KR102322708B1 - 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법 - Google Patents

유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법에 관한 것이다. 이 유기 발광 다이오드 표시장치는 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는 센싱부, 및 입력 영상을 분석하여 센싱 위치와 센싱 간격을 선택하는 영상 분석부를 포함한다. 상기 픽셀들 중에서 센싱 위치의 픽셀들은 상기 센싱부에 의해 직접 센싱되고 나머지 픽셀들의 소자 특성 변화는 상기 센싱부로부터의 센싱값들로부터 계산된다.

Description

유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF SENSING DEVICE CHARACTERISTIC}
본 발명은 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드 표시장치는 자발광소자이기 때문에 백라이트가 필요한 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮고, 더 얇게 제작될 수 있다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 시야각이 넓고 응답속도가 빠르다. 이러한 유기 발광 다이오드 표시장치는 대화면 양산 기술 수준까지 공정 기술이 발전되어 액정표시장치와 경쟁하면서 시장을 확대하고 있다.
유기 발광 다이오드 표시장치의 픽셀들은 자발광 소자인 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함한다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흐르게 하여 픽셀의 OLED 내에서 전자와 정공이 유기물층에서 결합할 때 발광하는 현상을 이용하여 입력 영상을 표시한다. OLED에는 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등의 유기 화합물층이 적층된다.
유기 발광 다이오드 표시장치는 발광재료의 종류, 발광방식, 발광구조, 구동방식 등에 따라 다양하게 나뉘어질 수 있다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 발광방식에 따라 형광발광, 인광발광으로 나뉠 있고, 발광구조에 따라 전면 발광(Top Emission) 구조와 배면 발광(Bottom Emission) 구조로 나뉘어질 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드 표시장치는 구동방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED)와 AMOLED(Active Matrix OLED)로 나뉘어질 수 있다.
픽셀들은 입력 영상의 데이터에 따라 OLED에 흐르는 구동전류를 조절하는 구동 TFT(Thin Film Transistor)를 포함한다. 구동 TFT의 문턱 전압, 이동도 등의 소자 특성은 공정 편차나 구동 시간, 구동 환경 등에 따라 변할 수 있다. 픽셀들은 소자 특성 변화로 인하여 열화된다. 이러한 픽셀들의 열화는 유기 발광 다이오드 표시장치의 화질을 떨어 뜨리고 수명을 단축시킨다. 따라서, 유기 발광 다이오드 표시장치에는 픽셀의 소자 특성 변화를 센싱(sensing)하고, 센싱 결과에 따라 입력 데이터를 적절히 변경하여 픽셀들의 열화를 보상하는 기술이 적용되고 있다. 픽셀의 소자 특성 변화는 구동 TFT의 문턱 전압, 이동도와 같은 구동 TFT의 특성 변화를 포함한다.
종래의 보상 기술은 픽셀들 각각의 소자 특성 변화를 판단하기 위하여 모든 픽셀들의 소자 특성 변화를 주기적으로 센싱하고 있기 때문에 소자 특성 변화를 센싱하는데에 긴 시간을 필요로 한다. 또한, 종래의 소자 특성 보상 기술은 센싱 데이터를 저장하는 메모리는 모든 픽셀들의 센싱 데이터를 저장하여야 하므로 대용량의 메모리를 필요로 한다.
본 발명은 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는데 필요한 시간, 메모리 용량 등을 줄일 수 있는 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법을 제공한다.
본 발명의 유기 발광 다이오드 표시장치는 데이터 라인들, 스캔 라인들 및 픽셀들을 가지는 표시패널, 상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 상기 스캔 라인들에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부, 상기 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는 센싱부, 입력 영상을 분석하여 센싱 위치와 센싱 간격을 선택하는 영상 분석부, 및 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 포함한다.
상기 픽셀들 중에서 센싱 위치의 픽셀들은 상기 센싱부에 의해 직접 센싱되고 나머지 픽셀들의 소자 특성 변화는 상기 센싱부로부터의 센싱값들로부터 계산된다.
상기 영상 분석부는 소정 시간 주기로 상기 센싱 위치를 변경한다.
상기 영상 분석부는 상기 입력 영상을 다수의 블록들로 분할하여 블록별로 영상의 복잡도, 계조 분포, 움직임 중 하나 이상을 분석하고, 상기 영상 분석 결과를 바탕으로 블록별로 상기 센싱 간격을 선택한다.
상기 영상 분석부는 복잡도가 큰 영상에서 센싱 간격을 작게 하고, 상기 복잡도가 작은 단조로운 영상에서 센싱 간격을 크게 선택한다.
상기 영상 분석부는 계조 차이가 큰 영상에서 상기 센싱 간격을 작게 하고, 상기 계조 차이가 큰 영상에서 센싱 간격을 크게 선택한다.
