KR20210116791A - 표시장치 및 표시장치의 구동방법 - Google Patents

표시장치 및 표시장치의 구동방법 Download PDF

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Abstract

표시장치 및 이의 구동방법이 제공된다. 그 중 표시장치는, 표시장치에 있어서, 복수의 화소들을 포함하는 표시부, 및 상기 표시부의 외부에 위치하고, 센싱 라인들을 통해 상기 각 화소 내 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 열화를 보상하는 센싱부를 포함하되, 상기 표시장치는 상기 센싱부가 상기 열화 정보를 센싱하는 제1 센싱 구간을 포함하고, 상기 제1 센싱 구간은 상기 표시장치가 영상을 표시하기 위한 전원이 공급되지 않는 파워-오프 구간, 상기 표시장치가 턴-온 되는 파워-온 구간, 및 상기 표시장치가 턴-온 된 이후 영상이 지속적으로 표시되는 영상 표시 구간에 모두 포함된다.

Description

표시장치 및 표시장치의 구동방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시장치 및 표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
일반적인 스마트폰과 같은 표시 장치는 적어도 하나 이상의 표시 영역을 포함할 수 있다. 표시 영역은 데이터 출력 장치로서, 입력된 데이터가 표시될 수 있다. 또한, 표시 영역은 터치 센서가 구비되어, 터치 스크린으로 동작될 수 있다. 이러한 표시 영역은 표시 장치의 전면에 채용되어, 각종 정보를 표시할 수 있다.
최근 영상 표시 장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode; OLED) 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다.
그 중 유기발광 표시장치에서, 화소는 복수의 트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 유기 발광 다이오드를 포함한다. 화소들 사이의 편차(예를 들어, 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 산포)에 의해 화소들 간의 휘도의 차이가 발생하고, 휘도 차이가 얼룩으로 시인될 수 있다. 얼룩을 보정하기 위해 다양한 얼룩 보상 알고리즘에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 구동 트랜지스터의 열화를 센싱하고, 보상하는 구간의 길이가 최소화된 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 표시장치가 파워-온되거나, 영상을 표시하는 구간에도, 구동 트랜지스터의 열화를 센싱하고, 보상하는 표시장치 및 이의 구동방법을 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 표시장치는, 표시장치에 있어서, 복수의 화소들을 포함하는 표시부, 및 상기 표시부의 외부에 위치하고, 센싱 라인들을 통해 상기 각 화소 내 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 열화를 보상하는 센싱부를 포함하되, 상기 표시장치는 상기 센싱부가 상기 열화 정보를 센싱하는 제1 센싱 구간을 포함하고, 상기 제1 센싱 구간은 상기 표시장치가 영상을 표시하기 위한 전원이 공급되지 않는 파워-오프 구간, 상기 표시장치가 턴-온 되는 파워-온 구간, 및 상기 표시장치가 턴-온 된 이후 영상이 지속적으로 표시되는 영상 표시 구간에 모두 포함된다.
상기 제1 센싱 구간은 10μs 내지 100μs일 수 있다.
상기 표시장치는, 상기 각 화소에 주사 라인을 통해 주사 신호를 제공하는 제1 주사 구동부, 상기 각 화소에 센싱 주사 라인을 통해 센싱 주사 신호를 제공하는 제2 주사 구동부, 및 상기 각 화소에 데이터 라인을 통해 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 각 화소는 상기 구동 트랜지스터인 제1 트랜지스터, 상기 데이터 라인과 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결되고, 상기 주사 신호의 제어에 의해 온-오프 되는 제2 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터의 일 전극과 상기 각 센싱 라인 사이에 배치되고, 상기 센싱 주사 신호의 제어에 의해 온-오프 되는 제3 트랜지스터를 포함하되, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 상기 제1 센싱 구간에서 동시에 턴-온 및 턴-오프될 수 있다.
상기 센싱부는, 입력 단자가 상기 센싱 라인에 연결되는 복수의 멀티플렉서들을 포함하는 멀티플렉서부, 및 상기 센싱 라인들로부터 수신된 센싱 신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호인 센싱 데이터를 생성하는 아날로그-디지털 컨버터부를 포함할 수 있다.
상기 센싱부는, 상기 멀티플렉서부와 상기 아날로그-디지털 컨버터부 사이에 배치되고, 복수의 연산 증폭기를 포함하는 연산 증폭기부를 더 포함할 수 있다.
상기 연산 증폭기부에 포함된 연산 증폭기의 개수는 상기 센싱 라인들의 개수 이하일 수 있다.
상기 센싱 라인들에 흐르는 전류를 적분, 샘플링 및 스케일링 하고, 상기 각 멀티플렉서의 일 출력 단자에서의 출력을 차동 증폭하는 제1 연산 증폭기 및 제2 연산 증폭기, 및 반전 입력 단자가 각 멀티플렉서의 다른 출력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자에는 초기화 전압이 제공되는 제3 연산 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 제1 연산 증폭기 및 상기 제2 연산 증폭기는 각각 인접하는 두 홀수번째 또는 짝수번째 센싱 라인으로부터 신호가 입력되고, 상기 제3 연산 증폭기는 상기 두 센싱 라인 사이의 센싱 라인으로부터 신호가 입력될 수 있다.
상기 표시장치는 상기 파워-오프 구간 동안 상기 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 제1 센싱 구간보다 길이가 긴 제2 센싱 구간을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 센싱 구간은 30ms 이상일 수 있다.
상기 표시장치는 상기 제2 센싱 구간에서 센싱된 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 파워-오프 구간, 상기 파워-온 구간, 및 상기 영상 표시 구간에 각각 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 제1 내지 제3 보상 구간들을 더 포함할 수 있다.
상기 표시장치는 상기 파워-오프 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 파워-온 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제2 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 제4 보상 구간을 더 포함할 수 있다.
상기 표시장치는 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 영상 표시 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제3 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 제5 보상 구간을 더 포함할 수 있다.
상기 제5 보상 구간은 상기 영상 표시 구간에 복수 회 포함되되, 상기 각 제5 보상 구간에서 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 스텝 단위로 보상될 수 있다.
상기 영상 표시 구간에 포함되는 상기 제1 센싱 구간은, 영상 표시가 멈추는 수직 블랭킹 구간에 포함될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은, 영상을 표시하기 위한 전원이 공급되지 않는 파워-오프 구간, 턴-온 되는 파워-온 구간, 및 턴-온 된 이후 영상이 지속적으로 표시되는 영상 표시 구간을 가지는 표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 파워-오프 구간, 상기 파워-온 구간, 및 상기 영상 표시 구간은 각각 화소 내 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하는 제1 센싱 구간, 및 상기 파워-오프 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 파워-온 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제2 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 보상 구간을 포함하되, 상기 제1 센싱 구간은 10μs 내지 100μs이다.
