KR20180076783A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EPI-Lock 출력 신호를 이용하여 매 프레임마다 구동부를 리셋 시켜 정상 화면으로 복귀시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것으로, RGB 영상 데이터, 각종 제어 신호 및 락 신호를 EPI 인터페이스를 통해 출력하는 타이밍 콘트롤러와, 상기 RGB 영상 데이터, 상기 각종 제어 신호 및 락 신호를 상기 EPI 인터페이스를 통해 수신하고 이를 복원하여 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하며, 상기 락 신호를 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백하고 상기 락 신호를 이용하여 매 프레임마다 자신을 리셋하는 데이터 구동 IC들을 구비한 것이다.

Description

표시 장치{Display Device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 자동차에 설치되는 표시 장치가 자동차 시동 시 오동작으로 인해 표시 화면에 이상이 발생됨을 방지하기 위한 표시 장치에 관한 것이다.
최근 디지털 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치로는 액정을 이용한 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)를 이용한 OLED 표시 장치 등이 대표적이다.
상기 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하여 합착되고, 상기 두 기판 사이에 액정 물질이 주입되어 형성된다. 이와 같은 구조에서, 상기 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하게 된다. 그러나, 상기와 같은 액정 표시장치는 자체 발광 표시 장치가 아니므로 백라이트를 이용해야 하는 단점도 있다.
상기 OLED 표시 장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 박막화가 가능하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.
OLED 표시 장치를 구성하는 다수의 픽셀 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하는 픽셀 회로를 구비한다. 픽셀 회로는 데이터 전압을 스토리지 커패시터에 공급하는 스위칭 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와, 스토리지 커패시터에 충전된 구동 전압에 따라 구동 전류를 제어하여 OLED 소자로 공급하는 구동 TFT 등을 포함하고, OLED 소자는 구동 전류에 비례하는 광을 발생한다.
이와 같은 평판 표시 장치는, 복수개의 게이트 라인들 (스캔 라인들) 및 데이터 라인들을 구비하여 복수개의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 또는 OLED 표시 패널과, 상기 게이트 라인들 (스캔 라인들)을 구동하는 게이트 구동부와 상기 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부에 각종 제어 신호 및 영상 데이터를 제공하는 타이밍 콘트롤러 등을 구비한다.
상기와 같은 평판 표시 장치 상에 손이나 스타일러스 펜(stylus pen)등이 접촉되는 터치 지점에서 저항이나 정전 용량과 같은 전기적인 특성이 변하여 그 터치 지점을 감지하여, 그 터치 지점에 대응되는 정보를 출력하거나 연산을 수행하는 터치 기술이 내장된 터치 표시 장치가 널리 사용되고 있다.
상기와 같이 평판 표시 장치에 터치 기술이 내장되므로, 노트북이나 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 및 스마트 폰 뿐만 아니라 자동차의 여러 표시 장치로도 널리 이용되고 있다.
상기 자동차는 전원을 충전하는 밧데리와, 자동자 엔진의 동력에 의해 발전하여 상기 밧데리에 충전하는 제너레이터를 구비한다. 따라서, 상기 자동차의 각종 제어 장치는 약 5V의 전압으로 동작되고, 상기 자동차에 장착되는 표시 장치들은 상기 5V 전압을 변압하여 약 1.8V의 전압으로 구동된다.
그런데, 상기 자동차 시동 시 간헐적으로 전력 강하(Power drop)가 발생되면서, 상기 데이터 구동부가 정상적으로 레셋되지 않아 로직 내 레지스터 셋팅 오류로 인해 화면 백화 같은 표시 화면에 이상이 발생하게 된다.
참고로, 상기 자동차 시동 시 상기 5V의 전압은 약 1.5V의 전압 강하가 발생되고, 상기 1.8V의 전압은 약 1.0V의 전압 강하가 발생되었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, EPI-Lock 출력 신호를 이용하여 매 프레임마다 구동부를 리셋 시켜 정상 화면으로 복귀시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는, 타이밍 콘트롤러에서 출력된 RGB 영상 데이터, 각종 제어 신호 및 락 신호를 EPI 인터페이스를 통해 수신하고 이를 복원하여 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하며, 상기 락 신호를 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백하고, 상기 락 신호를 이용하여 매 프레임마다 자신을 리셋하는 데이터 구동 IC들을 구비함에 그 특징이 있다.
