KR102203522B1 - 구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법 - Google Patents

구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법에 관한 것으로, 특히 구동 전압을 미세하게 조정할 수 있는 구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치는 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터 및 피드백 전압을 입력받아 제어 신호를 출력하는 구동 전압 설정부, 상기 구동 전압에 대한 미세 조정 데이터를 입력받아 상기 피드백 전압을 조정하는 구동 전압 미세 조정부, 그리고 상기 제어 신호 및 입력 전압을 바탕으로 상기 구동 전압을 생성하는 DC-DC 변환부를 포함한다.

Description

구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법{DRIVING VOLTAGE GENERATING DEVICE, DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME AND DRIVING VOLTAGE GENERATING METHOD}
본 발명은 구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법에 관한 것으로, 특히 구동 전압을 미세하게 조정할 수 있는 구동 전압 생성 장치, 이를 포함하는 표시 장치 및 구동 전압 생성 방법에 관한 것이다.
표시 장치와 같은 여러 전자 장치는 구동 전압을 입력받아 동작하는 적어도 하나의 구동 장치를 포함한다. 구동 전압은 DC-DC 변환부를 포함하는 구동 전압 생성부에서 생성될 수 있다. DC-DC 변환부는 외부로부터 할당된 구동 전압 정보를 받고 이에 따라 구동 전압을 생성할 수 있다.
표시 장치를 예로 들면, 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display) 등의 표시 장치는 표시판과 표시판을 구동하기 위한 구동 장치를 포함한다.
표시판은 복수의 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소를 포함한다. 신호선은 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선 등을 포함한다.
각 화소는 해당 게이트선 및 해당 데이터선과 연결되어 있는 적어도 하나의 스위칭 소자 및 이에 연결된 적어도 하나의 화소 전극, 그리고 화소 전극과 대향하며 공통 전압을 인가 받는 대향 전극을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있고, 게이트선이 전달하는 게이트 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 데이터선이 전달하는 데이터 전압을 선택적으로 화소 전극에 전달할 수 있다. 각 화소는 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 해당 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
구동 장치는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 생성부, 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부 및 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부, 데이터 구동부에 기준 계조 전압을 공급하는 기준 계조 전압 생성부, 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부 등을 포함한다. 이들 구동부는 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판 위에 장착되거나 TCP의 형태로 표시 패널에 부착되거나 표시판 위에 집적될 수 있다.
기준 계조 전압 생성부는 구동 전압 생성부로부터 구동 전압을 입력받아 이를 분압하여 복수의 기준 계조 전압을 생성할 수 있다. 데이터 구동부는 구동 전압 생성부로부터 구동 전압을 입력받고 동작하며, 기준 계조 전압 생성부로부터 입력받은 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성할 수 있다. 데이터 구동부는 복수의 계조 전압 중 입력 영상 신호에 해당하는 계조 전압을 선택하여 선택한 계조 전압을 데이터 전압으로 변환할 수 있다.
구동 전압은 구동 전압 생성부에 따라 편차를 가질 수 밖에 없어 조절이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동 전압을 미세하게 조절하여 목표값에 근접한 구동 전압을 생성할 수 있는 구동 전압 생성 장치 및 구동 전압 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 구동 전압을 미세하게 조절하여 하나의 표시 장치에서 생성되는 여러 구동 전압의 편차를 더욱 줄이고, 계조 전압의 편차를 줄여 얼룩 등의 표시 불량을 줄이는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치는 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터 및 피드백 전압을 입력받아 제어 신호를 출력하는 구동 전압 설정부, 상기 구동 전압에 대한 미세 조정 데이터를 입력받아 상기 피드백 전압을 조정하는 구동 전압 미세 조정부, 그리고 상기 제어 신호 및 입력 전압을 바탕으로 상기 구동 전압을 생성하는 DC-DC 변환부를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소 및 복수의 신호선을 포함하는 표시판, 상기 복수의 신호선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 구동 전압을 생성하는 적어도 하나의 구동 전압 생성 장치를 포함하는 구동 전압 생성부, 상기 구동 전압을 입력받아 복수의 기준 계조 전압을 생성하는 감마 전압 생성부, 그리고 상기 감마 전압 생성부, 상기 구동 전압 생성부, 그리고 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 구동 전압 생성 장치는 상기 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터 및 피드백 전압을 입력받아 제어 신호를 출력하는 구동 전압 설정부, 상기 구동 전압에 대한 미세 조정 데이터를 입력받아 상기 피드백 전압을 조정하는 구동 전압 미세 조정부, 그리고 상기 제어 신호 및 입력 전압을 바탕으로 상기 구동 전압을 생성하는 DC-DC 변환부를 포함한다.
상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터에 따라 다른 전류를 흘리는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 구동 전압 설정부는 상기 초기 설정 데이터를 입력받는 제1 디지털-아날로그 변환기, 상기 제1 디지털-아날로그 변환기로부터의 제1 기준 전압 및 상기 피드백 전압을 입력받는 제1 증폭기, 그리고 상기 제1 증폭기의 출력 전압을 입력받고 상기 제어 신호를 출력하는 제2 증폭기를 포함하고, 상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터를 입력받는 제2 디지털-아날로그 변환기, 상기 제2 디지털-아날로그 변환기로부터의 제2 기준 전압을 입력받는 제3 증폭기, 그리고 상기 제3 증폭기의 출력 전압을 입력받는 제어 단자를 포함하는 상기 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 DC-DC 변환부의 출력 단자와 연결되어 있는 피드백 센싱부를 더 포함하고, 상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고, 상기 피드백 전압은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이의 제1 노드에서 센싱되어 상기 제2 증폭기로 입력되고, 상기 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 노드에 연결되어 있을 수 있다.
상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 트랜지스터의 제2 단자에 연결되어 있는 제3 저항을 더 포함하고, 상기 트랜지스터의 상기 제2 단자는 상기 제3 증폭기로 입력될 수 있다.
상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터를 저장하는 제1 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 초기 설정 데이터와 상기 미세 조정 데이터는 I2C 인터페이스 방식으로 수신될 수 있다.
