KR102217689B1 - 표시 장치 및 표시 장치의 열화 검출 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 열화 검출 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 표시 패널, 전원 전압 공급부, 제1 전류 측정기, 및 과전류 보호 스위치를 포함한다. 전원 전압 공급부는 표시 패널에 전원 전압을 공급한다. 제1 전류 측정기는 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제1 경로에 배치되고, 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 측정한다. 과전류 보호 스위치는 표시 패널과 전원 전압 공급부 사이에서 제1 전류 측정기와 병렬로 연결된다. 또한, 과전류 보호 스위치는 제1 패널 전류의 크기에 따라 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 열화 검출 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DETECTING DEGRADATION OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 전자 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치 및 표시 장치의 열화 검출 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 화소가 출력하는 광에 기초하여 영상을 표시할 수 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 다이오드를 갖는 화소를 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드는 유기 발광 다이오드가 포함하는 유기 물질에 상응하는 파장을 갖는 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드는 적색광, 녹색광, 및 청색광에 상응하는 유기 물질을 포함할 수 있고, 유기 발광 표시 장치는 상기 유기 물질에 의해 출력되는 광을 조합하여 영상을 표시할 수 있다.
표시 장치의 화소는 장시간 구동될수록 열화될 수 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 다이오드는 열화가 다른 표시 장치보다 상대적으로 빠르게 진행될 수 있다. 그 결과, 상기 화소의 열화에 따른 잔상이 표시 장치에 발생할 수 있다. 따라서, 표시 장치는 상기 열화를 검출하고, 열화 정도에 따라 화소에 공급되는 데이터 신호를 보상할 수 있다. 다만, 표시 장치가 열화를 검출하는데 있어서, 열화 검출을 위한 측정기가 손상을 입을 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 열화 검출을 위한 측정기의 손상을 방지하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열화 검출을 위한 측정기의 손상을 방지하는 표시 장치의 열화 검출 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 공급부, 상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제1 경로에 배치되고, 상기 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 측정하는 제1 전류 측정기, 및 상기 표시 패널과 상기 전원 전압 공급부 사이에서 상기 제1 전류 측정기와 병렬로 연결되고, 상기 제1 패널 전류의 크기에 따라 상기 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 상기 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성하는 과전류 보호 스위치를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 과전류 보호 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴온될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 과전류 보호 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 턴오프될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 상기 제1 경로로 상기 전원 전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 표시 장치는 상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제2 경로에 배치되고, 상기 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 측정하는 제2 전류 측정기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 상기 제2 경로로 상기 전원 전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전류 측정기는 상기 제1 패널 전류가 흐르는 저항, 및 상기 제1 패널 전류에 의해 상기 저항의 양단에 발생하는 전압차를 측정하는 전압 측정기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 표시 장치는 상기 전압차에 기초하여 상기 과전류 보호 스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어 신호를 생성하는 우회 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 우회 제어부는 상기 전압차에 기초하여 증폭 전압을 생성하는 증폭기, 상기 증폭 전압의 전압 레벨과 기 설정된 적어도 하나의 기준 전압 레벨을 비교하여 비교 전압을 생성하는 비교기, 및 상기 비교 전압에 기초하여 상기 스위치 제어 신호의 전압 레벨을 조절하는 레벨 시프터(level shifter)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 전압 레벨은 제1 기준 전압 레벨, 및 상기 제1 기준 전압 레벨보다 낮은 제2 기준 전압 레벨을 포함할 수 있고, 상기 비교기는 상기 증폭 전압의 전압 레벨이 상기 제1 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 상기 비교 전압을 생성하며, 상기 증폭 전압의 전압 레벨이 상기 제2 기준 전압 레벨 이하일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 상기 비교 전압을 생성하는 히스테리시스(hysteresis) 비교기일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 과전류 보호 스위치는 상기 스위치 제어 신호를 공급받는 게이트 단자를 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있고, 상기 레벨 시프터는 상기 비교 전압의 전압 레벨이 상기 제1 전압 레벨일 때, 상기 트랜지스터를 턴온시키는 전압 레벨로 상기 스위치 제어 신호의 전압 레벨을 조절할 수 있으며, 상기 비교 전압의 전압 레벨이 상기 제2 전압 레벨일 때, 상기 트랜지스터를 턴오프시키는 전압 레벨로 상기 스위치 제어 신호의 전압 레벨을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 공급부, 상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제1 경로에 배치되고, 상기 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 측정하는 제1 전류 측정기, 상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제2 경로에 배치되고, 상기 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 측정하는 제2 전류 측정기, 상기 제1 경로에 배치되고, 상기 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴오프되는 제1 스위치, 및 상기 제2 경로에 배치되고, 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값 이상일 때 턴온되는 제2 스위치를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 턴온될 수 있고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제2 임계값 이하일 때 턴오프될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 상기 제1 경로로 상기 전원 전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 상기 제2 경로로 상기 전원 전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 표시 장치는 상기 제1 패널 전류의 크기에 기초하여 상기 제1 스위치의 동작을 제어하는 제1 스위치 제어 신호, 및 상기 제1 패널 전류의 크기에 기초하여 상기 제2 스위치의 동작을 제어하는 제2 스위치 제어 신호를 생성하는 스위치 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 열화 검출 방법은 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 제1 전류 측정기로 측정하는 단계, 및 상기 제1 패널 전류의 크기에 따라 상기 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 상기 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 우회 경로는 상기 표시 패널과 상기 전원 전압 공급부 사이에서 상기 제1 전류 측정기와 병렬로 연결된 과전류 보호 스위치일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 우회 경로는 상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제2 경로에 배치되고, 상기 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 측정하는 제2 전류 측정기일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 우회 경로를 선택적으로 형성하는 단계는 상기 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 상기 우회 경로를 연결하는 단계, 및 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 상기 우회 경로를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 열화 검출 방법은 제1 전류 측정기와 병렬로 연결되는 제1 패널 전류의 우회 경로를 형성함으로써, 열화 검출을 위한 제1 전류 측정기의 손상을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치가 포함하는 제1 전류 측정기, 우회 제어부, 및 과전류 보호 스위치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 표시 장치가 포함하는 우회 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 우회 제어부가 포함하는 비교기의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 표시 장치가 포함하는 제1 전류 측정기, 제1 스위치, 및 스위치 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 열화 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(120), 전원 전압 공급부(140), 제1 전류 측정기(160), 및 과전류 보호 스위치(180)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 표시 장치(100)는 우회 제어부(170), 및 제2 전류 측정기(190)를 더 포함할 수 있다.
