KR102661088B1

KR102661088B1 - 표시 장치

Info

Publication number: KR102661088B1
Application number: KR1020190165524A
Authority: KR
Inventors: 강민석; 이진원; 최동호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2024-04-26

Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 부화소가 마련 되어 화상을 표시하는 표시 패널 및 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고, 센싱 제어부는 복수의 부화소를 센싱 라인과 스킵 라인으로 구분하고, N 배수 간격의 부화소 라인을 센싱 라인으로 선택하여 문턱 전압을 센싱 한다. 이에 따라, 구동 시간에 따른 게인과 온도에 따른 오프셋을 이용하여 N라인 별 센싱 및 보상을 수행함에 따라 보상 속도를 향상 할 수 있고, N 값을 조정하여 보상 성능을 향상하고, 화상 품의를 향상 할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}

본 명세서는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱하고 보상하는 시간을 줄일 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.

다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄이도록 경량 박형으로 제조 가능한 표시 장치가 각광받고 있다. 이 표시 장치는 자발광 소자로서, 저전압 구동에 따라 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 고속의 응답 속도, 높은 발광 효율, 시야각 및 명암 대비비(contrast ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다. 이 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 부화소들을 통해 영상을 구현한다. 다수의 부화소들 각각은 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 다수의 트랜지스터를 포함한다.

최근, 표시장치로서 각광받고 있는 유기발광표시장치는 스스로 발광 하는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용함으로써 응답 속도가 빠르고, 명암비(Contrast Ration), 발광효율, 휘도 및 시야각 등이 크다는 장점이 있다.

이러한 유기 발광 표시 장치의 부화소는, 유기 발광 다이오드와 유기 발광 다이오드를 구동하는 다수의 트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 각 부화소 내의 트랜지스터는 문턱전압 등의 특성치를 갖는데, 이러한 문턱 전압은 각 트랜지스터마다 다를 수 있고, 또한, 트랜지스터는 구동 시간이 길어짐에 따라 열화(Degradation)되어 문턱 전압이 변할 수 있다.

따라서, 유기 발광 표시 장치는 트랜지스터에 대한 문턱 전압 열화를 반드시 보상해주어야 하는데, 표시 패널이 대면적이 될수록, 또는 고화질이 될수록 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱하여 보상할 부화소가 많아지므로, 보상 시간이 많이 소요되는 문제가 발생하고 있다.

이에 본 명세서의 발명자들은 표시 장치의 구동 성능 향상을 위해, 문턱 전압 열화를 보상하기 위한 센싱 시간을 단축할 수 있는 방안을 도출 하고자 하였다.

본 명세서 표시 장치의 부화소에서 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱하고 보상하는 시간을 줄일 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 부화소가 마련 되어 화상을 표시하는 표시 패널 및 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고, 센싱 제어부는 복수의 부화소를 센싱 라인과 스킵 라인으로 구분하고, N 배수 간격의 부화소 라인을 센싱 라인으로 선택하여 문턱 전압을 센싱할 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 부화소가 마련 되어 화상을 표시하는 표시 패널 및 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고, 센싱 제어부는, 구동 시간 카운팅 하는 데이터 카운팅부, 부화소의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부, 구동 시간에 따른 게인과 온도에 따른 오프셋을 저장하는 제 1 메모리, 문턱 전압 센싱부에서 센싱된 센싱 데이터를 저장하는 제 2 메모리 및 센싱 데이터에 게인과 오프셋을 연산하여 문턱 전압을 보상하는 보상부를 포함 할 수 있다.

위에서 언급된 본 명세서의 기술적 과제 외에도, 본 명세서의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 실시예들에 의하면, 문턱 전압 보상을 위한 센싱 시에 하나의 프레임 동안 일부 라인에 대해서만 센싱을 할 수 있다. N 배수 간격의 부화소 라인들에 대해서만 센싱을 진행하므로 문턱 전압 센싱 및 보상 시간을 단축하여 구동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 구동 시간에 따른 게인과 온도에 따른 오프셋을 이용하여 N라인 별 센싱 및 보상을 수행함에 따라 보상 속도를 향상시킬 수 있고, N 값을 조정하여 보상 성능을 향상하고, 화상 품위를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 명세서의 실시예들에 따른 표시 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 라인 별 센싱 동작에 대한 도면이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 라인 별 센싱을 위한 회로도 및 파형도이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압의 센싱 및 보상의 동작에 대한 블록도이다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압의 센싱 및 보상의 동작에 대한 상세 도면이다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 게인과 오프셋 산출 방식에 대한 도면이다.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 명세서의 일 예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 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.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "후에," "에 이어서," "다음에," "전에" 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.

본 명세서의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하에서는 본 명세서의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 그리고, 첨부된 도면에 도시된 구성요소들의 스케일은 설명의 편의를 위해 실제와 다른 스케일을 가지므로, 도면에 도시된 스케일에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예들에 따른 표시 장치의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시 장치(100)는, 다수의 데이터라인(DL1~DLm) 및 다수의 게이트라인(GL1~GLn)이 배치되고, 다수의 부화소(SP: Sub Pixel)이 배치된 표시 패널(110)과, 표시 패널(110)의 상단 또는 하단에 연결되고 다수의 데이터라인(DL1~DLm)을 구동하는 데이터 구동부(120)와, 다수의 게이트라인(GL1~GLn)을 구동하는 게이트 구동부(130)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하는 컨트롤러(140) 등을 포함한다.

도 1을 참조하면, 표시 패널(110)에는 다수의 부화소(SP)가 매트릭스 타입으로 배치된다.

따라서, 표시 패널(110)에는 다수의 부화소 라인(Sub Pixel Line)이 있으며, 부화소 라인은 부화소 행(Sub Pixel Row)일 수도 있고, 부화소 열(Sub Pixel Column)일 수도 있다. 아래에서는, 부화소 행이 부화소 라인인 예를 들어 설명한다.

데이터 구동부(120)는, 다수의 데이터라인(DL1~DLm)으로 데이터전 압을 공급함으로써, 다수의 데이터라인(DL1~DLm)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동부(120)는 소스 구동부일 수 있다. 게이트 구동부(130)는, 다수의 게이트라인(GL1~GLn)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트라인(GL1~GLn)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동부(130)는 스캔 구동부일 수 있다.