상기 영상 분석부는 동영상에서 상기 센싱 위치를 변경하는 시간 간격을 작게 하고, 정지 영상에서 상기 시간 간격을 크게 선택한다.
상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부 및 상기 센싱부는 상기 픽셀들의 소자 특성이 센싱될 때 상기 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 상기 센싱 위치의 픽셀과 연결된 채널들만 구동된다.
상기 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법은 입력 영상을 분석하여 센싱 위치와 센싱 간격을 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명은 일부 픽셀의 소자 특성 변화를 센싱하고 그 센싱값을 이용하여 다른 픽셀의 소자 특성 변화를 계산하며 입력 영상 분석 결과에 따라 센싱 간격을 가변한다. 따라서, 본 발명은 유기 발광 다이오드 표시장치에서 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는데 필요한 시간, 메모리 용량 등을 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명은 픽셀들의 소자 특성 변화가 센싱되는 기간에 센싱할 픽셀과 연결된 구동회로의 채널들만 구동함으로써 유기 발광 다이오드 표시장치의 소비 전력을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 픽셀의 등가 회로도이다.
도 3은 픽셀의 소자 특성 변화를 센싱하기 위한 신호들을 보여 주는 파형도이다.
도 4는 픽셀들의 열화가 유사하게 진행되게 하는 영상의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 5는 픽셀들 간의 열화 정도를 다르게 하는 영상의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소자 특성 센싱 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 7은 한 프레임 영상에서 분할된 블록들과 블록별 센싱 간격의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 8은 센싱 간격과 비선택 픽셀의 열화 정도를 추정하는 방법의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 9는 세로 방향에서 변화가 작고 가로 방향에서 변화가 큰 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 10은 가로 방향에서 변화가 작고 세로 방향에서 변화가 큰 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 11은 가로 방향과 세로 방향에서 복잡도가 유사한 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 12는 불규칙한 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치는 표시패널(100)과, 영상 분석부(112), 및 표시패널 구동회로(102, 104, 110)를 포함한다.
표시패널(100)의 픽셀 어레이에는 입력 영상의 데이터가 표시된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 다수의 데이터 라인들(DL)과, 데이터 라인들(DL)과 교차되는 다수의 스캔 라인들(GL), 및 매트릭스 형태로 배치되는 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 또한, 픽셀들 각각은 백색 서브 필터을 더 포함할 수 있다. 표시패널(100)는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다.
표시패널(100)은 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하기 위한 레퍼런스 라인들(Reference line)(SL)을 포함한다. 서브 픽셀들 각각에는 제1 및 제2 스캔 신호(Scan A, Scan B)가 인가될 수 있도록 한 쌍의 스캔 라인들이 연결될 수 있다.
픽셀의 소자 특성 변화량은 구동 TFT의 문턱 전압 변화량(ΔVth), 이동도 변화량(Δμ) 등과 같은 구동 TFT의 특성 변화를 포함한다.
픽셀들 각각은 도 2와 같이 3 개의 TFT(T1, T2, T3), 하나의 스토리지 커패시터(Cst), 및 OLED를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
OLED는 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등이 적층된 유기 화합물층들로 구성될 수 있다. OLED의 애노드는 제2 TFT(T2)의 소스에 연결되고, OLED의 캐소드는 기저 전압원(GND)에 연결된다.
제1 TFT(T1)는 제1 스캔 신호(Scan A)에 응답하여 데이터 라인(DL)을 통해 입력되는 데이터 신호를 제1 노드(A)를 통해 제2 TFT(T2)의 게이트에 인가한다. 제1 TFT(T1)의 게이트는 제1 스캔 신호(Scan A)가 인가되는 제1 스캔 라인(GL)에 연결된다. 제1 TFT(T1)의 드레인은 데이터 라인(DL)에 연결되고, 제1 TFT(T1)의 소스는 제1 노드(A)를 경유하여 제2 TFT(T2)의 게이트에 연결된다.
제2 TFT(T2)는 구동 TFT로서 게이트 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조정한다. 제2 TFT(T2)의 드레인에는 고전위 전원 전압(ELVDD)이 인가된다. 제2 TFT(T2)의 소스는 제2 노드(B)를 경유하여 OLED의 애노드에 연결된다.
