KR20200008087A - 표시 장치 및 이의 화질 보상 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 화질 보상 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 스캔 라인들, 데이터 라인들, 센싱 라인들 및 픽셀들을 포함하는 표시 패널, 기 설정된 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압이 기입된 픽셀에 충전된 타겟 전압을 센싱하고, 기 설정된 충전 시간 동안 기준 데이터 전압이 기입된 픽셀에 충전된 충전 전압을 센싱하며, 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 충전 시간 동안 공급되는 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력하는 충전율 보상부 및 데이터 라인들로 기준 데이터 전압을 공급하고, 보상 데이터에 기초하여 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 데이터 구동부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 화질 보상 방법 {DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR IMPROVING IMAGE QUALITY THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 이의 화질 보상 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 디스플레이 장치들이 개발되고 있다. 평판 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등이 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치는 넓은 시야각, 빠른 응답 속도, 얇은 두께, 낮은 소비 전력 등의 여러 가지 장점들을 가지기 때문에 유망한 차세대 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
유기 발광 표시 장치의 픽셀 각각은 유기 발광 다이오드 및 유기 발광 다이오드를 구동하는 픽셀 회로를 포함한다. 픽셀 회로는 저장 커패시터에 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 데이터 전압을 저장하는 저장 커패시터, 저장 커패시터에 충전된 전압에 따라 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터 등을 포함할 수 있다. 유기 발광 표시 장치의 해상도 및 구동 주파수가 증가함에 따라, 픽셀에 데이터 전압이 충전되는 시간이 감소할 수 있다. 픽셀의 충전 시간이 감소하는 경우, 충전율이 감소하여 화질 불량이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 픽셀의 충전율을 보상하여 화질을 개선하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 픽셀의 충전율을 보상하여 표시 장치의 화질을 개선하는 화질 보상 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 패널은 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 센싱 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널, 기 설정된 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압이 기입된 상기 픽셀에 충전된 타겟 전압을 센싱하고, 충전 시간 동안 상기 기준 데이터 전압이 기입된 상기 픽셀에 충전된 충전 전압을 센싱하며, 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 상기 충전 시간 동안 공급되는 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력하는 충전율 보상부, 상기 데이터 라인들로 상기 기준 데이터 전압을 공급하고, 상기 보상 데이터에 기초하여 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 데이터 구동부, 상기 스캔 라인들로 제1 스캔 전압 및 제2 스캔 전압을 공급하는 스캔 구동부 및 상기 데이터 구동부 및 상기 스캔 구동부를 제어하는 제어 신호들을 생성하는 타이밍 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 충전 시간은 상기 표시 장치의 구동 시 하나의 수평 기간 동안의 데이터 기입 시간과 동일하고, 상기 타겟 시간은 상기 충전 시간 보다 길 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 충전율 보상부는 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로써 저장할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 충전율 보상부는 상기 센싱 라인을 통해 상기 타겟 전압 및 상기 충전 전압을 센싱하는 센싱부, 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차를 상기 기준 값과 비교하는 연산부, 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차와 상기 기준 값의 비교 결과에 기초하여 상기 보상 데이터를 출력하는 제어부 및 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차와 기준 값의 비교 결과에 기초하여 보정 데이터 전압을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 이상인 경우, 상기 충전 시간 동안 공급되는 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 상기 보상 데이터를 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 저장부는 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로써 저장할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 저장부는 각각의 계조에 대응하는 상기 보정 데이터 전압을 저장할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 픽셀은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 상기 서브 픽셀들은 동일한 센싱 라인에 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 각각의 서브 픽셀은 상기 제1 스캔 신호에 기초하여 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 전압을 저장하는 저장 커패시터, 상기 데이터 전압에 기초하여 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 전류에 기초하여 발광하는 유기 발광 다이오드 및 상기 커패시터와 상기 센싱 라인 사이에 연결되고, 상기 제2 스캔 신호에 기초하여 턴온 또는 턴오프되는 센싱 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 픽셀은 제1 초기화 구간 동안 상기 데이터 라인 및 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 초기화되고, 제2 초기화 구간 동안 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극이 초기화될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 초기화 구간 동안 상기 제1 스위칭 트랜지스터가 턴온되고, 상기 제2 초기화 구간 동안 상기 제2 센싱 트랜지스터가 턴온되며, 상기 제1 초기화 구간 및 상기 제2 초기화 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 기 설정된 초기화 전압이 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타겟 시간과 동일한 길이를 갖는 제1 데이터 기입 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 상기 픽셀에 상기 기준 데이터 전압이 기입되고, 상기 충전 시간과 동일한 길이를 갖는 제2 데이터 기입 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 상기 픽셀에 상기 기준 데이터 전압이 기입될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 데이터 기입 구간 및 상기 제2 데이터 기입 구간 동안 상기 제1 스위칭 트랜지스터가 턴온되고, 상기 제1 데이터 기입 구간 및 상기 제2 데이터 기입 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 상기 기준 데이터 전압이 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 충전율 보상부는 센싱 구간 동안 상기 센싱 라인을 통해 상기 커패시터에 충전된 상기 타겟 전압 및 상기 충전 전압을 센싱할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 센싱 구간 동안 상기 제2 스위칭 트랜지스터가 턴온될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 충전율 보상부는 상기 표시 장치의 전원이 오프될 때 동작할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 화질 보상 방법은 표시 패널에 포함되는 픽셀들에 기 설정된 타겟 시간 동안 기 설정된 기준 데이터 전압을 공급하는 단계, 상기 픽셀들에 충전된 타겟 전압을 센싱하는 단계, 상기 픽셀들에 충전 시간 동안 상기 기준 데이터 전압을 공급하는 단계, 상기 픽셀들에 충전된 충전 전압을 센싱하는 단계, 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차를 기 설정된 기준 값과 비교하는 단계, 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 이상인 경우, 상기 충전 시간 동안 공급되는 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력하는 단계 및 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 픽셀들을 초기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 충전 시간은 표시 장치의 구동 시 하나의 수평 기간 동안의 데이터 기입 시간과 동일하고, 상기 타겟 시간은 상기 충전 시간 보다 길 수 있다.
