KR101802821B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 패널의 휘도를 조절하는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되어, 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널 및 상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함한다.

Description

표시 장치{A display device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 패널의 휘도를 조절하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시장치는 박막 트랜지스터에 형성된 화소에 동일 방향의 전계가 계속해서 인가됨에 따라 발생하는 액정의 열화를 방지하기 위해 데이터 전압을 매 프레임마다 공통 전압에 대해 극성이 반전되도록 한다. 이러한 데이터 전압의 극성을 반전시키는 액정 표시 장치의 구동 방식을 반전 구동 방식이라 한다. 그러나, 액정 표시 장치의 게이트 라인과 데이터 라인은 저항 성분과 기생 용량 성분을 가지고 있으며, 이에 따라, 게이트 및 데이터 전압의 지연이 생기게 되어, 킥백 전압이 발생한다. 킥백 전압에 의해, 정극성 데이터 전압과 공통 전압의 전압차와 부극성 데이터 전압과 공통 전압의 전압차가 서로 다를 수 있고, 표시 화상의 휘도가 프레임 단위로 변동하는 플리커 현상이 발생하는 어려움이 있다.
또한, 액정층, 유기 발광층 TFT와 같은 표시 패널의 구성요소들은 공정 산포에 의해 원하는 특성을 나타내지 않을 수 있고, 이에 따라, 표시 패널은 기준 데이터 전압에 해당하는 기준 휘도가 표시되지 않는 어려움이 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플리커 현상이 발생하지 않는 표시 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공정 산포에서 야기되는 휘도 변화를 최소화하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되어, 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널 및 상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 표시 영역에 배치된 액정층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 액정층에서 산란되어 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널 및 상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 표시 영역에 배치된 유기 발광층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 유기 발광층에서 방출되어 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널 및 상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 따르면, 디스플레이에 표시되는 영상의 표시 휘도를 판별하여, 그 보상 신호를 생성함으로써, 플리커 현상 및 공정 산포에서 야기되는 휘도 레벨의 차이를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대도이다.
도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 클 때의 표시 영역의 휘도 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 클 때의 데이터 전압과 공통 전압의 차이를 도시한 그래프이다.
도 6은 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 작을 때의 표시 영역의 휘도 변화를 도시한 그래프이다.
도 7는 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 작을 때의 데이터 전압과 공통 전압의 차이를 도시한 그래프이다.
도 8은 정극성 프레임과 부극성 프레임의 데이터 전압과 공통 전압의 차이에 따른 휘도 조절 신호를 도시한 표이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치가 표시 영역의 휘도를 조절하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대도이다.
도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 표시 패널(100), 구동 전압 발생부(200), 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(500), 타이밍 제어부(600) 및 휘도 조절 신호 생성부(700)를 포함한다.
표시 패널(100)은 제1 기판(102), 제1 기판(102)에 대향하여 배치된 제2 기판(104), 제1 기판(102)과 제2 기판(104) 사이에 배치된 누설광 감지부(400)를 포함한다.
또한, 표시 패널(100)은 표시 영역(110) 및 비표시 영역(120)이 정의되며, 표시 영역(100a)은 백라이트 유닛(미도시)에서 입사되는 광의 전부 또는 일부를 통과시킴으로 원하는 화상을 표시하는 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(120)은 표시 패널(100)상의 표시 영역(110)을 제외한 영역으로, 예를 들어, 표시 영역(110)의 외곽에 형성되고, 표시 패널(100)상에 백라이트 유닛(미도시)에서 광이 입사되지 않는 영역 또는 백라이트 유닛(미도시)에서 입사되는 광의 전부를 차단하는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 영역(110)은 등가 회로로 볼 때 제1 기판(102) 상의 다수의 표시 신호선과(G1 - Gn, D1 -Dm)과 이에 연결되어 있으며, 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 다수의 단위 화소(pixel)를 포함할 수 있다.
