KR20170062153A - 표시장치, 가상현실 표시장치와 이의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화상의 안정적인 구현 능력을 향상하기 위해 시스템과 체결된 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에도 강건하고, 안정적인 듀티 구동을 지원할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 내부 클록생성부를 제어하여 내부 클록신호를 회복시킨다.

Description

표시장치, 가상현실 표시장치와 이의 구동방법{Display Device, Virtual reality Display Device and Method of Driving the same}

본 발명은 표시장치, 가상현실 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보 간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.

앞서 설명한 표시장치에는 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 및 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.

표시장치는 텔레비젼, 셋톱박스, 네비게이션, 영상 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 웨어러블, 홈시어터, 모바일폰 및 가상현실 표시장치(Virtual reality; VR) 등과 같이 소형, 중형 또는 대형으로 구현된다.

한편, 가상현실 표시장치는 현실을 그대로 모방 재현한 환경 속에 사용자를 몰입시킬 수 있다. 이를 위해, 사용자는 고글, 헤드세트, 장갑, 특수복 등 정보를 주고받을 수 있는 장비를 착용하고 시스템(예: 컴퓨터 등)이 만들어낸 가상의 환경을 접하게 된다.

그런데 종래에 제안된 가상현실 표시장치는 화상의 안정적인 구현 능력을 향상하기 위해 시스템과 체결된 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에도 강건한 장치를 설계할 필요가 있다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 화상의 안정적인 구현 능력을 향상하기 위해 시스템과 체결된 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에도 강건하고, 안정적인 듀티 구동을 지원할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 표시패널 및 클록신호 보상회로부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 클록신호 보상회로부는 표시패널을 구동하며, 외부 클록신호를 기반으로 내부에 마련된 장치를 구동하기 위한 내부 클록신호를 생성하는 내부 클록생성부와, 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 내부 클록생성부를 제어하여 내부 클록신호를 회복시킨다.

클록신호 보상회로부는 표시패널이 영상을 표시하는 표시 구간 동안 외부 클록신호와 내부 클록신호를 비교 및 카운팅 하고, 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크 구간 동안 내부 클록신호를 회복시킬 수 있다.

클록신호 보상회로부는 주파수 정보에 해당하는 레지스터값들을 갖는 레지스터부와, 외부 클록신호와 내부 클록신호를 비교 및 카운팅하고, 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 레지스터값들 중 하나로 내부 클록신호를 회복시키는 신호 비교 및 보상부를 포함할 수 있다.

레지스터부는 고정된 주파수 정보로 이루어진 제1레지스터값과 변동된 주파수 정보로 이루어진 제2레지스터값을 가질 수 있다.

다른 측면에서 본 발명은 표시패널, 시스템 및 패널 구동부를 포함하는 가상현실 표시장치는 표시패널, 시스템 및 패널 구동부를 포함하는 가상현실 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 시스템은 MIPI 송신부를 갖는다. 패널 구동부는 MIPI 송신부를 통해 전달된 데이터를 수신하는 MIPI 수신부를 가지며 표시패널을 구동한다. 패널 구동부는 MIPI 송신부로부터 전달된 외부 클록신호를 기반으로 내부에 마련된 장치를 구동하기 위한 내부 클록신호를 생성하는 내부 클록생성부와, 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 내부 클록생성부를 제어하여 내부 클록신호를 회복시키는 클록신호 보상회로부를 포함한다.

클록신호 보상회로부는 표시패널이 영상을 표시하는 표시 구간 동안 외부 클록신호와 내부 클록신호를 비교 및 카운팅 하고, 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크 구간 동안 내부 클록신호를 회복시킬 수 있다.

클록신호 보상회로부는 주파수 정보에 해당하는 레지스터값들을 갖는 레지스터부와, 외부 클록신호와 내부 클록신호를 비교 및 카운팅하고, 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 레지스터값들 중 하나로 내부 클록신호를 회복시키는 신호 비교 및 보상부를 포함할 수 있다.

레지스터부는 고정된 주파수 정보로 이루어진 제1레지스터값과 변동된 주파수 정보로 이루어진 제2레지스터값을 가질 수 있다.

또 다른 측면에서 본 발명은 가상현실 표시장치의 구동방법은 제공한다. 가상현실 표시장치의 구동방법은 외부 클록신호를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 외부 클록신호와 내부 클록신호를 비교 및 카운팅하는 단계, 및 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 내부 레지스터부에 저장된 레지스터값들 중 하나로 내부 클록신호를 회복시키는 단계를 포함한다.

주파수를 회복시키는 단계는 레지스터부에 저장된 고정된 주파수 정보 또는 변동된 주파수 정보를 기반으로 내부 클록신호를 회복시킬 수 있다.

