KR20210083988A

KR20210083988A - 표시 장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20210083988A
Application number: KR1020190176839A
Authority: KR
Inventors: 양종원; 홍무경
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-07
Also published as: KR102604727B1

Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 표시 장치의 동작 방법은 상기 표시 장치의 출하 전에 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이한 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여 메모리에 저장하는 동작, 출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하는 동작, 비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작 및 타이밍 제어부에서 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시키는 동작을 포함할 수 있으며, 이에 의해 구동 전류가 전류 제한 값보다 커지는 것을 억제하거나, 구동 전류가 낮아지는 경우에도 표시 영상의 품질을 유지할 수 있다.

Description

표시 장치 및 그 동작 방법 {DISPLAY DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

유기 발광(organic light emitting diode; OLED) 표시 장치를 구성하는 유기 발광 소자(이하, 발광 소자)는 자체 발광형으로서, 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 표시 장치의 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.

유기 발광 표시 장치를 구성하는 다수의 화소 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 유기 발광 소자와, 유기 발광 소자를 구동하는 화소 회로를 구비한다. 화소 회로는 데이터 전압에 대응하는 구동 전류를 유기 발광 소자에 공급하고, 유기 발광 소자는 구동 전류에 비례하는 광을 발생한다.

유기 발광 표시 장치에서 소비되는 전력은 구동 전류에 비례할 수 있다. 따라서, 정격 소비 전력을 유지하기 위하여 유기 발광 표시 장치는 출하 전에 구동 전류의 최대값을 제한하고, 그에 맞추어 광학 보상을 하는 감마 값을 설정하여 놓을 수 있다.

하지만, 구동 트랜지스터의 열화로 인하여 이동도가 커지거나 문턱 전압이 낮아지는 경우, 구동 전류가 커져 구동 전류 제한 값을 넘을 수 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

상술한 바와 같이 구동 트랜지스터의 열화에 의하여 구동 전류가 구동 전류 제한 값보다 커지는 상황을 방지할 필요가 있다. 이를 위하여는 구동 전류를 모니터링하는 것이 필요하며, 상술한 상황에서 구동 전류를 줄일 수 있는 방안이 필요하다.

본 개시의 다양한 실시 예는 표시 패널로 들어오는 전원을 측정하는 간접적인 방식으로 구동 전류를 모니터링하는 방안을 제공할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예는 구동 전류를 모니터링한 결과에 기초하여 화소에 입력되는 입력 데이터의 크기를 일률적으로 줄이는 방안에 기초하여 구동 전류를 줄이는 방안을 제공할 수 있다.