표시 패널(120)은 화소를 포함할 수 있다. 화소는 전원 전압(ELVDD, ELVSS)의 전압 레벨 및 스캔 신호의 활성화 구간 동안 공급받은 데이터 신호의 전압 레벨에 기초하여 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서 화소에 포함된 구동 트랜지스터는 전원 전압(ELVDD, ELVSS)의 전압 레벨 및 상기 데이터 신호의 전압 레벨에 기초하여 구동 전류를 생성할 수 있으며, 상기 화소에 포함된 유기 발광 다이오드는 상기 구동 전류에 기초하여 발광할 수 있다. 또한, 화소는 서브 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 화소들은 각각 빛의 삼원색에 상응하는 광을 출력할 수 있다. 서브 화소들은 공급받은 데이터 신호에 기초하여 소정의 휘도를 갖는 광을 출력할 수 있다. 결과적으로, 상기 서브 화소들이 출력하는 광들을 조합함으로써, 화소는 목표 색상 및 목표 휘도를 표시 할 수 있다.
전원 전압 공급부(140)는 표시 패널(120)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 전압 공급부(140)는 고전원 전압(ELVDD)을 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 전원 전압 공급부(140)는 저전원 전압(ELVSS)을 공급할 수 있다. 전원 전압 공급부(140)가 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급함에 따라, 표시 패널(120)은 전원 전압 공급부(140)로부터 표시 패널(120)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제1 경로를 따라 제1 패널 전류(I1)를 공급받을 수 있다. 실시예에 따라, 표시 패널(120)은 전원 전압 공급부(140)로부터 표시 패널(120)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제2 경로를 따라 제2 패널 전류(I2)를 공급받을 수 있다.
예를 들어, 전원 전압 공급부(140)는 표시 패널(120)이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 제1 경로로 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급할 수 있다. 또한, 전원 전압 공급부(140)는 표시 패널(120)이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 제2 경로로 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급할 수 있다.
한편, 제1 패널 전류(I1) 및 제2 패널 전류(I2)는 표시 패널(120)에 포함된 화소의 구동 전류일 수 있다. 따라서, 제1 패널 전류(I1)의 크기 및 제2 패널 전류(I2)의 크기는 표시 패널(120)에 포함된 화소의 구동 전류의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 전류 측정기(160)는 전원 전압 공급부(140)로부터 표시패널(120)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제1 경로에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전류 측정기(160)는 표시 패널(120)과 전원 전압 공급부(140) 사이에 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전류 측정기는 저항값을 가지지 않으므로, 제1 전류 측정기(160)가 표시 패널(120)과 전원 전압 공급부(140) 사이에 연결되어도 제1 패널 전류(I1)의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다.
또한, 제1 전류 측정기(160)는 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류(I1)를 측정할 수 있다. 제1 전류 측정기(160)가 제1 패널 전류(I1)를 측정함으로써, 표시 패널(120)이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 화소의 구동 전류를 측정할 수 있다. 그 결과, 화소의 열화 정도가 검출될 수 있다.
예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서 유기 발광 다이오드의 열화가 진행될수록 실질적으로 동일한 전압 레벨의 데이터 신호가 화소에 공급되어도 유기 발광 다이오드가 출력하는 광의 휘도는 감소할 수 있다. 일반적으로, 구동 전류가 증가할수록 유기 발광 다이오드의 휘도가 증가한다. 따라서, 유기 발광 다이오드의 열화가 진행될수록 실질적으로 동일한 전압 레벨의 데이터 신호가 화소에 공급되어도, 구동 전류는 감소할 수 있다. 그러므로, 제1 전류 측정기(160)가 제1 패널 전류(I1)를 측정함으로써, 화소에 포함된 유기 발광 다이오드의 열화정도를 검출할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 전류 측정기(160)는 저항, 및 전압 측정기를 포함할 수 있다. 제1 패널 전류(I1)는 저항을 통해 흐를 수 있다. 전압 측정기는 옴의 법칙에 따라 제1 패널 전류(I1)가 흐르는 저항 양단에 발생하는 전압차(VR)를 측정할 수 있다. 이 때, 전압 측정기가 측정한 전압차(VR)에 기초하여 제1 패널 전류(I1)가 측정될 수 있다. 제1 전류 측정기(160)를 구성하는 구성 요소들의 일 예는 아래 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
과전류 보호 스위치(180)는 표시 패널(120)과 전원 전압 공급부(140) 사이에서 제1 전류 측정기(160)와 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 과전류 보호 스위치(180)는 제1 패널 전류(I1)의 크기에 따라 우회 경로를 선택적으로 형성할 수 있다. 여기서, 상기 우회 경로를 통해 제1 패널 전류(I1)의 적어도 일부가 흐를 수 있다. 실시예에 따라, 과전류 보호 스위치(180)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴온될 수 있다. 과전류 보호 스위치(180)는 제1 전류 측정기(160)를 손상시킬 수 있는 제1 패널 전류(I1)가 발생할 때 우회 경로를 연결하여 제1 전류 측정기(160)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1 패널 전류(I1)를 측정하기 위해 제1 전류 측정기(160)에 포함된 저항은 제2 전류 측정기(190)에 포함된 저항보다 상대적으로 높은 저항값을 가질 수 있다. 그 결과, 저항과 병렬로 연결된 전압 측정기를 손상시킬 수 있는 전압차(VR)가 상대적으로 용이하게 발생할 수 있다. 제1 전류 측정기(160)에 포함된 전압 측정기를 손상시킬 수 있는 전압차(VR)가 발생할 때, 과전류 보호 스위치(180)가 턴온되어 상기 전압 측정기가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따라, 과전류 보호 스위치(180)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때, 턴오프될 수 있다. 제2 임계값은 제1 임계값보다 충분히 작을 수 있다. 따라서, 과전류 보호 스위치(180)는 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(160)에 흐를 때 연결된 우회 경로를 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(160)에 흐를 때 분리함으로써, 우회 경로가 지나치게 자주 연결 및 분리되는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따라, 과전류 보호 스위치(180)는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
우회 제어부(170)는 전압차(VR)에 기초하여 스위치 제어 신호(SC)를 생성할 수 있다. 생성된 스위치 제어 신호(SC)는 과전류 보호 스위치(180)에 공급될 수 있다. 즉, 우회 제어부(170)는 스위치 제어 신호(SC)를 통해 과전류 보호 스위치(180)의 동작을 제어할 수 있다.
