KR20190031744A - 광학 보상 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광학 보상 시스템은 다수의 픽셀들이 구비되고, 각 픽셀에 발광소자와 구동소자가 포함된 표시장치; 상기 구동소자가 서브 쓰레스홀드 구간에서 동작되도록 미리 설정된 제1 감마 조정 포인트에 대한 제1 감마값 및 제2 감마 조정 포인트에 대한 제2 감마값에 각각 대응하여, 상기 표시패널에서 구현되는 특정 화상을 측정하는 휘도계; 상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들에 대한 측정 결과와 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성에 기초하여, 타겟 색좌표를 만족시키기 위한 컬러별 비율 계수를 구하고, 상기 컬러별 비율 계수를 기초로 상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조를 나타내는 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 감마값을 타겟 휘도에 맞게 변경하는 제어보드; 및 상기 변경된 제3 감마값에 따라 상기 표시패널을 구동하는 구동 보드를 포함한다.

Description

광학 보상 시스템 및 그 방법{Optical Compensation System And Method Thereof}
본 발명은 표시장치의 광학 특성을 보정하기 위한 광학 보상 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
디스플레이 기술이 발전하면서, 다양한 표시장치가 개발 및 판매되고 있다. 그 중에서, 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 유기발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기발광 표시장치는 OLED를 각각 포함한 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고 영상 데이터의 계조에 따라 픽셀들의 휘도를 조절한다. 픽셀들 각각은 게이트-소스 간 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 트랜지스터(Driving Transistor)를 포함한다. 픽셀의 휘도는 OLED에 흐르는 구동전류의 크기에 비례한다.
공정 상의 다양한 원인에 의해 유기발광 표시장치의 광학 특성은 표시 패널 별로 달라질 수 있다. 다시 말해, 같은 모델의 표시 패널들에 동일한 전압 또는 전류가 인가되더라도 표시 패널 별로 구현되는 화상의 색좌표와 휘도가 달라질 수 있다. 이러한 표시 패널들 간 광학 특성 편차를 보정하기 위해 광학 보상 기술이 알려져 있다.
기존의 광학 보상 기술은 미리 설정된 특정 계조값에 대응되는 색좌표 및 휘도를 측정한 후, 측정 결과가 원하는 타겟 범위에 속할 때까지 감마값(Gamma Value)을 변경하면서 측정을 반복한다. 이러한 방법으로 복수개의 특정 계조값들에 대한 감마값들이 모두 설정되면, 광학 보상은 종료된다. 광학 보상을 마친 제1 및 제2 표시 패널들을 대상으로 동일 화상을 구현하는 경우, 제1 표시 패널의 화상과 제2 표시 패널의 화상은 서로 동일한 색좌표 및 휘도를 가지게 된다. 하지만, 제1 및 제2 표시 패널들에서 동일 계조값에 대한 감마값은 서로 다르게 설정될 수 있다.
광학 보상을 통해 셋팅되는 감마값들은 특정의 감마 조정 포인트들에 대응된다. 감마 조정 포인트는 저 계조 구간, 중간 계조 구간, 및 고 계조 구간 각각에 대해 복수 개씩 설정될 수 있다. 이러한 광학 보상은 휘도계의 측정 결과를 기반으로 한다.
휘도계는 표시 패널로부터 입사되는 광을 센서를 통해 읽어들여 색좌표 및 휘도를 측정하는 장치이다. 중간 계조 이상의 계조 구간에서는 휘도가 높고 입사되는 광량이 많기 때문에 휘도계의 측정 결과는 비교적 신뢰할 만하다. 하지만, 저 계조 구간의 경우 휘도가 낮고 입사되는 광량이 매우 적기 때문에, 휘도계의 측정 결과는 편차가 크고 부정확하다. 특히, 휘도계는 블랙 계조에 대응되는 아주 낮은 휘도를 연속적으로 측정할 경우 입사되는 광량이 거의 없기 때문에 색좌표 및 휘도 측정값에 심한 편차가 생긴다. 본 발명자들은, 이러한 이유로 저 계조 구간에 대한 광학 보상시에는 원하는 타겟 범위를 만족할 때까지의 측정 횟수가 매우 많아지고 그 만큼 보상에 소요되는 시간이 길어지게 되는 문제가 있음을 인식하였다.
그에 따라, 본 발명들은 저 계조 구간에 대한 광학 보상에 소요되는 시간을 줄이고 보상의 정확도를 높일 수 있도록 한 광학 보상 시스템 및 그 방법을 고안하였다.
본 발명에 따른 광학 보상 시스템은 다수의 픽셀들이 구비되고, 각 픽셀에 발광소자와 구동소자가 포함된 표시장치; 상기 구동소자가 서브 쓰레스홀드 구간에서 동작되도록 미리 설정된 제1 감마 조정 포인트에 대한 제1 감마값 및 제2 감마 조정 포인트에 대한 제2 감마값에 각각 대응하여, 상기 표시패널에서 구현되는 특정 화상을 측정하는 휘도계; 상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들에 대한 측정 결과와 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성에 기초하여, 타겟 색좌표를 만족시키기 위한 컬러별 비율 계수를 구하고, 상기 컬러별 비율 계수를 기초로 상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조를 나타내는 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 감마값을 타겟 휘도에 맞게 변경하는 제어보드; 및 상기 변경된 제3 감마값에 따라 상기 표시패널을 구동하는 구동 보드를 포함한다. 여기서, 상기 서브 쓰레스홀드 구간에서, 상기 구동소자의 드레인-소스 간 전류는 상기 구동소자의 게이트-소스 간 전압의 지수 승에 비례한다.
본 발명은 저 계조 구간에 속하는 특정 2개의 감마 조정 포인트들에 대한 광학 측정 결과를 제1 보상 프로그램에 적용하여 컬러별 비율계수를 산출하고, 2개의 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조의 감마 조정 포인트들에 대해서는 색좌표 측정을 생략한다. 즉, 본 발명은 2개의 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조의 감마 조정 포인트들에 대해서는 컬러별 비율계수를 적용한 상태에서 휘도 조정을 위한 광학 보상(즉, 타겟 휘도에 맞게 감마값 변경)만을 실시하므로, 그 만큼 광학 보상에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있음은 물론이거니와 보상의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 보상 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 보상의 대상이 되는 표시장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 표시장치에 포함된 픽셀 회로를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 픽셀의 동작을 보여 주는 도면이다.
