KR20140053606A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법으로서, 표시 장치는 복수의 제1 색상 화소, 복수의 제2 색상 화소, 복수의 제3 색상 화소를 포함하고, 서로 다른 색상의 화소가 연속적으로 배치된 화소 영역이 반복적으로 배열되어 영상을 표시하는 표시 패널, 각 화소에 주사 신호를 전달하는 주사 구동부, 각 화소에 영상 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부, 각 화소의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압 편차에 따라 프레임별로 상기 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 설정하고, 상기 설정된 초기화 전압을 상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소에 각각 대응하는 제1 초기화 전압, 제2 초기화 전압, 및 제3 초기화 전압으로 산출하는 초기화 전압 제어부, 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압을 인가하는 초기화 전압 구동부, 및 각 수단의 동작을 제어하는 제어 신호, 및 영상 데이터 신호를 생성하여 전달하는 신호 제어부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
평판 표시 기기 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되고, 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점이 있어 주목 받고 있다.
통상적으로, 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 다이오드를 구동하는 방식에 따라 패시브 매트릭스형 유기 발광 표시 장치(PMOLED)와 액티브 매트릭스형 유기 발광 표시 장치(AMOLED)로 분류된다.
패시브 매트릭스형은 양극과 음극을 서로 직교하도록 형성하고 음극 라인과 양극 라인을 선택하여 구동하는 방식이고, 액티브 매트릭스형은 박막 트랜지스터와 커패시터를 각 화소 내에 집적하여 커패시터 용량에 의해 전압을 유지하도록 하는 구동 방식이다. 패시브 매트릭스형은 구조가 간단하고 염가이지만 대형 또는 고정밀도의 패널 실현이 곤란하다. 반면, 액티브 매트릭스형은 대형 및 고정밀도의 패널 실현이 가능하지만 그 제어방법이 기술적으로 어렵고 비교적 고가라는 문제가 있다.
해상도, 콘트라스트, 동작속도의 관점에서 단위 화소마다 선택하여 점등하는 액티브 매트릭스형 유기 발광 표시 장치(AMOLED)가 주류가 되고 있다.
액티브 매트릭스형 OLED(이하, 유기 발광 표시 장치)의 한 화소에서 유기 발광 다이오드의 발광 정도는 유기 발광 다이오드에 데이터 전압에 따른 구동 전류를 공급하는 구동 트랜지스터를 제어함으로써 조절된다.
유기 발광 표시 장치의 표시 패널 내에서 복수의 구동 트랜지스터 간의 문턱 전압과 전류 이동도에 대한 편차가 발생할 수 있다. 이러한 편차는 Poly-Silicon의 특성과 구동 트랜지스터의 제조공정, 공법, 환경에 따라 발생할 수 있다. 혹은 유기 발광 표시 장치의 사용 시간(표시 기간)의 증가에 따른 구동 트랜지스터의 열화에 의해서도 발생할 수 있다.
균일하지 못한 구동 트랜지스터의 문턱 전압 특성으로 인하여 각 화소 회로에 동일한 데이터 전압을 인가하여도 출력되는 화소의 발광 정도가 다르게 되고, 이 때문에 밝은 화면에 상대적으로 어두운 모래알과 같은 얼룩현상이 발생하게 된다. 즉, 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 균일하지 않으면, 동일한 데이터 전압이 인가되어도 유기 발광 다이오드에 공급되는 구동 전류와 직접 연관된 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압(Vgs) 출력이 다르게 된다. 그래서 데이터 신호에 따라 정확한 계조로 표현되지 않고 얼룩이 발생하고, 표시 품질의 저하를 가져온다.
이러한 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포 보상을 통하여 영상을 보상하는 기술이 개발되어 왔으나, 최근 표시 패널이 대형화되고 그로 인해 고속 프레임으로 구동하는 방식이 요구되는 추세에서 보상 시간이 제약이 되어 표시 패널의 계조 얼룩이 심화되는 문제가 있다.
본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포에 의하여 발생하는 계조 얼룩을 보상하고, 공통으로 초기화 전압을 사용할 때 나타나는 크로스토크 현상을 제거함으로써 데이터 신호에 따른 정확한 계조 표현과 선명한 화질을 구현할 수 있는 표시 장치를 제공함에 있다.
또한 본 발명은 RGB 각 색상을 표시하는 화소의 표시 영상에 대해 초기화 전압의 공급을 제어하여 계조 얼룩을 보상하고, 각 색상을 표시하는 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포로 인한 보상에 필요한 시간을 각 색상 화소별로 구분하여 단축시킴으로써, 고품질의 표시 영상을 구현할 수 있는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는, 복수의 제1 색상 화소, 복수의 제2 색상 화소, 복수의 제3 색상 화소를 포함하고, 서로 다른 색상의 화소가 연속적으로 배치된 화소 영역이 반복적으로 배열되어 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 각 화소에 연결된 복수의 주사선에 복수의 주사 신호를 전달하는 주사 구동부, 상기 표시 패널의 각 화소에 연결된 복수의 데이터선에 복수의 영상 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부, 상기 표시 패널의 각 화소의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압 편차에 따라 프레임별로 상기 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 설정하고, 상기 설정된 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압, 상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압으로 각각 산출하는 초기화 전압 제어부, 상기 표시 패널의 각 화소에 연결된 초기화 전압 배선을 통해 상기 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압을 인가하는 초기화 전압 구동부, 및 상기 주사 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 초기화 전압 제어부의 동작을 각각 제어하는 제어 신호, 및 상기 복수의 영상 데이터 신호를 생성하여 전달하는 신호 제어부를 포함한다.
상기 초기화 전압 배선은, 상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 인가하는 제1 초기화 전압 배선, 상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압을 상기 복수의 제2 색상 화소에 인가하는 제2 초기화 전압 배선, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압을 상기 복수의 제3 색상 화소에 인가하는 제3 초기화 전압 배선을 포함한다.
그리고 상기 복수의 제1 색상 화소에 연결된 제1 초기화 전압 배선, 상기 복수의 제2 색상 화소에 연결된 제2 초기화 전압 배선, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 연결된 제3 초기화 전압 배선은 상기 초기화 전압 구동부에 각각 연결된다.
상기 표시 패널의 각 화소는 해당 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 해당 주사선 및 그 이전 주사선에 연결되고, 상기 이전 주사선을 통해 전달되는 제1 주사 신호에 대응하여 상기 초기화 전압 제어부에서 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압 중 대응하는 초기화 전압을 전달받는다.
상기 표시 패널의 각 화소는 상기 해당 주사선을 통해 전달되는 제2 주사 신호에 대응하여 상기 데이터 구동부에서 전달되는 복수의 영상 데이터 신호 중 대응하는 영상 데이터 신호를 전달받는다.
상기 제1 내지 제3 초기화 전압은 상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소 각각의 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되어 이전에 기입된 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 초기화시키는 전압이다.
상기 초기화 전압 제어부는, 상기 표시 패널에 포함된 각 화소에 인가되는 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압에 따른 표시 영상으로부터 휘도를 분석하여 상기 각 화소의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차를 측정하는 산포 측정부, 및 상기 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차에 따라 프레임별로 전체 표시 패널에 포함된 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 산출하고, 일 프레임에 대한 초기화 전압으로부터 상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 각각 산출하는 초기화 전압 설정부를 포함한다.
상기 초기화 전압 제어부는, 상기 산포 측정부로부터 전달받은 상기 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압에 따른 휘도 분석 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 산포 측정부는, 상기 시험용 데이터 전압의 타겟 휘도에 대한 실제 휘도를 측정하고, 상기 타겟 휘도의 임계 범위를 벗어나는 정도에 따라 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차를 구분한다.
상기 초기화 전압 설정부는, 동일한 계조 데이터 전압에 대해 제1 내지 제3 색상 화소에 따라 달라지는 전압 레벨을 반영하여, 상기 제1 내지 제3 색상 화소 각각에 데이터 전압이 인가되고 난 후의 상기 제1 내지 제3 색상 화소 각각의 구동 트랜지스터의 게이트 전극 전압이 상호 동일해지도록 상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 각각 산출한다.
상기 초기화 전압 제어부는 상기 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압에 대한 초기화 전압 정보를 상기 초기화 전압 구동부에 전달하고, 초기화 전압 구동부의 동작을 제어한다.
