KR20170080346A - 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법 - Google Patents

디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하고, 결정된 보상 방법에 따라 최종 보상 파라미터를 생성하여 구동 TFT 에 인가되는 최종 데이터 전압을 보상하는 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈은 결정부, 생성부 및 산출부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈에 따르면 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 보상 방법을 결정함으로써, 디스플레이의 화질 보상을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법{Module and method for compensating definition of display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하고, 결정된 보상 방법에 따라 최종 보상 파라미터를 구동 TFT 에 인가되는 최종 데이터 전압을 보상하는 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법에 관한 것이다.
기존의 음극선관(Cathode Ray Tube)표시장치를 대체하기 위한 평판표시장치(Flat Panel Display)로는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel) 및 유기발광 표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display, OLED Display) 등이 있다.
이중, 유기발광 표시장치에 구비되는 유기발광 다이오드는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(CONTRAST RATIO)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 용이하다. 또한, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이라는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유기발광 표시장치의 화소(PX) 및 센싱회로(SC)에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 화소(PX)는 고전위 구동전압(EVDD)을 인가받아 구동되며 게이트 단자에 인가되는 데이터 전압(Vdata)에 따라 유기발광 다이오드(OLED)의 구동전류(Ids)를 발생시키는 구동 TFT(DR-TFT)를 포함한다. 또한, 화소(PX)는 스캔 신호(SCAN)에 대응하여 데이터 전압(Vdata)을 구동 TFT(DR-TFT)의 게이트 단자에 인가하는 스캔 TFT(SC-TFT)를 포함한다. 또한, 화소(PX)는 센싱 신호(SENSE)에 대응하여 구동 TFT(DR-TFT)에 의한 전류를 싱크하기 위한 센싱 TFT(SS-TFT)를 포함한다.
이때, 전자 이동도 및 문턱전압과 같은 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성은 모든 화소(PX)들에서 동일하게 설계됨이 바람직하나, 실제로는 공정 조건과 구동 환경 등에 의해 화소(PX)들마다 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성에 편차가 발생한다. 이에 따라, 동일한 데이터 전압(Vdata)에 따른 구동전류(Ids)는 화소(PX)들마다 달라지고 그 결과, 화소(PX)들 간 휘도 편차가 발생하게 된다.
이를 해결하기 위하여, 종래에는 각 화소(PX)로부터 구동 TFT(DR-TFT)의 문턱전압을 측정하고, 측정 결과에 따라 데이터 전압(Vdata)을 적절히 보정함으로써 휘도 불균일을 감소시키는 보상기술이 사용되고 있다.
도 2는 종래의 센싱회로(SC)를 제어하는 제어신호의 타이밍도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 보상기술을 설명하면, 화소(PX)에 하이 레벨의 스캔 신호(SCAN)를 인가하면 스캔 TFT(SC-TFT)가 턴-온되고, 데이터 라인(DL)을 통해 디지털-아날로그 컨버터(DAC)로부터 데이터 전압(Vdata)이 구동 TFT(DR-TFT)의 게이트 단자에 인가된다.
또한, 프리차징 신호(SPRE)를 하이 레벨로 인가하여 프리차징 스위치(S1)를 턴-온하고, 이에 의해 센싱 라인(SSL)이 소정레벨의 프리차징 전압(Vpre)으로 프리 차징(pre-charging)된다. 여기서 프리차징 전압(Vpre)은 소정의 기준전압 레벨일 수 있다.
다음으로, 프리차징 신호(SPRE)를 로우 레벨로 인가하여 프리차징 스위치(S1)를 턴-오프하고, 하이 레벨의 센싱 신호(SENSE)를 인가하여 센싱 TFT(SS-TFT)를 턴-온하게 된다.
이에 따라, 캐패시터(C1)에 저장된 데이터 전압(Vdata)과 프리차징 전압(Vpre)의 전압차에 따라 구동 TFT(DR-TFT)가 포화영역에서 구동하게 되어 싱크 전류가 흐르게 되고, 센싱 라인(SSL)의 프리차징 전압(Vpre)이 포화영역에 해당하는 전압(Vpre')으로 상승한다.
이후, 상승된 전압(Vpre')이 구동 TFT(DR-TFT)의 문턱전압(Vth)까지 도달하게 되면 센싱 라인(SSL)은 포화상태가 된다. 포화상태가 되는 시점에서, 센싱 신호(SENSE)를 로우 레벨로 인가하고 샘플링 신호(SAM)를 하이 레벨로 인가하여 샘플링 스위치(S2)가 턴-온되어 충전된 전압(Vpre')이 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 의해 샘플링(Vsen)됨으로서 문턱전압을 센싱하게 된다.