컨트롤러(140)는, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)로 각종 제어신호를 공급하여, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어한다.

컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터(iData)를 데이터 구동부(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

게이트 구동부(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트라인(GL1~GLn)으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트라인(GL1~GLn)을 순차적으로 구동한다.

게이트 구동부(130)는, 구동 방식이나 패널 설계 방식 등에 따라서, 도 1에서와 같이, 표시 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 양측에 위치할 수도 있다. 또한, 게이트 구동부(130)는, 하나 이상의 게이트 구동부 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.

데이터 구동부(120)는, 특정 게이트라인이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 입력 영상 데이터(iData)를 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 다수의 데이터라인(DL1~DLm)으로 공급함으로써, 다수의 데이터라인(DL1~DLm)을 구동한다.

데이터 구동부(120)는, 적어도 하나의 소스 구동부 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터라인을 구동 할 수 있다.

각 전술한 게이트 구동부 집적회로 또는 소스 구동부 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.

각 소스 구동부 집적회로는, 쉬프트 레지스터, 래치 회로 등을 포함하는 로직부와, 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital Analog Converter)와, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있으며, 경우에 따라서, 부화소의 특성(예: 트랜지스터의 문턱 전압(Vth), 유기 발광 다이오드의 문턱 전압(Vth), 부화소의 휘도 등)을 보상하기 위하여 부화소의 특성을 센싱하기 위한 센싱 제어부(도 4의 200)를 더 포함 할 수 있다.

또한, 각 소스 구동부 집적회로는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 구동부 집적회로의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타단은 표시 패널(110)에 본딩된다.

한편, 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터(iData)와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable)신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.

컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터(iData)를 데이터 구동부(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하는 것 이외에, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭(DCLK) 등의 타이밍 신호를 입력받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)로 출력한다.

예를 들어, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동부(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.

여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동부(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 구동부 집적회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 구동부 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 구동부 집적회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.

또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동부(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Souce Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.

여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(120)를 구성하는 하나 이상의 소스 구동부 집적회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 구동부 집적회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동부(120)의 출력 타이밍을 제어한다.

도 1을 참조하면, 컨트롤러(140)는, 적어도 하나의 소스 구동부 집적회로가 본딩된 소스 인쇄회로기판과 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.

본 실시예들에 따른 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device)로서, 각 부화소(SP)은 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 이를 구동하기 위한 트랜지스터(TFT) 등의 회로 소자로 구성되어 있다. 각 부화소(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.

한편, 표시 장치(100)에서는, 각 부화소(SP)의 구동 시간이 길어짐에 따라, 유기 발광 다이오드(OLED), 트랜지스터(TFT) 등의 회로 소자가 열화되고, 이에 따라, 유기 발광 다이오드(OLED), 트랜지스터(TFT) 등의 회로 소자가 갖는 고유한 특성치(예: 문턱 전압(Vth), 이동도 등)가 변하게 된다.

회로 소자 간의 특성치 변화 정도는 회로 소자 간의 열화 정도의 차이로 인해 서로 다를 수 있다.

이러한 회로 소자의 특성치 편차로 인해, 각 부화소(SP) 간의 휘도 편차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(110)의 휘도 균일도가 나빠져 화질이 저하될 수 있다.

이에, 본 실시예들에 따른 표시 장치(100)는 부화소(SP) 간 회로 소자의 특성치 편차를 보상해주는 "부화소 보상(Pixel Compensation) 기능"을 제공할 수 있다.

본 실시예들에 따른 표시 장치(100)에서, 각 부화소(SP)은 부화소 특성치의 센싱과 부화소 특성치 편차의 보상을 가능하게 하는 구조를 갖는다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시 장치(100)는 부화소 보상 기능을 제공하여 위하여, 부화소 특성치를 센싱하기 위한 센싱 구성과, 센싱 구성의 센싱 결과를 이용하여 각 부화소 간의 특성치 편차를 보상해주기 위한 보상 구성을 포함할 수 있다.

여기서, 부화소 특성치는, 일 예로, 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Vth) 등의 특성치, 및 트랜지스터(TFT)의 문턱 전압(Vth) 또는 이동도 등의 특성치 등을 포함할 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 부화소 특성치로서, 트랜지스터(TFT)의 문턱 전압(Vth)을 예로 들어 설명한다. 하지만, 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Vth) 또는 트랜지스터(TFT)의 이동도 등의 다른 종류의 부화소 특성치에도 적용될 수 있을 것이다.

도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 라인 별 센싱 동작에 대한 도면이다.

도 2를 참조하면, 문턱 전압(Vth) 보상을 위한 센싱 시에 하나의 프레임 동안 일부 라인에 대해서만 센싱 라인(S1)으로 선택 하여 센싱을 할 수 있다. N 배수 간격의 부화소(SP) 라인들에 대해서만 센싱을 진행하므로 문턱 전압(Vth) 센싱 및 보상 시간을 단축하여 구동 성능을 할 수 있으며, 나머지 라인들은 센싱을 하지 않는 스킵 라인(S2)일 수 있다. 센싱 라인(S1)과 스킵 라인(S2)를 구분 시에 스킵 라인(S2)이 많을수록 센싱과 보상에 소요 되는 시간이 단축 되며, 이는 구동 성능을 향상 시키는 효과가 있다.

예를 들어, N=4 일 때, 문턱 전압(Vth) 센싱을 하는 라인은 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(4, 8, 12, 16 … N)들 일 수 있다. 이 때, N-1번째 라인(3, 7, 11, 15 … N-1)과 N-2번째 라인(2, 6, 10, 14 … N-2), N-3번째 라인(1, 5, 9, 13 … N-3)에 대해서는 센싱 하지 않을 수 있다. 이 때 센싱 된 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인들에 대해서는 실시간으로 보상 데이터를 생성하여 보상 할 수 있고, 센싱이 되지 않은 나머지 라인들에 대해서는 이전 프레임에서 센싱된 센싱 데이터와 게인(Gain) 및 오프셋(offset)을 이용하여 보상 데이터를 연산할 수 있다. 보다 상세한 센싱 및 보상 동작에 대해서는 후술한다.