상기 표시장치의 구동방법은 상기 파워-오프 구간 동안 상기 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 제1 센싱 구간보다 길이가 긴 제2 센싱 구간을 더 포함하되, 상기 제2 센싱 구간은 30ms 이상일 수 있다.
상기 표시장치의 구동방법은 상기 제2 센싱 구간에서 센싱된 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 파워-오프 구간, 상기 파워-온 구간, 및 상기 영상 표시 구간에 각각 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 보상 구간을 더 포함할 수 있다.
상기 표시장치의 구동방법은 상기 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 영상 표시 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제3 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 보상 구간을 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 표시장치는 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 구간의 길이가 최소화될 수 있다.
또한, 표시장치가 영상을 표시하는 구간에서 구동 트랜지스터의 열화가 센싱되고 보상되더라도, 사용자에게 시인되는 것이 최소화될 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 표시장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 화소, 데이터 구동부 및 센싱부의 개략적인 연결관계를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부의 일부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 4의 일 예로서 도시된 센싱부의 회로도이다.
도 6은 도 5의 회로도에서 홀수 센싱 라인 센싱 구간 동안 신호의 개략적인 흐름을 도시한 개념도이다.
도 7은 도 5의 회로도에서 짝수 센싱 라인 센싱 구간 동안 신호의 개략적인 흐름을 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로에서 제1 센싱 구간 내 시간 대비 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 값을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센싱 구간에서 구동 트랜지스터의 게이트-소스간 전압에 따른 센싱 데이터 값과 관련된 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 방법과 관련된 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 구간에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 보상되는 것을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센싱 구간의 개념을 나타내는 그래프이다.
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.
표시장치는 유기발광 표시장치, 양자점 발광 표시장치 및 마이크로 LED 표시장치 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 표시장치로서 유기발광 표시장치를 예로 들어 설명하기로 한다. 다만, 이에 제한되지 않고 발명의 사상을 변경하지 않는 한 본 발명의 사상이 다른 표시장치에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 화소, 데이터 구동부 및 센싱부의 개략적인 연결관계를 도시한 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시장치(100)는 표시부(110), 타이밍 제어부(120), 데이터 구동부(131), 센싱부(133), 제1 주사 구동부(141), 제2 주사 구동부(143), 초기화 전압 결정부(150) 및 전압 발생부(160)를 포함한다.
표시부(110)는 복수의 화소들(PX), 복수의 주사 라인들(SL1, SL2, SLN), 복수의 센싱 주사 라인들(SSL1, SSL2, SSLn), 복수의 데이터 라인들(DL1, DL2, DLM) 및 복수의 센싱 라인(SDL1, SDL2, SDLm)을 포함한다(여기서, n, N, m 및 M 은 자연수이다.).
화소들(PX)은 복수의 화소 행들과 복수의 화소 열들을 포함하는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 화소 행은 상기 표시부(110)에 대해서 수평 라인에 대응하고, 상기 화소 열은 수직 라인에 대응할 수 있다.
각 화소(PX)는 화소 회로를 포함하고, 상기 화소 회로는 복수의 트랜지스터들과 상기 복수의 트랜지스터들에 의해 구동하는 유기 발광 다이오드를 포함한다.
예를 들면, 상기 화소 회로는 데이터 라인(DLj), 센싱 라인(SDLj), 주사 라인(SLi), 센싱 주사 라인(SSLi), 제1 트랜지스터(T1), 발광 소자(LD), 제2 트랜지스터(T2), 스토리지 커패시터(Cst) 및 제3 트랜지스터(T3)를 포함한다(여기서, j는 1 이상 n, N 이하이고, i는 1 이상 m, M이하인 자연수이다.).
데이터 라인(DLj)은 상기 데이터 구동부(131)의 출력 단자와 연결되고 상기 화소 회로에 데이터 전압(Vdata)을 전달한다.
센싱 라인(SDLj)은 상기 센싱부(133)와 연결된다. 상기 센싱 라인(SDLj)은 영상 표시 구간에 초기화 전압(VINT)을 상기 화소 회로에 전달할 수 있고, 센싱 구간에는 상기 화소 회로에 형성된 센싱 신호를 상기 센싱부(133)에 전달할 수 있다. 센싱 라인(SDLj)에는, 접지 단자와의 사이에서 라인 커패시터(CLINE)이 형성될 수 있다.
주사 라인들(SL1, SL2, SLN)은 상기 제1 주사 구동부(141)의 출력 단자와 연결되고, 상기 제1 주사 구동부(141)에서 생성된 주사 신호(SCAN[n])를 상기 화소 회로에 전달한다. 상기 주사 신호(SCAN[n])는 상기 제2 트랜지스터(T2)를 턴-온시키는 구간을 포함한다.
센싱 주사 라인들(SSL1, SSL2, SSLn)은 상기 제2 주사 구동부(143)의 출력 단자와 연결될 수 있고, 상기 제2 주사 구동부(143)에서 생성된 센싱 주사 신호(SENSE[n])를 상기 화소 회로에 전달한다. 상기 센싱 주사 신호(SENSE[n])는 상기 제3 트랜지스터(T3)를 턴-온시키는 구간을 포함한다.
제1 트랜지스터(T1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 연결된 게이트 전극, 제1 전원 전압(ELVDD)을 수신하는 제1 전극 및 발광 소자(LD)의 애노드 전극에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제1 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터로 명명될 수 있다.
발광 소자(LD)는 상기 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 연결된 애노드 전극과 제2 전원 전압(ELVSS)을 수신하는 캐소드 전극을 포함한다.
제2 트랜지스터(T2)는 주사 라인(SLi)에 연결된 게이트 전극, 상기 데이터 라인(DLj)에 연결된 제1 전극 및 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 주사 신호(SCAN[n])의 제어에 따라, 데이터 전압(Vdata)을 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 제공할 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DLj)과 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 사이에 배치되고, 주사 신호(SCAN[n])의 제어에 의해 온-오프 될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결된 제1 전극 및 상기 발광 소자(LD)의 애노드 전극(상기 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극) 사이에 연결된 제2 전극을 포함한다.
제3 트랜지스터(T3)는 상기 센싱 주사 라인(SSLi)에 연결된 게이트 전극, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 연결된 제1 전극 및 상기 센싱 라인(SDLj)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)는 센싱 주사 신호(SENSE[n])의 제어에 따라, 구동 트랜지스터에 흐르는 전류 정보 또는 애노드 전극의 전압 정보를 센싱 라인(SDLj)을 통해 센싱부(133)에 제공할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터의 제2 전극과 센싱 라인(SDLj) 사이에 배치되고, 센싱 주사 신호(SENSE[n])의 제어에 의해 온-오프 될 수 있다.