본 발명은 듀티 가변이 가능한 표시장치를 기반으로 가상현실 표시장치를 제작하므로 시감적 응답속도 또는 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time; MPRT)를 높일 수 있어 가상의 환경 구현 능력을 향상할 수 있다. 또한, 본 발명은 화상의 안정적인 구현 능력을 향상하기 위해 시스템과 체결된 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에도 강건한 장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 안정적인 듀티 구동을 지원하기 위한 클록신호를 자체적으로 생성할 수 있는 장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 가상현실 표시장치의 일부를 나타낸 도면.
도 4는 실험예에 따른 가상현실 표시장치의 시스템과 패널 구동부의 블록도.
도 5는 도 4의 시스템과 패널 구동부 간의 클록전송 방식을 설명하기 위한 패킷 파형도.
도 6은 실험예의 문제점을 설명하기 위한 게이트신호 파형도.
도 7은 실험예의 문제점에 따른 표시패널의 표시 상태도.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 가상현실 표시장치의 시스템과 패널 구동부의 블록도.
도 9는 패널 구동부의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 개선점을 설명하기 위한 게이트신호 파형도.
도 11은 제1실시예에 따른 개선점에 따른 표시패널의 표시 상태도.
도 12는 제1실시예에 따른 장치의 구동 흐름도.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 패널 구동부의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 표시장치는 기본적으로 호스트 시스템(100), 타이밍 제어부(170), 데이터 구동부(130), 전원 공급부(140), 게이트 구동부(150) 및 표시패널(110)을 포함한다.

호스트 시스템(100)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)를 포함하며 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(110)에 표시하기에 적합한 포맷의 데이터신호로 변환하여 출력한다. 호스트 시스템(100)은 데이터신호와 함께 각종 타이밍 신호들을 타이밍 제어부(170)에 공급한다.

타이밍 제어부(170)는 호스트 시스템(100)으로부터 입력되는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 메인 클록신호 등의 타이밍 신호를 기반으로 데이터 구동부(130)와 게이트 구동부(150)의 동작 타이밍을 제어한다.

타이밍 제어부(170)는 호스트 시스템(100)으로부터 입력되는 데이터신호를 영상 처리(데이터 보상 등)하여 데이터 구동부(130)에 공급한다.

데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(170)로부터 출력된 제1구동신호(DDC) 등에 대응하여 동작한다. 데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(170)로부터 입력되는 디지털 형태의 데이터신호(DATA)를 아날로그 형태의 데이터신호로 변환하여 출력한다.

데이터 구동부(130)는 내부 또는 외부에 마련된 감마부의 감마전압에 대응하여 디지털 형태의 데이터신호(DATA)를 아날로그 형태의 데이터신호로 변환한다. 데이터 구동부(130)는 표시패널(110)의 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 데이터 신호를 공급한다.

게이트 구동부(150)는 타이밍 제어부(170)로부터 출력된 제2구동신호(GDC) 등에 대응하여 동작한다. 게이트 구동부(150)는 게이트 하이 전압이나 게이트 로우 전압의 게이트신호(또는 스캔신호)를 출력한다.

게이트 구동부(150)는 게이트신호를 순방향으로 순차 출력하거나 역방향으로 순차 출력할 수 있다. 게이트 구동부(150)는 표시패널(110)의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)에 게이트신호를 공급한다.

전원 공급부(140)는 데이터 구동부(130) 등을 구동하기 위한 제1전압원(VCC, GND)과 표시패널(110)을 구동하기 위한 제2전압원(EVDD, EVSS)을 출력한다. 이 밖에, 전원 공급부(140)는 게이트 구동부(150)에 전달하기 위한 게이트 하이 전압이나 게이트 로우 전압 등 표시장치의 구동에 필요한 전압을 생성한다.

표시패널(110)은 서브 픽셀들(SP), 서브 픽셀들(SP)에 연결된 데이터 라인들(DL1 ~ DLn), 서브 픽셀들(SP)에 연결된 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)을 포함한다. 표시패널(110)은 게이트 구동부(150)로부터 출력된 게이트신호와 데이터 구동부(130)로부터 출력된 데이터신호(DATA)에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(110)은 하부기판과 상부기판을 포함한다. 서브 픽셀들(SP)은 하부기판과 상부기판 사이에 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀에는 게이트 라인(GL1)과 데이터 라인(DL1)에 연결(또는 교차부에 형성된)된 스위칭 박막 트랜지스터(SW)와 스위칭 박막 트랜지스터(SW)를 통해 공급된 데이터신호(DATA)에 대응하여 동작하는 픽셀회로(PC)가 포함된다.

표시패널(110)은 서브 픽셀들(SP)의 픽셀회로(PC)의 구성에 따라 액정표시패널로 구현되거나 유기발광표시패널 등으로 구현된다. 일례로, 표시패널(110)이 액정표시패널로 구현되는 경우 이는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드로 동작하게 된다.

