KR102133225B1 - 픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템 - Google Patents

픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템 Download PDF

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Abstract

표시 장치에 입력되는 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하기 위한 픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템이 개시된다. 픽셀 데이터 모니터링 장치는 멀티플렉서, 모니터링 모듈 및 분석 모듈을 포함한다. 멀티플렉서는 외부 장치로부터 제공되는 픽셀 데이터를 표시 장치의 특성에 맞도록 변환하는 하나 이상의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택한다. 모니터링 모듈은 멀티플렉서에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장한다. 분석 모듈은 픽셀 데이터가 모니터링 모듈에 제공되도록 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 모니터링 모듈에 인가하여 모니터링 모듈에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석한다.

Description

픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING PIXEL DATA AND DISPLAY SYSTEM FOR ADAPTING THE SAME}
본 발명은 픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치에 입력되는 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하기 위한 픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 표시패널 구동 시 영상이 표시되지 않거나 노이즈 발생과 같은 불량이 발생하면, 디버그 TP(test point) 신호를 이용하여 DE(data enable) 신호 또는 페일(FAIL) 신호를 분석한다. 하지만, TP가 없거나 측정이 어려울 경우는 분석이 쉽지 않다. 왜냐하면, 최근 PCB 크기 축소로 인해 TP를 삭제하는 추세이기 때문이다.
또한, 단순 파형 측정으로는 픽셀 데이터의 변화를 확인할 수 없다. 즉, 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터간의 변화를 비교하여 확인할 수 있는 압축된 DCC(Dynamic Capacitance Compensation) 노이즈나 시간/공간적으로 데이터 변화 추이를 확인할 수 있는 디더링 노이즈(Dithering Noise)의 경우, 픽셀 데이터의 변화를 확인할 수 없다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 표시 장치의 표시 불량 원인을 진단하기 위해 상기한 표시 장치에 입력되는 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하기 위한 픽셀 데이터 모니터링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 픽셀 데이터 모니터링 방법을 수행하기 위한 픽셀 데이터 모니터링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 픽셀 데이터 모니터링 장치를 채용한 표시 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치는 멀티플렉서, 모니터링 모듈 및 분석 모듈을 포함한다. 상기 멀티플렉서는 외부 장치로부터 제공되는 픽셀 데이터를 표시 장치의 특성에 맞도록 변환하는 하나 이상의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택한다. 상기 모니터링 모듈은 상기 멀티플렉서에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장한다. 상기 분석 모듈은 상기 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈에 제공되도록 상기 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈에 인가하여 상기 모니터링 모듈에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석한다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈과 상기 모니터링 모듈은 I2C 버스 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈은 마스터 기능을 수행하고, 상기 모니터링 모듈은 슬레이브 기능을 수행할 수 있다.
일실시예에서, 상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시패널의 구동을 제어하는 구동부에 픽셀 데이터 및 구동 신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기능 블록은 상기 타이밍 콘트롤러에 구비될 수 있다.
일실시예에서, 상기 멀티플렉서 및 상기 모니터링모듈은 상기 타이밍 콘트롤러에 구비될 수 있다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈은 상기 외부 장치에 구비될 수 있다.
일실시예에서, 상기 멀티플렉서는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택할 때 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터를 더 선택할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 방법에 따르면, 외부 장치로부터 제공되는 픽셀 데이터를 표시 장치의 특성에 맞도록 변환하는 하나 이상의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택한다. 이어, 상기 선택된 픽셀 데이터를 저장한다. 이어, 상기 저장된 픽셀 데이터를 리드한다. 이어, 상기 리드된 픽셀 데이터를 근거로 픽셀 데이터의 변화를 분석한다.
일실시예에서, 상기 기능 블록은 복수개이고, 복수개의 기능 블록은 직렬 연결되고, 상기 저장되는 픽셀 데이터는 상기 기능 블록들 중 하나의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터일 수 있다.
일실시예에서, 상기 기능 블록은 복수개이고, 복수개의 기능 블록들은 직렬 연결되고, 상기 저장되는 픽셀 데이터는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터와 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터일 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시 시스템은 표시 장치 및 픽셀 데이터 모니터링 장치를 포함한다. 상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널의 구동을 제어하는 구동부와, 상기 구동부에 픽셀 데이터 및 구동신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러를 포함한다. 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는 상기 타이밍 콘트롤러에 억세스하여 상기 타이밍 콘트롤러 내의 레지스터 값들을 리드하여 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링한다.
일실시예에서, 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 표시패널 상에 표시되는 영상의 특성을 개선하기 위해 상기 픽셀 데이터를 변환하는 하나 이상의 기능 블록을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 프레임 별로 리드하여 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링할 수 있다.