타이밍 제어부(120)는 외부 그래픽 장치로부터 제어 신호(CONT) 및 영상 데이터(DATA)를 수신한다. 상기 타이밍 제어부(120)는 상기 제어 신호(CONT)에 기초하여 복수의 제어 신호들을 생성한다.
복수의 제어 신호들은 상기 데이터 구동부(131)를 제어하는 제1 제어 신호(CONT1), 상기 제1 주사 구동부(141)를 제어하는 제2 제어 신호(CONT2), 제2 주사 구동부(143)를 제어하는 제3 제어 신호(CONT3), 및 상기 초기화 전압 결정부(150)를 제어하는 제4 제어 신호(CONT4)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(131)는 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 기초하여 상기 타이밍 제어부(120)로부터 제공된 보정 영상 데이터(DATAc)를 디지털 아날로그 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 생성하고, 상기 데이터 전압(Vdata)을 복수의 데이터 라인들(DL1, DL2, DLM)에 출력한다.
데이터 구동부(131)는 증폭기(Amplifier)를 포함할 수 있다. 데이터는 증폭기를 통해 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인들(DL1, DL2, DLM)에 출력할 수 있다.
또한, 데이터 구동부(131)는 대응하는 화소(PX) 내 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 센싱하기 위한 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인들(DL1, DL2, DLM)에 출력할 수 있다.
센싱부(133)는 상기 복수의 센싱 라인들(SDL1, SDL2, SDLm)으로부터 수신된 센싱 신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호인 센싱 데이터(SD)를 생성한다. 센싱부(133)는 상기 센싱 데이터(SD)를 상기 타이밍 제어부(120)에 제공할 수 있다.
일 실시예로, 센싱부(133)는 표시부(110) 외부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(133)는 표시장치(100)내 데이터 구동부(131)와 함께 드라이버 IC 형태로 구비될 수 있다.
센싱부(133)는 센싱 신호를 수신하는 제1 입력 단자, 초기화 전압(VINT)을 수신하는 제2 입력 단자를 포함하고, 출력 단자로 아날로그 신호를 출력하는 연산 증폭기부(220)를 포함할 수 있다.
연산 증폭기부(220)는 제1 입력 단자와 출력 단자 사이에 형성된 초기화 커패시터(CINT)를 포함할 수 있다. 연산 증폭기부(220)의 출력 단자에는 접지 단자와 사이에 출력 커패시터(CO)가 형성될 수 있다.
센싱부(133)는 센싱 신호를 아날로그 디지털 변환하여 출력 단자로 센싱 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 컨버터(240)를 포함할 수 있다. 센싱부(133)는 연산 증폭기부(220)의 출력 단자와 아날로그-디지털 컨버터(240) 사이에 연결된 스위칭 부재(230, 후술하는 스위칭 매트릭스)를 포함할 수 있다. 센싱 라인(SDLj)으로부터 수신된 센싱 신호는 연산 증폭기부(220), 스위칭 매트릭스(230) 및 아날로그-디지털 컨버터(240)를 차례로 통해 센싱 데이터를 출력할 수 있다.
본 도면에서 도시하지 않았으나, 센싱부(133)는 멀티플렉서를 더 포함할 수 있고 이에 대한 설명은 도 4 등에서 후술된다.
일 실시예에 따르면, 타이밍 제어부(120)는 상기 센싱 데이터에 기초하여 상기 화소 회로의 열화를 보상하기 위한 보정 값(예, 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 값)을 산출하고, 상기 보정 값에 기초하여 보정 영상 데이터(DATAc)를 생성한다.
일 실시예에 따르면, 타이밍 제어부(120)는 상기 보정 값에 기초하여 초기화 전압(VINT)의 레벨을 보정하도록 상기 초기화 전압 결정부(150)를 제어할 수 있다.
제1 주사 구동부(141)는 상기 제2 제어 신호(CONT2)에 기초하여 복수의 주사 신호들(SCAN[n])을 생성하고, 상기 복수의 주사 신호들(SCAN[n])을 상기 복수의 주사 라인들(SL1, SL2, SLN)에 순차적으로 출력할 수 있다.
제2 주사 구동부(143)는 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 기초하여 복수의 센싱 주사 신호들(SENSE[n])을 생성하고, 상기 복수의 센싱 주사 신호들(SENSE[n])을 상기 복수의 센싱 주사 라인들(SSL1, SSL2, SSLn)에 순차적으로 출력할 수 있다.
다만, 본 실시예에서 제1 주사 구동부(141)와 제2 주사 구동부(143)가 별개인 것으로 도시했으나, 다른 실시예에서 하나의 주사 구동부가 제1 주사 구동부(141), 제2 주사 구동부(143)의 기능을 각각 수행하는 서브 주사 구동부를 포함하는 하나의 주사 구동부의 형태로 표시장치에 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 화소 회로에 인가되는 센싱 주사 신호(SENSE[n])에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온 되는 구간은 주사 신호(SCAN[n])에 의해 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온 되는 구간과 서로 중첩될 수 있다.
초기화 전압 결정부(150)는 프레임의 영상 데이터(DATA)를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 복수의 블록들 각각에 대응하여 복수의 블록 휘도 값들을 산출한다.
초기화 전압 결정부(150)는 상기 복수의 블록 휘도 값들 중 최대 휘도 값과 최소 휘도 값을 추출하고, 상기 최대 휘도 값과 상기 최소 휘도 값 사이의 휘도 차이 값을 산출한다. 상기 초기화 전압 결정부(150)는 상기 휘도 차이 값에 기초하여 프레임 마다 초기화 전압(VINT)의 레벨을 결정한다.
전압 발생부(160)는 외부 전원 전압을 이용하여 상기 표시부(110)를 구동하기 위한 복수의 구동 전압들을 생성한다. 상기 복수의 구동 전압들은 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS) 및 복수의 초기화 전압들(VINT)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전압 발생부(160)는 상기 초기화 전압 결정부(150)에서 결정된 초기화 전압(VINT)의 레벨에 대응하는 프레임 별 초기화 전압(VINT)을 생성한다. 상기 전압 발생부(160)는 프레임 별 초기화 전압(VINT)을 상기 센싱부(133)에 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 3을 함께 참조하면, 표시장치(100)는 구동방법에 있어서, 영상을 표시하기 위한 전원이 공급되지 않는 파워-오프 구간, 사용자에 의해 표시장치(100)가 턴-온 되는 파워-온 구간, 표시장치(100)가 턴-온 된 이후 영상이 지속적으로 표시되는 영상 표시 구간을 가질 수 있다. 도 3은 상술한 구간들 중 파워-온 구간을 예시적으로 도시했다.
일 실시예로, 표시장치(100)는 파워-오프 구간, 파워-온 구간, 및 영상 표시 구간 중 적어도 하나의 구간에 각각 제1 센싱 구간(SSP1)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 파워-오프 구간, 파워-온 구간 및 영상 표시 구간 중 적어도 하나의 구간에 각각 적어도 한번의 제1 센싱 구간(SSP1)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 센싱 구간(SSP1)은 파워-온 구간 및/또는 영상 표시 구간에 복수회 포함될 수 있다.
