KR102489597B1 - 디스플레이 인터페이스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동일 데이터를 갖는 복수의 수평 라인이 입력될 때 저소비 전력 모드로 동작하여 소비 전력을 저감할 수 있는 디스플레이 인터페이스 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 디스플레이 인터페이스 장치는 입력 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 비교하여 상기 수평 라인 단위로 동일한 픽셀 데이터를 갖는 동일 수평 라인들의 입력 시간을 기준 시간과 비교한 결과에 따라 저전력 모드로 동작하는 타이밍 컨트롤러와, 타이밍 컨트롤러 공급받은 전송 데이터를 이용하여 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 IC들을 포함한다. 타이밍 컨트롤러는 동일 수평 라인들의 입력 시간과 기준 시간의 비교 결과에 따라, 트레이닝 패턴을 전송하는 제1 저전력 모드와, 데이터 송수신을 중단하는 제1 기간과 트레이닝 패턴을 전송하는 제2 기간을 포함하는 제2 저전력 모드 중 어느 하나의 모드로 동작한다.

Description

디스플레이 인터페이스 장치{DISPLAY INTERFACE DEVICE}
본 발명은 동일 데이터를 갖는 복수의 수평 라인이 입력될 때 저소비 전력 모드로 동작하여 소비 전력을 저감할 수 있는 디스플레이 인터페이스 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 디스플레이 장치로는 액정을 이용한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 디스플레이, 전기영동 입자를 이용한 전기영동 디스플레이(ElectroPhoretic Display; EPD) 등이 대표적이다.
디스플레이 장치는 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시하는 패널과, 패널을 구동하는 패널 구동부와, 패널 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러 등을 포함하고, 패널 구동부는 패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와, 패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버를 포함한다.
시스템은 통상 디스플레이에 필요한 모든 영상 정보를 실시간으로 타이밍 컨트롤러로 공급하고, 타이밍 컨트롤러는 모든 영상 정보를 데이터 드라이버로 공급한다. 데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 공급받은 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환한 후 패널에 출력하여 패널에서 영상을 표시한다.
그러나, 타이밍 컨트롤러는 동일 데이터가 시스템으로부터 입력되는 경우에도 동일한 동작을 반복하고 데이터 드라이버로 동일 데이터를 반복적으로 공급하기 때문에 불필요한 전력을 소모하고 있으므로 불필요한 전력 소모를 최소화하기 위한 방안이 요구된다.
본 발명은 동일 데이터를 갖는 복수의 수평 라인이 입력될 때 저소비 전력 모드로 동작하여 소비 전력을 저감할 수 있는 디스플레이 인터페이스 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 인터페이스 장치는 입력 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 비교하여 상기 수평 라인 단위로 동일한 픽셀 데이터를 갖는 동일 수평 라인들의 입력 시간을 기준 시간과 비교한 결과에 따라 저전력 모드로 동작하는 타이밍 컨트롤러와, 타이밍 컨트롤러 공급받은 전송 데이터를 이용하여 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 IC들을 포함한다. 타이밍 컨트롤러는 동일 수평 라인들의 입력 시간과 기준 시간의 비교 결과에 따라, 트레이닝 패턴을 전송하는 제1 저전력 모드와, 데이터 송수신을 중단하는 제1 기간과 트레이닝 패턴을 전송하는 제2 기간을 포함하는 제2 저전력 모드 중 어느 하나의 모드로 동작한다.
타이밍 컨트롤러는 클럭 에지를 포함하는 딜리미터와 전송 데이터를 직렬로 포함하는 각 패킷을 송신하는 송신부를 포함하고, 데이터 IC들 각각은 송신부로부터 전송된 각 패킷으로부터 상기 클럭 에지 및 전송 데이터를 복원하고 상기 클럭 에지를 이용하여 내부 클럭을 생성하는 수신부를 포함한다. 기준 시간은 데이터 IC들 각각의 수신부에 내장된 클럭 생성부가 언락 상태에서 송신부로부터 전송된 트레이닝 패턴에 의해 락 상태로 복원하기 위한 최소 시간에 해당하는 락 타임으로 설정된다
타이밍 컨트롤러는 동일 수평 라인들의 입력 시간이 락 타임의 이하인 경우 제1 저전력 모드로 동작하고, 동일 수평 라인들의 입력 시간이 락 타임보다 큰 경우 제2 저전력 모드로 동작한다.