제2 전류 측정기(190)는 전원 전압 공급부(140)로부터 표시패널(120)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제2 경로에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 전류 측정기(190)는 표시 패널(120)과 전원 전압 공급부(140) 사이에 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전류 측정기는 저항값을 가지지 않으므로, 제2 전류 측정기(190)가 표시 패널(120)과 전원 전압 공급부(140) 사이에 연결되어도 제2 패널 전류(I2)의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다.
또한, 제2 전류 측정기(190)는 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류(I2)를 측정할 수 있다. 제2 전류 측정기(190)가 제2 패널 전류(I2)를 측정함으로써, 표시 패널(120)이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 화소의 구동 전류를 측정할 수 있다. 그 결과, 디지털 구동 방식에서 구동 전류의 변화에 따른 휘도 변화를 보상할 수 있다.
화소가 출력하는 광의 휘도에 기초하여 계조를 표현하는 아날로그 방식에서의 화소와 달리, 디지털 구동 방식에서의 화소는 일 프레임 내에서 실질적으로 동일한 휘도를 갖는 광의 총 출력 시간에 기초하여 상기 일 프레임에서의 계조를 표현할 수 있다. 따라서, 디지털 구동 방식에서 구동 전류가 변화될 경우, 화소는 계조를 올바르게 표현할 수 없다.
이 때, 제2 전류 측정기(190)가 제2 패널 전류(I2)를 측정함으로써, 구동 전류의 변화를 보상할 수 있으므로, 상기 보상에 기초하여 화소는 계조를 올바르게 표현할 수 있다.
결과적으로, 과전류 보호 스위치(180)가 제1 패널 전류(I1)의 크기가 제1 임계값 이상일 때 턴온됨으로써, 제1 경로에 대한 우회 경로가 형성될 수 있고, 제1 전류 측정기(160)는 제1 패널 전류(I1)에 의해 손상되지 않을 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치가 포함하는 제1 전류 측정기, 우회 제어부, 및 과전류 보호 스위치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 도 1의 표시 장치(100)는 제1 전류 측정기(160), 우회 제어부(170), 및 과전류 보호 스위치(180)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 전류 측정기(160)는 저항(161) 및 전압 측정기(162)를 포함할 수 있다.
제1 패널 전류(I1)는 저항(161)을 통해 흐를 수 있다. 전압 측정기(162)는 옴의 법칙에 따라 제1 패널 전류(I1)가 흐르는 저항(161) 양단에 발생하는 전압차(VR)를 측정할 수 있다. 한편, 전압 측정기(162)는 저항(161)과 병렬로 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전압 측정기는 무한대의 저항값을 가지므로, 전압 측정기(162)가 저항(161)과 병렬로 연결되어도 제1 패널 전류(I1)의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다. 이 때, 전압 측정기(162)가 측정한 전압차(VR)에 기초하여 제1 패널 전류(I1)가 측정될 수 있다.
우회 제어부(170)는 전압차(VR)에 기초하여 스위치 제어 신호(SC)를 생성할 수 있다. 생성된 스위치 제어 신호(SC)는 과전류 보호 스위치(180)에 공급될 수 있다. 구체적으로, 우회 제어부(170)는 제1 전류 측정기(160)에 포함된 저항(161)의 양단에 발생하는 전압차(VR)에 기초하여 스위치 제어 신호(SC)를 생성할 수 있다. 즉, 우회 제어부(170)는 스위치 제어 신호(SC)를 통해 과전류 보호 스위치(180)의 동작을 제어할 수 있다. 실시예에 따라, 우회 제어부(170)는 저항(161)과 병렬로 연결되어 전압차(VR)를 공급받을 수 있다.