도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 라인 별 센싱을 위한 회로도 및 파형도이다..

도 3a는 센싱 동작을 위한 회로 구성이고, 도 3b는 도 3a의 회로 구성에 대한 동작 파형도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 부화소(SP)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 이를 구동하기 위한 트랜지스터(TFT) 등의 회로 소자를 포함할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 컨트롤러(140)에서 생성된 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 센싱 모드 동작을 위해 트랜지스터(TFT)에 클럭 신호(CLK; CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)를 인가할 수 있다.

센싱 모드로 동작 시에 2 개의 스위치를 통해 N 배수 간격으로 부화소(SP) 라인을 센싱 라인과 스킵 라인으로 구분하여 구동할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 스위치는 센싱 동작 신호에 따라 부화소(SP)에 문턱 전압 센싱 전압(Vsensing)을 인가하는 센싱 스위치(S-SW)와 입력 영상 데이터(iData) 또는 화상 데이터(DATA)를 인가하는 데이터 스위치(D-SW)를 포함 할 수 있다.

센싱 모드에서 센싱 스위치(S-SW)는 로우 로직 전압(low)에서 턴-온 되어 문턱 전압 센싱 전압(Vsensing)을 부화소(SP)에 인가하고, 해당 부화소에 대한 문턱 전압(Vth) 센싱이 수행될 수 있다.

센싱 모드에서 데이터 스위치(D-SW)는 로우 로직 전압(low)에서 턴-온 되어 데이터 전압(Vdata)을 부화소(SP)에 인가하고, 해당 부화소에 대한 문턱 전압(Vth) 센싱은 수행되지 않고, 스킵(skip)될 수 있다.

센싱 모드에서 센싱 스위치(S-SW)와 데이터 스위치(D-SW)를 동작하는 센싱 동작 신호는 서로 반전된 위상을 가질 수 있다.

센싱 모드에서 부화소(SP)에 전달 되는 데이터 전압(Vdata)의 레벨은 블랙 영상 데이터일 수 있다. 센싱 모드가 아닌 구동 시에 데이터 스위치(D-SW)는 입력 영상 데이터(iData) 또는 화상 데이터(DATA)에 해당되는 데이터 전압(Vdata)를 부화소(SP)에 전달할 수 있다.

도 3c는 트랜지스터(TFT)에 인가되는 클럭 신호(CLK) 및 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인 별로 센싱되는 센싱 동작에 대한 파형도이다.

도 3c를 참조하면, 수직 동기 신호(Vsync)가 인가되는 사이 구간이 한 프레임 구간 일 수 있으며, 한 프레임 구간 내에서 게이트 구동부(130)에서 인가된 클럭 신호(CLK)에 따라 센싱 라인과 스킵 라인을 구분하여 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인 별 센싱 동작이 수행 될 수 있다.

센싱 모드에서 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인 별로 센싱이 수행 되는 경우, 클럭 신호(CLK) 중 일부의 동작 파형이 변경될 수 있다. 센싱 동작 시 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인에서 부화소(SP)가 충분한 센싱 동작 시간을 확보 하도록 클럭 신호(CLK)의 펄스 폭이 크게 가변 될 수 있다. 센싱 라인에 해당 되지 않는 나머지 라인은 센싱되지 않고, 스킵(skip) 되도록 클럭 신호(CLK)의 펄스 폭이 동일하거나 작을 수 있다. 예를 들어, 제4 클럭 신호(CLK4)에서, 센싱 동작이 진행되는 센싱 모드 기간 동안의 하이 레벨 전압을 갖는 신호 구간의 폭은, 센싱 동작이 진행되지 않는 기간(스킵 기간) 동안의 하이 레벨 전압을 갖는 신호 구간의 폭보다 넓을 수 있다.

예를 들면, 게이트 구동부(130)에서 인가 되는 클럭 신호(CLK)의 펄스 폭 가변에 따라 클럭 신호(CLK; 예를 들어, CLK4) 펄스 폭이 나머지에 비해 큰 경우 해당 라인들(예: Line #N)에 대한 문턱 전압(Vth)을 센싱하고, 나머지 라인(예: Line #1, Line #2, ... , Line #(N+1), Line #(N+2))은 센싱하지 않고 스킵(skip)하도록 구동될 수 있다.

센싱 동작을 위한 클럭 신호(CLK; CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)는 4상인 경우로 표현 하였지만, 즉, 서로 다른 위상을 갖는 4개의 클럭 신호(CLK1 ~ CLK4)가 이용되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 클럭 신호(CLK)는 6상 또는 8상 등으로 다양하게 인가될 수 있다.

도 3d는 시간에 따른 전압 변화를 도시한 도면이다.

도 3d를 참조하면, 센싱 모드에서 센싱 스위치(S-SW)가 로우 로직 전압(low) 일 때 턴-온 되어 부화소(SP)로 인가 된 문턱 전압 센싱 전압(Vsensing)은 시간에 지남에 따라 문턱 전압(Vth)에 수렴한다. 이 때 게이트 구동부(130)에서 인가되는 클럭 신호(CLK)에 따라 문턱 전압(Vth)의 센싱이 수행될 수 있다. 도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압의 센싱 및 보상의 동작에 대한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 컨트롤러(140)는 타이밍 신호(TS)에 기초하여 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130) 각각을 구동 모드로 동작시켜 입력된 영상을 표시한다. 그리고, 사용자의 설정 또는 설정된 시점에 트랜지스터(TFT)의 문턱 전압(Vth)의 센싱을 위해 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130) 각각을 센싱 모드로 동작시킨다.

여기서, 타이밍 신호(TS)는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블(DE), 클럭(DCLK) 등을 포함할 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 신호, 및 복수의 클럭 신호(CLK) 등으로 이루어질 수 있으며, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 스타트 신호, 데이터 쉬프트 신호, 및 데이터 출력 신호 등으로 이루어질 수 있다.

