KR20210005410A - 표시장치 및 표시장치의 작동방법 - Google Patents

표시장치 및 표시장치의 작동방법 Download PDF

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Abstract

표시장치 및 표시장치의 작동방법이 제공된다. 그 중 표시장치의 작동방법은 복수의 화소들이 구비된 표시패널, 및 상기 각 화소로 연결된 모든 데이터선으로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부를 포함하는 표시장치에 있어서, 제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계, 적어도 일부 배선에 미리 설정한 센싱 전류가 흐르는지 판단하는 단계, 및 상기 제1 데이터 전압에 소정의 전압 레벨이 오프셋된 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계를 포함한다.

Description

표시장치 및 표시장치의 작동방법{DISPLAY DEVICE AND OPERATING METHOD OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치 및 표시장치의 작동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장기간 미 구동 상태의 표시장치를 작동하는 방법에 관한 것이다.
정상 작동하는 표시장치를 미 구동 상태로 장기간 방치 후 재 구동하여 동작 이상 여부를 판단하는 장기보관 신뢰성 평가가 이루어지고 있다.
최근, 장기보관 신뢰성 평가는 표시장치의 화면이 꺼진 상태에서 전계효과 트랜지스터가 턴-온되어 발광 소자의 전압을 피드백 받고, 이에 대한 산포를 분석하여 데이터 신호의 전압 레벨을 조정하여 휘도를 조정하는 방식을 사용하고 있다.
또한, 표시장치의 휘도를 촬영 후 데이터 신호의 전압 레벨을 조정하여 위치별 휘도를 조정하는 방식을 사용하기도 했다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 정상 동작하던 표시장치를 미 구동 상태로 장기간 방치 후 재 구동 시 정상 동작하지 않을 경우, 정상 동작하기 위한 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 상기 정상 동작하기 위한 기능이 수행되는 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 작동방법은, 복수의 화소들이 구비된 표시패널, 및 상기 각 화소로 연결된 모든 데이터선으로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부를 포함하는 표시장치에 있어서, 제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계, 적어도 일부 배선에 미리 설정한 센싱 전류가 흐르는지 판단하는 단계, 및 상기 제1 데이터 전압에 소정의 전압 레벨이 오프셋 된 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계를 포함한다.
상기 표시장치는 상기 표시패널로 공급되거나 상기 표시패널에 방출되는 글로벌 전류를 센싱하는 전류 검출부를 더 포함하되, 상기 적어도 일부 배선은 상기 전류 검출부와 상기 표시패널을 연결하는 배선이고, 상기 센싱 전류는 상기 글로벌 전류일 수 있다.
상기 제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호가 인가되는 경우, 상기 글로벌 전류는 흐르지 않고, 상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호가 인가되는 경우, 상기 글로벌 전류는 흐를 수 있다.
상기 표시장치 작동방법은, 상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계 이전에 수행되는, 상기 오프셋의 부호를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 데이터 전압의 부호를 결정하는 단계에서, 각 화소로 상기 제1 데이터 전압 보다 높은 레벨과 상기 제1 데이터 전압 보다 낮은 레벨이 교번하여 진동하는 형태일 수 있다.
상기 진동하는 형태의 데이터 신호는 발산할 수 있다.
상기 표시장치 작동방법은, 상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계 이전에 수행되는, 상기 오프셋의 전압 레벨 크기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 데이터 전압은 상기 각 화소마다 구비된 발광 소자가 발광하는 전압 레벨 크기일 수 있다.
상기 표시장치 작동방법은, 상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계 이후에 수행되는, 상기 제2 데이터 전압을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 각 화소는, 상기 각 데이터선에 연결되는 게이트 단자, 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하는 구동 트랜지스터, 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 제2 단자에 연결되는 발광 소자를 포함하되, 제1 데이터 전압은 상기 구동 트랜지스터에 미리 설정된 문턱 전압보다 높은 레벨을 가질 수 있다.
상기 표시장치는 상기 데이터 구동부로 감마 제어신호를 인가하는 감마 제어부를 더 포함하되, 상기 감마 제어부는 상기 제2 데이터 전압의 전압 레벨을 결정할 수 있다.
상기 적어도 일부 배선은 상기 표시패널 내 상기 각 화소에 흐르는 구동 전류가 흐르는 배선을 포함할 수 있다.
상기 제1 데이터 전압은 2V 내지 7V이고, 상기 제2 데이터 전압은 7V 내지 12V일 수 있다.
상기 미리 설정한 센싱 전류는 20A 내지 30A일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는, 복수의 화소들이 구비된 표시패널, 상기 각 화소로 연결된 데이터선으로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부, 상기 각 화소로 연결된 적어도 하나의 주사선으로 주사신호를 제공하는 주사 구동부, 상기 표시패널에 전류 검출 제어 신호를 제공하고, 전압 제어 신호를 발생시키는 전압 컨트롤러, 및 표시패널로 공급되는 전류를 센싱하는 전류 검출부를 포함하되, 상기 데이터 구동부가 제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 각 화소로 제공에도 상기 각 화소에 구비된 발광 소자가 발광하지 않는 경우, 상기 제1 데이터 전압으로부터 소정의 전압 레벨이 오프셋 된 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 제공한다.