일실시예에서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는, 멀티플렉서, 모니터링 모듈 및 분석 모듈을 포함할 수 있다. 상기 멀티플렉서는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택할 수 있다. 상기 모니터링 모듈은 상기 멀티플렉서에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장할 수 있다. 상기 분석 모듈은 상기 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈에 제공되도록 상기 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈에 인가하여 상기 모니터링 모듈에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석할 수 있다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈은 상기 로케이션 선택 신호를 변경하여 상기 타이밍 콘트롤러별로 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터를 확인할 수 있다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈은 상기 픽셀 포지션 신호를 변경하여 상기 표시패널내에서 원하는 영역의 픽셀 데이터를 모니터링할 수 있다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈과 상기 모니터링 모듈은 I2C 버스 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 분석 모듈은 마스터 기능을 수행하고, 상기 모니터링 모듈은 슬레이브 기능을 수행할 수 있다.
일실시예에서, 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 표시패널 상에 표시되는 영상의 특성을 개선하기 위해 상기 픽셀 데이터를 변환하는 하나 이상의 기능 블록을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는 상기 기능 블록에 인가되는 변환전 픽셀 데이터와 상기 기능 블록에서 출력되는 변환후 픽셀 데이터를 근거로 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링할 수 있다.
일실시예에서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는 멀티플렉서, 모니터링 모듈 및 분석 모듈을 포함할 수 있다. 상기 멀티플렉서는 상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터를 동시에 선택할 수 있다. 상기 모니터링 모듈은 상기 멀티플렉서에 의해 선택된 상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터를 저장할 수 있다. 상기 분석 모듈은 상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈에 제공되도록 상기 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈에 인가하여 상기 모니터링 모듈에 저장된 변환전 픽셀 데이터와 변환후 픽셀 데이터를 리드하여 픽셀 데이터의 변화를 분석할 수 있다.
일실시예에서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치의 동작은 상기 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되지 않은 동작구간 동안 수행될 수 있다.
이러한 픽셀 데이터 모니터링 방법 및 장치와 이를 채용한 표시 시스템에 의하면, I2C 슬레이브 모드를 이용하여 레지스터 맵에 저장된 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하여 표시 불량의 원인을 정확하게 진단할 수 있다. 또한, 표시장치에 구비되는 타이밍 컨트롤러의 내부의 I2C 슬레이브 모드 블록을 활용하므로 추가적인 로직 설계없이 픽셀 데이터를 모니터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치를 개념적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치가 채용된 표시 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 픽셀 데이터 모니터링 장치를 설명하기 위해 도 2에 도시된 타이밍 콘트롤러와 그 주변의 개략 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치 및 방법과 이를 채용한 표시 시스템을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치(10)를 개념적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치(10)는 멀티플렉서(12), 모니터링 모듈(14) 및 분석 모듈(16)을 포함하고, 표시 장치의 특성에 맞도록 픽셀 데이터를 변환하는 하나 이상의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하고 분석한다. 도 1에서, 기능 블록은 제1 기능 블록(BL1), 제2 기능 블록(BL2), 제3 기능 블록(BL3), 제4 기능 블록(BL4) 및 제5 기능 블록(BL5)을 포함한다. 상기 제1 내지 제5 기능 블록들(BL1, BL2, BL3, BL4, BL5)은 직렬 연결된다. 상기 제1 기능 블록(BL1)은 수신 인터페이스를 통해 외부의 호스트로부터 픽셀 데이터를 수신하고, 상기 제5 기능 블록(BL5)은 표시 특성이 개선된 픽셀 데이터를 송신 인터페이스를 통해 출력한다.
상기 멀티플렉서(12)는 직렬 연결된 기능 블록들에 인가되는 픽셀 데이터를 상기 분석 모듈(16)에서 인가되는 로케이션 선택(LOCATION SELECTION) 신호에 응답하여 선택한다. 즉, 상기 멀티플렉서(12)는 상기 로케이션 선택 신호에 따라 상기 제1 내지 제5 기능 블록들(BL1, BL2, BL3, BL4, BL5) 중 어느 하나에 인가되는 픽셀 데이터를 선택할 수 있다.
상기 모니터링 모듈(14)은 상기 멀티플렉서(12)에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장한다. 상기 모니터링 모듈(14)은 프레임별로 픽셀 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 모니터링 모듈(14)은 최대 32프레임 동안의 픽셀 데이터를 저장할 수 있는 메모리일 수 있다. 여기서, 상기 메모리의 크기는 프레임의 수와 RGB 픽셀 데이터의 비트 수에 따라 증가한다.
