KR20220021962A - 가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(DDI; display driving integrated circuit)는 가변 프레임 동작을 수행한다. 디스플레이 구동 회로의 동작 방법은 현재 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계, 현재 프레임 데이터에 대한 출력이 완료된 시점으로부터 제1 시간이 경과한 이후에 외부 장치로부터 다음 프레임 데이터의 수신을 시작하는 단계, 및 다음 프레임 데이터의 수신에 응답하여, 발광 제어 신호의 주기에 동기된 제1 시점에서, 수직 동기 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DRIVING INTEGRATED CIRCUIT CONFIGURED TO PERFORM ADAPTIVE FRAME OPERATION AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
전자 장치는 사용자에게 다양한 영상 정보를 제공할 수 있다. 영상 정보는 전자 장치에 포함된 그래픽 처리 유닛에 의해 처리되며, 미리 정해진 주사율에 따라 디스플레이 장치를 통해 출력될 수 있다. 이 때, 그래픽 처리 유닛에서 발생하는 다양한 요인(예를 들어, 렌더링 지연)으로 인해, 영상 데이터의 출력 타이밍이 바뀔 수 있으며, 이에 따라, 디스플레이 장치를 통해 출력되는 영상 정보의 품질이 저하될 수 있다. 이러한 영상 품질의 저하를 방지하기 위해, 디스플레이 구동 회로에서는 가변 프레임 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 목적은 향상된 품질의 영상을 제공할 수 있는 가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 가변 프레임 동작을 수행하는 디스플레이 구동 회로(DDI; display driving integrated circuit)의 동작 방법은 현재 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계; 상기 현재 프레임 데이터에 대한 출력이 완료된 제1 시점으로부터 제1 시간이 경과한 제2 시점 이후에, 외부 장치로부터 다음 프레임 데이터의 수신을 시작하는 단계; 및 상기 다음 프레임 데이터의 수신에 응답하여, 발광 제어 신호의 주기에 동기된 제3 시점에서, 수직 동기 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로는 외부 장치로부터 제1 프레임 데이터 및 제2 프레임 데이터를 순차적으로 수신하도록 구성된 인터페이스 회로; 상기 제1 및 제2 프레임 데이터의 수신에 응답하여, 수직 동기 신호를 생성하도록 구성된 타이밍 컨트롤러; 상기 수직 동기 신호에 응답하여, 상기 제1 프레임 데이터 및 제2 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하도록 구성된 소스 드라이버; 및 타겟 휘도에 대응하는 발광 제어 신호를 출력하도록 구성된 발광 제어 드라이버를 포함하고, 상기 제1 프레임 데이터는 상기 수직 동기 신호에 의해 구분된 제1 프레임 구간 동안 상기 외부 디스플레이 패널로 출력되고, 상기 제2 프레임 데이터는 상기 수직 동기 신호에 의해 구분된 상기 제2 프레임 구간 동안 상기 외부 디스플레이 패널로 출력되고, 상기 제1 프레임 구간의 길이는 상기 제2 프레임 구간의 길이와 다르고, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 발광 제어 신호의 주기에 동기하여, 상기 수직 동기 신호를 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 회로의 동작 방법은 현재 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계; 상기 현재 프레임 데이터의 상기 출력이 완료된 제1 시점으로부터 수직 프론트 포치(VFP; vertical front porch)가 경과한 제2 시점 이후의 제3 시점에서, 외부 장치로부터 다음 프레임 데이터를 수신하는 단계; 상기 제3 시점 이후의 제4 시점에서, 수직 동기 신호를 생성하는 단계; 및 상기 수직 동기 신호에 응답하여, 상기 제4 시점으로부터 수직 백 포치(VBP; vertical back porch) 이후에, 상기 다음 프레임 데이터를 상기 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계를 포함하고, 상기 제2 시점으로부터 상기 제3 시점까지의 제1 시간 구간 동안, 상기 외부 디스플레이 패널로 제공되는 발광 제어 신호는 제1 레벨로 유지되고, 상기 제3 시점으로부터 상기 제4 시점까지의 제2 시간 구간 동안, 상기 발광 제어 신호는 제2 레벨로 유지된다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 디스플레이 구동 회로는 가변 프레임 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 패널의 휘도를 제어하기 위한 발광 제어 신호의 주기에 동기하여 수직 동기 신호를 생성할 수 있다. 또는 디스플레이 구동 회로는 가변 프레임 구간에서 발광 제어 신호의 듀티비가 유지될 수 있도록 발광 제어 신호의 레벨을 제어할 수 있다. 따라서, 가변 프레임 구간에서, 디스플레이 패널을 통해 출력되는 영상의 휘도가 유지될 수 있으며, 이에 따라 향상된 품질의 영상을 제공하는 가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 발광 드라이버에서 생성되는 발광 제어 신호를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3a 내지 도 3d는 DDI의 가변 프레임 기능을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 4는 도 1의 DDI의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 순서도에 따른 DDI의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 6은 도 1의 DDI의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 7은 도 6의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8은 도 7의 가변 구간에서 발광 제어 신호를 제어하는 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 10은 도 6의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 11a 및 도 11b는 도 1의 DDI의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 13은 본 발명에 따른 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 전자 장치(10)는 애플리케이션 프로세서(11), 디스플레이 패널(12), 및 디스플레이 구동 회로(100)(DDI; display driving integrated circuit)를 포함할 수 있다. 전자 장치(10)는 이동식 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블(Wearable) 장치, 모니터, TV 등과 같이, 사용자에게 영상 정보를 제공하도록 구성된 표시 장치이거나 또는 표시 장치를 포함하는 장치일 수 있다.
애플리케이션 프로세서(11)는 전자 장치(10)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(11)는 디스플레이 패널(12)을 통해 표시될 영상 데이터를 생성 또는 처리하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 애플리케이션 프로세서(11)는 영상 데이터를 생성 또는 처리하도록 구성된 그래픽 처리 유닛을 포함할 수 있다.
DDI(100)는 애플리케이션 프로세서(11)의 제어에 따라 디스플레이 패널(12)을 제어할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)는 제어 로직 회로(110), 프레임 버퍼(120), 타이밍 컨트롤러(130), 발광 드라이버(140), 소스 드라이버(150), 및 게이트 드라이버(160)를 포함할 수 있다.
제어 로직 회로(110)는 DDI(100)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 프레임 버퍼(120)는 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신된 프레임 데이터(DD)를 저장하도록 구성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(130)는 제어 로직 회로(110)의 제어에 따라, 다양한 타이밍 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(130)는 하나의 프레임 구간을 정의하는 수직 동기 신호(Vsync)를 생성하도록 구성될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(130)는 디스플레이 패널(12)에서 표시되는 픽셀들의 행을 구분하는데 사용되는 수평 동기 신호(Hsync)를 생성하도록 구성될 수 있다.
발광 드라이버(140)는 제어 로직 회로(110)의 제어에 따라, 발광 제어 신호(EM)를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(12)은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들 각각은 유기 발광 다이오드(OLED; organic light emitting diode)일 수 있다. 복수의 픽셀들 각각은 발광 제어 신호(EM)에 대응하는 밝기로 발광할 수 있다. 즉, 발광 드라이버(140)는 디스플레이 패널(12)의 복수의 픽셀들이 의도한 휘도(이하에서, 타겟 휘도라 칭함.)로 발광하도록, 발광 제어 신호(EM)를 생성할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 발광 제어 신호(EM)는 펄스 폭 변조(PWM; pulse width modulation) 방식에 기반된 펄스 신호일 수 있다. 발광 제어 신호(EM)는 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
소스 드라이버(150)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터 생성된 타이밍 신호(예를 들어, 수직 동기 신호(Vsync) 또는 수평 동기 신호(Hsync))에 동기하여, 프레임 버퍼(120)에 저장된 프레임 데이터(DD)를 디스플레이 패널(12)로 전송할 수 있다.