상기 전류 검출부는 상기 전류 검출 제어 신호에 응답하여 상기 표시패널로 공급되는 글로벌 전류를 센싱할 수 있다.
상기 주사 구동부는 상기 각 화소에 구비된 서로 다른 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된 제1 주사선 및 제2 주사선을 포함하고, 상기 제1 주사선으로 스캔 신호가 전달되고, 상기 제2 주사선으로 센싱 신호가 전달될 수 있다.
상기 제1 데이터 전압은 미리 설정된 풀-화이트(full-white) 전압 레벨일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 표시장치는 미 구동 상태로 장기간 방치 후 재 구동 시에도 정상 동작할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시장치의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 좀 더 자세히 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 일 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5는 일 실시예 따른 표시장치에서 데이터 신호의 전압 레벨 대비 글로벌 전류의 전류 레벨을 나타낸 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시장치의 작동 과정을 도시한 알고리즘 순서도이다.
도 7은 도 6의 과정별 데이터 신호의 전압 레벨을 나타낸 타이밍도이다.
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.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 표시장치의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
일 실시예로, 표시장치(1)는 양자점 유기발광 표시장치(quantum dot OLED device)일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 본 발명은 유기발광 표시장치(OLED device), 액정 표시장치(liquid crystal display device), 마이크로 LED 표시장치(micro LED display device), 플라즈마 표시장치(plasma display device), 전기영동 표시장치(electrophoretic display device), MEMS 표시장치(micro electromechanical system display device) 및 일렉트로웨팅 표시장치(electrowetting display device) 에도 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시장치(1)는 전압 컨트롤러(20), 전원 공급부(30), 전류 검출부(40) 및 표시패널(10)을 포함할 수 있다. 도 1에는 본 발명을 설명하기 위해 필요한 구성 요소들만을 도시하였으며, 본 발명의 설명과 무관한 구성 요소들은 도시를 생략하였다. 전류 검출부(40)는 전원 공급부(30)의 내부에 포함될 수도 있고, 전원 공급부(30)의 외부에서 구현될 수도 있다. 표시패널(10)은 고전원 전압(ELVDD) 및 저전원 전압(ELVSS)에 기초하여 동작하는 복수의 화소들(PX)을 포함한다. 표시패널(10) 및 이에 포함되는 화소(PX)에 대해서는 도 4에서 후술한다.
전원 공급부(30)는 입력 전압(Vin) 및 전압 제어 신호(VCTRL)에 기초하여 고전원 전압(ELVDD) 및 저전원 전압(ELVSS)을 발생한다. 전원 공급부(30)는 고전원 전압(ELVDD)을 발생하는 부스트 컨버터(boost converter), 저전원 전압(ELVSS)을 발생하는 인버팅 벅-부스트 컨버터(inverting buck-boost converter) 등을 포함할 수 있다. 전원 공급부(30)에 제공되는 입력 전압(Vin)은 AC 전압 또는 배터리 전압과 같은 DC 전압일 수 있으며, 상기 전압 컨버터들은 AC-DC 컨버터 또는 DC-DC 컨버터일 수 있다.
전원 공급부(30)는 화소(PX) 내 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 변경되는 경우, 출력하고자 하는 계조를 달성하기 위해, 오프셋 데이터 전압(DATA_OFFSET)을 화소(PX)로 인가할 수 있다.
전류 검출부(40)는 전압 제어 주기(tVC, 도 2 참조)를 나타내는 전류 검출 제어 신호(CDCTRL)에 응답하여 표시패널(10)로 공급되는 글로벌 전류(GI)를 센싱하여 전압 제어 주기(tVC)마다 글로벌 전류(GI)의 평균값을 나타내는 전류 검출 신호(CDET)를 발생한다.
전압 컨트롤러(20)는 영상이 표시패널을 통해 작동되는지 여부에 따라서 전압 제어 주기(tVC)가 변경되도록 전류 검출 제어 신호(CDCTRL)를 발생하고, 전류 검출 제어 신호(CDCTRL)를 전류 검출부(40)에 제공한다. 또한 전압 컨트롤러(20)는 전류 검출부(40)로부터 제공되는 전류 검출 신호(CDET)에 기초하여 전압 제어 신호(VCTRL)를 발생하고, 전압 제어 신호(VCTRL)를 전원 공급부(30)에 제공한다. 전압 컨트롤러(20)는 전압 제어 신호(VCTRL)를 조절함으로써 전원 공급부(30)에서 발생되는 고전원 전압(ELVDD) 및/또는 저전원 전압(ELVSS)의 전압 레벨을 제어할 수 있다.
