KR102439017B1 - 디스플레이 장치 및 그의 인터페이스 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스터 회로에서 서로 다른 인터페이스를 이용하는 복수의 슬레이브 회로와 전송 배선을 공용하고 시분할 방식으로 통신하여 전송 배선 수를 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 인터페이스 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러는 제1 및 제2 인터페이스 통신을 각각 이용하는 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬브터와 전송 배선을 공용하고 제1 및 제2 인터페이스 통신을 시분할하여 이용한다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 인터페이스 방법{DISPLAY DEVICE AND INTERFACE METHOD THEREOF}
본 발명은 마스터 회로에서 서로 다른 인터페이스를 이용하는 복수의 슬레이브 회로와 전송 배선을 공용하고 시분할 방식으로 통신하여 전송 배선 수를 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 인터페이스 방법에 관한 것이다.
디지털 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치로는 액정을 이용한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 이용한 OLED 디스플레이, 전기영동 입자를 이용한 전기영동 디스플레이(ElectroPhoretic Display; EPD) 등이 대표적이다.
디스플레이 장치는 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시하는 패널과, 패널을 구동하는 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버와, 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부 등을 포함한다.
게이트 드라이버는 픽셀 어레이의 TFT(Thin Film Transistor) 어레이와 함께 기판 상에 형성되어 게이트-인-패널(Gate In Panel; GIP) 타입으로 패널에 내장될 수 있고, 타이밍 컨트롤러에 의해 제어되는 레벨 쉬프터로부터 복수의 게이트 제어 신호들을 공급받는다.
타이밍 컨트롤러는 I2C(Inter-Intergrated Circuit) 인터페이스를 이용하여 감마 데이터를 감마 전압 생성부로 전송한다. 타이밍 컨트롤러는 심플 인터페이스를 이용하여 레벨 쉬프터의 구동에 필요한 복수의 타이밍 제어 신호들을 레벨 쉬프터로 전송한다. 레벨 쉬프터 및 감마 전압 생성부는 타이밍 컨트롤러와 함께 제어 PCB(Printed Circuit Board)에 실장된다.
마스터 회로에 해당하는 타이밍 컨트롤러는 슬레이브 회로에 해당하는 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터 각각과 서로 다른 인터페이스를 이용하여 통신하기 때문에, 타이밍 컨트롤러와 감마 전압 생성부 사이의 전송 배선과, 타이밍 컨트롤러와 레벨 쉬프터 사이의 전송 배선이 각각 필요하다. 이로 인하여, 타이밍 컨트롤러의 출력핀 수가 증가하고 제어 PCB의 배선 수가 증가하여 코스트(cost)가 상승되고 전송 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 마스터 회로에서 서로 다른 인터페이스를 이용하는 복수의 슬레이브 회로와 전송 배선을 공용하고 시분할 방식으로 통신하여 전송 배선 수를 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 인터페이스 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 타이밍 컨트롤러와, 타이밍 컨트롤러와 공용 전송 배선을 통해 접속되고 제1 인터페이스 인에이블 기간에 제1 인터페이스를 이용하여 통신하는 감마 전압 생성부와, 타이밍 컨트롤러와 공용 전송 배선을 통해 접속되고 제1 인터페이스 인에이블 기간과 구분되는 제2 인터페이스 인에이블 기간에 제2 인터페이스를 이용하여 통신하는 레벨 쉬프터를 포함한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 방법은 제1 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러가 공용 전송 배선을 통해 접속된 감마 전압 생성부와 제1 인터페이스를 통해 통신하여 감마 데이터를 전송하는 단계와, 제2 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러가 공용 전송 배선을 통해 접속된 레벨 쉬프터와 제2 인터페이스를 통해 통신하여 복수의 제어 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
제1 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러는 제1 인터페이스를 이용하는 제1 송신부로부터 출력되는 감마 데이터를 공용 전송 배선으로 출력하고, 제1 인터페이스를 이용하는 감마 전압 생성부의 제1 수신부가 인에이블되어 공통 전송 배선을 통해 전송된 감마 데이터를 공급받아 복수의 기준 감마 전압을 생성하여 출력하고, 레벨 쉬프터의 제2 수신부는 디세이블된다.
