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KR102651861B1 - 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널 - Google Patents

디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널 Download PDF

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KR102651861B1
KR102651861B1 KR1020200076292A KR20200076292A KR102651861B1 KR 102651861 B1 KR102651861 B1 KR 102651861B1 KR 1020200076292 A KR1020200076292 A KR 1020200076292A KR 20200076292 A KR20200076292 A KR 20200076292A KR 102651861 B1 KR102651861 B1 KR 102651861B1
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Abstract

본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 데이터 구동 회로와 디스플레이 패널의 구조를 단순화하면서도, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널{DISPLAY DEVICE, DATA DRIVING CIRCUIT AND DISPLAY PANEL}
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display) 등과 같은 여러 가지 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치에 입력되는 영상 데이터는 레드 데이터(R), 그린 데이터(G), 및 블루 데이터(B)를 포함하는 RGB 영상 데이터 또는 휘도 데이터(Y)와 색차 데이터(Cb, Cr)를 포함하는 YCbCr 영상 데이터일 수 있다. 여기에서, Cb 데이터는 휘도 데이터(Y)와 블루 데이터(B)의 차이(Y-B)를 나타내고, Cr 데이터는 휘도 데이터(Y)와 레드 데이터(R)의 차이(Y-R)를 나타낸다.
이 때, 디스플레이 장치가 화이트 서브픽셀, 레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀, 및 블루 서브픽셀을 포함하는 WRGB 서브픽셀로 이루어지는 경우, 디스플레이 장치는 입력된 RGB 영상 데이터 또는 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 포맷으로 변환하여 표시하게 된다.
이 때, RGB 영상 데이터는 모든 색성분의 샘플링 비율이 동일한 4:4:4 포맷을 지원하는 반면에, YCbCr 영상 데이터는 색차 성분의 샘플링 비율에 따라, 4:4:4, 4:2:2 및 4:2:0 등의 포맷을 지원한다.
예를 들어, TV 방송이나 스포츠 중계, 영화 등에 사용되는 YCbCr 영상 데이터는 4:2:0 포맷으로 이루어지고, 게임에 사용되는 YCbCr 영상 데이터는 4:4:4, 4:2:2 또는 4:2:0 의 다양한 포맷으로 이루어질 수 있으며, 컴퓨터에 사용되는 YCbCr 영상 데이터는 4:4:4 포맷으로 이루어질 수 있다.
따라서, WRGB 픽셀 구조로 이루어지는 디스플레이 장치, 특히 WRGB 디스플레이 장치는 수신된 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 픽셀 구조에 적합하게 변환하여 표시할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 구동 회로의 구조를 단순화하면서도, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
또한, 또한, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 패널의 구조 변경을 통해, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 수신되는 영상 데이터의 포맷에 따라 구동 방식을 가변할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 화이트 서브픽셀, 및 유색 서브픽셀을 포함하는 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되며, 제 1 방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인과 제 2 방향으로 연장되는 다수의 데이터 라인이 교차하는 영역에 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 게이트 구동 회로 및 데이터 구동 회로를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하되, 디스플레이 패널은 화이트 서브픽셀에 휘도 데이터가 인가되고, 제 1 방향에 대해서 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 동일한 데이터 전압이 인가되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 유색 서브픽셀은 레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀, 및 블루 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터, 또는 4:4:4 포맷의 YCbCr 영상데이터를 디스플레이용 영상 데이터로 변환하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 데이터 구동 회로는 타이밍 컨트롤러부터 전달되는 영상 데이터를 수신하는 복수의 제 1 래치 회로와, 지정된 타이밍에 제 1 래치 회로로부터 영상 데이터를 수신하는 제 2 래치 회로를 포함하되, 화이트 서브픽셀에 대응되는 제 2 래치 회로는 제 1 래치 회로에 1:1로 연결되고, 제 1 방향으로 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 대응되는 2개의 제 2 래치 회로가 하나의 제 1 래치 회로에 연결되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 디스플레이 패널은 제 1 방향으로 인접한 2개의 유색 서브픽셀을 하나의 데이터 패드에 연결하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 디스플레이 패널은 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 홀수 번째 픽셀에 전달하는 제 1 스위치와, 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 짝수 번째 픽셀에 전달하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 디스플레이 패널은 픽셀이 배열되는 하나의 행에 2개의 게이트 라인이 배치되고, 제 1 방향으로 인접하게 배치되는 두 픽셀이 2개의 게이트 라인을 통해 독립적으로 제어되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 2개의 게이트 라인은 4:2:2 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 턴-온 및 턴-오프 신호가 동일 시점에 함께 인가되고, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 교대로 턴-온 신호가 인가되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 데이터 구동 회로는 4:2:2 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 디스플레이 패널의 구동 주파수를 제 1 주파수로 설정하고, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 디스플레이 패널의 구동 주파수보다 낮은 제 2 주파수로 변경하고, 제 2 주파수의 1 클럭 구간에 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 영상 데이터를 교대로 전송하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 유색 서브픽셀은 제 2 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀의 크기에 대응되는 듀얼 서브픽셀로 구성되며, 제 1 방향으로 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀이 하나의 데이터 라인으로 연결되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 디스플레이 패널은 2개의 화이트 서브픽셀을 기준으로 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호가 인가되고, 제 1 방향으로 배열된 듀얼 RGB 서브픽셀은 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호가 교대로 인가되도록 스위칭 트랜지스터가 배치되며, 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호는 2 수평주기의 시간 간격을 가지고 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 디스플레이 패널은 2개의 화이트 서브픽셀을 기준으로 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호가 인가되고, 제 1 픽셀 내의 화이트 서브픽셀과 듀얼 서브픽셀은 제 1 스캔 신호에 의해 동시에 턴-온되도록 스위칭 트랜지스터가 배치되고, 제 1 방향으로 인접한 제 2 픽셀 내의 화이트 서브픽셀과 듀얼 서브픽셀은 제 2 스캔 신호에 의해 동시에 턴-온되도록 스위칭 트랜지스터가 배치되며, 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호는 교대로 턴-온 및 턴-오프되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 유색 서브픽셀은 제 2 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀의 크기에 대응되는 듀얼 서브픽셀로 구성되며, 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀과 상이한 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀이 하나의 듀얼 데이터 패드에 연결되며, 듀얼 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 제 1 컬러의 서브픽셀에 전달하는 제 1 스위치와, 듀얼 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 제 2 컬러의 서브픽셀에 전달하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 화이트 서브픽셀, 및 유색 서브픽셀을 포함하는 픽셀이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널에 영상 데이터를 전달하는 데이터 구동 회로에 있어서, 타이밍 컨트롤러부터 전달되는 영상 데이터를 수신하는 복수의 제 1 래치 회로와, 지정된 타이밍에 제 1 래치 회로로부터 영상 데이터를 수신하는 제 2 래치 회로와, 제 2 래치 회로의 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터와, 아날로그 영상 데이터의 출력 레벨을 조절하여, 디스플레이 패널에 공급하는 출력 버퍼를 포함하되, 화이트 서브픽셀에 대응되는 제 2 래치 회로는 제 1 래치 회로에 1:1로 연결되고, 제 1 방향으로 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 대응되는 2개의 제 2 래치 회로가 하나의 제 1 래치 회로에 연결되며, 화이트 서브픽셀에 휘도 데이터가 인가되고, 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 동일한 데이터 전압이 인가되도록 하는 데이터 구동 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 화이트 서브픽셀, 및 유색 서브픽셀로 이루어져서 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀과, 제 1 방향으로 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀을 연결하는 데이터 패드를 포함하되, 화이트 서브픽셀에는 휘도 데이터가 인가되고, 제 1 방향에 대해서 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 동일한 데이터 전압이 인가되는 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 효율적으로 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 구동 회로의 구조를 단순화하면서도, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널의 구조 변경을 통해, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 수신되는 영상 데이터의 포맷에 따라 구동 방식을 가변할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 배열된 서브픽셀의 회로 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀의 개략적인 단면을 나타낸 계층도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀의 배열 순서 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 입력될 수 있는 영상 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터를 디스플레이용 영상 데이터로 변환하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 인접한 2개의 RGB 서브픽셀마다 동일한 데이터 전압이 인가되도록 하는 데이터 구동 회로의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 인접한 2개의 RGB 서브픽셀마다 동일한 데이터 전압을 인가하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 회로 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:2 포맷의 영상 데이터와 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하는 신호 파형을 예시로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:2 포맷의 영상 데이터와 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하는 신호 파형을 예시로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터를 디스플레이용 영상 데이터로 변환하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 처리하기 위한 구조와 신호 파형을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 처리하기 위한 구조와 신호 파형을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130), 및 타이밍 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(120)에서 전달되는 스캔 신호와 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(130)에서 전달되는 데이터 전압을 기반으로 영상을 표시한다.