일 실시예에 의하면, 각각의 계조에 상응하는 상기 보정 데이터 전압을 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 이의 화질 보상 방법은 타겟 시간 동안 픽셀에 충전된 타겟 전압 및 충전 시간 동안 픽셀에 충전된 충전 전압을 센싱하고, 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만이 될 때까지 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경시키면서 표시 장치의 구동 시 픽셀의 충전율을 보상하기 위한 보정 데이터 전압을 생성함으로써, 표시 장치의 구동 시 픽셀의 충전율을 보상할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 화질이 개선될 수 있다. 다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 픽셀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 픽셀에 포함되는 서브 픽셀의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 충전율 보상부를 나타내는 블록도이다.
도5a 및 도 5b는 도 4의 충전율 보상부에 포함되는 제어부 및 저장부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
6은 도 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 6의 타이밍도에 의한 픽셀의 동작을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 화질 개선 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 픽셀의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 픽셀에 포함되는 서브 픽셀의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 충전율 보상부(120), 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140) 및 타이밍 제어부(150)를 포함할 수 있다.
표시 패널(110)에는 복수의 스캔 라인(SL1, SL2)들, 복수의 데이터 라인(DL)들 및 복수의 센싱 라인(SENL)들이 형성될 수 있다. 스캔 라인들은 제1 방향(1ST DIRECTION)으로 연장하고, 제1 방향(1ST DIRECTION)에 수직한 제2 방향(2ND DIRECTION)으로 배열될 수 있다. 데이터 라인(DL)들은 제2 방향(2ND DIRECTION)으로 연장하고, 제1 방향(1ST DIRECTION)으로 배열될 수 있다. 센싱 라인(SENL)들은 데이터 라인(DL)들과 평행하게 형성될 수 있다. 즉, 센싱 라인(SENL)들은 제2 방향(2ND DIRECTION)으로 연장하고, 제1 방향(1ST DIRECTION)으로 배열될 수 있다. 제1 방향(1ST DIRECTION)은 표시 패널(110)의 장변과 평행할 수 있고, 제2 방향(2ND DIRECTION)은 표시 패널(110)의 단변과 평행할 수 있다. 각각의 픽셀들은 데이터 라인(DL)들과 스캔 라인들(SL1, SL2)이 교차되는 영역에 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 하나의 픽셀(PX)은 복수의 서브 픽셀(PX)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 픽셀(PX)은 적색을 표시하는 적색 서브 픽셀, 녹색을 표시하는 녹색 서브 픽셀, 청색을 표시하는 청색 서브 픽셀 및 백색을 표시하는 백색 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 서브 픽셀들은 하나의 센싱 라인(SENL)에 연결될 수 있다. 충전율 보상부(120)는 센싱 라인(SENL)을 통해 서브 픽셀(PX)에 충전되는 전압을 순차적으로 센싱할 수 있다.
도 3을 참조하면, 각각의 픽셀(PX)은 스위칭 트랜지스터(TS), 저장 커패시터(CST), 구동 트랜지스터(TD), 센싱 트랜지스터(TSEN) 및 유기 발광 다이오드(EL)를 포함할 수 있다. 도 3의 픽셀(PX)은 도 2의 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀 중 하나에 대응할 수 있다. 표시 장치(100)의 구동 시 스위칭 트랜지스터(TS)는 제1 스캔 신호(SCAN1)에 기초하여 데이터 전압(DATA)을 전달할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(TS)는 제1 전극, 게이트 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(TS)의 제1 전극은 데이터 신호(DATA)를 공급하는 데이터 라인(DL)과 연결되고, 게이트 전극은 제1 스캔 신호(SCAN1)를 공급하는 제1 스캔 라인(SL1)과 연결되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴온되는 경우, 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)이 저장 커패시터(CST)로 공급될 수 있다. 저장 커패시터(CST)는 데이터 전압(DATA)을 저장할 수 있다. 저장 커패시터(CST)는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 저장 커패시터(CST)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 연결되고, 제2 전극은 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전극과 연결될 수 있다. 표시 장치(100)의 구동 시 구동 트랜지스터(TD)는 데이터 전압(DATA)에 기초하여 구동 전류를 생성할 수 있다. 구동 트랜지스터(TD)는 제1 전극, 게이트 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(TD)의 제1 전극은 고전원 전압(ELVDD)을 공급하는 제1 전원 공급 라인과 연결되고, 게이트 전극은 저장 커패시터(CST)와 연결되며, 제2 전극은 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전극과 연결될 수 있다. 표시 장치(100)의 구동 시 유기 발광 다이오드(EL)는 구동 전류에 기초하여 발광할 수 있다. 유기 발광 다이오드(EL)는 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(TD)의 제2 전극과 연결되고, 캐소드 전극은 저전원 전압(ELVSS)을 공급하는 제2 전원 공급 라인과 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(TSEN)는 저장 커패시터(CST)와 센싱 라인(SENL) 사이에 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(TSEN)는 제2 스캔 신호(SCAN2)에 기초하여 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 센싱 트랜지스터(TSEN)는 제1 전극, 게이트 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 센싱 트랜지스터(TSEN)의 제1 전극은 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전극과 연결되고, 게이트 전극은 제2 스캔 신호(SCAN2)를 공급하는 제2 스캔 라인(SL2)과 연결되며, 제2 전극은 센싱 라인(SENL)과 연결될 수 있다. 서브 픽셀에 충전된 전압을 센싱하는 경우, 센싱 트랜지스터(TSEN)가 턴온되어 센싱 라인(SENL)을 통해 저장 커패시터(CST)에 저장된 전압을 센싱할 수 있다.
