KR20220062877A - 디스플레이 장치 및 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 디스플레이 장치 및 구동 회로에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의하면, 디스플레이 패널의 구동 특성값에 대한 보상 오프셋을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 더미 채널을 통한 더미 센싱 전압의 검출 횟수를 센싱 채널을 통한 센싱 전압의 검출 횟수보다 많이 함으로써, 보상 오프셋을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 더미 채널을 통해 반복적으로 검출된 더미 센싱 전압을 누적함으로써, 오프셋 노이즈를 감소시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 구동 회로{DISPLAY DEVICE AND DRIVING CIRCUIT}
본 발명의 실시예는 디스플레이 장치 및 구동 회로에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치 (Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 디스플레이 장치 (Organic Light Emitting Diode Display; OLED Display) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치 중 유기 발광 디스플레이 장치는, 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드를 이용함으로써, 응답 속도가 빠르고 명암비, 발광 효율, 휘도 및 시야각 등에서 장점이 존재한다.
이러한 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에 배열된 다수의 서브픽셀(Subpixel) 각각에 배치된 발광 소자를 포함하고, 발광 소자에 흐르는 전압 제어를 통해 발광 소자를 발광시킴으로써 각각의 서브픽셀이 나타내는 휘도를 제어하며 이미지를 표시할 수 있다.
디스플레이 패널에 정의된 각 서브픽셀에는 트랜지스터가 배치되는데, 각 서브픽셀 내 트랜지스터의 구동 특성값은 구동 시간에 따라 변화되거나, 각 서브픽셀 간 트랜지스터의 구동 특성값 편차가 발생할 수 있다. 또는, 유기 발광 디스플레이 장치의 경우, 각 서브픽셀 내 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 사이에 열화의 편차가 발생할 수 있다. 이러한 현상은 각 서브픽셀 간 휘도 불균일을 발생시켜 화질을 저하시킬 수 있다.
따라서, 서브픽셀 간 휘도 불균일을 해결하기 위해, 회로 내 소자(예: 트랜지스터, 유기발광다이오드)의 구동 특성값 변화 또는 편차를 보상해주기 위한 픽셀 보상 기술이 제안되고 있다.
이러한 픽셀 보상은 서브픽셀 내 회로의 특정 노드를 센싱하고, 그 센싱 결과를 이용하여, 각 서브픽셀로 공급되는 데이터를 변경함으로써, 서브픽셀의 휘도 불균일을 방지하거나 감소시키는 기술이다.
그러나, 이러한 픽셀 보상 기능을 제공함에도 불구하고, 여전히 서브픽셀의 휘도 보상 또는 각 서브픽셀 간 휘도 편차 보상이 제대로 이루어지지 못하는 현상이 발생하고 있다.
특히, 구동 특성값 검출을 위해서 센싱 채널을 순차적으로 검출하는 과정에서, 센싱 시간에 따른 온도의 변화로 인해 보상 오프셋 편차가 발생하고 이로 인해 보상 편차에 의한 줄무늬가 나타나는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 디스플레이 패널의 구동 특성값에 대한 보상 오프셋을 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 구동 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 더미 채널을 통한 더미 센싱 전압의 검출 횟수를 센싱 채널을 통한 센싱 전압의 검출 횟수보다 많이 함으로써, 보상 오프셋을 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 구동 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 더미 채널을 통해 반복적으로 검출된 더미 센싱 전압을 누적함으로써, 오프셋 노이즈를 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 구동 회로를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 서브픽셀과, 다수의 서브픽셀에 연결되어 구동 특성값을 검출하는 다수의 센싱 채널이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 센싱 채널로부터 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하고, 아날로그 디지털 컨버터의 특성값 검출을 위한 센싱용 구동 전압이 인가되는 적어도 하나의 더미 채널이 아날로그 디지털 컨버터에 연결된 데이터 구동 회로와, 적어도 하나의 더미 채널에서 검출된 오프셋 데이터를 아날로그 디지털 컨버터로부터 수신해서, 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 보상하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 구동 특성값은 서브픽셀을 구성하는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 또는 이동도를 나타내는 값인 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 다수의 센싱 채널은 다수의 서브픽셀에 기준 전압이 인가되는 신호 라인인 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 데이터 구동 회로는 다수의 센싱 채널을 기준 전압으로 초기화하는 단계와, 다수의 센싱 채널에 대한 전압 변화를 트래킹하는 단계와, 일정 시간 후에 다수의 센싱 채널에 충전된 센싱 전압을 샘플링하는 단계를 통해서 센싱 전압을 검출하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 적어도 하나의 더미 채널은 다수의 센싱 채널의 외측에 배치되거나, 다수의 센싱 채널 사이에 배치되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 데이터 구동 회로는 파워 오프 신호가 발생되어 데이터 전압이 차단된 상태에서 이루어지는 오프-센싱 프로세스를 통해, 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 검출하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 센싱용 구동 전압은 오프-센싱 구동 전압인 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 데이터 구동 회로는 다수의 센싱 채널로부터 디지털 센싱 데이터가 1회 생성되하는 동안, 적어도 하나의 더미 채널로부터 오프셋 데이터가 2회 이상 생성되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 2회 이상 생성된 오프셋 데이터는 디지털 센싱 데이터가 1회 생성되는 기간 동안 순차적으로 출력되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 오프셋 데이터를 메모리에 저장된 기준값과 비교하여, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 보상하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 데이터 구동 회로로부터 전달된 2회 이상의 오프셋 데이터를 합산하여 평균값을 산출함으로써, 아날로그 디지털 컨버터의 특성값 편차를 감소시키는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 디지털 센싱 데이터로부터 보상된 디지털 영상 데이터를 생성하고, 이를 해당하는 서브픽셀에 공급함으로써 구동 특성값을 보상하는 서브픽셀 보상 회로를 더 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널로 연장되어 데이터 전압을 공급하는 다수의 데이터 라인과, 다수의 서브픽셀에 연결되는 다수의 센싱 채널로부터 검출된 구동 특성값을 디지털 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터와, 아날로그 디지털 컨버터에 연결되어, 아날로그 디지털 컨버터의 특성값 검출을 위한 센싱용 구동 전압이 인가되는 적어도 하나의 더미 채널을 포함하는 구동 회로를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 아날로그 디지털 컨버터는 디지털 센싱 데이터와, 적어도 하나의 더미 채널에서 검출된 오프셋 데이터를 출력하는 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널의 구동 특성값에 대한 보상 오프셋을 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 구동 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 더미 채널을 통한 더미 센싱 전압의 검출 횟수를 센싱 채널을 통한 센싱 전압의 검출 횟수보다 많이 함으로써, 보상 오프셋을 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 구동 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 더미 채널을 통해 반복적으로 검출된 더미 센싱 전압을 누적함으로써, 오프셋 노이즈를 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 구동 회로를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 시스템 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 서브픽셀을 구성하는 회로의 예시도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 구동 특성값 보상과 오프셋 보상을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 채널과 더미 채널의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압 범위와 출력 데이터 범위를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터의 입출력 관계를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 채널과 더미 채널에 대한 샘플링 주기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 더미 채널을 통해 복수 번 검출된 더미 센싱 전압을 합산함으로써 아날로그 디지털 컨버터의 특성에 대한 오프셋을 감소시키는 경우를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로에서 센싱 채널 및 더미 채널을 통해 검출된 전압을 디지털 신호로 변환하여 타이밍 컨트롤러에 전달하는 출력 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀의 구동 특성값 및 아날로그 디지털 컨버터의 변환 특성을 보상하기 위한 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 다수의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 연결되고, 다수의 서브픽셀(SP)이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널(110), 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(120), 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로(130), 및 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(120)에서 전달되는 스캔 신호와 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(130)에서 전달되는 데이터 전압을 기반으로 영상을 표시한다.
