KR20190082356A - 표시 장치의 구동 전압 설정 방법 - Google Patents

표시 장치의 구동 전압 설정 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치의 구동 전압 설정 방법은 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계, 상기 표시 장치의 휘도로부터 색좌표를 획득하고, 상기 색좌표에 대한 휘도 효율을 결정하는 단계, 상기 결정된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

표시 장치의 구동 전압 설정 방법{METHOD FOR SETTING UP DRIVING VOLTAGE OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치의 구동 전압 설정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치의 휘도를 이용하여 구동 전압을 설정하는 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하기 위한 복수의 화소를 포함하고, 복수의 화소는 발광 소자, 발광 소자를 발광시키기 위한 복수의 트랜지스터 등을 포함한다. 복수의 화소에 동일한 데이터 전압을 인가하는 경우, 복수의 화소의 휘도 또는 색상은 발광 소자, 복수의 트랜지스터 등의 소자 특성에 따라 달라질 수 있다. 특히, 동일한 제조 공정에서 생산된 표시 장치 간에도 소자 특성에 따라 휘도 차이 또는 색상 차이가 발생할 수 있다.
이러한 휘도 차이 또는 색상 차이를 최소화하고 표시 장치들이 정확한 휘도와 색상을 구현할 수 있도록 표시 장치의 제조 과정에서 표시 장치의 구동 전압을 설정하는 공정을 거치게 된다. 표시 장치의 구동 전압을 설정하는 과정에 소요되는 시간이 길어질수록 표시 장치의 생산율이 낮아지기 때문에 표시 장치의 구동 전압을 설정하는 시간을 줄일 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 표시 장치의 구동 전압을 더욱 효율적으로 설정할 수 있는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법은 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계, 상기 표시 장치의 휘도로부터 색좌표를 획득하고, 상기 색좌표에 대한 휘도 효율을 결정하는 단계, 상기 결정된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 색좌표는 상기 표시 장치의 기본색 중 하나의 단색 색좌표일 수 있다.
상기 휘도 효율은 상기 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 상기 표시 장치의 휘도의 비율일 수 있다.
상기 색좌표에 대한 휘도 효율을 결정하는 단계는, 상기 색좌표에 대한 휘도 효율 곡선에서 상기 획득된 색좌표에 대응하는 휘도 효율의 값을 상기 휘도 효율로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계는, 휘도 효율이 높아질수록 구동 전압이 선형적으로 증가하는 구동 전압 선형 관계식으로부터 상기 결정된 휘도 효율에 대응하는 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계는, 상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계, 및 상기 검사 시작 구동 전압부터 조정 간격 단위로 상기 표시 장치에 인가되는 구동 전압을 조정하면서 상기 표시 장치의 휘도를 측정하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 찾는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는, 상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값보다 크고 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는, 상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자에 인가되는 하이 레벨의 제1 전원 전압 및 로우 레벨의 제2 전원 전압을 포함하고, 상기 표시 장치의 최적 구동 전압은 상기 제2 전원 전압일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법은 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계, 상기 표시 장치에 전원을 공급하는 외부 전원의 전압 및 전류를 측정하는 단계, 상기 측정된 휘도, 상기 측정된 전압 및 전류를 이용하여 휘도 효율을 산출하는 단계, 상기 산출된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계를 포함한다.
외부 전원의 전압 및 전류를 측정하는 단계는, 상기 표시 장치에 포함된 배터리에서 출력되는 전압과 전류를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 휘도 효율은 상기 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 상기 표시 장치의 휘도의 비율일 수 있다.
상기 산출된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계는, 휘도 효율이 높아질수록 구동 전압이 선형적으로 증가하는 구동 전압 선형 관계식으로부터 상기 산출된 휘도 효율에 대응하는 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계는, 상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계, 및 상기 검사 시작 구동 전압부터 조정 간격 단위로 상기 표시 장치에 인가되는 구동 전압을 조정하면서 상기 표시 장치의 휘도를 측정하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 찾는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는, 상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값보다 크고 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는, 상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자에 인가되는 하이 레벨의 제1 전원 전압 및 로우 레벨의 제2 전원 전압을 포함하고, 상기 표시 장치의 최적 구동 전압은 상기 제2 전원 전압일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법은 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 상기 표시 장치의 휘도의 비율인 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계, 상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계, 및 상기 검사 시작 구동 전압부터 조정 간격 단위로 상기 표시 장치에 인가되는 구동 전압을 조정하면서 상기 표시 장치의 휘도를 측정하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 찾는 단계를 포함한다.