상기 표시 패널의 각 화소는, 각 화소에 대응하는 영상 데이터 신호의 구동 전류에 따른 빛을 방출하는 유기 발광 다이오드, 상기 유기 발광 다이오드에 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 소스 전극에 상기 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하기 위해 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하는 문턱전압 보상 트랜지스터, 및 상기 초기화 전압 제어부에서 산출된 상기 제1 내지 제3 초기화 전압 중 각 화소에 대응하는 초기화 전압을 상기 초기화 전압 구동부로부터 공급받아 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하는 초기화 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널의 각 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 화소의 구동 전원 전압 공급원 사이에 연결된 저장 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널의 각 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결되고, 상기 초기화 트랜지스터로부터 전달되는 상기 대응하는 초기화 전압을 소정 기간 동안 유지하는 홀드 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 초기화 트랜지스터는 상기 각 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 해당 주사선의 이전 주사선을 통해 전달되는 주사 신호에 응답하여 스위칭 동작이 제어될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 복수의 제1 색상 화소, 복수의 제2 색상 화소, 복수의 제3 색상 화소를 포함하고, 상기 화소 각각은 유기 발광 다이오드 및 유기 발광 다이오드에 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다. 이때 상기 구동 방법은, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 기입된 이전 프레임 데이터 전압을 초기화시키는 초기화 단계, 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 문턱 전압 보상 단계, 상기 영상 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터에 전달하는 데이터 기입 단계, 및 상기 유기 발광 다이오드가 상기 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류에 대응하여 빛을 방출하는 발광 단계를 포함한다.
또한 상기 초기화 단계는, 상기 화소 각각에 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압을 인가하여 시험 영상을 표시하는 단계, 상기 시험 영상으로부터 휘도를 분석하여 상기 화소 각각의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계, 상기 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차에 따라 프레임별로 상기 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 설정하고, 상기 설정된 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압, 상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압으로 각각 산출하는 단계, 및 상기 화소 각각에 연결된 초기화 전압 배선을 통해 상기 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소는 서로 다른 색상의 화소가 연속적으로 배치된 화소 영역이 반복적으로 배열된 구조이다.
상기 초기화 단계에서 상기 시험 영상을 표시하는 단계 및 상기 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계는, 상기 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압을 달리하여 반복될 수 있다.
그리고 상기 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계는, 상기 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압에 따른 상기 시험 영상으로부터 분석한 휘도 분석 정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계는, 상기 시험용 데이터 전압의 타겟 휘도에 대한 실제 휘도를 측정하고, 상기 타겟 휘도의 임계 범위를 벗어나는 정도에 따라 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차를 구분하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 각각 산출하는 단계는, 동일한 계조 데이터 전압에 대해 제1 내지 제3 색상 화소에 따라 달라지는 전압 레벨을 반영하여, 상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소 각각에 데이터 전압이 인가되고 난 후의 상기 제1 내지 제3 색상 화소 각각의 구동 트랜지스터의 게이트 전극 전압이 상호 동일해지도록 상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 산출하는 것이다.
본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패널에 포함된 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차로 인한 표시 영상의 계조 얼룩을 방지하고, 초기화 전압의 공급 제어를 통해 크로스토크 현상을 제거할 수 있어 고품질의 선명한 화질을 구현할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 RGB 각 색상을 표시하는 화소의 표시 영상에 대해 초기화 전압의 공급을 제어하여 계조 얼룩을 보상하고, 각 색상을 표시하는 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포로 인한 보상에 필요한 시간을 각 색상 화소별로 구분하여 단축시킬 수 있다. 그래서 계조 얼룩 보상에 별도의 프레임 메모리나 서브 프레임을 이용한 고속 구동 방식이 필요하지 않아 표시 장치의 화질 품질을 개선하는 안정적인 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 표시 장치에서 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포와 보상 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 3은 도 2의 표시 장치 중 표시 패널의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 도 2의 표시 장치에서 초기화 전압 제어부의 구성과 기능을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 5는 도 2의 표시 장치의 표시 패널에 포함된 화소의 구성을 나타낸 회로도.
도 6은 표시 장치의 표시 패널에 포함된 화소에서 일반적으로 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 범위가 달라지는 것을 설명하는 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 표시 장치의 화소에 인가되는 데이터 전압의 계조별로 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 보상을 설명하는 그래프.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 표시 장치의 RGB 화소 각각에 대해 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차 보상을 설명하는 그래프.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 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 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 종래 표시 장치에서 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포와 보상 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
종래 표시 장치의 표시 패널에 포함된 복수의 화소는 제조 공정에서 기저 기판을 구성하는 다결정 실리콘의 특성, 제조 공법, 제조 환경 등의 요인으로 인해 구성 소자의 특성이 달라진다.
특히 화소의 유기 발광 소자에 데이터 전압에 따른 구동 전류를 공급하고 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터의 특성에 따라 동일한 데이터 전압이더라도 각 화소가 발광하는 빛의 휘도가 다를 수 있다. 구동 트랜지스터의 문턱 전압 특성이 각 화소마다 균일하지 않기 때문에 각 화소의 발광 정도가 달라지고, 이러한 휘도 차이가 표시 패널의 밝은 화면에서 어두운 모래알을 뿌린 것과 같은 계조 얼룩 현상을 발생시킨다.
도 1에서는, 표시 패널에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 각각 다르게 산포된 화소를 대표적으로 제1 화소(TS1), 제2 화소(TS2), 및 제3 화소(TS3)로 예시하였다.
본 발명의 실시 예에서 화소들을 구성하는 트랜지스터는 PMOS로 가정하고, 이를 기준으로 설명한다. 따라서 도 1의 그래프에서 소정의 데이터 전압(Vdata)은 마이너스 값에서 가변될 수 있다. 즉, 도 1의 그래프에서 Y축의 증가는 음의 영역에서 절대값이 증가되는 것을 표시한다.
그리고 제1 화소(TS1)의 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 상기 소정의 데이터 전압(Vdata)에 가까운 VC1이고, 제2 화소(TS2)의 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 VC2, 제3 화소(TS3)의 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 VC3이다. 따라서, 상기 소정의 데이터 전압(Vdata)과 상기 제1 내지 제3 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압값의 차이는 Vth1, Vth2, Vth3와 같다.
각 구성 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위해서는 구성 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극이 다이오드 연결되어, 게이트 전극 전압이 각각 대응하는 문턱 전압값(VC1 내지 VC3)으로 유지되어야 한다.
그런데 화소의 구동에서 문턱 전압의 보상 이전에 인가되는 초기화 전압이 화소의 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가된다.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래에는 이러한 초기화 전압(Vinit)이 소정의 값으로 동일한 값으로 인가되었다.
그래서 초기화 전압(Vinit)에서 상기 제1 내지 제3 화소의 각 구동 트랜지스터의 문턱 전압(VC1 내지 VC3)으로 떨어지는 보상 기간이 달라지게 된다. 즉, 제1 화소(TS1)의 구동 트랜지스터는 초기화 전압(Vinit)에서 문턱 전압(VC1)까지 전류가 빠져 나가는데 걸리는 보상 시간이 Tth1으로서 가장 길다. 반면 제3 화소(TS3)의 구동 트랜지스터는 초기화 전압(Vinit)에서 문턱 전압(VC3)까지 전류가 빠져 나가는데 걸리는 보상 시간이 Tth3으로서 가장 짧다.
이처럼 구동 트랜지스터의 문턱전압 특성에 따라 보상 시간(Tth1 내지 Tth3)이 각각 상이하다.
표시 장치가 고속 구동되어 충분한 보상 시간을 확보하지 못하고 동일한 소정의 기준 보상 시간(tx) 동안 문턱전압을 보상할 때, 제2 화소(TS2)의 구동 트랜지스터의 게이트 전압값은 b에 도달하고, 제3 화소(TS3)의 구동 트랜지스터의 게이트 전압값은 c에 도달하여 각각의 문턱 전압이 충분히 보상되지만, 제1 화소(TS1)의 구동 트랜지스터의 게이트 전압값은 a에 도달하여 문턱 전압이 보상되지 않는다.
그렇게 되면 제1 화소(TS1)는 데이터 신호에 따른 데이터 전압이 인가되었을 때 의도한 데이터 전압과는 다른 전압을 출력하게 되어 표시 패널의 다른 화소와 발광 정도가 다르게 된다. 이는 계조 얼룩을 유발시킨다.
이와 같이 계조 얼룩은 고정된 초기화 전압에서 출발하는 데이터 전압이 낮을수록 얼룩 발현의 정도가 적다. 다시 말해, PMOS 트랜지스터로 이루어진 화소에서는 밝은 휘도를 낼수록 얼룩 발현이 적게 된다는 의미이다. 즉, 데이터 신호가 저계조인 경우에 표시 패널에서 계조 얼룩이 더욱 잘 발생하고 눈에 잘 띄게 된다.
이러한 계조 얼룩 발현의 특성은 적, 녹, 청(RGB)의 색상을 발현하는 화소들에게 전달되는 RGB 색상 데이터의 경우에도 마찬가지이다.
즉, 동일한 RGB 색상 데이터 전압이 입력되더라도 RGB 화소별로 적용되는 감마 데이터 전압은 서로 상이하기 때문에 RGB 화소 간에 고정된 초기화 전압을 적용하면 얼룩 발현이 유발될 수 있다. 구체적으로 RGB 화소 간 고정 초기화 전압을 적용할 경우 발생할 수 있는 계조 표현의 문제점은 후술하는 도면에서 설명하기로 한다.