게이트 드라이버(160)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터 생성된 타이밍 신호(예를 들어, 수직 동기 신호(Vsync) 또는 수평 동기 신호(Hsync))에 응답하여, 게이트 신호(GS)를 생성하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 패널(12)은 DDI(100)로부터 출력된 프레임 데이터(DD), 발광 제어 신호(EM), 및 게이트 신호(GS)에 응답하여, 프레임 데이터(DD)에 대한 영상을 표시하도록 구성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 디스플레이 패널(12)은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 복수의 픽셀들 각각은 유기 발광 다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diode) 픽셀일 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(12)은 유기 발광 다이오드 패널일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 패널(12)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel), 전기 영동 표시 패널(electrophoretic display panel), 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel), 마이크로 LED(micro light emitting diode) 패널 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이 패널들 중 어느 하나일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 애플리케이션 프로세서(11)는 인터페이스 회로(11a)를 더 포함할 수 있고, DDI(100)는 인터페이스 회로(101)를 더 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(11)는 인터페이스 회로들(11a, 101)을 통해 프레임 데이터(DD)를 DDI(100)로 전송할 수 있고, 인터페이스 회로들(11a, 101)을 통해 다양한 제어 신호들(CTRL)을 DDI(100)와 주고받을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 인터페이스 회로들(11a, 101)은 MIPI DSI(Mobile Industry Processor Interface Display Serial Interface)에 기반된 통신 회로일 수 있으며, MIPI D-Phy의 물리 계층을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 인터페이스 회로들(11a, 101)은 다른 다양한 인터페이스 규약을 지원하거나 또는 다양한 다른 물리 계층들을 포함하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, MIPI DSI는 비디오 모드 또는 커맨드 모드를 지원하도록 구성될 수 있다. 비디오 모드는, 애플리케이션 프로세서(11)가 프레임 데이터(DD)를, 실시간 픽셀 스트림의 형태로, DDI(100)로 전송하는 동작 모드를 가리킬 수 있다. 커맨드 모드는 애플리케이션 프로세서(11)가 프레임 데이터(DD)를, 커맨드 및 픽셀 데이터를 포함하는 형태로, DDI(100)로 전송하는 동작 모드를 가리킬 수 있다.
커맨드 모드에서, DDI(100)는 수신된 프레임 데이터(DD)를 프레임 버퍼(120)에 저장할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 커맨드 모드에서, DDI(100)는 티어링 효과(tearing effect)를 방지하기 위해, 프레임 버퍼(120)의 상태를 가리키는 티어링 효과(TE) 신호(이하에서, 설명의 편의를 위해, TE 신호라 칭함.)를 애플리케이션 프로세서(11)로 전송할 수 있다. TE 신호는 다양한 제어 신호들(CTRL) 중 하나일 수 있다.
커맨드 모드에서, 애플케이션 프로세서(11)는, TE 신호에 응답하여, 프레임 데이터(DD)를 DDI(100)로 전송할 수 있다. 이하에서, 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 설명하기 위하여, DDI(100)는 커맨드 모드를 기반으로 동작하는 것으로 가정한다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 이하에서 설명되는 DDI 또는 DDI의 동작은 MIPI DSI에서 지원되는 비디오 모드에서 수행될 수 있음이 이해될 것이다.
예시적인 실시 예에서, DDI(100)는 가변 프레임 기능 또는 동적 프레임 기능(Adaptive Frame Rate)을 제공하거나 또는 가변 프레임 동작 또는 동적 프레임 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 프로세서는 미리 정해진 프레임율(예를 들어, 60Hz 또는 120Hz 등)에 대응하는 간격으로, 프레임 데이터를 DDI로 전송할 수 있다. 그러나, 애플리케이션 프로세서에서 발생한 다양한 요인(예를 들어, 다른 동작 부하에 의한 렌더링 지연 등)으로 인해, 프레임 데이터의 출력 또는 전송이 지연될 수 있다. 프레임 데이터의 지연으로 인해, 디스플레이 패널에서 표시되는 영상의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 DDI(100)는 디스플레이 패널에서 표시되는 영상의 프레임율을 가변(또는 프레임 구간을 가변)함으로써, 영상의 품질 저하를 방지할 수 있다. 즉, DDI(100)는 애플리케이션 프로세서(11)의 프레임 데이터(DD)의 출력 타이밍에 따라 디스플레이 패널(12)에서 표시되는 영상의 프레임율을 가변하는 가변 프레임 기능을 제공할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 프레임율이 변경되는 가변 프레임 구간에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비(duty ratio)가 달라질 수 있다. 이 경우, 가변 프레임 구간에서, 디스플레이 패널(12)을 통해 표시되는 영상의 휘도가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비에 따라, 디스플레이 패널(12)을 통해 표현되는 휘도가 결정될 수 있다. 즉, 하나의 프레임 구간에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 달라지는 경우, 디스플레이 패널(12)에서 표현되는 휘도가 달라지게 되고, 이는 영상의 품질을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 DDI(100)는 가변 프레임 구간에서, 입력되는 프레임 데이터(DD)의 타이밍을 기반으로, 수직 동기 신호(Vsync)의 타이밍을 제어하거나 또는 발광 제어 신호(EM)의 레벨 및 주기를 제어할 수 있다. 이 경우 가변 프레임 구간에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 일정하게 유지될 수 있기 때문에, 디스플레이 패널(12)을 통해 표시되는 영상의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 DDI(100)의 동작은 이하의 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 2는 도 1의 발광 드라이버에서 생성되는 발광 제어 신호를 설명하기 위한 타이밍도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 2에서, 발광 제어 신호(EM)의 주기는 하나의 프레임 구간과 동일한 것으로 가정한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 하나의 프레임 구간은 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임 구간은 수직 동기 신호(Vsync)의 활성화 시점 또는 생성 시점(예를 들어, 하이 레벨→로우 레벨)으로부터, 다음 활성화 시점 또는 다음 생성 시점까지로 정의될 수 있다.
발광 제어 신호(EM)는 하나의 프레임 내에서, n 주기(이 때, n은 양의 정수)를 갖는 펄스 신호일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 발광 제어 신호들(EMa, EMb, EMc)은 하나의 프레임 구간에서 1주기를 갖는 펄스 신호들이다.
발광 제어 신호(EM)의 듀티비(즉, 하나의 주기 내에서, ON/OFF의 비율)는 디스플레이 패널(12)을 통해 표시되는 영상의 타겟 휘도를 기반으로 결정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 발광 제어 신호(EM)의 하이 레벨은 ON 상태이고, 로우 레벨은 OFF 상태인 것으로 가정한다. 즉, 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨인 경우, 디스플레이 패널(12)의 복수의 픽셀들이 발광할 수 있고, 발광 제어 신호(EM)가 로우 레벨인 경우, 디스플레이 패널(12)의 복수의 픽셀들은 발광하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 픽셀들의 타입(예를 들어, 복수의 픽셀들에 포함된 발광 제어 스위치 또는 발광 제어 트랜지스터의 타입)에 따라, 발광 제어 신호(EM)의 ON 상태 및 OFF 상태는 바뀔 수 있다.
디스플레이 패널(12)을 통해 100%의 휘도가 표시되는 경우, 발광 제어 신호는 도 2의 제1 발광 제어 신호(EMa)와 같이 생성될 수 있다. 이 때, 제1 발광 제어 신호(EMa)의 ON 구간은 제1 시간(T1)에 대응될 수 있다.
디스플레이 패널(12)을 통해 80%의 휘도가 표시되는 경우, 발광 제어 신호는 도 2의 제2 발광 제어 신호(EMb)와 같이 생성될 수 있다. 이 때, 제2 발광 제어 신호(EMb)의 ON 구간은 제1 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T2)일 수 있다.
디스플레이 패널(12)을 통해 50%의 휘도가 표시되는 경우, 발광 제어 신호는 도 2의 제3 발광 제어 신호(EMc)와 같이 생성될 수 있다. 이 때, 제3 발광 제어 신호(EMc)의 ON 구간은 제2 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T3)일 수 있다.
즉, 디스플레이 패널(12)을 통해 표시하고자 하는 타겟 휘도가 증가함에 따라 발광 제어 신호(EM)의 ON 구간을 증가(또는 ON 듀티비를 증가)시킴으로써, 디스플레이 패널(12)에서 타겟 휘도가 표현될 수 있다.
이러한 발광 제어 신호(EM)의 구동 방식은 펄스 폭 변조(PWM; pulse width modulation) 방식이라 불린다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여, 발광 제어 신호(EM)는 상술된 PWM 방식을 기반으로 생성된 PWM 펄스 신호인 것으로 가정한다.
도 3a 내지 도 3d는 DDI의 가변 프레임 기능을 설명하기 위한 타이밍도들이다. 도 3a 내지 도 3d의 타이밍도들의 가로축들은 시간을 가리킨다. 도 3a 내지 도 3d의 타이밍도들에서, INPUT은 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신되는 프레임 데이터(DD)를 가리키고, Vsync는 타이밍 컨트롤러(130)에서 생성되는 수직 동기 신호를 가리키고, OUTPUT은 DDI(100)로부터 디스플레이 패널(12)로 출력되는 프레임 데이터(DD)를 가리키고, DATA_en은 DDI(100)로부터 디스플레이 패널(12)로 출력되는 프레임 데이터(DD)의 활성화를 가리키는 데이터 인에이블 신호이고, TE는 DDI(100)로부터 애플리케이션 프로세서(11)로 전송되는 티어링 효과(tearing effect) 신호를 가리키고, EM은 DDI(100)로부터 디스플레이 패널(12)로 제공되는 발광 제어 신호를 가리킨다. 다양한 신호들이 DDI(100)로 입력되거나 또는 DDI(100)로부터 출력될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상을 설명하는데 불필요한 신호 구성들은 도면에서 생략된다.