전술한 방법에 의해 센싱된 문턱전압은 별도의 메모리에 저장되고, 기 설정된 보상수단에 의해 데이터 전압(Vdata)에 센싱 결과가 반영되어 보정됨으로서 보상구동을 완료하게 된다.
하지만, 종래의 보상기술에 따르면 문턱 전압을 센싱하는 과정에서 구동 TFT(DR-TFT)의 소스 단자의 전압을 초기화시킨 후, 구동 TFT(DR-TFT)의 게이트 단자에 데이터 전압을 인가하면 구동 TFT는 소스 단자의 전압이 (데이터 전압-문턱 전압)이 될 때까지 턴-온된다. 그러나 문턱 전압 센싱 중에 화면을 온 상태로 유지시킬 경우 사용자가 의도하지 않은 화면이 디스플레이 될 수 있다.
이에 따라, 종래의 보상기술을 이용하여 보상구동을 수행하는 경우, 디스플레이 패널을 오프시킨 상태에서만 가능하므로 항시 디스플레이 패널을 온 상태로 유지하는 커머셜 디스플레이 장치에는 종래의 보상기술을 적용하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 보상기술은 상술한 바와 같이, 전압 충전에 시간이 소요되는 캐패시터(C1)의 전압을 기초하여 보상을 수행하므로 보상을 수행하기 위한 측정 과정에 비교적 긴 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하는 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 센싱 전압에 이용하여 보상 방법에 따른 룩업 테이블로부터 최종 보상 파라미터를 생성하기 위한 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 최종 보상 파라미터를 이용하여 보상 방법에 따른 최종 데이터 전압을 산출하기 위한 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 결정된 보상 방법에 따라 보정된 최종 데이터 전압을 구동 TFT에 인가하기 위한 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하고, 결정된 보상 방법에 따른 최종 보상 파라미터를 생성하여 구동 TFT 에 인가되는 최종 데이터 전압을 산출하는 화질 보상 모듈 및 방법, 그리고 이러한 화질 보상 모듈을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는 디스플레이 패널의 온도의 변화값이 기 설정된 기준 변화값을 초과하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 보상 방법을 결정한다.
변화값이 기준 변화값을 초과하면 보정 방법을 전자 이동도 보정으로 결정하고, 반대로, 변화값이 기준 변화값 이하이면 보정 방법을 문턱전압 보정으로 결정한다.
센싱 전압의 변화값에 따른 전자 이동도 변화값 및 문턱전압 보정값이 저장된 룩업 테이블 중 결정된 보정 방법에 해당하는 룩업 테이블로부터 변화값에 따른 보정값을 생성한다.
현재 보정 파라미터에 생성된 보정값을 보정 방법에 맞춰 최종 파라미터로 생성하고 생성된 최종 파라미터를 현재 데이터 전압에 적용하여 최종 데이터 전압으로 보정한다.
이에 따라, 본 발명은 디스플레이 장치의 작동 상태를 오프시키지 않고도 디스플레이의 온도에 따라 보상 방법을 결정하여 데이터 전압을 보상함으로써, 디스플레이의 화질이 균일하도록 보상할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정함으로써, 디스플레이의 화질 보상을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법은 디스플레이의 온도 변화가 큰 경우 온도에 따른 변화도가 큰 전자 이동도 보상을 수행하고, 온도 변화가 작은 경우 온도에 따른 변화도가 작은 문턱전압 보상을 수행하여 디스플레이의 구동 환경에 따라 효과적인 보상이 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 센싱 전압에 이용하여 보상 방법에 따른 룩업 테이블로부터 최종 보상 파라미터를 생성함으로써, 디스플레이의 화질 보상을 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다. 예컨데, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 화질 보상 모듈 및 방법은 복잡하고 연산 시간이 길게 소요되는 연산식을 사용하지 않고 룩업 테이블로부터 최종 보상 파라미터를 빠르게 업데이트함으로써 보상 수행 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 최종 보상 파라미터를 생성하는데 있어서 구동 TFT의 센싱전압을 측정 시, 디스플레이 패널의 작동 상태를 오프 상태로 전환하지 않고도 센싱전압을 측정함으로써 디스플레이 패널이 켜져있는 상태에서도 디스플레이의 화질 보상을 수행할 수 있는 장점이 있다. 예컨데, 항시 디스플레이 패널의 작동 상태를 온 상태로 유지해야 하는 커머셜 디스플레이 또한 실시간으로 디스플레이 장치의 화질 보상이 가능하다.
도 1은 종래의 유기발광 표시장치의 화소 및 센싱회로에 대한 등가 회로도.
