KR102667699B1 - 디스플레이 구동 칩과 디스플레이 컨트롤 칩으로 구성된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치 - Google Patents

디스플레이 구동 칩과 디스플레이 컨트롤 칩으로 구성된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치 Download PDF

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Abstract

디스플레이 구동 칩 및 디스플레이 컨트롤 칩을 포함하는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치가 제공된다. 본 발명의 디스플레이 구동 칩은 프로세싱된 이미지를 패널에 전송하는 소스 감마 블럭, 상기 패널과 데이터를 송수신하기 위한 아날로그 파라미터를 저장하는 제1 OTP 메모리, 상기 디스플레이 구동 칩의 구동하는 아날로그 컨트롤 로직을 포함하는 제1 로직 모듈, 및 상기 패널 및 상기 디스플레이 구동 칩을 구동하는 구동 신호 및 상기 프로세싱된 이미지를 송수신하는 구동 인터페이스를 포함한다. 본 발명의 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 이미지 프로세싱에 필요한 적어도 하나의 이미징 파라미터를 저장하는 제2 OTP 메모리, 압축 이미지 및 상기 프로세싱된 이미지를 저장하는 휘발성 메모리, 상기 디스플레이 구동 칩의 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리, 상기 디스플레이 구동 칩을 구동하기 위한 클럭을 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여, 상기 클럭에 따라 상기 압축 이미지를 복원하기 위해 프로세싱하는 제2 로직 모듈 및 상기 호스트로부터 상기 압축 이미지 및 제어신호를 송수신하고, 상기 디스플레이 구동 칩에 상기 프로세싱된 이미지 및 상기 구동신호를 송수신하는 제어 인터페이스를 포함한다.

Description

디스플레이 구동 칩과 디스플레이 컨트롤 칩으로 구성된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치{Chip Solution Device for Driving Display Panel consisting of Display driving IC and Display control IC}
본 발명은 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 관한 것으로, 특히 타이밍 컨트롤러가 디스플레이 구동 칩과 별개로 구현된 모바일 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 관한 것이다.
최근 모바일 단말기의 화면이 커지고 고해상도를 위한 채널 수가 증가함에 따라, 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동용 칩이 2개 이상 필요하게 되었다.
도 1은 타이밍 컨트롤러가 내장된 디스플레이 패널 구동용 칩의 실시예를 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(1), 디스플레이 구동 칩(10), 비휘발성 메모리(20) 및 호스트(2)를 포함한다.
비휘발성 메모리(20)는 명령 신호 중 레지스터 값이나 디스플레이 구동 칩(10)의 구동 정보 등 파라미터의 사이즈가 큰 정보들을 저장한다. 디스플레이 구동 칩(10)은 비휘발성 메모리(20)의 정보를 기초로, 호스트(2)로부터 수신한 데이터 및 명령 신호를 처리하여 디스플레이 패널(1)로 전송한다. 디스플레이 패널(1)은 디스플레이 구동 칩(10)의 데이터 및 명령 신호를 기초로 이미지를 디스플레이 한다.
호스트(2)와 디스플레이 구동 칩(10) 간에는 MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 규약에 따라 통상적으로 DSC(Display Stream Compression) 방식으로 압축된 데이터를 송수신할 수 있으며, 디스플레이 구동 칩(10)과 비휘발성 메모리(20) 간에는 일반적으로 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.
호스트(2)는 디스플레이 패널(1)에서 표시할 이미지 데이터를 압축된 형식으로 디스플레이 구동 칩(10)으로 전송하고, 디스플레이 구동 칩(10)에서는 프레임 메모리 모듈에서 압축된 이미지 데이터를 복원하여 디스플레이 패널(1)로 전송한다. 이와 같이 통상적으로 모바일용 디스플레이 구동 칩은 단일 칩으로 구현되며, 또한 해상도 증가, 데이터 처리 기능 등의 추가, 고속 인터페이스 및 대용량 메모리(DRAM, SRAM등) 사용으로 인하여 고해상도용 모바일용 디스플레이 구동 칩은 초미세 공정을 사용하는 추세이다. 그러나 아날로그 블록은 초미세 공정으로 구현하여도 면적이 줄지 않아, 초미세 공정을 사용할수록 아날로그 블록이 모바일용 디스플레이 구동 칩에서 차지하는 면적이 커지고 있다. 이는 모바일용 디스플레이 구동 칩의 제조 비용 대비 효율성을 저해하는 요인으로 나타나고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 도 2와 같이 디스플레이 구동 칩과 별개의 메모리를 디스플레이 구동 칩 외부에 두는 디스플레이 구동용 칩 솔루션 장치에 대한 기술이 개발되기 시작하였다.