도시하진 않았지만, 전압 컨트롤러(20)는 작동 여부에 따라서 전압 제어 주기(tVC)를 변경할 수 있다. 전압 제어 주기(tVC)는 전원 전압들(ELVDD, ELVSS)의 갱신 주기에 해당하고, 따라서 전압 제어 주기(tVC)는 전류 검출부(40)에 의해 글로벌 전류(GI)의 평균값이 제공되는 주기에 해당한다.
표시장치(1)는 일 예로, 하나의 프레임 구간에 하나의 이미지 영상이 표시패널(10)을 통해 표시될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 표시패널(10)에 제1 프레임 구간(FP1) 동안에 제1 영상(IMG1)이 표시되고, 제2 프레임 구간(FP2) 동안에 제2 영상(IMG2)이 표시되고, 제3 프레임 구간(FP3) 동안에 제3 영상(IMG3)이 표시되고, 제4 프레임 구간(FP4) 동안에 제4 영상(IMG4)이 표시될 수 있다.
표시장치(1)의 일 작동 예에서, 복수의 영상들(IMG1~IMG4)이 표시되는 동안에 저전원 전압(ELVSS)은 음의 전압 레벨로 활성화된 상태를 유지할 수 있다. 2차원 모드에서의 전압 제어 주기(tVC)는 하나의 프레임 주기에 해당할 수 있고, 전류 검출 신호(CDET)는 하나의 프레임 주기마다 글로벌 전류(GI)의 평균값을 나타낼 수 있다. 도 2에는 설명의 편의상 전류 검출 신호(CDET)가 전압 제어 주기(tVC) 마다 펄스를 포함하는 형태로 도시되어 있으나, 전류 검출 신호(CDET)는 전압 제어 주기(tVC)마다 글로벌 전류(GI)의 평균값에 상응하는 디지털 값을 나타내는 복수 비트의 신호일 수 있다.
전압 제어 주기(tVC)는 글로벌 전류(GI)를 센싱하는 센싱 구간(tSEN)을 포함할 수 있고, 센싱 구간(tSEN)은 전류 검출 제어 신호(CDCTRL)가 논리 하이 레벨로 활성화된 구간에 해당할 수 있다. 도 1의 전류 검출부(40)는 센싱 구간(tSEN) 동안에 글로벌 전류(GI)를 적분하여 그 평균값을 구할 수 있다. 예를 들어, 120 fps(frame per second)의 프레임율로 영상을 표시하는 경우, 전압 제어 주기(tVC), 즉 하나의 프레임 주기는 8.33 ms에 해당하고, 센싱 구간(tSEN)은 8.22 ms로 설정될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예의 영상을 표시하는 경우, 하나의 프레임 주기 동안에 동일한 이미지가 계속하여 표시되기 때문에, 센싱 구간(tSEN)을 하나의 프레임 주기의 일부로 설정하여도 비교적 정확하게 글로벌 전류(GI)를 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 좀 더 자세히 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 3의 일 화소를 나타내는 회로도이다. 도 3 및 도 4의 설명에서 도 1과 동일한 구성 요소에 대해 설명한 내용은 본 도면의 설명에서 생략하고, 설명의 편의를 위해 동일한 기능을 수행하는 일부 구성요소들의 도면의 부호를 달리 했다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시장치(1)는 복수의 화소들(PX)을 포함하는 표시패널(110), 및 표시패널(110)을 구동하는 구동부를 포함한다. 구동부는 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 감마 제어부(140), 타이밍 컨트롤러(150), 전원 공급부(170), 전류 검출부(180) 및 전압 컨트롤러(VC)(160)를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 복수의 데이터선(DL)들을 통하여 구동부의 데이터 구동부(130)와 연결되고, 복수의 주사선들(SL1, SL2)을 통하여 구동부의 주사 구동부(120)와 연결될 수 있다.
일 실시예로, 표시패널(110)은 행방향 및 열방향으로 배치되고, 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 행방향은 도면상 가로방향, 열방향은 행방향과 교차하는 방향으로 도면상 세로방향을 지시하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예에서, 행방향과 열방향은 서로 교차하는 상대적인 방향으로 이해될 수 있다.