상기 데이터 구동 IC들 각각은, 상기 RGB 영상 데이터, 상기 각종 제어 신호 및 락 신호를 상기 EPI 인터페이스를 통해 수신하고 이를 복원하여 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, 상기 락 신호를 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백하는 CDR부와, 외부의 전원 전압과 내부적으로 딜레이된 내부 전원 전압을 사용하여 파워 온 리셋(Power On Reset) 신호를 출력하는 POR부와, 상기 CDR부에서 병렬로 변환된 영상 데이터를 처리하여 상기 표시 패널의 데이터 라인에 공급하는 로직부와, 상기 POR부의 출력 신호와 상기 CDR부에서 출력되는 락 신호를 논리 합 연산하여 상기 CDR부 및 상기 로직부에 리셋 신호를 공급하는 제 1 및 제 2 연산부를 구비함을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 연산부 각각은, 상기 CDR부로부터 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백되는 락 신호를 반전하는 인버터와, 상기 POR부에서 출력되는 신호와 상기 인버터에서 출력되는 신호를 논리 합 연산하여 상기 CDR부 및 상기 로직부를 리셋시키는 OR 게이트를 구비함을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 표시 장치에 있어서는 다음과 같은 효과를 갖는다.
즉, 본 발명은 제 1 및 제 2 연산부가 락(LOCK)의 로우 논리 구간에 POR부의 리셋 신호에 무관하게 리셋 신호를 출력하게 되므로, 자동차 시동 시 전압 강하가 발생되어 POR에서 리셋 신호가 정상적으로 출력되지 않더라도, 화면 이상이 발생하지 않고 정상으로 복귀된다.
도 1은 본 발명에 따른 표시 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.
도 2는 도 1의 제1 및 제2 연산부의 회로 구성도이다.
도 3은 도 1의 POR부 구성 및 입출력 파형도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전원 온(Power On) 시 타이밍 콘트롤러에서 EPI 인터페이스를 통해 상기 데이터 구동 IC에 전송되는 EPI 프로토콜(Protocol) 구성도이다.
도 5는 도 4의 제 1 단계(Phase 1)의 구체적인 설명도이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 전력 강하 시에 데이터 구동 IC가 오동작 발생 가능 경우를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 연산부의 동작 설명을 위한 표이다.
도 8은 POR부에서 리셋 신호가 출력되지 못한 경우, 영상 신호 구성, 락(lock) 신호와 POR부의 리셋 신호 및 그에 따른 화면 설명도이다.
도 9는 POR부에서 리셋 신호가 출력되지 못한 경우, 본 발명에 따른 영상 신호 구성, 락(lock) 신호와 제 1 및 제 2 연산부의 리셋 신호 및 그에 따른 화면 설명도이다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 표시 장치의 개략적인 구성 블럭도이고, 도 2는 도 1의 제1 및 제2 연산부의 회로 구성도이며, 도 3은 도 1의 POR부 구성 및 입출력 파형도이다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 타이밍 콘트롤러(10), 데이터 구동 IC(20) 및 표시 패널(30)로 구성된다.
상기 타이밍 콘트롤러(10)는 제어 회로 기판(Control Printed Circuit Board; CPCB)에 실장되고, 상기 데이터 구동 IC(20)와 EPI(Embedded Point-to-point Interface) 인터페이스 전송 라인을 통해 연결된다.
물론, 상기 타이밍 콘트롤러(10)는 상기 EPI 인터페이스를 통해 각종 데이터를 전송하기 위해 송신 모듈(Tx)을 구비할 수 있고, 상기 제어 회로 기판에 실장할 수도 있다.