이하에서, 설명의 편의를 위해, "특정 신호를 생성하는 것"의 용어가 사용된다. 예를 들어, 수직 동기 신호(Vsync)는 하이 레벨을 유지하는 도중에, 특정 시점에서 로우 레벨로 변경될 수 있다. 이 경우, 특정 시점에서 수직 동기 신호(Vsync)가 생성되는 것으로 본문에서 표현된다. 즉, 특정 신호를 생성하는 것은 특정 신호의 상태를 활성 상태로 변경하거나 또는 특성 신호의 레벨을 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경 또는 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경하는 것을 의미할 수 있다. 이러한 표현은 당업자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 3a를 참조하여, 애플리케이션 프로세서가 일정한 타이밍(즉, 미리 정해진 주사율)으로 프레임 데이터를 전송하는 경우에서의 DDI의 동작이 설명되고, 도 3b를 참조하여, 가변 프레임 기능을 지원하지 않는 경우에서의 DDI의 동작이 설명되고, 도 3c 및 3d를 참조하여, 가변 프레임 기능을 지원하는 DDI의 동작이 설명된다.
먼저, 도 1 및 도 3a를 참조하면, 제0 시점(t0)에서, DDI(100)는 애플리케이션 프로세서(11)로부터 제0 프레임 데이터(DD0)를 수신할 수 있다. 수신된 제0 프레임 데이터(DD0)는 프레임 버퍼(120)에 저장될 수 있다.
이후 제1 시점(t1)에서, DDI(100)는 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)가 커맨드 모드로 동작하는 경우, DDI(100)의 제어 로직 회로(110)는 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신된 커맨드를 기반으로, 제0 프레임 데이터(DD0)가 수신되기 시작하는 시점(즉, 제0 시점(t0))을 인지할 수 있다. 제어 로직 회로(110)는 제0 프레임 데이터(DD0)가 수신되는 것에 응답하여, 타이밍 컨트롤러(130)를 제어할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(130)는 제어 로직 회로(110)의 제어에 따라, 제1 시점(t1)에서 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다.
수직 동기 신호(Vsync)가 생성된 제1 시점(t1)으로부터 수직 백 포치(VBP; Vertical Back Porch)가 경과한 이후, 즉, 제2 시점(t2)으로부터 제4 시점(t4)까지의 구간 동안, 데이터 인에이블 신호(DATA_en)가 활성화될 수 있다. 데이터 인에이블 신호(DATA_en)의 활성 구간 동안, 프레임 버퍼(120)에 저장된 제0 프레임 데이터(DD0)가 디스플레이 패널(12)로 출력될 수 있다. 예를 들어, 소스 드라이버(150)는 데이터 인에이블 신호(DATA_en)에 동기하여, 제0 프레임 데이터(DD0)를 디스플레이 패널(12)로 전송할 수 있다.
제0 프레임 데이터(DD0)의 전송이 완료된 제4 시점(t4)에서, TE 신호가 생성될 수 있다. TE 신호는 프레임 버퍼(120)에 저장된 특정 프레임 데이터에 대한 전송(즉, 디스플레이 패널로의 전송)이 완료되었음을 애플리케이션 프로세서(11)로 알리는 신호일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, TE 신호는 인터페이스 회로들(101, 11a)을 통해, DDI(100)로부터 애플리케이션 프로세서(11)로 전송될 수 있다.
생성된 TE 신호에 응답하여, 애플리케이션 프로세서(11)는 제4 시점(t4)에서, 다음 프레임 데이터인 제1 프레임 데이터(DD1)를 DDI(100)로 전송할 수 있다. 제1 프레임 데이터(DD1)는 프레임 버퍼(120)에 저장될 수 있다.
제0 프레임 데이터(DD0)에 대한 전송이 완료된 제4 시점(t4)으로부터 수직 프론트 포치(VFP; Vertical Front Porch)가 경과한 제5 시점(t5)에서, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있다.
제5 시점(t5)으로부터 수직 백 포치(VBP)가 경과한 시점으로부터 제6 시점(t6)까지의 구간 동안, DDI(100)는 제1 프레임 데이터(DD1)를 디스플레이 패널(12)로 출력할 수 있다. 제6 시점(t6)에서, TE 신호가 생성될 수 있다. 생성된 TE 신호에 응답하여, 애플리케이션 프로세서(11)는 제2 프레임 데이터(DD2)를 DDI(100)로 전송할 수 있다. 제6 시점(t6)으로부터 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 제7 시점(t7)에서 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있고, 제7 시점(t7)으로부터 수직 백 포치(VBP)가 경과한 제8 시점(t8)으로부터 제9 시점(t9)까지 제2 프레임 데이터(DD2)가 출력될 수 있다. 제9 시점(t9)으로부터 수직 백 포치(VBP)가 경과한 제10 시점(t10)에, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있다.
제0 내지 제2 프레임 구간들(FR0~FR2)은 수직 동기 신호(Vsync)가 생성된 시점들에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 제0 프레임 구간(FR0)은 제1 시점(t1) 및 제5 시점(t5) 사이의 구간으로 정의될 수 있고, 제1 프레임 구간(FR1)은 제5 시점(t5) 및 제7 시점(t7) 사이의 구간으로 정의될 수 있고, 제2 프레임 구간(FR2)은 제7 시점(t7) 및 제10 시점(t10) 사이의 구간으로 정의될 수 있다. 제0 내지 제2 프레임 구간들(FR0~FR2) 각각은 수직 백 포치(VBP), 대응하는 프레임 데이터의 전송 구간, 및 수직 프론트 포치(VFP)를 포함할 수 있다. 즉, 애플리케이션 프로세서가 균일한 타이밍(또는 균일한 주사율)으로 프레임 데이터를 전송하는 경우, 제0 내지 제2 프레임 구간들(FR0~FR2) 각각은 서로 동일할 수 있다.
발광 제어 신호(EM)는 제1 내지 제3 프레임들(FR0~FR2) 각각의 구간에서, N개의 주기(단, N은 양의 정수)를 갖도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 발광 제어 신호(EM)의 주기는 T_em4일 수 있다. T_em4의 주기는 제1 시점(t1)으로부터 제3 시점(t3)까지의 시간일 수 있다. 이 경우, 하나의 프레임 구간(예를 들어, 제1 프레임 구간(FR0)) 동안 T_em4의 주기가 4번 반복될 수 있다. 즉, 발광 제어 신호(EM)는 하나의 프레임 구간에서, 4번 반복되는 PWM 신호일 수 있다.
T_em4의 주기 동안, 발광 제어 신호(EM)는 일정한 듀티비(즉, ON 구간 및 OFF 구간의 비율)를 가질 수 있다. 발광 제어 신호(EM)의 듀티비는 디스플레이 패널(12)을 통해 표시될 타겟 휘도에 대응되는 값일 수 있다. 이에 따라, 제0 내지 제2 프레임 구간들(FR0~FR2)의 각각에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라 디스플레이 패널(12)을 통해 표시되는 영상의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
다음으로, 도 3b를 참조하면, DDI는 가변 프레임 기능을 지원하지 않을 수 있다. 이 경우, DDI는 도 3b에 도시된 바와 같이 동작할 수 있다. 예를 들어, DDI가 가변 프레임 기능을 지원하지 않는 경우, 수직 동기 신호(Vsync)는 미리 정해진 프레임율에 따라 고정된 시점들에서 생성될 수 있다. 애플리케이션에서 발생한 다양한 요인으로 인해, 제2 프레임 데이터(DD2)의 입력 시점이 제7 시점(t7)(즉, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성되는 시점) 이후로 지연될 수 있다. 이 경우, 제8 시점(t8)에서, 프레임 버퍼에 제2 프레임 데이터(DD2)가 수신되지 않았으므로, DDI는 제2 프레임 구간(FR2) 동안, 이전의 제1 프레임 데이터(DD1)를 출력할 수 있다. 이후에, 제10 시점(t10) 및 제11 시점(t11) 사이의 구간 동안 제2 프레임 데이터(DD2)가 출력될 수 있다. 이후에 제12 시점(t12)에서, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있다. 나머지 참조 기호들 및 시점들은 도 3a를 참조하여 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 프레임 데이터(DD2)의 입력이 지연되는 경우, 제1 및 제2 프레임 구간들(FR1, FR2)에서, 동일한 제1 프레임 데이터(DD1)가 출력된다. 이 경우, 동일한 영상이 둘 혹은 그 이상의 프레임 구간들에 걸쳐 표시되기 때문에, 영상 끊김 또는 영상 지연과 같은 현상이 발생할 수 있다.
다음으로, 도 3c를 참조하면, DDI는 가변 프레임 기능을 제공할 수 있다. 이 경우, DDI는 도 3c에 도시된 타이밍도와 같이 동작할 수 있다. DDI는 프레임 데이터의 입력 타이밍을 기반으로 특정 프레임 구간의 길이를 가변시킬 수 있다.
