CN108010488A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明一实施方式的显示装置包括：显示面板；源极驱动IC，所述源极驱动IC配置成给像素提供数据电压，将表示像素的驱动特性的信号转换为感测数据并输出感测数据；和时序控制器，所述时序控制器配置成通过第一配线对和第二配线对给源极驱动IC传输控制数据包和视频数据包并且通过第二配线对从源极驱动IC接收感测数据，其中所述时序控制器配置成当从源极驱动IC接收数据时，将锁定信息加载到控制数据包中并且通过第一配线对将控制数据包提供至源极驱动IC，所述锁定信息表示自通过第二配线对从源极驱动IC提供的信号提取的时钟是否被锁定。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种用于在显示装置中的控制器与面板之间交换数据的接口结构。
背景技术
有源矩阵型有机发光显示器包括自身发光的有机发光二极管(下文中称为“OLED”)并且具有快速响应速度、高发光效率、高亮度和宽视角的优点。
有机发光显示装置以矩阵形式布置每个都包括OLED和驱动TFT(薄膜晶体管)的像素，并且根据视频数据的灰度级调整像素中实现的图像的亮度。驱动TFT根据施加在驱动TFT的栅极电极与源极电极之间的电压控制在OLED中流动的驱动电流。根据驱动电流确定OLED的发光亮，并且根据OLED的发光量确定图像的亮度。
当驱动TFT在饱和区域中操作时，从驱动TFT的漏极流到源极的像素电流根据驱动TFT的电特性，诸如阈值电压和电子迁移率而变化。由于诸如工艺条件、驱动环境和时间变化特性之类的各种原因，驱动TFT的电特性在像素之间不同，因而即使给具有不同电特性的TFT的像素施加相同的数据电压时，在像素之间发生亮度偏差。因而，除非特性偏差被补偿，否则难以实现理想的图像质量。
为了解决该问题，已提出了在像素内部和/或像素外部补偿由于驱动TFT的电特性(阈值电压、迁移率)的偏差而导致的亮度偏差的技术。外部补偿方法感测各个像素的驱动TFT的特性参数并且根据感测值精确修正输入数据，但具有花费较长时间进行感测的缺点。另一方面，内部补偿方法能够实时补偿亮度偏差，但具有像素结构复杂且开口率低的缺点。
在外部补偿方法中，用于显示面板的像素显示的源极驱动IC感测与像素连接的感测线中流动的电流或电压，并将感测的电流或电压输出至模拟-数字转换器(ADC)，ADC将感测电流或电压转换为数字感测数据并将数字感测数据传输至时序控制器，时序控制器基于像素的感测结果调制输入图像的数字视频数据并将调制的数字视频数据提供至源极驱动IC，以补偿像素的驱动特性中的变化。
然而，时序控制器给源极驱动IC提供显示用视频数据的接口和源极驱动IC给时序控制器提供数字感测数据的接口分离地存在。特别是，用于传输数字感测数据的接口以多点(multi-drop)方式进行驱动，时钟配线对需要与信号配线对分离，因而存在源极驱动IC的焊盘数量大且传输速度慢的问题。
发明内容
鉴于上述情况进行了本发明。本发明的一个目的是提供一种利用简单的结构将面板和时序控制器连接的显示装置。
本发明的另一个目的是提供一种显示装置，该显示装置实现用于双向传输视频数据的接口而不使用用于传输面板特性数据的接口。
本发明的再一个目的是提供一种提高从面板到时序控制器的数据传输速度的显示装置。
根据本发明一实施方式的显示装置包括：配备有多个像素的显示面板；源极驱动IC，所述源极驱动IC配置成给所述像素提供数据电压，将表示所述像素的驱动特性的信号转换为感测数据并输出所述感测数据；和时序控制器，所述时序控制器配置成通过第一配线对和第二配线对给所述源极驱动IC传输控制数据包和视频数据包并且通过所述第二配线对从所述源极驱动IC接收所述感测数据，其中所述时序控制器配置成当从所述源极驱动IC接收数据时，将锁定信息加载到所述控制数据包中并且通过所述第一配线对将所述控制数据包提供至所述源极驱动IC，所述锁定信息表示自通过所述第二配线对从所述源极驱动IC提供的信号提取的时钟是否被锁定。
在一实施方式中，所述时序控制器可配置成通过所述第一配线对或所述第二配线对传输与感测指令有关的数据并通过所述第二配线对接收所述感测数据，所述与感测指令有关的数据表示感测所述驱动特性。
在一实施方式中，所述源极驱动IC可配置成在电源开启序列周期、电源关闭序列周期或垂直消隐周期期间感测所述驱动特性，并且通过所述第二配线对将所述感测数据传输至所述时序控制器。
在一实施方式中，所述时序控制器可配置成在电源开启序列周期、电源关闭序列周期或垂直消隐周期期间仅在接收模式中操作所述第二配线对，或者在传输模式与所述接收模式之间切换所述第二配线对的操作模式。
在一实施方式中，所述与感测指令有关的数据可包括用于感测所述驱动特性的像素行信息、用于感测所述驱动特性的像素颜色信息、以及驱动相应像素颜色的感测用数据。
在一实施方式中，所述时序控制器可包括：第一传输单元，所述第一传输单元给所述源极驱动IC发送所述控制数据包、所述视频数据包、以及包括时钟的信号；第一接收单元，所述第一接收单元在感测所述驱动特性的感测驱动时，通过所述第二配线对从所述源极驱动IC接收所述信号；第一开关对，所述第一开关对根据表示所述第二配线对的通信方向的模式信息将所述第二配线对选择性地连接至所述第一传输单元和所述第一接收单元之一；第一串行器，所述第一串行器产生所述模式信息并且产生包括输入图像的视频数据的所述视频数据包以及包括所述模式信息和所述锁定信息的所述控制数据包；和第一解串器，所述第一解串器在所述感测驱动时从由所述第一接收单元接收的所述信号恢复时钟，产生表示所述时钟是否被锁定的所述锁定信息，将所述锁定信息发送至所述第一串行器并且恢复所述感测数据。