상기 제1 저항, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 다음 식을 만족하고, R3=R2×{R1/(R1+R2)}×[{M-(default+1)}/2n], R1은 상기 제1 저항의 저항을 나타내고, R2는 상기 제2 저항의 저항을 나타내고, R3은 상기 제3 저항의 저항을 나타내고, M은 1보다 큰 자연수이고, default는 상기 미세 조정 데이터의 디폴트 값일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 방법은 구동 전압 설정부, 구동 전압 미세 조정부 및 DC-DC 변환부를 포함하는 구동 전압 생성 장치에서, 외부로부터 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터 및 미세 조정 데이터를 입력받는 단계, 상기 구동 전압 설정부에서 상기 초기 설정 데이터를 제1 기준 전압으로 변환하는 단계, 상기 구동 전압 미세 조정부에서 상기 미세 조정 데이터를 제2 기준 전압으로 변환하는 단계, 상기 구동 전압 미세 조정부에서 상기 제2 기준 전압에 따라 상기 구동 전압 미세 조정부가 포함하는 트랜지스터가 흘리는 전류의 크기를 조정하는 단계, 상기 구동 전압 설정부에서 상기 트랜지스터가 흘리는 전류에 따라 다른 피드백 전압 및 상기 제1 기준 전압의 차이를 증폭하여 제1 출력 전압을 출력하는 단계, 상기 구동 전압 설정부에서 상기 제1 출력 전압과 기준 신호를 비교하여 제어 신호를 출력하는 단계, 그리고 상기 DC-DC 변환부에 의해 상기 제어 신호에 따라 상기 구동 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 구동 전압 생성 장치는 상기 DC-DC 변환부의 출력 단자와 연결되어 있는 피드백 센싱부를 더 포함하고, 상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고, 상기 피드백 전압은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이의 제1 노드에서 센싱되고, 상기 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 노드에 연결되어 있을 수 있다.
상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 트랜지스터의 제2 단자에 연결되어 있는 제3 저항을 더 포함할 수 있다.
상기 초기 설정 데이터와 상기 미세 조정 데이터는 I2C 인터페이스 방식으로 수신될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 구동 전압을 미세하게 조절하여 목표값에 근접한 구동 전압을 생성할 수 있다.
구동 전압을 미세하게 조절하여 하나의 표시 장치에서 생성되는 여러 구동 전압의 편차를 더욱 줄일 수 있고, 계조 전압의 편차를 줄여 표시판에 의해 표시되는 영상의 얼룩 등의 표시 불량을 줄일 수 있다.
기준 계조 전압 생성의 기준이 되는 구동 전압을 목표값에 근접하도록 미세하게 조절할 수 있으므로 데이터 전압이 목표 데이터 전압에 근접하도록 하여 표시 품질을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 포함하는 DC-DC 변환부의 회로도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 회로도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 미세 조정부로 입력되는 미세 조정 데이터(Code)에 따른 구동 전압(AVDD)의 조정량을 나타낸 표이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 입력받는 미세 조정 데이터(Code)를 포함하는 직렬 데이터의 예를 도시하고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 입력받는 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 따른 구동 전압의 예시적인 크기를 나타내는 표이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 입력받는 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)에 따른 구동 전압 예시적인 크기를 나타내는 표이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고,
도 11은 종래 기술에 따라 복수의 구동 전압 생성 장치에서 생성된 구동 전압의 값을 나타낸 표이고,
도 12는 도 11에 도시한 구동 전압을 바탕으로 표시 장치가 영상을 표시하는 경우 측정된 감마 곡선의 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 서로 다른 구동 전압 생성 장치에서 생성된 구동 전압을 바탕으로 영상을 표시하는 경우 측정된 감마 곡선의 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 얼룩 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 포함하는 DC-DC 변환부의 회로도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치(700)는 구동 전압(driving voltage)(AVDD)을 생성하는 장치로서, DC-DC 변환부(DC_DC converter)(710) 및 구동 전압 제어부(driving voltage controller)(720)를 포함한다. 도 3을 참조하면, 구동 전압 생성 장치(700)는 피드백 센싱부(feedback sensing unit)(740)를 더 포함할 수 있다.
DC-DC 변환부(710)는 입력 단자(IN)를 통해 입력 전압(Vin)을 받고, 구동 전압 제어부(720)로부터의 제어 신호(CS)를 바탕으로 구동 전압(AVDD)을 생성한다. DC-DC 변환부(710)는 생성한 구동 전압(AVDD)을 출력 단자(OUT)를 통해 출력한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부(710)는 직류(DC)인 입력 전압(Vin)을 입력받아 높은 직류 전압인 구동 전압(AVDD)을 출력하는 부스트 컨버터(boost converter)일 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따른 DC-DC 변환부(710)는 인덕터(L1), 다이오드(D1), 스위칭 소자(SW), 그리고 축전기(C1)를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(SW)는 구동 전압 제어부(720)로부터의 제어 신호(CS)에 따라 온(on)/오프(off)될 수 있다.
이러한 DC-DC 변환부(710)는 제어 신호(CS)에 따라 동작하는 스위칭 소자(SW)의 온/오프에 따라 발생되는 인덕터(L1)의 자기 에너지 및 축전기(C1)의 충전 에너지에 따라 구동 전압(AVDD)을 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 피드백 센싱부(740)는 DC-DC 변환부(710)의 출력 단자(OUT)와 연결되어 있으며, 구동 전압(AVDD)을 피드백하기 위하여 전류를 센싱하기 위한 직렬로 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 구동 전압 제어부(720)는 외부로부터 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)를 입력받고, 이들을 바탕으로 구동 전압(AVDD)의 크기를 조정할 수 있는 제어 신호(CS)를 생성한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 제어부(720)는 수신부(701), 구동 전압 설정부(driving voltage setting unit)(725) 및 구동 전압 미세 조정부(driving voltage trimmer)(730)를 포함한다.
수신부(701)는 외부로부터 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)를 수신한다. 초기 설정 데이터(DATA_SET)는 구동 전압(AVDD)의 값을 설정하는 데이터이고, 미세 조정 데이터(Code)는 구동 전압(AVDD)의 크기를 미세하게 조정하기 위한 데이터이다. 초기 설정 데이터(DATA_SET)와 미세 조정 데이터(Code)는 I2C (inter-integrated circuit) 방식 등의 인터페이스(interface) 방식으로 통신될 수 있다. 이러한 I2C 통신 방식은 하드웨어 변경 없이 소프트웨어적으로 기능을 변경할 수 있으며, 일 대 다수의 통신 기능을 지원할 수 있다. I2C 인터페이스는 직렬 데이터(serial data, SDA) 배선과 직렬 클록(serial clock, SCL) 배선의 두 배선을 이용하여 통신할 수 있다. 그러나 본 발명의 한 실시예에 따른 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)의 통신 방식은 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 인터페이스 방식에 따를 수 있다.