제3 TFT(T3)는 제2 스캔 신호(Scan B)에 응답하여 제2 노드(B)와 제3 노드(C)를 연결한다. 제3 노드(C)는 레퍼런스 라인(SL)에 연결된다. 제3 TFT(T3)는 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는 센싱 기간에 턴-온(turn-on)된다. 센싱 기간은 픽셀들에 데이터가 기입되지 않는 버티컬 블랭크 기간(Vertical blank period, VB) 내에서 설정될 수 있다. 이 경우, 제3 TFT(T3)는 픽셀들(P)에 데이터가 기입되는 데이터 인에이블 기간 동안 오프(off) 상태를 유지하고, 버티컬 블랭크 기간 동안 제2 스캔 신호(Scan B)에 응답하여 턴-온된다. 제3 TFT(T3)의 드레인은 제2 노드(B)에 연결되고, 그 소스는 제3 노드(C)에 연결된다. 제3 TFT(T3)의 게이트는 제2 스캔 신호(Scan B)가 인가되는 제2 스캔 라인(GL)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 및 제2 노드(A, B)를 통해 제2 TFT(T2)의 게이트-소스 간에 연결된다.
영상 분석부(112)는 호스트 시스템(120)으로부터 수신된 입력 영상 데이터를 분석하여 매 프레임 마다 입력 영상의 계조 분포, 복잡도, 움직임 중 하나 이상을 분석한다. 영상 분석 방법은 공지된 어떠한 방법 예를 들어, 히스토그램 분석, 에지 필터(Edge filter), 모션 벡터 분석 방법 등을 이용할 수 있다. 일반적으로, 표시장치에는 화질을 개선하기 위하여 입력 영상을 분석하는 모듈을 타이밍 콘트롤러(110)에 내장하고 있다. 이 경우에, 본 발명은 영상 분석부(112)를 새로 추가할 필요 없이 기존의 영상 분석 모듈로 이용할 수 있다. 영상 분석부(112)는 타이밍 콘트롤러(110)에 내장될 수 있다.
영상 분석부(112)는 호스트 시스템(120)으로부터 입력 영상과 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 도트 클럭(DCLK) 등을 포함한다. 영상 분석부(112)는 입력 영상 분석 결과를 바탕으로 소자 특성 변화가 센싱되는 픽셀을 선정하고 그 픽셀의 위치 정보를 타이밍 콘트롤러(110)로 전송한다. 영상 분석부(112)는 타이밍 신호들을 카운트하여 소자 특성 변화가 센싱되는 픽셀의 위치를 판단할 수 있다.
영상 분석부(112)는 입력 영상을 다수의 블록들로 분할하여 블록별로 영상을 분석하고, 영상 분석 결과를 바탕으로 블록별로 직접 센싱할 필셀들의 간격(이하 "센싱 간격"이라 함), 센싱 위치를 선택할 수 있다. 영상 분석 결과에 따라 블록별로 센싱 간격, 센싱 위치가 달라질 수 있다. 영상 분석부(112)는 복잡도가 큰 영상에서 센싱 간격을 작게 하고, 복잡도가 작은 단조로운 영상에서 센싱 간격을 크게 선택한다. 영상 분석부(112)는 계조 차이가 큰 영상에서 센싱 간격을 작게 하고, 계조 차이가 큰 영상에서 센싱 간격을 크게 선택한다. 영상 분석부(112)는 시간 축 상에서 센싱할 픽셀의 위치를 변경하는 센싱 간격을 영상 분석 결과를 바탕으로 가변할 수 있다. 예를 들어, 영상 분석부(112)는 동영상에서 센싱 위치를 변경하는 시간 간격을 작게 하고, 정지 영상에서 그 시간 간격을 크게 선택할 수 있다.
호스트 시스템(120)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
표시패널 구동회로(102, 104, 110)는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 및 타이밍 콘트롤러(Timing controller, 110)를 포함한다.
표시패널 구동회로(102, 104, 110)는 입력 영상의 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 기입한다. 그리고 표시패널 구동회로(102, 104, 110)는 픽셀의 소자 특성 변화를 센싱하고, 그 소자 특성 변화를 바탕으로 입력 영상의 데이터를 변조하여 소자 특성 변화를 보상한다.
표시패널(100) 및/또는 데이터 구동부(102)는 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는 센싱부를 포함한다. 센싱부는 픽셀에 연결된 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함), 하나 이상의 스위치 소자를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(102)는 하나 이상의 소스 드라이브 IC(integrated circuit)를 포함한다. 데이터 구동부(102)는 디지털-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)를 이용하여 타이밍 콘트롤러(110)로부터 수신된 입력 영상의 데이터를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터 신호를 발생하고 그 데이터 신호를 데이터 라인들(DL)로 출력한다. 픽셀 데이터 각각은 적색 데이터, 녹색 데이터, 및 청색 데이터를 포함한다. 또한, 픽셀 데이터는 백색 데이터를 더 포함할 수 있다.
