KR20120139409A

KR20120139409A - 감마 데이터 보상 시스템, 이를 포함하는 표시 장치 및 감마 데이터 보상 방법

Info

Publication number: KR20120139409A
Application number: KR1020110059200A
Authority: KR
Inventors: 곽영선; 방남석; 김지원; 이원희
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-27
Also published as: US20120320098A1; US8884995B2

Abstract

본 발명은 감마 데이터 보상 시스템, 이를 포함하는 표시 장치 및 감마 데이터 보상 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선 및 복수의 게이트선, 그리고 상기 복수의 화소 중 적어도 한 개의 화소와 연결되어 있는 적어도 하나의 피드백선을 포함하는 표시판, 제1 감마 데이터를 바탕으로 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 상기 기준 계조 전압을 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부, 상기 적어도 하나의 피드백선이 전달하는 적어도 하나의 피드백 전압을 전달받아 선택한 피드백 전압을 출력하는 멀티플렉서, 상기 멀티플렉서가 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 A/D 변환부, 그리고 전체 계조에 대한 상기 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하고, 상기 피드백 감마 데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 신호 제어부를 포함한다.

Description

감마 데이터 보상 시스템, 이를 포함하는 표시 장치 및 감마 데이터 보상 방법{SYSTEM FOR COMPENSATING GAMMA DATA, DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME AND COMPENSATING METHOD OF GAMMA DATA}

본 발명은 감마 데이터 보상 시스템, 이를 포함하는 표시 장치 및 감마 데이터 보상 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 표시 장치의 피드백 전압을 이용한 감마 데이터 보상 시스템, 이를 포함하는 표시 장치 및 감마 데이터 보상 방법에 관한 것이다.

최근 액정 표시 장치와 같은 평판 표시 장치(flat panel display)가 개발되어 데스크톱 컴퓨터용 표시 장치, 텔레비전 등의 분야에서 실용화되고 있다.

액정 표시 장치는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치 중에서 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다.

그런데, 표시 장치는 R, G, B 각각의 화소의 전기 광학적 특성이 다름에도 불구하고, 전기 광학적 특성이 동일하다는 가정하에 전기적인 신호를 동일하게 사용한다. 따라서, 실제로 적색, 녹색 및 청색의 감마 특성을 독립적으로 측정해 보면 하나의 곡선으로 일치하지 않는다. 이러한 결과로 인하여 계조 별 색감이 일정하지 않거나 한 쪽으로 편향되는 경우가 있다. 이에 따라 일반적인 감마 보정 외에 R, G, B 각각의 감마 곡선을 독립적으로 변형시켜서 적응형 색 보정(Adaptive color correction, ACC)을 추가적으로 수행하는 표시 장치가 개발되고 있다.

그런데, 양산되는 표시 장치는 다양한 공정상 또는 구동상 요인에 의해 표시 장치의 고유의 특성에 산포가 존재하여 저장된 감마 데이터 및 색 보정 데이터를 일괄적으로 각 표시 장치에 적용할 경우 동일한 표시 특성을 보이지 않게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 감마 데이터 또는 R, G, B 독립 감마 데이터를 각 표시 장치에 적합하도록 보상하는 감마 데이터 보상 시스템 및 표시 장치, 그리고 감마 데이터 보상 방법을 제공하여 표시 장치의 생산성 및 신뢰성을 향상하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선 및 복수의 게이트선, 그리고 상기 복수의 화소 중 적어도 한 개의 화소와 연결되어 있는 적어도 하나의 피드백선을 포함하는 표시판, 제1 감마 데이터를 바탕으로 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 상기 기준 계조 전압을 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부, 상기 적어도 하나의 피드백선이 전달하는 적어도 하나의 피드백 전압을 전달받아 선택한 피드백 전압을 출력하는 멀티플렉서, 상기 멀티플렉서가 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 A/D 변환부, 그리고 전체 계조에 대한 상기 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하고, 상기 피드백 감마 데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 신호 제어부를 포함한다.

상기 신호 제어부는 상기 피드백 감마 데이터를 저장하는 룩업 테이블, 그리고 상기 피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터를 비교하여 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 밖에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 비교 처리부를 포함할 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 내에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 최종 감마 데이터로서 상기 룩업 테이블에 저장할 수 있다.

