KR102101361B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON(Timing Controller) 및 상기 표시 장치의 구동을 위한 구동 데이터가 저장된 구동 메모리가 장착되어 있는 제어 보드, 및 상기 제어 보드에 연결 케이블로 연결되고, 데이터 신호를 출력하는 구동 IC(Integrated Circuit) 및 상기 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터가 저장된 패널 메모리가 장착되어 있는 소스 보드를 포함한다. 표시 장치의 구동 데이터를 제어 보드에 마련된 구동 메모리에 저장하고, 패널 특성 데이터를 소스 보드에 마련된 패널 메모리에 저장함으로써, 구동 데이터의 업데이트를 위해 표시 장치의 화질 특성을 측정하여 패널 특성 데이터를 만드는 공정을 재수행할 필요가 없으며, 표시 장치의 완제품에 대해 구동 알고리즘이나 구동 타이밍을 최적화하기 위해 구동 파일을 업데이트하게 되면 패널 특성 데이터가 사라지게 되는 문제가 발생하지 않는다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치의 구동 데이터와 패널 특성 데이터를 분리하여 이용하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사 라인과 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터 라인을 포함한다. 복수의 화소는 주사 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성된다. 복수의 주사 라인에 게이트 온 전압의 주사 신호가 순차적으로 인가되고, 게이트 온 전압의 주사 신호에 대응하여 복수의 데이터 라인에 데이터 신호가 인가되어 복수의 화소에 영상 데이터가 기입된다.
표시 장치를 제조하는 제조 공정상에서의 오차에 의해 표시 장치들 간의 화질 특성의 편차가 발생하게 된다. 표시 장치들이 서로 동일한 화질 특성을 나타내도록 각 표시 장치의 화질 특성의 편차가 보상되어야 한다. 이를 위하여 표시 장치의 제조 공정에서 표시 장치의 화질 특성을 측정하고 화질 특성의 편차를 보상하기 위한 패널 특성 데이터가 만들어진다.
한편, 표시 장치의 구동 알고리즘, 화소의 구성적 특징 등에 따라 최적화된 구동 타이밍으로 각종 제어 신호나 데이터 신호 등을 생성하기 위한 구동 데이터가 만들어진다.
이러한 패널 특성 데이터와 구동 데이터는 하나의 구동 파일에 포함되고, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller, 이하 TCON)는 구동 파일을 참조하여 표시 장치의 구동을 제어한다.
만일, 표시 장치의 제조 공정에서 구동 데이터의 업데이트가 필요한 경우에는 구동 데이터뿐만 아니라 패널 특성 데이터도 함께 업데이트하여야 한다. 표시 장치의 제조 공정에서 패널 특성 데이터와 구동 데이터는 서로 다른 공정에서 만들어지게 되는데, 구동 데이터의 업데이트를 위해 표시 장치의 화질 특성을 측정하여 패널 특성 데이터를 만드는 공정을 재수행하여야 하는 불편함이 있다.
또한, 표시 장치의 완제품에 대해 구동 알고리즘이나 구동 타이밍을 최적화하기 위해 구동 파일을 업데이트하게 되면 패널 특성 데이터가 사라지게 되는 문제가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 표시 장치의 구동 데이터와 패널 특성 데이터를 분리하여 이용하는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON(Timing Controller) 및 상기 표시 장치의 구동을 위한 구동 데이터가 저장된 구동 메모리가 장착되어 있는 제어 보드, 및 상기 제어 보드에 연결 케이블로 연결되고, 데이터 신호를 출력하는 구동 IC(Integrated Circuit) 및 상기 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터가 저장된 패널 메모리가 장착되어 있는 소스 보드를 포함한다.
상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압을 생성하여 상기 구동 IC에 제공하는 감마 IC가 상기 소스 보드에 장착되어 있을 수 있다.