액정 디스플레이의 경우, 디스플레이 패널(110)은 두 장의 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 모드로도 동작될 수 있을 것이다. 반면, 유기 발광 디스플레이의 경우, 디스플레이 패널(110)은 전면 발광(Top Emission) 방식, 배면 발광(Bottom Emission) 방식 또는 양면 발광(Dual Emission) 방식 등으로 구현될 수 있을 것이다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열될 수 있으며, 각 픽셀은 서로 다른 컬러의 서브픽셀(SP), 예를 들어 화이트 서브픽셀, 레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀, 및 블루 서브픽셀로 이루어지며, 각 서브픽셀(SP)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다.
하나의 서브픽셀(SP)은 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 게이트 라인(GL)이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 데이터 전압을 충전하는 유기 발광 다이오드와 같은 발광 소자, 발광 소자에 전기적으로 연결되어 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 2,160 X 3,840 의 해상도를 가지는 디스플레이 장치(100)가 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 4개 서브픽셀(SP)로 이루어지는 경우, 2,160 개의 게이트 라인(GL)과 4개의 서브픽셀(WRGB)에 각각 연결되는 3,840 개의 데이터 라인(DL)에 의해, 모두 3,840 X 4 = 15,360 개의 데이터 라인(DL)이 구비될 수 있으며, 이들 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 지점에 각각 서브픽셀(SP)이 배치될 것이다.
게이트 구동 회로(120)는 컨트롤러(140)에 의해 제어되는데, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력함으로써 다수의 서브픽셀(SP)에 대한 구동 타이밍을 제어한다.
2,160 X 3,840 의 해상도를 가지는 디스플레이 장치(100)에서, 2,160 개의 게이트 라인(GL)에 대하여 제 1 게이트 라인으로부터 제 2,160 게이트 라인까지 순차적으로 스캔 신호를 출력하는 경우를 2,160상(2,160 phase) 구동이라 할 수 있다. 또는, 제 1 게이트 라인으로부터 제 4 게이트 라인까지 순차적으로 스캔 신호를 출력한 다음, 제 5 게이트 라인으로부터 제 8 게이트 라인까지 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 경우와 같이, 4개의 게이트 라인(GL)을 단위로 순차적으로 스캔 신호를 출력하는 경우를 4상 구동이라고 한다. 즉, N개의 게이트 라인(GL) 마다 순차적으로 스캔 신호를 출력하는 경우를 N상 구동이라고 할 수 있다.
이 때, 게이트 구동 회로(120)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(Gate Driving Integrated Circuit; GDIC)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)가 디스플레이 패널(110)의 베젤(Bezel) 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 디지털 영상 데이터(DATA)를 수신하고, 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 그런 다음, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력함으로써, 데이터 라인(DL)에 연결된 각 서브픽셀(SP)은 데이터 전압에 해당하는 밝기의 발광 신호를 디스플레이 한다.
마찬가지로, 데이터 구동 회로(130)는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(Source Driving Integrated Circuit; SDIC)를 포함할 수 있으며, 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 TAB (Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG (Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 디스플레이 패널(110) 상에 직접 배치될 수 있다.
경우에 따라서, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 COF (Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우에, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 회로 필름 상에 실장 되어, 회로 필름을 통해 디스플레이 패널(110)의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)에 여러 가지 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다. 즉, 타이밍 컨트롤러(140)는 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 제어하고, 다른 한편으로는 외부에서 수신한 디지털 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)에 전달한다.
이 때, 타이밍 컨트롤러(140)는 디지털 영상 데이터(DATA)와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable; DE), 메인 클럭 신호(MCLK) 등을 포함하는 여러 가지 타이밍 신호를 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다. 이에 따라, 타이밍 컨트롤러(140)는 외부로부터 수신한 여러 가지 타이밍 신호를 이용하여 제어 신호를 생성하고, 이를 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 전달한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위해서, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 클럭(Gate Clock; GCLK), 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함하는 여러 가지 게이트 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)가 동작을 시작하는 타이밍을 제어한다. 또한, 게이트 클럭(GCLK)은 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 또한, 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SCLK), 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable; SOE) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 데이터 샘플링을 시작하는 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SCLK)은 소스 구동 집적 회로(SDIC)에서 데이터를 샘플링하는 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 파워 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
한편, 서브픽셀(SP)은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 지점에 위치하며, 각각의 서브픽셀(SP)에는 발광 소자가 배치될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 디스플레이 장치는 각각의 서브픽셀(SP)에 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 발광 소자를 포함하며, 데이터 전압에 따라 발광 소자에 흐르는 전류를 제어함으로써 영상을 표시할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등 다양한 타입의 장치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 시스템 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 데이터 구동 회로(130)에 포함된 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 다양한 방식들(TAB, COG, COF 등) 중에서 COF (Chip On Film) 방식으로 구현되고, 게이트 구동 회로(120)가 다양한 방식들(TAB, COG, COF, GIP 등) 중에서 GIP (Gate In Panel) 형태로 구현된 경우를 나타낸 것이다.
게이트 구동 회로(120)에 포함된 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)는 각각 게이트 필름(GF) 상에 실장될 수 있으며, 게이트 필름(GF)의 일측은 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 게이트 필름(GF)의 상부에는 게이트 구동 집적 회로(GDIC)와 디스플레이 패널(110)을 전기적으로 연결하기 위한 배선들이 배치될 수 있다.
마찬가지로, 데이터 구동 회로(130)에 포함된 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 각각 소스 필름(SF) 상에 실장될 수 있으며, 소스 필름(SF)의 일측은 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 소스 필름(SF)의 상부에는 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 디스플레이 패널(110)을 전기적으로 연결하기 위한 배선들이 배치될 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 다수의 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 다른 장치들 간의 회로적인 연결을 위해서, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(Source Printed Circuit Board; SPCB)과, 제어 부품들 및 각종 전기 장치들을 실장하기 위한 컨트롤 인쇄 회로 기판(Control Printed Circuit Board; CPCB)을 포함할 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에는 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 실장된 소스 필름(SF)의 타측이 연결될 수 있다. 즉, 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 실장된 소스 필름(SF)은 일측이 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결되고, 타측이 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)에는 타이밍 컨트롤러(140)와 파워 관리 집적 회로(Power Management IC; PMIC, 150)가 실장될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(130)와 게이트 구동 회로(120)의 동작을 제어할 수 있다. 파워 관리 집적 회로(150)는 디스플레이 패널(110), 데이터 구동 회로(130) 및 게이트 구동 회로(120) 등으로 구동 전압이나 전류를 공급할 수도 있고, 공급되는 전압이나 전류를 제어할 수 있다.