컨트롤러(140)는 센싱 모드 시, 타이밍 신호(TS)에 기초하여 1 수평 기간 단위로 각 부화소(SP)의 트랜지스터(TFT)의 문턱 전압(Vth)을 검출하기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하고, 이를 이용해 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130) 각각의 구동을 센싱 모드로 제어한다.

센싱 모드로 동작할 시, 센싱 제어부(200)를 통해 데이터 구동부(120)를 제어하여 각 부화소(SP)의 트랜지스터(TFT)의 문턱 전압(Vth)을 검출하고, 검출에 의해 얻어진 각 화소의 센싱 값을 연산부 및 보상부(230)를 통해 보상하여 표시 패널(110)에 제공한다.

센싱 모드는 표시 패널(110)의 초기 구동 시점, 표시 패널(110)의 장시간 구동 이후 종료 시점, 설정된 시간 또는 일정 시간 동안 표시 패널(110)의 구동이 이루어진 후 표시 패널(110)에 영상을 표시하는 프레임의 블랭크 기간에 실시간으로 수행될 수 있다.

센싱 제어부(200)는 데이터 카운팅부(210), 제 1 연산부(240), 제 2 연산부(250), 제 1 메모리(260), 제 2 메모리(270), 문턱 전압 센싱부(220) 및 보상부(230)를 포함할 수 있다.

센싱 제어부(200)는 데이터 카운팅 방식에 의한 누적 데이터 및 센싱 방식에 의한 센싱 데이터에 기초하여 외부로부터 입력되는 입력 영상 데이터(iData)를 보정하여 화소 데이터(DATA)를 생성할 수 있다.

데이터 카운팅부(210)는 표시 장치(100)의 동작에 따라 데이터 카운팅을 수행한다. 데이터 카운팅부(210)는 표시 패널(110)의 구동 시간에 따라 데이터 카운팅을 수행 하고, 이를 누적 할 수 있다. 데이터 카운팅부(210)는 센싱 동작 시에 시 1H(Horizontal time) 단위로 데이터 카운팅의 누적 데이터를 제 1 연산부(240)에 전달 할 수 있다.

제 1 메모리(260)는 온도 성분에 따른 보상값을 룩업 테이블 형태로 저장하며, 현재 온도에 따른 오프셋(offset) 값을 제 2 연산부(250)에 전달한다. 제 1 메모리(260)는 상온(25℃)을 기준으로 하여 고온에서는 포지티브 오프셋(offset)을 갖고, 저온에서는 네거티브 오프셋(offset)을 가질 수 있다.

제 1 연산부(240)는 데이터 카운팅부(210)에서 1H(Horizontal time) 단위로 누적된 데이터 카운팅의 누적 데이터 및 제 1 메모리(260)의 룩업 테이블을 이용하여 게인(Gain)을 산출한다. 또한, 제 1 메모리(260)에서 룩업 테이블에 따른 오프셋(offset)을 산출한다. 게인(Gain)과 오프셋(offset)을 산출하는 것에 대해서는 후술하기로 한다.

문턱 전압 센싱부(220)는 표시 패널(110)에서 N 번째 부화소 라인 별로 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)을 센싱하여 센싱 보상 데이터를 제 2 연산부(250)에 전달한다. 이 때 N 번째 부화소 라인을 제외한 나머지 부화소 라인들은 센싱하지 않는다.

제 2 연산부(250)는 센싱 동작 시에 측정된 N 번째 부화소 라인의 구동 트랜지스터 문턱 전압(Vth)에 대해 보상 데이터를 산출하고, 제 2 메모리(270)의 제 1 영역에 저장 된 제 1 보상 데이터와 비교하여 그 차이만큼을 제 2 보상 데이터로 산출할 수 있다.

제 2 메모리(270)는 2 개의 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 메모리(270)는 제 1 영역 및 제 2 영역의 2 개의 영역으로 분할하여 구성될 수 있다. 제 2 메모리(270)의 제 1 영역은 제조 공정 시에 측정된 구동 트랜지스터 문턱 전압(Vth)의 초기 보상 데이터를 제 1 보상 데이터로 저장할 수 있다. 제 2 영역은 제 2 연산부(250)에서 산출 된 제 2 보상 데이터를 저장할 수 있다.

보상부(230)는 제 2 메모리(270)에 저장된 제 2 보상 데이터를 로딩하고, 제 1 연산부(240)에서 산출된 오프셋(offset)과 및 게인(Gain)을 이용하여 입력 영상 데이터(iData)를 보정하고, 보상 구동에 의해 최종 생성된 화소 데이터(DATA)를 데이터 구동부(120)에 공급할 수 있다.

이때, 각 부화소(SP)에 공급될 화소 데이터(DATA)는 각 부화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)을 보상하기 위한 보상 전압이 반영된 전압 레벨을 갖는다.

도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압의 센싱 및 보상의 동작에 대한 상세 도면이다.

도 5를 참조하면, 센싱 및 보상 동작은 3가지 경우로 구분하여 동작할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

첫번째로, 표시 장치(100) 제작 과정의 모든 공정이 완료 된 이후, 표시 패널(110)의 구동 시에 문턱 전압(Vth)의 센싱이 최초로 수행 되는 경우이다. 예를 들어, N=4인 경우를 설명하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위해, 제 2 메모리(270)에서 제 1 영역과 제 2 영역의 구분없이 서술한다. 또한, 게인(Gain)과 오프셋(offset)은 보상부에서 적용이 되지만, 동작 시간에 따라 달라지는 게인(Gain)에 대해 보다 쉬운 이해를 위해 센싱 단계 별로 게인(Gain)을 표기하여 설명한다.

Sensing #0에서, 제 2 메모리(270)의 제 1 영역에는 제조 공정 시에 측정된 구동 트랜지스터 문턱 전압(Vth)의 초기 보상 데이터를 제 1 보상 데이터로 저장하고, 제 2 영역에는 아직 값이 기입되지 않을 수 있다.

Sensing #1에서, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(4, 8, 12, 16 … N) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱이 수행되고, 제 2 메모리(270)의 제 2 영역에는 제 2 메모리(270)의 제 1 영역에 저장된 제 1 보상 데이터와 비교하여 그 차이만큼을 제 2 보상 데이터로 산출하여 저장할 수 있다.