일 실시예로, 제1 센싱 구간(SSP1)에서, 데이터 구동부(131)는 증폭기를 통해 발광 소자(LD)의 애노드 전극의 전위를 정전압으로 유지하고, 제1 주사 구동부(141) 및 제2 주사 구동부(143)는 각각 게이트-온 레벨의 주사 신호(SCAN[n]), 센싱 주사 신호(SENSE[n])를 화소 회로에 공급함으로써, 제2 트랜지스터(T2)와 제3 트랜지스터(T3)를 동시에 턴-온 및 턴-오프 시킬 수 있다. 이때, 센싱부(133)는 정전류 구동으로 전류를 센싱할 수 있다. 여기서, 제1 센싱 구간(SSP1)은 화소 회로 내 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하는 구간으로 정의될 수 있다.
제1 센싱 구간(SSP1)은 비교적 짧은 시간을 갖기 때문에, 표시장치(100)가 파워-온 구간이나, 영상 표시 구간의 적어도 일부 기간에 포함되더라도 센싱된 전류를 통해 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 판단할 수 있다. 제1 센싱 구간(SSP1)은 신속 전류 센싱(Fast U sensing, FUSEN) 구간으로 명명될 수 있다.
일 실시예로, 제1 센싱 구간(SSP1)에서, 주사 신호와 센싱 신호가 동일하도록 제어될 수 있다. 이에 따라, 제1 주사 구동부(141) 및 제2 주사 구동부(143)의 회로 구성이 종래의 주사 구동부 대비 단순화되어, 사이즈 및 신뢰성 등의 여러 측면에서 유리할 수 있다. 또한, 센싱부(133)가 연산 증폭기를 구비함으로써, 종래 파워-오프 구간에서 수행되던 센싱 시간(제2 센싱 구간)의 길이 대비 제1 센싱 구간(SSP1)의 길이가 짧아질 수 있다. 일 실시예로, 제1 센싱 구간(SSP1)의 길이는 약 10μs 내지 약 100μs 일 수 있다. 이에 따라, 표시장치(100)의 구동 방법에 있어서, 표시장치(100)가 파워-오프 구간뿐만 아니라, 파워-온 구간이나 영상 표시 구간에서도 제1 트랜지스터의 열화를 센싱할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 센싱 구간(SSP1)에서 판단되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 통해, 파워-오프 구간에서 초기화 전압(VINT)의 레벨을 가변 시킴으로써 문턱 전압 특성을 개선하고, 파워-온 구간 및 영상 표시 구간 중 적어도 하나의 구간에서 프레임 별 영상의 휘도 특성에 기초하여 초기화 전압의 레벨을 가변 시킴으로써 문턱 전압 특성 개선(열화 보상)을 통해 사용자에 시인되는 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 구동 트랜지스터에 제공되는 초기화 전압의 특성에 의해 개선될 수 있고, 이와 같은 동작을 수행하는 구간을 보상 구간으로 정의될 수 있다. 일 실시예로, 보상 구간은 제1 센싱 구간(SSP1)(또는, 제2 센싱 구간)과 실질적으로 동시간의 구간일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 다른 실시예에서, 보상 구간은 제1 센싱 구간(SSP1)(또는, 제2 센싱 구간) 이후의 구간일 수도 있다. 보상 구간에 대한 설명은 도 10을 통해 후술된다.
한편, 실시예에 따라, 표시장치(100)는 파워-오프 구간에서 제2 센싱 구간을 포함할 수 있다. 제2 센싱 구간은 구동 트랜지스터를 소스-팔로우(Source Follow) 형태로 하여 전류를 센싱하는 구간에 해당한다. 예를 들어, 제2 센싱 구간 및 이에 따르는 보상 구간에서는 화소들(PX)에 블랙 데이터 전압을 입력하고, 초기화 시켜준 후, 센싱하고, 다시 블랙 데이터 전압을 입력하는 과정이 수행될 수 있다. 제2 센싱 구간은 제1 센싱 구간(SSP)과 마찬가지로, 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱할 수 있다. 제2 센싱 구간은 제1 센싱 구간 대비 시간의 길이가 길 수 있다. 일 실시예로, 제2 센싱 구간은 포화(Saturation) 시간을 고려할 때, 일 화소(PX) 당 약 30ms 이상의 길이일 수 있다. 예를 들어, 표시장치(100)가 UHD 해상도를 가질 때, 전체 화소들(PX)의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 판단하는 제2 센싱 구간의 총 길이는 약 5분 내지 약 10분일 수 있다.
이하에서, 신속 전류 센싱을 위한 센싱부(133)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부의 일부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 5는 도 4의 일 예로서 도시된 센싱부의 회로도이다. 도 6은 도 5의 회로도에서 홀수 센싱 라인 센싱 구간 동안 신호의 개략적인 흐름을 도시한 개념도이다. 도 7은 도 5의 회로도에서 짝수 센싱 라인 센싱 구간 동안 신호의 개략적인 흐름을 도시한 개념도이다.
도 4 내지 도 7에 있어서, 도시된 도면들은 인접하여 배치된 4개의 센싱 라인들(SDL[2n-1], SDL[2n], SDL[2n+1], SDL[2n+2])과 직접 관련된 소자들을 나타낸 센싱부(133)의 일부를 도시하였다. 또한, 도 6 및 도 7에 있어서, 제1 센싱 구간(SSP1)에서 수행되는 신호의 대한 개념을 설명하기 위해 그 흐름을 도시하였다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 센싱부(133)는 멀티플렉서부(210), 연산 증폭기부(220), 스위치 매트릭스(230) 및 아날로그-디지털 컨버터부(240)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 센싱부(133)는 접지 전위가 인가되는 접지 단자(207)와 전기적으로 연결된 입력 단자, 초기화 전압(VINT)이 인가되는 초기화 단자(206)와 전기적으로 연결된 입력 단자 및 센싱 라인을 측정하기 위해 임의의 전압(VCAL_EXT)을 공급하는 외부 단자(205) 와 전기적으로 연결된 입력 단자를 더 포함할 수 있다.
