KR102650162B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 표시 장치는, 화소 구동 전류들을 제공받는 화소들을 포함하는 표시 패널; 상기 화소 구동 전류들로 분기되는 전체 구동 전류를 측정하는 전류 센서; 및 상기 표시 패널의 주위 온도(ambient temperature)를 측정하는 온도 센서를 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 전체 구동 전류, 상기 주위 온도, 및 상기 화소들에 대한 입력 계조값들에 기초하여 상기 화소들에 대한 출력 계조값들을 생성하는 열화 보상부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 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 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
유기 발광 표시 장치의 각 화소는 적어도 하나의 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드는 사용 기간이 증가함에 따라 열화되어, 동일한 휘도를 발휘하기 위하여 더 많은 구동 전류를 필요로 한다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 화소들의 입력 계조값들 뿐만 아니라, 전류 센서 및 온도 센서를 이용하여 유기 발광 다이오드의 열화를 보다 정확히 보상할 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 화소 구동 전류들을 제공받는 화소들을 포함하는 표시 패널; 상기 화소 구동 전류들로 분기되는 전체 구동 전류를 측정하는 전류 센서; 및 상기 표시 패널의 주위 온도(ambient temperature)를 측정하는 온도 센서를 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 전체 구동 전류, 상기 주위 온도, 및 상기 화소들에 대한 입력 계조값들에 기초하여 상기 화소들에 대한 출력 계조값들을 생성하는 열화 보상부를 포함한다.
상기 화소들은 블록들로 구획되고, 상기 블록들의 개수는 상기 화소들의 개수보다 작거나 같고, 상기 열화 보상부는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들 및 제1 블록 온도에 기초한 블록 열화값을 누적하여 블록 열화 누적값을 생성하는 블록 열화값 누적부를 포함할 수 있다.
상기 블록 열화값 누적부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들의 제1 블록 대표값과 상기 제1 블록 온도를 곱하여 상기 블록 열화값을 생성하고, 생성된 상기 블록 열화값을 상기 블록 열화 누적값에 더함으로써 상기 블록 열화 누적값을 갱신할 수 있다.
상기 열화 보상부는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 제1 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제1 블록 열화 누적값, 제2 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제2 블록 열화 누적값, 및 제2 블록 온도에 기초하여 제2 블록 대표값을 추출하는 블록 대표값 추출부를 더 포함할 수 있다.
상기 블록 대표값 추출부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 제2 블록 열화 누적값과 상기 제1 블록 열화 누적값의 차이값을 상기 제2 블록 온도로 나누어 상기 제2 블록 대표값을 생성할 수 있다.
상기 열화 보상부는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류, 상기 제2 블록 대표값, 및 전체 블록 대표값에 기초하여 블록 전류를 계산하는 블록 전류 계산부를 더 포함할 수 있다.
상기 블록 전류 계산부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류 중 상기 블록 전류의 비율이 상기 전체 블록 대표값 중 상기 제2 블록 대표값의 비율에 대응하도록 상기 블록 전류를 계산할 수 있다.
상기 열화 보상부는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류 및 상기 주위 온도에 기초하여 상기 제1 블록 온도를 결정하는 블록 온도 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 블록 온도 결정부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류에 대한 블록 예측 온도와 상기 주위 온도의 차이 값에 비례하는 값을 상기 주위 온도와 더함으로써, 상기 제1 블록 온도를 결정할 수 있다.
상기 블록 열화 누적값에 기초하여 상기 입력 계조값들을 상기 출력 계조값들로 변환하는 계조 변환부를 더 포함할 수 있다.
상기 계조 변환부는 상기 입력 계조값들에 보상 값들을 더함으로써 상기 출력 계조값들을 생성하고, 상기 보상 값들은 대응하는 상기 블록 열화 누적값이 클수록 클 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 표시 패널에 공급되며 화소 구동 전류들로 분기되는 전체 구동 전류를 측정하는 전류 측정 단계; 상기 표시 패널의 주위 온도를 측정하는 온도 측정 단계; 및 상기 전체 구동 전류, 상기 주위 온도, 및 화소들에 대한 입력 계조값들에 기초하여 상기 화소들에 대한 출력 계조값들을 생성하는 열화 보상 단계를 포함한다.
상기 화소들은 블록들로 구획되고, 상기 블록들의 개수는 상기 화소들의 개수보다 작거나 같고, 상기 열화 보상 단계는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들 및 제1 블록 온도에 기초한 블록 열화값을 누적하여 블록 열화 누적값을 생성하는 블록 열화값 누적 단계를 포함하고, 상기 블록 열화값 누적 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들의 제1 블록 대표값과 상기 제1 블록 온도를 곱하여 상기 블록 열화값을 생성하고, 생성된 상기 블록 열화값을 상기 블록 열화 누적값에 더함으로써 상기 블록 열화 누적값을 갱신할 수 있다.