다음으로, Sensing #2에서, N+1번째 라인(1, 5, 9, 13 … N+1) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱이 수행되고, 산출된 제 2 보상 데이터를 제 메모리의 제 2 영역에 저장할 수 있다.

다시, Sensing #3에서, 다음 N+2번째 라인(2, 6, 10, 14 … N+2)들에 대해 센싱 및 제 2 보상 데이터를 산출하여 저장할 수 있다.

위의 과정을 반복하여, Sensing #4에서, 마지막 2N-1번째 라인(3,7,11,15 … 2N-1)들이 센싱되어 표시 패널(110)의 전 라인에 대한 문턱 전압(Vth) 센싱이 완료 시에, 보상부(230)는 제 2 메모리(270)의 제 2 영역에 저장된 제 2 보상 데이터를 로딩하고, 데이터 카운팅부(210)에서 누적 데이터를 전달받아 경과된 시간에 해당되는 게인(Gain)을 도출하여 반영할 수 있다.

예를 들어, 마지막 센싱된 라인은 2N-1번째 라인들이므로, N 배수 간격의 센싱된 부화소(SP) 라인들에는 (N-1)H(Horizontal time)에 해당되는 게인(Gain)을 도출하여 반영할 수 있고, N+1번째 센싱된 라인들에는 (N-2)H(Horizontal time)에 해당되는 게인(Gain)을 도출하여 반영할 수 있다. 또한, 마지막 센싱된 2N-1번째 라인들은 실시간 센싱된 값이므로, 구동 시간에 따른 게인(Gain)을 반영할 필요가 없다.

이와 같이, 문턱 전압(Vth)의 센싱이 최초로 수행되는 경우에는 표시 패널(110)의 전 라인에 대한 센싱이 순차적으로 진행하고, 모든 라인에 대해 보상된 화소 데이터(DATA)가 완성된 이후에 최초의 보상이 수행된다. 예를 들면, 전 라인에 대한 최초의 보상된 화소 데이터(DATA)가 완성될 때까지 별도의 보상이 진행되지 않고, 순차적으로 라인 별 센싱을 반복한 후 전 라인에 대한 센싱이 완료된 이후에 최초 보상을 수행한다.

문턱 전압(Vth)의 센싱이 최초로 또는 처음에 수행 되는 경우는 아직 표시 장치(100)의 열화가 진행되지 않았으므로, 모든 라인에 대해 센싱이 완료되어 보상된 화소 데이터(DATA)가 완성될 때까지 별도의 보상 동작을 수행하지 않아도 무관하다.

두번째로, 문턱 전압(Vth)에 대한 최초의 센싱 및 보상이 적어도 1회 이상 수행된 이후에 대한 경우이다. 마찬가지로, N=4인 경우를 예를 들어 설명하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

Sensing #0을 참조하면, 제 2 메모리(270)에는 이전의 센싱 및 보상 동작에 따른 제 2 보상 데이터가 이미 저장되어 있을 수 있다.

Sensing #1에서, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(2, 6, 10, 14 … N) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱이 수행될 수 있다. 이에 따라, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(2, 6, 10, 14 … N)들은 실시간으로 센싱된 값이므로, 별도의 게인(Gain)을 반영하지 않고, 바로 보상 데이터를 산출할 수 있다.

이 때, N-1번째 라인(1, 5, 9, 13 … N-1)들은 제 2 메모리(270)에 저장된 제 2 보상 데이터 및 데이터 카운팅부(210)를 통해 구동 시간을 도출할 수 있다. 이전 문턱 전압(Vth)의 센싱 이후 경과 시간이 4H 일 수 있으며, 이에 따라 제 1 연산부(240)에서 산출된 게인(Gain)을 반영하여 보상 데이터를 산출할 수 있다.

또한, N+1번째 라인(3, 7, 11, 15 … N+1)들은 이전 문턱 전압(Vth)의 센싱 이후 경과 시간이 2H일 수 있으며, N+2번째 라인(4, 8, 12, 16 … N+2)들의 이전 문턱 전압(Vth) 센싱 이후 경과된 구동 시간은 1H일 수 있다. 이에 따라 각각 2H 또는 1H 만큼의 게인(Gain)을 반영하여 보상 데이터를 산출할 수 있다.

따라서, Sensing #1에서 각 라인 별로 도출된 보상 데이터는 보상부(230)에서 구동 시간에 따른 게인(Gain)과 온도에 따른 오프셋(offset)까지 반영하여 최종적으로 화소 데이터(DATA)를 산출하고, 보상이 진행될 수 있다.

Sensing #2에서, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(1, 5, 9, 13 … N) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱이 수행될 수 있다. 이에 따라, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(1, 5, 9, 13 … N)들은 실시간으로 센싱된 값일 수 있고, 별도의 게인(Gain)을 반영하지 않고, 바로 보상 데이터를 산출할 수 있다.

N+1번째 라인(2, 6, 10, 14 … N+1)들은 이전 문턱 전압(Vth)의 센싱 이후 경과 시간은 1H일 수 있고, N+2번째 라인(3, 7, 11, 15 … N+2)들은 이전 문턱 전압(Vth)의 센싱 이후 경과된 구동 시간은 3H일 수 있으며, N+3번째 라인(4, 8, 12, 16 … N+3)들은 이전 문턱 전압(Vth)의 센싱 이후 경과된 구동 시간은 2H일 수 있다.

따라서, Sensing #2에서 각 라인 별로 도출된 보상 데이터는 보상부(230)에서 구동 시간에 따른 게인(Gain)과 온도에 따른 오프셋(offset)까지 반영하여 최종적으로 화소 데이터(DATA)를 산출하고, 보상이 진행될 수 있다.

마찬가지로, Sensing #3에서는 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(3, 7, 11, 15 … N)을 기준으로 센싱하고 및 주변 라인 들에 대해 이전 센싱 데이터에 게인(Gain)을 반영하여 산출된 화소 데이터(DATA)를 얻을 수 있고, Sensing #4에서는 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(4, 8, 12, 16 … N)을 기준으로 센싱을 진행하고, 화소 데이터(DATA)를 산출하여 보상을 진행할 수 있다.