적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)은 적어도 하나의 연결 부재를 통해 회로적으로 연결될 수 있으며, 연결 부재는 예를 들어, 플렉서블 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC), 플렉서블 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; FFC) 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)은 하나의 인쇄 회로 기판으로 통합되어 구현될 수도 있다.
디스플레이 장치(100)는 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)과 전기적으로 연결된 세트 보드(Set Board, 170)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 세트 보드(170)는 파워 보드(Power Board)라고 할 수도 있다. 이러한 세트 보드(170)에는 디스플레이 장치(100)의 전체 파워를 관리하는 메인 파워 관리 회로(Main Power Management Circuit; M-PMC, 160)가 존재할 수 있다. 메인 파워 관리 회로(160)는 파워 관리 집적 회로(150)와 연동될 수 있다.
위와 같은 구성으로 이루어진 디스플레이 장치(100)의 경우, 구동 전압은 세트 보드(170)에서 발생되어 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB) 내의 파워 관리 집적 회로(150)로 전달된다. 파워 관리 집적 회로(150)는 디스플레이 구동 또는 구동 특성값 센싱에 필요한 구동 전압을 플렉서블 인쇄 회로(FPC), 또는 플렉서블 플랫 케이블(FFC)을 통해 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)으로 전달한다. 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)으로 전달된 구동 전압은 소스 구동 집적 회로(SDIC)를 통해 디스플레이 패널(110) 내의 특정 서브픽셀(SP)을 발광하거나 센싱하기 위해 공급된다.
이 때, 디스플레이 장치(100) 내의 디스플레이 패널(110)에 배열된 각 서브픽셀(SP)은 발광 소자인 유기 발광 다이오드(OLED)와, 이를 구동하기 위한 구동 트랜지스터 등의 회로 소자로 구성될 수 있다.
각 서브픽셀(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 서브픽셀을 구성하는 회로의 예시도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수 있으며, 발광 소자로서 유기 발광 다이오드(OLED)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 센싱 트랜지스터(SENT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2), 및 제 3 노드(N3)를 가진다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)는 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되면, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(130)로부터 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 게이트 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)는 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(Anode) 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 3 노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 구동 전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결되며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.
이 때, 디스플레이 구동 기간에는 구동 전압 라인(DVL)으로 영상을 디스플레이 하는데 필요한 구동 전압(EVDD)이 공급될 수 있는데, 예를 들어, 영상을 디스플레이 하는데 필요한 구동 전압(EVDD)은 27V일 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SWT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 동작한다. 또한, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온되는 경우에는 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 전달함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 동작을 제어하게 된다.
센싱 트랜지스터(SENT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 센싱 라인(SL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 센스 신호(SENSE)에 따라 동작한다. 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온되는 경우에는 센싱 라인(SL)을 통해 공급되는 센싱용 기준 전압(Vref)이 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)에 전달된다.
즉, 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 제어함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1) 전압과 제 2 노드(N2) 전압을 제어하게 되고, 이로 인해 유기 발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 전류가 공급될 수 있도록 한다.
이러한 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 하나의 게이트 라인(GL)에 함께 연결될 수도 있고, 서로 다른 게이트 라인(GL)에 연결될 수도 있다. 여기에서는 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)가 서로 다른 게이트 라인(GL)에 연결된 구조를 예시로 나타낸 것이며, 이 경우에는 서로 다른 게이트 라인(GL)을 통해 전달되는 스캔 신호(SCAN)와 센스 신호(SENSE)에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 독립적으로 제어할 수 있다.
반면, 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)가 하나의 게이트 라인(GL)에 연결된 경우에는 하나의 게이트 라인(GL)을 통해 전달되는 스캔 신호(SCAN) 또는 센스 신호(SENSE)에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 동시에 제어할 수 있으며, 서브픽셀(SP)의 개구율(aperture ratio)이 증가할 수 있다.
한편, 서브픽셀(SP)에 배치된 트랜지스터는 n-타입 트랜지스터뿐만 아니라 p-타입 트랜지스터로 이루어질 수 있는데, 여기에서는 n-타입 트랜지스터로 구성된 경우를 예시로 나타내고 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되며, 한 프레임 동안 데이터 전압(Vdata)을 유지시켜준다.
이러한 스토리지 커패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 유형에 따라 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제 3 노드(N3) 사이에 연결될 수도 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드(Cathode) 전극으로 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
여기에서, 기저 전압(EVSS)은 그라운드 전압이거나 그라운드 전압보다 높거나 낮은 전압일 수 있다. 또한, 기전 전압(EVSS)은 구동 상태에 따라 가변될 수 있으며, 예를 들어, 디스플레이 구동 시점의 기저 전압(EVSS)과 센싱 구동 시점의 기저 전압(EVSS)이 서로 다르게 설정될 수 있다.
위에서 예를 들어 설명한 서브픽셀(SP)의 구조는 3T(Transistor) 1C (Capacitor) 구조로서, 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 커패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀(SP) 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀(SP) 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값, 예를 들어, 문턱 전압이나 이동도를 효과적으로 센싱하기 위해서, 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값 센싱 구간에 스토리지 커패시터(Cst)에 충전되는 전압에 의해 흐르는 전류를 측정하는 방법을 사용할 수 있는데, 이를 전류 센싱이라고 한다.
즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값 센싱 구간에 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 흐르는 전류를 측정함으로써, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값이나 구동 특성값의 변화를 알아낼 수 있다.
이 때, 센싱 라인(SL)은 기준 전압(Vref)을 전달해주는 역할 뿐만 아니라, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값을 센싱하기 위한 역할도 한다.
위에서 설명한 바와 같이, 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값(문턱 전압 및 이동도)을 센싱하는 구간은 파워 온 신호의 발생 이후 디스플레이 구동이 시작되기 전에 진행될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)에 파워 온 신호가 인가되면, 타이밍 컨트롤러(140)는 디스플레이 패널(110)을 구동하는데 필요한 파라미터들을 로딩한 후에 디스플레이 구동을 진행한다. 이 때, 디스플레이 패널(110)을 구동하는데 필요한 파라미터에는 이전에 디스플레이 패널(110)에서 진행되었던 구동 특성값 센싱 및 보상에 대한 정보 등이 포함될 수 있으며, 이러한 파라미터 로딩 과정에서 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값(문턱 전압 및 이동도)에 대한 센싱이 이루어질 수 있다. 이와 같이, 파워 온 신호 발생 이후에 파라미터 로딩 과정에서 구동 특성값 센싱이 이루어지는 프로세스를 온-센싱 프로세스(On-Sensing Process)라고 한다.
또는, 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값을 센싱하는 구간이 디스플레이 장치(100)의 파워 오프 신호 발생 이후에 진행될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)에 파워 오프 신호가 발생되면, 타이밍 컨트롤러(140)는 디스플레이 패널(110)에 공급되는 데이터 전압을 차단하고, 일정 시간 동안 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 이와 같이, 파워 오프 신호가 발생되어 데이터 전압이 차단된 상태에서 구동 특성값 센싱이 이루어지는 프로세스를 오프-센싱 프로세스(Off-Sensing Process)라고 한다.