데이터 구동부(102)는 ADC를 통해 수신된 센싱값을 타이밍 콘트롤러(110)에 전송한다. 도 2에 도시된 ADC, DAC 및 스위치(S1)는 데이터 구동부(102)에 내장될 수 있다. 센싱값은 센싱부에 의해 소자 특성 변화가 직접 센싱된 픽셀들로부터 얻어진 디지털 데이터이다.
게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(110)의 제어 하에 데이터 인에이블 기간 동안 데이터 구동부(102)의 출력 전압에 동기되는 스캔 신호(또는 게이트 펄스)를 스캔 라인들(GL)에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 버티컬 블랭크 기간 동안 소자 특성 변화를 센싱하기 위한 스캔 신호를 스캔 라인들(GL)에 공급한다. 따라서, 게이트 구동부(104)는 스캔 신호를 순차적으로 시프트시켜 데이터가 기입되는 픽셀들을 라인 단위로 순차적으로 선택하고 또한, 소자 특성 변화가 센싱될 픽셀들을 라인 단위로 순차적으로 선택한다.
데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(110)의 제어 하에 픽셀들에 영상 데이터가 기입되는 기간 동안 모든 채널들을 구동한다. 타이밍 콘트롤러(110)는 센싱 기간 동안 소비 전력을 최소화하기 위하여 센싱 위치의 픽셀과 연결된 채널들만 구동되도록 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 및 센싱부의 구동 채널을 선택적으로 온/오프(On/Off) 제어할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(110)는 호스트 시스템(host system)으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터와 타이밍 신호들을 수신한다. 타이밍 콘트롤러(110)는 입력 영상의 픽셀 데이터와 함께 수신되는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 바탕으로 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 구동 타이밍 제어신호를 발생한다.
타이밍 콘트롤러(110)는 ADC를 통해 수신된 센싱값을 바탕으로 보상값을 산출하는 화질 보상 알고리즘을 실행한다. 화질 보상 알고리즘은 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 변화를 보상하는 공지의 어떠한 알고리즘으로도 구현될 수 있다. 화질 보상 알고리즘은 센싱 위치의 픽셀들로부부터 얻어진 센싱값들을 이용하여 나머지 픽셀들의 소자 특성 변화를 계산하여 그 픽셀들의 소자 특성 변화를 추정한다. 화질 보상 알고리즘은 ADC를 통해 수신된 센싱값을 도시하지 않은 메모리에 저장하고, 그 센싱값에 따라 미리 설정된 보상값을 선택하여 그 보상값으로 입력 영상의 픽셀 데이터(DATA)를 변조한다. 보상값은 픽셀 데이터(DATA)에 가감되어 구동 TFT의 문턱전압을 보상하는 옵셋(offset) 값과, 픽셀 데이터에 곱해져 구동 TFT의 이동도를 보상하는 게인(gain) 값을 포함할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(110)는 화질 보상 알고리즘에 의해 변조된 픽셀 데이터를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 이렇게 본 발명은 픽셀들의 소자 특성 변화를 보상함으로써 유기 발광 다이오드 표시장치의 수명을 증가시킬 수 있다.
도 2는 픽셀의 등가 회로로서 하나의 서브 픽셀을 보여 주는 등가 회로도이다. 도 3은 픽셀의 소자 특성 변화를 센싱하기 위한 신호들을 보여 주는 파형도이다. 도 2 및 도 3은 픽셀과 그 소자 특성 센싱 방법을 예시한 것일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(110)는 버티컬 블랭크 기간 동안 제1 및 제2 스캔 신호(Scan A, Scan B)와, 초기화 펄스(INIT)를 발생한다. 제1 스캔 신호(Scan A)의 펄스 폭은 제2 스캔 신호(Scan B) 보다 작다. 초기화 펄스(INT)의 펄스 폭은 제1 스캔 신호(Scan A) 보다 크고 제2 스캔 신호(Scan B) 보다 작다. 제2 스캔 신호(Scan B)가 라이징(rising)된 후에 초기화 펄스(INIT)와 제1 스캔 신호(Scan A)가 순차적으로 라이징된다. 이어서, 제1 스캔펄스(Scan A)가 폴링(falling)된 후에 초기화 펄스(INIT)와 제2 스캔 신호(Scan B)가 순차적으로 폴링된다.
데이터 구동부(102)는 버티컬 블랭크 기간 동안 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하기 위해 미리 설정된 데이터 신호를 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 여기서, 데이터 신호는 입력 영상의 데이터 신호와 무관하게 소정 전압으로 설정된 전압이다.
