KR20220089197A - 무한 확장 표시장치 - Google Patents

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KR20220089197A
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윤준우
김태궁
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Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 무한 확장 표시장치는 양방향 인터페이스 회로를 통해 서로 연결된 복수의 데이터 드라이버들이 구비된 복수의 표시 유닛들; 및 상기 양방향 인터페이스 회로를 통해 상기 표시 유닛들에 공통으로 연결된 타이밍 콘트롤러를 포함한다. 상기 데이터 드라이버들 각각은, 제1 방향의 인터페이스 신호를 수신하는 제1 수신 회로(EPI RX); 상기 제1 방향의 인터페이스 신호를 송신하는 제1 송신 회로(EPI TX); 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향의 인터페이스 신호를 수신하는 제2 수신 회로(RBUF); 상기 제2 방향의 인터페이스 신호를 송신하는 제2 송신 회로(TBUF); 및 상기 제1 송신 회로(EPI TX), 상기 제2 송신 회로(TBUF), 및 상기 제2 수신 회로(RBUF)에 연결된 스위치 회로(SWP)를 포함한다.

Description

무한 확장 표시장치{Infinitely Expandable Display Device}
이 명세서는 확장성이 가능한 무한 확장 표시장치에 관한 것이다.
최근 옥내외 디지털 광고와 같은 다양한 분야에서 대형 디스플레이가 활용되고 있다. 대형 디스플레이에 대한 수요를 충족시키기 위하여 확장성이 가능한 표시장치가 제안되고 있다. 무한 확장 표시장치는 다수의 표시 유닛들을 연결하여 단일 화면을 구성하는 것으로서, 필요에 따라 화면 크기를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
그런데, 무한 확장 표시장치에서 각 표시 유닛은 콘트롤 인쇄회로기판과 그에 실장된 주문형 집적회로를 포함하고 있기 때문에, 표시 유닛들 간의 연결 구조가 복잡하고, 또한 영상 동기화를 위한 별도의 데이터 처리 동작이 필요하다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 표시 유닛들 간의 연결 구조와 데이터 처리 동작을 간소화할 수 있도록 한 무한 확장 표시장치를 제공한다.
본 명세서의 실시예에 따른 무한 확장 표시장치는 양방향 인터페이스 회로를 통해 서로 연결된 복수의 데이터 드라이버들이 구비된 복수의 표시 유닛들; 및 상기 양방향 인터페이스 회로를 통해 상기 표시 유닛들에 공통으로 연결된 타이밍 콘트롤러를 포함한다. 상기 데이터 드라이버들 각각은, 제1 방향의 인터페이스 신호를 수신하는 제1 수신 회로(EPI RX); 상기 제1 방향의 인터페이스 신호를 송신하는 제1 송신 회로(EPI TX); 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향의 인터페이스 신호를 수신하는 제2 수신 회로(RBUF); 상기 제2 방향의 인터페이스 신호를 송신하는 제2 송신 회로(TBUF); 및 상기 제1 송신 회로(EPI TX), 상기 제2 송신 회로(TBUF), 및 상기 제2 수신 회로(RBUF)에 연결된 스위치 회로(SWP)를 포함한다.
본 실시예는 다음과 같은 효과가 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 무한 확장 표시장치에 따르면, 표시 유닛들의 동작은 하나의 타이밍 콘트롤러에 의해 양방향 통신 방식으로 제어된다. 타이밍 콘트롤러는 EPI 신호에 포함된 세트 정보를 이용하여 각 표시 유닛의 데이터 드라이버를 피드백 스위칭 상태 또는 바이패스 스위칭 상태로 제어할 수 있다. 각 데이터 드라이버는 양방향 통신 케이블을 통해 EPI 신호와 EPI 피드백신호를 양방향으로 전송할 수 있기 때문에, 표시 유닛들 간의 연결 구조가 단순해지고, 또한 영상 동기화를 위한 별도의 데이터 처리 동작이 불필요하다.
본 명세서에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 무한 확장 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 무한 확장 표시장치의 구동 단위에 따른 일 예시 해상도를 보여주는 도면이다.
도 3은 무한 확장 표시장치에서 일 표시 유닛의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 표시 유닛들의 데이터 드라이버들이 한 개의 콘트롤 인쇄회로기판에 공통으로 연결된 것을 보여주는 도면이다.
도 5는 일 표시 유닛에서 데이터 드라이버와 주변 회로들 간의 연결 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 접속 케이블을 통한 타이밍 콘트롤러와 표시 유닛들 간의 연결 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 양방향 통신을 위한 데이터 드라이버의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 양방향 통신을 위한 데이터 드라이버와 소스 인쇄회로기판 간의 연결 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 데이터 드라이버의 동작 모드들을 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 셋 모드에서 타이밍 콘트롤러의 제어 수순을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13 및 도 14는 데이터 드라이버의 동작 모드들에 따라 데이터 드라이버에 포함된 스위칭부의 세트 상태가 달라지는 것을 보여주는 도면이다.
도 15는 데이터 전송 패킷의 콘트롤 데이터에 따라 바이 패스 모드와 디스플레이 모드가 구현되는 예를 보여주는 도면이다.