실시예에 따라, 우회 제어부(170)는 증폭기, 비교기, 및 레벨 시프터(level shifter)를 포함할 수 있다. 증폭기는 전압차(VR)에 기초하여 증폭 전압을 생성할 수 있다. 비교기는 증폭전압의 전압 레벨과 기 설정된 적어도 하나의 기준 전압 레벨을 비교하여 비교 전압을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 비교기는 증폭 전압의 전압 레벨이 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 반면에, 비교기는 증폭 전압의 전압 레벨이 기준 전압 레벨 미만일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 비교기는 증폭 전압의 전압 레벨이 제1 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 반면에, 비교기는 증폭 전압의 전압 레벨이 제1 기준 전압 레벨보다 낮은 제2 기준 전압 레벨 이하일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 즉, 비교기는 히스테리시스(hysteresis) 비교기일 수 있다. 레벨 시프터는 비교 전압에 기초하여 스위치 제어 신호(SC)의 전압 레벨을 조절할 수 있다. 실시예에 따라, 레벨 시프터는 비교 전압의 전압 레벨이 제1 전압 레벨일 때, 과전류 보호 스위치(180)를 턴온시키는 전압 레벨로 스위치 제어 신호(SC)의 전압 레벨을 조절할 수 있다. 반면에, 레벨 시프터는 비교 전압의 전압 레벨이 제2 전압 레벨일 때, 과전류 보호 스위치(180)를 턴오프시키는 전압 레벨로 스위치 제어 신호(SC)의 전압 레벨을 조절할 수 있다. 우회 제어부(170)를 구성하는 구성 요소들의 일 예는 아래 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
과전류 보호 스위치(180)는 표시 패널과 전원 전압 공급부 사이에서 제1 전류 측정기(160)와 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 과전류 보호 스위치(180)는 제1 패널 전류(I1)의 크기에 따라 우회 경로를 선택적으로 형성할 수 있다. 여기서, 상기 우회 경로를 통해 제1 패널 전류(I1_의 적어도 일부가 흐를 수 있다. 실시예에 따라, 과전류 보호 스위치(180)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴온될 수 있다. 과전류 보호 스위치(180)는 제1 전류 측정기(160)를 손상시킬 수 있는 제1 패널 전류(I1)가 발생할 때 우회 경로를 연결하여 제1 전류 측정기(160)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(160)에 흐를 경우, 제1 전류 측정기(160)가 손상될 수 있다. 특히, 표시 패널이 열화 정도를 검출하는 테스트 패턴을 표시하는 경우에서 소비되는 전력은 표시 패널이 일반 영상을 표시하는 경우에서 소비되는 전력보다 상대적으로 작을 수 있다. 즉, 표시 패널이 열화 정도를 검출하는 테스트 패턴을 표시하는 경우에서의 구동 전류인 제1 패널 전류(I1)는 표시 패널이 일반 영상을 표시하는 경우에서의 구동전류인 제2 패널 전류(I2)보다 상대적으로 작을 수 있다.
따라서, 제1 패널 전류(I1)를 측정하기 위해 제1 전류 측정기(160)에 포함된 저항(161)은 상대적으로 높은 저항값을 가질 수 있다. 그 결과, 제1 패널 전류(I1)가 변화됨에 따른 제1 전류 측정기(160)에 포함된 저항(161) 양단의 전압차(VR)의 변화량은 상대적으로 클 수 있다. 또한, 제1 전류 측정기(160)에 포함된 저항(161)과 병렬로 연결된 전압 측정기(162)는 소정의 값 이상의 전압차(VR)가 저항(161) 양단에 발생할 때 손상될 수 있다. 즉, 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 저항(161)에 흐를 때 저항(161)의 양단에는 전압 측정기(162)를 손상시킬 수 있는 전압차(VR)가 발생할 수 있다. 이 때, 우회 제어부(170)가 생성한 스위치 제어 신호(SC)에 의해과전류 보호 스위치(180)가 턴온되어 전압 측정기(162)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치가 포함하는 우회 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 우회 제어부(170)는 증폭기(172), 비교기(174), 및 레벨 시프터(176)를 포함할 수 있다.
증폭기(172)는 전압차(VR)에 기초하여 증폭 전압(A x VR)을 생성할 수 있다. 구체적으로, 증폭기(172)는 전압 이득(A)을 전압차(VR)에 승산하여 증폭 전압(A x VR)을 생성할 수 있다. 증폭기(172)는 생성된 증폭 전압(A x VR)을 비교기(174)에 공급할 수 있다.
비교기(174)는 증폭 전압(A x VR)의 전압 레벨과 기 설정된 적어도 하나의 기준 전압(Vref)의 전압 레벨인 기준 전압 레벨을 비교하여 비교 전압(VC)을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 비교기(174)는 증폭 전압(A x VR)의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)의 전압 레벨인 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 비교 전압(VC)을 생성할 수 있다. 반면에, 비교기(174)는 증폭 전압(A x VR)의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)의 전압 레벨인 기준 전압 레벨 미만일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 비교 전압(VC)을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 비교기는 증폭 전압의 전압 레벨이 제1 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 반면에, 증폭 전압의 전압 레벨이 제1 기준 전압 레벨보다 낮은 제2 기준 전압 레벨 이하일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 즉, 비교기는 히스테리시스(hysteresis) 비교기일 수 있다. 히스테리시스 비교기를 구성하는 구성 요소들의 일 예는 아래 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
레벨 시프터(176)는 비교 전압(VC)에 기초하여 스위치 제어신호(SC)의 전압 레벨을 조절할 수 있다. 실시예에 따라, 도 1의 과전류 보호 스위치(180)는 스위치 제어 신호(SC)를 공급받는 게이트 단자를 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 때, 레벨 시프터(176)는 비교 전압(VC)의 전압 레벨이 제1 전압 레벨일 때, 상기 트랜지스터를 턴온시키는 전압 레벨로 스위치 제어 신호(SC)의 전압 레벨을 조절할 수 있다. 반면에, 레벨 시프터(176)는 비교 전압(VC)의 전압 레벨이 제2 전압 레벨일 때, 상기 트랜지스터를 턴오프시키는 전압 레벨로 스위치 제어신호(SC)의 전압 레벨을 조절할 수 있다.
도 4는 도 3의 우회 제어부가 포함하는 비교기의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 비교기(175)는 증폭기(178), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3), 및 제4 저항(R)을 포함할 수 있다. 도 4의 구성을 통해 비교기(175)는 히스테리시스 비교기일 수 있다.
증폭기(178)는 증폭 전압(A x VR)을 공급받는 반전 신호 입력 단자, 비반전 신호 입력 단자, 및 출력 단자를 포함할 수 있다. 제1 저항(R1)은 제1 전압(V1)과 비반전 신호 입력 단자 사이에 연결될 수 있다. 제2 저항(R2)은 비반전 신호 입력 단자와 제2 전압(V2) 사이에 연결될 수 있다. 제3 저항(R3)은 비반전 신호 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 마지막으로, 제4 저항(R)은 제1 전압(V1)과 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 한편, 출력 단자는 도 3의 레벨 시프터(176)에 연결될 수 있다.