액정 디스플레이(LCD)의 경우, 디스플레이 패널(110)은 두 장의 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 모드로도 동작될 수 있을 것이다. 반면, 유기 발광 디스플레이(OLED)의 경우, 디스플레이 패널(110)은 전면 발광(Top Emission) 방식, 배면 발광(Bottom Emission) 방식 또는 양면 발광(Dual Emission) 방식 등으로 구현될 수 있을 것이다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열될 수 있으며, 각 픽셀은 서로 다른 컬러의 서브픽셀(SP), 예를 들어 화이트 서브픽셀, 레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀, 및 블루 서브픽셀로 이루어지며, 각 서브픽셀(SP)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다. 하나의 서브픽셀(SP)은 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 게이트 라인(GL)이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 데이터 전압을 충전하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)와 같은 발광 소자, 발광 소자에 전기적으로 연결되어 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 2,160 X 3,840 의 해상도를 가지는 WRGB 디스플레이 장치(100)의 경우, 2,160 개의 게이트 라인(GL)과 4개의 서브픽셀(WRGB)에 각각 연결되는 3,840 개의 데이터 라인(DL)에 의해, 모두 3,840 X 4 = 15,360 개의 데이터 라인(DL)이 구비될 수 있으며, 이들 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 지점에 각각 서브픽셀(SP)이 배치될 것이다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 호스트 시스템(화면에 도시하지 않음)으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호와 디지털 영상 데이터(DATA)를 공급받는다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 클럭 신호(GCLK) 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable, GOE) 등의 스캔 타이밍 제어 신호를 기반으로 게이트 구동 회로(120)를 제어한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 소스 샘플링 클럭 신호(Source Sampling Clock, SCLK), 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable, SOE) 등의 데이터 타이밍 제어 신호를 기반으로 데이터 구동 회로(130)를 제어한다.
게이트 구동 회로(120)는 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호를 디스플레이 패널(110)에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(120)는 스캔 구동 회로 또는 게이트 구동 집적 회로(Gate Driving Integrated Circuit; GDIC)라고도 한다.
게이트 구동 회로(120)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)를 포함할 수 있는데, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)가 디스플레이 패널(110)의 베젤(Bezel) 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(120)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동 회로(120)는 시프트 레지스터(Shift Register), 또는 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 디지털 영상 데이터(DATA)를 입력 받고, 이를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 이를 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(130)는 소스 구동 회로 또는 소스 구동 집적 회로(Source Driving Integrated Circuit; SDIC)라고도 한다.
데이터 구동 회로(130)는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(SDIC)를 포함할 수 있는데, 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 TAB (Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG (Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 디스플레이 패널(110) 상에 직접 배치될 수도 있다. 경우에 따라서, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 COF (Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있는데, 이 경우에, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 회로 필름 상에 실장 되어, 회로 필름을 통해 디스플레이 패널(110)의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 구동 회로(130)는 게이트 구동 회로(120)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 턴-온되면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 디지털 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(110)의 상부 또는 하부에만 위치할 수도 있고, 구동 방식이나 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(110)의 상부와 하부 모두에 위치할 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter; DAC), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다. 여기서 디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 데이터 라인(DL)으로 공급하기 위하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하기 위한 구성이다.
한편, 디스플레이 장치(100)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 타이밍 컨트롤러(140)에서 출력되는 디지털 영상 데이터(DATA)를 임시로 저장하고, 지정된 타이밍에 디지털 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
메모리는 데이터 구동 회로(130)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있으며, 데이터 구동 회로(130)의 외부에 배치되는 경우에는 타이밍 컨트롤러(140)와 데이터 구동 회로(130)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 메모리는 외부에서 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 저장하고, 저장된 디지털 영상 데이터(DATA)를 타이밍 컨트롤러(140)로 공급하는 버퍼 메모리를 더 포함할 수 있다.
그 밖에, 디스플레이 장치(100)는 외부의 다른 전자 장치 또는 전자 부품과의 신호 입출력, 또는 통신을 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 예를 들어, LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) 인터페이스, MIPI (Mobile Industry Processor Interface), 시리얼 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 배열된 서브픽셀의 회로 구조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에 배열된 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수 있으며, 발광 소자로서 유기 발광 다이오드(OLED)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 센싱 트랜지스터(SENT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2), 및 제 3 노드(N3)를 가진다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)는 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되면 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 게이트 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)는 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(Anode) 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 3 노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 구동 전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결되며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.
여기에서, 디스플레이 구동 기간에는 구동 전압 라인(DVL)으로 디스플레이 구동에 필요한 구동 전압(EVDD)이 공급될 수 있는데, 예를 들어, 디스플레이 구동에 필요한 구동 전압(EVDD)은 27V일 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SWT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 동작한다. 또한, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온되는 경우에는 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 전달함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 동작을 제어하게 된다.
센싱 트랜지스터(SENT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 기준전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 동작한다. 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온되는 경우에는 기준전압 라인(RVL)을 통해 공급되는 센싱용 기준전압(Vref)이 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)에 전달된다.
즉, 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 제어함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)의 전압과 제 2 노드(N2)의 전압을 제어하게 되고, 이로 인해 유기 발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 구동 전류가 공급될 수 있도록 한다.
이러한 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)는 동일한 하나의 게이트 라인(GL)에 연결될 수도 있고, 서로 다른 신호 라인에 연결될 수도 있다. 여기에서는 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)가 동일한 하나의 게이트 라인(GL)에 연결된 구조를 예시로 나타낸 것이며, 이 경우에는 하나의 게이트 라인(GL)을 통해 전달되는 스캔 신호(SCAN)에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 동시에 제어할 수 있으며 서브픽셀(SP)의 개구율(aperture ratio)을 향상시킬 수 있다.
한편, 서브픽셀(SP)에 배치된 트랜지스터는 n-타입 트랜지스터뿐만 아니라 p-타입 트랜지스터로 이루어질 수 있는데, 여기에서는 n-타입 트랜지스터로 구성된 경우를 예시로 나타내고 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되며, 한 프레임 동안 데이터 전압(Vdata)을 유지시켜준다.
이러한 스토리지 커패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 유형에 따라 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제 3 노드(N3) 사이에 연결될 수도 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드(Cathode) 전극으로 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다. 여기에서, 기저 전압(EVSS)은 그라운드 전압이거나 그라운드 전압보다 높거나 낮은 전압일 수 있다. 또한, 기저 전압(EVSS)은 구동 상태에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 영상 구동 시점의 기저 전압(EVSS)과 센싱 구동 시점의 기저 전압(EVSS)은 서로 다르게 설정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀의 개략적인 단면을 나타낸 계층도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 패널(110)은 광효율을 증가시키면서 순색의 휘도 저하 및 색감 저하를 방지하기 위해 화이트 서브픽셀(SPw), 레드 서브픽셀(SPr), 그린 서브픽셀(SPg) 및 블루 서브픽셀(SPb)(통칭해서, WRGB 서브픽셀이라 함)을 포함하는 서브픽셀 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 픽셀은 화이트 서브픽셀(SPw), 레드 서브픽셀(SPr), 그린 서브픽셀(SPg) 및 블루 서브픽셀(SPb)를 포함하는 4개의 서브픽셀(SPw, SPr, SPg, SPb)로 이루어질 수 있다.
이 때, RGB 서브픽셀은 화이트 서브픽셀(SPw)와 구분하여 유색 서브픽셀로 지칭할 수 있다. 또한, 픽셀을 구성하는 서브픽셀(SP)의 컬러는 화이트, 레드, 그린, 블루로 한정되지 않으며, 디스플레이 장치(100)의 종류에 따라 컬러가 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
하나의 서브픽셀(SP)에는 스위칭 트랜지스터(SWT), 구동 트랜지스터(DRT), 스토리지 커패시터(Cst), 보상 회로 및 유기 발광 다이오드(OLED)가 포함된다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DRT)에 의해 형성된 구동 전류에 따라 빛을 발광하도록 동작한다.
스위칭 트랜지스터(SWT)는 게이트 라인(GL)을 통해 공급된 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 스토리지 커패시터(Cst)에 저장되도록 스위칭 동작한다. 구동 트랜지스터(DRT)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 전압에 따라 구동 전압(EVDD)과 기저 전압(EVSS) 사이에 구동 전류가 흐르도록 동작한다.
보상 회로는 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도 또는 문턱 전압 등의 특성 값을 보상한다. 보상 회로는 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터로 구성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 서브픽셀(SP)은 구조에 따라 전면 발광(Top-Emission) 방식, 배면 발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면 발광(Dual-Emission) 방식으로 구분될 수 있다.
한편, WRGB 서브픽셀(SPw, SPr, SPg, SPb)은 화이트 유기 발광 다이오드(WOLED)와 RGB 컬러 필터(CFr, CFg, CFb)를 사용하는 방식, 또는 유기 발광 다이오드(OLED)에 포함된 발광 물질을 WRGB 컬러로 구분하여 형성하는 방식 등으로 구현될 수 있다.
화이트 유기 발광 다이오드(WOLED)와 RGB 컬러 필터(CFr, CFg, CFb)를 사용하는 방식의 경우, RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)은 트랜지스터(TFT), RGB 컬러필터(CFr, CFg, CFb) 및 화이트 유기 발광다이오드(WOLED)로 이루어지는 반면, 화이트 서브픽셀(SPw)은 트랜지스터(TFT)와 화이트 유기 발광 다이오드(WOLED)로 이루어질 수 있다.
즉, RGB 서브 픽셀(SPr, SPg, SPb)은 화이트 유기 발광 다이오드(WOLED)로부터 전달되는 화이트 컬러의 빛을 레드, 그린 및 블루 컬러의 빛으로 변환시키기 위해서, RGB 컬러 필터(CFr, CFg, CFb)를 포함한다. 반면에, 화이트 서브픽셀(SPw)은 화이트 유기 발광 다이오드(WOLED)로부터 전달되는 화이트 컬러의 빛을 그대로 방출하므로 컬러 필터를 포함하지 않는다.