또한, 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 특성값에 대한 센싱 구간이 디스플레이 구동 중에 실시간으로 진행될 수도 있다. 이러한 센싱 프로세스를 실시간(Real-Time; RT) 센싱 프로세스라고 한다. 실시간 센싱 프로세스의 경우에는, 디스플레이 구동 기간 중에서 블랭크 구간마다 하나 이상의 서브픽셀(SP) 라인에서 하나 이상의 서브픽셀(SP)에 대하여 센싱 프로세스가 진행될 수 있다.
즉, 디스플레이 패널(110)에 영상이 표시되는 디스플레이 구동 기간 중에 1 프레임 내, 또는 n 번째 프레임과 n+1 번째 프레임 사이에는 서브픽셀(SP)에 데이터 전압이 공급되지 않는 블랭크 구간이 존재하며, 이러한 블랭크 구간에, 하나 이상의 서브픽셀(SP)에 대한 이동도 센싱을 진행할 수 있다.
이와 같이, 블랭크 구간에 센싱 프로세스가 수행되는 경우, 센싱 프로세스가 수행되는 서브픽셀(SP) 라인은 랜덤하게 선택될 수 있다. 이에 따라, 블랭크 구간에서의 센싱 프로세스가 진행된 후에는 디스플레이 구동 기간에 나타날 수 있는 이상 현상이 완화될 수 있다. 또한, 블랭크 구간 동안 센싱 프로세스가 진행된 후에, 디스플레이 구동 기간에 센싱 프로세스가 진행된 서브픽셀(SP)에 보상 데이터 전압을 공급해 줄 수 있다. 이에 따라, 블랭크 구간에서의 센싱 프로세스 이후 디스플레이 구동 기간에 센싱 프로세스가 완료된 서브픽셀(SP) 라인에서의 이상 현상이 더욱더 완화될 수 있다.
한편, 데이터 구동 회로(130)는 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 및 출력 버퍼(BUF) 등을 포함하는 데이터 전압 출력 회로(136)를 포함할 수 있으며, 경우에 따라서는, 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 및 각종 스위치들(SAM, SPRE, RPRE)을 더 포함할 수 있다. 반면, 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 및 각종 스위치들(SAM, SPRE, RPRE)은 데이터 구동 회로(130)의 외부에 위치할 수도 있을 것이다.
또한, 보상 회로(142)는 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 존재할 수도 있지만, 타이밍 컨트롤러(140)의 내부에 포함될 수도 있으며, 메모리(146)는 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 위치할 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(140)의 내부에 레지스터 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 구동 특성값 보상과 오프셋 보상을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 하나의 아날로그 디지털 컨버터(132)는 3개의 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)과 2개의 더미 채널(CHd1, CHd2)을 가질 수 있다.
이러한 3개의 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)은 각각 샘플링 스위치(SAM1, SAM2, SAM3)를 통해서 3개의 센싱 라인(SL1, SL2, SL3)과 대응되어 연결되고, 3개의 센싱 라인(SL1, SL2, SL3) 각각은, 4개의 서브픽셀(SP)에 연결된다. 즉, 제 1 센싱 채널(CH1)에 대응되는 제 1 센싱 라인(SL1)은 제 1 내지 제 4 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)에 공유되어 연결될 수 있다.
마찬가지로, 제 2 센싱 채널(CH2)에 대응되는 제 2 센싱 라인(SL2)은 제 5 내지 제 8 서브픽셀(SP5, SP6, SP7, SP8)에 공유되어 연결되고, 제 3 센싱 채널(CH3)에 대응되는 제 3 센싱 라인(SL3)은 제 9 내지 제 12 서브픽셀(SP9, SP10, SP11, SP12)에 공유되어 연결된다.
즉, 4개의 서브픽셀(SP)은 하나의 픽셀(P)을 구성한다. 일 예로, 4개의 서브픽셀(SP)은 적색 서브픽셀(R), 흰색 서브픽셀(W), 녹색 서브픽셀(G) 및 청색 서브픽셀(B)을 포함할 수 있다. 가령, 제 1 서브픽셀(SP1), 제 5 서브픽셀(SP5), 및 제 9 서브픽셀(SP9)은 적색 서브픽셀(R)일 수 있고, 제 2 서브픽셀(SP2), 제 6 서브픽셀(SP6), 및 제 10 서브픽셀(SP10)은 흰색 서브픽셀(W)일 수 있으며, 제 3 서브픽셀(SP3), 제 7 서브픽셀(SP7) 및 제 11 서브픽셀(SP11)은 녹색 서브픽셀(G)일 수 있고, 제 4 서브픽셀(SP4), 제 8 서브픽셀(SP8), 및 제 12 서브픽셀(SP12)은 청색 서브픽셀(B)일 수 있다.
한편, 2개의 더미 채널(CHd1, CHd2)은 각각 더미 샘플링 스위치(SAMd1, SAMd2)를 통해 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성값 검출을 위한 센싱용 구동 전압에 해당하는 오프 센싱 전압(Vos)에 연결될 수 있다. 이 때, 2개의 더미 채널(CHd1, CHd2)은 디스플레이 패널(110)을 구성하는 서브픽셀에 연결되지 않기 때문에, 더미 채널(CHd1, CHd2)을 통해 검출되는 더미 센싱 전압(Vsend1, Vsend2)은 서브픽셀의 구동 특성값을 나타내지 않으며, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 게인 또는 오프셋을 보상하기 위해 사용된다.
제 1 시점에서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 제 1 센싱 라인(SL1)과 연결된 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 중 하나의 서브픽셀(예: SP1)에 대한 센싱 전압(Vsen1)을 검출할 수 있다. 마찬가지로, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 제 2 센싱 라인(SL2)과 연결된 4개의 서브픽셀(SP5, SP6, SP7, SP8) 중 하나의 서브픽셀(예: SP5)에 대한 센싱 전압(Vsen2)을 검출할 수 있으며, 제 3 센싱 라인(SL3)과 연결된 4개의 서브픽셀(SP9, SP10, SP11, SP12) 중 하나의 서브픽셀(예: SP9)에 대한 센싱 전압(Vsen3)을 검출할 수 있다.
제 1 시점 이후의 제 2 시점에서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 제 1 센싱 라인(SL1)과 연결된 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 중 다른 하나의 서브픽셀(예: SP2)에 대한 센싱 전압(Vsen1)을 검출할 수 있다. 마찬가지로, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 제 2 센싱 라인(SL2)과 연결된 4개의 서브픽셀(SP5, SP6, SP7, SP8) 중 다른 하나의 서브픽셀(예: SP6)에 대한 센싱 전압(Vsen2)을 검출하거나, 제 3 센싱 라인(SL3)과 연결된 4개의 서브픽셀(SP9, SP10, SP11, SP12) 중 다른 하나의 서브픽셀(예: SP10)에 대한 센싱 전압(Vsen3)을 검출할 수 있다.