멀티플렉서부(210)는 각각의 입력 단자가 적어도 하나의 센싱 라인에 연결된 복수의 멀티플렉서들(211, 212)을 포함할 수 있다. 각 멀티플렉서(211, 212)의 출력 단자는 연산증폭기(221, 222, 223)의 일 입력 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예로 각 멀티플렉서(211, 212)의 입력 단자는 인접하는 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])과 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])에 연결될 수 있다. 제1 센싱 구간(SSP1)에서, 두 센싱 라인의 센싱 값을 차동 증폭하기 위해, 제1 기간(홀수 센싱 라인 센싱 구간)과 제2 기간(짝수 센싱 라인 센싱 구간)으로 나누어 센싱 동작이 수행될 수 있다. 도 5 내지 도 7에서는 설명의 편의상 제1 내지 제4 센싱 라인(SDL1, SDL2, SDL3, SDL4)에 연결된 멀티플렉서(211, 212)를 예시했다. 예를 들어, 제1 멀티플렉서(211)의 입력 단자들(201, 202)은 하나의 홀수 센싱 라인(예, SDL[2n-1])인 제1 센싱 라인(SDL1) 및 하나의 짝수 센싱 라인(예, SDL[2n])인 제2 센싱 라인(SDL2)에 연결될 수 있다. 제2 멀티플렉서(212)의 입력 단자들(203, 204)은 하나의 홀수 센싱 라인(예, SDL[2n+1])인 제3 센싱 라인(SDL3) 및 하나의 짝수 센싱 라인(예, SDL[2n+2])인 제4 센싱 라인(SDL4)에 연결될 수 있다.
일 실시예로, 각 멀티플렉서(211, 212)는 2:1 MUX 구조일 수 있다. 각 멀티플렉서(211, 212)는 복수의 스위칭 소자(SW_CH_EVEN, SW_CH_ODD, SW_CH_DUM)를 포함할 수 있다. 복수의 스위칭 소자(SW_CH_EVEN, SW_CH_ODD, SW_CH_DUM)는 제1 기간에서 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])을 센싱하기 위해 턴-온 되는 스위칭 소자들(SW_CH_ODD), 제2 기간에서 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])을 센싱하기 위해 턴-온 되는 스위칭 소자들(SW_CH_EVEN) 및 더미 스위칭 소자들(SW_CH_DUM)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 더미 스위칭 소자들(SW_CH_DUM)은 생략될 수도 있다.
멀티플렉서부(210)는 센싱 라인들(SDL1, SDL2, SDL3, SDL4)과 연산 증폭기부(220)를 연결하고, 2:1 MUX 구조를 구현하기 위해, 두 센싱 라인(예, SDL1과 SDL2, SDL3과 SDL4)마다 하나의 유닛으로 하는 가상의 스위치 매트릭스를 구현할 수 있다.
연산 증폭기부(220)는 센싱 라인들(SDL1, SDL2, SDL3, SDL4)에 흐르는 전류를 적분, 샘플링 및 스케일링 하고, 멀티플렉서(211, 212)의 일 출력 단자에서의 출력을 차동 증폭하는 제1 연산 증폭기(221) 및 제2 연산 증폭기(222)를 포함하고, 멀티플렉서(211, 212)의 다른 출력 단차에서의 출력이 입력되는 제3 연산 증폭기(223)를 포함할 수 있다.
제3 연산 증폭기(223)는 기준 센싱 라인에 흐르는 전류를 적분, 샘플링 및 스케일링 하고, 차동 증폭할 수 있다. 여기서, 기준 센싱 라인은 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])을 센싱하는 제1 기간에서는 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])으로 정해지고, 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])을 센싱하는 제2 기간에서는 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])으로 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 기간 동안의 기준 센싱 라인은 제2 센싱 라인(SDL2)으로 설정되고, 제2 기간 동안의 기준 센싱 라인은 제3 센싱 라인(SDL3)으로 설정될 수 있다.
제3 연산 증폭기(223)는 차동 증폭기로서, 차동 증폭기의 반전 입력 단자는 스위칭 소자를 통해 멀티플렉서의 상기 다른 출력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자에는 초기화 전압(VINT*)이 제공될 수 있다.
제3 연산 증폭기(223)는 기준 센싱 라인으로부터 신호를 제공받고, 제1 연산 증폭기(221) 및 제2 연산 증폭기(222)와 동일하거나 유사하게게 구성되어 제1 연산 증폭기(221) 및 제2 연산 증폭기(222)에서 발생하는 잡음과 동일한 기준 신호를 발생시킬 수 있다. 일 실시예로, 기준 센싱 라인에는 가상의 접지 레벨(virtual ground voltage level)의 신호가 제공될 수 있다. 제3 연산 증폭기(223)에서 발생하는 기준 신호는 스위치 매트릭스(230)로 전달되어 제1 연산 증폭기(221) 및 제2 연산 증폭기(222)의 출력 단자에 포함된 잡음을 상쇄시킬 수 있다.
일 실시예로, 기준 센싱 라인 및 이와 인접하는 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2]) 또는 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])에는 각각 차동 신호가 전송될 수 있다. 상기 차동 신호는 DDR3(double data rate three synchronous DRAM), LPDDR2(low power double data rate synchronous DRAM), LVDS(low voltage differential signaling), S-ATA(serial advanced technology attachment), MiPi(Mobile Industry Processor Interface)와 같은 전송 모드를 통해 전송되는 신호일 수 있다.
일 실시예로, 연산 증폭기부(220)에 포함된 연산 증폭기(221, 222, 223)의 개수는 센싱 라인들(SDL1, SDL2, SDL3, SDL4)의 개수 이하일 수 있다. 복수의 연산 증폭기들(221, 222, 223)과 복수의 센싱 라인(SDL1, SDL2, SDL3, SDL4)사이에 멀티플렉서부(210)를 배치함으로써, 표시장치(100)는 연산 증폭기(221, 222, 223)를 센싱 라인들(SDL1, SDL2, SDL3, SDL4)의 개수 대비 작은 개수로 구비할 수 있다.
스위치 매트릭스(230)는 연산 증폭기부(220)로부터 출력된 신호를 선택적으로 아날로그-디지털 컨버터부(240)에 제공할 수 있다.
제1 기간(133a 참조)에는, 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])에 연결된 화소에 센싱용 데이터 전압(Vdata)을 인가하여 구동 트랜지스터의 소스 전극에 흐르는 전류가 홀수 센싱 라인들(SDL[2n-1], SDL[2n+1])을 통해 검출되고, 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])에 연결된 화소에는 구동 트랜지스터를 턴-오프 시키는 데이터 전압(Vdata)을 인가하여 구동 트랜지스터의 소스 전극에 흐르는 전류(노이즈 성분에 해당)가 짝수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])을 통해 검출되고, 이들을 통해 검출된 값은 차동 증폭되어 디지털 센싱 값으로 변환될 수 있다.
제2 기간(133b 참조,)에는, 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])에 연결된 화소에 센싱용 데이터 전압(Vdata)을 인가하여 구동 트랜지스터의 소스 전극에 흐르는 전류가 짝수 센싱 라인(SDL[2n], SDL[2n+2])을 통해 검출되고, 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])에 연결된 화소에는 구동 트랜지스터를 턴-오프 시키는 데이터 전압(Vdata)을 인가하여 구동 트랜지스터의 소스 전극에 흐르는 전류(노이즈 성분에 해당)가 홀수 센싱 라인(SDL[2n-1], SDL[2n+1])을 통해 검출되고, 이들을 통해 검출된 값은 차동 증폭되어 디지털 센싱 값으로 변환될 수 있다.