WRGB 서브픽셀(SPw, SPr, SPg, SPb)을 사용하는 방식은 레드, 그린 및 블루 컬러의 발광 물질을 독립적으로 각 서브픽셀(SP)에 증착하는 방식과 달리 화이트 컬러의 발광 물질을 모든 서브픽셀(SP)에 증착하기 때문에, 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask)를 사용하지 않고도 대형 디스플레이 패널을 제작할 수 있고, 수명 연장과 함께 소비 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.
여기에서는 유기 발광 디스플레이(OLED)의 경우를 예로 들어서, 서브픽셀(SP)의 구조를 예시로 설명하였지만, 본 발명은 유기 발광 디스플레이(OLED)에 한정되지 않고, 화이트 서브픽셀(SPw)과 유색 서브픽셀로 이루어진 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀의 배열 순서 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 패널(110)은 색 순도 향상이나 표현력 향상은 물론 목표 색좌표를 맞추기 위해서 서브픽셀(SP)을 다양하게 배열할 수 있다. 예를 들어, 도 4(a)와 같이, 디스플레이 패널(110)을 WRGB 서브픽셀(SPw, SPr, SPg, SPb)의 순서로 배열되도록 구성하거나, 도 4(b)와 같이 RGBW 서브픽셀(SPr, SPg, SPb, SPw)의 순서로 배열할 수 있다. 또는, 도 4(c)와 같이 WGBR 서브픽셀(SPw, SPg, SPb, SPr)의 순서로 디스플레이 패널(110)의 배열 구조를 형성하거나, 도 4(d)와 같이 RWGB 서브픽셀(SPr, SPw, SPg, SPb)의 순서의 배열 또는 도 4(e)와 같이 BGWR 서브픽셀(SPb, SPg, SPw, SPr)의 순서로 배열할 수도 있다. 이러한 배열 이외에도, 디스플레이 패널(110)은 다양한 순서로 배열된 서브픽셀(SP) 구조를 가질 수 있을 것이다.
이러한 구조의 디스플레이 장치(100)는 WRGB 서브픽셀(SPw, SPr, SPg, SPb)을 이용하여 원하는 색좌표가 디스플레이 패널(110)에 표현되도록, 화이트 서브픽셀(SPw)과 함께 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb) 중 일부 또는 전부를 발광시킬 수 있다.
이 때, 디스플레이 장치(100)에 입력되는 영상 데이터는 RGB 영상 데이터 또는 다양한 포맷의 YCbCr 영상 데이터일 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 타이밍 컨트롤러(140)에서는 입력된 영상 데이터를 WRGB 서브픽셀(SPw, SPr, SPg, SPb)에 1:1로 매칭되는 4:4:4 포맷의 WRGB 영상 데이터로 변환하여 해당하는 서브픽셀(SP)로 전달하게 될 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 입력될 수 있는 영상 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에 입력될 수 있는 컬러 영상은 RGB 영상 데이터, 또는 4:4:4 포맷, 4:2:2 포맷, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터일 수 있다.
인접한 두 개의 2X2 픽셀을 기준으로 할 때, 4:4:4 포맷은 각 행의 휘도 데이터(Y)와 색차 데이터(Cb 및 Cr)의 샘플링 개수가 4개인 형태를 나타낸다. 반면, 4:2:2 포맷은 각 행에서 휘도 데이터(Y)의 샘플링 개수는 4개이지만, 색차 데이터(Cb 및 Cr)의 샘플링 개수는 2개인 형태를 나타낸다. 반면, 4:2:0 포맷은 각 행에서 휘도 데이터(Y)의 샘플링 개수가 4개이고 색차 데이터(Cb 및 Cr)의 샘플링 개수는 2개이지만, 첫 번째 행과 두 번째 행 사이에 색차 데이터(Cb 및 Cr)의 샘플링이 바뀐 횟수가 0이 되어 첫 번째 행과 두 번째 행의 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 동일한 형태를 나타낸다.
즉, 4:4:4 포맷은 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 휘도 데이터(Y)와 동일한 비율로 샘플링된 것이고, 4:2:2 포맷은 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 휘도 데이터(Y)에 비해 1/2의 비율로 샘플링된 것이며, 4:2:0 포맷은 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 휘도 데이터(Y)에 비해 1/4의 비율로 샘플링된 것이라고 할 수 있다.
이 때, TV 방송이나 스포츠 중계, 영화 등에 사용되는 YCbCr 영상 데이터는 4:2:0 포맷으로 이루어지고, 게임에 사용되는 YCbCr 영상 데이터는 4:4:4, 4:2:2 또는 4:2:0 의 다양한 포맷으로 이루어질 수 있으며, 컴퓨터에 사용되는 YCbCr 영상 데이터는 4:4:4 포맷으로 이루어질 수 있다. 따라서, WRGB 서브픽셀 구조로 이루어진 디스플레이 장치(100)에서는 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 효과적으로 변환하여 표시하는 과정이 요구된다.
본 발명에서는 4:2:2 또는 4:2:0 의 포맷으로 이루어진 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 서브픽셀 구조에 적합하게 변환해서 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 패널을 개시한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터를 디스플레이용 영상 데이터로 변환하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터(Image Source)가 입력되는 경우, YCbCr 영상 데이터는 2X2 픽셀을 기준으로 휘도 데이터(Y)가 4개, 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 2개씩 존재하게 된다.
즉, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터(Image Source)에서 휘도 데이터(Y)는 각 픽셀마다 지정된 값을 가지는데 반해서, 색차 데이터(Cb 및 Cr)는 행 방향으로 인접한 2개의 픽셀에 대해서 동일한 값을 가진다.
본 발명의 디스플레이 장치(100)는 YCbCr 영상 데이터가 수신되면, 이를 각각의 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터로 변환한다. 이 때, YCbCr 영상 데이터는 디스플레이 장치(100) 내부의 호스트 시스템에서 RGB 영상 데이터로 변환되거나, 또는 타이밍 컨트롤러(140)에서 RGB 영상 데이터로 변환될 수 있다.
각 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터는 픽셀이 위치하는 행과 열로 표현할 수 있는데, 예를 들어, R11G11B11은 1행 1열의 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터에 해당하고, R12G12B12는 1행 2열의 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터에 해당할 수 있다.
이 때, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터는 색차 데이터(Cb 및 Cr)는 인접한 2개의 픽셀에 대해서 동일한 값을 가지는데, 예를 들어, 1행 1열의 픽셀에 해당하는 색차 데이터(Cb11Cr11)와 1행 2열의 픽셀에 해당하는 색차 데이터(Cb12Cr12)는 동일한 값이 될 수 있다. 따라서, YCbCr 영상 데이터에 대응되는 RGB 영상 데이터의 경우, 1행 1열의 픽셀에 해당하는 RGB 영상 데이터(R11G11B11)와 1행 2열의 픽셀에 해당하는 RGB 영상 데이터(R12G12B12)는 하나의 색차 데이터를 이용해서 나타낼 있게 된다.
본원발명의 디스플레이 장치(100)에서는 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터에 포함된 하나의 휘도 데이터(Y)를 하나의 화이트 서브픽셀(SPw)에 대응시키되, 하나의 색차 데이터(CbCr)에 포함된 컬러 성분 데이터를 인접한 두 개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)에 함께 대응시킴으로써, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있도록 한다.
이를 위해서, 본원발명의 디스플레이 장치(100)는 데이터 구동 회로(130)의 신호 라인 구조를 통해 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)마다 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압이 인가되도록 하거나, 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에 형성되는 데이터 라인(DL)의 구조를 통해 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)마다 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압이 인가되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 인접한 2개의 RGB 서브픽셀마다 동일한 데이터 전압을 인가하기 위한 데이터 구동 회로의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 데이터 구동 회로(130)는 제 1 래치 회로(131), 제 2 래치 회로(133), 디지털 아날로그 컨버터(135), 및 출력 버퍼(137)를 포함할 수 있다.
여기에서, 제 1 래치 회로(131)는 복수의 제 1 래치 회로(131w1, 131w2, 131r, 131g, 131b)를 모두 포함하는 개념이며, 제 1 화이트 래치 회로(131w)는 복수의 제 1 화이트 래치 회로(131w1, 131w2)를 포함하는 개념이다.
또한, 제 2 래치 회로(133)는 복수의 제 2 래치 회로(133r1, 133r2, 133w1, 133w2, 133g1, 133g2, 133b1, 133b2)를 포함하는 개념이며, 제 2 레드 래치 회로(133r)는 복수의 제 2 레드 래치 회로(133r1, 133r2)를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 다른 컬러의 래치 회로에 대해서도 동일한 방식으로 표현될 수 있을 것이다.
도면에 도시되지는 않았지만, 데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 전달된 데이터 제어 신호에 따라, 래치 회로(131, 133)를 제어하는 데이터 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 컨트롤러는 출력 버퍼(137)로 인가되는 바이어스 전압을 조절함으로써, 디스플레이 패널(110)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 출력 레벨을 제어할 수 있다.
데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 제 1 래치 회로(131)와 제 2 래치 회로(133), 디지털 아날로그 컨버터(135) 및 출력 버퍼(137)를 통해 디스플레이 패널(110)로 공급한다.