도 2는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 실시예를 도시한 것이다.
도 2의 실시예를 도 1과 비교하면, 휘발성 메모리(30)는 디스플레이 구동 칩(10)과 별개의 칩으로 구현한 것이다.
휘발성 메모리(30)는 DRAM 또는 SRAM으로 구현되는 메모리 및 메모리와 디스플레이 구동 칩(10) 간에 통신하기 위한 별도의 고속 인터페이스를 포함한다.
디스플레이 구동 칩(10)은 호스트(2)로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하여 휘발성 메모리(30)에 수신된 압축 이미지 데이터를 전송한다. 휘발성 메모리(30)는 수신된 압축 이미지 데이터를 복원하여 다시 디스플레이 구동 칩(10)으로 보내면, 디스플레이 구동 칩(10)은 소스 앰프를 통해 복원된 이미지 데이터를 디스플레이 패널(1)로 송신한다. 이때 별도의 고속 인터페이스는 디스플레이 구동 칩(10)에서의 빠른 이미지 프로세싱을 위해 휘발성 메모리(30)에 데이터 송수신이 고속으로 이루어져야 하고, 이는 처리해야 할 이미지의 해상도 및 이미지 처리 기능에 따라 도 1의 DSC 통신에 비해 3배 내지 5배 정도의 고속 처리를 필요로 한다.
그러나 이 경우 휘발성 메모리(30)와 디스플레이 구동 칩(10) 간의 상기 고속 인터페이스로 인한 전류 증가와 EMI 등의 문제가 발생하며, 상기 휘발성 메모리(30)를 별도로 구현하더라도 디스플레이 구동 칩(10) 내에 타이밍 컨트롤러를 비롯한 아날로그 기능은 그대로 두고 구현되는 것이어서 도 2의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 생산하기 위해서는 초미세 공정을 이용해야 하는 어려움은 여전히 존재한다.
한국 공개특허 제10-2016-0032812호
본 발명의 목적은 시스템 구성이 간단하고, 공정 비용을 줄일 수 있는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 일정한 고속 인터페이스 주파수를 가지는 디스플레이 패널 구동용 디스플레이 컨트롤 칩(DCI)과 디스플레이 구동 칩(DDI)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소비 전력을 줄일 수 있는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소비 전류를 줄임으로써 EMI에 보다 강한 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디스플레이 패널로 이미지 데이터를 송신하는 디스플레이 구동 칩; 호스트로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하며 타이밍 컨트롤러를 내장하여 상기 디스플레이 구동 칩을 제어하는 디스플레이 컨트롤 칩; 상기 디스플레이 컨트롤 칩과 송수신하며, 상기 디스플레이 구동 칩 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 를 포함하는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널로 상기 이미지 데이터를 송신하는 제1 로직 모듈과 구동 인터페이스 모듈을 포함하고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트로부터 수신된 압축 이미지 데이터를 기초로 이미지 프로세싱을 하며 상기 비휘발성 메모리에 엑세스하는 제2 로직 모듈, 휘발성 메모리 및 제어 인터페이스 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 로직 모듈은 상기 디스플레이 구동 칩을 구동하는 아날로그 컨트롤 로직을 포함하고, 상기 제2 로직 모듈은 상기 디스플레이 구동 칩을 구동하기 위한 클럭을 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널과 상기 이미지 데이터를 송수신하기 위한 아날로그 파라미터를 저장하는 제1 OTP 메모리를 더 포함하고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 이미지 프로세싱에 필요한 적어도 하나의 이미징 파라미터를 저장하는 제2 OTP 메모리를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 제어 인터페이스 모듈은 상기 호스트 및 상기 디스플레이 구동칩과 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)방식으로 통신하고, 상기 비휘발성 메모리와는 SPI(Serial Peripheral Interface)방식으로 통신한다.
바람직하게, 상기 이미징 파라미터는 이미지 인핸스먼트 파라미터, 이미지 압축/복원 파라미터 또는 패널 보상 파라미터를 포함한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트로부터 압축 이미지 데이터를 수신하여 상기 휘발성 메모리에 저장한 후, 상기 이미징 파라미터를 기초로 상기 제2 로직 모듈에서 프로세싱하여 복원하고 상기 디스플레이 구동 칩으로 전송한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널로 표시할 이미지 데이터를 송신하는 소스 앰프 및 감마 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널 구동에 필요한 전력 전압을 자체적으로 생성하는 파워/아날로그 모듈을 포함한다.