상기 TCON은 상기 제어 보드에 형성된 배선을 통해 상기 구동 메모리에 연결되고, 상기 구동 메모리와의 데이터 통신으로 상기 구동 데이터를 획득할 수 있다.
상기 TCON은 상기 제어 보드, 상기 연결 케이블 및 상기 소스 보드에 형성된 배선을 통해 상기 감마 IC 및 상기 패널 메모리에 각각 연결될 수 있다.
상기 TCON은 상기 패널 메모리와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터를 획득할 수 있다.
상기 TCON은 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공할 수 있다.
상기 감마 IC는 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성할 수 있다.
상기 데이터 통신은 I2C 시리얼 통신 방식으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON, 상기 표시 장치의 구동을 위한 구동 데이터가 저장된 구동 메모리 및 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압을 생성하는 감마 IC가 장착되어 있는 제어 보드, 및 상기 제어 보드에 연결 케이블로 연결되고, 상기 데이터 신호를 출력하는 구동 IC 및 상기 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터가 저장된 패널 메모리가 장착되어 있는 소스 보드를 포함한다.
상기 TCON은 상기 제어 보드에 형성된 배선을 통해 상기 구동 메모리 및 상기 감마 IC에 각각 연결되고, 상기 구동 메모리와의 데이터 통신으로 상기 구동 데이터를 획득하고, 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공할 수 있다.
상기 감마 IC는 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성할 수 있다.
상기 TCON은 상기 제어 보드, 상기 연결 케이블 및 상기 소스 보드에 형성된 배선을 통해 상기 패널 메모리에 연결되고, 상기 패널 메모리와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터를 획득할 수 있다.
상기 데이터 통신은 I2C 시리얼 통신 방식으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON에 의한 표시 장치의 구동 방법은, 표시 장치의 구동을 위한 구동 데이터를 구동 메모리로부터 수신하는 단계, 상기 표시 장치의 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터를 패널 메모리로부터 수신하는 단계, 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 기반으로 상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압이 생성되는 단계, 및 상기 구동 데이터를 기반으로 상기 표시 장치의 구동을 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 표시 장치의 구동을 위한 구동 데이터를 구동 메모리로부터 수신하는 단계는, 상기 구동 메모리는 상기 TCON이 장착되어 있는 제어 보드에 장착되고, 상기 구동 메모리와의 데이터 통신으로 상기 구동 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터를 패널 메모리로부터 수신하는 단계는, 상기 패널 메모리는 상기 데이터 신호를 출력하는 구동 IC가 장착되어 있는 소스 보드에 장착되고, 상기 패널 메모리와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 기반으로 상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압이 생성되는 단계는, 상기 소스 보드에 감마 IC가 장착되고, 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공하는 단계, 및 상기 감마 IC가 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 기반으로 상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압이 생성되는 단계는, 상기 제어 보드에 감마 IC가 장착되고, 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공하는 단계, 및 상기 감마 IC가 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
표시 장치의 구동 데이터를 제어 보드에 마련된 구동 메모리에 저장하고, 패널 특성 데이터를 소스 보드에 마련된 패널 메모리에 저장함으로써, 구동 데이터의 업데이트를 위해 표시 장치의 화질 특성을 측정하여 패널 특성 데이터를 만드는 공정을 재수행할 필요가 없으며, 표시 장치의 완제품에 대해 구동 알고리즘이나 구동 타이밍을 최적화하기 위해 구동 파일을 업데이트하게 되면 패널 특성 데이터가 사라지게 되는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 구동 데이터가 손상된 경우에 구동 데이터의 버전만을 확인하여 구동 데이터를 재입력함으로써 패널 특성 데이터에 영향 없이 구동 데이터가 복구될 수 있다.
이에 따라, 표시 장치의 제조 공정상에서 업데이트 등의 작업 시간을 줄일 수 있고, 완제품에 대한 업데이트나 복구가 용이하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 화소의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널 모듈을 나타내는 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 신호 제어부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 표시부(500)를 포함한다.
