KR20200052510A - 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화소들을 구비하는 표시 패널, 상기 화소들 각각의 문턱 전압들을 측정하는 센싱부 및 상기 문턱 전압들에 대응하여 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상값들을 결정하고, 상기 결정된 계조 보상값들을 기초로 상기 화소들 각각에 대한 입력 영상 데이터들을 보상하는 타이밍 제어부를 포함하되, 상기 계조 보상값들은, 상기 문턱 전압들을 기초로 결정되는 선형 기울기 값에 의해 상기 입력 영상 데이터의 계조와 선형 관계를 갖도록 정의되는, 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법에 관한 것이다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF COMPENSATING DEGRADATION OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광 다이오드를 포함하는 유기 발광 표시 장치는 시간이 경과함에 따라 구동 시간 및 구동 전류량에 상응하여 유기 발광 다이오드 또는 구동 트랜지스터의 열화(이하, "화소의 열화"라 함) 현상이 발생한다. 화소들이 열화되는 경우, 화소들의 휘도가 저하되어 표시 품질이 낮아지거나 화면 잔상이 발생할 수 있다.
화소 내에 마련되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth) 특성은 화소의 배치 위치에 따라 상이하다. 이러한 문턱 전압의 편차는, 박막 트랜지스터 형성 공정의 공정 오차에 기인하는 것으로서, 각 화소의 구동 트랜지스터에 동일한 구동 전압을 인가하여도 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류의 차이를 유발시켜 결과적으로 각 화소에 다른 휘도가 표시되게 한다.
특히, 화소가 백색 화상을 장시간 구현하는 경우, 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 구동 트랜지스터에 인가되는 스트레스(NTBiS; Negative Bias Temperature illumination Stress) 등으로 인해 네거티브 방향으로 이동하게 된다. 이때 문턱 전압이 이동하는 만큼 데이터 전압을 외부에서 보상할 수 있으나, 보상범위가 제한적이어서 보상에 한계가 있다. 특히, 문턱 전압이 네거티브 방향으로 계속 이동하여 보상 범위를 벗어나는 경우 휘도가 증가하여 표시 장치의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 화소의 배치 위치를 고려하여 열화를 정확하게 보상할 수 있는 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 문턱 전압의 네거티브 방향 이동 시에도 안정적으로 화소의 열화를 보상할 수 있는 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는, 화소들을 구비하는 표시 패널, 상기 화소들 각각의 문턱 전압들을 측정하는 센싱부 및 상기 문턱 전압들에 대응하여 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상값들을 결정하고, 상기 결정된 계조 보상값들을 기초로 상기 화소들 각각에 대한 입력 영상 데이터들을 보상하는 타이밍 제어부를 포함하되, 상기 계조 보상값들은, 상기 문턱 전압들을 기초로 결정되는 선형 기울기 값에 의해 상기 입력 영상 데이터의 계조와 선형 관계를 갖도록 정의될 수 있다.
또한, 상기 타이밍 제어부는, 상기 측정된 문턱 전압들 중 최소 문턱 전압을 기초로, 상기 화소들 각각의 문턱 전압 이동도들을 산출하고, 상기 문턱 전압 이동도들로부터 상기 화소들 각각의 계조 보상 레벨들을 산출하고, 상기 계조 보상 레벨들을 기초로 상기 선형 기울기 값과 상기 계조 보상값들을 생성할 수 있다.
또한, 상기 문턱 전압 이동도들은, 다음의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, Vth는 측정된 문턱 전압, Vth(target)은 상기 최소 문턱 전압이다.
또한, 상기 계조 보상 레벨들은, 다음의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, bit는 상기 입력 영상 데이터의 비트수, Vdata(max gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최대 계조에 대응하는 데이터 전압, Vdata(min gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최소 계조에 대응하는 데이터 전압이다.
또한, 상기 선형 기울기 값은 상기 화소들 각각에 대해 설정되며, 다음의 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상 레벨이다.
또한, 상기 선형 기울기 값은 상기 화소들에 대해 동일하게 설정되며, 다음의 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00004
여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 문턱 전압들 중 최대 문턱 전압을 갖는 화소에 대한 계조 보상 레벨이다.