도 16 및 도 17은 데이터 전송 패킷의 콘트롤 데이터에 따라 바이 패스 모드와 센싱 모드가 구현되는 예를 보여주는 도면들이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용될 수 있으나, 이 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 본 명세서와 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 무한 확장 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 무한 확장 표시장치의 구동 단위에 따른 일 예시 해상도를 보여주는 도면이다. 도 3은 무한 확장 표시장치에서 일 표시 유닛의 구성을 보여주는 도면이다. 도 4는 표시 유닛들의 데이터 드라이버들이 한 개의 콘트롤 인쇄회로기판에 공통으로 연결된 것을 보여주는 도면이다. 도 5는 일 표시 유닛에서 데이터 드라이버와 주변 회로들 간의 연결 구성을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 6은 양방향 통신 케이블을 통한 타이밍 콘트롤러와 표시 유닛들 간의 연결 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 무한 확장 표시장치는 세트 보드와 캐비넷을 포함한다.
캐비넷은 양방향 인터페이스 회로를 통해 서로 연결된 복수의 표시 유닛들을 구비하여 대형 화면을 구성한다. 대형 화면의 전체 해상도는 표시 유닛들의 단위 해상도의 총합으로 결정된다. 예컨대, 도 2와 같이, 480*270의 단위 해상도를 갖는 16개의 표시 유닛들로 캐비넷이 구성된 경우, 캐비닛의 전체 해상도는 1920*1080이 된다.
표시 유닛들은 픽셀의 구동 특성을 센싱할 수 있는 전계 발광 표시형으로 구현될 수 있다. 다만, 본 명세서의 기술적 사상은 표시 유닛의 구현 방식에 의해 제한되지 않는다.
제로 베젤(zero bezel)이 가능하도록, 캐비닛에서 표시 유닛들 간의 간격(즉, 심 사이즈)은 픽셀들 간의 간격(즉, 픽셀 피치)보다 작게 설계된다. 제로 베젤에 의해 화면의 시인성과 가독성이 좋아진다.
표시 유닛들은 캐스 캐이딩 방식의 내부 인터페이스 회로를 통해 서로 연결되어 세트 보드에서 생성된 영상 데이터를 순차적으로 전달한다. 각 표시 유닛은 픽셀들이 형성된 표시패널과, 표시패널을 구동하기 위한 패널 구동회로를 포함한 전계 발광 표시장치가 된다. 패널 구동회로는 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버 등을 포함한다.
표시패널의 기판 앞면에는 도 3과 같은 픽셀 어레이가 형성된다. 픽셀 어레이에는 다수의 서브픽셀들이 배치됨과 아울러, 다수의 서브 픽셀들로 구동 전압을 공급해주기 위한 신호 배선들이 배치될 수 있다. 이러한 신호 배선들은 데이터 전압(Vdata)을 전달하기 위한 데이터 라인들(DL)과, 게이트 신호(SCAN,SEN)를 전달하기 위한 게이트 라인들(GL1,GL2)과, 기준전압(VREF)을 공급함과 아울러 픽셀 구동 특성(Vsen)을 센싱하기 위한 리드 아웃 라인들(RL)을 포함할 수 있다. 또한, 픽셀 어레이에 배치되는 신호 배선들은 고전위 픽셀전압(EVDD)을 전달하기 위한 구동전압 라인을 더 포함할 수 있다. 픽셀 어레이 상에서 데이터 라인들(DL)과 리드 아웃 라인들(RL)은 제1 방향으로 연장되도록 배치될 수 있으며, 게이트 라인들(GL1,GL2)은 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 이러한 신호 배선들은 각 서브 픽셀의 픽셀 회로에 연결됨과 아울러, 패널 구동회로에 연결될 수 있다. 한편, 픽셀 어레이로는 저전위 픽셀전압(EVSS)이 공급될 수 있다. 여기서 저전위 픽셀전압(EVSS)은 모든 서브 픽셀들에 인가되는 일종의 공통 전압일 수 있다. 저전위 픽셀전압(EVSS)은 영상 기입을 위한 디스플레이 모드에 비해 구동 특성 검출을 위한 센싱 모드에서 더 높게 인가될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
복수의 서브 픽셀들이 하나의 픽셀을 구성할 수 있다. 예컨대, 제1 방향으로 이웃한 R(적색),W(백색),G(녹색),B(청색) 서브 픽셀들이 하나의 픽셀을 구성할 수 있다. 다만, R,G,B서브 픽셀들이 하나의 픽셀을 구성할 수도 있으며, 이 경우 W 서브 픽셀은 픽셀 어레이에서 생략될 수 있다. R,W,G,B서브 픽셀들은 발광 소자를 구성하는 발광 물질만 다를 뿐이고, 나머지 픽셀 회로의 구성면에서 실질적으로 서로 동일하다.
일 서브 픽셀은 도 3과 같이 발광 소자(OLED), 구동 TFT(DT), 스위치 TFT들(ST1,ST2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 구동 TFT(DT)와 스위치 TFT들(ST1,ST2)은 NMOS로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광 소자(OLED)는 구동 TFT(DT)로부터 입력되는 픽셀 전류에 대응되는 세기로 발광하는 발광 소자이다. 발광 소자(OLED)는 유기 발광층을 포함한 유기발광다이오드로 구현되거나 또는, 무기 발광층을 포함한 무기발광다이오드로 구현될 수도 있다. 발광 소자(OLED)의 애노드 전극은 제2 노드(N2)에 접속되고, 캐소드 전극은 저전위 픽셀 전압(EVSS)의 입력단에 접속된다.