타이밍 컨트롤러가 제1 저전력 모드로 동작하는 경우, 동일 수평 라인들 중 제1 수평 라인의 픽셀 데이터들과, 동일 수평 라인의 구간 정보를 데이터 IC들로 전송하고, 동일 수평 라인들 중 나머지 수평 라인들에 해당하는 전송 기간 동안 트레이닝 패턴을 데이터 IC들로 전송한다. 제1 저전력 모드에서 전송되는 트레이닝 패턴의 전압 스윙 레벨은 통상 동작 모드의 전압 스윙 레벨 보다 낮게 설정된다.
타이밍 컨트롤러가 제2 저전력 모드로 동작하는 경우, 동일 수평 라인들 중 제1 수평 라인의 픽셀 데이터들과, 동일 수평 라인들의 구간 정보를 데이터 IC들로 전송한 후, 송신부는 제1 기간 동안 오프되고, 제1 기간에 이어지는 제2 기간 동안에는 온되어 트레이닝 패턴을 데이터 IC들로 전송한다. 제2 기간은 적어도 락 타임 이상으로 설정된다.
타이밍 컨트롤러가 제1 저전력 모드 또는 제2 저전력 모드로 동작하는 경우, 데이터 IC들은 타이밍 컨트롤러로부터 공급받은 제1 수평 라인의 픽셀 데이터들을 래치부 저장하고, 타이밍 컨트롤러로부터 공급받은 동일 수평 라인들의 구간 정보에 해당하는 기간 동안 래치부에 저장된 픽셀 데이터들을 아날로그 데이터로 변환하여 데이터 라인들로 출력하는
타이밍 컨트롤러가 제2 저전력 모드로 동작하는 경우, 데이터 IC들의 수신부는 송신부와 함께, 제1 기간 동안 오프되고, 제2 기간에 온되어 동작할 수 있다.
타이밍 컨트롤러는 제1 저전력 모드 또는 제2 저전력 모드로 동작하는 경우, 게이트 제어 신호와 동기하는 동기 신호를 생성하여 데이터 IC들로 더 공급할 수 있다. 데이터 IC들은 동기 신호가 트랜지션되는 에지에 동기하여 각 수평기간마다 아날로그 데이터를 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러는 동일 수평 라인들의 구간 정보를 데이터 인에이블 신호의 블랭크 기간에 제어 패킷으로 구성하여 데이터 IC들로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 인터페이스 장치는 이전 수평 라인과 픽셀 데이터가 동일한 수평 라인들의 지속 시간에 따라 낮은 스윙 레벨의 트레이닝 패턴을 전송하는 제1 저전력 모드와, 데이터 송수신을 중단하는 제1 기간 및 트레이닝 패턴을 전송하는 제2 기간을 포함하는 제2 저전력 모드 중 어느 하나로 동작하여 패널 구동에 필요한 최소한의 신호만을 유지함으로써 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버의 소비 전력을 저감할 수 있다.
일 실시예는 OLED 디스플레이, LCD 등과 같은 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러와 복수의 데이터 IC를 포함하는 인터페이스 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러로부터 송신되는 패킷들을 나타낸 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 동작 방법을 단계적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러가 제1 저소비 전력 모드로 동작하는 경우를 예시한 구동 파형도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러가 제2 저소비 전력 모드로 동작하는 경우를 예시한 구동 파형도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치는 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 감마 전압 생성부(500), 전원 공급부(600) 등을 포함한다. 디스플레이 장치는 게이트 드라이버(200)의 구성 형태에 따라 레벨 쉬프터부(700)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급부(600)는 외부로부터 공급받은 입력 전압을 이용하여 디스플레이 장치의 모든 회로 구성, 즉 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 레벨 쉬프터부(700), 감마 전압 생성부(500) 등의 동작에 필요한 각종 구동 전압들을 생성하여 출력한다. 예를 들면, 전원 공급부(600)는 입력 전압을 이용하여 타이밍 컨트롤러(400) 및 데이터 드라이버(300), 레벨 쉬프터부(700) 등에 공급되는 디지털 블록 구동 전압과, 데이터 드라이버(300), 감마 전압 생성부(500)에 공급되는 아날로그 블록 구동 전압 등과, 게이트 드라이버(200), 레벨 쉬프터부(700)에 공급되는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압과, 패널(100) 구동에 필요한 구동 전압들을 생성하여 출력한다.
패널(100)은 서브픽셀들이 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이를 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 타이밍 컨트롤러(400) 또는 레벨 쉬프터부(700) 복수의 게이트 제어 신호를 공급받아 쉬프트 동작을 하여 패널(100)의 게이트 라인들을 개별적으로 구동한다. 게이트 드라이버(200)는 각 게이트 라인의 구동 기간에 게이트 온 전압(게이트 하이 전압)의 스캔 신호를 해당 게이트 라인에 공급하고, 각 게이트 라인의 비구동 기간에는 게이트 오프 전압(게이트 로우 전압)을 해당 게이트 라인에 공급한다.