두 번째 경우에서 N 라인 별 센싱 및 보상을 진행할 때, N개 라인 내에서 센싱 순서는 첫 번째 경우와 달리, 순차적으로 진행되지 않고, 랜덤하게 진행될 수 있다.

센싱 순서가 랜덤하게 진행되더라도, 해당 라인 별 센싱 후 센싱되지 않은 라인에 대해서는 데이터 카운팅부(210)의 누적 데이터를 이용하여 경과 시간에 해당되는 게인(Gain) 및 온도에 따른 오프셋(offset)을 반영하여 최종 화소 데이터(DATA)로 보상을 진행할 수 있다.

세 번째 경우는 문턱 전압(Vth)에 대한 최초의 센싱 및 보상이 적어도 1회 이상 수행된 이후에, 표시 장치(100)가 오프 상태에서 파워-온 된 직후의 센싱 및 보상이 수행 되는 경우이다. 마찬가지로, N=4인 경우를 예로 들어 설명하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

표시 장치(100)가 파워-온 된 직후의 센싱 및 보상은 앞서 설명한 다른 경우에서의 보상 방법과 달리 이전 센싱에 따른 데이터와 경과 시간에 따른 게인(Gain) 및 온도에 따른 오프셋(offset)을 반영하지 않는다.

Sensing #1에서, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(1, 5, 9, 13 … N) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱이 수행될 수 있다. 제 2 메모리(270)에는 Sensing #0에서와 같이 이전 센싱에 따른 제 2 보상 데이터가 저장되어 있지만, 이와는 무관하게 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(1, 5, 9, 13 … N) 별로 센싱한 값과 사이에 위치한 다른 라인의 위치에 따라 데이터 보간법으로 보상할 수 있다.

예를 들어, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인과 2N 배수 간격의 부화소(SP) 라인 사이에서 N+K 번째 부화소(SP) 라인이라고 할 때, N+K 번째 부화소(SP) 라인은 아래 식 1에 따라 데이터 보간법을 적용할 수 있다.

[식 1]

(N+K) 화소 데이터(DATA) = N 화소 데이터(DATA) X (2N-(N+K))/(2N-N) + 2N 화소 데이터(DATA) X (N+k-N)/(2N-N)

식 1에 따라, N+K번째 라인의 보상 데이터는 실시간 센싱으로 얻어진 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인의 화소 데이터(DATA)와 2N 배수 간격의 부화소(SP) 라인의 화소 데이터(DATA)를 이용하여 위치를 반영하여 도출할 수 있다.

또한, 이 때 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(1, 5, 9, 13 … N) 별로 센싱된 센싱 데이터는 제 2 메모리(270)에 저장될 수 있다.

Sensing #2에서, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(2, 6, 10, 14 … N) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱이 수행될 수 있다.

마찬가지로, 실시간 센싱된 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(2, 6, 10, 14 … N)들 이외의 센싱되지 않은 라인들에 대해 데이터 보간법을 이용하여 보상 데이터를 산출할 수 있다.

Sensing #3에서도, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(3, 7, 11, 15 … N) 별로 문턱 전압(Vth)에 대한 센싱과 데이터 보간법을 이용한 문턱 전압(Vth) 보상이 반복하여 수행될 수 있다.

Sensing #4에서는, 데이터 보간법을 이용한 이전 보상 동작 들에 더하여, 모든 라인들에 대해 센싱된 센싱 데이터를 얻을 수 있다. 따라서, N 배수 간격의 부화소(SP) 라인(4, 8, 12, 16 … N) 별로 실시간 센싱 및 제 2 메모리(270)에 저장된 이전 라인들에 대한 센싱 데이터가 보상부(230)에 로딩되어, 구동 시간에 따른 게인(Gain)과 온도에 따른 오프셋(offset)이 반영된 화소 데이터(DATA)를 산출하고, 문턱 전압(Vth)의 보상이 진행될 수 있다.

표시 장치(100)가 파워-온 된 직후의 센싱 및 보상이 수행 되는 세 번째 경우에서, N개 라인 내에서 센싱 순서는 순차적으로 진행되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 랜덤하게 진행될 수 있다

위에서 설명한 세가지 경우에 따라 N 배수 간격의 부화소(SP) 라인 별 센싱 및 보상을 통해 문턱 전압(Vth) 보상을 수행 할 수 있다. 이 때, 정확도 개선을 위해 N 값의 단위는 일정 주기로 변경될 수 있다.

N 값이 큰 경우는 보다 적은 수의 라인을 빠르게 센싱하여 보상할 수 있으므로 보상 속도를 향상할 수 있다.

N 값이 작은 경우에는 보다 많은 수의 라인을 센싱하여 보상 할 수 있으므로, 보다 정확한 보상을 통해 화상 품위가 향상될 수 있다. 또한, 최초 센싱 구동이나, 파워-온 구동 시에 전 라인에 대한 센싱 데이터 획득이 빠르게 완료될 수 있다.

따라서, 최초 센싱 구동이나 파워-온 구동 시에는 N 값을 작게 하고, 표시 장치(100)가 구동 중에는 N 값을 크게하는 것이 유리할 수 있다.

또한, 정확도 개선을 위해, 실시간 센싱으로 도출된 보상 데이터와 게인(Gain) 및 오프셋(offset)을 연산 하여 얻은 보상 데이터의 비가 문턱 전압(Vth)보다 클 경우, N을 큰 값으로 변경하여 보상 속도를 향상시킬 수 있다.

반대로, 실시간 센싱으로 도출된 보상 데이터와 게인(Gain) 및 오프셋(offset)으로 연산하여 얻은 보상 데이터의 비가 문턱 전압(Vth)보다 작을 경우, N을 작은 값으로 변경하여 보상 성능을 향상 시킬 수 있다.

N 값의 단위는 일정 주기로 변경 될 수 있으며, 표시 장치(100)의 총 보상 시간 및 제 2 메모리(270)의 동작 횟수에 따라 최소 주기가 결정될 수 있다. 표시 장치(100)의 총 보상 시간은 표시 장치(100)가 일정 수준 이상의 화상 품위를 유지하도록 기대하는 최소 시간이다. 예를 들면, 총 보상 시간은 제품 별로 요구되는 성능에 따라 정해질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제 2 메모리(270)의 동작 횟수는 데이터를 지우거나 기입할 수 있는 최대 가능 횟수이다. 최소 주기는 아래 식 2에 따라 도출 될 수 있다.