상기 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계, 및 상기 표시 장치의 휘도로부터 색좌표를 획득하고, 상기 색좌표에 대한 상기 휘도 효율을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계, 상기 표시 장치에 전원을 공급하는 외부 전원의 전압 및 전류를 측정하는 단계, 및 상기 측정된 휘도, 상기 측정된 전압 및 전류를 이용하여 상기 휘도 효율을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
표시 장치마다 검사 시작 구동 전압을 예상하여 검사 시작 구동 전압부터 구동 전압 설정 과정을 수행함으로써 표시 장치의 최적 구동 전압을 설정하기 위한 검사 시간을 줄일 수 있고, 표시 장치의 생산율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 적색 색좌표에 대한 휘도 효율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 녹색 색좌표에 대한 휘도 효율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 청색 색좌표에 대한 휘도 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 휘도 효율에 대한 구동 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 과정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 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.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 신호 제어부(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 발광 제어 구동부(400), 전원 공급부(500) 및 표시부(600)를 포함한다.
신호 제어부(100)는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며, 휘도는 정해진 수효의 계조 레벨(gray level)을 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 메인 클록(MCLK) 등이 있다.
신호 제어부(100)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시부(600) 및 데이터 구동부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2), 영상 데이터 신호(DAT) 및 발광 제어신호(CONT3)를 생성한다. 신호 제어부(100)는 게이트 제어신호(CONT1)를 게이트 구동부(200)에 전달하고, 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(300)에 전달하며, 발광 제어신호(CONT3)를 발광 제어 구동부(400)에 전달한다.
표시부(600)는 복수의 게이트 라인(SL1-SLn), 복수의 데이터 라인(DL1-DLm), 복수의 발광 제어 라인(EL1-ELn) 및 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)는 복수의 게이트 라인(SL1-SLn), 복수의 데이터 라인(DL1-DLm), 복수의 발광 제어 라인(EL1-ELn)에 연결되어 대략 행렬의 형태로 배열될 수 있다. 복수의 게이트 라인(SL1-SLn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행할 수 있다. 복수의 발광 제어 라인(EL1-ELn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL1-DLm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행할 수 있다.
게이트 구동부(200)는 복수의 게이트 라인(SL1-SLn)에 연결되고, 게이트 제어신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 복수의 게이트 라인(SL1-SLn)에 인가한다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터 라인(DL1-DLm)에 연결되고, 영상 데이터 신호(DAT)에 따른 데이터 전압을 생성한다. 데이터 구동부(300)는 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 데이터 전압을 복수의 데이터 라인(DL1-DLm)에 인가할 수 있다.
발광 제어 구동부(400)는 복수의 발광 제어 라인(EL1~ELn)에 연결되고, 발광 제어신호(CONT3)에 따라 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 발광 제어 신호를 복수의 발광 제어 라인(EL1-ELn)에 인가할 수 있다.
전원 공급부(500)는 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(Vint)을 복수의 화소(PX)에 공급한다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 복수의 화소(PX) 각각에 포함된 발광 소자(LED)의 애노드 전극에 제공되는 하이 레벨 전압일 수 있다. 제2 전원 전압(ELVSS)은 복수의 화소(PX) 각각에 포함된 발광 소자(LED)의 캐소드 전극에 제공되는 로우 레벨 전압일 수 있다. 제1 전원 전압(ELVDD)과 제2 전원 전압(ELVSS)은 복수의 화소(PX)를 발광시키기 위한 구동 전압이다.