제 1 래치 회로(131)는 룩업 테이블로부터 전달된 디지털 영상 데이터(DATA)를 임시적으로 저장하며, 이에 따라 디지털 영상 데이터(DATA)는 디스플레이 패널(110)로 출력될 위치에 맞게 제 1 래치 회로(131) 내에 순차적으로 저장될 수 있다. 제 1 래치 회로(131)는 데이터 컨트롤러의 제어에 의해서, 지정된 타이밍에 래치된 디지털 영상 데이터(DATA)를 제 2 래치 회로(133)로 전송할 수 있다.
이 때, 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 제 2 래치 회로(133w1, 133w2)는 각각 제 1 래치 회로(131w1, 131w2)에 1:1로 연결되지만, 레드 서브픽셀(SPr1, SPr2), 그린 서브픽셀(SPg1, SPg2), 및 블루 서브픽셀(SPb1, SPb2)에 대응되는 제 2 래치 회로(133r1, 133r2, 133g1, 133g2, 133b1, 133b2)는 동일 컬러를 가지며 행 방향으로 인접한 2개의 RGB 서브픽셀마다 대응되는 2개의 제 2 래치 회로(133r1 과 133r2, 133g1 과 133g2, 133b1 과 133b2)를 하나의 제 1 래치 회로(131r, 131g, 131b)에 연결함으로써, 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr1 과 SPr2, SPg1 과 SPg2, SPb1 과 SPb2)마다 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 RGB 데이터 전압이 인가되도록 할 수 있다.
예를 들어, 여기에 도시된 바와 같이, 2X2 픽셀 (2X8 서브픽셀)의 경우, 제 1 픽셀(P1)의 제 1 레드 서브픽셀(SPr1)에 대응되는 제 2 레드 래치 회로(133r1)와, 여기에 인접한 제 2 픽셀(P2)의 제 2 레드 서브픽셀(SPr2)에 대응되는 제 2 레드 래치 회로(133r2)를 하나의 제 1 레드 래치 회로(131r)에 함께 연결함으로써, 인접한 2개의 레드 서브픽셀(SPr1, SPr2)에 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압을 인가할 수 있다.
마찬가지로, 인접한 위치에 있는 제 1 픽셀(P1)과 제 2 픽셀(P2)에 대해서 동일 그린 컬러를 가지는 제 1 그린 서브픽셀(SPg1)에 대응되는 제 2 그린 래치 회로(133g1)와 제 2 그린 서브픽셀(SPg2)에 대응되는 제 2 그린 래치 회로(133g2)를 하나의 제 1 그린 래치 회로(131g)에 함께 연결할 수 있다. 또한, 동일 블루 컬러를 가지면서 인접한 위치에 있는 제 1 블루 서브픽셀(SPb1)과 제 2 블루 서브픽셀(SPb2)에 각각 대응되는 2개의 제 2 블루 래치 회로(133b1, 133b2)를 하나의 제 1 블루 래치 회로(131b)에 함께 연결할 수 있다.
반면, 화이트 서브픽셀(SPw)은 각각 휘도 데이터(Y)가 대응되기 때문에, 제 1 화이트 서브픽셀(SPw1)에 대응되는 하나의 제 2 화이트 래치 회로(133w1)와 제 2 화이트 서브픽셀(SPw2)에 대응되는 하나의 제 2 화이트 래치 회로(133w2)는 각각 서로 다른 제 1 화이트 래치 회로(131w1, 131w2)에 개별적으로 연결된다.
이 때, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터는 열 방향의 서브픽셀에 대해서 서로 다른 값을 가지기 때문에, 각 열의 서브픽셀(SP)을 개별적으로 구동할 수 있도록 스캔 신호(SCAN1, SCAN2, …)가 인가되는 각 게이트 라인마다 서브픽셀(SP)을 발광하기 위한 스위칭 트랜지스터(SWT)가 하나씩 배치될 필요가 있다.
이러한 구조의 제 2 래치 회로(133)는 데이터 컨트롤러의 제어에 따라, 제 1 래치 회로(131)로부터 전달된 디지털 영상 데이터(DATA)를 디지털 아날로그 컨버터(135)로 전달할 수 있다.
디지털 아날로그 컨버터(135)는 감마 기준전압을 이용하여, 디지털 아날로그 컨버터(135)에 전달된 디지털 영상 데이터(DATA)를 계조 전압으로 변환시킬 수 있다.
출력 버퍼(137)는 복수의 구동 앰프를 포함할 수 있으며, 디지털 아날로그 컨버터(135)로부터 수신된 계조 전압을 디스플레이 패널(110)로 출력할 수 있다. 이러한 계조 전압은 디지털 영상 데이터(DATA)에 대응되는 아날로드 데이터 전압(Vdata)으로 이루어질 수 있다.
이 때, 데이터 구동 회로(130)는 데이터 패드(139)를 통해 TAB (Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG (Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)에 본딩(Bonding Pad)되거나 디스플레이 패널(110) 상에 직접 배치될 수도 있다.
이와 같이, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터는 인접한 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)가 나타내는 데이터 전압이 동일하므로, 데이터 구동 회로(130) 내부의 제 1 래치 회로(131)를 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 제 2 래치 회로(133)에 연결한다.
이 상태에서, 타이밍 컨트롤러(140)느 인접한 2개의 픽셀에 해당하는 RGB 서브픽셀 데이터를 데이터 구동 회로(130)에 1번만 전송하고, 데이터 구동 회로(130)는 제 1 래치 회로(131)의 디지털 영상 데이터(DATA)를 제 2 래치 회로(133)에 전달함으로써, 전송되는 데이터 양을 줄이고 데이터 구동 회로(130)의 구성을 단순화하는 동시에 YCbCr 영상 데이터를 효과적으로 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있다.
위와 같이, 데이터 구동 회로(130) 내부의 제 1 래치 회로(131)를 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 제 2 래치 회로(133)에 연결하는 구조를 구동 회로 단순화 구조라고 지칭할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 인접한 2개의 RGB 서브픽셀마다 동일한 데이터 전압을 인가하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결함으로써, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있다.
다시 말해서, 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터는 인접한 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)에 대해서 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압이 인가되도록 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결함으로써, YCbCr 영상 데이터를 표시할 수 있다.
즉, 2X2 픽셀 (2X8 서브픽셀)의 경우, 인접한 위치에 있는 제 1 픽셀(P1)과 제 2 픽셀(P2)에 대해서 동일 레드 컬러를 가지는 제 1 레드 서브픽셀(SPr1)과 제 2 레드 서브픽셀(SPr2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 레드 데이터 패드(139r)에 연결함으로써, 인접한 2개의 레드 서브픽셀(SPr1, SPr2)에 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압을 인가할 수 있다.
마찬가지로, 동일 그린 컬러를 가지면서 인접한 위치에 있는 제 1 그린 서브픽셀(SPg1)과 제 2 그린 서브픽셀(SPg2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 그린 데이터 패드(139g)에 함께 연결하고, 동일 블루 컬러를 가지면서 인접한 위치에 있는 제 1 블루 서브픽셀(SPb1)과 제 2 블루 서브픽셀(SPb2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 블루 데이터 패드(139b)에 함께 연결할 수 있다.
반면, 화이트 서브픽셀(SPw)은 각각 휘도 데이터(Y)가 대응되기 때문에, 제 1 화이트 서브픽셀(SPw1)에 대응되는 데이터 라인과 제 2 화이트 서브픽셀(SPw2)에 대응되는 데이터 라인은 각각 서로 다른 화이트 데이터 패드(139w)에 개별적으로 연결된다.
이와 같이, 동일 컬러의 인접한 2개의 서브픽셀(SP)에 대응되는 데이터 라인(DL)이 하나의 데이터 패드(139)와 연결됨으로써, 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)마다 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압이 인가되도록 할 수 있다.
이 때, 데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 제 1 래치 회로(131)와 제 2 래치 회로(133), 디지털 아날로그 컨버터(135) 및 출력 버퍼(137)를 통해 디스플레이 패널(110)로 공급할 수 있다.
다만, 위 구조에서는 동일 컬러의 인접한 2개의 서브픽셀(SP)에 대응되는 데이터 라인(DL)이 하나의 데이터 패드(139)와 연결되기 때문에, 데이터 구동 회로(130) 내에서 동일 컬러를 가지며 행 방향으로 인접한 2개의 RGB 서브픽셀마다 대응되는 2개의 제 2 래치 회로(133)를 하나의 제 1 래치 회로(131)에 연결할 필요가 없어진다.
그 결과, 행 방향으로 배열된 8개의 서브픽셀(SP)에 대해서 각각 데이터 전압을 인가하지 않아도 되며, 2개의 화이트 서브픽셀(SPw)에 연결된 2개의 화이트 데이터 패드(139w)와 동일 컬러의 서브픽셀끼리 연결된 3쌍의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)에 연결된 3개의 RGB 데이터 패드(139r, 139g, 139b)를 통해서 데이터 전압을 인가하면 된다.
따라서, 동일 컬러의 인접한 2개의 서브픽셀(SP)에 대응되는 데이터 라인(DL)이 하나의 데이터 패드(139)와 연결되는 경우에는 행 방향으로 8개의 서브픽셀(SP)에 대하여, 5개의 데이터 라인(DL)이 필요하기 때문에, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 래치 회로(131, 133), 디지털 아날로그 컨버터(135), 및 출력 버퍼(137)의 구성을 감소시킬 수 있으며, 디스플레이 패널(110)을 구성하는 데이터 구동 회로(130)의 개수도 감소시킬 수 있게 된다.
위와 같이, 동일 컬러의 인접한 2개의 서브픽셀(SP)에 대응되는 데이터 라인(DL)이 하나의 데이터 패드(139)와 연결되는 구조를 패널 단순화 구조라고 지칭할 수 있다.