일 실시예로, 아날로그-디지털 컨버터부(240)는 하나의 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 아날로그-디지털 컨버터의 개수에 제한되는 것은 아니다. 아날로그-디지털 컨버터부(240)는 상기 복수의 센싱 라인들(SDL1, SDL2, SDLm)으로부터 수신된 센싱 신호가 연산 증폭기부(220) 및 스위치 매트릭스(230)에 의해 제공되면, 이를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호인 센싱 정보 데이터를 생성할 수 있다. 센싱부(133)는 아날로그-디지털 컨버터부(240)의 출력 단자들(241, 242)을 통해 출력된 상기 센싱 정보 데이터를 상기 타이밍 제어부(120)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 아날로그-디지털 컨버터부(240)의 출력 단자들(241, 242)을 통해 출력된 상기 센싱 정보 데이터는 반대되는 비트(VON, VOP)를 가질 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 센싱 정보 데이터를 기초로 센싱 데이터(SD)를 추출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로에서 제1 센싱 구간 내 시간 대비 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 값을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 8에 있어서, X축은 제1 센싱 구간(SSP1)과 보상 구간은 실질적으로 동일한 구간이므로 제1 센싱 구간(SSP1) 내 시간으로 표기하였다. 도면에서, 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 VTH로 표기하였다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따라, 구동 트랜지스터의 문턱 전압(예, VTH 보상후)이 보상된다면, 보상 전 구동 트랜지스터의 문턱 전압(예, VTH 보상전) 또는 오보상이 된 구동 트랜지스터의 문턱 전압(예, VTH 오보상) 대비 비교적 정확하게 보상이 이루어질 수 있다.
동일한 센싱 조건(외부조건, 동일한 센싱 전압, 동일한 센싱 시간)에서 센싱 데이터들(예, 도 9의 Sensing Data 참조)을 얻는다면, 얻은 센싱 데이터들은 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 변하지 않는 다면 동일한 값의 센싱 데이터를 얻을 수 있다. 만약, 센싱 조건의 변화가 생겼다면 이는 문턱 전압의 변화로 인한 것으로, 보상해야 할 문턱 전압에 대해 역산이 가능할 수 있다. 동일한 센싱 조건을 유지한 상태에서, 시점이 다를 때에 센싱 된 센싱 데이터의 비교를 통해 보상해야 할 문턱 전압을 계산하고 이 값을 기준으로 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상할 수 있게 된다.
오보상은 예를 들어, 표시장치(100)의 파워-온 상태의 지속 시간에 따라 구동 트랜지스터의 열화량이 달라지는 것을 반영하지 못하고, 표시장치(100)의 파워-오프 구간에서 측정된 센싱 데이터를 기준으로 보상이 이루어지면, 발생될 수 있다. 또는, 예를 들어, 파워-오프 상태가 될 때 측정된 센싱 데이터를 기준으로 측정된 센싱 데이터를 기준으로 보상이 이루어지면, 표시장치(100)가 여러 기간 파워-오프 상태가 지속되는 경우, 문턱 전압 특성이 시간에 따라 외부 보상없이 스스로 회복(recovery)되는 것을 반영하지 못하고, 이에 따라 오보상이 발생될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센싱 구간에서 구동 트랜지스터의 게이트-소스간 전압에 따른 센싱 데이터 값과 관련된 그래프이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 방법과 관련된 개념도이다.
도 9를 참조하면, 제1 센싱 데이터 값(FU1)은 파워-오프 상태가 될 때의 제1 센싱 구간(SSP1)에서 측정된 값이고, 제2 센싱 데이터 값(FU2(1))은 파워-오프 상태가 지속된 후 제1 센싱 구간(SSP1)에서 측정된 값이고, 제3 센싱 데이터 값(FU2(2))은 영상 표시 구간에서 일정 시간이 지난 후 제1 센싱 구간(SSP1)에서 측정된 값에 해당한다.
예컨대, 파워-오프 상태가 될 때 제1 센싱 데이터 값(FU1)을 나타내는 그래프는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상이 완료되었으므로, 구동 트랜지스터의 게이트-소스간 전압이 0V를 지날 수 있다. 파워-오프 상태가 지속된 후 제1 센싱 데이터 값(FU1)을 나타내는 그래프는 회복(recovery) 등으로 인해, 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값이 문턱 전압 보상 값보다 작아져, 구동 트랜지스터의 게이트-소스간 전압이 0V 보다 음의 방향(-shift)으로 쉬프트될 수 있다. 영상 표시 구간에서 일정 시간이 지난 후 제3 센싱 데이터 값(FU2(2))을 나타내는 그래프는 추가 열화 진행에 의해 쉬프트된 문턱 전압의 값이 문턱 전압 보상 값보다 커지게 되어, 구동 트랜지스터의 게이트-소스간 전압이 0V 보다 양의 방향으로 쉬프트(+shift)될 수 있다.
만약 제1 센싱 구간(SSP1)에서 일정한 기준 전압(Vref)을 구동 트랜지스터에 인가하고, 전류를 센싱하게 되면, 표시장치(100)의 환경 변화에 따른 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 변동함에 따라, 측정된 센싱 값이 달라질 수 있다. 이와 같은 현상을 보완하기위해, 일 실시예로, 다른 제1 센싱 구간(SSP1)의 센싱 값을 가지고 문턱 전압의 변동량을 계산하여 문턱 전압 보상 값을 적용하게 되면, 표시장치(100)는 실시간으로 미세한 문턱 전압의 변화에 대응할 수 있다. 이에 따라, 표시장치(100)는 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상할 수 있다.
도 10을 함께 참조하면, 일 실시예로, 파워-오프 구간에서 제2 센싱 구간, 제2 센싱 구간에서의 센싱 값(VSEN1)을 기준으로 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 제1 보상 구간, 및 제1 센싱 구간(SSP1)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 파워-오프 구간에서의 제1 센싱 구간(SSP1)은 파워-오프 상태가 될 때 및/또는 파워-오프 상태가 지속된 후에 포함될 수 있다. 파워-오프 구간 내 제1 센싱 구간(SSP1)에서 제1 센싱 데이터 값(FU1)이 센싱될 수 있다.
실시예에 따라, 파워-온 구간은 파워-오프 구간의 제2 센싱 구간에서의 센싱 데이터 값(VSEN1)을 기준으로, 파워-온 구간에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 제2 보상 구간을 포함할 수 있다. 또한, 파워-온 구간은 제2 센싱 데이터 값(FU2(1))을 측정하는 제1 센싱 구간(SSP1)을 더 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이, 파워-온 구간은 제2 센싱 구간을 불포함할 수 있다.