전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있는 실시예를 가진다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 표시 장치(예: 도 1의 표시 장치(1))는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널(예: 도 1의 표시 패널(50)), 상기 복수의 화소(예: 도 1의 PX)들에 구동 전압을 제공하는 전원 공급부(예: 도 1의 전원 공급부(40)), 상기 복수의 화소들과 복수의 데이터 라인들을 통해 연결되고, 데이터 신호를 생성하여 상기 복수의 화소들에 제공하는 데이터 구동부(예: 도 1의 데이터 구동부(30)), 상기 복수의 화소들과 복수의 게이트 라인들을 통해 연결되고, 상기 복수의 화소들을 위한 게이트 신호들 생성하여 상기 복수의 게이트 라인들을 통해 상기 복수의 화소들에 제공하는 게이트 구동부(예: 도 1의 게이트 구동부(20)), 영상 신호 및 제어 신호를 수신하고, 수신한 상기 영상 신호 및 상기 제어 신호를 처리하여 영상 데이터 및 데이터 구동 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하고, 게이트 구동 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 구동부에 제공하고, 전원 공급 제어 신호를 생성하여 상기 전원 공급부에 제공하는 타이밍 제어부(예: 도 1의 타이밍 제어부(10)) 및 메모리(예: 도 3의 메모리(13)를 포함하고, 상기 타이밍 제어부는 상기 표시 장치의 출하 전에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이한 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여, 상기 메모리에 저장하고, 출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하고, 비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하고, 상기 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시킬 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 타이밍 제어부는 상기 복수의 화소 각각에 포함된 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 출력하도록 하는 패턴에 따른 신호를 상기 전원 공급부, 상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부에 제공하면서 상기 제1 EVDD 전압 값 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 표시 장치는 상기 고전위 구동 전압의 전압값을 디지털 값으로 변환하여 상기 타이밍 제어부로 전달하는 ADC(analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 표시 장치는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 타이밍 제어부는 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도의 변화가 미리 설정된 임계 값보다 큰 경우에는 상기 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 수행하지 않을 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 표시 장치(예: 도 1의 표시 장치(1))의 동작 방법은 상기 표시 장치의 출하 전에 전원 공급부에서 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이한 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여 메모리에 저장하는 동작, 출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하는 동작, 비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작 및 타이밍 제어부에서 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시키는 동작을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제1 EVDD 전압 값을 획득하는 동작 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작은 상기 복수의 화소 각각에 포함된 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 출력하도록 하는 패턴에 따른 신호를 상기 타이밍 제어부가 상기 전원 공급부, 상기 데이터 데이터 구동부 및 게이트 구동부에 제공하면서 상기 제1 EVDD 전압 값 또는 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제1 EVDD 전압 값을 획득하는 동작 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작은 ADC를 이용하여 상기 고전위 구동 전압의 전압값의 디지털화된 값을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 온도 센서에 의해 측정된 온도의 변화가 미리 설정된 임계 값보다 큰지를 판단하는 동작을 더 포함하고, 크다고 판단되는 경우 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하고, 비교하여 상기 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 수행하지 않을 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라 제안된 방안은 구동 전류가 전류 제한 값을 넘어가는 것을 방지하여, 정격 소비 전력 위반의 문제를 해소할 수 있다.

또한, 구동 전류가 낮아지는 경우에, 그에 맞추어 데이터 값을 증가시킴으로써 표시 영상의 품질을 유지할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 3은 표시 패널로 입력되는 고전위 구동 전압을 모니터링하기 위한 회로도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 고전위 구동 전압(EVDD)을 모니터링하여 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 고전위 구동 전압(EVDD)을 모니터링하여 데이터 전압 오프셋을 갱신하는데 있어서 온도의 영향을 고려한 동작을 보여주는 흐름도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

이하, 도면을 참조하여 실시 예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성 요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성 요소 "상에 있다.", "연결된다.", 또는 "결합된다."고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성 요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성 요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.

동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 실시 예들의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

"아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.

"포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 타이밍 제어부(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 전원 공급부(40) 및 표시 패널(50)을 포함한다.

타이밍 제어부(10)는 외부로부터 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CS)를 수신할 수 있다. 영상 신호(RGB)는 복수의 계조 데이터를 포함할 수 있다. 제어 신호(CS)는 예를 들어, 수평 동기 신호, 수직 동기 신호 및 메인 클럭 신호를 포함할 수 있다.

타이밍 제어부(10)는 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CS)를 표시 패널(50)의 동작 조건에 적합하도록 처리하여, 영상 데이터(DATA), 게이트 구동 제어 신호(CONT1), 데이터 구동 제어 신호(CONT2) 및 전원 공급 제어 신호(CONT3)를 생성 및 출력할 수 있다.

게이트 구동부(20)는 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 표시 패널(50)의 화소(또는, 서브 화소, PX)들과 연결될 수 있다. 게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(10)로부터 출력되는 게이트 구동 제어 신호(CONT1)에 기초하여, 게이트 신호들을 생성할 수 있다. 게이트 구동부(20)는 생성된 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 화소(PX)들에 제공할 수 있다.

데이터 구동부(30)는 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 표시 패널(50)의 화소(PX)들과 연결될 수 있다. 데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(10)로부터 출력되는 영상 데이터(DATA) 및 데이터 구동 제어 신호(CONT2)에 기초하여, 데이터 신호들을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(30)는 생성된 데이터 신호들을 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 화소(PX)들에 제공할 수 있다.

