KR20160082809A - 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 화소가 발광 소자와 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터를 포함하는 표시패널과, 각 화소에 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동부, 각 화소에 접속된 센싱 라인을 이용하여 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 각각 센싱하고 각 화소에 접속된 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, 입력된 영상 데이터를 정렬하여 데이터 구동부에서 공급하되 데이터 구동부에서 센싱된 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 대응하여 영상 데이터를 보상하고 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 따라 영상 데이터의 평균 화상 레벨에 따른 목표 피크 휘도를 조절하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치 {DISPLYA DEVICE}

본 발명은 영상을 표시하는 표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 타입의 표시장치가 활용되고 있다.

예를 들어 유기발광표시장치를 구성하는 다수의 화소들 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 유기발광 다이오드(OLED)와, 이 OLED를 구동하는 구동회로를 포함한다. 이때 유기발광표시장치와 같은 자발광 표시장치에서 화소에 포함되는 유기발광 다이오드가 열화되어 표시장치의 수명이 줄어드는 문제점이 있었다. 특히 각 화소가 둘 이상의 서브화소들을 포함할 때 서브화소들의 열화 편차 때문에 하나의 서브화소의 열화로 표시장치 자체의 수명이 줄어드는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 특정 계조 이상에서 데이터 전압들을 제어하여 화소에 포함되는 서브화소들의 시간에 따른 열화 편차를 최소화하여 표시장치의 수명이 늘어나는 표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 둘 이상의 서브화소들을 포함하는 둘 이상의 화소들을 구비한 표시패널, 각 서브화소에 접속된 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, 각 서브화소에 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동부 및 입력된 각 서브화소의 영상 데이터를 정렬하여 데이터 구동부에서 공급하되, 특정 제1계조 이상에서 둘 이상의 서브화소들 중 하나의 제1서브화소의 데이터 전압이 일정하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.

이때 타이밍 컨트롤러는, 둘 이상의 서브화소들 중 다른 제2서브화소의 데이터 전압을 높여 제1서브화소를 포함하는 화소의 피크 휘도를 유지하도록 제어할 수 있다.

또한 타이밍 컨트롤러는, 특정 제2계조 이상에서 둘 이상의 서브화소들 중 또다른 하나의 제3서브화소의 데이터 전압이 일정하도록 제어하고, 제2서브화소의 데이터 전압을 높여 제1서브화소 및 제3서브화소를 포함하는 화소의 피크 휘도를 유지하도록 제어할 수 있다.

본 발명은 표시장치에서 특정 계조 이상에서 데이터 전압들을 제어하여 화소에 포함되는 서브화소들의 시간에 따른 열화 편차를 최소화하여 표시장치의 수명이 늘어나는 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따른 표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 백색 유기 발광다이오드(WOLED)와 RGB 컬러필터(CFr, CFg, CFb)를 사용하는 방식을 도시하고 있다.
도 3은 도 2의 각 데이터신호들의 설정을 예시적으로 설명한 도면이다.
도 4는 도 2의 RGBW 서브화소 구조에서 각 서브화소들의 투과율을 나타내고 있다.
도 5는 계조에 따른 피크 휘도 곡선을 도시하고 있다.
도 6은 평균 화상 레벨의 개념을 도시하고 있다.
도 7은 평균 화상 레벨에 따른 PLC(Peak luminance control) 함수를 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 8은 RGBW 서브화소 구조에서 시간에 따른 각 서브화소들의 열화 특성을 도시하고 있다.
도 9는 계조에 따른 색온도 곡선 및 시간 경과후 동일한 데이터 전압 인가시 계조에 따른 색온도 곡선의 변화를 도시하고 있다.
도 10은 일실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구성도이다.
도 11a 및 도 11b는 일실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 APL감소에 따른 화소 구동의 개념도이다.
도 12a 내지 도 12d는 일실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 APL 감소에 따른 계조 표현시 휘도 곡선을 도시하고 있다.
도 13은 작은 APL에서 피크 휘도 표시 시 화이트에 대한 색좌표가 노란색쪽으로 이동하는 것을 도시하고 있다. 도 14는 일반적인 표시패널과 일실시예에 따른 표시패널의 시간에 따른 각 서브화소들의 열화 특성을 도시하고 있다.
도 15는 일실시예에 따른 표시패널에서 시간 경과 후에도 색좌표 이동 상태가 개선된 것을 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 실시예에 따른 표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다. 도 2는 백색 유기 발광다이오드(WOLED)와 RGB 컬러필터(CFr, CFg, CFb)를 사용하는 방식을 도시하고 있다. 도 3은 도 2의 각 데이터신호들의 설정을 예시적으로 설명한 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(100)는, 표시패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140), 메모리(150) 등을 포함한다.