도 5는 픽셀들의 스위치 온/오프 타이밍을 보여 주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제１　프로그램의　광학 보상 방법을 보여주는 도면이다.
도 7은　본　발명의　실시예에　따른　제２　프로그램의　광학　보상　방법을　보여주는　도면이다．
도 8은 픽셀 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 특성 곡선을 보여주는 도면이다.
도 9는 CIE 1931 색좌표 특성을 보여주는 도면이다.
도 10은 데이터 구동부에 포함된 감마 스트링 구조를 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12는 광학 보상의 대상이 되는 밴드들의 일 예를 보여주는 도면들이다.
도 13은 저 계조 구간에서 광학 보상에 소요되는 시간을 측정한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 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.
비록 제1, 제2 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 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명에서 표시패널의 기판 상에 형성되는 픽셀 회로는 n 타입 또는 p 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조의 TFT(Thin Film Transistor)로 구현될 수 있다. TFT는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. TFT 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 TFT에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 즉, MOSFET에서의 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 타입 TFT (NMOS)의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스에서 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 타입 TFT에서 전자가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 타입 TFT(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 타입 TFT에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. MOSFET의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, MOSFET의 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다.
이하에서, 게이트 온 전압(Gate On Voltage)은 TFT가 턴-온(turn-on)될 수 있는 게이트 신호의 전압이다. 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage)은 TFT가 턴-오프(turn-off)될 수 있는 전압이다. PMOS에서 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)이다. NMOS에서 게이트 온 전압은 VGH이고, 게이트 오프 전압은 VGL이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 보상 시스템을 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 보상의 대상이 되는 표시장치를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 3은 도 2의 표시장치에 포함된 픽셀 회로를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학 보상 시스템은 표시장치(10), 휘도계(20), 제어보드(30), 및 구동보드(40)를 포함할 수 있다.
표시장치(10)는 광학 보상의 대상이 되며, 유기발광 표시장치 또는 무기발광 표시장치로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 유기발광 표시장치를 중심으로 기술하나, 본 발명의 기술적 사상에 이에 한정되지 않는다. 표시장치(10)의 표시패널에는 발광소자와 구동소자를 각각 포함한 다수의 픽셀들이 구비되어 있다.
휘도계(20)는 표시장치(10)에서 구현되는 특정 화상을 읽어들이고, 상기 특정 화상의 색좌표 및 휘도를 측정한다. 상기 특정 화상은 감마 조정 포인트들의 감마값들에 대응된다. 여기서, 감마 조정 포인트들은 데이터 구동부에 내장된 출력 감마 스트링의 탭 계조 포인트들일 수 있다(도 10의 TAB 참조). 그리고, 감마 조정 포인트들의 감마값들은 상기 출력 감마 스트링의 탭 감마전압들(또는, 감마기준전압들)(도 10의 V1~V195 참조)의 크기를 제어하기 위한 감마 레지스터값(도 10의 GM1~GM195)일 수 있다. 감마 조정 포인트는 저 계조 구간, 중간 계조 구간, 및 고 계조 구간 각각에 대해 복수 개씩 설정될 수 있다. 휘도계(20)는 측정된 색좌표 및 휘도를 제어보드(30)에 전달한다.
제어보드(30)는 감마 조정 포인트들에 대한 타겟 색좌표와 타겟 휘도를 미리 저장하고 있다. 제어보드(30)는 휘도계(20)로부터 전달받은 측정 색좌표 및 휘도를 타겟 색좌표 및 휘도와 비교하여, 그 차이만큼 감마값을 조정한다. 이러한 보상 프로그램은 감마 조정 포인트들에 대해 개별적으로 수행된다.
제어보드(30)는 계조 구간에 따라 선택적으로 적용되는 제1 보상 프로그램(도 6 참조)과 제2 보상 프로그램(도 7 참조)을 내장할 수 있다. 제1 보상 프로그램과 제2 보상 프로그램은 서로 연동되어 적용될 수 있다. 제1 보상 프로그램은 저 계조 구간의 감마값 조정시에 적용될 수 있고, 제2 보상 프로그램은 중간 계조 구간과 고 계조 구간의 감마값 조정시에 적용될 수 있다. 여기서, 저 계조 구간은 픽셀의 구동소자가 서브 쓰레스홀드(Sub-Threshold) 구간에서 동작되도록 하는 계조 구간을 의미한다. 서브 쓰레스홀드 구간에서는, 구동소자의 드레인-소스 간 전류가 구동소자의 게이트-소스 간 전압의 지수 승에 비례하기 때문에(수학식 2 참조), 낮은 계조의 게이트-소스 간 전압을 이용하여 더 낮은 계조의 게이트-소스 간 전압을 용이하게 유추할 수 있다. 반면, 고 계조 구간은 픽셀의 구동소자가 세츄레이션(Saturation) 구간에서 동작되도록 하는 계조 구간을 의미한다. 세츄레이션 구간에서, 구동소자의 드레인-소스 전류는 게이트-소스 간 전압의 제곱 승에 비례한다(수학식 1 참조).
제어보드(30)는 감마 조정 포인트가 저 계조 구간에 속하는 경우 제1 보상 프로그램을 적용하여 저 계조 구간에 대한 광학 보상 시간을 줄이고 보상의 정확도를 높인다. 저 계조 구간에서는 휘도가 낮고 입사되는 광량이 매우 적기 때문에 휘도계(20)의 측정 결과는 부정확하다. 따라서, 제어보드(30)는 서브 쓰레스홀드 구간에 속하는 2개의 감마 조정 포인트들에 대한 광학 측정 결과를 제1 보상 프로그램에 적용하여 컬러별 비율계수를 산출하고, 2개의 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조의 감마 조정 포인트들에 대해서는 색좌표 측정을 생략한다. 컬러별 비율계수는 타겟 색좌표값으로, 동일 모델에서 각 색 소자들의 특성이 비슷하므로, 저 계조 구간의 감마 조정 포인트들에 공통으로 적용될 수 있다. 제어보드(30)는 2개의 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조의 감마 조정 포인트들에 대해서는 상기 컬러별 비율계수를 적용한 상태에서 휘도 조정을 위한 광학 보상(즉, 타겟 휘도에 맞게 감마값 변경)만을 실시하므로, 그 만큼 광학 보상에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있음은 물론이거니와 보상의 정확도를 높일 수 있다.
