명부(900M) 또는 제2 조명부(900S) 중 어느 하나를 선택한다. 네 번째 비트(DS) 및 다섯 번째 비트(BS)를 합쳐 선택 비트(SS)라 한다.
여섯 번째 비트(ID)는 구동부(700) 동작에 영향을 미치지 않는 무효 비트이다.
일곱 번째 비트(RS)는 레지스터 선택 비트이다.
여덟 번째 비트(RW)는 읽기(read) 또는 쓰기(write) 동작을 지시하는 비트이다.
아홉 번째 비트부터 스물 네 번째 비트(DB0-DB15)까지 총 16 비트는 데이터 비트(DB)이다. 레지스터 선택 비트(RS)가 0일 경우 데이터 비트(DB)는 레지스터의 주소를 나타내며, 레지스터 선택 비트(RS)가 "1"일 경우 데이터 비트(DB)는 구동부의 구동 조건을 조절하는 명령값을 나타낸다.
인터페이스 신호(CSD) 및 메인 클록 신호(MCLK)는 각 구동부(700M, 700S, 920M, 920S)의 제1 내지 제4 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S)로 입력된다. 제1 내지 제4 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S) 각각은 인터페이스 신호(CSD) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 기초로 직렬 데이터 출력 신호(SDO)를 생성한다. 직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 인터페이스 신호(CSD)의 아홉 번째 비트부터 스물 네 번째 비트의 총 16 비트에 대응한다.
제1 및 제2 인터페이스 수신부(720M, 720S)는 직렬 데이터 출력 신호(SDO)를 각 구동부(400, 500, 600, 710, 800)로 전달하여 이들의 구동 조건을 조절한다. 즉 도 2에 도시한 바와 같이 직렬 데이터 출력 신호(SDO)는 제1 내지 제5 직렬 데이터 입력 신호(SDO1-5)를 포함한다.
제3 및 제4 인터페이스 수신부(921M, 921S) 각각은 직렬 데이터 출력 신 호(SDO)를 제1 및 제2 광원부(910M, 910S)로 전달하여 이들을 제어한다.
이어서 중앙 처리부(750)는 신호 제어부(600)에 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 제공한다.
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 중앙 처리부(750)로부터의 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 출력 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 턴 온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
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).
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치의 인터페이스 신호(CSD)는 데이터 비트(DB) 이외에 표시판 선택 비트(DS) 및 광원 선택 비트(BS)를 포함한다. 만일 인터페이스 신호(CSD)가 데이터 비트(DB)만을 갖고 있다면, 중앙 처리부(1000)는 제1 내지 제4 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S) 각각에 데이터 비트(DB)를 담고 있는 네 개의 인터페이스 신호를 따로 전달하여야 하며, 네 개의 인터페이스 신호 각각의 인에이블 신호 역시 4개를 따로 전달하여야 한다. 또한 각 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S) 각각은 데이터 비트(DB)를 담고 있는 인터페이스 신호와 그의 인에이블 신호를 각각 전달 받아야 한다. 이에 따라 각 신호를 전달하고 전달받는 입력 단자 및 출력 단자가 필요하다.
그러나 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 장치는 선택 비트(DS, BS)와 데이터 비트(DB)를 모두 담은 하나의 인터페이스 신호(CSD) 만으로 네 개의 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S)를 모두 제어할 수 있다. 따라서 중앙 처리부(1000)의 출력 단자와 각 구동부(700M, 700S, 920M, 920S)의 입력 단자 및 출력 단자의 수를 대폭 줄일 수 있다.
또한 중앙 처리부(1000)의 인터페이스 송신부(1100)는 별도의 직렬 클록을 출력하지 않고, 대신에 중앙 처리부(1000)에서 신호 제어부(600)로 입력되는 메인 클록 신호(MCLK)를 제1 내지 제4 인터페이스 송신부(720M, 720S, 921M, 921S)에도 입력한다. 그러면 인터페이스 송신부(1100)에서 직렬 클록을 출력하는 출력 단자를 생략할 수 있다.
이와 같이 인터페이스 송신부(1100) 및 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S)의 입출력 단자 수를 줄이면, 인터페이스 송신부(1100) 및 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S)를 설계하는 데 있어 공간적인 제약을 줄일 수 있다.
또한 인터페이스 송신부(1100) 및 인터페이스 수신부(720M, 720S, 921M, 921S)의 입출력 단자 수가 많으면 많을수록 정전기 손상(ESD)에 취약하여, 이를 해결하기 위한 추가 설계가 필요한 경우가 많다. 그러나 본 발명의 한 실시예에 따르면 입출력 단자 수가 적어지므로 그만큼 정전기 손상(ESD)도 줄어들고, 정전기 손상(ESD)를 해결하기 위한 추가 설계에 대한 부담이 줄어든다.
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.
본 발명에 따르면 표시 장치를 포함하는 전자 장치에서 신호가 입출력되는 단자의 수를 줄여 공간적인 제약을 줄이고, 정전기 손상(ESD:electro static damage)을 방지할 수 있다.