구동 TFT(DT)는 게이트-소스 간 전압에 대응하여 픽셀 전류를 생성하는 구동 소자이다. 구동 TFT(DT)의 게이트전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 제1 전극(드레인전극)은 고전위 픽셀 전압(EVDD)의 입력단에 접속되며, 제2 전극(소스전극)은 제2 노드(N2)에 접속된다.
스위치 TFT들(ST1,ST2)은 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압을 설정하고, 구동 TFT(DT)의 제2 전극과 리드 아웃 라인(RL)을 연결하는 스위치 소자들이다.
제1 스위치 TFT(ST1)는 데이터라인(DL)과 제1 노드(N1) 사이에 접속되어 제1 게이트라인(GL1)으로부터의 제1 게이트신호(SCAN)에 따라 턴 온 된다. 제1 스위치 TFT(ST1)는 디스플레이 모드 및 센싱 모드 각각에서 프로그래밍 시에 턴 온 된다. 제1 스위치 TFT(ST1)가 턴 온 될 때, 디스플레이용 또는 센싱용 데이터전압(Vdata)이 제1 노드(N1)에 인가된다. 제1 스위치 TFT(ST1)의 게이트전극은 제1 게이트라인(GL1)에 접속되고, 제1 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속된다.
제2 스위치 TFT(ST2)는 리드 아웃 라인(RL)과 제2 노드(N2) 사이에 접속되어 제2 게이트라인(GL2)으로부터의 제2 게이트신호(SEN)에 따라 턴 온 된다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 디스플레이 모드 및 센싱 모드 각각에서 프로그래밍 시에 턴 온 되어, 기준전압(VREF)을 제2 노드(N2)에 인가한다. 또한, 제2 스위치 TFT(ST2)는 센싱 모드에서 상기 셋업 이후의 센싱 동작 중에도 턴 온 되어 구동 TFT(DT)의 소스노드 전압(또는 소스 전압)을 리드 아웃 라인(RL)에 전달한다. 그러면, 리드 아웃 라인(RL)의 기생 커패시터(Cp)에는 상기 소스 전압에 대응되는 센싱 전압(Vsen)이 저장된다. 제2 스위치 TFT(ST2)의 게이트전극은 제2 게이트라인(GL2)에 접속되고, 제1 전극은 리드 아웃 라인(RL)에 접속되며, 제2 전극은 제2 노드(N2)에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속되어 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압을 일정 기간 동안 유지한다. 디스플레이 모드에서 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압은 디스플레이용 데이터전압(Vdata)과 기준전압(VREF) 간의 차전압으로 프로그래밍 되고, 센싱 모드에서 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압은 센싱용 데이터전압(Vdata)과 기준전압(VREF) 간의 차전압으로 프로그래밍 된다.
디스플레이 모드에서 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압에 상당하는 픽셀 전류가 구동 TFT(DT)에 흐르며, 이러한 픽셀 전류에 의해 발광 소자(OLED)가 발광한다. 센싱 모드에서 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압에 상당하는 픽셀 전류가 구동 TFT(DT)에 흐르며, 이러한 픽셀 전류에 의해 구동 TFT(DT)의 소스 노드 전압이 변한다. 구동 TFT(DT)의 구동 특성에 따라 상기 소스 노드 전압이 달라지므로, 소스 노드 전압에 대응되는 센싱 전압(Vsen)을 통해 구동 TFT(DT)의 구동 특성 변화가 검출될 수 있다. 한편, 센싱 모드에서 저전위 픽셀전압(EVSS)은 발광 소자(OLED)의 동작점 전압보다 높게 인가되기 때문에, 구동 TFT(DT)의 픽셀 전류는 발광 소자(OLED)로는 흐르지 않고, 리드 아웃 라인(RL)으로만 흐른다. 따라서, 소스 노드 전압이 빠른 시간 내에 센싱 전압(Vsen)으로 반영되기 때문에, 센싱의 신뢰성이 높아질 수 있다.
이러한 서브 픽셀의 구성 및 동작은 일 예시일 뿐이므로, 본 명세서의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 게이트신호들(SCAN,SEN)과 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1,GL2)은 각각 하나로 단일화 될 수 있다. 또한 서브 픽셀의 구성은 더블 레이트 드라이빙(Double Rate Driving) 방식에 맞게 변경될 수도 있다.
도 4와 같이, 각 표시 유닛은 개별적으로 주문형 집적회로(Application Specific Integrated Circuit, 이하 ASIC)를 포함하지 않는다. 그리고, 표시 유닛들의 동작은 하나의 타이밍 콘트롤러(TCON)에 의해 양방향 통신 방식으로 제어된다. 이로 인해, 표시 유닛들 간의 연결 구조가 단순해지고, 또한 영상 동기화를 위한 별도의 데이터 처리 동작이 불필요하다.
도 4를 참조하면, 표시 유닛들은 양방향 인터페이스 회로를 통해 서로 연결된 복수의 데이터 드라이버들(DIC)을 포함한다. 타이밍 콘트롤러(TCON)는 콘트롤 인쇄회로기판(C-PCB)에 실장되며, 양방향 인터페이스 회로를 통해 데이터 드라이버들(DIC)에 연결된다. 여기서, 양방향 인터페이스 회로는 양방향 통신 케이블로 연결될 수 있다. 그리고, 양방향 인터페이스 회로는 임베디드 패널 인터페이스(Embedded Panel Interface, 이하, EPI) 방식으로 구현될 수 있다.