제3 TFT(T3)는 제2 스캔 신호(Scan B)에 응답하여 턴-온되어 제2 및 제3 노드들(B, C)을 연결한다. 이어서, 초기화 펄스(INIT)는 스위치(S1)를 턴-온시켜 소정의 초기화 전압(Vinit)을 제3 노드(C)에 공급한다. 초기화 전압(Vinit)은 제2 및 제3 노드(B, C)를 초기화시킨다. 이어서, 제1 스캔 신호(Scan A)가 발생되어 소정의 데이터 신호가 제2 TFT(T2)의 게이트에 인가되어 제2 및 제3 노드(B, C)의 전압이 상승한다. ADC는 센싱 시간(ts) 동안 상승하는 제3 노드(C)의 전압 변화를 디지털로 변환하여 센싱값을 출력한다. 센싱 값은 픽셀의 소자 특성 변화를 지시하는 정보로서 타이밍 콘트롤러(110)에 전송된다.
입력 영상에 따라 픽셀들의 열화 정도가 다를 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같은 영상에서 같은 같거나 유사한 계조의 픽셀 데이터들이 기입되는 픽셀들은 열화가 유사하게 진행된다. 이에 비하여, 도 5와 같이 계조가 다른 픽셀 데이터들이 기입되는 픽셀들은 열화 정도가 다르다. 고계조 데이터는 저계조 데이터에 비하여 픽셀의 구동 소자(T2)에 더 많은 스트레스(stress)를 주기 때문에 고계조 데이터가 기입되는 픽셀의 열화가 더 빠르게 진행될 수 있다. 본 발명은 입력 영상에 따라 픽셀의 열화 정도를 바탕으로 도 6과 같이 센싱할 픽셀들의 간격을 가변하고 센싱 시간을 가변한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소자 특성 센싱 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 소자 특성 센싱 방법은 입력 영상을 분석하고, 영상 분석 결과를 바탕으로 센싱 간격을 판단한다(S1 및 S2).
입력 영상을 다수의 블록들로 분할할 때, 블록 내에서 가로 방향(x축)과 세로 방향(y축)에서 복잡도 및/또는 계조가 동일하거나 비슷하면, 그 블록 내에서 규칙적인 간격으로 센싱 간격을 선정한다(S3). 센싱 간격은 소자 특성 변화가 직접 센싱될 픽셀들 간의 간격이다. 센싱 간격은 한 프레임 기간 내에서의 공간적인 간격(K, L)과, 시간 축 상에서의 센싱 위치를 변경하는 시간 간격(M)을 포함한다. 공간적인 간격은 가로 방향(x축)의 간격(K)과, 세로 방향(y축)의 간격(L)으로 나뉘어진다.
한 블록 내에서 복잡도 및/또는 계조 차이가 미리 설정된 문턱값 보다 큰 픽셀 데이터들이 존재하면, 영상 특성에 맞게 센싱 간격을 한 블록 내에서 불규칙하게 선정할 수 있다(S4). 센싱 간격(K, L, M)은 한 블록 내에서 복잡도 및/또는 계조 차이가 동일하거나 유사한 부분에서 멀어지는 반면, 복잡도 및/또는 계조 차이가 소정의 문턱값 보다 큰 부분에서 가까워진다. 문턱값은 입력 영상에 다라 센싱 간격을 다양하게 선정하기 위하여 2 이상의 문턱값들을 포함할 수 있다. 제1 문턱값 보다 제2 문턱값 보다 크고 제1 간격 보다 제2 간격이 클 때, 센싱 간격은 복잡도 및/또는 계조 차이가 제1 문턱값 보다 크면 제1 간격으로 설정되고, 복잡도 및/또는 계조 차이가 제2 문턱값 보다 크면 제2 간격으로 설정된다.
이어서, 본 발명은 S3 또는 S4 단계에서 선정된 센싱 간격으로 이격된 픽셀들을 선택하고 선택된 픽셀들을 대상으로 하여 소자 특성 변화를 직접 센싱하고, 센싱값을 메모리에 저장한다(S5). 본 발명은 센싱값을 이용하여 비선택된 픽셀들의 소자 특성 변화를 계산함으로써 그 픽셀들의 열화 정도를 추정하여 메모리에 저장한다(S6).
본 발명은 픽셀 위치를 변경하여 소자 특성을 센싱하고 나머지 픽셀들을 센싱값을 이용하여 계산함으로써 모든 픽셀들에 대하여 직접 센싱 방법과 간접 센싱 방법을 적용한다(S7). 간접 센싱은 센싱값들을 이용하여 다른 픽셀의 소자 특성 변화를 계산함으로써 직접 센싱하지 않은 다른 픽셀의 열화 정도를 추정하는 방법이다.
