KR20210085301A - 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로서, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널, 복수의 화소에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부, 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터에 따라, 데이터 신호를 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하는 데이터 보상부 및 보정 데이터 신호에 따라 데이터 전압을 생성하여, 데이터 전압을 표시 패널에 출력하는 데이터 구동부를 포함하고, 데이터 보상부는, 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블에 따라 데이터 신호를 주기적으로 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 데이터 신호를 보정하는 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 이에 따라, 최근에는 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들(Flat Panel Display, FPD)이 개발 및 시판되고 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기 발광 표시 장치(OLED: Organic Light Emitting Diode)와 같은 다양한 표시 장치가 활용되고 있다.
표시 장치의 표시 패널은 게이트 라인과 데이터 라인들로 정의되는 복수의 화소들을 포함한다. 복수의 화소 각각은 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고, 적어도 하나의 발광 소자는 게이트 전압에 따라 데이터 전압에 대응하는 계조를 구현한다.
다만, 발광 소자는 지속적인 구동으로 인하여 열화되므로, 열화된 발광 소자는 데이터 전압에 대응하는 계조를 구현할 없다. 이에, 표시 장치는 열화로 인하여 화상 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광 소자의 열화에 따른 화상 품질 저하를 방지할 수 있는 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 발광 소자의 열화 정도를 실시간으로 센싱하여, 장시간 구동에도 화질이 손상되지 않는 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제안되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널, 복수의 화소에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부, 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터에 따라, 데이터 신호를 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하는 데이터 보상부 및 보정 데이터 신호에 따라 데이터 전압을 생성하여, 데이터 전압을 표시 패널에 출력하는 데이터 구동부를 포함하고, 데이터 보상부는, 에이징 기간 동안 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블에 따라 데이터 신호를 주기적으로 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 구동 기간 동안에 주기적으로 기준 게인에 맞도록 게인을 보정함으로써, 표시 패널의 일 영역에는 데이터 신호의 과보상 또는 저보상으로 인한 잔상이 남지 않게 된다.
본 발명은 더미 영역에 배치된 테스트 패턴에 의하여 데이터 신호 보상의 적절성을 주기적으로 판단하여, 장기간 구동에도 이상 보상을 방지하여 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 기간의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 일 전극의 전압을 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 5c 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 문턱 전압 센싱 방식을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 더미 영역을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 문턱 전압 센싱부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 보상부를 나타내는 블록도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 카운팅부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 게인 설정부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 게인과 누적 데이터의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 게인과 문턱 전압 변화량의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 누적 데이터와 문턱 전압 변화량의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 게인 보정부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 게인 적용부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
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.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 기간의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 제어부(140), 문턱 전압 센싱부(150) 및 데이터 보상부(160)를 포함한다.
표시 패널(110)은 유리 또는 플라스틱을 이용한 기판 상에 매트릭스 형태로 교차 배치된 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)을 포함한다. 그리고 복수의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 의해 복수의 화소(PX)가 정의되어 있다.
그리고, 표시 패널(110)의 복수의 화소(PX)는 각각 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결된다. 복수의 화소(PX)는 게이트 라인(GL)으로부터 전달되는 게이트 전압과 데이터 라인(DL)으로부터 전달되는 데이터 전압에 기초하여 동작한다.
복수의 화소(PX) 각각은 적색을 발광하는 적색 서브 화소, 녹색을 발광하는 녹색 서브 화소, 청색을 발광하는 청색 서브 화소 및 백색을 발광하는 백색 서브 화소를 포함할 수 있다.
다만, 복수의 화소(PX) 각각은 이에 한정되지 않고, 다양한 색상의 서브 화소를 포함할 수 있다.
이에, 복수의 화소(PX) 각각에 백색을 발광하는 백색 서브 화소가 포함됨으로써, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소에 출력되는 데이터 전압을 감소시킬 수 있어, 표시 장치(100)의 전체 소비 전력을 절감할 수 있다.
그리고, 본 명세서의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)가 유기 발광 표시 장치인 경우에, 복수의 화소(PX)에 구비된 유기 발광 다이오드에 전류를 가하여, 방출된 전자와 정공의 결합으로 여기자가 생성된다. 그리고, 여기자가 발광하여 유기 발광 표시 장치의 계조를 구현하게 된다.
이와 관련하여, 본 명세서의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 장치 등 다양한 형태의 표시 장치일 수 있다.
한편, 표시 패널(110)은 데이터 신호(Data)에 따른 영상이 구현되는 표시 영역(Active Area; AA)과 열화 정도를 측정하기 위한 특정 테스트 패턴이 구현되는 더미 영역(Dummy Area; DA)으로 구분될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA)은 표시 영역(AA)의 일 측부에 배치될 수 있으나, 더미 영역(DA)의 배치 위치는 이에 한정되지 않는다.
즉, 더미 영역(DA)은 별도의 화상이 구현되는 것이 아니므로, 사용자에게 노출될 필요성이 없다. 이에, 표시 패널(110)의 더미 영역(DA)은 표시 패널(110)을 둘러싸는 마감재에 의해 가려질 수 있다.
도 1에서는 더미 영역(DA)에 배치되는 복수의 화소(PX)는 1 행(1 line)으로 배치되는 것으로 도시하였으나, 더미 영역(DA)에 배치되는 복수의 화소(PX)는 다양한 형태로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 에이징 기간 및 구동 기간으로 구분하여 구동될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 에이징 기간을 거쳐, 복수의 화소(PX)를 안정화시킬 뿐 아니라 후술할 바와 같이 게인 보정을 위한 룩업 테이블을 생성한다. 에이징 기간 이후에 이어지는 구동 기간 동안에 표시 패널은 데이터 신호(Data)에 적용되는 게인을 룩업 테이블을 참조하여 주기적으로 보정함으로써, 화상 품질을 꾸준히 피드백할 수 있다.
보다 상세하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 기간에서 하나의 프레임은 데이터 신호에 따라 영상을 구현하는 액티브 구간(Active), 더미 영역(DA)에 배치되는 테스트 패턴을 구동하는 더미 구간(Dummy) 및 표시 패널(110)에 영상을 출력하지 않는 블랭크 구간(Blank)을 포함한다.
즉, 더미 구간(Dummy)에서 더미 영역(DA)에 배치되는 테스트 패턴을 구동하여, 테스트 패턴에서 측정되는 특성과 룩업 테이블을 비교하여, 데이터 신호(Data)에 적용되는 게인을 보정함으로써, 구동 기간에도 실시간으로 화상 품질을 최적화시킬 수 있다.
타이밍 제어부(140)는 데이터 구동부(120)에 데이터 제어 신호(DCS)를 공급하여 데이터 구동부(120)를 제어하고, 게이트 구동부(130)에 게이트 제어 신호(GCS)를 공급하여 게이트 구동부(130)를 제어한다.
즉, 타이밍 제어부(140)는 외부 호스트 시스템으로부터 수신되는 타이밍 신호에 기초하여, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 맞춰 스캔을 시작한다.
보다 상세하게는, 타이밍 제어부(140)는 영상 데이터(Data)와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수직 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 데이터 클럭 신호(DCLK) 등을 포함하는 다양한 타이밍 신호들을 외부 호스트 시스템으로부터 수신한다.
타이밍 제어부(140)는 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수직 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 데이터 클럭 신호(DCLK) 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 다양한 제어 신호들(DCS, GCS)을 생성하여 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)로 출력한다.
예를 들어, 타이밍 제어부(140)는 게이트 구동부(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함하는 다양한 게이트 제어 신호(Gate Control Signal; GCS)들을 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스는 게이트 구동부(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 하나 이상의 게이트 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호는 하나 이상의 게이트 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 타이밍 제어부(140)는 데이터 구동부(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 소스 출력 인에이블 신호(Souce Output Enable; SOE) 등을 포함하는 다양한 데이터 제어 신호(Data Control Signal; DCS)들을 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(120)를 구성하는 하나 이상의 데이터 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 데이터 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
그리고, 타이밍 제어부(140)는 외부 시스템으로부터 수신되는 영상 데이터를 데이터 보상부(160)에서 처리 가능한 데이터 신호(Data) 형식에 맞게 전환하여 출력한다. 이로써, 타이밍 제어부(140)는 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
타이밍 제어부(140)는 데이터 구동부(120)가 본딩된 소스 인쇄 회로 기판과 가요성 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; FFC) 또는 가요성 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC) 등의 연결 매체를 통해 연결된 제어 인쇄 회로 기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(140)의 제어에 따라, 게이트 전압을 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급한다.