데이터 드라이버들(DIC)은 도 5와 같이 표시패널의 기판 뒷면에 위치할 수 있다. 상기 기판 뒷면에는 소스 인쇄회로기판(S-PCB)이 더 위치한다. 소스 인쇄회로기판(S-PCB)에는 데이터 드라이버(DIC)가 실장된 도전성 필름(COF)이 접합된다. 그리고, 소스 인쇄회로기판(S-PCB)에는 도 6과 같이 양방향 통신 케이블(CBL)과 연결될 제1 연결 단자(CTX)와 제2 연결 단자(CRX)가 구비된다. 또한, 콘트롤 인쇄회로기판(C-PCB)에도 양방향 통신 케이블(CBL)과 연결될 제1 연결 단자(CTX)와 제2 연결 단자(CRX)가 구비된다. 따라서, 타이밍 콘트롤러(TCON)와 데이터 드라이버들(DIC)은 전기적으로 서로 연결되며, 이들 사이에 제1 방향의 인터페이스 신호(이하, EPI 신호)가 송수신됨과 아울러 제1 방향과 반대되는 제2 방향의 인터페이스 신호(이하, EPI 피드백신호)가 송수신된다.
데이터 드라이버(DIC)는 데이터전압(Vdata)을 생성하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)와 센싱 회로(SENU)와 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함한다. 디지털-아날로그 컨버터(DAC)는 디스플레이 모드에서 타이밍 콘트롤러(TCON)에서 공급된 영상 데이터를 타이밍 제어신호에 맞춰 디스플레이용 데이터전압(Vdata)으로 변환한 후, 데이터라인들(DL)에 공급한다. 디지털-아날로그 컨버터(DAC)는 센싱 모드에서 미리 설정된 센싱용 데이터전압(Vdata)을 생성한 후, 데이터라인들(DL)에 공급한다.
센싱 회로(SENU)는 디스플레이 모드에서 기준전압(VREF)을 리드 아웃 라인들(RL)에 공급한다. 센싱 회로(SENU)는 센싱 모드에서 기준전압(VREF)을 리드 아웃 라인들(RL)에 공급한 후, 리드 아웃 라인들(RL)에 충전된 센싱 전압(Vsen)을 샘플링한다. 센싱 회로(SENU)는 리드 아웃 라인(RL)과 기준전압(VREF) 입력 단자 사이에 접속된 기준전압 스위치(SPRE)와, 리드 아웃 라인(RL)과 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 사이에 접속된 샘플링 스위치(SAM)를 포함한다. 기준전압 스위치(SPRE)는 디스플레이 모드와 센싱 모드의 프로그래밍 구간에서만 온 되고, 샘플링 스위치(SAM)는 센싱 모드의 샘플링 구간에서만 온 된다.
아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 센싱 모드에서 샘플링 스위치(SAM)가 온 될 때 생성되는 샘플링 전압을 디지털 처리하여 센싱 결과 데이터(SDATA)를 출력한다. 센싱 결과 데이터(SDATA)는 구동 명령 신호에 따른 수행 결과 신호일 수 있다.
게이트 드라이버는 데이터 드라이버(DIC)를 통해 동작 전압과 타이밍 제어신호를 전달 받을 수 있다. 게이트 드라이버는 표시패널의 픽셀 어레이 바깥의 비 표시영역에 내장될 수 있다. 게이트 드라이버는 타이밍 제어신호에 맞춰 제1 및 제2 게이트신호들(SCAN,SEN)을 생성하여 제1 및 제2 게이트라인들(GL1,GL2)에 공급한다. 제1 및 제2 게이트신호들(SCAN,SEN)은 디스플레이 모드에서 디스플레이용 데이터전압(Vdata)이 기입될 픽셀 라인을 선택하는 역할을 하고, 센싱 모드에서 센싱 대상 픽셀 라인을 선택하는 역할을 한다. 여기서, 픽셀 라인은 제2 방향으로 이웃한 픽셀들과 신호 라인들의 집합체를 의미한다.
도 7은 양방향 통신을 위한 데이터 드라이버의 내부 구성을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 8은 양방향 통신을 위한 데이터 드라이버와 소스 인쇄회로기판 간의 연결 구성을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 각 데이터 드라이버(DIC)는 타이밍 콘트롤러(TCON) 또는 이웃한 전단 데이터 드라이버(DIC)로부터 EPI 신호를 수신하고, 이웃한 후단 데이터 드라이버(DIC)로 상기 EPI 신호를 전달한다. EPI 신호는 양방향 인터페이스 회로를 통해 연결된 데이터 드라이버(DIC)들로 전달된다. EPI 신호는 각 표시 유닛에 기입될 단위 영상 데이터, 센싱 커맨드 신호, ID 커맨드 신호 등을 포함할 수 있다.
각 데이터 드라이버(DIC)는 이웃한 후단 데이터 드라이버(DIC)로부터 EPI 피드백 신호를 수신하고, 이웃한 전단 데이터 드라이버(DIC)로 상기 EPI 피드백 신호를 전달한다. EPI 피드백 신호는 양방향 인터페이스 회로를 통해 적어도 하나의 데이터 드라이버(DIC)로부터 타이밍 콘트롤러(TCON)로 피드백된다. EPI 피드백 신호는 상기 센싱 커맨드 신호에 대응되는 센싱 결과 데이터(SDATA), 상기 ID 커맨드 신호에 대응되는 ID 할당 완료 신호 등을 포함할 수 있다.
