KR102576695B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는, 발광 소자를 포함하는 픽셀이 복수 개 구비된 표시 패널; 입력되는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 표시 패널에 공급하기 위한 드라이브 IC; 및 드라이브 IC 내부에 장착되어 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정하기 위한 전류 센싱부를 포함하고, 전원 라인은 드라이브 IC 내부에서 분기되고, 전류 센싱부는 분기되기 전 전원 라인에서 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원 라인의 전류를 측정하기 위한 배선 구조에 관한 것이다.
액티브 매트릭스 타입의 유기 발광 표시 장치는, 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 포함하며, 응답 속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 발광 표시 장치는, OLED와 구동 TFT(Thin Film Transistor)를 포함하는 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고, 비디오 데이터의 계조에 따라 픽셀에서 구현되는 영상의 휘도를 조절한다. 구동 TFT는 자신의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 걸리는 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동 전류를 제어한다.
유기 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 양에 따라 OLED가 발광하는 빛의 양이 결정되며, OLED의 발광량에 따라 영상의 휘도가 결정된다. 또한, 유기 발광 표시 패널은 액정 표시 패널에 비해 대비 전류가 많이 흐르므로, 패널 내부에서 전원들 사이 또는 데이터 라인 사이에 단선이 발생하면 픽셀에 포함된 OLED에 과전류가 흐르고, 픽셀에 포함된 구성 요소가 연소될 수 있다. 또한, 작은 영역에서 연소가 발생하더라도 초기에는 인지되지 않을 수 있지만, 지속적으로 유기 발광 표시 패널을 구동하면 점점 주변의 픽셀까지 연소되어 연소 현상이 확산될 수 있다.
이러한 전원 라인 사이, 데이터 라인 사이 또는 전원 라인과 데이터 라인 사이의 단선은, 제조 공정(또는 모듈 공정) 때 유기 발광 표시 패널에 입자가 유입되거나 균열(Crack)이 발생하거나, 패드부가 잘못 정렬되거나, 배선 레이아웃이 협소한 것 등과 같은 내부 구조적 요인뿐만 아니라, 정전기와 같은 외부적 요인 등 여러 이유로 발생할 수 있다.
이러한 단선을 검출하기 위해서는, 유기 발광 표시 패널에 공급되는 전원에 흐르는 전류의 양을 측정할 필요가 있고, 전류를 측정하기 위한 전류 센서를 채용할 필요가 증가하고 있다.
모니터나 TV의 경우, 패널의 비표시 영역에 여유 공간(베젤)이 있기 때문에, 별도의 전류 센서를 소스 회로 보드나 이를 호스트에 연결하기 위한 연결 보드 등에 배치할 수 있다.
하지만, 스마트 폰이나 태블릿 등에 채용되는 유기 발광 표시 패널은, 베젤이 좁고 소스 드라이브 IC가 타이밍 컨트롤러와 일체로 탑재되는 연성 기판이나 연결 보드에 공간이 한정되어 있어서, 전원 라인에 흐르는 전류의 양을 검출하기 위한 전류 센서를 배치하기가 쉽지 않다.
본 발명은 이러한 상황을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 전원 라인에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 센서와 배선 구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 발광 소자를 포함하는 픽셀이 복수 개 구비된 표시 패널; 입력되는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 표시 패널에 공급하기 위한 드라이브 IC; 및 드라이브 IC 내부에 장착되어 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정하기 위한 전류 센싱부를 포함하고, 전원 라인은 드라이브 IC 내부에서 분기되고, 전류 센싱부는 분기되기 전 전원 라인에서 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 드라이브 IC는 표시 패널에 연결되는 연성 보드에 탑재될 수 있다.