일예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 구동부(130)는 블랭크 구간(Blank)구간에서 게이트 구동부(130)의 더미 라인을 구동하기 위한 게이트 전압을 출력하며, 액티브 구간(Active)에서 표시 영역(AA)에 배치된 게이트 라인(GL)에 게이트 전압을 출력하며, 더미 구간(Dummy)에서 더미 영역(DA)에 배치된 게이트 라인(GL)에 게이트 전압을 출력하여, 더미 영역(DA)에 배치된 테스트 패턴을 구동한다.
게이트 구동부(130)는 구동 방식에 따라서, 표시 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는 양측에 위치할 수도 있다.
게이트 구동부(130)는 테이프 오토메티드 본딩(Tape Automated Bonding; TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(Chip On Glass; COG) 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
게이트 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터 등을 포함할 수 있다.
문턱 전압 센싱부(150)는 각각의 화소(PX)에 배치되는 발광 소자의 문턱 전압을 센싱한다.
즉, 문턱 전압 센싱부(150)는 센싱 라인(SL)을 통해 각각의 화소(PX)에 배치되는 발광 소자에 연결되고, 발광 소자의 일 전극에 인가되는 전압을 센싱하여, 발광 소자의 문턱 전압을 센싱한다.
그리고 문턱 전압 센싱부(150)는 열화에 의한 발광 소자의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled)에 해당하는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 데이터 보상부(160)에 출력한다.
이를 위하여, 문턱 전압 센싱부(150)는 열화에 의한 발광 소자의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled) 값을 추출하는 차등 증폭기(Differential Amplifier) 및 아날로그 전압을 디지털 신호로 변경시키는 아날로그 디지털 변환부(Analog Digital Converter, ADC)를 포함할 수 있다.
데이터 보상부(160)는 발광 소자의 열화 정도에 따라 데이터 신호(Data)를 보상하여, 보상 데이터 신호(CData)를 출력한다.
구체적으로 데이터 보상부(160)는 데이터 신호(Data)의 누적량을 반영하는 누적 데이터 및 문턱 전압 변화량(ΔVoled)에 따라, 발광 소자의 열화 정도를 판단한다. 그리고, 발광 소자의 열화 정도에 따라 게인을 적용함으로써 데이터 신호(Data)를 보상하여, 데이터 구동부(120)에 보상 데이터 신호(CData)를 출력한다.
즉, 데이터 보상부(160)는 데이터 신호(Data)를 카운팅하여, 누적 데이터를 생성하고, 누적 데이터 및 문턱 전압 변화량(ΔVoled)에 따라, 데이터 신호(Data)의 게인을 결정한 뒤, 데이터 신호(Data)에 게인을 반영하여 보상 데이터 신호(CData)를 출력한다.
또한, 데이터 보상부(160)는 보다 정밀한 보상을 위하여, 에이징 기간에서 누적 데이터와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)에 대한 룩업테이블을 생성 한 뒤, 이를 기준으로 구동 기간에서, 게인을 실시간으로 보정하여 보정 데이터 신호(CData)를 생성할 수 있다.
데이터 구동부(120)는 데이터 보상부(160)로부터 수신한 보상 데이터 신호(CData)를 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(DL)에 출력한다.
데이터 구동부(120)는 테이프 오토메티드 본딩 방식 또는 칩 온 글래스 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 데이터 구동부(120)는 칩 온 필름(Chip On Film; COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(120)의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 표시 패널(110)에 본딩될 수 있다.
데이터 구동부(120)는 레벨 쉬프터, 래치부 등의 다양한 회로를 포함하는 로직부와, 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital Analog Converter)와, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
또한, 제어 인쇄 회로 기판에 배치 되어, 표시 패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 제어부(140), 문턱 전압 센싱부(150) 및 데이터 보상부(160) 등으로 다양한 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 다양한 전압 또는 전류를 제어하는 전원 제어부를 더 포함할 수 있다. 전원 제어부는 전원 관리 집적 회로(Power Management IC; PMIC)로 지칭될 수 있다.
이하에서는, 도 3를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소(PX)의 회로 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 화소(PX)는 발광 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED), 유기 발광 다이오드(OLED)를 구동하는 구동 회로(Driving circuit) 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)을 센싱하는 센싱 회로(Sensing circuit)를 포함한다.
구동 회로(Driving circuit)는, 구동 트랜지스터(Tdr), 스캔 트랜지스터(Tsc) 및 저장 커패시터(Cst)를 포함한다.
스캔 트랜지스터(Tsc)는 스캔 신호(SCAN)에 따라, 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(N1)에 인가한다. 스캔 트랜지스터(Tsc)에서, 게이트 전극에 스캔 신호(SCAN)가 인가되고, 제1 전극에 데이터 전압(Vdata)이 인가되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 연결된다. 그리고, 제1 노드(N1)는 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트 전극에 해당할 수 있다. 이에, 스캔 신호(SCAN)가 턴온 레벨일 경우에, 스캔 트랜지스터(Tsc)는 턴온(turn-on)되어, 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(N1)에 인가할 수 있다.
구동 트랜지스터(Tdr)는, 유기 발광 다이오드(OLED)에 구동 전류를 공급하여, 유기 발광 다이오드(OLED)를 구동시킨다. 구동 트랜지스터(Tdr)에서, 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 연결되고, 제1 전극에 고전위 구동 전압(VDD)에 인가되고, 제2 전극에 제2 노드(N2)가 연결된다. 그리고, 제2 노드(N2)에는 유기 발광 다이오드(OLED)의 일 전극이 연결된다. 이에, 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트-소스 전압(Vgs)에 따라, 구동 전류가 결정되어, 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어할 수 있다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트 전극인 제1 노드(N1)와 구동 트랜지스터(Tdr)의 제2 전극인 제2 노드(N2) 사이에 연결되어, 구동 트랜지스터(Tdr)의 게이트-소스 전압(Vgs)을 한 프레임 동안 유지시켜, 유기 발광 다이오드(OLED)가 한 프레임동안 일정한 휘도를 유지할 수 있도록 한다.
센싱 회로(Sensing Circuit)는, 센싱 트랜지스터(Tsen), 초기화 트랜지스터(Tref) 및 샘플링 트랜지스터(Tsam)를 포함한다.
센싱 트랜지스터(Tsen)는 센싱 신호(SEN)에 따라, 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)를 전기적으로 연결한다. 센싱 트랜지스터(Tsen)에서, 게이트 전극에 센싱 신호(SEN)가 인가되고, 제1 전극에 제2 노드(N2)가 연결되고, 제2 전극은 제3 노드(N3)에 연결된다. 그리고, 제2 노드(N2)에는 유기 발광 다이오드(OLED)의 일 전극이 연결되고, 제3 노드(N3)는 센싱 라인(SL)이 연결된다. 이에, 센싱 신호(SEN)가 턴온 레벨일 경우에, 센싱 트랜지스터(Tsen)는 턴온(turn-on)되어, 유기 발광 다이오드(OLED)의 일 전극과 센싱 라인(SL)이 연결될 수 있다.
초기화 트랜지스터(Tref)는 초기화 신호(REF)에 따라, 제3 노드(N3)에 초기화 전압(VREF)을 인가한다. 초기화 트랜지스터(Tref)에서, 게이트 전극에 초기화 신호(REF)가 인가되고, 제1 전극에 초기화 전압(VREF)이 인가되고, 제2 전극은 제3 노드(N3)에 연결된다. 이에, 초기화 신호(REF)가 턴온 레벨일 경우에, 초기화 트랜지스터(Tref)는 턴온(turn-on)되어, 센싱 라인(SL)인 제3 노드(N3)에 초기화 전압(VREF)이 인가될 수 있다.
샘플링 트랜지스터(Tsam)는 샘플링 신호(SAM)에 따라, 제3 노드(N3)에 인가된 전압을 샘플링 할 수 있다. 샘플링 트랜지스터(Tsam)에서, 게이트 전극에 샘플링 신호(SAM)가 인가되고, 제1 전극에 제3 노드(N3)가 연결되고, 제2 전극 문턱 전압 센싱부(150)에 연결된다. 이에, 샘플링 신호(SAM)가 턴온 레벨일 경우에, 샘플링 트랜지스터(Tsam)는 턴온(turn-on)되어, 센싱 라인(SL)인 제3 노드(N3)에 인가된 전압이 문턱 전압 센싱부(150)로 샘플링 될 수 있다.