바람직하게, 상기 파워/아날로그 모듈이 생성하는 전력 전압은 상기 디스플레이 패널 사양에 따라 1.8V 부터 30V까지이다.
바람직하게, 상기 구동 인터페이스 모듈은 상기 디스플레이 컨트롤 칩과 MIPI 방식으로 통신한다.
바람직하게, 상기 구동 인터페이스 모듈은 상기 제어 인터페이스 모듈의 대역폭에 비해 0.75배 내지 2배 정도의 주파수 대역폭을 제공한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 구동 칩은 미세 공정으로 제작되고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 초미세 공정으로 제작된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 디스플레이 패널로 수신된 이미지 데이터를 송신하는 디스플레이 구동 칩; 호스트로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터를 복원하여 상기 디스플레이 구동 칩에 전달하는 디스플레이 컨트롤 칩; 및 상기 디스플레이 컨트롤 칩과 송수신하며, 상기 디스플레이 구동 칩 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 를 포함하는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트로부터 수신된 압축 이미지 데이터를 복원 후 재압축하는 데이터 압축부를 포함하고, 상기 디스플레이 구동 칩은 상기 재압축되어 전송된 이미지 데이터를 복원하는 데이터 복원부를 포함한다.
바람직하게, 상기 데이터 압축부에서 이미지 데이터를 재압축하는 비율은 상기 호스트로부터 수신된 압축 이미지 데이터 보다 낮은 배율로 압축하는 것이다.
바람직하게, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트 및 상기 디스플레이 구동 칩과 MIPI 방식으로 통신하고, 상기 비휘발성 메모리와 SPI 방식으로 통신한다.
바람직하게, 상기 디스플레이 구동 칩은 미세 공정으로 제작되고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 초미세 공정으로 제작된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 디스플레이 패널로 수신된 이미지 데이터를 송신하는 다수의 디스플레이 구동 칩; 호스트로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하고, 타이밍 컨트롤러를 내장하여 상기 다수의 디스플레이 구동 칩을 제어하는 디스플레이 컨트롤 칩; 및 상기 디스플레이 컨트롤 칩과 송수신하며, 상기 다수의 디스플레이 구동 칩의 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 를 포함하는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 다수의 디스플레이 구동 칩과 상기 디스플레이 컨트롤 칩과는 각각 MIPI 방식으로 통신한다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 초미세 공정을 이용하는 디스플레이 컨트롤 칩(DCI)과 미세 공정을 이용하는 디스플레이 구동 칩(DDI)을 상기 솔루션 장치 내에서 별개로 구현하여 내장함으로써 시스템 구성이 간단하고, 공정 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 디스플레이 컨트롤 칩에서 디스플레이 구동 칩으로 공급되는 데이터가, 내부 메모리의 크기와 이미지 처리 기능의 추가에 상관없이 일정한 고속 인터페이스 주파수를 가지게 되는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 고속 인터페이스의 주파수가 일정하기 때문에 주파수 상승에 따른 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 소비 전류를 줄임으로써 EMI에 보다 강해지는 효과가 있다.
도 1은 디스플레이 패널 구동용 칩의 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 또 다른 구성을 도시한 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 개략적인 구성도를 더 상세히 도시한 것이다.
도 6는 도 5에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 이미지 데이터 흐름에 따라 재구성한 제1 실시예이다.
도 7은 도 5에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 이미지 데이터 흐름에 따라 재구성한 제2 실시예이다.
도 8은 도 5에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 이미지 데이터 흐름에 따라 재구성한 제3 실시예이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 모듈 패키징 방식에 대한 제1 내지 제3 실시예를 도시한 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
또한, 본 명세서의 “약”, “실질적으로” 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 제공되는 것으로서, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상이 반드시 도면에 기재된 사항에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치(1000)는 디스플레이 패널(1) 및 호스트(2)에 연결되어, 호스트(2)로부터 수신되는 제어 신호 및 데이터 신호에 기초하여 디스플레이 패널(1)에 이미지를 표시한다.
