KR102631977B1 - 패널 구동부, 패널 구동부를 포함하는 표시장치 및 표시장치의 구동방법 - Google Patents

패널 구동부, 패널 구동부를 포함하는 표시장치 및 표시장치의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 및 상기 표시패널에 출력된 스캔신호의 모니터링 결과에 대응하여 상기 스캔신호를 보상하는 전압 보상부를 포함한다.

Description

패널 구동부, 패널 구동부를 포함하는 표시장치 및 표시장치의 구동방법{Panel Driver, Display Apparatus including the Panel Driver and Driving Method of the same}
본 발명은 패널 구동부, 패널 구동부를 포함하는 표시장치 및 표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display Apparatus: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Apparatus; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Apparatus: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
상기 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함될 수 있다.
위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호, 예를 들면, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있게 된다.
상기 표시장치들 중 일부는 빠른 응답속도, 고휘도 및 시야각이 넓은 전기적 및 광학적 특성과 더불어 유연한 형태로 구현할 수 있는 기구적 특성 등과 같은 많은 장점이 있다. 그러나 표시패널 상에 존재하는 저항성분에 의해 구동부로부터 출력된 신호를 구성하는 전압이 원상태를 유지하지 못하고 떨어져 표시품질이나 구동 신뢰성 등의 저하를 유발하는 문제점이 있다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 스캔신호의 편차 없이 목표값으로 일정하게 유지 및 보상하기 위해, 스캔신호를 피드백받고 이를 기반으로 스캔신호를 구성하는 전압을 보상하는 패널 구동부, 패널 구동부를 포함하는 표시장치 및 표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 및 상기 표시패널에 출력된 스캔신호의 모니터링 결과에 대응하여 상기 스캔신호를 보상하는 전압 보상부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 상기 표시패널의 스캔라인들에 연결된 피드백라인, 및 상기 피드백라인에 연결된 전압 보상부를 포함하고, 상기 전압 보상부는 상기 피드백라인을 통해 상기 표시패널에 출력된 스캔신호를 모니터링하고 모니터링 결과에 대응하여 상기 스캔신호를 보상한다.
본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부는 타이밍 제어신호 및 각종 동기신호를 생성하는 타이밍 제어부, 상기 타이밍 제어부의 제어하에 데이터전압을 출력하는 데이터 구동부, 및 외부로부터 스캔신호를 피드백받고 상기 스캔신호를 모니터링 및 샘플링한 후 전압을 보상하는 전압 보상부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은 표시패널에 출력된 스캔신호를 피드백 받는 단계, 상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 적어도 하나의 샘플링값을 구하는 단계, 상기 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하는 단계, 및 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 그리고 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 보상하기 위한 전압 보상값을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명은 스캔신호의 편차 없이 목표값으로 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신호를 모니터링한 후 신호를 구성하는 전압, 예를 들면, 피크-피크 레벨(Peak to peak level)을 보상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신호의 피드백 전압값을 확인하기 위해, 일정 구간의 평균치를 샘플링하고 계산하고, 평균치 계산 시 샘플링 개수를 설정하여 보상 정확도를 향상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신호의 전압 보상 시 가중치를 부여하여 과보상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 4는 도 3에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치예를 나타낸 도면.
도 6은 게이트인패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 제1 구성 예시도.
도 7은 게이트인패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 제2 구성예시도.
도 8은 시프트 레지스터의 구성 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부의 내부 블록을 일부 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부와 그 주변 장치를 나타낸 예시도.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부의 출력신호 모니터링 및 보상 기능을 설명하기 위한 도면들.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부의 구현에 사용할 수 있는 레지스터의 구성 예시도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부 내의 전압 발생 및 보상부를 나타낸 예시도.
도 17 및 도 18은 도 16의 전압 보상 회로부의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면들.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 전압 보상값 산출 예를 보여주기 위한 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 자동차 전기장치, 스마트폰 등으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 표시장치는 발광표시장치(Light Emitting Display Apparatus: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Apparatus; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Apparatus: LCD) 등으로 구현될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 빛을 직접 발광하는 방식으로 영상을 표현하는 발광표시장치를 일례로 한다. 발광표시장치는 무기 발광다이오드를 기반으로 구현되거나 유기 발광다이오드를 기반으로 구현될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광다이오드를 기반으로 구현된 것을 일례로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 액정패널(150), 백라이트 유닛(170) 및 전원 공급부(180) 등이 포함된다.
영상 공급부(110)(또는 호스트시스템)는 외부로부터 공급된 영상 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 영상 데이터신호와 더불어 각종 구동신호를 출력한다. 영상 공급부(110)는 데이터신호와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(120)에 공급한다.
타이밍 제어부(120)는 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 및 각종 동기신호(수직 동기신호인 Vsync, 수평 동기신호인 Hsync) 등을 출력한다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상 공급부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급한다. 타이밍 제어부(120)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC) 등에 응답하여 스캔신호(또는 스캔전압)를 출력한다. 스캔 구동부(130)는 스캔라인들(GL1~GLm)을 통해 액정패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 스캔신호를 공급한다. 스캔 구동부(130)는 IC 형태로 형성되거나 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 액정패널(150) 상에 직접 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압을 기반으로 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 액정패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 데이터전압을 공급한다. 데이터 구동부(140)는 IC 형태로 형성되어 표시패널(150) 상에 실장되거나 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 공통전압(VCOM)을 생성 및 출력한다. 전원 공급부(180)는 공통전압(VCOM)뿐만아니라 스캔 구동부(130)의 구동에 필요한 전압(예: 스캔하이전압, 스캔로우전압)이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압(드레인전압, 하프드레인전압) 등을 생성 및 출력할 수 있다.
액정패널(150)은 스캔 구동부(130)로부터 공급된 스캔신호, 데이터 구동부(140)로부터 공급된 데이터전압 및 전원 공급부(180)로부터 공급된 공통전압(VCOM)에 대응하여 영상을 표시한다. 액정패널(150)의 서브 픽셀들은 백라이트 유닛(170)을 통해 제공된 빛을 제어한다.