또한, 상기 계조 보상값들은, 다음의 수학식 5에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00005
여기서, GRAY'는 상기 계조 보상값, GRAY는 상기 입력 영상 데이터의 계조, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, α는 상기 선형 기울기 값이다.
또한, 상기 타이밍 제어부는, 상기 화소들 각각에 대한 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 룩 업 테이블로 저장할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 제어부는, 외부로부터 임의의 입력 영상 데이터가 수신되면, 상기 임의의 입력 영상 데이터가 표시될 화소에 대응하는 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 상기 룩 업 테이블로부터 로드하고, 상기 로드된 선형 기울기 값 및 계조 보상 레벨로부터 상기 입력 영상 데이터의 계조에 대한 상기 계조 보상값을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법은, 화소들 각각의 문턱 전압들을 측정하는 단계, 상기 문턱 전압들에 대응하여 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상값들을 저장하는 단계 및 상기 저장된 계조 보상값들을 기초로 상기 화소들 각각에 대한 입력 영상 데이터들을 보상하는 단계를 포함하되, 상기 계조 보상값들은, 상기 문턱 전압들을 기초로 결정되는 선형 기울기 값에 의해 상기 입력 영상 데이터의 계조와 선형 관계를 갖도록 정의될 수 있다.
또한, 상기 계조 보상값들을 결정하는 단계는, 상기 측정된 문턱 전압들 중 최소 문턱 전압을 기초로, 상기 화소들 각각의 문턱 전압 이동도들을 산출하는 단계, 상기 문턱 전압 이동도들로부터 상기 화소들 각각의 계조 보상 레벨들을 산출하는 단계 및 상기 계조 보상 레벨들을 기초로 상기 선형 기울기 값과 상기 계조 보상값들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 문턱 전압 이동도들은, 다음의 수학식 6에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00006
여기서, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, Vth는 측정된 문턱 전압, Vth(target)은 상기 최소 문턱 전압이다.
또한, 상기 계조 보상 레벨들은, 다음의 수학식 7에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00007
여기서, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, bit는 상기 입력 영상 데이터의 비트수, Vdata(max gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최대 계조에 대응하는 데이터 전압, Vdata(min gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최소 계조에 대응하는 데이터 전압이다.
또한, 상기 선형 기울기 값은 상기 화소들 각각에 대해 설정되며, 다음의 수학식 8에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00008
여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상 레벨이다.
또한, 상기 선형 기울기 값은 상기 화소들에 대해 동일하게 설정되며, 다음의 수학식 9에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00009
여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 문턱 전압들 중 최대 문턱 전압을 갖는 화소에 대한 계조 보상 레벨이다.
또한, 상기 계조 보상값들은, 다음의 수학식 10에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 10]
Figure pat00010
여기서, GRAY'는 상기 계조 보상값, GRAY는 상기 입력 영상 데이터의 계조, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, α는 상기 선형 기울기 값이다.
또한, 상기 계조 보상값들을 저장하는 단계는, 상기 화소들 각각에 대한 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 룩 업 테이블로 저장할 수 있다.
또한, 상기 입력 영상 데이터들을 보상하는 단계는, 외부로부터 임의의 입력 영상 데이터가 수신되면, 상기 임의의 입력 영상 데이터가 표시될 화소에 대응하는 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 상기 룩 업 테이블로부터 로드하는 단계, 상기 로드된 선형 기울기 값 및 계조 보상 레벨로부터 상기 입력 영상 데이터의 계조에 대한 상기 계조 보상값을 결정하는 단계 및 상기 결정된 계조 보상값에 대응하여 보상된 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법은 화소들 간의 문턱 전압 편차에 따른 휘도 불균일을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 열화 보상 방법은 문턱 전압의 네거티브 방향이 발생하는 화소에 대하여도 안정적으로 열화를 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 화소들의 문턱 전압의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 발광 구동부(140), 센싱부(150), 타이밍 제어부(160) 및 메모리(170)를 포함할 수 있다. 표시 장치(100)는 외부에서 제공되는 영상 데이터(예를 들어, 제1 데이터(DATA1))에 기초하여 영상을 출력하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
표시 패널(110)은 복수의 제1 주사선들(S11 내지 S1n), 복수의 제2 주사선들(S21 내지 S2n), 복수의 데이터선들(D1 내지 Dm), 복수의 발광제어선들(E1 내지 En), 복수의 피드백선들(F1 내지 Fm) 및 복수의 화소(111)들을 포함할 수 있다(단, n과 m은 2 이상의 정수). 화소(111)들은 제1 주사선들(S11 내지 S1n), 제2 주사선들(S21 내지 S2n), 데이터선들(D1 내지 Dm), 발광제어선들(E1 내지 En) 및 피드백선들(F1 내지 Fm)의 교차부에 배치될 수 있다.