센싱 회로(Sensing circuit)를 구성하는 센싱 트랜지스터(Tsen), 초기화 트랜지스터(Tref) 및 샘플링 트랜지스터(Tsam)는 스위칭 역할을 하는 것이므로, 다이오드 등 스위칭 역할을 하는 회로 소자로 대체될 수 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5a 내지 5c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 문턱 전압 센싱 방식에 대해서 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 일 전극의 전압을 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 5c 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 문턱 전압 센싱 방식을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 구간(P1)에서, 스캔 신호(SCAN)는 턴오프 레벨이고, 초기화 신호(REF)는 턴온 레벨이고, 센싱 신호(SEN)는 턴온 레벨이고, 샘플링 신호(SAM)는 턴오프 레벨이다.
이에, 도 5a를 참조하면, 센싱 트랜지스터(Tsen) 및 초기화 트랜지스터(Tref)는 턴온 되어, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)에는 모두 초기화 전압(VREF)이 충전된다.
상술한 초기화 전압(VREF)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)보다 높은 전압일 수 있다.
이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 구간(P2)에서, 스캔 신호(SCAN)는 턴오프 레벨이고, 초기화 신호(REF)는 턴오프 레벨이고, 센싱 신호(SEN)는 턴온 레벨이고, 샘플링 신호(SAM)는 턴오프 레벨이다.
이에, 도 5b를 참조하면, 센싱 트랜지스터(Tsen)만 턴온 되어, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)는 전기적으로 연결된다. 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)에 충전된 초기화 전압(VREF)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)보다 높은 전압이다. 이에, 유기 발광 다이오드(OLED)를 통해서, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)에 인가된 초기화 전압(VREF)이 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)까지 방전될 수 있다. 그리고, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)에 인가된 초기화 전압(VREF)이 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)과 같아질 경우, 유기 발광 다이오드(OLED)를 통해서 전류가 흐르지 못하기 때문에, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)의 전압은 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)으로 포화(Saturation)된다.
이와 관련하여, 에이징이 진행되면서 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화되므로, 초기 상태의 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled(initial))보다 에이징 상태의 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled(aging))이 높을 수 있다.
이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 구간(P3)에서, 스캔 신호(SCAN)는 턴오프 레벨이고, 초기화 신호(REF)는 턴오프 레벨이고, 센싱 신호(SEN)는 턴온 레벨이고, 샘플링 신호(SAM)는 턴온 레벨이다.
이에, 도 5c를 참조하면, 센싱 트랜지스터(Tsen) 및 샘플링 트랜지스터(Tsam)가 턴온 되어, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)에 충전된 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled)은 센싱 라인(SL)을 통해서 문턱 전압 센싱부(150)에 샘플링될 수 있다. 이에, 문턱 전압 센싱부(150)는 초기 상태의 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled(initial))과 에이징 상태의 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled(aging))을 각각 센싱하여, 초기 상태의 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled(initial))과 에이징 상태의 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱 전압(Voled(aging))의 차이에 해당하는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 생성할 수 있다.
이하에서는, 도 6a 및 6b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 더미 영역에 대해 상세히 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 더미 영역을 나타내는 블록도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA)은 적색 패턴을 구현하는 적색 서브 더미 영역(RDA), 백색 패턴을 구현하는 백색 서브 더미 영역(WDA), 녹색 패턴을 구현하는 녹색 서브 더미 영역(GDA) 및 청색 패턴을 구현하는 청색 서브 더미 영역(BDA)을 포함한다.
구체적으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 적색 서브 더미 영역(RDA), 백색 서브 더미 영역(WDA), 녹색 서브 더미 영역(GDA) 및 청색 서브 더미 영역(BDA) 각각에는 적색 서브 화소(R), 백색 서브 화소(W), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)가 모두 배치될 수 있다.
그러나, 적색 서브 더미 영역(RDA)에서는 적색 패턴만 구현되므로, 적색 서브 화소(R)만 발광하고, 적색 서브 화소(R)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압을 측정하므로, 적색 서브화소(PX)만 센싱 라인(SL)에 연결되고, 나머지 백색 서브 화소(W), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)는 센싱 라인(SL)에 연결되지 않는다.
이와 마찬가지로, 백색 서브 더미 영역(WDA)에서는 백색 패턴만 구현되므로, 백색 서브 화소(W)만 발광하고, 백색 서브 화소(W)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압을 측정하므로, 백색 서브 화소(W)만 센싱 라인(SL)에 연결되고, 나머지 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)는 센싱 라인(SL)에 연결되지 않는다.
이와 마찬가지로, 녹색 서브 더미 영역(GDA)에서는 녹색 패턴만 구현되므로, 녹색 서브 화소(G)만 발광하고, 녹색 서브 화소(G)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압을 측정하므로, 녹색 서브 화소(G)만 센싱 라인(SL)에 연결되고, 나머지 적색 서브 화소(R), 백색 서브 화소(W) 및 청색 서브 화소(B)는 센싱 라인(SL)에 연결되지 않는다.
이와 마찬가지로, 청색 서브 더미 영역(BDA)에서는 청색 패턴만 구현되므로, 청색 서브 화소(B)만 발광하고, 청색 서브 화소(B)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압을 측정하므로, 청색 서브 화소(B)만 센싱 라인(SL)에 연결되고, 나머지 적색 서브 화소(R), 백색 서브 화소(W) 및 녹색 서브 화소(G)는 센싱 라인(SL)에 연결되지 않는다.
이와 달리 도 6b에 도시된 바와 같이, 적색 서브 더미 영역(RDA)에는 적색 서브 화소(R)만이 배치되고, 적색 서브 화소(R)는 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다. 그리고, 백색 서브 더미 영역(WDA)에는 백색 서브 화소(W)만이 배치되고, 백색 서브 화소(W)는 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다. 그리고, 녹색 서브 더미 영역(GDA)에는 녹색 서브 화소(G)만이 배치되고, 녹색 서브 화소(G)는 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다. 그리고, 청색 서브 더미 영역(BDA)에는 청색 서브 화소(B)만이 배치되고, 청색 서브 화소(B)는 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다.
이에, 적색 서브 더미 영역(RDA)에서는 열화에 따른 적색 서브 화소(R)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled)을 측정할 수 있고, 백색 서브 더미 영역(WDA)에서는 열화에 따른 백색 서브 화소(W)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled)을 측정할 수 있고, 녹색 서브 더미 영역(GDA)에서는 열화에 따른 녹색 서브 화소(G)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled)을 측정할 수 있고, 청색 서브 더미 영역(BDA)에서는 열화에 따른 청색 서브 화소(B)에 배치된 유기 발광 다이오드의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled)을 측정할 수 있다.
그리고, 적색 서브 더미 영역(RDA), 백색 서브 더미 영역(WDA), 녹색 서브 더미 영역(GDA) 및 청색 서브 더미 영역(BDA) 각각에는 계조 패턴을 구현하기 위하여, 서로 다른 계조를 구현하는 복수의 테스트 패턴을 포함할 수 있다.
즉, 적색 서브 더미 영역(RDA)에는 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 적색 테스트 패턴이 배치될 수 있고, 백색 서브 더미 영역(WDA)에는 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 백색 테스트 패턴이 배치될 수 있고, 녹색 서브 더미 영역(GDA)에는 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 녹색 테스트 패턴이 배치될 수 있고, 청색 서브 더미 영역(BDA)에는 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 청색 테스트 패턴이 배치될 수 있다. 각각의 테스트 패턴은 복수의 서브 화소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 각각의 테스트 패턴은 하나의 서브 화소로 구성될 수 도 있다.
일예로, 적색 서브 더미 영역(RDA)에는 적색을 표현하나, 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 적색 테스트 패턴이 배치될 수 있고, 백색 서브 더미 영역(WDA)에는 백색을 표현하나, 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 백색 테스트 패턴이 배치될 수 있고, 청색 서브 더미 영역(BDA)에는 청색을 표현하나, 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 청색 테스트 패턴이 배치될 수 있고, 녹색 서브 더미 영역(GDA)에는 녹색을 표현하나, 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 녹색 테스트 패턴이 배치될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 더미 영역(DA)에 동일한 색을 표현하나, 서로 다른 계조를 표현하는 제1 테스트 패턴(TP1), 제2 테스트 패턴(TP2), 제3 테스트 패턴(TP3) 및 제4 테스트 패턴(TP4)이 배치되는 것으로 단순화하여 설명한다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)에서, 열화에 따른 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 산출하는 방식에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 문턱 전압 센싱부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
문턱 전압 센싱부(150)는 복수의 테스트 패턴을 구성하는 화소(PX)에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)을 센싱한다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA)에는 동일한 색상을 표시하나, 서로 다른 계조를 구현하는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)이 배치된다.