비교기(175)는 증폭 전압(A x VR)의 전압 레벨이 제1 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 반면에, 비교기(175)는 증폭 전압(A x VR)의 전압 레벨이 제1 기준 전압 레벨보다 낮은 제2 기준 전압 레벨 이하일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 비교 전압을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 기준 전압 레벨은 아래 [수학식 1]에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014084526981-pat00001
(여기서, Vref1은 제1 기준 전압 레벨이고, R1은 제1 저항의 저항값이며, R2는 제2 저항의 저항값이고, R3는 제3 저항의 저항값이며, V1은 제1 전압의 전압 레벨이고, V2는 제2 전압의 전압 레벨임.)
또한, 제2 기준 전압 레벨은 아래 [수학식 2]에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014084526981-pat00002
(여기서, Vref2는 제2 기준 전압 레벨이고, R1은 제1 저항의 저항값이며, R2는 제2 저항의 저항값이고, R3는 제3 저항의 저항값이며, V1은 제1 전압의 전압 레벨이고, V2는 제2 전압의 전압 레벨임.)
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 표시 장치(200)는 표시 패널(220), 전원 전압 공급부(240), 제1 전류 측정기(250), 제2 전류 측정기(260), 제1 스위치(270), 및 제2 스위치(280)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 표시 장치(200)는 스위치 제어부(290)를 더 포함할 수 있다.
표시 패널(220)은 화소를 포함할 수 있다. 화소는 전원 전압(ELVDD, ELVSS)의 전압 레벨 및 스캔 신호의 활성화 구간 동안 공급받은 데이터 신호의 전압 레벨에 기초하여 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서 화소에 포함된 구동 트랜지스터는 전원 전압(ELVDD, ELVSS)의 전압 레벨 및 상기 데이터 신호의 전압 레벨에 기초하여 구동 전류를 생성할 수 있으며, 상기 화소에 포함된 유기 발광 다이오드는 상기 구동 전류에 기초하여 발광할 수 있다. 또한, 화소는 서브 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 화소들은 각각 빛의 삼원색에 상응하는 광을 출력할 수 있다. 서브 화소들은 공급받은 데이터 신호에 기초하여 소정의 휘도를 갖는 광을 출력할 수 있다. 결과적으로, 상기 서브 화소들이 출력하는 광들을 조합함으로써, 화소는 목표 색상 및 목표 휘도를 표시 할 수 있다.
전원 전압 공급부(240)는 표시 패널(220)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 전압 공급부(240)는 고전원 전압(ELVDD)을 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 전원 전압 공급부(240)는 저전원 전압(ELVSS)을 공급할 수 있다. 전원 전압 공급부(240)가 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급함에 따라, 표시 패널(220)은 전원 전압 공급부(240)로부터 표시패널(220)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제1 경로를 따라 제1 패널 전류(I1)를 공급받을 수 있다. 실시예에 따라, 표시 패널(220)은 전원 전압 공급부(240)로부터 표시 패널(220)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제2 경로를 따라 제2 패널 전류(I2)를 공급받을 수 있다.
예를 들어, 전원 전압 공급부(240)는 표시 패널(220)이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 제1 경로로 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급할 수 있다. 또한, 전원 전압 공급부(240)는 표시 패널(220)이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 제2 경로로 전원 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급할 수 있다.
한편, 제1 패널 전류(I1) 및 제2 패널 전류(I2)는 표시 패널(220)에 포함된 화소의 구동 전류일 수 있다. 따라서, 제1 패널 전류(I1)의 크기 및 제2 패널 전류(I2)의 크기는 표시 패널(220)에 포함된 화소의 구동 전류의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 전류 측정기(250) 및 제2 전류 측정기(260)는 각각 표시 패널(220)과 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전류 측정기는 저항값을 가지지 않으므로, 제1 전류 측정기(250) 및 제2 전류 측정기(260)가 각각 표시 패널(220)과 연결되어도 제1 패널 전류(I1)의 크기, 제2 패널 전류(I2)의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다.
제1 전류 측정기(250)는 전원 전압 공급부(240)로부터 표시패널(220)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제1 경로에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전류 측정기(250)는 표시 패널(220)과 제1 스위치(270) 사이에 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전류 측정기는 저항값을 가지지 않으므로, 제1 전류 측정기(250)가 표시 패널(220)과 제1 스위치(270) 사이에 연결되어도 제1 패널 전류(I1)의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다.
또한, 제1 전류 측정기(250)는 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류(I1)를 측정할 수 있다. 제1 전류 측정기(250)가 제1 패널 전류(I1)를 측정함으로써, 표시 패널(220)이 열화 정도를 검출하는 테스트 패턴을 표시하는 동안 화소의 구동 전류를 측정할 수 있다. 그 결과, 화소의 열화 정도가 검출될 수 있다.
예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서 유기 발광 다이오드의 열화가 진행될수록 실질적으로 동일한 전압 레벨의 데이터 신호가 화소에 공급되어도 유기 발광 다이오드가 출력하는 광의 휘도는 감소할 수 있다. 일반적으로, 구동 전류가 증가할수록 유기 발광 다이오드의 휘도가 증가한다. 따라서, 유기 발광 다이오드의 열화가 진행될수록 실질적으로 동일한 전압 레벨의 데이터 신호가 화소에 공급되어도, 구동 전류는 감소할 수 있다. 그러므로, 제1 전류 측정기(250)가 제1 패널 전류(I1)를 측정함으로써, 화소에 포함된 유기 발광 다이오드의 열화 정도를 검출할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 전류 측정기(250)는 저항, 및 전압 측정기를 포함할 수 있다. 제1 패널 전류(I1)는 저항을 통해 흐를 수 있다. 전압 측정기는 옴의 법칙에 따라 제1 패널 전류(I1)가 흐르는 저항 양단에 발생하는 전압차(VR)를 측정할 수 있다. 이 때, 전압 측정기가 측정한 전압차(VR)에 기초하여 제1 패널 전류(I1)가 측정될 수 있다.
제2 전류 측정기(260)는 전원 전압 공급부(240)로부터 표시패널(220)에 전원 전압(ELVDD, ELVSS)이 공급되는 제2 경로에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 전류 측정기(260)는 표시 패널(220)과 제2 스위치(280) 사이에 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전류 측정기는 저항값을 가지지 않으므로, 제2 전류 측정기(260)가 표시 패널(220)과 제2 스위치(280) 사이에 연결되어도 제2 널 전류(I2의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다.