제2 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러는 제2 인터페이스를 이용하는 제2 송신부로부터 출력되는 복수의 제어 신호를 상기 공용 전송 배선으로 출력하고, 감마 전압 생성부의 제1 수신부가 디세이블되고, 제2 인터페이스를 이용하는 레벨 쉬프터의 제2 수신부가 인에이블되어 공통 전송 배선을 통해 전송된 복수의 제어 신호를 공급받아 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 출력한다.
일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는 아날로그 구동 전압이 공급되고 게이트 하이 전압이 공급되기 이전까지의 제1 기간은 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고, 아날로그 구동 전압과 게이트 하이 전압이 모두 공급되는 제2 기간은 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용한다.
일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는 수직 동기 신호, 스타트 펄스, 리셋 펄스 중 적어도 하나를 이용하여 각 프레임의 수직 블랭크 기간을 검출하고, 수직 블랭크 기간을 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고, 수직 블랭크 기간을 제외한 액티브 기간을 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용한다.
일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는 제1 인터페이스의 통신 주파수와 상기 제2 인터페이스의 통신 주파수를 검출하여 검출된 통신 주파수가 제1 기준치보다 크고 제2 기준치보다 작은 제1 기간은 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고, 검출된 통신 주파수가 제2 기준치보다 큰 제2 기간은 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 패널과, 패널에 내장된 게이트 드라이버와, 패널과 소스 PCB 사이에 접속되고 복수의 데이터 IC가 각각 실장된 복수의 COF와, 소스 PCB와 플렉서블 케이블을 통해 연결되고 타이밍 컨트롤러가 실장된 제어 PCB를 더 포함한다. 감마 전압 생성부 소스 PCB에 실장되어 복수의 데이터 IC와 접속되고, 레벨 쉬프터는 소스 PCB에 실장되고 복수의 COF 중 게이트 드라이버와 가까운 어느 하나의 COF를 통해 게이트 드라이버와 접속된다. 타이밍 컨트롤러와 접속된 공용 전송 배선은 제어 PCB와 플렉서블 케이블 및 소스 PCB를 경유하여 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터와 연결된다.
감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터는 각각 개별 IC로 구성되거나, 하나의 통합 IC로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 마스터 회로(타이밍 컨트롤러)에서 서로 다른 인터페이스를 이용하는 복수의 슬레이브 회로(레벨 쉬프터, 감마 전압 생성부)와 전송 배선을 공용하고 시분할 방식으로 통신함으로써 타이밍 컨트롤러의 출력핀 수 및 전송 배선 수를 저감할 수 있고, 이 결과 코스트를 저감할 수 있고 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 레벨 쉬프터 및 감마 전압 생성부를 소스 PCB에 실장함으로써 제어 PCB로부터 FFC 및 소스 PCB를 경유하는 전송 배선 수를 더욱 저감할 수 있고 제어 PCB, FFC, 커넥터, 소스 PCB의 크기를 저감할 수 있으며, 이 결과 코스트를 저감할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 OLED 디스플레이 장치, LCD 등과 같은 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러와 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터의 접속 관계를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 시스템 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치는 패널(100), GIP 타입의 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 레벨 쉬프터(500), 감마 전압 생성부(600), 전원 관리 회로(700) 등을 포함한다.
전원 관리 회로(700)는 외부로부터 공급받은 입력 전압을 이용하여 디스플레이 장치의 모든 회로 구성, 즉 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 감마 전압 생성부(600), 레벨 쉬프터(500) 등의 동작에 필요한 각종 구동 전압들을 생성하여 출력한다. 예를 들면, 전원 관리 회로(700)는 입력 전압을 이용하여 타이밍 컨트롤러(400) 및 데이터 드라이버(300), 레벨 쉬프터(500) 등에 공급되는 디지털 블록 구동 전압(VCC)과, 데이터 드라이버(300)에 공급되는 아날로그 블록 구동 전압(VDD) 등과, 게이트 드라이버(200) 및 레벨 쉬프터(500)에 공급되는 게이트 온 전압(VGH) 및 게이트 오프 전압(VGL)과, 패널(100) 구동에 필요한 구동 전압을 생성하여 출력한다.
