오늘은 디스플레이 드라이버 IC (DDI)에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 디스플레이 패널은 이미지와 영상을 통해 우리에게 다양한 정보를 전달해줍니다. DDI는 디스플레이 패널에 화면을 구현하기 위한 필수 부품입니다.
[질문 1]. Display Driver IC, DDI에 대해서 설명해보세요.
Display Driver IC, DDI는 디스플레이 구동칩으로서 LCD, OLED 등의 디스플레이를 구성하고 있는 수많은 픽셀들을 구동하는데 필요한 반도체 칩입니다. 터치나 리모컨을 통해 기기에 명령 신호가 들어오면 AP 또는 CPU와 같은 중앙처리장치에서 사용자가 명령한 내용을 신호로 처리해서 PCB 기판을 거쳐 DDI를 통해 패널에 전달됩니다. 이때 DDI는 디스플레이 패널 안에 있는 Thin Film Transistor, TFT 박막트랜지스터를 통해 픽셀을 제어합니다.
출처 : 삼성디스플레이 뉴스룸
Display의 pixel은 빛의 삼원색인 R,G,B를 표시하는 Sub-pixel로 구성되어 있습니다. 위의 그림과 같이 이러한 서브픽셀들을 직접적으로 제어하는 것이 TFT 입니다. 그리고 TFT에 직접적으로 신호를 전달해서 최종적으로 서브픽셀들을 제어하는 것이 바로 Display Driver IC, DDI입니다. DDI는 중앙처리장치, AP와 디스플레이 패널 사이의 신호를 전달해주는 중간다리 역할을 하며 다채로운 영상정보를 제공하는데 있어 중요한 기능을 합니다.
*Source DDI : 3~5V의 저전압의 입력신호를 받아 액정 구동전압 Level(8-17V)의 출력신호를 만들어냅니다. *Gate DDI : 3~5V의 디지털 입력신호를 받아 고전압(30-50V)의 on/off 구동 신호를 만들어냅니다.
[꼬리 1-1]. Display Driver IC, DDI의 구성과 동작원리에 대해서 설명하세요.
DDI는 Gate IC와 Source IC로 구성되어 있습니다. Gate IC는 TFT의 Gate 전극을 구동하며, TFT에 신호를 전달하여 서브픽셀들의 on/off 스위치 역할을 담당합니다. Source IC는 TFT의 Source 전극을 구동하며, 서브픽셀들이 표현할 색상의 차이를 만들어냅니다. Source IC / Gate IC에서 전압차를 이용해 전류를 TFT에 흘려줌으로써 각각의 서브픽셀들을 구동시킬 수 있습니다.
출처 : 삼성디스플레이 뉴스룸
[꼬리 1-2]. Display Driver IC, DDI의 종류에 대해서 설명하세요.
Display Driver IC, DDI의 종류는 크게 모바일 DDI인 MDDI(Mobile DDI)와 태브릿이나 스마트 TV 등 중형 가전에 들어가는 패널 DDI, PDDI(Panel DDI)로 구분됩니다. MDDI는 모바일용으로 스마트폰에 통합된 1개의 DDI가 탑재됩니다. MDDI는 Gate, Source, Power/Memory 기능이 모두 들어간 1chip SoC가 12인치 공정을 통해 만들어집니다. PDDI는 중대형 DDI로 여러개의 DDI가 상단, 측면의 베젤에 위치하게 됩니다. 그리고 PDDI는 PDDI와 디스플레이 사이에서 중재 역할을 하는 T-CON (Timing Controller)가 필요합니다. DDI를 부착하는 방식에 따라 Chip on Glass, COG와 Chip on Film, COF 기술이 있으며, COG는 Glass 기판에 바로 붙이는 방식이고, COF는 Flexible 화면에 필름을 덧대 붙이는 방식입니다.
[세부설명]
디스플레이는 위와 같이 구성되어 있습니다. 패널을 기준으로 각 픽셀을 선택해주는 Display Driver IC, DDI가 있습니다. DDI는 X축 방향의 Source DDI와 Y축 방향의 Gate DDI가 있습니다. Gate DDI는 서브픽셀의 on/off 스위치 신호를 전달합니다. Source DDI는 서브픽셀들이 표현할 색상의 차이를 만들어내는 신호를 전달합니다. T-CON은 Timing Controller로 이들을 순차적으로 on/off 시켜주는 신호를 보내주는 역할을 합니다. 그리고 각각의 IC에 전원을 공급하는 Power Management IC, PMIC인 DC-DC Converter가 위치합니다.
Gate DDI는 40-50V, Source DDI는 ~18V, T-CON은 순수 로직공정이기에 ~5V가 요구됩니다. 그리고 2가지의 DDI와 T-CON에 전압을 제공하는 PMIC는 ~50V 미만의 High voltage를 제공하기에 높은 전압에서도 device performance의 신뢰성을 가지도록 설계해야 합니다.
Mobile DDI, MDDI는 Pannel DDI, PDDI와 달리 작은 디스플레이를 구동해야 하기 때문에, Gate DDI, Source DDI 그리고 T-CON이 1개의 DDI로 통합된 DDI를 사용합니다. 즉, MDDI는 로직공정부터 ~40V까지 1개의 공정에서 모두 지원이 되는 공정을 사용해야 합니다. Mobile DDI는 DDI와 T-CON이 결홥된 SoC이기 때문에 T-CON 기준의 로직 공정을 사용합니다. TV와 IT용 DDI들은 8인치 레거시 공정에서 생산하고 T-CON은 별도로 12인치 로직공정을 사용합니다. MDDI는 T-CON이 포함된 통합 DDI이기 때문에 무조건 12인치 공정에서 생산합니다. PMIC 또한 8인치 공정을 이용하며, SoC 형태일 때만 12인치 공정을 사용합니다.
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