다른 예로, 표시패널(110)이 유기발광표시패널로 구현되는 경우 이는 전면발광(Top-Emission) 방식 또는 배면발광(Bottom-Emission) 방식으로 동작하게 된다.

앞서 설명한 표시장치의 표시패널은 액정표시패널, 유기발광표시패널, 전기영동표시패널, 플라즈마표시패널 등이 선택될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 표시패널이 유기발광표시패널을 갖는 표시장치를 일례로 한다.

또한, 앞서 설명한 표시장치는 텔레비젼, 셋톱박스, 네비게이션, 영상 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 웨어러블, 홈시어터, 모바일폰 및 가상현실 표시장치(Virtual reality; VR) 등과 같이 소형, 중형 또는 대형으로 구현 가능하다. 그러나 이하에서 설명되는 표시장치는 유기발광표시패널을 갖는 표시장치를 기반으로 가상현실 표시장치를 구현할 때 더 큰 이점이 있는바 이를 일례로 한다.

도 3은 가상현실 표시장치의 일부를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 가상현실 표시장치에는 좌안 방향으로 영상을 표시하는 좌안 표시 구동부(180L, 150L, LAA)와 우안 방향으로 영상을 표시하는 우안 표시 구동부(180R, 150R, RAA)가 포함된다.

좌안 표시 구동부(180L, 150L, LAA)와 우안 표시 구동부(180R, 150R, RAA)에는 패널 구동부(180L, 180R), 게이트 구동부(150L, 150R) 및 표시부(LAA, RAA)가 포함된다.

패널 구동부(180L, 180R)는 게이트 구동부(150L, 150R)를 제어하며 표시부(LAA, RAA)에 데이터신호를 공급하는 역할을 한다. 패널 구동부(180L, 180R)는 도 1의 타이밍 제어부(170)와 데이터 구동부(130)가 통합된 집적회로(IC)이다. 패널 구동부(180L, 180R)에는 도 1의 전원공급부(150)가 더 포함될 수도 있다.

한편, 도 3에서는 좌안 방향으로 영상을 표시하는 좌안 표시 구동부(180L, 150L, LAA)와 우안 방향으로 영상을 표시하는 우안 표시 구동부(180R, 150R, RAA)가 분리된 것을 일례로 하였으나 이는 하나의 예시일뿐 이에 한정되지 않는다.

앞서 설명한 바와 같은 가상현실 표시장치는 현실을 그대로 모방 재현한 환경 속에 사용자를 몰입시킬 수 있다. 이를 위해, 사용자는 고글, 헤드세트, 장갑, 특수복 등 정보를 주고받을 수 있는 장비를 착용하고 시스템(예: 컴퓨터 등)이 만들어낸 가상의 환경을 접하게 된다.

이하, 종래에 제안된 가상현실 표시장치의 문제를 개선할 수 있는 실험예를 제작 실험하고 이를 기반으로 장치의 능력을 향상할 수 있는 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 4는 실험예에 따른 가상현실 표시장치의 시스템과 패널 구동부의 블록도이고, 도 5는 도 4의 시스템과 패널 구동부 간의 클록전송 방식을 설명하기 위한 패킷 파형도이며, 도 6은 실험예의 문제점을 설명하기 위한 게이트신호 파형도이고, 도 7은 실험예의 문제점에 따른 표시패널의 표시 상태도이다.

실험예에서는 유기전계발광표시장치를 기반으로 가상현실 표시장치를 구현한다. 유기전계발광표시장치는 게이트 라인(또는 스캔라인) 단위 또는 프레임 단위로 서브 픽셀의 유기 발광다이오드를 발광(ON) 또는 비발광(OFF)할 수 있는 구동 특성이 있다.

이와 같은 구동 특성에 의하여, 유기전계발광표시장치는 가상현실 표시장치 구현시, 시감적 응답속도 또는 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time; MPRT)를 높일 수 있고 그 결과 다른 장치 대비 가상의 환경 구현 능력을 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

하지만, 유기 발광다이오드를 발광(ON) 또는 비발광(OFF)하기 위해서는 듀티(Duty)를 가변할 수 있는 기능이 필요하다. 듀티 가변이 가능한 유기전계발광표시장치를 기반으로 제작된 가상현실 표시장치의 실험결과에 따르면, 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크(Blank) 구간 동안 게이트 구동부를 구동할 수 있는 신호가 지속적으로 출력되지 않는 경우 화질 불량이 야기되는 것으로 나타났다.

이하, 실험예에 따른 가상현실 표시장치의 문제점에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 실험예에 따른 가상현실 표시장치에는 시스템(100) 및 도 1의 타이밍 제어부(170, T-CON)와 데이터 구동부(130, Source)가 통합된 패널 구동부(180)가 포함된다.