Claims (26)

  1. 영상 신호 및 입력 제어 신호를 제공하는 중앙 처리부,
    각각 영상을 표시하는 제1 및 제2 표시판,
    상기 영상 신호 및 입력 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 표시판을 각각 구동하는 제1 및 제2 표시판 구동부,
    상기 제1 및 제2 표시판에 각각 빛을 제공하는 제1 및 제2 광원부, 그리고
    상기 제1 및 제2 광원부를 각각 제어하는 제1 및 제2 광원 구동부
    를 포함하고,
    상기 중앙 처리부는 상기 제1 및 제2 표시판 구동부를 제어하는 인터페이스 신호를 출력하는 인터페이스 송신부를 포함하고,
    상기 제1 표시판 구동부는 상기 인터페이스 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제1 인터페이스 수신부를 포함하고, 상기 제2 표시판 구동부는 상기 인터페이스 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제2 인터페이스 수신부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 광원부 각각은 상기 인터페이스 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제3 및 제4 인터페이스 수신부를 포함하고,
    상기 인터페이스 신호는 직렬 통신으로 순차적으로 전달되는 표시판 선택 비트, 광원 선택 비트 및 데이터 비트를 포함하고,
    상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 또는 제2 광원부 중 어느 하나가 선택되고,
    상기 광원 선택 비트는 상기 데이터 비트보다 먼저 출력되는
    전자 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 입력 제어 신호는 메인 클록 신호를 포함하며, 상기 메인 클록 신호는 상기 제1 및 제2 인터페이스 수신부 각각에 입력되는 전자 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 표시판 선택 비트는 상기 데이터 비트보다 먼저 출력되는 전자 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 표시판 선택 비트에서 상기 제1 또는 제2 표시판 중 어느 하나가 선택되는 전자 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제2항에서,
    상기 메인 클록 신호는 상기 제3 및 제4 인터페이스 수신부 각각에 입력되는 전자 장치.
  9. 삭제
  10. 제2항에서,
    상기 표시판 선택 비트에서 상기 제1 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 광원부가 선택되고, 상기 표시판 선택 비트에서 상기 제2 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제2 광원부가 선택되는 전자장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에서,
    상기 데이터 비트는 상기 제1 표시판 구동부, 상기 제2 표시판 구동부, 상기 제1 광원 구동부 또는 상기 제2 광원 구동부 중 어느 하나를 조절하는 명령값을 포함하는 전자 장치.
  13. 제4항에서,
    상기 인터페이스 송신부, 상기 제1 내지 제4 인터페이스 수신부 각각은 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface) 장치인 전자 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 인터페이스 신호는 직렬 통신 신호인 전자 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 제1 표시판 구동부, 제2 표시판 구동부, 상기 제1 광원 구동부 및 상기 제2 광원 구동부는 각각 하나의 집적 회로 칩으로 구현되어 있는 전자 장치.
  16. 각각 영상을 표시하는 제1 및 제2 표시판,
    영상 신호 및 입력 제어 신호를 입력받아 이에 따라 상기 제1 및 제2 표시판을 각각 구동하는 제1 및 제2 표시판 구동부
    상기 제1 및 제2 표시판에 각각 빛을 제공하는 제1 및 제2 광원부, 그리고
    상기 제1 및 제2 광원부를 각각 제어하는 제1 및 제2 광원 구동부
    를 포함하고,
    상기 제1 표시판 구동부는 상기 제1 및 제2 표시판 구동부의 구동 조건을 조절하는 인터페이스 신호를 전달받는 제1 인터페이스 수신부를 포함하고, 상기 제2 표시판 구동부는 상기 인터페이스 신호를 상기 전달받는 제2 인터페이스 수신부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 광원부 각각은 상기 인터페이스 송신부로부터 상기 인터페이스 신호를 전달받는 제3 및 제4 인터페이스 수신부를 더 포함하고,
    상기 인터페이스 신호는 직렬 통신으로 순차적으로 전달되는 표시판 선택 비트, 광원 선택 비트 및 데이터 비트를 포함하고,
    상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 또는 제2 광원부 중 어느 하나가 선택되고,
    상기 광원 선택 비트는 상기 데이터 비트보다 먼저 출력되는
    표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 입력 제어 신호는 메인 클록 신호를 포함하며, 상기 메인 클록 신호는 상기 제1 및 제2 인터페이스 수신부 각각에 입력되는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 표시판 선택 비트는 상기 데이터 비트 보다 먼저 출력되는 표시 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 제17항에서,
    상기 메인 클록 신호는 상기 제3 및 제4 인터페이스 수신부 각각에 입력되는 표시 장치.
  23. 제17항에서,
    상기 표시판 선택 비트에서 상기 제1 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제1 광원부가 선택되고, 상기 표시판 선택 비트에서 상기 제2 표시판이 선택되면 상기 광원 선택 비트에서 상기 제2 광원부가 선택되는 표시 장치.
  24. 삭제
  25. 제17항에서,
    상기 데이터 비트는 상기 제1 표시판 구동부, 상기 제2 표시판 구동부, 상기 제1 광원 구동부 또는 상기 제2 광원 구동부 중 어느 하나를 조절하는 명령값을 포함하는 표시 장치.
  26. 제17항에서,
    상기 제1 내지 제4 인터페이스 수신부 각각은 직렬 주변 인터페이스(SPI:serial peripheral interface) 장치인 표시 장치.
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