실시예에 따라, 전원 공급부(500)는 재충전이 가능한 배터리(510)와 배터리(510)의 직류 전압을 필요한 다른 레벨의 직류 전압으로 변환하는 컨버터(520)를 포함할 수 있다. 컨버터(520)는 배터리(510)의 직류 전압을 이용하여 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vint) 등을 만들어낼 수 있다. 실시예에 따라, 배터리(510)는 생략되고, 컨버터(520)는 외부의 교류 전압을 제공받을 수 있다. 이러한 경우, 컨버터(520)는 외부의 교류 전압을 변환하여 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vint) 등을 만들어낼 수도 있다.
도 2는 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타낸다. 도 1의 표시 장치에 포함되는 복수의 화소(PX) 중에서 n번째 화소행에 위치하고, m번째 화소열에 위치하는 화소(PX)를 예로 들어 설명한다.
도 2를 참조하면, 화소(PX)는 발광 소자(LED) 및 발광 소자(LED)로 흐르는 전류를 제어하기 위한 화소 회로(20)를 포함한다. 화소 회로(20)는 구동 트랜지스터(TR11), 스위칭 트랜지스터(TR12), 보상 트랜지스터(TR13), 제1 발광 제어 트랜지스터(TR14), 제2 발광 제어 트랜지스터(TR15), 제1 초기화 트랜지스터(TR16), 제2 초기화 트랜지스터(TR17) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(TR11)는 제1 노드(N11)에 연결되어 있는 게이트 전극, 제2 노드(N12)에 연결되어 있는 제1 전극 및 제3 노드(N13)에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 구동 트랜지스터(TR11)는 제1 노드(N11)의 전압에 대응하여 제1 전원 전압(ELVDD)으로부터 발광 소자(LED)로 흐르는 전류량을 제어한다.
스위칭 트랜지스터(TR12)는 제1 게이트 라인(SLn)에 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터 라인(DLm)에 연결되어 있는 제1 전극 및 제2 노드(N12)에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 스위칭 트랜지스터(TR12)는 제1 게이트 라인(SLn)에 인가되는 게이트 온 전압의 제1 게이트 신호에 따라 턴 온되어 데이터 라인(DLm)에 인가되는 데이터 전압을 제2 노드(N12)에 전달한다.
보상 트랜지스터(TR13)는 제1 게이트 라인(SLn)에 연결되어 있는 게이트 전극, 제3 노드(N13)에 연결되어 있는 제1 전극 및 제1 노드(N11)에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 보상 트랜지스터(TR13)는 제1 게이트 라인(SLn)에 인가되는 게이트 온 전압의 제1 게이트 신호에 따라 턴 온되어 구동 트랜지스터(TR11)를 다이오드 연결시켜 구동 트랜지스터(TR11)의 문턱 전압을 보상할 수 있다.
제1 발광 제어 트랜지스터(TR14)는 발광 제어 라인(ELn)에 연결되어 있는 게이트 전극, 제1 전원 전압(ELVDD)에 연결되어 있는 제1 전극 및 제2 노드(N12)에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다.
제2 발광 제어 트랜지스터(TR15)는 발광 제어 라인(ELn)에 연결되어 있는 게이트 전극, 제3 노드(N13)에 연결되어 있는 제1 전극 및 발광 소자(LED)의 애노드 전극에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 제1 발광 제어 트랜지스터(TR14)와 제2 발광 제어 트랜지스터(TR15)는 발광 제어 라인(ELn)에 인가되는 게이트 온 전압의 발광 제어 신호에 따라 턴 온되어 제1 전원 전압(ELVDD)으로부터 구동 트랜지스터(TR11)를 통해 흐르는 전류가 발광 소자(LED)로 흐르도록 한다.
제1 초기화 트랜지스터(TR16)는 제2 게이트 라인(SLn-1)에 연결되어 있는 게이트 전극, 초기화 전압(Vint)에 연결되어 있는 제1 전극 및 제1 노드(N11)에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 제1 초기화 트랜지스터(TR16)는 제2 게이트 라인(SLn-1)에 인가되는 게이트 온 전압의 제2 게이트 신호에 의해 턴 온되고 초기화 전압(Vint)을 제1 노드(N11)에 전달하여 구동 트랜지스터(TR11)의 게이트 전압을 초기화할 수 있다.
