KR102126546B1 - 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법 - Google Patents

표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터의 전송 딜레이를 고려한 샘플링 클럭을 단순한 구조로 생성하여 안정적으로 전송 데이터를 수신할 수 있는 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 인터페이스 장치는 표시 패널로부터 센싱된 신호를 디지털로 변환하여 센싱 데이터를 전송하는 데이터 드라이버와; 상기 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 상기 센싱 데이터의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 N비트(N은 양의 정수)의 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터의 샘플링시 샘플링 클럭으로 이용하는 타이밍 컨트롤러를 구비한다.

Description

표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법{INTERFACE APPARATUS AND METHOD OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 데이터의 전송 딜레이를 고려한 샘플링 클럭을 생성하여 안정적으로 전송 데이터를 수신할 수 있는 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치로는 액정을 이용한 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치, 전기영동 입자를 이용한 전기영동 표시 장치(ElectroPhoretic Display; EPD) 등이 대표적이다.
이들 중 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) OLED 표시 장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.
OLED 표시 장치를 구성하는 다수의 픽셀(서브픽셀) 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하는 픽셀 회로를 구비한다. 픽셀 회로는 적어도 스위칭 트랜지스터 및 스토리지 커패시터와 구동 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호에 대응하는 전압을 스토리지 커패시터에 충전하고, 구동 트랜지스터는 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 따라 OLED 소자로 공급되는 전류를 제어하여 OLED 소자의 발광량을 조절한다. OLED의 발광량은 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 비례한다.
OLED 표시 장치는 여러가지 원인으로 인한 서브픽셀 간의 휘도 불균일성 문제를 갖고 있다. 예를 들면, 공정 편차 등으로 인한 구동 TFT의 임계 전압(이하 Vth) 및 이동도(mobility) 등과 같은 서브픽셀별 구동 특성이 차이가 있고, 구동 시간의 경과에 따라 나타나는 구동 TFT나 OLED 소자의 열화 등으로 인하여 픽셀별 구동 특성이 가변함으로써 동일 데이터 대비 휘도 불균일 문제가 발생하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, OLED 표시 장치는 각 서브픽셀의 특성 정보를 센싱하고 그 센싱 정보를 이용하여 비디오 데이터를 보상하는 데이터 외부 보상 방법을 이용하고 있다.
데이터 외부 보상을 위하여, 데이터 드라이버는 표시 패널에서 센싱 채널별로 센싱된 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 전송하고 있다.
타이밍 컨트롤러에서 데이터 드라이버로부터 전송된 데이터를 안정적으로 샘플링하기 위해서는 다수의 데이터 다수의 데이터 드라이브 IC(Integrated Circuit)에서 타이밍 컨트롤러로 전송되는 경로상의 RC 딜레이, 즉 전송 딜레이를 반드시 반영하여야 한다.
이를 위하여, 타이밍 컨트롤러에서는 동일 주파수의 위상이 다른 여러 개의 클럭이 필요하므로, 내부의 클럭 생성부에서 필요한 다수의 샘플링 클럭을 생성하여 전송 딜레이에 따라 선택적으로 적용하는 것이 일반적이다.
그러나, 모델마다 다른 전송 경로의 딜레이 차이에 대응하기 위해서는 많은 위상이 필요함과 아울러 송신부의 주파수 모드가 증가하면 그 주파수 모드 수의 배수로 클럭 생성이 필요하므로 클럭 생성부의 구조가 복잡하고 크기가 증가하는 문제점이 있다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러의 수신부가 4개의 주파수 모드와 각 주파수 모드당 8개의 다른 위상을 적용할 경우 주파수 모드(4)×위상수(8)=24개의 클럭을 생성해야 하는 다수개의 클럭 생성부와, 24개의 클럭 중 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서(MUX)가 필요하므로 회로가 복잡하고 회로 크기가 증가하는 문제점이 있다.
한편, 전술한 딜레이 차이로 인한 센싱 데이터 손실 문제는 OLED 표시 장치뿐만 아니라 다른 표시 장치들이나 터치 패널을 포함하는 표시 장치에서도 동일하게 발생할 수 있으므로, 본 발명은 OLED 표시 장치로 한정되지 않는다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 데이터의 전송 딜레이를 고려한 샘플링 클럭을 단순한 구조로 생성하여 안정적으로 전송 데이터를 수신할 수 있는 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 인터페이스 장치는 표시 패널로부터 센싱된 신호를 디지털로 변환하여 센싱 데이터를 전송하는 데이터 드라이버와; 상기 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 상기 센싱 데이터의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 N비트(N은 양의 정수)의 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터의 샘플링시 샘플링 클럭으로 이용하는 타이밍 컨트롤러를 구비한다.