각 데이터 드라이버(DIC)는 제1 수신 회로(EPI RX), 제1 송신 회로(EPI TX), 제2 수신 회로(RBUF), 제2 송신 회로(TBUF), 및 스위치 회로(SWP)를 포함할 수 있다.
제1 수신 회로(EPI RX)는 타이밍 콘트롤러(TCON) 또는 이웃한 전단 데이터 드라이버(DIC)로부터 EPI 신호를 수신한다. 제1 송신 회로(EPI TX)는 상기 EPI 신호를 이웃한 후단 데이터 드라이버(DIC)로 송신한다. 제2 수신 회로(RBUF)는 이웃한 후단 데이터 드라이버(DIC)로부터 EPI 피드백 신호를 수신한다. 제2 송신 회로(TBUF)는 상기 EPI 피드백 신호를 이웃한 전단 데이터 드라이버(DIC)로 송신한다. 그리고, 스위치 회로(SWP)는 제1 송신 회로(EPI TX), 제2 송신 회로(TBUF), 및 제2 수신 회로(RBUF)에 연결되고, EPI 신호에 포함된 스위치 세트 정보에 따라 바이패스 스위칭 상태가 되거나 또는, 피드백 스위칭 상태가 된다. 바이패스 스위칭 상태와 피드백 스위칭 상태를 서로 다르다. 한편, 제2 수신 회로(RBUF)와 제2 송신 회로(TBUF)는 EPI 피드백 신호를 일정 시간 동안 저장함과 아울러, 노이즈를 제거하여 신호를 안정화시키는 역할도 한다.
각 데이터 드라이버(DIC)는 제1 수신 회로(EPI RX)에 연결된 제1 신호 단자(Ta), 제1 송신 회로(EPI TX)에 연결된 제2 신호 단자(Tb), 제2 수신 회로(RBUF)에 연결된 제3 신호 단자(Tc), 및 제2 송신 회로(TBUF)에 연결된 제4 신호 단자(Td)를 더 포함할 수 있다.
제1 신호 단자(Ta)와 제4 신호 단자(Td)는 소스 인쇄회로기판(S-PCB)의 제2 연결 단자(CRX)를 통해 제1 양방향 통신 케이블(CBL)에 연결된다. 이 제1 양방향 통신 케이블(CBL)은 전단 소스 인쇄회로기판(S-PCB)의 제1 연결 단자(CTX)에 연결된다.
제2 신호 단자(Tb)와 제3 신호 단자(Tc)는 소스 인쇄회로기판(S-PCB)의 제1 연결 단자(CTX)를 통해 제2 양방향 통신 케이블(CBL)에 연결된다. 이 제2 양방향 통신 케이블(CBL)은 후단 소스 인쇄회로기판(S-PCB)의 제2 연결 단자(CRX)에 연결된다.
양방향 통신을 위한 도 7 및 도 8과 같은 연결 구성에 따르면, 양방향 통신 케이블(CBL)을 통해 EPI 신호와 EPI 피드백신호를 양방향으로 전송할 수 있기 때문에, 데이터 드라이버의 내부 구성이 간소해지는 장점이 있다.
한편, 도 8에서, Cin과 Cout은 표시 유닛들에 대한 식별 번호(ID)를 부여하기 위한 셋 모드에서 데이트 드라이버들 간의 연결 여부를 확인하기 위한 연결 확인 단자들이다. 이에 대해서는 도 10 내지 도 12의 설명에서 후술한다.
도 9는 데이터 드라이버의 동작 모드들을 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 데이터 드라이버는 아이들(Idle) 모드, 셋(Set) 모드, 바이패스(Bypass) 모드, 디스플레이 모드, 및 센싱 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
아이들(Idle) 모드는 시스템 전원(또는 메인 구동 전원)이 인가된 직후의 초기 상태에 대응되는 구동 모드이다. 셋(Set) 모드는 ID 할당(즉, 식별 번호 부여)을 위한 구동 모드이다. 바이패스(Bypass) 모드는 입력 받은 EPI 신호 또는 EPI 피드백 신호가 할당된 ID에 매칭되지 않을 때, 후속 데이터 드라이버로 상기 EPI 신호 또는 EPI 피드백 신호를 바이패스 시키는 구동 모드이다. 디스플레이 모드는 입력 받은 EPI 신호가 할당된 ID에 매칭될 때, 단위 영상 데이터를 데이터전압으로 변환하여 표시 패널에 기입하는 구동 모드이다. 센싱 모드는 입력 받은 EPI 신호가 할당된 ID에 매칭될 때, 센싱 커맨드 신호에 대응되는 픽셀들의 구동 특성을 센싱하여 센싱 결과 데이터(SDATA)를 생성하는 구동 모드이다.
셋(Set) 모드, 바이패스(Bypass) 모드, 디스플레이 모드, 및 센싱 모드에 따라 데이터 드라이버에 포함된 스위치 회로(SWP)는 바이패스 스위칭 상태(도 10, "SW_SET=101" 참조)가 되거나 또는, 피드백 스위칭 상태(도 10, "SW_SET=010" 참조)가 된다. 한편, 아이들(Idle) 모드에서 상기 스위치 회로(SWP)는 초기 스위칭 상태(예컨대, "SW_SET=000")가 된다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 셋 모드에서 타이밍 콘트롤러의 제어 수순을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 시스템 전원이 인가되면 타이밍 콘트롤러(TCON)는 데이터 드라이버(DIC)의 연결 확인 단자들(Cin, Cout)을 모니터링 하여, ID 할당이 필요한 데이트 드라이버들 간의 연결 여부를 확인한다(S11,S12).