시스템(100) 내에는 MIPI 송신부(101)가 포함되고 패널 구동부(180) 내에는 MIPI 수신부(181)가 포함된다. 즉, 시스템(100, Master)과 패널 구동부(180, Peripheral)는 MIPI 기반의 통신 인터페이스(이하 MIPI로 약기함)가 체결된다.

시스템(100)은 MIPI를 통해 정극성 및 부극성으로 조합된 차분 또는 차동신호(Differential signal) 형태로 클록신호(CLK P/N)와 데이터신호(DATA P/N)를 송신하고 패널 구동부(180)는 이를 수신한다.

패널 구동부(180)에는 MIPI 수신부(181), 내부 클록생성부(183), 타이밍 제어부(170), 게이트 제어부(185) 및 데이터 구동부(130)가 포함된다.

MIPI 수신부(181)는 MIPI 송신부(101)를 통해 출력된 신호를 수신하고 이를 복원하여 패널 구동부(180)의 내부에 마련된 장치(예: 내부 클록생성부, 타이밍 제어부)로 전달하는 역할을 한다.

내부 클록생성부(183)는 MIPI 수신부(181)로부터 전달된 MIPI 클록신호를 공급받고 이를 기반으로 패널 구동부(180)의 내부에 마련된 장치(예: 타이밍 제어부)를 구동하기 위한 내부 클록신호(내부 OSC)를 생성한다.

타이밍 제어부(170)는 내부 클록생성부(183)로부터 전달된 내부 클록신호(내부 OSC)를 기반으로 MIPI 수신부(181)로부터 전달된 데이터신호를 출력하기 위한 동기화 등을 수행한다.

타이밍 제어부(170)는 내부 클록신호(내부 OSC)를 기반으로 게이트 제어부(185) 및 데이터 구동부(130)의 구동 타이밍을 동기화하여 구동하기 위한 게이트 타이밍 신호 및 데이터 타이밍 신호 등을 생성한다. 타이밍 제어부(170)는 내부에 마련된 로직 블록을 기반으로 데이터신호를 보상하거나 내부 클록생성부(183)의 분주비를 제어하는 제어신호(Control) 등을 생성한다.

게이트 제어부(185)는 타이밍 제어부(170)로부터 전달된 게이트 타이밍 신호 등과 같은 동기신호에 대응하여 게이트 구동부를 제어하기 위한 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL) 및 클록신호(CLK) 등을 출력한다.

데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(170)로부터 전달된 데이터 타이밍 신호 등과 같은 동기신호에 대응하여 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터신호(DATA)로 변환하여 출력한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 시스템(100)과 패널 구동부(180) 간에 체결된 MIPI는 클록신호를 전송하는 클록레인(Clock lane)(1개의 클록라인 사용)과 데이터신호를 전송하는 데이터레인(Data lane)(1 ~ 4개의 데이터라인 사용)을 포함한다. MIPI를 이용한 신호의 전송 방식에는 2가지의 클록 모드를 가지고 있는데, 이들의 특성을 설명하면 다음과 같다.

도 5의 (a)에 도시된 클록레인(Clock lane)을 참조하면, 연속 모드(Continuous mode)는 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크(Blank) 구간 동안에도 MIPI 클록신호를 지속적으로 출력한다.

반면, 도 5의 (b)에 도시된 클록레인(Clock lane)을 참조하면, 비연속 모드(Non-Continuous mode)는 블랭크(Blank) 구간 동안 MIPI 클록신호를 출력하지 않고, LPS(Low power Stop state; LPS)로 전환한다. LPS는 데이터를 모두 보내고 남은 구간에 소비전력 절감을 위해 대기하는 모드이다.

기타, 도 5의 파형에서 SOT(Start of Transmission)와 EOT(End of Transmission)는 실제 전송되는 데이터 패킷(packet)의 처음과 끝을 구분하는 구간을 의미하고, HS(high speed)(HS transmission 구간)는 데이터 패킷을 고속 모드로 전송하는 구간을 의미한다. 도시되어 있진 않지만 HS 모드와 달리 저소비전력 모드로 전송하는 LP(Low power) 모드도 있다.

도 5의 파형을 통해 알 수 있듯이, 실험예에 따른 가상현실 표시장치가 MIPI 신호전송 체계 중 비연속 모드(Non-Continuous mode)를 사용할 경우 블랭크(Blank) 구간 동안 표시패널의 구동에 필요한 신호를 지속적으로 생성할 수 없다.

시뮬레이션 결과, 이 방식으로 게이트 구동부의 듀티를 가변할 경우 클록 비동기화 문제 등으로 인하여 표시패널의 화질 불량이 발생할 수 있다. 즉, 가상현실 표시장치가 비연속 모드(Non-Continuous mode)만 지원하는 시스템을 기반으로 하는 경우, 화질 불량은 물론 화상의 안정적인 구현을 어렵게 하게 된다.