예컨대, 하나의 서브 픽셀(SP)에는 스위칭 트랜지스터(SW), 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정층(Clc)이 포함된다. 스위칭 트랜지스터(SW)의 게이트전극은 스캔라인(GL1)에 연결되고 소스전극은 데이터라인(DL1)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(SW)의 드레인전극에 일단이 연결되고 공통전압라인(Vcom)에 타단이 연결된다. 액정층(Clc)은 스위칭 트랜지스터(SW)의 드레인전극에 연결된 화소전극(1)과 공통전압라인(Vcom)에 연결된 공통전극(2) 사이에 형성된다.
액정패널(150)은 화소전극(1) 및 공통전극(2)의 구조에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드 등으로 구현된다.
백라이트 유닛(170)은 빛을 출사하는 광원 등을 이용하여 액정패널(150)에 빛을 제공한다. 백라이트 유닛(170)은 발광다이오드(이하 LED), LED를 구동하는 LED구동부, LED가 실장된 LED기판, LED로부터 출사된 광을 면광원으로 변환시키는 도광판, 도광판의 하부에서 광을 반사시키는 반사판, 도광판으로부터 출사된 광을 집광 및 확산하는 광학시트류 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 4는 도 3에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전계발광표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(170) 등이 포함된다.
전계발광표시장치에서 포함된 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 등은 도 1의 액정표시장치와 기본 구성 및 동작이 유사하므로 상세한 설명은 생략한다. 액정표시장치와 구별되는 전원 공급부(180)와 표시패널(150)을 더 구체적으로 설명한다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 고전위의 제1전원(EVDD)와 저전위의 제2전원(EVSS)을 생성 및 출력한다. 전원 공급부(180)는 제1 및 제2전원(EVDD, EVSS)뿐만아니라 스캔 구동부(130)의 구동에 필요한 전압, 예를 들면, 스캔하이전압, 스캔로우전압이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압, 예를 들면, 드레인전압, 하프드레인전압 등을 생성 및 출력할 수 있다.
표시패널(150)은 스캔 구동부(130)와 데이터 구동부(140)를 포함하는 구동부로부터 출력된 스캔신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호 그리고 전원 공급부(170)로부터 출력된 제1 및 제2전원(EVDD, EVSS)에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)의 서브 픽셀들은 직접 빛을 발광한다. 표시패널(150)은 유리, 실리콘, 폴리이미드 등 강성 또는 연성을 갖는 기판을 기반으로 제작될 수 있다. 그리고 빛을 발광하는 서브 픽셀들은 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 픽셀 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색을 포함하는 픽셀로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 하나의 서브 픽셀(SP)에는 스위칭 트랜지스터(SW)와 구동 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 유기 발광다이오드 등을 포함하는 픽셀회로(PC)가 포함된다. 전계발광표시장치에서 사용되는 서브 픽셀(SP)은 빛을 직접 발광하므로, 액정표시장치와 비교하여 회로의 구성이 복잡하다. 또한, 빛을 발광하는 유기 발광다이오드 또는 유기 발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 보상회로 등이 복잡하고 다양하다. 따라서, 서브 픽셀(SP)에 포함된 픽셀회로(PC)를 블록형태로 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치예를 나타낸 도면이고, 도 6은 게이트인패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 제1 구성 예시도이고, 도 7은 게이트인패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 제2 구성예시도이고, 도 8은 시프트 레지스터의 구성 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 스캔 구동부(130a, 130b)는 표시패널(150)의 비표시영역(NA)에 배치된다. 스캔 구동부(130a, 130b)는 도 5(a)와 같이 표시패널(150)의 좌우측 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 또한, 스캔 구동부(130a, 130b)는 도 5(b)와 같이, 표시패널(150)의 상하측 비표시영역(NA)에 배치될 수도 있다.
스캔 구동부(130a, 130b)는 표시영역(AA)의 좌우측 또는 상하측에 위치하는 비표시영역(NA)에 쌍을 이루며 배치된 것을 일례로 도시 및 설명하였으나 좌측, 우측, 상측 또는 하측에 하나만 배치될 수 도 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 스캔 구동부(130)는 시프트 레지스터(131)와 레벨 시프터부(135)를 포함할 수 있다. 레벨 시프터부(135)는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 신호를 기반으로 다수의 클록신호들(GCLK)과 스타트신호들(GVST,EVST) 등을 생성 및 출력한다. 다수의 클록신호들(GCLK)은 2상, 4상, 8상 등 위상이 다른 K(K는 2 이상 정수)상의 형태로 생성 및 출력될 수 있다.
시프트 레지스터(131)는 레벨 시프터부(135)로부터 출력된 신호들(GCLK, GVST, EVST) 등을 기반으로 동작하며 표시패널에 형성된 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 스캔신호들(Scan [1] ~ Scan [m])을 출력한다. 시프트 레지스터(131)는 게이트인패널 방식에 의해 표시패널 상에 박막 형태로 형성된다. 예를 들면, 스캔 구동부(130)에서 표시패널 상에 형성되는 부분은 시프트 레지스터(131)(도 5에서 130a와 130b가 되는 부분은 131에 해당함)일 수 있다.
시프트 레지스터(131)와 달리 레벨 시프터부(135)는 IC 형태로 형성된다. 따라서, 레벨 시프터부(135)는 도 6과 같이 별도의 IC 형태로 구성될 수 있으며, 도 7과 같이 전원 공급부(180)의 내부나 다른 장치의 내부에 포함될 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 시프트 레지스터(131)는 다수의 스테이지들(STG1 ~ STGm)로 구성된다. 다수의 스테이지들(STG1 ~ STGm)은 종속적으로 접속된 구조를 가지며 적어도 하나의 전단이나 후단의 출력 신호를 입력 신호로 받는다.
도 8(a)에 도시된 제1예시와 같이, 시프트 레지스터(131)의 스테이지들(STG1 ~ STGm)은 스캔신호들(Scan[1]~Scan [m])을 출력하기 위한 스캔신호 발생회로부들(SCAN[1] ~ SCAN[m])을 각각 포함할 수 있다. 일례로, 제1스테이지(STG1)는 제1스캔신호(Scan[1])를 출력하기 위한 구성으로서 제1스캔신호 발생회로부(SCAN[1])를 갖는다.