패널(100)은 서브픽셀들(SP)이 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이(PA)를 통해 영상을 표시한다. 기본 픽셀은 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B) 서브픽셀들 중 컬러 혼합으로 화이트 표현이 가능한 적어도 3개 서브픽셀들로 구성될 수 있다. 예를 들면, 기본 픽셀은 R/G/B 조합의 서브픽셀들로 구성되거나, W/R/G/B 조합의 서브픽셀들로 구성될 수 있다. 기본 픽셀은 R/G/B 조합의 서브픽셀들, W/R/G 조합의 서브픽셀들, B/W/R 조합의 서브픽셀들, G/B/W 조합의 서브픽셀들로 구성될 수 있다.
패널(100)은 LCD 패널, OLED 패널 등과 같은 다양한 디스플레이 패널일 수 있으며, 터치 센싱 기능도 갖는 터치 겸용 디스플레이 패널일 수 있다.
게이트 드라이버(200)는 패널(100)의 픽셀 어레이(PA)를 구성하는 박막 트랜지스터 어레이와 함께 기판에 형성되어 패널(100)의 일측부 또는 양측부에 GIP 타입으로 내장된다. 게이트 드라이버(200)는 레벨 쉬프터(500)로부터 복수의 게이트 제어 신호를 공급받아 쉬프트 동작을 하여 패널(100)의 게이트 라인들을 개별적으로 구동한다. 게이트 드라이버(200)는 해당 게이트 라인의 구동 기간 동안 게이트 온 전압(VGH; 게이트 하이 전압)의 스캔 신호를 해당 게이트 라인에 공급하고, 해당 게이트 라인의 비구동 기간에는 게이트 오프 전압(VGL; 게이트 로우 전압)을 해당 게이트 라인에 공급한다.
데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 복수의 데이터 제어 신호 및 영상 데이터를 공급받아, 영상 데이터를 래치하고, 래치된 영상 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 패널(100)의 데이터 라인들로 공급한다. 데이터 드라이버(300)는 감마 전압 생성부(600)로부터 복수의 기준 감마 전압들을 공급받아 데이터의 계조값에 각각 대응하는 복수의 계조 전압들로 세분화한다. 데이터 드라이버(300)는 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 패널(100)의 데이터 라인들 각각에 데이터 전압을 공급한다.
감마 전압 생성부(600)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 디스플레이 장치의 감마 특성에 대응하는 복수의 기준 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 감마 전압 생성부(600)는 프로그래머블 감마(Programmable Gamma) IC로 구성될 수 있고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제1 인터페이스, 예를 들면 I2C 인터페이스를 통해 감마 데이터를 공급받고 감마 데이터에 따라 기준 감마 전압 레벨을 생성하거나 조정하여 출력할 수 있다.
레벨 쉬프터(500)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버(200)로 출력한다. 레벨 쉬프터(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제2 인터페이스, 예를 들면 심플 인터페이스를 통해 복수의 제어 신호들을 공급받아 로직 처리 및 레벨 쉬프팅함으로써 복수의 게이트 제어 신호들을 생성하여 출력한다.