구동 전압 설정부(725)는 구동 전압(AVDD)을 설정하는 부분으로 제어 신호(CS)를 생성한다. 구동 전압 설정부(725)는 제1 디지털-아날로그 변환기(digital to analog converter)(DAC1, 727), 제1 증폭기(OA1) 및 제2 증폭기(OA2)를 포함할 수 있다.
제1 디지털-아날로그 변환기(727)는 수신부(701)로부터 초기 설정 데이터(DATA_SET)를 입력받아 이를 저장하는 레지스터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 제1 디지털-아날로그 변환기(727)는 초기 설정 데이터(DATA_SET)를 아날로그 전압인 제1 기준 전압(VREF1)으로 변환하여 제1 증폭기(OA1)로 입력한다.
제1 증폭기(OA1)는 제1 디지털-아날로그 변환기(727)로부터 제1 기준 전압(VREF1)을 입력받는 비반전 단자, 그리고 피드백 전압(FB)을 입력받는 반전 단자를 포함한다. 피드백 전압(FB)은 DC-DC 변환부(710)의 출력 단자(OUT)와 연결된 피드백 센싱부(740)로부터 입력될 수 있다. 도 3을 참조하면, 피드백 센싱부(740)가 포함하는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이의 제1 노드(N1)의 전압이 피드백 전압(FB)으로서 제1 증폭기(OA1)의 반전 단자에 입력될 수 있다. 제1 증폭기(OA1)는 차동 증폭기일 수 있으며, 제1 기준 전압(VREF1)과 피드백 전압(FB)의 차이에 비례하는 신호를 출력할 수 있다.
제2 증폭기(OA2)는 제1 증폭기(OA1)의 출력을 입력받는 비반전 단자, 그리고 발진기(oscillator, OSC)로부터 소정 파형의 기준 신호(RS)를 입력받는 반전 단자를 포함한다. 기준 신호(RS)는 톱니파(sawtooth wave) 신호일 수 있다. 제2 증폭기(OA2)는 제1 증폭기(OA1)의 출력과 기준 신호(RS)를 비교하여 그 비교 결과에 따라 듀티비(duty ratio)가 달라지는 제어 신호(CS)를 생성한다. 제어 신호(CS)는 DC-DC 변환부(710)의 스위칭 소자(SW)의 온/오프를 제어할 수 있다.
구동 전압 미세 조정부(730)는 구동 전압(AVDD)을 미세하게 조정하기 위한 부분으로서, 메모리(735), 제2 디지털-아날로그 변환기(DAC2, 737), 제3 증폭기(OA3), 트랜지스터(Q1) 및 제3 저항(R3)을 포함할 수 있다.
메모리(735)는 수신부(701)를 통해 미세 조정 데이터(Code)를 수신하고 이를 저장한다. 메모리(735)의 용량은 1byte일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 메모리(735)는 EEPROM일 수 있다.
메모리(735)는 생략될 수 있다. 이 경우 제2 디지털-아날로그 변환기(737)는 수신부(701)를 통해 외부로부터 I2C 인터페이스 방식 등으로 미세 조정 데이터(Code)를 직접 수신할 수 있다.
제2 디지털-아날로그 변환기(737)는 미세 조정 데이터(Code)를 입력받아 저장하는 레지스터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 제2 디지털-아날로그 변환기(737)는 미세 조정 데이터(Code)를 아날로그 전압인 제2 기준 전압(VREF2)으로 변환하여 제3 증폭기(OA3)로 입력한다.
제3 증폭기(OA3)는 제2 디지털-아날로그 변환기(737)로부터 제2 기준 전압(VREF2)을 입력받는 비반전 단자, 그리고 피드백 전압을 입력받는 반전 단자를 포함한다.
트랜지스터(Q1)는 제3 증폭기(OA3)의 출력을 입력받는 제어 단자, 피드백 센싱부(740)의 제1 노드(N1)와 연결되어 있는 제1 단자, 그리고 제3 저항(R3)고 연결되어 있는 제2 단자를 포함한다. 제1 단자 및 제2 단자 중 하나가 소스 단자, 나머지 하나가 드레인 단자가 될 수 있다. 트랜지스터(Q1)는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 저항(R3)은 트랜지스터(Q1)의 제2 단자와 접지 전압 등의 소정 전압 사이에 연결될 수 있으며, 트랜지스터(Q1)의 드레인 전류의 크기를 결정할 수 있다.
제3 증폭기(OA3)의 반전 단자는 트랜지스터(Q1)의 제2 단자와 연결되어 있을 수 있다.
그러면 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치에서 원하는 미세 조정 단위로 구동 전압(AVDD)을 조정할 수 있도록 제3 전압(R3)을 설정하는 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 회로도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치의 미세 조정부로 입력되는 미세 조정 데이터(Code)에 따른 구동 전압(AVDD)의 조정량을 나타낸 표이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치(700)는 앞에서 설명한 실시예와 동일하다. 도 4에 도시한 구동 전압 생성 장치(700)의 회로도에서 제1 저항(R1)에 흐르는 전류(Ir1), 제2 저항(R2)에 흐르는 전류(Ir2) 및 제3 저항(R3)에 흐르는 전류(Ir3)은 각각 다음 [수학식 1]에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 1]
Ir3=VREF2/R3
Ir1=VREF1/R1
Ir2=Ir3+Ir1
[수학식 1]에서 R1은 제1 저항(R1)의 저항, R2는 제2 저항(R2)의 저항, 그리고 R3은 제3 저항(R3)의 저항을 나타낸다.
이때, 구동 전압(AVDD)은 다음 [수학식 2]에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 2]
AVDD=VREF1+R2×Ir2
=VREF1+R2×(VREF2/R3+VREF1/R1)
={(R1+R2)/R1}×VREF1 + (R2/R3)×VREF2
상기 [수학식 2]에서 마지막 항인 (R2/R3)×VREF2은 구동 전압(AVDD)의 미세 조정을 위해 트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류를 증가시키거나 감소시키는 데 기여한다.