일 실시예에 따른 게이트 드라이버(200)는 하나 또는 복수의 게이트 IC(Integrated Circuit)로 구성되고, COF(Chip On Film) 등과 같이 회로 필름에 게이트 IC가 개별적으로 실장되어 패널(100)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 본딩 및 접속되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 패널(100) 상에 실장될 수 있다. 게이트 드라이버(200)를 구성하는 각 게이트 IC는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 복수의 게이트 제어 신호를 공급받아 쉬프트 동작을 하여 게이트 라인들을 순차적으로 구동한다.
한편, 일 실시예에 따른 게이트 드라이버(200)는 패널(100)의 픽셀 어레이를 구성하는 박막 트랜지스터 어레이와 함께 기판에 형성되어 패널(100)의 양측부 또는 일측부의 비표시 영역에 GIP(Gate In Panel) 타입으로 내장될 수 있다. GIP 타입의 게이트 드라이버(200)는 레벨 쉬프터부(700)로부터 복수의 게이트 제어 신호들을 공급받아 쉬프트 동작을 하여 게이트 라인들을 순차적으로 구동한다.
레벨 쉬프터부(700)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버(200)로 출력한다. 레벨 쉬프터부(700)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 복수의 제어 신호들을 공급받아 로직 처리 및 레벨 쉬프팅함으로써 복수의 게이트 제어 신호들을 생성하여 출력한다. 예를 들면, 레벨 쉬프터부(700)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 스타트 펄스, 리셋 펄스 등을 레벨 쉬프팅하여 출력한다. 레벨 쉬프터부(700)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 한 수평주기(1H)로 반복되는 온 클럭 및 오프 클럭을 공급받아 로직 처리함으로써, 복수의 온 클럭 라이징 타이밍에서 각각 라이징하고 복수의 오프 클럭의 폴리 타이밍에서 각각 폴링하는, 즉 위상이 서로 다른 복수의 스캔 클럭들을 생성 및 레벨 쉬프팅하여 출력한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 호스트 시스템으로부터 타이밍 제어 신호들 및 픽셀 데이터를 공급받는다. 타이밍 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템으로부터 공급받은 타이밍 제어 신호들과 내부에 저장된 타이밍 설정 정보를 이용하여, 데이터 드라이버(300)의 구동 타이밍을 제어하는 복수의 데이터 제어 신호를 생성하고 데이터 드라이버(300)로 공급하고, 게이트 드라이버(200)의 구동 타이밍 제어하는 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버(400)로 공급하거나, 레벨 쉬프터부(700)를 제어하는 복수의 제어 신호를 생성하여 레벨 쉬프터부(700)로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 시스템으로부터 공급받은 픽셀 데이터를 소비 전력 감소를 위한 휘도 보정이나, 화질 보정 등과 같은 다양한 영상 처리를 수행하고, 영상 처리된 픽셀 데이터를 데이터 드라이버(300)로 공급한다.
특히, 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템으로부터 공급받은 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 픽셀 데이터를 비교하여 이전 수평 라인과 픽셀 데이터가 동일한 라인이 연속적으로 입력되는 것으로 판단된 경우, 동일 라인들 중 첫 라인의 픽셀 데이터를 송신하고 나머지 라인들에 대한 데이터 전송을 중지하는 저전력 모드로 동작할 수 있고, 동일 라인의 지속 시간에 따라 서로 다른 저전력 모드를 선택적으로 적용하여 동작할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 디스플레이의 감마 특성에 따른 감마 데이터를 생성하여 감마 전압 생성부(500)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(500)로 공급할 수 있다.
감마 전압 생성부(500)는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 기준 감마 전압들을 포함하는 기준 감마 전압 세트를 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 디스플레이 장치의 감마 특성에 대응하는 복수의 기준 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급할 수 있다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 감마 데이터를 공급받고 감마 데이터에 따라 기준 감마 전압 레벨을 생성하거나 조정하여 데이터 드라이버(300)로 출력할 수 있다.
데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 데이터 제어 신호에 따라 제어되고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 디지털 픽셀 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 패널(100)의 데이터 라인들로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(300)는 감마 전압 생성부(500)로부터 공급된 복수의 기준 감마 전압들이 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 픽셀 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하고 아날로그 데이터 신호를 패널(100)의 데이터 라인들로 공급한다.