구체적으로 제1 테스트 패턴(TP1)에 10 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 20 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 30 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 40 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있다.
그리고, 문턱 전압 센싱부(150)는 센싱 라인(SL)을 통하여, 초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))을 측정한다.
초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))을 측정할 때, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 포함되는 복수의 서브 화소 중 이상 서브 화소에 대한 노이즈는 제거하고, 이상 서브 화소를 제외한 나머지 복수의 서브 화소의 문턱 전압(Voled) 평균을 도출하여, 초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))을 도출한다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 초기 상태에서 발광 소자는 열화 되지 않았으므로, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 모두 동일할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5V로 동일할 수 있다.
다음으로, 문턱 전압 센싱부(150)는 센싱 라인(SL)을 통하여, 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 측정한다.
에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 측정할 때, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 포함되는 복수의 서브 화소 중 이상 서브 화소에 대한 노이즈는 제거하고, 이상 서브 화소를 제외한 나머지 복수의 서브 화소의 문턱 전압(Voled) 평균을 도출하여, 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 도출한다.
또한, 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 측정할 때 측정 온도와 같은 외부 요인에 의해 문턱 전압(Voled) 측정 값이 달라 질 수 있으므로, 문턱 전압(Voled) 측정 값의 기준이 필요하다. 따라서, 더미 영역(DA) 중 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)을 제외한 영역은 열화 되지 않아 문턱 전압(Voled)이 변동되지 않는다. 이를 전제로 하여, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 더미 영역(DA) 중 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)을 제외한 영역에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)을 기준으로 산출된다.
에이징 상태에서 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)은 서로 다른 계조를 구현하므로, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled) 또한 달라질 수 있다. 높은 계조를 표현하는 테스트 패턴에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)이 높을 수 있다.
예를 들어, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.02V일 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.04V일 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.07V일 수 있고, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.13V일 수 있다.
그리고, 문턱 전압 센싱부(150)는 초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))과 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))의 변화량(ΔVoled)에 해당하는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 산출한다.
예를 들어, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.02V일 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V일 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.07V일 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.13V일 수 있다.
이하에서는, 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 보상부에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 보상부를 나타내는 블록도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 데이터 보상부(160)는 데이터 카운팅부(161), 기준 게인 설정부(163), 메모리부(165), 게인 보정부(167), 게인 적용부(169)를 포함한다.
데이터 카운팅부(161)는 데이터 신호(Data)를 카운팅하고 이를 누적함으로써, 누적 데이터(Accumulated Data; AData)를 생성한다.
데이터 카운팅부(161)는 단순히 데이터 신호(Data)를 카운팅하여 이를 합산하는 것이 아닌, 데이터 신호(Data)에 가중 계수를 곱하고 보정상수를 더한 뒤, 이를 열화시간만큼 합산하여 누적 데이터(Adata)를 산출한다. 즉, 수학식 1에 따라 누적 데이터(Adata)를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
누적 데이터(Adata)=Σ((가중 계수(α)ХΧ데이터 신호(Data))+보정 상수(Φ))
여기서 가중 계수(α)는 데이터 신호(Data)에 따라 결정된다. 즉, 높은 계조를 표현하기 위하여 데이터 신호(Data)의 세기가 높을수록 가중 계수(α)는 높을 수 있다. 보다 상세하게는, 높은 계조를 표현할수록 발광 소자의 열화정도는 심화될 것이므로, 이를 반영하여 데이터 신호(Data)의 세기가 높을수록 가중 계수(α)는 높을 수 있다.
그리고 보정 상수(Φ)는 표시 패널(110)의 온도 및 표시 패널(110)의 공정에 대한 편차를 반영한 상수이다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)에서, 누적 데이터(Adata)를 산출하는 방식에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 데이터 카운팅부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA)에는 동일한 색상을 표시하나, 서로 다른 계조를 구현하는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)이 배치된다.
구체적으로 제1 테스트 패턴(TP1)에 10 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 20 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 30 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 40 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있다.
이에, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 1 일 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 1.5 일 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 2 일 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 3 일 수 있다.
그리고, 보정 상수(Φ)는 모두 10이라고 가정할 때, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 20이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 40이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 70이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 130이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 게인 설정부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 게인과 누적 데이터의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 기준 게인과 문턱 전압 변화량의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
기준 게인 설정부(163)는 에이징 기간 동안 각 테스트 패턴의 열화 정도를 판단하여, 각 테스트 패턴에 적용되어야 하는 기준 게인(Standard Gain; SGain)을 산출한다. 그리고, 기준 게인 설정부(163)는 각 테스트 패턴에 대하여 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)와의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 도출한다.
즉, 기준 게인 설정부(163)는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 대하여 기준 게인(SGain)을 설정한 뒤, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 대하여 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 설정한다.
구체적으로, 기준 게인 설정부(163)는 각 테스트 패턴에 대하여 1+열화율 퍼센트(%)를 계산하여 기준 게인(SGain)을 산출한다.
상술한 열화율 퍼센트는 (목표 휘도-출력 휘도)/(목표 휘도)*100으로 도출될 수 있다.
여기서, 목표 휘도는 열화가 진행되지 않았더라면 출력할 수 있었던 초기 휘도를 의미하고, 출력휘도는 열화가 진행된 후의 출력되는 현재 휘도를 의미한다.
이하에서는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각의 기준 게인(SGain) 산출에 대해서 구체적으로 살펴본다.
도 10에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA) 전체 화소(PX)에 1000nit의 휘도를 출력하였을 때, 에이징 기간 동안 서로 다른 계조를 구현하였던 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)은 서로 다른 휘도를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 테스트 패턴(TP1)은 980nit를 출력할 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)은 960nit를 출력할 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)은 930nit를 출력할 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)은 870nit를 출력할 수 있다.
이에, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 열화율 퍼센트는 2%이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 열화율 퍼센트는 4%이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 열화율 퍼센트는 7%이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 열화율 퍼센트는 13%이다.
이를 기초로 기준 게인(SGain)을 계산하면, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
다음으로, 기준 게인 설정부(163)는 데이터 카운팅부(161)에서 출력된 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 누적 데이터(Adata)와 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 기준 게인(SGain)의 비율을 산출한다.
전술한 바와 같이, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 20이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 40이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 70이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 130이다.
그리고, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
이에, 도 11a에 도시된 바와 같이, 기준 게인 설정부(163)는 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 20일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02로 매칭하고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 40일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04로 매칭하고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 70일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07로 매칭하고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 130일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13로 매칭한다.
상술한 바와 같이, 기준 게인 설정부(163)는 누적 데이터(Adata)와 기준 게인(SGain)의 관계를 산출하여, 메모리부(165)에 전송한다.
다만, 도 11a에서는 누적 데이터(Adata)와 기준 게인(SGain)의 관계가 일정한 선형 그래프도 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 누적 데이터(Adata)와 기준 게인(SGain)의 관계는 비선형 그래프로 설정될 수도 있다.
다음으로, 기준 게인 설정부(163)는 문턱 전압 센싱부(150)에서 출력된 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 기준 게인(SGain)의 비율을 산출한다.
전술한 바와 같이, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.02V이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.07V이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.13V이다.
그리고, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
이에, 도 11b에 도시된 바와 같이, 기준 게인 설정부(163)는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.02V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.04V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.07V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.13V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13로 매칭한다.
상술한 바와 같이, 기준 게인 설정부(163)는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 기준 게인(SGain)의 관계를 산출하여, 메모리부(165)에 전송한다.
도 11b에서는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 기준 게인(SGain)의 관계가 일정한 선형 그래프도 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 기준 게인(SGain)의 관계는 비선형 그래프로 설정될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 누적 데이터와 문턱 전압 변화량의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
메모리부(165)에서는 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 도출하여, 룩업 테이블(LUT)에 저장한다.
전술한 바와 같이, 기준 게인 설정부(163)에서 에이징 기간 동안 메모리부(165)에 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압(Voled)의 관계를 전송한다.