예를 들어, 도 3a를 참조하여 설명된 바와 같이, 프레임 데이터 입력의 지연이 없는 경우, 제5 시점(t5)에서 제2 프레임 데이터(DD2)가 입력되기 시작될 것이다. 그러나, 애플리케이션 프로세서에서 발생한 다양한 요인으로 인해, 제2 프레임 데이터(DD2)가 제a 시점(ta)에 수신되기 시작할 수 있다. DDI는 제2 프레임 데이터(DD2)가 수신되기 시작하는 것에 응답하여, 제b 시점(tb)에 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다.
즉, 가변 프레임 기능이 지원되는 경우, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점이 가변될 수 있다. 예를 들어, 가변 프레임 기능이 지원되지 않는 경우, 제5 시점(t5)으로부터 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 제6 시점(t6)에 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 것이다.
반면에, 가변 프레임 기능이 지원되는 경우, 도 3c에 도시된 바와 같이, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점이 제6 시점(t6)으로부터 제b 시점(tb)으로 지연될 수 있다. 이 때, 제6 시점(t6)으로부터 제b 시점(tb)까지의 구간은 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)일 수 있다. DDI는 프레임 데이터의 입력 시점에 따라 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)만큼 수직 동기 신호(Vsync)의 생성을 지연시킬 수 있다. 이 경우, 제1 프레임 구간은 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)으로 가변될 수 있으며, 이에 따라, 디스플레이 패널을 통해 정상적인 영상이 제공될 수 있다.
반면에, 앞서 설명된 바와 같이, 디스플레이 패널을 통해 표현하고자 하는 휘도가 일정한 경우(즉, 타겟 휘도가 일정한 경우), 발광 제어 신호(EM)는 별도로 제어되지 않으며, 일정한 주기 및 듀티비를 유지할 수 있다. 이 경우, 도 3c에 도시된 바와 같이, 발광 제어 신호(EM)는 T_em4의 주기 및 일정한 듀티비를 갖는 PWM 펄스 신호로서 출력될 수 있다. 이 때, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)의 일부 구간(예를 들어, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex))에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 달라질 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 디스플레이 패널을 통해 균일한 휘도를 표현하기 위해서는, 각 프레임 구간에서의 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 균일해야 할 것이다. 그러나, 도 3c의 제a 구간(Pa)에 도시된 바와 같이, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성이 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)만큼 지연됨에 따라, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)에서 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 달라진다. 이 경우, 디스플레이 패널을 통해 표현되는 휘도가 변할 수 있다.
다음으로, 도 3d를 참조하면, DDI는 가변 프레임 기능을 제공할 수 있다. 발광 제어 신호(EM)를 제외한 나머지 구성들은 도 3c의 타이밍도를 참조하여 설명된 바와 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 도 3d의 타이밍도에 따르면, 발광 제어 신호(EM)는 수직 동기 신호(Vsync)에 따라 제어될 수 있다. 즉, 앞서 설명된 바와 같이, 하나의 프레임 구간 동안 미리 정해진 횟수의 주기로 발광 제어 신호(EM)를 생성하기 위해, 발광 제어 신호(EM)는 수직 동기 신호(Vsync)에 동기하여 생성될 수 있다.
이 경우, 도 3d의 제b 구간(Pb)에서와 같이, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 바뀔 수 있다. 예를 들어, DDI의 발광 드라이버는 제6 시점(t6)에서의 발광 제어 신호의 레벨(예를 들어, 로우 레벨)을 다음 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점(즉, 제b 시점(tb))까지 유지하고, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점에 동기하여, 발광 제어 신호를 하이 레벨로 바꿀 수 있다. 이 경우, 제2 프레임 데이터(DD2)의 입력 시점에 따라 다음 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점(즉, 제b 시점(tb))이 바뀔 수 있고, 이로 인해, 제b 구간(Pb)에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 달라질 수 있다.
결과적으로, DDI가 가변 프레임 기능을 제공하는 경우, 프레임 구간을 가변함으로써, 프레임 데이터가 정상적으로 출력될 수 있으나, 가변 프레임 구간에서 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 바뀜으로써, 디스플레이 패널에서 휘도 변화가 발생할 수 있다.
도 4는 도 1의 DDI의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 이하에서, 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 설명하기 위하여, 디스플레이 패널(12)에서 표현하고자 하는 타겟 휘도는 일정하게 유지되는 것으로 가정한다. 이를 위해, DDI(100)로부터 출력되는 발광 제어 신호(EM)의 듀티비 및 주기는 일정하게 유지될 것이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, S110 단계에서, DDI(100)는 프레임 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)는 인터페이스 회로(101)를 통해 애플리케이션 프로세서(11)로부터 프레임 데이터(DD)를 수신할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 수신된 프레임 데이터(DD)는 프레임 버퍼(120)에 저장될 수 있다.
S120 단계에서, DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 주기(cycle)에 동기하여, 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 3c 및 도 3d를 참조하여 설명된 바와 같이, 프레임 데이터(DD)의 입력이 지연되는 경우, DDI(100)는 가변 프레임 기능을 통해, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성을 지연시킬 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시 예에 따른 DDI(100)는 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점을 발광 제어 신호(EM)의 주기에 동기시킬 수 있다. 다시 말해서, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점은 발광 제어 신호(EM)의 주기 단위로 지연될 수 있다.
S130 단계에서, DDI(100)는 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점으로부터 수직 백 포치(VBP; vertical back porch)가 경과한 이후에, 프레임 데이터(DD)를 디스플레이 패널(12)로 출력할 수 있다. 디스플레이 패널(12)은 DDI(100)로부터 출력되는 프레임 데이터(DD), 발광 제어 신호(EM), 및 다른 제어 신호(예를 들어, GS 등)을 기반으로 프레임 데이터(DD)에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.
상술된 바와 같이, 수직 동기 신호(Vsync)는 발광 제어 신호(EM)의 주기에 동기하여 생성될 수 있다. 또는, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점은 발광 제어 신호(EM)의 주기 단위로 지연될 수 있다. 이 경우, 가변 프레임 구간은 발광 제어 신호(EM)의 주기 단위로 구분되거나 또는 발광 제어 신호(EM)의 주기의 n회만큼의 길이를 가질 수 있다. 따라서, 발광 제어 신호(EM)가 각 주기에서 동일한 듀티비를 갖는다면, 가변 프레임 구간에서의 발광 제어 신호(EM)의 전체 듀티비는 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 가변 프레임 구간에서의 휘도 변화가 발생하지 않는다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 순서도에 따른 DDI의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다. 도 5a 내지 도 5c의 타이밍도들의 가로축들은 시간을 가리킨다. 도 5a 내지 도 5c의 타이밍도들은 도 3a 내지 도 3d의 타이밍도와 유사한 참조 번호를 사용하여 도시되었으며, 유사한 참조번호들 각각은 서로 유사한 기술적 의미를 가질 수 있다. 따라서, 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
이하에서, 설명의 편의를 위해, 다르게 언급되지 않는 한, 디스플레이 패널(12)을 통해 표시되는 타겟 휘도는 일정한 것으로 가정한다. 즉, 발광 제어 신호(EM)는 동일한 주기 및 동일한 듀티비를 갖는 PWM 펄스 신호일 수 있다. 또는 발광 제어 신호(EM)는 다양한 프레임 구간들 각각에서 동일한 듀티비를 갖도록 제어될 수 있다.
도 1, 도 4, 및 도 5a를 참조하면, 애플리케이션 프로세서(11)로부터의 제2 프레임 데이터(DD2)에 대한 입력이 지연될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 애플리케이션 프로세서(11)는 제6 시점(t6) 이후의 제c 시점(tc)에 제2 프레임 데이터(DD2)의 전송을 시작할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제6 시점(t6)은 현재 프레임 구간에서의 프레임 데이터 전송(예를 들어, 제1 프레임 데이터(DD1)의 전송)이 완료된 시점(즉, t5)으로부터, 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 시점일 수 있다. 이 때, 수직 프론트 포치(VFP)는 미리 정해진 시간일 수 있다.
DDI(100)는 제2 프레임 데이터(DD2)의 수신 시작에 응답하여, 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)는 인터페이스 회로(101)를 통해 제2 프레임 데이터(DD2)에 대응하는 커맨드를 수신함으로써, 제2 프레임 데이터(DD2)의 수신 시작을 감지할 수 있다. 즉, DDI(100)는 제2 프레임 데이터(DD2)에 대응하는 커맨드에 응답하여, 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, DDI(100)가 MIPI DSI에서 지원되는 비디오 모드로 동작하는 경우, DDI(100)는 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신된 제2 프레임 데이터(DD2)에 대응하는 외부 수직 동기 신호를 기반으로 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다.