한편, 외부에서 송신되는 영상 데이터는 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터일 수도 있지만, 4:4:4 포맷의 YCbCr 영상 데이터 또는 RGB 영상 데이터일 수도 있다. 이러한 경우를 고려하여, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 구동 회로 단순화 구조 또는 패널 단순화 구조를 유지하면서, 4:4:4 포맷의 YCbCr 영상 데이터 또는 RGB 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수도 있다.
이를 위해서, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 4:4:4 포맷의 YCbCr 영상 데이터 또는 RGB 영상 데이터가 입력되는 경우에, 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터를 표시하는 주파수보다 낮은 주파수로 변환하되, 구동 주파수의 1 클럭 구간에 데이터 구동 회로(130) 내에서 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 2회 이상 전송할 수 있도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 회로 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 회로 단순화 구조의 디스플레이 장치(100)는 도 7에 도시된 경우와 동일하게 데이터 구동 회로(130) 내부의 제 1 래치 회로(131)를 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 제 2 래치 회로(133)에 연결된 구조로 이루어진다.
4:4:4 포맷의 YCbCr 영상 데이터 또는 RGB 영상 데이터 가 입력되는 경우에는 호스트 시스템 또는 타이밍 컨트롤러(140)에서 이를 4:4:4 포맷의 WRGB 영상 데이터로 변환하여 데이터 구동 회로(130)에 전달할 것이다.
이 때, 데이터 구동 회로(130)는 RGB 컬러에 해당하는 제 1 픽셀에 대응되는 RGB 컬러의 제 2 래치 회로(133r1, 133g1, 133b1)와 여기에 인접한 제 2 픽셀에 대응되는 RGB 컬러의 제 2 래치 회로(133r2, 133g2, 133b2)에 대해서, 제 1 래치 회로(131)가 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 제 2 래치 회로(133)에 연결되지만, 시간에 따라 제 1 래치 회로(131)에서 디지털 영상 데이터(DATA)를 전달하는 제 2 래치 회로(133)가 변경되기 때문에, 시간에 따른 연결 구조의 변경을 개념적으로 나타낸 것이다.
이러한 구동 회로 단순화 구조에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위해서, 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 감소시키면서, 구동 주파수의 1 클럭 구간에 데이터 구동 회로(130)에서 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 여러 번 전송할 수 있도록 한다.
디스플레이 패널(110)의 구동 주파수는 디스플레이 패널(110)에 인가되는 스캔 신호(SCAN)의 주파수를 변경함으로써 제어할 수 있을 것이다.
예를 들어, 구동 회로 단순화 구조 또는 패널 단순화 구조에서 4:2:2 포맷의 영상 데이터를 처리하는 주파수가 120 Hz 인 경우, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되면 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 60 Hz로 감소시킨다. 다만, 60 Hz의 구동 주파수는 디스플레이 패널(110)을 동작하는 주파수에 해당하고, 데이터 구동 회로(130)는 120 Hz 를 유지하면서, 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 제 2 래치 회로(133)에 2회 전달하는 구조로 동작한다.
즉, 디스플레이 패널(110)이 60 Hz의 주파수로 한번 동작하는 1 클럭 구간 동안 데이터 구동 회로(130)는 120 Hz의 주파수로 동작하면서, 첫 번째 1H 구간에 제 1 래치 회로(131w1, 131r1, 131g1, 131b1)에 저장된 디지털 영상 데이터(DATA)를 제 1 픽셀에 대응되는 제 2 래치 회로(133w1, 133r1, 133g1, 133b1)에 각각 전달한다. 이 경우에, 제 1 픽셀과 인접한 제 2 픽셀에 대응되는 RGB 제 2 래치 회로(133r2, 133g2, 133b2)에는 RGB 제 1 래치 회로(131r1, 131g1, 131b1)에 저장된 디지털 영상 데이터(DATA)가 전달되지 않는다.
두 번째 1H 구간에서 RGB 제 1 래치 회로(131r1, 131g1, 131b1)에 저장된 디지털 영상 데이터(DATA)가 제 1 픽셀과 인접한 제 2 픽셀에 대응되는 RGB 제 2 래치 회로(133r2, 133g2, 133b2)에 전달된다.
이 때, 화이트 서브픽셀(SPw)에 대응되는 화이트 제 1 래치 회로(131w1)와 화이트 제 2 래치 회로(133w1)은 각각 1:1로 연결된다.
이와 같이, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에는, 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 1/2로 감소시키고, 두 번의 1H 구간을 통해서 제 1 래치 회로(131)에서 인접한 동일 컬러에 해당하는 제 2 래치 회로(133)에 디지털 영상 데이터를 순차적으로 전달함으로써, 영상을 표시할 수 있게 된다.
이 때, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수와 1 수평주기(1H) 동안 영상 데이터를 전달하는 횟수는 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치(100)는 도 8에 도시된 경우와 동일하게, 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결하는 구조로 이루어진다.
이러한 패널 단순화 구조에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위해서, 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 1/2로 줄이면서, 구동 주파수의 1 클럭 구간에 데이터 구동 회로(130)에서 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 순차적으로 2회 전송할 수 있도록 한다.
예를 들어, 4:2:2 포맷의 영상 데이터를 처리하는 주파수가 120 Hz 인 경우, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되면 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 60 Hz로 감소시킨다. 다만, 60 Hz의 구동 주파수는 디스플레이 패널(110)을 동작하는 주파수에 해당하고, 데이터 구동 회로(130)는 120 Hz 를 유지하면서, 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 순차적으로 2회 전달하는 구조로 동작한다.
이를 위해서, 패널 단순화 구조의 디스플레이 패널(100) 내에 데이터 패드(139)로부터 전달되는 RGB 영상 데이터를 제 1 픽셀(P1)에 전달하기 위한 제 1 스위치(SW1)와 데이터 패드(139)로부터 전달되는 RGB 영상 데이터를 인접한 제 2 픽셀(P2)에 전달하기 위한 제 2 스위치(SW2)를 데이터 패드(139)와 서브픽셀(SP) 사이의 데이터 라인(DL)에 배치할 수 있다.
이 상태에서, 제 1 픽셀(P1)에 연결되는 제 1 스위치(SW1)에 인가되는 제 1 스위칭 신호(SW_O)와 제 2 픽셀(P2)에 연결되는 제 2 스위치(SW2)에 인가되는 제 2 스위칭 신호(SW_E)를 1 수평주기(1H)마다 순차적으로 스위칭함으로써, 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 교대로 전달할 수 있다.
즉, 4:2:2 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에는 제 1 픽셀(P1)에 연결되는 제 1 스위치(SW1)와 제 2 픽셀(P2)에 연결되는 제 2 스위치(SW2)를 항상 턴-온시킴으로써, 4:2:2 포맷의 영상 데이터 중에서 RGB 영상 데이터를 동일 컬러를 가지는 인접한 2개의 서브픽셀에 동시에 공급한다. 반면, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에는 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 1/2 로 감소시키면서, 제 1 픽셀(P1)에 연결되는 제 1 스위치(SW1)와 제 2 픽셀(P2)에 연결되는 제 2 스위치(SW2)를 교대로 스위칭하여, 디스플레이 패널(110)의 1 클럭 구간에 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 교대로 2회 전달할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:2 포맷의 영상 데이터와 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하는 신호 파형을 예시로 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 도 10의 패널 단순화 구조로 이루어진 디스플레이 장치(100)에서, 4:2:2 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우, 제 1 픽셀(P1)에 연결되는 제 1 스위치(SW1)와 제 2 픽셀(P2)에 연결되는 제 2 스위치(SW2)는 항상 턴-온 상태를 유지한다(도 11(a)의 경우).
이 경우, 도 10의 패널 단순화 구조로 이루어진 디스플레이 장치(100)는 도 8의 패널 단순화 구조와 실질적으로 동일하게 되어, 4:2:2 포맷의 영상 데이터 중에서 RGB 영상 데이터가 동일 컬러를 가지는 인접한 2개의 서브픽셀에 동시에 공급된다.
반면, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에는 디스플레이 패널(110)에 인가되는 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)의 주파수를 1/2로 감소시킴으로써 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 1/2 로 감소시키고, 제 1 픽셀(P1)에 연결되는 제 1 스위치(SW1)와 제 2 픽셀(P2)에 연결되는 제 2 스위치(SW2)를 교대로 스위칭함으로서, 디스플레이 패널(110)의 1 클럭 구간에 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 교대로 2회 전달할 수 있다(도 11(b)의 경우).
따라서, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 4:2:2 포맷의 영상 데이터뿐만 아니라 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에도, YCbCr 영상 데이터 또는 RGB 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 처리할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치(100)는 도 8에 도시된 경우와 동일하게, 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr, SPg, SPb)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결하는 구조에서, 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위해서, 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 1/2로 줄이면서, 구동 주파수의 1 클럭 구간에 데이터 구동 회로(130)에서 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 순차적으로 2회 전송할 수 있도록 한다.
