KR102480483B1 - 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법 - Google Patents

전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치는, 표시 장치에 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 검사 제어부; 및 상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 휘도 측정부를 포함하고, 상기 검사 제어부는 상기 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 마진값을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 마진값을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압값을 상기 표시 장치에 제공한다.

Description

전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법{VOLTAGE VALUE SETTING DEVICE AND VOLTAGE VALUE SETTING METHOD}
본 발명은 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 표시 장치용 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
제조 비용 절감을 위해서, 대면적의 원장 기판에 다수의 표시 장치들을 동시에 형성하고, 이러한 표시 장치들을 스크라빙(scribing)하여 개별 표시 장치들로 분리할 수 있다.
하지만 이러한 개별 표시 장치들은 원장 기판에서의 위치, 또는 다른 원인에 따라 서로 다른 구동 특성을 가진 소자들을 포함할 수 있다. 따라서, 모든 표시 장치에 동일한 전압값들을 일괄적으로 설정하는 경우, 계조 전압에 따른 목적하는 휘도로 발광되지 않아 사용자는 이를 불량한 표시 장치로 생각할 수도 있다.
종래에는 이를 해결하기 위하여 마진값을 크게 두어 전압값들을 설정하였는데, 이러한 경우 개별 표시 장치들에 대한 불필요한 소비 전력이 증가될 수 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 계조 전압에 따라 목적하는 휘도로 발광할 수 있으며 소비 전력을 저감하도록 전압값을 설정할 수 있는 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치는 표시 장치에 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 검사 제어부; 및 상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 휘도 측정부를 포함하고, 상기 검사 제어부는 상기 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 마진값을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 마진값을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압값을 상기 표시 장치에 제공한다.
상기 검사 제어부는 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정할 수 있다.
상기 검사 제어부는 상기 표시 장치에 임시 IC 기초 전압값을 더 제공하고, 상기 휘도 측정부는 상기 임시 블랙 계조 전압값, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값, 및 상기 임시 IC 기초 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 상기 블랙 계조의 휘도를 측정하고, 상기 검사 제어부는 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 마진값을 가산하여 결정된 IC 기초 전압값을 상기 표시 장치에 더 제공할 수 있다.
상기 검사 제어부는 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하고, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 델타값을 가산하여 상기 임시 IC 기초 전압값을 재설정할 수 있다.
상기 검사 제어부는 상기 블랙 계조 전압값, 상기 트랜지스터 오프 전압값, 및 상기 IC 기초 전압값은 상기 표시 장치의 전압값 기록부에 제공할 수 있다.
상기 전압값 기록부는 상기 표시 장치의 드라이버-IC에 위치할 수 있다.
상기 IC 기초 전압값은 상기 드라이버-IC에서 블랙 계조 전압 및 트랜지스터 오프 전압을 생성하는데 사용되는 IC 기초 전압에 대한 값일 수 있다.
상기 IC 기초 전압은 상기 IC 기초 전압값에 기초하여 상기 표시 장치의 DC-DC 컨버터에서 상기 드라이버-IC로 제공되는 고전압일 수 있다.
상기 블랙 계조 전압값은 상기 드라이버-IC에서 상기 표시 장치의 데이터 라인으로 출력되는 계조 전압들 중 블랙 계조 전압에 대한 값일 수 있다.
상기 트랜지스터 오프 전압값은 상기 드라이버-IC에서 상기 표시 장치의 주사 구동부 또는 발광제어 구동부로 출력되는 트랜지스터 오프 전압에 대한 값일 수 있다.
상기 표시 장치의 화소는 스위칭 트랜지스터를 포함하고, 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 상기 주사 구동부로부터 상기 트랜지스터 오프 전압이 제공되고, 상기 스위칭 트랜지스터의 일전극에 상기 데이터 라인이 연결될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 방법은 표시 장치에 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 단계; 상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 단계; 및 상기 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 마진값을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 마진값을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압값을 상기 표시 장치에 제공하는 단계를 포함한다.