제2 초기화 트랜지스터(TR17)는 제3 게이트 라인(SLn-2)에 연결되어 있는 게이트 전극, 초기화 전압(Vint)에 연결되어 있는 제1 전극 및 발광 소자(LED)의 애노드 전극에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 제2 초기화 트랜지스터(TR17)는 제3 게이트 라인(SLn-2)에 인가되는 게이트 온 전압의 제3 게이트 신호에 의해 턴 온되고 초기화 전압(Vint)을 발광 소자(LED)의 애노드 전극에 전달하여 발광 소자(LED)를 초기화할 수 있다.
유지 커패시터(Cst)는 제1 전원 전압(ELVDD)에 연결되어 있는 제1 전극 및 제1 노드(N11)에 연결되어 있는 제2 전극을 포함한다. 제1 노드(N11)에는 구동 트랜지스터(TR11)의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압이 인가되고, 유지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N11)의 전압을 유지하는 역할을 한다.
발광 소자(LED)는 제2 발광 제어 트랜지스터(TR15)의 제2 전극에 연결된 애노드 전극 및 제2 전원 전압(ELVSS)에 연결된 캐소드 전극을 포함할 수 있다. 발광 소자(LED)는 화소 회로(20)와 제2 전원 전압(ELVSS) 사이에 연결되어 화소 회로(20)로부터 공급되는 전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 발광 소자(LED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛 또는 백색의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있다. 기본색의 다른 예로 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다.
이하, 표시 장치의 기본색이 적색, 녹색, 청색의 삼원색인 것을 예로 들어 설명한다.
표시 장치에 포함된 복수의 화소(PX)에 동일한 데이터 전압을 인가하였을 때, 복수의 화소(PX)의 휘도 또는 색상은 각 화소(PX)에 포함된 발광 소자(LED) 또는 복수의 트랜지스터(TR11, TR12, TR13. TR14, TR15, TR16, TR17) 등의 소자 특성에 따라 달라질 수 있다. 특히, 동일한 제조 공정에서 생산된 표시 장치 간에도 소자 특성에 따라 휘도 차이 또는 색상 차이가 발생할 수 있다. 이러한 휘도 차이 또는 색상 차이를 최소화하고 표시 장치들이 정확한 휘도와 색상을 구현할 수 있도록 표시 장치의 제조 과정에서 표시 장치의 구동 전압을 설정하는 공정을 거치게 된다. 표시 장치의 구동 전압을 설정하는 공정은 표시 장치의 제1 전원 전압(ELVDD)과 제2 전원 전압(ELVSS) 중 적어도 하나의 전압을 조절하는 과정이다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 표시 장치의 구동 전압을 설정하는 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 적색 색좌표에 대한 휘도 효율을 나타내는 그래프이다. 도 5는 일 실시예에 따른 녹색 색좌표에 대한 휘도 효율을 나타내는 그래프이다. 도 6은 일 실시예에 따른 청색 색좌표에 대한 휘도 효율을 나타내는 그래프이다. 도 7은 일 실시예에 따른 휘도 효율에 대한 구동 전압의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 과정을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 표시 장치의 제조 과정에서 표시 장치에 전원을 공급하고 미리 정해진 레벨의 데이터 전압을 복수의 화소(PX)에 인가하여 발광시키고, 검사 장비를 이용하여 표시 장치의 휘도를 측정한다(S110). 표시 장치의 휘도를 측정할 수 있는 휘도계, 카메라 등을 이용하여 표시 장치의 화면 중앙부의 휘도를 측정할 수 있다. 표시 장치의 휘도를 측정함으로써, 현재 표시 장치가 표시하고 있는 영상의 적색 색좌표, 녹색 색좌표 및 청색 색좌표를 획득할 수 있다.