상기 열화 보상 단계는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 제1 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제1 블록 열화 누적값, 제2 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제2 블록 열화 누적값, 및 제2 블록 온도에 기초하여 제2 블록 대표값을 추출하는 블록 대표값 추출 단계를 더 포함하고, 상기 블록 대표값 추출 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 제2 블록 열화 누적값과 상기 제1 블록 열화 누적값의 차이값을 상기 제2 블록 온도로 나누어 상기 제2 블록 대표값을 생성할 수 있다.
상기 열화 보상 단계는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류, 상기 제2 블록 대표값, 및 전체 블록 대표값에 기초하여 블록 전류를 계산하는 블록 전류 계산 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 블록 전류 계산 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류 중 상기 블록 전류의 비율이 상기 전체 블록 대표값 중 상기 제2 블록 대표값의 비율에 대응하도록 상기 블록 전류를 계산할 수 있다.
상기 열화 보상 단계는: 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류 및 상기 주위 온도에 기초하여 상기 제1 블록 온도를 결정하는 블록 온도 결정 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 블록 온도 결정 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류에 대한 블록 예측 온도와 상기 주위 온도의 차이 값에 비례하는 값을 상기 주위 온도와 더함으로써, 상기 제1 블록 온도를 결정할 수 있다.
상기 열화 보상 단계는: 상기 블록 열화 누적값에 기초하여 상기 입력 계조값들을 상기 출력 계조값들로 변환하는 계조 변환 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 계조 변환 단계에서, 상기 입력 계조값들에 보상 값들을 더함으로써 상기 출력 계조값들을 생성하고, 상기 보상 값들은 대응하는 상기 블록 열화 누적값이 클수록 클 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법은, 화소들의 입력 계조값들 뿐만 아니라, 전류 센서 및 온도 센서를 이용하여 유기 발광 다이오드의 열화를 보다 정확히 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 화소의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열화 보상부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화소들이 블록들로 구획되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 블록 대표값 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 블록 열화값 누적부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 계조 변환부의 동작을 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 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(10), 전류 센서(17), 및 온도 센서(18)를 포함한다. 표시 패널(10)은 타이밍 제어부(11), 데이터 구동부(12), 주사 구동부(13), 발광 구동부(14), 화소부(15), 및 열화 보상부(16)를 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 화소 구동 전류들을 제공받는 화소들(PXij)을 포함할 수 있다. 각 화소(PXij)의 화소 구동 전류는 각 화소(PXij)에 포함된 유기 발광 다이오드의 발광 휘도를 결정할 수 있다.
전류 센서(17)는 화소 구동 전류들로 분기되는 전체 구동 전류를 측정할 수 있다. 전체 구동 전류는 화소부(15)에서 제1 전원 라인으로부터 제2 전원 라인으로 흐르는 전체 전류를 의미할 수 있다(도 2 및 도 3 참조). 한 실시예에서, 전류 센서(17)는 제1 전원 라인으로부터 제2 전원 라인으로 흐르는 전체 전류를 직접 측정하도록 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, 전류 센서(17)가 제1 전원 라인으로부터 제2 전원 라인으로 흐르는 전체 전류를 직접 측정하도록 배치되는 것이 불가능한 경우, 화소부(15)에 공급되는 전류를 측정하거나 표시 패널(10) 전체에 공급되는 전류를 측정하도록 전류 센서(17)가 배치될 수 있다. 표시 패널(10)의 소비 전력의 대부분은 화소부(15)에서 소비되므로, 전류 센서(17)는 간접적으로 전체 구동 전류를 측정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 하나의 전류 센서(17)만 구비되어도 구현될 수 있다는 장점이 있다.
온도 센서(18)는 표시 패널의 주위 온도(ambient temperature)를 측정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 하나의 온도 센서(18)만 구비되어도 구현될 수 있다는 장점이 있다.
타이밍 제어부(11)는 외부 프로세서로부터 영상 프레임에 대한 계조값들 및 제어 신호들을 수신할 수 있다. 타이밍 제어부(11)는 표시 패널(10)의 사양(specification)에 대응하도록 계조값들을 렌더링(rendering)할 수 있다. 예를 들어, 외부 프로세서는 각각의 단위 도트(unit dot)에 대해서 적색 계조값, 녹색 계조값, 청색 계조값을 제공할 수 있다. 하지만, 예를 들어, 화소부(15)가 펜타일(pentile) 구조인 경우, 인접한 단위 도트끼리 화소를 공유하므로, 각각의 계조값에 화소가 1대 1 대응하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 계조값들의 렌더링이 필요하다. 각각의 계조값에 화소가 1대 1 대응하는 경우, 계조값들의 렌더링이 불필요할 수도 있다. 렌더링되거나 렌더링되지 않은 계조값들은, 입력 계조값들로써, 열화 보상부(16)로 제공될 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(11)는 영상 프레임 표시를 위하여 데이터 구동부(12), 주사 구동부(13), 발광 구동부(14), 열화 보상부(16) 등에 각각의 사양에 적합한 제어 신호들을 제공할 수 있다.