상기 타이밍 콘트롤러(10)는 3색(Red, Green, Blue; RGB) 데이터를 표시 패널에 적합하도록 정렬하고 다양한 영상 처리를 통해 RGB 영상 데이터를 가공하여 출력한다. 예를 들면, 상기 타이밍 콘트롤러(10)는 소비 전력 감소를 위해, 입력 영상을 분석하여 평균 화상 레벨(Average Picture level; APL) 등과 같은 영상 특성 정보에 따라 피크 휘도를 결정하고, 피크 휘도에 따라 감마 고전위 전원(EVDD)을 조정하여 인터페이스 장치를 통해 상기 데이터 구동 IC(20)로 공급할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 콘트롤러(10)는 상기 데이터 구동 IC(20)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호들을 생성하고 상기 EPI 인터페이스 장치를 통해 상기 데이터 구동 IC(20)로 출력한다. 상기 데이터 제어 신호들은 상기 데이터 구동 IC의 구동 타이밍을 제어하는 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭, 소스 출력 인에이블 신호, 수직 동기 신호(Vsync), 전원 온 신호 및 락(Lock) 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 구동 IC(20)는, 표시 패널(30)의 데이터 라인들을 구동하기 위하여 다수개로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 하나의 데이터 구동 IC(20)만 도시하였다. 상기 데이터 구동 IC(20)는 소스 회로 기판(Source Printed Circuit Board; 이하 SPCB)에 분할 접속되며, 각 데이터 구동 IC(20)가 COF(Chip On Film) 상에 실장 될 수도 있다.
상기 데이터 구동 IC(20)는 상기 RGB 영상 데이터 및 각종 제어 데이터 신호를 상기 EPI 인터페이스를 통해 수신하여 RGB 영상 데이터, 각종 제어 데이터, 클럭 신호 및 락 신호 등을 복원하고, 직렬 영상 데이터를 병렬 영상 데이터로 변환하는 CDR(Clock Data Recovery)부(21)와, 외부의 전원 전압(VCC)와 내부적으로 딜레이된 내부 전원 전압을 사용하여 파워 온 리셋(Power On Reset) 신호를 출력하는 POR부(22)와, 상기 CDR부(21)에서 병렬로 변환된 영상 데이터를 처리하여 상기 표시 패널(30)의 데이터 라인에 공급하는 로직부(23)와, 상기 POR부(22)와 상기 CDR부(21)에서 출력되는 락 출력 신호를 논리 합 연산(OR)하여 상기 CDR부(21) 및 상기 로직부(23)에 리셋 신호를 공급하는 제 1 연산부(24) 및 제 2 연산부(25)를 구비한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 연산부(24, 25)는 각각, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 CDR부(21)로부터 상기 타이밍 콘트롤러(10)에 피드백되는 락 신호(Lock out)를 반전하는 인버터(27)와, 상기 POR부(22)에서 출력되는 신호와 상기 인버터(27)에서 출력되는 신호를 논리 합 연산하여 상기 CDR부(21) 및 상기 로직부(23)에 상기 리셋 신호로 공급하는 OR 게이트(28)를 구비하여 구성된다.
또한, 상기 POR부(22)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 전원단(VCC)와 접지단(GND) 사이에 커패시터(C)와 저항(R)이 직렬 연결되고, 상기 커패시터(C)와 상기 저항(R) 사이에 출력단(Reset)이 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 POR부(22)는 파원 온 시 전원(VCC)가 인가되면 일정 시간 동안 상기 커패시터(C)가 충전되면서 하이 논리 상태의 리셋 신호를 출력하고, 상기 커패시터(C)의 충전이 완료되면, 로우 논리 상태를 출력한다. 따라서, 상기 POR부(22)는 외부의 전원 전압(VCC)와 RC 시정수 만큼 내부적으로 딜레이된 내부 전원 전압을 사용하여 파워 온 리셋(Power On Reset) 신호를 출력한다.