표시 장치의 기본색 중 하나의 단색 색좌표에 대한 휘도 효율을 결정한다(S120). 즉, 적색 색좌표, 녹색 색좌표 및 청색 색좌표 중 하나에 대한 휘도 효율을 결정할 수 있다. 휘도 효율은 표시 장치에 제공되는 전원의 전류에 대한 표시 장치의 휘도의 비율이다. 표시 장치에 제공되는 전원의 전류 값은 전원 공급부(500)에서 표시 장치에 제공되는 전원의 전류를 측정하여 획득되거나, 또는 표시 장치의 제조 공정에서 미리 정해진 전원을 사용함에 따라 미리 정해진 값일 수 있다. 적색 색좌표에 대한 휘도 효율은 미리 마련된 적색의 휘도 효율 곡선(도 4 참조)을 이용하여 결정될 수 있다. 그리고 녹색 색좌표에 대한 휘도 효율은 미리 마련된 녹색의 휘도 효율 곡선(도 5 참조)을 이용하여 결정될 수 있다. 그리고 청색 색좌표에 대한 휘도 효율은 미리 마련된 청색의 휘도 효율 곡선(도 6 참조)을 이용하여 결정될 수 있다.
도 4에 예시한 바와 같이, 다수의 표시 장치를 대상으로 적색 색좌표(Rx)에 대한 휘도 효율을 측정할 수 있고, 측정된 휘도 효율을 이용하여 적색의 휘도 효율 곡선을 만들 수 있다. 도 4의 그래프에서 가로축은 적색 색좌표(Rx)를 나타내고, 세로축은 휘도 효율을 나타낸다. 휘도 효율의 단위는 cd/A 이다. 표시 장치의 휘도를 측정하여 획득한 적색 색좌표(Rx)에 대응하는 휘도 효율의 값은 적색의 휘도 효율 곡선으로부터 결정될 수 있다.
도 5에 예시한 바와 같이, 다수의 표시 장치를 대상으로 녹색 색좌표(Gx)에 대한 휘도 효율을 측정할 수 있고, 측정된 휘도 효율을 이용하여 녹색의 휘도 효율 곡선을 만들 수 있다. 도 5의 그래프에서 가로축은 녹색 색좌표(Gx)를 나타내고, 세로축은 휘도 효율을 나타낸다. 표시 장치의 휘도를 측정하여 획득한 녹색 색좌표(Gx)에 대응하는 휘도 효율의 값은 녹색의 휘도 효율 곡선으로부터 결정될 수 있다.
도 6에 예시한 바와 같이, 다수의 표시 장치를 대상으로 청색 색좌표(By)에 대한 휘도 효율을 측정할 수 있고, 측정된 휘도 효율을 이용하여 청색의 휘도 효율 곡선을 만들 수 있다. 도 6의 그래프에서 가로축은 청색 색좌표(By)를 나타내고, 세로축은 휘도 효율을 나타낸다. 표시 장치의 휘도를 측정하여 획득한 청색 색좌표(By)에 대응하는 휘도 효율의 값은 청색의 휘도 효율 곡선으로부터 결정될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 적색 색좌표(Rx)에 대한 휘도 효율, 녹색 색좌표(Gx)에 대한 휘도 효율 및 청색 색좌표(By)에 대한 휘도 효율 중 하나의 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정한다(S130).
이하, 청색 색좌표(By)에 대한 휘도 효율에 대한 구동 전압의 관계를 예로 들어 설명한다. 그리고 조정 대상이 되는 구동 전압은 제2 전원 전압(ELVSS)이고, 제1 전원 전압(ELVDD)은 미리 정해진 전압으로 고정되는 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 실시예에 따란 조정 대상이 되는 구동 전압이 제1 전원 전압(ELVDD)이고, 제2 전원 전압(ELVSS)이 미리 정해진 전압으로 고정될 수도 있다.
휘도 효율에 대한 구동 전압의 관계는 다수의 표시 장치에 대해 최적의 제2 전원 전압(ELVSS)으로 설정되는 전압 값을 실측하고, 실측된 제2 전원 전압(ELVSS)과 휘도 효율의 관계를 분석함으로써 획득될 수 있다.