표시부(500)는 대략 행렬의 형태로 배열되는 복수의 화소(PX), 복수의 주사선(S1~Sn) 및 복수의 데이터선(D1~Dm)을 포함한다. 복수의 화소(PX)는 복수의 주사선(S1~Sn) 및 복수의 데이터선(D1~Dm)에 연결되어 있다. 복수의 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 복수의 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다.
신호 제어부(100)는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 동기 신호를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 복수의 화소의 휘도(luminance) 정보를 담고 있다. 휘도는 정해진 수효, 예를 들어, 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 동기 신호는 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 포함한다.
신호 제어부(100)는 영상 신호(R, G, B), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클록 신호(MCLK)에 따라 제1 구동 제어신호(CONT1), 제2 구동 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터(DAT)를 생성한다. 신호 제어부(100)는 수직 동기 신호(Vsync)에 따라 프레임 단위로 영상 신호(R, G, B)를 구분하고, 수평 동기 신호(Hsync)에 따라 주사선 단위로 영상 신호(R, G, B)를 구분하여 영상 데이터(DAT)를 생성한다. 신호 제어부(100)는 제1 구동 제어신호(CONT1)를 주사 구동부(200)에 전달한다. 신호 제어부(100)는 영상 데이터(DAT)를 제2 구동 제어신호(CONT2)와 함께 데이터 구동부(300)로 전달한다.
주사 구동부(200)는 복수의 주사선(S1~Sn)에 연결되고, 제1 구동 제어신호(CONT1)에 따라 복수의 주사 신호를 생성한다. 주사 구동부(200)는 복수의 주사선(S1~Sn)에 게이트 온 전압의 주사 신호를 순차적으로 인가할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터선(D1~Dm)에 연결되고, 제2 구동 제어신호(CONT2)에 따라 입력된 영상 데이터(DAT)를 샘플링 및 홀딩하고, 복수의 데이터선(D1~Dm)에 복수의 데이터 신호를 전달한다. 데이터 구동부(300)는 게이트 온 전압의 주사 신호에 대응하여 복수의 데이터선(D1~Dm)에 소정의 전압 범위를 갖는 데이터 신호를 인가한다.
상술한 구동 장치들(100, 200, 300) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(500) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film, FPC) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시부(500)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB) 위에 장착될 수 있다. 또는 구동 장치들(100, 200, 300)은 복수의 주사선(S1~Sn) 및 복수의 데이터선(D1~Dm)과 함께 표시부(500)에 집적될 수도 있다.
이하, 표시 장치가 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED)인 것으로 가정하고, 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소에 대하여 설명한다. 그러나 이는 한정이 아니며, 표시 장치는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display device) 등이 될 수 있다.
도 2는 화소의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 표시장치의 화소는 유기 발광 다이오드(OLED) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로(20)를 포함한다. 화소 회로(20)는 스위칭 트랜지스터(M1), 구동 트랜지스터(M2) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다.
여기서는 화소 회로(20)가 2개의 트랜지스터(M1, M2)와 1개의 커패시터(Cst)로 구성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 유기 발광 표시장치의 화소 회로는 다양하게 구성되어 동작할 수 있으며, 본 발명에 따른 표시 장치는 화소 회로의 구성에 제한되지 않는다.
스위칭 트랜지스터(M1)는 주사 라인(Si)에 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터 라인(Dj)에 연결되어 있는 일 전극 및 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결되어 있는 타 전극을 포함한다(1≤i≤n, 1≤j≤m).
구동 트랜지스터(M2)는 스위칭 트랜지스터(M1)의 타 전극에 연결되어 있는 게이트 전극, 제1 전원전압(ELVDD)에 연결되어 있는 일 전극, 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되어 있는 타 전극을 포함한다.