도 2는 종래의 센싱회로를 제어하는 제어신호의 타이밍도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈과 데이터 구동부, 게이트 구동부 및 화소 간에 연결 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈로부터 출력되는 제어신호의 타이밍도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 화소 배열을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 연결 구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화질 보상 방법을 도시한 순서도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈(100)을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈(100)은 결정부(110), 생성부(120) 및 산출부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 화질 보상 모듈(100)은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 3에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈(100)과 데이터 구동부(10), 게이트 구동부(20), 온도 측정부(30) 및 화소(PX) 간에 연결 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈로부터 출력되는 제어신호의 타이밍도이다.
이하, 도 3 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈(100)을 설명하도록 한다.
결정부(110)는 온도 측정부(30)로부터 디스플레이 패널의 온도를 입력받고, 입력받은 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정한다.
여기서, 온도 측정부(30)로부터 측정되는 디스플레이 패널의 온도는 보상 방법을 결정하기 위한 물리값으로써, 구동 TFT(DR-TFT)를 포함하는 화소(PX)에 근접하여 측정된 온도일 수 있다.
한편, 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성 변화란 공정 조건과 구동 환경 등에 의해 화소(PX)들마다 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성에 편차가 발생하여 동일한 데이터 전압(Vdata)에 따른 구동전류(Ids)가 화소(PX)들마다 달라지고 그 결과, 화소(PX)들 간 휘도 편차가 발생함을 의미한다.
따라서, 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성 변화를 보상하기 위하여 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성인 전자 이동도 또는 문턱전압을 보상하여 구동전류(Ids)의 편차를 감소시킨다.
온도에 따른 전자 이동도 보상 및 문턱전압 보상의 영향에 대해 설명하면, 온도에 따른 구동 TFT(DR-TFT)의 문턱전압 변화량은 전자 이동도 변화량 대비 적은 편이다. 즉, 온도 변화가 클수록 전자 이동도 변화량 또한 커지되는 반면, 문턱전압 변화량은 온도 변화에 영향을 크게 받지 않는다.
이에 따라, 디스플레이 패널의 온도가 큰 폭으로 변화하는 경우에는 전자 이동도 보상을 이용하고, 디스플레이 패널의 온도에 큰 변화가 없는 경우에는 문턱전압 보상을 이용하여 화소(PX)들 간 휘도 편차를 보상하게 된다.
결정부(110)는 디스플레이 패널의 온도의 변화값을 산출하고, 온도의 변화값과 기 설정된 기준 변화값을 비교한다. 이때, 결정부(110)는 디스플레이 패널의 온도의 변화값을 산출하기 위하여, 기준 시간 마다 디스플레이 패널의 온도를 온도 측정부(30)로부터 입력받아 온도의 변화값을 산출할 수 있다.
이후, 결정부(110)는 온도의 변화값과 기 설정된 기준 변화값의 비교 결과에 근거하여 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성 변화를 보상하기 보상 방법을 전자 이동도 보상 및 문턱전압 보상 중 어느 하나로 결정한다.
보다 구체적으로, 결정부(110)는 온도의 변화값이 기준 변화값 이상이면 보상 방법을 전자 이동도 보상으로 결정한다. 반대로, 결정부(110)는 온도의 변화값이 기준 변화값 미만이면 보상 방법을 문턱전압 보상으로 결정한다.
예를 들어, 기준 변화값은 0.5도로 기 설정될 수 있다.
이를 통해, 화질 보상 모듈(100)은 온도에 따른 전기적 특성 변화를 이용하여 보상 방법을 결정할 수 있다.
생성부(120)는 구동 TFT(DR-TFT)의 센싱 전압(Vsen)을 이용하여 결정부(110)로부터 결정된 보상 방법에 따른 최종 보상 파라미터를 생성한다.
여기서, 센싱 전압(Vsen)은 구동 TFT(DR-TFT)의 소스 단자에 인가된 전압을 측정한 전압값으로 화소(PX)에 연결된 센싱회로(SC)를 이용하여 측정될 수 있다.
이를 위해, 생성부(120)는 데이터 구동부(10) 및 게이트 구동부(20) 각각으로 데이터 제어 신호(DDC) 및 게이트 제어 신호(GDC)를 출력하여 센싱 전압(Vsen)을 측정할 수 있다.
구체적으로, 생성부(120)는 프리차징 신호(SPRE) 및 샘플링 신호(SAM)를 포함하는 데이터 제어 신호(DDC)를 데이터 구동부(10)에 출력하여 데이터 구동부(10)에 포함된 제어회로(SC)의 프리차징 스위치(S1) 및 샘플링 스위치(S2)를 제어할 수 있다.
또한, 생성부(120)는 게이트 제어 신호(GDC)를 게이트 구동부(20)에 출력한다. 이후, 게이트 구동부(20)는 게이트 제어 신호(GDC)에 대응하여 구동 TFT(DR-TFT)의 게이트 단자 및 소스 단자에 각각 연결된 스캔 TFT(SC-TFT) 및 센싱 TFT(SS-TFT)로 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)를 출력하여 턴-온 및 턴-오프를 제어할 수 있다.