도 3에는 스위칭 트랜지스터(TS), 저장 커패시터(CST), 구동 트랜지스터(TD), 센싱 트랜지스터(TSEN) 및 유기 발광 다이오드(EL)를 포함하는 픽셀(PX)에 대해 설명하였으나, 픽셀(PX)의 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 픽셀(PX)은 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극 및 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전극을 초기화시키기 위한 초기화 트랜지스터를 더 포함하거나, 유기 발광 다이오드(EL)의 발광을 제어하기 위한 발광 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 3에는 엔모스(n-channel metal oxide semiconductor; NMOS)로 구현되는 스위칭 트랜지스터(TS), 구동 트랜지스터(TD) 및 센싱 트랜지스터(TSEN)에 대해 설명하였으나, 스위칭 트랜지스터(TS), 구동 트랜지스터(TD) 및 센싱 트랜지스터(TSEN)는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터(TS), 구동 트랜지스터(TD) 및 센싱 트랜지스터(TSEN)는 피모스(p-channel metal oxide semiconductor; PMOS)로 구현될 수 있다. 이 경우, 스위칭 트랜지스터(TS), 구동 트랜지스터(TD) 및 센싱 트랜지스터(TSEN)는 로우 레벨을 갖는 신호에 응답하여 턴온되고, 하이 레벨을 갖는 신호에 응답하여 턴오프될 수 있다.
충전율 보상부(120)는 기 설정된 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압(RDV)이 기입된 픽셀(PX)에 충전된 타겟 전압(VT)을 센싱하고, 충전 시간 동안 기준 데이터 전압(RDV)이 기입된 픽셀(PX)에 충전된 충전 전압(VC)을 센싱하며, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 충전 시간 동안 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터(CD)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 충전율 보상부(120)는 표시 장치(100)의 파워 오프(power off) 시 동작할 수 있다. 표시 장치(100)의 구동 시 충전율 보상을 위한 보정 데이터 전압들을 생성하는 경우, 픽셀(PX)에 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)으로 인해 화면 이상과 같은 불량이 발생할 수 있으므로, 충전율 보상부(120)는 표시 장치(100)의 파워 오프 시 동작할 수 있다.
데이터 구동부(130)는 충전율 보상부(120)가 동작하는 동안(즉, 표시 장치의 파워 오프 시) 데이터 라인(DL)들로 기준 데이터 전압(RDV)을 공급할 수 있다. 데이터 구동부(130)는 타겟 시간 동안 픽셀(PX)에 기준 데이터 전압(RDV)을 공급할 수 있다. 이 때, 타겟 시간은 기준 데이터 전압(RDV)이 픽셀(PX)에 공급되어 픽셀(PX)의 충전율이 포화(saturation) 상태가 되도록 하는 충분한 시간일 수 있다. 타겟 시간은 표시 장치(100)의 특성(예를 들어, 픽셀의 저장 커패시터의 용량) 등에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 타겟 시간은 표시 장치(100)의 구동 주파수를 변경하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 120Hz의 고속 구동을 하는 표시 장치(100)의 경우, 30Hz로 구동 주파수를 변경하여 픽셀(PX)에 기준 데이터 전압(RDV)이 기입되는 타겟 시간을 조절할 수 있다. 기준 데이터 전압(RDV)은 표시 장치(100)에 표시되는 계조 중 하나의 계조에 대응하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)가 8비트(bit) 구동을 하는 경우, 기준 데이터 전압(RDV)은 256계조 중 하나의 계조에 대응하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 타겟 시간 동안 데이터 라인(DL)을 통해 기준 데이터 전압(RDV)이 데이터 전압(DATA)으로써 픽셀(PX)에 공급될 수 있다. 또한, 데이터 구동부(130)는 충전 시간 동안 픽셀(PX)에 기준 데이터 전압(RDV)을 공급할 수 있다. 이 때, 충전 시간은 표시 장치(100)의 구동 시 하나의 수평 시간 동안의 데이터 기입 시간과 동일할 수 있다. 충전 시간은 표시 장치(100)의 구동 주파수에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)의 구동 주파수가 증가할수록 충전 시간이 짧아질 수 있다. 충전 시간 동안 데이터 라인(DL)을 통해 기준 데이터 전압(RDV)이 데이터 전압(DATA)으로써 픽셀(PX)에 공급될 수 있다. 또한, 데이터 구동부(130)는 충전율 보상부(120)에서 공급되는 보상 데이터(CD)에 기초하여 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경시키고, 충전 시간 동안 전압 레벨이 변경된 기준 데이터 전압(RDV)을 데이터 라인(DL)으로 공급될 수 있다.
한편, 데이터 구동부(130)는 표시 장치(100)의 구동 시 타이밍 제어부(150)에서 공급되는 제2 영상 데이터(RGB2) 및 충전율 보상부(120)에서 공급되는 보정 데이터 전압(CDV)에 기초하여 데이터 전압(DATA)을 생성하고, 타이밍 제어부(150)에서 공급되는 데이터 제어 신호(CTL1)에 기초하여 데이터 전압(DATA)을 데이터 라인(DL)으로 공급할 수 있다.
