KR20220153710A - 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 제 1 감마 전압을 제공하는 제 1 감마 라인, 제 2 감마 전압을 제공하는 제 2 감마 라인, 로컬 탭 포인트 라인, 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 상기 제 1 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 1 스위치, 및 상기 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 상기 제 2 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 2 스위치를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는 이미지를 표시하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로를 포함한다. 디스플레이 구동 회로는 외부의 호스트로부터 이미지 데이터를 수신하고, 수신된 이미지 데이터에 대응하는 이미지 신호를 디스플레이 패널의 소스 라인에 인가함으로써 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.
본 발명의 목적은 빠르게 감마 전압을 안정화시키는 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 감마 전압을 안정화시키면서 추가적인 전류 소비를 줄이는 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 제 1 감마 전압을 제공하는 제 1 감마 라인; 제 2 감마 전압을 제공하는 제 2 감마 라인; 로컬 탭 포인트 라인;탭 분할 활성화 신호에 응답하여 상기 제 1 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 1 스위치; 및 상기 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 상기 제 2 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 2 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 감마 전압들을 발생하는 감마 전압 발생기; 상기 감마 전압 발생기의 좌측에 배치되고, 제 1 데이터에 응답하여 상기 감마 전압들에 대응하는 제 1 감마 라인들 중에서 어느 하나를 대응하는 제 1 소스 채널에 연결하는 적어도 하나의 제 1 소스 드라이버; 상기 감마 전압 발생기의 우측에 배치되고, 제 2 데이터에 응답하여 상기 감마 전압들에 대응하는 제 2 감마 라인들 중에서 어느 하나를 대응하는 제 2 소스 채널에 연결하는 적어도 하나의 제 2 소스 드라이버; 상기 제 1 감마 라인들에 연결되는 제 1 탭 분할 스위치 블록; 및 상기 제 2 감마 라인들에 연결되는 제 2 탭 분할 스위치 블록을 포함하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 탭 분할 스위치 블록들의 각각은, 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 제 1 감마 라인과 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 1 스위치; 및 상기 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 제 2 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 2 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법은, 이전 라인 데이터와 현재 라인 데이터를 비교함으로써 데이터 패턴을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 데이터 패턴에 따라 감마 라인들 사이의 로컬 탭을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법은, 데이터 패턴에 따라 탭 분할을 수행함으로써 보다 빠르게 감마 전압을 안정화시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법은, 빠르게 감마 전압을 안정화시킴으로써, 소스 출력의 안정화 시간을 개선할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법은, 데이터 비교를 통하여 탭 분할을 수행함으로써 감마 탭 분할에 따른 추가적인 전력 소모를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 그것의 동작 방법은, 타이밍 제어를 이용하여 감마 라우팅의 안정화 타이밍을 개선시킴으로써 스태틱 전류를 발생시키지 않는다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 디스플레이 장치의 감마 라인의 안정화 시간(settling time)을 설명하는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(GFS)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(GFS)를 이용한 전압 안정화 경로를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 고속 감마 안정화 회로의 데이터 비교 방식을 적용한 실시 예들을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 비교 방식의 고속 감마 안정화 회로(145a)를 보여주는 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(145a)의 타이밍을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 비교 로직의 동작을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 8a, 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(145b), 및 그것의 동작 타이밍도를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 9는 종래의 디스플레이 장치와 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 시뮬레이션 파형을 비교하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 탭 분할 스위치 블록의 위치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 탭 분할 스위치 블록의 위치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 탭 분할 스위치 블록의 위치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치(2000)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시 할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 감마 전압 발생기(140), 고속 감마 안정화 회로(GFS, 145), 및 타이밍 제어기(150)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 픽셀(PX)들을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 디스플레이 패널(110)은 프레임 단위로 이미지를 표시하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(110)은 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, OLED(Organic LED) 디스플레이, AMOLED(Active-Matrix OLED) 디스플레이, ECD(Electrochromic Display), DMD(Digital Mirror Device), AMD(Actuated Mirror Device), GLV(Grating Light Valve), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 중 하나로 구현될 수 있고, 그 밖에 다른 종류의 평판 디스플레이 또는 플렉서블 디스플레이로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(110)은, 로우 방향으로 배열된 게이트 라인들(GL1 ~ GLm, m은 2 이상의 정수), 컬럼 방향으로 배열된 소스 라인들(SL1 ~ SLn, n은 2 이상의 정수), 및 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 및 소스 라인들(SL1 ~ SLn)의 교차 지점에 형성되는 픽셀(PX)들을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 픽셀들 중에서 동일한 게이트 라인에 연결되고 색상이 서로 상이하고, 서로 인접한 일부 픽셀들이 단위 픽셀로 구성될 수 있다. 이때, 단위 픽셀의 일부 픽셀들의 각각은 서브 픽셀로 지칭될 수 있다.