이와 달리, 연속 모드(Continuous mode)는 블랭크(Blank) 구간 동안에도 MIPI 클록신호를 지속적으로 출력할 수 있어 비연속 모드(Non-Continuous mode) 대비 화상을 안정적으로 구현할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 연속 모드(Continuous mode)의 경우 블랭크(Blank) 구간 동안 외부 충격 발생시 MIPI 클록신호가 순간적으로 불안정(unstable)한 상태가 된다.

도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실험예는 외부 충격(예: 정전기=ESD) 발생시 MIPI 클록신호는 순간적으로 불안정(unstable)한 상태가 되고 내부 클록생성부(183)는 타이밍 제어부(170) 등에 공급할 내부 클록신호를 정상적으로 출력할 수 없게 된다(비정상 상태).

이 영향으로, 타이밍 제어부(170) 또한 게이트 타이밍 신호 등과 같은 동기신호를 정상적인 형태로 출력할 수 없게 된다. 그 결과, 게이트 구동부는 외부 충격(예: 정전기=ESD)이 발생한 이후 게이트신호를 정상적으로 출력할 수 없게 된다.

도 6을 통해 알 수 있듯이, 실험예의 장치에는 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에 대한 대비가 없는 상태이다.

인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제는 비연속 모드(Non-Continuous mode) 또한 대비가 없는 상태이다. 그러므로 비연속 모드(Non-Continuous mode) 및 연속 모드(Continuous mode)의 구분없이 실험예와 같은 방식은 게이트 구동부 등의 신호 생성에 영향을 주게 된다.

그 결과, 실험예는 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제에 의하여, 도 7과 같이 표시패널(110)에 비정상적인 영상(Abnormal Display)이 표시되거나, 순간적으로 특정 라인에 줄이 생기거나, 깜빡이는 등의 화질 불량이 발생할 경우 이를 빠른 시간 내에 회복할 수 없다.

이상 실험예는 듀티 가변이 가능한 유기전계발광표시장치를 기반으로 가상현실 표시장치를 제작하므로 시감적 응답속도 또는 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time; MPRT)를 높일 수 있고 그 결과 다른 장치 대비 가상의 환경 구현 능력을 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

하지만, 실험예는 화상의 안정적인 구현 능력을 향상하기 위해 시스템과 체결된 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에도 강건한 장치를 설계할 필요가 있다. 또한, 실험예는 듀티 구동을 안정적으로 지원하기 위한 클록신호를 자체적으로 생성할 수 있는 장치를 설계할 필요가 있다.

<제1실시예>

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 가상현실 표시장치의 시스템과 패널 구동부의 블록도이고, 도 9는 패널 구동부의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이며, 도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 개선점을 설명하기 위한 게이트신호 파형도이고, 도 11은 제1실시예에 따른 개선점에 따른 표시패널의 표시 상태도이며, 도 12는 제1실시예에 따른 장치의 구동 흐름도이고, 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 패널 구동부의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 가상현실 표시장치에는 시스템(100) 및 도 1의 타이밍 제어부(170, T-CON)와 데이터 구동부(130, Source)가 통합된 패널 구동부(180)가 포함된다.

시스템(100) 내에는 MIPI 송신부(101)가 포함되고 패널 구동부(180) 내에는 MIPI 수신부(181)가 포함된다. 즉, 시스템(100, Master)과 패널 구동부(180, Peripheral)는 MIPI 기반의 통신 인터페이스(이하 MIPI로 약기함)가 체결된다.

시스템(100)은 MIPI를 통해 정극성 및 부극성으로 조합된 차분 또는 차동신호(Differential signal) 형태로 클록신호(CLK P/N)와 데이터신호(DATA P/N)를 송신하고 패널 구동부(180)는 이를 수신한다.

패널 구동부(180)에는 MIPI 수신부(181), 내부 클록생성부(183), 신호 비교 및 보상부(187), 레지스터부(188), 타이밍 제어부(170), 게이트 제어부(185) 및 데이터 구동부(130)가 포함된다.

MIPI 수신부(181)는 MIPI 송신부(101)를 통해 출력된 신호를 수신하고 이를 복원하여 패널 구동부(180)의 내부에 마련된 장치(예: 내부 클록생성부, 타이밍 제어부)로 전달하는 역할을 한다.

내부 클록생성부(183)는 MIPI 수신부(181)로부터 전달된 MIPI 클록신호를 공급받고 이를 기반으로 패널 구동부(180)의 내부에 마련된 장치(예: 타이밍 제어부)를 구동하기 위한 내부 클록신호(내부 OSC)를 생성한다.

신호 비교 및 보상부(187)는 MIPI 수신부(181)로부터 전달된 MIPI 클록신호와 내부 클록생성부(183)로부터 출력되는 내부 클록신호(내부 OSC)를 공급받는다. 신호 비교 및 보상부(187)는 MIPI 클록신호와 내부 클록신호(내부 OSC)를 비교하고 비교 결과에 따라 내부 클록신호(내부 OSC)를 회복(복구)시키는 보상 동작을 수행한다.