화소(111)들 각각은 제1 주사 신호 및 제2 주사 신호에 응답하여 데이터 신호를 저장하고, 저장된 데이터 신호에 기초하여 발광할 수 있다. 도 2를 참조하여 화소(111)의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
주사 구동부(120)는 주사 구동제어신호(SCS)에 기초하여 제1 주사신호 및 제2 주사신호를 생성할 수 있다. 즉, 주사 구동부(120)는 표시 기간 동안 제1 주사선들(S11 내지 S1n)을 통해 화소들(111)에 제1 주사 신호를 공급하고, 화소(111)들의 특성을 센싱하기 위한 센싱 기간 동안 제2 주사선들(S21 내지 S2n)을 통해 화소들(111)에 제2 주사 신호를 공급할 수 있다. 주사 구동제어신호(SCS)는 타이밍 제어부(160)로부터 주사 구동부(120)에 제공될 수 있다. 주사 구동제어신호(SCS)는 스타트 펄스 및 클럭 신호들을 포함하고, 주사 구동부(120)는 스타트 펄스 및 클럭 신호들에 대응하여 순차적으로 주사신호를 생성하는 시프트 레지스터를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 구동부(130)는 데이터 구동제어신호(DCS) 및 영상 데이터(예를 들어, 제2 데이터(DATA2))에 기초하여 데이터 신호를 생성할 수 있다. 데이터 구동부(130)는 한 프레임 내의 표시 기간 동안 데이터 구동제어신호(DCS)에 따라 생성된 데이터 신호를 표시 패널(110)에 제공할 수 있다. 즉, 데이터 구동부(130)는 테이터선들(D1 내지 Dm)을 통해 화소들(111)에 데이터 신호를 공급할 수 있다. 데이터 구동제어신호(DCS)는 타이밍 제어부(160)로부터 데이터 구동부(130)에 제공될 수 있다.
센싱부(150)는 피드백선들(F1 내지 Fm)에 연결되고, 제어신호(CS)에 기초하여 화소(111)의 특성을 측정(또는, 감지, 센싱)할 수 있다. 화소(111)의 특성은 각각의 화소(111) 내에 구비된 구동 트랜지스터의 특성이고, 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth), 이동도 정보 등을 포함할 수 있다. 센싱부(150)는 측정된 화소(111)의 특성 정보를 타이밍 제어부(160)로 전달할 수 있다.
실시 예들에서, 데이터 구동부(130)는 센싱 기간 동안 제어신호(CS)에 응답하여 특정 데이터선(예를 들어, 제m 데이터선(Dm))에 센싱 전압을 인가하고, 센싱부(150)는 센싱 전압에 응답하여 피드백선(예를 들어, 제m 피드백선(Fm))을 통해 피드백되는 전류 또는 전압으로부터 각 화소(111) 내에 구비되는 구동 트랜지스터의 특성을 측정할 수 있다.
발광 구동부(140)는 발광 구동제어신호(ECS)에 기초하여 발광 제어신호를 생성할 수 있다. 발광 구동제어신호(ECS)는 타이밍 제어부(160)로부터 발광 구동부(140)에 제공될 수 있다. 발광 구동부(140)는 발광 구동제어신호(ECS) 및 클럭 신호들에 기초하여 동시 또는 순차적으로 발광 제어신호를 생성할 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 발광 구동부(140) 및 센싱부(150)의 동작을 제어할 수 있다. 타이밍 제어부(160)는 주사 구동제어신호(SCS), 데이터 구동제어신호(DCS), 발광 구동제어신호(ECS), 제어신호(CS)를 생성하고, 상기 생성된 신호들에 기초하여 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 발광 구동부(140) 및 센싱부(150) 각각을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 타이밍 제어부(160)는 화소(111)의 특성에 기초하여 각 화소의 문턱 전압 이동도를 산출하고, 문턱 전압 이동도에 기초하여 입력 영상 데이터(예를 들어, 제1 영상 데이터(DATA1))를 보정할 수 있다.