데이트 드라이버들 간의 연결 여부가 확인되면, 타이밍 콘트롤러(TCON)는 ID 세트 인에이블 신호(즉, ID 커맨드 신호)를 EPI 신호에 포함시켜 ID=1이 할당될 제1 데이터 드라이버(DIC1)로 전송한다(S13,S14,S15).
제1 데이터 드라이버(DIC1)는 ID 커맨드 신호에 따라 아이들 모드에서 셋 모드로 전환하고, ID=1을 셋팅한다. 그리고, 제1 데이터 드라이버(DIC1)는 스위치 회로(SWP)를 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")로 전환하여 ID 할당 완료 신호를 타이밍 콘트롤러(TCON)로 피드백한다(S16,S17).
타이밍 콘트롤러(TCON)는 피드백신호를 확인하고, 바이패스 모드 인에이블 신호를 EPI 신호에 포함시켜 제1 데이터 드라이버(DIC1)로 전송한다(S18).
제1 데이터 드라이버(DIC1)는 바이패스 모드 인에이블 신호에 따라 셋 모드에서 바이패스 모드로 전환하고, 스위치 회로(SWP)를 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")로 전환한다(S19).
타이밍 콘트롤러(TCON)는 ID 커맨드 신호를 EPI 신호에 포함시켜 ID=2가 할당될 제2 데이터 드라이버(DIC2)로 전송한다(S20). 이 ID 커맨드 신호는 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")의 제1 데이터 드라이버(DIC1)를 통해 제2 데이터 드라이버(DIC2)로 전송된다.
제2 데이터 드라이버(DIC2)는 ID 커맨드 신호에 따라 아이들 모드에서 셋 모드로 전환하고, ID=2을 셋팅한다. 그리고, 제2 데이터 드라이버(DIC2)는 스위치 회로(SWP)를 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")로 전환하여 ID 할당 완료 신호를 타이밍 콘트롤러(TCON)로 피드백한다. ID 할당 완료 신호는 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")의 제1 데이터 드라이버(DIC1)를 통해 타이밍 콘트롤러(TCON)로 피드백된다.
타이밍 콘트롤러(TCON)는 피드백신호를 확인하고, 바이패스 모드 인에이블 신호를 EPI 신호에 포함시켜 제2 데이터 드라이버(DIC2)로 전송한다. 바이패스 모드 인에이블 신호는 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")의 제1 데이터 드라이버(DIC1)를 통해 제2 데이터 드라이버(DIC2)로 전송된다.
제2 데이터 드라이버(DIC2)는 바이패스 모드 인에이블 신호에 따라 셋 모드에서 바이패스 모드로 전환하고, 스위치 회로(SWP)를 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")로 전환한다.
이러한 방식으로 타이밍 콘트롤러(TCON)는 ID 할당이 필요한 모든 데이트 드라이버들(DIC1~DIC3)에 대해 각각 ID를 부여하고, ID 할당 완료 신호를 확인한 후에, 데이트 드라이버들(DIC1~DIC3) 각각에 포함된 스위치 회로(SWP)를 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")로 전환한다(S21,S22).
여기서, 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010"), 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")의 스위치 회로(SWP)를 이용하면, 신호 전달/피드백에 필요한 케이블 수가 획기적으로 줄이드는 장점이 있다.
도 11을 참조하면, 스위치 회로(SWP)는 제1 송신 회로(EPI TX)와 제2 신호 단자(Tb) 사이에 연결된 제1 스위치(SW1), 제1 송신 회로(EPI TX)와 제2 송신 회로(TBUF) 사이에 연결된 제2 스위치(SW2), 및 제2 송신 회로(TBUF)와 제2 수신 회로(RBUF) 사이에 연결된 제3 스위치(SW3)를 포함할 수 있다.
이러한 스위치 회로(SWP)에서, 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)는 서로 동일하게 온/오프 되고, 제2 스위치(SW2)는 제1 및 제3 스위치들(SW1,SW3)과 반대로 온/오프됨으로써, 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")와 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")를 구현하는 특징이 있다.
피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")와 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")는 스위치 회로(SWP)에 포함된 스위치들(SW1,SW2,SW3)의 온/오프 조합 결과이다. 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")에서, 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)가 온 되고, 상기 제2 스위치(SW2)가 오프 된다. 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")에서, 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)가 오프 되고, 제2 스위치(SW2)가 온 된다.
피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")와 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")는 스위치 세트 정보에 따라 결정된다. 그리고, 스위치 세트 정보는, EPI 신호를 구성하는 데이터 전송 패킷 내의 콘트롤 데이터에 포함될 수 있다. 이러한 스위치 세트 정보는 데이터 드라이버들 각각에 대해 독립적으로 설정될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(TCON)는 스위치 세트 정보를 기반으로 표시 유닛들을 순차적으로 셋 모드로 구동시켜, 표시 유닛들 각각에 대해 서로 다른 식별 번호(nID=1,2,3)를 부여할 수 있다.