미세 조정 데이터(Code)에 할당된 비트수가 n(n은 자연수)인 경우, 미세 조정 데이터(Code)는 0부터 (2n-1)까지의 값을 가질 수 있다. 예를 들어 미세 조정 데이터(Code)에 할당된 비트수가 7비트(n=7)인 경우, 미세 조정 데이터(Code)는 도 5에 도시한 바와 같이 0부터 127까지의 값을 가질 수 있다.
제2 기준 전압(VREF2)을 제1 기준 전압(VREF1)을 이용해 표시하면, 다음 [수학식 3]과 같이 표시될 수 있다.
[수학식 3]
VREF2=VREF1×(1+Code)/ 2n
VREF2=VREF1×(1+Code)/ 128, when n=7
[수학식 3]을 [수학식 2]에 적용하면, Code에 대한 AVDD는 [수학식 4]와 같다.
[수학식 4]
AVDD(Code)={(R1+R2)/R1+(R2/R3}×(default+1)/2n}×VREF1 + {(R2/R3)×(Code-default)/2n)×VREF1
AVDD(Code)={(R1+R2)/R1+(R2/R3}×(65/128)}×VREF1 + {(R2/R3)×(Code-64)/128)×VREF1, when n=7 and default=2(n-1)=64
[수학식 4]에서 첫 번째 항은 구동 전압(AVDD)을 미세 조정하기 전의 구동 전압(AVDD)으로서 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트(default)인 경우의 디폴트 구동 전압(default AVDD)의 크기를 나타낸다. [수학식 4]에서 두 번째 항은 구동 전압(AVDD)의 미세 조정에 기여하는 항이다.
도 5를 참조하면, 미세 조정 데이터(Code)가 7비트일 때, 미세 조정 데이터(Code)의 디폴트 값은 전체 값 중 대략 중간 값인 64일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다른 값으로 정해질 수도 있다. 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값일 때 구동 전압 설정부(725)에서 출력되는 제어 신호(CS)에 따라 디폴트 구동 전압(default AVDD)으로 설정된 구동 전압(AVDD)이 생성될 수 있다.
[수학식 4]에서 구동 전압(AVDD)의 미세 조정에 기여하는 항의 디폴트 구동 전압(default AVDD)에 대한 미세 조정 비율 또는 조정 해상도(adjusting resolution)를 1/M(M은 1보다 큰 자연수)으로 한다면, 다음 [수학식 5]가 만족된다.
[수학식 5]
{(R2/R3)×(1/2n)×VREF1=(1/M)×{(R1+R2)/R1+(R2/R3}×(default+1)/2n}×VREF1
{(R2/R3)×(1/128)×VREF1=(1/M)×{(R1+R2)/R1+(R2/R3}×(65/128}×VREF1, when n=7 and default=2(n-1)=64
[수학식 5]에 따르면 제3 저항(R3)은 다음 [수학식 6]과 같이 정해진다.
[수학식 6]
R3=R2×{R1/(R1+R2)}×[{M-(default+1)}/2n]
R3=R2×{R1/(R1+R2)}×{(M-65}/128), when n=7 and default=64
R3=R2×{R1/(R1+R2)}×{(1000-65}/128), when n=7, default=64, M=1000
즉, 제3 저항(R3)을 상기 [수학식 6]과 같이 설정함으로써 n비트의 미세 조정 데이터(Code)에서 디폴트 값을 default라 할 때 구동 전압(AVDD)을 디폴트 구동 전압(default AVDD)을 기준으로 1/M씩 조정할 수 있다. 예를 들어 M을 1000이라 할 때 도 5에 도시한 바와 같이 디폴트 구동 전압(default AVDD)을 기준으로 ±0.1%씩 구동 전압(AVDD)을 미세 조정할 수 있다.
다음 앞에서 설명한 도 1 내지 도 3과 함께 도 6을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 방법에 대해 설명한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 구동 전압 제어부(720)가 외부로부터 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)를 수신부(701)를 통해 입력받는다. 예를 들어 구동 전압 제어부(720)는 외부의 EEPROM 등의 메모리에 저장되어 있는 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)를 I2C 인터페이스를 통해 수신할 수 있다.
초기 설정 데이터(DATA_SET)는 미세 조정 전의 초기 구동 전압(AVDD)을 설정하기 위한 데이터로서 할당된 어드레스(address)에 따라 구동 전압 생성 장치(700)가 포함하는 구동 전압 설정부(725)의 레지스터에 저장된다.
미세 조정 데이터(Code)는 구동 전압(AVDD)을 미세하게 조정하기 위한 데이터로서 할당된 어드레스에 따라 구동 전압 생성 장치(700)가 포함하는 구동 전압 미세 조정부(730)의 레지스터에 저장된다. 이때 미세 조정 데이터(Code)는 메모리(735)에도 저장될 수 있다.
도 6은 수신부(701)로 수신되는 인터페이스 신호 중 직렬 데이터 신호를 도시한다. 도 6을 참조하면, 수신부(701)로 수신되는 직렬 데이터 신호는 미세 조정 데이터(Code)에 할당된 어드레스 정보를 포함한다. 미세 조정 데이터(Code)에 할당된 비트수는 예를 들어 7비트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 미세 조정 데이터(Code) 다음의 하위 1비트(d0)는 미세 조정 데이터(Code)를 레지스터에만 저장할 것인지 메모리(735)와 레지스터 모두에 저장할 것인지를 정할 수 있다. 예를 들어 하위 1비트(d0)가 '1'인 경우 메모리(735)와 제2 디지털-아날로그 변환기(737)의 레지스터 모두에 미세 조정 데이터(Code)를 저장하고, '0'인 경우 레지스터에만 저장할 수 있다.
구동 전압 설정부(725)가 포함하는 제1 디지털-아날로그 변환기(727)는 레지스터에 저장된 초기 설정 데이터(DATA_SET)를 아날로그 전압인 제1 기준 전압(VREF1)으로 변환하여 제1 증폭기(OA1)로 출력한다.
제1 증폭기(OA1)는 피드백 센싱부(740)의 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 흐르는 전류와 구동 전압 미세 조정부(730)의 제3 저항(R3)에 흐르는 전류에 의존하는 피드백 전압(FB)과 제1 기준 전압(VREF1)의 차이를 증폭하여 제2 증폭기(OA2)로 출력한다.