상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 화이트 또는 녹색에 대한 감마 데이터일 수 있다.

상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 적색, 녹색 및 청색 각각에 대한 감마 데이터인 표시 장치.

상기 화소는 상기 데이터선과 연결되어 있는 입력 단자를 포함하는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자의 출력 단자와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 스위칭 소자의 출력 단자 및 상기 화소 전극 중 적어도 하나는 상기 피드백선과 연결되어 있을 수 있다.

상기 피드백선은 상기 화소 전극과 동일층에 위치하고, 상기 피드백선 및 상기 화소 전극은 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다.

상기 복수의 게이트선은 행 방향으로 뻗고, 상기 데이터선 및 상기 피드백선은 열 방향으로 뻗을 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 시스템은 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선 및 복수의 게이트선, 그리고 상기 복수의 화소 중 적어도 한 개의 화소와 연결되어 있는 적어도 하나의 피드백선을 포함하는 표시판, 제1 감마 데이터를 바탕으로 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 상기 기준 계조 전압을 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부, 상기 적어도 하나의 피드백선이 전달하는 적어도 하나의 피드백 전압을 전달받아 선택한 피드백 전압을 출력하는 멀티플렉서, 상기 멀티플렉서가 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 A/D 변환부, 그리고 전체 계조에 대한 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하고, 상기 피드백 감마 데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 신호 제어부를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 방법은 제1 감마 데이터를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 단계, 적어도 한 개의 화소에 충전된 화소 전압을 피드백하는 단계, 상기 피드백한 화소 전압에서 피드백 전압을 선택하는 단계, 상기 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 단계, 전체 계조에 대한 상기 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하는 단계, 상기 피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터를 비교하여 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 내에 있는지 판단하는 단계, 상기 피드백 감마 데이터가 상기 산포 범위 밖에 있으면 피드백 감마데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 단계, 그리고 상기 피드백 감마 데이터가 상기 산포 범위 안에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 최종 감마 데이터로 저장하는 단계를 포함한다.

상기 제1 감마 데이터를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 단계는 상기 전체 계조가 포함하는 각 계조에 대해 행해질 수 있다.

상기 보상된 제1 감마 데이터를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 화이트에 대한 감마 데이터일 수 있다.

상기 피드백한 화소 전압에서 피드백 전압을 선택하는 단계에서 서로 다른 색을 나타내는 3개의 화소에 충전된 화소 전압을 선택할 수 있다.

상기 피드백한 화소 전압에서 상기 피드백 전압을 선택하는 단계는 녹색을 나타내는 화소에 충전된 화소 전압을 선택할 수 있다.

상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 적색, 녹색 및 청색 각각에 대한 감마 데이터일 수 있다.

상기 피드백한 화소 전압에서 피드백 전압을 선택하는 단계에서 하나의 색상을 나타내는 화소에 충전된 화소 전압을 선택할 수 있다.

상기 적어도 한 개의 화소는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 적어도 한 개의 화소에 충전된 화소 전압을 피드백하는 단계는 상기 스위칭 소자의 출력 단자 및 상기 화소 전극 중 적어도 하나와 연결되어 있는 피드백선을 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예에와 같이 표시 장치의 패널 별로 표시 패널로부터 피드백 전압을 구하여 피드백 감마 데이터를 만든 후, 피드백 감마 데이터를 이용하여 감마 데이터 또는 R, G, B 독립 감마 데이터를 각 패널에 적합하도록 보상하는 시스템 및 보상 방법을 통해 표시 패널 별로 최적의 감마 데이터를 얻을 수 있다. 따라서 표시 장치의 표시 특성을 향상하고 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 시스템을 포함하는 표시 장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에서 데이터 전압 인가방법과 화소 전압 피드백 방법을 보여주는 배치도이고,
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 방법을 설명하는 순서도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고,
도 6은 도 5의 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고,
도 8은 도 7의 표시 장치를 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 시스템 및 이를 포함하는 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 시스템을 포함하는 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에서 데이터 전압 인가 방법과 화소 전압 피드백 방법을 보여주는 배치도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 감마 데이터 보상 시스템(100)은 표시판(display panel)(300), 게이트 구동부(gate driver)(400), 데이터 구동부(data driver)(500), 계조 전압 생성부(gamma voltage generator)(800), 신호 제어부(signal controller)(600), A/D 변환부(630) 및 멀티플렉서(multiplexer, MUX)(640)를 포함한다.