표시패널(110)에는, 데이터 라인들(DL1, DL2, ... , DLm) 및 게이트 라인들(GL1, GL2 ... , GLn)이 형성되고, 데이터 라인들(DL1, DL2, ... , DLm) 및 게이트 라인들(GL1, GL2 ... , GLn)이 교차하는 지점마다 화소들(Pixels)이 형성된다.

데이터 구동부(120)는 데이터 라인들(DL1, DL2, ... , DLm)로 데이터 전압을 공급한다. 이러한 데이터 구동부(120)는 둘 이상의 데이터 구동 집적회로들(DICs: Data Driver Integrated Circuits)을 포함할 수 있다. 데이터 구동부(120)는 디지털 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들(DL1, DL2, ... , DLm) 각각을 통해 각 화소에 공급한다.

게이트 구동부(130)는 게이트 라인들(GL1, GL2 ... , GLn)로 스캔 신호를 순차적으로 공급한다.

타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 영상 데이터의 평균 화상 레벨에 따른 목표 피크 휘도를 조절하므로, 소비전력을 감소시킬 수 있다.

한편, 표시패널(110)에 형성된 화소들에는 적어도 하나의 구동 트랜지스터(Driving Transistor)를 포함하는 구동회로가 구성되어 있다. 여기서, 화소 내 구동회로는, 적어도 하나의 구동 트랜지스터 이외에, 회로 설계 방식 또는 표시장치 종류 등에 따라, 적어도 하나의 캐패시터 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등을 더 포함할 수도 있다.

표시 패널(110)은 광효율을 증가시키면서 순색의 휘도 저하 및 색감 저하를 방지하기 위해 적색 서브화소(SPr), 녹색 서브화소(SPg), 청색 서브화소(SPb) 및 백색 서브화소(SPw)(이하 RGBW 서브화소로 약기)을 포함하는 서브화소 구조로 구현될 수 있다. 이때 RGBW 서브화소(SPr, SPg, SPb, SPw)는 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 유기 발광다이오드 또는 도 2에 도시한 바와 같이 백색 유기 발광다이오드(WOLED)와 RGB 컬러필터(CFr, CFg, CFb)를 사용하는 방식으로 구현될 수 있다.

이때 RGB 서브화소(SPr, SPg, SPb)은 백색 유기 발광다이오드(WOLED)로부터 출사된 백색의 광을 적색, 녹색 및 청색으로 변환시키므로 RGB 컬러필터(CFr, CFg, CFb)가 포함된다. 이와 달리, W 서브화소(SPw)은 백색 유기 발광다이오드(WOLED)로부터 출사된 백색의 광을 그대로 출사하므로 컬러필터가 미포함된다.

앞서 설명된 표시장치(100)는 RGBW 서브화소(SPr, SPg, SPb, SPw)을 이용하여 표시 패널(110)에 원하는 색좌표가 표현되도록 W 서브화소(SPw)과 더불어 RGB 서브화소(SPr, SPg, SPb) 중 일부 또는 전부를 보상 발광시킨다.

예를 들어, 도 3와 같이 N 프레임에서 R 서브화소(SPr)의 R 데이터신호는 GB 서브화소(SPg, SPb)의 GB 데이터신호 대비 가장 낮은 휘도값을 가지므로 R 데이터신호의 휘도값을 W 데이터신호로 대체하고, R 데이터신호를 0으로 설정할 수 있다. 그리고 GB 데이터신호의 휘도를 0으로 설정된 R 데이터신호를 기반으로 낮출 수 있다. 그 결과 RGB 데이터신호의 휘도는 데이터 변환 전 50, 120, 80으로 설정되었지만, 데이터 변환 후 0, 70, 30, 50으로 변경된다.