한편, 제어보드(30)는 감마 조정 포인트가 중간 계조 및 고 계조 구간에 속하는 경우 제2 보상 프로그램을 적용하여 색좌표 조정 및 휘도 조정을 위한 광학 보상을 실시한다. 중간 계조 이상의 계조 구간에서는 휘도가 높고 입사되는 광량이 많기 때문에 휘도계(20)의 측정 결과는 비교적 신뢰할 만하기 때문이다. 즉, 제어보드(30)는 측정 색좌표를 타겟 색좌표와 비교함과 아울러 측정 휘도를 타겟 휘도와 비교하여, 그 차이만큼씩 감마값을 조정한다.
구동보드(40)는 변경된 감마값을 제어보드(30)로부터 전달 받는다. 구동보드(40)는 변경된 감마값들을 표시장치(10)의 데이터 구동부에 내장된 메모리(감마 레지스터)에 기입한다. 그러면, 변경된 감마값들에 따라 출력 감마 스트링의 탭 감마전압들이 바뀌어 타겟 색좌표 및 타겟 휘도에 맞는 화상이 구현되게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 광학 보상 시스템은 전술한 구성을 포함하여 RGB 컬러별로 개별적으로 감마값들을 셋팅할 수 있으며, 나아가 도 11 및 도 12와 같이 밴드 단위로 개별적으로 감마값들을 셋팅할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 보상의 대상이 되는 표시장치를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 및 타이밍 콘트롤러(110)를 구비한다.
표시패널(100)는 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치되어 입력 영상을 표시하는 픽셀 어레이를 포함한다. 표시패널(100)의 픽셀들 각각은 도 3와 같이 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 픽셀들은 컬러 구현을 위하여, 적, 녹 및 청색의 픽셀들로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들은 백색광을 발생하는 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 픽셀들은 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 픽셀들 각각은 하나 이상의 스위치 소자, OLED에 전류를 공급하는 구동 소자, 및 커패시터를 구비할 수 있다.
데이터 구동부(102)는 기준 전압(Vref)과 데이터 전압(Vdata)을 생성한다. 데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 수신되는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 도 10의 탭 감마전압들을 기준으로 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인들(11)에 공급한다. 데이터 구동부(102)는 입력 영상과 무관하게 미리 설정된 기준 전압(Vref)을 발생하여 데이터 라인들(11)에 공급한다.
게이트 구동부(104)는 스캔 신호(Scan1, Scan2)를 스캔 라인들(12)에 순차적으로 공급하고, 에미션 신호(Emission signal, EM)를 EM 라인들(14)에 순차적으록 공급한다.
타이밍 콘트롤러(110)는 외부의 호스트 시스템으로부터 수신한 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(110)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호들을 이용하여 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.
호스트 시스템은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 컴퓨터, 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등 각종 정보기기나 가전기기 시스템일 수 있다.
도 3은 도 2의 표시장치에 포함된 픽셀 회로를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 픽셀의 동작을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 5는 픽셀들의 스위치 온/오프 타이밍을 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 픽셀들 각각은 OLED, 제1 내지 제4 TFT(T1~T4), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)를 포함한다. 이 픽셀은 4 개의 트랜지스터와 2 개의 커패시터를 포함한 4T2C 회로 구조이다.
픽셀의 1 수평 기간(1H)은 초기화 기간(Ti), 샘플링 기간(Ts), 프로그래밍 기간(Tp)으로 나뉘어 지며, 1 프레임 중에서 1 수평 기간(1H)을 제외한 나머지 기간은 에미션 기간(Te)이 된다. 1 수평 기간(1H) 동안, 픽셀의 구동 소자인 제4 TFT(T4)의 문턱 전압이 샘플링되고 그 문턱 전압만큼 구동 소자의 게이트-소스 간 전압이 보상된다. 따라서, 1 수평 기간(1H) 동안, 입력 영상의 데이터가 구동 소자의 문턱 전압만큼 보상되어 픽셀에 기입된다.
제1 스캔 신호(Scan1)는 대략 1 수평 기간(1H) 동안 ON 레벨로 발생되어 제1 TFT(T1)를 턴-온(turn-on)시키고, 에미션 기간(Te)에 OFF 레벨로 반전되어 제1 TFT(T1)를 턴-오프(turn-off)시킨다.
제2 스캔 신호(Scan2)는 초기화 기간(Ti) 내에서 ON 레벨로 발생되어 제3 TFT(T3)를 턴-온시키고, 나머지 기간 동안 OFF 레벨을 유지하여 제3 TFT(T3)를 오프 상태로 제어한다.
에미션 신호(EM)는 샘플링 기간(Ts) 내에서 ON 레벨로 발생되어 제2 TFT(T2)를 턴-온시키고, 초기화 기간(Ti)과 프로그래밍 기간(Tp)에 OFF 레벨로 반전되어 제2 TFT(T2)를 턴-오프시킨다. 그리고, 에미션 신호(EM)는 에미션 기간(Te) 동안 내에서 ON 레벨을 유지하여 제2 TFT(T2)를 온 상태로 유지시킨다.
OLED는 제4 TFT(T4)로부터 공급되는 드레인-소스 전류에 의해 발광한다. OLED의 애노드와 캐소드 사이에 형상된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED의 애노드는 제2 노드(n2)에 연결되고, 캐소드는 저전위 전원 전압(VSS) 또는 기저 전압원(GND)에 연결된다.
제1 TFT(T1)는 제1 스캔 신호(Scan1)에 응답하여 스위칭됨으로써 데이터 라인(11)과 제1 노드(n1) 사이의 전류 패스를 온/오프하는 스위치 소자다. 제1 TFT(T1)의 게이트는 제1 스캔 라인(12a)에 접속되고, 드레인은 데이터 라인(11)에 접속된다. 제1 TFT(T1)의 소스는 제1 노드(n1)에 접속된다.