또한, 제2 전류 측정기(260)는 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류(I2)를 측정할 수 있다. 제2 전류 측정기(260)가 제2 패널 전류(I2)를 측정함으로써, 표시 패널(220)이 일반 영상을 표시하는 동안 화소의 구동 전류를 측정할 수 있다. 그 결과, 디지털 구동 방식에서 구동 전류의 변화에 따른 휘도 변화를 보상할 수 있다.
화소가 출력하는 광의 휘도에 기초하여 계조를 표현하는 아날로그 방식에서의 화소와 달리, 디지털 구동 방식에서의 화소는 일 프레임 내에서 실질적으로 동일한 휘도를 갖는 광의 총 출력 시간에 기초하여 상기 일 프레임에서의 계조를 표현할 수 있다. 따라서, 디지털 구동방식에서 구동 전류가 변화될 경우, 화소는 계조를 올바르게 표현할 수 없다.
이 때, 제2 전류 측정기(260)가 제2 패널 전류(I2)를 측정함으로써, 구동 전류의 변화를 보상할 수 있으므로, 화소는 계조를 올바르게 표현할 수 있다.
제1 스위치(270)는 제1 경로에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(270)는 제1 전류 측정기(250)와 전원 전압(240) 사이에 연결될 수 있다. 제1 스위치(270)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴오프될 수 있다. 이 경우, 전원 전압(ELVDD, ELVSS)은 제1 경로를 통해 표시 패널(220)에 공급되지 않을 수 있다. 실시예에 따라, 제1 스위치(270)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 턴온될 수 있다. 제2 임계값은 제1 임계값보다 충분히 작을 수 있다. 따라서, 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 턴오프된 제1 스위치(270)는 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 턴온됨으로써, 제1 스위치가 지나치게 자주 턴온 및 턴오프되는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 스위치(270)는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
제2 스위치(280)는 제2 경로에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치(280)는 제2 전류 측정기(260)와 전원 전압(240) 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(280)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴온될 수 있다. 이 경우, 전원 전압(ELVDD, ELVSS)은 제2 경로를 통해 표시 패널(220)에 공급될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 스위치(280)는 제1 패널 전류(I1)의 크기가 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 턴오프될 수 있다. 제2 임계값은 제1 임계값보다 충분히 작을 수 있다. 따라서, 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 턴온된 제2 스위치(280)는 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 턴오프됨으로써, 제2 스위치가 지나치게 자주 턴온 및 턴오프되는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 스위치(280)는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
스위치 제어부(290)는 측정된 제1 패널 전류(I1)에 기초하여 제1 스위치 제어 신호(SC1) 및 제2 스위치 제어 신호(SC2)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 스위치 제어부(290)는 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 제1 스위치(270)를 턴오프시킬 수 있고, 제2 스위치(280)를 턴온시킬 수 있다. 구체적으로, 스위치 제어부(290)는 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 제1 스위치(270)를 턴오프시키는 제1 스위치 제어 신호(SC1)를 생성할 수 있다. 또한, 스위치 제어부(290)는 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 제2 스위치(280)를 턴온시키는 제2 스위치 제어 신호(SC2)를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 스위치 제어부(290)는 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 제1 스위치(270)를 턴온시키고, 제2 스위치(280)를 턴오프시킬 수 있다. 구체적으로, 스위치 제어부(290)는 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 제1 스위치(270)를 턴온시키는 제1 스위치 제어 신호(SC1)를 생성할 수 있다. 또한, 스위치 제어부(290)는 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 때 제2 스위치(280)를 턴오프시키는 제2 스위치 제어 신호(SC2)를 생성할 수 있다.
결과적으로, 제1 스위치(270)가 제1 패널 전류(I1)의 크기가 제1 임계값 이상일 때 턴온되고, 제2 스위치(280)가 제1 패널 전류(I1)의 크기가 제1 임계값 이상일 때 턴오프됨으로써, 제1 경로에 대한 우회 경로로서 제2 경로가 형성될 수 있고, 제1 전류 측정기(250)는 제1 패널 전류(I1)에 의해 손상되지 않을 수 있다.
도 6은 도 5의 표시 장치가 포함하는 제1 전류 측정기, 제1 스위치, 및 스위치 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 5의 표시 장치(200)는 제1 전류 측정기(250), 스위치 제어부(290), 및 제1 스위치(270)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 전류 측정기(250)는 저항(251) 및 전압 측정기(252)를 포함할 수 있다.
제1 패널 전류(I1)는 저항(251)을 통해 흐를 수 있다. 전압 측정기(252)는 옴의 법칙에 따라 제1 패널 전류(I1)가 흐르는 저항(251) 양단에 발생하는 전압차(VR)를 측정할 수 있다. 한편, 전압 측정기(252)는 저항(251)과 병렬로 연결될 수 있다. 일반적으로 이상적인 전압 측정기는 무한대의 저항값을 가지므로, 전압 측정기(252)가 저항(251)과 병렬로 연결되어도 제1 패널 전류(I1)의 크기 등에 영향을 주지 않을 수 있다. 이 때, 전압 측정기(252)가 측정한 전압차(VR)에 기초하여 제1 패널 전류(I1)가 측정될 수 있다.
스위치 제어부(290)는 전압차(VR)에 기초하여 제1 스위치 제어 신호(SC1) 및 제2 스위치 제어 신호(SC2)를 생성할 수 있다. 생성된 제1 스위치 제어 신호(SC1)는 제1 스위치(270)에 공급될 수 있고, 생성된 제2 스위치 제어 신호(SC2)는 제2 스위치에 공급될 수 있다. 구체적으로, 스위치 제어부(290)는 제1 전류 측정기(250)에 포함된 저항(251)의 양단에 발생하는 전압차(VR)에 기초하여 제1 스위치 제어 신호(SC1) 및 제2 스위치 제어 신호(SC2)를 생성할 수 있다. 즉, 스위치 제어부(290)는 제1 스위치 제어 신호(SC1) 및 제2 스위치 제어 신호(SC2)를 통해 제1 스위치(270) 및 제2 스위치의 동작을 제어할 수 있다. 실시예에 따라, 스위치 제어부(290)는 저항(251)과 병렬로 연결되어 전압차(VR)를 공급받을 수 있다.