디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치(1000)는 디스플레이 구동 칩(10), 디스플레이 컨트롤 칩(100), 비휘발성 메모리(20)를 포함한다. 디스플레이 구동 칩(10)과 디스플레이 컨트롤 칩(100)은 각각 별개의 칩으로 구현된다. 예를 들어 디스플레이 구동 칩(10)은 미세 공정, 예를 들면 약 40nm 이상의 공정으로 구현되고, 디스플레이 컨트롤 칩(100)은 초미세 공정, 예를 들면 약 28nm의 공정으로 구현된 후 디스플레이 구동 칩 솔루션 장치(1000)로 구성될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 패널의 채널 각각에 연결되는 아날로그 블록의 경우, 차지하는 면적이 크기 때문에, 저비용으로 구현 가능한 미세 공정을 사용하여, 디스플레이 구동 칩(10)에 구현할 수 있다. 그러나 고속 처리가 필요한 이미지 프로세싱과 관련된 구성, 예를 들면 타이밍 컨트롤러, 프레임 메모리 등은 초미세 공정을 사용하여, 별개의 칩인 디스플레이 컨트롤 칩(100)에 구현할 수 있다. 이와 같이 별개의 칩에 각각 미세 공정과 초미세 공정을 이용하여 구현함으로써 본 발명은 시스템 구성이 간단하고, 공정 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
디스플레이 구동 칩과 디스플레이 컨트롤 칩에 대한 상세한 설명은 도 3 이하에서 설명한다.
비휘발성 메모리(20)는 다양한 실시예에 따라 디스플레이 컨트롤 칩(100)과 별개로 구현될 수도 있고, 디스플레이 컨트롤 칩(100) 내에 임베디드될 수도 있다.
도 4는 도 3에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 또 다른 구성을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 구동용 칩 솔루션 장치(1000)는 다수의 디스플레이 구동 칩(11)을 포함 할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 컨트롤 칩(100)은 다수의 디스플레이 구동 칩(11)을 제어 할 수 있다. 또한 디스플레이 컨트롤 칩(100)과 다수의 디스플레이 구동 칩(11) 각각은 MIPI 방식으로 통신 할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 개략적 구성도를 더욱더 상세히 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 구동 칩(10)은 디스플레이 패널로 신호를 전송한다. 디스플레이 구동 칩(10)은 디스플레이 패널(1)로 이미지 데이터를 송신하는 구동 로직부(13, 즉 제1 로직 모듈) 및 구동 인터페이스 모듈, 그리고 소스 앰프(11), 감마 모듈(12), 제1 OTP 메모리(14) 및 파워/아날로그 모듈(15)을 포함한다.
소스 앰프(11) 및 감마 모듈(12)은 디스플레이 패널(1)의 채널에 각각 연결되어, 디스플레이 패널(1)로 표시할 이미지에 대한 데이터 신호를 전송한다.
구동 로직부(13)는 타이밍 컨트롤 및 이미지 처리 기능을 제외한, 디스플레이 구동 칩을 구동하는 나머지 아날로그 컨트롤 로직을 포함한다. 구동 로직부(13)는 제1 로직 모듈로 지칭할 수도 있다.
제1 OTP 메모리(14)는 디스플레이 패널(1)을 구동하기 위한 아날로그 파라미터를 저장한다. 아날로그 파라미터는 구동 로직부(13)와 파워/아날로그 모듈(15)에 필요한 파라미터이며, 예를 들어, 구동전압 트리밍 파라미터 등이 포함될 수 있다.
파워/아날로그 모듈(15)은 디스플레이 패널 구동에 필요한 전력 전압을 자체적으로 생성한다. 디스플레이 패널 사양에 따라 1.8V부터 20 ~ 30 V 의 고전압까지 생성할 수 있다.
구동 인터페이스 모듈(16)은 디스플레이 컨트롤 칩(100)과 연결되어 데이터 및 구동신호를 송수신한다. 구동 인터페이스 모듈(16)은 디스플레이 컨트롤 칩(100)과 MIPI 방식(M)으로 통신할 수 있다. 구동 인터페이스 모듈(16)은 직접적으로 외부 메모리와 통신하지 않고 디스플레이 컨트롤 칩(100)을 통해 통신한다. 즉, 구동 인터페이스 모듈(16)은 제어 인터페이스 모듈(150)의 대역폭에 비해 0.75배 내지 2배 정도의 주파수 대역폭을 가지게 되어, 도 2의 실시예에 비해 송수신 데이터의 대역폭 증가로 인한 소비 전류가 크게 증가하지 않고 이에 기인한 EMI(Electromagnetic Interference) 문제도 발생하지 않는다. 즉, 호스트에서 압축된 이미지 데이터는 디스플레이 컨트롤 칩 내부 메모리에 저장되며, 상기 디스플레이 구동 칩은 디스플레이 컨트롤 칩(100)에서 복원된 이미지 데이터를 수신 받아 패널에 이미지를 디스플레이만 할 뿐이고 종래와 같이 압축된 이미지 데이터를 직접 수신하여 메모리에 직접 쓰는 작업이 불필요하기 때문이다.