예를 들면, 레벨 쉬프터(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 스타트 펄스(VST), 리셋 펄스(RST)를 각각 레벨 쉬프팅하여 출력한다. 레벨 쉬프터(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 온 클럭 및 오프 클럭을 로직 처리함으로써 게이트 드라이버(200)에서 스캔 신호로 이용되는 복수의 스캔 클럭들을 생성하고 레벨 쉬프팅하여 출력한다. 레벨 쉬프터(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제2 온 클럭 및 오프 클럭을 더 공급받아 게이트 드라이버(200)의 쉬프트 동작을 제어하는 복수의 캐리 클럭들을 더 생성하여 출력할 수 있다. 패널(100)이 OLED 패널인 경우 레벨 쉬프터(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제3 온 클럭 및 오프 클럭을 더 공급받아 게이트 드라이버(200)에서 센싱 게이트 라인들을 구동하는 센스 신호로 이용되는 복수의 센스 클럭들을 더 생성하여 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 외부 호스트 시스템으로부터 영상 데이터 및 입력 타이밍 제어 신호들을 공급받는다. 호스트 시스템은 컴퓨터, TV 시스템, 셋탑 박스, 태블릿이나 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 입력 타이밍 제어 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 입력 타이밍 제어 신호들과 저장된 타이밍 설정 정보를 이용하여, 데이터 드라이버(300)의 구동 타이밍을 제어하는 복수의 데이터 제어 신호를 생성하고 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 영상 데이터를 소비 전력 감소를 위한 휘도 보정이나, 화질 보정 등과 같은 다양한 영상 처리를 수행하고, 영상 처리된 데이터를 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 영상 데이터, 데이터 제어 정보 등의 전송 데이터에 클럭을 직렬로 삽입하여 직렬 전송하는 고속 직렬 인터페이스를 이용하여 데이터 드라이버(300)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 고속 직렬 인터페이스로는 임베디드 포인트-투-포인트 인터페이스(Embedded Point-to-point Interface; EPI) 등이 적용될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 디스플레이의 감마 특성에 따른 감마 데이터를 생성하여 감마 전압 생성부(600)로 공급한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 프레임 주파수, 영상 모드, 영상 특성 등이 변경되는 경우 감마 특성 커브를 조정할 수 있고, 조정된 감마 특성 커브에 따라 감마 데이터를 생성하여 감마 전압 생성부(600)로 공급할 수 있다.
특히, 마스터 회로에 해당하는 타이밍 컨트롤러(400)는 서로 다른 인터페이스를 이용하는 복수의 슬레이브 회로에 해당하는 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)와 전송 배선을 공용하고, 시분할 방식으로 서로 다른 인터페이스를 구분하여 통신함으로써 타이밍 컨트롤러의 출력핀 수 및 전송 배선 수를 저감할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 패널(100)이 OLED 패널인 경우, 데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 각 서브픽셀의 전기적인 특성(구동 TFT의 임계 전압 및 이동도, OLED 소자의 임계 전압 등)을 나타내는 픽셀 전류를 전류 또는 전압으로 센싱하고, 디지털 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(400)에 공급하는 센싱부를 더 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(400)는 데이터 드라이버(300)로부터 공급받은 각 서브픽셀의 센싱 데이터를 이용하여 각 서브픽셀의 보상값을 업데이트한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 각 서브픽셀에 대응하는 영상 데이터를 해당 보상값을 적용하여 보상함으로써 서브픽셀 간의 특성 차이로 인한 휘도 불균일을 보상할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러와 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터의 접속 관계를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(400)는 전송 배선을 공용하여 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)와 접속된다. 도 2(A)에 도시된 타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 각각 별개의 IC로 구성될 수 있거나, 도 2(B)와 같이 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 하나의 통합 IC(510)로 구성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400) 및 감마 전압 생성부(600)는 공용 전송 배선을 통해 제1 인터페이스, 즉 I2C 인터페이스 방식으로 통신하는 제1 송신부(TX1) 및 제1 수신부(RX1)를 각각 포함한다. 타이밍 컨트롤러(400) 및 레벨 쉬프터(500)와 공용 전송 배선을 통해 제2 인터페이스, 즉 심플 인터페이스 방식으로 통신하는 제2 송신부(TX2) 및 제2 수신부(RX2)를 각각 포함한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 제1 및 제2 송신부(TX1, TX2)의 출력을 시분할 방식으로 선택하여 공용 전송 채널로 출력하는 멀티플렉서(MUX)를 더 포함한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 제1 인터페이스 인에이블 기간에는 I2C 인터페이스를 이용하는 제1 송신부(TX1)의 출력인 감마 데이터를 공용 전송 배선으로 출력하고, 제1 인터페이스 인에이블 기간과 구분된 제2 인터페이스 인에이블 기간에는 심플 인터페이스를 이용하는 제2 송신부(TX2)의 출력인 복수의 제어 신호를 공용 전송 배선으로 출력한다.
감마 전압 생성부(600)는 제1 인터페이스 인에이블 기간에 공통 전송 배선을 통해 전송된 감마 데이터를 수신하여 복수의 기준 감마 전압을 생성한다.
레벨 쉬프터(500)는 제2 인터페이스 인에이블 기간에 공통 전송 배선을 통해 전송된 복수의 제어 신호를 수신하여 복수의 게이트 제어 신호를 생성한다.