이 때, 수직 동기 신호(Vsync)는 발광 제어 신호(EM)의 주기에 동기하여 생성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 발광 제어 신호(EM)는 일정한 듀티비를 갖는 펄스 신호가 T_em4의 주기의 간격으로 반복되는 신호일 수 있다. DDI(100)는 제c 시점(tc) 이후에, 발광 제어 신호(EM)의 주기의 시작 시점(즉, 제d 시점(td))에서, 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다.
또는, 수직 동기 신호(Vsync)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)만큼 지연될 수 있다. 이 때, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)의 길이는 발광 제어 신호(EM)의 T_em4의 주기에 대응할 수 있다. 도 5a에 도시된 실시 예에서, 이 경우, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)는 T_em4의 주기가 2번 반복된 길이일 수 있다. 즉, 수직 동기 신호(Vsync)의 생성은 T_em4의 주기가 2번 반복된 길이만큼 지연될 수 있다.
도 5a의 제1 구간(P1)에서와 같이, 발광 제어 신호(EM)는 일정한 주기(즉, T_em4) 및 일정한 듀티비를 갖기 때문에, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비는 일정하게 유지될 수 있다. 결과적으로, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 일정하게 유지될 수 있다.
도 5a의 타이밍도에서, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)의 종료 또는 제2 프레임 구간(FR2)의 시작을 가리키는 수직 동기 신호(Vsync)가 발광 제어 신호(EM)의 T_em4의 주기의 2회만큼 지연된 예시가 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)의 확장 수직 프론트 포치(VFR_ex)는 발광 제어 신호(EM)의 T_em4의 주기의 n회만큼의 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제e 시점(te)에서, 제2 프레임 데이터(DD2)의 전송이 시작될 수 있다. 제e 시점(te)은 제6 시점(t6)으로부터 발광 제어 신호(EM)의 T_em4의 주기의 n번째되는 구간에 포함될 수 있다. 이 경우, DDI(100)는 제6 시점(t6)으로부터 발광 제어 신호(EM)의 T_em4의 주기의 n번째되는 구간이 종료하는 시점 또는 n+1번째 구간이 시작하는 시점인 제f 시점(tf)에서, 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. 이 경우, 발광 제어 신호(EM)는 각 주기마다 동일한 듀티비를 갖기 때문에, 제2 구간(P2)과 같이, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 유지될 수 있다.
따라서, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)의 전체 길이는 발광 제어 신호(EM)의 T_em4의 주기의 배수일 수 있으며, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)의 전체 구간에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 유지될 수 있다.
앞서 설명된 실시 예들은 발광 제어 신호(EM)의 주기가 고정 프레임 구간(또는 미리 정해진 주사율에 기반된 프레임 구간)에서 4회 반복되는 것을 기준으로 설명되었다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 제어 신호(EM)의 주기는 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 도 5c를 참조하면, 발광 제어 신호(EM)는 T_em1의 주기를 가질 수 있다. T_em1의 주기는 하나의 고정 프레임 구간(예를 들어, FR0)에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 이 때 하나의 고정 프레임 구간은 미리 정해진 프레임율(예를 들어, 60Hz, 120Hz 등)에 대응하는 길이를 가리킬 수 있다. 발광 제어 신호(EM)가 T_em1의 주기를 갖는 경우 또한, 앞서 설명된 바와 유사하게, 발광 제어 신호(EM)의 주기에 동기하여 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있다.
예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제g 시점(tg)에서, 제2 프레임 데이터(DD2)가 입력되는 경우, 제g 시점(tg) 이후의 제h 시점(th)에서, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있다. 제h 시점(th)은 제g 시점(tg)이 속하는 발광 제어 신호(EM)의 주기가 종료되는 시점일 수 있다. 이 경우, 제3 구간(P3)과 같이, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)의 확장 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비는 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr) 전체에서 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 일정하게 유지될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 앞서 설명된 실시 예들에 따르면, DDI(100)는 가변 프레임 구간에서, 발광 제어 신호(EM)의 주기에 동기하여, 수직 동기 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 타겟 휘도가 일정한 경우, 발광 제어 신호(EM)의 주기 및 듀티비가 일정하게 유지될 수 있있다. , 가변 프레임 구간은 발광 제어 신호(EM)의 주기의 n배의 길이를 갖기 때문에, 가변 프레임 구간 동안, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 가변 프레임 구간에서, 디스플레이 패널을 통해 표시되는 영상의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가변 프레임 구간에서, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 균일하게 유지하기 위해, 발광 제어 신호(EM)의 온/오프 구간이 제어될 수 있다. 발광 제어 신호(EM)의 온/오프 구간을 제어하는 방식은 이하의 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 6은 도 1의 DDI의 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략되고, 도 6을 참조하여, 프레임 데이터의 입력이 지연된 예시가 설명된다. 즉, 도 6의 순서도에서 입력되는 프레임 데이터는, 현재 프레임 구간에서의 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 이후에, 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신될 수 있으며, 이에 따라 가변 프레임 구간이 발생할 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, S210 단계에서, DDI(100)는 프레임 데이터 전송이 완료된 시점으로부터 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 이후에, 이전 주기의 듀티비를 기반으로 발광 제어 신호(EM)를 제1 레벨로 유지할 수 있다. 제1 레벨은 하이 레벨 및 로우 레벨 중 하나일 수 있으며, 이전 주기의 듀티비(예를 들어, OFF 듀티비 또는 ON 듀티비)를 기반으로 결정될 수 있다.
S220 단계에서, DDI(100)는 애플리케이션 프로세서(11)로부터 프레임 데이터(DD)를 수신할 수 있다. 이 때, 프레임 데이터(DD)는 현재 프레임 구간의 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 이후에 수신될 수 있다. 즉, S220 단계에서 수신된 프레임 데이터(DD)에 의해 가변 프레임 구간이 발생할 수 있다. 수신된 프레임 데이터(DD)는 프레임 버퍼(120)에 저장될 수 있다.
S230 단계에서, DDI(100)는 프레임 데이터의 입력에 응답하여, 발광 제어 신호(EM)를 제2 레벨로 변경할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)는 프레임 데이터에 대한 커맨드에 응답하여, 프레임 데이터의 입력을 감지할 수 있다. DDI(100)는 프레임 데이터의 입력에 응답하여 발광 제어 신호(EM)를 제어할 수 있다. 이 때, 제2 레벨은 S210 단계의 제1 레벨과 반대되는 레벨일 수 있다. 즉, 제1 레벨이 하이 레벨인 경우, 제2 레벨은 로우 레벨이고, 제1 레벨이 로우 레벨인 경우, 제2 레벨은 하이 레벨일 수 있다.
S240 단계에서, DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 이전 주기의 듀티비 및 프레임 데이터(DD)의 입력 시점을 기반으로 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. DDI(100)는 이전 주기의 듀티비를 기반으로 발광 제어 신호(EM)를 구동할 수 있다.
예를 들어, 가변 프레임 구간이 발생하는 경우, DDI(100)는 S210 단계 내지 S240 단계의 동작들을 통해, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 제어함으로써, 가변 프레임 구간에서의 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 유지할 수 있다.
좀 더 상세한 예로서, 타겟 휘도에 대응하는 발광 제어 신호(EM)의 OFF 듀티비가 30%인 것으로 가정한다. 이 때, 발광 제어 신호(EM)의 한 주기동안 OFF 레벨은 한 주기의 30%만큼 유지되고, ON 레벨은 한 주기의 70%만큼 유지될 것이다. 이 경우, DDI(100)는 현재 프레임 구간의 수직 프론트 포치(VFP) 이후의 시점으로부터 프레임 데이터가 수신되기 시작하는 시점까지 발광 제어 신호(EM)를 제1 레벨(예를 들어, ON 레벨)로 유지할 수 있다. 프레임 데이터가 수신된 시점에서, DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)를 제2 레벨(예를 들어, OFF 레벨)로 변경할 수 있다. 이후에, DDI(100)는 현재 프레임 구간의 수직 프론트 포치(VFP) 이후의 시점으로부터 프레임 데이터가 수신되기 시작하는 시점까지의 제1 시간 구간과 프레임 데이터가 수신되기 시작하는 시점으로부터 수직 동기 신호가 생성되는 시점까지의 제2 시간 구간의 비율이 7:3이 되도록 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다.
이 경우, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)는 현재 프레임 구간의 수직 프론트 포치(VFP) 이후의 시점으로부터 수직 동기 신호(Vsync)가 생성되는 시점까지이며, 상술된 제어 방식에 따라, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서의 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 7:3으로 유지될 수 있다. S240 단계의 동작은 이하의 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
S250 단계에서, DDI(100)는 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점으로부터 수직 백 포치(VBP)가 경과한 이후에, 프레임 데이터를 출력할 수 있다.