유지 커패시터(Cst)는 제1 전원전압(ELVDD)에 연결되어 있는 일 전극 및 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결되어 있는 타 전극을 포함한다. 유지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(M1)가 턴 오프된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)의 타 전극에 연결되어 있는 애노드 전극 및 제2 전원전압(ELVSS)에 연결되어 있는 캐소드 전극을 포함한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상이 표시될 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 유기 발광층은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 또한, 유기 발광층은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 화소 전극 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광층은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 청색 서브픽셀에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 청색 서브픽셀에 모두 함께 적층하고, 각 서브픽셀별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 청색 서브픽셀 모두에 형성하고, 각 서브픽셀별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 서브픽셀 즉, 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 청색 서브픽셀에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 이때, 스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2)를 턴 온시키는 게이트 온 전압은 로우 레벨 전압이고 턴 오프시키는 게이트 오프 전압은 하이 레벨 전압이다.
여기서는 p-채널 전계 효과 트랜지스터를 나타내었으나, 스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2) 중 적어도 어느 하나는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. n-채널 전계 효과 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압은 하이 레벨 전압이고 턴 오프시키는 게이트 오프 전압은 로우 레벨 전압이다.
스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2) 중 적어도 어느 하나는 반도체층이 산화물 반도체로 이루어진 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFT)일 수 있다.
산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐-탄탈륨-갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
반도체층은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다.
반도체층이 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온에 노출되는 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
화소의 동작에 대하여 간략히 설명한다.
주사 구동부(200)가 복수의 주사선(S1~Sn)에 게이트 온 전압의 주사 신호를 순차적으로 인가하고, 주사선(Si)으로 게이트 온 전압의 주사 신호가 인가되면 스위칭 트랜지스터(M1)가 턴 온된다. 이때, 데이터 구동부(300)가 복수의 데이터선(D1~Dm)에 데이터 신호를 인가하고, 데이터선(Dj)으로 인가되는 데이터 신호가 유지 커패시터(Cst)의 타 전극으로 인가되어 유지 커패시터(Cst)를 충전시킨다. 구동 트랜지스터(M2)는 유지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 제1 전원전압(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다. 제1 전원전압(ELVDD)으로부터 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 흐르는 전류가 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐른다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 흐르는 전류량에 대응하는 빛을 생성한다.
이하, 신호 제어부(100) 및 데이터 구동부(300)를 포함하는 패널 모듈에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 모듈을 나타내는 구성도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 패널 모듈은 제어 보드(110) 및 소스 보드(310)를 포함한다.
제어 보드(110)에는 TCON(Timing Controller)(120) 및 구동 메모리(130)가 장착된다. 제어 보드(110)는 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다.
TCON(120)은 도 1에서 설명한 신호 제어부(100)로 기능한다. 즉, TCON(120)은 표시 장치의 구동을 제어한다.
구동 메모리(130)에는 표시 장치의 구동 제어를 위한 구동 데이터가 저장된다. 구동 데이터는 표시 장치의 구동 알고리즘, 화소 회로(20) 등에 따라 최적화된 구동 타이밍으로 표시 장치를 구동시키기 위한 제어 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 데이터에는 주사 구동부(200)에 인가되는 제1 구동 제어신호(CONT1)와 데이터 구동부(300)에 인가되는 제2 구동 제어신호(CONT2)에 대한 구동 타이밍이 포함될 수 있다. 구동 메모리(130)는 비휘발성 메모리인 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)로 마련될 수 있다.
TCON(120) 및 구동 메모리(130)가 장착되어 있는 제어 보드(110)를 제어 PBA(Printed Board Assembly)라 통칭할 수 있다.
소스 보드(310)에는 복수의 구동 IC(Integrated Circuit)(320), 감마 IC(330) 및 패널 메모리(340)가 장착된다. 소스 보드(310)는 PCB일 수 있다.