일 실시예에서, 전원 라인은 고전위 전원 전압 또는 저전위 전원 전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널의 비표시 영역에 배치되어 픽셀에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로를 더 포함하고, 드라이브 IC는 픽셀에 공급할 데이터 신호를 생성하기 위한 데이터 구동 회로 및 게이트 구동 회로와 데이터 구동 회로를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러를 통합하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 전원 라인의 분기점은 드라이브 IC 내부에서 직렬 데이터가 병렬 데이터로 변환되기 이전 위치에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 분기점에서 분기되는 전원 라인의 일부는 드라이브 IC의 복수 개의 출력 채널이 배열되는 면과 수직인 양쪽 측면에 배치된 핀을 통해 표시 패널에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 분기점에서 분기되는 전원 라인의 일부는, 드라이브 IC의 복수 개의 출력 채널이 배열되는 면에 배치된 핀을 통해 표시 패널에 연결되고, 출력 채널과 평행하게 진행할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 라인에 공급되는 전원 전압을 이용하여 표시 장치의 동작에 필요한 복수 개의 전압을 생성하고 이를 선택적으로 출력하기 위한 전원 공급부를 더 포함하고, 전류 센싱부는 전원 라인에서 측정한 전류 값과 기준 값과의 비교를 근거로 제어 신호를 생성하여 전원 공급부의 출력을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 공급부는, 드라이브 IC가 장착되어 드라이브 IC를 표시 패널에 연결하는 연성 보드 또는 연성 보드와 영상 데이터를 공급하는 호스트를 연결하기 위한 연결 보드에 장착되어, 전원 라인이 드라이브 IC에 연결되기 전에 전원 라인에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 드라이브 IC는, 센싱 데이터를 픽셀에 인가하고, 이에 동기하여 전류 센싱부가 측정한 전류 값을 저장된 값과 비교하고, 이를 근거로 감마 전압을 설정하여 광학 보상 동작을 수행할 수 있다.
타이밍 컨트롤러와 소스 드라이브 IC가 통합된 통합 IC 내부에 전원 라인에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서를 배치하고 전원 라인을 통합 IC 내부에서 분기하여 패널에 공급하는 배선 구조를 통해, 효율적으로 전원 라인의 전류를 검출하게 된다.
또한, 통합 IC가 내부에서 전원 라인에 흐르는 전류를 측정함으로써, 외부 전류 센서와 추가적인 배선 연결이 없게 되어 통합 IC가 장착되는 연성 기판의 공간을 아낄 수 있게 된다.
또한, 전원 라인을 통합 IC 내부에서 분기하여 패널에 연결함으로써, 데이터 채널과 전원 라인 사이에 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한, 통합 IC 내부에서 분기하기 전 전원 라인에서 하나의 전류 센서만으로 전류를 측정함으로써, 전원 라인에 흐르는 전류를 측정하기 위해 복수 개의 전류 센서를 사용하지 않게 되어 비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 전류 센서를 이용하여 광학 보상을 수행함으로써, 제품 출하와 같은 초기 공정뿐만 아니라 후 공정이나 출시 후에도 표시 장치를 오래 사용하여 뒤틀린 표시 특성을 바꿀 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 전원 라인의 전류 센싱을 위한 전원 라인의 배선 구조를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 통합된 소스 드라이브 IC의 내부에서 전원 라인이 분기되고 전류 센서가 장착되는 것을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치를 기능 블록으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 등가 회로를 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센싱부의 내부 구성을 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급부의 내부 구성을 도시한 것이고,
도 7은 픽셀에 흐르는 전류와 휘도와의 관계를 그래프로 도시한 것이고,
도 8은 전류 센서를 통해 검출하는 전류 값을 이용하여 표시 패널을 광학 보상하는 동작 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 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.
유기 발광 표시 패널을 채용하는 스마트 폰과 같은 휴대용 기기에서, 데이터 구동 회로에 해당하는 소스 드라이브 IC(D-IC)는 타이밍 컨트롤러와 통합되는 하나의 칩 형태로 구현되어, 호스트에 연결되는 연결 보드(Connecting Board)와 패널(Panel)을 연결하는 연성 기판(Flexible Board)에 장착될 수 있다.