제2 TFT(T2)는 에미션 신호(EM)에 응답하여 스위칭됨으로써 VDD 라인(15)과 제4 TFT(T4)의 드레인 사이의 전류 패스를 온/오프하는 스위치 소자이다. 제2 TFT(T2)의 게이트는 EM 라인(14)에 접속되고, 드레인은 VDD 라인(15)에 접속된다. 제2 TFT(T2)의 소스는 제4 TFT(T4)의 드레인에 접속된다.
제3 TFT(T3)는 제2 스캔 신호(Scan2)에 응답하여 스위칭됨으로써 Vini 라인(13)과 제2 노드(n2)의 전류 패스를 온/오프하는 스위치 소자이다. Vini 라인(13)은 초기화 신호 라인이다. 제3 TFT(T3)의 게이트는 제2 스캔 라인(12b)에 접속되고, 드레인은 제2 노드(n2)에 접속된다. 제3 TFT(T3)의 소스는 Vini 라인(13)에 접속된다. Vini에는 초기화 신호(Vini)가 공급된다.
제4 TFT(T4)는 자신의 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 드레인-소스 전류(Ids)를 제어하는 구동 소자이다. 제4 TFT(T4)의 게이트는 제1 노드(n1)에 접속되고, 드레인은 제2 TFT(T2)의 소스에 연결된다. 제4 TFT(T4)의 소스는 OLED의 애노드에 접속된다.
제1 커패시터(C1)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 접속되어 양단 간의 차 전압을 저장한다. 제1 커패시터(C1)는 소스팔로워(source-follower) 방식으로 구동 소자인 제4 TFT(T4)의 문턱 전압(Vth)을 샘플링한다. 제2 커패시터(C2)는 VDD 라인(15)과 제2 노드(n2) 사이에 접속된다. 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)는 프로그래밍 기간(Tp)에서 데이터 전압(Vdata)에 따라 제1 노드(n1)의 전위가 변할 때, 그 변화분을 전압 분배하여 제2 노드(n2)에 반영한다.
도 5를 참조하면, 초기화 기간(Ti) 동안 제1 및 제3 TFT(T1, T3)가 ON 레벨의 제1 및 제2 스캔 신호(Scan1, Scan2)에 응답하여 턴-온 된다. 제2 TFT(T2)는 OFF 레벨의 에미션 신호(EM)에 의해 초기화 기간(Ti)에 턴-오프된다. 초기화 기간(Ti) 동안, 데이터 라인(11)에 소정의 기준 전압(Vref)이 공급된다. 초기화 기간(Ti) 동안 제1 노드(n1)의 전압은 기준 전압(Vref)으로 초기화되고, 제2 노드(n2)의 전압은 소정의 초기화 전압(Vini)으로 초기화된다.
도 5를 참조하면, 샘플링 기간(Ts) 동안 제2 TFT(T2)가 ON 레벨의 에미션 신호(EM)에 응답하여 턴-온 된다. 샘플링 기간(Ts) 동안 제1 TFT(T1)는 ON 레벨의 제1 스캔 신호(Scan1)에 의해 온 상태를 유지한다. 샘플링 기간(Ts) 동안, 데이터 라인(11)에는 기준 전압(Vref)이 공급된다. 샘플링 기간(Ts) 동안, 제1 노드(n1)의 전위는 기준전압(Vref)으로 유지되는데 반해, 제2 노드(n2)의 전위는 드레인-소스 간 전류(Ids)에 의해 상승한다. 이러한 소스팔로워(source-follower) 방식에 따라 제4 TFT(T4)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)은 제4 TFT(T4)의 문턱 전압(Vth)으로서 샘플링되며, 이 샘플링된 문턱전압(Vth)은 제1 커패시터(C1)에 저장된다. 샘플링 기간(Ts) 동안 제1 노드(n1)의 전압은 기준 전압(Vref)이고, 제2 노드(n1)의 전압은 Vref-Vth 이다.
도 5를 참조하면, 프로그래밍 기간(Tp) 동안 제1 TFT(T1)는 ON 레벨의 제1 스캔 신호(Scan1)에 따라 온 상태를 유지하고 나머지 TFT(T2~T4)는 턴-오프 된다. 프로그래밍 기간(Tp) 동안 데이터 라인(11)에 입력 영상의 데이터 전압(Vdata)이 공급된다. 데이터 전압(Vdata)이 제1 노드(n1)에 인가되고, 제1 노드(n1)의 전위 변화분(Vdata-Vref)에 대한 제1 및 제2 커패시터(C1,C2) 간의 전압 분배 결과가 제2 노드(n2)에 반영됨으로써 제4 TFT(T4)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 프로그래밍된다. 프로그래밍 기간(Tp) 동안, 제1 노드(n1)의 전압은 데이터 전압(Vdata)이고, 제2 노드(n2)의 전압은 샘플링 기간(Ts)을 통해 설정된 "Vref-Vth"에 제1 및 제2 커패시터(C1,C2) 간의 전압 분배 결과(C'*(Vdata-Vref))가 더해져 "Vref-Vth+C'*(Vdata-Vref)"가 된다. 결국, 제4 TFT(T4)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)은 프로그래밍 기간(Tp)을 통해 "Vdata-Vref+Vth-C'*(Vdata-Vref)"으로 프로그래밍된다. 여기서, C'는 CST1/(CST1+CST2)이며, CST1은 제1 커패시터(C1)의 제1 커패시턴스를 의미하고, CST2는 제2 커패시터(C2)의 제2 커패시턴스를 의미한다.
도 5를 참조하면, 에미션 기간(Te)은 프로그래밍 기간(Tp) 이후부터 그 다음 프레임의 초기화 기간(Ti)까지 연속된다. 에미션 신호(EM)는 ON 레벨로 입력되어 제2 TFT(T2)를 턴-온 시킨다. 에미션 기간(Te)에서는 프로그래밍 기간(Tp)을 통해 프로그래밍된 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 드레인-소스 간 전류(Ids)가 OLED에 인가되어 OLED를 발광시킨다. 에미션 기간(Te) 동안, 제1 및 제2 스캔신호(Scan1, Scan2)는 OFF 레벨로 입력되어 제1 및 제3 TFT(T1, T3)를 턴-오프 시킨다.