상기 전압값 설정 방법은 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전압값 설정 방법은, 상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 단계에서, 상기 표시 장치에 임시 IC 기초 전압값을 더 제공하고, 상기 휘도를 측정하는 단계에서, 상기 임시 블랙 계조 전압값, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값, 및 상기 임시 IC 기초 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 상기 블랙 계조의 휘도를 측정하고, 상기 블랙 계조 전압값 및 상기 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 단계에서, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 마진값을 가산하여 결정된 IC 기초 전압값을 상기 표시 장치에 더 제공할 수 있다.
상기 전압값 설정 방법은 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하고, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 델타값을 가산하여 상기 임시 IC 기초 전압값을 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법은 계조 전압에 따라 목적하는 휘도로 발광할 수 있으며 소비 전력을 저감하도록 전압값을 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 화소의 예시적인 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 전압값 설정 방법의 일부 단계들을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법에 따른 전력 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압값 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시 예들에 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 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치(ED)는 휘도 측정부(110) 및 검사 제어부(120)를 포함한다.
검사 제어부(120)는 표시 장치(DD)에 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 검사 제어부(120)는 표시 장치(DD)에 임시 IC 기초 전압값을 더 제공할 수 있다. 임시 블랙 계조 전압값, 임시 트랜지스터 오프 전압값, 및 임시 IC 기초 전압값에 대한 정의는 도 2 이하를 참조하여 후술한다.
검사 제어부(120)는 범용 또는 전용의 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 기록 매체와 프로세서를 포함할 수 있다. 기록매체와 프로세서는 물리적으로 동일한 장치에 포함될 수도 있지만, 클라우딩 기술 등을 이용하여 물리적으로 다른 장치에 포함될 수도 있다.
기록매체는 프로세서에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터 또는 프로그램이 저장될 수 있는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치, 하드디스크, 외장하드디스크, SSD, USB 저장 장치, DVD, 블루레이 디스크 등이 있다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 복수 장치의 조합일 수도 있으며, 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 있을 수도 있다. 이러한 기록매체는 비일시적인 기록매체(non-transitory computer readable medium)일 수 있다. 비일시적인 기록매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터 또는 프로그램을 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터 또는 프로그램을 저장하며, 프로세서에 의해 판독가능한 매체를 의미한다.
휘도 측정부(110)는 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 표시 장치(DD)가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정할 수 있다. 실시예에 따라, 휘도 측정부(110)는 임시 블랙 계조 전압값, 임시 트랜지스터 오프 전압값, 및 임시 IC 기초 전압값에 기초하여 표시 장치(DD)가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정할 수도 있다. 휘도 측정부(110)는 카메라, 광센서 등의 장치로 구성될 수 있다.
검사 제어부(120)는 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정할 수 있다. 실시예에 따라, 검사 제어부(120)는 임시 IC 기초 전압값에 제3 델타값을 가산하여 임시 IC 기초 전압값을 재설정할 수 있다.
즉, 검사 제어부(120)는 표시 장치(DD)에 현재 제공된 임시 전압값들이 블랙 계조를 표현하기에 적합하지 않다고 판단하여, 재설정된 임시 전압값들을 표시 장치(DD)에 다시 제공할 수 있다.
검사 제어부(120)는 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 임시 블랙 계조 전압값에 제1 마진값을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 마진값을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압값을 표시 장치(DD)에 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 검사 제어부(120)는 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 임시 IC 기초 전압값에 제3 마진값을 가산하여 결정된 IC 기초 전압값을 표시 장치(DD)에 더 제공할 수 있다.
즉, 검사 제어부(120)는 표시 장치(DD)에 현재 제공된 임시 전압값들이 블랙 계조를 표현하기에 적합하다고 판단하여, 현재 제공된 임시 전압값들을 기초로 적절한 마진값을 가산하여 결정된 최종적인 전압값들을 표시 장치(DD)에 제공할 수 있다. 이때, 검사 제어부(120)는 블랙 계조 전압값, 트랜지스터 오프 전압값, 및 IC 기초 전압값을 표시 장치(DD)의 전압값 기록부에 제공할 수 있다.