다수의 표시 장치에 대해 최적의 제2 전원 전압(ELVSS)으로 설정되는 전압 값과 해당 표시 장치의 청색의 휘도 효율의 관계로부터 도 7의 구동 전압 선형 관계식을 만들 수 있다. 구동 전압 선형 관계식은 휘도 효율에 대한 구동 전압의 관계를 나타낸다. 도 7의 그래프에서 가로축은 청색의 휘도 효율을 나타내고, 세로축은 구동 전압, 즉 제2 전원 전압(ELVSS)의 값을 나타낸다. 청색의 휘도 효율이 높아질수록 제2 전원 전압(ELVSS)의 값이 선형적으로 증가하고, 청색의 휘도 효율이 낮아질수록 제2 전원 전압(ELVSS)의 값이 선형적으로 감소할 수 있다.
청색의 휘도 효율 곡선으로부터 결정된 휘도 효율의 값에 대응하는 제2 전원 전압(ELVSS)의 초기값이 구동 전압 선형 관계식으로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 청색의 휘도 효율 곡선으로부터 휘도 효율이 6 cd/A로 결정된 경우, 도 7의 구동 전압 선형 관계식으로부터 제2 전원 전압(ELVSS)의 초기값으로 대략 -2.79 V가 산출될 수 있다.
다음으로, 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정한다(S140). 표시 장치의 최적 구동 전압은 입력된 데이터 전압에 대응하여 표시 장치가 정확한 휘도와 색상을 구현할 수 있는 구동 전압을 의미한다. 예를 들어, 백색에 대응하는 데이터 전압을 표시 장치에 인가하였을 때, 고정된 제1 전원 전압(ELVDD)에 대해 백색이 표시될 수 있도록 설정되는 제2 전원 전압(ELVSS)의 값이 최적 구동 전압이 될 수 있다. 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 방법에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8을 참조하면, 표시 장치의 제2 전원 전압(ELVSS)을 조정할 수 있는 범위가 초기 구동 전압(V0)부터 기준 구동 전압(Vz)까지 이고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 초기 구동 전압(V0)으로부터 조정 간격(Vd) 단위로 기준 구동 전압(Vz)까지 조정될 수 있다. 초기 구동 전압(V0)부터 기준 구동 전압(Vz)까지 조정 간격(Vd) 단위의 전압들이 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 설정 가능 전압들(V0, V1, V2, V3, .., V(k-1), Vk, ..., Vz)이다. 실시예에 따라, 초기 구동 전압(V0)은 -1.0 V이고, 기준 구동 전압(Vz)은 -6.0이고, 조정 간격(Vd)은 0.2 V 또는 0.3 V일 수 있다. 표시 장치의 휘도를 측정할 때 초기 구동 전압(V0)에 해당하는 제2 전원 전압(ELVSS)이 표시 장치에 인가될 수 있다.
결정된 구동 전압의 초기값(Vi)을 이용하여 검사 시작 구동 전압(V(k-1))을 결정한다(S1). 검사 시작 구동 전압(V(k-1))은 설정 가능 전압들(V0, V1, V2, V3, .., V(k-1), Vk, ..., Vz) 중에서 구동 전압의 초기값(Vi)에서 한 단계 이전의 전압으로 결정될 수 있다. 즉, 구동 전압의 초기값(Vi)보다 큰 설정 가능 전압들(V0, V1, V2, V3, .., V(k-1)) 중에서 구동 전압의 초기값(Vi)과 가장 인접한 설정 가능 전압(V(k-1))이 검사 시작 구동 전압(V(k-1))으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 구동 전압의 초기값(Vi)이 -2.79 V이고, 조정 간격(Vd)이 0.2 V 인 경우, 검사 시작 구동 전압(V(k-1))은 구동 전압의 초기값(Vi)보다 큰 -2.6 V로 결정될 수 있다.
한편, 실시예에 따라 설정 가능 전압들(V0, V1, V2, V3, .., V(k-1), Vk, ..., Vz) 중에서 구동 전압의 초기값(Vi)에 가장 인접한 전압이 검사 시작 구동 전압으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 구동 전압의 초기값(Vi)이 -2.79 V이고, 조정 간격(Vd)이 0.2 V 인 경우, 검사 시작 구동 전압은 구동 전압의 초기값(Vi)에 가장 인접한 -2.8 V로 결정될 수 있다.