도 13 및 도 14는 데이터 드라이버의 동작 모드들에 따라 데이터 드라이버에 포함된 스위칭부의 세트 상태가 달라지는 것을 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 제2 데이터 드라이버(DIC2)가 셋 모드 또는 센싱 모드로 동작하는 경우, 제2 데이터 드라이버(DIC2)의 스위치 회로(SWP)는 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")가 되고, 제1 데이터 드라이버(DIC1)의 스위치 회로(SWP)는 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")가 된다. 피드백 스위칭 상태에서, SW1=0(오프), SW2=1(온), SW3=0(오프)이다. 바이패스 스위칭 상태에서, SW1=1(온), SW2=0(오프), SW3=1(온)이다. 이때, 제1 데이터 드라이버(DIC1)는 EPI 신호에 따라 디스플레이 모드 또는 바이패스 모드로 동작할 수 있다.
도 14를 참조하면, 제3 데이터 드라이버(DIC3)가 셋 모드 또는 센싱 모드로 동작하는 경우, 제3 데이터 드라이버(DIC3)의 스위치 회로(SWP)는 피드백 스위칭 상태("SW_SET=010")가 되고, 제1 데이터 드라이버(DIC1)와 제2 데이터 드라이버(DIC2)의 스위치 회로(SWP)는 바이패스 스위칭 상태("SW_SET=101")가 된다. 피드백 스위칭 상태에서, SW1=0(오프), SW2=1(온), SW3=0(오프)이다. 바이패스 스위칭 상태에서, SW1=1(온), SW2=0(오프), SW3=1(온)이다. 이때, 제1 및 제2 데이터 드라이버들(DIC1,DIC2)는 EPI 신호에 따라 디스플레이 모드 또는 바이패스 모드로 동작할 수 있다.
한편, 제3 데이터 드라이버(DIC3)의 연결 확인 단자(Cin)에는 고전위 확인 전압(HV)이 인가된다. 고전위 확인 전압(HV)은 데이터 드라이버들(DIC1,2)의 연결 확인 단자들(Cin, Cout)을 통해 타이밍 콘트롤러(TCON)로 전달된다. 타이밍 콘트롤러(TCON)는 고전위 확인 전압(HV)을 확인함으로써 데이터 드라이버들(DIC1,2,3) 간의 정상 연결 여부를 판단할 수 있다.
도 15는 데이터 전송 패킷의 콘트롤 데이터에 따라 바이 패스 모드와 디스플레이 모드가 구현되는 예를 보여주는 도면이다.
도 15를 참조하면, 타이밍 콘트롤러(TCON)에서 각 표시 유닛의 데이터 드라이버(DIC)로 전송되는 데이터 전송 패킷에는 단위 영상 데이터와 함께 콘트롤 데이터(CTR)가 포함되어 있다. 콘트롤 데이터(CTR)에는 ID 정보, 게이트 타이밍 정보(GIP)등이 포함되어 있다.
각 표시 유닛의 데이터 드라이버(DIC)는 콘트롤 데이터(CTR)의 ID 정보를 분석하여 ID 정보가 자신에게 해당되는 지 여부를 판단한다. 각 표시 유닛의 데이터 드라이버(DIC)는 ID 정보가 자신에게 해당되는 경우에만 디스플레이 모드로 동작하고, 그렇지 않은 경우에는 바이 패스 모드로 동작한다. 예를 들어, ID 정보가 제3 데이터 드라이버(DIC3)를 가리킬 때, 제1 및 제2 데이터 드라이버들(DIC1,DIC2)은 타이밍 콘트롤러(TCON)으로부터의 EPI 신호(즉, 데이터 전송 패킷)을 바이 패스 시켜, 제3 데이터 드라이버(DIC3)로 전달되도록 한다. 제3 데이터 드라이버(DIC3)는 단위 영상 데이터를 데이터전압(Vdata)으로 변환하고, 데이터전압(Vdata)을 게이트 타이밍 정보(GIP)와 연동시켜 해당 표시 패널에 기입한다.
도 16 및 도 17은 데이터 패킷의 콘트롤 데이터에 따라 바이 패스 모드와 센싱 모드가 구현되는 예를 보여주는 도면들이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(TCON)에서 각 표시 유닛의 데이터 드라이버(DIC)로 전송되는 데이터 전송 패킷에는 단위 영상 데이터와 함께 콘트롤 데이터(CTR)가 포함되어 있다. 콘트롤 데이터(CTR)에는 ID 정보, 게이트 타이밍 정보(GIP), 외에 센싱 인에이블 신호, 타겟 센싱 라인 신호 등이 더 포함되어 있다.