표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(GL, DL, FBL)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.

신호선(GL, DL, FBL)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(GL), 데이터 전압(Vd)을 전달하는 복수의 데이터선(DL), 그리고 피드백 전압(Vfb)을 전달하는 복수의 피드백선(FBL)을 포함한다. 피드백선(FBL)은 데이터 구동부(500)를 통해 멀티플렉서(640)와 연결되거나 직접 멀티플렉서(640)와 연결될 수 있다. 게이트선(GL)은 대략 행 방향으로 뻗을 수 있고, 데이터선(DL) 및 피드백선(FBL)은 대략 열 방향으로 뻗을 수 있다. 피드백선(FBL)은 모든 화소(PX) 열마다 또는 몇 개의 화소(PX) 열마다 형성되어 있을 수도 있고 몇 개의 화소(PX) 열에만 형성되어 있을 수도 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 각 화소(PX)는 게이트선(GL) 및 데이터선(DL) 등의 신호선(도시하지 않음)에 연결된 스위칭 소자(Q와 스위칭 소자(Q)에 연결된 화소 전극(191)을 포함한다. 스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 화소 전극(191)과 연결되어 있다. 스위칭 소자(Q)의 출력 단자 또는 화소 전극(191)은 해당 화소(PX)에 이웃하는 피드백선(FBL)에 연결되어 있을 수 있다.

각 화소(PX)는 기본색(primary color) 중 하나를 표시하며, 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등 삼원색을 들 수 있다. 각 화소(PX)가 기본색을 나타내기 위해서 각 화소 전극(191)에 대응하는 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색필터(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 적색을 나타내는 적색 화소(R), 녹색을 나타내는 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 함께 색을 구현할 수 있는 단위인 하나의 도트(dot)를 이룰 수 있다. 도 1을 참고하면, 복수의 도트(dot)는 표시판(300)에서 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있다.

게이트 구동부(400)는 표시판(300)의 게이트선(GL)과 연결되어 있으며 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(GL)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 데이터선(DL)과 연결되어 있다. 데이터 구동부(500)는 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압(Vd)으로서 데이터선(DL)에 인가할 수 있다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압(Vd)을 생성할 수 있다. 표시판(300)의 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 스위칭 소자(Q)를 통해 각 화소(PX)의 화소 전극(191)에 전달되어 화소 전압으로서 유지될 수 있다.

멀티플렉서(640)는 표시판(300)의 적어도 하나의 화소(PX)에 충전된 적어도 하나의 화소 전압을 피드백 전압(Vfb)으로서 입력받는다. 피드백 전압(Vfb)은 피드백선(FBL)을 통해 전달되며 데이터 구동부(500)를 통해서 입력받거나 직접 입력받을 수 있다.

멀티플렉서(640)는 신호 제어부(600)로부터의 인에이블 신호(EA)에 따라 입력된 적어도 하나의 피드백 전압(Vfb) 중 원하는 위치의 화소(PX)에 해당하는 피드백 전압(Vfbs)을 선택할 수 있다. 이 때 선택된 피드백 전압(Vfbs)은 하나의 화소(PX)에 대한 것일 수 있다. 또한 화소(PX)의 위치에 따라 피드백선(FBL)을 따라 전달되는 피드백 전압(Vfb)의 로스(loss)가 다를 수 있으므로 이를 고려하여 피드백 전압(Vfbs)을 추출할 수 있다.