게이트 드라이버(120)는 타이밍 제어기(150)로부터 제공되는 제 1 제어신호(CTRL1)에 응답하여, 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)에 스캔 클록(또는 게이트-온 신호라고 함)을 공급함으로써, 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)을 선택하도록 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 게이트 드라이버(120)로부터 출력되는 스캔 클록에 따라, 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 중 하나의 게이트 라인이 선택될 수 있다. 선택된 게이트 라인에 대응하는 수평 라인의 픽셀들에 소스 라인들(SL1 ~ SLn)을 통해 픽셀들 각각에 대응하는 픽셀 신호(또는 영상 신호라고 함)가 인가됨으로써, 디스플레이 동작이 수행될 수 있다. 실시 예에 있어서, 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)은 순차적 혹은 비순차적으로 선택될 수 있다.
소스 드라이버(130)는 제 2 제어신호(CTRL2)에 응답하여 영상 데이터(DATA)를 아날로그 신호인 픽셀 신호들(예를 들어, 각각의 픽셀 데이터에 대응하는 계조 전압들 혹은 전류들)로 변환하고, 픽셀 신호들을 소스 라인들(SL1 ~ SLn)에 제공함으로써, 소스 라인들(SL1 ~ SLn)을 구동하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 소스 드라이버(130)는 픽셀 신호들을 기초로 소스 라인들(SL1 ~ SLn)을 충전(charge)시킬 수 있다. 소스 드라이버(130)는 하나의 수평 구동 기간 동안, 한 라인 분의 픽셀 신호들을 소스 라인들(SL1 ~ SLn)에 제공할 수 있다. 이후에, 스캔 클록이 제공될 때, 소스 드라이버(130)는 선택된 게이트 라인에 대응하는 수평 라인의 픽셀들에 소스 라인들(SL1 ~ SLn)을 통해 픽셀 신호들을 제공할 수 있다.
소스 드라이버(130)는 복수의 증폭기들을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 복수의 증폭기들의 각각은 대응하는 적어도 하나의 소스 라인에 픽셀 신호를 제공할 수 있다. 여기서, 증폭기는 채널 증폭기 혹은 소스 증폭기로 지칭될 수 있다. 실시 예에 있어서, 픽셀 데이터에 따라, 복수의 증폭기들 중 일부의 증폭기가 턴-오프 되고, 다른 일부의 증폭기가 턴-온 될 수 있다. 여기서 턴-온 된 일부 증폭기가 두 개의 소스 라인을 구동할 수 있다.
타이밍 제어기(150)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어기(150)는 외부 장치(예를 들어, 호스트 장치로부터 영상 데이터(RGB) 및 타이밍 신호(예를 들어, 수평 동기 신호(HSYNC), 수직 동기 신호(VSYNC), 클록 신호(DCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE))를 수신하고, 수신된 픽셀 데이터(RGB) 및 타이밍 신호들에 기초하여 소스 드라이버(130) 및 게이트 드라이버(120)를 각각 제어하기 위한 제 1 제어 신호(CTRL1) 및 제 2 제어 신호(CTRL2)를 생성할 수 있다.
감마 전압 발생기(140)는 영상 데이터(RGB)에 대응하는 감마 전압들을 생성 및 출력하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 감마 전압 발생기(140)는 전압 분배 방식으로 감마 전압들을 발생할 수 있다. 실시 예에 있어서, 감마 전압 발생기(140)는 감마 전압들을 대응하는 복수의 감마 라인들(GML)로 출력할 수 있다.
고속 감마 안정화 회로(145)는 감마 라인들(GML)의 각각에 대응하는 감마 전압을 빠르게 안정화 하도록 구현될 수 있다.