이에, 메모리부(165)는 에이징 기간 동안 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압(Voled)의 관계에 기초하여, 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 도출함으로써, 룩업 테이블(LUT)을 생성한다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 20일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 40일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 70일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 130일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13 이다.
그리고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.02V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.04V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.07V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.13V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
이에, 메모리부(165)는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.02V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 20으로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.04V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 40으로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.07V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 70으로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.13V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)를 130으로 매칭한다.
즉, 메모리부(165)에서는 일정 에이징 기간동안에, 실시간 게인 보정의 기준이 되는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 누적 데이터(Adata)의 관계에 대한 룩업 테이블(LUT)를 산출하여 저장할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 게인 보정부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
구체적으로 도 13a는 게인 보정부가 구동 기간 동안에 누적 데이터를 보정하는 것을 설명하기 위한 그래프이고, 도 13b는 게인 보정부가 구동 기간 동안에 게인을 보정하는 것을 설명하기 위한 그래프이다.
게인 보정부(167)는 메모리부(165)에 저장된 룩업 테이블(LUT)에 기초하여, 구동 기간 동안 게인(Gain)을 보정한다.
즉, 게인 보정부(167)는 구동 기간 동안 데이터 카운팅부(161)로부터 누적 데이터(Adata)를 인가 받고, 문턱 전압 센싱부(150)로부터 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 인가 받은 뒤, 구동 기간 동안 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계와 룩업 테이블(LUT)를 비교하여, 누적 데이터(Adata)를 보정하고, 보정된 누적데이터에 대응되도록 게인(Gain)을 보정한다.
보다 구체적으로는, 게인 보정부(167)는 구동 기간 동안 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 각각 측정한다. 이후, 게인 보정부(167)는 메모리부(165)에 저장된 룩업 테이블(LUT)에 대응되도록, 구동 기간 동안의 누적 데이터(Adata)를 보정한다. 이후, 게인 보정부(167)는 보정된 누적 데이터에 따른 기준 게인으로 현재 상태의 게인(Gain)을 보정한다.
일예로, 도 13a를 참조하면, 구동 기간 동안 일정 시점에서, A지점에 나타난 바와 같이, 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V이고, 누적 데이터(Adata)는 70으로 측정될 수 있다.
이와 반면에, 메모리부(165)에 저장된 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 누적 데이터(Adata)의 관계가 저장된 룩업 테이블(LUT)에 따르면, B지점에 나타난 바와 같이, 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V일 때, 누적 데이터(Adata)는 40이다.
즉, 동일한 문턱 전압 변화량(ΔVoled)기준으로, 구동 기간에서 누적 데이터(Adata)가 에이징 기간 동안의 누적 데이터(Adata)보다 많으므로, 구동 기간에서 과보상됨을 의미한다.
이에, 게인 보정부(167)는 룩업 테이블(LUT)에 대응되도록 구동 기간 동안에 누적 데이터(Adata)를 70(A 지점)에서 40(B 지점)으로 보정할 수 있다.
이에 따라, 게인 보정부(167)는 보정된 누적 데이터에 따른 기준 게인(SGain)으로 현재 상태의 게인을 보정한다.
도 13b를 참조하면, 현재 상태(A 지점)에서 게인은 1.07이나, 보정된 누적 데이터에 대응하는 기준 게인(SGain)이 1.04이므로, 게인(Gain)을 1.07에서 1.04로 보정한다.
즉, 게인 보정부(167)에서 게인(Gain)을 보정함으로써, 구동 기간에서 과보상되는 현상을 방지할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 게인 적용부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 과보상된 경우를 나타낸 것이고, 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 과보상되는 것을 보정한 경우를 나타낸 것이다.
그리고, 게인 적용부(169)에서는 데이터 신호(Data)에 게인(Gain)을 적용하여 보정 데이터 신호(CData)를 생성한다.
즉, 게인 적용부(169)는 타이밍 제어부(140)로부터 데이터 신호(Data)를 인가 받고, 게인 보정부(167)로부터 보정된 게인(Gain)을 인가받아, 데이터 신호(Data)에 보정된 게인(Gain)을 적용함으로써 보정 데이터 신호(CData)를 생성한다.
그리고, 보정 데이터 신호(CData)는 데이터 구동부(120)에 출력되어, 데이터 구동부(120)는 보상된 데이터 전압(Vdata)을 표시 패널(110)에 출력한다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 과보상을 방지하여 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 14a에 도시된 바와 같이, 표시 패널(110)의 일 영역에는 데이터 신호(Data)가 과보상되어, 우측 상단에 높은 계조의 로고가 잔상으로 남을 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 데이터 보상부(160)에서 구동 기간 동안에 주기적으로 기준 게인(SGain)에 맞도록 게인을 보정한다. 이에, 도 14b에 도시된 바와 같이, 표시 패널(110)의 일 영역에는 데이터 신호(Data)의 과보상 또는 저보상으로 인한 잔상이 남지 않게 된다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는, 더미 영역(DA)에 배치된 테스트 패턴에 의하여 데이터 신호(Data) 보상의 적절성을 주기적으로 판단하여, 이상 보상을 방지하여 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법에 대해서 구체적으로 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 전제로 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법(S100)은 복수의 화소(PX)를 안정화시킬 뿐 아니라 복수의 테스트 패턴 각각에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압의 변화량(ΔVoled) 및 누적 데이터(AData)의 관계가 기재되는 룩업 테이블(LUT)을 생성하는 에이징 단계(S110) 및 에이징 단계(S110) 이후에 이어지고 룩업 테이블(LUT)에 따라 데이터 신호(Data)를 주기적으로 보정하여, 보정 데이터 신호(CData)를 생성하는 구동 단계(S120)를 포함한다.
그리고, 에이징 단계(S110)는 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111), 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111), 기준 게인 설정 단계(S115) 및 룩업 테이블 생성 단계(S117)를 포함하고, 구동 단계(S120)는 제2 문턱 전압 센싱 단계(S121), 제2 문턱 전압 센싱 단계(S121), 게인 보정 단계(S125), 게인 적용 단계(S127)를 포함한다.
제1 문턱 전압 센싱 단계(S111)에서, 에이징 단계(S110) 동안에 문턱 전압의 변화량(ΔVoled)을 센싱한다.
즉, 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111)에서, 에이징 단계(S110) 동안에 복수의 테스트 패턴을 구성하는 화소(PX)에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)을 센싱한다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA)에는 동일한 색상을 표시하나, 서로 다른 계조를 구현하는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)이 배치된다.
구체적으로 제1 테스트 패턴(TP1)에 10 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 20 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 30 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 40 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있다.
그리고, 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111)에서, 에이징 단계(S110)의 초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))을 측정한다.
초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))을 측정할 때, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 포함되는 복수의 서브 화소 중 이상 서브 화소에 대한 노이즈는 제거하고, 이상 서브 화소를 제외한 나머지 복수의 서브 화소의 문턱 전압(Voled) 평균을 도출하여, 초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))을 도출한다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 초기 상태에서 발광 소자는 열화 되지 않았으므로, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 모두 동일할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5V로 동일할 수 있다.
다음으로, 그리고, 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111)에서, 에이징 단계(S110)의 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 측정한다.
에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 측정할 때, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 포함되는 복수의 서브 화소 중 이상 서브 화소에 대한 노이즈는 제거하고, 이상 서브 화소를 제외한 나머지 복수의 서브 화소의 문턱 전압(Voled) 평균을 도출하여, 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 도출한다.
또한, 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))을 측정할 때 측정 온도와 같은 외부 요인에 의해 문턱 전압(Voled) 측정 값이 달라 질 수 있으므로, 문턱 전압(Voled) 측정 값의 기준이 필요하다. 따라서, 더미 영역(DA) 중 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)을 제외한 영역은 열화 되지 않아 문턱 전압(Voled)이 변동되지 않는다. 이를 전제로 하여, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 더미 영역(DA) 중 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)을 제외한 영역에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)을 기준으로 산출된다.
에이징 상태에서 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)은 서로 다른 계조를 구현하므로, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled) 또한 달라질 수 있다. 높은 계조를 표현하는 테스트 패턴에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)이 높을 수 있다.
예를 들어, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.02V일 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.04V일 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.07V일 수 있고, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압(Voled)은 5.13V일 수 있다.
그리고, 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111)에서는 초기 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(initial))과 에이징 상태에서 발광 소자의 문턱 전압(Voled(aging))의 변화량(ΔVoled)에 해당하는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 산출한다.