본 발명의 실시에에 따른 표시 장치의 인터페이스 방법은 표시 패널로부터 센싱된 신호를 디지털로 변환하여 센싱 데이터를 전송하는 단계와; 상기 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 상기 센싱 데이터의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 N비트(N은 양의 정수)의 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터의 샘플링시 샘플링 클럭으로 이용하는 단계를 포함한다.
상기 클럭 파라미터의 비트 변경을 통해 상기 샘플링 클럭의 주파수가 조정되고; 상기 클럭 파라미터의 비트 변경을 통해 동일 주파수에서 상기 샘플링 클럭의 위상이 조정된다.
상기 타이밍 컨트롤러는 시리얼라이저를 통해 제어 정보 및 데이터를 클럭을 삽입한 직렬 패킷으로 변환하여 상기 데이터 드라이버로 전송하고; 상기 시리얼라이저를 통해 상기 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터를 수신하는 수신부에 상기 샘플링 클럭으로 공급한다.
상기 데이터 드라이버는 다수의 데이터 드라이브 IC를 포함하고, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 직렬 패킷을 상기 다수의 데이터 드라이브 IC에 개별 전송하고; 상기 다수의 데이터 드라이브 IC는 전송된 직렬 패킷으로부터 패킷 클럭을 복원하고, 상기 패킷 클럭 또는 그의 정수배 클럭을 기준으로 상기 센싱 데이터를 상기 타이밍 컨트롤러로 전송하며; 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 다수의 데이터 드라이브 IC의 전송 주파수와, 상기 각 IC로부터 상기 타이밍 컨트롤러까지의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 다수의 클럭 파라미터를 포함하고, 상기 각 IC를 지시하는 선택 신호에 따라 상기 다수의 클럭 파라미터 중 하나를 상기 시리얼라이저로 공급한다.
상기 클럭 파라미터의 N개 비트는 상기 직렬 패킷을 구성하는 비트 수와 동일하고; 상기 전송 주파수의 정수배(M) 모드에 대응하여 상기 클럭 파라미터의 N개 비트를 N/(2*M)개 비트 단위로 비트값을 변경하여 상기 샘플링 클럭의 주파수를 조정하고; 동일 주파수에서는 상기 클럭 파라미터의 비트 단위로 상기 샘플링 클럭의 위상을 조정한다.
다수의 클럭 파라미터는 제품 출하전에 상기 다수의 데이터 드라이브 IC의 전송 주파수와, 상기 각 IC로부터 상기 타이밍 컨트롤러까지의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅되어 비휘발성 메모리에 저장되고, 전원이 온되면 상기 비휘발성 메모리로부터 상기 타이밍 컨트롤러의 내부 메모리에 로딩되어 이용된다.
본 발명에 따른 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법은 전송 데이터의 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 샘플링 클럭을 생성하므로 다수의 클럭 생성부가 필요한 종래보다 회로 구성을 단순화하여 회로 크기를 감소시킬 수 있음과 아울러 제조 코스트를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법은 클럭 파라미터의 값을 변경하는 것으로 샘플링 클럭의 주파수뿐만 아니라 동일 주파수에서 위상을 쉽게 변경할 수 있으므로, 전송 주파수 모드 및 모델 변화에 상관없이 클럭 파라미터의 값의 변경만으로 최적의 샘플링 클럭을 생성할 수 있고, 그 최적의 샘플링 클럭을 이용하여 안정적으로 전송 데이터를 수신할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 OLED 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 드라이브 IC로부터 전송되는 센싱 데이터를 주파수 모드별로 나타낸 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 인터페이스부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 인터페이스부에서 클럭 파라미터에 따라 주파수가 변경된 샘플링 클럭을 나타낸 파형도이다.
도 5는 도 3에 도시된 인터페이스부에서 클럭 파라미터에 따라 위상 변경된 샘플링 클럭을 나타낸 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 인터페이스부에서 클럭 파라미터 변경을 통한 샘플링 결과를 보여주는 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스를 이용한 OLED 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 OLED 표시 장치의 인터페이스부를 나타낸 블록도이다.
이하의 실시예에서는 설명의 편의상 OLED 표시 장치를 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 OLED 표시 장치로 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 LCD, EPD 등의 다양한 다른 표시 장치뿐만 아니라 터치 패널이나 터치 패널이 내장된 표시 장치 등과 같이 패널을 센싱한 정보를 이용하는 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 OLED 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 표시 패널(50)의 데이터 라인들을 분할 구동하는 다수의 데이터 드라이브 IC(#1~#12)는 다수의 COF(Chip On Film) 상에 각각 실장되어 표시 패널(50)과 접속되고, PCB(Printed Circuit Board)1 및 PCB2에 분할 접속된다. PCB1 및 PCB2는 FPC(Flexible Printed Circuit)1 및 FPC2 각각을 통해 타이밍 컨트롤러(10)가 실장된 제어 보드(MPCB)와 접속된다.