제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 제1 전류 측정기(250)에 흐를 경우, 제1 전류 측정기(250)가 손상될 수 있다. 특히, 표시 패널이 열화 정도를 검출하는 테스트 패턴을 표시하는 경우에서 소비되는 전력은 표시 패널이 일반 영상을 표시하는 경우에서 소비되는 전력보다 상대적으로 작을 수 있다. 즉, 표시 패널이 열화 정도를 검출하는 테스트 패턴을 표시하는 경우에서의 구동 전류인 제1 패널 전류(I1)는 표시 패널이 일반 영상을 표시하는 경우에서의 구동전류인 제2 패널 전류(I2)보다 상대적으로 작을 수 있다.
따라서, 제1 패널 전류(I1)를 측정하기 위해 제1 전류 측정기(250)에 포함된 저항(251)은 상대적으로 높은 저항값을 가질 수 있다. 그 결과, 제1 패널 전류(I1)가 변화됨에 따른 제1 전류 측정기(250)에 포함된 저항(251) 양단의 전압차(VR)의 변화량은 상대적으로 클 수 있다. 또한, 제1 전류 측정기(250)에 포함된 저항(251)과 병렬로 연결된 전압 측정기(252)는 소정의 값 이상의 전압차(VR)가 저항(251) 양단에 발생할 때 손상될 수 있다. 즉, 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류(I1)가 저항(251)에 흐를 때 저항(251)의 양단에는 전압 측정기(252)를 손상시킬 수 있는 전압차(VR)가 발생할 수 있다. 이 때, 스위치 제어부(290)가 생성한 제1 스위치 제어 신호(SC1) 및 제2 스위치 신호(SC2)에 의해 제1 스위치(270)가 턴오프되고, 제2 스위치가 턴온되어 전압 측정기(252)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 열화 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 제1 전류 측정기로 측정(S120)할 수 있고, 제1 패널 전류의 크기에 따라 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성(S140)할 수 있다. 실시예에 따라, 도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 우회 경로를 연결(S160)할 수 있고, 제1 패널 전류의 크기가 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 우회 경로를 분리(S180)할 수 있다. 우회 경로를 연결(S160) 및 분리(S170)함으로써, 도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 우회 경로를 선택적으로 형성(S140)할 수 있다.
도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 제1 전류 측정기로 측정(S120)할 수 있다.
전원 전압 공급부는 표시 패널에 전원 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 전압 공급부는 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 제1 경로로 전원 전압을 공급할 수 있다. 전원 전압 공급부가 전원 전압을 공급함에 따라, 표시 패널은 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제1 경로를 따라 제1 패널 전류를 공급받을 수 있다. 이 때, 제1 패널 전류는 표시패널에 포함된 화소의 구동 전류일 수 있다. 따라서, 제1 패널 전류의 크기는 표시 패널에 포함된 화소의 구동 전류의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
이 때, 도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 제1 경로에 배치된 제1 전류 측정기로 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 측정(S120)할 수 있다. 제1 전류 측정기가 제1 패널 전류를 측정함으로써, 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 화소의 구동 전류를 측정할 수 있다. 그 결과, 화소의 열화 정도가 검출될 수 있다.
예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서 유기 발광 다이오드의 열화가 진행될수록 실질적으로 동일한 전압 레벨의 데이터 신호가 화소에 공급되어도 유기 발광 다이오드가 출력하는 광의 휘도는 감소할 수 있다. 일반적으로, 구동 전류가 증가할수록 유기 발광 다이오드의 휘도가 증가한다. 따라서, 유기 발광 다이오드의 열화가 진행될수록 실질적으로 동일한 전압 레벨의 데이터 신호가 화소에 공급되어도, 구동 전류는 감소할 수 있다. 그러므로, 제1 패널 전류를 측정함으로써, 화소에 포함된 유기 발광 다이오드의 열화 정도를 검출할 수 있다.
도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 제1 패널 전류의 크기에 따라 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성(S140)할 수 있다.
실시예에 따라, 우회 경로는 표시 패널과 전원 전압 공급부 사이에서 제1 전류 측정기와 병렬로 연결된 과전류 보호 스위치일 수 있다. 이 경우, 과전류 보호 스위치는 제1 패널 전류의 크기에 따라 우회 경로를 선택적으로 형성할 수 있다. 여기서, 상기 우회 경로를 통해 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐를 수 있다. 과전류 보호 스위치는 제1 전류 측정기를 손상시킬 수 있는 제1 패널 전류가 발생할 때 우회 경로를 연결하여 제1 전류 측정기가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따라, 우회 경로는 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제2 경로에 배치되는 제2 전류 측정기일 수 있다. 또한, 제2 전류 측정기는 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 측정할 수 있다. 제2 전류 측정기가 제2 패널 전류를 측정함으로써, 표시 패널이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 화소의 구동 전류를 측정할 수 있다. 그 결과, 디지털 구동 방식에서 구동 전류의 변화에 따른 휘도 변화를 보상할 수 있다.
도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 우회 경로를 연결(S160)할 수 있다. 제1 전류 측정기를 손상시킬 수 있는 제1 패널 전류가 발생할 때 우회 경로를 연결하므로 제1 전류 측정기가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
도 7의 표시 장치의 열화 검출 방법은 제1 패널 전류의 크기가 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 우회 경로를 분리(S180)할 수 있다. 제2 임계값은 제1 임계값보다 충분히 작을 수 있다. 따라서, 제1 임계값 이상의 제1 패널 전류가 제1 전류 측정기에 흐를 때 연결된 우회 경로를 제2 임계값 이하의 제1 패널 전류가 제1 전류 측정기에 흐를 때 분리함으로써, 우회 경로가 지나치게 자주연결 및 분리되는 것이 방지될 수 있다.