검사 시작 구동 전압(V(k-1))부터 조정 간격(Vd) 단위로 제2 전원 전압(ELVSS)을 조정하면서 표시 장치의 휘도를 측정하여 표시 장치의 최적 구동 전압(Vk)을 찾는다(S2). 표시 장치에 입력된 데이터 전압에 대응하여 정확한 휘도와 색상이 구현될 때 인가된 제2 전원 전압(ELVSS)을 표시 장치의 최적 구동 전압(Vk)으로 결정할 수 있다. 결정된 최적 구동 전압(Vk)이 표시 장치의 구동 전압으로 설정된다.
만일, 검사 시작 구동 전압(V(k-1))을 결정하는 과정 없이 초기 구동 전압(V0)부터 최적 구동 전압(Vk)을 찾는 경우, 초기 구동 전압(V0)부터 조정 간격(Vd) 단위로 최적 구동 전압(Vk)까지 더욱 많은 횟수로 제2 전원 전압(ELVSS)을 조정하고 표시 장치의 휘도를 측정하여야 한다. 즉, 표시 장치의 구동 전압을 설정하기 위한 검사 시간이 더욱 오래 걸릴 수 있다.
반면, 본 발명의 실시예와 같이 표시 장치마다 검사 시작 구동 전압(V(k-1))을 결정하여 검사 시작 구동 전압(V(k-1))부터 최적 구동 전압(Vk)을 찾는 과정을 수행함으로써 최적 구동 전압(Vk)을 찾는 횟수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 구동 전압을 설정하기 위한 검사 시간을 줄일 수 있고, 표시 장치의 생산율을 높일 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 도 1 내지 도 8과 비교하여 차이점 위주로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전압 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 검사 장비를 이용하여 표시 장치의 휘도를 측정한다(S110).
표시 장치에 전원을 공급하는 외부 전원의 전압 및 전류를 측정한다(S220). 표시 장치의 외부 전원은 전원 공급부(500)의 배터리(510)일 수 있다. 즉, 배터리(510)에서 출력되는 전압과 전류를 측정할 수 있다. 실시예에 따라, 컨버터(520)로 입력되는 교류 전원의 전압 및 전류를 측정할 수 있다.
측정된 표시 장치의 휘도, 측정된 배터리(510)의 전압과 전류를 이용하여 표시 장치의 휘도 효율을 산출한다(S230). 표시 장치의 휘도 효율은 수학식 1의 휘도 효율 산출식에 따라 산출될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Eff는 휘도 효율, Lum은 측정된 휘도, Ibat는 배터리(510)의 전류, Vbat는 배터리(510)의 전압, Ceff는 컨버터(520)의 변환 효율, Vz는 기준 구동 전압이다.
컨버터(520)의 변환 효율(Ceff)과 기준 구동 전압(Vz)은 미리 정해지는 값이다. 배터리(510)의 전류(Ibat)와 배터리(510)의 전압(Vbat)과 컨버터(520)의 변환 효율(Ceff)의 곱은 표시 장치에 제공되는 전력에 해당하며, 표시 장치에 제공되는 전력을 기준 구동 전압(Vz)으로 나눈 값은 표시 장치에 제공되는 전류량에 해당한다. 즉, 표시 장치의 휘도 효율은 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 표시 장치의 휘도의 비율일 수 있다. 수학식 1의 휘도 효율 산출식에 측정된 표시 장치의 휘도, 측정된 배터리(510)의 전압과 전류를 대입하여 표시 장치의 휘도 효율을 산출할 수 있다.
산출된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정한다(S240). 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 방법은 도 3 및 도 7에서 상술한 방식과 같이 휘도 효율에 대한 구동 전압 선형 관계식을 이용하여 산출된 휘도 효율에 대응하는 구동 전압의 초기값을 결정할 수 있다. 이때, 구동 전압 선형 관계식은 다수의 표시 장치에 대해 최적의 제2 전원 전압(ELVSS)으로 설정되는 전압 값을 실측하고, 실측된 제2 전원 전압(ELVSS)과 수학식 1의 휘도 효율 산출식에 의해 산출된 휘도 효율의 관계를 분석함으로써 획득될 수 있다.