전원 라인, 예를 들어 고전위 전원 라인(ELVDD)은 패널에 연결되기 전에 복수 개의 가지로 분기되어 패널에 균일한 전원 전압을 공급할 수 있도록 한다.
분기된 전원 라인 각각에 전류 센서를 마련하는 경우, 복수 개의 전류 센서를 내장해야 하는 문제가 있고, 드라이브 IC(D-IC)의 출력 채널과 전원 배선 사이에 간섭이 발생하여 출력 채널을 통해 픽셀에 인가되는 데이터 전압의 충전에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 휴대용 기기는 그 공간이 한정되어 연결 보드는 평면뿐만 아니라 그 높이도 공간이 한정되기 때문에, 연결 보드에 전류 센서를 장착하는 것이 쉽지 않다. 또한, 연결 보드에 전류 센서를 장착한다고 하더라도, 전류 센서 구동을 위한 전원 라인, 제어 신호 라인, 전류 센서 출력 라인 등을 드라이브 IC(D-IC)와 연결해야 하여 연결 보드가 더 커지게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 전원 라인의 전류 센싱을 위한 전원 라인의 배선 구조를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 통합된 소스 드라이브 IC의 내부에서 전원 라인이 분기되고 전류 센서가 장착되는 것을 도시한 것이다.
본 발명에서는, 도 1과 같이, 호스트에서 전달되는 전원 라인(ELVDD)이 연성 기판에 장착되는 드라이브 IC(D-IC) 내부에서 분기하도록 하고, 도 2와 같이 분기되는 전원 라인(ELVDD Out)은 드라이브 IC의 중앙(드라이브 IC의 복수 개의 출력 채널이 배열되는 면의 가운데) 및 양 측면(복수 개의 출력 채널이 배열되는 면과 수직인 면)에 배치된 핀을 통해 패널에 연결되도록 한다. 드라이브 IC의 중앙에 배치된 핀에 연결되는 전원 라인은 출력 채널과 평행하게 진행하도록 배치될 수 있다.
또한, 분기된 전원 라인과 드라이브 IC(D-IC)의 출력 채널 사이에 간섭이 발생하지 않도록, 드라이브 IC 내부에서 직렬 데이터가 병렬 데이터로 변환되기 이전 위치에 전원 라인의 분기점을 마련할 수 있다. 즉 드라이브 IC 내부 공간에서 직렬 데이터 형태로 인가되는 영상 데이터를 병렬 데이터로 변환하고 감마 변환하는 동작을 수행하는 기능 블록과 출력 채널이 배치되는 영역을 제외한 영역에서 전원 라인이 분기되도록 하여, 분기된 전원 라인이 출력 채널을 가로지르지 않도록 할 수 있다.
또한, 도 2와 같이, 드라이브 IC 내부에서 입력되는 전원 라인(ELVDD In), 즉 전원 라인의 분기점 이전에 전류 센서를 장착하여, 하나의 센서로 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치를 기능 블록으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 등가 회로를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13), 전류 센싱부(16) 및 전원 공급부(17)를 구비할 수 있다.
표시 패널(10)에는 열(Column) 방향으로 배열되는 다수의 데이터 라인들(14)과 행(Row) 방향으로 배열되는 다수의 스캔 라인들(15)이 교차하고, 교차 영역마다 픽셀들(PXL)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이를 형성한다.
표시 패널(10)의 픽셀들(PXL)들을 위아래에서 감싸서 외부의 수분이나 수분으로부터 보호하는 상하 기판에는 데이터 라인들(14) 또는 스캔 라인들(15)과 나란하게 복수 개의 고전위 전원 라인, 복수 개의 저전위 전원 라인, 복수 개의 공통 전압 라인 등이 형성될 수 있다.