在一实施方式中，所述源极驱动IC可包括：第二接收单元，所述第二接收单元通过所述第一配线对和所述第二配线对接收信号；第二传输单元，所述第二传输单元在所述感测驱动时通过所述第二配线对发送包括感测数据包和时钟的信号；第二开关对，所述第二开关对根据所述模式信息将所述第二配线对选择性地连接至所述第二接收单元和所述第二传输单元之一；第二解串器，所述第二解串器从由所述第二接收单元接收的所述信号恢复时钟，基于恢复的时钟分离控制数据和视频数据，并且从所述控制数据提取所述模式信息和所述锁定信息；和第二串行器，所述第二串行器在所述感测驱动时将接收的感测数据编码到所述感测数据包中，以输出至所述第二传输单元，其中所述第二传输单元可根据所述锁定信息传输包括所述时钟的信号，然后传输包括所述感测数据包的信号。
在一实施方式中，所述第二解串器可在用于在所述显示面板上显示输入图像的显示驱动时产生第一锁定信号和第二锁定信号并且基于所述第一锁定信号和所述第二锁定信号产生第三锁定信号，并且在所述感测驱动时基于所述第一锁定信号和所述模式信息产生所述第三锁定信号，所述第一锁定信号表示从经由所述第一配线对通过所述第二接收单元接收的信号提取的时钟是否被锁定，所述第二锁定信号表示从经由所述第二配线对通过所述第二接收单元接收的信号提取的时钟是否被锁定，并且其中所述第三锁定信号可通过锁定信号线提供至所述时序控制器。
在一实施方式中，所述第二解串器可通过将所述第一锁定信号与由所述第二锁定信号和所述模式信息的OR逻辑运算所获得的结果值执行AND逻辑运算来产生所述第三锁定信号。
在一实施方式中，所述第二传输单元可通过所述第二配线对传输由所述第二解串器产生的所述感测数据包，所述感测数据包包括表示所述感测驱动的结束的感测结束信息，所述第一解串器可从所述感测数据包提取所述感测结束信息并将提取的感测结束信息提供至所述第一串行器，并且所述第一串行器可基于所述感测结束信息改变所述模式信息的值。
因此，通过去除用于传输面板驱动特性的感测数据的接口，减少了源极驱动IC的焊盘数量，并且简化了时序控制器与源极驱动IC之间的连接结构。
此外，提高了面板驱动特性的感测数据的传输速度，由此减小了感测面板驱动特性所需的时间，并且实时感测更多像素的驱动特性。
附图说明
被包括来给本发明提供进一步理解并结合在本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1和2图解了时序控制器与源极驱动IC之间的常规配线连接；
图3是显示根据本发明一实施方式的显示装置的驱动电路的框图；
图4显示了像素阵列和用于检测像素的驱动特性的源极驱动IC的构造；
图5图解了根据本发明一实施方式的时序控制器与源极驱动IC之间的配线连接；
图6A和6B分别显示了时序控制器和源极驱动IC中的用于在Tx模式与Rx模式之间切换EPI2配线对的操作模式的开关连接；
图7图解了根据本发明一实施方式的用于实现感测数据的传输的EPI接口协议的信号格式；
图8图解了根据本发明一实施方式的用于在时序控制器与源极驱动IC之间的接口中处理数据的框构造。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。相同的参考标记在整个申请中表示大致相同的部件。在下面的描述中，当在此结合的已知功能和构造的详细描述可能反而使本发明的主题不清楚时，将省略其详细描述。
一般的显示装置包括时序控制器、数据驱动电路、栅极驱动电路和面板。时序控制器从信号源接收视频数据和时序信号，处理所述数据并将处理的数据作为视频信号和控制信号提供至数据驱动电路和栅极驱动电路。数据驱动电路和栅极驱动电路通过数据线和栅极线与面板中包括的像素直接连接，以通过像素显示图像。
信号源和时序控制器根据诸如Vx1之类的系统接口通过配线进行连接。时序控制器和数据驱动电路根据诸如EPI(Embedded Clock P-P Interface，嵌入式时钟P-P接口)之类的面板内部接口通过配线对进行连接。时序控制器和栅极驱动电路通过预订数量的线进行连接，数据驱动电路和栅极驱动电路通过与面板的分辨率对应数量的线直接物理连接至面板。
图1和2图解了时序控制器与源极驱动IC之间的常规配线连接。
图1中的显示装置包括面板PNL、时序控制器T-CON、源极驱动IC SIC1到SIC4、以及信号源，省略了栅极驱动电路(或扫描驱动电路)。在图1中，T-CON表示时序控制器，SIC1到SIC4表示数据驱动电路中包括的四个源极驱动IC，但源极驱动IC的数量可以是一个或更多个，不限于四个。
源极驱动IC通过诸如EPI之类的面板内部接口从时序控制器T-CON接收时钟信号、控制信号CTR、以及输入图像的像素数据(或视频数据)(RGB数据)。时序控制器T-CON和每个源极驱动IC经由EPI配线对EPI以1:1形式，即点对点形式连接。源极驱动IC从由时序控制器T-CON提供的信号恢复时钟，固定内部时钟的相位和频率，并且输出锁定信号(locksignal)。时序控制器T-CON在从最后一个源极驱动IC接收到锁定信号之后，将包括控制数据和视频数据的数据包传输至源极驱动IC。
源极驱动IC通过诸如B-LVDS(Bus Low Voltage Differential Signaling，总线低压差分信令)接口之类的面板内部接口将用于面板的操作特性的数字感测数据传输至时序控制器T-CON。B-LVDS接口以多点方式连接并且包括一对数据配线和一对时钟配线。
在图2中，时序控制器T-CON将输入图像的视频数据RGB和控制数据转换为串行数据并将串行数据分配给多个传输单元Tx。传输单元Tx的数量与面板的数据驱动电路中包括的源极驱动IC的数量一样多。时序控制器T-CON的每个传输单元Tx通过EPI接口连接至一个源极驱动IC的接收单元Rx，以传输视频数据和控制数据，源极驱动IC的接收单元Rx将接收的数据分离为视频数据RGB和控制数据Control(解串器)并将视频数据提供至像素。
源极驱动IC通过模拟-数字转换器ADC将通过与像素连接的感测线检测的驱动特性感测数据转换为数字感测数据(ADC数据)，将ADC数据转换为串行数据(串行器)并将串行数据传输至传输单元Tx。多个源极驱动IC中包括的传输单元Tx经由B-LVDS接口将数字感测数据传输至时序控制器T-CON的接收单元Rx。时序控制器T-CON可分离数字感测数据(解串器)并将其暂时存储在存储器(未示出)中，并且使用其产生用于补偿驱动特性的补偿数据。