에미션 기간(Te) 동안 구동소자에 흐르는 구동전류(Ids)는 수학식 1과 같다. 이 전류에 의해 OLED가 발광되어 입력 영상의 밝기를 표현한다.
Figure pat00001
수학식 1에서, k는 제4 TFT(T4)의 전자 이동도, 기생 커패시턴스 및 채널 용량 등에 의해 결정되는 비례 상수를 지시한다.
수학식 1과 같이, 구동소자에 흐르는 전류(Ids)는 게이트-소스 간 전압(Vgs)의 제곱승에 비례하며, 특히 데이터전압(Vdata)의 제곱승에 비례한다. 따라서, 데이터전압(Vdata)이 바뀌면 전류(Ids)가 바뀐다. 동일 계조의 데이터전압(Vdata)은 도 10의 감마값 설정치에 따라 달라질 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제１　프로그램의　광학 보상 방법을 보여주는 도면이다. 도 8은 픽셀 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 특성 곡선을 보여주는 도면이다. 도 9는 CIE 1931 색좌표 특성을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 10은 데이터 구동부에 포함된 감마 스트링 구조를 보여주는 도면이다.
도 6과 함께 도 1-2, 도 8-10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제１　프로그램의　광학 보상 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어보드(30)는 구동소자가 서브 쓰레스홀드 구간에서 동작되도록 하는 2개의 감마 조종 포인트들(P1,P2)을 미리 설정한다. 예컨대, 제1 감마 조정 포인트(P1)는 도 10의 TAB(P1)일 수 있고, 제2 감마 조정 포인트(P2)는 도 10의 TAB(P2)일 수 있다.
구동 소자의 동작 특성은 도 8에 도시되어 있다. 도 8에서, 가로축은 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)을 나타내고, 세로축은 구동 소자의 드레인-소스 전류(Ids)를 나타낸다. 구동 소자에 흐르는 전류(Ids)는 통상적으로 세츄레이션 구간에서 동작한다. 세츄레이션 구간은 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 문턱전압(Vth)보다 높은 전압 전압 구간이다. 반면, 서브 쓰레스홀드 구간은 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 문턱전압(Vth)보다 낮은 전압 전압 구간이다. 서브 쓰레스홀드 구간에서 구동 소자에는 누설 전류(Cut-Off current)가 흐른다.
제어보드(30)는 제1 감마 조정 포인트(P1)에 대한 제1 감마값(도 10의 GM15)과 제2 감마 조정 포인트(P2)에 대한 제2 감마값(도 10의 GM6)을 구동보드(40)를 통해 표시장치(10)에 인가한다. 그러면, 휘도계(20)는 제1 및 제2 감마값에 따라 표시패널(100)에서 구현되는 특정 화상을 측정한다. 제어보드(30)는 휘도계(20)로부터 입력되는 측정 결과와 하기 수학식 2와 같은 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성에 기초하여 제1 감마값에 대응되는 제1 게이트-소스 간 전압(Vgs1)과 제2 감마값에 대응되는 제2 게이트-소스 간 전압(Vgs2)을 도출한다(S1).
Figure pat00002
수학식 2에서, q는 전하의 전하량을, k는 볼츠만 상수를, T는 절대 온도를, 그리고 n는 컬러별(R/G/B 별) 비율 계수를 각각 나타낸다.
제어보드(30)는 구하고자 하는 휘도를 하기 수학식 3과 같이 제1 게이트-소스 간 전압(Vgs1)과 제2 게이트-소스 간 전압(Vgs2)에 대한 전류 비례식에 적용한다.
Figure pat00003
수학식 3에서, Fixed1Lv는 제1 감마 조정 포인트(P1)에 대한 타겟 휘도를, Fixed2Lv는 제2 감마 조정 포인트(P2)에 대한 타겟 휘도를, Vt는 kT/q로서 열전압을 각각 나타낸다. 그리고, Ids1은 제1 게이트-소스 간 전압에 대응되는 서브 쓰레스홀드 구간의 제1 전류 특성을, Ids2는 제2 게이트-소스 간 전압에 대응되는 서브 쓰레스홀드 구간의 제2 전류 특성을 각각 나타낸다.수학식 3에서와 같이, 제어보드(30)는 제1 게이트-소스 간 전압(Vgs1)과 제2 게이트-소스 간 전압(Vgs2)이 반영된 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성으로부터, 제1 감마 조정 포인트(P1)와 제2 감마 조정 포인트(P2) 간의 고정 휘도 비율(Fixed1Lv/FixedLv2)을 구한다.
제어보드(30)는 수학식 3의 고정 휘도 비율(Fixed1Lv/FixedLv2)을 기초로 타겟 색좌표를 만족시키기 위한 컬러별 비율 계수값(n)을 구한다(S2). 컬러별 비율 계수값(n)은 하기 수학식 4와 같다.
Figure pat00004
컬러별 비율 계수값(n)은 도 9와 같은 CIE 1931 색좌표, 즉 타겟 색좌표를 만족한다.
CIE 1931 색좌표(또는 색공간)는 인간의 색채 인지 방법을 기반으로 하여 만들어졌으며, 전자기파 스펙트럼 내의 빛의 물리량과 인간 시각체계의 생리적인 심리량 사이를 최초로 정량적으로 연결한 색공간이다. 인간의 눈이 단파장, 중파장, 장파장의 세 가지 빛을 수용하는 원추세포를 통해 빛을 받아들인다는 연구를 바탕으로 하고 있으며, 1920년대 후반 윌리엄 데이비드 라이트(William David Write)와 존 길드(John Guild)에 의한 일련의 실험에 기원을 두고 있다.