타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 매개체 신호들을 이용하여 제1 인터페이스 인에이블 기간과 제2 인터페이스 인에이블 기간을 구분하여 통신할 수 있다.
예를 들면, 제1 인터페이스 인에이블 기간과 제2 인터페이스 인에이블 기간을 구분하는 방법은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 파워 시퀀스(power sequence)를 이용하여 구분하는 방법, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 각 프레임의 블랭크 기간을 이용하여 구분하는 방법, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 인터페이스의 통신 주파수의 크기를 이용하여 구분하는 방법을 활용할 수 있다.
제1 인터페이스 인에이블 기간(IF1) 동안, 타이밍 컨트롤러(400)는 제1 인터페이스 출력을 공용 전송 채널로 전송하고, 감마 전압 생성부(600)는 통신이 인에이블되어 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송된 감마 데이터를 수신하고, 레벨 쉬프터(500)는 통신이 디세이블된다.
제2 인터페이스 인에이블 기간(IF2) 동안, 타이밍 컨트롤러(400)는 제2 인터페이스 출력을 공용 전송 채널로 전송하고, 감마 전압 생성부(600)는 통신이 디세이블되고, 레벨 쉬프터(500)가 통신이 인에이블되어 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송된 복수의 제어 신호를 수신한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 흐름도와 동작 타이밍도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전원이 턴-온되고, 타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 전원 관리 회로(700; 도 1)로부터 공급되는 파워 시퀀스를 검출하여 제1 및 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF1, IF2)을 구분할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400) 및 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 아날로그 구동 전압(VDD)이 먼저 공급되고(S302, Y) 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되기 이전(S304, N)까지의 제1 기간은 제1 인터페이스 인에이블 기간(IF1)으로 정의하여 통신한다(S306). 타이밍 컨트롤러(400) 및 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 아날로그 구동 전압(VDD)이 공급되고(S302, Y), 게이트 하이 전압(VGH)이 공급되는(S304, Y) 제2 기간은 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF2)로 정의하여 통신한다(S308).
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 흐름도와 동작 타이밍도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전원이 턴-온되고, 타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 각 프레임의 수직 블랭크 기간(Vblank)을 검출하여, 수직 블랭크 기간(Vblank) 및 액티브 기간(Vactive)을 제1 및 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF1, IF2)으로 각각 구분할 수 있다. 수직 블랭크 기간(Vblank)은 도 6에 도시된 바와 같이 수직 동기 신호(Vsync)를 이용하거나, 액티브 기간(Vactive) 기간의 시작 타이밍과 종료 타이밍을 각각 나타내는 스타트 펄스(VST) 및 리셋 펄스(RST)를 이용하여 검출할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400) 및 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 수직 블랭크 기간(Vblank)이 검출되면(S502, Y) 제1 인터페이스 인에이블 기간(IF1)으로 정의하여 통신한다(S504). 타이밍 컨트롤러(400) 및 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 수직 블랭크 기간(Vblank)이 검출되지 않는 액티브 기간(Vactive)이면(S502, N)은 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF2)로 정의하여 통신한다(S506).
도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 인터페이스 구분 방법을 나타낸 흐름도와 동작 타이밍도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전원이 턴-온되고, 타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 제1 인터페이스와 제2 인터페이스의 통신 주파수를 검출하여, 통신 주파수의 크기에 따라 제1 및 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF1, IF2)으로 각각 구분할 수 있다.
예를 들면, 감마 데이터를 전송하는 제1 인터페이스 통신은 수백Hz의 클럭 주파수를 이용하고, 레벨 쉬프터용 제어 신호를 전송하는 제2 인터페이스 통신은 수십MHz의 클럭 주파수를 이용하므로, 제1 인터페이스의 통신 주파수 보다 제2 인터페이스 통신 주파수가 훨씬 빠르다.