레지스터부(188)는 패널 구동부(180)의 내부에 마련된 장치 또는 표시패널의 구동에 필요한 주파수 정보에 해당하는 레지스터값들을 갖는다. 레지스터부(188)는 예컨대, 하기 표 1과 같은 레지스터값들을 가질 수 있다.

주파수	클록수
60Hz	0x005A
75Hz	0x008A
90Hz	0x01C7

타이밍 제어부(170)는 내부 클록생성부(183)로부터 전달된 내부 클록신호(내부 OSC)를 기반으로 MIPI 수신부(181)로부터 전달된 데이터신호를 동기화한다. 타이밍 제어부(170)는 내부 클록신호(내부 OSC)를 기반으로 게이트 제어부(185) 및 데이터 구동부(130)의 구동 타이밍을 동기화하여 구동하기 위한 게이트 타이밍 신호 및 데이터 타이밍 신호 등을 생성한다. 타이밍 제어부(170)는 내부에 마련된 로직 블록을 기반으로 데이터신호를 보상하거나 내부 클록생성부(183)의 분주비를 제어하는 제어신호(Control) 등을 생성한다.

게이트 제어부(185)는 타이밍 제어부(170)로부터 전달된 게이트 타이밍 신호 등과 같은 동기신호에 대응하여 게이트 구동부를 제어하기 위한 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL) 및 클록신호(CLK) 등을 출력한다.

데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(170)로부터 전달된 데이터 타이밍 신호 등과 같은 동기신호에 대응하여 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터신호(DATA)로 변환하여 출력한다.

한편, 앞서 설명한 신호 비교 및 보상부(187) 및 레지스터부(188)는 내부 클록생성부(183)가 자체적으로 클록신호를 생성할 수 있도록 보상하는 클록신호 보상회로부(187, 188)에 포함된다.

도 8, 도 9 및 도 12에 도시된 바와 같이, MIPI 송신부(101)로부터 MIPI 클록신호 등이 송신(S110)되면, MIPI 수신부(181)는 이를 수신한다(S120). 신호 비교 및 보상부(187)는 N-1 번째 프레임(N-1 th)의 M 시간(M은 1초 이상의 특정 단위 시간) 동안 MIPI 클록신호와 내부 클록신호(내부 OSC)를 비교 및 카운팅한다(S130).

신호 비교 및 보상부(187)는 표시패널이 영상을 표시하는 활성(Active) 구간(또는 표시 구간) 동안 두 신호를 비교하고 결과를 레지스터부(188)에 저장한다. 레지스터부(188)는 신호 비교 및 보상부(187)의 결과에 대응하여 특정 주파수 정보를 내부 클록생성부(183)에 출력 및 전달한다.

클록신호 보상회로부(187, 188)는 표시패널이 영상을 표시하는 활성(Active) 구간(또는 표시 구간) 동안 MIPI 클록신호와 내부 클록신호(내부 OSC)를 비교 및 카운팅(Counting) 하고 비교한 주파수 값을 레지스터부(188)에 저장한다.

클록신호 보상회로부(187, 188)는 MIPI 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서, 블랭크(Blank) 구간 동안 이전의 주파수가 회복(복구)되도록 내부 클록생성부(183)를 제어하는 보상 동작을 수행한다(S140).

예컨대, 클록신호 보상회로부(187, 188)는 내부 클록생성부(183)가 이전의 주파수를 회복할 수 있도록 레지스터부(188)의 내부에 저장된 주파수 정보(ICLK)(현재 구성된 장치의 구동에 필요한 주파수 정보)를 내부 클록생성부(183)에 전달한다.

내부 클록생성부(183)는 레지스터부(188)로부터 전달된 주파수 정보(ICLK)를 기반으로 이전의 주파수를 회복하게 된다. 그 결과, 내부 클록생성부(183)는 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크(Blank) 구간에도 타이밍 제어부(170) 등에 내부 클록신호(내부 OSC)를 지속적 및 안정적으로 공급하게 된다.

즉, 타이밍 제어부(170)는 블랭크 구간 동안에도 내부 클록신호(내부 OSC)를 기반으로 표시패널을 구동할 수 있는 신호를 지속적 및 안정적으로 출력할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예 또한 가상현실 표시장치가 MIPI 신호전송 체계를 사용하도록 구현된다. 도 5의 설명을 통해 알 수 있듯이, 비연속 모드(Non-Continuous mode)를 사용할 경우 블랭크(Blank) 구간 동안 표시패널의 구동에 필요한 신호를 지속적으로 생성할 수 없다.