상술된 바와 같이, DDI(100)는 가변 프레임 구간의 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex) 동안, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 제어함으로써, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서의 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 유지할 수 있다. 이에 따라, 가변 프레임 구간에서의 발광 제어 신호(EM)의 전체 듀티비가 유지될 수 있다.
도 7은 도 6의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다. 도 1, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 제2 프레임 데이터(DD2)는 제6 시점(t6) 이후의 제i 시점(ti)에서 입력될 수 있다. 도 6의 S210 단계를 참조하여 설명된 바와 같이, DDI(100)는 현재 프레임 구간(즉, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr))에서, 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 제6 시점(t6)으로부터, 제2 프레임 데이터(DD2)가 입력되는 제i 시점(ti)까지 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 하이 레벨로 유지할 수 있다. 이후에, 제j 시점(tj)에서, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성될 수 있다. 제2 프레임 데이터(DD2)가 입력되는 제i 시점(ti)으로부터 수직 동기 신호(Vsync)가 생성되는 제j 시점(tj)까지의 구간 동안 발광 제어 신호(EM)는 로우 레벨을 유지할 수 있다.
이 경우, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr)에서, 수직 동기 신호(Vsync)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)만큼 지연될 수 있다. 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)는 제6 시점(t6)으로부터 제j 시점(tj)까지의 시간 구간일 수 있다. 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)는 제1 및 제2 서브 구간들(s1, s2)로 구분될 수 있다. 제1 서브 구간(s1)은 제6 시점(t6)으로부터 제i 시점(ti)까지의 시간 구간일 수 있고, 제2 서브 구간(s2)은 제i 시점(ti)으로부터 제j 시점(tj)까지의 시간 구간일 수 있다.
다시 말해서, 제1 서브 구간(s1)은 현재 프레임 구간(예를 들어, 제1 가변 프레임 구간(FR1_vfr))에서, 수직 프론트 포치(VFP) 이후의 제6 시점(t6)으로부터 다음 프레임 데이터(예를 들어, 제2 프레임 데이터(DD2))가 수신되기 시작하는 제i 시점(ti)까지의 시간 구간을 가리킬 수 있다. 제2 서브 구간(s2)은 다음 프레임 데이터(예를 들어, 제2 프레임 데이터(DD2))가 수신되기 시작하는 제i 시점(ti)부터 수직 동기 신호(Vsync)가 생성되는 제j 시점(tj)까지의 시간 구간을 가리킬 수 있다.
제1 서브 구간(s1) 동안, 발광 제어 신호(EM)는 하이 레벨을 유지하고, 제2 서브 구간(s2) 동안 발광 제어 신호(EM)는 로우 레벨을 유지할 수 있다. 이 때, 제1 서브 구간(s1) 및 제2 서브 구간(s2)의 비율은 발광 제어 신호(EM)의 이전 주기의 듀티비와 동일할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 주기 및 듀티비에 대한 정보를 관리할 수 있다. 제1 서브 구간(s1) 및 제2 서브 구간(s2)의 비율은 수학식 1을 기반으로 결정될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
수학식 1을 참조하면, DRpre는 발광 제어 신호(EM)의 이전 주기의 듀티비(예를 들어, OFF 레벨의 듀티비[OFF/(OFF+ON)]를 가리키고, OFF time은 제2 서브 구간(s2)의 길이를 가리키고, ON time은 제1 서브 구간(s1)의 길이를 가리킬 수 있다.
이 때, DRpre는 타겟 휘도에 따라 미리 정해진 값을 갖는다. ON time은 현재 프레임 구간의 수직 프론트 포치(VFP)로부터 제2 프레임 데이터(DD2)가 입력된 시점까지의 구간(즉, t6~ti)이므로, DDI(100)에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 수학식 1에 따라, 제2 서브 구간(s2)의 길이가 결정될 수 있으며, 결정된 제2 서브 구간(s2)의 길이에 따라 수직 동기 신호(Vsync)의 생성 시점(즉, tj)이 결정될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 수학식 1을 참조하여, 제1 서브 구간(s1)에서, 발광 제어 신호(EM)가 ON 레벨이고, 제2 서브 구간(s2)에서, 발광 제어 신호(EM)가 OFF 레벨인 구성이 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이이 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 서브 구간들(s1, s2) 각각의 레벨은 이전 주기의 듀티비에 의해 결정될 수 있다. 이는 도 8 내지 도 9b를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
예시적인 실시 예에서, 제2 가변 프레임 구간(FR1_vfr)이 종료된 이후에(즉, 수직 동기 신호(Vsync)가 생성된 제j 시점(tj) 이후에), 발광 제어 신호(EM)는 원래의 주기(예를 들어, T_em4의 주기) 및 원래의 듀티비를 갖도록 구동될 수 있다.
상술된 바와 같이, 다음 프레임 데이터(예를 들어, DD2)의 입력 타이밍 및 이전 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 기반으로, 발광 제어 신호(EM) 또는 수직 동기 신호(Vsync)를 제어함으로써, 가변 프레임 구간에서의 발광 제어 신호(DE)의 듀티비가 일정하게 유지될 수 있다.
도 8은 도 7의 가변 구간에서 발광 제어 신호를 제어하는 동작을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 9a 및 도 9b는 도 8의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
설명의 편의를 위하여, 도 8의 S310 단계의 동작은 도 7의 제6 시점(t6)에서 시작되는 것으로 가정한다. 즉, 현재 프레임 데이터(예를 들어, DD1)의 출력이 완료된 시점(예를 들어, t5)으로부터 수직 프론트 포치(VFP)가 경과한 시점(예를 들어, t6)에서, 다음 프레임 데이터의 입력이 없는 경우, S310 단계의 동작이 수행될 수 있다.
도 1, 도 7, 및 도 8을 참조하면, S310 단계에서, DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 이전 주기에서의 듀티비를 판별할 수 있다. 예를 들어, DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 이전 주기에서, OFF 레벨의 듀티비가 50%보다 큰지 판별할 수 있다. 또는, DDI(100)는 현재 프레임 구간에서의 타겟 휘도 및 타겟 휘도에 대응하는 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 관리할 수 있다. DDI(100)는 관리되는 듀티비(즉, 타겟 휘도에 대응하는 듀티비)를 기반으로 S310 단계의 동작을 수행할 수 있다.
OFF 레벨의 듀티비가 50%보다 큰 경우, S321 단계에서, DDI(100)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)의 제1 서브 구간(s1) 동안, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 OFF 레벨로 유지하고, S322 단계에서, DDI(100)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)의 제2 서브 구간(s2) 동안, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 ON 레벨로 유지할 수 있다.
OFF 레벨의 듀티비가 50%보다 크지 않은 경우, S331 단계에서, DDI(100)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)의 제1 서브 구간(s1) 동안, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 ON 레벨로 유지하고, S322 단계에서, DDI(100)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)의 제2 서브 구간(s2) 동안, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 OFF 레벨로 유지할 수 있다.
제1 및 제2 서브 구간들(s1, s2)은 현재 프레임 데이터의 출력 완료 시점, 수직 프론트 포치(VFP), 다음 프레임 데이터의 입력 시점, 및 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 기반으로 결정될 수 있다. 이 때, 수직 동기 신호(Vsync)는 제2 서브 구간(s2)의 종료 지점에서 생성될 수 있다.
상술된 바와 같이, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비에 따라, 가변 구간(VP1)에서, 발광 제어 신호(EM)의 초기 레벨(즉, 제1 서브 구간(s1)의 레벨)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 9a에 도시된 바와 같이, 발광 제어 신호(EM)가 T_em4의 주기를 가질 수 있다. 이 때, 발광 제어 신호(EM)는 이전 주기의 구간, 즉 이전 구간(Previous Period)에서, 제1 구간(P1) 동안 ON일 수 있고, 제2 구간(P2) 동안 OFF일 수 있다. 제2 구간(P2)이 종료되는 시점에서, 수직 프론트 포치(VFP)가 종료될 수 있다.
이 때, DDI(100)는 이전 구간에서의 OFF 듀티비(예를 들어, P2/(P1+P2))의 크기를 기반으로, 가변 구간(adaptive period) 또는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)의 제1 서브 구간(s1)의 레벨을 결정할 수 있다. 도 9a의 실시 예에서, 제1 구간(P1)의 길이가 제2 구간(P2)의 길이보다 길기 때문에, OFF 듀티비는 50%보다 클 수 있다. 이 경우, DDI(100)는 제1 서브 구간(s1) 동안 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 ON 레벨로 유지할 수 있다. 이후에, DDI(100)는 제2 서브 구간(s2) 동안, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 ON 레벨로 유지할 수 있다. 이 때, 제1 서브 구간(s1)은 수직 프론트 포치(VFP)가 종료된 시점으로부터 프레임 데이터의 입력이 시작되는 시점까지의 시간 구간을 가리키고, 제2 서브 구간(s2)은 프레임 데이터의 입력이 시작되는 시점으로부터 수직 동기 신호(Vsync)가 생성되는 시점까지의 시간 구간을 가리킬 수 있다. 이 경우, 이전 주기의 구간에서의 OFF 듀티비(즉, P1/(P1+P2))는 가변 구간(adaptive period)에서의 OFF 듀티비(즉, s1/(s1+s2))와 동일할 수 있다.