디스플레이 컨트롤 칩(100)은 호스트로부터 수신된 신호를 기초로 이미지 프로세싱을 하며, 비휘발성 메모리(20)에 액세스하여 디스플레이 구동 칩(10)의 구동을 제어한다. 디스플레이 컨트롤 칩(100)은 제어 로직부(110), 제2 OTP 메모리(111), 휘발성 메모리(130), 및 제어 인터페이스 모듈(150)을 포함한다.
제어 로직부(110)는 이미지 프로세싱을 수행하는 로직들을 포함한다. 예를 들어 디스플레이 구동 칩(10)을 구동하기 위한 클럭을 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 제어 로직부(110)는 제2 로직 모듈로 지칭할 수도 있다.
제2 OTP 메모리(111)는 이미지 프로세싱에 필요한 이미징 파라미터를 저장한다. 이미징 파라미터는 이미지 처리와 관련된 파라미터로서, 예를 들어 이미지 인핸스먼트(Enhancement) 파라미터, 이미지 압축/복원 파라미터 그리고 패널 보상 파라미터 등일 수 있다.
휘발성 메모리(130)는 이미지 프로세싱 수행 전 호스트(2)에서 수신되는 압축 이미지를 저장하거나, 제어 로직부(110)에서 프로세싱된 이미지, 즉 복원 이미지를 일부 저장하였다가 디스플레이 구동 칩(10)으로 일괄적으로 전송한다.
제어 인터페이스 모듈(150)은 호스트(2)로부터 압축 이미지 및 제어신호를 송수신하고, 디스플레이 구동 칩(10)에 프로세싱된 이미지 및 구동신호를 송수신한다. 제어 인터페이스 모듈(150)은 호스트(2) 및 디스플레이 구동 칩(10)과 MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 방식(M)으로 통신할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제어 인터페이스 모듈(150)은 디스플레이 구동 칩(10)과 인터페이싱 하는 주파수 대역폭은 호스트(2)와 인터페이싱 하는 데이터 주파수 대역폭의 0.75배 내지 2배 정도로 구현될 수 있다.
제어 인터페이스 모듈(150)은 비휘발성 메모리(20)와 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식(S)으로 통신할 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 비휘발성 메모리는 디스플레이 구동 칩(10)과 직접 통신할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 디스플레이 컨트롤 칩에서 디스플레이 구동 칩으로 공급되는 데이터는, 기존의 MIPI방식을 활용하면서도 인터페이스를 분리함으로써, 이미지 처리 기능이 추가되면 휘발성 메모리 (30)과의 인터페이스 속도가 올라가야 하는 도2의 종래 기술과 다르게 내부 메모리의 크기와 이미지 처리 기능 추가에 상관없이 일정한 고속 인터페이스 주파수를 가지게 되는 효과가 있다.
도 6은 도 5에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 상세한 구성도를 이미지 데이터 전달 순서에 따라 도시한 제1 실시예이다.
이해를 돕기 위하여, 도 5를 참조하여 도 6에 표시된 각 구성 요소를 미리 비교 설명하고자 한다.
도 6의 디스플레이 컨트롤 칩(200)의 구성 요소 중 DCI 제어부(230), 데이터 처리부(250) 및 DDI 제어부(210)는 도 5의 제어 로직부(110)에 포함되며 고속 인터페이스 송/수신부(240, 260)는 도 5의 제어 인터페이스 모듈(150)에 포함된다. 또한 도 6의 디스플레이 구동 칩(10)의 구성 요소 중 DDI 제어부(52)는 도 5의 구동 로직부(13)에 포함되며, 고속 인터페이스 수신부(51)는 도 5의 구동 인터페이스 모듈(16)에 포함되고 전압 발생부(53)는 도 5의 파워/아날로그 모듈(15)에 포함 된다.
도 6를 참고하면, 디스플레이 컨트롤 칩(200)은 DDI 제어부(210), 휘발성 메모리(220), DCI 제어부(230), 고속 인터페이스 송신부(240), 데이터 처리부(250) 및 고속 인터페이스 수신부(260)를 포함할 수 있다.