타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 공용 전송 채널을 통해 송수신되는 클럭을 카운트하여 클럭 주파수를 검출하여 통신 주파수가 상대적으로 느린 편인 제1 인터페이스와 통신 주파수가 상대적으로 빠른 편인 제2 인터페이스를 구분할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)와 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 클럭 주파수가 제1 기준치(A) 보다 크고(S702, Y), 제2 기준치(B) 보다 작으면(S704, Y) 제1 인터페이스 인에이블 기간(IF1)으로 정의하여 통신한다(S706). 타이밍 컨트롤러(400) 및 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)는 클럭 주파수가 제1 기준치(A) 보다 크고(S702, Y), 제2 기준치(B) 보다 크면(S706, N) 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF2)로 정의하여 통신한다(S708). 제1 기준치(A)는 제2 기준치(B) 보다 작게 설정된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 시스템 구성도이다.
도 9를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(400), 전원 관리 회로(700; 도 1)는 각각 개별의 IC(Integrated Circuit)로 구성되어 제어 PCB(410) 상에 실장되고, 레벨 쉬프터(500), 감마 전압 생성부(600)는 각각 개별 IC 또는 통합 IC로 구성되어 소스 PCB(800)에 실장된다. FFC(420)는 커넥터를 통해 제어 PCB(410) 및 소스 PCB(800) 사이에 체결되어 접속된다. 패널(100)의 크기에 따라 하나 또는 복수의 소스 PCB(800)가 구비된다. 복수의 소스 PCB(800) 각각은 X축 방향으로 안쪽에 위치하는 복수의 FFC(420) 각각을 통해 제어 PCB(410)와 접속된다.
데이터 드라이버(300; 도 1)는 픽셀 어레이(PA)의 데이터 라인들을 분할 구동하는 복수의 데이터 IC(310)로 구성되고, 복수의 데이터 IC(310) 각각은 COF(Chip On Film; 330) 등과 같이 각 회로 필름(320)에 개별적으로 실장된다. 데이터 IC(310)가 실장된 복수의 COF(320)는 ACF(Anisotropic Conductive Film)를 통해 패널(100) 및 소스 PCB(800)와 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 본딩 및 접속되고, 패널(100) 및 소스 PCB(800) 사이에 위치한다.
레벨 쉬프터(500) 및 감마 전압 생성부(600)는 게이트 드라이버(200)와 가까운 소스 PCB(800) 상에 실장된다. 복수의 레벨 쉬프터(500)는 각각 복수의 소스 PCB(800) 각각에서 X축 방향으로 게이트 드라이버(200)와 가까운 외곽쪽에 실장되고, 복수의 감마 전압 생성부(600)는 각각 소스 PCB(800) 상에 레벨 쉬프터(500)와 가까운 위치에 실장된다. 각 레벨 쉬프터(500)는 게이트 드라이버(200)와 가까운 COF(320)를 통해 복수의 게이트 제어 신호를 내장 게이트 드라이버(200)로 공급한다.
패널(100)의 양측부에 배치된 한 쌍의 게이트 드라이버(200)는 스캔 신호를 각 게이트 라인의 양끝단에서 동시에 공급하기 때문에 일측단에서 공급하는 경우와 대비하여 스캔 신호의 딜레이를 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(400)는 감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)와 전송 배선을 공용하고, 시분할 방식으로 제1 인터페이스 인에이블 기간(IF1)과 제2 인터페이스 인에이블 기간(IF2)을 구분하여 통신한다. 이에 따라, 타이밍 컨트롤러(400)의 출력핀 수와, 제어 PCB(410), FFC(420), 소스 PCB(800)을 경유하는 전송 배선 수를 저감할 수 있다.
감마 전압 생성부(600) 및 레벨 쉬프터(500)가 소스 PCB(800) 상에 실장됨으로써 종래의 제어 PCB에 실장되는 경우와 대비하여, 제어 PCB(410), FFC(420), 커넥터, 소스 PCB(800)을 경유하는 전송 배선 수를 저감할 수 있다.