따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 RGB 화소 간의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 편차로 인한 계조 얼룩을 개선하기 위하여 고정된 초기화 전압을 사용하지 않고, RGB 화소 각각의 문턱 전압 특성에 맞추어 설정된 초기화 전압을 인가한다.
이러한 RGB 화소 간 구동 트랜지스터의 문턱 전압 편차로 인한 계조 얼룩을 개선하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성은 도 2의 블록도와 같다.
도 2를 참조하면, 표시 장치는 복수의 화소(70)를 포함하는 표시 패널(10), 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 신호 제어부(40), 초기화 전압 제어부(50), 초기화 전압 구동부(60)를 포함한다.
표시 패널(10)은 복수의 주사선과 복수의 데이터 선이 서로 직교하여 형성된 복수의 영역에 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 화소(70)를 포함한다. 표시 패널(10)은 데이터 선을 통해 전달되는 데이터 신호에 따라 영상을 표시한다.
복수의 화소(70) 각각은 일 방향으로 배열된 복수의 주사선(S0-Sn)과 상기 일 방향과 직교하는 방향으로 배열된 복수의 데이터 선(D1-Dm)이 교차하는 소정의 영역에 위치한다. 그리고 복수의 화소 각각은 상기 복수의 주사선 중 대응하는 주사선과 상기 복수의 데이터 선 중 대응하는 데이터 선에 연결된다. 복수의 화소 각각은 대응하는 데이터 선을 통해 전달되는 데이터 신호에 따른 구동 전류에 의한 발광 소자의 자발광에 의해 영상을 표시한다.
또한, 복수의 화소 각각은 초기화 전압 구동부(60)에 연결된 복수의 초기화 전압 배선 중 대응하는 초기화 전압 배선에 연결된다.
구체적으로 초기화 전압 구동부(60)와 표시 패널(10)의 각 화소 사이에 적, 녹, 청(RGB) 색상 화소에 따라 서로 다른 초기화 전압을 인가하는 복수의 초기화 전압 배선이 연결되어 있다.
표시 패널(10)에 포함된 복수의 화소 각각은 해당 화소가 발광하는 빛의 색상에 대응하는 초기화 전압을 공급하는 초기화 전압 배선과 연결된다.
즉, 복수의 화소 중 적색 화소 각각은 적색 화소에 대응하는 초기화 전압을 인가하는 제1 초기화 전압 배선(RV)에 연결된다. 복수의 화소 중 녹색 화소 각각은 녹색 화소에 대응하는 초기화 전압을 인가하는 제2 초기화 전압 배선(GV)에 연결된다. 또한 복수의 화소 중 청색 화소 각각은 청색 화소에 대응하는 초기화 전압을 인가하는 제3 초기화 전압 배선(BV)에 연결된다.
도 2의 실시 예에 따른 표시 장치는 각 화소 라인에 포함된 복수의 화소들이 적색, 녹색, 청색 화소의 순서로 배열되고 그에 따라 RGB 화소 각각에 연결된 복수의 제1 초기화 전압 배선(RV), 제2 초기화 전압 배선(GV), 및 제3 초기화 전압 배선(BV)을 포함하는 표시 패널(10)을 예시하고 있으나, 이러한 표시 패널(10)의 구조는 일례일 뿐이고 이러한 구조에 반드시 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 표시 장치의 표시 패널은, RGB 화소별로 초기화 전압을 인가하는 초기화 전압 배선이 다르게 연결되는 구조를 가지면 족할 것이다.
한편, 복수의 화소 각각은 초기화 기간에 대응하는 초기화 전압을 인가받기 위하여 초기화 전압의 공급을 제어하는 주사 신호를 전달받을 수 있다. 이를 위하여 하나의 화소는 두 개의 주사선에 연결된다.
즉, 하나의 화소는, 초기화 기간에 대응하는 주사 신호를 전달받을 수 있도록 그 화소가 포함된 화소 라인에 해당하는 주사선의 이전 주사선에 연결된다. 그리고, 초기화 기간 동안 이전 주사선을 통해 대응하는 이전 주사 신호를 전달받는다.
또한 하나의 화소는 해당 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 주사선에 연결된다. 그래서 상기 대응하는 주사선을 통해 데이터 기입 기간 동안 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달받도록 활성화되기 위하여 대응하는 주사 신호를 전달받는다.
도 2의 실시 예에 따르면, 표시 패널에 포함된 복수의 RGB 화소 각각은 각 색상 화소별로 서로 다른 초기화 전압을 인가받기 위하여 해당 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 주사선의 이전 주사선을 통해 이전 주사 신호를 전달받아 동작한다. 그러나 이는 일 실시 형태일 뿐이며 반드시 이러한 구성에 제한되는 것은 아니다.
다른 실시 예로서, 복수의 RGB 화소 각각에 대응하는 초기화 제어 신호를 전달하는 초기화 제어선을 연결하고, 상기 초기화 제어 신호의 제어에 따라 RGB 화소 각각에 각 색상 화소별로 서로 다른 초기화 전압이 인가되도록 구성할 수 있다.
본 발명에서는 각 화소에 RGB 화소별로 기 결정된 서로 다른 초기화 전압을 인가함으로써, RGB 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포를 충분하게 보상할 수 있다.
주사 구동부(20)는 표시 패널(10)에 포함된 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 주사선(S0-Sn)과 연결된다. 상술한 바와 같이 주사 구동부(20)는 하나의 화소 라인에 두 개의 주사선을 연결한다. 즉, 해당 화소 라인에 대응하는 해당 주사선과, 그 해당 주사선의 이전 주사선을 하나의 화소 라인에 포함된 복수의 화소 각각에 연결시킨다. 다만 첫 번째 화소 라인의 경우, 더미 주사선(S0)을 더 구비하여, 더미 주사선(S0)과 첫 번째 화소 라인에 대응하는 첫 번째 주사선(S1)을 각각 첫 번째 화소 라인에 포함된 복수의 화소에 연결시킨다.
그리고 주사 구동부(20)는 신호 제어부(40)로부터 공급된 주사 제어 신호(CONT2)에 응답하여, 표시 패널(10)에 포함된 복수의 화소 각각에 대응하는 주사 신호를 생성하여 복수의 주사선(S1-Sn)을 통해 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(30)는 표시 패널(10)에 포함된 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 데이터 선(D1-Dm)과 연결된다. 데이터 구동부(30)는 신호 제어부(40)로부터 공급되는 데이터 구동 제어 신호(CONT1)에 따라 동작한다. 그래서 표시 패널(10)에 포함된 복수의 화소 각각에 대응하는 데이터 신호를 생성하여 복수의 데이터 선(D1-Dm) 중 대응하는 데이터 선을 통해 공급한다. 구체적으로, 외부 소스로부터 입력된 영상 신호(DATA1)를 영상 처리한 영상 데이터 신호(DATA2)를 샘플링하고 래치하여 데이터 신호에 따른 감마 기준 전압으로 변환한다.
본 발명의 실시 예에 따르는 표시 장치의 구동 방법에 의하면, 표시 패널의 RGB 화소 각각으로 전달되는 초기화 전압을 색상 화소별로 결정하기 위하여, 상기 영상 처리된 데이터 신호(DATA2)가 전달되기 이전에 상기 데이터 구동부(30)로 시험용 데이터 신호(TDATA)가 인가될 수 있다. 데이터 구동부(30)를 통해 시험용 데이터 신호(TDATA)에 따른 데이터 전압이 표시 패널의 각 화소로 전달되어 시험용 영상이 표시될 수 있다.
신호 제어부(40)는 외부로부터 영상 신호(DATA1)를 입력받아 분석하고 그에 따른 영상 처리를 수행하여 영상 데이터 신호(DATA2)를 생성하여 데이터 구동부(30)에 전달한다.
또한 표시 장치의 각 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하여 해당 구동부에 전달한다. 구체적으로 상기 제어 신호는 주사 구동부(20)의 동작을 제어하는 주사 제어 신호(CONT2), 데이터 구동부(30)의 동작을 제어하는 데이터 구동 제어 신호(CONT1), 및 초기화 전압 제어부(50)의 동작을 제어하는 초기화 구동 제어 신호(CONT3)를 포함한다.
신호 제어부(40)는 외부로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE) 등을 공급받아 상기 제어 신호를 생성한다. 즉, 신호 제어부(40)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭신호(MCLK) 등의 타이밍 신호를 이용하여 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 및 초기화 전압 제어부(50)의 동작 타이밍을 제어한다. 상기 타이밍 신호 중 1 수평기간의 데이터 인에이블 신호(DE)를 카운트하여 프레임기간을 판단할 수 있으므로 외부로부터 공급되는 수직 동기신호(Vsync)와 수평 동기신호(Hsync)는 생략될 수 있다.
또한, 도 2의 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10)의 복수의 RGB 화소별로 각각 연결된 복수의 초기화 전압 배선(RV, GV, BV)에 연결된 초기화 전압 구동부(60)와, 상기 초기화 전압 구동부(50)에 연결된 초기화 전압 제어부(50)를 포함한다.