도 8(b)에 도시된 제2예시와 같이, 시프트 레지스터(131)의 스테이지들(STG1 ~ STGm)은 스캔신호들(Scan[1] ~ Scan [m])을 출력하기 위한 스캔신호 발생회로부들(SCAN[1] ~ SCAN[m])과 발광신호들(Em[1] ~ Em[m])을 출력하기 위한 발광신호 발생회로부들(EM[1] ~ EM[m])을 각각 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1스테이지(STG1)는 제1스캔신호(Scan[1])와 제1발광신호(Em[1])를 출력하기 위한 구성으로서 제1스캔신호 발생회로부(SCAN[1])와 제1발광신호 발생회로부(EM[1])를 갖는다.
도 8의 예시들에 따르면 표시패널의 구동을 위한 스캔신호들에는 제1 내지 제m스캔신호들(Scan[1]~Scan [m])만 포함되거나 제1 내지 제m발광신호들(Em[1] ~ Em[m])이 더 포함됨을 알 수 있다. 제1 내지 제m스캔신호들(Scan[1]~Scan [m])은 서브 픽셀들 내에 데이터전압을 인가하기 위한 동작을 수행할 때 사용되는 신호에 해당하고, 제1 내지 제m발광신호들(Em[1] ~ Em[m])은 서브 픽셀들이 빛을 발광하기 위한 동작을 수행할 때 사용되는 신호에 해당할 수 있다. 그러나 도 8의 예시들은 시프트 레지스터(131)의 구성에 대한 이해를 돕기 위한 예시 이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 더 다양하고 더 많은 신호를 출력하는 형태로 구현될 수도 있다.
도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이, 표시패널(150)에 인가되는 전압은 표시패널(150)을 거치면서 저항성분에 의해서 전압이 강하되는 문제가 발생한다. 전압 강하가 발생할 경우, 표시장치의 신뢰성이 저하되고, 설정된 목표 전압값을 변경해야 하는 문제점이 발생한다. 이에 본 명세서의 발명자들은 여러 실험을 통하여 표시패널에 인가되는 전압이 강하되지 않고, 전압이 강하될 경우 보상할 수 있는 새로운 구조의 패널 구동부를 포함하는 표시장치를 구현하였다. 이에 대해서 아래에 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부의 내부 블록을 일부 나타낸 예시도이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부와 그 주변 장치를 나타낸 예시도이고, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부의 출력신호 모니터링 및 보상 기능을 설명하기 위한 도면들이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부의 구현에 사용할 수 있는 레지스터의 구성 예시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부(160)는 도 1 및 도 3에서 설명한 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)를 모두 포함하는 IC 형태로 구현될 수 있다. 이렇게 구성할 경우, 장치의 구성을 단순화할 수 있고, 장치와 장치 간의 신호 전달에 필요한 통신 인터페이스 등을 제거할 수 있고, 신호 전달 시 발생할 수 있는 잡음이나 데이터 손실 문제 등을 제거 또는 개선할 수 있다. 또한, 소형 표시장치 구현 시 최적화된 장치 환경을 제공할 수 있다. 여기서, 스캔 구동부(130)는 레벨 시프터부 등에 해당하고 시프트 레지스터는 포함되지 않을 수 있다.
도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부(160)는 표시패널(150)에 출력된 신호들(또는 표시패널을 거친 신호들)을 피드백받으며 이를 모니터링 및 샘플링할 수 있다. 이에 의해 피드백 전압값이 내부에 설정된 목표값 대비 차이가 발생 또는 손실이 발생할 경우, 차이 또는 손실을 보상하는 전압 보상 회로부(133)를 포함할 수 있다. 전압 보상 회로부(133)는 표시패널(150)에 출력된 신호들, 또는 표시패널을 거친 신호들을 직접 보상하거나 다른 장치와의 연동을 통한 간접 보상을 위해 전압 보상에 필요한 신호를 생성할 수 있다.
도 8(a) 및 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 패널 구동부(160)는 표시패널(150) 상의 제1스캔신호 피드백라인(SFLl)과 제2스캔신호 피드백라인(SFLr)에 연결된다. 패널 구동부(160)에 포함된 전압 보상 회로부(133)는 제1스캔신호 피드백라인(SFLl)과 제2스캔신호 피드백라인(SFLr)을 통해 표시패널(150)에 출력된 스캔신호들(Scan_out_L, Scan_out_R)을 피드백 받을 수 있다.
제1스캔신호 피드백라인(SFLl)과 제2스캔신호 피드백라인(SFLr)은 각각 하나씩 도시되어 있으나, 이는 다수로 이루어질 수 있으며, 표시패널의 일정 영역마다 신호들을 모니터링을 할 수 있도록 배치될 수도 있다.
제1스캔신호 피드백라인(SFLl)과 제2스캔신호 피드백라인(SFLr)은 표시패널(150)뿐만 아니라 연성회로기판(제1회로기판)(SB1) 및 인쇄회로기판(제2회로기판)(SB2) 상에도 위치할 수 있다. 이 경우, 인쇄회로기판(SB2) 상에는 제1스캔신호 피드백라인(SFLl)과 제2스캔신호 피드백라인(SFLr)에 각각 연결된 제1스캔신호 테스트 포인트(TP1l)와 제2스캔신호 테스트 포인트(TP1r)가 위치할 수 있다.
도 8(b) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 패널 구동부(160)는 표시패널(150) 상의 제1스캔신호 피드백라인(SFLl), 제2스캔신호 피드백라인(SFLr), 제1발광신호 피드백라인(EFLl) 및 제2발광신호 피드백라인(EFLr)에 연결된다. 패널 구동부(160)에 포함된 전압 보상 회로부(133)는 제1스캔신호 피드백라인(SFLl), 제2스캔신호 피드백라인(SFLr), 제1발광신호 피드백라인(EFLl), 제2발광신호 피드백라인(EFLr)을 통해 표시패널(150)에 출력된 스캔신호들(Scan_out_L, Scan_out_R)과 발광신호들(Em_out_L, Em_out_R)을 피드백받을 수 있다.
제1스캔신호 피드백라인(SFLl), 제2스캔신호 피드백라인(SFLr), 제1발광신호 피드백라인(EFLl), 및 제2발광신호 피드백라인(EFLr)은 각각 하나씩 도시되어 있으나 이는 다수로 이루어질 수 있으며, 또한 표시패널의 일정 영역마다 신호들을 모니터링을 할 수 있도록 배치될 수도 있다. 또한, 제1스캔신호 피드백라인(SFLl), 제2스캔신호 피드백라인(SFLr), 제1발광신호 피드백라인(EFLl), 및 제2발광신호 피드백라인(EFLr)은 표시패널(150)의 비표시영역에 배치될 수 있으며, 적어도 일부는 표시영역에 배치될 수도 있다.