CIE 1931 색 공간은 인간의 색채 인지를 분광광도계를 통해 직접 측정하기 때문에, 잉크 색, 조명 디스플레이, 디지털 카메라 등의 기록 장치에서 보이는 가시광선에 대한 서로 다른 색공간을 하나의 보편적인 인간 시각체계 반응으로 변환해준다.　그리고 이는　다른 색공간의 기본이 된다. CIE 색 공간에서　3개의 변수로 표현되는 색 감각 값들을 삼색 자극값(Tristimulus value)이라 하며, 이 값들은 주로 X, Y, Z 값으로 표현된다
제어보드(30)는 컬러별 비율 계수값(n), 및 제1 감마 조정 포인트(P1)(또는, 제1 감마 조정 포인트(P1))를 이용하여 제1 및 제2 감마 조정 포인트들(P1,P2)보다 낮은 계조를 나타내는 제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 제3 감마값을 구한다. 제3 감마 조정 포인트(P3)는 도 10의 TAB(P2)일 수 있고, 제3 감마값은 도 10의 GM1일 수 있다. 다시 말해, 제어보드(30)는 수학식 4의 컬러별 비율 계수값(n)을 이용하여, 제1 감마 조정 포인트(P1)(또는, 제2 감마 조정 포인트(P2))와 제3 감마 조정 포인트(P3) 간의 조정 휘도 비율((Fixed1Lv/FixedLv3)을 구하고, 조정 휘도 비율(Fixed1Lv/FixedLv3)을 기초로 제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)을 산출한다(S3). 조정 휘도 비율(Fixed1Lv/FixedLv3)은 하기 수학식 5와 같이 제1 감마 조정 포인트(P1)와 제2 감마 조정 포인트(P2) 중 어느 하나의 휘도 및 게이트-소스 간 전압과, 컬러별 비율 계수값(n)과, 제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 타겟 휘도(Fixed3Lv)로부터 구해질 수 있다.
Figure pat00005
제어보드(30)는 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)에 대응되는 제3 감마값을 구동보드(40)를 통해 표시장치(10)에 인가한다. 그러면, 휘도계(20)는 제3 감마값에 따라 표시패널(100)에서 구현되는 화상을 측정한다. 제어보드(30)는 휘도계(20)로부터 입력되는 측정 결과를 기초로 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)에 따른 측정 휘도가 타겟 휘도 범위 내에 속하는지 여부를 판단한다(S4).
제어보드(30)는 측정 휘도가 타겟 휘도 범위 내에 속하지 않으면 하기 수학식 6과 같이 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)에 소정의 조정계수(x)를 곱하여 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)을 변경한다(S5).
Figure pat00006
그리고, 제어보드(30)는 상기 단계S4를 반복한다. 이러한 방법으로 제어보드(30)는 조정계수(x)를 일정값(예컨대, 0.1)씩 증감시키면서 제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)을 타겟 휘도에 맞게 변경한다.
제어보드(30)는 제3 게이트-소스 간 전압(Vgs3)에서 제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 데이터전압(Vdata3)을 도출하고, 데이터전압(Vdata3)을 하기 수학식 7에 적용하여 타겟 휘도에 맞는 제3 감마값(GMx)을 산출한다.
Figure pat00007
수학식 7에서, Vmax는 인접 상위 탭 전압이고, Vmin은 입력 감마 스트링의 저전위 전압(도 10의 VREG2)이다. 수학식 7은 감마 스트링 장치의 구조에 따라 얼마든지 변경이 가능하다.
제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 감마값 조정이 완료되면, 제어보드(30)는 제3 감마 조정 포인트(P3)보다 계조가 낮은 제4 감마 조정 포인트(P4)에 대한 감마값 조정을 수행한다. 제4 감마 조정 포인트(P4)에 대한 감마값 조정과정은 제3 감마 조정 포인트(P3)에 대한 감마값 조정과정과 동일하다. 제어보드(30)는 상기와 같은 방법으로 저 계조 구간에 속하는 모든 감마 조정 포인트들에 대한 감마값 조정을 수행한다(S6,S7).
제어보드(30)는 저 계조 구간에 속하는 모든 감마 조정 포인트들에 대해 확정된 감마값들을 표시장치(10)의 데이터 구동부102) 내에 포함된 감마 레지스트용 메모리에 기록한다. 감마 레지스트용 메모리에 기록된 감마값들을 기반으로 도 10의 감마 스트링에서 저 계조 구간에 속하는 감마 보상전압들이 생성되며, 이 감마 보상전압들은 타이밍 콘트롤러(110)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터에 매칭되어 데이터전압으로 변환된다.
도 10의 감마 스트링 장치를 부연 설명하면 다음과 같다.
도 10을 참조하면, 감마 스트링 장치는 입력 감마 스트링(GMS1)과 출력 감마 스트링(GMS2)를 포함할 수 있다.
입력 감마 스트링(GMS1)은 고전위 전압(VREG1)과 저저위 전압(VREG2) 사이에 직렬로 연결된 저항 스트링으로 구현될 수 있다. 고전위 전압(VREG1)과 저저위 전압(VREG2)은 각각 VX를 분압하는 저항 스트링(RST)와 디코더(DEC)에 의해 가변될 수 있다.
출력 감마 스트링(GMS2)은 최상위 탭 계조전압(V255)와 최하위 탭 계조전압(V0) 사이에 직렬로 연결된 저항 스트링으로 구현될 수 있다. 최상위 탭 계조전압(V255)은 입력 감마 스트링(GMS1)에서 분압된 특정 전압에 의존한다. 입력 감마 스트링(GMS1)에서 분압된 특정 전압은 디코더에 의해 가변될 수 있다. 최하위 탭 계조전압(V0)은 VX를 분압하는 저항 스트링(RST)와 디코더(DEC)에 의해 가변될 수 있다.
출력 감마 스트링(GMS2)은 다수의 탭 계조 포인트들(TAB)을 포함하며, 탭 계조 포인트들(TAB)을 통해 탭 계조전압들(V1~V195)을 출력한다. 탭 계조 포인트들(TAB) 각각에는 저항 스트링(RST), 디코더(DEC), 및 출력 버퍼가 연결되어 있다. 저항 스트링(RST)은 인접 상위 탭 계조 포인트의 탭 계조전압과 저저위 전압(VREG2) 사이에 연결되어, 인접 상위 탭 계조 포인트의 탭 계조전압을 분압한다. 디코더(DEC)는 데이터 구동부의 감마 레지스트용 메모리에 기록된 감마값들(GM1~GM195)에 대응되는 분압전압을 선택하여 출력 버퍼에 인가한다. 출력 버퍼는 해당 분압전압을 완충하여 탭 계조 포인트들(TAB)에 인가한다. 감마 레지스트용 메모리에 기록된 감마값들은 전술한 제１　프로그램의　광학 보상 방법과 후술할 제2 프로그램의 광학 보상 방법을 통해 결정될 수 있다.