예를 들어, 타이밍 제어부(160)는 센싱 기간 동안 측정된 화소(111)들의 문턱 전압(Vth)과 타겟 문턱 전압을 비교하여 문턱 전압 이동도를 산출할 수 있다. 여기서, 타겟 문턱 전압은 화소(111)들에 대하여 측정된 문턱 전압(Vth)들 중 최소 문턱 전압(Vth(min))일 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 산출된 문턱 전압 이동도로부터 계조 보상 레벨을 판단하고, 계조 보상 레벨에 대응하는 계조 보상값을 산출할 수 있다. 일 실시 예에서, 계조 보상값은 선형 방정식을 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, 선형 방정식은 입력 영상 데이터의 계조와 계조 보상값 간의 상관관계를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(160)는 선형 방정식에 의해 정의되는 계조 보상값에 관련된 정보를 룩 업 테이블 등의 형태로 저장할 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 상기와 같이 저장된 룩 업 테이블을 이용하여 입력 영상 데이터(예를 들어, 제1 영상 데이터(DATA1)의 계조에 대응하는 계조 보상값을 획득하고, 획득된 계조 보상값을 반영하여 보정된 영상 데이터(예를 들어, 제2 영상 데이터(DATA2))를 생성하여 데이터 구동부(130)로 제공할 수 있다.
메모리(170)는 상술한 바와 같이 타이밍 제어부(160)에 의해 생성된 계조 보상값의 룩 업 테이블을 저장할 수 있다.
도 1에 도시되지 않았으나, 표시 장치(100)는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. 전원 공급부는 표시 장치(100)의 구동에 필요한 구동 전압을 생성할 수 있다. 구동 전압은 제1 구동 전압(ELVDD)과 제2 구동 전압(ELVSS)을 포함할 수 있다. 제1 구동 전압(ELVDD)은 제2 구동 전압(ELVSS)보다 클 수 있다.
한편, 도 1에는 표시 패널(110)이 피드백선들(F1 내지 Fm)을 포함하고, 데이터 구동부(130)는 피드백선들(F1 내지 Fm)에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 표시 패널(110)은 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 패널(110)은 피드백선들(F1 내지 Fm)을 포함하지 아니하고, 시분할 구동을 통해 데이터선들(D1 내지 Dm)을 피드백선(F1 내지 Fm)으로 이용할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 화소(111)는 제1 트랜지스터(T1) 내지 제3 트랜지스터(T3), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 이러한 화소(111)는 데이터선(Dj)을 통해 데이터 구동부(130)와 연결되고 피드백선(Fj)을 통해 센싱부(150)와 연결될 수 있다. 또한, 화소(111)는 제1 주사선(S1i) 및 제2 주사선(S2i)을 통해 주사 구동부(120)와 연결될 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극(즉, 제2 노드(N2))에 접속되고, 캐소드 전극은 제2 구동 전원(ELVSS)에 접속될 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
제1 트랜지스터(T1: 구동 트랜지스터)의 제1 전극은 제1 구동 전원(ELVDD)에 접속되고, 제2 전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(즉, 제2 노드(N2))에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다.