如图1和2中所示，为了交换用于屏幕驱动的视频数据和感测数据，时序控制器和源极驱动IC采用分离的接口，即，EPI接口和B-LVDS接口。此外，B-LVDS接口包括一对信号配线和一对时钟配线，使得源极驱动IC中的焊盘数量较大。B-LVDS接口的实际数据传输速率为10MHz(最大200MHz)，比EPI接口的实际数据传输速率780MHz(最大1.5GHz)低的多。
因此，存在下述问题：因为传输感测数据存在时间限制，所以当执行像素驱动特性的实时感测时，能够在一个周期(例如，消隐间隔)中感测的像素行的数量受到限制。
另一方面，因为显示面板的分辨率近来增加并且一个像素形成为RGBW子像素结构而不是RGB子像素结构，所以在一个有限的水平周期中传输至数据驱动电路的视频数据的量增加。为了应对这种数据的增加量，可增加源极驱动IC的数量。然而，EPI配线对、锁定信号线、用于感测数据传输的一对线、用于感测时钟的一对时钟线等连接至每个源极驱动IC，使得存在数据驱动电路变大且变复杂的问题。
因而，代替增加源极驱动IC的数量，采用通过两个配线对的EPI接口连接时序控制器和源极驱动IC的方法。因为该方法仅需要增加另一个EPI配线对，所以不必增加数据驱动电路的尺寸。
在包括通过两个EPI配线对连接的时序控制器和源极驱动IC的显示装置中，本发明不需要用于感测数据传输的B-LVDS接口线，并且使两个EPI配线对(EPI1，EPI2)之中的一个EPI配线对(例如，EIP2)双向通信，使得两个EPI配线对用于在显示视频数据的显示驱动时传输视频数据，并且一个EPI配线对(EPI2)用于在感测面板的驱动特性的感测驱动时传输感测数据。
本发明可使用通过EPI1传输的控制数据控制执行双向通信的EPI2的数据传输方向，并且提供经由EPI2将数据从源极驱动IC传输至时序控制器的传输模式的操作所需的信息，例如，表示经由EPI1从时序控制器到源极驱动IC的通信链接完成的信息。
图3是显示根据本发明一实施方式的显示装置的驱动电路的框图，图4显示了像素阵列和用于检测像素的驱动特性的源极驱动IC的构造。
根据本发明的显示装置可包括显示面板10、时序控制器11、数据驱动电路12和栅极驱动电路13。
多条数据线14A和感测线14B与多条栅极线(或扫描线)15A和15B在显示面板10上彼此交叉，像素P以矩阵形式布置，以组成像素阵列。多条栅极线可包括被提供第一扫描信号SCAN的多条第一栅极线15A和被提供第二扫描信号SEN的多条第二栅极线15B。用于实现触摸用户界面UI的触摸传感器可内置在像素阵列中。
每个像素P连接至数据线14A中的任意一条、感测线14B中的任意一条、第一栅极线15A中的任意一条和第二栅极线15B中的任意一条。每个像素P被未示出的电源提供高电位驱动电压和低电位驱动电压。
例如，有机发光显示面板10的像素P被未示出的电源提供高电位驱动电压EVDD和低电位驱动电压EVSS，并且可包括OLED、驱动TFT、存储电容器、第一开关TFT和第二开关TFT。组成像素P的TFT可实现为P型或N型或者实现为混合有P型和N型的混合型。此外，TFT的半导体层可包括非晶硅、多晶硅或氧化物。
应用于本发明的显示装置可采取外部补偿方案。外部补偿方案感测设置在显示面板中的多个像素或子像素之中的一个或多个像素或子像素的驱动特性并且根据感测值补偿输入图像的数字数据。例如，像素的驱动特性是指用作驱动元件的晶体管的阈值电压变化和迁移率变化、OLED的阈值电压变化等。
时序控制器11可根据预定的控制顺序在时间上分离用于感测像素的驱动特性并根据感测的特性更新补偿值的感测驱动(或外部补偿驱动)、和用于显示反映了补偿值的输入图像的显示驱动。通过时序控制器11的控制操作，在执行显示驱动的同时在垂直消隐周期期间，或者在显示驱动开始之前的电源开启序列周期(在施加驱动电力之后一直到显示图像的图像显示周期为止的非显示周期)期间，或者在显示驱动完成之后的电源关闭序列周期(紧接图像显示结束之后一直到驱动电力关闭为止的非显示周期)中执行外部补偿驱动。
垂直消隐周期是不写入输入图像数据的周期，其置于两个垂直有效周期之间，在每个垂直有效周期中都写入一帧的输入图像数据。电源开启序列周期是指从驱动电力开启时一直到显示输入图像为止的过渡周期。电源关闭序列周期是指从输入图像的显示结束一直到驱动电力关闭为止的过渡周期。
在系统供电期间，可在只有显示装置的屏幕关闭的状态中，例如在待机模式、睡眠模式、低功率模式等中执行用于感测并补偿驱动TFT特性的外部补偿驱动。时序控制器11根据预定的感测处理检测待机模式、睡眠模式、低功率模式等，并且控制用于外部补偿驱动的所有操作。
作为应用于本发明的显示装置将主要描述OLED显示装置，但本发明的显示装置不限于此。例如，本发明的显示装置能够应用于为了增加显示装置的可靠性和寿命而需要感测像素的驱动特性的任何显示装置，例如液晶显示器LCD或使用无机物质作为发光层的无机发光显示装置。
下文中，驱动特性被感测的像素是指被写入输入图像的像素数据并设置在显示区域中的正常像素和设置在显示区域外部的虚拟像素中的至少一个。像素可包括红色R子像素、绿色G子像素和蓝色B子像素，用以实现彩色。像素可进一步包括白色子像素。像素可进一步包括或可选择地包括青色子像素、品红色子像素和黄色子像素中的一个或多个。为了间接感测正常像素的驱动特性变化的目的，可在显示面板上设置虚拟像素，可以以与正常像素相同或相似的结构制备虚拟像素。
时序控制器11基于诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、点时钟信号DCLK和数据使能信号DE之类的时序信号，产生用于控制数据驱动电路12的操作时序的数据控制信号DDC和用于控制栅极驱动电路13的操作时序的栅极控制信号GDC。此外，时序控制器11可在时间上分离执行图像显示的周期和执行感测操作的周期，并且不同地产生图像显示用控制信号(DDC，GDC)和感测用控制信号(DDC，GDC)。