열화 보상부(16)는 전체 구동 전류, 주위 온도, 및 화소들(PXij)에 대한 입력 계조값들에 기초하여 화소들(PXij)에 대한 출력 계조값들을 생성할 수 있다. 열화 보상부(16)는 생성된 출력 계조값들을 데이터 구동부(12)로 직접 제공하거나, 타이밍 제어부(11)를 통해서 데이터 구동부(12)로 간접적으로 제공할 수 있다. 열화 보상부(16)에 대한 구체적인 설명은 도 4 이하를 참조하여 후술한다.
실시예에 따라, 열화 보상부(16)는 일부 또는 전부가 타이밍 제어부(11)와 일체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 열화 보상부(16)의 일부 또는 전부가 타이밍 제어부(11)와 함께 집적 회로(integrated circuit) 형태로 구성될 수도 있다. 실시예에 따라, 열화 보상부(16)는 일부 또는 전부가 타이밍 제어부(11)에서 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 실시예에 따라, 열화 보상부(16)는 외부 프로세서에서 소프트웨어적으로 구현되거나 하드웨어적으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동부(12)는 출력 계조값들 및 제어 신호들을 이용하여 데이터 라인들(D1, D2, D3, Dn)로 제공할 데이터 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(12)는 클록 신호를 이용하여 출력 계조값들을 샘플링하고, 출력 계조값들에 대응하는 데이터 전압들을 화소행 단위로 데이터 라인들(D1~Dn)에 인가할 수 있다. n은 0보다 큰 정수일 수 있다.
주사 구동부(13)는 타이밍 제어부(11)로부터 클록 신호, 주사 시작 신호 등을 수신하여 주사 라인들(S1, S2, S3, Sm)에 제공할 주사 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(13)는 주사 라인들(S1~Sm)에 순차적으로 턴-온 레벨의 펄스를 갖는 주사 신호들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(13)의 각 주사 스테이지 회로는 시프트 레지스터(shift register) 형태로 구성될 수 있고, 클록 신호의 제어에 따라 턴-온 레벨의 펄스 형태인 주사 시작 신호를 다음 주사 스테이지 회로로 순차적으로 전달하는 방식으로 주사 신호들을 생성할 수 있다. m은 0보다 큰 정수일 수 있다.
발광 구동부(14)는 타이밍 제어부(11)로부터 클록 신호, 발광 중지 신호 등을 수신하여 발광 라인들(E1, E2, E3, Eo)에 제공할 발광 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광 구동부(14)는 발광 라인들(E1~Eo)에 순차적으로 턴-오프 레벨의 펄스를 갖는 발광 신호들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 발광 구동부(14)의 각 발광 스테이지 회로는 시프트 레지스터 형태로 구성될 수 있고, 클록 신호의 제어에 따라 턴-오프 레벨의 펄스 형태인 발광 중지 신호를 다음 발광 스테이지 회로로 순차적으로 전달하는 방식으로 발광 신호들을 생성할 수 있다. o는 0보다 큰 정수일 수 있다.
화소부(15)는 화소들을 포함한다. 각각의 화소(PXij)는 대응하는 데이터 라인, 주사 라인, 및 발광 라인에 연결될 수 있다. 또한, 화소들(PXij)은 공통된 제1 전원 라인 및 제2 전원 라인에 연결될 수 있다. i 및 j는 자연수일 수 있다. 화소(PXij)는 스캔 트랜지스터가 i 번째 주사 라인 및 j 번째 데이터 라인과 연결된 화소를 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 화소(PXij)는 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7), 스토리지 커패시터(Cst), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 트랜지스터들은 P형 트랜지스터로 도시되었지만, 당업자라면 N형 트랜지스터로 동일한 기능을 하는 화소 회로를 구성할 수 있을 것이다. 이하에서는 트랜지스터들이 P형 트랜지스터로 구성된 경우로 가정하고 설명한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전극이 제1 전원 라인(ELVDD)에 연결되고, 제2 전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결될 수 있다.
트랜지스터(M1)는 제1 전극이 트랜지스터(M5)의 제2 전극에 연결되고, 제2 전극이 트랜지스터(M6)의 제1 전극에 연결되고, 게이트 전극이 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극에 연결될 수 있다. 트랜지스터(M1)를 구동 트랜지스터로 명명할 수 있다. 트랜지스터(M1)는 게이트 전극과 소스 전극의 전위차에 따라 제1 전원 라인(ELVDD)과 제2 전원 라인(ELVSS) 사이에 흐르는 화소 구동 전류량을 결정한다.