DDI 제어부(210)는 디스플레이 구동 칩(10)을 제어하는 구동 신호를 생성한다. 예를 들면, 타이밍 컨트롤러를 포함하여, 호스트(2)로부터 수신되는 제어신호를 기초로 클락 신호를 생성 하고, 패널 컨트롤용 게이트 신호 및 다이오드 발광 제어 신호등을 생성할 수 있다.
DCI 제어부(230)는 호스트(2)에서 입력 받은 명령과 비휘발성 메모리(20)에서 입력된 신호를 기초로 디스플레이 컨트롤 칩(200)의 구동을 제어한다.
데이터 처리부(250)는 호스트(2)로부터 수신된 데이터를 기초로 이미지 프로세싱 및 제어신호를 분석한다. 예를 들면, 데이터 처리부(250)는 호스트(2)로부터 수신된 압축 이미지를 복원하는 이미지 프로세싱, 이미지를 고해상도로 처리하는 이미지 인핸스먼트(Enhancement) 등을 수행할 수 있다.
도 5와 비교하면, 도 6의 실시예는 제어 인터페이스 모듈(150)을 고속 인터페이스 송신부(240)와 고속 인터페이스 수신부(260)로 구분한 것이다. 고속 인터페이스 수신부(260)는 호스트(2)에 인터페이스 하고, 고속 인터페이스 송신부(240)는 디스플레이 구동 칩(10)에 인터페이스 한다. 고속 인터페이스 송신부(240)는 고속 인터페이스 수신부(260)에 비해 0.75 내지 2배의 주파수 대역폭을 가질 수 있다.
휘발성 메모리(220)는 이미지 프로세싱에서의 프레임 이미지를 저장한다. 즉, 도 5의 휘발성 메모리에 해당하는 구성으로 SRAM 또는 DRAM으로 구현될 수 있다.
디스플레이 구동 칩(10)은 고속 인터페이스 수신부(51), DDI 제어부(52), 전압 발생부(53), 감마 전압 발생부(54), 소스 앰프(55)를 포함할 수 있다.
고속 인터페이스 수신부(51)는 디스플레이 컨트롤 칩(200)에 MIPI방식으로 연결되어, 프로세싱된 이미지, 즉 복원된 이미지 및 제어 신호를 수신한다.
DDI 제어부(52)는 제어 신호 및 비휘발성 메모리에 저장되어 있던 구동 파라미터를 기초로 디스플레이 패널(1)을 구동하기 위한 구동 신호를 생성한다. 예를 들면, 감마 제어 및 아날로그 블록을 제어하는 기능을 담당한다.
전압 발생부(53)는 구동 신호에 기초하여 디스플레이 패널(1)의 구동에 필요한 구동전압을 생성한다.
감마전압 발생부(54)는 계조 정보에 해당하는 감마전압을 생성한다.
소스 앰프(55)는 디스플레이 패널(1)의 각각의 채널에 연결되어, 이미지 데이터를 전송한다.
도 7은 도 5에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 상세한 구성도를 이미지 데이터 전달 순서에 따라 도시한 제2 실시예이다. 설명의 편의를 위해 도 6와의 차이점을 기초로 설명한다. 도 7을 참고하면, 도 6의 실시예에 데이터 압축부(370)와 데이터 복원부(56)가 더 포함된다. 상기 데이터 압축부(370)는 상기 제어 로직부(110)에 포함되며, 데이터 복원부(56)은 상기 구동 로직부(13)에 포함된다. 데이터 압축부(370)는 디스플레이 컨트롤 칩(300)과 디스플레이 구동 칩(10) 사이에 고속 인터페이싱 주파수를 보다 낮추기 위해, 데이터 처리부(350)에서 프로세싱된 이미지를 상기 호스트에서 이미지 데이터 압축하는 배율보다 낮은 소정의 배율로 압축한다. 데이터 복원부(56)는 압축되어 전송된 프로세싱된 이미지를 상기 소정의 배율에 기초하여 복원한다. DDI 제어부(52)는 프로세싱된 이미지 데이터에 기초하여 구동신호를 생성한다.
데이터 압축부(370)와 데이터 복원부(56)를 더 포함함으로써, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치는 고속 인터페이싱 주파수가 낮아져서 소비전력을 보다 감소시킬 수 있고, 이에 따른 EMI 발생이 저감될 수 있다.