제2 증폭기(OA2)는 제1 증폭기(OA1)의 출력과 발진기(OSC)로부터 입력된 기준 신호(RS)를 비교하여 그 비교 결과에 따른 제어 신호(CS)를 생성한다.
구동 전압 미세 조정부(730)는 제2 디지털-아날로그 변환기(737)의 레지스터에 저장된 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값일 때의 설정된 구동 전압(AVDD)을 기준으로 하여 미세 조정 데이터(Code)의 증감에 따라 트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류를 조정하여 구동 전압(AVDD)의 크기를 미세하게 조정할 수 있다.
예를 들어 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값을 기준으로 커지는 경우 트랜지스터(Q1)의 전류가 감소되어 제3 저항(R3)에 걸리는 전압이 감소한다. 그러면, 제1 증폭기(OA1)의 반전 단자로 입력되는 피드백 전압(FB)은 제1 기준 전압(VREF1) 대비 작아지고, 그에 따라 제2 증폭기(OA2)에서 출력되는 제어 신호(CS)의 듀티비가 조절되어 DC-DC 변환부(710)에서 출력되는 구동 전압(AVDD)의 크기가 높아진다. 이는 앞에서 설명한 [수학식 4]에서도 확인할 수 있다.
반대로, 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값을 기준으로 작아지는 경우 트랜지스터(Q1)의 전류가 증가되어 제3 저항(R3)에 걸리는 전압이 증가한다. 그러면, 제1 증폭기(OA1)의 반전 단자로 입력되는 피드백 전압(FB)은 제1 기준 전압(VREF1) 대비 커지고, 그에 따라 제2 증폭기(OA2)에서 출력되는 제어 신호(CS)의 듀티비가 조절되어 DC-DC 변환부(710)에서 출력되는 구동 전압(AVDD)의 크기가 낮아진다. 이는 앞에서 설명한 [수학식 4]에서도 확인할 수 있다.
구동 전압(AVDD)의 미세 조정 비율을 1/1000으로 설정하였을 때, 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값을 기준으로 1씩 변경될 때 구동 전압(AVDD)의 크기는 대략 0.1%씩 변경될 수 있으며, 원하는 구동 전압(AVDD)의 레벨에 가까운 구동 전압(AVDD)을 출력할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면 구동 전압 생성 장치(700)에서 생성되는 구동 전압(AVDD)을 미세하게 조정하여 목표로 하는 구동 전압(AVDD)에 더욱 가깝게 조정할 수 있다. 이러한 효과에 대해 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 입력받는 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 따른 구동 전압의 예시적인 크기를 나타내는 표이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치가 입력받는 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)에 따른 구동 전압 예시적인 크기를 나타내는 표이다.
먼저 도 7을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치(700)가 입력받는 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값으로 일정하게 유지되는 경우, 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 의해서만 구동 전압(AVDD)의 크기가 설정된다. 도 7에서 초기 설정 데이터(DATA_SET)는 예로서 헥스(hex) 파일 형태로 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 따라 구동 전압(AVDD)은 최소 전압 단위로 조정 가능하며, 최소 전압 단위는 예를 들어 대략 0.1V일 수 있다. 따라서 복수의 구동 전압 생성 장치(700) 별로 구동 전압(AVDD)의 편차가 최소 전압 단위 이하의 단위, 예를 들어 0.01V 이하의 단위로 발생하게 되면 복수의 구동 전압 생성 장치(700)에서 생성되는 구동 전압(AVDD)의 크기를 서로 맞추기가 용이하지 않고, 구동 전압(AVDD)의 정밀한 조정이 어렵다.
그러나 도 8을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치(700)가 미세 조정 데이터(Code)에 따라 구동 전압(AVDD)을 미세 조정하면 각 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 대해서 각 미세 조정 데이터(Code)에 따라 더 정밀하게 구동 전압(AVDD)을 조정할 수 있다. 예를 들어 하나의 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 대해 미세 조정 데이터(Code)를 0부터 127까지 변화시켜 구동 전압(AVDD)을 최소 전압 단위보다 작은 단위로 미세 조정할 수 있다.
앞에서 설명한 실시예에 따르면 동일한 초기 설정 데이터(DATA_SET)에 대해서는 미세 조정 데이터(Code)가 디폴트 값일 때의 구동 전압(AVDD)(예를 들어, 15V)의 대략 0.1%의 단위로 구동 전압(AVDD)을 조정할 수 있다. 전체 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 전체 미세 조정 데이터(Code)를 고려하면 구동 전압(AVDD)을 대략 0.005V 이하의 단위로도 미세 조정할 수 있다. 예를 들어 도 8을 참조하면, 초기 설정 데이터(DATA_SET)가 95h이고 미세 조정 데이터(Code)가 64일 때의 구동 전압(AVDD)은 15V이고, 초기 설정 데이터(DATA_SET)가 94h이고 미세 조정 데이터(Code)가 71일 때의 구동 전압(AVDD)은 15.004V이다. 따라서 초기 설정 데이터(DATA_SET)와 미세 조정 데이터(Code)를 조정하면 구동 전압(AVDD)을 0.004V의 차이로 조정할 수도 있음을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 한 실시예와 같이 미세 조정 데이터 (Code)를 조정함으로써 구동 전압(AVDD)의 정밀한 조정이 가능하여 목표로 하는 구동 전압(AVDD)과의 오차를 용이하게 줄일 수 있고, 복수의 구동 전압 생성 장치(700)에서 생성되는 복수의 구동 전압(AVDD) 사이의 오차도 0.001V의 단위까지 조정 가능하다.
구동 전압(AVDD)의 미세 조정 단위는 구동 전압 생성 장치(700)가 포함하는 저항(R1, R2, R3)의 크기 및/또는 미세 조정 데이터(Code)의 비트수 등을 조절하여 다양하게 변화시킬 수 있다.
이제 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치를 포함하는 표시 장치에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판(display panel)(300), 표시판(300)에 연결된 게이트 구동부(gate driver)(400) 및 데이터 구동부(data driver)(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 감마 전압 생성부(gamma voltage generator)(800), 구동 전압 생성부(driving voltage generator)(777), 이들을 제어하는 신호 제어부(timing controller)(600), 그리고 메모리(650)를 포함한다.
표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우 표시판(300)은 단면 구조로 보면, 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(도시하지 않음)과 둘 사이에 들어 있는 액정층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 서로 나란하며 주로 행 방향으로 뻗을 수 있다. 데이터선(D1-Dm)은 서로 나란하며 주로 열 방향으로 뻗을 수 있다.