타이밍 컨트롤러(10)와 데이터 드라이브 IC(#1~#12)는 전송 라인 수를 감소시킴과 아울러 EMI(Electromagnetic Interference) 등으로부터 전송 신호를 안정화하기 위하여, 다양한 제어 정보 및 비디오 데이터를 클럭을 포함하는 직렬 형태로 변환하여 패킷 단위로 포인트-투-포인트(Point-to-Point) 방식으로 전송하는 임베디드 포인트-투-포인트 인터페이스(Embedded Point-to-point Interface; 이하 EPI) 기술을 이용한다.
타이밍 컨트롤러(10)는 다수의 데이터 드라이브 IC(#1~#12)와 개별적으로 접속된 전송 버스(도시하지 않음)을 통해 포인트-투-포인트 방식으로 EPI 패킷을 전송한다. 개별 전송 버스는 EPI 패킷을 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 또는 미니-LVDS 등의 차동 신호 형태로 전송하는 한 쌍의 전송라인을 구비한다.
EPI 패킷은 클럭과 제어 정보를 직렬 형태로 포함하는 제어 패킷, 클럭과 비디오 데이터를 직렬 형태로 포함하는 데이터 패킷 등을 포함하고, 데이터 드라이브 IC(#1~#12)의 내부 클럭 록킹(locking)을 위한 클럭 트레이닝 패턴을 포함하기도 한다. 제어 정보는 각 데이터 드라이브 IC(#1~#12)의 구동에 필요한 다수의 데이터 제어 신호들을 포함하고, 게이트 드라이버로 전달해 주기 위한 다수의 게이트 제어 신호들을 포함하기도 한다.
데이터 드라이브 IC(#1~#12) 각각은 타이밍 컨트롤러(10)로부터 전송된 차동 신호를 EPI 패킷으로 변환하고, EPI 패킷으로부터 클럭, 제어 정보, 비디오 데이터 등을 복원하여 구동 채널을 통해 표시 패널(50)을 구동한다.
데이터 드라이브 IC(#1~#12) 각각은 복원된 제어 정보를 이용하여 표시 패널(50)의 각 서브픽셀의 구동 특성을 나타내는 센싱 신호(전압 또는 전류)를 센싱 채널을 통해 센싱하고 디지털 센싱 데이터로 변환한다. 데이터 드라이브 IC(#1~#12) 각각은 EPI 패킷으로부터 복원된 패킷 클럭을 기준으로 센싱 데이터를 직렬 형태로 변환하고, 차동 신호로 변환하여 타이밍 컨트롤러(10)로 순차 전송한다. IC(#1~#12) 내부의 주파수 모드에 따라, 센싱 데이터는 도 2에 도시된 바와 같이 패킷 클럭과 동일한 주파수 모드(1X)로 전송되거나, 패킷 클럭을 정수배로 체배한 주파수 모드(2X, 4X 등)로 전송된다.
이때, 전송 라인 수 감소를 위하여, 센싱 데이터만 타이밍 컨트롤러(10)로 전송되고, 별도의 클럭은 전송되지 않는다.
제1 그룹의 데이터 드라이브 IC(#1~#6)는 각각의 출력 단자와 공통 접속된 제1 버스(B1)를 통해 센싱 데이터를 타이밍 컨트롤러(10)로 순차 전송하고, 제2 그룹의 데이터 드라이브 IC(#7~#12)는 각각의 출력 단자와 공통 접속된 제2 버스(B2)를 통해 센싱 데이터를 타이밍 컨트롤러(10)로 순차 전송한다. 제1 및 제2 버스(B1, B2) 각각은 차동 신호를 전송하는 한 쌍의 전송 라인을 구비한다.
타이밍 컨트롤러(10)는 제1 및 제2 버스(B1, B2)를 통해 데이터 드라이브 IC(#1~#12)로부터 순차 전송된 센싱 데이터를 수신 및 복원하여 보상 정보로 가공한다.
각 IC(#1~#12)가 EPI 패킷으로부터 복원한 패킷 클럭 자체도 타이밍 컨트롤러(10)의 내부에서 생성된 패킷 클럭보다 위상이 딜레이되어 있을 뿐만 아니라, 다수의 데이터 드라이브 IC(#1~#12) 각각으로부터 타이밍 컨트롤러(10)까지의 전송 길이가 서로 다르므로 각 IC(#1~#12)로부터의 센싱 데이터는 서로 다른 전송 딜레이(RC 딜레이)를 갖고 있다.
따라서, 타이밍 컨트롤러(10)는 각 IC(#1~#12)로부터 서로 다른 전송 딜레이를 갖고 전송된 센싱 데이터를 안정적으로 샘플링하기 위하여 IC별로 위상이 다른 샘플링 클럭을 이용한다. 이때, 샘플링 클럭은 IC의 주파수 모드에 따라 주파수가 가변될 수 있다.