복수의 구동 IC(320)는 도 1에서 설명한 데이터 구동부(300)로 기능한다. 즉, 복수의 구동 IC(320)는 복수의 데이터선(D1~Dm)에 데이터 신호를 출력한다.
감마 IC(330)는 감마 전압의 생성을 위한 기준 전압을 생성한다.
패널 메모리(340)에는 패널 특성 데이터가 저장된다. 패널 특성 데이터는 데이터 신호를 보상하기 위한 것으로, 표시 장치의 제조 공정상에서 표시 장치의 화질 특성을 측정하고 화질 특성을 보상하는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패널 특성 데이터에는 표시 장치의 제조 공정에 따른 감마 특성을 보정하기 위한 감마 보정 정보, 감마 보정 LUT(look-up table), 화질 보정을 위한 화질 보정 알고리즘 정보, 패널의 고유 번호, 패널의 이력 정보, 패널의 구성에 대응하는 구동 알고리즘의 참조값 등이 포함될 수 있다. 패널 메모리(340)는 비휘발성 메모리인 EEPROM로 마련될 수 있다.
복수의 구동 IC(320), 감마 IC(330) 및 패널 메모리(340)가 장착되어 있는 소스 보드(310)를 소스 PBA라 통칭할 수 있다.
제어 보드(110)와 소스 보드(310)는 연결 케이블(410)로 연결된다. 연결 케이블(410)은 FFC(Flexible Flat Cable)로 마련될 수 있다.
TCON(120)은 제어 보드(110)에 형성된 배선을 통해 구동 메모리(130)에 연결된다. 그리고 TCON(120)은 제어 보드(110), 연결 케이블(410) 및 소스 보드(310)에 형성된 배선을 통해 감마 IC(330) 및 패널 메모리(340)에 각각 연결된다. TCON(120)은 구동 메모리(130)와의 데이터 통신으로 구동 메모리(130)로부터 구동 데이터를 획득할 수 있다. TCON(120)은 패널 메모리(340)와의 데이터 통신으로 패널 메모리(340)로부터 패널 특성 데이터를 획득할 수 있다. TCON(120)은 감마 IC(330)와의 데이터 통신으로 감마 보정 정보 또는 감마 보정 LUT 정보를 감마 IC(330)에 제공할 수 있다. TCON(120)과 구동 메모리(130) 간의 데이터 통신, TCON(120)과 패널 메모리(340) 간의 데이터 통신, TCON(120)과 감마 IC(330) 간의 데이터 통신은 I2C(Inter Integrated Circuit) 시리얼 통신 방식으로 이루어질 수 있다.
이제, 패널 모듈의 동작에 대하여 설명한다.
표시 장치에 전원이 인가되고 표시 장치의 구동이 시작될 때, TCON(120)은 구동 메모리(130)로부터 구동 데이터를 수신한다(S110). TCON(120)은 구동 데이터를 기반으로 표시 장치의 구동 알고리즘, 최적화된 구동 타이밍 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.
TCON(120)은 패널 메모리(340)로부터 패널 특성 데이터를 수신한다(S120). TCON(120)은 패널 특성 데이터를 기반으로 감마 보정 정보, 감마 보정 LUT, 화질 보정 알고리즘 정보, 패널의 고유 번호, 패널의 이력 정보, 패널의 구성에 대응하는 구동 알고리즘의 참조값 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.
TCON(120)은 감마 IC(330)에 감마 보정 정보 또는 감마 보정 LUT 정보를 제공하고, 감마 IC(330)는 감마 보정 정보 또는 감마 보정 LUT 정보를 기반으로 감마 전압을 위한 기준 전압을 생성한다(S130). 복수의 구동 IC(320)는 계조에 따른 휘도가 2.2 감마 곡선이 되도록 설정된 계조별 감마 전압을 데이터 신호로서 출력할 수 있다. 이때, 기준 전압과 접지 전압 사이를 분할하여 계조별 감마 전압이 생성된다. 감마 IC(330)가 감마 보정 정보 또는 감마 보정 LUT 정보에 따라 기준 전압을 생성하여 복수의 구동 IC(320)에 제공함에 따라 복수의 구동 IC(320)는 표시 장치의 제조 공정에 따른 감마 특성이 보정된 데이터 신호를 출력할 수 있다.