이 때, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 샘플링 스위치(SAM1, SAM2, SAM3)를 제어함으로써, 한 시점에서 3개의 센싱 라인(SL1, SL2, SL3) 각각을 통해, 3개의 서브픽셀에 대한 센싱 전압(Vsen)을 동시에 검출할 수도 있고, 개별적으로 검출할 수도 있다.
예를 들어, 제 1 시점에서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 샘플링 스위치(SAM1, SAM2, SAM3)를 동시에 턴-온시킴으로써, 적색 서브픽셀(R)에 해당하는 제 1 서브픽셀(SP1), 제 5 서브픽셀(SP5), 및 제 9 서브 서브픽셀(SP9)에 대한 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 각각 제 1 센싱 라인(SL1), 제 2 센싱 라인(SL2), 및 제 3 센싱 라인(SL3)을 통해 동시에 검출할 수 있다.
또한, 제 2 시점에서 아날로그 디지털 컨버터(132)는 샘플링 스위치(SAM1, SAM2, SAM3)를 동시에 턴-온시킴으로써, 흰색 서브픽셀(W)에 해당하는 제 2 서브픽셀(SP2), 제 6 서브픽셀(SP6), 및 제 10 서브픽셀(SP10)에 대한 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 각각 제 1 센싱 라인(SL1), 제 2 센싱 라인(SL2), 및 제 3 센싱 라인(SL3)을 통해 동시에 검출할 수 있다.
또한, 제 3 시점에서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 샘플링 스위치(SAM1, SAM2, SAM3)를 동시에 턴-온시킴으로써, 녹색 서브픽셀(G)에 해당하는 제 3 서브픽셀(SP3), 제 7 서브픽셀(SP7), 및 제 11 서브픽셀(SP11)에 대한 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 각각 제 1 센싱 라인(SL1), 제 2 센싱 라인(SL2) 및 제 3 센싱 라인(SL3)을 통해 동시에 검출할 수 있다.
제 4 시점에서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 샘플링 스위치(SAM1, SAM2, SAM3)를 동시에 턴-온시킴으로써, 청색 서브픽셀(B)에 해당하는 제 4 서브픽셀(SP4), 제 8 서브픽셀(SP8), 및 제 12 서브픽셀(SP12)에 대한 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 각각 제 1 센싱 라인(SL1), 제 2 센싱 라인(SL2), 및 제 3 센싱 라인(SL3)을 통해 동시에 검출할 수 있다.
이 때, 3개의 센싱 라인(SL1, SL2, SL3) 각각에는 해당 서브픽셀의 센싱 노드에 대한 센싱 전압(Vsen)이 저장되는 라인 커패시터(Cline1, Cline2, Cline3)가 연결된다. 다시 말해서, 제 1 센싱 라인(SL1)에 연결된 제 1 라인 커패시터(Cline1)에는 제 1 센싱 라인(SL1)에 연결된 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 중 검출되는 서브픽셀에 대한 센싱 전압(Vsen1)이 저장된다. 또한, 제 2 센싱 라인(SL2)에 연결된 제 2 라인 커패시터(Cline2)에는 제 2 센싱 라인(SL2)에 연결된 4개의 서브픽셀(SP5, SP6, SP7, SP8) 중에서 검출되는 서브픽셀에 대한 센싱 전압(Vsen2)이 저장되고, 제 3 센싱 라인(SL3)에 연결된 제 3 라인 커패시터(Cline3)에는 제 3 센싱 라인(SL3)에 연결된 4개의 서브픽셀(SP9, SP10 SP11, SP12) 중 검출되는 서브픽셀에 대한 센싱 전압(Vsen3)이 저장된다.
따라서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 3개의 라인 커패시터(Cline1, Cline2, Cline3)에 저장된 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 동시에 또는 개별적으로 검출함으로써, 3개의 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)을 통해 3개의 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 측정할 수 있다.
또한, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 오프 센싱 프로세스 과정에서, 더미 샘플링 스위치(SAMd1, SAMd2)를 제어함으로써, 오프 센싱 전압(Vos)에 연결된 더미 채널(CHd1, CHd2)에 대한 더미 센싱 전압(Vsend1, Vsend2)을 동시에 또는 개별적으로 검출할 수 있다.
따라서, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 3개의 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)을 통해 검출된 데이터 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 디지털 센싱 데이터(DSEN1, DSEN2, DSEN3)로 변환하고, 2개의 더미 채널(CHd1, CHd2)을 통해 검출된 더미 센싱 전압(Vsend1, Vsend2)을 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd1, DSENd2)로 변환해서 출력하고, 타이밍 컨트롤러(140)는 이를 메모리(146)에 저장한다.
이 때, 보상 회로(142)는 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)로부터 전달된 디지털 센싱 데이터(DSEN1, DSEN2, DSEN3)를 읽어와서, 서브픽셀로 공급할 디지털 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 디지털 영상 데이터(DATA_comp)를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다. 또한, 보상 회로(142)는 더미 채널(CHd1, CHd2)로부터 전달된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd1, DSENd2)로부터 아날로그 디지털 컨버터(132)의 게인 또는 오프셋을 검출하고, 메모리(146)에 저장된 기준값을 변경함으로써 이를 보상한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압 범위와 출력 데이터 범위를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터의 입출력 관계를 그래프로 나타낸 도면이다.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터(132)에 전달되는 센싱 전압(Vsen)의 범위는 0 V 내지 3 V이고, 디지털 센싱 데이터(DSEN)의 범위는 10 비트에 해당하는 0 내지 1023 일 수 있다. 즉, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 센싱 전압(Vsen)이 0V ~ 3V 이내의 범위를 가질 때, 10 비트로 표현 가능한 디지털 센싱 데이터(DSEN)의 범위는 0 ~ 1023 이내에 해당할 수 있다.
도 6을 참조하면, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터(132)는 센싱 라인(SL)을 통해 검출된 아날로그 형태의 센싱 전압(Vsen)을 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 변환한다.
이상적인 경우, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 입출력 관계는 센싱 전압(Vsen)이 0 V이고 디지털 센싱 데이터(DSEN)가 0인 (0, 0) 지점과 센싱 전압(Vsen)이 3 V이고 디지털 센싱 데이터(DSEN)가 1023인 (3, 1023) 지점을 잇는 직선(200)을 따라 정의될 수 있다.
이러한 이상적인 아날로그 디지털 컨버터(132)는 기울기에 대응되는 게인(Gain)이 k(=1023/3V)이고 x축 절편에 대응되는 오프셋(Offset)이 0인 선형적인 기울기를 가질 수 있다.
그러나, 아날로그 디지털 컨버터(132)가 선형적인 특성을 갖는다고 하더라도, 실제로는 기울기에 해당하는 게인(Gain)이 k보다 큰 직선(210)으로 표현되는 특성을 가지거나, 기울기에 해당하는 게인이 k보다 작은 직선(미도시)으로 표현되는 선형적인 특성을 가질 수도 있다.
또한, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 x축 절편에 해당하는 오프셋이 0보다 큰 직선(220)으로 표현되는 선형적인 특성을 가질 수도 있다.