반면에, 도 9의 실시 예와 같이, 발광 제어 신호(EM)는 이전 주기의 구간(Previous Period)에서, 제1 구간(P1) 동안 OFF일 수 있고, 제2 구간(P2) 동안 ON 레벨일 수 있다. 이 경우, 제1 구간(P1)의 길이가 제2 구간(P2)의 길이보다 짧기 때문에, OFF 듀티비는 50%보다 작을 것이다. 이 경우, DDI(100)는 제1 서브 구간(s1) 동안 발광 제어 신호(EM)를 OFF 레벨로 유지하고, 제2 서브 구간(s2) 동안 발광 제어 신호(EM)를 ON 레벨로 유지할 수 있다. 제1 및 제2 서브 구간(s1, s2)은 앞서 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
이 경우, 이전 구간에서의 OFF 듀티비(즉, P2/(P1+P2)는 가변 구간에서의 OFF 듀티비(즉, s1/(s1+s2))와 동일할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 가변 구간은 앞서 설명된 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)일 수 있다.
상술된 바와 같이, DDI(100)는 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 제어함으로써, 가변 프레임 구간에서 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 유지될 수 있다.
도 10은 도 6의 순서도에 따른 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다. 도 7을 참조하여 설명된 발광 제어 신호(EM)의 제어 방식에서, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)는 발광 제어 신호(EM)의 주기인 T_em4의 주기보다 긴 것으로 도시된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 1, 도 6, 및 도 10을 참조하면, 제2 프레임 데이터(DD2)는 제6 시점(t6) 이후의 제g 시점(tg)에 수신될 수 있다. DDI(100)는 제2 프레임 데이터(DD2)의 입력에 응답하여, 발광 제어 신호(EM)의 레벨을 변경(예를 들어, ON 레벨에서 OFF 레벨로 변경)할 수 있다. DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 타겟 듀티비 및 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서의 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 동일해지도록 수직 동기 신호(Vsync)를 생성할 수 있다. 이 때, 도 10에 도시된 바와 같이, 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)는 발광 제어 신호(EM)의 주기인 T_em4의 주기보다 짧을 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 타겟 듀티비와 확장된 수직 프론트 포치(VFP_ex)에서의 발광 제어기 신호(EM)의 듀티비가 동일해지도록 발광 제어 신호(EM) 및 수직 동기 신호(Vsync)의 타이밍을 제어할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 도 1의 DDI의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다. 예시적인 실시 예에서, 도 11a 및 도 11b를 참조하여, 디스플레이 패널(12)의 타겟 휘도가 변경되는 경우, DDI(100)가 발광 제어 신호를 제어하는 구성이 설명된다.
도 1, 도 11a, 및 도 11b를 참조하면, DDI(100)는 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신된 휘도 정보를 기반으로 발광 제어 신호(EM)의 듀티비 또는 주기를 제어하도록 구성될 수 있다. 애플리케이션 프로세서(11)로부터 수신된 휘도 정보가 바뀌는 경우(예를 들어, 70%→DDI(100)는 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 조절할 수 있다.
이 때, DDI(100)는 도 8의 순서도를 참조하여 설명된 동작과 유사하게, 발광 제어 신호(EM)의 듀티비를 조절할 수 있다. 예를 들어, 휘도가 70%인 경우, 발광 제어 신호(EM)의 한 주기 내에서, ON 레벨의 시간이 OFF 레벨의 시간보다 더 길기 때문에, 각 주기의 초기 값은 ON 레벨로 설정될 수 있다. 반면에, 휘도가 30%인 경우, OFF 레벨의 시간이 ON 레벨의 시간보다 더 길기 때문에, 각 주기의 초기 값은 OFF 레벨로 설정될 수 있다. 즉, 휘도가 70%에서 30%로 변경되는 경우, 휘도 변경 시점에서, 발광 제어 신호(EM)가 OFF 레벨로 유지됨으로써, 디스플레이 패널(12)을 통해 비정상적인 휘도가 표현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 DDI(100)는 도 11b에 도시된 바와 같이, 휘도가 변경되는 경우(예를 들어, 휘도가 70%에서 30%로 변경되는 경우), 복수의 프레임 구간 동안, 발광 제어 신호(EM)의 타이밍을 가변시킬 수 있다. 이 때, 복수의 프레임 구간은 천이 구간(transition period)일 수 있다. 천이 구간동안, 발광 제어 신호(EM)는 타겟 듀티비(즉, 30%의 휘도에 대응하는 듀티비)를 가질 수 있다. 천이 구간동안, 발광 제어 신호(EM)는 비규칙적인 주기를 가질 수 있다.
즉, 천이 구간동안, 발광 제어 신호의 듀티비는 타겟 듀티비로 유지하면서, 발광 제어 신호의 ON 레벨 및 OFF 레벨의 타이밍이 제어됨으로써, 도 11a에서와 같은 비정상적인 휘도 표현이 방지될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 12를 참조하면, 표시 장치(1000)는 프로세서(1001), 타이밍 컨트롤러(1100), 복수의 소스 드라이버 회로들(SD1~SDn), 게이트 드라이버 회로(GD), 발광 드라이버 회로(ED), 및 디스플레이 패널(1200)을 포함할 수 있다.
프로세서(1001)는 표시 패널(1200)을 통해 표시될 영상 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 프로세서(1001)는 영상 데이터를 처리하도록 구성된 그래픽 처리 유닛(GPU; graphic processing unit)일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(1100)는 프로세서(1001)의 제어에 따라, 디스플레이 패널(1200)을 통해 영상이 표시되도록 복수의 소스 드라이버 회로들(SD1~SDn), 게이트 드라이버 회로(GD), 및 발광 드라이버 회로(ED)를 제어할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 타이밍 컨트롤러(1100)는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 DDI의 동작 방법을 기반으로 동직할 수 있다. 즉, 타이밍 컨트롤러(1100)는 디스플레이 패널(1200)을 통해 타겟 휘도가 표시되도록 발광 드라이버 회로(ED)를 제어할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1100)는 가변 프레임 기능을 제공할 수 있으며, 이 때, 타이밍 컨트롤러(1100)는 가변 프레임 구간에서, 디스플레이 패널을 통해 표현되는 휘도가 변하지 않도록(또는 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 유지되도록), 수직 동기 신호(Vsync)를 발광 제어 신호(EM)에 동기하여 생성할 수 있다. 또는, 타이밍 컨트롤러(1100)는 가변 프레임 구간에서, 디스플레이 패널을 통해 표현되는 휘도가 변하지 않도록(또는 발광 제어 신호(EM)의 듀티비가 유지되도록), 발광 제어 신호(EM)를 제어할 수 있다.
복수의 소스 드라이버 회로들(SD1~SDn)은 복수의 데이터 라인들을 통해 디스플레이 패널(1200)과 연결되고, 타이밍 컨트롤러(1100)의 제어에 따라 복수의 데이터 라인들을 구동하도록 구성될 수 있다.
게이트 드라이버 회로(GD)는 복수의 게이트 라인들을 통해 디스플레이 패널(1200)과 연결되고, 타이밍 컨트롤러(1100)의 제어에 따라 복수의 게이트 라인들을 통해 게이트 신호(GS)를 제공할 수 있다.
발광 드라이버 회로(ED)는 복수의 발광 제어 라인들을 통해 디스플레이 패널(1200)과 연결되고, 타이밍 컨트롤러(1100)의 제어에 따라 복수의 발광 제어 라인들을 통해 발광 제어 신호(EM)를 제공할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 발광 제어 신호(EM)는 타이밍 컨트롤러(1100)의 제어에 따라, 타겟 휘도에 대응하는 주기 및 듀티비를 갖는 펄스 신호 또는 PWM(pulse width modulation) 신호일 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 13을 참조하면, 전자 장치(2000)는 메인 프로세서(2100), 터치 패널(2200), 터치 구동 회로(2202), 디스플레이 패널(2300), 디스플레이 구동 회로(2302), 시스템 메모리(2400), 스토리지 장치(2500), 이미지 처리기(2600), 통신 블록(2700), 오디오 처리기(2800), 및 전원 관리 회로(2900)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전자 장치(2000)는 이동식 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 디지털 카메라, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블(Wearable) 장치 등과 같은 다양한 전자 장치 중 하나이거나 또는 무선 공유기, 무선 통신 기지국 등과 같이 무선 통신 중개를 지원하는 다양한 통신 장치들 중 하나일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전자 장치(2000)는 도 13에 도시된 구성 요소들 이외의 다른 구성 요소들을 더 포함하거나 또는 도 13에 도시된 구성 요소들 중 일부가 전자 장치(2000)에서 생략될 수 있다.