초기화 전압 제어부(50)는 신호 제어부(40)로부터 공급되는 초기화 구동 제어 신호(CONT3)에 응답하여 구동되고, 초기화 전압 구동부(60)의 동작을 제어한다.
그리고 초기화 전압 제어부(50)는 표시 패널의 RGB 화소별로 서로 다른 초기화 전압을 산출하여 결정한다. 이를 위하여 초기화 전압 제어부(50)는 표시 패널로 시험용 초기화 전압(TVinit)을 인가하고 시험용 데이터 전압(TDATA)을 공급하여 시험 영상을 표시하게 한다. 그래서 시험 영상으로부터 표시 패널의 RGB 화소별 시험용 영상 정보(TI)를 취득하여 RGB 화소별로 서로 다른 초기화 전압을 산출한다. 도 2의 실시 예의 표시 패널 구조를 참조하면, 이때 초기화 전압 제어부(50)가 결정하는 초기화 전압은 프레임당 영상을 표시하는 표시 패널 전체를 기준한다.
표시 패널의 색상 화소별로 전달되는 초기화 전압을 다르게 설정하기 위한 이전 단계로서, 초기화 전압 제어부(50)는 표시 패널에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압 편차 특성과 표시 패널 색상 화소별로 산포 특성을 측정한다.
이를 위하여 초기화 전압 제어부(50)는 신호 제어부(40)에서 전달되는 초기화 구동 제어 신호(CONT3)에 응답하여 표시 패널이 화소의 문턱 전압 산포 측정을 위한 시험용 영상을 표시하게 한다.
또한 상기 시험용 영상의 구현을 위해 초기화 전압 제어부(50)는 시험용 데이터 신호(TDATA)와 시험용 초기화 전압(TVinit)을 설정할 수 있다.
상기 시험용 데이터 신호(TDATA)는 데이터 구동부(30)에 전달하여 표시 패널이 영상 데이터 신호(DATA2)에 따른 영상을 표시하기 이전에 먼저 시험용 영상을 표시하도록 한다. 즉, 상기 시험용 데이터 신호(TDATA)는 데이터 구동부(30)를 통해 각 RGB 화소에 전달되고, 그에 따른 데이터 전압에 대응하여 표시 패널(10)의 각 RGB 화소는 시험용 영상을 표시하게 된다.
또한 상기 시험용 초기화 전압(TVinit)은 표시 패널(10)에 포함된 각 RGB 화소에 인가되는데, 이는 각 RGB 화소별 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포 특성을 측정하기 위함이다. 상기 시험용 초기화 전압(TVinit)은 초기화 전압 구동부(60)를 통해 표시 패널의 각 화소에 인가된다.
그런 다음, 초기화 전압 제어부(50)는 표시 패널(10)에서 표시된 시험용 영상으로부터 영상 정보(TI)를 취득하여 분석한 후, 표시 패널에 포함된 RGB 화소별로 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 편차를 측정한다. 상기 영상 정보(TI)는 상기 시험용 초기화 전압에 대응하여 상기 시험용 데이터 신호에 따른 데이터 전압으로 발광할 때의 시험용 영상의 휘도 정보일 수 있다.
초기화 전압 제어부(50)는 상기 영상 정보(TI)를 이용하여 표시 패널의 문턱 전압 산포 특성에 따른 RGB 화소별로 상이한 초기화 전압값을 산출해낸다.
상기 RGB 화소별로 산출된 초기화 전압값에 대한 초기화 전압 정보는 초기화 전압 구동부(60)에 전달된다. 초기화 전압 제어부(50)는 상기 RGB 화소별로 서로 다르게 결정된 초기화 전압에 대한 정보를 초기화 전압 구동부(60)에 전달하여 초기화 전압 구동부의 구동을 제어한다.
상기 초기화 전압 정보는 적색 화소에 인가되는 초기화 전압 정보(RVI), 녹색 화소에 인가되는 초기화 전압 정보(GVI), 청색 화소에 인가되는 초기화 전압 정보(BVI)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예로서, RGB 화소별로 초기화 전압 구동부(60)를 통해 인가되는 초기화 전압의 공급을 제어하는 초기화 제어 신호를 별도의 제어선을 통해 전달하는 경우라면, 초기화 전압 제어부(50)는 상기 초기화 제어 신호를 생성하여 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 초기화 제어 신호의 제어에 따라 초기화 전압을 공급하는 실시 예는 소정의 화소 영역별로 초기화 전압을 다르게 공급할 수 있는 경우이다. 즉, 화소 단위, 복수의 화소가 포함된 화소 라인 단위, 복수의 화소가 포함된 화소 블록 단위를 상기 소정의 화소 영역으로 설정할 경우, 화소 영역에 포함된 화소에 초기화 제어 신호를 전달함으로써 상기 화소 영역에 서로 다른초기화 전압을 공급할 수 있다. 이때 본 발명의 실시 예에서 소정의 화소 영역에 인가되는 초기화 전압은 상기 화소 영역에 포함된 RGB 화소별로 다르게 설정될 수 있다.
그런데, 도 2의 실시 예에 따른 표시 장치는 초기화 전압의 공급 제어를 해당 화소 라인의 이전 화소 라인에 대응하는 주사선을 통해 전달되는 주사 신호를 이용하므로 프레임별로 초기화 전압을 다르게 결정하여 인가하게 된다. 그리고, 프레임별로 다르게 인가되는 초기화 전압은 다시 전체 표시 패널에 포함된 RGB 화소별로 다르게 산출되어 초기화 전압 배선을 통해 표시 패널의 복수의 RGB 화소 각각에 인가된다.
구체적인 도 2의 실시 예에 따른 초기화 전압 제어부(50)의 구성과 그 기능은 도 4에서 후술하도록 한다.
한편, 초기화 전압 구동부(60)는 복수의 초기화 전압 배선, 즉 제1 초기화 전압 배선(RV), 제2 초기화 전압 배선(GV), 제3 초기화 전압 배선을 통해 표시 패널(10)의 복수의 RGB 화소 각각에 색상 화소별로 서로 다른 초기화 전압을 분배하여 인가한다.
초기화 전압 구동부(60)는 상기 적색, 녹색, 및 청색 화소에 인가되는 초기화 전압 정보를 바탕으로 기준전압을 분배하여 각 RGB 화소별로 대응하는 초기화 전압을 공급한다.
본 발명의 실시 형태에 따라서는 RGB 화소별로 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 산포 특성을 측정하기 위하여 표시 패널의 소정의 영역을 설정하고 상기 소정의 영역을 통해 시험용 영상을 표시하여 영상 정보를 취득할 수 있다. 그럴 경우 상기 소정의 영역은 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소를 적어도 각각 하나 이상 포함하는 화소 라인 단위, 상기 화소 라인이 복수 개 포함된 블록 단위, 또는 하나의 프레임에 구동하는 전체 화소 단위로 규정될 수 있다. 본 발명의 초기화 전압 제어부(50)는 상기 소정의 영역에 따라 서로 다른 초기화 전압을 결정한 이후에 다시 각 색상 화소별로 달라지는 전압 레벨에 근거하여 결정된 초기화 전압을 다시 색상 화소별로 다르게 산출할 수 있다.
도 3은 도 2의 표시 장치 중 표시 패널(10)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하여 알 수 있듯이, 표시 패널(10)은 하나의 화소 라인에 적색 화소(R_PX), 녹색 화소(G_PX), 청색 화소(B_PX)가 순차적으로 반복 배열된 구조로서, 표시 패널은 RGB 가 배열된 화소 라인을 복수 개 포함하고 있다.
복수의 적색 화소(R_PX) 각각은 하나의 제1 초기화 전압 배선(RV)에 연결되고, 복수의 녹색 화소(G_PX) 각각은 하나의 제2 초기화 전압 배선(GV)에 연결되며, 복수의 청색 화소(B_PX) 각각은 하나의 제3 초기화 전압 배선(BV)에 연결된다.
그래서, 각 색상 화소의 구동 트랜지스터의 산포를 보상하기 위하여 다르게 산출된 각 색상 화소별 초기화 전압들은 상기 제1 초기화 전압 배선(RV), 제2 초기화 전압 배선(GV), 제3 초기화 전압 배선(BV)을 통해 전달된다.
상기 도 2의 표시 장치에서 초기화 전압 제어부(50)의 구체적인 구성과 기능은 도 4의 블록도에서 개략적으로 나타내었다.
도 4를 참조하면, 초기화 전압 제어부(50)는 산포 측정부(501), 저장부(503), 및 초기화 전압 설정부(505)로 구성된다.
초기화 전압 제어부(50)는 신호 제어부(40)로부터 전달된 초기화 구동 제어 신호(CONT3)의 제어에 따라 동작한다.
초기화 전압 제어부(50)의 산포 측정부(501)는 표시 패널(10)에 포함된 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차(산포)를 측정한다.