본 발명은 한 블록 내의 모든 픽셀들이 직접 센싱될 수 있도록 센싱할 픽셀의 위치를 매 프레임 기간 마다 또는 소정 시간 주기 혹은, 영상 분석을 바탕으로 가변되는 시간 간격으로 변경한다. 본 발명은 직접 센싱할 픽셀의 위치를 미리 설정된 순서로 로테이션(rotation)하는 방법으로 센싱할 픽셀의 위치를 변경함으로써 한 블록 내의 모든 픽셀들을 직접 센싱할 수 있다. 센싱값을 이용하여 다른 픽셀의 소자 특성 변화를 계산하여 열화 정도를 추정하기 때문에 픽셀의 직접 센싱 주기가 종래 보다 훨씬 길어진다.
이어서, 본 발명은 수집된 픽셀들의 소자 특성 센싱값과 계산값을 바탕으로 픽셀들 각각의 열화 정도를 판단하고, 보상값을 데이터에 반영하여 픽셀들 각각의 열화를 보상한다(S8).
도 7은 한 프레임 영상에서 분할된 블록들과 블록별 센싱 간격의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 영상 분석부(112)는 한 프레임 영상을 다수의 블록들(71~73)로 분할한다.
도 7과 같은 한 프레임 영상에서, 제1 블록(71)이 하늘을 표현하는 픽셀 데이터들을 포함하고, 제2 블록(72)이 수면과 숲을 표현하는 픽셀 데이터들을 포함한다.. 제3 블록은 수면 위에 떠 있는 배를 표현하는 픽셀 데이터들을 포함한다.
제1 블록(71)의 픽셀 데이터들은 비슷한 계조로 표현되는 단조로운 하늘을 표현하기 때문에 거의 유사하다. 제1 블록(71)의 픽셀들은 도 7과 같은 영상의 픽셀 데이터가 기입될 때 열화 정도가 비슷하다. 본 발명은 제1 블록에서 센싱 간격을 넓힌다. 특히, 제1 블록 내에서 가로 방향에서 픽셀 데이터의 변화가 작고 세로 방향에서 상대적으로 픽셀 데이터의 변화가 작기 때문에 K는 크고 L은 상대적으로 작게 설정된다.
제2 블록(72)의 영상은 하늘과 숲의 경계 부분이기 때문에 가로 방향에서 변화가 작고, 세로 방향에서 제1 블록(71)에 비하여 변화가 크다. 따라서, 제2 블록(72)에서, K는 크게 설정되고 L은 상대적으로 작게 설정된다.
제3블록(73의 영상에서, 계조 차이가 큰 픽셀들이 가로 방향과 세로 방향 각각에서 혼재되어 있다. 따라서, 제2 블록(72)에서 K와 L은 작게 설정된다.
도 8은 센싱 간격과 비선택 픽셀의 열화 정도를 추정하는 방법의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명은 영상 분석 결과를 바탕으로 센싱 간격(K, L, M)을 판단한다.
본 발명은 제N(N은 양의 정수) 프레임 기간에서 센싱 간격을 K=1, L=1 으로 설정하여 제1, 제5, 제9 및 제13 픽셀(1, 5, 9, 13)에서 소자 특성을 직접 센싱할 수 있다. 본 발명은 제N 프레임 기간에서 비선택된 픽셀들을 센싱값을 이용하여 계산한다. 제N 프레임 기간에서 비선택된 픽셀들(2, 3, 4)의 소자 특성은 선택된 픽셀들(1, 5, 9, 13)의 센싱값을 이용하여 공지된 보간 방법으로 계산될 수 있다. 예를 들어, 제4 픽셀(4)의 소자 특성은 제1, 제5, 제9 및 제13 픽셀들의 센싱값들 중 둘 이상의 센싱값들을 이용하여 보간 방법으로 계산될 수 있다.
본 발명은 제N+M(M은 양의 정수) 프레임 기간에서 픽셀 위치를 변경하여 픽셀(4)의 소자 특성을 센싱한다. 픽셀 위치를 변경하는 시간은 소정 시간 주기, 혹은 입력 영상의 분석 결과에 따라 가변될 수 있다.
동영상의 경우에, 픽셀의 소자 특성 변화가 불규칙하고 빠르게 변하기 때문에 픽셀의 소자 특성 센싱 주기를 짧게 하는 것이 바람직하다. 반면에, 정지 영상의 경우에, 픽셀의 소자 특성 변화가 심하고 그 열화 정도가 선형적으로 변하기 때문에 픽셀의 소자 특성 센싱 주기를 길게 하여 열촤 정도를 예측하기가 용이하다. 따라서, 본 발명은 시간축 상에서 변화가 큰 입력 영상(동영상)에서 M을 작게 하는 반면, 시간축 상에서 변화가 작은 입력 영상(정지 영상)에서 M을 크게 한다.