이때, 타이밍 컨트롤러(10)는 IC의 주파수 모드와 각 IC의 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 클럭 파라미터를 EPI 시리얼라이저(Serializer)를 통해 반복적으로 직렬화하고, 반복적으로 직렬화된 클럭 파라미터를 각 IC의 주파수 모드 및 전송 딜레이에 최적화된 샘플링 클럭으로 이용하여 센싱 데이터를 안정적으로 샘플링한다. 이에 따라, 종래와 같이 위상 및/또는 주파수가 다른 다수의 샘플링 클럭을 생성하기 위한 다수의 클럭 생성부와 다수의 클럭을 선택하기 위한 MUX가 필요하지 않으므로 회로 구성을 단순화할 수 있다.
클럭 파라미터는 제품 출하전에 필요한 주파수 모드에 따라 각 IC별 입력 파형의 딜레이를 반영하여 엔지니어가 세팅하고, 세팅된 다수의 클럭 파라미터는 EEPROM, 낸드플래시 메모리 등과 같은 각 표시 장치의 비휘발성 메모리에 미리 저장된다. 비휘발성 메모리에 저장된 다수의 클럭 파라미터는 표시 장치의 전원이 온되면 타이밍 컨트롤러의 내부 메모리에 로딩되어 이용된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 인터페이스부를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(10)의 인터페이스부(110)는 EPI 시리얼라이저(112), 버스-LVDS 수신부(B-LVDS Rx; 114), 룩업 테이블(이하 LUT) 등을 포함한다.
EEPROM에는 주파수 모드에 대응하여 각 데이터 드라이브 IC별로 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 클럭 파라미터가 IC별로 저장되어 있고, 전원이 온 되면 타이밍 컨트롤러(10)의 내부 메모리인 LUT에 로딩된다.
LUT는 EEPROM으로부터 로딩된 각 IC의 클럭 파라미터를 저장하고, 각 IC를 지시하는 선택 신호(SEL)에 따라 각 IC에 해당하는 하나의 클럭 파라미터(CLK_P)를 선택하여 출력한다.
EPI 시리얼라이저(112)는 데이터 정렬부(도시하지 않음)로부터 k개의 데이터 드라이브 IC에 각각 전송될 데이터(Data_1~Data_k)를 입력한다. EPI 시리얼라이저(112)는 입력 데이터(Data_1~Data_k)를 각각 직렬화하고, 클럭 생성부(도시하지 않음)로부터 입력된 패킷 클럭을 직렬화된 데이터에 패킷 단위로 삽입하여 직렬 형태의 EPI 패킷(EPI_1~EPI_k)을 출력한다.
EPI 시리얼라이저(112)는 LUT로부터 각 IC에 대응하여 출력된 하나의 클럭 파라미터(CLK_P)를 반복적으로 직렬화하여 출력하고, 반복적으로 직렬화된 클럭 파라미터는 샘플링 클럭(CLK_S)으로 이용되게 B-LVDS 수신부(114)로 공급한다.
B-LVDS 수신부(114)는 EPI 시리얼라이저(112)로부터 공급된 샘플링 클럭(CLK_S)을 이용하여 다수의 데이터 드라이브 IC로부터 순차 전송된 센싱 데이터를 샘플링하여 출력한다.
EEPROM에 저장된 IC별 클럭 파라미터는 EPI 패킷에 포함되는 직렬 비트의 수, 즉 UI(Unit Interval) 수와 동일한 비트 수를 갖는다. 클럭 파라미터의 데이터 값을 조정함으로써 비트 단위로 샘플링 클럭(CLK_S)의 위상을 조정할 수 있으며, 샘플링 클럭(CLK_S)의 주파수로 조정할 수 있다
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 EPI 패킷이 24UI의 직렬 비트를 포함할 때, 클럭 파라미터(CLK_P)도 패킷 클럭의 주기와 동일하게 24비트로 설정된다. 각 데이터 드라이브 IC로부터 전송되는 센싱 데이터도 EPI 패킷으로부터 복원 패킷 클럭을 기준으로 24UI의 직렬 비트를 포함하는 패킷 단위로 타이밍 컨트롤러(10)로 전송된다. 패킷 클럭과 동일한 주파수 모드(1X)를 위한 1X 클럭 파라미터(CLK_P)는 111111111111000000000000로 설정되고, 2배 주파수 모드(2X)를 위한 2X 클럭 파라미터(CLK_P)는 000000111111000000111111로 설정되고, 4배 주파수 모드(4X)의 4X 클럭 파라미터(CLK_P)는 000111000111000111000111로 설정될 수 있다. 이러한 24비트의 클럭 파라미터(CLK_P)를 직렬화하면 해당 주파수 모드의 샘플링 클럭(CLK_S)으로 공급할 수 있다.