상기 분석 모듈(16)은 상기 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈(14)에 제공되도록 상기 로케이션 선택 신호를 상기 멀티플렉서(12)에 출력한다. 또한, 상기 분석 모듈(16)은 픽셀 포지션(PIXEL POSITION) 신호를 상기 모니터링 모듈(14)에 인가하여 상기 모니터링 모듈(14)에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석한다. 본 실시예에서, 상기 픽셀 포지션 신호가 상기 모니터링 모듈(14)에 인가되므로, 표시패널내에서 원하는 위치의 픽셀에 대응하는 픽셀 데이터를 선택할 수 있다. 상기 분석 모듈(16)은 특정 픽셀에 대응하여 프레임 별로 복수의 픽셀 데이터들을 리드할 수 있으므로 픽셀 데이터의 변화를 분석할 수 있다.
상기 분석 모듈(16)과 상기 모니터링 모듈(14)은 아이-스퀘어-씨(Inter-Integrated Circuit, 이하 I2C) 버스 연결된다. I2C 버스는 클록 신호 전송을 위한 직렬 클록 신호 라인(Serial Clock Line, SCL)과 데이터를 직렬로 전송하기 위한 직렬 데이터 전송 라인(Serial DAta line, SDA)으로 구성되며, 데이터는 클록 신호에 따라서 송수신된다. 또한, I2C 버스에 접속된 디바이스들은 마스터(master)와 슬레이브(slave) 관계로 통신한다. I2C는 다수의 슬레이브 장치와 통신이 가능한 직렬버스 프로토콜로서, 다수의 슬레이브 장치가 전원선과 두 가닥의 선(SCL, SDA)으로 연결되어 데이터 송수신이 가능하다.
본 실시예에서, 상기 분석 모듈(16)은 마스터 기능을 수행하고, 상기 모니터링 모듈(14)은 슬레이브 기능을 수행한다. 즉, 상기 분석 모듈(16)은 SCL, SDA 두 개의 라인을 통해 상기 모니터링 모듈(14)과 연결되어 있다. 상기 분석 모듈(16)은 I2C를 지원하는 I/O디바이스들의 제어를 위해 I2C 버스 컨트롤러(미도시)를 이용해서 I2C 버스 상의 I/O디바이스들에 단순히 데이터를 쓰거나 읽는 동작을 수행한다.
또한, 상기 분석 모듈(16)은 전송을 개시하는 장치로서 클록 신호 펄스를 생성하고 전송을 종료하는 역할을 하는 장치이며, 상기 모니터링 모듈(14)은 상기 분석 모듈(16)이 어드레싱하는 장치이다. 상기 분석 모듈(16)이 시작 상태(start condition)를 만들면, 버스에 연결된 슬레이브 장치인 상기 모니터링 모듈(14)은 이후의 데이터를 기다린다.
상기 분석 모듈(16)이 슬레이브 어드레스를 보내면 상기 모니터링 모듈(14)은 자신의 고유 어드레스와 비교하며, 어드레스가 일치하면 상기 모니터링 모듈(14)은 이어지는 ACK신호 구간에 이에 대한 응답을 보낸다. 그러면 상기 분석 모듈(16)은 상기 모니터링 모듈(14)과 데이터를 송수신할 수 있다. 데이터 송수신이 끝나면 마스터는 정지상태를 만들고 버스를 해제한다.
상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시패널의 구동을 제어하는 구동부에 픽셀 데이터 및 구동 신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기능 블록은 상기 타이밍 콘트롤러에 구비된다. 본 실시예에서, 상기 멀티플렉서(12) 및 상기 모니터링모듈은 상기 타이밍 콘트롤러에 구비될 수 있다.
상기 분석 모듈(16)은 상기 외부 장치에 구비된다. 일례로, 상기 외부 장치는 표시 시스템의 구현을 위해 그래픽 콘트롤러가 구비되는 컴퓨터 본체일 수도 있다. 다른 예로, 상기 외부 장치는 상기한 컴퓨터 본체와는 별도로 표시 장치의 동작이 원활하게 이루어지는지를 테스트하는 테스트 장치일 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치(10)의 동작은 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되지 않은 동작구간, 예를들어 초기화 동작이나 디스플레이 동작이 수행되는 동작구간에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 분석 모듈(16)이 상기 모니터링 모듈(14)에 억세스하는 동안 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되면 계속적으로 픽셀 데이터가 변하므로 픽셀 데이터의 변화를 분석하기 어렵기 때문이다.
이상에서는 상기 멀티플렉서(12)가 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택하는 것을 설명하였으나, 상기 멀티플렉서(12)는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택할 때 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터를 더 선택할 수도 있다. 여기서, 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터는 변환전 픽셀 데이터이고, 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터는 변환후 픽셀 데이터이다.