전원 공급부(40)는 복수의 전원 라인들(PL1, PL2)을 통해 표시 패널(50)의 화소(PX)들과 연결될 수 있다. 전원 공급부(40)는 전원 공급 제어 신호(CONT3)에 기초하여 표시 패널(50)에 제공될 구동 전압을 생성할 수 있다. 구동 전압은 예를 들어 고전위 구동 전압(EVDD) 및 저전위 구동 전압(EVSS)을 포함할 수 있다. 전원 공급부(40)는 생성된 구동 전압들(EVDD, EVSS)을 대응되는 전원 라인(PL1, PL2)을 통해 화소(PX)들에 제공할 수 있다.

표시 패널(50)에는 복수의 화소(PX)(또는, 서브 화소로 명명됨)들이 배치된다. 화소(PX)들은 예를 들어, 표시 패널(50) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

각각의 화소(PX)는 대응되는 게이트 라인 및 데이터 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 화소(PX)들은 게이트 라인들(GL11~GL1n) 및 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 공급되는 게이트 신호 및 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.

각각의 화소(PX)는 제1 내지 제3 색 중 어느 하나의 색을 표시할 수 있다. 일 실시 예에서, 각각의 화소(PX)는 레드, 그린 및 블루 중 어느 하나의 색을 표시할 수 있다. 다른 실시 예에서, 각각의 화소(PX)는 시안, 마젠타 및 옐로우 중 어느 하나의 색을 표시할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 화소(PX)들은 4개 이상의 색들 중 어느 하나를 표시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 화소(PX)는 레드, 그린, 블루 및 화이트 중 어느 하나의 색을 표시할 수도 있다.

타이밍 제어부(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30) 및 전원 공급부(40)는 각각 별개의 집적 회로(Integrated Circuit; IC)로 구성되거나 적어도 일부가 통합된 집적 회로로 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(30) 및 전원 공급부(40) 중 적어도 하나가 타이밍 제어부(10)와 통합된 집적 회로로 구성될 수 있다.

또한, 도 1에서는 게이트 구동부(20)와 데이터 구동부(30)가 표시 패널(50)과 별개의 구성 요소로써 도시되지만, 게이트 구동부(20) 및 데이터 구동부(30) 중 적어도 하나는 표시 패널(50)과 일체로 형성되는 인 패널(In Panel) 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부(20)는 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP) 방식에 따라 표시 패널(50)과 일체로 형성될 수 있다.

또한, 일실시 예에 따라, 도 1의 타이밍 제어부(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30) 및 표시 패널(50)은 하나의 하드웨어 모듈(제1 모듈)로 구성될 수 있고, 전원 공급부(40)는 별도의 하드웨어 모듈(제2 모듈)로 구성될 수 있다. 또한, 일실시 예에 따라, 제1 모듈과 제2 모듈은 이격되어 있을 수 있고, 다른 구성 요소들과 함께 하나의 전자 장치(예를 들면, 텔레비전)를 형성할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다. 도 2는 i번째 게이트 라인(GLi)과 j번째 데이터 라인(DLj)에 연결되는 화소(PXij)를 예로써 도시한다.

도 2를 참조하면, 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 센싱 트랜지스터(SST), 스토리지 커패시터(Cst) 및 발광 소자(LD)를 포함한다.

스위칭 트랜지스터(ST)의 제1 전극(예를 들어, 소스 전극)은 j번째 데이터 라인(DLj)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(예를 들어, 드레인 전극)은 제1 노드(N1)와 전기적으로 연결된다. 스위칭 트랜지스터(ST)의 게이트 전극은 i번째 게이트 라인(GLi)과 전기적으로 연결된다. 스위칭 트랜지스터(ST)는 i번째 게이트 라인(GLi)으로 게이트 온(ON) 레벨의 게이트 신호가 인가될 때 턴 온되어, j번째 데이터 라인(DLj)으로 인가되는 데이터 신호를 제1 노드(N1)로 전달한다.

스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트(gate) 단자에 해당하는 제1 노드(N1)와 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결되어, 구동 트랜지스터(DT)가 온(ON)되는 경우 고전위 구동 전압(EVDD)을 제공받도록 구성될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)에 인가되는 전압과 고전위 구동 전압(EVDD) 사이의 차이에 대응하는 전압을 충전할 수 있다.