TCON(120)은 구동 데이터를 기반으로 표시 장치의 구동을 위한 각종 제어 신호를 생성할 수 있다(S140). 즉, TCON(120)은 표시 장치의 구동 알고리즘, 구동 타이밍 등에 대한 정보에 따라 제1 구동 제어신호(CONT1) 및 제2 구동 제어신호(CONT2)를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 구동 데이터는 제어 보드(110)에 마련된 구동 메모리(130)에 저장되고, 패널 특성 데이터는 소스 보드(310)에 마련된 패널 메모리(340)에 저장됨에 따라 표시 장치의 제조 공정상에서 업데이트 등의 작업 시간을 줄일 수 있고, 완제품에 대한 업데이트나 복구가 용이하게 이루어질 수 있다.
예를 들어, 표시 장치의 개발이나 양산 과정에서 표시 장치의 구동 타이밍이나 구동 알고리즘 등이 업데이트 되는 경우, 기존에는 패널 모듈 전체를 변경하여야 하였으나, 제안하는 패널 모듈의 구성에서는 소스 보드(310)를 변경할 필요 없이 제어 보드(110)만을 변경하면 된다. 따라서 소스 보드(310)를 변경하는데 필요한 작업 시간을 줄일 수 있다.
또한, 완제품의 표시 장치의 구동 타이밍이나 구동 알고리즘 등을 업데이트함에 있어서, 구동 데이터와 패널 특성 데이터가 분리되어 저장되어 있으므로 패널 특성 데이터를 그대로 유지하고 구동 데이터만을 업데이트할 수 있다. 뿐만 아니라, 구동 데이터가 손상된 경우에 구동 데이터의 버전만을 확인하여 구동 데이터를 재입력함으로써 패널 특성 데이터에 영향 없이 구동 데이터가 복구될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 3의 패널 모듈과의 차이점으로, 감마 IC(330)가 소스 보드(310)에 장착되지 않고 제어 보드(110)에 장착된다. TCON(120)은 제어 보드(110)에 형성된 배선을 통해 감마 IC(330)에 연결되고, 감마 IC(330)와의 데이터 통신으로 감마 보정 정보 또는 감마 보정 LUT 정보를 감마 IC(330)에 제공할 수 있다.
도 3과 같이 감마 IC(330)가 소스 보드(310)에 장착되는 경우에는 복수의 구동 IC(320) 간의 전압 편차가 줄어들 수 있다. 도 5와 같이 감마 IC(330)가 제어 보드(110)에 장착되는 경우에는 소스 보드(310)가 더욱 간소화될 수 있으며, 복수의 구동 IC(320) 간의 전압 편차는 화질 보정값 알고리즘을 통해 개선될 수 있다.