또한, 타이밍 제어기(150)는 외부로부터 수신한 영상 데이터(RGB)를, 소스 드라이버(130)와의 인터페이스 사양에 맞도록 포맷(format)을 변환하고, 변환된 영상 데이터(DATA)를 소스 드라이버(130)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 변환된 영상 데이터(DATA)는 패킷 데이터를 포함할 수 있다.
도 1에 도시되지 않았으나, 디스플레이 장치(100)는 인터페이스 회로를 더 구비할 수 있다. 인터페이스 회로는 외부 장치, 예를 들어, 호스트 프로세서와 통신하며, 외부 장치로부터 영상 데이터(RGB) 및 타이밍 신호들을 수신하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 인터페이스 회로는 RGB 인터페이스, CPU 인터페이스, 시리얼 인터페이스(serial interface), MDDI(Mobile display digital interface), I2C(inter integrated circuit) 인터페이스, SPI(serial peripheral interface), MCU(micro controller unit) 인터페이스, MIPI(Mobile industry processor interface), eDP(embedded display port) 인터페이스, D-sub(D-subminiature), 광 인터페이스(optical interface), D-sub(D-subminiature) 또는 HDMI(high definition multimedia interface) 중 하나를 포함할 수 있다. 인터페이스 회로는 이외에도 다양한 직렬 또는 병렬 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 1에서, 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 감마 전압 발생기(140), 고속 감마 안정화 회로(145), 및 타이밍 제어기(150)는 서로 다른 기능 블록들로써 도시되고 있다. 실시 예에 있어서, 각각의 구성은 서로 다른 반도체 칩으로 구현될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 감마 전압 발생기(140), 고속 감마 안정화 회로(145), 및 타이밍 제어기(150) 중 적어도 2개의 구성 요소는 하나의 반도체 칩으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소스 드라이버(130) 및 타이밍 제어기(150)는 하나의 반도체 칩에 집적될 수 있다. 또한, 일부 구성은 디스플레이 패널(110) 상에 집적될 수 있다. 예를 들어, 게이트 드라이버(120)는 디스플레이 패널(110) 상에 집적될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 디스플레이 장치의 감마 라인의 안정화 시간(settling time)을 설명하는 도면들이다.
일반적으로 고주파 및 고해상도 디스플레이 구동을 위해 패널의 1-line 픽셀 충전 시간은 지속적으로 감소하고 있다. 또한, 고해상도 지원을 위해 DDI 내에 더 많은 수의 소스 채널들을 필요로 하고 있다. 소스 채널의 개수 증가는 감마의 부하(load)를 증가시킴으로써, 감마 라인의 안정화 시간(settling time)이 느려지게 한다. 이는 소스 라인의 안정화 시간을 악화시켜 고속 구동에 문제를 야기할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 구조적으로 감마 전압 발생기에서 가장 멀리 떨어져 있는 소스 채널의 감마 라인이 RC 지연에 의해서 안정화가 가장 느린 지점이다. 고속 구동 기법으로 소스 증폭기(AMP)의 출력 slewing 특성을 향상시키는 fast slew 기법이 이용될 수 있다. 이러한 fast slew 기법을 이용하더라도 도2b에 도시된 바와 같이, 감마 안정화가 느리면, 소스 증폭기(AMP)의 입력 지연(input delay)로 인해 감마 안정화 시간은 소스 안정화 시간의 bottleneck이 된다. 따라서 고주파 및 고해상도 지원이 지속적으로 요구되는 상황에서 IC출력 안정화 시간의 특성 향상을 위하여 감마 안정화 시간이 향상될 필요가 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(GFS)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 고속 감마 안정화 회로(GFS)는 감마 탭 포인트 라인들(TAPk, TAPk+1) 사이에 직렬 연결된 스위치들(SW1, SW2)로 구성될 수 있다. 여기서 감마 탭 포인트 라인들(TAPk, TAPk+1)은 감마 라인들(GMLk, GMLk+1)에 대응할 수 있다. 제 1 스위치(SW1)는 감마 탭 포인트 라인(TAPk)와 로컬 감마 탭 라인(LTAPk) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 스위치(SW2)는 감마 탭 포인트 라인(TAPk+1)와 로컬 감마 탭 라인(LTAPk) 사이에 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 1 및 제 2 스위치들(SW1, SW2)는 GFS 활성화 신호(EN)에 응답하여 턴-온 될 수 있다. 즉, GFS 활성화 신호(EN)에 응답하여 고속 감마 안정화 회로(GFS)는 로컬 탭을 발생할 수 있다. 여기서 발생된 로컬 탭은 고속(high-speed) AC 경로를 생성할 수 있다.