한 화소(PX)는 적어도 한 데이터선(D1-Dm) 및 적어도 한 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있는 적어도 하나의 스위칭 소자 및 이에 연결된 적어도 하나의 화소 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있고, 게이트선(G1-Gn)이 전달하는 게이트 신호에 따라 제어되어 데이터선(D1-Dm)이 전달하는 데이터 전압을 각 화소(PX)의 화소 전극에 전달할 수 있다.
각 화소(PX)는 색 표시를 구현하기 위해서 기본색(primary color) 중 하나를 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하여(시간 분할) 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색, 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등의 삼원색 또는 사원색 등을 들 수 있다. 서로 다른 기본색을 표시하는 인접하거나 인접하지 않는 복수의 화소(PX)는 함께 하나의 세트(도트라 함)를 이룰 수 있으며, 하나의 도트는 백색의 영상을 표시할 수 있다.
신호 제어부(600)는 그래픽 제어부(도시하지 않음) 등으로부터 입력 영상 신호(IDAT) 및 입력 제어 신호(ICON)를 입력받고, 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 감마 전압 생성부(800), 그리고 구동 전압 생성부(777) 등의 동작을 제어한다.
입력 영상 신호(IDAT)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 영상 신호(IDAT)는 화소(PX)가 나타내는 기본색 별로 존재할 수 있다. 입력 제어 신호(ICON)의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록 신호, 데이터 인에이블 신호 등이 있다.
메모리(650)는 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code) 등의 정보를 저장할 수 있다. 또한 메모리(650)는 감마 정보를 더 저장할 수도 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(IDAT)와 입력 제어 신호(ICON)를 기초로 입력 영상 신호(IDAT)를 처리하여 출력 영상 신호(DAT)로 변환하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2), 감마 제어 신호(CONT3), 구동 전압 제어 신호(CONT4) 등을 생성한다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 신호의 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 게이트 클록 신호를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호, 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 데이터 로드 신호 등을 포함한다. 감마 제어 신호(CONT3)는 감마 정보에 대한 정보를 포함한다. 구동 전압 제어 신호(CONT4)는 메모리(650)에 저장되어 있던 구동 전압(AVDD)에 대한 정보, 예를 들어 앞에서 설명한 초기 설정 데이터(DATA_SET) 및 미세 조정 데이터(Code)를 포함할 수 있다.
구동 전압 생성부(777)는 신호 제어부(600)로부터의 구동 전압 제어 신호(CONT4)에 따라 적어도 하나의 구동 전압(AVDD)을 생성한다. 구동 전압 생성부(777)는 앞에서 설명한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치(700)를 적어도 하나 포함할 수 있다.
구동 전압 생성부(777)는 구동 전압(AVDD)을 감마 전압 생성부(800) 및 데이터 구동부(500)로 보낼 수 있다.
감마 전압 생성부(800)는 감마 제어 신호(CONT3)에 따라 구동 전압(AVDD) 등을 이용하여 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압("기준 계조 전압"이라 함)(GMA)을 생성한다. 계조 전압은 공통 전압(Vcom)을 기준으로 정극성인 것과 부극성인 것을 포함할 수 있다. 감마 전압 생성부(800)는 계조 전압 또는 기준 계조 전압(GMA)을 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 생성하여 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 신호 제어부(600)로부터 입력 받은 출력 영상 신호(DAT)를 바탕으로 감마 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가할 수 있다. 그러나 감마 전압 생성부(800)가 한정된 수효의 기준 계조 전압(GMA)을 제공하는 경우 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압(GMA)을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성한 후 출력 영상 신호(DAT)을 데이터 전압으로 변환할 수도 있다.
이러한 구동 장치 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와 달리, 게이트 구동부(400)와 같은 구동 장치는 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 등과 함께 표시판(300)에 집적될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 서로 마주하는 양쪽에 각각 위치하는 제1 데이터 구동부(500a) 및 제2 데이터 구동부(500b)를 포함할 수 있다. 특히 도 10은 제1 및 제2 데이터 구동부(500a, 500b)가 표시판(300)의 위쪽 변 및 아래쪽 변에 각각 부착된 제1 및 제2 가요성 인쇄 회로막(510a, 510b) 위에 칩 형태로 부착되어 있는 예를 도시하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 데이터 구동부(500a)와 제2 데이터 구동부(500b)는 각각 서로 다른 감마 전압 생성부(도시하지 않음)로부터 기준 계조 전압 또는 계조 전압을 제공받을 수 있고, 복수의 감마 전압 생성부는 서로 다른 구동 전압 생성 장치로부터 별개의 구동 전압(AVDD)을 제공받을 수 있다. 나아가 제1 데이터 구동부(500a)가 포함하는 복수의 데이터 구동 회로는 복수의 구동 전압 생성 장치(701, 702, 703, 704)로부터 각각 구동 전압(AVDD)을 제공받는 감마 전압 생성부로부터 기준 계조 전압 또는 계조 전압을 전달받을 수 있고, 제2 데이터 구동부(500b)가 포함하는 복수의 데이터 구동 회로도 복수의 구동 전압 생성 장치(705, 706, 707, 708)로부터 각각 구동 전압(AVDD)을 제공받는 감마 전압 생성부로부터 기준 계조 전압 또는 계조 전압을 전달받을 수 있다. 구동 전압 생성 장치(701-708)는 제1 및 제2 가요성 인쇄 회로막(510a, 510b) 위에 위치할 수 있다. 도 10은 8개의 구동 전압 생성 장치(701-708)를 예로 도시하고 있으나 구동 전압 생성 장치(701-708)의 수는 이에 한정되지 않는다.
특히 표시 장치가 대형화되고 고해상도화되면서 하나의 표시 장치는 더 많은 수의 구동 전압 생성 장치를 포함할 수 있다.
하나의 표시 장치가 복수의 구동 전압 생성 장치를 포함하면, 복수의 구동 전압 생성 장치가 생성한 복수의 구동 전압(AVDD) 간에 편차가 생길 수 있으며, 이를 보정하지 않을 경우 계조 전압에도 편차가 생겨 감마 곡선에 산포가 발생한다.