제1스캔신호 피드백라인(SFLl), 제2스캔신호 피드백라인(SFLr), 제1발광신호 피드백라인(EFLl), 및 제2발광신호 피드백라인(EFLr)은 표시패널(150)뿐만 아니라 제1회로기판(SB1) 및 제2회로기판(SB2) 상에도 위치할 수 있다. 제1 회로기판(SB1)은 연성회로기판일 수 있으며, 제2회로기판(SB2)은 인쇄회로기판일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 제2회로기판(SB2) 상에는 제1스캔신호 피드백라인(SFL1)과 제2스캔신호 피드백라인(SFL2)에 각각 연결된 제1스캔신호 테스트 포인트(TP1l)와 제2스캔신호 테스트 포인트(TP1r)가 위치할 수 있다. 또한, 제2회로기판(SB2) 상에는 제1발광신호 피드백라인(EFLl)과 제2발광신호 피드백라인(EFLr)에 각각 연결된 제1발광신호 테스트 포인트(TP2l)와 제2발광신호 테스트 포인트(TP2r)가 위치할 수 있다.
도 10(a) 및 도 10(b)에서는 표시패널(150), 표시패널(150)과 전기적으로 연결되고 패널 구동부(160)가 실장된 제1회로기판(SB1), 제1회로기판(SB1)과 전기적으로 연결되고 커넥터(CNT)를 갖는 제2회로기판(SB2) 등을 포함하는 표시장치를 예를 들어 도시 및 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 도 8(b) 및 도 10(b)와 같은 구성을 갖는 표시장치를 예로 들어 신호 보상에 대해 후술한다.
도 10(b) 및 도 11에 도시된 바와 같이, 패널 구동부(160)로부터 출력된 스캔신호(Scan_out)는 그라운드전압(GND)보다 높은 제1하이전압 레벨(VGH)과 그라운드전압(GND)보다 낮은 제1로우전압 레벨(VGL)을 갖는다. 또한, 패널 구동부(160)로부터 출력된 발광신호(Em_out)는 그라운드전압(GND)보다 높은 제2하이전압 레벨(VEH)과 그라운드전압(GND)보다 낮은 제2로우전압 레벨(VEL)을 갖는다. 이때, 스캔신호(Scan_out)의 제1하이전압 레벨(VGH)과 제1로우전압 레벨(VGL)은 발광신호(Em_out)의 제2하이전압 레벨(VEH)과 제2로우전압 레벨(VEL)과 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
스캔신호(Scan_out)는 동기신호(TE)(또는 수직 동기신호)에 대응하여 제1로우전압 레벨(VGL)을 발생한 이후 제1하이전압 레벨(VGH)을 유지하는 것을 예를 들어 설명하였다. 그리고 발광신호(Em_out)는 동기신호(TE)에 대응하여 제2하이전압 레벨(VEH)을 발생한 이후 제2로우전압 레벨(VEL)을 유지하는 것을 예를 들어 설명하였다.
스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)를 구성하는 전압 레벨은 서브 픽셀 내에 포함된 트랜지스터들이 P타입인지 또는 N타입인지에 따라 다양한 형태로 달라질 수 있다. P타입은 로우전압에 대응하여 턴온되는 반면 N타입은 하이전압에 대응하여 턴온된다. 따라서, 이하에서는 도 11에 도시 및 설명된 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 하이전압/로우전압 레벨 형태를 기반으로 설명하지만 이들이 가진 전압 레벨은 본 발명의 실시예를 이해하기 위한 참고용으로 해석되어야 한다.
도 10(b)에 도시된 바와 같이, 전압 보상 회로부(133)를 갖는 패널 구동부(160)를 기반으로 표시장치를 구현하면, 도 12(a)와 같이 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 전압 레벨을 보상하지 않거나, 도 12(b)와 같이 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 전압 레벨을 보상하기 위한 신호를 생성할 수 있다.
도 12(a)와 같이 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 전압 레벨을 보상하지 않는다는 것은 출력된 신호들이 표시패널 상에 존재하는 저항성분에 의한 영향을 받지 않거나 적게 받는 경우일 수 있다. 도 12(a)와 같이 보상하지 않는 경우는, 패널 구동부의 출력 지점으로부터 가까운 영역을 통해 신호들을 피드백받고 보상할 때 나타난다. 반면, 도 12(b)와 같이 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 전압 레벨을 보상한다는 것은 출력된 신호들이 표시패널 상에 존재하는 저항성분에 의한 영향을 받거나 많이 받는 경우일 수 있다. 도 12(b)와 같이 보상하는 경우는, 패널 구동부의 출력 지점으로부터 가장 먼 영역을 통해 신호들을 피드백받고 보상할 때 나타난다.
도 10(b) 및 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 전압 보상 회로부(133)는 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)을 모니터링하기 위해, 동기신호(TE)의 라이징 에지를 기준으로 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 시작 구간(①)과 종료 구간(②)을 각각 설정할 수 있다. 또한, 전압 보상 회로부(133)는 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)을 모니터링하기 위해, 동기신호(TE)의 라이징 에지를 기준으로 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 시작 구간(③)과 종료 구간(④)을 각각 설정할 수 있다.
도 10(b) 및 도 13(b)를 참조하면, 전압 보상 회로부(133)는 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)을 모니터링하기 위해, 동기신호(TE)의 라이징 에지를 기준으로 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 시작 구간(⑤)과 종료 구간(⑥)을 각각 설정할 수 있다. 또한, 전압 보상 회로부(133)는 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)을 모니터링하기 위해, 동기신호(TE)의 라이징 에지를 기준으로 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 시작 구간(⑦)과 종료 구간(⑧)을 각각 설정할 수 있다.