도 7의 나머지 구성에 대한 설명은 도 6와 같으므로 설명을 생략한다.
도 8은 도 5에 도시된 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치의 상세한 구성도를 이미지 데이터 전달 순서에 따라 도시한 제3 실시예이다. 설명의 편의를 위해 도 6와의 차이점을 기초로 설명한다.
도 8의 디스플레이 컨트롤 칩(400)은 비휘발성 메모리(470)를 내장하여 구현될 수 있다. 이에 따라 모바일 장치에서의 부품수가 감소되며, 이에 따른 기판상 면적 감소, 디스플레이 컨트롤 칩에서 외부 장치와 연결하는 핀(Pin)을 줄일 수 있다.
또한 상기 디스플레이 컨트롤 칩(400) 및 상기 비휘발성 메모리(470) 또는 기타 다른 칩 또는 상기 비휘발성 메모리(470)와 상기 디스플레이 컨트롤 칩 이외의 다른 칩과 하나의 패키징을 통해 상기 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치를 구성할 수 있음을 도 9, 도 10 및 도 11을 통해 설명하고자 한다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치 모듈 패키징 방식에 대한 제1 내지 제3 실시예를 도시한 것이다.
도 9을 참고하면, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치는 칩마다 FPCB 또는 PCB 상에서 조립하는 경우, 디스플레이 컨트롤 칩(DCI) 위에 비휘발성 메모리 칩(IC) 또는 터치 칩(IC)등을 적층하여 패키징할 수 있다. 이때 디스플레이 컨트롤 칩이 배치되는 기판의 가장자리에 추가 본딩 영역을 구비하여, 다른 칩을 적층 패키지 할 수 있다. (도 9에는 DCI와 IC가 구별될 수 있게 그려져 있습니다)
도 10 및 도 11의 실시예는 별개의 칩들을 하나의 패키지로 구현하는 경우이다.
도 10를 참고하면, 칩들 중 면적이 큰 칩을 상부에 적층하고, 면적이 작은 칩의 배선이 저면을 향하도록 배치한다. 그리고 하부의 칩 가장자리에 패드를 RDL(ReDistribution Layer) 등으로 상부와 연결하여 패키징 할 수 있다. 상기 면적이 작은 칩은 비휘발성 메모리 칩 또는 터치 칩일 수 있다.
도 11을 참고하면, 칩들 중 면적이 작은 칩을 상부에 적층하고, 면적이 큰 칩의 배선이 저면을 향하도록 배치한다. 그리고 하부의 칩에 비아(Via)를 관통 형성하여, 상부의 칩에의 패드 연결을 할 수 있다. 이때 비아는 하부 칩과 상부 칩의 패드 개수만큼 범프 패드를 하부 칩 하부에 형성하여, 적어도 두 개의 칩을 FPCB 또는 PCB에 최소한의 패키지 면적으로 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 초미세 공정을 이용하는 디스플레이 컨트롤 칩과 미세 공정을 이용하는 디스플레이 구동 칩을 칩 솔루션 장치 내에서 별개로 구현하여 내장함으로써 시스템 구성이 간단하고, 공정 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 디스플레이 컨트롤 칩에서 디스플레이 구동 칩으로 공급되는 데이터가, 내부 메모리의 크기와 이미지 처리 기능 추가에 상관없이 일정한 고속 인터페이스 주파수를 가지게 되는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 고속 인터페이스의 주파수가 일정하기 때문에 주파수 상승에 따른 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치에 따르면, 소비 전류를 줄임으로써 EMI에 보다 강해지는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 여러 가지 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 많은 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 디스플레이 패널
2 : 호스트
10 : 디스플레이 구동 칩
11, 55 : 소스 앰프
12 : 감마 모듈
13 : 구동 로직부
14 : 제1 OTP 메모리
15 : 파워/아날로그 모듈
16 : 구동 인터페이스 모듈
20 : 비휘발성 메모리
30 : 휘발성 메모리
100 , 200, 300, 400 : 디스플레이 컨트롤 칩
110 : 제어 로직부
111 : 제2 OTP 메모리
150 : 제어 인터페이스 모듈
1000 : 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치
S : SPI 방식 인터페이스
M : MIPI 방식 인터페이스

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널로 이미지 데이터를 송신하는 디스플레이 구동 칩;
    호스트로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하며 타이밍 컨트롤러를 내장하여 상기 디스플레이 구동 칩을 제어하는 디스플레이 컨트롤 칩;
    상기 디스플레이 컨트롤 칩과 송수신하며, 상기 디스플레이 구동 칩 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 를 포함하며,
    상기 디스플레이 구동 칩은 미세 공정으로 제작되고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 초미세 공정으로 제작되는, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널로 상기 이미지 데이터를 송신하는 제1 로직 모듈과 구동 인터페이스 모듈을 포함하고,