여기서, 여기서, 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)은 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트선(G1 - Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1 - Dm)을 포함한다. 게이트선(G1 - Gn)은 행방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1 - Dm)은 열방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행할 수 있다.
각 단위 화소는 표시 신호선(G1 - Gn, D1 - Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 커패시터(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 제1 기판(102)의 화소 전극과 제2 기판(104)의 공통 전극을 두 단자로 하며, 두 전극 사이의 액정층(130)(130)은 유전체로서 기능한다. 여기서 화소 전극은 스위칭 소자(Q)에 연결되고, 공통 전극은 제2 기판(104)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 여기에서, 공통 전극이 제1 기판(102)에 구비되는 경우도 있으며, 이 때에는 두 전극이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
누설광 감지부(400)는 제1 기판(102) 과 제2 기판(104) 사이의 비표시 영역(120)에 배치되어, 표시 영역(110)에서 비표시 영역(120)으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 역할을 수행한다. 누설광 감지부(400)는 제1 기판(102)과 제2 기판(104) 사이에서 표시 영역(110)에 인접한 비표시 영역(120)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 누설광 감지부(400)는 표시 영역(102)에 인접한 비표시 영역(120)의 일측에서 비표시 영역(120)과 표시 영역(110)의 경계와 나란한 방향으로 길게 형성된 것일 수 있다. 그러나, 본 발명에 일 실시예에 따른 누설광 감지부(400)는 표시 패널(100)의 일측에 형성된 것으로 한정되지 않으며, 도시되지 않았으나, 표시패널의 좌, 우, 상, 하의 측면에 복수개가 형성된 것일 수 있다.
누설광 감지부(400)는 제1 기판(102)상에 배치된 복수의 포토 센서(410) 및 포토 센서(410)의 상부에 배치된 복수의 반사막(420)을 포함할 수 있다.
포토 센서(410)는 입사되는 광의 세기에 따라 다른 전류 또는 전압 신호를 생성하는 것일 수 있다. 예를 들어, 포토 센서(410)는 입사되는 광의 세기에 따라 생성하는 전류를 달리하는 포토 트랜지스터 또는 포토 다이오드일 수 있고, 누설광 감지부(400)는 복수의 포토 센서(410)에서 생성되는 전류를 취합하여, 취합된 전류에 따른 전압 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 누설광 감지부(400)은 입사되는 누설광의 세기가 셀 수록 상대적으로 높은 전압을 출력하며, 입사되는 누설광의 세기가 약할수록 상대적으로 낮은 전압을 출력할 수 있다.
포토 센서(410)는 표시 영역(102)의 스위칭 소자(Q)와 동일 공정에서 함께 형성되는 포토 트랜지스터 일 수 있으며, 스위칭 소자(Q)의 TFT와 소스 전극, 드레인 전극, 게이트 전극과 각각 실질적으로 동일한 물질로 형성된 소스 전극, 드레인 전극, 게이트 전극을 갖는 포토 트랜지스터일 수 있다.
반사막(420)은 제1 기판(102)의 비표시 영역(120)과 제2 기판(104) 사이의 포토 센서(410)의 상부에 배치될 수 있다. 반사막(420)은 제2 기판(104)이 제1 기판(102)과 대향하는 면상에 형성된 금속층일 수 있으며, 예를 들어, 크롬 또는 은 재질의 층일 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 기판(102)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(미도시)은 표시 패널(100)의 표시 영역(110)으로 광을 조사한다. 조사광은 표시 패널(100)의 액정층(130) 을 통과하여 화상을 표시한다. 조사광의 일부는 액정층(130)에서 액정 분자(132)에 의해 산란되고, 표시 영역(110)과 비표시 영역(120)의 경계에서 산란되는 조사광은 비표시 영역(120)으로 누설된다. 누설되는 광은 반사막(420)에 반사되고, 반사된 누설광은 포토 센서(410)로 입사된다. 즉, 반사막(420)은 표시 영역(110)에서 비표시 영역(120)으로 누설되는 광을 포토 센서(410)로 제공하는 역할을 수행하며, 포토 센서(410)는 누설되어 반사되는 광의 세기에 따라 변동하는 출력 전압을 생성할 수 있다.