스위치들(SW1, SW2)은 각각 감마 탭 포인트 라인들(TAPk, TAPk+1)의 전압을input입력으로 받을 수 있다. 각 스위치가 턴-온되는 타이밍에서 스위치의 저항 성분을 이용하여 저항 분할을 통해 로컬 탭 전압이 생성 될 수 있다.
또한, 제 k 탭 포인트 라인(TAPk)과 제 k+1 탭 포인트 라인(TAPk+1)는 감마 전압 발생기에서 저항 분할(Resister-Dividing)될 수 있다. 저항(R) 분할된 로컬 탭 포인트 라인(LTAPk)은 저속(low-speed) DC 경로를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(GFS)를 이용한 전압 안정화 경로를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 안정화 경로 및 안정화 기능을 사용한 경우 감마 라인 경로가 도시되고 있다. 기존 기술은 감마 블록에서 단 방향으로 안정화 경로를 형성시킨다. 안정화 기능을 사용하는 경우, 라인의 기생 커패시턴스(CLINE)에 저장된 DC 전압의 값을 스위치의 낮은 임피던스 저항(Rt)을 이용한 분할함으로써, 고속 AC 경로가 생성될 수 있다. 즉, 기존 안정화 DC 경로뿐만 아니라 추가로 안정화 관련 AC 경로가 생성될 수 있다. 이러한 DC 경로 및 AC 경로를 통해 감마 라인의 안정화 시간 특성이 향상될 수 있다.
이때 로컬 탭 전압 생성을 위해 저항이 아닌 스위치를 이용하는 이유는, 타이밍 제어를 통하여 저항 이용에 따른 static current를 줄이기 위해서이다. 이러한 타이밍 제어 동작을 수행하면, 스위치를 이용한 전압 분배에 과정에서 스위치 저항의 mismatch에 의한 offset이 발생하는 현상도 방지 할 수 있다. 스위치의 온/오프 타이밍 제어는 데이터 업데이트에 따른 gamma fluctuation이 발생하는 지점에서 턴-온하도록 레지스터(register)로 설정할 수 있다. 온- 타이밍 동작 이후에, 오프 타이밍 동작이 수행될 수 있다. 이때 데이터 변화 시점에서 스위치 온/오프 동작이 수행되기 때문에, 감마 안정화 및 패널 충전 전류에 대응하는 동작에서 추가적인 전류 소모가 최소화될 수 있다.
일반적으로 데이터의 변화량이 큰 경우, 패널 구동 시점에 발생하는 다이나믹 전류에 대응하는 동작이 포함됨으로써 GFS의 추가적인 전류 소모가 최소화 될 수 있다. 하지만, 단색 패턴 등과 같은 데이터가 변화없이 유지하는 경우, 스위치 '온/오프' 동작에 의한 추가 다이나믹 전류에 의해서 소비 전류가 증가하는 현상이 발생할 수 있다. 이에 데이터의 변화가 작은 패턴에서 GFS의 동작에 따른 소비 전류 증가를 막기 위하여 데이터 비교 방식이 적용될 수 있다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 고속 감마 안정화 회로의 데이터 비교 방식을 적용한 실시 예들을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 채널의 데이터 변화량이 큰 경우(red line point) 감마의 fluctuation이 크게 발생하게 된다. 이에 따라 소스 증폭기의 입력 지연에 의해 소스 출력도 느려진다. 이러한 점을 고려하여 데이터의 변화량이 큰 경우, GFS의 기능이 활성화 될 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 데이터 변화하는 채널이 적은 경우(blue line point)보다 데이터 변화하는 채널이 많은 경우(red line point)가 안정화에 필요한 부하 증가로 인해 감마의 fluctuation이 증가한다. 이에 따라 감마 안정화 시간의 지연이 증가된다. 이러한 도 5a 및 도 5b의 특성을 고려하여 도 5c에 도시된 바 같이 데이터의 변화량이 큰 경우, 각 채널의 상위 2 비트의 데이터의 변화가 검출될 수 있다. 이로써 각 채널의 데이터 변화량이 체크될 수 있다. 한편, 데이터 변화 검출이 각 채널의 상위 2 비트에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
데이터 비교 로직(152)는 이전 채널 데이터와 현재 채널 데이터를 비교하고, 비교 결과에 따라 데이터 변화량의 경중(High/Low)을 판별하고, 카운터(153)에 의해 데이터 변화량이 큰 채널의 개수를 카운트하고, 카운트 값이 기준값보다 클 때 GFS 활성화 신호(COMP_EN)를 발생할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 비교 방식의 고속 감마 안정화 회로(145a)를 보여주는 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(145a)의 타이밍을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6a을 참조하면, 고속 감마 안정화 회로(145a)는 제 1 스위치(SW1), 제 2 스위치(SW2), 및 논리 회로(AND)를 포함할 수 있다. 논리 회로(AND)는 GFS 활성화 신호(COMP_EN)와 스위치 신호(FS_SW_EN)을 논리 연산함으로써 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH)를 생성할 수 있다. 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)는 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH)에 응답하여 턴-온 될 수 있다.