도 5를 참조하면, 생성부(120)는 데이터 제어 신호(DDC) 및 게이트 제어 신호(GDC)를 데이터 구동부(10) 및 게이트 구동부(20)로 출력함으로써, 센싱 신호(SENSE) 및 프리차징 신호(SPRE)를 하이 레벨로 출력하여 센싱 라인(SSL)을 프리차징 전압(Vpre)으로 방전한다.
이후, 스캔 신호(SCAN)를 하이 레벨로 출력하여 데이터 전압(Vdata)을 구동 TFT(DR-TFT)의 게이트 단자에 인가하게 된다. 이에 따라, 캐패시터(C1)에는 데이터 전압(Vdata)과 프리차징 전압(Vpre)의 차전압이 저장된다.
이후, 스캔 신호(SCAN)를 로우 레벨로 출력하여 데이터 전압(Vdata)의 공급을 중지시키면, 캐패시터(C1)에 저장된 차전압에 의해 구동 TFT(DR-TFT)는 턴-온되어 그에 비례하는 전류를 유기발광 다이오드(OLED)에 인가된다.
소정기간 이후 프리차징 신호(SPRE)를 로우 레벨로 인가하면, 센싱 라인(SSL)의 프리차징 전압(Vpre)이 구동 TFT(DR-TFT) 및 센싱 TFT(SS-TFT)를 통해 충전됨에 따라, 센싱 라인(SSL)의 전압이 상승하게 된다.
센싱 TFT(SS-TFT)를 턴-오프하고, 샘플링 스위치(S2)를 턴-온하여 센싱 라인(SSL)의 변동된 전압을 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 통해 샘플링하여 생성부(120)로 센싱 전압(Vsen)를 출력하게 된다.
생성부(120)는 결정부(110)로부터 결정된 보상 방법에 따라 센싱 전압(Vsen)의 변화값을 이용하여 보상값을 생성한다. 여기서, 센싱 전압(Vsen)의 변화값은 기 설정된 시간 동안 프리차징 전압(Vpre)과 센싱 전압(Vsen)의 전압차일 수 있다.
생성부(120)는 센싱 전압(Vsen)의 변화값에 따른 보상값에 대한 상관 관계가 저장된 룩업 테이블을 이용하여 보상값을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 룩업 테이블에는 센싱 전압(Vsen)의 변화값에 따른 전자 이동도 및 문턱전압의 보상값이 미리 저장되어 있고, 생성부(120)는 결정된 보상 방법에 해당하는 룩업 테이블로부터 센싱 전압(Vsen)의 변화값에 대응하는 보상값을 생성할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 패널의 온도의 변화값이 기 설정된 기준 변화값 이상으로 측정되고 센싱 전압(Vsen)의 변화값이 "2V"인 경우, 결정부(110)로부터 보상 방법이 전자 이동도 보상으로 결정된다.
이에 따라, 생성부(120)는 센싱 전압(Vsen)의 변화값에 따른 전자 이동도의 보상값이 저장된 룩업 테이블로부터 "2V"를 검색하고, 이에 대응하는 전자 이동도의 보상값을 생성할 수 있다.
즉, 생성부(120)은 보상 방법에 해당하는 룩업 테이블로부터 센싱 전압(Vsen)의 변화값에 대응하는 보상값을 생성할 수 있다.
여기서, 센싱 전압(Vsen)의 변화값은 도 5에 도시된 바와 같이, 구동 TFT(DR-TFT)의 전자 이동도 성분이 반영된 전류량(i)와 시간변화량(ㅿt)의 곱에 센싱 라인(SSL)의 캐패시턴스를 나눈 값일 수 있다. 이에 따라, 센싱 전압(Vsen)의 변화값은 전류량(Ids)에 비례할 수 있다.
생성부(120)는 생성된 보정값을 현재 보상 파라미터에 적용하여 최종 보상 파라미터를 생성한다. 여기서, 현재 보상 파라미터는 최종 보상 파라미터를 생성하는 시점의 보상 파라미터일 수 있다.
생성부(120)는 새로운 보정값을 생성하는 경우 현재 보상 파라미터 중 생성된 보정값의 종류에 해당하는 현재 보상 파라미터에 보정값을 가산하여 최종 보상 파라미터로 생성할 수 있다.
이때, 보정값은 음의 값 및 양의 값일 수 있으며, 이에 따라 최종 보상 파라미터의 수치는 현재 보상 파라미터 보다 작은 수치로 생성될 수 있다.
예를 들어, 생성부(120)는 결정부(110)의 보상 방법 결정에 따라 전자 이동도의 룩업 테이블로부터 전자 이동도의 보상값을 생성하는 경우, 현재 보상 파라미터를 메모리로부터 읽어들인다.