결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정한다(S250). 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 방법은 도 8에서 상술한 방식으로 수행될 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 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 신호 제어부
200: 게이트 구동부
300: 데이터 구동부
400: 발광 제어 구동부
500: 전원 공급부
600: 표시부

Claims (20)

  1. 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계;
    상기 표시 장치의 휘도로부터 색좌표를 획득하고, 상기 색좌표에 대한 휘도 효율을 결정하는 단계;
    상기 결정된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 색좌표는 상기 표시 장치의 기본색 중 하나의 단색 색좌표인 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 휘도 효율은 상기 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 상기 표시 장치의 휘도의 비율인 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 색좌표에 대한 휘도 효율을 결정하는 단계는,
    상기 색좌표에 대한 휘도 효율 곡선에서 상기 획득된 색좌표에 대응하는 휘도 효율의 값을 상기 휘도 효율로 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 결정된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계는,
    휘도 효율이 높아질수록 구동 전압이 선형적으로 증가하는 구동 전압 선형 관계식으로부터 상기 결정된 휘도 효율에 대응하는 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계는,
    상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 검사 시작 구동 전압부터 조정 간격 단위로 상기 표시 장치에 인가되는 구동 전압을 조정하면서 상기 표시 장치의 휘도를 측정하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 찾는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는,
    상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값보다 크고 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는,
    상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자에 인가되는 하이 레벨의 제1 전원 전압 및 로우 레벨의 제2 전원 전압을 포함하고,
    상기 표시 장치의 최적 구동 전압은 상기 제2 전원 전압인 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  10. 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계;
    상기 표시 장치에 전원을 공급하는 외부 전원의 전압 및 전류를 측정하는 단계;
    상기 측정된 휘도, 상기 측정된 전압 및 전류를 이용하여 휘도 효율을 산출하는 단계;
    상기 산출된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    외부 전원의 전압 및 전류를 측정하는 단계는,
    상기 표시 장치에 포함된 배터리에서 출력되는 전압과 전류를 측정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 휘도 효율은 상기 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 상기 표시 장치의 휘도의 비율인 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 산출된 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계는,
    휘도 효율이 높아질수록 구동 전압이 선형적으로 증가하는 구동 전압 선형 관계식으로부터 상기 산출된 휘도 효율에 대응하는 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 결정하는 단계는,
    상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 검사 시작 구동 전압부터 조정 간격 단위로 상기 표시 장치에 인가되는 구동 전압을 조정하면서 상기 표시 장치의 휘도를 측정하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 찾는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는,
    상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값보다 크고 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계는,
    상기 최적 구동 전압으로 설정될 수 있는 복수의 설정 가능 전압들 중에서 상기 구동 전압의 초기값에 가장 인접한 설정 가능 전압을 상기 검사 시작 구동 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자에 인가되는 하이 레벨의 제1 전원 전압 및 로우 레벨의 제2 전원 전압을 포함하고,
    상기 표시 장치의 최적 구동 전압은 상기 제2 전원 전압인 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  18. 표시 장치에 제공되는 전류에 대한 상기 표시 장치의 휘도의 비율인 휘도 효율에 대한 구동 전압의 초기값을 결정하는 단계;
    상기 결정된 구동 전압의 초기값을 이용하여 검사 시작 구동 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 검사 시작 구동 전압부터 조정 간격 단위로 상기 표시 장치에 인가되는 구동 전압을 조정하면서 상기 표시 장치의 휘도를 측정하여 상기 표시 장치의 최적 구동 전압을 찾는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계; 및
    상기 표시 장치의 휘도로부터 색좌표를 획득하고, 상기 색좌표에 대한 상기 휘도 효율을 결정하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 휘도를 측정하는 단계;
    상기 표시 장치에 전원을 공급하는 외부 전원의 전압 및 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 휘도, 상기 측정된 전압 및 전류를 이용하여 상기 휘도 효율을 산출하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 전압 설정 방법.
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