다만, 도 10에서는 RGB 영상 데이터를 제 1 픽셀(P1)에 전달하기 위한 제 1 스위치(SW1)와 RGB 영상 데이터를 인접한 제 2 픽셀(P2)에 전달하기 위한 제 2 스위치(SW2)를 데이터 패드(139)와 서브픽셀(SP) 사이의 데이터 라인(DL)에 배치하는 구조였지만, 여기에서는 동일 행에서 인접하게 배치되는 제 1 픽셀(P1)과 제 2 픽셀(P2)을 독립적으로 제어할 수 있도록, 하나의 행에 2개의 게이트 라인(GL)을 배치하는 이중 게이트 라인(GL) 구조로 구성하고, 제 1 픽셀(P1)과 제 2 픽셀(P2)에 인가되는 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)를 제어하는 구조로 이루어진다.
이 상태에서, 제 1 픽셀(P1)에 인가되는 제 1 스캔 신호(SCAN1)과 제 1 픽셀(P1)에 인접한 제 2 픽셀(P2)에 인가되는 제 2 스캔 신호(SCAN2)을 동일한 타이밍으로 턴-온시키는 경우에는 도 8의 패널 단순화 구조와 실질적으로 동일하게 동작하게 된다.
반면, 디스플레이 패널(110)의 구동 주파수를 1/2로 줄이면서, 구동 주파수의 1 클럭 구간에 제 1 픽셀(P1)에 인가되는 제 1 스캔 신호(SCAN1)과 제 1 픽셀(P1)에 인접한 제 2 픽셀(P2)에 인가되는 제 2 스캔 신호(SCAN2)을 한 번씩 턴-온시키는 경우에는 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 동일 컬러의 인접한 서브픽셀에 교대로 2회 전달할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:2 포맷의 영상 데이터와 4:4:4 포맷의 영상 데이터를 처리하는 신호 파형을 예시로 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 도 12의 패널 단순화 구조로 이루어진 디스플레이 장치(100)에서, 4:2:2 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우, 제 1 픽셀(P1)에 인가되는 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 제 1 픽셀(P1)에 인접한 제 2 픽셀(P2)에 인가되는 제 2 스캔 신호(SCAN2)는 턴-온 및 턴-오프 신호가 동일 시점에 함께 인가된다(도 13(a)의 경우).
이 경우, 도 12의 패널 단순화 구조로 이루어진 디스플레이 장치(100)는 도 8의 패널 단순화 구조와 실질적으로 동일하게 되며, 4:2:2 포맷의 영상 데이터 중에서 RGB 영상 데이터는 동일 컬러를 가지는 인접한 2개의 RGB 서브픽셀(SPr1 과 SPr2, SPg1 과 SPg2, SPb1 과 SPb2)에 동시에 공급된다.
반면, 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에는 제 1 픽셀(P1)에 인가되는 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 제 1 픽셀(P1)에 인접한 제 2 픽셀(P2)에 인가되는 제 2 스캔 신호(SCAN2)를 교대로 스위칭함으로써, 디스플레이 패널(110)의 수평 주기는 2배 증가하고 구동 주파수는 1/2로 감소하게 된다.
그 결과, 디스플레이 패널(110)의 1 클럭 구간에 1 수평주기(1H)의 영상 데이터를 동일 컬러의 인접한 RGB 서브픽셀(SPr1 과 SPr2, SPg1 과 SPg2, SPb1 과 SPb2)에 교대로 전달할 수 있다(도 13(b)의 경우).
따라서, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 4:2:2 포맷의 영상 데이터뿐만 아니라 4:4:4 포맷의 영상 데이터가 입력되는 경우에도, YCbCr 영상 데이터 또는 RGB 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터가 입력되는 경우에도, 이를 WRGB 영상 데이터로 처리할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 변환하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터(Image Source)가 입력되는 경우, YCbCr 영상 데이터는 2X2 픽셀을 기준으로 휘도 데이터(Y)가 4개, 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 1개씩 존재하게 된다.
즉, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터(Image Source)에서 휘도 데이터(Y)는 각 픽셀마다 지정된 하나의 값을 가지는데 반해서, 색차 데이터(Cb 및 Cr)는 행 방향으로 인접한 2개의 픽셀과 열 방향으로 인접한 2개의 픽셀을 포함하는 정방 구조의 4개 픽셀에 대해서 동일한 값을 가진다.
본 발명의 디스플레이 장치(100)는 YCbCr 영상 데이터가 수신되면, 먼저 이를 각각의 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터로 변환한다. 이 때, YCbCr 영상 데이터는 디스플레이 장치(100) 내부의 호스트 시스템에서 RGB 영상 데이터로 변환되거나, 또는 타이밍 컨트롤러(140)에서 RGB 영상 데이터로 변환될 수 있다.
각 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터는 픽셀이 위치하는 행과 열로 표현할 수 있는데, 예를 들어, R11G11B11은 1행 1열의 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터에 해당하고, R12G12B12는 1행 2열의 픽셀에 대응되는 RGB 영상 데이터에 해당할 수 있다.
이 때, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터는 색차 데이터(Cb 및 Cr)가 행 및 열 방향으로 인접한 정방 구조의 4개 픽셀에 대해서 동일한 값을 가지는데, 예를 들어, 1행 1열의 픽셀에 해당하는 색차 데이터(Cb11Cr11)와 1행 2열의 픽셀에 해당하는 색차 데이터(Cb12Cr12), 2행 1열의 픽셀에 해당하는 색차 데이터(Cb21Cr21)와 2행 2열의 픽셀에 해당하는 색차 데이터(Cb22Cr22)가 모두 동일한 값이 될 수 있다.
따라서, 본원발명의 WRGB 디스플레이 장치(100)에서는 영상 데이터가 인가되는 열 방향의 RGB 서브픽셀을 인접한 2개씩 결합함으로써, YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시하도록 할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 처리하기 위한 구조와 신호 파형을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 영상 데이터가 인가되는 열 방향으로 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)이 배치되고, 열 방향의 RGB 서브픽셀에 대해서는 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 크기로 RGB 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1이 배치되도록 디스플레이 패널(110)을 구성하고 동일 컬러를 나타내는 행 방향으로 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr, DSPg, DSPb)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결할 수 있다.
다시 말해서, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터는 행 방향으로 동일 컬러를 가지는 인접한 2개의 RGB 서브픽셀뿐만 아니라 열 방향으로 인접한 동일 컬러의 RGB 서브픽셀에 대해서 동일한 데이터 전압이 인가되므로, 열 방향으로 인접한 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 크기의듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1) 구조로 RGB 서브픽셀을 형성한다.
따라서, 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)은 최소 단위의 RGB 서브픽셀 중에서 열 방향으로 인접한 동일 컬러의 RGB 서브픽셀을 포함하는 영역 또는 면적을 가지는 서브픽셀로서, 열 방향으로 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1과 SPw2, SPw3과 SPw4)에 대응되는 크기로 이루어진 서브픽셀로 볼 수 있다.
그런 다음, 행 방향으로 동일 컬러를 가지는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1과 DSPr2, DSPg1 과 DSPg2, DSPb1 과 DSPb2)을 각각 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결함으로써, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터를 WRGB 영상 데이터로 표시할 수 있다.
이 경우에, 열 방향의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)은 휘도 데이터(Y)가 개별적으로 인가되기 때문에 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)의 크기로 형성하지 않는다. 다만, 열 방향으로 인접한 2개의 RGB 서브픽셀만 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)로 형성하기 때문에, 열 방향으로 배치되는 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)과 3개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)이 하나의 픽셀(P1)을 형성한다고 볼 수 있을 것이다.
이러한 듀얼 서브픽셀 구조에서, 행 방향으로 인접한 위치에 있는 레드 컬러의 제 1 듀얼 서브픽셀(DSPr1)과 제 2 듀얼 서브픽셀(DSPr2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 레드 데이터 패드(139r)에 연결함으로써, 행 방향 및 열 방향으로 인접한 레드 컬러의 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPr2)에 동일한 컬러 성분 데이터에 해당하는 데이터 전압이 인가될 수 있다.
마찬가지로, 동일한 그린 컬러를 가지면서 행 방향으로 인접한 위치에 있는 그린 컬러의 제 1 듀얼 서브픽셀(DSPg1)과 제 2 듀얼 서브픽셀(DSPg2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 그린 데이터 패드(139g)에 함께 연결하고, 동일한 블루 컬러를 가지면서 행 방향으로 인접한 위치에 있는 제 1 듀얼 서브픽셀(DSPb1)과 제 2 듀얼 서브픽셀(DSPb2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 블루 데이터 패드(139b)에 함께 연결할 수 있다.
반면, 열 방향으로 인접한 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)은 서로 분리된 상태에서 각각 서로 다른 휘도 데이터(Y)가 대응되기 때문에, 제 1 화이트 서브픽셀(SPw1)에 대응되는 데이터 라인과 제 2 화이트 서브픽셀(SPw2)에 대응되는 데이터 라인은 각각 서로 다른 화이트 데이터 패드(139w1, 139w2)에 개별적으로 연결된다.
이와 같이, 열 방향으로 인접한 RGB 서브픽셀이 화이트 서브픽셀보다 큰 영역으로 형성되는 듀얼 RGB 서브픽셀 구조에서, 행 방향으로 동일한 컬러를 가지는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1과 DSPr2, DSPg1 과 DSPg2, DSPb1 과 DSPb2)마다 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압이 인가되기 때문에, 4:2:0 포맷의 영상 데이터에 대응되도록 행 방향 및 열 방향으로 인접한 정방 구조의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPr2, DSPg1, DSPg2, DSPb1, DSPb2)을 동시에 발광시킬 수 있다.