픽셀들(PXL)은 레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀 및 블루 서브픽셀을 포함할 수 있고, 경우에 따라 화이트 서브픽셀을 더 포함할 수도 있다. 또는, 픽셀들(PXL)은 화이트 서브픽셀만을 포함하고 화이트 서브픽셀이 발광한 빛이 RGB 컬러 필터를 통해 레드, 그린, 블루로 변환될 수 있다.
픽셀 어레이에서, 같은 수평 라인에 배치되는 픽셀(PXL) 또는 서브픽셀은 데이터 라인들(14) 중 어느 하나 및 스캔 라인들(15) 중 어느 하나에 접속되어 픽셀 라인을 형성한다. 픽셀은, 스캔 라인(15)을 통해 입력되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(14)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 입력 받을 수 있다. 동일 픽셀 라인에 배치된 픽셀들은 같은 스캔 라인(15)으로부터 인가되는 스캔 신호에 따라 동시에 동작한다.
패널(10)에 배치되는 픽셀은 예를 들어 도 4와 같이 구성될 수 있다. 픽셀은, 전원 공급부(17)로부터 고전위 구동 전압(ELVDD), 저전위 구동 전압(ELVSS), 기준 전압(VREF), 초기화 전압(VINI) 등을 공급 받을 수 있다. 또한, 픽셀은, 발광 소자, 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST), 스위치 트랜지스터(T1) 및 보상 회로(CC)를 구비할 수 있다. 발광 소자는 무기 전계 발광 소자나 유기 발광 다이오드 소자(OLED)가 될 수 있다. 이하에서는 편의상 OLED를 예로 들어 설명한다.
OLED는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 의해 발광하고, 구동 트랜지스터(DT)는 자신의 소스-게이트 간 전압(VSG)에 따라 OLED에 인가되는 구동 전류를 제어한다.
스위치 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL)을 통해 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압이 스토리지 커패시터(CST)에 저장되도록 한다. 구동 트랜지스터(DT)는, 스토리지 커패시터(CST)에 저장된 데이터 전압에 따라 고전위 전위 전압(ELVDD)과 저전위 전위 전압(ELVSS) 사이에 구동 전류가 흐르도록 동작한다.
보상 회로(CC)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압 등을 보상하는데, 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터로 구성될 수 있다.
하나의 픽셀은 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(DT), 커패시터(CST) 및 OLED를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성되지만, 보상 회로(CC)가 추가된 경우 3T1C, 4T2C, 5T2C 등으로 구성될 수 있다.
픽셀을 구성하는 트랜지스터(또는 TFT)들은 P 타입 또는 N 타입의 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조로 구현되거나, 또는 P 타입과 N 타입이 혼용된 하이브리드 타입으로 구현될 수 있다.
트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 즉, MOSFET에서의 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다.
P 타입 MOSFET(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. P 타입 MOSFET에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. N 타입 MOSFET(NMOS)의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스에서 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. N 타입 MOSFET에서 전자가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다.
MOSFET의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예를 들어, MOSFET의 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 이하의 실시예에서 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되어서는 안 되고, 소스와 드레인 전극을 구분 없이 제1 및 제2 전극으로 칭하기도 한다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 외부 호스트 시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동 회로(12)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭 신호(CLK) 등의 타이밍 신호를 입력 받아 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성한다. 제어 신호들은 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호(GCS)와 데이터 구동 회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호(DCS)를 포함한다. 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)에는 게이트 스타트 펄스, 게이트 시프트 클럭, 게이트 출력 인에이블 신호 등이 포함되고, 데이터 타이밍 제어 신호(DDC)에는 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭, 소스 출력 인에이블 신호 등이 포함된다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 표시 패널(10)을 구성하는 픽셀들에 하나의 화면을 구성하는 영상 데이터가 인가되는 한 프레임을 적어도 초기화 기간, 샘플링/데이터 기입 기간, 및 에미션 기간으로 나누어 구동할 수 있다.