데이터 업데이트 신호(DE)에 응답하여 데이터가 업데이트 되고, 수평 동기화 신호(HSYNC)에 응답하여 각 소스 채널에 데이터가 전송 될 수 있다. 변화하는 채널 개수의 카운트 값이 기준값을 초과하는 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이, GFS 활성화 신호(COMP_EN)는 하이 레벨을 갖는다. GFS 활성화 신호(COMP_EN)이 하이 레벨일 때, 스위치(SW1/SW1)의 온/오프 타이밍을 결정하는 스위치 신호(FS_SW_EN)는 하이 레벨의 타이밍 동안 GFS의 스위치(SW1/SW2)를 턴-온 시킬 수 있다. 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH)가 하이 레벨일 때, GFS의 기능 동작(감마 고속 안정화 동작)이 수행될 수 있다.
상술된 데이터 비교 방식의 고속 감마 안정화 회로(145a)는 GFS 동작을 데이터 패턴에 따라 제어함으로써, 불필요한 다이나믹 전류의 발생을 방지할 수 있다.
도 7a 및 도 7b은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 비교 로직의 동작을 예시적으로 보여주는 도면들이다. 실시 예에 있어서, 소스 드라이버를 좌우로 나누어 2개 그룹으로 적용될 수 있다. 실시 예에 있어서, 소스 채널의 상위 2 비트의 N-1 번째 라인 데이터(CH_DATA_PRE)와 N 번째 라인 데이터(CH_DATA_CUR)의 변화 유/무가 체크 될 수 있다. 상위 2 비트의 데이터 변화가 발생하는 채널의 개수가 레지스터로 설정한 채널의 수(예를 들어, 720)보다 클 때, GFS의 기능이 동작될 수 있다.
한편, 고속 감마 안정화 회로의 스위치는 트랜스미션 게이트(transmission gate)로 구현될 수 있다.
도 8a, 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(145b), 및 그것의 동작 타이밍도를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 8a를 참조하면, 고속 감마 안정화 회로(145b)는 제 1 트랜스미션 게이트(TG1), 제 2 트랜스미션 게이트(TG2), 제 1 논리 회로(NAND) 및 제 2 논리 회로(INV)를 포함할 수 있다.
제 1 트랜스미션 게이트(TG1)는 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH) 및 반전된 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENHB)에 응답하여 제 1 탭 포인트 라인(TAPk)과 로컬 탭 포인트 라인(LTAPk) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 트랜스미션 게이트(TG2)는 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH) 및 반전된 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENHB)에 응답하여 제 2 탭 포인트 라인(TAPk+1)과 로컬 탭 포인트 라인(LTAPk) 사이에 연결될 수 있다.