栅极控制信号GDC包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能信号GOE等。栅极起始脉冲GSP施加至产生第一扫描信号的栅极级，以控制该栅极级产生第一扫描信号。栅极移位时钟GSC是公共地输入至各栅极级的时钟信号，栅极移位时钟GSC是用于移位栅极起始脉冲GSP的时钟信号。栅极输出使能信号GOE是控制各栅极级的输出的伪装信号(masking signal)。
数据控制信号DDC包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能信号SOE等。源极起始脉冲SSP控制数据驱动电路12的数据采样起始时序。源极采样时钟SSC是基于上升沿或下降沿控制各个源极驱动IC中的数据的采样时序的时钟信号。源极输出使能信号SOE控制数据驱动电路12的输出时序。
时序控制器11基于从数据驱动电路12输入的数字感测值SD计算能够补偿驱动TFT的电特性变化的补偿参数，并且可将补偿参数存储在存储器中。能够在每次执行感测操作时更新存储在存储器中的补偿参数，因而能够很容易补偿驱动TFT的随时间变化的特性。
在显示驱动中，时序控制器11从存储器读取补偿参数，基于补偿参数修正输入图像的数字数据并且将其提供至数据驱动电路12。
数据驱动电路12可包括一个或多个源极驱动IC SDIC。源极驱动IC SDIC可包括与数据线14A连接的多个数字-模拟转换器DAC和与多条感测线14B连接的感测电路。感测电路可包括与感测线14B和模拟-数字转换器ADC连接的多个感测单元SU。
为了经由两个配线对EPI1和EPI2从时序控制器11接收数据，源极驱动IC包括接收单元Rx和解串器，解串器用于分离接收的数据，以将接收的数据输出至多个DAC。为了经由第二配线对EPI2将由感测电路感测的感测数据传输至时序控制器，源极驱动IC可进一步包括串行器和传输单元Tx，串行器用于将ADC的输出提供为连续的数据。
如图4中所示，每个感测单元可通过感测线14B公共地连接至布置于一个像素行中的多个像素P。在图4中，由四个像素P构成的一个单位像素UPXL被显示为共享一条感测线14B，但本发明的技术构思不限于此。本发明的技术构思能够应用于其中两个或更多个像素P经由一条感测线14B连接至一个感测单元的各种变形例。
源极驱动IC的DAC在显示驱动时根据从时序控制器11施加的数据控制信号DDC将输入图像数据转换为显示用数据电压并将数据电压提供至数据线14A。显示用数据电压是根据输入图像的灰度级而变化的电压。
源极驱动IC的DAC在感测驱动时根据从时序控制器11施加的数据控制信号DDC产生感测用数据电压并将数据电压提供至数据线14A。感测用数据电压能够在感测驱动期间导通设置于像素P中的驱动TFT。针对所有像素P来说感测用数据电压可产生为相同的值。此外，考虑到针对每个颜色来说像素特性是不同的，针对各个颜色来说感测用数据电压可产生为不同的值。例如，针对呈现第一颜色的第一像素来说，感测用数据电压可产生为第一值，针对呈现第二颜色的第二像素来说，感测用数据电压可产生为第二值，并且针对呈现第三颜色的第三像素来说，感测用数据电压可产生为第三值。
感测单元可给感测线14B提供基准电压Vref并感测和保持通过感测线14B输入的感测值(OLED或驱动TFT的电特性值)，然后将其供给至ADC。
在显示驱动时，源极驱动IC可使用接收单元Rx接收通过两个配线对EPI1和EPI2二者传输的控制数据和视频数据，并且使用解串器将视频数据分配给多个DAC。
在感测驱动时，源极驱动IC可通过第一配线对EPI1和/或第二配线对EPI2接收感测指令和感测用视频数据(或感测用数据电压信息)，通过DAC将感测用视频数据提供至数据线，通过基于感测指令中包括的时序信息驱动感测电路来检测表示像素的驱动特性的电压，使用串行器将从ADC输出的数字数据转换为连续的数据，并且使用传输单元Tx通过第二配线对EPI2将连续的数字数据提供至时序控制器11。
栅极驱动电路13在显示驱动时基于栅极控制信号GDC产生显示用栅极脉冲并且将栅极脉冲按顺序提供至与像素行连接的栅极线15。像素行是指一组水平相邻的像素。栅极脉冲在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动。栅极高电压VGH设为高于TFT的阈值电压的电压，以导通TFT，栅极低电压VGL低于TFT的阈值电压。
在感测驱动期间，栅极驱动电路13基于栅极控制信号GDC产生感测用栅极脉冲并且将栅极脉冲按顺序提供至分别与像素行连接的栅极线15。感测用栅极脉冲可具有比显示用栅极脉冲宽的导通脉冲间隔(on-pulse interval)。在一行感测导通时间内可包括感测用栅极脉冲的一个或多个导通脉冲部分。在此，一行感测导通时间是指同时感测一个像素行的像素P花费的扫描时间。
图5图解了根据本发明一实施方式的时序控制器与源极驱动IC之间的配线连接，图6A和6B分别显示了时序控制器和源极驱动IC中的用于在Tx模式与Rx模式之间切换EPI2配线对的操作模式的开关连接。
作为用于给源极驱动IC12传输数据的元件，时序控制器11包括用于将视频数据和控制数据转换为连续数据的串行器和用于通过EPI接口传输数据的传输单元Tx。源极驱动IC 12包括用于通过EPI接口接收数据的接收单元Rx和解串器，解串器用于分离接收的控制数据和视频数据并将视频数据分配给用于驱动像素的多个DAC。
作为用于给时序控制器11传输反映了像素的驱动特性的感测数据的元件，源极驱动IC 12包括用于将感测单元中感测的感测数据转换为连续数据的串行器和用于通过第二EPI配线对传输转换的感测数据的传输单元Tx。时序控制器11包括用于通过第二EPI配线对接收感测数据的接收单元Rx和用于将接收的数据分离为期望形式的解串器。
在本发明中，在作为用于传输视频数据的面板内部接口的两个EPI配线对EPI1和EPI2之中，例如，第二EPI配线对EPI2能够根据操作模式而用于双向通信。第二EPI配线对EPI2可基于显示驱动中的源极驱动IC以接收模式(Rx模式)操作，并且基于感测驱动中的源极驱动IC以传输模式(Tx模式)操作。