도 9는 세로 방향에서 변화가 작고 가로 방향에서 변화가 큰 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 이 영상은 세로 방향에서 계조 변화가 작고 가로 방향에서 상대적으로 계조 변화가 크다. 이러한 영상에서, 세로 방향을 따라 이웃하는 픽셀들의 열화 정도가 비슷한 반면, 가로 방향을 따라 이웃하는 픽셀들의 열화 정도는 다르다. 이 때문에 세로 방향 간격(L)을 멀게 하더라도 세로 방향을 따라 배열된 픽셀들 간에 센싱 오차가 거의 발생하지 않는다. 반면에, 가로 방향 간격(K)을 크게 하면, 가로 방향을 따라 이웃한 픽셀들의 소자 특성 변화가 크기 때문에 그 픽셀들 간에 센싱 오차가 커질 수 있다. 따라서, 본 발명은 도 9와 같은 세로 방향 영상이 입력될 때 픽셀들의 센싱 간격에서 세로 방향 간격(L)을 가로 방향 간격(K) 보다 크게 선택한다. 도 9에서, 센싱 간격은 L=5, K=2이다.
도 10은 가로 방향에서 변화가 작고 세로 방향에서 변화가 큰 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 이 영상은 가로 방향에서 계조 변화가 작고 세로 방향에서 상대적으로 계조 변화가 크다. 이러한 영상에서, 가로 방향을 따라 이웃하는 픽셀들의 열화 정도가 비슷한 반면, 세로 방향을 따라 이웃하는 픽셀들의 열화 정도는 다르다. 이 때문에 가로 방향 간격(K)을 멀게 하더라도 가로 방향을 따라 배열된 픽셀들 간에 센싱 오차가 거의 발생하지 않는다. 세로 방향 간격(L)을 크게 하면, 세로 방향을 따라 이웃한 픽셀들 간의 소자 특성 변화가 크기 때문에 그 픽셀들 간에 센싱 오차가 커질 수 있다. 따라서, 본 발명은 도 10과 같은 가로 방향 영상이 입력될 때 픽셀들의 센싱 간격에서 가로 방향 간격(K)을 세로 방향 간격(L) 보다 크게 선택한다. 도 10에서, 센싱 간격은 L=2, K=4이다.
도 11은 가로 방향과 세로 방향에서 복잡도가 유사한 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 이 영상은 방향성이 없고 가로 방향과 세로 방향에서 계조 변화가 유사하다. 이러한 영상에서, 센싱 간격은 가로 방향 간격(K)과 세로 방향 간격(L)에서 동일하게 선택된다. 도 11에서, 센싱 간격은 L=2, K=2이다.
도 12는 불규칙한 영상의 예를 보여 주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 이 영상은 영상의 중앙부와 배경의 계조 차이가 크다. 또한, 화면 중앙부와 배경에서 복잡도 차이가 크다. 복잡도가 큰 영상에서 이웃한 픽셀들의 열화 정도는 차이가 크다. 이에 비하여, 복잡도가 작은 단조로운 영상에서 이웃한 픽셀들의 열화 정도는 유사하다. 이러한 영상에서, 센싱 간격은 영상의 중앙부에서 좁은 간격으로 선택되고, 배경 부분에서 넓게 선택된다.
본 발명은 센싱 위치의 픽셀들만 구동하여 데이터 구동부(102)와, 게이트 구동부(104)의 소비 전력을 대폭 줄일 수 있다. 타이밍 콘트롤러(110)는 영상 분석부(112)로부터의 센싱 위치 정보를 바탕으로 센싱 위치의 픽셀들만 구동할 수 있도록 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 콘트롤러(110)는 데이터 구동부(102)의 소스 출력 채널들 중에서 데이터 라인을 통해 센싱 위치의 픽셀들에 연결된 출력 채널들만 구동되고 나머지 출력 채널들은 구동되지 않도록 데이터 구동부(102)의 소스 출력 채널들을 제어할 수 있다. 구동되지 않는 소스 출력 채널들은 플로팅(floating)될 수 있다. 구동되지 않는 소스 출력 채널들에서 ADC, 버퍼 등이 구동되지 않으므로 소비 전력이 발생되지 않는다. 타이밍 콘트롤러(110)는 게이트 구동부(104)의 게이트 출력 채널들 중에서 게이트 라인을 통해 센싱 위치의 픽셀들에 연결된 출력 채널들만 구동되고 나머지 출력 채널들은 구동되지 않도록 게이트 구동부(104)를 제어할 수 있다. 구동되지 않는 게이트 출력 채널들은 플로팅될 수 있다. 구동되지 않는 게이트 출력 채널들에서 소비 전력이 발생되지 않는다.