트랜지스터(M2)는 제1 전극이 데이터 라인(Dj)에 연결되고, 제2 전극이 트랜지스터(M1)의 제1 전극에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결될 수 있다. 트랜지스터(M2)를 스위칭 트랜지스터, 스캔 트랜지스터 등으로 명명할 수 있다. 트랜지스터(M2)는 현재 주사 라인(Si)에 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가되면 데이터 라인(Dj)의 데이터 전압을 화소(PXij)로 인입시킨다.
트랜지스터(M3)는 제1 전극이 트랜지스터(M1)의 제2 전극에 연결되고, 제2 전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결되고, 게이트 전극이 현재 주사 라인(Si)에 연결된다. 트랜지스터(M3)는 현재 주사 라인(Si)에 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가되면 트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 연결시킨다.
트랜지스터(M4)는 제1 전극이 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결되고, 제2 전극이 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 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가되면 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 초기화 전압(VINT)을 전달하여, 트랜지스터(M1)의 게이트 전극의 전하량을 초기화시킨다.
트랜지스터(M5)는 제1 전극이 제1 전원 라인(ELVDD)에 연결되고, 제2 전극이 트랜지스터(M1)의 제1 전극에 연결되고, 게이트 전극이 발광 라인(Ei)에 연결된다. 트랜지스터(M6)는 제1 전극이 트랜지스터(M1)의 제2 전극에 연결되고, 제2 전극이 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되고, 게이트 전극이 발광 라인(Ei)에 연결된다. 트랜지스터들(M5, M6)은 발광 트랜지스터로 명명될 수 있다. 트랜지스터들(M5, M6)은 턴-온 레벨의 발광 신호가 인가되면 제1 전원 라인(ELVDD)과 제2 전원 라인(ELVSS) 사이의 화소 구동 전류 경로를 형성하여 유기 발광 다이오드(OLED)를 발광시킨다.
트랜지스터(M7)는 제1 전극이 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되고, 제2 전극이 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. 예를 들어, 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 이전 주사 라인(S(i-1)) 또는 그 이전 주사 라인, 다음 주사 라인(i+1 번째 주사 라인) 또는 그 다음의 주사 라인에 연결될 수도 있다. 트랜지스터(M7)는 현재 주사 라인(Si)에 턴온 레벨의 주사 신호가 인가되면 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 초기화 전압을 전달하여, 유기 발광 다이오드(OLED)에 축적된 전하량을 초기화시킨다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극이 트랜지스터(M6)의 제2 전극에 연결되고, 캐소드 전극이 제2 전원 라인(ELVSS)에 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 유기 발광 다이오드(OLED)를 예로 들었지만, 다른 실시예에서는 열화 가능한 무기 발광 다이오드(inorganic light emitting diode), 퀀텀 닷 발광 다이오드(quantum dot light emitting diode) 등이 화소(PXij)에 구비될 수도 있다.
도 3은 도 2의 화소의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 데이터 라인(Dj)에는 이전 화소행에 대한 데이터 전압(DATA(i-1)j)이 인가되고, 이전 주사 라인(S(i-1))에는 턴-온 레벨(로우 레벨)의 주사 신호가 인가된다.
현재 주사 라인(Si)에는 턴-오프 레벨(하이 레벨)의 주사 신호가 인가되므로, 트랜지스터(M2)는 턴오프 상태이고, 이전 화소행(DATA(i-1)j)에 대한 데이터 전압이 화소(PXij)로 인입되는 것이 방지된다.
이때, 트랜지스터(M4)는 턴-온 상태가 되므로, 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 초기화 전압이 인가되어 전하량이 초기화된다. 발광 라인(Ei)에는 턴-오프 레벨의 발광 신호가 인가되므로, 트랜지스터들(M5, M6)은 턴-오프 상태이고, 초기화 전압 인가 과정에 따른 불필요한 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광이 방지된다.
다음으로, 데이터 라인(Dj)에는 현재 화소행에 대한 데이터 전압(DATAij)이 인가되고, 현재 주사 라인(Si)에는 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가된다. 이에 따라 트랜지스터들(M2, M1, M3)이 도통 상태가 되며, 데이터 라인(Dj)과 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 전기적으로 연결된다. 따라서, 데이터 전압(DATAij)에서 트랜지스터(M1)의 문턱 전압이 감소된 보상 전압이 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극에 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원 라인(ELVDD)의 전압과 보상 전압의 차이를 저장한다.
이때, 트랜지스터(M7)는 턴-온 상태이므로, 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극과 초기화 전압 라인(VINT)이 연결되고, 유기 발광 다이오드(OLED)는 초기화 전압과 제2 전원의 전압 차이에 해당하는 전하량으로 프리차지(precharge) 또는 초기화된다.