구동 전압 발생부(200)는 다수의 구동 전압을 생성한다. 예를 들어, 구동 전압 발생부(200)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff) 및 공통 전압(Vcom)을 생성한다. 구동 전압 발생부(200)는 후술할 휘도 레벨 조절 신호에 응답하여 전압 레벨이 조절된 공통 전압(Vcom)을 생성할 수 있다.
게이트 구동부(300)는 액정 패널(100)의 게이트선(G1 - Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1 - Gn)에 인가할 수 있다.
데이터 구동부(500)는 액정 패널(100)의 데이터선(D1 - Dm)에 연결되어 있으며, 감마 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 다수의 감마 전압에 기초하여 다수의 계조 전압을 생성하고, 생성된 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 단위 화소에 인가하며 통상 다수의 집적 회로로 이루어질 수 있다.
타이밍 제어부(600)는 게이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(500)에 제공할 수 있다.
이하에서 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
타이밍 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 타이밍 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 패널(100)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(300)로 제공하고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 제공할 수 있다.
여기서, 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함할 수 있다. 이 중, 출력 인에이블 신호(OE)와 게이트 클록 신호(CPV)는 구동 전압 발생부(200)로 제공될 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1 - Dm)에 해당 데이터 전압(Vdata)을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(VCOM)에 대한 데이터 전압(Vdata)의 극성(이하 '공통 전압에 대한 Vdata의 극성'을 줄여 '데이터 전압(Vdata)의 극성'이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동부(500)는 타이밍 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 단위 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압(Vdata)으로 변환할 수 있다.
게이트 구동부(300)는 타이밍 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1 - Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1 - Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킬 수 있다.
하나의 게이트선(G1 - Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴온되어 있는 동안[이 기간을 '1H' 또는 '1 수평 주기(horizontal period)'이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압(Vdata)을 해당 데이터선(D1 - Dm)에 공급한다. 데이터선(D1 - Dm)에 공급된 데이터 전압(Vdata)은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 단위 화소에 인가될 수 있다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1 - Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 단위 화소에 Vdata을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 단위 화소에 인가되는 Vdata의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다('프레임 반전'). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압(Vdata)의 극성이 바뀌거나('라인 반전'), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압(Vdata)의 극성도 서로 다를 수 있다('도트 반전').
휘도 조절 신호 생성부(700)는 누설광 감지부(400)와 전기적으로 연결되고, 누설광 감지부(400)가 감지한 누설광의 세기에 따라 표시 영역(110)의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호(LCS1)를 생성하여, 구동 전압 발생부(200)로 공급할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 10를 참조하여, 표시 영역(110)의 휘도를 조절하기 위하여 휘도 조절 신호 생성부(700)가 생성하는 휘도 조절 신호(LCS1)를 상세히 설명한다.
도 4는 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 클 때의 표시 영역의 휘도 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 클 때의 데이터 전압과 공통 전압의 차이를 도시한 그래프이다.
도 6은 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 작을 때의 표시 영역의 휘도 변화를 도시한 그래프이다.
도 7는 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 작을 때의 데이터 전압과 공통 전압의 차이를 도시한 그래프이다.