제 1 논리 회로(NAND)는 소스 출력 활성화 신호(SD_SOUT_EN), 좌측 상위 비트 비교 신호(MSB_COMP_EN_L), 우측 상위 비트 비교 신호(MSB_COMP_EN_R)를 제 1 연산함으로써 반전된 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENHB)를 생성할 수 있다. 제 2 논리 회로(INV)는 반전된 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENHB)를 인버팅 함으로써 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH)를 생성할 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 좌측 상위 비트 비교 신호(MSB_COMP_EN_L)와 우측 상위 비트 비교 신호(MSB_COMP_EN_R)가 모두 하이 레벨을 가질 때, 데이터 활성화 신호(DE)에 응답하여 탭 분할 활성화 신호(DIV_ENH)가 사전에 결정된 시간 동안 로우 레벨을 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로(145b)는 Gamma to Source driver로 가는 라우팅에서 감마 라인(감마 탭 포인트)를 분기할 수 있다. 고속 감마 안정화 회로(145b)는 인접 탭 전압 사이에 스위치를 위치시킴으로써, 제 1 탭 포인트 라인(TAPk)의 제 1 전압과 제 2 탭 포인트 라인(TAPk+1)의 제 2 전압의 1/2 전압을 만들고, 1/2 전압을 센터 감마 라인에 제공할 수 있다.
도 9는 종래의 디스플레이 장치와 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 시뮬레이션 파형을 비교하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 소스 출력 파형과 같이 최악의 감마 패턴을 사용하는 경우 대략 554ns의(improvement rate: 22%) 안정화 시간이 개선될 수 있다.
이를 통해 22% 수준의 고주파수에서 동일한 특성의 소스 특성을 만족 할 수 있다. 따라서 22% 수준의 안정화 시간의 향상은 144Hz에서도 120Hz의 최악의 안정화 패턴의 소스 특성과 동등한 특성을 만족하는 효과를 가질 수 있다. GFS의 경우 switch를 이용하여 직접적으로 전압을 만들어 안정화 속도를 개선하는 방법으로 데이터 변화에 따른 감마 전압 변화의 peak 수준이, 종래 기술 대비 낮아 초기 속도에서 가장 우수한 특성을 보이고 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 감마 안정화 회로는 DDI 내부에 다양하게 배치될 수 있다. 아래에서는 본 발명의 고속 감마 안정화 회로를 DDI 내에 탭 분할 스위치 블록으로 설명하도록 하겠다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(200)의 탭 분할 스위치 블록의 위치를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 10은 참조하면, 감마 전압 발생기(240)를 기준으로 좌측과 우측의 각각에 2개의 소스 드라이버들(231-1, 231-2, 232-1, 232-2)이 배치될 수 있다. 2개의 소스 드라이버들(231-1, 231-2/232-1, 232-2)의 사이에 탭 분할 스위치 블록(TAB_DIV_SW; 245, 246)이 배치될 수 있다.
실시 예에 있어서, 탭 분할 스위치 블록(245 혹은 246)은 레드 감마(R_GAMMA)에 대응하는 제 1 스위치 블록(R-SW), 그린 감마(G-GAMA)에 대응하는 제 2 스위치 블록(G-SW), 및 블루 라인에 대응하는 제 3 스위치 블록(B-SW)을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 제 1 스위치 블록(R-SW), 제 2 스위치 블록(G-SW), 및 제 3 스위치 블록(B-SW)의 각각은 탭 분할을 위한 직렬 연결된 복수의 트랜스미션 게이트들을 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(300)의 탭 분할 스위치 블록의 위치를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 11을 참조하면, 감마 전압 발생기(340)를 기준으로 좌측과 우측의 각각에 2개의 소스 드라이버들(331-1, 331-2, 332-1, 332-2)이 배치되고, 탭 분할 스위치 블록(TAB_DIV_SW; 345, 346)은 도 10에 도시된 그것과 비교하여 좌측/우측 소스 드라이버들(331-1, 331-2/332-1, 332-2)의 가장 자리에 배치될 수 있다.
한편, 도 10 및 도 11은 레드 감마(R-GAMMA), 그린 감마(G-GAMMA), 및 블루 감마(B-GAMMA)의 모두에 탭 분할 스위치 블록을 배치시키고 있다. 하지만 본 발명이 여기에 제한될 필요는 없다. 본 발명은 레드 감마(R-GAMMA), 그린 감마(G-GAMMA), 및 블루 감마(B-GAMMA) 중에서 적어도 하나에 탭 분할 스위치 블록을 배치시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(400)의 탭 분할 스위치 블록의 위치를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 감마 전압 발생기(440)를 기준으로 좌측과 우측의 각각에 2개의 소스 드라이버들(431-1, 431-2, 432-1, 432-2)이 배치되고, 탭 분할 스위치 블록(TAB_DIV_SW, 445, 446)은, 도 11에 도시된 그것과 비교하여 그린 감마(G-GAMMA)에만 배치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 13을 참조하면, 디스플레이 장치는 다음과 같이 동작할 수 있다.