为此，时序控制器11设置有第一开关对SW1和SW2，以根据表示显示驱动和感测驱动之一的模式信号MODE在传输单元Tx与接收单元Rx之间选择性地连接第二EPI配线对EPI2。可通过安装在时序控制器11中的串行器提供模式信号MODE。源极驱动IC 12设置有第二开关对SW3和SW4，以根据表示显示驱动和感测驱动之一的模式信号MODE在传输单元Tx与接收单元Rx之间选择性地连接第二EPI配线对EPI2。此时，在源极驱动IC 12中，模式信号MODE包括在通过第一EPI配线对EPI1提供的控制数据包中并且可被源极驱动IC 12的解串器提取，以提供至第二开关对SW3和SW4。
控制第一和第二开关对的操作的模式信号MODE可以是表示驱动模式是显示驱动还是感测驱动的信息或者表示第二EPI配线对EPI2的数据通信方向的信息，模式信号MODE可由时序控制器11中包括的串行器产生并提供。
图7图解了根据本发明一实施方式的用于实现感测数据的传输的EPI接口协议的信号格式。
首先，将描述EPI接口。
EPI接口协议满足以下(1)到(3)。
(1)时序控制器的传输端和源极驱动IC的接收端以点对点方式通过数据配线对连接。
(2)在时序控制器与源极驱动IC之间不连接单独的时钟配线对。时序控制器通过数据配线对将输入图像的像素数据(或视频数据)和控制数据与时钟信号一起传输至源极驱动IC。
(3)源极驱动IC的每一个配备有用于CDR(Clock and Data Recovery，时钟和数据恢复)的时钟恢复电路。时序控制器将时钟训练图案(clock training pattern)或前导信号(preamble signal)传输至源极驱动IC，使得能够固定时钟恢复电路的输出相位和频率。当通过数据配线对输入时钟训练图案或前导信号时，内置于每个源极驱动IC中的时钟恢复电路产生内部时钟。
在EPI接口协议中，时序控制器在传输输入图像的视频数据和控制数据之前将前导信号传输至源极驱动IC。源极驱动IC中的时钟恢复电路基于前导信号执行时钟训练操作CT，以稳定地固定被恢复的内部时钟的相位和频率。在内部时钟的相位和频率被稳定地固定之后，在源极驱动IC与时序控制器之间，建立传输输入图像的视频数据的数据链接(datalink)。时序控制器在从最后一个源极驱动IC接收到锁定信号之后开始给源极驱动IC发送包含控制数据和视频数据的数据包。
当内置于任意一个源极驱动IC中的时钟恢复电路的输出相位和频率未被锁定时，源极驱动IC将要传输至时序控制器的锁定信号反转为低逻辑电平。最后一个源极驱动IC将反转为低逻辑电平的锁定信号传输至时序控制器。时序控制器将前导信号重新传输至源极驱动IC，使得当锁定信号被反转为低电平时继续源极驱动IC的时钟训练。为此，如图1中所示，时序控制器和每个源极驱动IC通过锁定信号线以级联方式按顺序连接，以传输锁定信号Lock。当从与时钟信号线连接的前端源极驱动IC发送低逻辑电平的锁定信号时，源极驱动IC将低逻辑电平的锁定信号传输至与锁定信号线连接的后端源极驱动IC，而与其时钟恢复电路的锁定操作无关。
如图7中所示，时序控制器11根据EPI接口协议，通过EPI配线对串行地传输时钟训练图案或前导信号CT、控制数据包CTR和视频数据包DATA。控制数据包CTR可划分为多个子控制数据包CTR1-CTR4。时序控制器11可以以串行方式通过第一EPI配线对EPI1传输红色R和白色W的视频数据RW DATA，并且以串行方式通过第二EPI配线对EPI2传输绿色G和蓝色B的视频数据GB DATA。
在图7中，VB是垂直消隐周期，HB是水平消隐周期。垂直消隐周期VB是第N帧与第(N+1)帧之间的消隐周期。水平消隐周期HB是第N行数据与第(N+1)行数据之间的消隐周期。第N行数据对应于要被写入至设置于显示面板10的第N水平行中的像素的数据。第(N+1)行数据对应于要被写入至设置于显示面板10的第(N+1)水平行中的像素的数据。
通过EPI配线对EPI1和EPI2接收的数据包括时钟。通过EPI配线对EPI1和EPI2发送的控制数据包可包括用于控制源极驱动IC的操作时序的源极控制数据、选择信号等。选择信号可包括用于栅极驱动电路和源极驱动IC的各种选择信号，诸如用于控制栅极驱动电路的移位寄存器起始时序的栅极起始脉冲GSP、源极驱动IC的偏差(skew)选择信号、电源选择信号等。用于控制栅极驱动电路的驱动时序的栅极控制信号可通过单独的配线传输至栅极驱动电路。
时序控制器11处理由信号源(或主机)提供的输入图像的数据，以符合EPI接口协议，并且将处理的数据发送至源极驱动IC 12。1个水平周期1HT是将数据写入至布置于1个水平行中的所有像素所需的时间段。1个水平周期1HT包括通过EPI配线对EPI1和EPI2串行地传输至源极驱动IC 12的1个水平行的控制数据包CTR和视频数据包的传输时间。
在用于在面板中显示图像的显示驱动中，在从时序控制器11给源极驱动IC 12提供控制数据和视频数据的方向(下文中称为第一方向)上执行第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2的通信。因而，时序控制器11的传输单元进行操作，并且源极驱动IC的接收单元进行操作。
在显示驱动时，时序控制器11可在1个水平周期1HT期间通过第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2分别传输例如RW视频数据和GB视频数据。时序控制器11可在垂直消隐周期VB和水平消隐周期HB期间传输时钟训练图案和控制数据包并且在除水平消隐周期HB之外的1个水平周期HT期间传输视频数据包。
在用于感测像素的驱动特性的感测驱动中，在从时序控制器11给源极驱动IC 12提供与感测指令有关的控制数据和感测用视频数据的方向上执行第一EPI配线对EPI1的通信，并且可在从源极驱动IC 12给时序控制器11提供感测数据的方向(下文中称为第二方向)上执行第二EPI配线对EPI2的通信。
可选择地，在感测驱动时，经由第二EPI配线对EPI2的数据通信可在第一方向与第二方向之间切换。可通过第二EPI配线对EPI2在第一方向上传输与感测指令有关的数据，并且可通过第二EPI配线对EPI2在第二方向上传输感测数据。