구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극(예를 들어, 소스 전극)은 고전위 구동 전압(EVDD)을 제공받도록 구성되고, 제2 전극(예를 들어, 드레인 전극)은 발광 소자(LD)의 제1 전극(예를 들어, 애노드 전극)에 전기적으로 연결된다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 구동 트랜지스터(DT)는 제1 노드(N1)를 통해 게이트 온 레벨의 전압이 인가될 때 턴 온되고, 게이트 전극에 제공되는 전압, 즉 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 대응하여 발광 소자(LD)를 흐르는 구동 전류의 양을 제어할 수 있다.

여기서 구동 전류의 크기는 다음 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.

여기서, I는 구동 전류, k는 구동 트랜지스터(DT)의 이동도(mobility) 및 기생 용량에 의해 결정되는 상수값, Vgs는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스간 전압, Vth는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 의미할 수 있다.

발광 소자(LD)는 구동 전류에 대응하는 광을 출력할 수 있다. 발광 소자(LD)는 레드, 그린 및 블루 중 어느 하나의 색 또는 시안, 마젠타 및 옐로우 중 어느 하나의 색에 대응하는 광을 출력할 수 있다. 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED), 또는 마이크로 내지 나노 스케일 범위의 크기를 가지는 초소형 무기 발광 다이오드일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 이하에서는, 발광 소자(LD)가 유기 발광 다이오드로 구성될 때의 실시 예들을 설명한다.

본 발명에서 화소(PX)들의 구조가 도 2에 도시된 것으로 한정되지 않는다. 실시 예에 따라, 화소(PX)들은 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상하거나, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압 및/또는 발광 소자(LD)의 애노드 전극의 전압을 초기화하기 위한 적어도 하나의 소자를 더 포함할 수 있다.

도 2에서는 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT) 및 센싱 트랜지스터(SST)가 NMOS 트랜지스터인 예가 도시되지만, 본 발명은 이로써 한정되지 않는다. 예를 들어, 각각의 화소(PX)를 구성하는 트랜지스터들 중 적어도 일부 또는 전부는 PMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT) 및 센싱 트랜지스터(SST) 각각은 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; LTPS) 박막 트랜지스터, 산화물 박막 트랜지스터 또는 저온 폴리 옥사이드(Low Temperature Polycrystalline Oxide; LTPO) 박막 트랜지스터로 구현될 수 있다.

상술한 [수학식 1]을 참조하면 발광 소자(LD)에 흐르는 구동 전류는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스간 전압, 예를 들면 EVDD와 j번째 데이터 라인(DLj)으로 입력되는 데이터 전압(DLj)의 차이에 의존한다. 하지만 이 차이가 일정하더라도, 구동 트랜지스터(DT)가 열화되어 문턱 전압(Vth)이 변하거나, 이동도(k)가 변하는 경우, 구동 전류가 변할 수 있다. 특히 구동 트랜지스터(DT)가 열화되어 문턱 전압(Vth)이 낮아지거나, 이동도(k)가 커지면 동일한 데이터 전압(DLj)이 입력되더라도 생성되는 구동 전류가 커질 수 있고, 특정한 경우에는 설정된 전류 제한을 넘어설 수 있다.

이와 같은 현상을 방지하기 위하여 본 발명은 표시 패널(50)로 입력되는 고전위 구동 전압(EVDD)을 모니터링하여 구동 전류의 변화를 추정하는 방안을 제안한다.

도 3은 표시 패널(50)로 입력되는 고전위 구동 전압을 모니터링하기 위한 회로도의 일 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 타이밍 제어부(10)는 전원 공급부(40)에서 공급하는 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압값을 모니터링하여 메모리(13)에 저장할 수 있다. 일실시 예에 따라, 타이밍 제어부(10)는 ADC(analog to digital converter)를 이용하여 고전위 구동 전압(EVDD)의 아날로그 전압값을 디지털로 변환하여 메모리에 저장할 수 있다.