각 채널의 디스플레이 패널(110, 도 1 참조)로 제공된 이전 라인 데이터(CH_DATA_PRE, 도 7a참조)와 디스플레이 패널(110)로 제공될 현재 라인 데이터(CH_DATA_CUR)가 비교될 수 있다(S110). 비교 결과로써 데이터 패턴 혹은 변동 채널의 개수에 따라 고속 감마 안정화 회로를 활성화시킴으로써, 감마 라인들 사이에 로컬 탭이 발생될 수 있다(S120).
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치(2000)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 14를 참조하면, 모바일 장치(2000)는 프로세서(AP, 2100), 디스플레이 구동 회로(DDI, 2200), 패널(2300), 및 전원 회로(PMIC, 2400)를 포함할 수 있다.
프로세서(2100)는　디스플레이　장치의 전반적인 동작을 제어하도록 구현될 수수 있다. 실시 예에 있어서, 프로세서(2100)는 집적 회로, 시스템 온 칩, 혹은 모바일 어플리케이션 프로세서(application processor, AP)로 구현될 수 있다. 프로세서(2100)는 표시하고자 하는 데이터(예, 이미지 데이터, 동영상 데이터, 혹은 정지 영상 데이터)를 디스플레이　구동 회로(2200)로 전송할 수 있다. 실시 예에 있어서, 데이터는　디스플레이　패널(2300)의 수평 라인(혹은 수직 라인)에 대응하는　소스　데이터(SD) 단위로 구분될 수 있다.
디스플레이　구동 회로(2200)는 프로세서(100)로부터 전송된 데이터를　디스플레이　패널(2300)에 전송할 수 있는 형태로 변경하고, 변경된 데이터를　디스플레이　패널(2300)로 전송할 수 있다.　소스　데이터(SD)는 픽셀 단위로 공급될 수 있다.
또한, 디스플레이　구동 회로(2200)는 도 1 내지 도 13에서 설명한 고속 감마 안정화 회로로 구현되거나 탭 분할 스위치 블록을 포함할 수 있다.
프로세서 인터페이스는 프로세서(2100)와 디스플레이　구동 회로(2200) 사이에 주고받는 신호들 혹은 데이터를 인터페이싱(interfacing)할 수 있다. 프로세서 인터페이스는 프로세서(2100)로부터 전송된　소스　데이터(SD, line data)를 인터페이싱하여 디스플레이　구동 회로(2200)로 전송할 수 있다. 실시 예에 있어서, 프로세서 인터페이스는 MIPI(Mobile Industry Processor Interface), MDDI(Mobile Display Digital Interface),　디스플레이 포트 (Display Port), 혹은 임베디드　디스플레이 포트(Embedded Display Port(eDP)) 등과 같은 직렬 인터페이스(serial interface)와 관련한 인터페이스일 수 있다.
디스플레이　패널(2300)은 디스플레이　구동 회로(2200)에 의해　소스　데이터(SD)를 표시할 수 있다.
전원 회로(2400)는,　디스플레이　장치의 전력을 관리하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 전원 회로(2400)는 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 혹은 배터리 혹은 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. 또한, 전원 회로(2400)는, 유선 및/혹은 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들어, 자기공명 방식, 자기유도 방식 혹은 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 혹은 정류기 등을 더 포함할 수 있다.
전원 회로(2400)는 프로세서(2100)로부터 명령(커맨드)을 수신하여　디스플레이　장치의 각 부분에 전력을 공급할 수 있다. 전원 회로(2400)는 디스플레이　구동 회로(2200)와　디스플레이　패널(2300)에 각각 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 회로(2400)는 디스플레이　구동 회로(2200)에 외부 전압(EV)을 제공할 수 있다. 여기서 외부 전압(EV)은 디스플레이　구동 회로(2200) 내부에서 가공되어 사용될 수 있다. 파워 인터페이스는 전원 회로(2400)와 디스플레이　구동 회로(2200) 사이를 인터페이싱할 수 있다. 예를 들어, 파워 인터페이스는 디스플레이　구동 회로(2200)가 전원 회로(2400)에 전송하는 명령들을 전달할 수 있다. 파워 인터페이스는 프로세서 인터페이스와 별개로 존재할 수 있다. 디스플레이　구동 회로(2200)에서 프로세서(2100)를 거치지 않고 바로 전원 회로(2400)로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 소스 드라이버는 폴더블(foldable) 스마트폰에 적용 가능하다. 일반적으로 폴더블 스마트폰은, C-INFOLD, C+1, G, C-OUTFOLD, S 등과 같은 다양한 폴더블 디스플레이 형태로 구현될 수 있다. 일반적으로 폴더블 스마트폰은 접는 방식에 따라 인-폴드(in-fold) 구조와 아웃-폴드(out-fold) 구조로 구분될 수 있다.