실시예에 따라, 영상 표시 구간은 파워-오프 구간의 제2 센싱 구간에서의 센싱 데이터 값(VSEN1)을 기준으로, 영상 표시 구간에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 제3 보상 구간을 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이, 영상 표시 구간은 제2 센싱 구간을 불포함할 수 있다.
일 실시예로, 파워-온 구간은 회복 및/또는 환경 변화에 따라 문턱 전압이 변동되는 것을 보상하기 위해 보상 값을 계산하고, 문턱 전압을 보상하는 제4 보상 구간을 포함할 수 있다. 제4 보상 구간에서 제1 센싱 데이터 값(FU1)과 제2 센싱 데이터 값(FU2(1))을 통해 보상 값이 계산될 수 있다. 실시예에 따라, 파워-온 구간은 적어도 한번의 제4 보상 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 영상 표시 구간은 열화에 따라 문턱 전압이 변동되는 것을 보상하기 위해 보상 값을 계산하고, 문턱 전압을 보상하는 제5 보상 구간을 포함할 수 있다. 제5 보상 구간에서 제1 센싱 데이터 값(FU1)과 제3 센싱 데이터 값(FU2(2))을 통해 보상 값이 계산될 수 있다. 실시예에 따라, 영상 표시 구간은 적어도 한번의 제5 보상 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제1 센싱 데이터 값(FU1)은 아래의 [수학식 1]을 적용하여 계산될 수 있다. 또한, 제2 센싱 데이터 값(FU2(1)) 및 제3 센싱 데이터 값(FU2(2))은 아래의 [수학식 2]을 적용하여 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
[수학식 1]과 [수학식 2]에서 k는 표시장치(100)의 특성들을 반영한 상수에 해당하고, a는 이동도 성분에 해당하고, Vref은 제1 센싱 구간(SSP1)에서 구동 트랜지스터의 게이트-소스간 전압에 해당하고, Vth는 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 해당하고, gamma는 전압-전류 간 변환 관계에 해당하고, b는 문턱 전압의 추가 변동량에 해당할 수 있다. [수학식 2]에 기재된 FU2는 제2 센싱 데이터 값(FU2(1)) 및 제3 센싱 데이터 값(FU2(2)) 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 예를 들어, k, a 및 gamma는 동일한 화소(PX)간 동일한 값을 가질 수 있다. FU1의 경우, 파워-오프 구간의 제1 센싱 구간(SSP1)은 제2 센싱 구간 이후에 수행되므로, Vth가 0V일 수 있다.
제4 보상 구간 및 제5 보상 구간에서의 문턱 전압의 변동 값인 b를 아래의 [수학식 3]과 같이 [수학식 1]과 [수학식 2]을 통해 계산할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
Vref는 FU1 및 FU2는 제1 센싱 데이터 값(FU1), 제2 센싱 데이터 값(FU2(1)) 및 제3 센싱 데이터 값(FU2(2))으로 구해질 수 있고, gamma는 구동 트랜지스터의 I-V 커브로 구해질 수 있다. 이에 따라, b는 상수일 수 있다. b는 상술한 것과 같이 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값에 해당한다.
파워-오프 구간의 제2 센싱 구간에서 센싱된 센싱 데이터 값을 기준으로 계산된 보상 값은 일정 시간이 지나면 과보상 또는 미보상의 형태로 보상이 될 수 있지만, 실시간으로 센싱된 제2 센싱 데이터 값(FU2(1)) 및 제3 센싱 데이터 값(FU2(2))을 통해 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값이 계산되고, 이 값이 문턱 전압 보상 값에 더해지면서 표시장치(100)가 실시간으로 보상 가능한 구조가 될 수 있다.
센싱부(133)의 연산 증폭기부(220)를 통해 영상 표시 구간 중도의 제1 센싱 구간(SSP1)에서 실시간 전류 변동량이 센싱될 수 있다. 이를 통해 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값이 계산하여 실시간 수준으로 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 보상될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 구간에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 보상되는 것을 나타내는 그래프이다.
도 11을 참조하면, 영상 표시 구간은 복수의 제1 센싱 구간(SSP1)을 포함할 수 있다. 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값('b')에 따른 문턱 전압 보상 값은 스텝 단위로 적용될 수 있다. 즉, 영상 표시 구간은 스텝 단위로 문턱 전압을 보상하기 위해 복수의 제1 센싱 구간(SSP1) 및 각 제1 센싱 구간(SSP1)에 따른 제5 보상 구간을 포함할 수 있다.
스텝 단위로 문턱 전압을 보상하면, 영상 표시 구간 내 제5 보상 구간에서 이루어지는 보상이 자연스럽도록 보상 성능이 개선될 수 있다. 즉 제5 보상 구간에서 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 보상되더라도, 사용자에게 시인되는 것을 최소화할 수 있다.
예를 들어, 영상 표시 구간 내 소정의 제1 센싱 구간(SSP1)에 따라 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값('b')에 따라 문턱 전압 보상 값이 B(target)로 설정된 경우, 소정의 제1 기간(CASE1)은 스텝 단위로 문턱 전압이 B(target)에 도달하도록, 복수의 제5 보상 구간을 가질 수 있다. 상기 제1 기간(CASE1) 이후의 소정의 제2 기간(CASE2) 동안 소정의 제1 센싱 구간(SSP1)에 따라 쉬프트(shift)된 문턱 전압의 값('b')에 따라 문턱 전압 보상 값이 B'(new)로 설정된 경우, 스텝 단위로 문턱 전압이 B'(new)에 도달하도록, 소정의 제2 기간(CASE2)은 복수의 제5 보상 구간을 가질 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센싱 구간의 개념을 나타내는 그래프이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예로, 표시장치(100)는 제1 센싱 구간에서 상대적으로 짧은 시간이기 때문에, 여러 센싱 라인들에 연결된 화소들(PX)을 동시에 센싱할 수 있다. 영상 표시 구간에서 제1 센싱 구간은 실제 영상 표시가 멈추는 수직 블랭킹 구간(Vertical Blanking Period)에 포함될 수 있다.
예를 들어, 표시장치(100)의 센싱부(133)에는 도면과 같이 동시에 3개의 센싱 라인에 연결된 화소들(PX)을 센싱한다면, 연속하는 3개의 프레임에 걸쳐 동일한 센싱 라인에 연결된 화소들(PX)을 센싱한 센싱 데이터들이 획득될 수 있다. 표시장치(100)의 센싱부(133)에는 동일한 센싱 라인에 연결된 화소들(PX)에 대해 제1 센싱 구간(SSP1)이 포함된 프레임의 개수만큼의 센싱 데이터들이 획득될 수 있다. 예를 들어, 연속하는 3개의 프레임에 걸쳐 센싱 데이터들이 획득된 경우, 획득된 센싱 데이터들의 개수는 3개이다.