전압값 기록부, 블랙 계조 전압값, 트랜지스터 오프 전압값, 및 IC 기초 전압값에 대한 정의는 도 2 이하를 참조하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 드라이버-IC(10), DC-DC 컨버터(20), 주사 구동부(30), 발광제어 구동부(40), 및 화소부(50)를 포함할 수 있다.
드라이버-IC(driver-IC, 10)는 타이밍 제어부(11) 및 데이터 구동부(13)를 포함할 수 있다. 제품에 따라, 다수의 데이터 구동부들이 필요한 경우, 다수의 드라이버-IC들 각각이 데이터 구동부를 포함하고, 타이밍 제어부는 다수의 드라이버-IC들을 제어하기 위해 별도로 존재할 수도 있다. 이하에서는 타이밍 제어부(11) 및 데이터 구동부(13)가 하나의 드라이버-IC(10)에 존재하는 경우로 가정하여 설명한다.
또한, 드라이버-IC(10)는 전압값 기록부(12)를 포함할 수 있다. 전압값 기록부(12)는 레지스터 등의 기록 매체일 수 있다. 전압값 기록부(12)는 블랙 계조 전압(VREG)에 대응하는 블랙 계조 전압값, 트랜지스터 오프 전압(VGH)에 대응하는 트랜지스터 오프 전압값, 트랜지스터 온 전압(VGL)에 대응하는 트랜지스터 온 전압값, IC 기초 전압(VLIN)에 대응하는 IC 기초 전압값 등을 기록할 수 있다.
도 2에서 전압값 기록부(12)는 타이밍 제어부(11)에 포함되는 것으로 표시되었지만, 제품에 따라서 타이밍 제어부(11)가 아닌 드라이버-IC(10)의 다른 영역에 배치될 수도 있다.
드라이버-IC(10)는 전압값 기록부(12)로부터 제공받은 블랙 계조 전압값 및 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 블랙 계조 전압(VREG) 및 트랜지스터 오프 전압(VGH)를 생성할 수 있다.
블랙 계조 전압(VREG)은 드라이버-IC(10)에서 표시 장치(DD)의 데이터 라인(D1~Dm)으로 출력되는 계조 전압들(V0~V255) 중 블랙 계조에 해당하는 계조 전압(V0)일 수 있다. 나머지 계조 전압들(V1~V255)은 블랙 계조 전압(VREG)을 분압하여 생성된 전압들일 수 있다. 다만, 나머지 계조 전압들(V1~V255)은 니트 모드(nit mode)에 따라 달라질 수 있다. 계조 전압들(V0~V255)의 개수는 제품에 따라 달라질 수 있다.
트랜지스터 오프 전압(VGH)은 드라이버-IC(10)에서 주사 구동부(30) 또는 발광제어 구동부(40)로 출력될 수 있다. 이러한 트랜지스터 오프 전압(VGH)은, 주사 구동부(30) 또는 발광제어 구동부(40)의 제어에 의해서, 주사 라인들(S0~Sn) 또는 발광제어 라인들(E1~En)에 일정 기간 동안 인가될 수 있다. 트랜지스터 오프 전압(VGH)의 인가 타이밍에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
DC-DC 컨버터(20)는 제1 전원 전압 라인(ELVDD)에 인가될 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압 라인(ELVSS)에 인가될 제2 전원 전압을 생성할 수 있다. 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압은 화소부(50)에 공급되어 유기 발광 다이오드의 구동 전류 생성에 이용될 수 있다. 또한, DC-DC 컨버터(20)는 전압값 기록부(12)로부터 제공받은 IC 기초 전압값에 기초하여 IC 기초 전압(VLIN)을 생성하여 드라이버-IC(10)에 제공할 수 있다. IC 기초 전압(VLIN)은 드라이버-IC(10)에서 블랙 계조 전압(VREG), 트랜지스터 오프 전압(VGH), 및 트랜지스터 온 전압(VGL)을 생성하는데 사용되는 고전압일 수 있다.