충전율 보상부(120)는 타겟 시간 동안 픽셀(PX)에 충전된 전압을 타겟 전압(VT)으로 센싱할 수 있다. 즉, 타겟 전압(VT)은 픽셀(PX)에 기준 데이터 전압(RDV)이 충분한 시간 동안 공급될 때 픽셀(PX)에 충전되는 전압일 수 있다. 또한, 충전율 보상부(120)는 충전율 보상부(120)는 충전 시간 동안 픽셀(PX)에 충전된 전압을 충전 전압(VC)으로 센싱할 수 있다. 즉, 충전 전압(VC)은 표시 패널(110)의 구동 시 픽셀(PX)에 실질적으로 충전되는 전압일 수 있다. 표시 장치(100)가 고주파수로 구동하는 경우, 충전 시간이 감소되어 충전 전압(VC)도 감소할 수 있다. 충전율 보상부(120)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차가 기준 값 이상인 경우, 충전 시간 동안 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경할 수 있다. 예를 들어, 충전 전압(VC)이 타겟 전압(VT)보다 낮고, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차가 기준 값 이상인 경우, 충전율 보상부(120)는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 증가시키는 보상 데이터(CD)를 데이터 구동부(130)로 출력할 수 있다. 데이터 구동부(130)는 보상 데이터(CD)에 기초하여 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 증가시켜 데이터 라인(DL)으로 공급할 수 있다. 충전율 보상부(120)는 전압 레벨이 상승한 기준 데이터 전압(RDV)을 충전 시간 동안 픽셀(PX)에 기입하고, 충전 전압(VC)을 센싱함으로써, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VD)의 차를 감소시킬 수 있다. 충전율 보상부(120)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차를 비교하고, 상기 기준 데이터의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터(CD)를 출력하는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 충전율 보상부(120)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차가 기준 값 미만인 경우, 기준 데이터 전압(RDV)을 보정 데이터 전압으로서 저장하고, 보상 데이터(CD)를 출력하는 동작을 종료할 수 있다. 일 실시예에서, 충전율 보상부(120)는 각각의 계조에 대응하는 전압을 기준 데이터 전압(RDV)으로 결정하고, 각 계조에 대응하는 보정 데이터 전압을 생성할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)가 8비트 구동을 하는 경우, 충전율 보상부(120)는 0계조에서 255계조에 대응하는 기준 데이터 전압(RDV)을 이용하여 상기 기준 데이터 전압(RDV)에 상응하는 보정 데이터 전압을 구하고, 이를 저장할 수 있다. 다른 실시예에서, 충전율 보상부(120)는 기 설정된 계조들에 대응하는 전압을 기준 데이터 전압(RDV)으로 결정하고, 상기 기준 데이터 전압(RDV)에 상응하는 보정 데이터 전압들을 생성하며, 상기 보정 데이터 전압들을 보간(interpolation)하여 상기 기 설정된 계조들 사이의 계조들에 대응하는 보정 데이터 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 충전율 보상부(120)는 0계조, 8계조, 16계조, 32계조, 64계조, 128계조 및 255계조에 대응하는 기준 데이터 전압(RDV)을 이용하여 보정 데이터 전압들을 구하고, 상기 보정 데이터 전압들을 보간하여 상기 계조들 사이의 계조들(즉, 1~7계조, 9~15계조, 17~31계조, 33~63계조, 65~127계조, 129~254계조)에 대응하는 보정 데이터 전압들을 생성할 수 있다. 충전율 보상부(120)는 저장된 보정 데이터 전압을 표시 장치(100)의 파워 온(power on) 시 데이터 구동부(130)에 공급하고, 데이터 구동부(130)는 상기 보정 데이터 전압에 기초하여 데이터 전압을 생성할 수 있다.
도 1에는 데이터 구동부(130)와 연결되는 충전율 보상부(120)에 대해 설명하였으나, 충전율 보상부(120)는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 충전율 보상부(120)는 데이터 구동부(130) 내에 위치할 수 있다. 또는, 충전율 보상부(120)는 타이밍 제어부(150)와 연결되거나, 타이밍 제어부(150) 내에 위치할 수 있다.
스캔 구동부(140)는 충전율 보상부(120)가 동작하는 동안 스캔 라인들(SL1, SL2)로 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 제2 스캔 전압(SCAN2)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 전압(SCAN1)이 공급되는 동안 픽셀들에 기준 데이터 전압(RDV)이 충전되고, 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급되는 동안 픽셀들에 충전된 타겟 전압(VT) 또는 충전 전압(VC)이 센싱될 수 있다. 스캔 구동부(140)는 표시 장치(100)의 구동 시 타이밍 제어부(150)에서 공급되는 스캔 제어 신호(CTL2)에 기초하여 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 제2 스캔 전압(SCAN2)을 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(150)는 표시 장치(100)의 구동 시 데이터 구동부(130) 및 스캔 구동부(140)를 제어하는 제어 신호들을 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(150)는 외부에서 공급되는 제어 신호(CON)에 기초하여 데이터 구동부(130)의 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호(CTL1) 및 스캔 구동부(140)의 타이밍을 제어하는 스캔 제어 신호(CTL2)를 생성할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(150)는 외부 장치에서 공급되는 제1 영상 데이터(RGB1)에 화질을 보정하는 알고리즘을 적용하여 제2 영상 데이터(RGB2)로 변환할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(100)는 타겟 시간 동안 픽셀(PX)에 공급된 타겟 전압(VT)과 충전 시간 동안 픽셀(PX)에 공급된 충전 전압(VC)을 센싱하고, 충전 시간 동안 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압을 변경하면서 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차이를 감소시키는 보정 데이터 전압(CDV)을 저장할 수 있다. 따라서, 표시 장치(100)가 고해상도를 갖거나, 고속(고주파수) 구동하는 경우, 픽셀의 충전율이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 충전율 보상부를 나타내는 블록도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 4의 충전율 보상부에 포함되는 제어부 및 저장부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 충전율 보상부(120)는 센싱부(122), 연산부(124), 제어부(126) 및 저장부(128)를 포함할 수 있다.