도 4는 도 2의 RGBW 서브화소 구조에서 각 서브화소들의 투과율을 나타내고 있다.

도 4를 참조하면, 도 2의 RGBW 서브화소 구조에서 각 서브화소들의 투과율의 차이를 나타내고 있다. 현재 컬러필터의 특성 때문에 B 서브화소(SPb) 및 R 서브화소(SPr)의 투과율은 5% 이하인데 G 서브화소(SPg)의 투과율은 35% 이상인 것으로 나타나고 있다.

도 5는 계조에 따른 피크 휘도 곡선을 도시하고 있다.

일반적인 표시장치에서 도 5에 도시한 바와 같이 피크휘도까지 휘도곡선이 특정 감마곡선(도 5에서 감마 2.2인 것으로 도시하였으나 다른 감마 가능함)을 따라서 올라가게 설정하고 있다. 그리고 표시장치에서 PLC(peak luminance control) 기술을 적용하여 표시패널(110) 내 발광 휘도 영역의 면적에 따라 피크 휘도 설정을 다르게 설정하는 경우도 있다.

즉 자발광 표시장치에서는 패널의 피크 휘도를 1프레임 단위로 조정하는 최대휘도제어(PLC : Peak Luminance Control) 방식을 이용하고 있다.

도 6은 평균 화상 레벨의 개념을 도시하고 있다.

표시장치(100)는 저 소비전력을 실현하기 위하여 평균 화상 레벨(APL : Average Picture Level)에 따른 휘도 제어를 구현하고 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 표시장치(100)는 영상이 표시되는 패널의 전체 표시영역 중 APL25%보다 APL5%로 영상이 출력되고 있는 실제 표시영역(Area)이 적어질수록, 휘도를 상승시켜 소비자의 욕구인 고휘도 고화질을 구현하고 있다. 이때 도 6에서 중앙부의 영상이 출력되고 있는 실제 표시영역의 패턴은 피크 휘도로 설정되고 배경은 0계조이다. 여기서 APL(Average Picture Level)이란 입력 영상의 평균 영상 레벨을 의미하며, 일 프레임분의 입력 영상의 기준 화이트 레벨과 블랙 레벨의 차이를 백분율한 값이다. 예를 들어, 입력 영상의 각 화소를 최대값으로 노말라이즈 한 값에 감마를 취하고 각 화소 휘도 비율을 곱한 값의 평균으로 구할 수 있다.

전술한 PLC(Peak Luminance Control) 기술은 각 프레임 영상의 APL(Average Picture Level)을 산출하고, 산출된 APL(Average Picture Level) 값에 따라 설정된 최대 휘도를 적용하여 입력 영상을 구현하도록 제어할 수 있다.

도 7은 평균 화상 레벨에 따른 PLC(Peak luminance control) 함수를 나타낸 그래프를 나타낸다.

예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이 평균 화상 레벨(APL)이 100%일 때, 즉, 계조값이 R,G,B(255, 255, 255)인 데이터들이 전체 표시영역에서 출력되고 있을 때(이 경우 전체 표시영역이 실제 표시영역이 됨)의 휘도를 170nit라고 가정할때, 평균 화상 레벨(APL)이 60%일 때, 즉, 데이터의 계조값은 같으나, 실제 표시영역이 줄어들어 평균 화상 레벨이 60%로 줄어든 경우, 휘도는 170nit 보다 증가한 320nit로 나타날 수 있다. 평균 화상 레벨(APL)이 25%일 때, 즉, 데이터의 계조값은 같으나, 실제 표시영역이 더 줄어들어 평균 화상 레벨이 25%로 줄어든 경우, 휘도는 200nit 보다 증가한 500nit로 나타날 수 있다.