드라이버-IC(10)는 제공받는 구동 전압만으로 계조 표현 등에 필요한 고전압을 생성하기 어려우므로, 이러한 고전압을 생성하기 위한 DC-DC 컨버터(20)가 PMIC(power management integrated circuit)의 형태로 표시 장치(DD)에 포함될 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 프로세서(예를 들어, application processor)로부터 공급되는 제어 신호 및 영상 신호를 표시 장치(DD)의 사양(specification)에 맞게 변환하고, 데이터 구동부(13), 주사 구동부(30), 및 발광제어 구동부(40)로 필요한 제어 신호 및 영상 신호를 공급할 수 있다.
데이터 구동부(13)는 타이밍 제어부(11)로부터 제어 신호 및 영상 신호를 수신하여 데이터 라인들(D1~Dm)로 공급할 계조 전압들(V0~V255)을 생성할 수 있다. 화소행 단위로 생성된 계조 전압들은 동시에 데이터 라인들(D1~Dm)로 인가될 수 있다.
주사 구동부(30)는 타이밍 제어부(11)로부터 제어 신호(CLK_S), 트랜지스터 오프 전압(VGH), 및 트랜지스터 온 전압(VGL)을 수신하여 주사 라인들(S0~Sn)로 공급할 주사 신호들을 생성할 수 있다. 제어 신호(CLK_S)는 적어도 하나의 클록 신호일 수 있다. 주사 구동부(30)는 주사 라인들(S0~Sn)에 대응하는 주사 스테이지 회로들을 구비할 수 있다. 각각의 주사 스테이지 회로들은 시프트 레지스터(shift register) 형태로 연결되어, 이전 주사 스테이지 회로의 출력에 기초하여 다음 주사 스테이지 회로의 출력이 생성될 수 있다. 각각의 주사 스테이지 회로들은 제어 신호(CLK_S)와 트랜지스터 오프 전압(VGH)이 조합된 주사 신호를 출력할 수 있다. 다른 실시예에서, 주사 스테이지 회로들은 트랜지스터 온 전압(VGL)과 트랜지스터 오프 전압(VGH)이 조합된 주사 신호를 출력할 수도 있다.
발광제어 구동부(40)는 타이밍 제어부(11)로부터 제어 신호(CLK_E), 트랜지스터 오프 전압(VGH), 및 트랜지스터 온 전압(VGL)을 수신하여 발광제어 라인들(E1~En)로 공급할 발광제어 신호들을 생성할 수 있다. 제어 신호(CLK_E)는 적어도 하나의 클록 신호일 수 있다. 발광제어 구동부(40)는 발광제어 라인들(E1~En)에 대응하는 발광제어 스테이지 회로들을 구비할 수 있다. 각각의 발광제어 스테이지 회로들은 시프트 레지스터 형태로 연결되어, 이전 발광제어 스테이지 회로의 출력에 기초하여 다음 발광제어 스테이지 회로의 출력이 생성될 수 있다. 각각의 발광제어 스테이지 회로들은 트랜지스터 온 전압(VGL)과 트랜지스터 오프 전압(VGH)이 조합된 발광제어 신호를 출력할 수 있다.
화소부(50)는 화소들(PX11~PXnm)을 포함할 수 있다. 각각의 화소는 대응하는 데이터 라인, 주사 라인, 및 발광제어 라인에 연결될 수 있다. 각각의 화소는 주사 신호에 기초하여 계조 전압의 입력여부가 결정되고, 발광제어 신호에 의하여 발광 시작 시점 및 발광 종료 시점이 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 참조하면, 화소(PXij)는 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7), 스토리지 커패시터(Cst1), 및 유기 발광 다이오드(OLED1)를 포함한다.
스토리지 커패시터(Cst1)는 일전극이 제1 전원 전압 라인(ELVDD)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결될 수 있다.