도 4는 고전위 구동 전압(EVDD)을 모니터링하여 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 보여주는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 동작 S100에서, 표시 장치(1)를 채용한 제품의 출하 전에 타이밍 제어부(10)는 표시 패널(50)로 인가되는 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값을 측정하여 메모리에 저장할 수 있다. 일실시 예에 따라, 타이밍 제어부(10)는 메모리(13)에 저장되어 있는 시안, 마젠타, 옐로우 광을 방출할 수 있는 패턴을 1초 간격으로 출력할 수 있다. 유기 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 방출 시에 가장 많은 구동 전류를 요구하기 때문에 이 때의 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값을 비교하는 것이 가장 효율적일 수 있기 때문이다.

타이밍 제어부(10)는 상술한 패턴을 방출하면서 ADC(11)를 통해 입력되는 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값을 획득하여 메모리(13)에 저장할 수 있다.

다음 [표 1]은 출하 전 타이밍 제어부(10)가 획득한 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값의 일 예를 보여준다.

	출하 전 EVDD 측정
	아날로그 값 (VA)	디지털 값 (VD)
시안	25.8V	339h
마젠타	25.7V	336h
옐로우	25.6V	332h
평균	25.7V	336h

표 1에서 디지털 값은 다음 수학식 2에 따라 구해진 값일 수 있다.

여기서, VL은 고전위 구동 전압(EVDD)의 최대값을 나타내는 것으로, 실제 값이 아닌 디지털 값(VD)이 오버플로(overflow)가 되지 않도록 임의로 설정한 값일 수 있다. 일실시 예에 따라, VL은 32V일 수 있다. 그리고

는 x보다 큰 정수를 나타내는 함수이다. VD는 ADC(11)를 통해 획득한 값일 수 있으며, 10비트로 표시되는 값일 수 있다. VD가 10비트가 아닌 8비트 또는 16비트로 표시되는 경우, 수학식 2에 사용된 1023은 그에 따라 255 또는 65535일 수 있다.

동작 S200에서, 타이밍 제어부(10)는 전자 장치가 출하되어 사용자가 사용하고 있는 중에 고전위 구동 전압(EVDD)을 측정할 수 있다. 일실시 예에 따라, 타이밍 제어부(10)는 메모리(13)에 저장되어 있는 시안, 마젠타, 옐로우 광을 방출할 수 있는 패턴을 1초 간격으로 출력하면서 고전위 구동 전압(EVDD)을 측정할 수 있다. 이 경우 화면에 영상이 아닌 패턴이 나타날 수 있다. 따라서, 타이밍 제어부(10)는 출하 후 고전위 구동 전압(EVDD) 측정을 잔상 보상을 위한 동작을 수행하기 전에 할 수 있다. 그러면 사용자는 화면 조정을 위한 패턴으로 인지할 수 있을 것이다. 따라서, 출하 후 고전위 구동 전압(EVDD) 측정은 잔상 보상 기능과 함께 실행될 수 있다. 일실시 예에 따라, 고전위 구동 전압(EVDD) 측정은 매 누적 4시간 이상 표시 장치를 사용한 후 표시 장치를 끄는 경우에 동작할 수 있다. 또는, 표시 장치가 장시간동안 꺼지지 않거나 주전원이 연결되어 있지 아니하여 고전위 구동 전압(EVDD) 측정을 수행하지 못한 경우에는 사용자에게 알림 메시지를 띄워 고전위 구동 전압(EVDD) 측정을 수행할 수 있도록 유도할 수 있다. 또는 사용자가 입력한 명령에 기초하여 고전위 구동 전압(EVDD) 측정을 수행할 수 있다.

출하 후의 고전위 구동 전압(EVDD) 측정은 출하 전의 고전위 구동 전압(EVDD) 측정과 동일하게 메모리(13)에 저장되어 있는 시안, 마젠타, 옐로우 광을 방출할 수 있는 패턴을 1초 간격으로 출력하면서 할 수 있다.