与感测指令有关的数据可包括：表示要感测其驱动特性的像素行的信息、测量其驱动特性的像素颜色信息、要被提供至用于给像素施加数据的数据线以感测驱动特性的感测用数据信息、用于控制感测单元的操作的感测时序信号等，并且与感测指令有关的数据可编码在控制数据包CTR和/或数据包DATA中。感测时序信号可包括用于单独控制元件的多个信号。代替将表示要感测其驱动特性的像素行的信息以及感测用数据信息编码至控制数据包CTR，感测用数据信息可作为要写入至像素行以感测其驱动特性的数据被写入在数据包中，并且用于显示黑色的数据可作为要写入至不感测任何驱动特性的其他像素行的数据被写入在数据包中。
如上所述，可在电源开启序列周期、电源关闭序列周期或垂直消隐周期VB期间执行感测驱动。在电源开启序列周期和电源关闭序列周期中，与感测指令有关的数据可通过第一EPI配线对EPI1在第一方向上传输并且感测数据可通过第二配线对EPI2在第二方向上传输。或者甚至在电源开启序列周期和电源关闭序列周期中，经由第二EPI配线对EPI2的数据通信可在第一方向与第二方向之间交替。
图7以放大的方式显示了当在VB期间执行感测驱动时经由第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2的数据通信。在VB期间，可交替执行经由第二EPI配线对EPI2的第一方向通信和第二方向通信，以交换与感测指令有关的数据和感测数据。就是说，在VB期间，通过第二EPI配线对EPI2，可在第一方向上传输与感测指令有关的数据并且可在第二方向上传输感测数据。
在VB期间，通过第一EPI配线对EPI1，可在第一方向上反复传输时钟训练图案CT和控制数据包CTR或者可按顺序反复传输时钟训练图案CT、控制数据包CTR和数据包DATA。
当在VB期间执行感测驱动时，经由第二EPI配线对EPI2的通信可在第一方向与第二方向之间交替。通过第二EPI配线对EPI2，在第一方向上传输包括时钟训练图案CT、控制数据包CTR以及与感测指令有关的数据的数据包(感测用DATA)，然后通信方向被切换(模式切换)，在第二方向上传输包括时钟训练图案CT、控制数据包CTR和感测数据的数据包。当在VB期间执行感测驱动时，第一方向通信与第二方向通信之间的切换可重复两次或更多次。
当在VB期间执行感测驱动时，通过第二EPI配线对EPI2在第一方向上传输的控制数据包可包括表示将数据通信方向切换为第二方向(或与感测指令有关的数据的传输结束)的信息，通过第二EPI配线对EPI2在第二方向上传输的控制数据包可包括表示将数据通信方向切换为第一方向(或感测数据的传输结束)的信息。
或者，表示切换第二EPI配线对EPI2的数据通信方向的信息可包括于要通过第一EPI配线对EPI1传输的控制数据包中，然后传输至源极驱动IC12，第二EPI配线对EPI2的数据通信方向可基于该信息切换。
图7图解了其中在VB期间第二EPI配线对EPI2的通信在第一方向与第二方向之间交替的示例，但在VB期间，可通过第二EPI配线对EPI2仅执行第二方向通信。在VB开始的时间，发生从第一方向通信到第二方向通信的改向，并且在VB的晚些时间发生从第二方向通信到第一方向通信的改向。在该情形中，可通过第一EPI配线对EPI1传输与感测指令有关的数据。
通过在VB期间执行感测驱动并且通过具有更高数据速率的第二EPI配线对EPI2传输感测数据，可在VB期间检测更多像素的驱动特性并且实时补偿更多像素的驱动特性。
图8图解了根据本发明一实施方式的用于在时序控制器与源极驱动IC之间的接口中处理数据的框构造。
时序控制器11可包括调度器(scheduler)111、第一数据产生器112、第一传输单元113、第一开关对115、第一接收单元116、第一数据分离器117、感测数据恢复单元118和第一控制数据恢复单元119。调度器111和第一数据产生器112可集成为第一串行器，第一数据分离器117、感测数据恢复单元118和第一控制数据恢复单元119可集成为第一解串器。
调度器111产生表示用于感测像素的驱动特性的感测驱动或用于显示输入图像的显示驱动的中断信号(interrupt signal)并将中断信号提供至第一数据产生器112。此外，调度器111产生表示第二EPI配线对EPI2的数据通信方向的模式信号MODE并将模式信号MODE传输至第一数据产生器112和第一开关对115。显示面板10的感测电路在感测驱动时根据从时序控制器11接收的感测指令感测像素的驱动特性，并且显示面板10中的驱动电路在显示驱动时将输入图像的数据写入至像素。
第一数据产生器112产生符合EPI接口协议的时钟训练图案CT、控制数据包CTR和数据包DATA。就是说，第一数据产生器112在显示驱动中响应于中断信号将输入图像的视频数据编码到数据包中，并且将由中断信号表示的显示驱动/感测驱动信号、时序信号等编码到控制数据包中。
在感测驱动时，数据包DATA可包括与输入图像的数据无关的预设数据，控制数据报CTR可包括感测指令，诸如感测驱动特性的像素行信息、测量驱动特性的像素颜色信息、感测电路的时序信息等。
第一数据产生器112在显示驱动时基于颜色分离输入图像的视频数据，例如分离RW和GB，以产生EPI数据并将EPI数据传输至第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2。第一数据产生器112在感测驱动时可将感测指令和感测用视频数据产生为要通过第一EPI配线对EPI1传输的EPI数据或者要通过第二EPI配线对EPI2传输的EPI数据。
第一数据产生器112可将表示第二EPI配线对EPI2的数据通信方向的模式信号MODE产生为要通过第一EPI配线对EPI1或第二EPI配线对EPI2传输的EPI数据。模式信号MODE在显示驱动时可设为表示第一方向的值并且在感测驱动时设为表示第二方向的值。可选择地，在感测驱动时，在通过第二EPI配线对EPI2传输感测指令的情形中，因为用于传输感测指令数据和感测数据的第二EPI配线对EPI2的数据通信在第一方向与第二方向之间交替，所以模式信号MODE可反复变为表示第一方向的值或表示第二方向的值。