구체적으로 산포 측정부(501)는 RGB 화소별로 표시 패널(10) 전체에서 화소의 문턱 전압 산포를 측정하지만, 다른 실시 예로서 소정의 영역을 결정하여 영역 단위로 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포를 측정할 수 있다. 상기 소정의 영역은 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소가 적어도 하나 이상 포함된 영역일 수 있다.
산포 측정부(501)는 시험용 데이터 전압(TDATA)과 시험용 초기화 전압(TVinit)의 설정값을 결정하고, 이들 시험용 데이터 전압과 시험용 초기화 전압을 공급한다.
상기 시험용 데이터 전압(TDATA)은 데이터 구동부(30)를 통해 표시 패널(10)에 전달된다.
상기 시험용 데이터 전압(TDATA)은 표시 패널에 포함되는 복수의 RGB 화소 각각의 데이터 선에 시험용으로 공급되는 데이터 전압으로서, 전체 화소가 동일한 소정의 타겟 휘도로 발광할 수 있는 동일 계조 정보를 가지는 데이터 전압이다.
또한 상기 시험용 초기화 전압(TVinit)은 표시 패널에 포함되는 복수의 RGB 화소 각각의 구동 전류를 초기화시킬 수 있도록 초기화 전압 구동부(60)를 통해 상기 복수의 RGB 화소에 동일하게 전달된다. 도 2에 따른 본 발명의 표시 장치에서 표시 패널은 제1 내지 제3 초기화 전압 배선(RV, GV, BV)을 통해 초기화 전압 구동부(60)와 연결되어 있으므로, 상기 시험용 초기화 전압(TVinit)은 제1 내지 제3 초기화 전압 배선(RV, GV, BV)을 통해 공통된 전압값으로 인가된다.
표시 패널의 특성과 종류에 따라서 표시 패널에 포함되는 화소의 구동을 초기화시키는 방법은 다양할 수 있으므로 상기 시험용 초기화 전압이 인가되는 방식도 특별히 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예와 같이, 화소가 유기 발광 소자와 같은 자발광 소자인 경우, 시험용 초기화 전압은 유기 발광 소자에 전달되는 구동 전류를 일정한 값으로 초기화시킬 수 있도록 제어 소자(구동 트랜지스터)에 인가될 수 있다.
산포 측정부(501)가 표시 패널(10)에 포함되는 RGB 화소에 소정의 시험용 데이터 전압과 소정의 시험용 초기화 전압을 전달하면, 표시 패널(10)에 포함된 RGB 각 화소는 시험용 초기화 전압으로 초기화된 후 시험용 데이터 전압에 따른 영상을 표시한다.
그런 다음 산포 측정부(501)는 표시 패널(10)에 표시된 시험용 영상에 대한 시험 영상 정보(TI)를 취득한다. 즉, 표시 패널(10)의 소정의 RGB 화소 영역이 표시하는 시험 영상의 휘도를 분석한다. 구체적으로 시험용 데이터 전압값에 대응하는 타겟 휘도에 대비하여 RGB 화소들이 실제 어떠한 휘도값을 가지는지 측정한다. 타겟 휘도는 시험용 데이터 전압에 대응하는 계조 정보에 따라 이상적으로 발광하였을 때의 목표 휘도를 말한다.
산포 측정부(501)는 시험용 데이터 신호(TDATA)와 시험용 초기화 전압(TVinit)의 설정을 다르게 조정하면서 표시 패널에 포함된 RGB 각 화소의 시험용 영상으로부터 휘도를 반복적으로 분석할 수 있다. 이때 다른 실시 예로서 표시 패널에 소정의 영역을 결정한 경우라면, 산포 측정부(501)는 표시 패널의 소정의 영역별로 시험용 데이터 신호(TDATA)와 시험용 초기화 전압(TVinit)의 설정을 다르게 조정하여 시험용 영상으로부터 반복적으로 휘도를 분석할 수 있다.
산포 측정부(501)가 표시 패널의 시험용 영상에서 휘도를 분석할 때, 산포 측정부에서 전달하는 전압 설정값(시험용 데이터 전압 및 시험용 초기화 전압)들을 제외한 표시 패널의 모든 구동 조건 및 구동 시간은 항상 동일하게 고정된다. 즉, 외부 구동 전원, 화소 회로 구조, 배선 등의 구동 환경과, 초기화 시간, 문턱 전압 보상 시간, 주사(스캔) 및 데이터 기입 시간, 발광 시간 등의 구동 시간이 항상 일정하게 고정된 상태로 반복적인 시험 영상을 표시하게 한다.
산포 측정부(501)에서 시험용 영상의 휘도를 분석하는 과정을 통해 취득되는 계조 정보 및 설정 전압값들은 저장부(503)에 전달되어 저장된다.
저장부(503)는 산포 측정부(501)에 연결되고 산포 측정부(501)로부터 표시 패널의 시험용 영상에 대한 각종 영상 정보를 반복적으로 전달받아 룩업 테이블 형태로 저장할 수 있다. 저장부(503)에 저장된 룩업 테이블은 소정의 휘도값을 가진 시험용 데이터 전압에 대응하여 표시 패널의 복수의 RGB 화소 각각에서 실제 표시되는 계조값으로서, 표시 패널의 RGB 화소가 인가되는 초기화 전압이 달라짐에 따라 변화하는 계조 정보의 관계를 나타낸다.
표시 패널의 각 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 특성이 각각 상이하기 때문에 시험용 데이터 전압에 따른 영상에서 계조 얼룩이 발생하는 현상이 있을 수 있다. 또한 RGB 화소별로 특성 차이가 있기 때문에 동일한 시험용 데이터 전압에 따른 시험 영상의 표시에서 휘도 차이가 있을 수 있다.
따라서, 타겟 휘도의 소정의 임계 범위를 설정하고 실제 휘도가 이러한 임계 범위를 벗어나는 정도에 따라 표시 패널에서 RGB 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차가 있는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예로서, 실제 휘도가 타겟 휘도의 임계 범위를 벗어나는 수준을 구분하여 소정의 그룹으로 묶고, 해당 그룹에 속하는 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 특성이 상호 유사한 것으로 취급할 수 있다. 그리하여 상기 소정의 그룹은 RGB 화소를 포함하는 화소 라인 단위, 또는 화소 라인을 복수 개 포함하는 블록 단위로 설정할 수 있다.
그렇지만, 도 4의 블록도는 도 2의 표시 장치에 따른 초기화 전압 제어부(50)의 구성을 나타낸 것이므로, RGB 화소를 포함하는 구조의 표시 패널 전체에 프레임별로 인가되는 초기화 전압을 다르게 산출하는 경우를 설명하는 것이다.
따라서, 초기화 전압 설정부(505)는 RGB 화소가 순차로 배열된 표시 패널 전체에 대하여 프레임당 인가되는 초기화 전압을 계조 얼룩의 발생 정도에 따라 다르게 결정할 수 있다. 여기서 계조 얼룩의 발생은 프레임당 표시 패널 전체에 포함된 화소의 구동 트랜지스터 문턱 전압이 충분히 보상되지 않아 휘도 편차가 임계 범위를 넘어선 것을 의미한다. 초기화 전압 설정부(505)는 산포 측정부(501)가 초기화 전압을 달리하면서 표시 패널의 영상을 표시할 때 계조 얼룩이 발생하지 않는 수준으로 해당 프레임의 초기화 전압을 결정할 수 있다.
또한, 초기화 전압 설정부(505)는 상기 프레임당 인가되는 초기화 전압을 산출한 후, 표시 패널의 RGB 화소별로 전압 레벨의 차이에 근거하여 각각 인가되는 초기화 전압을 다르게 연산한다.
즉, 표시 패널의 RGB 화소들은 동일한 계조값을 가지는 입력 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달받더라도 적색, 녹색, 청색의 각 화소에 적용되는 감마 데이터 전압이 서로 다른 값을 가지게 된다. 일례로 10 계조의 동일한 입력 데이터 신호에 따른 데이터 전압이 인가되는 경우라도, 적색 화소의 감마 데이터 전압은 4V, 녹색 화소의 감마 데이터 전압은 4.1V, 청색 화소의 감마 데이터 전압은 4.2V로 각각 서로 다른 전압 레벨을 가지게 된다. 그래서 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는, RGB 각 화소의 문턱 전압의 산포를 보상하기 위하여 프레임별로 다르게 설정되는 초기화 전압이더라도 이러한 각 색상 화소별로 감마 데이터 전압의 레벨 차이를 반영하여 다시 산출하는 것이다.
초기화 전압 설정부(505)는 표시 패널(10)에 대한 시험용 영상을 반복적으로 표시하게 함으로써 취득되는 각 화소의 초기화 전압에 대한 계조 정보와 더불어 각 RGB 화소의 감마 전압 레벨 차이를 이용하여 RGB 화소별 문턱 전압 편차의 보상을 위한 초기화 전압값을 산출한다.
이렇게 산출된 RGB 화소별로 상이한 초기화 전압값에 대한 정보는 초기화 전압 구동부(60)에 전달된다.