특히, 데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)가 저전력 모드로 동작하는 경우, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 1 수평 라인의 픽셀 데이터와 함께 현재 라인은 이후 복수의 라인과 동일하다는 정보를 공급받을 수 있고, 이 경우 공급받은 픽셀 데이터를 동일한 복수의 라인 구간 동안 출력한다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
데이터 드라이버(300)는 복수의 데이터 IC로 구성되고, COF(Chip On Film) 등과 같이 회로 필름에 데이터 IC가 개별적으로 실장되어 패널(100)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 본딩되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 패널(100) 상에 실장될 수 있다.
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 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 업데이트하고, 각 픽셀 데이터를 해당 보상값을 적용하여 보상하는 데이터 처리를 수행함으로써 서브픽셀 간의 특성 차이로 인한 휘도 불균일을 보상할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)와 데이터 드라이버(300)는 픽셀 데이터, 데이터 제어 정보 등의 전송 데이터에 클럭을 직렬로 임베딩하여 직렬 전송하는 고속 직렬 인터페이스를 이용하여 데이터를 송수신한다. 예를 들면, 고속 직렬 인터페이스로는 임베디드 포인트-투-포인트 인터페이스(Embedded Point-to-point Interface; EPI) 등이 적용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러와 복수의 데이터 IC를 나타낸 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러에서 전송되는 패킷 구성을 나타낸 파형도이며, 도 4는 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 데이터 드라이버(300)는 패널(100)의 데이터 라인들을 분할 구동하는 복수의 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)를 포함한다. 복수의 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)는 복수의 전송 채널(EPIA, EPIB)을 통해 타이밍 컨트롤러(400)와 개별적으로 연결된다. 타이밍 컨트롤러(400)의 출력단에 구성된 송신부(TX)와, 데이터 IC(D-IC1~D-ICm) 각각의 입력단에 구성된 수신부(RX)는 전송 채널(EPIA, EPIB)을 통해 EPI 패킷을 송수신한다. 복수의 전송 채널(EPIA, EPIB) 각각은 EPI 패킷을 차동 신호 형태로 전송하는 배선쌍을 구비한다.
타이밍 컨트롤러(400)의 송신부(TX)는 픽셀 데이터, 제어 데이터를 포함하는 디스플레이 정보를 클럭 에지 정보를 포함하는 직렬 형태의 패킷으로 변환하고 패킷을 차동 신호 형태로 변환하여 전송 채널(EPIA, EPIB)을 통해 데이터 IC(D-IC1~D-ICm) 각각의 수신부(RX)로 전송한다.
도 3을 참조하면, EPI 패킷은 (A)와 같이 구동 초기나 블랭크 시간 등에서 데이터 IC(D-IC1~D-ICm) 각각의 클럭 생성부의 락킹을 위하여 클럭 에지를 포함하는 트레이닝 패턴, (B)와 같이 클럭 에지 정보와 제어 데이터를 직렬 형태로 포함하는 제어 패킷, (C)와 같이 클럭 에지 정보와 복수의 픽셀 데이터를 직렬 형태로 포함하는 데이터 패킷 등을 포함하고, 딜리미터(Delimiter)의 라이징 에지가 클럭 에지를 지시한다. 제어 데이터는 복수의 데이터 제어 신호에 대한 타이밍 설정 정보나 논리 정보를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 초기 구동시 전원 공급이 안정화되면 일정한 패킷 주기를 갖는 트레이닝 패턴을 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)에 전송한다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 수신부(RX)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 트레이닝 패턴의 클럭 에지를 이용하여 클럭 생성부인 DLL(Delay Locked Loop)의 위상 및 주파수를 고정(lock)하고 내부 클럭을 생성한다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 수신부(RX) 각각은 내부 클럭이 안정적으로 락킹되면 락 신호(LOCK)를 순차적으로 다음 데이터 IC의 수신부(RX)로 출력하여 마지막 데이터(D-ICm)까지 내부 클럭의 락킹이 완료되면, 마지막 데이터(D-ICm)는 하이 레벨의 락 신호(LOCK)를 타이밍 컨트롤러(400)로 전송한다.
타이밍 컨트롤러(400)는 마지막 데이터(D-ICm)로부터 하이 레벨의 락 신호(LOCK)가 공급되면, 1 수평주기(1H)를 갖는 데이터 인에이블 신호(DE)의 블랭크 시간에는 제어 패킷을, 액티브 시간에는 데이터 패킷을 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm) 각각의 수신부(RX)는 전송된 패킷으로부터 클럭 에지를 추출하여 내부 클럭을 생성하고, 내부 클럭을 이용하여 패킷으로부터 제어 데이터, 픽셀 데이터를 샘플링하여 복원한다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm) 각각은 복원된 제어 데이터를 이용하여 복수의 데이터 제어 신호를 생성하고, 복수의 데이터 제어 신호에 따라 픽셀 데이터를 픽셀 데이터 전압으로 변환하여 패널(100)의 데이터 라인들 각각에 출력한다. 복수의 데이터 제어 신호는 소스 스타트 펄스, 소스 쉬프트 펄스, 소스 출력 인에이블 신호, 극성 반전 신호 등을 포함할 수 있다.