또한, 상기 로직부(23)는, 도면에는 도시되지 않았지만, 일반적으로 데이터 구동부의 설명으로 널리 알려진 바와 같이, 상기 타이밍 콘트롤러(10)로부터 출력된 소스 스타트 펄스와 소스 샘플링 클럭에 응답하여 샘플링 신호를 출력하는 쉬프트 레지스터와, 상기 시프트 레지스터로부터 출력된 샘플링 신호에 응답하여 디지털 형태의 데이터 신호를 순차적으로 샘플링하고 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 대응하여 샘플링된 1 라인 분의 데이터 신호를 동시에 출력하는 제 1 및 제 2 래치부와, 상기 디지털 데이터 신호를 감마 계조 전압을 이용하여 아날로그 데이터 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부와, 상기 디지털/아날로그 변환부로부터 출력된 아날로그 데이터 신호를 증폭하여 출력하는 출력버퍼부와, 상기 표시 패널(30)의 상기 데이터 라인들에 잔류하는 전하 (또는 데이터 전압)가 공유되도록 데이터 라인들을 선택적으로 접속(또는 쇼트) 시키는 차지 쉐어부 등을 구비한다.
물론, 상기 디지털/아날로구 변환부는, 상기 타이밍 콘트롤러로부터 출력된 극성 제어신호에 대응하여 상기 감마 계조 전압을 정극성(+) 데이터 전압으로 변환하는 정극성 DA변환부와 부극성(-) 데이터 전압으로 변환하는 부극성 DA변환부를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(30)은 OLED 표시 패널 또는 액정 표시 패널을 구비한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 전원 온(Power On) 시 타이밍 콘트롤러에서 EPI 인터페이스를 통해 상기 데이터 구동 IC에 전송되는 EPI 프로토콜(Protocol) 구성도이고, 도 5는 도 4의 제 1 단계(Phase 1)의 구체적인 설명도이다.
EPI 프로토콜(Protocol)은, 전원 온 되면(VCC), 클럭 트레이닝(Clock training) 구간인 제 1 단계(Phase 1)단계와, 제어 데이터를 출력하는 제 2 단계(Phase 2)와, RGB 영상 데이터를 출력하는 제 3 단계(Phase 3)를 구비하여 구성된다.
여기서, 락(LOCK) 신호는 초기에 로우 논리 상태로 떨어지고, 상기 제 1 단계(Phase 1)에서 하이 논리 상태로 천이되면 상기 타이밍 콘트롤러(10)는 제어 데이터 및 RGB 영상 데이터를 출력하게 된다.
이 때, 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 타이밍 콘트롤러(10)는 상기 제 1 단계(Phase 1)의 V-블랭크(V-Blank) 기간중에 DC EPI 데이터 (3~5PCLK)을 입력하고, 상기 DC EPI 데이터 (3~5PCLK) 입력 시 락(LOCK)는 로우 논리 상태가 된다.
한편, 상기 POR부(22)는 외부의 전원 전압(VCC)와 내부적으로 딜레이된 내부 전원 전압을 사용하여 파워 온 리셋(Power On Reset) 신호를 출력하는데, 종래 기술에서 언급한 바와 같이, 자동차 시동 시 전력 강하(Power drop)가 발생되면, 리셋 신호를 출력하지 못한다.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 전력 강하 시에 데이터 구동 IC가 오동작 발생 가능 경우를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6a에 도시한 바와 같이 전력 강하가 발생하여도 “하이 논리 상태” 로 판단할 수 있는 레벨(도면에는 1.62V) 이상의 경우와, 도 6b에 도시한 바와 같이 전력 강하가 발생하여도 “로우 논리 상태” 로 판단할 수 있는 레벨(도면에는 0.3V) 이하로 외부 전원(VCC)가 드롭되면, 상기 POR부(22)는 “하이 논리 상태” 또는 “로우 논리 상태”로 판단하여 정상적으로 리셋 신호를 출력하므로, 오동작이 발생하지 않는다.
그러나, 도 6c와 같이, 전력 강하에 의해 외부 전원(VCC)이 “하이 논리 상태” 로 판단할 수 있는 레벨(도면에는 1.62V) 및 “로우 논리 상태” 로 판단할 수 있는 레벨(도면에는 0.3V) 사이로 드롭되면, 상기 POR부(22)는 오동작하여 리셋 신호를 출력하지 않는다.
이와 같이, 상기 POR부(22)가 리셋 신호를 출력하지 않으면, 화면 백화 같은 표시 화면에 이상이 발생하게 된다.