EPI 패킷이 N(=24)개의 UI를 갖음에 따라 클럭 파라미터(CLK_P)가 N(즉, 24) 비트를 갖을 때, 패킷 클럭과 동일한 주파수 모드의 1X 클럭 파라미터(CLK_P)는 N/2개(즉, 24/2=12) 비트 단위로 비트값을 변경하여 설정하고, M배 주파수 모드를 위한 클럭 파라미터(CLK_P)는 N/(2*M)개(즉, 2X일 때 24/(2*2)=6, 4X일 때 24/(2*4)=3)의 비트 단위로 비트값을 변경하여 설정함으로써 샘플링 클럭(CLK_S)의 주파수를 조정할 수 있다. 따라서, 클럭 파라미터(CLK_P)의 각 비트를 규칙적으로 단순 변경하는 것으로 샘플링 클럭(CLK_S)의 주파수를 쉽게 조정할 수 있다.
또한, 동일 주파수 모드의 클럭 파라미터(CLK_P)는 비트 단위로 위상을 미세 조정할 수 있다. 예를 들면, 도 5와 같이 1X 주파수 모드의 클럭 파라미터(CLK_P)에서 각 비트를 조정하는 것으로 N개(즉, 24개) 위상을 갖는 샘플링 클럭(CLK_S)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 111111111111000000000000로 세팅된 1X 클럭 파라미터(CLK_P)를 011111111111100000000000, 001111111111110000000000, 000111111111111000000000 등으로 변경함으로써 샘플링 클럭(CLK_S)의 위상을 미세 조정할 수 있다. 2X 주파수 모드의 클럭 파라미터(CLK_P)는 N/2(즉, 12개) 위상을 갖는 샘플링 클럭을 생성할 수 있다. 따라서, 동일 주파수에서도 클럭 파라미터(CLK_P)의 비트를 단순 변경하는 것으로, IC별 전송 딜레이에 따라 샘플링 클럭(CLK_S)의 위상을 쉽게 조정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 인터페이스부에서 클럭 파라미터 변경을 통한 샘플링 결과를 보여주는 타이밍도이다.
도 6을 참조하면, 클럭 파라미터(PLK_P)의 1111111111111000000000000를 직렬화하여 생성한 제1 샘플링 클럭(CLK_S1)을 이용하여 폴링 타임에서 센싱 데이터를 샘플링한 경우, 셋업 타임(setup time) 및 홀드 타임(hold time)의 부족으로 샘플링을 할 수 없음을 알 수 있다.
반면에, 클럭 파라미터(PLK_P)를 0000000000001111111111111로 변경하여 직렬화된 제2 샘플링 클럭(CLK_S2)을 이용하여 폴링 타임에서 센싱 데이터를 샘플링한 경우, 데이터의 센터에 샘플링 포인트를 맞출 수 있으므로 셋업 타임(setup time) 및 홀드 타임(hold time)이 충분하여 안정적으로 샘플링할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 클럭 파라미터(PLK_P) 값을 변경하는 것만으로 샘플링 클럭(CLK_S)의 위상을 다양하게 변경하여 센싱 데이터를 안정적으로 샘플링할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스를 이용한 OLED 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7 나타낸 OLED 표시 장치는 타이밍 컨트롤러(10), 데이터 드라이버(20), 게이트 드라이버(30), 감마 전압 생성부(40), 표시 패널(50), EEPROM을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(10)는 외부로부터 입력되는 다수의 동기 신호를 이용하여 데이터 드라이버(20) 및 게이트 드라이버(30)의 구동 타이밍을 각각 제어하는 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(20) 및 게이트 드라이버(30)로 출력한다. 타이밍 컨트롤러(10)는 EPI 프로토콜을 이용하여 제어 정보 및 비디오 데이터를 클럭을 포함하는 EPI 패킷 단위로 데이터 드라이버(20)에 전송한다.
타이밍 컨트롤러(10)는 데이터 드라이버(20)로부터 전송된 각 서브픽셀의 센싱 데이터를 수신하고, 샘플링 클럭을 이용하여 샘플링한다. 특히, 타이밍 컨트롤러(10)는 데이터 드라이버(20)의 주파수 모드와 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 클럭 파라미터를 EPI 시리얼라이저를 통해 반복적으로 직렬화하여 샘플링 클럭으로 이용한다.