본 발명은 입력 영상의 분석 결과를 바탕으로 센싱할 픽셀들을 선정하고 그 픽셀들에 대하여 직접 소자 특성을 센싱한다. 본 발명은 둘 이상의 센싱값들을 이용하여 다른 픽셀들의 소자 특성 변화를 계산함으로써 열화 정도를 추정한다. 따라서, 본 발명은 일부 픽셀들을 직접 센싱하고 나머지 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱값들을 이용하여 산출하므로 픽셀들을 센싱하는데 필요한 시간, 메모리 등을 개선할 수 있다.
픽셀들에 기입되는 픽셀 데이터의 계조가 유사하면 픽셀의 열화가 유사하게 진행되는 반면, 복잡도 및/또는 계조 차이가 큰 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀들의 열화는 다르게 진행된다. 본 발명은 이러한 현상을 바탕으로 입력 영상에 따라 센싱할 픽셀들 간의 간격을 최적화하여 직접 센싱할 픽셀들의 개수를 줄이면서 직접 센싱된 픽셀과 간접 센싱된 픽셀들 간의 센싱 오차를 줄일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 ; 표시패널 102 : 데이터 구동부
104 : 게이트 구동부 110 : 타이밍 콘트롤러
112 : 영상 분석부

Claims (12)

  1. 데이터 라인들, 스캔 라인들 및 픽셀들을 가지는 표시패널;
    상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부;
    상기 스캔 라인들에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는 센싱부;
    입력 영상을 분석한 결과에 따라 상기 센싱부가 직접 센싱할 픽셀의 센싱 위치와 상기 센싱부가 직접 센싱할 픽셀에 대한 센싱 간격을 선택하도록 제어하는 영상 분석부; 및
    상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 포함하고,
    상기 픽셀들 중에서 센싱 위치의 픽셀들은 상기 센싱부에 의해 직접 센싱되고 나머지 비선택 픽셀들의 소자 특성 변화는 상기 센싱부로부터의 센싱값들로부터 계산되는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    소정 시간 주기로 상기 센싱 위치를 변경하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    상기 입력 영상을 다수의 블록들로 분할하여 블록별로 영상의 복잡도, 계조 분포, 움직임 중 하나 이상을 분석하고,
    영상 분석 결과를 바탕으로 블록별로 상기 센싱 간격을 선택하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    복잡도가 큰 영상에서 센싱 간격을 작게 하고, 상기 복잡도가 작은 단조로운 영상에서 센싱 간격을 크게 선택하고,
    계조 차이가 큰 영상에서 상기 센싱 간격을 작게 하고, 상기 계조 차이가 큰 영상에서 센싱 간격을 크게 선택하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    동영상에서 상기 센싱 위치를 변경하는 시간 간격을 작게 하고, 정지 영상에서 상기 시간 간격을 크게 선택하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부 및 상기 센싱부는 상기 픽셀들의 소자 특성이 센싱될 때 상기 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 상기 센싱 위치의 픽셀과 연결된 채널들만 구동되는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  7. 데이터 라인들, 스캔 라인들 및 픽셀들을 가지는 표시패널, 상기 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 상기 스캔 라인들에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 상기 픽셀들의 소자 특성 변화를 센싱하는 센싱부를 포함한 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법에 있어서,
    입력 영상을 분석한 결과에 따라 센싱부가 직접 센싱할 픽셀의 센싱 위치와 상기 센싱부가 직접 센싱할 픽셀에 대한 센싱 간격을 선택하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 픽셀들 중에서 센싱 위치의 픽셀들은 직접 센싱되고 나머지 비선택 픽셀들의 소자 특성 변화는 직접 센싱된 픽셀들로부터 얻어진 센싱값들로부터 계산되는 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 센싱 위치를 소정 시간 주기로 변경하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 영상을 분석하여 센싱 위치와 센싱 간격을 선택하는 단계는
    상기 입력 영상을 다수의 블록들로 분할하여 블록별로 영상의 복잡도, 계조 분포, 움직임 중 하나 이상을 분석하고,
    영상 분석 결과를 바탕으로 블록별로 상기 센싱 간격을 선택하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    복잡도가 큰 영상에서 센싱 간격을 작게 하고, 상기 복잡도가 작은 단조로운 영상에서 센싱 간격을 크게 선택하는 단계; 및
    계조 차이가 큰 영상에서 상기 센싱 간격을 작게 하고, 상기 계조 차이가 큰 영상에서 센싱 간격을 크게 선택하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    동영상에서 상기 센싱 위치를 변경하는 시간 간격을 작게 하고, 정지 영상에서 상기 시간 간격을 크게 선택하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 픽셀들의 소자 특성이 센싱될 때 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부 및 상기 센싱부의 채널들 중 상기 센싱 위치의 픽셀과 연결된 채널들만 구동하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 소자 특성 센싱 방법.
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