결과적으로, 제1 패널 전류의 크기가 제1 임계값 이상일 때 우회 경로가 형성되므로 제1 전류 측정기는 제1 패널 전류에 의해 손상되지 않을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 열화 검출 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에서는 히스테리시스 비교기의 회로 구성을 예시하였으나, 히스테리시스 비교기의 회로 구성은 이에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 전자 기기에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터, 노트북, 디지털 카메라, 비디오 캠코더, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어, 차량용 네비게이션, 비디오폰, 감시 시스템, 추적 시스템, 동작 감지 시스템, 이미지 안정화 시스템 등에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100, 200: 표시 장치
120, 220: 표시 패널
140, 240: 전원 전압 공급부
160, 250: 제1 전류 측정기
170: 우회 제어부
180: 과전류 보호 스위치
190, 260: 제2 전류 측정기
270: 제1 스위치
280: 제2 스위치
290: 스위치 제어부

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 공급부;
    상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제1 경로에 배치되고, 상기 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 측정하는 제1 전류 측정기; 및
    상기 표시 패널과 상기 전원 전압 공급부 사이에서 상기 제1 전류 측정기와 병렬로 연결되고, 상기 제1 패널 전류의 크기에 따라 상기 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 상기 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성하는 과전류 보호 스위치를 포함하고,
    상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 상기 제1 경로로 상기 전원 전압을 공급하며,
    상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제2 경로에 배치되고, 상기 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 측정하는 제2 전류 측정기를 더 포함하고,
    상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 상기 제2 경로로 상기 전원 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 과전류 보호 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴온되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 과전류 보호 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 턴오프되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전류 측정기는
    상기 제1 패널 전류가 흐르는 저항; 및
    상기 제1 패널 전류에 의해 상기 저항의 양단에 발생하는 전압차를 측정하는 전압 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전압차에 기초하여 상기 과전류 보호 스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어 신호를 생성하는 우회 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 우회 제어부는
    상기 전압차에 기초하여 증폭 전압을 생성하는 증폭기;
    상기 증폭 전압의 전압 레벨과 기 설정된 적어도 하나의 기준 전압 레벨을 비교하여 비교 전압을 생성하는 비교기; 및
    상기 비교 전압에 기초하여 상기 스위치 제어 신호의 전압 레벨을 조절하는 레벨 시프터(level shifter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 기준 전압 레벨은 제1 기준 전압 레벨, 및 상기 제1 기준 전압 레벨보다 낮은 제2 기준 전압 레벨을 포함하고,
    상기 비교기는 상기 증폭 전압의 전압 레벨이 상기 제1 기준 전압 레벨 이상일 때, 제1 전압 레벨을 갖는 상기 비교 전압을 생성하며, 상기 증폭 전압의 전압 레벨이 상기 제2 기준 전압 레벨 이하일 때, 제2 전압 레벨을 갖는 상기 비교 전압을 생성하는 히스테리시스(hysteresis) 비교기인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 과전류 보호 스위치는 상기 스위치 제어 신호를 공급받는 게이트 단자를 포함하는 트랜지스터를 포함하고,
    상기 레벨 시프터는 상기 비교 전압의 전압 레벨이 상기 제1 전압 레벨일 때, 상기 트랜지스터를 턴온시키는 전압 레벨로 상기 스위치 제어 신호의 전압 레벨을 조절하며, 상기 비교 전압의 전압 레벨이 상기 제2 전압 레벨일 때, 상기 트랜지스터를 턴오프시키는 전압 레벨로 상기 스위치 제어 신호의 전압 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 표시 패널;
    상기 표시 패널에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 공급부;
    상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제1 경로에 배치되고, 상기 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 측정하는 제1 전류 측정기;
    상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제2 경로에 배치되고, 상기 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 측정하는 제2 전류 측정기;
    상기 제1 경로에 배치되고, 상기 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 턴오프되는 제1 스위치; 및
    상기 제2 경로에 배치되고, 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값 이상일 때 턴온되는 제2 스위치를 포함하고,
    상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 상기 제1 경로로 상기 전원 전압을 공급하며,
    상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 상기 제2 경로로 상기 전원 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 턴온되고,
    상기 제2 스위치는 상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제2 임계값 이하일 때 턴오프되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 패널 전류의 크기에 기초하여 상기 제1 스위치의 동작을 제어하는 제1 스위치 제어 신호, 및 상기 제1 패널 전류의 크기에 기초하여 상기 제2 스위치의 동작을 제어하는 제2 스위치 제어 신호를 생성하는 스위치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치
  17. 전원 전압 공급부로부터 표시 패널에 전원 전압이 공급되는 제1 경로를 따라 흐르는 제1 패널 전류를 제1 전류 측정기로 측정하는 단계; 및
    상기 제1 패널 전류의 크기에 따라 상기 제1 패널 전류의 적어도 일부가 흐르는 상기 제1 경로에 대한 우회 경로를 선택적으로 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 열화 정도를 검출하기 위한 테스트 패턴을 표시하는 동안 상기 제1 경로로 상기 전원 전압을 공급하며,
    상기 전원 전압 공급부로부터 상기 표시 패널에 상기 전원 전압이 공급되는 제2 경로를 따라 흐르는 제2 패널 전류를 제2 전류 측정기로 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전원 전압 공급부는 상기 표시 패널이 일반 표시 영상을 표시하는 동안 상기 제2 경로로 상기 전원 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 열화 검출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 우회 경로는 상기 표시 패널과 상기 전원 전압 공급부 사이에서 상기 제1 전류 측정기와 병렬로 연결된 과전류 보호 스위치인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 열화 검출 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 우회 경로는 상기 제2 전류 측정기인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 열화 검출 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 우회 경로를 선택적으로 형성하는 단계는
    상기 제1 패널 전류의 크기가 기 설정된 제1 임계값 이상일 때 상기 우회 경로를 연결하는 단계; 및
    상기 제1 패널 전류의 크기가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 이하일 때 상기 우회 경로를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 열화 검출 방법.
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