이후, 발광 라인(Ei)에 턴-온 레벨의 발광 신호가 인가됨에 따라, 트랜지스터들(M5, M6)이 도통되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 축적된 전하량에 따라 트랜지스터(M1)를 통과하는 화소 구동 전류량이 조절되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 화소 구동 전류가 흐른다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 발광 라인(Ei)에 턴-오프 레벨의 발광 신호가 인가되기 전까지 발광한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열화 보상부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 화소들이 블록들로 구획되는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 블록 대표값 추출부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 블록 열화값 누적부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 계조 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 열화 보상부(16)는 전체 구동 전류(IE), 주위 온도(TPA), 및 화소들(PXij)에 대한 입력 계조값들(IG)에 기초하여 화소들(PXij)에 대한 출력 계조값들(OG)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 열화 보상부(16)는 블록 열화값 누적부(161), 블록 대표값 추출부(162), 블록 전류 계산부(163), 블록 온도 결정부(164), 및 계조 변환부(165)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 화소들(PX1, PX2, PX3)은 블록들(BL1, BL2, BL3)로 구획될 수 있다. 블록들(BL1, BL2, BL3)의 개수는 화소들(PX1, PX2, PX3)의 개수보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)은 한 개 이상의 화소들(PX1, PX2, PX3)을 포함하도록 구획될 수 있다. 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)이 하나의 화소(PX1, PX2, PX3)만 포함하는 경우, 즉 블록들(BL1, BL2, BL3)의 개수와 화소들(PX1, PX2, PX3)의 개수가 동일한 경우, 정확한 열화 보상이 이루어질 수 있지만 데이터 저장 비용 및 연산 비용이 증가하는 단점이 있다. 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)이 2 개 이상의 화소들(PX1, PX2, PX3)을 포함하는 경우, 즉 블록들(BL1, BL2, BL3)의 개수가 화소들(PX1, PX2, PX3)의 개수보다 작은 경우 데이터 저장 비용 및 연산 비용이 감소하지만, 정확한 열화 보상이 이루어질 수 없는 단점이 있다. 표시 장치(DD)의 제조자는 이러한 트레이드 오프 관계를 고려하여, 블록들(BL1, BL2, BL3)의 크기를 결정할 수 있다.
블록 열화값 누적부(161)는 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 입력 계조값들(IG) 및 제1 블록 온도(TP1)에 기초한 블록 열화값을 누적하여 블록 열화 누적값을 생성할 수 있다.
예를 들어, 블록 열화값 누적부(161)는 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 입력 계조값들(IG)의 제1 블록 대표값과 제1 블록 온도(TP1)를 곱하여 블록 열화값을 생성하고, 생성된 블록 열화값을 블록 열화 누적값에 더함으로써 블록 열화 누적값을 갱신할 수 있다(수학식 1 참조).
[수학식 1]
ACD(n)=ACD[n-1]+BRV1[n]*TP1
여기서, ACD[n-1]은 n-1 번째 영상 프레임까지의 블록 열화 누적값이고, BRV1[n]은 n 번째 영상 프레임에서의 제1 블록 대표값이고, TP1은 제1 블록 온도(TP1)일 수 있다. ACD[n]은 n 번째 영상 프레임까지의 블록 열화 누적값일 수 있다.
예를 들어, 제1 블록 대표값은 해당 블록의 입력 계조값들(IG)에 가중치들을 적용하고, 입력 계조값들(IG)의 개수로 나눈 값일 수 있다. 예를 들어, 입력 계조값들(IG)의 가중치들이 1인 동일한 경우, 대표값은 평균값을 의미할 수도 있다.
수학식 1에서, BRV1[n]*TP1은 블록 열화값일 수 있다. 즉, n 번째 영상 프레임에서 제1 블록 대표값 BRV1[n]이 클수록, 그리고 제1 블록 온도(TP1)가 클수록, n 번째 영상 프레임에서의 블록 열화값이 클 수 있다. 블록 열화값은 곧 해당 블록에 포함된 화소들에 포함된 유기 발광 다이오드들의 열화 정도와 대응할 수 있다. 유기 발광 다이오드가 열화되면, 동일한 수준의 휘도로 발광하기 위해서 더 많은 구동 전류가 필요하게 된다.
블록 열화값 누적부(161)는 표시 장치(DD)의 수명 전체에 걸쳐서 열화 데이터를 저장해야 하므로, 열화 데이터의 간소화가 필요하다. 예를 들어, 블록 열화값 누적부(161)에 저장되는 것은 현재 시점의 블록 열화 누적값이며, 과거 시점의 블록 열화 누적값, 각 영상 프레임의 제1 블록 대표값, 및 제1 블록 온도(TP1)는 저장하지 않을 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 블록 열화 누적값은 시간이 지남에 따라 증가하게 된다.