각 표시 유닛의 데이터 드라이버(DIC)는 콘트롤 데이터(CTR)의 ID 정보를 분석하여 ID 정보가 자신에게 해당되는 지 여부를 판단한다. 각 표시 유닛의 데이터 드라이버(DIC)는 ID 정보가 자신에게 해당되는 경우에만 디스플레이 모드 또는 센싱 모드로 동작하고, 그렇지 않은 경우에는 바이 패스 모드로 동작한다. 예를 들어, ID 정보가 제3 데이터 드라이버(DIC3)를 가리킬 때, 제1 및 제2 데이터 드라이버들(DIC1,DIC2)은 타이밍 콘트롤러(TCON)으로부터의 EPI 신호(즉, 데이터 전송 패킷)을 바이 패스 시켜, 제3 데이터 드라이버(DIC3)로 전달되도록 한다. 제3 데이터 드라이버(DIC3)는 단위 영상 데이터를 데이터전압(Vdata)으로 변환하고, 데이터전압(Vdata)을 게이트 타이밍 정보(GIP)와 연동시켜 해당 표시 패널에 기입한다. 그리고, 제3 데이터 드라이버(DIC3)는 타겟 센싱 라인을 대상으로 픽셀의 구동 특성을 센싱하여 센싱 결과 데이터를 획득한 후, 이 센싱 결과 데이터를 포함한 데이터 전송 패킷을 타이밍 콘트롤러(TCON)로 피드백 시킨다. 센싱 결과 데이터를 포함한 데이터 전송 패킷은 EPI 피드백 신호가 된다. EPI 피드백 신호는 제1 및 제2 데이터 드라이버들(DIC1,DIC2)을 경유하여 콘트롤러(TCON)로 피드백된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DIC : 데이터 드라이버 C-PCB: 콘트롤 인쇄회로기판
TCON: 타이밍 콘트롤러

Claims (13)

  1. 양방향 인터페이스 회로를 통해 서로 연결된 복수의 데이터 드라이버들이 구비된 복수의 표시 유닛들; 및
    상기 양방향 인터페이스 회로를 통해 상기 표시 유닛들에 공통으로 연결된 타이밍 콘트롤러를 포함하고,
    상기 데이터 드라이버들 각각은,
    제1 방향의 인터페이스 신호를 수신하는 제1 수신 회로(EPI RX);
    상기 제1 방향의 인터페이스 신호를 송신하는 제1 송신 회로(EPI TX);
    상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향의 인터페이스 신호를 수신하는 제2 수신 회로(RBUF);
    상기 제2 방향의 인터페이스 신호를 송신하는 제2 송신 회로(TBUF); 및
    상기 제1 송신 회로(EPI TX), 상기 제2 송신 회로(TBUF), 및 상기 제2 수신 회로(RBUF)에 연결된 스위치 회로(SWP)를 포함한 무한 확장 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 데이터 드라이버들 각각은,
    상기 제1 수신 회로(EPI RX)에 연결된 제1 신호 단자(Ta);
    상기 제1 송신 회로(EPI TX)에 연결된 제2 신호 단자(Tb);
    상기 제2 수신 회로(RBUF)에 연결된 제3 신호 단자(Tc); 및
    상기 제2 송신 회로(TBUF)에 연결된 제4 신호 단자(Td)를 더 포함한 무한 확장 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치 회로(SWP)는,
    상기 제1 송신 회로(EPI TX)와 상기 제2 신호 단자(Tb) 사이에 연결된 제1 스위치(SW1);
    상기 제1 송신 회로(EPI TX)와 상기 제2 송신 회로(TBUF) 사이에 연결된 제2 스위치(SW2); 및
    상기 제2 송신 회로(TBUF)와 상기 제2 수신 회로(RBUF) 사이에 연결된 제3 스위치(SW3)를 포함한 무한 확장 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 스위치(SW1)와 상기 제3 스위치(SW3)는 서로 동일하게 온/오프 되고,
    상기 제2 스위치(SW2)는, 상기 제1 스위치(SW1) 및 상기 제3 스위치(SW3)와 반대로 온/오프 되는 무한 확장 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    피드백 스위칭 상태에서, 상기 제1 스위치(SW1)와 상기 제3 스위치(SW3)가 오프 되고, 상기 제2 스위치(SW2)가 온 되고,
    바이패스 스위칭 상태에서, 상기 제1 스위치(SW1)와 상기 제3 스위치(SW3)가 온 되고, 상기 제2 스위치(SW2)가 오프 되는 무한 확장 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이패스 스위칭 상태 또는, 상기 피드백 스위칭 상태는 스위치 세트 정보에 따라 결정되고,
    상기 스위치 세트 정보는, 상기 제1 방향의 인터페이스 신호를 구성하는 데이터 전송 패킷 내의 콘트롤 데이터에 포함된 무한 확장 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치 세트 정보는 상기 데이터 드라이버들 각각에 대해 독립적으로 설정된 무한 확장 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 타이밍 콘트롤러는, 상기 스위치 세트 정보를 기반으로 상기 표시 유닛들을 순차적으로 셋 모드로 구동시켜, 상기 표시 유닛들 각각에 대해 서로 다른 식별 번호를 부여하는 무한 확장 표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 타이밍 콘트롤러는, 상기 스위치 세트 정보를 기반으로 상기 표시 유닛들 중 적어도 어느 하나를 센싱 모드로 구동시켜, 해당 되는 픽셀 라인의 센싱 정보를 획득하는 무한 확장 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 해당 되는 픽셀 라인의 센싱 정보는 상기 제2 방향의 인터페이스 신호를 구성하는 데이터 전송 패킷에 포함되어 상기 타이밍 콘트롤러로 피드백되는 무한 확장 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향 인터페이스 회로는 양방향 통신 케이블로 연결된 무한 확장 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향의 인터페이스 신호와 상기 제2 방향의 인터페이스 신호는, 임베디드 패널 인터페이스(Embedded Panel Interface, EPI)로 구현된 무한 확장 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 방향의 인터페이스 신호는 각 표시 유닛에 기입될 단위 영상 데이터, 센싱 커맨드 신호, ID 커맨드 신호를 포함한 EPI 신호이고,
    상기 제2 방향의 인터페이스 신호는 상기 센싱 커맨드 신호에 대응되는 센싱 결과 데이터, 상기 ID 커맨드 신호에 대응되는 ID 셋팅 완료 신호를 포함한 EPI 피드백 신호인 무한 확장 표시장치.
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