표시장치(100)에서 평균 화상 레벨(APL : Average Picture Level)에 따른 휘도 제어할 때 도 5에 도시한 계조에 따른 휘도 곡선에서 고계조로 갈수록 휘도가 지수적으로 증가할 수 있다. 표시장치(100)에서 고계조로 가더라도 계속 동일 색좌표를 사용하기 때문에 고계조로 갈수록 B 서브화소(SPb)에서 사용하는 전류량이 증대한다. 이는 도 4에 도시한 바와 같이 B 서브화소(SPb)의 컬러필터 투과율이 낮아 효율이 떨어지기 때문이다. 특히 B 서브화소(SPb)의 효율은 고계조로 갈수록 더욱 저하될 수 있다.

전술한 예에서 RGBW 서브화소(SPr, SPg, SPb, SPw)가 도 2에 도시한 바와 같이 백색 유기 발광다이오드(WOLED)와 RGB 컬러필터(CFr, CFg, CFb)를 사용하는 방식(화이트 OLED)으로 구현되는 것을 예시적으로 설명하고 컬러 필터 투과율에 따라 전류량이 증대하는 것을 설명하였으나 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 유기 발광다이오드로 구현하는 방식(RGB 패터닝 OLED)도 동일하게 청색을 발광하는 유기 발광다이오드의 발광효율이 상대적으로 떨어지거나 열화 수준이 높아, B 서브화소(SPb)의 효율은 고계조로 갈수록 더욱 저하될 수 있다.

도 8은 RGBW 서브화소 구조에서 시간에 따른 각 서브화소들의 열화 특성을 도시하고 있다. 도 9는 계조에 따른 색온도 곡선 및 시간 경과후 동일한 데이터 전압 인가시 계조에 따른 색온도 곡선의 변화를 도시하고 있다.

결과적으로 표시장치(100)에서 평균 화상 레벨(APL : Average Picture Level)에 따른 최대 피크 휘도를 제어할 때 도 8에 도시한 바와 같이B 서브화소(SPb)를 제일 많이 사용하여 B 서브화소(SPb)만 먼저 열화가 되며 결과적으로 표시장치(100)의 수명이 떨어지게 된다. 다음으로 사용 빈도가 많은 화이트 서브화소(SPw)가 다음으로 열화가 되므로 도 9에 도시한 바와 같이 시간이 경과한 후(경시후)에 계조에 따른 색온도가 전체적으로 낮아지나 고계조에서 더욱 낮아져 색좌표가 틀어지게 된다.

전술한 예에서 현재 투과율이 가장 낮으면서 사용이 빈번한 B 서브화소(SPb)가 제일 먼저 열화되는 것으로 예시하였으나, 다양한 제어 기술들의 사용이나 장래 컬러필터 구현기술의 향상에 따라 제일 먼저 열화되는 서브화소의 대상은 달리질 수 있다.

이하, 제일 많이 사용하여 먼저 열화되는 서브화소에 따라 결과적으로 표시장치(100)의 수명이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 특정 계조 이상에서 먼저 열화되는 서브화소의 데이터 전압을 일정하도록 제어하는 표시장치를 설명한다. 더 나아가 화소에 포함되는 서브화소들의 시간에 따른 열화 정도를 동일하게 유지하여 전체적으로 특정 서브화소의 열화에 따라 표시장치(100)의 수명이 떨어지지 않도록 서브화소들의 데이터 전압들을 제어하는 표시장치를 제공한다.

도 10은 일실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 구성도이다. 도 11a 및 도 11b는 일실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 APL감소에 따른 화소 구동의 개념도이다. 도 12a 내지 도 12d는 일실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 APL 감소에 따른 계조 표현시 휘도 곡선을 도시하고 있다.

도 10에 도시된 타이밍 컨트롤러(140)는 입력된 영상 데이터(RGB)를 예를 들어 하나 이상의 프레임 단위로 분석하여 평균 화상 레벨(Average Picture Level; 이하, APL)을 산출한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 도 7에 도시한 바와 같이 산출된 APL에 따라 프레임별로 피크 휘도(peak luminance)를 설정한다. 예를 들어 타이밍 컨트롤러(140)는 메모리(150)에 룩업테이블로 저장된 PLC 함수에 따라 피크 휘도를 참조하여 피크 휘도(peak luminance)를 설정할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(140)는, 도 11a 및 도 12a에 도시한 바와 같이, 설정된 APL에 따라 프레임별로 피크 휘도(peak luminance )를 기준으로, 외부 시스템으로부터 입력된RGB 영상 데이터를 RWGB 영상 데이터로 변환한다. RGB 영상 데이터를 RWGB 영상 데이터로 변환하는 이유는 도 2에 도시한 RWGB 서브화소를 포함하는 표시패널을 구동하기 위함이다. 전술한 예에서 타이밍 컨트롤러(140)는 RGB 영상 데이터를 RWGB 영상 데이터로 변환하는 것으로 설명하였으나, RGB 영상 데이터 또는 다른 영상 데이터로 재정렬할 수도 있다.