본 발명에 따른 다른 일 실시 예에 의하면, 초기화 전압 설정부(505)는 표시 패널에 설정한 소정의 영역별로(즉, 화소 라인별, 블록별, 프레임별로) 해당 영역의 초기화 전압을 다르게 산출할 수 있다. 그럴 경우 초기화 전압 설정부(505)는 표시 패널의 초기화 전압 제어의 영역을 결정하고 난 뒤, 룩업 테이블을 이용하여 각 영역별로 계조 얼룩이 발생되기 직전의 초기화 전압을 실제 인가되는 초기화 전압값으로 결정할 수 있다. 더불어 초기화 전압 설정부(505)는 이러한 각 영역별로 결정된 초기화 전압값에 대해 RGB 화소별로 서로 다른 전압 레벨에 근거하여 서로 다르게 다시 산출할 수 있다. 즉, 소정의 영역, 일례로 하나의 화소 라인에 해당하는 영역으로서 1화소 라인, 2화소 라인, 3화소 라인에서 각각 계조 얼룩이 다르게 발현되었다면, 초기화 전압 설정부(505)는 초기화 전압의 제어 대상 영역을 화소 라인 단위로 설정하고, 각 화소 라인에 인가되는 초기화 전압을 결정할 수 있다.
상기 예에서 1화소 라인, 2화소 라인, 3화소 라인에 각각 포함된 화소들의 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 서로 상이하므로 동일한 보상 및 구동 시간으로 표시 패널을 구동시키더라도 상기 화소 라인마다 표시되는 영상의 계조 얼룩이 다르게 발생할 수 있다. 그럴 경우 초기화 전압 설정부(505)는 화소 라인별로 동일한 보상 기간 동안 문턱 전압이 모두 보상되도록 초기화 전압을 다르게 결정한다. 더불어, 초기화 전압 설정부(505)는 상기 화소 라인에 포함된 RGB 화소의 특성 차이로 인한 감마 데이터 전압 차이를 보상하기 위해서, 상기 결정된 초기화 전압을 RGB 화소별로 다시 산출하여 각각의 색상 화소별로 연결된 제어 인가하도록 연산할 수 있다.
도 4에서 초기화 전압 설정부(505)는 프레임별 서로 다르게 산출된 초기화 전압에 대하여 다시 RGB 화소별로 산출된 초기화 전압에 관한 정보(RVI, GVI, BVI)를 초기화 전압 구동부(60)에 전달한다.
그러면 초기화 전압 구동부(60)는 표시 패널(10)의 RGB 각 화소별로 적색 화소에 대한 초기화 전압 정보(RVI)에 따른 초기화 전압(RVinit), 녹색 화소에 대한 초기화 전압 정보(GVI)에 따른 초기화 전압(GVinit), 및 청색 화소에 대한 초기화 전압 정보(BVI)에 따른 초기화 전압(BVinit)을 각각 대응하는 초기화 전압 배선을 통해 전달한다.
도 5는 도 2의 표시 장치의 표시 패널(10)에 포함된 화소(70)의 구성을 나타낸 회로도이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 각 화소의 문턱 전압의 편차의 보상 대상이 되는 표시 패널에 포함된 화소의 대표적인 회로 구조를 나타낸 회로도이다.
도 5의 화소 회로도를 참조하면 RGB 화소별로 서로 다른 전압값으로 산출되어 인가되는 초기화 전압이 인가됨으로써 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차가 보상되어 표시 영상의 계조 얼룩이 개선되는 것을 알 수 있다. 구체적으로 도 5의 화소는 n번째 화소 라인에 포함된 복수의 화소 중 m번째 열에 해당하는 청색 화소를 예로 든 것이지만, 이러한 실시 예에 반드시 한정되는 것은 아니고 본 발명에 따른 문턱 전압 편차 보상 기능을 수행할 수 있는 회로 소자로 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
도 5의 화소는 유기 발광 다이오드(OLED)와 이를 구동하는 구동회로로 이루어지는데, 상기 구동회로는 4개의 트랜지스터(M1 내지 M4)와 2개의 커패시터(Cst, Ch)로 구성된다.
도 5의 화소 회로에 추가적으로 발광 제어 신호에 의해 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 구동 전류를 제어하는 발광 제어 트랜지스터를 적어도 하나 이상 추가하여 6개의 트랜지스터와 2개의 커패시터로 구성되는 6TR2CAP 구조도 가능하다.
도 5의 화소 회로는 도 2의 표시 장치에서 n-1번째 주사선(Sn-1), n번째 주사선(Sn), 및 m번째 데이터 선(Dm)이 상호 교차하는 영역에 위치하고, n-1번째 주사선(Sn-1), n번째 주사선(Sn), 및 m번째 데이터 선(Dm)과 청색 화소에 연결되는 제3 초기화 전압 배선(BV)에 각각 연결된 화소(70)에 관한 것이다.
도 5의 실시 예와 같은 화소로 구성된 표시 패널의 영상 보상은 유기 발광 다이오드의 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 초기화 전압을 각 색상 화소에 따라 상이하게 제어함으로써 이루어진다.
구체적으로 도 5의 화소는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 유기 발광 다이오드(OLED)로 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터(M1)를 포함한다. 그리고, 스위칭 트랜지스터(M2), 문턱전압 보상 트랜지스터(M3), 초기화 트랜지스터(M4), 저장 커패시터(Cst), 및 홀드 커패시터(Ch)를 포함한다.
구동 트랜지스터(M1)는 제3 노드(N3)에 연결된 게이트 전극, 외부에서 공급되는 하이 레벨의 구동 전원 전압(ELVDD) 공급원이 연결된 제1 전극(달리 말하면, 제1 노드(N1)에 연결됨), 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결된 제2 전극(달리 말하면, 제4 노드(N4)에 연결됨)을 포함한다. 구동 트랜지스터(M1)는 턴 온 되었을 때 제3 노드(N3)에 기입되는 데이터 신호에 따른 데이터 전압의 구동 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)에 전달하여 소정의 휘도의 빛으로 발광시킨다.
스위칭 트랜지스터(M2)는 복수의 주사선 중 도 5의 화소(70)가 포함된 화소 라인에 대응하는 n번째 주사선(Sn)에 연결되는 게이트 전극(달리 말하면, 제2 노드(N2)에 연결됨), 복수의 데이터 선 중 대응하는 m번째 데이터 선(Dm)에 연결되는 제1 전극, 및 상기 제1 노드(N1)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 턴 온 되었을 때 상기 데이터 선(Dm)을 통해 데이터 신호에 따른 데이터 전압(D[m])을 구동 트랜지스터(M1)의 제1 전극이 연결된 제1 노드(N1)에 전달한다.
한편, 스위칭 트랜지스터(M2)는 데이터 신호에 따른 데이터 전압(D[m])을 전달하기 이전에, 문턱 전압의 편차를 보상하기 위한 초기화 전압을 산출하기 위해서 초기화 전압 제어부(50)에서 설정하여 공급하는 시험용 영상 데이터 전압(TDATA)를 전달할 수 있다. 이를 위하여 표시 패널의 각 화소가 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 데이터 기입 기간 이전에 별도의 초기화 전압 산출 기간을 구비할 수 있다. 그래서, 상기 초기화 전압 산출 기간 동안 전체 표시 패널의 각 화소에 전달되는 주사 신호를 모두 게이트 온 전압 레벨로 전달하고, 각 화소의 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴 온 시킬 수 있다. 그러면 표시 패널에 포함된 각 화소의 스위칭 트랜지스터(M2)는 상기 시험용 영상 데이터 전압(TDATA)를 구동 트랜지스터에 전달하고, 유기 발광 다이오드(OLED)가 상기 시험용 영상 데이터 전압(TDATA)에 따른 구동 전류로 발광하게 할 수 있다. 상술한 바와 같이 표시 패널에 상기 시험용 영상 데이터 전압(TDATA)에 따른 시험 영상을 표시하게 함으로써 초기화 전압 산출에 필요한 시험 영상 정보를 취득할 수 있다.
문턱전압 보상 트랜지스터(M3)는 복수의 주사선 중 도 5의 화소(70)가 포함된 화소 라인에 대응하는 n번째 주사선(Sn)에 연결되는 게이트 전극(달리 말하면, 제2 노드(N2)에 연결됨), 상기 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 연결된 제3 노드(N3)에 연결된 제1 전극, 및 상기 구동 트랜지스터(M1)의 제2 전극에 연결된 제4 노드(N4)에 연결된 제2 전극을 포함한다.
상기 n번째 주사선(Sn)을 통해 해당 화소(70)가 포함된 화소 라인에 대응하는 주사 신호(S[n])가 게이트 온 전압 레벨로 전달됨으로써, 상기 스위칭 트랜지스터(M2)와 상기 문턱전압 보상 트랜지스터(M3)는 동시에 턴 온 된다. 문턱전압 보상 트랜지스터(M3)는 턴 온 되었을 때 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극과 제2 전극을 연결하여 구동 트랜지스터(M1)가 다이오드가 되도록 한다. 그러면 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극과 드레인 전극이 다이오드 연결되고 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 대응하는 전압값으로 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 연결된 저장 커패시터(Cst)를 충전한다. 그래서 영상 신호에 따른 데이터 전압의 인가시 이미 충전되어 있는 각 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 의해 문턱 전압 편차가 보상되어 정확한 데이터 전압에 따른 휘도로 빛을 방출하게 된다.