이와 달리, 연속 모드(Continuous mode)는 블랭크(Blank) 구간 동안에도 MIPI 클록신호를 지속적으로 출력할 수 있어 비연속 모드(Non-Continuous mode) 대비 화상을 안정적으로 구현할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 연속 모드(Continuous mode)의 경우 블랭크(Blank) 구간 동안 외부 충격 발생시 MIPI 클록신호가 순간적으로 불안정(unstable)한 상태가 된다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 패널 구동부(180)의 내부에는 클록신호 보상회로부(187, 188)가 포함된다. 본 발명의 제1실시예는 외부 충격(예: 정전기=ESD) 발생시 MIPI 클록신호는 순간적으로 불안정(unstable)한 상태가 될 수 있다.

하지만, 클록신호 보상회로부(187, 188)의 보상 동작에 의해 내부 클록생성부(183)는 이전의 주파수를 회복하게 되고, 내부 클록생성부(183)는 타이밍 제어부(170) 등에 공급할 내부 클록신호를 정상적으로 출력할 수 있게 된다.

이 영향으로, 타이밍 제어부(170) 또한 게이트 타이밍 신호 등과 같은 동기신호를 정상적인 형태로 출력할 수 있게 된다. 그 결과, 게이트 구동부는 외부 충격(예: 정전기=ESD)이 발생한 이후에도 게이트신호를 정상적으로 출력할 수 있게 된다.

도 10을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 제1실시예의 장치에는 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)를 대비할 수 있는 클록신호 보상회로부(187, 188)가 존재한다.

그러므로 비연속 모드(Non-Continuous mode) 및 연속 모드(Continuous mode)의 구분없이 게이트 구동부 등의 신호 생성에 영향을 주는 문제를 내부적으로 보상할 수 있게 된다.

그 결과, 본 발명의 제1실시예는 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제가 발생하더라도, 도 11과 같이 표시패널(110)에 비정상적인 영상(Abnormal Display)이 표시되거나, 순간적으로 특정 라인에 줄이 생기거나, 깜빡이는 등의 화질 불량을 빠른 시간 내에 회복할 수 있다.

<제2실시예>

도 13에 도시된 바와 같이, 레지스터부(188)는 이전 주파수 정보에 해당하는 제1레지스터값(R1)과 현재 주파수 정보에 해당하는 제2레지스터값(R2)을 갖도록 구분된다. 제1레지스터값(R1)은 고정된 주파수 정보를 갖지만, 제2레지스터값(R2)은 변동된 주파수 정보를 갖는다.

제1레지스터값(R1)은 표 1과 같이 고정된 레지스터값들을 갖도록 설정된다. 반면, 제2레지스터값(R2)은 사용자의 설정, 장치 요건이나 외부 환경에 의해 주파수 정보가 변경될 경우 이 값을 별도로 저장하고 저장된 레지스터값에 대응하여 내부 클록생성부(183)를 가변 구동할 수 있도록 변동되는 레지스터값들을 갖도록 설정된다.

구체적으로 설명하면, 제1실시예는 제1레지스터값(R1)만 사용하므로 장치의 구동에 필요한 주파수가 결정되면 레지스터값들 중 하나의 레지스터값만 사용하게 된다. 즉, 제1실시예는 외부 충격이 존재하는 경우 기 설정된 구동 조건에 대응하는 주파수로만 회복(주파수 고정형)된다.

이와 달리, 제2실시예는 제1레지스터값(R1)뿐만 아니라 제2레지스터값(R2) 또한 사용 가능하므로 장치의 구동에 필요한 주파수가 결정된 이후 장치의 소비전력 절감 등의 목적 및 효과를 위해 주파수가 변경되더라도 변경된 주파수에 대응하는 레지스터값을 사용할 수 있게 된다. 즉, 제2실시예는 외부 충격이 존재하는 경우 기 설정된 구동 조건 및 변경된 구동 조건에 대응하는 주파수로 회복(주파수 변동형)된다.

예컨대, 장치의 노말 구동에 필요한 주파수가 60Hz로 설정된 이후 장치의 소비전력 절감 구동으로 인하여 주파수가 30Hz로 변경된다. 그런데 이후 외부 충격이 발생하여 시스템과 패널 구동부 간의 클록 비동기화 문제가 발생한다.

그러나 클록신호 보상회로부(187, 188)는 변경된 주파수인 30Hz에 대한 주파수 정보를 저장하고 있으므로 이를 기반으로 내부 클록생성부(183)를 회복시키는 보상 동작을 수행한다. 이에 따라, 타이밍 제어부 등은 변경된 주파수인 30Hz로 장치를 구동할 수 있게 된다.

한편, 도 13에서는 신호 비교 및 보상부(187)가 MIPI 클록신호와 내부 클록신호(내부 OSC)의 비교 결과를 기반으로 변경된 주파수 정보를 제2레지스터값(R2)에 저장하는 것을 일례로 도시하였다.