이를 통해, 생성부(120)는 연산 시간이 오래 걸리고 연산 로드가 큰 구동 TFT(DR-TFT)의 연산식을 이용하지 않고도
이후, 생성부(120)는 현재 보상 파라미터 중 전자 이동도의 현재 보상 파라미터에 생성된 전자 이동도의 보상값을 가산하여 전자 이동도의 최종 보상 파라미터를 생성할 수 있다. 이때, 보상값이 생성되지 않은 문턱전압의 현재 보상 파라미터는 현재 수치 그대로 최종 보상 파라미터로 생성된다.
생성부(120)는 하기의 수학식 1을 이용하여 전자 이동도의 최종 보상 파라미터를 생성할 수 있다.
<수학식 1>
Figure pat00001
여기서, αN+1은 전자 이동도의 최종 보상 파라미터, αN은 전자 이동도의 현재 보상 파라미터, △α는 전자 이동도의 보상값일 수 있다.
또한, 생성부(120)는 하기의 수학식 2를 이용하여 문턱전압의 최종 보상 파라미터를 생성할 수 있다.
<수학식 2>
Figure pat00002
여기서, ΦN+1은 문턱전압의 최종 보상 파라미터, ΦN은 문턱전압의 현재 보상 파라미터, △Φ는 문턱전압의 보상값일 수 있다.
산출부(130)는 최종 보상 파라미터를 이용하여 구동 TFT(DR-TFT)로 인가되는 최종 데이터 전압을 산출한다.
보다 구체적으로, 산출부(130)는 결정부(110)로부터 결정된 보상 방법에 따라 생성된 최종 보상 파라미터를 현재 데이터 전압에 가산하거나 곱하여 최종 데이터 전압을 산출한다.
산출부(130)는 결정된 보상 방법이 전자 이동도 보상이면 현재 데이터 전압에 최종 보상 파라미터를 곱하여 최종 데이터 전압을 산출한다. 반대로, 산출부(130)는 결정된 보상 방법이 문턱전압 보상이면 현재 데이터 전압에 최종 보상 파라미터를 가산하여 최종 데이터 전압을 산출할 수 있다.
또한, 산출부(130)는 산출된 최종 데이터 전압이 구동 TFT(DR-TFT)의 게이트 단자에 인가되도록 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동부(10)를 제어한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1000)를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1000)는 표시패널(1100), 온도 측정부(1200), 타이밍 제어부(1300), 데이터 구동부(1400) 및 게이트 구동부(1500)를 포함하고, 타이밍 제어부(1300)는 상술된 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈(1310)을 포함한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1000)의 화소 배열을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1000)의 연결 구성을 도시한 도면이다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1000)를 설명하도록 한다.
디스플레이 패널(1100)에는 복수의 데이터 라인(DL_1 내지 DL_m; m은 양의 정수) 및 복수의 센싱 라인(SSL_1 내지 SSL_m)과 복수의 스캔 게이트 라인(SGL1_1 내지 SGL1_n; n은 양의 정수) 및 복수의 센싱 게이트 라인(SGL2_1 내지 SGL2_n)이 교차된다.
교차영역 마다에는 화소(PX)가 매트릭스 형태로 배치되고, 화소(P) 각각은 전원발생부(미도시)로부터 고전위 구동전압(EVDD)과 저전위 구동전압(EVSS)을 공급받는다.
각 화소(PX)는 복수의 데이터 라인(DL_1 내지 DL_m), 복수의 센싱 라인(SSL_1 내지 SSL_m), 복수의 스캔 게이트 라인(SGL1_1 내지 SGL1_n) 및 복수의 센싱 게이트 라인(SGL2_1 내지 SGL2_n)과 하나씩 연결된다.
화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED), 구동 TFT(DR-TFT), 스캔 TFT(SC-TFT), 센싱 TFT(SS-TFT) 및 커패시터(C1)를 포함할 수 있다.
유기발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극, 저전위 구동전압(EVSS)의 입력단에 접속된 캐소드 전극 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 유기화합물층을 포함한다.
화소(PX)를 구성하는 TFT들은 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 화소(PX)를 구성하는 TFT들의 반도체층은 아몰포스 실리콘, 폴리 실리콘 및 산화물을 포함할 수 있다.
구동 TFT(DR-TFT)는 게이트-소스 단자 간 전압(Vgs)에 따라 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류(Ids)를 제어한다. 구동 TFT(DT-TFT)는 제1 노드(N1)에 접속된 게이트 단자, 고전위 구동전압(EVDD)의 입력단에 접속된 드레인 단자 및 제2 노드(N2)에 접속된 소스 단자를 포함한다.