특히, 타이밍 컨트롤러(400)는 입력 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 비교하여 동일한 수평 라인이 반복되는지를 판단하고, 동일 수평 라인의 입력 시간을 미리 설정된 기준 시간과 비교한 결과에 따라 동일 수평 라인들의 중복되는 데이터 전송을 중지하거나 전압 스위칭 레벨이 낮은 트레이닝 패턴을 전송함으로써 소비 전력을 저감하는 저전력 모드로 동작할 수 있다.
기준 시간은 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 락 타임으로 설정될 수 있다. 락 타임은 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)가 언락(unlock) 상태가 된 후부터 타이밍 컨트롤러(400)에서 전송한 트레이닝 패턴에 의해 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)가 다시 락 상태를 복원하여 마지막 데이터(D-ICm)로부터 하이 레벨의 락 신호가 수신되는 시점까지의 최소 시간을 의미한다.
데이터 IC(D-IC1~D-ICm)는 동일 수평 라인 반복 구간에 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 동일 수평 라인들 중 첫 라인의 픽셀 데이터를 래치부에서 홀딩하면서 각 수평기간마다 동일한 데이터 신호를 출력한다.
도 4를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템으로부터 픽셀 데이터를 공급받아 라인 메모리를 이용하여 수평 라인 단위로 픽셀 데이터를 비교하고 동일 라인 여부를 판단한다(S402, S404).
현재 수평 라인의 픽셀 데이터가 이전 수평 라인의 픽셀 데이터와 동일하지 않은 것으로 판단되면(S404; N), 타이밍 컨트롤러(400)는 통상 모드로 동작하고, 도 3에서 전술한 바와 같이 데이터 패킷, 제어 패킷 등을 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한다.
반면에, 현재 수평 라인이 이전 수평 라인과 동일한 것으로 판단되면(S404; Y), 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인의 입력 시간을 카운트하여 락 타임과 비교하고, 비교 결과인 동일 수평 라인의 지속 시간에 따라 제1 및 제2 저전력 모드 중 어느 하나로 동작한다(S408, S410, S412).
구체적으로, 타이밍 컨트롤러(400)는 카운트한 동일 수평 라인의 지속 시간이 락 타임 보다 작거나 같은 경우(S408; Y), 제1 저전력 모드로 동작한다(S410). 제1 저전력 모드로 동작하는 경우, 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인들 중 첫 라인에 대한 픽셀 데이터와, 이후의 동일 수평 라인의 반복 구간 정보를 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한 다음, 동일 수평 라인의 반복 구간 동안 픽셀 데이터 대신, 통상의 전송 데이터 및 통상의 트레이닝 패턴보다 전압 스윙 레벨이 낮은 트레이닝 패턴을 전송하여 소비 전력을 저감할 수 있다. 트레이닝 패턴은 데이터보다 단순하기 때문에 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)은 낮은 스위칭 레벨의 트레이닝 패턴을 인식하여 락킹된 내부 클럭을 생성할 수 있다. 예를 들면, 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)는 스윙 레벨이 14mV까지 감소하더라도 트레이닝 패턴을 인식하여 락 상태를 유지할 수 있다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)는 동일 수평 라인의 반복 구간에는 래치부에 저장된 첫 동일 수평 라인의 픽셀 데이터를 홀딩하면서 각 수평기간마다 동일 데이터 출력을 반복한다.