도 7은　본　발명의　실시예에　따른　제２　프로그램의　광학　보상　방법을　보여주는　도면이다．
도 7과 함께 도 1-2, 도 8-10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제2　프로그램의　광학 보상 방법을 설명하면 다음과 같다.
제2　프로그램의　광학 보상 방법은 중간 계조 및 고 계조 구간에 속하는 감마 조정 포인트들을 대상으로 한다.
제어보드(30)는 중간 계조 또는 고 계조 구간에 속하는 감마 조정 포인트(Px)에 대응되는 감마값을 구동보드(40)를 통해 표시장치(10)에 인가한다. 그러면, 휘도계(20)는 상기 감마값에 따라 표시패널(100)에서 구현되는 화상을 측정한다(S10). 제어보드(30)는 휘도계(20)로부터 입력되는 측정 결과가 미리 설정된 타겟 색좌표 및 타겟 휘도를 만족하는지 여부를 판단한다(S20).
제어보드(30)는 측정 결과가 타겟 범위 내에 속하지 않으면 게이트-소스 간 전압에 대응되는 감마값을 변경한다(S30). 그리고, 제어보드(30)는 단계 S20을 반복한다. 이러한 과정은 측정 결과가 타겟 범위 내에 속할 때까지 반복된다.
제어보드(30)는 측정 결과가 타겟 범위 내에 속하면 그 다음 감마 조정 포인트(Py)에 대해 상기 과정을 반복한다(S40).
제어보드(30)는 중간 계조 및 고 계조 구간에 속하는 모든 감마 조정 포인트들에 대해 확정된 감마값들을 표시장치(10)의 데이터 구동부102) 내에 포함된 감마 레지스트용 메모리에 기록한다. 감마 레지스트용 메모리에 기록된 감마값들을 기반으로 도 10의 감마 스트링에서 중간 계조 및 고 계조 구간에 속하는 감마 보상전압들이 생성되며, 이 감마 보상전압들은 타이밍 콘트롤러(110)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터에 매칭되어 데이터전압으로 변환된다.
도 11 및 도 12는 광학 보상의 대상이 되는 밴드들의 일 예를 보여주는 도면들이다.
도 11을 참조하면, 화면 밝기를 변경시키기 위해, 유저는 손가락 등을 이용하여 표시장치(10)의 화면에 구성되어 있는 밝기 제어 바(Bar)를 스크롤할 수 있다. 이 경우, 시스템은 밝기 제어 바(Bar)의 움직임 정도에 따라 적절한 디지털 밝기값(Digital Brightness Value, 이하 DBV라 함)을 선택하고, 선택된 DBV를 유저 입력 정보로 인식할 수 있다. DBV가 도 12와 같이 1024 스텝이라면 화면의 밝기 또한 1024 스텝만큼 제어가 가능하게 된다. 도 12에서 가로축은 DBV를 나타내고, 세로축은 휘도를 나타낸다.
표시장치(10)는 유저 입력 정보에 따른 휘도 변경시에 화이트 밸런스나 색좌표가 틀어지는 것을 방지하기 위해 다수의 밝기 밴드들(Band1~Band7)을 포함할 수 있다. 각 밝기 밴드는 도 12와 같이 유저로부터 입력되는 DBV들 중 일부(77, 218, 377, 602, 708, 851, 1023)에 대응될 수 있다. 밝기 밴드들의 개수는 표시장치의 모델 및 스펙에 따라 달라질 수 있다.
각 밝기 밴드는 독립적으로 광학 보상될 수 있도록 밝기 밴드 별로 도 10과 같은 감마 스트링 장치에 대응될 수 있다. 각 밝기 밴드의 감마값들은 도 10과 같은 감마 스트링 장치를 통해 밴드 단위로 독립적으로 설정될 수 있다. 도 6의 제１　프로그램에 따른　광학 보상 방법에서, P1 및 P2는 서로 다른 밝기 밴드의 저 계조 구간에서 선택될 수 있고, 동일한 밝기 밴드의 저 계조 구간에서 선택될 수도 있다.
도 13은 저 계조 구간에서 광학 보상에 소요되는 시간을 측정한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 기존 방법으로 저 계조 구간에서 광학 보상을 실시하면, 개선전의 결과와 같이 1 계조 감마값을 확정하는 데 평균 333sec가 소요된다. 반면에, 본 발명과 같은 방법으로 저 계조 구간에서 광학 보상을 실시하면, 개선후의 결과와 같이 1 계조 감마값을 확정하는 데 평균 187sec가 소요된다. 이를 통해 본 발명은 1 계조 감마값을 설정하는 데 있어 기존 대비 146sec를 절감할 수 있음을 알 수 있다. 참고로, 도 13의 시뮬레이션 결과는 175개의 샘플들을 대상으로 한 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시장치 20 : 휘도계
30 : 제어보드 40: 구동보드

Claims (16)

  1. 다수의 픽셀들이 구비되고, 각 픽셀에 발광소자와 구동소자가 포함된 표시장치;
    상기 구동소자가 서브 쓰레스홀드(sub-threshold) 구간에서 동작되도록 미리 설정된 제1 감마 조정 포인트에 대한 제1 감마값 및 제2 감마 조정 포인트에 대한 제2 감마값에 각각 대응하여, 상기 표시패널에서 구현되는 화상을 측정하는 휘도계;
    상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들에 대한 측정 결과와 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성에 기초하여, 타겟 색좌표를 만족시키기는 컬러별 비율 계수를 구하고, 상기 컬러별 비율 계수를 기초로 상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조를 나타내는 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 감마값을 타겟 휘도에 맞게 변경하는 제어보드; 및
    상기 변경된 제3 감마값에 따라 상기 표시패널을 구동하는 구동 보드를 포함하고,
    상기 서브 쓰레스홀드 구간에서, 상기 구동소자의 드레인-소스 간 전류는 상기 구동소자의 게이트-소스 간 전압의 지수 승에 비례하는 광학 보상 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어보드는,
    상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들에 대한 측정 결과로부터 제1 게이트-소스 간 전압과 제2 게이트-소스 간 전압을 도출하는 광학 보상 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어보드는,
    상기 제1 게이트-소스 간 전압과 상기 제2 게이트-소스 간 전압이 반영된 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성으로부터, 상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 간의 고정 휘도 비율을 구하고, 상기 고정 휘도 비율을 기초로 상기 타겟 색좌표를 만족시키기 위한 컬러별 비율 계수를 구하는 광학 보상 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어보드는,
    상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 중 어느 하나와 상기 제3 감마 조정 포인트 간의 조정 휘도 비율을 구하고, 상기 조정 휘도 비율을 기초로 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 게이트-소스 간 전압을 구하고,