제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 데이터선(Dj)에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제1 주사선(S1i)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 주사선(S1i)으로 제1 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어, 데이터선(Dj)으로부터의 전압을 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 표시 기간 동안 공급되는 제1 주사 신호에 동기하여, 데이터선(Dj)으로 데이터 신호가 공급되고, 센싱 기간 동안 공급되는 제1 주사 신호에 동기하여 데이터선(Dj)으로 센싱 전압이 공급될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 피드백선(Fj)과 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(즉, 제2 노드(N2)) 사이에 접속될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제2 주사선(S2i)에 접속될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 주사선(S2i)으로 제2 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어, 피드백선(Fj)과 제2 노드(N2)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 표시 기간 동안 공급되는 제2 주사 신호에 동기하여, 피드백선(Fj)으로 기준 전압이 공급되고, 센싱 기간 동안 공급되는 제2 주사 신호에 동기하여 제2 노드(N2)로부터 피드백선(Fj)으로 임의의 전류 또는 전압이 공급될 수 있다. 센싱 기간 동안 피드백선(Fj)으로 공급된 전류 또는 전압은 센싱부(150)로 전달되어 화소(111)의 특성을 측정하기 위해 이용될 수 있다. 여기서 화소(111)의 특성은 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth) 및 이동도 정보를 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전압 차에 대응하는 전압을 저장할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 상술한 화소(111)의 휘도는 주로 데이터 신호에 의해 결정된다. 다만, 화소(111)의 휘도에는 제1 트랜지스터(T1)의 특성값이 추가로 반영될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 센싱 기간 동안 제1 트랜지스터(T1)의 특성을 센싱하고, 센싱된 특성 정보를 반영하여 제1 데이터(DATA1)를 변경하는 외부 보상 방식이 적용될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 제1 트랜지스터(T1)의 특성 편차와 무관하게 표시 패널(110)에서 균일한 화질의 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 화소(111)들의 특성을 측정하는 센싱 기간은 표시 장치(100)의 출하전에 적어도 한 번 수행될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(100)의 출하 전에 제1 트랜지스터(T1)의 초기 특성 정보가 저장되고, 이러한 특성 정보를 이용하여 제1 데이터(DATA1)를 보정(즉, 제2 데이터(DATA2)를 생성)함으로써, 표시 패널(110)에서 균일한 화질의 영상을 표시할 수 있다.
또는, 본 발명의 다양한 실시 예에서, 화소(111)들의 특성을 측정하는 센싱 기간은 표시 장치(100)의 실사용 이후에도 수행될 수 있다. 예를 들어, 센싱 기간은 표시 장치가 온 되는 시간 및/또는 오프되는 시간의 일부에 배치될 수 있다. 또는 센싱 기간은 표시 기간 사이의 수직 블랭크 기간의 일부에 배치될 수 있다. 그러면, 표시 장치(100)의 구동 동안 화소(111)들 각각에 포함된 구동 트랜지스터(즉, 제1 트랜지스터(T1))의 특성이 변하더라도 특성 정보가 실시간으로 업데이트되어 데이터 신호 생성에 반영될 수 있다. 따라서, 표시 패널(110)은 지속적으로 균일한 화질의 영상을 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 화소들의 문턱 전압의 이동을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시 장치의 열화 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 화소(111)들에 대한 문턱 전압 센싱을 수행한다(301).
데이터 구동부(130)는 화소(111)들 내에 마련되는 구동 트랜지스터들의 구동 시간 경과에 따른 문턱 전압(Vth)을 측정하고, 측정된 문턱 전압(Vth)을 타이밍 제어부(160)로 전달할 수 있다. 이러한 문턱 전압(Vth)의 측정은 상술한 센싱 기간에 선택되는 화소(111)들에 대해 각각 수행될 수 있다. 화소들(111) 각각에 대하여 측정된 문턱 전압(Vth)은 도 4에 도시된 것과 같이 초기 문턱 전압과 비교하여, 최소(Vth(min)) 내지 최대(Vth(max)) 범위 내에서 이동된 값을 가질 수 있다. 다음으로, 표시 장치(100)는 화소(111)들에 대하여 측정된 문턱 전압(Vth)과 타겟 문턱 전압을 비교하여 화소(111)들 각각에 대한 문턱 전압 이동도를 판단한다(302). 본 발명의 다양한 실시 예에서, 타겟 문턱 전압은 화소(111)들에 대하여 측정된 문턱 전압(Vth)들 중 최소 문턱 전압(Vth(min))일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 타이밍 제어부(160)는 각각의 화소(111)들에 대하여 측정된 문턱 전압(Vth)에 기초하여 다음의 수학식 1에 의해 문턱 전압 이동도를 산출할 수 있다.