A/D 변환부(630)는 멀티플렉서(640)에서 선택된 피드백 전압(Vfbs)을 소정 비트수의 피드백 데이터(Dfb)로 변환하여 신호 제어부(600)로 내보낸다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800) 및 멀티플렉서(640) 등을 제어한다. 신호 제어부(600)는 비교 처리부(601) 및 룩업 테이블(LUT, 602)을 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)는 외부로부터 입력 영상 신호(IDAT)를 수신하여 출력 영상 신호(DAT) 및 데이터 제어 신호(CONT) 등을 생성한 후 이를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 본 실시예에서 감마 데이터를 보상하기 위한 입력 영상 신호(IDAT)는 최저 계조부터 최고 계조까지의 단계별 계조를 표현하는 영상 신호일 수 있다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 복수의 계조(예를 들어 255 계조) 중 하나의 계조를 가질 수 있다. 데이터 제어 신호(CONT)는 각 계조에 대한 데이터 전압(Vd)을 데이터선(DL)에 인가하라는 스캔 모드 시작 신호를 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)의 룩업 테이블(602)은 저장된 감마 곡선에 따른 감마 데이터 또는 RGB 별 독립 감마 데이터를 룩업 테이블 형태로 저장하고 있다. 또한 룩업 테이블(602)은 A/D 변환부(630)에서 입력된 모든 계조에 대한 피드백 데이터(Dfb)를 피드백 감마 데이터로서 룩업 테이블 형태로 저장할 수 있다.

신호 제어부(600)의 비교 처리부(601)는 룩업 테이블(602)에 저장된 피드백 감마 데이터를 바탕으로 룩업 테이블(602)에 저장된 감마 데이터를 보상할 수 있다. 이 때, 피드백 감마 데이터를 목적 감마 데이터와 비교하여 목적 감마 데이터에 맞도록 감마 데이터를 보상할 수 있다. 여기서 목적 감마 데이터는 별도로 마련될 수도 있고 보상 전 감마 데이터 자체일 수도 있다.

계조 전압 생성부(800)는 신호 제어부(600)로부터 보상된 감마 데이터를 받아 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압인 기준 계조 전압을 생성한다. 계조 전압 또는 기준 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.

그러면 앞에서 설명한 도 1 및 도 2와 함께 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 시스템의 동작에 대해 설명한다.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 방법을 설명하는 순서도이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 감마 데이터 보상 방법은 먼저 감마 데이터데 대한 보상 알고리즘을 수행한 후에, R, G, B 각각의 감마 데이터에 대한 보상 알고리즘을 수행할 수 있다. 감마 데이터 보상은 화이트에 대한 감마 데이터를 보상하거나 기본색 중 녹색(G)에 대한 감마 데이터를 보상하는 것으로 대신할 수도 있다. R, G, B 독립 감마 데이터에 대한 보상은 R 및 B 감마 데이터에 대한 피드백 및 보상으로 이루어질 수 있다.

도 4를 참고하면, 감마 데이터 또는 R, G, B 각각의 감마 데이터에 대한 보상 방법은 다음과 같을 수 있다.

먼저, 신호 제어부(600)로부터의 스캔 모드 시작 신호(CONT)에 따라 데이터 구동부(500)는 표시판(300)에 n 계조(예를 들어, n=0~255 중 하나)에 해당하는 데이터 전압(Vd)을 출력한다(S11).

신호 제어부(600)는 n 계조에 대한 입력 영상 신호(IDAT)를 출력 영상 신호(DAT)로 변환하여 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 본 실시예에서 n 계조는 처음 프레임에서는 최저 계조인 0 계조일 수 있으며 이후 프레임에서 1 계조씩 증가할 수 있다. 데이터 구동부(500)는 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택하여 아날로그 데이터 전압(Vd)으로 변환하여 데이터선(DL)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(GL)에 차례대로 인가하여 게이트선(GL)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면, 데이터선(DL)에 인가된 n 계조의 데이터 전압(Vd)이 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 차례대로 인가된다. 화소(PX)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 화소 전압으로서 나타나며 해당 프레임 동안 유지될 수 있다. 화소 전압은 입력 영상 신호(IDAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시할 수 있다.

이 때 감마 데이터 보상 알고리즘인 경우에는 화이트에 대한 영상을 표시할 수 있고, R, G, B 독립 감마 데이터 보상 알고리즘인 경우에는 R, G, B 각각에 대한 영상을 따로 표시할 수 있다.