일실시 예에 따라, 동작 S200에서 측정된 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값이 VL(예: 32V)를 넘는 경우, VD는 3FFh(10진수로 1023)의 값을 가질 수 있다. 이 경우는 설정된 한도 값을 넘었기 때문에 타이밍 제어부(10)는 이상이 있다고 판단하고, 구동 트랜지스터(DT) 또는 발광 소자(LD)의 소실 가능성을 억제하기 위하여 데이터 출력을 0으로 할 수 있다.

동작 S300에서, 타이밍 제어부(10)는 동작 S200에서 획득한 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값과 동작 S100에서 획득하여 메모리(13)에 저장해 놓은 값을 비교할 수 있다.

표 2는 메모리(13)에 저장되어 있는 출하 전 측정된 고전위 구동 전압(EVDD)과 동작 S200에서 측정된 고전위 구동 전압(EVDD)의 일 예를 도시한 것이다.

	메모리에 저장된 EVDD 전압 값	동작 S200에서 측정된 EVDD 전압 값
시안	339h	335h
마젠타	336h	333h
옐로우	332h	330h
평균	336h	333h

표 2를 참조하면, 출하 전 측정된 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값의 디지털 값은 평균 336h(10진수로 822에 해당)이고, 출하 후 동작 S200에서 측정된 고전위 구동 전압(EVDD)의 전압 값은 평균 333h(10진수로 819에 해당)로 두 값을 비교하면 3만큼의 차이가 있음을 알 수 있다.

동작 S300에서, 비교 결과 차이가 존재하면, 동작 S400에서, 데이터 전압 오프셋(offset)을 갱신할 수 있다. 출하 전의 데이터 전압 오프셋(offset)은 0 값을 가질 수 있다.

동작 S400에서, 타이밍 제어부(10)는 메모리(13)에 저장되어 있는 고전위 구동 전압(EVDD) 전압 값과, 동작 S200에서 획득한 고전위 구동 전압(EVDD) 전압 값의 차이에 기초하여 데이터 전압 오프셋을 갱신할 수 있다.

표 3은 측정된 고전위 구동 전압(EVDD)의 차이에 따라 설정되는 데이터 전압 오프셋 값의 일 예를 나타낸다. 표 3의 값은 일실시 예에 불과하며, 실험을 통하여 획득할 수 있다. 표 3의 데이터는 LUT(loot up table) 형태로 메모리(13)에 미리 저장되어 있을 수 있고, 타이밍 제어부(10)는 LUT로부터 차이 값에 따른 데이터 전압 오프셋을 획득할 수 있다.

타이밍 제어부(10)는 상술한 동작에 의해 갱신된 데이터 전압 오프셋을 데이터 구동부(30)로 전달하는 모든 데이터에 일괄적으로 적용하면, 수학식 1에 있는 Vgs 값을 일괄적으로 낮춤으로써 각각의 화소에서의 구동 전류 값을 낮출 수 있다. 이에 따라, 설정된 전류 제한 값보다 많은 전류가 발광 소자(LD)로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또는 수학식 1에 있는 Vgs 값을 일괄적으로 높임으로써 각각의 화소에서의 구동 전류 값을 높일 수 있다. 이에 따라, 특정한 이유로 인하여 구동 전류가 낮아짐에 따른 영상 품질의 감소를 방지할 수 있다.

한편 구동 트랜지스터(DT)의 이동도 및 문턱 전압은 주변 환경에 의하여서도 영향을 받는다. 즉, 주변의 온도가 급격히 올라가면 이에 의하여 구동 전류 값에 영향을 미칠수 있다. 이 경우에는 구동 트랜지스터(DT)의 열화보다는 주변 환경에 의하여 구동 전류 값이 영향을 받은 것이기 때문에 데이터 전압 오프셋을 이 상황에 맞추어 갱신하는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 온도의 변화 값이 미리 설정된 임계 값(예: 35도)보다 큰 경우에는 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 도 4의 S200 내지 S400의 동작을 수행하지 않을 수 있다. 예를 들면, 이전 데이터 전압 오프셋 갱신 시도 시의 온도가 50도이고, 현재의 온도가 90도이면 온도 차이가 40도로 미리 설정된 임계 값(예: 35도)보다 큼으로 동작 200 내지 동작 400에 따른 데이터 전압 오프셋 갱신을 시도하지 않을 수 있다.