도 11은 종래 기술에 따라 복수의 구동 전압 생성 장치에서 생성된 구동 전압의 값을 나타낸 표이고, 도 12는 도 11에 도시한 구동 전압을 바탕으로 표시 장치가 영상을 표시하는 경우 측정된 감마 곡선의 측정 결과를 나타낸 그래프이고, 도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 서로 다른 구동 전압 생성 장치에서 생성된 구동 전압을 바탕으로 영상을 표시하는 경우 측정된 감마 곡선의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
먼저 도 11을 참조하면, 복수의 구동 전압 생성 장치(예를 들어 12개의 구동 전압 생성 장치)가 구동 전압(AVDD)의 미세 조정 없이 구동 전압(AVDD)을 생성한 경우 구동 전압(AVDD) 간에는 0.1V 단위까지 편차가 존재할 수 있다.
이 경우 서로 독립적으로 구동 전압(AVDD)을 입력받아 이를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 영상을 표시하면 동일한 백라이트, 동일한 표시판(300)의 조건에서도 도 12에 도시한 바와 같이 감마 곡선에 큰 편차가 생길 수 있다.
특히 도 10에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 상하에 각각의 구동 전압 생성 장치 및 감마 전압 생성부를 두는 경우 이들과 각각 연결된 제1 및 제2 데이터 구동부(500a, 500b)의 데이터 전압에 의해 표시되는 휘도에 차이가 생겨 얼룩으로 시인될 수 있다.
그러나 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성 장치(700)를 포함하는 표시 장치의 경우 미세 조정 데이터(Code)를 조절하여 구동 전압(AVDD)을 필요한 최소 단위, 예를 들어 0.001V 단위까지 미세 조정할 수 있으므로 복수의 구동 전압 생성 장치에서 생성되는 구동 전압(AVDD)을 미세하게 조정할 수 있고 구동 전압(AVDD)의 오차를 예를 들어 대략 0.1% 이하가 되도록 관리할 수 있다.
이에 따라 서로 다른 구동 전압 생성 장치에서 생성된 구동 전압(AVDD)을 바탕으로 계조 전압을 생성하더라도 도 13에 도시한 바와 같이 서로 다른 데이터 구동 회로에 의해 표시된 영상의 감마 곡선 간 편차를 실질적으로 없앨 수 있다. 이에 따라 계조 전압의 편차에 따른 얼룩 등의 표시 불량을 줄일 수 있다. 도 13은 본 발명의 한 실시예에 따라 구동 전압(AVDD)을 미세 조정하여 생성하는 경우 서로 다른 12개의 구동 전압 생성 장치에서 출력되는 구동 전압(AVDD)을 바탕으로 생성된 데이터 전압에 의해 표시된 영상의 감마 곡선(GR1~GR12)을 나타낸다.
마지막으로, 도 14를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 얼룩 보정 방법에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 얼룩 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저 표시된 영상의 촬상 단계 전에 목표로 하는 구동 전압(AVDD) 대비 틀어진 구동 전압(AVDD)을 앞에서 설명한 실시예와 같이 미세 조정 데이터(Code)를 이용해 미세 조정하여 실제 출력되는 구동 전압(AVDD)의 목표로 하는 구동 전압(AVDD)과의 오차를 대략 0.1% 이하로 조정한다(S10).
다음, 미세 조정된 구동 전압(AVDD)에 대한 데이터를 메모리에 저장한다(S20). 이때 미세 조정된 구동 전압(AVDD)에 대한 데이터는 메모리(650, 735) 및 구동 전압 설정부(725)와 구동 전압 미세 조정부(730)의 레지스터 모두에 저장될 수 있다.
다음, 영상을 촬상하고(S30), 촬상된 영상의 휘도를 바탕으로 감마 곡선을 구하여 분석한다(S40).
다음, 목표 감마 곡선을 생성하고(S50), 목표 감마 곡선을 기준으로 측정된 감마 곡선의 보정값을 산출한다(S60).
이와 같은 표시 장치의 얼룩 보정 과정에서 사전에 구동 전압(AVDD)의 편차를 없애고 얼룩 보정을 할 수 있으므로 구동 전압(AVDD)의 산포에 의한 얼룩 보정 틀어짐을 사전에 방지할 수 있고, 정밀하게 얼룩 보정을 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
300: 표시판 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
650: 메모리 700: 구동 전압 생성 장치
710: DC-DC 변환부 720: 구동 전압 제어부
725: 구동 전압 설정부 730: 구동 전압 미세 조정부
740: 피드백 센싱부 777: 구동 전압 생성부
800: 감마 전압 생성부

Claims (20)

  1. 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터를 입력받는 제1단자, 피드백 전압을 입력받는 제2단자, 그리고 제어 신호를 출력하는 제3단자를 포함하는 구동 전압 설정부,
    상기 제2단자에 상기 피드백 전압을 입력하는 제4단자를 포함하는 피드백 센싱부,
    상기 구동 전압에 대한 미세 조정 데이터를 입력받는 제5단자, 그리고 상기 제2단자 및 상기 제4단자와 연결되어 있는 제6단자를 포함하여 상기 피드백 전압을 조정하는 구동 전압 미세 조정부, 그리고
    상기 구동 전압 설정부의 상기 제3단자와 연결되어 상기 제어 신호를 입력받는 입력 단자 및 상기 구동 전압을 출력하는 출력 단자를 포함하는 DC-DC 변환부
    를 포함하고,
    상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자와 연결되어 있는 구동 전압 생성 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터에 따라 다른 전류를 흘리는 트랜지스터를 포함하는 구동 전압 생성 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 구동 전압 설정부는 상기 초기 설정 데이터를 입력받는 제1 디지털-아날로그 변환기, 상기 제1 디지털-아날로그 변환기로부터의 제1 기준 전압 및 상기 피드백 전압을 입력받는 제1 증폭기, 그리고 상기 제1 증폭기의 출력 전압을 입력받고 상기 제어 신호를 출력하는 제2 증폭기를 포함하고,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터를 입력받는 제2 디지털-아날로그 변환기, 상기 제2 디지털-아날로그 변환기로부터의 제2 기준 전압을 입력받는 제3 증폭기, 그리고 상기 제3 증폭기의 출력 전압을 입력받는 제어 단자를 포함하는 상기 트랜지스터를 포함하는
    구동 전압 생성 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고,
    상기 피드백 전압은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이의 제1 노드에서 센싱되어 상기 제2 증폭기로 입력되고,
    상기 트랜지스터의 입력 단자는 상기 제6 단자를 통해 상기 제1 노드에 연결되어 있는
    구동 전압 생성 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 트랜지스터의 출력 단자에 연결되어 있는 제3 저항을 더 포함하고,
    상기 트랜지스터의 상기 출력 단자의 출력은 상기 제3 증폭기로 입력되는
    구동 전압 생성 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터를 저장하는 제1 메모리를 더 포함하는 구동 전압 생성 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 초기 설정 데이터와 상기 미세 조정 데이터는 I2C 인터페이스 방식으로 수신되는 구동 전압 생성 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 저항, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 다음 식을 만족하고,
    R3=R2×{R1/(R1+R2)}×[{M-(default+1)}/2n], n은 자연수,
    R1은 상기 제1 저항의 저항을 나타내고, R2는 상기 제2 저항의 저항을 나타내고, R3은 상기 제3 저항의 저항을 나타내고, M은 1보다 큰 자연수이고, default는 상기 미세 조정 데이터의 디폴트 값인
    구동 전압 생성 장치.