상기 멀티플렉서(12)가 상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터를 동시에 선택하는 경우, 상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터는 상기 모니터링 모듈(14)에 저장된다. 상기 분석 모듈(16)은 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈(14)에 인가하여 상기 모니터링 모듈(14)에 저장된 변환전 픽셀 데이터와 변환후 픽셀 데이터를 리드하여 픽셀 데이터의 변화를 분석한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 픽셀 데이터 모니터링 장치가 채용된 표시 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 시스템은 액정표시패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 콘트롤러(400), 구동전압 생성부(500) 및 호스트(600)를 포함한다.
상기 액정표시패널(100)은 교차하는 복수의 게이트 라인(G1~Gn) 및 복수의 데이터 라인(D1~Dm)에 각각 접속된 박막 트랜지스터(SW)와 액정 캐패시터(Clc) 및 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함하여 화상을 표시한다.
예를들어, 상기 액정표시패널(100)은 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인들(G1~Gn) 및 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인들(D1~Dm)을 포함하고, 상기 게이트 라인들(G1~Gn)과 상기 데이터 라인들(D1~Dm)의 교차 영역에 배치된 픽셀 영역을 포함한다. 상기 픽셀 영역 내에는 박막 트랜지스터(SW), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 액정 캐패시터(Clc) 등을 포함하는 픽셀이 배치된다. 상기 픽셀은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 픽셀을 포함하는데, 예를들어, 홀수 행 방향으로는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 픽셀들이 순차적으로 배열되어 있으며, 짝수 행 방향으로는 청색(B), 적색(R) 및 녹색(G) 픽셀들이 순차적으로 배열되어 있다. 이러한 배열 방식 이외에도 다양한 배열이 가능하다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터(SW)는 게이트 단자, 소스 단자 및 드레인 단자로 구성되어 게이트 단자가 게이트 라인(G1~Gn)에 접속되고, 소스 단자가 데이터 라인(D1~Dm)에 접속되며, 드레인 단자가 상기 스토리지 캐패시터(Cst) 및 상기 액정 캐패시터(Clc)에 접속된다. 이를 통해 상기 박막 트랜지스터(SW)는 게이트 라인(G1~Gn)에 인가되는 게이트 구동 신호에 따라 동작하여 데이터 라인(D1~Dm)을 통해 공급되는 데이터 신호를 상기 액정 캐패시터(Clc)에 공급한다. 상기 액정 캐패시터(Clc)는 2개의 전극들과 액정층에 의해 정의될 수 있다. 상기 데이터 신호는 액정층의 전계를 변화시킨다. 이를 통해 액정의 배열을 변화시켜 백라이트(미도시)로부터 공급된 광의 투과율을 조정할 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200), 상기 데이터 드라이버(300), 상기 타이밍 콘트롤러(400) 및 상기 구동전압 생성부(500)는 상기 액정표시패널(100)의 외측에서 상기 액정표시패널(100)의 구동을 위한 복수의 신호를 제공한다. 여기서, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 액정표시패널(100)상에 형성될 수 있고, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 액정표시패널(100)에 실장되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 실장된 다음 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPC)을 통해 전기적으로 접속될 수도 있다. 한편, 상기 타이밍 콘트롤러(400) 및 상기 구동전압 생성부(500)는 인쇄 회로 기판 상에 실장되어 연성 인쇄 회로 기판을 통해 상기 액정표시패널(100)과 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 타이밍 콘트롤러(400)는 상기 호스트(600)로부터 제공되는 제어 신호(R, G, B, DE, Hsync, Vsync, CLK)를 이용하여 상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)를 제어한다.
예를들어, 상기 타이밍 콘트롤러(400)는 상기 호스트(600)에 구비되는 그래픽 제어기(미도시)로부터 입력되는 영상 신호, 즉 픽셀 데이터(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 제어 신호, 예를 들면 수평 동기 신호(Hsync)와 수직 동기 신호(Vsync), 메인 클록 신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 수신한다. 상기 타이밍 콘트롤러(400)는 초기화 동작, 디스플레이 동작 및 업데이트 동작의 순으로 동작된다.
상기 초기화 동작은 내장 또는 외장 메모리에서 해상도, 타이밍, 컬러 보정, 응답속도 보상, 구동전압 설정 등의 초기화 데이터를 읽어와 상기 타이밍 콘트롤러(400)가 동작할 수 있도록 설정하는 동작이다.
상기 디스플레이 동작은 픽셀 데이터를 상기 액정표시패널(100)의 동작 조건에 맞게 처리하고, 게이트 제어 신호(CON1) 및 데이터 제어 신호(CON2)를 생성하여 상기 게이트 드라이버(200) 및 상기 데이터 드라이버(300) 각각에 전송하는 동작이다. 여기서, 상기 게이트 제어 신호(CON1)는 게이트 턴온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호, 게이트 턴온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호 및 게이트 턴온 전압(Von)의 지속 시간을 제어하는 출력 인에이블 신호 등을 포함한다. 또한, 상기 데이터 제어 신호(CON2)는 픽셀 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호, 해당 데이터 라인에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호 및 공통 전압에 대한 계조 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호 및 데이터 클록 신호 등을 포함한다.