결국, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 센싱 전압(Vsen)과 디지털 센싱 데이터(DSEN)의 관계에 따라, 선형적인 특성을 갖는 것이 아니라 비선형적인 특성을 가질 수도 있다.
이러한 아날로그 디지털 컨버터(132)의 게인이 이상적인 게인(Gain=k)과 달라지거나, 오프셋이 이상적인 오프셋(Offset=0)과 달라지는 현상은 내부적인 요인에 의해 발생할 수도 있고, 온도 변화와 같은 외부적인 요인에 의해 발생할 수도 있다.
예를 들어, 아날로그 디지털 컨버터(132) 또는 이를 포함하는 데이터 구동 회로(130), 또는 디스플레이 장치(100)가 장시간 동작하거나, 온도가 높아지거나, 높은 압력이 가해지는 등의 외부적인 요인에 의해, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성값이 변경될 수 있다.
이와 같이, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성값이 변경되는 경우, 센싱 채널(CH1 ~ CHn) 별로 변환 특성이 달라질 수도 있고, 아날로그 디지털 컨버터(132) 사이에 변환 특성이 달라질 수도 있다.
즉, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성값이 변경되는 경우, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 자체 특성에 편차가 발생할 수도 있고, 센싱 채널(CH1 ~ CHn) 사이의 특성에 편차가 발생할 수도 있다.
이러한 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성값(게인 또는 오프셋)에 대한 편차를 최소화시키기 위해서, 더미 채널(CHd1 ~ CHdn)을 통한 더미 센싱 전압(Vsend)의 검출 횟수를 센싱 채널(CH1 ~ CHn)을 통한 센싱 전압(Vsen)의 검출 횟수보다 많이 함으로써, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 오프셋 노이즈를 감소시킬 수 있다. 다시 말해서, 더미 채널(CHd1 ~ CHdn)을 통해 반복적으로 검출된 더미 센싱 전압(Vsend)을 누적함으로써, 아날로그 디지털 컨버터(132)의 오프셋 편차를 줄이고 오프셋 노이즈를 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 채널과 더미 채널의 배치 구조에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 오프 센싱 전압(Vos)이 공급되는 더미 채널(CHd1, CHd2)은 디스플레이 패널(110)을 구성하는 서브픽셀에 연결되는 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)의 사이에 하나 이상씩 배치될 수도 있고(도 7(a)), 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)의 좌측 또는 우측에 일렬로 배치될 수도 있다(도 7(b)).
여기에서, 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)은 서브픽셀의 구동 특성값(문턱 전압 또는 이동도)을 나타내는 센싱 전압(Vsen)을 검출할 수 있도록 각각 샘플링 스위치(SAM1, SAN2, SAM3)를 통해 서브픽셀에 해당하는 센싱 라인(SL)에 이어지며, 더미 채널(CHd1, CHd2)은 아날로그 디지털 컨버터(132)의 게인 또는 오프셋을 보상하기 위한 것으로서, 각각 더미 샘플링 스위치(SAMd1, SAMd2)를 통해 오프 센싱 전압(Vos)이 인가될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 채널과 더미 채널에 대한 샘플링 주기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 타이밍 컨트롤러(140)는 센싱 채널(CH1 ~ CHn)에 위치하는 샘플링 스위치(SAM)와 더미 채널(CHd1 ~ CHdn)에 위치하는 더미 샘플링 스위치(SAMd)의 동작 주기를 제어할 수 있다.
여기에서, 서브픽셀에 연결되는 센싱 채널(CH)의 센싱 전압(Vsen)은 센싱 라인(SL)을 기준 전압으로 초기화하는 단계, 센싱 라인(SL)의 전압 변화를 트래킹하는 단계, 및 일정 시간 후에 센싱 라인(SL)에 충전된 센싱 전압(Vsen)을 샘플링하는 단계를 통해서 검출될 수 있다.
초기화 단계에서는 턴-온 레벨의 스캔 신호(SCAN)에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 상태가 되며, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)는 데이터 전압(Vdata)으로 초기화 된다. 또한, 턴-온 레벨의 센스 신호(SENSE)에 의해, 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 상태가 되고, 센싱용 기준 스위치가 턴-온 된다. 이 상태에서, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)는 기준 전압(Vref)으로 초기화 된다.
트래킹 단계는 센싱 라인(SL)에 충전되는 센싱 전압(Vsen)을 트래킹하는 단계이다. 트래킹 단계에서는 턴-온 레벨의 스캔 신호(SCAN)가 유지되고, 센싱용 기준 스위치가 턴-오프 레벨로 천이된다. 이로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)가 플로팅 되어, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압이 상승하게 된다. 특히, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압은 기준 전압으로 초기화되었기 때문에, 기준 전압에서부터 상승하기 시작한다. 이 때, 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압 상승은 센싱 라인(SL)의 전압 상승으로 이어진다.
이 때, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압 상승은 데이터 전압(Vdata)과 문턱 전압만큼 차이가 날 때까지 이루어진다. 즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압이 데이터 전압(Vdata)과 문턱 전압의 차이가 되면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압이 포화한다.
샘플링 단계에서 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)의 전압이 상승하기 시작한 시점으로부터 미리 정해져 있는 일정 시간이 경과한 시점에, 샘플링 스위치(SAM)가 턴-온 된다. 이 때, 아날로그 디지털 컨버터(132)는 샘플링 스위치(SAM)에 의해 연결된 센싱 라인(SL)의 전압, 즉 라인 커패시터(Cline)의 양단에 형성된 센싱 전압(Vsen)을 검출하고, 이를 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 변환할 수 있다.
이와 같이, 센싱 채널(CH)에 대한 센싱 전압(Vsen) 검출은 센싱 라인(SL)이 기준 전압으로 초기화된 상태에서, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)가 포화할 때까지 트래킹하는 과정이 요구되기 때문에, 상대적으로 긴 시간이 소요된다. 예를 들어, 센싱 채널(CH)의 검출 시간(Tch)은 센싱 라인(SL)을 기준 전압으로 초기화한 상태에서 샘플링 스위치(SAM)가 동작할 때까지 30 ms 정도의 시간이 소요될 수 있다.
반면, 더미 채널(CHd)에 대한 더미 센싱 전압(Vsend)의 검출은 오프 센싱 전압(Vos)으로 초기화된 상태에서 별도의 트래킹 과정이 없이, 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 턴-오프시키는 동작만으로 검출이 가능하기 때문에, 센싱 채널(CH)과 비교해서 상대적으로 짧은 시간이 소요된다. 예를 들어, 더미 채널(CHd)의 검출 시간(Tchd)은 더미 채널(CHd)을 오프 센싱 전압(Vos)으로 초기화한 상태에서 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 통해 더미 센싱 전압(Vsend)을 검출하는데 4 ~ 5 ms 정도의 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 센싱 채널(CH)을 통해 서브픽셀(SP)의 구동 특성값을 1번 검출하는 시간(Tch, 예를 들어 30 ms) 동안, 더미 채널(CHd)을 통해 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성(게인 또는 오프셋)을 검출하기 위한 더미 샘플링 스위치(SAMd)는 복수 번 동작할 수 있다.