한편, 타이밍 컨트롤러(400)는 카운트한 동일 수평 라인의 지속 시간이 락 타임 보다 큰 경우(S408; Y), 제2 저전력 모드로 동작한다(S412). 제2 저전력 모드로 동작하는 경우, 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인들 중 첫 라인에 대한 픽셀 데이터와, 이후 동일 수평 라인의 반복 구간 정보를 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한 후, 제1 기간 동안 송신부(TX)를 오프시킴으로써 데이터 전송을 중단하고 소비 전력을 더욱 저감할 수 있다. 그 다음, 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인 구간이 끝나고 새로운 데이터가 전송되기 이전에 송신부(TX)를 구동하여 적어도 락 타임 동안 전압 스위칭 레벨이 낮은 트레이닝 패턴을 전송하여 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 락 상태를 복원한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 제1 저전력 모드 동작을 나타낸 구동파형도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 제2 저전력 모드 동작을 나타낸 구동파형도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템에서 입력 데이터를 공급받아 라인 메모리에 저장하고 수평 라인 단위로 데이터를 처리하여 출력한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 입력 데이터를 수평 라인 단위로 비교하고, N번째 수평 라인 데이터와 N+1번째 수평 라인 데이터가 동일한지 판단한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인으로 판단되면 동일 수평 라인의 수를 카운트하고, 이후에도 수평 라인 단위로 데이터를 비교하면서, N번째 수평 라인과 동일한 수평 라인의 수를 카운트하여 동일 수평 라인의 지속 시간을 확인하고, 카운트된 동일 수평 라인의 지속 시간을 락 타임과 비교한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인의 지속 시간이 락 타임 이하로 작으면 도 5에 도시된 바와 같이 제1 저전력 모드로 동작하고, 동일 라인 지속 시간이 락 타임 보다 크면 도 6에 도시된 바와 같이 제2 저전력 모드로 동작한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 N+5번째 수평 라인은 N+4번째 수평 라인과 동일하지 않는 경우 통상 모드로 데이터를 처리하여 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한다.
도 5를 참조하면, N번째 수평 라인과 동일한 수평 라인들(N+1~N+4)이 연속적으로 입력되지만 그 연속 시간이 락 타임 이하로 작은 경우, 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인들 중 첫 라인인 N번째 수평 라인의 데이터를 전송할 때, 동일 수평 라인이 시작됨을 알려주는 플래그와 이후 몇 개의 수평 라인들이 동일 수평 라인 구간인지를 알려주는 동일 수평 라인의 구간 정보를 블랭크 시간의 제어 패킷에 포함하여 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한다. 한편, 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인이 시작됨을 알려주는 플래그를 별도의 동기 신호(SYNC)를 이용하여 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송할 수 있다.
그 다음, 타이밍 컨트롤러(400)는 N번째 수평 라인과 동일한 수평 라인들(N+1~N+4)에 해당하는 전송 시간 동안 데이터 패킷, 제어 패킷과 같은 데이터 전송은 중지하되, 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 락 상태 유지를 위하여 트레이닝 패턴을 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한다. 이때, 타이밍 컨트롤러(400)는 송신부(Tx)의 출력 전류를 감소시켜 동작함으로써, 통상 모드에서 사용하는 전압 스윙 레벨 보다 낮은 스윙 레벨을 갖는 트레이닝 패턴을 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송하여 소비 전력을 저감할 수 있다.
데이터 IC(D-IC1~D-ICm)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급된 N번째 수평 라인의 데이터를 래치부에 저장하여 출력하고, 이후 동일 수평 라인의 반복 구간에는 래치부에 저장된 N번째 수평 라인의 픽셀 데이터를 동기 신호(SYNC)의 트랜지션이 발생하는 각 수평기간마다 출력하는 동작을 반복한다. 동일 수평 라인의 반복 구간에서 게이트 구동 신호와 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 출력을 동기화하기 위하여, 타이밍 컨트롤러(400)는 게이트 제어 신호에 맞춰 동기 신호(SYNC)를 생성하여 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)에 공급한다.
도 6을 참조하면, N번째 수평 라인과 동일한 수평 라인들(N+1~N+50)의 입력 시간이 락 타임보다 큰 경우, 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인들 중 첫 라인인 N번째 수평 라인의 데이터를 전송할 때, 동일 수평 라인이 시작됨을 알려주는 플래그와 이후 몇 개의 수평 라인들이 동일 수평 라인 구간인지를 알려주는 동일 수평 라인의 구간 정보를 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)로 전송한다.