예를 들어, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.02V일 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V일 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.07V일 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.13V일 수 있다.
다음으로, 제1 데이터 카운팅 단계(S113)에서, 에이징 단계(S110) 동안에 데이터 신호(Data)를 카운팅하고 이를 누적함으로써, 누적 데이터(Accumulated Data; AData)를 생성한다.
제1 데이터 카운팅 단계(S113)에서, 에이장 단계 동안에 단순히 데이터 신호(Data)를 카운팅하여 이를 합산하는 것이 아닌, 데이터 신호(Data)에 가중 계수를 곱하고 보정상수를 더한 뒤, 이를 열화시간만큼 합산하여 누적 데이터(Adata)를 산출한다. 즉, 수학식 1에 따라 누적 데이터(Adata)를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서 가중 계수(α)는 데이터 신호(Data)에 따라 결정된다. 즉, 높은 계조를 표현하기 위하여 데이터 신호(Data)의 세기가 높을수록 가중 계수(α)는 높을 수 있다. 보다 상세하게는, 높은 계조를 표현할수록 발광 소자의 열화정도는 심화될 것이므로, 이를 반영하여 데이터 신호(Data)의 세기가 높을수록 가중 계수(α)는 높을 수 있다.
그리고 보정 상수(Φ)는 표시 패널(110)의 온도 및 표시 패널(110)의 공정에 대한 편차를 반영한 상수이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA)에는 동일한 색상을 표시하나, 서로 다른 계조를 구현하는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)이 배치된다.
구체적으로 제1 테스트 패턴(TP1)에 10 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 20 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 30 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 40 계조를 구현하기 위한 데이터 신호(Data)가 출력될 수 있다.
이에, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 1 일 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 1.5 일 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 2 일 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대해 적용되는 가중 계수(α)는 3 일 수 있다.
그리고, 보정 상수(Φ)는 모두 10이라고 가정할 때, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 20이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 40이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 70이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 130이다.
다음으로, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 각 테스트 패턴의 열화 정도를 판단하여, 각 테스트 패턴에 적용되어야 하는 기준 게인(Standard Gain; SGain)을 산출한다. 그리고, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 각 테스트 패턴에 대하여 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)와의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 도출한다.
즉, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 대하여 기준 게인(SGain)을 설정한 뒤, 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각에 대하여 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 설정한다.
구체적으로, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 각 테스트 패턴에 대하여 1+열화율 퍼센트(%)를 계산하여 기준 게인(SGain)을 산출한다.
상술한 열화율 퍼센트는 (목표 휘도-출력 휘도)/(목표 휘도)*100으로 도출될 수 있다.
여기서, 목표 휘도는 열화가 진행되지 않았더라면 출력할 수 있었던 초기 휘도를 의미하고, 출력휘도는 열화가 진행된 후의 출력되는 현재 휘도를 의미한다.
이하에서는 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4) 각각의 기준 게인(SGain) 산출에 대해서 구체적으로 살펴본다.
도 10에 도시된 바와 같이, 더미 영역(DA) 전체 화소(PX)에 1000nit의 휘도를 출력하였을 때, 에이징 기간 동안 서로 다른 계조를 구현하였던 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)은 서로 다른 휘도를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 테스트 패턴(TP1)은 980nit를 출력할 수 있고, 제2 테스트 패턴(TP2)은 960nit를 출력할 수 있고, 제3 테스트 패턴(TP3)은 930nit를 출력할 수 있고, 제4 테스트 패턴(TP4)은 870nit를 출력할 수 있다.
이에, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 열화율 퍼센트는 2%이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 열화율 퍼센트는 4%이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 열화율 퍼센트는 7%이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 열화율 퍼센트는 13%이다.
이를 기초로 기준 게인(SGain)을 계산하면, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
다음으로, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 제1 데이터 카운팅 단계(S113)에서 계산된 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 누적 데이터(Adata)와 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 기준 게인(SGain)의 비율을 산출한다.
전술한 바와 같이, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 20이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 40이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 70이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 130이다.
그리고, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
이에, 도 11a에 도시된 바와 같이, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 20일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02로 매칭하고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 40일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04로 매칭하고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 70일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07로 매칭하고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 130일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13로 매칭한다.
상술한 바와 같이, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 누적 데이터(Adata)와 기준 게인(SGain)의 관계를 산출한다.
다만, 도 11a에서는 누적 데이터(Adata)와 기준 게인(SGain)의 관계가 일정한 선형 그래프도 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 누적 데이터(Adata)와 기준 게인(SGain)의 관계는 비선형 그래프로 설정될 수도 있다.
다음으로, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111)에서 계산된 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 제1 테스트 패턴 내지 제4 테스트 패턴(TP1 내지 TP4)의 기준 게인(SGain)의 비율을 산출한다.
전술한 바와 같이, 제1 테스트 패턴(TP1)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.02V이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.07V이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에서 측정되는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.13V이다.
그리고, 제1 테스트 패턴(TP1)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 제2 테스트 패턴(TP2)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 제3 테스트 패턴(TP3)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 제4 테스트 패턴(TP4)에 대한 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
이에, 도 11b에 도시된 바와 같이, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.02V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.04V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.07V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.13V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13로 매칭한다.
상술한 바와 같이, 기준 게인 설정 단계(S115)에서, 에이징 단계(S110) 동안 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 기준 게인(SGain)의 관계를 산출한다.
도 11b에서는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 기준 게인(SGain)의 관계가 일정한 선형 그래프도 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 기준 게인(SGain)의 관계는 비선형 그래프로 설정될 수도 있다.
룩업 테이블 생성 단계(S117)에서는 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 도출하여, 룩업 테이블(LUT)을 생성한다.
전술한 바와 같이, 기준 게인 설정 단계(S115)에서 에이징 단계(S110) 동안 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압(Voled)의 관계를 산출한다.
이에, 룩업 테이블 생성 단계(S117)에서는 에이징 기간 동안 기준 게인(SGain)과 누적 데이터(Adata)의 관계 및 기준 게인(SGain)과 문턱 전압(Voled)의 관계에 기초하여, 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계를 도출함으로써, 룩업 테이블(LUT)을 생성한다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 20일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 40일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 70일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)가 130일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13 이다.
그리고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.02V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.02이고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.04V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.04이고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.07V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.07이고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.13V일 경우에, 기준 게인(SGain)은 1.13이다.
이에, 룩업 테이블 생성 단계(S117)에서는 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.02V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 20으로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.04V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 40으로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.07V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)는 70으로 매칭하고, 발광 소자의 문턱 전압 변화량(ΔVoled)이 0.13V일 경우에, 단위 시간 당 누적 데이터(Adata)를 130으로 매칭한다.
즉, 룩업 테이블 생성 단계(S117)에서는 에이징 단계(S110) 동안에, 실시간 게인 보정의 기준이 되는 문턱 전압 변화량(ΔVoled)과 누적 데이터(Adata)의 관계에 대한 룩업 테이블(LUT)를 산출할 수 있다.
이후, 구동 단계(S120)에의 제2 문턱 전압 센싱 단계(S121) 및 제2 데이터 카운팅 단계(S123)는 전술한 제1 문턱 전압 센싱 단계(S111) 및 제1 데이터 단계와 비교하여, 센싱 시점이 에이징 단계(S110) 동안이 아닌 구동 단계(S120) 동안인 점만 차이가 있고, 그 방식은 동일하므로 중복 설명은 생략하고, 이하에서는 게인 보정 단계(S125) 및 게인 적용 단계(S127)에 대해서 구체적으로 설명한다.
게인 보정 단계(S125)에서는 룩업 테이블(LUT)에 기초하여, 구동 기간 동안 게인(Gain)을 보정한다.
즉, 게인 보정 단계(S125)에서는 구동 단계(S120) 동안 제2 데이터 카운팅 단계(S123)에서 누적 데이터(Adata)를 산출하고, 제2 문턱 전압 센싱 단계(S121)에서 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 산출한 뒤, 구동 단계(S120) 동안 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)의 관계와 룩업 테이블(LUT)를 비교하여, 누적 데이터(Adata)를 보정하고, 보정된 누적데이터에 대응되도록 게인(Gain)을 보정한다.