여기에서는 센싱 채널(CH)에 연결되는 샘플링 스위치(SAM)가 1 번 턴-온되는 동안, 더미 채널(CHd)에 연결되는 더미 샘플링 스위치(SAMd)가 4번 턴-온되는 경우를 예시로 나타내고 있다.
또한, 복수의 더미 채널(CHd1 ~ CHdn)에 연결된 복수의 더미 샘플링 스위치(SAMd1 ~ SAMdn)를 동시에 턴-온시킬 수 있으며, 여기에서는 복수의 더미 샘플링 스위치(SAMd1 ~ SAMdn)를 동시에 턴-온 또는 턴-오프시키는 경우를 고려하여 하나의 더미 샘플링 스위치(SAMd)로 표현하고 있다.
더미 샘플링 스위치(SAMd)를 통해 각 더미 채널(CHd1 ~ CHdn)로부터 동시에 검출된 더미 센싱 전압(Vsend1 ~ Vsendn)을 배열하면, 하나의 게이트 라인(GL)에 대응되는 라인별 더미 센싱 전압을 얻을 수 있다.
한편, 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 턴-온시키는 1회의 동작으로 얻어지는 라인별 더미 센싱 전압은 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성을 보정하기 위해서 사용될 수 있지만, 내부적인 요인 또는 더미 샘플링 스위치(SAMd)가 턴-온되는 시점의 외부 요인으로 인해서 라인별 더미 센싱 전압에 노이즈가 발생할 수 있다.
따라서, 센싱 채널(CH)에 연결되는 샘플링 스위치(SAM)가 1 번 턴-온되는 동안 더미 채널(CHd)에 연결된 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 복수 번(예를 들어, 4번) 턴-온시키고, 더미 샘플링 스위치(SAMd)가 턴-온되는 시점에 검출된 복수의 라인별 더미 센싱 전압을 합산함으로써 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성에 대한 오프셋을 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 더미 채널을 통해 복수 번 검출된 더미 센싱 전압을 합산함으로써 아날로그 디지털 컨버터의 특성에 대한 오프셋을 감소시키는 경우를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 내부적인 요인 또는 더미 샘플링 스위치(SAMd)가 턴-온되는 시점에서의 외부 요인으로 인해서 더미 채널(CHd)을 통해 검출되는 더미 센싱 전압(Vsend)은 검출 시점마다 다른 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 센싱 채널(CH)에 연결되는 샘플링 스위치(SAM)가 1 번 턴-온되는 동안 더미 채널(CHd)에 연결된 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 4번 턴-온시키는 경우, 4개의 더미 센싱 전압(1st Vsend ~ 4th Vsend)을 검출할 수 있다.
이 때, 더미 샘플링 스위치(SAMd)가 턴-온되는 시점의 시간 간격 또는 외부적인 요인 등으로 인해 4개의 더미 센싱 전압(1st Vsend ~ 4th Vsend)은 상이한 값을 나타낼 수 있다.
그러나, 4개의 더미 센싱 전압(1st Vsend ~ 4th Vsend)이 상이한 값을 가지더라도, 이들 모두가 동일한 더미 센싱 채널(CHd)에서 검출된 값이므로, 4개의 더미 센싱 전압(1st Vsend ~ 4th Vsend)을 모두 합산하여 평균값을 계산하는 경우에는 더미 센싱 채널(CHd)에 대한 편차가 감소하게 된다.
따라서, 센싱 채널(CH)을 통해 센싱 전압(Vsen)을 1 번 검출하는 시간 동안 더미 채널(CHd)을 통해 더미 센싱 전압(Vsend)을 복수 번 검출하고, 이를 합산 후 평균값을 산출함으로써 아날로그 디지털 컨버터(132)의 특성에 대한 오프셋 편차를 감소시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로에서 센싱 채널 및 더미 채널을 통해 검출된 전압을 디지털 신호로 변환하여 타이밍 컨트롤러에 전달하는 출력 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 샘플링 스위치(SAM)에 의해 연결된 복수의 센싱 라인(SL), 즉 라인 커패시터(Cline)의 양단에 형성된 센싱 전압(Vsen)을 검출하고, 아날로그 디지털 컨버터(132)를 통해 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 변환할 수 있다.
이 때, 데이터 구동 회로(130)는 샘플링 스위치(SAM)에 의해 복수의 센싱 채널(CH1 ~ CHn)에 대한 디지털 센싱 데이터(DSEN1 ~ DSENn)를 통합된 하나의 패널 센싱 데이터(ADC-data)로 구성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 데이터 구동 회로(130)에 4개의 서브픽셀(SP)로 이루어진 60개의 픽셀이 연결되는 경우 60개의 센싱 채널(CH)이 배치될 수 있으며, 각 센싱 채널(CH)을 대상으로 10 비트의 디지털 센싱 데이터(DSEN)를 생성하는 경우에는, 600 비트의 패널 센싱 데이터(ADC-data)를 생성할 수 있을 것이다.
이에 따라, 데이터 구동 회로(130)는 복수의 센싱 채널(CH)을 대상으로 측정된 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 이루어진 패널 센싱 데이터(ADC_data)를 포함하는 출력 데이터(SDIC_OUT)를 타이밍 컨트롤러(140)로 전송할 수 있다.
이 때, 데이터 구동 회로(130)는 복수의 센싱 채널(CH)을 대상으로 센싱 전압(Vsen)을 검출하는 동안, 복수의 더미 채널(CHd)을 대상으로 더미 센싱 전압(Vsend)을 검출하고 이를 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd1 ~ DSENdn)으로 변환하는 과정을 복수 번 반복할 수 있다.
이 때, 복수의 더미 채널(CHd)로부터 생성된 복수의 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd1 ~ DSENdn)는 하나의 오프셋 데이터(Q_data)로 구성할 수 있으며, 더미 채널(CHd)로부터 더미 센싱 전압(Vsend)을 검출하는 횟수만큼의 오프셋 데이터(Q_data1 ~ Q_datan)를 생성할 수 있을 것이다.
오프셋 데이터(Q_data)는 오프 센싱 전압(Vos)이 공급되는 더미 채널(CHd1, CHd2)을 통해 검출된 더미 센싱 전압(Vsend)을 나타내는 값이다. 따라서, 타이밍 컨트롤러(140)는 더미 채널(CHd1, CHd2)에 대한 오프셋 데이터(Q_data)를 룩업 테이블에 저장된 센싱 채널(CH) 별 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값과 비교함으로써, 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성 변화를 판단할 수 있을 것이다.
이 때, 더미 채널(CHd)로부터 더미 센싱 전압(Vsend)을 검출하는 횟수는 센싱 채널(CH)로부터 센싱 전압(Vsen)을 검출하는 시간 내에서 이루어질 수 있으므로, 하나의 패널 센싱 데이터(ADC_data)가 생성되는 기간 동안 n개의 오프셋 데이터(Q_data1 ~ Q_datan)가 생성될 수 있다.