데이터 드라이버(30)를 통해 센싱된 각 서브픽셀의 센싱 데이터는 각 서브픽셀의 특성을 결정하는 구동 TFT의 임계 전압(이하 Vth), 이동도, OLED 특성 등에 따라 가변되는 픽셀 전류에 대응하는 것이므로, 타이밍 컨트롤러(10)는 각 서브픽셀의 센싱 데이터를 이용하여 각 서브픽셀의 특성 정보를 검출하고 보상할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(10)는 입력 영상으로부터 검출된 평균 화상 레벨(Average Picture level; APL) 등과 같은 영상 특성 정보에 따른 피크 휘도를 결정하고 결정된 피크 휘도에 따라 감마 고전위 전원을 조정하여 조정된 감마 고전위 전원을 감마 전압 생성부(40)로 공급할 수 있다.
감마 전압 생성부(40)는 서로 다른 레벨을 갖는 다수의 감마 전압을 포함하는 감마 전압 세트를 생성하여 데이터 드라이버(20)로 공급한다. 감마 전압 생성부(40)는 감마 고전위 전원을 저항 스트링을 통해 분압하여 다수의 감마 전압을 포함하는 감마 전압 세트를 생성하여 출력한다. 감마 전압 생성부(40)는 데이터 드라이버(20)에 내장될 수 있다.
데이터 드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 전송된 EPI 패킷으로부터 클럭, 제어 신호 및 데이터를 복원하고, 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 표시 패널(50)의 데이터 라인(DLm)으로 공급한다. 데이터 드라이버(20)는 감마 전압 생성부(40)로부터의 감마 전압 세트를 데이터의 계조값에 각각 대응하는 계조 전압들로 세분화한 다음, 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환한다.
데이터 드라이버(20)는 프리차지 데이터를 데이터 라인으로 공급하여 서브픽셀을 구동한 다음, 센싱 채널을 통해 서브픽셀로부터의 센싱 신호를 센싱한다. 센싱 채널은 각 서브픽셀의 구동시 레퍼런스 전압을 공급하는 레퍼런스 라인이거나, 테스트 데이터를 공급한 데이터 라인이거나, 이들과는 별도로 구비된 센싱 라인(또는 리드아웃 라인)일 수 있다.
데이터 드라이버(20)는 센싱 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(10)로 전송한다. 이때, 데이터 드라이버(20)는 EPI 패킷으로부터 복원된 패킷 클럭을 기준으로 센싱 데이터를 직렬화하여 타이밍 컨트롤러(10)로 전송한다.
데이터 드라이버(20)는 적어도 하나의 데이터 드라이브 IC로 구성되어 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되고, 표시 패널(50)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 표시 패널(50)의 비표시 영역 상에 실장될 수 있다.
게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터의 게이트 제어 신호에 응답하여 표시 패널(50)의 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다. 게이트 드라이버(30)는 게이트 제어 신호에 응답하여 각 게이트 라인에 해당 스캔 기간에서 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 나머지 기간에서는 게이트 오프 전압을 공급한다. 게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 직접 게이트 제어 신호를 공급받거나, 타이밍 컨트롤러(10)로부터 데이터 드라이버(20)를 경유하여 게이트 제어 신호를 공급받을 수 있다.
게이트 드라이버(30)는 적어도 하나의 게이트 드라이브 IC로 구성되고 TCP, COF, FPC 등과 같은 회로 필름에 실장되어 표시 패널(50)에 TAB 방식으로 부착되거나, COG 방식으로 표시 패널(50)의 비표시 영역 상에 실장될 수 있다. 이와 달리, 게이트 드라이버(30)는 표시 패널(50)의 픽셀 어레이에 형성되는 TFT 어레이와 함께 TFT 기판의 비표시 영역에 형성됨으로써 표시 패널(50)에 내장된 GIP(Gate In Panel) 타입으로 형성될 수 있다.
표시 패널(50)은 게이트 라인, 데이터 라인, 레퍼런스(reference) 라인, 고전위 전원 라인 및 저전위 전원 라인과, 매트릭스 형태의 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이의 각 픽셀은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브픽셀의 조합으로 원하는 색을 구현하고, 휘도 향상을 위한 백색(W) 서브픽셀을 추가로 구비하기도 한다.
각 서브픽셀은 OLED 소자 및 그 OLED 소자를 구동하기 위한 픽셀 회로를 구비한다. 픽셀 회로는 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 또한, 픽셀 회로는 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)를 각각 제어하는 제1 및 제2 게이트 라인(GLn1, GLn2)과, 제1 스위칭 TFT(ST1)에 데이터 신호 공급하는 데이터 라인(DLm)과, 제2 스위칭 TFT(ST2)에 레퍼런스 전압(Vref)을 공급하는 레퍼런스 라인(RLm)과, 구동 TFT(DT)에 고전위 전원(ELVDD)을 공급하는 ELVDD 라인과, OLED의 캐소드에 저전위 전원(ELVSS)을 공급하는 ELVSS 라인과 접속된다.