[식 2]

최소 주기 = 총 보상 시간 / 제 2 메모리 동작 횟수

따라서, N 값의 단위가 변경되는 일정 주기는 최소 주기보다 클 수 있다.

또한, N라인 별 센싱 및 보상을 수행 할 때 N 값이 변경 없이 동일하게 적용 될 때, 누적하여 연산하더라도 허용 가능한 오차 범위 내에 있도록 N 값의 단위에 대한 변경 주기가 설정될 수 있다.

따라서, N 값의 단위에 대한 적절한 변경을 통해 보다 정확한 표시 장치(100)의 열화 보상이 수행될 수 있다.

도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 게인과 오프셋 산출 방식을 도시한 도면이다.

도 6a는 온도에 따른 오프셋(offset)에 대한 그래프이다. 오프셋(offset)은 상온(25℃)을 기준으로 하여, 상온 보다 고온에서는 상온에서 보다 큰 오프셋(offset)을 갖고, 상온보다 저온에서는 상온에서 보다 작은 오프셋(offset)을 가질 수 있다. 온도에 따른 오프셋(offset) 값은 제 1 메모리(260)에 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다.

도 6b는 시간에 따른 게인(Gain)에 대한 그래프이다. 게인(Gain)은 구동 시간에 따라 증가할 수 있으며, 구동 시간에 따른 게인(Gain)은 제 1 메모리(260)에 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다.

데이터 카운팅부(210)는 1H(Horizontal time) 단위로 데이터 카운팅의 누적 데이터를 제 1 연산부(240)에 전달될 수 있고, 제 1 연산부(240)는 제 2 메모리(270)의 룩업 테이블을 참조하여 구동 시간에 따른 게인(Gain)을 센싱된 문턱 전압(Vth) 보상 시에 반영할 수 있다.

구동 시간에 따른 게인(Gain)은 아래와 같이 식 3에 따라 산출될 수 있다.

[식 3]

게인(Gain) = 구동 시간 / (구동 시간 - 1 프레임 센싱 시간)

또한, 한 프레임을 센싱하는데 소요되는 시간은 아래 식 4에 다라 산출될 수 있다.

[식 4]

1 프레임 센싱 시간 = 주기 X N

이와 같이, 제 1 연산부(240)에서 산출 된 게인(Gain)과 오프셋(offset)이 보상부(230)로 전달될 수 있다. 보상부(230)는 제 2 메모리(270) 상에 저장된 제 2 보상 데이터를 로딩하고, 아래의 식 5와 같이 구동 시간에 따라 누적 된 게인(Gain) 및 온도에 따라 누적된 오프셋(offset)을 이용하여 최종적으로 보상된 화소 데이터(DATA)로 표시 패널(110)을 구동할 수 있다.

[식 5]

화소 데이터(DATA) = (입력 영상 데이터(iData) X 누적 게인(Gain)) + 누적 오프셋(offset)

따라서, 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(110)의 구동 시간 및 온도에 따라 실시간으로 문턱 전압(Vth)의 보상을 수행할 수 있다.

이와 같이, 구동 시간에 따른 게인(Gain)과 온도에 따른 오프셋(offset)을 이용하여 N라인 별 센싱 및 보상을 수행함에 따라 보상 속도를 향상시킬 수 있고, N 값을 조정하여 보상 성능을 향상하고, 화상 품의를 향상시킬 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 부화소가 마련 되어 화상을 표시하는 표시 패널 및 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고, 센싱 제어부는 복수의 부화소를 센싱 라인과 스킵 라인으로 구분하고, N 배수 간격의 부화소 라인을 센싱 라인으로 선택하여 문턱 전압을 센싱 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 라인으로 선택된 N 배수 간격의 부화소 라인은 한 프레임 동안 유지 되고, 다음 프레임에서 상기 스킵 라인으로 변경될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 제어부는, 센싱 라인에서 센싱 된 센싱 데이터를 저장하고, 스킵 라인은 저장된 센싱 데이터에 게인 및 오프셋을 연산하여 보상 데이터를 산출 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 게인은 하기의 식 6에 따라 산출 될 수 있다.

[식 6]

게인 = 구동 시간 / (구동 시간 - 1 프레임 센싱 시간)

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 제어부는, 최초 센싱 동작 시에 센싱 라인과 스킵 라인의 변경을 프레임 별로 반복하여 모든 부화소 라인을 센싱 한 이후에 보상 데이터를 산출 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 제어부는, 파워-온 직후 센싱 동작 시에 센싱 라인의 센싱 데이터를 이용하여 데이터 보간법으로 스킵 라인의 보상 데이터를 산출 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 데이터 보간법 보상 방법은 하기의 식7에 따라 산출 될 수 있다.

[식 7]

(N+K) 라인 보상 데이터 = N 라인 보상 데이터 X (2N-(N+K))/(2N-N) + 2N 라인 보상 데이터 X (N+k-N)/(2N-N)

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는 부화소에 문턱 전압 센싱 전압을 인가 하는 센싱 스위치 및 부화소에 데이터 전압을 인가 하는 데이터 스위치를 더 포함 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 스위치 및 데이터 스위치의 센싱 동작 신호는 서로 반전된 위상 일 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 라인과 스킵 라인은 상기 표시 패널에 인가 되는 클럭 신호에 따라 구분하여 구동 될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 부화소가 마련 되어 화상을 표시하는 표시 패널 및 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고, 센싱 제어부는, 구동 시간 카운팅 하는 데이터 카운팅부, 부화소의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부, 구동 시간에 따른 게인과 온도에 따른 오프셋을 저장하는 제 1 메모리, 문턱 전압 센싱부에서 센싱된 센싱 데이터를 저장하는 제 2 메모리 및 센싱 데이터에 게인과 오프셋을 연산 하여 문턱 전압을 보상하는 보상부를 포함 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압 센싱부는 한 프레임 동안 N 배수 간격의 부화소 라인을 센싱 하고, 나머지 부화소 라인은 문턱 전압 센싱이 스킵하여 구동 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압을 센싱 하는 N 배수 간격의 부화소 라인은 프레임 마다 가변 될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 보상부는 하기 식 8에 따라 보상 데이터를 산출 할 수 있다.