Figure pat00011
여기서, ΔVth는 문턱 전압 이동도, Vth는 측정된 문턱 전압, Vth(target)은 타겟 문턱 전압이다.
다음으로, 표시 장치(100)는 문턱 전압 이동도로부터 화소들(111) 각각에 대한 계조 보상 레벨을 산출한다(303). 구체적으로, 타이밍 제어부(160)는 영상 데이터를 구성하는 각각의 계조들에 대하여 대응하는 데이터 전압을 할당할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(160)는 영상 데이터의 최대 및 최소 계조에 각각 대응하여 할당된 데이터 전압과 영상 데이터의 비트수를 이용하여, 문턱 전압 이동도로부터 계조 보상 레벨을 산출할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 계조 보상 레벨은 다음의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00012
여기서, ΔGray는 계조 보상 레벨, ΔVth는 문턱 전압 이동도, bit는 영상 데이터의 비트수, Vdata(max gray)는 최대 계조에 대응하는 데이터 전압, Vdata(min gray)는 최소 계조에 대응하는 데이터 전압이다. 일 실시 예에서, 최대 계조는 화이트 색상에 대응하는 계조로서, 255 계조이고, 최소 계조는 블랙 색상에 대응하는 계조로써, 0 계조일 수 있다.
다음으로, 표시 장치(100)는 계조 보상 레벨로부터 화소(111)들 각각에 대한 계조 보상값을 결정한다(304). 일 실시 예에서, 계조 보상값은 입력 영상 데이터의 계조에 대한 보상된 계조를 의미하는 것으로, 영상 데이터의 계조와 보상된 계조 간 상관관계를 포함하는 선형 방정식으로 정의될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 선형 방정식을 다음의 수학식 3으로 정의될 수 있다.
Figure pat00013
여기서, GRAY'는 계조 보상값, GRAY는 입력 영상 데이터의 계조, ΔGray는 계조 보상 레벨이다. 또한, α는 다음의 수학식 4에 의해 정의되는 값이다.
Figure pat00014
본 발명의 제1 실시 예에서, α는 화소(111)들 각각에 대하여 설정될 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에서, α는 화소(111)들 각각의 계조 보상 레벨에 대응하여 상이한 값을 가질 수 있다. 이러한 실시 예에서 정의되는 입력 영상 데이터의 계조와 계조 보상값 간의 선형적 관계가 도 5에 도시된다. 도 5의 제1 직선(L1)은 문턱 전압(Vth)의 이동도가 0인 화소(즉, 최소 문턱 전압(Vth(min))을 갖는 화소)의 선형적 관계를, 제2 직선(L2)은 문턱 전압(Vth)의 이동도가 최대인 화소(즉, 최대 문턱 전압(Vth(max))을 갖는 화소)의 선형적 관계를 도시한다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 문턱 전압의 이동도에 대응하여, 영상 데이터의 계조와 계조 보상값 간의 관계를 나타내는 직선은 상이한 기울기(α)를 갖는다.
한편, 본 발명의 제2 실시 예에서, α는 최대 문턱 전압(Vth(max))을 갖는 화소를 기준으로 설정될 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예에서, α는 최대 문턱 전압(Vth(max))을 갖는 화소의 계조 보상 레벨에 대응하여 결정되며, 모든 화소(111)들에 대하여 동일한 값으로 설정될 수 있다. 이러한 실시 예에서 정의되는 입력 영상 데이터의 계조와 계조 보상값 간의 선형적 관계가 도 6에 도시된다. 도 6의 제1 직선(L1')은 문턱 전압(Vth)의 이동도가 0인 화소(즉, 최소 문턱 전압(Vth(min))을 갖는 화소)의 선형적 관계를, 제2 직선(L2')은 문턱 전압(Vth)의 이동도가 최대인 화소(즉, 최대 문턱 전압(Vth(max))을 갖는 화소)의 선형적 관계를 도시한다. 여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 문턱 전압의 이동도와 무관하게, 영상 데이터의 계조와 계조 보상값 간의 관계를 나타내는 직선은 동일한 기울기(α)를 갖는다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 임의의 화소에서 네거티브 방향으로 문턱 전압의 이동이 발생하더라도, 모든 계조에 대해 보상 범위의 제한 없이 안정적으로 계조를 보상할 수 있다.