트랜지스터(M1)는 일전극이 트랜지스터(M5)의 타전극에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M6)의 일전극에 연결되고, 게이트 전극이 스토리지 커패시터(Cst1)의 타전극에 연결될 수 있다. 트랜지스터(M1)를 구동 트랜지스터로 명명할 수 있다. 트랜지스터(M1)는 게이트 전극과 소스 전극의 전위차에 따라 제1 전원 전압 라인(ELVDD)과 제2 전원 전압 라인(ELVSS) 사이에 흐르는 구동 전류량을 결정한다.
트랜지스터(M2)는 일전극이 데이터 라인(Dj)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 일전극에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(M2)를 스위칭 트랜지스터로 명명할 수 있다. 트랜지스터(M2)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 데이터 라인(Dj)의 계조 전압을 화소(PXij)로 인입시킨다.
트랜지스터(M3)는 일전극이 트랜지스터(M1)의 타전극에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결된다. 트랜지스터(M3)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 연결시킨다.
트랜지스터(M4)는 일전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결되고, 타전극이 초기화 전압 라인(VINT)에 연결되고, 게이트 전극이 이전 주사 라인(S(i-1))에 연결된다. 다른 실시예에서, 트랜지스터(M4)의 게이트 전극은 다른 주사 라인에 연결될 수도 있다. 트랜지스터(M4)는 이전 주사 라인(S(i-1))에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 초기화 전압(VINT)을 전달하여, 트랜지스터(M1)의 게이트 전극의 전하량을 초기화시킨다.
트랜지스터(M5)는 일전극이 제1 전원 전압 라인(ELVDD)에 연결되고, 타전극이 트랜지스터(M1)의 일전극에 연결되고, 게이트 전극이 발광제어 라인(Ei)에 연결된다. 트랜지스터(M6)는 일전극이 트랜지스터(M1)의 타전극에 연결되고, 타전극이 유기 발광 다이오드(OELD1)의 애노드에 연결되고, 게이트 전극이 발광제어 라인(Ei)에 연결된다. 트랜지스터(M5, M6)는 발광제어 트랜지스터로 명명될 수 있다. 트랜지스터(M5, M6)는 턴온 레벨의 발광제어 신호가 인가되면 제1 전원 전압 라인(ELVDD)과 제2 전원 전압 라인(ELVSS) 사이의 구동 전류 경로를 형성하여 유기 발광 다이오드(OELD1)를 발광시킨다.
트랜지스터(M7)는 일전극이 유기 발광 다이오드(OLED1)의 애노드에 연결되고, 타전극이 초기화 전압 라인(VINT)에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결된다. 다른 실시예에서, 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 다른 주사 라인에 연결될 수도 있다. 트랜지스터(M7)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 유기 발광 다이오드(OLED1)의 애노드에 초기화 전압(VINT)을 전달하여, 유기 발광 다이오드(OELD1)에 축적된 전하량을 초기화시킨다.
유기 발광 다이오드(OLED1)는 애노드가 트랜지스터(M6)의 타전극에 연결되고, 캐소드가 제2 전원 전압 라인(ELVSS)에 연결된다.
도 4는 도 3의 화소의 예시적인 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
기간(p1)에, 데이터 라인(Dj)에는 이전 화소행에 대한 계조 전압(DATA(i-1)j)이 인가되고, 이전 주사 라인(S(i-1))에는 턴온 레벨(로우 레벨)의 주사 신호가 인가된다. 이때, 턴온 레벨의 주사 신호는 전술한 제어 신호(CLK_S)의 로우 레벨에 해당하는 전압(CLK_S_L)일 수 있다.
현재 주사 라인(Si)에는 턴오프 레벨(하이 레벨)의 주사 신호가 인가되므로, 트랜지스터(M2)는 턴오프 상태이고, 이전 화소행(DATA(i-1)j)에 대한 계조 전압이 화소(PXij)로 인입되는 것이 방지된다. 이때, 턴오프 레벨의 주사 신호는 트랜지스터 오프 전압(VGH)일 수 있다.