상기 업데이트 동작은 디스플레이 동작 중에 설정이 변경되는 경우 이루어진다. 즉, 상기 타이밍 콘트롤러(400)는 업데이트 동작 중 내부 메모리에 저장된 업데이트 데이터를 전달받아 프레임과 프레임 사이의 공백기에 디스플레이에 적용한다.
상기 구동전압 생성부(500)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 신호에 따라 상기 게이트 드라이버(200) 및 상기 데이터 드라이버(300)의 구동전압들(Von, Voff, AVDD)을 생성한다.
예를들어, 상기 구동전압 생성부(500)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 제어 신호(CON3)에 따라 외부 전원 장치로부터 입력되는 외부 전원을 이용하여 표시 시스템의 구동에 필요한 다양한 구동전압들을 생성한다. 상기 구동전압 생성부(500)는 기준 전압(AVDD), 게이트 턴-온 전압(Von) 및 게이트 턴-오프 전압(Voff) 그리고 공통 전압을 생성한다. 상기 구동전압 생성부(500)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)로부터의 제어 신호에 따라 상기 게이트 턴-온 전압(Von) 및 상기 게이트 턴-오프 전압(Voff)을 상기 게이트 드라이버(200)에 인가하고, 상기 기준 전압(AVDD)을 상기 데이터 드라이버(300)에 인가한다. 여기서, 상기 기준 전압(AVDD)은 액정을 구동시키는 계조 전압 생성을 위한 기준 전압으로 사용된다.
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 게이트 라인(G1~Gn)에 접속되어 상기 박막 트랜지스터(SW)의 동작을 제어한다.
예를들어, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터의 게이트 제어 신호(CON1)에 따라 상기 구동전압 생성부(500)의 게이트 온/오프 전압(Von/Voff)을 상기 게이트 라인(G1~Gn)에 인가한다. 이를 통해 각 픽셀에 인가될 계조 전압이 해당 픽셀에 인가되도록 해당 박막 트랜지스터(SW)를 제어할 수 있게 된다.
상기 데이터 드라이버(300)는 상기 박막 트랜지스터(SW)를 통해 상기 액정 캐패시터(Clc) 및 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에 인가되는 데이터 신호를 제어한다.
예를들어, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 콘트롤러(500)로부터의 데이터 제어 신호(CON2)와 상기 구동전압 생성부(500)의 기준 전압(AVDD)을 이용하여 계조 전압을 생성하고 생성된 계조 전압을 상기 데이터 라인(D1~Dm)을 통해 인가한다. 즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 입력된 디지털 형태의 픽셀 데이터를 기준 전압(AVDD)에 기초하여 변환함으로써 아날로그 형태의 데이터 신호, 즉 계조 전압을 생성한다.
상기 호스트(600)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)에 억세스하여 상기 타이밍 콘트롤러(400) 내의 레지스터 값들을 리드하여 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하는 기능을 수행한다. 이를 위해 상기 호스트(600)와 상기 타이밍 콘트롤러(400)는 I2C 버스 연결된다. 여기서, 상기 호스트(600)는 마스터 기능을 수행하고, 상기 타이밍 콘트롤러(400)는 슬레이브 기능을 수행한다.
상기 호스트(600)가 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하기 위해 상기 타이밍 콘트롤러(400)에 억세스하는 구간은 상기 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되지 않은 동작구간(예를들어, 초기화 동작이나 디스플레이 동작)인 것이 바람직하다.
도 3은 픽셀 데이터 모니터링 장치를 설명하기 위해 도 2에 도시된 타이밍 콘트롤러와 그 주변의 개략 블럭도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(400)는 수신부(410), 컬러 보정부(412), 응답속도 보상부(414), 얼룩 보정부(416), 송신부(418), 제어부(420), 데이터 변환부(430), 멀티플렉서(440) 및 모니터링 모듈(450)을 포함한다. 본 실시예에서, 각종 클록 신호를 생성하는 클록 신호 발생기, 픽셀 데이터와 클록 신호를 동기시키는 버퍼, 해상도 및 타이밍을 설정하는 설정부, 제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생부 등에 대한 도시는 생략한다.
또한, 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 외부에는 상기 타이밍 콘트롤러(400)를 구동하기 위한 각종 정보를 저장하는 제1 메모리(460) 및 제2 메모리(470)가 구비된다. 물론, 상기 제1 메모리(460) 및 상기 제2 메모리(470)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 내부에 구비될 수도 있다.