한편, 상술된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용 할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함 할 것이다.
100: 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 게이트 드라이버
130: 소스 드라이버
140: 감마 전압 발생기
145: 고속 감마 안정화 회로

Claims (10)

  1. 제 1 감마 전압을 제공하는 제 1 감마 라인;
    제 2 감마 전압을 제공하는 제 2 감마 라인;
    로컬 탭 포인트 라인;
    탭 분할 활성화 신호에 응답하여 상기 제 1 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 1 스위치; 및
    상기 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 상기 제 2 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치는 트랜스미션 게이트로 구현되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    이전 라인 데이터와 현재 라인 데이터를 비교하여 상기 탭 분할 활성화 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    고속 스위치 활성화 신호 및 데이터 비교 신호를 AND 논리 연산하고, 상기 탭 분할 활성화 신호를 출력하는 논리 회로를 더 포함하고,
    상기 데이터 비교 신호는 상기 이전 라인 데이터와 상기 현재 라인 데이터를 비교함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이전 라인 데이터의 상위 2-비트와 상기 현재 라인 데이터의 상위 2-비트의 차이가 기준값 이상일 때, 상기 데이터 비교 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    소스 채널 별로 이전 데이터와 현재 라인 데이터를 비교하고, 상기 비교한 데이터의 차이가 기준값 이상인 소스 채널들의 개수를 카운팅하고, 상기 카운팅 값이 문턱값을 초과할 때 상기 데이터 비교 신호를 생성하는 데이터 비교 로직을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    소스 출력 활성화 신호, 좌측 상위 비트 활성화 신호, 및 우측 상위 비트 활성화 신호를 NAND 연산하는 제 1 논리 회로; 및
    상기 제 1 논리 회로의 출력값을 반전시킴으로써 상기 탭 분할 활성화 신호를 출력하는 인버터를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    라인 데이터를 수신하고, 복수의 감마 라인들 중에서 어느 하나를 대응하는 소스 라인으로 연결하는 디코더를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 감마 전압들을 발생하는 감마 전압 발생기;
    상기 감마 전압 발생기의 좌측에 배치되고, 제 1 데이터에 응답하여 상기 감마 전압들에 대응하는 제 1 감마 라인들 중에서 어느 하나를 대응하는 제 1 소스 채널에 연결하는 적어도 하나의 제 1 소스 드라이버;
    상기 감마 전압 발생기의 우측에 배치되고, 제 2 데이터에 응답하여 상기 감마 전압들에 대응하는 제 2 감마 라인들 중에서 어느 하나를 대응하는 제 2 소스 채널에 연결하는 적어도 하나의 제 2 소스 드라이버;
    상기 제 1 감마 라인들에 연결되는 제 1 탭 분할 스위치 블록; 및
    상기 제 2 감마 라인들에 연결되는 제 2 탭 분할 스위치 블록을 포함하고,
    상기 제 1 탭 분할 스위치 블록 및 상기 제 2 탭 분할 스위치 블록의 각각은,
    탭 분할 활성화 신호에 응답하여 제 1 감마 라인과 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 1 스위치; 및
    상기 탭 분할 활성화 신호에 응답하여 제 2 감마 라인과 상기 로컬 탭 포인트 라인을 연결하는 제 2 스위치를 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 디스플레이 장치의 동작 방법에 있어서,
    이전 라인 데이터와 현재 라인 데이터를 비교함으로써 데이터 패턴을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 데이터 패턴에 따라 감마 라인들 사이의 로컬 탭을 발생하는 단계를 포함하는 방법.
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