일 실시예로, 행방향으로 배열되는 복수의 화소들(PX)이 이루는 하나의 화소들(PX)의 행은 동일한 주사선(SL1, SL2)에 연결될 수 있다. 또한, 열방향으로 배열되는 복수의 화소들(PX)이 이루는 화소들(PX)의 열은 동일한 데이터선(DL)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 표시패널(110)은 각 화소(PX)마다 백 라이트 없이 자체적으로 발광하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자는 유기발광 다이오드(OLED, 도 4 참조)일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 표시패널(110)에 포함된 각 화소(PX)는, 스위칭 트랜지스터(Tsw), 구동 트랜지스터(Tdr), 센싱 트랜지스터(Tst), 스토리지 커패시터(Cst), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Tsw)는 데이터선(DL)에 연결된 제1 단자, 제1 노드(N1)에 연결된 제2 단자 및 제1 주사선(SL1)에 연결된 게이트 단자를 가질 수 있다. 여기서 제1 노드(N1)는 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 제2 단자, 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트 단자, 및 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극이 이루는 노드일 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Tsw)는 주사 구동부(120)로부터 인가된 스캔 신호(SC)에 응답하여 데이터 구동부(130)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)를 스토리지 커패시터(Cst), 및 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트 단자에 전송할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)에 연결된 제1 전극, 및 제2 노드(N2)에 연결된 제2 전극을 가질 수 있다. 여기서 제2 노드(N2)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극, 구동 트랜지스터(Tdr)의 제2 단자, 센싱 트랜지스터(Tst)의 제2 단자, 및 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극이 이루는 노드일 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Tsw)를 통하여 전송된 데이터 신호(DATA)를 저장할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전극과 제2 전극 사이 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH) 이상의 전압 신호를 일정 시간 저장할 수 있다.
구동 트랜지스터(Tdr)는 고전원 전압(ELVDD)에 연결된 제1 단자, 제2 노드(N2)에 연결된 제2 단자, 및 제1 노드(N1)에 연결된 게이트 전극을 가질 수 있다. 구동 트랜지스터(Tdr)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호(DATA)에 따라 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 예를 들어, 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)보다 높은 레벨의 데이터 신호(DATA)가 게이트 단자에 인가되면, 구동 트랜지스터(Tdr)가 턴-온 되고, 구동 전류(Id)가 구동 트랜지스터(Tdr)의 제1 단자에서 제2 단자로 흐를 수 있다.
유기발광 다이오드(OLED)는 제2 노드(N2)에 연결된 애노드 전극 및 저전원 전압(ELVSS)에 연결된 캐소드 전극을 가질 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)는, 구동 트랜지스터(Tdr)가 턴-온되는 동안, 고전원 전압(ELVDD)으로부터 저전원 전압(ELVSS)으로 흐르는 구동 전류(Id)에 기초하여 발광할 수 있다.
센싱 트랜지스터(Tst)는 초기화 전압(VREF)에 연결된 제1 단자, 제2 노드(N2)에 연결된 제2 단자, 및 제2 주사선에 연결된 게이트 단자를 가질 수 있다. 센싱 트랜지스터(Tst)는 제1 단자로 전달되는 초기화 전압(VREF)을 구동 트랜지스터(Tdr)의 제2 단자가 연결된 제2 노드(N2)에 공급하거나, 구동 트랜지스터(Tdr)의 제2 단자가 연결된 제2 노드(N2)의 전압 또는 전류를 센싱할 수 있도록 동작한다.
센싱 트랜지스터(Tst)의 동작 시간은 외부 보상 알고리즘(미도시)에 따라 스위칭 트랜지스터(Tsw)와 유사/동일하거나 다를 수 있다. 일 실시예로, 스위칭 트랜지스터(Tsw)는 제1 주사선(SL1)에 게이트 단자가 연결되고, 센싱 트랜지스터(Tst)는 제2 주사선(SL2)에 게이트 단자가 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 주사선(SL1)에는 스캔 신호(SC)가 전달되고 제2 주사선(SL2)에는 센싱 신호(SS)가 전달된다. 다른 실시예에서, 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 게이트 단자에 연결된 제1 주사선(SL1)과 센싱 트랜지스터(Tst)의 게이트 단자에 연결된 제2 주사선(SL2)은 공통으로 공유하도록 연결될 수도 있다.
초기화 전압(VREF)은 데이터 구동부(130)로부터 제공될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(130)는 실시간, 영상의 비표시기간, 또는 적어도 하나의 프레임 기간 동안 화소(PX)의 제2 노드(N2)를 센싱하고 센싱 결과를 생성할 수 있게 된다. 일 실시예에서, 초기화 전압(VREF)은 약 2V일 수 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 스위칭 트랜지스터(Tsw)와 센싱 트랜지스터(Tst)는 동일한 시간에 턴-온될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(130)의 시분할 방식에 의거 초기화 전압(VREF)을 통한 센싱 동작과 데이터 신호(DATA)를 출력하는 데이터 출력 동작은 상호 분리(구분)될 수 있다.