표시 장치(100)는 각각의 화소(111)에 대하여 결정된 계조 보상값에 대한 정보를 저장한다(305). 예를 들어, 타이밍 제어부(160)는 각각의 화소(111)에 대해 결정된 계조 보상 레벨 및 α값을 룩 업 테이블 형태로 메모리(170)에 저장할 수 있다.
표시 장치(100)는 영상 데이터의 보정을 수행할 수 있다(306). 구체적으로, 표시 장치는 저장된 계조 보상값에 대한 정보를 이용하여, 외부로부터 수신되는 입력 영상 데이터(예를 들어, 제1 영상 데이터(DATA1))를 보정하고, 보정된 영상 데이터(예를 들어, 제2 영상 데이터(DATA2))를 생성하여 데이터 구동부(130)로 공급할 수 있다.
이를 위하여, 표시 장치(100)는 입력 영상 데이터의 계조를 판단할 수 있다. 표시 장치(100)는 입력 영상 데이터가 표시될 화소(111)에 대하여 메모리(170)에 저장된 계조 보상 레벨 및 α값을 로드할 수 있다. 표시 장치(100)는 판단된 입력 영상 데이터의 계조 및 로드된 계조 보상 레벨과 α값을 기초로, 상기한 수학식 3에 따라 계조 보상값을 산출할 수 있다. 표시 장치(100)는 계조 보상값에 대응하여 보정된 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 장치
110: 표시 패널
120: 주사 구동부
130: 데이터 구동부
140: 발광 구동부
150: 센싱부
160: 타이밍 제어부
170: 메모리

Claims (18)

  1. 화소들을 구비하는 표시 패널;
    상기 화소들 각각의 문턱 전압들을 측정하는 센싱부; 및
    상기 문턱 전압들에 대응하여 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상값들을 결정하고, 상기 결정된 계조 보상값들을 기초로 상기 화소들 각각에 대한 입력 영상 데이터들을 보상하는 타이밍 제어부를 포함하되,
    상기 계조 보상값들은,
    상기 문턱 전압들을 기초로 결정되는 선형 기울기 값에 의해 상기 입력 영상 데이터의 계조와 선형 관계를 갖도록 정의되는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
    상기 측정된 문턱 전압들 중 최소 문턱 전압을 기초로, 상기 화소들 각각의 문턱 전압 이동도들을 산출하고, 상기 문턱 전압 이동도들로부터 상기 화소들 각각의 계조 보상 레벨들을 산출하고, 상기 계조 보상 레벨들을 기초로 상기 선형 기울기 값과 상기 계조 보상값들을 생성하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 문턱 전압 이동도들은,
    다음의 수학식 1에 의해 산출되는, 표시 장치.
    [수학식 1]
    Figure pat00015

    여기서, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, Vth는 측정된 문턱 전압, Vth(target)은 상기 최소 문턱 전압이다.
  4. 제3항에 있어서, 상기 계조 보상 레벨들은,
    다음의 수학식 2에 의해 산출되는, 표시 장치.
    [수학식 2]
    Figure pat00016

    여기서, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, bit는 상기 입력 영상 데이터의 비트수, Vdata(max gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최대 계조에 대응하는 데이터 전압, Vdata(min gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최소 계조에 대응하는 데이터 전압이다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선형 기울기 값은 상기 화소들 각각에 대해 설정되며, 다음의 수학식 3에 의해 산출되는, 표시 장치.
    [수학식 3]
    Figure pat00017

    여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상 레벨이다.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 선형 기울기 값은 상기 화소들에 대해 동일하게 설정되며, 다음의 수학식 4에 의해 산출되는, 표시 장치.
    [수학식 4]
    Figure pat00018

    여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 문턱 전압들 중 최대 문턱 전압을 갖는 화소에 대한 계조 보상 레벨이다.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 계조 보상값들은,
    다음의 수학식 5에 의해 산출되는, 표시 장치.