다음, 표시판(300)의 피드백선(FBL)을 통해 화소(PX)에 충전된 화소 전압을 피드백 전압(Vfb)으로서 멀티플렉서(640)에 전달한다(S12). 피드백 전압(Vfb)은 복수 개의 화소(PX)에 대한 피드백 전압(Vfb)을 포함할 수 있다.

멀티플렉서(640)는 신호 제어부(600)로부터의 인에이블 신호(EA)에 따라 입력된 복수의 피드백 전압(Vfb) 중 원하는 위치(예를 들어 스크린 중앙 또는 R, G, B 화소)의 화소(PX)의 피드백 전압(Vfbs)을 선택하며, 이러한 선택은 게이트 구동부(400)의 주사 타이밍에 맞추어 이루어질 수 있다 (S13). 선택된 피드백 전압(Vfbs)은 n 계조에 대해 R, G, B 화소(PX) 중 하나에 대한 피드백 전압(Vfb)일 수도 있고, 하나의 도트에 대한 피드백 전압(Vfb) 집합일 수도 있다. 표시판(300)으로부터 입력되는 피드백 전압(Vfb)이 하나의 화소(PX) 또는 하나의 도트에 대한 것일 경우 선택 과정은 생략될 수도 있다.

이 때 화소(PX)의 위치에 따라 피드백선(FBL)을 따라 전달되는 피드백 전압(Vfb)의 로스(loss)가 다를 수 있으므로 이를 고려하여 피드백 전압(Vfbs)을 선택하거나 조정할 수 있다. 피드백 전압(Vfbs)은 한 프레임(frame)을 주기로 선택될 수 있다.

A/D 변환부(630)는 선택된 피드백 전압(Vfbs)을 소정 비트수의 피드백 데이터(Dfb)로 변환하고(S13) 이를 신호 제어부(600)로 전달한다.

신호 제어부(600)는 n 계조가 최고 계조(예를 들면 255 계조)에 해당하는지 판단하여(S14), n 계조가 최고 계조에 해당하면 0 계조부터 n 계조에 대한 피드백 데이터(Dfb)를 피드백 감마 데이터로서 룩업 테이블(602)에 저장한다(S16).

만약, n 계조가 최고 계조가 아니라면 계조를 한 계조씩 올리고(S15), 다시 데이터 출력 단계(S11)로 돌아가 지금까지의 단계를 반복할 수 있다.

다음, 신호 제어부(600)의 비교 처리부(601)는 저장된 피드백 감마 데이터와 미리 저장되어 있는 목적 감마 데이터를 비교한다(S17). 여기서 목적 감마 데이터 대신 기 저장된 감마 데이터와 피드백 감마 데이터를 비교할 수도 있다.

피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터를 비교하여 피드백 감마 데이터가 미리 정해진 산포 범위에 들어오면(S18), 보상 모드를 종료하고 마지막으로 저장되어 있던 감마 데이터 또는 R, G, B 별 감마 데이터를 최종 감마 데이터로서 룩업 테이블(602)에 저장한다(S21). 피드백 감마 데이터가 미리 정해진 산포 범위에 있는 경우의 예는 피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터의 차이가 일정 범위 내에 있는 경우를 들 수 있다.

피드백 감마 데이터가 목적 감마 데이터와 비교하여 미리 정해진 산포 범위 밖에 있는 경우(S18), 신호 제어부(600)의 비교 처리부(601)는 피드백 감마 데이터가 목적 감마 데이터에 근사하도록 감마 데이터를 보상하여(S19) 보상된 감마 데이터를 룩업 테이블(602)에 저장한다.

다음, 다시 스캔 모드를 시작하기 위해 n 계조에 최저 계조를 다시 입력하고(S20), 표시판(300)에 n 계조에 대한 데이터 전압(Vd)을 출력하는 단계(S11)로 돌아간다.

도 4에 도시한 실시예에서는 계조를 최저 계조부터 최고 계조까지 차례대로 올려가며 감마 데이터를 보상하는 것을 예로 도시하고 있으나 이에 한정되지 않고, 전체 계조에 대해 반복할 수 있는 것이면 계조의 순서는 바뀔 수 있다.