예를들어, 상기 제1 메모리(460)는 EEPROM 등의 비휘발성 메모리로 구성되며, 해상도 및 타이밍 정보, 그리고 각종 옵션 정보, 컬러 데이터, 응답속도 보상 데이터, 전압 데이터 등의 데이터를 저장한다.
상기 제2 메모리(470)에는 DRAM 등의 휘발성 메모리로 구성되며, 상기 컬러 보정부(412)에 의해 보정된 컬러 데이터를 저장한다. 상기 제2 메모리(470)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 구성에 따라서 상기 수신부(410)에 의해 내부 클록 신호에 동기화된 데이터를 저장할 수도 있다.
상기 수신부(410)는 호스트(600)에 구비되는 그래픽 콘트롤러(610)로부터 영상 신호, 즉 픽셀 데이터(R, G, B)를 수신하고, 수신된 픽셀 데이터를 상기 컬러 보정부(412)에 제공한다.
상기 컬러 보정부(412)는 상기 수신부(410)로부터 제공된 픽셀 데이터를 컬러 보정하고, 컬러 보정된 픽셀 데이터를 상기 응답속도 보상부(414)에 제공한다. 예를들어, 상기 컬러 보정부(412)는 제1 메모리(460)에 저장된 컬러 보정 데이터를 제어부(420)를 통해 입력받아 저장한다. 이어, 상기 수신부(410)로부터 픽셀 데이터(R, G, B)를 입력받고, 저장된 컬러 보정 데이터를 이용하여 픽셀 데이터의 컬러를 보정한다. 즉, 컬러 보정부(412)는 컬러 보정 데이터가 저장된 후 컬러 보정 데이터를 이용하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터 중에서 적어도 어느 하나의 데이터를 보정한다. 이때, 컬러 보정 데이터는 액정표시패널(100)의 제작시 액정표시패널(100)의 특성에 따라 미리 확정되어 저장된다.
상기 응답속도 보상부(414)는 상기 컬러 보정부(412)에서 제공되는 컬러 보정된 픽셀 데이터에 대해 응답속도 보상 처리한 후 응답속도 보상된 픽셀 데이터를 상기 얼룩 보정부(416)에 제공한다. 예를들어, 상기 응답속도 보상부(414)는 이전 프레임의 데이터와 현재 프레임의 데이터를 비교하여 현재 프레임의 데이터가 변화될 때 소요되는 시간을 줄이는 역할을 한다. 일반적으로, 상기 액정표시패널(100)의 응답속도는 인가 전압의 변화보다 느리기 때문에 데이터의 한 프레임이 바뀌더라도 상기 액정표시패널(100)의 동작이 완전히 변화되지 않는다. 따라서, 실제 변화된 데이터보다 더 크게 데이터가 변화된 것으로 과구동(over drive)함으로써 한 프레임 동안에 상기 액정표시패널(100)이 응답하는 시간에 근접하도록 한다. 이를 위해 제2 메모리(470)에 저장된 이전 프레임의 픽셀 데이터를 상기 데이터 변환부(430)를 통해 입력받고, 상기 컬러 보정부(412)에 의해 보정된 현재 프레임의 픽셀 데이터를 비교하여 그에 따른 응답속도를 보상한다. 이때, 어느 정도로 과구동할 것인지 미리 설정해야 하는데, 이러한 응답속도 보상 데이터는 제1 메모리(460)에 저장되어 있다. 따라서, 제어부(420)로부터 제1 메모리(460)에 저장된 응답속도 보상 데이터를 입력받아 저장한 후 응답속도를 보상한다.
상기 얼룩 보정부(416)는 상기 응답속도 보상부(414)에서 제공되는 응답속도 보상된 픽셀 데이터에 대해 얼룩을 보정한 후 얼룩이 보정된 픽셀 데이터를 상기 송신부(418)에 제공한다.
상기 송신부(418)는 상기 컬러 보상부에 의해 컬러가 보상되고, 상기 응답속도 보상부(414)에 의해 응답속도가 보상되며, 상기 얼룩 보정부(416)에 의해 얼룩이 보정되어 액정표시패널의 조건에 맞게 조절된 픽셀 데이터(R, G, B)를 상기 데이터 드라이버(300, 도 4에 도시됨)에 제공한다.
상기 제어부(420)는 타이밍 콘트롤러(400)의 동작 정보를 전달한다. 예를들어, 상기 제어부(420)는 제1 메모리(460)에 저장된 각종 데이터를 상기 타이밍 콘트롤러(400) 내부의 각 요소에 전달한다. 즉, 제어부(420)는 제1 메모리(460)에 저장된 컬러 보정 데이터를 상기 컬러 보정부(412)에 전달하며, 응답속도 보상 데이터 및 업데이트 데이터를 상기 응답속도 보상부(414)에 전달하며, 얼룩 보정 데이터를 상기 얼룩 보정부(416)에 전달한다.