또한, 전압 보상 회로부(133)는 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 시작과 종료 구간 내에서 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)를 각각 샘플링할 수 있다. 이때, 전압 보상 회로부(133)는 n(n은 1 이상 정수)개로 샘플링 개수를 설정할 수 있고, 동일한 간격을 가지고 샘플링이 수행될 수 있다. 도 13(a) 및 도 13(b)는 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VGH, VEH)과 로우전압 레벨(VGL, VEL)에 대하여 3개씩 동일 간격으로 샘플링이 이루어지는 것을 예시로 보여주기 위해 3개의 화살표로 표시(⑨)한 것이다.
도 14를 참조하여, 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)에 대한 전압 보상을 예로 들어 실시예에 따른 전압 보상 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 14에서, VGH Scan Start와 VGH Scan End는 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 모니터링 및 샘플링 구간을 설정하기 위한 시작 및 종료 구간이고, VGL Scan Start와 VGL Scan End는 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 모니터링 및 샘플링 구간을 설정하기 위한 시작 및 종료 구간이다. 도 14에서, Target VGH, Target VGL은 전압 보상 회로부의 내부에 설정된 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨과 로우전압 레벨의 목표값이고, 실제 VGH(Panel), 실제 VGL(Panel)은 전압 보상 회로부가 피드백 받은 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨과 로우전압 레벨의 피드백 전압값이다.
스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)을 보상하기 위한 식은 아래 식 1과 같다.
[식 1]
VGH 전압 보상값 = 보상비 × (Target VGH - 실제 VGH(Panel))
그리고 실제 피드백 받은 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)을 구하기 위한 식은 아래 식 2와 같다.
[식 2]
실제 VGH(Panel) 전압 = Vs1 + Vs2 + Vs3 ... Vsn / Sampling 개수(n)
식 2에서, Vs1 + Vs2 + Vs3 ... Vsn은 제1샘플링값(Vs1), 제2샘플링값(Vs2), 제3샘플링값(Vs3) ... 제n샘플링값(Vsn)(n은 2 이상 정수)을 의미한다.
상기 식을 기반으로, 샘플링 개수가 4개, 보상비가 1.0, 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨의 목표값이 8.0V, 제1샘플링값이 7.75V, 제2샘플링값이 7.76V, 제3샘플링값이 7.75V, 제4샘플링값이 7.76V일 때, VGH 전압 보상값을 구하면 아래 식 3과 같다.
[식 3]
실제 VGH(Panel) 전압 = 7.75 + 7.76 + 7.75 + 7.76 / 4 = 7.755
VGH 전압 보상값은 = 1.0 × (8.0 - 7.755) = 0.245(V)
따라서, 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨 보상값 또는 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨 보상값을 구하기 위한 식은 하래 식 4와 같다.
[식 4]
전압 보상값 = 보상비 × (목표 전압값 - 피드백 전압값)
피드백 전압값 = 제1샘플링값 내지 제n샘플링값 / 샘플링 개수(n)(n은 2 이상 정수)
도 10의 실시예에 따른 전압 보상 회로부(133)는 도 12 내지 도 14와 같은 방식과 수식을 기반으로 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out) 등과 같은 신호의 편차 없이 목표값을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 도 10의 실시예에 따른 전압 보상 회로부(133)는 도 12 내지 도 14와 같은 방식과 수식을 기반으로 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out) 등과 같은 신호를 모니터링한 후 신호를 구성하는 전압을 보상할 수 있다. 또한, 도 10의 실시예에 따른 전압 보상 회로부(133)는 도 12 내지 도 14와 같은 방식과 수식을 기반으로 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out) 등과 같은 신호의 피드백 전압값을 확인하기 위해, 일정 구간의 평균치를 샘플링하고 계산하여 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 도 10의 실시예에 따른 전압 보상 회로부(133)는 도 12 내지 도 14와 같은 방식과 수식을 기반으로 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out) 등과 같은 신호의 전압 보상 시 가중치를 부여하여 과보상을 방지할 수 있다. 여기서, 가중치는 패널 구동부의 출력 지점으로부터 멀거나 가까운지 등의 위치 관계 및 신호의 전압의 강하 여부 또는 얼마나 강하하였는지 등을 기반으로 산정될 수 있다.
한편, 도 10의 실시예에 따른 전압 보상 회로부(133)는 도 12 내지 도 14와 같은 방식과 수식을 기반으로 보상에 필요한 장치의 제어를 위해, 도 15와 같은 형태로 레지스터를 구성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하, 도 15의 b0 ~ b7에 표기된 레지스터값을 설명하면 다음의 표 1과 같다.
S_num[2:0] 샘플링 개수(예: 1~8개) 설정을 위한 레지스터값
VGH_Comp_rate[2:0] 스캔신호의 하이전압 레벨의 보상비 설정을 위한 레지스터값
VGL_Comp_rate[2:0] 스캔신호의 로우전압 레벨의 보상비 설정을 위한 레지스터값
VEH_Comp_rate[2:0] 발광신호의 하이전압 레벨의 보상비 설정을 위한 레지스터값
VEL_Comp_rate[2:0] 발광신호의 로우전압 레벨의 보상비 설정을 위한 레지스터값
VGH_Scan_Start 스캔신호의 하이전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 시작 구간 설정을 위한 레지스터값
VGH_Scan_End 스캔신호의 하이전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 종료 구간 설정을 위한 레지스터값
VGL_Scan_Start 스캔신호의 로우전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 시작 구간 설정을 위한 레지스터값
VGL_Scan_End 스캔신호의 로우전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 종료 구간 설정을 위한 레지스터값
VEH_Scan_Start 발광신호의 하이전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 시작 구간 설정을 위한 레지스터값
VEH_Scan_End 발광신호의 하이전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 종료 구간 설정을 위한 레지스터값
VEL_Scan_Start 발광신호의 로우전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 시작 구간 설정을 위한 레지스터값
VEL_Scan_End 발광신호의 로우전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 종료 구간 설정을 위한 레지스터값
도 10의 실시예에 따른 전압 보상 회로부(133)는 도 12 내지 도 14와 같은 방식과 수식으로 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)의 전압 레벨을 모니터링하고 샘플링할 수 있으므로, 전압 레벨의 강하분을 더욱 정확히 분별해 낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 전압 레벨의 강하에 따라 출력된 신호를 정밀하게 보상할 수 있는 장치를 구현하게 된다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부 내의 전압 발생 및 보상부를 나타낸 예시도이고, 도 17 및 도 18은 도 16의 전압 보상 회로부의 구성과 동작을 설명하는 도면들이고, 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 전압 보상값 산출 예를 도시한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부(160)는 타이밍 제어부(120), 레벨 시프터부(135), 전압 발생 및 보상부(132)를 포함한다.