이와 같이 패널 별로 모든 계조에 대한 피드백 전압을 구하여 피드백 감마 데이터를 생성하고, 생성한 피드백 감마 데이터를 이용하여 감마 데이터 또는 R, G, B 독립 감마 데이터를 각 패널에 적합하도록 보상하는 시스템 및 보상 알고리즘을 통해 표시 패널 별로 최적의 감마 데이터를 얻을 수 있다. 따라서 표시 장치의 표시 특성을 향상하고 신뢰성을 높일 수 있다.

그러면, 이와 같은 감마 데이터 보상 시스템을 위한 표시판(300)의 한 화소(PX)의 배치에 대해 도 5 및 도 6을 참고하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 5를 참고하면, 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 반도체(도시하지 않음), 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165) 및 드레인 전극(175)과 데이터선(171)이 차례대로 형성되어 있다. 데이터선(171)은 드레인 전극(175)과 게이트 전극(124)을 중심으로 마주하는 소스 전극(173)을 포함할 수 있다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 보호(passivation layer)막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 드레인 전극(175)의 일부를 드러내는 접촉 구멍(185) 및 접촉 구멍(188)을 가질 수 있다. 보호막(180)은 유기 절연물 또는 무기 절연물을 포함할 수 있다. 보호막(180)이 유기 절연물로 이루어질 때 보호막(180)의 유전 상수는 4.0 이하의 낮은 저유전율 물질을 포함할 수 있다.

보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 피드백선(198)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)과 피드백선(198)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압(Vd)을 인가받을 수 있다. 피드백선(198)은 접촉 구멍(188)을 통하여 드레인 전극(175)과 직접 전기적으로 연결되어 있어 화소 전극(191)으로 전달되는 데이터 전압을 화소 전압 및 피드백 전압으로서 전달할 수 있다.

다음 도 7 및 도 8을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소(PX)의 배치에 대해 설명한다. 앞에서 설명한 도 5 및 도 6에 도시한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고, 도 8은 도 7의 표시 장치를 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 7 및 도 8에 도시한 실시예는 도 5 및 도 6에 도시한 표시 장치와 대부분 동일하나, 피드백선(198)은 화소 전극(191)과 연결부(195)를 통해 직접 연결되어 있다. 연결부(195)는 피드백선(198) 및 화소 전극(191)과 동일한 층에 위치할 수 있으며 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따르면 피드백선(198)은 화소 전극(191)의 화소 전압을 직접 전달받아 멀티플렉서(640)에 전달할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 감마 데이터 보상 시스템 121: 게이트선
124: 게이트 전극 140: 게이트 절연막
163, 165: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180: 보호막
185, 188: 접촉 구멍 191: 화소 전극
198: 피드백선 300: 표시판
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
601: 비교 처리부 602: 룩업 테이블
630: A/D 변환부 640: 멀티플렉서
800: 계조 전압 생성부