第一传输单元113将嵌入时钟的数据转换为EPI接口协议中定义的用于差分信号对的数据，并通过第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2将转换的数据传输至源极驱动IC 12。第一传输单元113可基于中断信号和/或模式信号MODE通过第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2或通过第一EPI配线对EPI1传输数据。
第一开关对115可根据由调度器111提供的模式信号MODE将第二EPI配线对EPI2选择性地连接至第一传输单元113或第一接收单元116。
第一接收单元116在感测驱动时通过第二EPI配线对EPI2从源极驱动IC接收感测数据。
第一数据分离器117可使用时钟恢复电路从由第一接收单元116接收的信号恢复时钟并产生数据采样时钟，并且基于产生的时钟分离控制数据包CTR和数据包DATA。第一数据分离器117可产生并输出表示当时钟恢复时时钟被锁定的锁定信息(或者表示经由第二EPI配线对EPI2在第二方向上完成数据通信链接的信息)。
感测数据恢复单元118使用被第一数据分离器117恢复的数据采样时钟采样数据包DATA并恢复感测数据ADC DATA。
第一控制数据恢复单元119使用被第一数据分离器117恢复的数据采样时钟恢复控制数据。从源极驱动IC 12提供的控制数据可包括表示经由第二EPI配线对EPI2的第二方向通信结束的结束信息(或表示将数据通信方向切换为第一方向的信息或表示感测数据的结束的信息)。
调度器111可基于由第一控制数据恢复单元119提供的结束信息将模式信号MODE变为表示第二EPI配线对EPI2的通信方向是第一方向。
第一数据产生器112可将由第一数据分离器117提供的锁定信息编码到控制数据包中，并且控制数据包可通过第一传输单元113经由第一EPI配线对EPI1提供至源极驱动IC12。
源极驱动IC 12可包括第二接收单元121、第二数据分离器122、视频数据恢复单元123、第二控制数据恢复单元124、第二开关对125、第二传输单元126和第二数据产生器127。第二数据分离器122、视频数据恢复单元123和第二控制数据恢复单元124可集成为第二解串器，第二数据产生器127可称为第二串行器。
第二接收单元121可在显示驱动时通过第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2从时序控制器11接收输入图像的视频数据和控制数据，并且可在感测驱动时通过第一EPI配线对EPI1和第二EPI配线对EPI2二者或者仅通过第一EPI配线对EPI1接收数据。
第二数据分离器122可使用时钟恢复电路从通过第二接收单元121经由每个EPI配线对接收的信号恢复时钟并产生数据采样时钟，并且基于产生的时钟分离控制数据包CTR和数据包DATA。
在显示驱动时，第二数据分离器122可在从通过第一EPI配线对EPI1接收的信号恢复时钟时产生表示时钟恢复的第一锁定信号(或表示经由第一EPI配线对EPI1在第一方向上完成数据通信链接的信号)，在从通过第二EPI配线对EPI2接收的信号恢复时钟时产生表示时钟恢复的第二锁定信号(或表示经由第二EPI配线对EPI2在第一方向上完成数据通信链接的信号)，对第一锁定信号和第二锁定信号执行AND逻辑运算以产生第三锁定信号，并通过锁定信号线将第三锁定信号传输至时序控制器11。
当通过锁定信号线从源极驱动IC 12发送高逻辑电平的第三锁定信号时，第一数据产生器112可终止时钟训练图案CT的传输并产生控制数据包CTR和数据包DATA，以经由第一传输单元113传输。
视频数据恢复单元123使用数据采样时钟采样并恢复从第二数据分离器122接收的视频数据并且将恢复的数据转换成并行数据。并行数据发送至DAC并被转换为要输出至显示面板10中的数据线的数据电压。
第二控制数据恢复单元124恢复包括时序信号或感测指令的控制数据，以产生用于控制显示操作或感测操作的控制信号。第二控制数据恢复单元124可从通过第一EPI配线对EPI1和/或第二EPI配线对EPI2传输的控制数据包CTR提取表示第二EPI配线对EPI2的通信方向的模式信号MODE并将其提供至第二开关对125和第二数据分离器122。
第二控制数据恢复单元124可在感测驱动时从通过第一EPI配线对EPI1传输的控制数据包CTR提取锁定信息并输出锁定信息。
因为当在第二方向上执行经由第二EPI配线对EPI2的数据通信时不产生高逻辑电平的第二锁定信号，所以第二数据分离器122可将由第二控制数据恢复单元124提供的模式信号MODE与第二锁定信号执行OR逻辑运算，并且可将OR运算的结果值与通过锁定信号线传输的第一锁定信号执行AND逻辑运算，使得时序控制器11和源极驱动IC 12能够通过EPI接口成功地执行数据通信。
第二开关对125可根据由第二控制数据恢复单元124提供的模式信号MODE将第二EPI配线对EPI2选择性地连接至第二接收单元121或第二传输单元126。
第二数据产生器127在感测驱动时将通过感测电路感测并数字转换的感测数据ADC DATA产生为EPI数据格式。第二数据产生器127可产生时钟训练图案CT并且通过第二EPI配线对EPI2将其传输至时序控制器11。当第二控制数据恢复单元124提供锁定信息(表示经由第二EPI配线对EPI2在第二方向上完成数据通信链接的信息)时，第二数据产生器127可产生包括控制数据包CTR和感测数据ADC DATA的数据包。
当感测操作完成之后感测数据的传输终止时，第二数据产生器127可产生包括表示感测结束的信息的控制数据包，以使时序控制器11中的调度器111改变第二EPI配线对EPI2的数据通信方向。
第二传输单元126在感测驱动时通过第二EPI配线对EPI2将由第二数据产生器127产生的EPI数据传输至时序控制器11。
通过使用保持第一方向上的通信链接的第一EPI配线对EPI1的控制数据包来提供锁定信息(锁定信息表示经由第二EPI配线对EPI2在第二方向上的数据通信链接的完成)，在不使用单独的锁定信号线的情况下，可以传送在第二方向上通过第二EPI配线对EPI2进行数据通信所需的锁定信号。