타이밍 컨트롤러(140)는 표시장치(100)에서 계조 표현 시 도 5에 도시한 피크 휘도까지 발생할 감마곡선 중 특정 계조 미만인 경우에 외부 시스템으로부터 입력된RGB 영상 데이터를 RWGB 영상 데이터로 변환한다.

한편, 타이밍 컨트롤러(140)는 표시장치(100)에서 계조 표현 시 도 5에 도시한 피크 휘도까지 발생할 감마곡선 중, 특정 계조 이상인 경우에 백색 서브픽셀과 다른 서브픽셀로 타켓 색좌표를 계조별로 표현하는 방식으로 계조 표현 시의 각 서브화소의 데이터 전압의 비율을 맞춰서 계조 표현하는 타켓 색좌표를 변화시킬 수 있다.

예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는 도12b에 도시한 바와 같이 특정 제1계조(예를 들어 240계조) 이상에서 둘 이상의 서브화소들 중 하나의 제1서브화소의 데이터 전압이 일정하도록 제어한다. 이때 도12c 및 도 11b에 도시한 바와 같이 타이밍 컨트롤러(140)는 둘 이상의 서브화소들 중 다른 제2서브화소의 데이터 전압을 높여 제1서브화소를 포함하는 화소의 피크 휘도를 유지하도록 제어할 수 있다.

즉 타이밍 컨트롤러(140)는 특정 제1계조(예를 들어 240계조) 이상에서 각 화소(P)의 영상 데이터(RWGB)를 제1서브화소의 데이터 전압을 일정하게 유지하고 제2화브화소의 데이터 전압을 높이도록 보정한 영상 데이터(R'W'G'B')로 데이터 라인을 통해 데이터 구동부(120)에 출력한다.

제1서브화소와 제2서브화소를 포함하는 화소는 표시패널(110)에서 최대 피크 휘도를 표현하는 특정 영역에 위치할 수 있다. 예를 들어 특정 영역은 특정 % 이하의 APL인 영역일 수 있다. 즉 제1서브화소와 제2서브화소를 포함하는 화소는 표시패널(110)에서 도 6에 도시한 바와 같이 최대 피크 휘도를 표현하는 5% 이하의 평균 화상 레벨인 특정 영역에 위치할 수 있다. 최대 피크 휘도를 표현하는 5% 이하의 평균 화상 레벨인 특정 영역은 도 6에 도시한 바와 같이 표시패널(110)의 중앙에만 위치하는 것이 아니라 표시패널(110)의 어느 곳에나 위치할 수 있다.

다시 말해 이러한 타이밍 컨트롤러(140)의 구동 제어는 실제 영상 중 특정 영역, 예를 들어 APL 5%이하인 영역에만 적용할 수 있다. 작은 영역에서 아주 강한 피크 휘도를 표현하더라도 색좌표 인식보다 휘도가 사람 눈에게는 더 인지가 잘 되기 때문이다.

특정 제1계조 이상에서 데이터 전압을 일정하게 유지하는 제1서브화소는 상대적으로 사용 빈도가 높아서 소자 특성상 열화가 가장 잘 되는 서브화소이며, 제2서브화소는 상대적으로 사용빈도가 낮아서 소자 특성상 열화가 가장 잘 안되는 서브화소일 수 있다. 예를 들어 도 11b 및 도 12b에 도시한 바와 같이 제1서브화소는 청색 서브화소(SPb)이며 제2서브화소는 적색 서브화소(SPr)일 수 있다.