도 5는 고전위 구동 전압(EVDD)을 모니터링하여 데이터 전압 오프셋을 갱신하는데 있어서 온도의 영향을 고려한 동작을 보여주는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 동작 S100, S200, S300 및 S400은 도 4에 설명한 것과 동일할 수 있다. 다만. 동작 S150에 의하여 온도 센서에 의해 온도를 측정하고, 동작 S170에서, 이전에 측정된 온도와 비교하여 온도 차이가 임계값보다 크다면 이후의 데이터 전압 오프셋을 갱신하기 위한 동작들을 수행하지 않고 바로 종료하고, 온도 차이가 임계값보다 작다면 이후의 데이터 전압 오프셋을 갱신하기 위한 동작들을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 고전위 구동 전압(EVDD)의 변화량에 기초하여 구동 전류의 변화를 인지하고, 그에 따라 구동 전류 생성에 기초가 되는 데이터 값을 일괄적으로 낮추어 줌으로써 표시 장치의 구동 전류가 전류 제한 값보다 커지는 것을 방지할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 표시 장치(예: 도 1의 표시 장치(1))는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널(예: 도 1의 표시 패널(50)), 상기 복수의 화소(예: 도 1의 PX)들에 구동 전압을 제공하는 전원 공급부(예: 도 1의 전원 공급부(40)), 상기 복수의 화소들과 복수의 데이터 라인들을 통해 연결되고, 데이터 신호를 생성하여 상기 복수의 화소들에 제공하는 데이터 구동부(예: 도 1의 데이터 구동부(30)), 상기 복수의 화소들과 복수의 게이트 라인들을 통해 연결되고, 상기 복수의 화소들을 위한 게이트 신호들 생성하여 상기 복수의 게이트 라인들을 통해 상기 복수의 화소들에 제공하는 게이트 구동부(예: 도 1의 게이트 구동부(20)), 영상 신호 및 제어 신호를 수신하고, 수신한 상기 영상 신호 및 상기 제어 신호를 처리하여 영상 데이터 및 데이터 구동 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하고, 게이트 구동 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 구동부에 제공하고, 전원 공급 제어 신호를 생성하여 상기 전원 공급부에 제공하는 타이밍 제어부(예: 도 1의 타이밍 제어부(10)) 및 메모리(예: 도 3의 메모리(13)를 포함하고, 상기 타이밍 제어부는 상기 표시 장치의 출하 전에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이한 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여, 상기 메모리에 저장하고, 출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하고, 비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하고, 상기 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시킬 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 타이밍 제어부는 상기 복수의 화소 각각에 포함된 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 출력하도록 하는 패턴에 따른 신호를 상기 전원 공급부, 상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부에 제공하면서 상기 제1 EVDD 전압 값 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 표시 장치는 상기 고전위 구동 전압의 전압값을 디지털 값으로 변환하여 상기 타이밍 제어부로 전달하는 ADC(analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 표시 장치는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 타이밍 제어부는 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도의 변화가 미리 설정된 임계 값보다 큰 경우에는 상기 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 수행하지 않을 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 표시 장치(예: 도 1의 표시 장치(1))의 동작 방법은 상기 표시 장치의 출하 전에 전원 공급부에서 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이한 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여 메모리에 저장하는 동작, 출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하는 동작, 비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작 및 타이밍 제어부에서 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시키는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제1 EVDD 전압 값을 획득하는 동작 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작은 상기 복수의 화소 각각에 포함된 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 출력하도록 하는 패턴에 따른 신호를 상기 타이밍 제어부가 상기 전원 공급부, 상기 데이터 데이터 구동부 및 게이트 구동부에 제공하면서 상기 제1 EVDD 전압 값 또는 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제1 EVDD 전압 값을 획득하는 동작 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작은 ADC를 이용하여 상기 고전위 구동 전압의 전압값의 디지털화된 값을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 온도 센서에 의해 측정된 온도의 변화가 미리 설정된 임계 값보다 큰지를 판단하는 동작을 더 포함하고, 크다고 판단되는 경우 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하고, 비교하여 상기 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 수행하지 않을 수 있다.