    상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트로부터 수신된 압축 이미지 데이터를 기초로 이미지 프로세싱을 하며 상기 비휘발성 메모리에 엑세스하는 제2 로직 모듈, 휘발성 메모리 및 제어 인터페이스 모듈을 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 로직 모듈은 상기 디스플레이 구동 칩을 구동하는 아날로그 컨트롤 로직을 포함하고,
    상기 제2 로직 모듈은 상기 디스플레이 구동 칩을 구동하기 위한 클럭을 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널과 상기 이미지 데이터를 송수신하기 위한 아날로그 파라미터를 저장하는 제1 OTP 메모리를 더 포함하고,
    상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 이미지 프로세싱에 필요한 적어도 하나의 이미징 파라미터를 저장하는 제2 OTP 메모리를 더 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어 인터페이스 모듈은
    상기 호스트 및 상기 디스플레이 구동 칩과 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)방식으로 통신하고,
    상기 비휘발성 메모리와는 SPI(Serial Peripheral Interface)방식으로 통신하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이미징 파라미터는 이미지 인핸스먼트 파라미터, 이미지 압축/복원 파라미터 또는 패널 보상 파라미터를 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트로부터 압축 이미지 데이터를 수신하여 상기 휘발성 메모리에 저장하고, 상기 이미징 파라미터를 기초로 상기 압축 이미지 데이터를 프로세싱하여 복원하고 상기 디스플레이 구동 칩으로 전송하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널로 표시할 이미지 데이터를 송신하는 소스 앰프 및 감마 모듈을 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 칩은 상기 디스플레이 패널 구동에 필요한 전력 전압을 자체적으로 생성하는 파워/아날로그 모듈을 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파워/아날로그 모듈이 생성하는 전력 전압은 상기 디스플레이 패널 사양에 따라 1.8V 부터 30V까지인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 구동 인터페이스 모듈은 상기 디스플레이 컨트롤 칩과 MIPI 방식으로 통신하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동 인터페이스 모듈은 상기 제어 인터페이스 모듈의 대역폭에 비해 0.75배 내지 2배 정도의 주파수 대역폭인 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  13. 삭제
  14. 디스플레이 패널로 수신된 이미지 데이터를 송신하는 디스플레이 구동 칩;
    호스트로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터를 복원하여 상기 디스플레이 구동 칩에 전달하는 디스플레이 컨트롤 칩;
    상기 디스플레이 컨트롤 칩과 송수신하며, 상기 디스플레이 구동 칩 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 를 포함하며,
    상기 디스플레이 구동 칩은 미세 공정으로 제작되고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 초미세 공정으로 제작되는, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤 칩은 상기 호스트로부터 수신된 압축 이미지 데이터를 복원 후 재압축하는 데이터 압축부를 포함하고,
    상기 디스플레이 구동 칩은 상기 재압축되어 전송된 이미지 데이터를 복원하는 데이터 복원부를 포함하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 데이터 압축부에서 이미지 데이터를 재압축하는 비율은 상기 호스트로부터 수신된 압축 이미지 데이터 보다 낮은 배율로 압축하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤 칩은
    상기 호스트 및 상기 디스플레이 구동 칩과 MIPI 방식으로 통신하고, 상기 비휘발성 메모리와 SPI 방식으로 통신하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  18. 삭제
  19. 디스플레이 패널로 수신된 이미지 데이터를 송신하는 다수의 디스플레이 구동 칩;
    호스트로부터 압축된 이미지 데이터를 수신하고, 타이밍 컨트롤러를 내장하여 상기 다수의 디스플레이 구동 칩을 제어하는 디스플레이 컨트롤 칩;
    상기 디스플레이 컨트롤 칩과 송수신하며, 상기 다수의 디스플레이 구동 칩의 동작에 필요한 구동 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 를 포함하며,
    상기 디스플레이 구동 칩은 미세 공정으로 제작되고, 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 초미세 공정으로 제작되는, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 다수의 디스플레이 구동 칩과 상기 디스플레이 컨트롤 칩은 각각 MIPI 방식으로 통신하는 것인, 디스플레이 패널 구동용 칩 솔루션 장치.
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