Claims

행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선 및 복수의 게이트선, 그리고 상기 복수의 화소 중 적어도 한 개의 화소와 연결되어 있는 적어도 하나의 피드백선을 포함하는 표시판,
제1 감마 데이터를 바탕으로 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부,
상기 기준 계조 전압을 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부,
상기 적어도 하나의 피드백선이 전달하는 적어도 하나의 피드백 전압을 전달받아 선택한 피드백 전압을 출력하는 멀티플렉서,
상기 멀티플렉서가 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 A/D 변환부, 그리고
전체 계조에 대한 상기 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하고, 상기 피드백 감마 데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 신호 제어부
를 포함하는 표시 장치.
제1항에서,
상기 신호 제어부는
상기 피드백 감마 데이터를 저장하는 룩업 테이블, 그리고
상기 피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터를 비교하여 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 밖에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 비교 처리부
를 포함하는 표시 장치.
제2항에서,
상기 신호 제어부는 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 내에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 최종 감마 데이터로서 상기 룩업 테이블에 저장하는 표시 장치.
제3항에서,
상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 화이트 또는 녹색에 대한 감마 데이터인 표시 장치.
제3항에서,
상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 적색, 녹색 및 청색 각각에 대한 감마 데이터인 표시 장치.
제1항에서,
상기 화소는 상기 데이터선과 연결되어 있는 입력 단자를 포함하는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자의 출력 단자와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고,
상기 스위칭 소자의 출력 단자 및 상기 화소 전극 중 적어도 하나는 상기 피드백선과 연결되어 있는
표시 장치.
제6항에서,
상기 피드백선은 상기 화소 전극과 동일층에 위치하고,
상기 피드백선 및 상기 화소 전극은 투명한 도전 물질을 포함하는
표시 장치.
제7항에서,
상기 복수의 게이트선은 행 방향으로 뻗고,
상기 데이터선 및 상기 피드백선은 열 방향으로 뻗는
표시 장치.
행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선 및 복수의 게이트선, 그리고 상기 복수의 화소 중 적어도 한 개의 화소와 연결되어 있는 적어도 하나의 피드백선을 포함하는 표시판,
제1 감마 데이터를 바탕으로 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부,
상기 기준 계조 전압을 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부,
상기 적어도 하나의 피드백선이 전달하는 적어도 하나의 피드백 전압을 전달받아 선택한 피드백 전압을 출력하는 멀티플렉서,
상기 멀티플렉서가 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 A/D 변환부, 그리고
전체 계조에 대한 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하고, 상기 피드백 감마 데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 신호 제어부
를 포함하는 감마 데이터 보상 시스템.
제9항에서,
상기 신호 제어부는
상기 피드백 감마 데이터를 저장하는 룩업 테이블, 그리고
상기 피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터를 비교하여 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 밖에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 비교 처리부
를 포함하는 감마 데이터 보상 시스템.
제1 감마 데이터를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 단계,
적어도 한 개의 화소에 충전된 화소 전압을 피드백하는 단계,
상기 피드백한 화소 전압에서 피드백 전압을 선택하는 단계,
상기 선택한 피드백 전압을 피드백 데이터로 변환하는 단계,
전체 계조에 대한 상기 피드백 데이터를 피드백 감마 데이터로서 저장하는 단계,
상기 피드백 감마 데이터와 목적 감마 데이터를 비교하여 상기 피드백 감마 데이터가 산포 범위 내에 있는지 판단하는 단계,
상기 피드백 감마 데이터가 상기 산포 범위 밖에 있으면 피드백 감마데이터를 바탕으로 상기 제1 감마 데이터를 보상하는 단계, 그리고
상기 피드백 감마 데이터가 상기 산포 범위 안에 있으면 상기 제1 감마 데이터를 최종 감마 데이터로 저장하는 단계
를 포함하는 감마 데이터 보상 방법.
제11항에서,
상기 제1 감마 데이터를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 단계는 상기 전체 계조가 포함하는 각 계조에 대해 행해지는 감마 데이터 보상 방법.
제12항에서,
상기 보상된 제1 감마 데이터를 바탕으로 데이터 전압을 생성하여 출력하는 단계를 더 포함하는 감마 데이터 보상 방법.
제13항에서,
상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 화이트에 대한 감마 데이터인 감마 데이터 보상 방법.
제14항에서,
상기 피드백한 화소 전압에서 피드백 전압을 선택하는 단계에서 서로 다른 색을 나타내는 3개의 화소에 충전된 화소 전압을 선택하는 감마 데이터 보상 방법.
제13항에서,
상기 피드백한 화소 전압에서 상기 피드백 전압을 선택하는 단계는 녹색을 나타내는 화소에 충전된 화소 전압을 선택하는 감마 데이터 보상 방법.
제13항에서,
상기 피드백 감마 데이터 및 상기 제1 감마 데이터는 적색, 녹색 및 청색 각각에 대한 감마 데이터인 감마 데이터 보상 방법.
제17항에서,
상기 피드백한 화소 전압에서 피드백 전압을 선택하는 단계에서 하나의 색상을 나타내는 화소에 충전된 화소 전압을 선택하는 감마 데이터 보상 방법.
제11항에서,
상기 적어도 한 개의 화소는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고,
상기 적어도 한 개의 화소에 충전된 화소 전압을 피드백하는 단계는 상기 스위칭 소자의 출력 단자 및 상기 화소 전극 중 적어도 하나와 연결되어 있는 피드백선을 이용하는
감마 데이터 보상 방법.