센싱부(122)는 센싱 라인(SENL)을 통해 타겟 전압(VT) 및 충전 전압(VC)을 센싱할 수 있다. 센싱부(122)는 표시 패널(110)에 형성되는 센싱 라인(SENL)과 연결되어 픽셀(PX)에 충전된 전압을 센싱할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(122)는 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압(RDV)이 충전된 픽셀(PX)과 연결된 센싱 라인(SENL)을 통해 타겟 전압(VT)을 센싱하고, 충전 시간 동안 기준 데이터 전압(RDV)이 충전된 픽셀과 연결된 센싱 라인(SENL)을 통해 충전 전압(VC)을 센싱할 수 있다. 센싱부(122)는 타겟 전압(VT) 및 충전 전압(VC)을 연산부(124)로 출력할 수 있다.
연산부(124)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차를 기 설정된 기준 값과 비교할 수 있다. 연산부(124)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차를 연산할 수 있다. 연산부(124)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차를 기준 값과 비교하고, 비교 결과(CR)를 출력할 수 있다.
제어부(126)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차와 기준 값의 비교 결과(CR)에 기초하여 데이터 구동부(130)에 보상 데이터(CD)를 출력할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차(ΔV)가 기준 값(VREF)보다 큰 경우, 제어부(126)는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경시키는 보상 데이터(CD)를 출력할 수 있다. 이 때, 타겟 전압(VT)의 전압 레벨이 충전 전압(VC)의 전압 레벨보다 큰 경우, 제어부(126)는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 증가시키는 보상 데이터(CD)를 출력하고, 타겟 전압(VT)의 전압 레벨이 충전 전압(VC)의 전압 레벨보다 작은 경우, 제어부(126)는 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 감소시키는 보상 데이터(CD)를 데이터 구동부(130)로 출력할 수 있다.
저장부(128)는 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차와 기준 값의 비교 결과(CR)에 기초하여 기준 데이터 전압(RDV)을 보정 데이터 전압(CDV)을 저장할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차(ΔV)가 기준 값(VREF)보다 작은 경우, 저장부(128)는 기준 데이터 전압(RDV)을 보정 데이터 전압(CDV)으로써 저장할 수 있다. 저장부(128)는 각 계조에 상응하는 보정 데이터 전압(CDV)들을 룩업 테이블(lookup table; LUT)의 형태로 저장할 수 있다. 저장부(128)는 데이터 구동부(130)와 연결되어, 표시 장치(100)의 구동 시 데이터 구동부(130)에 보정 데이터 전압(CDV)을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 표시 장치(100)의 충전율 보상부(120)는 타겟 시간 동안 픽셀에 충전된 타겟 전압(VT) 및 충전 시간 동안 픽셀에 충전된 충전 전압(VC)을 센싱하고, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차(ΔV)가 기준 값(VREF) 이상인 경우 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경시키고, 타겟 전압(VT)과 충전 전압(VC)의 차기 기준 값 미만인 경우 기준 데이터 전압(RDV)을 보정 데이터 전압으로써 저장할 수 있다. 표시 장치(100)의 구동 시 픽셀에 보정 데이터 전압(CDV)을 공급함으로써, 픽셀의 충전 시간이 부족하여 충전율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이고, 도 7a 내지 도 7d는 도 6의 타이밍도에 의한 픽셀의 동작을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 6을 참조하면, 각각의 픽셀은 제1 구간(P1) 및 제2 구간(P2)에서 동작할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 구간(P1)은 제1 초기화 구간(PI1), 제2 초기화 구간(PI2), 제1 데이터 기입 구간(PD1) 및 센싱 구간(PS)을 포함할 수 있다. 제1 구간(P1)의 제1 초기화 구간(PI1) 동안 픽셀에 스캔 제어부로부터 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 도 7a를 참조하면, 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴온되고, 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴오프될 수 있다. 이 때, 데이터 라인(DL)을 통해 제1 노드(N1)의 전압을 초기화시키기 위한 초기화 전압(IV)(예를 들어, 0V)이 데이터 전압(DATA)으로써 공급될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(TS)를 통해 초기화 전압이 공급되어 데이터 라인(DL) 및 제1 노드(N1)가 초기화될 수 있다. 제1 구간(P1)의 제2 초기화 구간(PI2) 동안 픽셀에 스캔 제어부로부터 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴오프되고, 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴온될 수 있다. 이 때, 센싱 트랜지스터(TS)를 통해 저전원 전압이 센싱 라인(SENL)으로 공급되어 센싱 라인(SENL)이 초기화될 수 있다. 제1 구간(P1)의 제1 데이터 기입 구간(PD1) 동안 픽셀에 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 이 때, 제1 데이터 기입 구간(PD1)의 길이는 타겟 시간과 동일할 수 있다. 도 7c를 참조하면, 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴온되고, 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴오프될 수 있다. 이 때, 데이터 라인(DL)을 통해 제1 전압 레벨(LV1)을 갖는 기준 데이터 전압(RDV)이 데이터 전압(DATA)으로써 공급될 수 있다. 