커패시터(C1)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속되어 구동 TFT(DT-TFT)의 게이트-소스 단자 간 전압(Vgs)을 저장한다.
온도 측정부(1200)는 디스플레이 패널(1100) 또는 디스플레이 패널(1100)을 지지하는 지지 부재에 설치되어 디스플레이 패널(1100)의 온도 또는 주변 온도를 측정한다.
온도 측정부(1200)는 디스플레이 패널(1100)을 일정 간격으로 구획하고, 구획된 디스플레이 패널(1100)의 후면에 일정한 간격으로 설치된 복수의 온도 센서로 이루어질 수 있다.
여기서, 온도 측정부(1200)는 디스플레이 패널(1100)의 전면 비표시 영역에 일정한 간격으로 배치된 칩(Chip) 형태의 복수의 온도 센서 또는 박막 형태의 저항체로 이루어진 복수의 저항 온도 센서로 이루어질 수 있다.
이때, 복수의 저항 온도 센서는 온도에 따라 저항 특성이 변화하도록 박막 형태로 형성되어 디스플레이 패널(1100)의 온도에 따른 저항 변화를 통해 디스플레이 패널(1100)의 온도를 측정한다.
다른 예로, 온도 측정부(1200)는 디스플레이 패널(1100)의 후면 가장자리 부분으로부터 상대적으로 온도 방열이 취약한 중앙부로 갈수록 개수가 증가하거나 간격이 감소하도록 배치된 복수의 온도 센서로 이루어질 수 있다.
타이밍 제어부(1300)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동부(1400)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DDC)와 게이트 구동부(1500)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GDC)를 발생한다.
한편, 타이밍 제어부(1300)에 포함된 화질 보상 모듈(1310)은 디스플레이 패널(1100)의 온도에 기초하여 구동 TFT(DR-TFT)의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하고, 결정된 보상 방법에 따른 최종 보상 파라미터를 생성하여 구동 TFT 에 인가되는 최종 데이터 전압을 산출한다.
이를 위하여, 화질 보상 모듈(1310)은 결정부(1311), 생성부(1312) 및 산출부(1313)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화질 보상 모듈(1310)의 결정부(1311), 생성부(1312) 및 산출부(1313)는 상술된 본 발명의 일 실시예에 따른 화질 보상 모듈(100)의 결정부(110), 생성부(120) 및 산출부(130)와 그 구성과 역할이 각각 동일하므로 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
데이터 구동부(1400)는 디지털-아날로그 컨버터(DAC), 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함하고, 프리차징 스위치(S1) 및 샘플링 스위치(S2)를 포함하는 센싱회로(SC)를 더 포함한다.
데이터 구동부(1400)는 타이밍 제어부(1300)에 포함된 화질 보상 모듈(100)로부터의 데이터 제어 신호(DDC)를 기반으로 입력된 디지털 데이터(MDATA)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(DL_1 내지 DL_m)을 통해 화소(PX)에 입력한다.
이를 위해, DAC는 화질 보상 모듈(100)의 제어하에 데이터 전압(Vdata)을 생성하여 데이터 라인(DL_1 내지 DL_m)에 출력할 수 있다.
또한, 데이터 구동부(1400)는 센싱 라인(SSL_1 내지 SSL_m)에 인가된 전압을 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 이용하여 디지털 값으로 샘플링하여 타이밍 제어부(1300)의 화질 보상 모듈(100)에 센싱 전압(Vsen)으로 출력한다.
이를 위하여, 데이터 라인(DL_1 내지 DL_m)에는 제2 노드(N2)의 소스전압을 센싱 전압(Vsen)으로 저장하기 위한 센싱 커패시터(Cx)가 연결될 수 있다.
게이트 구동부(1500)는 타이밍 제어부(1300)로부터의 게이트 제어 신호(GDC)를 기반으로 프리차징 스위치(S1) 및 샘플링 스위치(S2)를 제어하는 제어 신호를 발생한다.
이때, 게이트 구동부(1500)는 GIP(Gate-driver In Panel) 방식에 따라 디스플레이 패널(1100) 상에 직접 형성될 수 있다.
화질 보상 모듈(1310)은 데이터 전압(Vdata)의 보상을 디스플레이 패널(1100)에서 가로 또는 세로 라인별로 수행할 수 있다.
예를 들어, 화질 보상 모듈(1310)은 디스플레이 패널(1100)의 동일한 가로 라인에 위치하는 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)의 보상을 좌측에서 우측 순으로 수행할 수 있다.
또한, 화질 보상 모듈(1310)은 하나의 가로 라인의 데이터 전압(Vdata)의 보상을 수행한 후 무작위로 다른 가로 라인을 선택하여 데이터 전압(Vdata)의 보상을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화질 보상 방법을 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화질 보상 방법은 디스플레이 패널의 온도를 입력 받는다(S10). 이때, 디스플레이 패널의 온도는 디스플레이 패널을 구역화하여 구역별로 측정된 온도일 수 있다.