도 8은 정극성 프레임과 부극성 프레임의 데이터 전압과 공통 전압의 차이에 따른 휘도 조절 신호를 도시한 표이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 화소에 인가되는 데이터 전압(Vdata)은 프레임 단위로 극성이 변동되며, 이에, 화소에는 데이터 전압(Vdata)과 공통 전압을 기준으로 정극성 데이터 전압과 부극성 데이터 전압이 프레임 단위로 순차적으로 인가된다. 이 때, 정극성 프레임의 정극성 데이터 전압와 공통 전압의 차이(△V+) 및 부극성 데이터 전압와 공통 전압(△V-)의 차이는 동일하지 않을 수 있다. 이 경우, 프레임 단위로 표시 화상의 휘도가 변동할 수 있고, 표시 화상이 펄럭이는 플리커 현상이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 휘도 조절 신호 생성부(700)는 누설광 감지부(400)를 통해 표시 영역(110)의 휘도 변동을 관찰하고, 공통 전압의 전압 레벨을 조절하여 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호(LCS1)를 구동 전압 발생부(200)에 공급한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 정극성 데이터 신호와 공통 전압의 차이(△V+)가 부극성 데이터 신호와 공통 전압의 차이(△V-)보다 클 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 정극성 프레임에서의 휘도가 부극성 프레임에서의 휘도 보다 클 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 정극성 데이터 전압과 공통 전압의 차이(△V+)가 부극성 데이터 전압과 공통 전압의 차이(△V-)보다 작을 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 정극성 프레임에서의 휘도가 부극성 프레임에서의 휘도 보다 작을 수 있다.
이에, 도 8에 정리된 바와 같이, 휘도 조절 신호 생성부(700)는 정극성 프레임의 누설광의 세기가 부극성 프레임의 누설광의 세기보다 클 경우 공통 전압을 증가시키는 휘도 조절 신호(LCS1)를 생성하고, 반대의 경우에는 공통 전압의 전압을 감소시키는 휘도 조절 신호(LCS1)를 생성할 수 있다. 구동 전압 발생부(200)는 수신된 휘도 조절 신호(LCS1)에 따라 공통 전압을 증가 시키거나 감소 시키며, 이에 따라 공통 전압은 정극성 프레임에서의 휘도와 부극성 프레임에서의 휘도의 차이가 최소화 되도록 조정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치가 표시 영역의 휘도를 조절하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 구동 전압 발생부(200)는 초기치로 설정된 공통 전압(Vcom)을 표시 패널(100)의 공통 전극에 인가하며, 표시 패널(100)은 초기 공통 전압(Vcom)이 인가된 화상을 표시한다(S800).
이어서, 누설광 감지부(400)은 표시 패널(100)의 비표시 영역(120)으로 누설되는 광의 세기를 감지한다(S802).
이어서, 누설광 감지부(400)와 전기적으로 연결된 휘도 조절 신호 생성부(700)는 누설광의 세기를 기초로 표시 화상의 휘도 변동을 판별한다(S804).
이어서, 휘도 조절 신호 생성부(700)는 정극성 프레임과 부극성 프레임에서의 휘도가 동일한지 여부를 판단한다(S806). 이 때, 정극성 프레임과 부극성 프레임에서의 휘도의 동일 여부는 정극성 프레임과 부극성 프레임의 휘도가 소정의 오차 범위보다 작은 지 여부로 판단하는 것일 수 있다.
정극성 프레임과 부극성 프레임의 휘도가 동일하다면, 현재 인가된 공통 전압(Vcom)을 공통 전극으로 지속적으로 인가하며, 휘도 조절 신호 생성부(700)의 휘도 조절은 종료된다.
만일, 정극성 프레임과 부극성 프레임의 휘도가 동일하지 않은 경우, 휘도 조절 신호 생성부(700)은 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도보다 큰지 여부를 판단한다(S808).
정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도 보다 크면, 휘도 조절 신호 생성부(700)은 공통 전압(Vcom)을 증가하라는 휘도 조절 신호(LCS1)을 생성하여, 구동 전압 발생부(200)에 제공한다(S810).
이어서, 구동 전압 발생부(200)은 공통 전압(Vcom)을 증가하라는 휘도 조절 신호(LCS1)을 수신하여, 증가된 공통 전압(Vcom)을 표시 패널(100)의 공통 전극에 인가하며, 표시 패널(100)은 증가된 공통 전압(Vcom)이 인가된 화상을 표시한다(S812).