한편 초기화 트랜지스터(M4)는 해당 화소(70)가 포함된 화소 라인에 대응하는 주사선의 이전 주사선인 n-1번째 주사선(Sn-1)에 연결되는 게이트 전극, 청색 화소에 대응하는 초기화 전압을 전달하는 제3 초기화 전압 배선에 연결되는 제1 전극, 및 상기 제3 노드(N3)에 연결되는 제2 전극을 포함한다. 상기 n-1번째 주사선(Sn-1)을 통해 인가되는 주사 신호(S[n-1])가 게이트 온 전압 레벨로 전달되면 초기화 트랜지스터(M4)는 턴 온 된다. 그래서 초기화 트랜지스터(M4)는 상기 제3 초기화 전압 배선을 통해 초기화 전압 제어부(50)에서 산출된 청색 화소에 인가되는 초기화 전압(BVinit)을 제3 노드(N3)에 전달한다.
상기 제3 노드(N3)에 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 연결되었으므로, 상기 제3 노드(N3)에 전달된 초기화 전압(BVinit)에 의해 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 기입된 이전 데이터 전압이 초기화된다.
홀드 커패시터(Ch)는 제2 노드(N2)에 연결된 일전극과 상기 제3 노드(N3)에 연결된 타전극을 포함한다. 따라서, 상기 제3 노드(N3)에 인가된 청색 화소에 대응하여 산출된 초기화 전압(BVinit)을 소정의 기간 동안 유지할 수 있다.
한편, 저장 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 제1 전극이 연결된 구동 전원 전압(ELVDD) 공급원에 연결된 일전극 및 상기 제3 노드(N3)에 연결된 타전극을 포함한다. 저장 커패시터(Cst)는 양 전극에 인가되는 전압차에 따른 전압을 충전하므로, 제3 노드(N3)에 인가되는 전압 변화에 따라 달라지는 전압과 구동 전원 전압(ELVDD)의 차이만큼의 전압을 일정기간 저장한다.
도 5에서 화소를 구성하는 트랜지스터는 PMOS 트랜지스터이지만 이는 하나의 실시 예일 뿐이며, NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 따라서, 도 5에서 트랜지스터를 턴 온 시키는 게이트 온 전압은 소정의 로우 레벨이지만, 구성 트랜지스터의 종류가 바뀌면 게이트 온 전압 레벨은 반대가 된다.
도 6은 표시 장치의 표시 패널에 포함된 화소에서 일반적으로 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 범위가 달라지는 것을 설명하는 그래프이다.
도 6의 그래프를 설명함에 있어 상기 도 5의 화소 구조를 이용하기로 한다.
시점 t1 이전에 도 5의 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 주사선의 이전 주사선인 n-1번째 주사선으로 전달되는 n-1번째 주사 신호(S[n-1])가 PMOS 트랜지스터의 게이트 온 전압 레벨인 로우 상태로 인가되면 해당 화소의 초기화 트랜지스터(M4)로 초기화 전압(Vinit)이 인가된다. 도 5에서는 초기화 전압이 본 발명의 실시 예에 따라 산출된 청색 화소에 대응하는 초기화 전압(BVinit)이지만, 도 6의 그래프는 일반적으로 초기화 전압을 제어하지 않고 고정된 초기화 전압(Vinit)값이 인가되는 경우를 말한다.
그러면 시점 t1 이전에 제3 노드(N3), 즉 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 연결된 접점으로 고정된 초기화 전압(Vinit)이 인가된다. 따라서 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극 전압(Vg)은 고정된 초기화 전압(Vinit)으로 유지된다.
그런 다음, 시점 t1에 도 5의 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 주사선인 n번째 주사선으로 전달되는 n번째 주사 신호(S[n])가 로우 상태로 천이된다. 그러면 도 5의 화소에서 스위칭 트랜지스터(M3)와 문턱전압 보상 트랜지스터(M3)가 동시에 턴 온 된다. 이로 인해 제3 노드(N3) 전압, 즉 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극 전압(Vg)은 고정된 초기화 전압(Vinit)에서 화소의 데이터 선(Dm)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)에 대응하는 전압값으로 점차 높아지게 된다. 그래서 제3 노드(N3)에 연결된 저장 커패시터(Cst)는 점차 충전되기 시작한다. 문턱전압 보상 트랜지스터(M3)로 인한 구동 트랜지스터(M1)의 다이오드 연결 때문에 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극 전압(Vg)은 데이터 전압(Vdata)에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth1)을 뺀 전압값(Vdata-Vth1)만큼 상승한다. 도 6의 그래프에 도시된 바와 같이 일반적인 표시 장치의 화소마다 문턱 전압이 상이하므로 다른 화소의 경우 문턱 전압이 Vth2일 수 있다.
따라서, 표시 장치의 각 화소에 전달되는 영상 신호에 따른 데이터 전압이 동일하다 하더라도 각 화소에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱 전압(대표값으로 Vth라 함)의 공정 산포로 인해 데이터 기입 기간에 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 전압(Vg)이 Vdata-Vth가 되어 화소마다 상이하게 된다.
이러한 구동 트랜지스터의 문턱 전압 산포로 인한 문제는, 도 7의 그래프에서 보듯이 표시 장치의 화소에 인가되는 데이터 전압의 계조별로 발생될 수 있다.
도 7은 표시 장치의 화소에 인가되는 데이터 전압이 고계조((a)그래프) 또는 저계조((b)그래프)에 따라 문턱 전압의 보상 정도가 달라져서 초기화 전압이 계조 범위에 따라 다르게 제어되어야 하는 것을 보여준다.
도 7에서 고정된 초기화 전압(Vinit)을 인가하기 위해 전달되는 n-1번째 주사선의 주사 신호(S[n-1])는 도 6에서 설명했으므로 생략하였다.
도 7에서 고계조의 데이터 전압이 인가되는 경우를 나타내는 (a)그래프와 저계조의 데이터 전압이 인가되는 경우를 나타내는 (b)그래프 모두 고정된 초기화 전압(Vinit)이 인가된다.
그러나, 고계조 데이터 전압(HVdata)과 저계조 데이터 전압(LVdata)은 각각 서로 다른 전압 레벨을 가지기 때문에(저계조 데이터 전압(LVdata)값이 더 크다), 도 7의 (b) 그래프와 같이 저계조 데이터 전압이 인가될수록 화소의 문턱 전압 보상이 충분하지 못하게 된다.
그러므로 저계조 데이터 전압(LVdata)을 인가하는 경우에도 충분한 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상이 이루어질 수 있도록 저계조 데이터 전압(LVdata), 즉 높은 레벨의 전압일수록 초기화 전압을 소정의 값으로 높게 조정하여 (b) 그래프와 같이 제어된 초기화 전압(conVinit)을 인가해야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치에서 초기화 전압 제어부(50)는 저계조 데이터 전압(LVdata)이 인가되는 경우에 충분한 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상이 이루어질 수 있도록 제어된 초기화 전압(conVinit)을 산출할 수 있다. 이렇게 제어된 초기화 전압(conVinit)을 사용하게 되면 저계조에 대한 휘도 편차가 사라지게 된다.
그러나 본 발명에서는 이러한 영상 데이터 신호의 계조 전압에 따른 문턱 전압의 편차 보상 이외에 RGB 화소별로 달라지는 전압 레벨에 대응하여 초기화 전압값을 산출한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 표시 장치의 RGB 화소 각각에 대해 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차 보상을 설명하는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치에서 RGB 화소 각각에 대해 초기화 전압을 제어하여 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 방식을 간략히 보여준다.
예를 들어 256 계조 범위를 가지는 데이터 전압이 인가되는 경우, n-1번째 주사 신호(S[n-1])에 응답하여 RGB 화소에 대해 고정된 초기화 전압(Vinit)이 인가되면 각 RGB 화소의 구동 트랜지스터의 게이트 전극 전압(Vg)은 최종적으로 동일한 Vdata-Vth 전압값을 가지지 못하는 문제가 발생한다. 즉, 동일한 입력 데이터 전압이 인가되더라도 룩업 테이블을 통해 RGB 화소에 적용되는 감마 데이터 전압값은 각각 다르기 때문이다.
도 8에서 보듯이 동일한 계조를 표시하는 입력 데이터 신호가 인가되더라도 적색 화소의 데이터 전압(RedVdata)이 가장 낮고 청색 화소의 데이터 전압(BluVdata)이 가장 높게 된다. 이러한 전압 레벨의 차이로 인한 문턱 전압 보상의 편차를 개선하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는, 초기화 전압 제어부(50)에서 각 RGB 화소별로 인가되는 초기화 전압을 산출해낸다.