그 다음, 타이밍 컨트롤러(400)는 N번째 수평 라인에 대한 전송이 완료되면 제1 기간 동안 송신부(TX)의 전원을 오프시키고 데이터 전송을 중지한다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급된 N번째 수평 라인의 데이터를 래치부에 저장하여 출력하고, 이후 동일 수평 라인의 반복 구간에는 래치부에 저장된 N번째 수평 라인의 픽셀 데이터를 동기 신호(SYNC)의 트랜지션이 발생하는 각 수평기간마다 출력하는 동작을 반복한다. 타이밍 컨트롤러(400)의 송신부(TX)가 오프되는 제1 기간 동안 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 수신부(RX)도 오프되어 소비전력을 더욱 저감할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(400)는 N+50번째 수평 라인과 다른 N+51번째 수평 라인의 데이터를 전송하기 위하여, N+51번째 수평 라인의 전송 전 적어도 락 타임 이전부터 제2 기간 동안 송신부(TX)의 전원을 온하여 상대적으로 낮은 스윙 레벨의 트레이닝 패턴을 데이터 IC(D-IC1~D-ICm) 전송하여 락을 복원한다. 데이터 IC(D-IC1~D-ICm)의 락이 복원되면 타이밍 컨트롤러(400)는 N+51번째 수평 라인의 데이터 전송을 수행한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 동일 수평 라인의 지속 시간에 비례하여 소비 전력을 저감할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 인터페이스 장치는 이전 수평 라인과 픽셀 데이터가 동일한 수평 라인들의 지속 시간에 따라 낮은 스윙 레벨의 트레이닝 패턴을 전송하는 제1 저전력 모드와, 데이터 송수신을 중단하는 제1 기간 및 트레이닝 패턴을 전송하는 제2 기간을 포함하는 제2 저전력 모드 중 어느 하나로 동작하여 패널 구동에 필요한 최소한의 신호만을 유지함으로써 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버의 소비 전력을 저감할 수 있다.
일 실시예는 OLED 디스플레이, 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: 감마 전압 생성부 600: 전원 공급부
700: 레벨 쉬프터부 D-IC1~D-ICm: 데이터 IC
TX: 송신부 RX: 수신부

Claims (15)

  1. 입력 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 비교하여 상기 수평 라인 단위로 동일한 픽셀 데이터를 갖는 동일 수평 라인들의 입력 시간을 기준 시간과 비교한 결과에 따라 저전력 모드로 동작하는 타이밍 컨트롤러와,
    상기 타이밍 컨트롤러 공급받은 전송 데이터를 이용하여 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 IC들을 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 동일 수평 라인들의 입력 시간과 상기 기준 시간의 비교 결과에 따라, 트레이닝 패턴을 전송하는 제1 저전력 모드와, 데이터 송수신을 중단하는 제1 기간과 상기 트레이닝 패턴을 전송하는 제2 기간을 포함하는 제2 저전력 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 클럭 에지를 포함하는 딜리미터와 전송 데이터를 직렬로 포함하는 각 패킷을 송신하는 송신부를 포함하고,
    상기 데이터 IC들 각각은 상기 송신부로부터 전송된 각 패킷으로부터 상기 클럭 에지 및 전송 데이터를 복원하고 상기 클럭 에지를 이용하여 내부 클럭을 생성하는 수신부를 포함하며,
    상기 기준 시간은 상기 데이터 IC들 각각의 수신부에 내장된 클럭 생성부가 언락 상태에서 상기 송신부로부터 전송된 상기 트레이닝 패턴에 의해 락 상태로 복원하기 위한 최소 시간에 해당하는 락 타임으로 설정되는 디스플레이 인터페이스 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 동일 수평 라인들의 입력 시간이 상기 락 타임의 이하인 경우 상기 제1 저전력 모드로 동작하고,
    상기 동일 수평 라인들의 입력 시간이 상기 락 타임보다 큰 경우 상기 제2 저전력 모드로 동작하는 디스플레이 인터페이스 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러가 상기 제1 저전력 모드로 동작하는 경우,
    상기 동일 수평 라인들 중 제1 수평 라인의 픽셀 데이터들과, 상기 동일 수평 라인의 구간 정보를 상기 데이터 IC들로 전송하고,
    상기 동일 수평 라인들 중 나머지 수평 라인들에 해당하는 전송 기간 동안 상기 트레이닝 패턴을 상기 데이터 IC들로 전송하며,
    상기 제1 저전력 모드에서 전송되는 상기 트레이닝 패턴의 전압 스윙 레벨은 통상 동작 모드의 전압 스윙 레벨 보다 낮게 설정된 디스플레이 인터페이스 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러가 상기 제2 저전력 모드로 동작하는 경우,
    상기 동일 수평 라인들 중 제1 수평 라인의 픽셀 데이터들과, 상기 동일 수평 라인들의 구간 정보를 상기 데이터 IC들로 전송한 후,
    상기 송신부는 상기 제1 기간 동안 오프되고, 상기 제1 기간에 이어지는 상기 제2 기간 동안에는 온되어 상기 트레이닝 패턴을 상기 데이터 IC들로 전송하며,
    상기 제2 기간은 적어도 상기 락 타임 이상으로 설정되는 디스플레이 인터페이스 장치.