이 경우, 8열의 서브픽셀(SP)에 대해서, 4개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2, SPw3, SPw4)에 각각 연결된 4개의 화이트 데이터 패드(139w1, 139w2, 139w3, 139w4)와 3쌍의 듀얼 RGB 서브픽셀(DSPr1 과 DSPr2, DSPg1 과 DSPg2, DSPb1 과 DSPb2)에 연결된 3개의 RGB 데이터 패드(139r, 139g, 139b)를 통해서 데이터 전압을 인가하면 된다.
따라서, 8열의 서브픽셀(SP)을 기준으로 7개의 데이터 라인(DL)과 데이터 패드(139)가 필요하기 때문에, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 래치 회로(131, 133), 디지털 아날로그 컨버터(135), 및 출력 버퍼(137)의 구성을 감소시킬 수 있으며, 디스플레이 패널(110)을 구성하는 데이터 구동 회로(130)의 개수도 감소시킬 수 있게 된다.
이 때, RGB 서브픽셀은 열 방향으로 화이트 서브픽셀보다 큰 영역으로 형성되는 듀얼 RGB 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)을 구성하는 반면 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)은 듀얼 서브픽셀보다 작은 영역으로 형성되는 구조이므로, 상부의 제 1 화이트 서브픽셀(SPw1)을 기준으로 제 1 스캔 신호(SCAN1)를 인가하고 하부의 제 2 화이트 서브픽셀(SPw2)을 기준으로 제 2 스캔 신호(SCAN2)를 인가할 수 있다.
이 때, 듀얼 RGB 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1, …)을 구동하는 스위칭 트랜지스터(SWT)는 행 방향으로 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 제 2 스캔 신호(SCAN2)가 교대로 인가되도록 배치할 수 있다.
이 경우, 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 제 2 스캔 신호(SCAN2)는 2 수평주기(2H)의 시간 간격을 가지고 동시에 턴-온 및 턴-오프될 수 있다(도 15(b)의 경우).
이와 같이, 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 제 2 스캔 신호(SCAN2)을 동시에 스위칭하는 경우에는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 픽셀의 구동 시간 간격이 2배 증가하기 때문에, 데이터 라인(DL)을 충전하는 시간 간격을 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 행 방향으로 인접한 동일 컬러의 2개의 듀얼 서브픽셀에 대응되는 데이터 라인(DL)이 하나의 데이터 패드(139)와 연결되는 구조를 4:2:0 포맷의 패널 단순화 구조라고 지칭할 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 영상 데이터를 디스플레이용 영상 데이터로 처리하기 위한 구조와 신호 파형을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 영상 데이터가 인가되는 열 방향으로 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)이 배치되지만, 열 방향의 RGB 서브픽셀에 대해서는 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 크기로 RGB 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1이 배치되도록 디스플레이 패널(110)을 구성하고 동일 컬러를 나타내는 행 방향으로 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr, DSPg, DSPb)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결할 수 있다.
이 때, 제 1 픽셀(P1) 내의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)를 구동하는 스위칭 트랜지스터(SWT)는 동일한 게이트 라인(GL)에 연결함으로써 제 1 스캔 신호(SCAN1)에 의해 동시에 스위칭 되도록 하고, 행 방향으로 인접한 제 2 픽셀(P2) 내의 듀얼 서브픽셀(DSPr2, DSPg2, DSPb2)를 구동하는 스위칭 트랜지스터(SWT)는 다른 게이트 라인(GL)에 연결함으로써 제 2 스캔 신호(SCAN2)에 의해 동시에 스위칭 되도록 배치할 수 있다.
특히, 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 제 2 스캔 신호(SCAN2)를 교대로 턴-온 및 턴-오프시킴으로써, 행 방향으로 인접한 픽셀(P1, P2)의 구동 시간을 다르게 제어할 수 있다.
이 경우에도, 행 방향으로 인접한 위치에 있는 레드 컬러의 제 1 듀얼 서브픽셀(DSPr1)과 제 2 듀얼 서브픽셀(DSPr2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 레드 데이터 패드(139r)에 연결함으로써, 행 방향 및 열 방향으로 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPr2)에 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압을 인가할 수 있다.
마찬가지로, 동일한 그린 컬러를 가지면서 행 방향으로 인접한 위치에 있는 제 1 듀얼 서브픽셀(DSPg1)과 제 2 듀얼 서브픽셀(DSPg2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 그린 데이터 패드(139g)에 함께 연결하고, 동일한 블루 컬러를 가지면서 행 방향으로 인접한 위치에 있는 제 1 듀얼 서브픽셀(DSPb1)과 제 2 듀얼 서브픽셀(DSPb2)에 대응되는 2개의 데이터 라인을 하나의 블루 데이터 패드(139b)에 함께 연결할 수 있다.
반면, 열 방향으로 인접한 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)은 하나의 화이트 데이터 패드(139w1)에서 연장되는 데이터 라인에 함께 연결된다.
이와 같이, RGB 컬러의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)이 열 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 크기로 형성되고, 동일 컬러를 가지며 행 방향으로 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1과 DSPr2, DSPg1 과 DSPg2, DSPb1 과 DSPb2)마다 하나의 컬러 성분 데이터에 해당하는 동일한 데이터 전압이 인가되기 때문에, 4:2:0 포맷의 영상 데이터에 대응되도록 행 방향 및 열 방향으로 인접한 정방 구조의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPr2, DSPg1, DSPg2, DSPb1, DSPb2)을 동시에 발광시킬 수 있다.
이러한 구조의 경우, 행 방향으로 배열된 8개의 서브픽셀(SP)에 대해서, 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 연결된 함께 화이트 데이터 패드(139w1)와 다른 2개의 화이트 서브픽셀(SPw3, SPw4)에 연결된 화이트 데이터 패드(139w2), 동일 컬러의 듀얼 서브픽셀끼리 연결된 3쌍의 듀얼 서브픽셀(DSPr1 과 DSPr2, DSPg1 과 DSPg2, DSPb1 과 DSPb2)에 연결된 3개의 RGB 데이터 패드(139r, 139g, 139b)를 통해서 데이터 전압을 인가하면 된다.
따라서, 행 방향으로 배열된 8개의 서브픽셀(SP)에 대하여, 5개의 데이터 라인(DL)과 데이터 패드(139)가 필요하기 때문에, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 래치 회로(131, 133), 디지털 아날로그 컨버터(135), 및 출력 버퍼(137)의 구성을 감소시킬 수 있으며, 디스플레이 패널(110)을 구성하는 데이터 구동 회로(130)의 개수도 감소시킬 수 있게 된다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치에서, 4:2:0 포맷의 영상 데이터를 처리하기 위한 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 패널 단순화 구조의 디스플레이 장치(100)는영상 데이터가 인가되는 열 방향으로 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)이 배치되지만, 열 방향의 RGB 서브픽셀에 대해서는 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 크기로 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1이 배치되도록 디스플레이 패널(110)을 구성한다.
다만, 여기에서는 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1과 DSPr2, DSPg1과 DSPg2, DSPb1과 DSPb2)을 하나의 데이터 라인(DL)으로 연결하되, 컬러와 상관없이 행 방향으로 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1과 DSPg1, DSPb1과 DSPr2, DSPg2와 DSPb2)을 스위치(SW1, SW2)를 통해 추가로 연결하는 구조이다.
따라서, 화이트 데이터 패드(139w)를 제외한 나머지 데이터 패드(139)는 2개의 컬러에 해당하는 영상 데이터를 디스플레이 패널(110)에 전달할 수 있는 듀얼 데이터 패드(139r1g1, 139b1g2, 139g2b2)에 해당하게 되며, 듀얼 데이터 패드(139r1g1, 139b1g2, 139g2b2)로부터 전달되는 영상 데이터가 전달되는 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPr2, DSPg1, DSPg2, DSPb1, DSPb2)의 위치는 스위치(SW1, SW2)에 의해 제어된다.
이 경우, 열 방향으로 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)이 배치되지만, RGB 서브픽셀은 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)에 대응되는 크기로 하나의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)이 배치되기 때문에, 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)과 3개의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)이 하나의 픽셀(P1)을 형성한다고 볼 수 있을 것이다.
반면, 열 방향으로 2개의 화이트 서브픽셀(SPw1, SPw2)이 하나의 듀얼 서브픽셀(DSPr1, DSPg1, DSPb1)에 대응되도록 배치되기 때문에, 상부의 제 1 화이트 서브픽셀(SPw1)을 기준으로 인가되는 제 1 스캔 신호(SCAN1)와 하부의 제 2 화이트 서브픽셀(SPw2)을 기준으로 인가되는 제 2 스캔 신호(SCAN2)가 하나의 픽셀(P1)에 대해서 인가될 수 있다.
이 때, 패널 단순화 구조의 디스플레이 패널(100) 내에서 듀얼 데이터 패드(139r1g1, 139b1g2, 139g2b2)로부터 전달되는 RGB 영상 데이터를 제 1 스캔 신호(SCAN1)에 대응해서 전달하기 위한 제 1 스위치(SW1)와 듀얼 데이터 패드(139r1g1, 139b1g2, 139g2b2)로부터 전달되는 RGB 영상 데이터를 제 2 스캔 신호(SCAN2)에 대응해서 전달하기 위한 제 2 스위치(SW2)를 듀얼 데이터 패드(139r1g1, 139b1g2, 139g2b2)와 서브픽셀(SP) 사이의 데이터 라인(DL)에 배치할 수 있다.