만일, 정극성 프레임의 휘도가 부극성 프레임의 휘도보다 크지 않으면(S808), 휘도 조절 신호 생성부(700)은 공통 전압(Vcom)을 감소하라는 휘도 조절 신호(LCS1)을 생성하여, 구동 전압 발생부(200)에 제공한다(S814).
이어서, 구동 전압 발생부(200)은 공통 전압(Vcom)을 감소하라는 휘도 조절 신호(LCS1)을 수신하여, 감소된 공통 전압(Vcom)을 표시 패널(100)의 공통 전극에 인가하며, 표시 패널(100)은 감소된 공통 전압(Vcom)이 인가된 화상을 표시한다(S812).
다시, 누설광 감지부(400)는 표시 패널(100)의 비표시 영역(120)으로 누설되는 광의 세기를 감지(S802)하고, 이후 과정은 반복될 수 있다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 10를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치와 휘도 조절 신호 생성부(700)에서 생성된 휘도 조절 신호(LCS2)가 타이밍 제어부(600)로 인가되는 점에서 차이가 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여 동일한 식별 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
액정층(130) 및 TFT와 같은 표시 패널(100)의 구성요소들은 공정 산포에 의해 원하는 특성을 나타내지 않을 수 있고, 이에 따라, 표시 패널(100)은 기준 데이터 전압(Vdata)에 해당하는 기준 휘도를 표시하지 않을 수 있다.
이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 휘도 조절 신호 생성부(700)는 누설광 감지부(400)가 감지한 누설광의 세기를 이용하여 표시 영역(110)의 전체 휘도를 감지하고, 표시 영역(110)의 휘도 레벨을 조절하기 위한 휘도 조절 신호(LCS2)를 타이밍 제어부(600)로 공급할 수 있다.
예를 들어, 휘도 조절 신호 생성부(700)는 누설광 감지부(400)에서 감지한 누설광의 세기를 이용하여, 표시 영역(110)의 전체 휘도를 측정하고, 기준 데이터 전압(Vdata)에 대한 기준 휘도와 측정된 표시 영역(110)의 휘도의 차이를 판단하여, 기준 데이터 전압(Vdata)의 보정분을 산출하고, 기준 데이터 전압(Vdate)의 보정분에 해당하는 휘도 조절 신호(LCS2)를 타이밍 제어부(600)에 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(600)는 영상 신호(R, G, B)를 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞게 처리할 때, 공급된 휘도 조절 신호(LCS2)를 참조하여, 처리한 영상 신호(R', G', B')를 생성할 수 있다. 이로써, 표시 패널(100)의 공정 산포에서 야기되는 표시 패널(100)의 휘도 편차를 조절할 수 있게 된다.
이상에서, 본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하였지만, 본 발명은 액티브 매트릭스를 사용하는 다양한 표시 장치에 적용이 가능하다.
이하에서는, 도 11 내지 도 12을 참조하여, 본 발명에 따른 유기 발광 표시장치에 대하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 11 내지 도 12을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 표시 패널(100a), 구동 전압 발생부(200a), 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(500), 타이밍 제어부(600) 및 휘도 조절 신호 생성부(700a)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 표시 패널(100a)이 자체 발광하는 유기 발광층(130a)을 포함하고, 별도의 백라이트 유닛을 포함하지 않는 점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치와 차이를 보인다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 구성요소에 대하여, 동일한 식별 부호를 사용하며 반복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시 패널(100a)은 스캔 신호를 전달하기 위한 복수의 스캔 라인(S1, S2,..., Sn), 복수의 스캔 라인(S1, S2, ..., Sn)으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터 라인(D1, D2, ..., Dm), 복수의 데이터 라인(D1, D2, ..., Dm)과 복수의 스캔 라인(S1, S2, ..., Sn)에 의해 정의되는 복수의 화소에 의해 정의되는 단위 화소 및 단위 화소로 구동 전류를 공급하는 전원 라인(P-Line) 및 누설광 감지부(400a)를 포함한다.