  6. 청구항 4 및 5 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러가 상기 제1 저전력 모드 또는 상기 제2 저전력 모드로 동작하는 경우,
    상기 데이터 IC들은 상기 타이밍 컨트롤러로부터 공급받은 상기 제1 수평 라인의 픽셀 데이터들을 래치부 저장하고, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 공급받은 상기 동일 수평 라인들의 구간 정보에 해당하는 기간 동안 상기 래치부에 저장된 픽셀 데이터들을 아날로그 데이터로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력하는 디스플레이 인터페이스 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러가 상기 제2 저전력 모드로 동작하는 경우,
    상기 데이터 IC들의 수신부는 상기 송신부와 함께, 상기 제1 기간 동안 오프되고, 상기 제2 기간에 온되어 동작하는 디스플레이 인터페이스 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 저전력 모드 또는 상기 제2 저전력 모드로 동작하는 경우, 게이트 제어 신호와 동기하는 동기 신호를 생성하여 상기 데이터 IC들로 더 공급하고,
    상기 데이터 IC들은 상기 동기 신호가 트랜지션되는 에지에 동기하여, 각 수평기간마다 상기 아날로그 데이터를 출력하는 디스플레이 인터페이스 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 동일 수평 라인들의 구간 정보를 데이터 인에이블 신호의 블랭크 기간에 제어 패킷으로 구성하여 상기 데이터 IC들로 전송하는 디스플레이 인터페이스 장치.
  10. 삭제
  11. 기판 상에 데이터 라인들;
    상기 데이터 라인들을 분할 구동하는 복수의 데이터 IC; 및
    입력 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 비교하여, N번째 수평 라인 데이터와 N+1번째 수평 라인 데이터가 동일한지 판단한 후, 동일한 데이터로 판단되면 상기 동일 데이터 수평 라인들 중, 첫 라인의 픽셀 데이터를 상기 복수의 데이터 IC 중 적어도 하나에 전송하고 나머지 동일 데이터 수평 라인들에 대한 픽셀 데이터 전송을 중지하는 저전력 모드를 갖는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 저전력 모드에서 상기 동일 데이터 수평 라인들의 수를 카운트하여 상기 동일 데이터 수평 라인들의 지속 시간을 확인하고, 상기 지속시간과 미리 설정된 기준 시간과 비교하여, 상기 지속시간이 상기 미리 설정된 기준 시간보다 큰 경우, 상기 첫 라인의 픽셀 데이터를 상기 복수의 데이터 IC 중 적어도 하나에 전송한 후 상기 나머지 동일 데이터 수평 라인들에 해당하는 전송 기간 동안 어떤 신호도 전송하지 않는 제1 기간과 트레이닝 패턴을 전송하는 제2 기간을 갖는 디스플레이 장치.
  12. 기판 상에 데이터 라인들;
    상기 데이터 라인들을 분할 구동하는 복수의 데이터 IC; 및
    입력 픽셀 데이터를 수평 라인 단위로 비교하여, N번째 수평 라인 데이터와 N+1번째 수평 라인 데이터가 동일한지 판단한 후, 동일한 데이터로 판단되면 상기 동일 데이터 수평 라인들 중, 첫 라인의 픽셀 데이터를 상기 복수의 데이터 IC 중 적어도 하나에 전송하고 나머지 동일 데이터 수평 라인들에 대한 픽셀 데이터 전송을 중지하는 저전력 모드를 갖는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 저전력 모드에서 상기 동일 데이터 수평 라인들의 수를 카운트하여 상기 동일 데이터 수평 라인들의 지속 시간을 확인하고, 상기 지속시간과 미리 설정된 기준 시간과 비교하여, 상기 지속시간이 상기 미리 설정된 기준 시간보다 작은 경우, 상기 첫 라인의 픽셀 데이터를 상기 복수의 데이터 IC 중 적어도 하나에 전송한 후 상기 나머지 동일 데이터 수평 라인들에 해당하는 전송 기간 동안 트레이닝 패턴을 전송하는 디스플레이 장치.
  13. 청구항 11 또는 12항에 있어서,
    상기 트레이닝 패턴은 통상 모드에서 사용하는 전압 스윙 레벨 보다 낮은 스윙 레벨을 갖는 디스플레이 장치.
  14. 청구항 11 또는 12항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 저전력 모드에서 상기 첫 라인의 픽셀 데이터를 전송할 때 플래그 신호를 함께 전송하는 디스플레이 장치.
  15. 청구항 11 또는 12항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 IC 중 적어도 하나는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 공급된 상기 첫 라인의 픽셀 데이터를 래치부에 저장하여 출력한 후 상기 나머지 동일 데이터 수평 라인들의 구간에는 래치부에 저장된 상기 첫 라인의 픽셀 데이터를 출력하는 디스플레이 장치.
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