상기 데이터 변환부(430)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 내부 및 외부의 데이터 포맷을 변환한다. 예를들어, 상기 데이터 변환부(430)는 상기 컬러 보정부(412)에 의해 보정된 컬러 데이터를 상기 제2 메모리(470)의 데이터 포맷에 맞게 변환한 후 상기 제2 메모리(470)에 저장하고, 상기 제2 메모리(470)에 저장된 컬러 데이터를 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 데이터 포맷에 맞게 변환한 후 상기 응답속도 보상부(414)에 전달한다. 또한, 상기 데이터 변환부(430)는 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 구성에 따라서는 내부 클록 신호에 동기화된 데이터를 상기 제2 메모리(470)의 데이터 포맷에 맞게 변환한 후 상기 제2 메모리(470)에 저장하고, 상기 제2 메모리(470)에 저장된 동기화된 데이터를 상기 타이밍 콘트롤러(400)의 데이터 포맷에 맞게 변환한 후 상기 컬러 보정부(412)에 전달할 수도 있다.
상기 멀티플렉서(440)는 상기 호스트(600)에 구비되는 분석 모듈(620)로부터 제공되는 픽셀 데이터를 표시 장치의 특성에 맞도록 변환하는 기능 블록, 예를들어, 상기 컬러 보정부(412), 상기 응답속도 보상부(414) 및 상기 얼룩 보정부(416)에 인가되는 픽셀 데이터를 선택한다.
일례로, 상기 멀티플렉서(440)는 상기 컬러 보정부(412), 상기 응답속도 보상부(414) 및 상기 얼룩 보정부(416) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 구성요소에 인가되는 픽셀 데이터를 상기 모니터링 모듈(450)에 제공할 수 있다.
다른 예로, 상기 멀티플렉서(440)는 상기 컬러 보정부(412), 상기 응답속도 보상부(414) 및 상기 얼룩 보정부(416) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 구성요소에 인가되는 픽셀 데이터와 해당 구성요소에서 출력되는 픽셀 데이터를 상기 모니터링 모듈(450)에 제공할 수 있다.
상기 모니터링 모듈(450)은 상기 멀티플렉서(440)에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장한다.
상기 분석 모듈(620)은 상기 모니터링 모듈(450)과 I2C 버스 연결된다. 본 실시예에서, 상기 분석 모듈(620)은 마스터 기능을 수행하고, 상기 모니터링 모듈(450)은 슬레이브 기능을 수행한다. 상기 분석 모듈(620)은 상기 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈(450)에 제공되도록 상기 멀티플렉서(440)에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈(450)에 인가하여 상기 모니터링 모듈(450)에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석한다.
상기 분석 모듈(620)은 상기 로케이션 선택(Location Selection) 신호를 변경하여 상기 타이밍 콘트롤러(400)에 구비되는 기능 블록별로, 예를들어, 상기 컬러 보정부(412)에서 출력되는 픽셀 데이터를 확인하거나, 상기 응답속도 보상부(414)에서 출력되는 픽셀 데이터를 확인하거나, 상기 얼룩 보정부(416)에서 출력되는 픽셀 데이터를 확인할 수 있다.
상기 분석 모듈(620)은 상기 픽셀 포지션(Pixel Position) 신호를 변경하여 표시패널내에서 원하는 영역의 픽셀 데이터를 모니터링할 수 있다.
상기 분석 모듈(620)은 내부 메모리를 사용하여 최대 32프레임 동안의 픽셀 데이터의 변화를 확인할 수 있다. 상기 내부 메모리는 상기 호스트(600)에 구비될 수도 있고, 상기 타이밍 콘트롤러(400)에 구비될 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 모니터링 모듈(450)의 동작과 상기 분석 모듈(620)의 동작은 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되지 않은 동작구간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 상기 분석 모듈(620)이 상기 모니터링 모듈(450)에 억세스하는 동안 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되면 계속적으로 픽셀 데이터가 변하므로 픽셀 데이터의 변화를 분석하기 어렵기 때문이다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 픽셀 데이터 모니터링 장치 12 : 멀티플렉서
14 : 모니터링 모듈 16 : 분석 모듈
100 : 액정표시패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 콘트롤러
410 : 수신부 412 : 컬러 보정부
414 : 응답속도 보상부 416 : 얼룩 보정부
418 : 송신부 420 : 제어부
430 : 데이터 변환부 440 : 멀티플렉서
450 : 모니터링 모듈 460 : 제1 메모리
470 : 제2 메모리 500 : 구동전압 생성부
600 : 호스트

Claims (20)

  1. 외부 장치로부터 제공되는 픽셀 데이터를 표시 장치의 특성에 맞도록 변환하는 하나 이상의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택하는 멀티플렉서;
    상기 멀티플렉서에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장하는 모니터링 모듈; 및
    상기 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈에 제공되도록 상기 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈에 인가하여 상기 모니터링 모듈에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석하는 분석 모듈을 포함하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분석 모듈과 상기 모니터링 모듈은 I2C 버스 연결된 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분석 모듈은 마스터 기능을 수행하고, 상기 모니터링 모듈은 슬레이브 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시패널의 구동을 제어하는 구동부에 픽셀 데이터 및 구동 신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러를 포함하고,
    상기 기능 블록은 상기 타이밍 콘트롤러에 구비되는 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 멀티플렉서 및 상기 모니터링모듈은 상기 타이밍 콘트롤러에 구비되는 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 분석 모듈은 상기 외부 장치에 구비되는 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 멀티플렉서는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택할 때 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터를 더 선택하는 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 장치.