전술한 바와 같이 타이밍 컨트롤러(140)는 타켓 색좌표가 특정 계조 이상에서 청색 서브화소(SPb)의 사용 전류량, 즉 데이터 전압이 고정되도록 제어할 수 있다. 이때 청색 서브화소(SPb)의 사용전류량(데이터 전압)을 고정하는 대신 피크 휘도까지의 휘도는 다른 서브화소의 사용 비율을 높여서 구동하도록 제어할 수 있다. 결과적으로 특정 계조 이상 계조 표현 시 화이트 배런스(white balance)는 약간 변화할 수 있다.

이러한 타이밍 컨트롤러(140)의 구동 제어에서 화이트 배런스(white balance)를 틀어지더라도 화이트 서브화소(SPw)도 청색 서브화소(SPb)와 동일하게 구동할 수 있다. 그 이유는 청색 서브화소(SPb)의 최대 전류에 인한 소자 열화도 심하지만, 화이트 서브화소(SPw)도 마찬가지로 사용빈도가 높아 열화가 잘되기 때문이다.

즉, 타이밍 컨트롤러(140)는, 특정 제2계조 이상에서 둘 이상의 서브화소들 중 또다른 하나의 제3서브화소의 데이터 전압이 일정하도록 제어하고, 제2서브화소의 데이터 전압을 높여 제1서브화소 및 제3서브화소를 포함하는 화소의 피크 휘도를 유지하도록 제어할 수 있다.

이 경우에 제1서브화소는 소자 특성상 열화가 가장 잘 되는 서브화소이며, 제3서브화소는 소자 특성상 열화가 제1서브화소보다 잘 안되는 서브화소이며, 제2서브화소는 소자 특성상 열화가 가장 안되는 서브화소일 수 있다. 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이 제1서브화소는 청색 서브화소(SPr)이며 제3서브화소는 화이트 서브화소(SPw)이며, 제2서브화소는 적색 서브화소(SPr)일 수 있다.

특정 제2계조는 특정 제1계조와 동일할 수도 있으나, 제2계조는 제1계조보다 큰 계조일 수도 있다. 다시 말해 도 12d에 도시한 바와 같이 타이밍 컨트롤러(140)는 특정 제1계조 이상에서 소자 특성상 열화가 가장 잘 되는 청색 서브화소(SPr)의 데이터 전압이 일정하도록 제어하고, 제1계조보다 큰 제2계조 이상에서 소자 특성상 열화가 청색 서브화소(SPr)보다 잘 되는 화이트 서브화소(SPw)의 데이터 전압이 일정하도록 제어한다.

결과적으로 계조 표현시 예를들어 W + G + B 서브화소로 구동 하는 경우 피크 휘도로 향해서 구동하는 중간에 청색 서브화소(SPb)가 먼저 구동을 멈추고(tracking) 그다음에 화이트 서브화소(SPw)가 다음으로 구동을 멈추어 청색 서브화소(SPb)와 화이트 서브화소(SPw)의 최대 데이터 전압을 제한할 수 있다.

결과적으로 최악의 경우, 즉 작은 APL에서 피크 휘도 표시 시 화이트에 대한 색좌표가 노란색쪽으로 이동하게 될 수도 있다. 이때의 구동에서는 필요 시 사용 빈도가 낮은 다른 서브화소, 예를 들어 적색 서브화소(SPr)도 같이 구동할 수도 있다.

다시 말해 타이밍 컨트롤러(140)는 특정 영역에서의 피크 휘도 구동 시 색 좌표 이동이 일어나더라도 일부러 사용빈도가 큰 서브화소의 구동을 멈추고(tracking) 대신 다른 서브화소를 이용하여 피크 휘도를 낼 수 있다. 이 색좌표 이동은 표시패널(110)의 각 서브화소의 열화 조건에 맞춰서 사용 빈도가 낮아 열화가 덜 되는 서브화소로 피크 휘도를 지원할 수 있다.

도 13은 작은 APL에서 피크 휘도 표시 시 화이트에 대한 색좌표가 노란색쪽으로 이동하는 것을 도시하고 있다. 도 14는 일반적인 표시패널과 일실시예에 따른 표시패널의 시간에 따른 각 서브화소들의 열화 특성을 도시하고 있다. 도 15는 일실시예에 따른 표시패널에서 시간 경과 후에도 색좌표 이동 상태가 개선된 것을 도시하고 있다.