제1 스위칭 TFT(ST1)는 제1 게이트 라인(GLn1)의 제어에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호에 대응하는 전압을 스토리지 커패시터(Cst)에 충전한다. 이때, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 제2 게이트 라인(GLn2)의 제어에 응답하여 레퍼런스 라인(RLm)으로부터의 레퍼런스 전압(Vref)을 구동 TFT(DT)와 OLED 소자 사이의 접속 노드에 공급한다. 구동 TFT(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 따라 OLED 소자로 공급되는 전류를 제어하여 OLED 소자의 발광량을 조절한다. 한편, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 센싱 모드에서 픽셀 회로의 구동 특성에 따라 출력되는 픽셀 전류를 레퍼런스 라인(RLm)으로 공급하는 경로로 이용될 수 있다.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 인터페이스 장치를 나타낸 것으로, 타이밍 컨트롤러(10)와 다수의 데이터 드라이브 IC(#1~#k)에 구비된 인터페이스 장치의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
LUT는 EEPROM으로부터 로딩된 IC(#1~#k) 각각의 클럭 파라미터를 저장하고, 각 IC를 지시하는 선택 신호(SEL)에 따라 해당 클럭 파라미터(CLK_P)를 선택하여 출력한다.
EPI 시리얼라이저(112)는 입력 데이터(Data_1~Data_k)를 각각 직렬화하고, 클럭 생성부인 PLL(Phase Locked Loop)로부터 입력된 패킷 클럭을 포함하는 직렬 형태의 EPI 패킷(EPI_1~EPI_k)을 출력하고, 출력 버퍼(118)는 EPI 패킷(EPI_1~EPI_k)을 차동 신호 형태로 변환하여 개별 전송 버스를 통해 데이터 드라이브 IC(#1~#k)에 전송한다.
EPI 시리얼라이저(112)는 LUT로부터 각 IC에 대응하여 출력된 하나의 클럭 파라미터(CLK_P)를 반복적으로 직렬화하여 B-LVDS 수신부(114)에 샘플링 클럭(CLK_S)으로 공급한다.
B-LVDS 수신부(114)는 데이터 드라이브 IC(#1~#k)로부터 순차 전송된 센싱 데이터를 수신하고, EPI 시리얼라이저(112)로부터 공급된 샘플링 클럭(CLK_S)을 이용하여 센싱 데이터를 샘플링하여 출력한다.
데이터 드라이브 IC(#1~#k) 각각은 수신부(120), B-LVDS 송신부(122), 구동부(130), 센싱부(132)를 포함한다.
수신부(120)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 전송된 차동 신호를 EPI 패킷으로 변환하고, EPI 패킷으로부터 클럭, 제어 정보 및 데이터를 복원하여 출력한다. 구동부(130)는 수신부(120)로부터의 클럭, 제어 정보 및 데이터를 이용하여 구동 채널인 데이터 라인을 구동한다. 센싱부(132)는 센싱 채널을 통해 각 서브픽셀의 특성을 나타내는 신호를 센싱하고 센싱 신호를 센싱 데이터로 변환하여 출력한다. B-LVDS 송신부(122)는 센싱부(132)로부터 출력된 센싱 데이터를 수신부(120)로부터 복원된 패킷 클럭을 기준으로 직렬화하고 차동 신호로 변환하여 타이밍 컨트롤러(10)로 전송한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법은 전송 데이터의 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 샘플링 클럭을 생성하므로 다수의 클럭 생성부가 필요한 종래보다 회로 구성을 단순화하여 회로 크기를 감소시킬 수 있음과 아울러 제조 코스트를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 인터페이스 장치 및 방법은 클럭 파라미터의 값을 변경하는 것으로 샘플링 클럭의 주파수뿐만 아니라 동일 주파수에서 위상을 쉽게 변경할 수 있으므로, 전송 주파수 모드 및 모델 변화에 상관없이 클럭 파라미터의 값의 변경만으로 최적의 샘플링 클럭을 생성할 수 있고, 그 최적의 샘플링 클럭을 이용하여 안정적으로 전송 데이터를 수신할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10: 타이밍 컨트롤러 20: 데이터 드라이버
30: 게이트 드라이버 40: 감마 전압 생성부
50: 표시 패널 110: 인터페이스부
112: EPI 시리얼라이저 114: B-LVDS 수신부
118: 출력 버퍼 120: 수신부
122: B-LVDS 송신부 130: 구동부
132: 센싱부 #1~#k: 데이터 드라이브 IC

Claims (12)

  1. 표시 패널로부터 센싱된 신호를 디지털로 변환하여 센싱 데이터를 전송하는 데이터 드라이버와;
    상기 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 상기 센싱 데이터의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 N비트(N은 양의 정수)의 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터의 샘플링시 샘플링 클럭으로 이용하는 타이밍 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클럭 파라미터의 비트 변경을 통해 상기 샘플링 클럭의 주파수가 조정되고;
    상기 클럭 파라미터의 비트 변경을 통해 동일 주파수에서 상기 샘플링 클럭의 위상이 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    시리얼라이저를 통해 제어 정보 및 데이터를 클럭을 삽입한 직렬 패킷으로 변환하여 상기 데이터 드라이버로 전송하고;