다음으로, 상기 입력된 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정한다(S20). 보다 구체적으로, S20 단계는 측정된 온도의 변화값을 산출하고 산출된 온도의 변화값을 기 설정된 기준 변화값과 비교하게 된다.
비교 결과, 온도의 변화값이 기준 변화값 이상이면 보상 방법을 전자 이동도 보상으로 결정하고, 반대로, 온도의 변화값이 기준 변화값 미만이면 보상 방법을 문턱전압 보상으로 결정하게 된다.
이어서, 구동 TFT의 센싱 전압을 입력받는다(S30). 이때, 디스플레이 패널의 화면의 구동 상태가 온 상태에서도 구동 TFT의 센싱 전압을 측정할 수 있는 센싱모드를 이용하여 구동 TFT의 센싱 전압을 측정하게 된다.
다음으로, 입력받은 센싱 전압을 이용하여 상술된 S20 단계에서 결정된 보상 방법에 따라 최종 보상 파라미터를 생성한다(S40).
이를 위하여, S40 단계에서는 센싱 전압을 이용하여 센싱 전압의 변화값을 산출하고, 결정된 보상 방법에 따라 전자 이동도의 룩업 테이블 또는 문턱전압의 룩업 테이블로부터 산출된 센싱 전압의 변화값을 검색함으로써, 보정값을 생성하게 된다.
이후, 현재 보정 파라미터를 메모리로부터 읽어들인 후 생성된 보정값을 적용하여 최종 보정 파라미터를 생성하게 된다. 예를 들어, 현재 보정 파라미터에 보정값을 가산하여 최종 파라미터를 생성할 수 있다.
다음으로, 최종 보상 파라미터를 이용하여 구동 TFT에 인가되는 최종 데이터 전압을 산출한다(S50). 이때, S50 단계에서는 S20 단계에서 결정된 보상 방법에 따라 생성된 최종 보상 파라미터에 따라 최종 데이터 전압을 산출하게 된다.
보다 구체적으로, 결정된 보상 방법이 전자 이동도 보상이면 현재 데이터 전압에 최종 보상 파라미터를 곱하여 최종 데이터 전압을 산출하고, 결정된 보상 방법이 문턱전압 보상이면 현재 데이터 전압에 최종 보상 파라미터를 가산하여 최종 데이터 전압을 산출하게 된다.
최종적으로, 데이터 구동부를 제어하여 산출된 최종 데이터 전압를 구동 TFT의 게이트 단자에 인가시킨다(S60).
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화질 보상 방법은 온도를 입력받는 디스플레이 패널의 온도를 입력 받는 S10 단계 이후 구동 TFT의 센싱 전압을 입력 받는 단계 S30를 수행하는 것으로 설명하였지만, 다른 일예에 따른 화질 보상 방법에 따르면 상술된 S10 단계 및 S30 단계가 동시에 수행될 수도 있음을 유의한다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (17)

  1. 디스플레이 패널의 온도를 입력받고, 상기 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하는 결정부;
    상기 구동 TFT의 센싱 전압을 이용하여 상기 결정된 보상 방법에 따른 최종 보상 파라미터를 생성하는 생성부; 및
    상기 최종 보상 파라미터를 이용하여 상기 구동 TFT 로 인가되는 최종 데이터 전압을 산출하는 산출부를
    포함하는 화질 보상 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정부는
    상기 디스플레이 패널의 온도의 변화값과 기 설정된 기준 변화값을 비교하고, 상기 비교 결과에 근거하여 상기 보상 방법을 전자 이동도 보상 및 문턱전압 보상 중 어느 하나로 결정하는 화질 보상 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결정부는
    상기 온도의 변화값이 상기 기준 변화값 이상이면 상기 보상 방법을 상기 전자 이동도 보상으로 결정하고, 상기 온도의 변화값이 상기 기준 변화값 미만이면 상기 보상 방법을 상기 문턱전압 보상으로 결정하는 화질 보상 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생성부는
    상기 센싱 전압을 이용하여 상기 결정된 보상 방법에 따라 보정값을 생성하고, 현재 보상 파라미터에 상기 보정값을 적용하여 최종 보상 파라미터를 생성하는 화질 보상 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 결정된 보상 방법이 전자 이동도 보상이면 현재 데이터 전압에 상기 최종 보상 파라미터를 곱하여 상기 최종 데이터 전압을 산출하고, 상기 결정된 보상 방법이 문턱전압 보상이면 상기 현재 데이터 전압에 상기 최종 보상 파라미터를 가산하여 상기 최종 데이터 전압을 산출하고, 상기 산출된 최종 데이터 전압이 상기 구동 TFT에 인가되도록 데이터 구동부를 제어하는 화질 보상 모듈.