이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 청구범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 타이밍 제어부
20: 게이트 구동부
30: 데이터 구동부
40: 전원 공급부
50: 표시 패널

Claims

표시 장치에 있어서,
매트릭스 형태로 배치되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
상기 복수의 화소들에 구동 전압을 제공하는 전원 공급부;
상기 복수의 화소들과 복수의 데이터 라인들을 통해 연결되고, 데이터 신호를 생성하여 상기 복수의 화소들에 제공하는 데이터 구동부;
상기 복수의 화소들과 복수의 게이트 라인들을 통해 연결되고, 상기 복수의 화소들을 위한 게이트 신호들 생성하여 상기 복수의 게이트 라인들을 통해 상기 복수의 화소들에 제공하는 게이트 구동부;
영상 신호 및 제어 신호를 수신하고, 수신한 상기 영상 신호 및 상기 제어 신호를 처리하여 영상 데이터 및 데이터 구동 제어 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 제공하고, 게이트 구동 제어 신호를 생성하여 상기 게이트 구동부에 제공하고, 전원 공급 제어 신호를 생성하여 상기 전원 공급부에 제공하는 타이밍 제어부; 및
메모리를 포함하고,
상기 타이밍 제어부는,
상기 표시 장치의 출하 전에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이한 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여, 상기 메모리에 저장하고,
출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하고,
비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하고,
상기 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시키는, 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 타이밍 제어부는,
상기 복수의 화소 각각에 포함된 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 출력하도록 하는 패턴에 따른 신호를 상기 전원 공급부, 상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부에 제공하면서 상기 제1 EVDD 전압 값 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는, 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 고전위 구동 전압의 전압값을 디지털 값으로 변환하여 상기 타이밍 제어부로 전달하는 ADC(analog to digital converter)를 더 포함하는, 표시 장치.
제1항에 있어서,
온도 센서를 더 포함하고,
상기 타이밍 제어부는,
상기 온도 센서에 의해 측정된 온도의 변화가 미리 설정된 임계 값보다 큰 경우에는 상기 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 수행하지 않는, 표시 장치.
표시 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 표시 장치의 출하 전에 전원 공급부에서 복수의 화소들에 제공하는 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제1 EVDD 전압 값)을 획득하여 메모리에 저장하는 동작;
출하 후에 상기 전원 공급부에서 상기 복수의 화소들에 제공하는 상기 고전위 구동 전압의 전압 값(이하 제2 EVDD 전압 값)을 획득하여 상기 메모리에 저장된 상기 제1 EVDD 전압 값과 비교하는 동작;
비교 결과, 상기 제1 EVDD 전압 값과 상기 제2 EVDD 전압 값에 차이가 있는 경우 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작; 및
타이밍 제어부에서 데이터 구동부로 제공하는 영상 데이터 값에서 상기 데이터 전압 오프셋만큼을 변경시키는 동작을 포함하는, 표시 장치의 동작 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 EVDD 전압 값을 획득하는 동작 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작은,
상기 복수의 화소 각각에 포함된 발광 소자가 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 광을 출력하도록 하는 패턴에 따른 신호를 상기 타이밍 제어부가 상기 전원 공급부, 상기 데이터 데이터 구동부 및 게이트 구동부에 제공하면서 상기 제1 EVDD 전압 값 또는 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작을 포함하는, 표시 장치의 동작 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 EVDD 전압 값을 획득하는 동작 및 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하는 동작은,
ADC를 이용하여 상기 고전위 구동 전압의 전압값의 디지털화된 값을 획득하는 동작을 포함하는, 표시 장치의 동작 방법.
제1항에 있어서,
온도 센서에 의해 측정된 온도의 변화가 미리 설정된 임계 값보다 큰지를 판단하는 동작; 및
크다고 판단되는 경우 상기 제2 EVDD 전압 값을 획득하고, 비교하여 상기 데이터 전압 오프셋을 갱신하는 동작을 수행하지 않는, 표시 장치의 동작 방법.