이 결과 코스트를 저감할 수 있고 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 OLED 디스플레이 장치, LCD 등과 같은 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 패널 200: 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버 400: 타이밍 컨트롤러
500: 레벨 쉬프터 600: 감마 전압 생성부
700: 전원 관리 회로 310: 데이터 IC
320: 회로 필름 330: COF
410: 제어 PCB 420: FFC
800: 소스 PCB

Claims (20)

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  4. 타이밍 컨트롤러와,
    상기 타이밍 컨트롤러와 공용 전송 배선을 통해 접속되고 제1 인터페이스 인에이블 기간에 제1 인터페이스를 이용하여 통신하는 감마 전압 생성부와,
    상기 타이밍 컨트롤러와 상기 공용 전송 배선을 통해 접속되고 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간과 구분되는 제2 인터페이스 인에이블 기간에 제2 인터페이스를 이용하여 통신하는 레벨 쉬프터를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    전원 관리 회로로부터 공급되는 아날로그 구동 전압과 게이트 하이 전압의 공급 시퀀스를 이용하여 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간과 상기 제2 인터페이스 인에이블 기간을 구분하여 통신하는 디스플레이 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    상기 아날로그 구동 전압이 공급되고 상기 게이트 하이 전압이 공급되기 이전까지의 제1 기간은 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고,
    상기 아날로그 구동 전압과 상기 게이트 하이 전압이 모두 공급되는 제2 기간은 상기 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하는 디스플레이 장치.
  6. 타이밍 컨트롤러와,
    상기 타이밍 컨트롤러와 공용 전송 배선을 통해 접속되고 제1 인터페이스 인에이블 기간에 제1 인터페이스를 이용하여 통신하는 감마 전압 생성부와,
    상기 타이밍 컨트롤러와 상기 공용 전송 배선을 통해 접속되고 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간과 구분되는 제2 인터페이스 인에이블 기간에 제2 인터페이스를 이용하여 통신하는 레벨 쉬프터를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    수직 동기 신호, 스타트 펄스, 리셋 펄스 중 적어도 하나를 이용하여 각 프레임의 수직 블랭크 기간을 검출하고,
    상기 수직 블랭크 기간을 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고, 상기 수직 블랭크 기간을 제외한 액티브 기간을 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하는 디스플레이 장치.
  7. 타이밍 컨트롤러와,
    상기 타이밍 컨트롤러와 공용 전송 배선을 통해 접속되고 제1 인터페이스 인에이블 기간에 제1 인터페이스를 이용하여 통신하는 감마 전압 생성부와,
    상기 타이밍 컨트롤러와 상기 공용 전송 배선을 통해 접속되고 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간과 구분되는 제2 인터페이스 인에이블 기간에 제2 인터페이스를 이용하여 통신하는 레벨 쉬프터를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    상기 제1 인터페이스의 통신 주파수와 상기 제2 인터페이스의 통신 주파수를 검출하여 검출된 통신 주파수의 크기에 따라 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간과 상기 제2 인터페이스 인에이블 기간을 구분하여 통신하는 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    상기 검출된 통신 주파수가 제1 기준치보다 크고 제2 기준치보다 작은 제1 기간은 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고,
    상기 검출된 통신 주파수가 상기 제2 기준치보다 큰 제2 기간은 상기 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하는 디스플레이 장치.
  9. 청구항 4 내지 8 중 어느 한 청구항에 있어서,
    패널과,
    상기 패널에 내장된 게이트 드라이버와,
    상기 패널과 소스 PCB 사이에 접속되고 복수의 데이터 IC가 각각 실장된 복수의 COF와,
    상기 소스 PCB와 플렉서블 케이블을 통해 연결되고 상기 타이밍 컨트롤러가 실장된 제어 PCB를 더 포함하고,
    상기 감마 전압 생성부는 상기 소스 PCB에 실장되고 상기 복수의 데이터 IC와 접속되고,
    상기 레벨 쉬프터는 상기 소스 PCB에 실장되고 상기 복수의 COF 중 상기 게이트 드라이버와 가까운 어느 하나의 COF를 통해 상기 게이트 드라이버와 접속되고,
    상기 타이밍 컨트롤러와 접속된 공용 전송 배선은 상기 제어 PCB와 상기 플렉서블 케이블 및 상기 소스 PCB를 경유하여 상기 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터와 연결되는 디스플레이 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 감마 전압 생성부 및 레벨 쉬프터는 각각 개별 IC로 구성되거나, 하나의 통합 IC로 구성되는 디스플레이 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러는 공용 전송 배선을 통해 접속된 감마 전압 생성부와 제1 인터페이스를 통해 통신하여 감마 데이터를 전송하는 단계와,
    제2 인터페이스 인에이블 기간 동안, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 공용 전송 배선을 통해 접속된 레벨 쉬프터와 제2 인터페이스를 통해 통신하여 복수의 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    아날로그 구동 전압이 공급되고 게이트 하이 전압이 공급되기 이전까지의 제1 기간은 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고,
    상기 아날로그 구동 전압과 상기 게이트 하이 전압이 모두 공급되는 제2 기간은 상기 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하는 디스플레이 장치의 인터페이스 방법.