보다 구체적으로는, 게인 보정 단계(S125)에서는 구동 단계(S120) 동안 누적 데이터(Adata)와 문턱 전압 변화량(ΔVoled)을 각각 측정한다. 이후, 게인 보정 단계(S125)에서는 룩업 테이블(LUT)에 대응되도록, 구동 기간 동안의 누적 데이터(Adata)를 보정한다. 이후, 게인 보정 단계(S125)에서는 보정된 누적 데이터에 따른 기준 게인으로 현재 상태의 게인(Gain)을 보정한다.
일예로, 도 13a를 참조하면, 구동 단계(S120) 동안 일정 시점에서, A지점에 나타난 바와 같이, 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V이고, 누적 데이터(Adata)는 70으로 측정될 수 있다.
이와 반면에, 룩업 테이블(LUT)에 따르면, B지점에 나타난 바와 같이, 문턱 전압 변화량(ΔVoled)은 0.04V일 때, 누적 데이터(Adata)는 40이다.
즉, 동일한 문턱 전압 변화량(ΔVoled)기준으로, 구동 단계(S120)에서 누적 데이터(Adata)가 에이징 기간 동안의 누적 데이터(Adata)보다 많으므로, 구동 단계(S120)에서 과보상됨을 의미한다.
이에, 게인 보정 단계(S125)에서는 룩업 테이블(LUT)에 대응되도록 구동 기간 동안에 누적 데이터(Adata)를 70(A 지점)에서 40(B 지점)으로 보정할 수 있다.
이에 따라, 게인 보정 단계(S125)에서는 보정된 누적 데이터에 따른 기준 게인(SGain)으로 현재 상태의 게인을 보정한다.
도 13b를 참조하면, 현재 상태(A 지점)에서 게인은 1.07이나, 보정된 누적 데이터에 대응하는 기준 게인(SGain)이 1.04이므로, 게인(Gain)을 1.07에서 1.04로 보정한다.
즉, 게인 보정 단계(S125)에서는 게인(Gain)을 보정함으로써, 구동 단계(S120)에서 과보상되는 현상을 방지할 수 있다.
그리고, 게인 적용 단계(S127)에서는 데이터 신호(Data)에 게인(Gain)을 적용하여 보정 데이터 신호(CData)를 생성한다.
즉, 게인 적용 단계(S127)에서는 데이터 신호(Data)에 보정된 게인(Gain)을 적용함으로써 보정 데이터 신호(CData)를 생성한다.
그리고, 보정 데이터 신호(CData)는 데이터 구동부(120)에 출력되어, 데이터 구동부(120)는 보상된 데이터 전압(Vdata)을 표시 패널(110)에 출력한다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법(S100)은 과보상을 방지하여 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 게인 적용 단계(S127)가 끝나고 난 이후에는 제2 문턱 전압 센싱 단계(S121)가 주기적으로 반복되어, 주기적으로 게인(Gain)을 보정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법(S100)은 룩업 테이블(LUT)에 기초한 게인 보정을 주기적으로 반복하여 실시할 수 있다.
이에, 14a에 도시된 바와 같이, 표시 패널(110)의 일 영역에는 데이터 신호(Data)가 과보상되어, 우측 상단에 높은 계조의 로고가 잔상으로 남을 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법(S100)에서, 구동 단계(S120)에서 주기적으로 기준 게인(SGain)에 맞도록 게인을 보정한다. 이에, 도 14b에 도시된 바와 같이, 표시 패널(110)의 일 영역에는 데이터 신호(Data)의 과보상 또는 저보상으로 인한 잔상이 남지 않게 된다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법(S100)은, 더미 영역(DA)에 배치된 테스트 패턴에 의하여 데이터 신호(Data) 보상의 적절성을 주기적으로 판단하여, 이상 보상을 방지하여 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널, 복수의 화소에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부, 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터에 따라, 데이터 신호를 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하는 데이터 보상부 및 보정 데이터 신호에 따라 데이터 전압을 생성하여, 데이터 전압을 표시 패널에 출력하는 데이터 구동부를 포함하고, 데이터 보상부는, 에이징 기간 동안 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블에 따라 데이터 신호를 주기적으로 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시 패널은 표시 영역 및 표시 영역의 적어도 하나의 측부에 배치되는 더미 영역을 포함하고, 더미 영역은 복수의 서브 더미 영역으로 구분되고, 복수의 서브 더미 영역 각각에는 동일 색을 표현하고, 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 테스트 패턴이 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 더미 영역은 마감재에 의해 가려져 외부에 노출되지 않을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 더미 영역은 적색 서브 더미 영역, 백색 서브 더미 영역, 녹색 서브 더미 영역 및 청색 서브 더미 영역으로 구분되고, 적색 서브 더미 영역에는 적색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 적색 테스트 패턴이 배치되고, 백색 서브 더미 영역에는 백색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 백색 테스트 패턴이 배치되고, 녹색 서브 더미 영역에는 녹색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 녹색 테스트 패턴이 배치되고, 청색 서브 더미 영역에는 청색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 청색 테스트 패턴이 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 문턱 전압 센싱부는 복수의 테스트 패턴을 구성하는 화소에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압의 변화량을 센싱할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 데이터 보상부는 복수의 화소를 안정화시키는 에이징 기간 및 복수의 화소를 구동하는 구동 기간으로 분할 구동되고, 데이터 신호를 카운팅하고 누적하여, 누적 데이터를 생성하는 데이터 카운팅부, 에이징 기간 동안 복수의 테스트 패턴의 열화 정도를 판단하여, 복수의 테스트 패턴에 대한 기준 게인을 설정하는 기준 게인 설정부, 에이징 기간 동안 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블을 생성하는 메모리부, 구동 기간 동안 룩업 테이블에 따라 게인을 보정하는 게인 보정부 및 데이터 신호에 보정된 게인을 적용하여 보정 데이터 신호를 생성하는 게인 적용부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 데이터 카운팅부는 데이터 신호에 가중 계수를 곱하고 보정 상수를 더한 값을 합산하여, 누적 데이터를 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 가중 계수는 데이터 신호의 세기가 높을수록 가중 계수는 높을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기준 게인 설정부는 복수의 테스트 패턴 각각에 대하여 기준 게인과 누적 데이터와의 관계 및 기준 게인과 문턱 전압 변화량의 관계를 도출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기준 게인 설정부는 1+열화율 퍼센트(%)를 계산하여 기준 게인을 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 메모리부는 기준 게인 설정부에서 도출된 기준 게인과 누적 데이터의 관계 및 기준 게인과 문턱 전압의 관계에 기초하여, 룩업 테이블을 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 게인 보정부는 구동 기간 동안의 누적 데이터와 문턱 전압 변화량의 관계와 룩업 테이블을 비교하여 누적 데이터를 보정하고, 보정된 누적 데이터에 대응되도록 게인을 보정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동 기간에서, 하나의 프레임은 액티브 구간, 더미 구간, 및 블랭크 구간으로 구분되고, 더미 구간에서 더미 영역에 배치되는 복수의 테스트 패턴을 구동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동 회로는 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 인가하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 상기 데이터 전압을 인가하는 스캔 트랜지스터 및 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압을 한 프레임 동안 유지시키는 저장 커패시터를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 센싱 회로는 센싱 신호에 따라, 상기 유기 발광 다이오드의 일 전극과 센싱 라인을 연결시키는 센싱 트랜지스터, 초기화 신호에 따라, 상기 센싱 라인에 초기화 전압을 인가하는 초기화 트랜지스터 및 샘플링 신호에 따라, 상기 센싱 라인에 인가된 전압을 상기 문턱 전압 센싱부에 인가하는 샘플링 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 복수의 테스트 패턴 각각에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블을 생성하는 에이징 단계 및 룩업 테이블에 따라 데이터 신호를 주기적으로 보정하여, 보정 데이터 신호를 생성하는 구동 단계를 포함하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 에이징 단계는 에이징 단계 동안에 문턱 전압의 변화량을 센싱하는 제1 문턱 전압 센싱 단계, 에이징 단계 동안에 데이터 신호에 가중 계수를 곱하고 보정 상수를 더한 값을 합산하여, 누적 데이터를 산출하는 제1 문턱 전압 센싱 단계, 에이징 단계 동안 복수의 테스트 패턴의 열화 정도를 판단하여, 복수의 테스트 패턴에 대한 기준 게인을 설정하는 기준 게인 설정 단계 및 에이징 단계 동안에 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 생성 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기준 게인 설정 단계에서 복수의 테스트 패턴 각각에 대하여 기준 게인과 누적 데이터와의 관계 및 기준 게인과 문턱 전압 변화량의 관계를 도출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기준 게인 설정 단계에서 1+열화율 퍼센트(%)를 계산하여 기준 게인을 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 룩업 테이블 생성 단계에서 기준 게인 설정 단계에서 도출된 기준 게인과 누적 데이터의 관계 및 기준 게인과 문턱 전압의 관계에 기초하여, 룩업 테이블을 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동 단계는 구동 단계 동안에 문턱 전압의 변화량을 센싱하는 제2 문턱 전압 센싱 단계, 구동 단계 동안에 데이터 신호에 가중 계수를 곱하고 보정 상수를 더한 값을 합산하여, 누적 데이터를 산출하는 제2 문턱 전압 센싱 단계, 룩업 테이블에 따라 게인을 보정하는 게인 보정 단계 및 데이터 신호에 보정된 게인을 적용하여 보정 데이터 신호를 생성하는 게인 적용 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 게인 보정 단계에서, 구동 단계 동안의 누적 데이터와 문턱 전압 변화량의 관계와 룩업 테이블을 비교하여, 누적 데이터를 보정하고, 보정된 누적 데이터에 대응되도록 게인을 보정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 게인 적용 단계 이후에 제2 문턱 전압 센싱 단계가 주기적으로 반복될 수 있다.