이 밖에, 센싱 결과에 따른 보상 대상은 디지털 형태의 데이터 신호(DATA), 아날로그 형태의 데이터 신호(DATA) 또는 감마 제어부(140)에서 제공되는 감마 데이터 신호 등이 될 수 있다. 또한, 센싱 결과를 기반으로 보상신호(또는 보상전압) 등을 생성하는 보상 회로는 데이터 구동부(130)의 내부, 타이밍 컨트롤러(150)의 내부 또는 별도의 회로로 구현될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른, 3개의 트랜지스터들, 및 1개의 커패시터를 갖는 화소(PX) 구조는 표시장치(1)의 대형화에 보다 적합할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예는 화소(PX)를 이루는 트랜지스터의 개수, 및 커패시터의 개수에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 7개의 트랜지스터들 및 1개의 커패시터를 갖도록 구성될 수도 있으며, 이 경우, 표시장치(1)의 소형화에 보다 적합할 수 있다.
데이터 구동부(130)는 복수의 데이터선(DL)들을 통하여 표시패널(110)에 데이터 신호(DATA) 및 오프셋 데이터 전압(DATA_OFFSET)을 인가할 수 있다. 주사 구동부(120)는 상기 복수의 주사선들(SL1, SL2)을 통하여 표시패널(110)에 적어도 하나의 스캔 신호를 인가할 수 있다. 감마 제어부(140)는 감마 제어라인을 통해 감마 제어 신호를 데이터 구동부(130)로 인가할 수 있다.
전압 컨트롤러(160)는, 표시하는 영상에 따라 전압 제어 주기(tVC)가 변경되도록 전류 검출 제어 신호(CDCTRL)를 발생하여 표시패널(10)에 제공하고, 전류 검출 신호(CDET)에 기초하여 전압 제어 신호(VCTRL)를 발생한다.
타이밍 컨트롤러(150)는 표시장치(1)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 전압 컨트롤러(160)는 타이밍 컨트롤러(150)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 타이밍 컨트롤러(150)는 소정의 제어 신호들을 데이터 구동부(130), 감마 제어부(140), 및 주사 구동부(120)에 제공함으로써 표시장치(1)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(130), 감마 제어부(140), 주사 구동부(120) 및 타이밍 컨트롤러(150)는 하나의 집적 회로(Integrated Circuit; IC)로 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 구동부(130), 주사 구동부(120), 및 타이밍 컨트롤러(150)는 2 이상의 IC들로 구현될 수 있다.
전원 공급부(170)는 표시패널(110)에 제1 전원 전압(예를 들어, 고전원 전압(ELVDD)) 및 제2 전원 전압(예를 들어, 저전원 전압(ELVSS))을 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 공급부(170)는 고전원 전압(ELVDD), 및 저전원 전압(ELVSS) 중 적어도 하나를 조절하여 표시패널(110)의 발광을 제어할 수 있다. 전원 공급부(170)는, 비발광 시간 동안, 복수의 화소들(PX)이 발광하지 않도록, 복수의 화소들(PX)에 제1 전압 차를 가지는 고전원 전압(ELVDD) 및 저전원 전압(ELVSS)을 인가하고, 발광 시간 동안, 복수의 화소들(PX)이 발광하도록, 복수의 화소(PX) 행들에 상기 제1 전압 차보다 큰 제2 전압 차를 가지는 고전원 전압(ELVDD), 및 저전원 전압(ELVSS)을 인가 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전압 차는 0V에 가까울 수 있고, 상기 제2 전압 차는 유기발광 다이오드(OLED)가 발광하기에 충분한 전압 차일 수 있다.
전류 검출부(180)는, 전술한 바와 같이, 전압 제어 주기(tVC)를 나타내는 전류 검출 제어 신호(CDCTRL)에 응답하여 표시패널(110)로 공급되는 글로벌 전류(GI)를 센싱하여 전압 제어 주기(tVC)마다 글로벌 전류(GI)의 평균값을 나타내는 전류 검출 신호(CDET)를 발생한다.
한편, 정상 동작하던 표시패널(110)을 미 구동 상태로 고온 또는 저온의 상태로 장기간 방치 후 재구동 하는 경우, 각 화소(PX)의 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)이 오프셋(offset)될 수 있다. 이 경우, 기 설정된 데이터 신호(DATA)의 전압 레벨로는 화소들(PX)이 동작하지 않을 수 있다. 이하에서, 도 5 내지 도 7을 결부하여, 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)의 오프셋에 대한 설명 및 장기 미구동에 따른 데이터 신호(DATA)의 보상방법에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예 따른 표시장치에서 데이터 신호의 전압 레벨 대비 글로벌 전류의 전류 레벨을 나타낸 그래프이다. 도 6은 일 실시예에 따른 표시장치의 작동 과정을 도시한 알고리즘 순서도이다. 도 7은 도 6의 과정별 데이터 신호의 전압 레벨을 나타낸 타이밍도이다. 도 7은 일 데이터선(DL)에 흐르는 데이터 신호의 전압 레벨(V_DL)을 각 과정별로 도시했다.
먼저 도 5를 참조하면, 표시장치(1) 내 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)은 오프셋 될 수 있다. 제조 당시 표시장치(1) 내 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)이 고온 또는 저온의 상태로 방치된 시간에 따라 플러스 방향(VTH_1 참조) 또는 마이너스 방향(VTH_2 참조)으로 오프셋 될 수 있다.