즉, 본 발명의 표시 장치는 고정된 초기화 전압(Vinit)에서 화살표와 같이 RGB 화소의 전압 레벨 특성에 따라 색상 화소별로 초기화 전압, 즉 적색 화소에 인가되는 초기화 전압(RVinit), 녹색 화소에 인가되는 초기화 전압(GVinit), 청색 화소에 인가되는 초기화 전압(BVinit)을 산출하고, RGB 화소별로 상기 산출된 초기화 전압을 인가한다. 그러면 최종적으로 각 RGB 화소의 구동 트랜지스터의 게이트 전극 전압(Vg)값인 Vdata-Vth값이 도 8의 그래프에서 보는 바와 같이 적색 화소에 대해서는 RedVdata-Vth_R, 녹색 화소에 대해서는 GrnVdata-Vth_G, 청색 화소에 대해서는 BluVdata-Vth_B로서 동일하게 되어 색상 화소별로 문턱 전압의 편차로 인한 계조 표현이 정확하게 개선됨을 알 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 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
10: 표시 패널 20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부 40: 신호 제어부
50: 초기화 전압 제어부 60: 초기화 전압 구동부
70: 화소
501: 산포 측정부 503: 저장부
505: 초기화 전압 설정부

Claims (22)

  1. 복수의 제1 색상 화소, 복수의 제2 색상 화소, 복수의 제3 색상 화소를 포함하고, 서로 다른 색상의 화소가 연속적으로 배치된 화소 영역이 반복적으로 배열되어 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 각 화소에 연결된 복수의 주사선에 복수의 주사 신호를 전달하는 주사 구동부;
    상기 표시 패널의 각 화소에 연결된 복수의 데이터선에 복수의 영상 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부;
    상기 표시 패널의 각 화소의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압 편차에 따라 프레임별로 상기 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 설정하고, 상기 설정된 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압, 상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압으로 각각 산출하는 초기화 전압 제어부;
    상기 표시 패널의 각 화소에 연결된 초기화 전압 배선을 통해 상기 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압을 인가하는 초기화 전압 구동부; 및
    상기 주사 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 초기화 전압 제어부의 동작을 각각 제어하는 제어 신호, 및 상기 복수의 영상 데이터 신호를 생성하여 전달하는 신호 제어부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 초기화 전압 배선은,
    상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 인가하는 제1 초기화 전압 배선,
    상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압을 상기 복수의 제2 색상 화소에 인가하는 제2 초기화 전압 배선, 및
    상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압을 상기 복수의 제3 색상 화소에 인가하는 제3 초기화 전압 배선을 포함하는 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 색상 화소에 연결된 제1 초기화 전압 배선, 상기 복수의 제2 색상 화소에 연결된 제2 초기화 전압 배선, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 연결된 제3 초기화 전압 배선은 상기 초기화 전압 구동부에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 패널의 각 화소는 해당 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 해당 주사선 및 그 이전 주사선에 연결되고,
    상기 이전 주사선을 통해 전달되는 제1 주사 신호에 대응하여 상기 초기화 전압 제어부에서 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압 중 대응하는 초기화 전압을 전달받는 표시 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 표시 패널의 각 화소는 상기 해당 주사선을 통해 전달되는 제2 주사 신호에 대응하여 상기 데이터 구동부에서 전달되는 복수의 영상 데이터 신호 중 대응하는 영상 데이터 신호를 전달받는 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 초기화 전압은 상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소 각각의 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되어 이전에 기입된 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 초기화시키는 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 초기화 전압 제어부는,
    상기 표시 패널에 포함된 각 화소에 인가되는 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압에 따른 표시 영상으로부터 휘도를 분석하여 상기 각 화소의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차를 측정하는 산포 측정부; 및
    상기 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차에 따라 프레임별로 전체 표시 패널에 포함된 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 산출하고, 일 프레임에 대한 초기화 전압으로부터 상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 각각 산출하는 초기화 전압 설정부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 초기화 전압 제어부는,
    상기 산포 측정부로부터 전달받은 상기 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압에 따른 휘도 분석 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 산포 측정부는, 상기 시험용 데이터 전압의 타겟 휘도에 대한 실제 휘도를 측정하고, 상기 타겟 휘도의 임계 범위를 벗어나는 정도에 따라 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차를 구분하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 초기화 전압 설정부는, 동일한 계조 데이터 전압에 대해 제1 내지 제3 색상 화소에 따라 달라지는 전압 레벨을 반영하여, 상기 제1 내지 제3 색상 화소 각각에 데이터 전압이 인가되고 난 후의 상기 제1 내지 제3 색상 화소 각각의 구동 트랜지스터의 게이트 전극 전압이 상호 동일해지도록 상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 각각 산출하는 표시 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 초기화 전압 제어부는 상기 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압에 대한 초기화 전압 정보를 상기 초기화 전압 구동부에 전달하고, 초기화 전압 구동부의 동작을 제어하는 표시 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 패널의 각 화소는,
    각 화소에 대응하는 영상 데이터 신호의 구동 전류에 따른 빛을 방출하는 유기 발광 다이오드,
    상기 유기 발광 다이오드에 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터의 소스 전극에 상기 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하기 위해 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하는 문턱전압 보상 트랜지스터, 및
    상기 초기화 전압 제어부에서 산출된 상기 제1 내지 제3 초기화 전압 중 각 화소에 대응하는 초기화 전압을 상기 초기화 전압 구동부로부터 공급받아 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하는 초기화 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 표시 패널의 각 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 화소의 구동 전원 전압 공급원 사이에 연결된 저장 커패시터를 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 표시 패널의 각 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결되고, 상기 초기화 트랜지스터로부터 전달되는 상기 대응하는 초기화 전압을 소정 기간 동안 유지하는 홀드 커패시터를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 초기화 트랜지스터는 상기 각 화소가 포함된 화소 라인에 대응하는 해당 주사선의 이전 주사선을 통해 전달되는 주사 신호에 응답하여 스위칭 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 복수의 제1 색상 화소, 복수의 제2 색상 화소, 복수의 제3 색상 화소를 포함하고, 상기 화소 각각은 유기 발광 다이오드 및 유기 발광 다이오드에 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터를 포함하는 표시 장치의 구동 방법은,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 기입된 이전 프레임 데이터 전압을 초기화시키는 초기화 단계,
    상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 문턱 전압 보상 단계,
    상기 영상 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터에 전달하는 데이터 기입 단계, 및
    상기 유기 발광 다이오드가 상기 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류에 대응하여 빛을 방출하는 발광 단계를 포함하고,
    상기 초기화 단계는,
    상기 화소 각각에 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압을 인가하여 시험 영상을 표시하는 단계;
    상기 시험 영상으로부터 휘도를 분석하여 상기 화소 각각의 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계;
    상기 구동 트랜지스터에 대한 문턱 전압의 편차에 따라 프레임별로 상기 각 화소의 구동을 초기화하는 서로 다른 초기화 전압을 설정하고, 상기 설정된 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압, 상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압, 및 상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압으로 각각 산출하는 단계; 및
    상기 화소 각각에 연결된 초기화 전압 배선을 통해 상기 산출된 제1 내지 제3 초기화 전압을 인가하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소는 서로 다른 색상의 화소가 연속적으로 배치된 화소 영역이 반복적으로 배열된 구조인 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 초기화 전압 배선은,
    상기 복수의 제1 색상 화소에 대응하는 제1 초기화 전압을 상기 복수의 제1 색상 화소에 인가하는 제1 초기화 전압 배선,
    상기 복수의 제2 색상 화소에 대응하는 제2 초기화 전압을 상기 복수의 제2 색상 화소에 인가하는 제2 초기화 전압 배선, 및
    상기 복수의 제3 색상 화소에 대응하는 제3 초기화 전압을 상기 복수의 제3 색상 화소에 인가하는 제3 초기화 전압 배선을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 초기화 단계에서 상기 시험 영상을 표시하는 단계 및 상기 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계는, 상기 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압을 달리하여 반복되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계는, 상기 시험용 초기화 전압과 시험용 데이터 전압에 따른 상기 시험 영상으로부터 분석한 휘도 분석 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 문턱 전압의 편차를 측정하는 단계는, 상기 시험용 데이터 전압의 타겟 휘도에 대한 실제 휘도를 측정하고, 상기 타겟 휘도의 임계 범위를 벗어나는 정도에 따라 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 편차를 구분하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 각각 산출하는 단계는,
    동일한 계조 데이터 전압에 대해 제1 내지 제3 색상 화소에 따라 달라지는 전압 레벨을 반영하여, 상기 복수의 제1 내지 제3 색상 화소 각각에 데이터 전압이 인가되고 난 후의 상기 제1 내지 제3 색상 화소 각각의 구동 트랜지스터의 게이트 전극 전압이 상호 동일해지도록 상기 제1 내지 제3 초기화 전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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