데이터 구동 회로(12)는 타이밍 컨트롤러(11)의 제어에 따라 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링 하고 래치 하여 병렬 데이터로 바꾸고, 감마 변환을 거쳐 데이터 전압으로 변환하여 출력 채널을 거쳐 데이터 라인들(14)로 출력한다. 이때, 데이터 전압은 유기 발광 소자가 나타낼 이미지 신호에 대응되는 값일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)와 데이터 구동 회로(12)는, 공간 제약이 많은 휴대용 기기에 채용될 때, 하나의 통합 드라이브 IC로 구현되어, 패널(10)과 호스트(미도시)를 연결하는 연성 기판(도 3에서 점선으로 표시된 부분)에 실장될 수 있는데, 연성 기판은 한쪽이 패널(10)의 패드부에 부착되고 다른 쪽이 연결 보드에 부착될 수 있다.
게이트 구동 회로(13)는, 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)를 기반으로 게이트 구동 전압의 레벨을 시프트 시키면서 스캔 신호를 행 순차 방식으로 생성하여 픽셀 라인마다 연결된 스캔 라인(15)에 순차적으로 제공한다.
게이트 구동 회로(13)는, 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력 신호를 픽셀의 TFT 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적 회로들로 구성될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(13)는 GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식에 따라 픽셀의 박막 트랜지스터 제조 공정 때 패널(10)의 양측 비표시 영역에 직접 형성될 수도 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 쉬프터는 PCB(Printed Circuit Board) 위에 실장되고, 쉬프트 레지스터는 표시 패널(10)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
전류 센싱부(16)는, 호스트로부터 공급되는 전원 라인, 예를 들어 고전위 전원 라인(ELVDD)을 통해 패널(10)에 흐르는 전류의 양을 검출하고, 이를 근거로 전원 공급부(17)의 동작을 제어하기 위한 전원 제어 신호(PCS)를 생성할 수 있다.
전류 센싱부(16)는, 도 2에 도시한 것과 같이, 타이밍 컨트롤러(10)와 데이터 구동 회로(11)가 통합된 통합 드라이브 IC 내부에 장착될 수 있다. 또한, 통합 드라이브 IC 내부의 전류 센싱부(16)를 통과한 전원 라인은 통합 드라이브 IC 내부에서 복수 개의 가지(Branch)로 분기한 후 연성 기판을 거쳐 패널(10)에 연결될 수 있다.
전원 공급부(17)는, 입력 전원을 이용하여 패널(10)의 OLED를 발광시키기 위해 필요한 구동 전압을 생성하여 출력하는데, 전원 라인을 통해 전달되는 외부 전원을 이용하여, 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작에 필요한 전압, 즉 고전위 전원 전압(ELVDD), 저전위 전원 전압(ELVSS), 공통 전압(VCOM), 기준 전압(VREF), 초기화 전압(VINI), 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL) 등을 생성하여, 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13)에 인가할 수 있다.
또한, 전원 공급부(17)는, 전류 센싱부(16)가 출력하는 전원 제어 신호(PCS)에 따라 선택적으로 전압의 생성 또는 출력을 멈출 수 있다.
도 3에서, 전원 공급부(17)는 전류 센싱부(16)를 거친 전원 라인의 외부 전원을 이용하여 필요한 전압을 생성하고 공급하는 것으로 도시되어 있지만, 본원 발명은 여기에 한정되지 않는다.
전원 공급부(17)는, 전류 센싱부(16)보다 앞단에서 전원 라인의 외부 전원을 이용하여 필요한 전압을 생성할 수도 있는데, 즉 도 1에서 드라이브 IC보다 앞서서 연결 보드나 연성 보드에 장착될 수도 있다. 또는 전원 공급부(17)는 연결 보드에 커넥터를 통해 연결되는 호스트에 장착되어 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(12)에 필요한 전압을 생성하여 공급할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센싱부의 내부 구성을 도시한 것이다.