블록 대표값 추출부(162)는 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 제1 시점(t1)에서의 블록 열화 누적값인 제1 블록 열화 누적값(ACD1), 제2 시점(t2)에서의 블록 열화 누적값인 제2 블록 열화 누적값(ACD2), 및 제2 블록 온도(TP2)에 기초하여 제2 블록 대표값(BRV2)을 추출할 수 있다.
예를 들어, 블록 대표값 추출부(162)는, 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 제2 블록 열화 누적값(ACD2)과 제1 블록 열화 누적값(ACD1)의 차이값을 제2 블록 온도(TP2)로 나누어 제2 블록 대표값(BRV2)을 생성할 수 있다(수학식 2 참조).
[수학식 2]
BRV2 = (ACD2(t2)-ACD1(t1))/TP2
여기서, BRV2는 제2 블록 대표값(BRV2)이고, ACD2(t2)는 제2 시점(t2)에서의 제2 블록 열화 누적값(ACD2)이고, ACD1(t1)은 제1 시점(t1)에서의 제1 블록 열화 누적값(ACD1)이고, TP2는 제2 블록 온도(TP2)일 수 있다.
만약, 제2 시점(t2)이 n 번째 영상 프레임의 블록 열화값이 블록 열화 누적값에 반영된 시점이고, 제1 시점(t1)이 n-1 번째 영상 프레임의 블록 열화값이 블록 열화 누적값에 반영된 시점이고, TP2가 수학식 1의 TP1과 일치하는 경우, 수학식 2의 BRV2는 수학식 1의 BRV1[n]과 일치하게 된다. 즉, 실시예에 따라, 블록 대표값 추출부(162)는 블록 열화 누적값에 대한 정보만 포함하는 블록 열화값 누적부(161)로부터 블록 대표값을 정확히 추출할 수 있다.
다만, 제품 사양에 따라서, 제2 시점(t2)이 n 번째 영상 프레임의 블록 열화값이 블록 열화 누적값에 반영된 시점이고, 제1 시점(t1)이 n-2 번째 영상 프레임의 블록 열화값이 블록 열화 누적값에 반영된 시점이거나 그 이전 시점일 수 있다. 즉, 블록 대표값 추출부(162)가 블록 열화값 누적부(161)로부터 블록 열화 누적값을 샘플링하는 간격이 2 영상 프레임 간격 이상일 수 있다. 이러한 경우, 제2 블록 대표값(BRV2)은 수학식 1의 제1 블록 대표값 BRV1[n]과 불일치할 수도 있지만, 이러한 불일치는 블록 온도 계산에 있어서 수용가능한 정도가 될 수 있도록 표시 장치(DD)가 설계될 수 있다.
블록 전류 계산부(163)는 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 전체 구동 전류(IE), 제2 블록 대표값(BRV2), 및 전체 블록 대표값에 기초하여 블록 전류(IB)를 계산할 수 있다.
예를 들어, 블록 전류 계산부(163)는, 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 전체 구동 전류(IE) 중 블록 전류(IB)의 비율이 전체 블록 대표값 중 제2 블록 대표값(BRV2)의 비율에 대응하도록 블록 전류(IB)를 계산할 수 있다.
[수학식 3]
IB = IE*(BRV2/EBRV)
여기서, IB는 블록 전류(IB)이고, IE는 전체 구동 전류(IE)이고, BRV2는 제2 블록 대표값(BRV2)이고, EBRV는 전체 블록 대표 값이다.
전술한 바와 같이, 전체 구동 전류(IE)는 화소부(15)에서 제1 전원 라인(ELVDD)으로부터 제2 전원 라인(ELVSS)으로 흐르는 전체 전류를 의미할 수 있다. 화소들(PXij)은 공통된 제1 전원 라인(ELVDD) 및 제2 전원 라인(ELVSS)에 연결될 수 있다.
또한 전술한 바와 같이, 전류 센서(17)가 제1 전원 라인(ELVDD)으로부터 제2 전원 라인(ELVSS)으로 흐르는 전체 전류를 직접 측정하도록 배치되는 것이 불가능한 경우, 화소부(15)에 공급되는 전류를 측정하거나 표시 패널(10) 전체에 공급되는 전류를 측정하도록 전류 센서(17)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 측정된 전체 구동 전류(IE)는 수학식 3의 IE과 불일치할 수 있지만, 이러한 불일치는 블록 전류 계산에 있어서 수용가능한 정도가 될 수 있도록 표시 장치(DD)가 설계될 수 있다. 예를 들어, 측정된 전류값에서 화소부(15)가 아닌 다른 곳에서 소모될 것으로 예상되는 전류량을 제외시킴으로써, 전체 구동 전류(IE)를 구할 수도 있다.