타이밍 제어부(120)는 타이밍 발생부(126), 발진부(121), 및 명령 해독부(125)를 포함할 수 있다. 발진부(121)는 고정된 주파수 또는 가변된 주파수 체계로 구동 주파수를 생성하고 구동 주파수를 타이밍 발생부(126)에 공급할 수 있다. 명령 해독부(125)는 외부로 인가되거나 또는 타이밍 제어부(120) 내부에 설정된 제어명령을 해독하고 이에 대응하여 발진부(121)와 타이밍 발생부(126)를 제어할 수 있다. 타이밍 발생부(126)는 발진부(121)로부터 출력된 주파수 및 명령 해독부(125)로부터 출력된 제어명령에 대응하여 레벨 시프터부(135) 등을 제어하기 위한 신호 예를 들면, 동기신호 등을 발생할 수 있다.
전압 발생 및 전압 보상부(132)는 전압 보상 회로부(133) 및 전압 발생 회로부(134)를 포함할 수 있다. 전압 보상 회로부(133)는 외부로부터 스캔신호(Scan_out)와 발광신호(Em_out)를 입력받고, 이들을 모니터링 및 샘플링한 후 전압을 보상하기 위한 신호를 출력할 수 있다. 전압 발생 회로부(134)는 스캔신호의 하이전압을 발생하는 스캔하이전압 발생부(134a), 스캔신호의 로우전압을 발생하는 스캔로우전압 발생부(134b), 발광신호의 하이전압을 발생하는 발광하이전압 발생부(134c), 및 발광신호의 로우전압을 발생하는 발광로우전압 발생부(134d)를 포함할 수 있다.
전압 발생 회로부(134)는 스캔신호의 하이전압과 로우전압, 및 발광신호의 하이전압과 로우전압을 발생할 수 있다. 전압 발생 회로부(134)는 전압 보상 회로부(133)의 제어 하에 스캔신호의 하이전압의 레벨과 로우전압의 레벨, 및 발광신호의 하이전압의 레벨과 로우전압의 레벨을 보상하기 위해 전압 레벨을 이전 대비 높이거나 낮추는 가변을 수행할 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 전압 보상 회로부(133)는 스캔신호의 하이전압 레벨을 보상하는 스캔하이전압 보상부(133a), 스캔신호의 로우전압 레벨을 보상하는 스캔로우전압 보상부(133b), 발광신호의 하이전압 레벨을 보상하는 발광하이전압 보상부(133c), 및 발광신호의 로우전압 레벨을 보상하는 발광로우전압 보상부(133d)를 포함할 수 있다.
도 13(a) 및 도 17을 참조하면, 스캔하이전압 보상부(133a)는 스캔하이전압 구간 설정부(11a), 스캔하이전압 샘플링부(11b), 스캔하이전압 피드백 전압값 확인부(11c) 및 스캔하이전압 보상값 결정부(11d)를 포함할 수 있다. 스캔로우전압 보상부(133b)는 스캔로우전압 구간 설정부(12a), 스캔로우전압 샘플링부(12b), 스캔로우전압 피드백 전압값 확인부(12c), 및 스캔로우전압 보상값 결정부(12d)를 포함할 수 있다.
스캔하이전압 구간 설정부(11a)는 동기신호(TE)를 기준으로 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)을 모니터링 및 샘플링하기 위한 시작 구간(①)과 종료 구간(②)을 설정할 수 있다. 스캔하이전압 샘플링부(11b)는 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 모니터링 및 샘플링 구간 내에서 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)을 샘플링(⑨)할 수 있다. 스캔하이전압 피드백 전압값 확인부(11c)는 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 피드백 전압값을 확인할 수 있다. 스캔하이전압 보상값 결정부(11d)는 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 피드백 전압값, 전압 보상 회로부 내부에 설정된 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 목표 전압값, 및 제1보상비를 기반으로 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 보상값을 결정할 수 있다.
스캔로우전압 구간 설정부(12a)는 동기신호(TE)를 기준으로 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)을 모니터링 및 샘플링하기 위한 시작 구간(③)과 종료 구간(④)을 설정할 수 있다. 스캔로우전압 샘플링부(12b)는 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 모니터링 및 샘플링 구간 내에서 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)을 샘플링(⑨)할 수 있다. 스캔로우전압 피드백 전압값 확인부(12c)는 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 피드백 전압값을 확인할 수 있다. 스캔로우전압 레벨 보상값 결정부(12d)는 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 피드백 전압값, 내부에 설정된 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 목표 전압값, 및 제2보상비를 기반으로 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 보상값을 결정할 수 있다.
도 18를 참조하면, 발광하이전압 보상부(133c)는 발광하이전압 구간 설정부(13a), 발광하이전압 샘플링부(13b), 발광하이전압 피드백 전압값 확인부(13c), 및 발광하이전압 레벨 보상값 결정부(13d)를 포함할 수 있다. 발광로우전압 보상부(133d)는 발광로우전압 구간 설정부(14a), 발광로우전압 샘플링부(14b), 발광로우전압 피드백 전압값 확인부(14c), 및 발광로우전압 레벨 보상값 결정부(14d)를 포함할 수 있다.
발광하이전압 구간 설정부(13a)는 동기신호(TE)를 기준으로 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)을 모니터링 및 샘플링하기 위한 시작 구간(⑤)과 종료 구간(⑥)을 설정할 수 있다. 발광하이전압 샘플링부(13b)는 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 모니터링 및 샘플링 구간 내에서 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)을 샘플링(⑨)할 수 있다. 발광하이전압 피드백 전압값 확인부(13c)는 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 샘플링값과 샘플링 개수(여기서는 3개를 예로 들어 설명함)를 기반으로 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 피드백 전압값을 확인할 수 있다. 발광하이전압 레벨 보상값 결정부(13d)는 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 피드백 전압값, 전압 보상 회로부 내부에 설정된 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 목표 전압값, 및 제3보상비를 기반으로 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 보상값을 결정할 수 있다.