일 실시예로, 표시장치(100)는 동일한 센싱 라인에 연결된 화소들(PX) 마다 획득된 센싱 데이터들의 평균 값에 따라 문턱 전압을 보상할 수 있다. 이에 따라, 화소들(PX)외부의 노이즈 및 갑작스러운 환경 변화에 따른 오보상을 최소화할 수 있다.
도시된 그래프는 예시적인 것으로, 표시장치(100)의 환경에 따라 일 수직 블랭킹 구간에 센싱하는 센싱 라인의 수와 프레임 마다 반복 센싱하는 횟수는 표시장치(100) 마다 선택적으로 미리 설정될 수 있다. 이러한 설정 값은 표시장치(100) 내 메모리(미도시)에 저장될 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.
100: 표시장치 110: 표시부
120: 타이밍 제어부 131: 데이터 구동부
133: 센싱부 141: 제1 주사 구동부
143: 제2 주사 구동부 150: 초기화 전압 결정부
160: 전압 발생부
201, 202, 203, 204: 입력 단자들
205: 외부 단자 206: 초기화 단자
207: 접지 단자 210: 멀티플렉서부
220: 연산 증폭기부 221: 제1 연산 증폭기
222: 제2 연산 증폭기 223: 제3 연산 증폭기
230: 스위칭 매트릭스 240: 아날로그-디지털 컨버터부
FU1: 제1 센싱 데이터 값 FU2(1): 제2 센싱 데이터 값
FU2(2): 제3 센싱 데이터 값

Claims (20)

  1. 표시장치에 있어서,
    복수의 화소들을 포함하는 표시부; 및
    상기 표시부의 외부에 위치하고, 센싱 라인들을 통해 상기 각 화소 내 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 열화를 보상하는 센싱부를 포함하되,
    상기 표시장치는 상기 센싱부가 상기 열화 정보를 센싱하는 제1 센싱 구간을 포함하고,
    상기 제1 센싱 구간은 상기 표시장치가 영상을 표시하기 위한 전원이 공급되지 않는 파워-오프 구간, 상기 표시장치가 턴-온 되는 파워-온 구간, 및 상기 표시장치가 턴-온 된 이후 영상이 지속적으로 표시되는 영상 표시 구간에 모두 포함되는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 구간은 10μs 내지 100μs인 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 각 화소에 주사 라인을 통해 주사 신호를 제공하는 제1 주사 구동부;
    상기 각 화소에 센싱 주사 라인을 통해 센싱 주사 신호를 제공하는 제2 주사 구동부; 및
    상기 각 화소에 데이터 라인을 통해 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부를 더 포함하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 각 화소는 상기 구동 트랜지스터인 제1 트랜지스터;
    상기 데이터 라인과 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결되고, 상기 주사 신호의 제어에 의해 온-오프 되는 제2 트랜지스터; 및
    상기 제1 트랜지스터의 일 전극과 상기 각 센싱 라인 사이에 배치되고, 상기 센싱 주사 신호의 제어에 의해 온-오프 되는 제3 트랜지스터를 포함하되,
    상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 상기 제1 센싱 구간에서 동시에 턴-온 및 턴-오프 되는 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    입력 단자가 상기 센싱 라인에 연결되는 복수의 멀티플렉서들을 포함하는 멀티플렉서부; 및
    상기 센싱 라인들로부터 수신된 센싱 신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호인 센싱 데이터를 생성하는 아날로그-디지털 컨버터부를 포함하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 멀티플렉서부와 상기 아날로그-디지털 컨버터부 사이에 배치되고, 복수의 연산 증폭기를 포함하는 연산 증폭기부를 더 포함하는 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 연산 증폭기부에 포함된 연산 증폭기의 개수는 상기 센싱 라인들의 개수 이하인 표시장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 연산 증폭기부는,
    상기 센싱 라인들에 흐르는 전류를 적분, 샘플링 및 스케일링 하고, 상기 각 멀티플렉서의 일 출력 단자에서의 출력을 차동 증폭하는 제1 연산 증폭기 및 제2 연산 증폭기; 및
    반전 입력 단자가 각 멀티플렉서의 다른 출력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자에는 초기화 전압이 제공되는 제3 연산 증폭기를 포함하는 표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 연산 증폭기 및 상기 제2 연산 증폭기는 각각 인접하는 두 홀수번째 또는 짝수번째 센싱 라인으로부터 신호가 입력되고,
    상기 제3 연산 증폭기는 상기 두 센싱 라인 사이의 센싱 라인으로부터 신호가 입력되는 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 파워-오프 구간 동안 상기 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 제1 센싱 구간보다 길이가 긴 제2 센싱 구간을 더 포함하는 표시장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 구간은 30ms 이상인 표시장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 제2 센싱 구간에서 센싱된 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 파워-오프 구간, 상기 파워-온 구간, 및 상기 영상 표시 구간에 각각 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 제1 내지 제3 보상 구간들을 더 포함하는 표시장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 파워-오프 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 파워-온 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제2 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 제4 보상 구간을 더 포함하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 표시장치는 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 영상 표시 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제3 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 제5 보상 구간을 더 포함하는 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제5 보상 구간은 상기 영상 표시 구간에 복수 회 포함되되,
    상기 각 제5 보상 구간에서 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압은 스텝 단위로 보상되는 표시장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 표시 구간에 포함되는 상기 제1 센싱 구간은, 영상 표시가 멈추는 수직 블랭킹 구간에 포함되는 표시장치.
  17. 영상을 표시하기 위한 전원이 공급되지 않는 파워-오프 구간, 턴-온 되는 파워-온 구간, 및 턴-온 된 이후 영상이 지속적으로 표시되는 영상 표시 구간을 가지는 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 파워-오프 구간, 상기 파워-온 구간, 및 상기 영상 표시 구간은 각각 화소 내 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하는 제1 센싱 구간; 및
    상기 파워-오프 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 파워-온 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제2 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 보상 구간을 포함하되,
    상기 제1 센싱 구간은 10μs 내지 100μs인 표시장치의 구동방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 파워-오프 구간 동안 상기 구동 트랜지스터의 열화 정보를 센싱하고, 상기 제1 센싱 구간보다 길이가 긴 제2 센싱 구간을 더 포함하되,
    상기 제2 센싱 구간은 30ms 이상인 표시장치의 구동방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 구간에서 센싱된 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 파워-오프 구간, 상기 파워-온 구간, 및 상기 영상 표시 구간에 각각 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 보상 구간을 더 포함하는 표시장치의 구동방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 데이터 값, 및 상기 영상 표시 구간에 포함된 상기 제1 센싱 구간에서 센싱된 제3 센싱 데이터 값에 기초하여, 상기 구동 트랜지스터의 열화를 보상하는 보상 구간을 더 포함하는 표시장치의 구동방법.
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