즉, 제1 데이터 기입 구간(PD1) 동안 센싱 트랜지스터(TS)가 턴온되어 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)이 충분한 시간(즉, 타겟 시간) 동안 제1 노드(N1)에 공급되어 저장 커패시터(CST)에 충전될 수 있다. 제1 구간(P1)의 센싱 구간(PS) 동안 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 도 7d를 참조하면, 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴오프되고, 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴온될 수 있다. 센싱 구간(PS) 동안 충전율 보상부는 센싱 라인(SENL)을 통해 제2 노드(N2)의 전압을 타겟 전압으로 센싱할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 구간(P2)은 제1 초기화 구간(PI1), 제2 초기화 구간(PI2), 제2 데이터 기입 구간(PD2) 및 센싱 구간(PS)을 포함할 수 있다. 제2 구간(P2)의 제1 초기화 구간(PI1) 동안 픽셀에 스캔 제어부로부터 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 도 7a를 참조하면, 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴온되고, 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴오프될 수 있다. 이 때, 데이터 라인(DL)을 통해 제1 노드(N1)의 전압을 초기화시키기 위한 초기화 전압(IV)(예를 들어, 0V)이 데이터 전압(DATA)으로써 공급될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(TS)를 통해 초기화 전압(IV)이 공급되어 데이터 라인(DL) 및 제1 노드(N1)가 초기화될 수 있다. 제2 구간(P2)의 제2 초기화 구간(PI2) 동안 픽셀에 스캔 제어부로부터 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴오프되고, 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴온될 수 있다. 이 때, 센싱 트랜지스터(TS)를 통해 저전원 전압(ELVSS)이 센싱 라인(SENL)으로 공급되어 센싱 라인(SENL)이 초기화될 수 있다. 제2 구간(P2)의 제2 데이터 기입 구간(PD2) 동안 픽셀에 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 이 때, 제2 데이터 기입 구간(PD2)의 길이는 충전 시간과 동일할 수 있다. 충전 시간은 픽셀의 동작 시 실질적으로 데이터 전압이 기입되는 시간일 수 있다. 도 7c를 참조하면, 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴온되고, 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴오프될 수 있다. 이 때, 데이터 라인(DL)을 통해 제1 전압 레벨(LV1)을 갖는 기준 데이터 전압(RDV)이 데이터 전압(DATA)으로써 공급될 수 있다. 즉, 제2 데이터 기입 구간(PD2) 동안 센싱 트랜지스터(TS)가 턴온되어 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)이 픽셀의 동작 시 실질적으로 데이터 전압이 기입되는 시간(즉, 충전 시간) 동안 제1 노드(N1)에 공급되어 저장 커패시터(CST)에 충전될 수 있다. 제2 구간(P2)의 센싱 구간(PS) 동안 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1) 및 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)이 공급될 수 있다. 도 7d를 참조하면, 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 전압(SCAN1)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(TS)가 턴오프되고, 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 전압(SCAN2)에 응답하여 센싱 트랜지스터(TS)가 턴온될 수 있다. 센싱 구간(PS) 동안 충전율 보상부는 센싱 라인(SENL)을 통해 제2 노드(N2)의 전압을 충전 전압으로 센싱할 수 있다.
표시 장치는 제1 구간(P1) 및 제2 구간(P1)에서 각각 다른 주파수로 구동할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 제1 구간(P1)동안 저주파수(예를 들어, 30Hz)로 구동하여 기준 데이터 전압(RDV)이 픽셀에 공급되는 타겟 시간(즉, 제1 데이터 기입 구간(PD1)) 조절하고, 제2 구간(P2) 동안 표시 장치의 구동 주파수(예를 들어, 120Hz)로 구동하여 기준 데이터 전압(RDV)이 픽셀에 실질적으로 공급되는 충전 시간(즉, 제2 데이터 기입 구간(PD2))을 조절할 수 있다.
충전율 보상부는 제1 구간(P1)에서 센싱한 타겟 전압과 제2 구간(P2)에서 센싱한 충전 전압을 비교하고, 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 이상 인 경우, 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경하여 제2 구간(P2)의 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 도 6을 참조하면, 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값보다 큰 경우, 충전율 보상부는 제1 초기화 구간(PI1) 동안 데이터 라인(DL) 및 제1 노드(N1)를 초기화하고, 제2 초기화 구간(PI2) 동안 센싱 라인(SENL)을 초기화하며, 제2 데이터 기입 구간(PD2) 동안 픽셀에 기준 데이터 전압(RDV)을 기입하고, 센싱 구간(PS) 동안 픽셀에 충전된 전압을 센싱하는 제2 구간(P2)의 동작을 다시 수행할 수 있다. 이 때, 픽셀에 공급되는 기준 데이터 전압(RDV)은 제2 전압 레벨(LV2)을 가질 수 있다. 충전율 보상부는 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만이 될 때까지 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경하면서 제2 구간(P2)의 동작을 수행하여 충전 전압을 센싱할 수 있다 충전율 보상부는 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만인 경우, 제2 구간(P2)에서 공급된 기준 데이터 전압(RDV)을 보정 데이터 전압으로써 저장할 수 있다.