전류 센싱부(16)는 전원 라인(ELVDD)에 연결되어 전원 라인에 흐르는 전류의 양을 측정하기 위한 전류 센서(16)와 전류 센서(16)의 출력을 분석하여 전원 제어 신호(PCS)를 생성하기 위한 전류 분석부(162)를 포함하여 구성될 수 있다.
전류 센서(161)는 센서 저항을 이용하거나 다른 다양한 센싱 회로나 소자를 이용하여 전원 라인에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 패널(10) 내부에서 전원 공급부(17)가 출력하는 전압이 공급되는 라인들 사이 또는 데이터 라인 사이에 단선이 발생하면, 전원 라인에 많은 양의 전류가 흐르게 되고 전류 센서(161)는 높은 레벨의 전압을 전류 검출 결과로 출력할 수 있다.
전류 센서(161)는, 수동 소자로만 구성되면 계속해서 전원 라인을 흐르는 전류의 양을 검출하여 출력하지만, 능동 소자와 수동 소자로 구성되면 전류 측정 타이밍과 측정된 측정 값의 출력 타이밍을 조절할 수도 있다.
전류 분석부(162)는, 전류 센서(161)의 출력 전류 값을 내부에 설정된 기준 값과 비교하고 이를 근거로 전원 제어 신호(PCS)를 생성하는데, 전류 센서(161)의 출력 레벨이 소정 값 이상이면 패널(10) 내부에서 단선이 발생한 것으로 판단하여 전원 공급부(17)에 포함된 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시킬 수 있는 하이 레벨(또는 로우 레벨)의 전원 제어 신호(PCS)를 생성하고, 그렇지 않으면 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시킬 수 있는 로우 레벨(또는 하이 레벨)의 전원 제어 신호(PCS)를 생성할 수 있다.
전류 센서(161)는, 단선뿐만 아니라 패널(10)의 동작 이상 여부를 판단할 수 있도록, 특정 조건으로 패널(10)을 구동시킨 상태, 예를 들어 패널(10)의 전체 또는 국부 영역의 픽셀에 블랙 데이터와 같은 특정 센싱용 데이터가 입력된 상태에 동기하여 전원 라인을 흐르는 전류의 양을 검출하여 출력할 수 있고, 전류 분석부(162)는 전류 센서(161)의 출력을 해당 특정 조건에 대응하여 설정된 값과 비교하여 이를 근거로 전원 제어 신호(PCS)를 출력할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급부의 내부 구성을 도시한 것이다.
전원 공급부(17)는 전원 생성부(171)와 전원 스위칭 트랜지스터(SPW)를 포함하여 구성될 수 있다. 전원 생성부(171)는 입력 전압(VIN)을 이용하여 필요한 전압(VOUT)을 생성하여 출력한다. 전원 라인을 통해 호스트로부터 전달되는 입력 전원은 고전위 전원 전압(ELVDD) 및/또는 저전위 전원 전압(ELVSS)일 수 있고, 또는 고전위 전원 전압(ELVDD)이나 저전위 전원 전압(ELVSS)과는 다른 레벨의 전원 전압일 수 있고, 출력 전압은 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13)의 동작에 필요한 여러 레벨의 전압이 될 수 있다. 전원 생성부(171)는 승압형 또는 감압형 직류-직류 변환기로 이루어질 수 있다.
전원 스위칭 트랜지스터(SPW)는 전류 센싱부(16)가 출력하는 전원 제어 신호(PCS)에 응답하여 전원 생성부(171)가 생성하는 전압의 출력을 선택적으로 출력할 수 있다. 전원 스위칭 트랜지스터(SPW)는, 턴-온 레벨의 전원 제어 신호(PCS)에 의해 턴-온 되어 전원 생성부(171)의 출력을 허용하고, 턴-오프 레벨의 전원 제어 신호(PCS)에 의해 턴-오프 되어 전원 생성부(171)의 출력을 차단하여, 표시 장치의 구동을 정지시킬 수 있다.