100: 표시 장치
110: 표시 패널
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
140: 타이밍 제어부
150: 문턱 전압 센싱부
160: 데이터 보상부
161: 데이터 카운팅부
163: 기준 게인 설정부
165: 메모리부
167: 게인 보정부
169: 게인 적용부
Data: 데이터 신호
AData: 누적 데이터
CData: 보정 데이터
Voled: 문턱 전압
DCS: 데이터 제어 신호
GCS: 게이트 제어 신호
AA: 표시 영역
DA: 더미 영역
DL: 데이터 라인
GL: 게이트 라인
SL: 센싱 라인
PX: 화소
SAM: 샘플링 신호
REF: 초기화 신호
SEN: 센싱 신호
SCAN: 스캔 신호
Vdata: 데이터 전압
VREF: 초기화 전압
Tsc: 스캔 트랜지스터
Tdr: 구동 트랜지스터
Tsen: 센싱 트랜지스터
Tsam: 샘플링 트랜지스터
Tsen: 센싱 트랜지스터
Tref: 초기화 트랜지스터
Cst: 저장 커패시터
N1: 제1 노드
N2: 제2 노드
N2: 제2 노드
OLED: 유기 발광 다이오드
RDA: 적색 서브 더미 영역
WDA: 백색 서브 더미 영역
GDA: 녹색 서브 더미 영역
BDA: 청색 서브 더미 영역
TP: 테스트 패턴
LUT: 룩업 테이블
SGain: 기준 게인
S100: 표시 장치의 구동 방법
S110: 에이징 단계
S111: 제1 문턱 전압 센싱 단계
S113: 제1 데이터 카운팅 단계
S115: 기준 게인 설정 단계
S117: 룩업 테이블 생성 단계
S120: 구동 단계
S121: 제2 문턱 전압 센싱 단계
S123: 제2 데이터 카운팅 단계
S125: 게인 보정 단계
S127: 게인 적용 단계

Claims (16)

  1. 복수의 화소를 포함하는 표시 패널;
    상기 복수의 화소에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압을 센싱하는 문턱 전압 센싱부;
    상기 문턱 전압의 변화량 및 누적 데이터에 따라, 데이터 신호를 보정하여 보정 데이터 신호를 생성하는 데이터 보상부; 및
    상기 보정 데이터 신호에 따라 데이터 전압을 생성하여, 상기 데이터 전압을 상기 표시 패널에 출력하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 데이터 보상부는,
    상기 문턱 전압의 변화량 및 상기 누적 데이터의 관계가 기재되는 룩업 테이블에 따라 상기 데이터 신호를 주기적으로 보정하여 상기 보정 데이터 신호를 생성하는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은
    표시 영역 및 상기 표시 영역의 적어도 하나의 측부에 배치되는 더미 영역을 포함하고,
    상기 더미 영역은 복수의 서브 더미 영역으로 구분되고,
    상기 복수의 서브 더미 영역 각각에는 동일 색을 표현하고, 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 테스트 패턴이 배치되는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 더미 영역은 마감재에 의해 가려져 외부에 노출되지 않는, 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 더미 영역은 적색 서브 더미 영역, 백색 서브 더미 영역, 녹색 서브 더미 영역 및 청색 서브 더미 영역으로 구분되고,
    상기 적색 서브 더미 영역에는 적색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 적색 테스트 패턴이 배치되고,
    상기 백색 서브 더미 영역에는 백색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 백색 테스트 패턴이 배치되고,
    상기 녹색 서브 더미 영역에는 녹색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 녹색 테스트 패턴이 배치되고,
    상기 청색 서브 더미 영역에는 청색을 표현하나 서로 다른 계조를 표현하는 복수의 청색 테스트 패턴이 배치되는, 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 문턱 전압 센싱부는,
    상기 복수의 테스트 패턴을 구성하는 화소에 구비되는 발광 소자의 문턱 전압의 변화량을 센싱하는, 표시 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 데이터 보상부는,
    상기 복수의 화소를 안정화시키는 에이징 기간 및 상기 복수의 화소를 구동하는 구동 기간으로 분할 구동되고,
    상기 데이터 신호를 카운팅하고 누적하여, 상기 누적 데이터를 생성하는 데이터 카운팅부;
    상기 에이징 기간 동안 상기 복수의 테스트 패턴의 열화 정도를 판단하여, 상기 복수의 테스트 패턴에 대한 기준 게인을 설정하는 기준 게인 설정부;
    상기 에이징 기간 동안, 상기 룩업 테이블을 생성하는 메모리부;
    상기 구동 기간 동안 상기 룩업 테이블에 따라 게인을 보정하는 게인 보정부; 및
    상기 데이터 신호에 상기 보정된 게인을 적용하여 상기 보정 데이터 신호를 생성하는 게인 적용부를 포함하는, 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 데이터 카운팅부는,
    상기 데이터 신호에 가중 계수를 곱하고 보정 상수를 더한 값을 합산하여, 상기 누적 데이터를 산출하는, 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가중 계수는 상기 데이터 신호의 세기가 높을수록 가중 계수는 높은, 표시 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 기준 게인 설정부는,
    상기 복수의 테스트 패턴 각각에 대하여 상기 기준 게인과 상기 누적 데이터와의 관계 및 상기 기준 게인과 상기 문턱 전압 변화량의 관계를 도출하는, 표시 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 기준 게인 설정부는,
    1+열화율 퍼센트(%)를 계산하여 상기 기준 게인을 산출하는, 표시 장치.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 메모리부는,
    상기 기준 게인 설정부에서 도출된 상기 기준 게인과 상기 누적 데이터의 관계 및 상기 기준 게인과 상기 문턱 전압의 관계에 기초하여, 상기 룩업 테이블을 생성하는, 표시 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 게인 보정부는,
    구동 기간 동안의 누적 데이터와 문턱 전압 변화량의 관계와 상기 룩업 테이블을 비교하여 상기 누적 데이터를 보정하고, 보정된 누적 데이터에 대응되도록 상기 게인을 보정하는, 표시 장치.
  13. 제6 항에 있어서,
    상기 구동 기간에서,
    하나의 프레임은 액티브 구간, 더미 구간, 및 블랭크 구간으로 구분되고,
    상기 더미 구간에서,
    상기 더미 영역에 배치되는 복수의 테스트 패턴을 구동하는, 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은,
    상기 발광 소자인 유기 발광 다이오드;
    상기 유기 발광 다이오드를 구동하는 구동 회로; 및
    상기 유기 발광 다이오드의 문턱 전압을 센싱하는 센싱 회로를 포함하는, 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 구동 회로는,
    상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 인가하는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 상기 데이터 전압을 인가하는 스캔 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압을 한 프레임 동안 유지시키는 저장 커패시터;를 포함하는, 표시 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    센싱 신호에 따라, 상기 유기 발광 다이오드의 일 전극과 센싱 라인을 연결시키는 센싱 트랜지스터;
    초기화 신호에 따라, 상기 센싱 라인에 초기화 전압을 인가하는 초기화 트랜지스터; 및
    샘플링 신호에 따라, 상기 센싱 라인에 인가된 전압을 상기 문턱 전압 센싱부에 인가하는 샘플링 트랜지스터;를 포함하는, 표시 장치.
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