단위 화소는 유기 발광 소자(OELD), 구동 트랜지스터(MD), 스위칭 트랜지스터(MS) 및 캐패시터(Cgs)를 포함할 수 있다.
또한, 표시 패널(100a)은 표시 영역(110a) 및 비표시 영역(120a)을 포함하며, 표시 영역(110a)은 표시 영역(110a)에 배치된 유기 발광 소자(OLED)가 발광하여, 원하는 화상을 표시하는 영역이고, 비표시 영역(120a)은 표시 패널(100a)상의 표시 영역(110a)을 제외한 영역에 해당하며, 예를 들어, 표시 영역(110a)의 외곽에 형성되고, 표시 영역(110a)의 유기 발광 소자(OLED)의 광 일부가 표시 영역(110a)의 외부로 방출되는 광의 전부를 차단시키는 영역일 수 있다.
구동 트랜지스터(MD)는 유기 발광 소자(OLED)에 연결되어 발광을 위한 전류를 공급한다. 구동 트랜지스터(MD)의 전류량은 스위칭 트랜지스터(MS)를 통해 인가되는 데이터 전압(Vdata) 신호에 의해 제어될 수 있다. 이 때, 인가된 데이터 전압(Vdata) 신호를 일정기간 유지하기 위한 캐패시터(Cgs)가 구동 트랜지스터(MD)의 소스와 게이트 사이에 연결되어 있다.
전원 라인(P-Line)은 구동 전압 발생부(200a)에 연결되고, 각 단위 화소의 구동 트랜지스터(MD)에 병렬로 연결되어, 구동 트랜지스터(MD)에 전원 전압(VDD)을 인가하여, 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 위한 구동 전류를 공급한다.
도 11을 참조하면, 제1 기판(102a)과 제2 기판(104a) 사이에는 유기 발광층(130a)을 포함하는 유기 발광 소자(OLED)가 배치 될 수 있다. 유기 발광 소자(OLED)의 양단에 전압이 인가되어, 유기 발광 소자(OLED)를 관통하도록 전류가 흐르면, 유기 발광층(130a)은 에너지 상태의 전이로 인해 특정 파장 대역의 광을 방출한다.
유기 발광층(130a)에서 방출된 광의 일부는 제1 기판(102a)의 표시 영역(110a)과 비표시 영역(120a)의 경계에서, 표시 영역(110a)에서 비표시 영역(120a)으로 누설된다. 누설되는 광은 반사막(420a)에 반사되고, 반사된 누설광은 포토 센서(410a)로 입사된다. 즉, 반사막(420a)은 표시 영역(110a)에서 비표시 영역(120a)으로 누설되는 광을 포토 센서(410a)로 제공하는 역할을 수행하며, 포토 센서(410a)는 누설되어 반사되는 광의 세기에 따라 변동하는 출력 전압을 생성한다.
휘도 조절 신호 생성부(700a)는 누설광 감지부(400a)와 전기적으로 연결되고, 누설광 감지부(400a)가 감지한 누설광의 세기에 따라 표시 영역(110a)의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호(LCS2)를 생성한다.
유기발광층 및 TFT와 같은 유기 발광 표시 패널(100a)의 구성요소들은 공정 산포에 의해 원하는 특성을 나타내지 않을 수 있고, 이에 따라, 유기 발광 표시 패널(100a)은 기준 데이터 전압(Vdata)에 해당하는 기준 휘도를 표시하지 않을 수 있다.
이에, 휘도 조절 신호 생성부(700a)는 누설광 감지부(400a)가 감지한 누설광의 세기를 이용하여 표시 영역(110a)의 전체 휘도를 감지하고, 표시 영역(110a)의 휘도 레벨을 조절하기 위한 휘도 조절 신호(LCS2a)를 타이밍 제어부(600)로 공급할 수 있다.