    상기 조정 휘도 비율은 상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 중 어느 하나의 휘도 및 게이트-소스 간 전압과, 상기 컬러별 비율 계수와, 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 상기 타겟 휘도로부터 구해지는 광학 보상 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어보드는,
    상기 제3 게이트-소스 간 전압에 소정의 조정계수를 적용하여 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 감마값을 타겟 휘도에 맞게 변경하는 광학 보상 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시장치에는 유저의 입력 정보에 따라 밝기가 선택되는 복수의 밝기 밴드들이 구비되고,
    각 밝기 밴드는 독립적으로 광학 보상될 수 있도록 밝기 밴드 별로 감마 스트링 장치에 대응되며,
    각 밝기 밴드의 감마값들은 상기 감마 스트링 장치를 통해 밴드 단위로 독립적으로 설정되는 광학 보상 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들은 서로 다른 밝기 밴드들의 저 계조 구간에서 선택되거나, 또는 동일한 밝기 밴드의 저 계조 구간에서 선택되는 광학 보상 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 간의 고정 휘도 비율은 하기 수학식 1과 같으며,
    [수학식 1]
    Figure pat00008

    상기 수학식 1에서, 상기 Fixed1Lv는 상기 제1 감마 조정 포인트에 대한 타겟 휘도를, 상기 Fixed2Lv는 상기 제2 감마 조정 포인트에 대한 타겟 휘도를, 상기 Fixed1Lv/Fixed2Lv는 상기 고정 휘도 비율을, 상기 Vgs1은 상기 제1 게이트-소스 간 전압을, 상기 Vgs2는 상기 제2 게이트-소스 간 전압을, 상기 Ids1은 상기 제1 게이트-소스 간 전압에 대응되는 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 제1 전류 특성을, 상기 Ids2는 상기 제2 게이트-소스 간 전압에 대응되는 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 제2 전류 특성을, 상기 n은 타겟 색좌표를 만족시키는 컬러별 비율 계수를, 그리고 Vt는 열전압을 각각 나타내는 광학 보상 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 컬러별 비율 계수는 하기 수학식 2와 같으며,
    [수학식 2]
    Figure pat00009

    상기 컬러별 비율 계수는 CIE 1931 색좌표를 만족하는 광학 보상 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 게이트-소스 간 전압은 하기 수학식 3과 같으며,
    [수학식 3]
    Figure pat00010

    상기 수학식 3에서, Vgs3은 상기 제3 게이트-소스 간 전압을, 상기 Fixed3Lv는 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 타겟 휘도를, 그리고 상기 Fixed1Lv/Fixed3Lv는 상기 조정 휘도 비율을 각각 나타내는 광학 보상 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어보드는 하기 수학식 4와 같이 상기 조정계수 x를 상기 제3 게이트-소스 간 전압에 곱하며,
    [수학식 4]
    Figure pat00011

    상기 조정계수 x는 제3 게이트-소스 간 전압이 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 타겟 휘도를 만족할 때까지 일정값씩 증감되는 광학 보상 시스템.
  12. 다수의 픽셀들이 구비되고, 각 픽셀에 발광소자와 구동소자가 포함된 표시패널에 대한 광학 보상 방법에 있어서,
    상기 구동소자가 서브 쓰레스홀드 구간에서 동작되도록 미리 설정된 제1 감마 조정 포인트에 대한 제1 감마값 및 제2 감마 조정 포인트에 대한 제2 감마값에 각각 대응하여, 상기 표시패널에서 구현되는 특정 화상을 측정하는 단계;
    상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들에 대한 측정 결과와 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성에 기초하여, 타겟 색좌표를 만족시키기는 컬러별 비율 계수를 구하고, 상기 컬러별 비율 계수를 기초로 상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들보다 낮은 계조를 나타내는 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 감마값을 타겟 휘도에 맞게 변경하는 제어단계;
    상기 변경된 제3 감마값에 따라 상기 표시패널을 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 서브 쓰레스홀드 구간에서, 상기 구동소자의 드레인-소스 간 전류는 상기 구동소자의 게이트-소스 간 전압의 지수 승에 비례하는 광학 보상 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 제1 및 제2 감마 조정 포인트들에 대한 측정 결과로부터 제1 게이트-소스 간 전압과 제2 게이트-소스 간 전압을 도출하는 광학 보상 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 제1 게이트-소스 간 전압과 상기 제2 게이트-소스 간 전압이 반영된 상기 서브 쓰레스홀드 구간의 전류 특성으로부터, 상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 간의 고정 휘도 비율을 구하고, 상기 고정 휘도 비율을 기초로 상기 타겟 색좌표를 만족시키기 위한 컬러별 비율 계수를 구하는 광학 보상 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 중 어느 하나와 상기 제3 감마 조정 포인트 간의 조정 휘도 비율을 구하고, 상기 조정 휘도 비율을 기초로 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 게이트-소스 간 전압을 구하고,
    상기 조정 휘도 비율은 상기 제1 감마 조정 포인트와 상기 제2 감마 조정 포인트 중 어느 하나의 휘도 및 게이트-소스 간 전압과, 상기 컬러별 비율 계수와, 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 상기 타겟 휘도로부터 구해지는 광학 보상 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 제3 게이트-소스 간 전압에 소정의 조정계수를 적용하여 상기 제3 감마 조정 포인트에 대한 제3 감마값을 타겟 휘도에 맞게 변경하는 광학 보상 방법.
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