    [수학식 5]
    Figure pat00019

    여기서, GRAY'는 상기 계조 보상값, GRAY는 상기 입력 영상 데이터의 계조, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, α는 상기 선형 기울기 값이다.
  8. 제2항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
    상기 화소들 각각에 대한 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 룩 업 테이블로 저장하는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
    외부로부터 임의의 입력 영상 데이터가 수신되면, 상기 임의의 입력 영상 데이터가 표시될 화소에 대응하는 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 상기 룩 업 테이블로부터 로드하고, 상기 로드된 선형 기울기 값 및 계조 보상 레벨로부터 상기 입력 영상 데이터의 계조에 대한 상기 계조 보상값을 결정하는, 표시 장치.
  10. 화소들 각각의 문턱 전압들을 측정하는 단계;
    상기 문턱 전압들에 대응하여 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상값들을 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 계조 보상값들을 기초로 상기 화소들 각각에 대한 입력 영상 데이터들을 보상하는 단계를 포함하되,
    상기 계조 보상값들은,
    상기 문턱 전압들을 기초로 결정되는 선형 기울기 값에 의해 상기 입력 영상 데이터의 계조와 선형 관계를 갖도록 정의되는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 계조 보상값들을 결정하는 단계는,
    상기 측정된 문턱 전압들 중 최소 문턱 전압을 기초로, 상기 화소들 각각의 문턱 전압 이동도들을 산출하는 단계;
    상기 문턱 전압 이동도들로부터 상기 화소들 각각의 계조 보상 레벨들을 산출하는 단계; 및
    상기 계조 보상 레벨들을 기초로 상기 선형 기울기 값과 상기 계조 보상값들을 생성하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 문턱 전압 이동도들은,
    다음의 수학식 6에 의해 산출되는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
    [수학식 6]
    Figure pat00020

    여기서, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, Vth는 측정된 문턱 전압, Vth(target)은 상기 최소 문턱 전압이다.
  13. 제12항에 있어서, 상기 계조 보상 레벨들은,
    다음의 수학식 7에 의해 산출되는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
    [수학식 7]
    Figure pat00021

    여기서, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, ΔVth는 상기 문턱 전압 이동도, bit는 상기 입력 영상 데이터의 비트수, Vdata(max gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최대 계조에 대응하는 데이터 전압, Vdata(min gray)는 상기 입력 영상 데이터의 최소 계조에 대응하는 데이터 전압이다.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 선형 기울기 값은 상기 화소들 각각에 대해 설정되며, 다음의 수학식 8에 의해 산출되는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
    [수학식 8]
    Figure pat00022

    여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 화소들 각각에 대한 계조 보상 레벨이다.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 선형 기울기 값은 상기 화소들에 대해 동일하게 설정되며, 다음의 수학식 9에 의해 산출되는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
    [수학식 9]
    Figure pat00023

    여기서, α는 상기 선형 기울기 값, ΔGray는 상기 문턱 전압들 중 최대 문턱 전압을 갖는 화소에 대한 계조 보상 레벨이다.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 계조 보상값들은,
    다음의 수학식 10에 의해 산출되는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
    [수학식 10]
    Figure pat00024

    여기서, GRAY'는 상기 계조 보상값, GRAY는 상기 입력 영상 데이터의 계조, ΔGray는 상기 계조 보상 레벨, α는 상기 선형 기울기 값이다.
  17. 제11항에 있어서, 상기 계조 보상값들을 저장하는 단계는,
    상기 화소들 각각에 대한 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 룩 업 테이블로 저장하는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 입력 영상 데이터들을 보상하는 단계는,
    외부로부터 임의의 입력 영상 데이터가 수신되면, 상기 임의의 입력 영상 데이터가 표시될 화소에 대응하는 상기 선형 기울기 값 및 상기 계조 보상 레벨을 상기 룩 업 테이블로부터 로드하는 단계;
    상기 로드된 선형 기울기 값 및 계조 보상 레벨로부터 상기 입력 영상 데이터의 계조에 대한 상기 계조 보상값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 계조 보상값에 대응하여 보상된 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 열화 보상 방법.
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