또한, 전술한 바와 같이 블록 대표값 추출부(162)가 블록 열화값 누적부(161)로부터 블록 열화 누적값을 샘플링하는 간격이 2 영상 프레임 간격 이상인 경우, 전체 구동 전류(IE)는 2 영상 프레임 간격 이상으로 누적된 값일 수 있다.
전체 블록 대표값은 전체 블록들(BL1, BL2, BL3)의 제2 블록 대표값들에 가중치들을 적용하여 합산한 값일 수 있다. 예를 들어, 가중치들이 모두 1인 경우, 전체 블록 대표값은 전체 블록들(BL1, BL2, BL3)의 제2 블록 대표값들을 합산한 값일 수 있다.
블록 온도 결정부(164)는, 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 블록 전류(IB) 및 주위 온도(TPA)에 기초하여 제1 블록 온도(TP1)를 결정할 수 있다.
예를 들어, 블록 온도 결정부(164)는, 각각의 블록들(BL1, BL2, BL3)에 대해서, 블록 전류(IB)에 대한 블록 예측 온도와 주위 온도(TPA)의 차이 값에 비례하는 값을 주위 온도(TPA)와 더함으로써, 제1 블록 온도(TP1)를 결정할 수 있다(수학식 4 참조).
[수학식 4]
TP1 = TPA+(K*(TPE-TPA))
여기서, TP1은 결정된 제1 블록 온도(TP1)이고, TPA는 주위 온도(TPA)이고, K는 비례 상수이며, TPE는 블록 예측 온도이다.
블록 예측 온도 TPE는 블록 전류(IB)에 기초하여, LUT(Look Up Table)를 참조함으로써 결정될 수 있다. 또는, 다른 알고리즘에 의해 결정될 수도 있다.
동일한 입력 계조 값들(IG)이라도 표시 패널(10)의 발광 효율에 따라, 다른 블록 전류(IB)가 흐를 수 있고, 제1 블록 온도(TP1)가 달라질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 입력 계조값들(IG) 뿐만 아니라 블록 전류(IB)를 참조하여 정확한 제1 블록 온도(TP1)를 구할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예는 하나의 전류 센서(17) 및 하나의 온도 센서(18)만으로도 구현될 수 있는 장점이 있다.
블록 열화값 누적부(161)는 다시 수학식 1의 과정을 거쳐, 제2 시점(t2)의 제2 블록 열화 누적값(ACD2)에 블록 열화값을 더함으로써, 제3 시점(t3)의 제3 블록 열화 누적값(ACD3)을 갱신할 수 있다.
계조 변환부(165)는 제3 블록 열화 누적값(ACD3)에 기초하여 입력 계조값들(IG)을 출력 계조값들(OG)로 변환할 수 있다.
예를 들어, 계조 변환부는(165) 입력 계조값들(IG)에 보상 값들(CPV)을 더함으로써 출력 계조값들(OG)을 생성할 수 있다. 보상 값들(CPV)은 대응하는 제3 블록 열화 누적값(ACD3)이 클수록 클 수 있다. 즉, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될수록 입력 계조값(IG)에 더 큰 보상 값(CPV)을 더함으로써, 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상할 수 있다.
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.
DD: 표시 장치
10: 표시 패널
16: 열화 보상부
161: 블록 열화값 누적부
162: 블록 대표값 추출부
163: 블록 전류 계산부
164: 블록 온도 결정부

Claims (20)

  1. 화소 구동 전류들을 제공받는 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 화소 구동 전류들로 분기되는 전체 구동 전류를 측정하는 전류 센서; 및
    상기 표시 패널의 주위 온도(ambient temperature)를 측정하는 온도 센서를 포함하고,
    상기 표시 패널은 상기 전체 구동 전류, 상기 주위 온도, 및 상기 화소들에 대한 입력 계조값들에 기초하여 상기 화소들에 대한 출력 계조값들을 생성하는 열화 보상부를 포함하고,
    상기 화소들은 블록들로 구획되고,
    상기 블록들의 개수는 상기 화소들의 개수보다 작거나 같고,
    상기 열화 보상부는,
    각각의 상기 블록들에 대해서, 제1 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제1 블록 열화 누적값과 제2 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제2 블록 열화 누적값의 차이값 및 제2 블록 온도에 기초하여 제2 블록 대표값을 추출하는 블록 대표값 추출부를 포함하는,
    표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열화 보상부는:
    각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들 및 제1 블록 온도에 기초한 블록 열화값을 누적하여 블록 열화 누적값을 생성하는 블록 열화값 누적부를 더 포함하는,
    표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 블록 열화값 누적부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들에 대응하는 제1 블록 대표값과 상기 제1 블록 온도를 곱하여 상기 블록 열화값을 생성하고, 생성된 상기 블록 열화값을 상기 블록 열화 누적값에 더함으로써 상기 블록 열화 누적값을 갱신하는,
    표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 블록 대표값 추출부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 제2 블록 열화 누적값과 상기 제1 블록 열화 누적값의 차이값을 상기 제2 블록 온도로 나누어 상기 제2 블록 대표값을 생성하는,
    표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 열화 보상부는:
    각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류, 상기 제2 블록 대표값, 및 전체 블록 대표값에 기초하여 블록 전류를 계산하는 블록 전류 계산부를 더 포함하는,
    표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 블록 전류 계산부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류 중 상기 블록 전류의 비율이 상기 전체 블록 대표값 중 상기 제2 블록 대표값의 비율에 대응하도록 상기 블록 전류를 계산하는,
    표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 열화 보상부는:
    각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류 및 상기 주위 온도에 기초하여 상기 제1 블록 온도를 결정하는 블록 온도 결정부를 더 포함하는,
    표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 블록 온도 결정부는, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류에 대한 블록 예측 온도와 상기 주위 온도의 차이 값에 비례하는 값을 상기 주위 온도와 더함으로써, 상기 제1 블록 온도를 결정하는,
    표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 열화 보상부는:
    상기 블록 열화 누적값에 기초하여 상기 입력 계조값들을 상기 출력 계조값들로 변환하는 계조 변환부를 더 포함하는,
    표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 계조 변환부는 상기 입력 계조값들에 보상 값들을 더함으로써 상기 출력 계조값들을 생성하고,
    상기 보상 값들은 대응하는 상기 블록 열화 누적값이 클수록 큰,
    표시 장치.
  12. 표시 패널에 공급되며 화소 구동 전류들로 분기되는 전체 구동 전류를 측정하는 전류 측정 단계;
    상기 표시 패널의 주위 온도를 측정하는 온도 측정 단계; 및
    상기 전체 구동 전류, 상기 주위 온도, 및 화소들에 대한 입력 계조값들에 기초하여 상기 화소들에 대한 출력 계조값들을 생성하는 열화 보상 단계를 포함하고,
    상기 화소들은 블록들로 구획되고,
    상기 블록들의 개수는 상기 화소들의 개수보다 작거나 같고,
    상기 열화 보상 단계는,
    각각의 상기 블록들에 대해서, 제1 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제1 블록 열화 누적값과 제2 시점에서의 상기 블록 열화 누적값인 제2 블록 열화 누적값의 차이값 및 제2 블록 온도에 기초하여 제2 블록 대표값을 추출하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 열화 보상 단계는:
    각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들 및 제1 블록 온도에 기초한 블록 열화값을 누적하여 블록 열화 누적값을 생성하는 블록 열화값 누적 단계를 포함하고,
    상기 블록 열화값 누적 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 입력 계조값들에 대응하는 제1 블록 대표값과 상기 제1 블록 온도를 곱하여 상기 블록 열화값을 생성하고, 생성된 상기 블록 열화값을 상기 블록 열화 누적값에 더함으로써 상기 블록 열화 누적값을 갱신하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 블록 대표값 추출 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 제2 블록 열화 누적값과 상기 제1 블록 열화 누적값의 차이값을 상기 제2 블록 온도로 나누어 상기 제2 블록 대표값을 생성하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 열화 보상 단계는:
    각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류, 상기 제2 블록 대표값, 및 전체 블록 대표값에 기초하여 블록 전류를 계산하는 블록 전류 계산 단계를 더 포함하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 블록 전류 계산 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 전체 구동 전류 중 상기 블록 전류의 비율이 상기 전체 블록 대표값 중 상기 제2 블록 대표값의 비율에 대응하도록 상기 블록 전류를 계산하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 열화 보상 단계는:
    각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류 및 상기 주위 온도에 기초하여 상기 제1 블록 온도를 결정하는 블록 온도 결정 단계를 더 포함하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 블록 온도 결정 단계에서, 각각의 상기 블록들에 대해서, 상기 블록 전류에 대한 블록 예측 온도와 상기 주위 온도의 차이 값에 비례하는 값을 상기 주위 온도와 더함으로써, 상기 제1 블록 온도를 결정하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 열화 보상 단계는:
    상기 블록 열화 누적값에 기초하여 상기 입력 계조값들을 상기 출력 계조값들로 변환하는 계조 변환 단계를 더 포함하는,
    표시 장치의 구동 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 계조 변환 단계에서, 상기 입력 계조값들에 보상 값들을 더함으로써 상기 출력 계조값들을 생성하고,
    상기 보상 값들은 대응하는 상기 블록 열화 누적값이 클수록 큰,
    표시 장치의 구동 방법.
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