同时，作为实验结果，当开关连接至EPI配线对时，最大数据传输速率从1.5GHz降至1.4GHz，但比B-LVDS的最大数据传输速度高得多，因而实施上没有任何问题。
在不背离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中能够进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明的技术范围不应限于本申请详细说明书中描述的内容，而是应当由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
配备有多个像素的显示面板；
源极驱动IC，所述源极驱动IC配置成给所述像素提供数据电压，将表示所述像素的驱动特性的信号转换为感测数据并输出所述感测数据；和
时序控制器，所述时序控制器配置成通过第一配线对和第二配线对给所述源极驱动IC传输控制数据包和视频数据包并且通过所述第二配线对从所述源极驱动IC接收所述感测数据，
其中所述时序控制器配置成当从所述源极驱动IC接收数据时，将锁定信息加载到所述控制数据包中并且通过所述第一配线对将所述控制数据包提供至所述源极驱动IC，所述锁定信息表示自通过所述第二配线对从所述源极驱动IC提供的信号提取的时钟是否被锁定。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述时序控制器配置成通过所述第一配线对或所述第二配线对传输与感测指令有关的数据并通过所述第二配线对接收所述感测数据，所述与感测指令有关的数据表示感测所述驱动特性。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述源极驱动IC配置成在电源开启序列周期、电源关闭序列周期或垂直消隐周期期间感测所述驱动特性，并且通过所述第二配线对将所述感测数据传输至所述时序控制器。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述时序控制器配置成在电源开启序列周期、电源关闭序列周期或垂直消隐周期期间仅在接收模式中操作所述第二配线对，或者在传输模式与所述接收模式之间切换所述第二配线对的操作模式。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述与感测指令有关的数据包括感测所述驱动特性的像素行信息、感测所述驱动特性的像素颜色信息、以及驱动相应像素颜色的感测用数据。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述时序控制器包括：
第一传输单元，所述第一传输单元给所述源极驱动IC发送所述控制数据包、所述视频数据包、以及包括时钟的信号；
第一接收单元，所述第一接收单元在感测所述驱动特性的感测驱动中，通过所述第二配线对从所述源极驱动IC接收所述信号；
第一开关对，所述第一开关对根据表示所述第二配线对的通信方向的模式信息将所述第二配线对选择性地连接至所述第一传输单元和所述第一接收单元之一；
第一串行器，所述第一串行器产生所述模式信息并且产生包括输入图像的视频数据的所述视频数据包以及包括所述模式信息和所述锁定信息的所述控制数据包；和
第一解串器，所述第一解串器在所述感测驱动中从由所述第一接收单元接收的所述信号恢复时钟，产生表示所述时钟是否被锁定的所述锁定信息，将所述锁定信息发送至所述第一串行器并且恢复所述感测数据。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中所述源极驱动IC包括：
第二接收单元，所述第二接收单元通过所述第一配线对和所述第二配线对接收信号；
第二传输单元，所述第二传输单元在所述感测驱动中通过所述第二配线对发送包括感测数据包和时钟的信号；
第二开关对，所述第二开关对根据所述模式信息将所述第二配线对选择性地连接至所述第二接收单元和所述第二传输单元之一；
第二解串器，所述第二解串器从由所述第二接收单元接收的所述信号恢复时钟，基于恢复的时钟分离控制数据和视频数据，并且从所述控制数据提取所述模式信息和所述锁定信息；和
第二串行器，所述第二串行器在所述感测驱动中将接收的感测数据编码到所述感测数据包中，以输出至所述第二传输单元，
其中所述第二传输单元根据所述锁定信息传输包括所述时钟的信号，然后传输包括所述感测数据包的信号。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第二解串器在用于在所述显示面板上显示输入图像的显示驱动中产生第一锁定信号和第二锁定信号并且基于所述第一锁定信号和所述第二锁定信号产生第三锁定信号，并且在所述感测驱动中基于所述第一锁定信号和所述模式信息产生所述第三锁定信号，所述第一锁定信号表示从经由所述第一配线对通过所述第二接收单元接收的信号提取的时钟是否被锁定，所述第二锁定信号表示从经由所述第二配线对通过所述第二接收单元接收的信号提取的时钟是否被锁定，并且
其中所述第三锁定信号通过锁定信号线提供至所述时序控制器。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述第二解串器通过将所述第一锁定信号与由所述第二锁定信号和所述模式信息的OR逻辑运算所获得的结果值执行AND逻辑运算来产生所述第三锁定信号。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第二传输单元通过所述第二配线对传输由所述第二解串器产生的所述感测数据包，所述感测数据包包括表示所述感测驱动的结束的感测结束信息，
其中所述第一解串器从所述感测数据包提取所述感测结束信息并将提取的感测结束信息提供至所述第一串行器，并且
其中所述第一串行器基于所述感测结束信息改变所述模式信息的值。
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