상술한 바와 같이, 표시 장치의 파워 오프 시, 각각의 화소는 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압(RDV)을 기입하고 타겟 전압을 센싱하는 제1 구간(P1) 및 충전 시간 동안 기준 데이터 전압(RDV)을 기입하고 충전 전압을 센싱하는 제2 구간(P2)에서 동작하고, 충전율 보상부는 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 이상인 경우, 기준 데이터 전압(RDV)의 전압 레벨을 변경하여 상기 픽셀이 제2 구간(P2)의 동작을 반복적으로 수행하도록 함으로써, 표시 장치의 구동 시 픽셀의 충전율을 보상할 수 있는 보정 데이터 전압을 구할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 화질 개선 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 표시 장치의 화질 개선 방법은 표시 패널에 포함되는 픽셀들에 기 설정된 타겟 시간 동안 기 설정된 기준 데이터 전압을 공급하는 단계(S100), 픽셀들에 충전된 타겟 전압을 센싱하는 단계(S200), 픽셀들에 충전 시간 동안 기준 데이터 전압을 공급하는 단계(S300), 픽셀들에 충전된 충전 전압을 센싱하는 단계(S400), 타겟 전압과 충전 전압의 차를 기 설정된 기준 값과 비교하는 단계(S500), 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 이상인 경우, 충전 시간 동안 공급되는 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력하는 단계(S600), 및 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만인 경우, 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로 저장하는 단계(700)를 포함할 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 픽셀들을 초기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 데이터 라인을 통해 픽셀들에 초기화 전압(예를 들어, 0V)을 공급할 수 있다. 이때, 픽셀에 포함되는 스위칭 트랜지스터 및 센싱 트랜지스터를 순차적으로 턴온시켜 데이터 라인, 구동 트랜지스터의 게이트 전극 및 센싱 라인을 초기화시킬 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 기 설정된 타겟 시간 동안 기 설정된 기준 데이터 전압을 공급(S100)할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 초기화된 픽셀에 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압을 공급할 수 있다. 이 때, 타겟 시간은 상기 기준 데이터 전압이 픽셀에 공급되어 픽셀의 충전율이 최대치가 되도록 하는 충분한 시간일 수 있다. 기준 데이터 전압은 각각의 계조에 대응하는 전압일 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 각 계조에 대응하는 기준 데이터 전압을 순차적으로 변경하여, 각 계조에 상응하는 보정 데이터 전압을 생성할 수 있다. 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압이 기입되면, 픽셀의 충전율이 최대치가 될 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 픽셀들에 충전된 타겟 전압을 센싱(S200)할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 시간 동안 픽셀에 충전된 전압을 타겟 전압으로 센싱할 수 있다. 즉, 타겟 전압은 픽셀에 기준 데이터 전압이 충분한 시간 동안 공급될 때 충전되는 전압일 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 픽셀들을 초기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 상기 픽셀에 타겟 시간 동안 충전된 전압을 초기화시키기 위해 데이터 라인을 통해 픽셀들에 초기화 전압(예를 들어, 0V)을 공급할 수 있다. 이때, 픽셀에 포함되는 스위칭 트랜지스터 및 센싱 트랜지스터를 순차적으로 턴온시켜 데이터 라인, 구동 트랜지스터의 게이트 전극 및 센싱 라인을 초기화시킬 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 픽셀들에 기 설정된 충전 시간 동안 기준 데이터 전압을 공급(S300)할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 초기화된 픽셀에 충전 시간 동안 기준 데이터 전압을 공급할 수 있다. 이 때, 충전 시간은 표시 패널의 구동 시 픽셀에 하나의 수평 기간 동안의 데이터 기입 시간과 동일하고, 타겟 시간보다 짧을 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 충전 시간 동안 타겟 시간 동안 공급된 기준 데이터 전압과 동일한 전압 레벨을 갖는 기준 데이터 전압을 픽셀에 충전할 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 픽셀들에 충전된 충전 전압을 센싱(S400)할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 충전 시간 동안 픽셀에 충전된 전압을 충전 전압으로 센싱할 수 있다. 즉, 충전 전압은 표시 패널의 구동 시 픽셀에 실질적으로 충전되는 전압일 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차를 기 설정된 기준 값과 비교(S500)할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차를 기준 값과 비교하고, 비교 결과를 출력할 수 있다.
표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 이상인 경우, 충전 시간 동안 공급되는 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력(S600)할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 이상이고, 타겟 전압의 전압 레벨이 충전 전압의 전압 레벨보다 큰 경우, 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 증가시키는 보상 데이터를 데이터 구동부로 출력할 수 있다. 또한, 표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 이상이고, 타겟 전압의 전압 레벨이 충전 전압의 전압 레벨보다 작은 경우, 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 감소시키는 보상 데이터를 데이터 구동부로 출력할 수 있다. 표시 장치의 화질 개선 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만이 될 때까지 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경시키면서 충전 전압을 측정하고, 타겟 전압과 충전 전압의 차를 기준 값과 비교할 수 있다.