이 상태에서, 제 1 스캔 신호(SCAN1)에 대응되도록 제 1 스위치(SW1)에 인가되는 제 1 스위칭 신호(SW_O)와 제 2 스캔 신호(SCAN2)에 대응되도록 제 2 스위치(SW2)에 인가되는 제 2 스위칭 신호(SW_E)를 1 수평주기(1H)마다 순차적으로 인가함으로써, 1 수평주기(1H)의 RGB 영상 데이터를 서로 다른 컬러의 RGB 서브픽셀에 교대로 전달할 수 있다.
이러한 구조의 경우, 행 방향으로 배열된 16개의 서브픽셀(SP)에 대해서, 4개의 화이트 데이터 패드(139w1, 139w2, 139w3, 139w4)와 인접한 RGB 서브픽셀끼리 연결된 3쌍의 듀얼 서브픽셀(DSPr1 과 DSPg1, DSPb1 과 DSPr2, DSPg2 와 DSPb2)에 연결된 3개의 듀얼 데이터 패드(139r1g1, 139b1r2, 139g2b2)를 통해서 데이터 전압을 인가하면 된다.
이에 따라, 행 방향으로 배열된 16개의 서브픽셀(SP)에 대하여, 7개의 데이터 라인(DL)과 데이터 패드(139)가 필요하기 때문에, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 래치 회로(131, 133), 디지털 아날로그 컨버터(135), 및 출력 버퍼(137)의 구성을 감소시킬 수 있으며, 디스플레이 패널(110)을 구성하는 데이터 구동 회로(130)의 개수도 감소시킬 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
131: 제 1 래치 회로 133: 제 2 래치 회로
135: 디지털 아날로그 컨버터 137: 출력 버퍼
139: 데이터 패드 140: 타이밍 컨트롤러

Claims (20)

  1. 화이트 서브픽셀 및 유색 서브픽셀을 포함하는 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되며, 제 1 방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인과 제 2 방향으로 연장되는 다수의 데이터 라인이 교차하는 영역에 상기 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로;
    상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로; 및
    상기 게이트 구동 회로와 상기 데이터 구동 회로를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하되,
    상기 디스플레이 패널은
    상기 화이트 서브픽셀에 휘도 데이터가 인가되고,
    상기 제 1 방향에 대해서 동일한 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 동일한 데이터 전압이 인가되는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 서브픽셀은
    레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀, 및 블루 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    4:2:2 포맷의 YCbCr 영상 데이터, 4:2:0 포맷의 YCbCr 영상 데이터, 4:4:4 포맷의 YCbCr 영상데이터 또는 RGB 영상 데이터를 디스플레이용 영상 데이터로 변환하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    상기 타이밍 컨트롤러부터 전달되는 영상 데이터를 수신하는 복수의 제 1 래치 회로; 및
    지정된 타이밍에 상기 제 1 래치 회로로부터 영상 데이터를 수신하는 제 2 래치 회로를 포함하되,
    상기 화이트 서브픽셀에 대응되는 상기 제 2 래치 회로는 상기 제 1 래치 회로에 1:1로 연결되고, 상기 제 1 방향으로 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 대응되는 2개의 제 2 래치 회로가 하나의 상기 제 1 래치 회로에 연결되는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은
    상기 제 1 방향에 대해서 동일한 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀을 하나의 데이터 패드에 연결하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은
    상기 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 홀수 번째 픽셀에 전달하는 제 1 스위치; 및
    상기 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 짝수 번째 픽셀에 전달하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은
    상기 픽셀이 배열되는 하나의 행에 2개의 게이트 라인이 배치되고,
    상기 제 1 방향으로 인접하게 배치되는 두 픽셀이 상기 2개의 게이트 라인을 통해 독립적으로 제어되는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2개의 게이트 라인은
    4:2:2 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 턴-온 및 턴-오프 신호가 동일 시점에 함께 인가되고,
    4:4:4 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 교대로 턴-온 신호가 인가되는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    4:2:2 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 상기 디스플레이 패널의 구동 주파수를 제 1 주파수로 설정하고,
    4:4:4 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 상기 디스플레이 패널의 구동 주파수보다 낮은 제 2 주파수로 변경하고, 상기 제 2 주파수의 1 클럭 구간에 상기 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 상기 영상 데이터를 교대로 전송하는 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 서브픽셀은
    상기 제 2 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀의 크기에 대응되는 듀얼 서브픽셀로 구성되며,
    상기 제 1 방향에 대해서 동일한 컬러에 해당하는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀이 하나의 데이터 라인으로 연결되는 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은
    상기 2개의 화이트 서브픽셀을 기준으로 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호가 인가되고,
    상기 제 1 방향으로 배열된 상기 듀얼 서브픽셀은 상기 제 1 스캔 신호와 상기 제 2 스캔 신호가 교대로 인가되도록 스위칭 트랜지스터가 배치되며,
    상기 제 1 스캔 신호와 상기 제 2 스캔 신호는 2 수평주기의 시간 간격을 가지고 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 디스플레이 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은
    상기 2개의 화이트 서브픽셀을 기준으로 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호가 인가되고,
    제 1 픽셀 내의 화이트 서브픽셀과 듀얼 서브픽셀은 상기 제 1 스캔 신호에 의해 동시에 턴-온되도록 스위칭 트랜지스터가 배치되고,
    상기 제 1 방향으로 인접한 제 2 픽셀 내의 화이트 서브픽셀과 듀얼 서브픽셀은 상기 제 2 스캔 신호에 의해 동시에 턴-온되도록 스위칭 트랜지스터가 배치되며,
    상기 제 1 스캔 신호와 제 2 스캔 신호는 교대로 턴-온 및 턴-오프되는 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 서브픽셀은
    상기 제 2 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀의 크기에 대응되는 듀얼 서브픽셀로 구성되며,
    상기 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀과 상이한 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀이 하나의 듀얼 데이터 패드에 연결되며,
    상기 듀얼 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 제 1 컬러의 듀얼 서브픽셀에 전달하는 제 1 스위치; 및
    상기 듀얼 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 제 2 컬러의 듀얼 서브픽셀에 전달하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 화이트 서브픽셀, 및 유색 서브픽셀을 포함하는 픽셀이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널에 영상 데이터를 전달하는 데이터 구동 회로에 있어서,
    타이밍 컨트롤러부터 전달되는 상기 영상 데이터를 수신하는 복수의 제 1 래치 회로;
    지정된 타이밍에 상기 제 1 래치 회로로부터 영상 데이터를 수신하는 제 2 래치 회로;
    상기 제 2 래치 회로의 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터; 및
    상기 아날로그 영상 데이터의 출력 레벨을 조절하여, 상기 디스플레이 패널에 공급하는 출력 버퍼를 포함하되,
    상기 화이트 서브픽셀에 대응되는 상기 제 2 래치 회로는 상기 제 1 래치 회로에 1:1로 연결되고, 게이트 라인이 연장되는 제 1 방향으로 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 대응되는 2개의 제 2 래치 회로가 하나의 상기 제 1 래치 회로에 연결되며, 상기 화이트 서브픽셀에 휘도 데이터가 인가되고, 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 동일한 데이터 전압이 인가되도록 하는 데이터 구동 회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    4:2:2 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 상기 디스플레이 패널의 구동 주파수를 제 1 주파수로 설정하고,
    4:4:4 포맷의 영상 데이터가 수신되는 경우에, 상기 디스플레이 패널의 구동 주파수를 상기 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수로 변경하고, 상기 제 2 주파수의 1 클럭 구간에 상기 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 상기 영상 데이터를 교대로 전송하는 데이터 구동 회로.
  16. 제 1 방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인;
    제 2 방향으로 연장되는 다수의 데이터 라인;
    화이트 서브픽셀, 및 유색 서브픽셀로 이루어져서 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀; 및
    상기 제 1 방향으로 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀을 연결하는 데이터 패드를 포함하되,
    상기 화이트 서브픽셀에 휘도 데이터가 인가되고,
    상기 제 1 방향에 대해서 동일 컬러에 해당하는 인접한 2개의 유색 서브픽셀에 동일한 데이터 전압이 인가되는 디스플레이 패널.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 홀수 번째 픽셀에 전달하는 제 1 스위치; 및
    상기 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 짝수 번째 픽셀에 전달하는 제 2 스위치를 더 포함하는 디스플레이 패널.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 픽셀이 배열되는 하나의 행에 2개의 게이트 라인이 배치되고,
    상기 제 1 방향으로 인접하게 배치되는 두 픽셀이 상기 2개의 게이트 라인을 통해 독립적으로 제어되는 디스플레이 패널.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 유색 서브픽셀은
    상기 제 2 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀의 크기에 대응되는 듀얼 서브픽셀로 구성되며,
    상기 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀이 하나의 데이터 라인으로 연결되는 디스플레이 패널.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 유색 서브픽셀은
    상기 제 2 방향으로 배치된 2개의 화이트 서브픽셀의 크기에 대응되는 듀얼 서브픽셀로 구성되며,
    상기 제 1 방향으로 동일 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀과 상이한 컬러를 나타내는 인접한 2개의 듀얼 서브픽셀이 하나의 듀얼 데이터 패드에 연결되며,
    상기 듀얼 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 제 1 컬러의 듀얼 서브픽셀에 전달하는 제 1 스위치; 및
    상기 듀얼 데이터 패드로부터 전달되는 영상 데이터를 제 2 컬러의 듀얼 서브픽셀에 전달하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 패널.
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