그러나 이는 하나의 예시일 뿐, 신호 비교 및 보상부(187)는 타이밍 제어부로부터 출력되는 클록신호, 수직 동기신호, 수평 동기신호 등과 MIPI 클록신호를 비교한 후 비교 결과를 기반으로 변경된 주파수 정보를 제2레지스터값(R2)에 저장할 수도 있다.

이상 본 발명은 듀티 가변이 가능한 표시장치를 기반으로 가상현실 표시장치를 제작하므로 시감적 응답속도 또는 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time; MPRT)를 높일 수 있어 가상의 환경 구현 능력을 향상할 수 있다. 또한, 본 발명은 화상의 안정적인 구현 능력을 향상하기 위해 시스템과 체결된 인터페이스에서 발생할 수 있는 환경문제(ESD에 의한 장치 간의 클록 비동기화 문제 등)에도 강건한 장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 안정적인 듀티 구동을 지원하기 위한 클록신호를 자체적으로 생성할 수 있는 장치를 제공하는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 시스템 170: 타이밍 제어부
130: 데이터 구동부 140: 전원 공급부
150: 게이트 구동부 110: 표시패널
183: 내부 클록생성부 187: 신호 비교 및 보상부
188: 레지스터부 170: 타이밍 제어부
185: 게이트 제어부

Claims (10)

1. 영상을 표시하는 표시패널; 및
   상기 표시패널을 구동하며, 외부 클록신호를 기반으로 내부에 마련된 장치를 구동하기 위한 내부 클록신호를 생성하는 내부 클록생성부와, 상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 상기 내부 클록생성부를 제어하여 상기 내부 클록신호를 회복시키는 클록신호 보상회로부를 포함하는 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 클록신호 보상회로부는
   상기 표시패널이 영상을 표시하는 표시 구간 동안 상기 외부 클록신호와 상기 내부 클록신호를 비교 및 카운팅 하고, 상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 상기 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크 구간 동안 상기 내부 클록신호를 회복시키는 표시장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 클록신호 보상회로부는
   주파수 정보에 해당하는 레지스터값들을 갖는 레지스터부와,
   상기 외부 클록신호와 상기 내부 클록신호를 비교 및 카운팅하고, 상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 상기 레지스터값들 중 하나로 상기 내부 클록신호를 회복시키는 신호 비교 및 보상부를 포함하는 표시장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 레지스터부는
   고정된 주파수 정보로 이루어진 제1레지스터값과 변동된 주파수 정보로 이루어진 제2레지스터값을 갖는 표시장치.
5. 영상을 표시하는 표시패널;
   MIPI 송신부를 갖는 시스템; 및
   상기 MIPI 송신부를 통해 전달된 데이터를 수신하는 MIPI 수신부를 가지며 상기 표시패널을 구동하는 패널 구동부를 포함하고,
   상기 패널 구동부는
   상기 MIPI 송신부로부터 전달된 외부 클록신호를 기반으로 내부에 마련된 장치를 구동하기 위한 내부 클록신호를 생성하는 내부 클록생성부와,
   상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 상기 내부 클록생성부를 제어하여 상기 내부 클록신호를 회복시키는 클록신호 보상회로부를 포함하는 가상현실 표시장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 표시패널이 영상을 표시하는 표시 구간 동안 상기 외부 클록신호와 상기 내부 클록신호를 비교 및 카운팅 하고, 상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 상기 표시패널이 영상을 비표시하는 블랭크 구간 동안 상기 내부 클록신호를 회복시키는 가상현실 표시장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 클록신호 보상회로부는
   주파수 정보에 해당하는 레지스터값들을 갖는 레지스터부와,
   상기 외부 클록신호와 상기 내부 클록신호를 비교 및 카운팅하고, 상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 상기 레지스터값들 중 하나로 상기 내부 클록신호를 회복시키는 신호 비교 및 보상부를 포함하는 가상현실 표시장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 레지스터부는
   고정된 주파수 정보로 이루어진 제1레지스터값과 변동된 주파수 정보로 이루어진 제2레지스터값을 갖는 가상현실 표시장치.
9. 외부 클록신호를 포함하는 신호를 수신하는 단계;
   상기 외부 클록신호와 내부 클록신호를 비교 및 카운팅하는 단계; 및
   상기 외부 클록신호가 정상적으로 들어오지 않는 구간에서 내부 레지스터부에 저장된 레지스터값들 중 하나로 상기 내부 클록신호를 회복시키는 단계를 포함하는 가상현실 표시장치의 구동방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 주파수를 회복시키는 단계는
    상기 레지스터부에 저장된 고정된 주파수 정보 또는 변동된 주파수 정보를 기반으로 상기 내부 클록신호를 회복시키는 가상현실 표시장치의 구동방법.

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