각 화소(PX) 내 구동 트랜지스터(Tdr)로 문턱 전압(VTH) 이하의 데이터 신호(DATA)가 제공되면, 앞서 설명한 것과 같이, 각 화소(PX) 내 유기발광 다이오드(OLED)로 구동 전류(Id)가 흐르지 않을 수 있다. 이 경우, 글로벌 전류(GI)의 전류 레벨은 약 0A일 수 있다.
각 화소(PX) 내 구동 트랜지스터(Tdr)로 문턱 전압(VTH) 이상의 데이터 신호(DATA)가 제공되면, 각 화소(PX) 내 유기발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(Id)가 흐를 수 있다. 이 경우, 글로벌 전류(GI)는 데이터 신호(DATA)의 전압 레벨이 증가함에 따라 전류 레벨이 증가할 수 있다. 도면상 문턱 전압(VTH) 이상의 데이터 신호(DATA)가 증가함에 따라, 글로벌 전류(GI)의 레벨은 1차 함수를 따르는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 1차 함수의 독립 변수에 대한 계수는 표시패널(110) 내 화소들(PX)의 개수에 비례할 수 있다.
일 실시예로, 표시패널(110) 내 기 설정된 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)은 2V 내지 7V일 수 있다. 문턱 전압(VTH)이 플러스 방향으로 오프셋 된 경우, 각 화소(PX)의 구동 트랜지스터(Tdr)는 제1 오프셋 문턱 전압(VTH_1)을 가질 수 있다. 문턱 전압(VTH)이 마이너스 방향으로 오프셋 된 경우, 각 화소(PX)의 구동 트랜지스터(Tdr)는 제2 오프셋 문턱 전압(VTH_2)을 가질 수 있다. 일 실시예로, 문턱 전압(VTH)이 오프셋 되는 정도는 1V 내지 5V일 수 있다. 이 경우, 제1 오프셋 문턱 전압(VTH_1)은 7V 내지 12V일 수 있다. 마찬가지로 제2 오프셋 문턱 전압(VTH_2)은 -3V 내지 2V일 수 있다.
상술한 기 설정된 문턱 전압(VTH)의 전압 레벨과 문턱 전압(VTH)의 오프셋 정도는 예시적인 것에 불과하고, 표시 장치마다 기 설정된 문턱 전압(VTH)의 전압 레벨과 오프셋 정도는 다를 수 있다. 기 설정된 문턱 전압(VTH)은 플러스의 전압 레벨을 가질 수도, 마이너스의 전압 레벨을 가질 수도 있다. 플러스의 전압 레벨을 갖도록 설정된 문턱 전압(VTH)이 마이너스 방향으로 오프셋 된 경우, 제2 오프셋 문턱 전압(VTH_2)은 마이너스의 전압 레벨을 가질 수도 있다.
도 6을 참조하면, 표시장치(1)는 제1 데이터 전압(DATA1)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가하는 단계(S100), 타겟 배선에서 미리 설정한 범위 내로 센싱 전류가 흐르는지 판단하는 단계(S200), 오프셋(OFFSET) 부호를 결정하는 단계(S300), 오프셋(OFFSET) 크기를 결정하는 단계(S400), 오프셋(OFFSET)이 반영된 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가하는 단계(S500), 및 미세 조정 단계(S600)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 순서도에 따라 각 단계가 차례로 수행되는 것으로 설명하지만, 발명의 사상을 변경하지 않는 한, 연속하여 수행하는 것으로 도시된 일부 단계들이 동시에 수행되거나, 각 단계의 순서가 변경되거나, 일부 단계가 생략되거나, 또는 각 단계 사이에 다른 단계가 더 포함될 수 있음은 자명하다.
먼저, 제1 데이터 전압(DATA1)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가하는 단계(S100)에 대해 설명한다.
일 실시예로, 데이터 구동부(130)는 표시패널(110) 내 각 화소(PX)에 제1 데이터 전압(DATA1)을 각 데이터선(DL)에 인가할 수 있다. 일 실시예로, 제1 데이터 전압(DATA1)은 상술한 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)의 범위이거나 풀-화이트(full-white)의 영상을 구동하기 위한 미리 설정된 전압 레벨일 수 있다. 예를 들어, 풀-화이트(full-white)의 영상을 구동하기 위한 미리 설정된 전압 레벨은 약 8V일 수 있다. 일 실시예로, 제1 데이터 전압(DATA1)은 각 화소(PX)에 연결된 모든 데이터선(DL)에 인가될 수 있다.
다음으로, 타겟 배선에서 미리 설정한 범위 내로 센싱 전류가 흐르는지 판단하는 단계(S200)에 대해 설명한다.