표시 장치의 화질 보상 방법은 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만인 경우, 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로 저장(S700)할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치의 화질 보상 방법은 각각의 계조에 대응하는 기준 데이터 전압에 상응하는 보정 데이터 전압을 생성하여 전 계조에 대응하는 보정 데이터 전압을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치의 픽셀 보상 방법은 기 설정된 계조에 대응하는 기준 데이터 전압에 상응하는 보정 데이터 전압을 생성하고, 보정 데이터 전압을 보간하여 전 계조에 대응하는 보정 데이터 전압을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화질 보상 방법은 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압이 공급된 픽셀의 타겟 전압을 센싱하고, 충전 시간 동안 기준 데이터 전압이 공급된 픽셀의 충전 전압을 센싱하며, 타겟 전압과 충전 전압의 차가 기준 값 미만이 될 때까지 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경함으로써, 표시 장치의 구동 시 픽셀의 충전율을 보상하기 위한 보정 데이터 전압을 생성할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 구동 시 픽셀의 충전율이 개선되어 화질이 개선될 수 있다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 모든 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 타블렛 PC, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), MP3 플레이어, 네비게이션, 비디오폰, 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 충전율 보상부 130: 데이터 구동부
140: 스캔 구동부 150: 타이밍 제어부
122: 센싱부 124: 연산부
126: 제어부 128: 저장부

Claims (20)

  1. 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 센싱 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널;
    기 설정된 타겟 시간 동안 기준 데이터 전압이 기입된 상기 픽셀에 충전된 타겟 전압을 센싱하고, 충전 시간 동안 상기 기준 데이터 전압이 기입된 상기 픽셀에 충전된 충전 전압을 센싱하며, 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 기 설정된 기준 값 이하가 될 때까지 상기 충전 시간 동안 공급되는 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력하는 충전율 보상부;
    상기 데이터 라인들로 상기 기준 데이터 전압을 공급하고, 상기 보상 데이터에 기초하여 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 데이터 구동부;
    상기 스캔 라인들로 제1 스캔 전압 및 제2 스캔 전압을 공급하는 스캔 구동부; 및
    상기 데이터 구동부 및 상기 스캔 구동부를 제어하는 제어 신호들을 생성하는 타이밍 제어부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 충전 시간은 상기 표시 장치의 구동 시 하나의 수평 기간 동안의 데이터 기입 시간과 동일하고,
    상기 타겟 시간은 상기 충전 시간 보다 긴 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 충전율 보상부는 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로써 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 충전율 보상부는
    상기 센싱 라인을 통해 상기 타겟 전압 및 상기 충전 전압을 센싱하는 센싱부;
    상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차를 상기 기준 값과 비교하는 연산부;
    상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차와 상기 기준 값의 비교 결과에 기초하여 상기 보상 데이터를 출력하는 제어부; 및
    상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차와 기준 값의 비교 결과에 기초하여 보정 데이터 전압을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 이상인 경우, 상기 충전 시간 동안 공급되는 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 상기 보상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 저장부는 상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로써 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 저장부는 각각의 계조에 대응하는 상기 보정 데이터 전압을 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 픽셀은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 상기 서브 픽셀들은 동일한 센싱 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 픽셀은
    상기 제1 스캔 신호에 기초하여 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터;
    상기 데이터 전압을 저장하는 저장 커패시터;
    상기 데이터 전압에 기초하여 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 전류에 기초하여 발광하는 유기 발광 다이오드; 및
    상기 커패시터와 상기 센싱 라인 사이에 연결되고, 상기 제2 스캔 신호에 기초하여 턴온 또는 턴오프되는 센싱 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 픽셀은 제1 초기화 구간 동안 상기 데이터 라인 및 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 초기화되고, 제2 초기화 구간 동안 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극이 초기화되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제1 초기화 구간 동안 상기 제1 스위칭 트랜지스터가 턴온되고,
    상기 제2 초기화 구간 동안 상기 제2 센싱 트랜지스터가 턴온되며,
    상기 제1 초기화 구간 및 상기 제2 초기화 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 기 설정된 초기화 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 타겟 시간과 동일한 길이를 갖는 제1 데이터 기입 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 상기 픽셀에 상기 기준 데이터 전압이 기입되고, 상기 충전 시간과 동일한 길이를 갖는 제2 데이터 기입 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 상기 픽셀에 상기 기준 데이터 전압이 기입되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제1 데이터 기입 구간 및 상기 제2 데이터 기입 구간 동안 상기 제1 스위칭 트랜지스터가 턴온되고,
    상기 제1 데이터 기입 구간 및 상기 제2 데이터 기입 구간 동안 상기 데이터 라인을 통해 상기 기준 데이터 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제9 항에 있어서, 상기 충전율 보상부는 센싱 구간 동안 상기 센싱 라인을 통해 상기 커패시터에 충전된 상기 타겟 전압 및 상기 충전 전압을 센싱하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 센싱 구간 동안 상기 제2 스위칭 트랜지스터가 턴온되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 충전율 보상부는 상기 표시 장치의 전원이 오프될 때 동작하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 표시 패널에 포함되는 픽셀들에 기 설정된 타겟 시간 동안 기 설정된 기준 데이터 전압을 공급하는 단계;
    상기 픽셀들에 충전된 타겟 전압을 센싱하는 단계;
    상기 픽셀들에 충전 시간 동안 상기 기준 데이터 전압을 공급하는 단계;
    상기 픽셀들에 충전된 충전 전압을 센싱하는 단계;
    상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차를 기 설정된 기준 값과 비교하는 단계;
    상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 이상인 경우, 상기 충전 시간 동안 공급되는 상기 기준 데이터 전압의 전압 레벨을 변경하는 보상 데이터를 출력하는 단계; 및
    상기 타겟 전압과 상기 충전 전압의 차가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 기준 데이터 전압을 보정 데이터 전압으로 저장하는 단계를 포함하는 표시 장치의 화질 보상 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 픽셀들을 초기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 화질 보상 방법.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 충전 시간은 표시 장치의 구동 시 하나의 수평 기간 동안의 데이터 기입 시간과 동일하고,
    상기 타겟 시간은 상기 충전 시간 보다 긴 것을 특징으로 하는 표시 장치의 화질 보상 방법.
  20. 제17 항에 있어서, 각각의 계조에 상응하는 상기 보정 데이터 전압을 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 화질 보상 방법.
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