데이터 구동 회로(130)는 하나의 패널 센싱 데이터(ADC_data)와 n개의 오프셋 데이터(Q_data1 ~ Q_datan)가 생성되면, 전송 개시 데이터(Transfer start; TS)를 포함해서 출력 데이터(SDIC_OUT)를 타이밍 컨트롤러(140)로 전달할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀의 구동 특성값 및 아날로그 디지털 컨버터의 변환 특성을 보상하기 위한 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 타이밍 컨트롤러(140)의 보상 회로(142)는 서브픽셀 보상 회로(143) 및 아날로그 디지털 컨버터 보상 회로(144)를 포함할 수 있다.
아날로그 디지털 컨버터 보상 회로(144)는 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값이 변경되는 경우, 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값 및 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)에 연결된 센싱 채널(CH) 사이의 특성값 편차 중 적어도 하나를 보상하기 위하여, 메모리(146) 내의 룩업 테이블을 업데이트함으로써 센싱 채널(CH)별로 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값을 보상한다.
즉, 아날로그 디지털 컨버터 보상 회로(144)는 더미 채널(CHd)에서 검출된 더미 센싱 전압(Vsend)을 통해 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값이 변경된 것으로 판단되면, 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값 변화를 보상해주기 위해서, 메모리(146) 내의 룩업 테이블에 포함된 센싱 채널(CH) 별 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값(오프셋, 게인 등)을 업데이트하는 아날로그 디지털 컨버터 보상을 수행할 수 있다.
한편, 타이밍 컨트롤러(140)에 포함된 서브픽셀 보상 회로(143)는 아날로그 디지털 컨버터 보상 회로(144)를 통해 업데이트된 룩업 테이블을 참조하여, 센싱 채널(CH)에서 검출된 디지털 센싱 데이터(DSEN)로부터 보상된 디지털 영상 데이터(DATA_comp)를 생성함으로써, 서브픽셀(SP) 내의 구동 트랜지스터(DRT)에 대한 특성값(문턱전압, 또는 이동도 등)을 보상하는 서브픽셀 보상을 수행한다.
이에 따라, 데이터 구동 회로(130a, 130b, 130c) 내의 디지털 아날로그 컨버터는 보상된 디지털 영상 데이터(DATA_comp)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 해당 서브픽셀(SP)로 공급한다.
본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 더미 채널(CHd)을 대상으로 더미 센싱 전압(Vsend)을 복수 번 검출하고, 이를 합산 후 평균값을 산출함으로써 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값, 특히 오프셋 편차를 감소시킬 수 있기 때문에, 아날로그 디지털 컨버터(132a, 132b, 132c)의 특성값 편차로 인한 서브픽셀 보상의 부정확성을 해결할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로
130: 데이터 구동 회로
132: 아날로그 디지털 컨버터
133: 클럭-데이터 복구 회로
140: 타이밍 컨트롤러
142: 보상 회로
143: 서브픽셀 보상 회로
144: 아날로그 디지털 컨버터 보상 회로
146: 메모리
150: 파워 관리 집적 회로
160: 메인 파워 관리 회로
170: 세트 보드

Claims (20)

  1. 다수의 서브픽셀과, 상기 다수의 서브픽셀에 연결되어 구동 특성값을 검출하는 다수의 센싱 채널이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 다수의 센싱 채널로부터 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하고, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값 검출을 위한 센싱용 구동 전압이 인가되는 적어도 하나의 더미 채널이 상기 아날로그 디지털 컨버터에 연결된 데이터 구동 회로; 및
    상기 적어도 하나의 더미 채널에서 검출된 오프셋 데이터를 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터 수신해서, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 보상하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 특성값은
    상기 서브픽셀을 구성하는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 또는 이동도를 나타내는 값인 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 센싱 채널은
    상기 다수의 서브픽셀에 기준 전압이 인가되는 신호 라인인 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    상기 다수의 센싱 채널을 상기 기준 전압으로 초기화하는 단계,
    상기 다수의 센싱 채널에 대한 전압 변화를 트래킹하는 단계, 및
    일정 시간 후에 상기 다수의 센싱 채널에 충전된 상기 센싱 전압을 샘플링하는 단계를 통해서 상기 센싱 전압을 검출하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 더미 채널은
    상기 다수의 센싱 채널의 외측에 배치되거나, 상기 다수의 센싱 채널 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    파워 오프 신호가 발생되어 데이터 전압이 차단된 상태에서 이루어지는 오프-센싱 프로세스를 통해, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 검출하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 센싱용 구동 전압은 오프-센싱 구동 전압인 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    상기 다수의 센싱 채널로부터 상기 디지털 센싱 데이터가 1회 생성되는 동안, 상기 적어도 하나의 더미 채널로부터 상기 오프셋 데이터가 2회 이상 생성되는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 2회 이상 생성된 오프셋 데이터는
    상기 디지털 센싱 데이터가 1회 생성되는 기간 동안 순차적으로 출력되는 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 오프셋 데이터를 메모리에 저장된 기준값과 비교하여, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 보상하는 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 데이터 구동 회로로부터 전달된 2회 이상의 상기 오프셋 데이터를 합산하여 평균값을 산출함으로써, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값 편차를 감소시키는 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 디지털 센싱 데이터로부터 보상된 디지털 영상 데이터를 생성하고, 이를 해당하는 서브픽셀에 공급함으로써 상기 구동 특성값을 보상하는 서브픽셀 보상 회로를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 다수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널로 연장되어 데이터 전압을 공급하는 다수의 데이터 라인;
    상기 다수의 서브픽셀에 연결되는 다수의 센싱 채널로부터 검출된 구동 특성값을 디지털 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 및
    상기 아날로그 디지털 컨버터에 연결되어, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값 검출을 위한 센싱용 구동 전압이 인가되는 적어도 하나의 더미 채널을 포함하는 구동 회로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 아날로그 디지털 컨버터는
    상기 디지털 센싱 데이터와, 상기 적어도 하나의 더미 채널에서 검출된 오프셋 데이터를 출력하는 구동 회로.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동 특성값은
    상기 다수의 센싱 채널을 기준 전압으로 초기화하는 단계,
    상기 다수의 센싱 채널에 대한 전압 변화를 트래킹하는 단계, 및
    일정 시간 후에 상기 다수의 센싱 채널에 충전된 센싱 전압을 샘플링하는 단계를 통해서 검출하는 구동 회로.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 더미 채널은
    상기 다수의 센싱 채널의 외측에 배치되거나, 상기 다수의 센싱 채널 사이에 배치되는 구동 회로.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 오프셋 데이터는
    파워 오프 신호가 발생되어 상기 데이터 라인을 통해 상기 데이터 전압이 차단된 상태에서 이루어지는 오프-센싱 프로세스를 통해 검출되는 구동 회로.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 센싱용 구동 전압은 오프-센싱 구동 전압인 구동 회로.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 오프셋 데이터는
    상기 다수의 센싱 채널로부터 상기 디지털 센싱 데이터가 1회 생성되는 동안, 상기 적어도 하나의 더미 채널로부터 2회 이상 생성되는 구동 회로.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 2회 이상 생성된 오프셋 데이터는
    상기 디지털 센싱 데이터가 1회 생성되는 기간 동안 순차적으로 출력되는 구동 회로.
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