표시장치(1)가 미 구동 상태로 고온 혹은 저온 상태로 장기간 방치된 경우 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)은 풀-화이트(full-white)의 영상을 구동하기 위한 미리 설정된 전압 레벨 이상으로 오프셋(OFFSET) 될 수 있다.
예컨대, 제1 데이터 전압(DATA1)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가 했을 때, 타겟 배선에서 미리 설정한 범위 내로 센싱 전류가 흐르는 경우, 오프셋(OFFSET)이 반영된 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가할 필요는 없다.
일 실시예로, 타겟 배선은 상술한 글로벌 전류(GI)가 흐르는 배선으로서 전류 검출부(180)와 표시패널(110)을 연결하는 배선일 수 있다. 이 경우, 센싱 전류는 상술한 글로벌 전류(GI)일 수 있다. 예를 들어, 풀-화이트(full-white) 영상을 구동하는 경우, 미리 설정된 센싱 전류는 약 20A 내지 약 30A일 수 있다.
다만, 타겟 배선은 이에 제한되지 않는다. 각 화소(PX)의 구동 전류(Id)가 흐르는 배선이라면 타겟 배선으로서 기능을 수행할 수 있다.
제1 데이터 전압(DATA1)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가 했을 때, 타겟 배선에서 미리 설정한 범위 내로 센싱 전류가 흐르지 않는 경우, 즉, 표시패널(10)이 작동하지 않는 경우, 제1 데이터 전압(DATA1)으로부터 오프셋(OFFSET)이 반영된 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 제공할 필요가 있다. 이하에서, 제2 데이터 전압(DATA2)을 결정하는 과정들을 설명한다.
오프셋(OFFSET) 부호를 결정하는 단계(S300), 및 오프셋(OFFSET) 크기를 결정하는 단계(S400)에 대해 설명한다.
일 실시예로, 오프셋(OFFSET)의 부호를 결정하기위해 각 화소(PX)로 제1 데이터 전압(DATA1) 보다 높은 레벨과 낮은 레벨이 교번하여 진동하는 형태의 데이터 신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 상기 진동은 발산하는 형태일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 진동하는 형태의 데이터 신호를 인가하면서, 타겟 배선에 센싱 전류가 상승하는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터 전압(DATA1) 보다 높은 레벨에서 센싱 전류가 상승하는 경우, 오프셋(OFFSET)의 부호는 플러스이고, 제1 데이터 전압(DATA1) 보다 낮은 레벨에서 센싱 전류가 상승하는 경우, 오프셋(OFFSET)의 부호는 마이너스일 수 있다.
일 실시예로, 오프셋(OFFSET)의 크기를 결정하기 위해, 표시패널(110)이 풀-화이트(full-white) 영상을 구동하기 위한 미리 설정된 센싱 전류가 흐를 때까지 오프셋(OFFSET)의 크기를 키울 수 있다. 오프셋(OFFSET)의 최소 크기는 미구동으로 인한 오프셋 된 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)(예를 들어, 제1 오프셋 문턱 전압(VTH_1))을 넘는 정도로 설정될 수 있다.
다음으로, 오프셋(OFFSET)이 반영된 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가하는 단계(S500), 및 미세 조정 단계(S600)에 대해 설명한다.
일 실시예로, 오프셋(OFFSET)의 부호와 크기가 결정되면, 제1 데이터 전압(DATA1)으로부터 상기 오프셋(OFFSET)이 반영된 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가할 수 있다. 제2 데이터 전압(DATA2)은 각 화소(PX)의 유기발광 다이오드(OLED)가 발광하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 일 실시예로, 제2 데이터 전압(DATA2)은 각 화소(PX)에 연결된 모든 데이터선(DL)에 인가될 수 있다. 또한, 모든 데이터선(DL)에 인가되는 제2 데이터 전압(DATA2)들은 제1 데이터 전압(DATA1)들로부터 동일 오프셋이 적용될 수 있다.
일 실시예로, 제2 데이터 전압(DATA2)은 감마 제어부(140)에서 결정될 수 있다. 제2 데이터 전압(DATA2)은 감마 제어부(140)에서 감마 룩업테이블(LUT)에 기한 감마 데이터 신호를 데이터 구동부(130)에 제공하여 생성될 수 있다.
다만, 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가하더라도 표시패널(110)이 작동되지 않는다면, 다시 타겟 배선에서 미리 설정한 범위 내로 센싱 전류가 흐르는지 판단하는 단계(S200), 오프셋(OFFSET) 부호를 결정하는 단계(S300), 오프셋(OFFSET) 크기를 결정하는 단계(S400), 오프셋(OFFSET)이 반영된 제2 데이터 전압(DATA2)을 갖는 데이터 신호를 데이터선(DL)에 인가하는 단계(S500)에 대응되는 과정들이 수행될 수 있다.