발광로우전압 구간 설정부(14a)는 동기신호(TE)를 기준으로 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)을 모니터링 및 샘플링하기 위한 시작 구간(⑦)과 종료 구간(⑧)을 설정할 수 있다. 발광로우전압 샘플링부(14b)는 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 모니터링 및 샘플링 구간 내에서 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)을 샘플링(⑨)할 수 있다. 발광로우전압 피드백 전압값 확인부(14c)는 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 피드백 전압값을 확인할 수 있다. 발광로우전압 레벨 보상값 결정부(14d)는 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 피드백 전압값, 전압 보상 회로부 내부에 설정된 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 목표 전압값, 제4보상비를 기반으로 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 보상값을 결정할 수 있다.
도 19에 도시된 스캔신호(Scan_out) 및 발광신호(Em_out)의 샘플링 조건을 참조하여, 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)의 보상값, 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)의 보상값, 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)의 보상값, 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)의 보상값에 대한 산출예는 다음과 같다.
하기의 산출예에서, 스캔신호(Scan_out)의 하이전압 레벨(VGH)은 7.75, 7.76, 7.76 이상 3개를 샘플링(VGH sampling)하고, 스캔신호(Scan_out)의 로우전압 레벨(VGL)은 -7.43, -7.42, -7.44 이상 3개를 샘플링(VGH sampling)한 결과를 기반으로 한다. 그리고 발광신호(Em_out)의 하이전압 레벨(VEH)은 7.76, 7.78, 7.78 이상 3개를 샘플링(VEH sampling)하고, 발광신호(Em_out)의 로우전압 레벨(VEL)은 -7.38, -7.37, -7.37 이상 3개를 샘플링(VEL sampling)한 결과를 기반으로 한다.
하기의 산출예에서는 보상비가 동일하게 1.0으로 설정된 것을 예로 하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 각 보상값에 적용되는 보상비는 다를 수도 있다.
[보상값 산출예]
본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부, 패널 구동부를 포함하는 표시장치 및 표시장치의 구동방법은 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 및 표시패널에 출력된 스캔신호의 모니터링 결과에 대응하여 스캔신호를 보상하는 전압 보상부를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 표시패널에 출력된 스캔신호를 샘플링하고 전압 보상부의 내부에 설정된 목표값 대비 차이가 발생하면 스캔신호를 구성하는 전압을 보상할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 스캔신호의 하이전압 레벨과 로우전압 레벨을 보상할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 스캔신호의 하이전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 구간과, 스캔신호의 로우전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간 내에서 적어도 하나 이상 스캔신호의 하이전압 레벨과 로우전압 레벨을 각각 샘플링할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 스캔신호의 하이전압 레벨의 피드백 전압값, 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 하이전압 레벨의 목표 전압값 그리고 제1보상비를 기반으로 스캔신호의 하이전압 레벨을 보상하고, 스캔신호의 로우전압 레벨의 피드백 전압값, 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 로우전압 레벨의 목표 전압값 그리고 제2보상비를 기반으로 스캔신호의 로우전압 레벨을 보상할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 스캔신호의 하이전압 레벨과 스캔신호의 로우전압 레벨을 이전 대비 높이거나 낮추는 가변을 통해 전압 보상을 수행할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 외부로부터 스캔신호를 피드백 받고, 스캔신호를 모니터링 및 샘플링한 후 전압을 보상하기 위한 신호를 출력하는 전압 보상 회로부와, 전압 보상 회로부의 제어하에 스캔신호의 전압의 레벨을 가변하는 전압 발생 회로부를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상 회로부는 동기신호를 기준으로 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하기 위한 구간을 설정하는 스캔전압 구간 설정부와, 스캔전압 구간 설정부에 의해 설정된 구간 내에서 스캔신호의 전압 레벨을 샘플링하는 스캔전압 샘플링부와, 스캔전압 샘플링부에 의해 샘플링된 스캔신호의 전압 레벨의 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하는 스캔전압 피드백 전압값 확인부와, 스캔전압 피드백 전압값 확인부로부터 제공된 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 전압 보상 회로부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 그리고 보상비를 기반으로 스캔신호의 전압 레벨의 보상값을 결정하는 스캔전압 보상값 결정부를 갖는 스캔전압 보상부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 상기 표시패널의 스캔라인들에 연결된 피드백라인, 및 상기 피드백라인에 연결된 전압 보상부를 포함하고, 상기 전압 보상부는 상기 피드백라인을 통해 상기 표시패널에 출력된 스캔신호를 모니터링하고 모니터링 결과에 대응하여 상기 스캔신호를 보상한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 표시패널에 연결된 제1회로기판과, 제1회로기판 상에 위치하고 표시패널을 구동하기 위한 전압과 신호를 출력하는 패널 구동부를 더 포함하고, 전압 보상부는 패널 구동부에 포함될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 샘플링값을 구하고, 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하고, 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 그리고 보상비를 기반으로 스캔신호의 전압 레벨을 보상할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 패널 구동부의 내부에서 발생한 동기신호를 기준으로 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하기 위한 구간을 설정할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 패널 구동부의 내부에서 발생한 동기신호를 기준으로 스캔신호의 전압 레벨을 적어도 하나 이상 샘플링할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 패널 구동부는 타이밍 제어신호 및 각종 동기신호를 생성하는 타이밍 제어부, 상기 타이밍 제어부의 제어하에 데이터전압을 출력하는 데이터 구동부, 및 외부로부터 스캔신호를 피드백받고 상기 스캔신호를 모니터링 및 샘플링한 후 전압을 보상하는 전압 보상부를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상부는 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 샘플링값을 구하고, 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하고, 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 그리고 보상비를 기반으로 스캔신호의 전압 레벨을 보상할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은 표시패널에 출력된 스캔신호를 피드백 받는 단계, 상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 적어도 하나의 샘플링값을 구하는 단계, 상기 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하는 단계, 및 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 그리고 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 보상하기 위한 전압 보상값을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 전압 보상값을 산출하는 단계는 아래 식 1로 산출할 수 있다.