[식 8]

보상 데이터 = 입력 영상 데이터 X 누적 게인 + 누적 오프셋

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 제어부는, N 배수 간격의 부화소 라인의 센싱 데이터와 보상 데이터의 비에 따라 N 단위를 변경 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱 제어부는, N 배수 간격의 부화소 라인의 센싱 데이터와 보상 데이터의 비가 문턱 전압 보다 큰 경우 N 배수 단위를 낮추도록 변경 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압 센싱부는 상기 표시 패널에 인가 되는 클럭 신호에 따라 부화소의 라인 별로 구분하여 센싱 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서 문턱 전압 센싱부는 클럭 신호의 펄스 폭이 큰 경우에 센싱 할 수 있다.

상술한 본 명세서의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 명세서의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서가 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 표시 패널
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
140: 컨트롤러
200: 센싱 제어부
210: 데이터 카운팅부
220: 문턱 전압 센싱부
230: 보상부
240: 제 1 연산부
250: 제 2 연산부
260: 제 1 메모리
270: 제 2 메모리

Claims

복수의 부화소가 마련 되어 화상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고,
상기 센싱 제어부는 상기 복수의 부화소를 센싱 라인과 스킵 라인으로 구분하고,
N 배수 간격의 부화소 라인을 상기 센싱 라인으로 선택하여 문턱 전압을 센싱하고,
상기 센싱 제어부는,
상기 N 배수 간격의 부화소 라인의 센싱 데이터와 보상 데이터의 비에 따라 N 단위를 변경하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센싱 라인으로 선택 된 N 배수 간격의 부화소 라인은 한 프레임 동안 유지 되고, 다음 프레임에서 상기 스킵 라인으로 변경되는, 표시 장치
제 2 항에 있어서,
상기 센싱 제어부는,
상기 센싱 라인에서 센싱된 센싱 데이터를 저장하고,
상기 스킵 라인은 상기 저장된 센싱 데이터에 게인 및 오프셋을 연산하여 보상 데이터를 산출하는, 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 게인은 하기의 식1에 따라 산출되는, 표시 장치.
[식1]
게인 = 구동 시간 / (구동 시간 - 1 프레임 센싱 시간)
제 4 항에 있어서,
상기 센싱 제어부는,
최초 센싱 동작 시에 상기 센싱 라인과 상기 스킵 라인의 변경을 프레임 별로 반복하여 모든 부화소 라인을 센싱한 이후에 보상 데이터를 산출하는, 표시 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 센싱 제어부는,
파워-온 직후 센싱 동작 시에 상기 센싱 라인의 센싱 데이터를 이용하여 데이터 보간법으로 상기 스킵 라인의 보상 데이터를 산출하는, 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 데이터 보간법 보상 방법은 하기의 식2에 따라 산출되는, 표시 장치.
[식2]
(N+K) 라인 보상 데이터 = N 라인 보상 데이터 X (2N-(N+K))/(2N-N) + 2N 라인 보상 데이터 X (N+k-N)/(2N-N)
제 1 항에 있어서,
상기 부화소에 문턱 전압 센싱 전압을 인가하는 센싱 스위치; 및
상기 부화소에 데이터 전압을 인가하는 데이터 스위치를 더 포함 하는, 표시 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 센싱 스위치 및 상기 데이터 스위치의 센싱 동작 신호는 서로 반전된 위상인, 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센싱 라인과 상기 스킵 라인은 상기 표시 패널에 인가되는 클럭 신호에 따라 구분하여 구동되는, 표시 장치.
복수의 부화소를 포함하여 화상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 부화소의 문턱 전압을 센싱하여 보상하는 센싱 제어부를 포함하고,
상기 센싱 제어부는,
상기 표시 패널의구동 시간을 카운팅 하는 데이터 카운팅부;
상기 부화소의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부;
구동 시간에 따른 게인과 온도에 따른 오프셋을 저장하는 제 1 메모리;
상기 문턱 전압 센싱부에서 센싱된 센싱 데이터를 저장하는 제 2 메모리; 및
상기 센싱 데이터에 상기 게인과 상기 오프셋을 연산하여 문턱 전압을 보상하는 보상부를 포함하고,
상기 문턱 전압 센싱부는 한 프레임 동안 N 배수 간격의 부화소 라인을 센싱하고,
나머지 부화소 라인은 문턱 전압 센싱이 스킵하여 구동하고,
상기 센싱 제어부는,
상기 N 배수 간격의 부화소 라인의 센싱 데이터와 보상 데이터의 비에 따라 N 단위를 변경하는 표시 장치.
삭제
제 11 항에 있어서,
상기 문턱 전압을 센싱하는 N 배수 간격의 부화소 라인은 프레임마다 가변되는, 표시 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 보상부는 하기 식에 따라 보상 데이터를 산출하는, 표시 장치.
[식]
보상 데이터 = 입력 영상 데이터 X 누적 게인 + 누적 오프셋
삭제
제 11 항에 있어서,
상기 센싱 제어부는,
상기 N 배수 간격의 부화소 라인의 센싱 데이터와 보상 데이터의 비가 문턱 전압보다 큰 경우 N 배수 단위를 낮추도록 변경하는, 표시 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 부화소에 문턱 전압 센싱 전압을 인가하는 센싱 스위치; 및
상기 부화소에 데이터 전압을 인가하는 데이터 스위치를 더 포함하는, 표시 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 센싱 스위치 및 상기 데이터 스위치의 센싱 동작 신호는 서로 반전된 위상인, 표시 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 문턱 전압 센싱부는 상기 표시 패널에 인가되는 클럭 신호에 따라 상기 부화소의 라인 별로 구분하여 센싱하는, 표시 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 문턱 전압 센싱부는 상기 클럭 신호의 펄스 폭이 큰 경우에 센싱하는, 표시 장치.