일 실시예로, 각 화소(PX) 마다 구동 트랜지스터(Tdr)의 문턱 전압(VTH)이 미세하기 다를 수 있으므로, 각 화소(PX) 마다 제2 데이터 전압(DATA2)을 미세 조정하여 인가할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 미 구동 상태로 고온 혹은 저온 상태로 장기간 방치한 표시장치(1)를 작동시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시장치
110: 표시패널
120: 주사 구동부
130: 데이터 구동부
140: 감마 제어부
150: 타이밍 컨트롤러
160: 전압 컨트롤러
170: 전원 공급부
180: 전류 검출부
Tsw: 스위칭 트랜지스터
Tdr: 구동 트랜지스터
Tst: 센싱 트랜지스터
VTH: 문턱 전압
DATA1: 제1 데이터 전압
DATA2: 제2 데이터 전압

Claims (18)

  1. 복수의 화소들이 구비된 표시패널, 및 상기 각 화소로 연결된 모든 데이터선으로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부를 포함하는 표시장치에 있어서,
    제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계;
    적어도 일부 배선에 미리 설정한 센싱 전류가 흐르는지 판단하는 단계; 및
    상기 제1 데이터 전압에 소정의 전압 레벨이 오프셋 된 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계를 포함하는 표시장치 작동방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 표시패널로 공급되거나 상기 표시패널에 방출되는 글로벌 전류를 센싱하는 전류 검출부를 더 포함하되,
    상기 적어도 일부 배선은 상기 전류 검출부와 상기 표시패널을 연결하는 배선이고,
    상기 센싱 전류는 상기 글로벌 전류인 표시장치 작동방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호가 인가되는 경우, 상기 글로벌 전류는 흐르지 않고,
    상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호가 인가되는 경우, 상기 글로벌 전류는 흐르는 표시장치 작동방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계 이전에 수행되는, 상기 오프셋의 부호를 결정하는 단계를 더 포함하는 표시장치 작동방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 데이터 전압의 부호를 결정하는 단계에서, 각 화소로 상기 제1 데이터 전압 보다 높은 레벨과 상기 제1 데이터 전압 보다 낮은 레벨이 교번하여 진동하는 형태의 데이터 신호를 인가하는 표시장치 작동방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 진동하는 형태의 데이터 신호는 발산하는 표시장치 작동방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계 이전에 수행되는, 상기 오프셋의 전압 레벨 크기를 결정하는 단계를 더 포함하는 표시장치 작동방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 데이터 전압은 상기 각 화소마다 구비된 발광 소자가 발광하는 전압 레벨 크기인 표시장치 작동방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 모든 데이터선에 인가하는 단계 이후에 수행되는, 상기 제2 데이터 전압을 조정하는 단계를 더 포함하는 표시장치 작동방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 각 화소는, 상기 각 데이터선에 연결되는 게이트 단자, 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하는 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 상기 제2 단자에 연결되는 발광 소자를 포함하되,
    제1 데이터 전압은 상기 구동 트랜지스터에 미리 설정된 문턱 전압보다 높은 레벨을 갖는 표시장치 작동방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 데이터 구동부로 감마 제어신호를 인가하는 감마 제어부를 더 포함하되,
    상기 감마 제어부는 상기 제2 데이터 전압의 전압 레벨을 결정하는 표시장치 작동방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 일부 배선은 상기 표시패널 내 상기 각 화소에 흐르는 구동 전류가 흐르는 배선을 포함하는 표시장치 작동방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 전압은 2V 내지 7V이고, 상기 제2 데이터 전압은 7V 내지 12V인 표시장치 작동방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 미리 설정한 센싱 전류는 20A 내지 30A인 표시장치 작동방법.
  15. 복수의 화소들이 구비된 표시패널;
    상기 각 화소로 연결된 데이터선으로 서로 다른 전압 레벨을 갖는 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부;
    상기 각 화소로 연결된 적어도 하나의 주사선으로 주사신호를 제공하는 주사 구동부;
    상기 표시패널에 전류 검출 제어 신호를 제공하고, 전압 제어 신호를 발생시키는 전압 컨트롤러; 및
    표시패널로 공급되는 전류를 센싱하는 전류 검출부를 포함하되,
    상기 데이터 구동부가 제1 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 상기 각 화소로 제공에도 상기 각 화소에 구비된 발광 소자가 발광하지 않는 경우, 상기 제1 데이터 전압으로부터 소정의 전압 레벨이 오프셋 된 제2 데이터 전압을 갖는 데이터 신호를 제공하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 전류 검출부는 상기 전류 검출 제어 신호에 응답하여 상기 표시패널로 공급되는 글로벌 전류를 센싱하는 표시장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 각 화소에 구비된 서로 다른 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된 제1 주사선 및 제2 주사선을 포함하고,
    상기 제1 주사선으로 스캔 신호가 전달되고, 상기 제2 주사선으로 센싱 신호가 전달되는 표시장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 전압은 미리 설정된 풀-화이트(full-white) 전압 레벨인 표시장치.
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