[식 1]
전압 보상값 = 보상비 × (목표 전압값 - 피드백 전압값)
피드백 전압값 = 제1샘플링값 내지 제n샘플링값 / 샘플링 개수(n)(n은 2 이상 정수)
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 샘플링값을 구하는 단계는 동기신호를 기준으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하기 위한 구간을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 스캔신호의 편차 없이 목표값으로 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 신호를 모니터링한 후 신호를 구성하는 전압, 예를 들면, 피크-피크 레벨(Peak to peak level)을 보상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 신호의 피드백 전압값을 확인하기 위해, 일정 구간의 평균치를 샘플링하고 계산하고, 평균치 계산 시 샘플링 개수를 설정하여 보상 정확도를 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 신호의 전압 보상 시 가중치를 부여하여 과보상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
150: 표시패널 160: 패널 구동부
132: 전압 발생 및 보상부 133: 전압 보상 회로부
134: 전압 발생 회로부 135: 레벨 시프터부
133a: 스캔하이전압 보상부 133b: 스캔로우전압 보상부
133c: 발광하이전압 보상부 133d: 발광로우전압 보상부
SFLl: 제1스캔신호 피드백라인 SFLr: 제2스캔신호 피드백라인
EFLl: 제1발광신호 피드백라인 EFLr: 제2발광신호 피드백라인

Claims (18)

  1. 영상을 표시하는 표시패널; 및
    상기 표시패널에 출력된 스캔신호의 모니터링 결과에 대응하여 상기 스캔신호를 보상하는 전압 보상부를 포함하고,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 샘플링값을 구하고, 상기 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하고,
    상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 상기 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 및 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 보상하는, 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 표시패널에 출력된 스캔신호를 샘플링하고, 상기 전압 보상부의 내부에 설정된 목표값 대비 차이가 발생하면 상기 스캔신호를 구성하는 전압을 보상하는, 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 하이전압 레벨과 로우전압 레벨을 보상하는, 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 하이전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 구간과, 상기 스캔신호의 로우전압 레벨의 모니터링 및 샘플링 구간을 각각 설정하고, 설정된 구간 내에서 적어도 하나 이상의 상기 스캔신호의 하이전압 레벨과 로우전압 레벨을 각각 샘플링하는, 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 하이전압 레벨의 피드백 전압값, 상기 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 하이전압 레벨의 목표 전압값, 및 제1보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 하이전압 레벨을 보상하고,
    상기 스캔신호의 로우전압 레벨의 피드백 전압값, 상기 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 로우전압 레벨의 목표 전압값, 및 제2보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 로우전압 레벨을 보상하는, 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 하이전압 레벨과 상기 스캔신호의 로우전압 레벨을 이전 대비 높이거나 낮추는 가변을 통해 전압 보상을 수행하는, 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    외부로부터 상기 스캔신호를 피드백 받고, 상기 스캔신호를 모니터링 및 샘플링한 후 전압을 보상하기 위한 신호를 출력하는 전압 보상 회로부와,
    상기 전압 보상 회로부의 제어하에 상기 스캔신호의 전압의 레벨을 가변하는 전압 발생 회로부를 포함하는, 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전압 보상 회로부는
    동기신호를 기준으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하기 위한 구간을 설정하는 스캔전압 구간 설정부;
    상기 스캔전압 구간 설정부에 의해 설정된 구간 내에서 상기 스캔신호의 전압 레벨을 샘플링하는 스캔전압 샘플링부;
    상기 스캔전압 샘플링부에 의해 샘플링된 상기 스캔신호의 전압 레벨의 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하는 스캔전압 피드백 전압값 확인부; 및
    상기 스캔전압 피드백 전압값 확인부로부터 제공된 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 상기 전압 보상 회로부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 및 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 보상값을 결정하는 스캔전압 보상값 결정부를 갖는 스캔전압 보상부를 포함하는, 표시장치.
  9. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널의 스캔라인들에 연결된 피드백라인; 및
    상기 피드백라인들에 연결되며, 상기 피드백라인들을 통해 상기 표시패널에 출력된 스캔신호를 모니터링하며, 모니터링 결과에 대응하여 상기 스캔신호를 보상하는 전압 보상부를 포함하고,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 샘플링값을 구하고, 상기 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하고,
    상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 상기 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 및 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 보상하는, 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표시패널에 연결된 제1회로기판; 및
    상기 제1회로기판 상에 위치하고 상기 표시패널을 구동하기 위한 전압과 신호를 출력하는 패널 구동부를 더 포함하고,
    상기 전압 보상부는 상기 패널 구동부에 포함된, 표시장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 패널 구동부의 내부에서 발생한 동기신호를 기준으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하기 위한 구간을 설정하는, 표시장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전압 보상부는
    상기 패널 구동부의 내부에서 발생한 동기신호를 기준으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 적어도 하나 이상 샘플링하는, 표시장치.
  14. 타이밍 제어신호 및 각종 동기신호를 생성하는 타이밍 제어부;
    상기 타이밍 제어부의 제어하에 데이터전압을 출력하는 데이터 구동부; 및
    외부로부터 스캔신호를 피드백받고 상기 스캔신호를 모니터링 및 샘플링한 후 전압을 보상하는 전압 보상부를 포함하고,
    상기 전압 보상부는
    상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 샘플링값을 구하고, 상기 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하고,
    상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 상기 전압 보상부의 내부에 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 및 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 보상하는, 패널 구동부.
  15. 삭제
  16. 표시패널에 출력된 스캔신호를 피드백 받는 단계;
    상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하여 적어도 하나의 샘플링값을 구하는 단계;
    상기 샘플링값과 샘플링 개수를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값을 확인하는 단계; 및
    상기 스캔신호의 전압 레벨의 피드백 전압값, 설정된 스캔신호의 전압 레벨의 목표 전압값 및 보상비를 기반으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 보상하기 위한 전압 보상값을 산출하는 단계를 포함하는, 표시장치의 구동방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전압 보상값을 산출하는 단계는
    아래 식 1로 산출하는,
    [식 1]
    전압 보상값 = 보상비 × (목표 전압값 - 피드백 전압값)
    피드백 전압값 = 제1샘플링값 내지 제n샘플링값 / 샘플링 개수(n)(n은 2 이상 정수)
    표시장치의 구동방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 샘플링값을 구하는 단계는
    동기신호를 기준으로 상기 스캔신호의 전압 레벨을 모니터링 및 샘플링하기 위한 구간을 설정하는 단계를 포함하는, 표시장치의 구동방법.
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