도 6에서 전원 생성부(171)와 전원 스위칭 트랜지스터(SPW)는, 한 쌍만 도시하였지만, 패널과 구동 회로의 동작에 필요한 각종 전압을 생성하도록 전원 공급부(17)에는 여러 쌍이 마련될 수 있다.
한편, 종래 표시 장치의 제품 출하 때 광학 보상을 수행하기 위해 휘도계(Luminance Colorimeter)를 이용하는데, 휘도계를 사용하는 대신 광학 보상을 수행하는 데 전류 센서(161)의 전류 측정 값을 이용할 수도 있다.
OLED에 대한 광학 특성 측정 및 평가를 진행할 때 휘도의 크기를 측정하기 위해 휘도계를 사용하는데, 측정된 휘도는 표시 장치의 구동에 필요한 각종 전압을 설정하는 근거가 되며, 측정된 컬러 공간(Color Space)은 컬러마다 감마 전압을 설정하는 근거가 된다.
광학 보상은, 2.2 감마 스케일(Scale)을 설정하고 화이트에서의 색 좌표를 보정하는 보상 방법으로, 기준 감마 전압을 바꾸면서 휘도계를 통해 측정된 컬러 공간과 휘도가 목표로 하는 컬러 공간과 휘도와 일치하도록 조정한다.
이러한 광학 보상은, 표시 장치의 출하 과정에서, 표시 장치 내부에 설정된 프로그램 또는 표시 장치와 연결되는 별개의 외부 프로그램을 구동하여 표시 장치의 픽셀들을 소정 휘도로 발광시키고, 휘도계를 이용하여 픽셀의 휘도와 컬러 공간을 측정하고, 휘도계의 출력을 이용하여 기준 감마 전압을 바꾸면서 프로그램을 실행시키는 과정을 반복한다.
도 7에 도시한 것과 같이, OLED는 인가되는 전류와 발광하는 휘도는 비례하여, 휘도계를 이용하여 측정한 휘도 값(Nit)은 전원 라인에 흐르는 전류(i)와 일정한 기울기(a)를 갖는 일차식(Nit = a*i)을 만족한다. 따라서, 상수 a를 도출하여 이를 근거로 전원 라인에 흐르는 전류를 이용하여 광학 보상을 진행할 수 있다.
도 8은 전류 센서를 통해 검출하는 전류 값을 이용하여 표시 패널을 광학 보상하는 동작 흐름도를 도시한 것이다.
표준 샘플 패널에 대해서 외부 휘도계를 이용하여 종래 방법으로 광학 보상을 수행하고, 해당 표준 샘플 패널에 대해서 각 단색(R, G, B)의 복수 개의 기준 감마 값으로 픽셀을 구동하면서 전원 라인에 흐르는 전류량을 검출하여 룩업 테이블(LUT)로 저장하고, 광학 보상을 수행하고자 하는 다른 패널에 대해서 각 단색(R, G, B)의 픽셀을 각 계조로 구동하면서 전류 센서(161)의 출력을 모니터링 하여 룩업 테이블과 동일한 전류 값을 출력하도록 감마 전압을 설정하면, 2개의 패널 사이 색 좌표를 일치시키면서 광학 보상을 수행할 수 있다.
전원 라인에 직렬로 연결한 전류 센서(161)를 이용하여 휘도계와 같은 광학 측정기를 대신하여 광학 보상을 수행할 수 있기 때문에, 제품 출하와 같은 초기 공정뿐만 아니라 후 공정이나 출시 후에도 표시 장치를 오래 사용하여 뒤틀린 표시 특성을 바꿀 수 있다.