예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이 APL이 25%에서 APL이 0%일 때 색좌표를 살펴보면 특정 제1계조 이상에서 청색 서브화소(SPb)의 데이터전압을 일정하게 유지하고 제2계조에서 화이트 서브화소(SPw)의 청색 서브화소(SPb)의 데이터전압을 일정하게 유지하고 대신에 적색 서브화소(SPr)의 데이터전압을 높일 경우 색좌표가 노란색쪽으로 이동하는 것을 확인할 수 있다.

전술한 실시예에 따르면, 작은 영역의 피크 휘도 표현 시에 사용 데이터 전압(전류)이 높거나 사용빈도가 높은 서브화소에 걸릴 스트레스를 절감한 상태로 화소 구동을 할 수 있다. 즉 전술한 실시예에 따르면, 서브화소별 사용 빈도/인가 바이어스 총량의 균형을 맞추므로 표시패널(110)의 수명을 최대화할 수 있다.

전술한 실시예에 따르면, 도 14에 도시한 바와 같이 화소에 포함되는 서브화소들의 시간에 따른 열화 정도를 동일하게 유지하여 전체적으로 특정 서브화소의 열화에 따라 표시장치(100)의 수명이 떨어지지 않도록 할 수 있다.

전술한 실시예에 따르면, 각 서브화소별의 소자 열화 편차를 최소화할 수 있어서 계조 표현 시 도 15에 도시한 바와 같이 시간에 따른 색좌표 이동(CCT수명)을 개선할 수 있다. 즉 전술한 실시예에 따르면, 특정 계조 이상에서 데이터 전압들을 제어하여 화소에 포함되는 서브화소들의 시간에 따른 열화 편차를 최소화하여 표시장치의 수명이 늘어나는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 표시패널
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
140: 타이밍 컨트롤러

Claims (11)

1. 둘 이상의 서브화소들을 포함하는 둘 이상의 화소들을 구비한 표시패널;
   상기 각 서브화소에 접속된 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부;
   상기 각 서브화소에 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동부; 및
   입력된 각 서브화소의 영상 데이터를 정렬하여 상기 데이터 구동부에서 공급하되, 특정 제1계조 이상에서 상기 둘 이상의 서브화소들 중 하나의 제1서브화소의 데이터 전압이 일정하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는,
   상기 둘 이상의 서브화소들 중 다른 제2서브화소의 데이터 전압을 높여 상기 제1서브화소를 포함하는 화소의 피크 휘도를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 화소는 상기 표시패널에서 최대 피크 휘도를 표현하는 특정 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 특정 영역은 특정 % 이하의 평균 화상 레벨인 영역인 것을 특징으로 하는 표시장치.
5. 제4항에 있어서,
   특정 % 이하의 평균 화상 레벨은 5% 이하의 평균 화상 레벨인 것을 특징으로 하는 표시장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 제1서브화소는 소자 특성상 열화가 가장 많은 서브화소이며, 상기 제2서브화소는 소자 특성상 열화가 가장 적은 서브화소인 것을 특징으로 하는 표시장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1서브화소는 청색 서브화소이며 상기 제2서브화소는 적색 서브화소인 것을 특징으로 하는 표시장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는,
   특정 제2계조 이상에서 상기 둘 이상의 서브화소들 중 또다른 하나의 제3서브화소의 데이터 전압이 일정하도록 제어하고,
   상기 제2서브화소의 데이터 전압을 높여 상기 제1서브화소 및 상기 제3서브화소를 포함하는 화소의 피크 휘도를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2계조는 상기 제1계조보다 큰 계조인 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1서브화소는 소자 특성상 열화가 가장 많은 서브화소이며, 상기 제3서브화소는 소자 특성상 열화가 상기 제1서브화소보다 적은 서브화소이며, 상기 제2서브화소는 소자 특성상 열화가 가장 적은 서브화소인 것을 특징으로 하는 표시장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1서브화소는 청색 서브화소이며 상기 제3서브화소는 화이트 서브화소이며, 상기 제2서브화소는 적색 서브화소인 것을 특징으로 하는 표시장치.

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