예를 들어, 휘도 조절 신호 생성부(700a)는 누설광 감지부(400)에서 감지한 누설광의 세기를 이용하여, 표시 영역(110a)의 전체 휘도를 측정하고, 기준 데이터 전압(Vdata)에 대한 기준 휘도와 측정된 표시 영역(110a)의 휘도의 차이를 판단하여, 기준 데이터 전압(Vdata)을 조절하여 표시 영역(110a)의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호(LCS2)를 타이밍 제어부(600)에 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(600)는 영상 신호(R, G, B)를 유기 발광 표시 패널(100a)의 동작 조건에 맞게 처리할 때, 공급된 휘도 조절 신호(LCS2)를 참조하여, 처리한 영상 신호(R', G', B')를 생성할 수 있다. 이로써, 유기 발광 표시 패널(100a)의 공정 산포에서 야기되는 유기 발광 표시 패널(100a)의 휘도 편차를 조절할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 표시 패널 110 : 표시 영역
120 : 비표시 영역 300 : 게이트 구동부
400 : 누설광 감지부 410 : 포토 센서
420 : 반사막 500 : 데이터 구동부
600 : 타이밍 제어부 700 : 휘도 조절 신호 생성부

Claims (21)

  1. 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되어, 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널; 및
    상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 누설광 감지부는,
    상기 제1 기판상에 배치된 포토 센서 및 상기 포토 센서의 상부에 배치된 반사막을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성되는 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극, 제1 게이트 전극을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함하되,
    상기 포토 센서는 상기 제1 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제1 게이트 전극과 실질적으로 동일한 물질로 형성된 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극, 제2 게이트 전극을 포함하는 박막 트랜지스터인 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 누설광 감지부는 상기 비표시 영역의 일측에서 상기 비표시 영역과 상기 표시 영역의 경계와 나란하게 형성된 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 기판에 공통 전압을 제공하는 구동 전압 발생부를 더 포함하되,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 공통 전압의 전압 레벨을 조절하는 휘도 조절 신호를 상기 구동 전압 발생부로 제공하고,
    상기 구동 전압 발생부는 상기 휘도 조절 신호를 입력받아 상기 공통 전압의 전압 레벨을 조절하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 정극성 프레임의 누설광의 세기가 부극성 프레임의 누설광의 세기보다 크면 공통 전압을 증가시키는 휘도 조절 신호를 생성하고, 정극성 프레임의 누설광의 세기가 부극성 프레임의 누설광의 세기보다 작으면 공통 전압을 감소시키는 휘도 조절 신호를 생성하는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성된 복수의 데이터 선을 포함하고,
    상기 복수의 데이터 선으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 외부에서 입력된 영상신호를 처리하여 처리된 영상 신호를 상기 데이터 구동부로 제공하는 타이밍 제어부를 더 포함하되,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 데이터 선으로 인가되는 데이터 전압레벨을 조절하여 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 상기 타이밍 제어부로 제공하고,
    상기 타이밍 제어부는 상기 휘도 조절 신호를 입력받아 상기 처리된 영상신호를 생성하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 누설광 감지부에서 감지한 누설광의 세기를 이용하여, 표시 영역의 전체 휘도를 측정하고, 기준 데이터 전압에 대한 기준 휘도와 측정된 표시 영역의 휘도의 차이를 판단하여, 기준 데이터 전압의 보정분을 산출하고, 기준 데이터 전압의 보정분에 해당하는 휘도 조절 신호를 타이밍 제어부에 공급하는 표시 장치.
  9. 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 표시 영역에 배치된 액정층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 액정층에서 산란되어 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널; 및
    상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 누설광 감지부는,
    상기 제1 기판상에 배치된 포토 센서 및 상기 포토 센서의 상부에 배치된 반사막을 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성되는 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극, 제1 게이트 전극을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함하되,
    상기 포토 센서는 상기 제1 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제1 게이트 전극과 실질적으로 동일한 물질로 형성된 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극, 제2 게이트 전극을 포함하는 박막 트랜지스터인 표시 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 누설광 감지부는 상기 비표시 영역의 일측에서 상기 비표시 영역과 상기 표시 영역의 경계와 나란하게 형성된 표시 장치.