전류 센서(161)는 검출된 아날로그 전류 값을 디지털 데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 더 포함할 수 있고, 변환한 디지털 전류 데이터를 타이밍 컨트롤러(11)에 공급하여 광학 보상에 사용하도록 할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(11)는, 광학 보상을 위해 센싱 데이터를 픽셀에 인가하는 타이밍에 동기하여 전류 센서(161)가 전류를 측정하여 출력할 수 있도록, 센싱 제어 신호를 전류 센서(161)에 공급할 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 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.
10: 표시 패널 11: 타이밍 컨트롤러
12: 데이터 구동 회로 13: 게이트 구동 회로
14: 데이터 라인 15: 스캔 라인
16: 전류 센싱부 17: 전원 공급부

Claims (10)

  1. 발광 소자를 포함하는 픽셀이 복수 개 구비된 표시 패널;
    입력되는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 상기 표시 패널에 공급하기 위한 드라이브 IC; 및
    상기 드라이브 IC 내부에 장착되어 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정하기 위한 전류 센싱부를 포함하고,
    상기 전원 라인은 상기 드라이브 IC 내부에서 분기되고, 상기 전류 센싱부는 상기 분기되기 전 전원 라인에서 상기 전원 라인에 흐르는 전류 양을 측정하고,
    상기 전원 라인에 공급되는 전원 전압을 이용하여 표시 장치의 동작에 필요한 복수 개의 전압을 생성하고 이를 선택적으로 출력하기 위한 전원 공급부를 더 포함하고,
    상기 전류 센싱부는 상기 전원 라인에서 측정한 전류 값과 기준 값과의 비교를 근거로 제어 신호를 생성하여 상기 전원 공급부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 드라이브 IC는 상기 표시 패널에 연결되는 연성 보드에 탑재되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 라인은 고전위 전원 전압 또는 저전위 전원 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 비표시 영역에 배치되어 상기 픽셀에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로를 더 포함하고,
    상기 드라이브 IC는, 상기 픽셀에 공급할 상기 데이터 신호를 생성하기 위한 데이터 구동 회로 및 상기 게이트 구동 회로와 데이터 구동 회로를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러를 통합하여 구현되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 라인의 분기점은 상기 드라이브 IC 내부에서 직렬 데이터가 병렬 데이터로 변환되기 이전 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 분기점에서 분기되는 전원 라인의 일부는 상기 드라이브 IC의 복수 개의 출력 채널이 배열되는 면과 수직인 양쪽 측면에 배치된 핀을 통해 상기 표시 패널에 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 분기점에서 분기되는 전원 라인의 일부는, 상기 드라이브 IC의 복수 개의 출력 채널이 배열되는 면에 배치된 핀을 통해 상기 표시 패널에 연결되고, 상기 출력 채널과 평행하게 진행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전류 센싱부는,
    상기 분기되기 전 전원 라인에서 상기 전원 라인에 흐르는 전류 값을 측정하는 전류 센서, 및
    측정된 전류 값과 상기 기준값과의 비교를 근거로 상기 제어 신호를 생성하는 전류 분석부를 포함하고,
    상기 제어신호는 상기 측정된 전류 값이 상기 기준값이상이면 상기 전원 공급부 내부의 스위칭 트랜지스터를 턴-오프시키고, 상기 측정된 전류 값이 상기 기준값보다 작으면 턴-온시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는, 상기 드라이브 IC가 장착되어 상기 드라이브 IC를 상기 표시 패널에 연결하는 연성 보드 또는 상기 연성 보드와 상기 영상 데이터를 공급하는 호스트를 연결하기 위한 연결 보드에 장착되어, 상기 전원 라인이 상기 드라이브 IC에 연결되기 전에 상기 전원 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 드라이브 IC는, 센싱 데이터를 상기 픽셀에 인가하고, 이에 동기하여 상기 전류 센싱부가 측정한 전류 값을 저장된 값과 비교하고, 이를 근거로 감마 전압을 설정하여 광학 보상 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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