감마 IC(330)의 위치 이외의 다른 구성은 도 3에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 신호 제어부
110 : 제어 보드
120 : TCON
130 : 구동 메모리
200 : 주사 구동부
300 : 데이터 구동부
310 : 소스 보드
320 : 구동 IC
330 : 감마 IC
340 : 패널 메모리
410 : 연결 케이블
500 : 표시부

Claims (18)

  1. 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON(Timing Controller) 및 상기 표시 장치의 구동 제어를 위한 구동 데이터가 저장된 구동 메모리가 장착되어 있는 제어 보드; 및
    상기 제어 보드에 연결 케이블로 연결되고, 데이터 신호를 출력하는 구동 IC(Integrated Circuit) 및 상기 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터가 저장된 패널 메모리가 장착되어 있는 소스 보드를 포함하고,
    상기 구동 데이터가 상기 표시 장치의 구동 알고리즘에 따라 선택된 구동 타이밍에 상기 표시 장치를 구동하기 위한 제어 데이터인 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압을 생성하여 상기 구동 IC에 제공하는 감마 IC가 상기 소스 보드에 장착되어 있는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 TCON은 상기 제어 보드에 형성된 배선을 통해 상기 구동 메모리에 연결되고, 상기 구동 메모리와의 데이터 통신으로 상기 구동 데이터를 획득하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 TCON은 상기 제어 보드, 상기 연결 케이블 및 상기 소스 보드에 형성된 배선을 통해 상기 감마 IC 및 상기 패널 메모리에 각각 연결되는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 TCON은 상기 패널 메모리와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터를 획득하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 TCON은 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 감마 IC는 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 데이터 통신은 I2C 시리얼 통신 방식으로 이루어지는 표시 장치.
  9. 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON, 상기 표시 장치의 구동 제어를 위한 구동 데이터가 저장된 구동 메모리 및 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압을 생성하는 감마 IC가 장착되어 있는 제어 보드; 및
    상기 제어 보드에 연결 케이블로 연결되고, 상기 데이터 신호를 출력하는 구동 IC 및 상기 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터가 저장된 패널 메모리가 장착되어 있는 소스 보드를 포함하고,
    상기 구동 데이터가 상기 표시 장치의 구동 알고리즘에 따라 선택된 구동 타이밍에 상기 표시 장치를 구동하기 위한 제어 데이터인 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 TCON은 상기 제어 보드에 형성된 배선을 통해 상기 구동 메모리 및 상기 감마 IC에 각각 연결되고, 상기 구동 메모리와의 데이터 통신으로 상기 구동 데이터를 획득하고, 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 감마 IC는 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성하는 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 TCON은 상기 제어 보드, 상기 연결 케이블 및 상기 소스 보드에 형성된 배선을 통해 상기 패널 메모리에 연결되고, 상기 패널 메모리와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터를 획득하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 데이터 통신은 I2C 시리얼 통신 방식으로 이루어지는 표시 장치.
  14. 표시 장치의 구동을 제어하는 TCON에 의한 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    표시 장치의 구동 제어를 위한 구동 데이터를 구동 메모리로부터 수신하는 단계;
    상기 표시 장치의 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터를 패널 메모리로부터 수신하는 단계;
    상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 기반으로 상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압이 생성되는 단계; 및
    상기 구동 데이터를 기반으로 상기 표시 장치의 구동을 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 구동 데이터가 상기 표시 장치의 구동 알고리즘에 따라 선택된 구동 타이밍에 상기 표시 장치를 구동하기 위한 제어 데이터인 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 구동을 위한 구동 데이터를 구동 메모리로부터 수신하는 단계는,
    상기 구동 메모리는 상기 TCON이 장착되어 있는 제어 보드에 장착되고,
    상기 구동 메모리와의 데이터 통신으로 상기 구동 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 데이터 신호를 보상하기 위한 패널 특성 데이터를 패널 메모리로부터 수신하는 단계는,
    상기 패널 메모리는 상기 데이터 신호를 출력하는 구동 IC가 장착되어 있는 소스 보드에 장착되고,
    상기 패널 메모리와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 기반으로 상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압이 생성되는 단계는,
    상기 소스 보드에 감마 IC가 장착되고, 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공하는 단계; 및
    상기 감마 IC가 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 기반으로 상기 데이터 신호의 생성을 위한 기준 전압이 생성되는 단계는,
    상기 제어 보드에 감마 IC가 장착되고, 상기 감마 IC와의 데이터 통신으로 상기 패널 특성 데이터에 포함된 감마 보정 정보를 상기 감마 IC에 제공하는 단계; 및
    상기 감마 IC가 상기 감마 보정 정보를 기반으로 상기 기준 전압을 생성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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