즉, 상술한 바와 같이, 상기 자동차에 장착되는 표시 장치들은 1.8V의 전압으로 구동되는데, 자동차 시동 시 약 1.0V의 전압 강하가 발생되면, 외부 전원(VCC)으로 0.8V가 입력되므로, 도 5c에 해당되어 상기 POR부(22)는 리셋 신호를 출력하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 POR부(22)가 리셋 신호를 출력하지 않더라도 상기 제 1 연산부(24) 및 상기 제 2 연산부(25)가 상기 타이밍 콘트롤러(10)로 피드백되는 락 신호를 이용하여 리셋 신호를 출력한다.
도 7은 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 연산부의 동작 설명을 위한 표이고, 도 8은 POR부에서 리셋 신호가 출력되지 못한 경우, 영상 신호 구성, 락(lock) 신호와 POR부의 리셋 신호 및 그에 따른 화면 설명도이며, 도 9는 POR부에서 리셋 신호가 출력되지 못한 경우, 본 발명에 따른 영상 신호 구성, 락(lock) 신호와 제 1 및 제 2 연산부의 리셋 신호 및 그에 따른 화면 설명도이다.
먼저, 상기 데이터 구동 IC(20)에 정상적으로 전원 전압(VCC)이 인가되면, 상기 POR부(22)에서 락(LOCK)에 동기되어 리셋 신호가 출력되어야 한다. 그러나, 자동차에 장착되는 표시 장치의 경우, 상기 자동차 시동 시 전압 강하가 발생되어 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 POR부(22)에서 리셋 신호를 출력하지 못하는 경우, 화면 이상이 발생하여 다음 프레임에서도 연속적으로 화면 이상이 유지되게 된다.
그러나, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 연산부(24, 25)는 상기 락(LOCK)의 로우 논리 구간에 상기 POR부(22)의 리셋 신호에 무관하게 리셋 신호를 출력하게 된다.
따라서, 상기 자동차 시동 시 전압 강하가 발생하여 POR에서 리셋 신호가 정상적으로 발생되지 않더라도, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 연산부(24, 25)에서 리셋 신호를 출력하므로, 화면 이상이 발생하지 않고 정상으로 복귀된다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10: 타이밍 콘트롤러 20: 데이터 구동 IC
21: CDR부 22: POR부
23: 로직부 24, 25: 연산부
30: 표시 패널

Claims (3)

  1. RGB 영상 데이터, 각종 제어 신호 및 락 신호를 EPI 인터페이스를 통해 출력하는 타이밍 콘트롤러; 그리고
    상기 RGB 영상 데이터, 상기 각종 제어 신호 및 락 신호를 상기 EPI 인터페이스를 통해 수신하고 이를 복원하여 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하며, 상기 락 신호를 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백하고 상기 락 신호를 이용하여 매 프레임마다 자신을 리셋하는 데이터 구동 IC들을 구비한 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 IC들 각각은, 상기 RGB 영상 데이터, 상기 각종 제어 신호 및 락 신호를 상기 EPI 인터페이스를 통해 수신하고 이를 복원하여 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, 상기 락 신호를 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백하는 CDR부와,
    외부의 전원 전압과 내부적으로 딜레이된 내부 전원 전압을 사용하여 파워 온 리셋(Power On Reset) 신호를 출력하는 POR부와,
    상기 CDR부에서 병렬로 변환된 영상 데이터를 처리하여 상기 표시 패널의 데이터 라인에 공급하는 로직부와,
    상기 POR부의 출력 신호와 상기 CDR부에서 출력되는 락 신호를 논리 합 연산하여 상기 CDR부 및 상기 로직부에 리셋 신호를 공급하는 제 1 및 제 2 연산부를 구비한 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 연산부 각각은,
    상기 CDR부로부터 상기 타이밍 콘트롤러에 피드백되는 락 신호를 반전하는 인버터와,
    상기 POR부에서 출력되는 신호와 상기 인버터에서 출력되는 신호를 논리 합 연산하여 상기 CDR부 및 상기 로직부를 리셋시키는 OR 게이트를 구비하는 표시 장치.
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