이때, 트랜지스터(M4)는 턴온 상태가 되므로, 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 초기화 전압이 인가되어 전하량이 초기화된다. 발광제어 라인(Ei)에는 턴오프 레벨의 발광제어 신호가 인가되므로, 트랜지스터(M5, M6)는 턴오프 상태이고, 초기화 전압(VINT) 인가 과정에 따른 불필요한 유기 발광 다이오드(OLED1)의 발광이 방지된다. 이때, 턴오프 레벨의 발광제어 신호는 트랜지스터 오프 전압(VGH)일 수 있다.
기간(p2)에서, 데이터 라인(Dj)에는 현재 화소행에 대한 계조 전압(DATAij)이 인가되고, 현재 주사 라인(Si)에는 턴온 레벨의 주사 신호가 인가된다. 이에 따라 트랜지스터(M2, M1, M3)가 도통 상태가 되며, 데이터 라인(Dj)과 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 전기적으로 연결된다. 따라서, 데이터 전압(DATAij)이 스토리지 커패시터(Cst1)의 타전극에 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst1)는 제1 전원 전압 라인(ELVDD)의 전압과 계조 전압(DATAij)의 차이에 해당하는 전하량을 축적한다.
이때, 트랜지스터(M7)는 턴온 상태이므로, 유기 발광 다이오드(OLED1)의 애노드에는 초기화 전압(VINT)이 인가되고, 유기 발광 다이오드(OELD1)는 초기화 전압과 제2 전원 전압 라인(ELVSS)의 전압 차이에 해당하는 전하량으로 프리차지(precharge) 또는 초기화된다.
기간(p2) 이후에 발광제어 라인(Ei)에 턴온 레벨의 발광제어 신호가 인가됨에 따라, 트랜지스터(M5, M6)가 도통되며, 스토리지 커패시터(Cst1)에 축적된 전하량에 따라 트랜지스터(M1)를 통과하는 구동 전류량이 조절되어 유기 발광 다이오드(OLED1)로 구동 전류가 흐른다. 유기 발광 다이오드(OLED1)는 발광제어 라인(Ei)에 턴오프 레벨의 발광제어 신호가 인가되기 전까지 발광한다. 이때, 턴온 레벨의 발광제어 신호는 트랜지스터 온 전압(VGL)일 수 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 전압값 설정 방법의 일부 단계들을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서는 2 개의 표시 장치에 대한 각각의 예시적인 그래프(OG, DD_G)가 제공되나, 이하에서는 표시 장치(DD)의 그래프(DD_G)를 기준으로 설명한다.
먼저, 검사 제어부(120)가 표시 장치(DD)에 임시 블랙 계조 전압(VREGt), 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt), 및 임시 IC 기초 전압(VLINt)에 대한 값들을 제공할 수 있다(S100).
표시 장치(DD)는 제공받은 전압값들을 이용하여, 임시 블랙 계조 전압(VREGt), 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt), 및 임시 IC 기초 전압(VLINt)을 생성하고, 블랙 계조를 표시할 수 있다(S101).
다음으로, 휘도 측정부(110)는 표시 장치(DD)가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정할 수 있다(S102).
예를 들어, 현재 시점을 도 6의 시점(t2)으로 가정하는 경우, 임시 블랙 계조 전압(VREGt), 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt), 및 임시 IC 기초 전압(VLINt)은 각각 6.1V, 6.3V, 및 6.9V일 수 있다. 이때, 측정 휘도는 0.14nit일 수 있다.
검사 제어부(120)는 측정 휘도가 미리 설정된 임계 블랙 휘도가 낮은지 여부를 판단할 수 있다(S103). 미리 설정된 임계 블랙 휘도는 제품에 따라서 달리 설정될 수 있으며, 해당 제품에서 충분히 블랙 계조로 시인될 수 있는 지 여부로 결정될 수 있다. 이하에서는 임계 블랙 휘도를 0.01nit로 가정한다.