  9. 복수의 화소 및 복수의 신호선을 포함하는 표시판,
    상기 복수의 신호선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부,
    구동 전압을 생성하는 적어도 하나의 구동 전압 생성 장치를 포함하는 구동 전압 생성부,
    상기 구동 전압을 입력받아 복수의 기준 계조 전압을 생성하는 감마 전압 생성부, 그리고
    상기 감마 전압 생성부, 상기 구동 전압 생성부, 그리고 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부
    를 포함하고,
    상기 구동 전압 생성 장치는
    상기 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터를 입력받는 제1단자, 피드백 전압을 입력받는 제2단자, 그리고 제어 신호를 출력하는 제3단자를 포함하는 구동 전압 설정부,
    상기 제2단자에 상기 피드백 전압을 입력하는 제4단자를 포함하는 피드백 센싱부,
    상기 구동 전압에 대한 미세 조정 데이터를 입력받는 제5단자, 그리고 상기 제2단자 및 상기 제4단자와 연결되어 있는 제6단자를 포함하여 상기 피드백 전압을 조정하는 구동 전압 미세 조정부, 그리고
    상기 구동 전압 설정부의 상기 제3단자와 연결되어 상기 제어 신호를 입력받는 입력 단자 및 상기 구동 전압을 출력하는 출력 단자를 포함하는 DC-DC 변환부
    를 포함하고,
    상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자와 연결되어 있는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터에 따라 다른 전류를 흘리는 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 구동 전압 설정부는 상기 초기 설정 데이터를 입력받는 제1 디지털-아날로그 변환기, 상기 제1 디지털-아날로그 변환기로부터의 제1 기준 전압 및 상기 피드백 전압을 입력받는 제1 증폭기, 그리고 상기 제1 증폭기의 출력 전압을 입력받고 상기 제어 신호를 출력하는 제2 증폭기를 포함하고,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터를 입력받는 제2 디지털-아날로그 변환기, 상기 제2 디지털-아날로그 변환기로부터의 제2 기준 전압을 입력받는 제3 증폭기, 그리고 상기 제3 증폭기의 출력 전압을 입력받는 제어 단자를 포함하는 상기 트랜지스터를 포함하는
    표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고,
    상기 피드백 전압은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이의 제1 노드에서 센싱되어 상기 제2 증폭기로 입력되고,
    상기 트랜지스터의 입력 단자는 상기 제6 단자를 통해 상기 제1 노드에 연결되어 있는
    표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 트랜지스터의 출력 단자에 연결되어 있는 제3 저항을 더 포함하고,
    상기 트랜지스터의 상기 출력 단자의 출력은 상기 제3 증폭기로 입력되는
    표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 미세 조정 데이터를 저장하는 제1 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 초기 설정 데이터와 상기 미세 조정 데이터는 I2C 인터페이스 방식으로 수신되는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 저항, 상기 제2 저항 및 상기 제3 저항은 다음 식을 만족하고,
    R3=R2×{R1/(R1+R2)}×[{M-(default+1)}/2n], n은 자연수,
    R1은 상기 제1 저항의 저항을 나타내고, R2는 상기 제2 저항의 저항을 나타내고, R3은 상기 제3 저항의 저항을 나타내고, M은 1보다 큰 자연수이고, default는 상기 미세 조정 데이터의 디폴트 값인
    표시 장치.
  17. 구동 전압 설정부, 구동 전압 미세 조정부 및 DC-DC 변환부를 포함하는 구동 전압 생성 장치에서,
    외부로부터 구동 전압에 대한 초기 설정 데이터 및 미세 조정 데이터를 입력받는 단계,
    상기 구동 전압 설정부에서 상기 초기 설정 데이터를 제1 기준 전압으로 변환하는 단계,
    상기 구동 전압 미세 조정부에서 상기 미세 조정 데이터를 제2 기준 전압으로 변환하는 단계,
    상기 구동 전압 미세 조정부에서 상기 제2 기준 전압에 따라 상기 구동 전압 미세 조정부가 포함하는 트랜지스터가 흘리는 전류의 크기를 조정하는 단계,
    상기 구동 전압 설정부에서 상기 트랜지스터가 흘리는 전류에 따라 다른 피드백 전압 및 상기 제1 기준 전압의 차이를 증폭하여 제1 출력 전압을 출력하는 단계,
    상기 구동 전압 설정부에서 상기 제1 출력 전압과 기준 신호를 비교하여 제어 신호를 출력하는 단계, 그리고
    상기 DC-DC 변환부에 의해 상기 제어 신호에 따라 상기 구동 전압을 생성하는 단계
    를 포함하는 구동 전압 생성 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 구동 전압 생성 장치는 상기 DC-DC 변환부의 출력 단자와 연결되어 있는 피드백 센싱부를 더 포함하고,
    상기 피드백 센싱부는 상기 출력 단자에 직렬로 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하고,
    상기 피드백 전압은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이의 제1 노드에서 센싱되고,
    상기 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 노드에 연결되어 있는
    구동 전압 생성 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 구동 전압 미세 조정부는 상기 트랜지스터의 제2 단자에 연결되어 있는 제3 저항을 더 포함하는 구동 전압 생성 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 초기 설정 데이터와 상기 미세 조정 데이터는 I2C 인터페이스 방식으로 수신되는 구동 전압 생성 방법.
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