    상기 시리얼라이저를 통해 상기 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터를 수신하는 수신부에 상기 샘플링 클럭으로 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는 다수의 데이터 드라이브 IC를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 직렬 패킷을 상기 다수의 데이터 드라이브 IC에 개별 전송하고;
    상기 다수의 데이터 드라이브 IC는 전송된 직렬 패킷으로부터 패킷 클럭을 복원하고, 상기 패킷 클럭 또는 그의 정수배 클럭을 기준으로 상기 센싱 데이터를 상기 타이밍 컨트롤러로 전송하며;
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 다수의 데이터 드라이브 IC의 전송 주파수와, 상기 각 IC로부터 상기 타이밍 컨트롤러까지의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 다수의 클럭 파라미터를 포함하고, 상기 각 IC를 지시하는 선택 신호에 따라 상기 다수의 클럭 파라미터 중 하나를 상기 시리얼라이저로 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 클럭 파라미터의 N개 비트는 상기 직렬 패킷을 구성하는 비트 수와 동일하고;
    상기 전송 주파수의 정수배(M) 모드에 대응하여 상기 클럭 파라미터의 N개 비트를 N/(2*M)개 비트 단위로 비트값을 변경하여 상기 샘플링 클럭의 주파수를 조정하고;
    동일 주파수에서는 상기 클럭 파라미터의 비트 단위로 상기 샘플링 클럭의 위상을 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    다수의 클럭 파라미터는 제품 출하전에 상기 다수의 데이터 드라이브 IC의 전송 주파수와, 상기 각 IC로부터 상기 타이밍 컨트롤러까지의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅되어 비휘발성 메모리에 저장되고, 전원이 온되면 상기 비휘발성 메모리로부터 상기 타이밍 컨트롤러의 내부 메모리에 로딩되어 이용되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  7. 데이터 드라이버에서 표시 패널로부터 센싱된 신호를 디지털로 변환하여 센싱 데이터를 전송하는 단계와;
    타이밍 컨트롤러에서 상기 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 상기 센싱 데이터의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 N비트(N은 양의 정수)의 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터의 샘플링시 샘플링 클럭으로 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 클럭 파라미터의 비트 변경을 통해 상기 샘플링 클럭의 주파수가 조정되고;
    상기 클럭 파라미터의 비트 변경을 통해 동일 주파수에서 상기 샘플링 클럭의 위상이 조정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    시리얼라이저를 통해 제어 정보 및 데이터를 클럭을 삽입한 직렬 패킷으로 변환하여 상기 데이터 드라이버로 전송하고;
    상기 시리얼라이저를 통해 상기 클럭 파라미터를 반복적으로 직렬화하여 상기 센싱 데이터를 수신하는 수신부에 상기 샘플링 클럭으로 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는 다수의 데이터 드라이브 IC를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 직렬 패킷을 상기 다수의 데이터 드라이브 IC에 개별 전송하고;
    상기 다수의 데이터 드라이브 IC는 전송된 직렬 패킷으로부터 패킷 클럭을 복원하고, 상기 패킷 클럭 또는 그의 정수배 클럭을 기준으로 상기 센싱 데이터를 상기 타이밍 컨트롤러로 전송하며;
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 다수의 데이터 드라이브 IC의 전송 주파수와, 상기 각 IC로부터 상기 타이밍 컨트롤러까지의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅된 다수의 클럭 파라미터를 포함하고, 상기 각 IC를 지시하는 선택 신호에 따라 상기 다수의 클럭 파라미터 중 하나를 상기 시리얼라이저로 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 클럭 파라미터의 N개 비트는 상기 직렬 패킷을 구성하는 비트 수와 동일하고;
    상기 전송 주파수의 정수배(M) 모드에 대응하여 상기 클럭 파라미터의 N개 비트를 N/(2*M)개 비트 단위로 비트값을 변경하여 상기 샘플링 클럭의 주파수를 조정하고;
    동일 주파수에서는 상기 클럭 파라미터의 비트 단위로 상기 샘플링 클럭의 위상을 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    다수의 클럭 파라미터는 제품 출하전에 상기 다수의 데이터 드라이브 IC의 전송 주파수와, 상기 각 IC로부터 상기 타이밍 컨트롤러까지의 전송 딜레이를 고려하여 미리 세팅되어 비휘발성 메모리에 저장되고, 전원이 온되면 상기 비휘발성 메모리로부터 상기 타이밍 컨트롤러의 내부 메모리에 로딩되어 이용되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 방법.
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