따라서 측정 휘도가 0.14nit로써 임계 블랙 휘도보다 높으므로, 검사 제어부(120)는 임시 블랙 계조 전압(VREGt)의 값에 제1 델타값(dR)을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압(VREGt)의 값을 재설정하고, 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt)의 값에 제2 델타값(dH)을 가산하여 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt)의 값을 재설정하고, 임시 IC 기초 전압(VLINt)의 값에 제3 델타값(dL)을 가산하여 임시 IC 기초 전압(VLINt)의 값을 재설정할 수 있다(S104). 예를 들어, 제1 내지 제3 델타값들(dR, dH, dL)은 대략 0.1V로 정해질 수 있다.
전압값 설정 장치(ED)는 전술한 단계들(S100, S101, S102)을 다시 수행한다. 이후, 도 6의 시점(t3)에서 측정된 휘도가 0.02nit인 경우, 여전히 단계(S103)의 조건을 충족시키지 못하므로, 단계들(S104, S100, S101, S102)이 다시 수행된다.
이후, 도 6의 시점(t4)에서 측정된 휘도가 0.01nit이하인 경우, 단계(S103)의 조건이 충족되게 된다. 이때 도 6을 참조하면, 예시적인 임시 블랙 계조 전압(VREGt), 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt), 및 임시 IC 기초 전압(VLINt)은 각각 6.3V, 6.5V, 및 7.1V일 수 있다.
따라서, 검사 제어부(120)는 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 임시 블랙 계조 전압(VREGt)의 값에 제1 마진값(mR)을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압(VREG)의 값, 임시 트랜지스터 오프 전압(VGHt)의 값에 제2 마진값(mH)을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압(VGH)의 값, 및 임시 IC 기초 전압(VLINt)의 값에 제3 마진값(mL)을 가산하여 결정된 IC 기초 전압(VLIN)의 값을 표시 장치(DD)에 제공한다(S105).
예를 들어, 제1 내지 제3 마진값들(mR, mH, mL)은 대략 0.1V~0.3V로 정해질 수 있다.
표시 장치(DD)는 제공받은 블랙 계조 전압(VREG)의 값, 트랜지스터 오프 전압(VGH)의 값, 및 IC 기초 전압(VLIN)의 값을 전압값 기록부(12)에 저장할 수 있다(S106).
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법에 따른 전력 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 블랙 계조 전압(VREG), 트랜지스터 오프 전압(VGH), 및 IC 기초 전압(VLIN)이 각각 6.6V, 6.8V, 7.4V인 경우를 기준으로 할 때, 블랙 계조 전압(VREG), 트랜지스터 오프 전압(VGH), 및 IC 기초 전압(VLIN)이 5.8V, 6.0V, 6.6V로 설정되는 경우 최대 11.7%의 소비 전력이 저감될 수 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전압값 설정 장치 및 전압값 설정 방법은 계조 전압에 따라 목적하는 휘도로 발광할 수 있으며 소비 전력을 저감하도록 전압값을 설정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압값 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 단계들(S200, S201, S202, S203, S204, S205, S206)은 각각 도 6의 단계들(S100, S101, S102, S103, S104, S105, S106)에 대응되므로, 중복된 설명은 생략한다.
다만, 도 8의 실시예에서는 임시 IC 기초 전압(VLIN)을 결정하는 과정이 생략되어 있다. 도 8의 실시예에서는 임시 IC 기초 전압(VLIN)의 값은 고정값일 수 있다. 예를 들어, 임시 IC 기초 전압(VLIN)은 개별 표시 패널이 아닌 모든 표시 패널에 안정적으로 제공될 수 있는 고정값일 수 있다.
도 8의 실시예에 따르면, 소비전력 저감 효과는 다소 감소될 수 있으나, 표시 패널의 안정적인 구동을 확보할 수 있는 점이 장점이다.
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.