  15. 제1 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러는 공용 전송 배선을 통해 접속된 감마 전압 생성부와 제1 인터페이스를 통해 통신하여 감마 데이터를 전송하는 단계와,
    제2 인터페이스 인에이블 기간 동안, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 공용 전송 배선을 통해 접속된 레벨 쉬프터와 제2 인터페이스를 통해 통신하여 복수의 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    수직 동기 신호, 스타트 펄스, 리셋 펄스 중 적어도 하나를 이용하여 각 프레임의 수직 블랭크 기간을 검출하고,
    상기 수직 블랭크 기간을 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고, 상기 수직 블랭크 기간을 제외한 액티브 기간을 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하는 디스플레이 장치의 인터페이스 방법.
  16. 제1 인터페이스 인에이블 기간 동안, 타이밍 컨트롤러는 공용 전송 배선을 통해 접속된 감마 전압 생성부와 제1 인터페이스를 통해 통신하여 감마 데이터를 전송하는 단계와,
    제2 인터페이스 인에이블 기간 동안, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 공용 전송 배선을 통해 접속된 레벨 쉬프터와 제2 인터페이스를 통해 통신하여 복수의 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러, 감마 전압 생성부, 레벨 쉬프터는
    상기 제1 인터페이스의 통신 주파수와 상기 제2 인터페이스의 통신 주파수를 검출하여 검출된 통신 주파수가 제1 기준치보다 크고 제2 기준치보다 작은 제1 기간은 상기 제1 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하고,
    상기 검출된 통신 주파수가 상기 제2 기준치보다 큰 제2 기간은 상기 제2 인터페이스 인에이블 기간으로 이용하는 디스플레이 장치의 인터페이스 방법.
  17. 청구항 4 내지 8 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 제1 인터페이스 인에이블 기간 동안,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 인터페이스에 해당하는 I2C 인터페이스를 이용하는 제1 송신부로부터 출력되는 감마 데이터를 상기 공용 전송 배선으로 출력하고,
    상기 제1 인터페이스를 이용하는 상기 감마 전압 생성부의 제1 수신부가 인에이블되어 상기 공용 전송 배선을 통해 전송된 감마 데이터를 공급받아 복수의 기준 감마 전압을 생성하여 출력하고,
    상기 레벨 쉬프터의 제2 수신부는 디세이블되는 디스플레이 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 인터페이스 인에이블 기간 동안,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제2 인터페이스에 해당하는 심플 인터페이스를 이용하는 제2 송신부로부터 출력되는 복수의 제어 신호를 상기 공용 전송 배선으로 출력하고,
    상기 감마 전압 생성부의 제1 수신부가 디세이블되고,
    상기 제2 인터페이스를 이용하는 상기 레벨 쉬프터의 제2 수신부가 인에이블되어 상기 공용 전송 배선을 통해 전송된 복수의 제어 신호를 공급받아 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 출력하는 디스플레이 장치.
  19. 청구항 14 내지 16 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 제1 인터페이스 인에이블 기간 동안,
    상기 제1 인터페이스를 이용하는 상기 감마 전압 생성부의 제1 수신부가 인에이블되어 상기 공용 전송 배선을 통해 전송된 감마 데이터를 공급받아 복수의 기준 감마 전압을 생성하여 출력하고,
    상기 레벨 쉬프터의 제2 수신부는 디세이블되는 디스플레이 장치의 인터페이스 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 인터페이스 인에이블 기간 동안,
    상기 감마 전압 생성부의 제1 수신부가 디세이블되고,
    상기 제2 인터페이스를 이용하는 상기 레벨 쉬프터의 제2 수신부가 인에이블되어 상기 공용 전송 배선을 통해 전송된 복수의 제어 신호를 공급받아 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 출력하는 디스플레이 장치의 인터페이스 방법.
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