  6. 디스플레이 패널의 온도를 입력받는 단계;
    상기 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하는 단계;
    상기 구동 TFT의 센싱 전압을 입력받는 단계;
    상기 센싱 전압을 이용하여 상기 결정된 보상 방법에 따른 최종 보상 파라미터를 생성하는 단계;
    상기 최종 보상 파라미터를 이용하여 상기 구동 TFT에 인가되는 최종 데이터 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 최종 데이터 전압을 상기 구동 TFT에 인가하는 단계를
    포함하는 화질 보상 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보상 방법을 결정하는 단계는
    상기 입력된 온도의 변화값을 산출하는 단계;
    상기 온도의 변화값과 기 설정된 기준 변화값을 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 근거하여 상기 보상 방법을 전자 이동도 보상 및 문턱전압 보상 중 어느 하나로 결정하는 단계를
    포함하는 화질 보상 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보상 방법을 결정하는 단계는
    상기 온도의 변화값이 상기 기준 변화값 이상이면 상기 보상 방법을 상기 전자 이동도 보상으로 결정하는 단계; 및
    상기 온도의 변화값이 상기 기준 변화값 미만이면 상기 보상 방법을 상기 문턱전압 보상으로 결정하는 단계를
    더 포함하는 화질 보상 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    최종 보상 파라미터를 생성하는 하는 단계는
    상기 센싱 전압을 이용하여 상기 결정된 보상 방법에 따라 보정값을 생성하는 단계; 및
    현재 보상 파라미터에 상기 보정값을 적용하여 최종 보상 파라미터를 생성하는 단계를
    포함하는 화질 보상 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 최종 데이터 전압을 산출하는 단계는
    상기 결정된 보상 방법이 전자 이동도 보상이면 현재 데이터 전압에 상기 최종 보상 파라미터를 곱하여 상기 최종 데이터 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 결정된 보상 방법이 문턱전압 보상이면 상기 현재 데이터 전압에 상기 최종 보상 파라미터를 가산하여 상기 최종 데이터 전압을 산출하는 단계를
    포함하는 화질 보상 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 최종 데이터 전압을 상기 구동 TFT에 인가하는 단계는
    상기 산출된 최종 데이터 전압이 상기 구동 TFT에 인가되도록 데이터 구동부를 제어하는 단계를
    포함하는 화질 보상 방법.
  12. 디스플레이 패널의 온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 디스플레이 패널의 온도에 기초하여 구동 TFT의 전기적 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법을 결정하고, 상기 결정된 보상 방법에 따른 최종 보상 파라미터를 생성하여 상기 구동 TFT 에 인가되는 최종 데이터 전압을 산출하는 화질 보상 모듈; 및
    상기 산출된 최종 데이터 전압을 상기 구동 TFT로 인가시키는 데이터 구동부를
    포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 온도 측정부는
    상기 디스플레이 패널을 구역화하여 구역별 온도를 측정하는 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 화질 보상 모듈은
    상기 디스플레이 패널의 온도의 변화값과 기 설정된 기준 변화값을 비교하고, 상기 비교 결과에 근거하여 상기 보상 방법을 전자 이동도 보상 및 문턱전압 보상 중 어느 하나로 결정하는 결정부를
    포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 결정부는
    상기 온도의 변화값이 상기 기준 변화값 이상이면 상기 보상 방법을 상기 전자 이동도 보상으로 결정하고, 상기 온도의 변화값이 상기 기준 변화값 미만이면 상기 보상 방법을 상기 문턱전압 보상으로 결정하는 디스플레이 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 화질 보상 모듈은
    상기 구동 TFT의 센싱 전압을 이용하여 상기 결정된 보상 방법에 따라 보정값을 생성하고, 현재 보상 파라미터에 상기 보정값을 적용하여 최종 보상 파라미터를 생성하는 생성부를
    더 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 화질 보상 모듈은
    상기 결정된 보상 방법이 전자 이동도 보상이면 현재 데이터 전압에 상기 최종 보상 파라미터를 곱하여 상기 최종 데이터 전압을 산출하고, 상기 결정된 보상 방법이 문턱전압 보상이면 상기 현재 데이터 전압에 상기 최종 보상 파라미터를 가산하여 상기 최종 데이터 전압을 산출하고, 상기 산출된 최종 데이터 전압이 상기 구동 TFT에 인가되도록 상기 데이터 구동부를 제어하는 산출부를
    더 포함하는 디스플레이 장치.
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KR20150064798A (ko) * 2013-12-03 2015-06-12 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치와 그의 화질 보상방법

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