ED: 전압값 설정 장치
110: 휘도 측정부
120: 검사 제어부
DD: 표시 장치
10: 드라이버-IC
11: 타이밍 제어부
12: 전압값 기록부
13: 데이터 구동부
20: DC-DC 컨버터
30: 주사 구동부
40: 발광제어 구동부
50: 화소부

Claims (15)

  1. 표시 장치에 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 검사 제어부; 및
    상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 휘도 측정부를 포함하고,
    상기 검사 제어부는 상기 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 마진값을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 마진값을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압값을 상기 표시 장치에 제공하고,
    상기 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값은 서로 독립적인 값들인,
    전압값 설정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 검사 제어부는 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하는,
    전압값 설정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 검사 제어부는 상기 표시 장치에 임시 IC 기초 전압값을 더 제공하고,
    상기 휘도 측정부는 상기 임시 블랙 계조 전압값, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값, 및 상기 임시 IC 기초 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 상기 블랙 계조의 휘도를 측정하고,
    상기 검사 제어부는 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 마진값을 가산하여 결정된 IC 기초 전압값을 상기 표시 장치에 더 제공하는,
    전압값 설정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 검사 제어부는 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하고, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 델타값을 가산하여 상기 임시 IC 기초 전압값을 재설정하는,
    전압값 설정 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 검사 제어부는 상기 블랙 계조 전압값, 상기 트랜지스터 오프 전압값, 및 상기 IC 기초 전압값은 상기 표시 장치의 전압값 기록부에 제공하는,
    전압값 설정 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 전압값 기록부는 상기 표시 장치의 드라이버-IC에 위치하는,
    전압값 설정 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 IC 기초 전압값은 상기 드라이버-IC에서 블랙 계조 전압 및 트랜지스터 오프 전압을 생성하는데 사용되는 IC 기초 전압에 대한 값인,
    전압값 설정 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 IC 기초 전압은 상기 IC 기초 전압값에 기초하여 상기 표시 장치의 DC-DC 컨버터에서 상기 드라이버-IC로 제공되는 고전압인,
    전압값 설정 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 블랙 계조 전압값은 상기 드라이버-IC에서 상기 표시 장치의 데이터 라인으로 출력되는 계조 전압들 중 블랙 계조 전압에 대한 값인,
    전압값 설정 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 트랜지스터 오프 전압값은 상기 드라이버-IC에서 상기 표시 장치의 주사 구동부 또는 발광제어 구동부로 출력되는 트랜지스터 오프 전압에 대한 값인,
    전압값 설정 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 화소는 스위칭 트랜지스터를 포함하고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 상기 주사 구동부로부터 상기 트랜지스터 오프 전압이 제공되고, 상기 스위칭 트랜지스터의 일전극에 상기 데이터 라인이 연결된,
    전압값 설정 장치.
  12. 표시 장치에 임시 블랙 계조 전압값 및 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 단계;
    상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 단계; 및
    상기 블랙 계조에 대한 측정 휘도가 임계 블랙 휘도보다 작은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 마진값을 가산하여 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 마진값을 가산하여 결정된 트랜지스터 오프 전압값을 상기 표시 장치에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 결정된 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값은 서로 독립적인 값들인,
    전압값 설정 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하는 단계를 더 포함하는
    전압값 설정 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 임시 블랙 계조 전압값 및 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 단계에서, 상기 표시 장치에 임시 IC 기초 전압값을 더 제공하고,
    상기 휘도를 측정하는 단계에서, 상기 임시 블랙 계조 전압값, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값, 및 상기 임시 IC 기초 전압값에 기초하여 상기 표시 장치가 표시하는 상기 블랙 계조의 휘도를 측정하고,
    상기 블랙 계조 전압값 및 상기 트랜지스터 오프 전압값을 제공하는 단계에서, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 마진값을 가산하여 결정된 IC 기초 전압값을 상기 표시 장치에 더 제공하는,
    전압값 설정 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 높거나 같은 경우, 상기 임시 블랙 계조 전압값에 제1 델타값을 가산하여 상기 임시 블랙 계조 전압값을 재설정하고, 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값에 제2 델타값을 가산하여 상기 임시 트랜지스터 오프 전압값을 재설정하고, 상기 임시 IC 기초 전압값에 제3 델타값을 가산하여 상기 임시 IC 기초 전압값을 재설정하는 단계를 더 포함하는
    전압값 설정 방법.

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