메인 프로세서(2100)는 전자 장치(2000)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(2100)는 전자 장치(2000)의 구성 요소들의 동작들을 제어/관리할 수 있다. 메인 프로세서(2100)는 전자 장치(2000)를 동작시키기 위해 다양한 연산을 처리할 수 있다.
터치 패널(2200)은 터치 구동 회로(2202)의 제어에 따라 사용자로부터의 터치 입력을 감지하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(2300)은 디스플레이 구동 회로(2302)의 제어에 따라 영상 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 디스플레이 구동 회로(2302)는 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 DDI이거나 또는 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 동작 방법을 기반으로 동작할 수 있다.
시스템 메모리(2400)는 전자 장치(2000)의 동작에 이용되는 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 시스템 메모리(2400)는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferro-electric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
스토리지 장치(2500)는 전원 공급에 관계없이 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 스토리지 장치(2500)는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 스토리지 장치(2500)는 전자 장치(2000)의 내장 메모리 및/또는 착탈식 메모리를 포함할 수 있다.
오디오 처리기(2600)는 오디오 신호 처리기(2610)를 이용하여 오디오 신호를 처리할 수 있다. 오디오 처리기(2600)는 마이크(2620)를 통해 오디오 입력을 수신하거나, 스피커(2630)를 통해 오디오 출력을 제공할 수 있다.
통신 블록(2700)은 안테나(2710)를 통해 외부 장치/시스템과 신호를 교환할 수 있다. 통신 블록(2700)의 송수신기(2720) 및 MODEM(Modulator/Demodulator, 1730)은 LTE(Long Term Evolution), WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access), GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multiple Access), Bluetooth, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless Fidelity), RFID(Radio Frequency Identification) 등과 같은 다양한 무선 통신 규약 중 적어도 하나에 따라, 외부 장치/시스템과 교환되는 신호를 처리할 수 있다.
이미지 처리기(2800)는 렌즈(2810)를 통해 광을 수신할 수 있다. 이미지 처리기(2800)에 포함되는 이미지 장치(2820) 및 이미지 신호 처리기(2830)는 수신된 광에 기초하여, 외부 객체에 관한 이미지 정보를 생성할 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 가변 프레임 동작을 수행하는 디스플레이 구동 회로(DDI; display driving integrated circuit)의 동작 방법에 있어서,
    현재 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계;
    상기 현재 프레임 데이터에 대한 출력이 완료된 제1 시점으로부터 제1 시간이 경과한 제2 시점 이후에, 외부 장치로부터 다음 프레임 데이터의 수신을 시작하는 단계; 및
    상기 다음 프레임 데이터의 수신에 응답하여, 발광 제어 신호의 주기에 동기된 제3 시점에서, 수직 동기 신호를 생성하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 프레임 데이터를 출력하기 전의 제4 시점에서, 상기 수직 동기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 현재 프레임 데이터를 상기 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계는 상기 제4 시점으로부터 제2 시간이 경과한 제5 시점에서 시작되는 동작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제4 시점 이전의 제5 시점에서, 상기 수직 동기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제5 시점으로부터 상기 제4 시점까지의 시간 구간의 길이는 미리 정해진 프레임율에 대응하고,
    상기 제4 시점으로부터 상기 제3 시점까지의 시간 구간의 길이는 상기 제5 시점으로부터 상기 제4 시점까지의 상기 시간 구간의 상기 길이와 다른 동작 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 시간은 수직 프론트 포치(VFP; Vertical Front Porch)이고,
    상기 제2 시간은 수직 백 포치(VFP; Vertical Back Porch)인 동작 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제4 시점으로부터 상기 제3 시점까지의 시간 구간의 길이는 상기 발광 제어 신호의 상기 주기의 a배이고, 단 a는 자연수인 동작 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 시점으로부터 상기 제3 시점까지의 시간 구간의 길이는 상기 발광 제어 신호의 상기 주기의 b배이고, 단 b는 자연수인 동작 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 시점에서 생성된 상기 수직 동기 신호에 응답하여, 상기 다음 프레임 데이터를 상기 외부 디스플레이 패널로 전송하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 현재 프레임 데이터가 상기 외부 디스플레이 패널로 전송되기 시작하는 시점으로부터 상기 다음 프레임 데이터가 상기 외부 디스플레이 패널로 전송되기 시작하는 시점까지의 시간 구간의 길이는 상기 발광 제어 신호의 상기 주기의 c배, 단 c는 자연수인 동작 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 현재 프레임 데이터의 출력이 완료된 상기 제1 시점에서, 상기 외부 장치로 티어링 효과(TE; tearing effect) 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 다음 프레임 데이터의 출력이 완료된 제5 시점에서, 상기 외부 장치로 상기 티어링 효과 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 시점으로부터 상기 제5 시점까지의 시간 구간의 길이는 상기 발광 제어 신호의 상기 주기의 d배이고, 상기 d는 자연수인 동작 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 제어 신호의 상기 주기 및 듀티비는 상기 외부 장치로부터 수신된 휘도 정보를 기반으로 결정되는 동작 방법.
  12. 외부 장치로부터 제1 프레임 데이터 및 제2 프레임 데이터를 순차적으로 수신하도록 구성된 인터페이스 회로;
    상기 제1 및 제2 프레임 데이터의 수신에 응답하여, 수직 동기 신호를 생성하도록 구성된 타이밍 컨트롤러;
    상기 수직 동기 신호에 응답하여, 상기 제1 프레임 데이터 및 제2 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하도록 구성된 소스 드라이버; 및
    타겟 휘도에 대응하는 발광 제어 신호를 출력하도록 구성된 발광 제어 드라이버를 포함하고,
    상기 제1 프레임 데이터는 상기 수직 동기 신호에 의해 구분된 제1 프레임 구간 동안 상기 외부 디스플레이 패널로 출력되고, 상기 제2 프레임 데이터는 상기 수직 동기 신호에 의해 구분된 상기 제2 프레임 구간 동안 상기 외부 디스플레이 패널로 출력되고, 상기 제1 프레임 구간의 길이는 상기 제2 프레임 구간의 길이와 다르고,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 발광 제어 신호의 주기에 동기하여, 상기 수직 동기 신호를 생성하는 디스플레이 구동 회로.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러에 의해 생성된 수평 동기 신호에 응답하여, 게이트 신호를 출력하도록 구성된 게이트 드라이버를 더 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 프레임 구간의 길이는 미리 정해진 프레임율에 대응하고,
    상기 제2 프레임 구간의 길이는 상기 발광 제어 신호의 주기의 a배이고, 상기 a는 자연수인 디스플레이 구동 회로.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 프레임 데이터가 상기 외부 디스플레이 패널로 전송 완료된 시점 및 상기 제2 프레임 데이터가 상기 외부 디스플레이 패널로 전송 완료된 시점 각각에서, 상기 인터페이스 회로는 상기 외부 장치로 티어링 효과(TE; tearing effect) 신호를 전송하도록 더 구성된 디스플레이 구동 회로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는, 상기 제1 프레임 데이터가 상기 외부 디스플레이 패널로 전송 완료된 시점으로부터 제1 시간이 경과한 이후에, 상기 제2 프레임 데이터를 수신하는 디스플레이 구동 회로.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는 MIPI DSI(Mobile Industry Processor Interface Display Serial Interface)를 기반으로 상기 외부 장치와 통신하도록 구성된 MIPI D-Phy 물리 계층을 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  18. 가변 프레임 동작을 수행하도록 구성된 디스플레이 구동 회로의 동작 방법에 있어서,
    현재 프레임 데이터를 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계;
    상기 현재 프레임 데이터의 상기 출력이 완료된 제1 시점으로부터 수직 프론트 포치(VFP; vertical front porch)가 경과한 제2 시점 이후의 제3 시점에서, 외부 장치로부터 다음 프레임 데이터를 수신하는 단계;
    상기 제3 시점 이후의 제4 시점에서, 수직 동기 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 수직 동기 신호에 응답하여, 상기 제4 시점으로부터 수직 백 포치(VBP; vertical back porch) 이후에, 상기 다음 프레임 데이터를 상기 외부 디스플레이 패널로 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 시점으로부터 상기 제3 시점까지의 제1 시간 구간 동안, 상기 외부 디스플레이 패널로 제공되는 발광 제어 신호는 제1 레벨로 유지되고, 상기 제3 시점으로부터 상기 제4 시점까지의 제2 시간 구간 동안, 상기 발광 제어 신호는 제2 레벨로 유지되는 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간에서의 상기 발광 제어 신호의 듀티비는 상기 외부 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 타겟 듀티비와 동일한 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간의 길이의 합은 상기 외부 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 주기와 다른 동작 방법.

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