  8. 외부 장치로부터 제공되는 픽셀 데이터를 표시 장치의 특성에 맞도록 변환하는 하나 이상의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택하는 단계;
    상기 선택된 픽셀 데이터를 저장하는 단계;
    상기 저장된 픽셀 데이터를 리드하는 단계; 및
    상기 리드된 픽셀 데이터를 근거로 픽셀 데이터의 변화를 분석하는 단계를 포함하는 픽셀 데이터 모니터링 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기능 블록은 복수개이고, 복수개의 기능 블록은 직렬 연결되고,
    상기 저장되는 픽셀 데이터는 상기 기능 블록들 중 하나의 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터인 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 기능 블록은 복수개이고, 복수개의 기능 블록들은 직렬 연결되고,
    상기 저장되는 픽셀 데이터는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터와 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터인 것을 특징으로 하는 픽셀 데이터 모니터링 방법.
  11. 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널의 구동을 제어하는 구동부와, 상기 구동부에 픽셀 데이터 및 구동신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러를 포함하는 표시 장치; 및
    상기 타이밍 콘트롤러에 억세스하여 상기 타이밍 콘트롤러 내의 레지스터 값들을 리드하여 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하는 픽셀 데이터 모니터링 장치를 포함하는 표시 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 표시패널 상에 표시되는 영상의 특성을 개선하기 위해 상기 픽셀 데이터를 변환하는 하나 이상의 기능 블록을 포함하고,
    상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는 상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 프레임 별로 리드하여 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는,
    상기 기능 블록에 인가되는 픽셀 데이터를 선택하는 멀티플렉서;
    상기 멀티플렉서에 의해 선택된 픽셀 데이터를 저장하는 모니터링 모듈; 및
    상기 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈에 제공되도록 상기 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈에 인가하여 상기 모니터링 모듈에 저장된 픽셀 데이터를 리드하고, 리드된 픽셀 데이터의 변화를 분석하는 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 분석 모듈은 상기 로케이션 선택 신호를 변경하여 상기 타이밍 콘트롤러별로 상기 기능 블록에서 출력되는 픽셀 데이터를 확인하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 분석 모듈은 상기 픽셀 포지션 신호를 변경하여 상기 표시패널내에서 원하는 영역의 픽셀 데이터를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 분석 모듈과 상기 모니터링 모듈은 I2C 버스 연결된 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 분석 모듈은 마스터 기능을 수행하고, 상기 모니터링 모듈은 슬레이브 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 표시패널 상에 표시되는 영상의 특성을 개선하기 위해 상기 픽셀 데이터를 변환하는 하나 이상의 기능 블록을 포함하고,
    상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는 상기 기능 블록에 인가되는 변환전 픽셀 데이터와 상기 기능 블록에서 출력되는 변환후 픽셀 데이터를 근거로 상기 픽셀 데이터의 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치는,
    상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터를 동시에 선택하는 멀티플렉서;
    상기 멀티플렉서에 의해 선택된 상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터를 저장하는 모니터링 모듈; 및
    상기 변환전 픽셀 데이터와 상기 변환후 픽셀 데이터가 상기 모니터링 모듈에 제공되도록 상기 멀티플렉서에 로케이션 선택 신호를 출력하고, 픽셀 포지션 신호를 상기 모니터링 모듈에 인가하여 상기 모니터링 모듈에 저장된 변환전 픽셀 데이터와 변환후 픽셀 데이터를 리드하여 픽셀 데이터의 변화를 분석하는 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  20. 제11항에 있어서, 상기 픽셀 데이터 모니터링 장치의 동작은 상기 픽셀 데이터의 업데이트가 발생되지 않은 동작구간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
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