  13. 제9 항에 있어서, 제2 기판의 공통 전극에 공통 전압을 제공하는 구동 전압 발생부를 더 포함하되,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 공통 전압의 전압 레벨을 조절하는 휘도 조절 신호를 상기 구동 전압 발생부로 제공하고,
    상기 구동 전압 발생부는 상기 휘도 조절 신호를 입력받아 상기 공통 전압의 전압 레벨을 조절하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 정극성 프레임의 누설광의 세기가 부극성 프레임의 누설광의 세기보다 크면 공통 전압을 증가시키는 휘도 조절 신호를 생성하고, 정극성 프레임의 누설광의 세기가 부극성 프레임의 누설광의 세기보다 작으면 공통 전압을 감소시키는 휘도 조절 신호를 생성하는 표시 장치.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성된 복수의 데이터 선을 포함하고,
    상기 복수의 데이터 선으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 외부에서 입력된 영상신호를 처리하여 처리된 영상 신호를 상기 데이터 구동부로 제공하는 타이밍 제어부를 더 포함하되,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 데이터 선으로 인가되는 데이터 전압레벨을 조절하여 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 상기 타이밍 제어부로 제공하고,
    상기 타이밍 제어부는 상기 휘도 조절 신호를 입력받아 상기 처리된 영상신호를 생성하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 누설광 감지부에서 감지한 누설광의 세기를 이용하여, 표시 영역의 전체 휘도를 측정하고, 기준 데이터 전압에 대한 기준 휘도와 측정된 표시 영역의 휘도의 차이를 판단하여, 기준 데이터 전압의 보정분을 산출하고, 기준 데이터 전압의 보정분에 해당하는 휘도 조절 신호를 타이밍 제어부에 공급하는 표시 장치.
  17. 화상이 표시되는 표시 영역과 화상이 표시되지 않는 비표시 영역이 정의되고, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 표시 영역에 배치된 유기 발광층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 유기 발광층에서 방출되어 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역으로 누설되는 광의 세기를 감지하는 누설광 감지부를 포함하는 표시 패널; 및
    상기 누설광 감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 누설광 감지부가 감지한 광의 세기에 따라 상기 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 생성하는 휘도 조절 신호 생성부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 누설광 감지부는,
    상기 제1 기판상에 배치된 포토 센서 및 상기 포토 센서의 상부에 배치된 반사막을 포함하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성되는 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극, 제1 게이트 전극을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함하되,
    상기 포토 센서는 상기 제1 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제1 게이트 전극과 실질적으로 동일한 물질로 형성된 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극, 제2 게이트 전극을 포함하는 박막 트랜지스터인 표시 장치.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 표시 영역에 형성된 복수의 데이터 선을 포함하고,
    상기 복수의 데이터 선으로 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부 및 외부에서 입력된 영상신호를 처리하여 처리된 영상 신호를 상기 데이터 구동부로 제공하는 타이밍 제어부를 더 포함하되,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 데이터 선으로 인가되는 데이터 전압레벨을 조절하여 표시 영역의 휘도를 조절하는 휘도 조절 신호를 상기 타이밍 제어부로 제공하고,
    상기 타이밍 제어부는 상기 휘도 조절 신호를 입력받아 상기 처리된 영상신호를 생성하는 표시 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 휘도 조절 신호 생성부는 상기 누설광 감지부에서 감지한 누설광의 세기를 이용하여, 표시 영역의 전체 휘도를 측정하고, 기준 데이터 전압에 대한 기준 휘도와 측정된 표시 영역의 휘도의 차이를 판단하여, 기준 데이터 전압의 보정분을 산출하고, 기준 데이터 전압의 보정분에 해당하는 휘도 조절 신호를 타이밍 제어부에 공급하는 표시 장치.
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