KR20230013729A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 유닛을 포함하는 화소; 상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및 영상 데이터를 보정하여 상기 데이터 전압에 대응하는 보상 데이터를 생성하는 휘도 보정부를 포함하고, 상기 발광 유닛은 적어도 하나의 서브 소자 그룹을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹은 발광 소자를 포함하며, 상기 휘도 보정부는 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹에 포함된 상기 발광 소자의 개수에 따른 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값 및 휘도 값을 계산하고, 상기 영상 데이터를 보정하여 상기 보상 데이터를 생성한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보 매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 요구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 표시 장치의 휘도를 균일하게 구현할 수 있는 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 유닛을 포함하는 화소; 상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및 영상 데이터를 보정하여 상기 데이터 전압에 대응하는 보상 데이터를 생성하는 휘도 보정부를 포함하고, 상기 발광 유닛은 적어도 하나의 서브 소자 그룹을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹은 발광 소자를 포함하며, 상기 휘도 보정부는 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹에 포함된 상기 발광 소자의 개수에 따른 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값 및 휘도 값을 계산하고, 상기 영상 데이터를 보정하여 상기 보상 데이터를 생성한다.
상기 휘도 보정부는 상기 발광 유닛에 인가되는 구동 전류를 상기 발광 소자의 개수로 나눈 상기 발광 소자에 인가되는 서브 구동 전류에 따른 상기 열화 값을 추출하고, 상기 열화 값을 반영하여 상기 휘도 값을 계산할 수 있다.
상기 휘도 보정부는 상기 휘도 값을 합산하여 상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하고, 상기 현재 휘도 값과 기준 휘도 값을 비교하여 보정 휘도 값을 계산할 수 있다.
상기 휘도 보정부는 상기 열화 값의 크기, 분포에 따른 열화 가중치를 추출하고, 상기 열화 가중치를 상기 현재 휘도 값에 반영할 수 있다.
상기 휘도 보정부는 상기 보정 휘도 값을 상기 영상 데이터에 반영하여 상기 보상 데이터를 생성할 수 있다.
외부로부터 공급된 영상 신호가 재정렬된 상기 영상 데이터를 상기 휘도 보정부에 공급하는 타이밍 제어부를 더 포함하고, 상기 휘도 보정부는 상기 보상 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급할 수 있다.
상기 화소는 제1 전원선에 접속된 제1 전극, 상기 발광 유닛의 제1 전극에 접속된 제2 전극, 및 제1 노드에 접속된 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터; 데이터선에 접속된 제1 전극, 상기 제1 노드에 접속된 제2 전극, 및 제1 주사선에 접속된 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터; 및 센싱선에 접속된 제1 전극, 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속된 제2 전극, 및 제2 주사선에 접속된 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 노드의 전압에 대응하여 상기 발광 유닛으로 흐르는 상기 구동 전류의 전류량을 제어할 수 있다.
상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹에 포함된 발광 소자는 병렬로 연결되고, 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹은 직렬로 연결된 제1 서브 소자 그룹 및 제2 서브 소자 그룹을 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 소자 그룹과 상기 제2 서브 소자 그룹에 각각 포함되는 상기 발광 소자의 개수는 상이하고, 상기 제1 서브 소자 그룹의 발광 소자와 상기 제2 서브 소자 그룹의 발광 소자에 흐르는 서브 구동 전류의 전류량이 상이할 수 있다.
상기 제1 서브 소자 그룹의 발광 소자의 개수가 상기 제2 서브 소자 그룹의 발광 소자의 개수보다 적으면, 상기 제1 서브 소자 그룹의 발광 소자에 흐르는 서브 구동 전류의 전류량은 상기 제2 서브 소자 그룹의 발광 소자에 흐르는 서브 구동 전류의 전류량보다 클 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 각각 발광 소자로 구성된 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹을 포함하는 발광 유닛을 포함하는 화소; 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹에서 각각의 발광 소자의 개수를 획득하는 발광 소자 개수 획득부; 상기 발광 유닛에 인가되는 구동 전류를 상기 발광 소자의 개수로 나눈 상기 발광 소자에 인가되는 서브 구동 전류에 따른 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹의 열화 값을 추출하는 열화 값 추출부; 상기 열화 값을 반영하여 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹의 휘도 값을 계산하는 휘도 값 계산부; 상기 휘도 값을 합산하여 상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하고, 상기 현재 휘도 값과 기준 휘도 값을 비교하여 보정 휘도 값을 계산하는 보정 휘도 계산부; 및 상기 보정 휘도 값을 영상 데이터에 반영하여 보상 데이터를 생성하는 보정부를 포함한다.
상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및 외부로부터 공급된 영상 신호가 재정렬된 상기 영상 데이터를 상기 보정부에 공급하는 타이밍 제어부를 더 포함하고, 상기 보정부는 상기 보상 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급할 수 있다.
상기 발광 소자 개수 획득부는 광학 촬상, 열화상 촬상, 화소 센싱 중 어느 하나에 의해 상기 발광 소자의 개수를 획득할 수 있다.
상기 보정 휘도 계산부는 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹의 열화 값의 크기, 분포에 따른 열화 가중치를 추출하고, 상기 열화 가중치를 상기 현재 휘도 값에 반영할 수 있다.
상기 보정 휘도 계산부는 상기 보정 휘도 값을 시간에 따른 상기 발광 소자의 효율 변화를 고려하여 계산할 수 있다.
일 실시예에 따른 각각 발광 소자로 구성된 적어도 하나의 서브 소자 그룹을 포함하는 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 표시 장치의 구동 방법은: 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 발광 소자 개수를 획득하는 단계; 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값을 추출하는 단계; 상기 열화 값을 반영하여 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 휘도 값을 계산하는 단계; 상기 휘도 값을 합산하여 상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하는 단계; 및 상기 현재 휘도 값과 기준 휘도 값을 비교하여 보정 휘도 값을 계산하는 단계를 포함한다.
상기 발광 소자 개수를 획득하는 단계에서, 광학 촬상, 열화상 촬상, 화소 센싱 중 어느 하나에 의해 상기 발광 소자의 개수를 획득할 수 있다.
상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값의 크기, 분포에 따른 열화 가중치를 추출하고, 상기 열화 가중치를 상기 현재 휘도 값에 반영할 수 있다.
상기 보정 휘도 값은 시간에 따른 상기 발광 소자의 효율 변화를 고려하여 계산될 수 있다.
외부로부터 공급된 영상 신호가 재정렬된 영상 데이터에 상기 보정 휘도 값을 반영하여 보상 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 발광 소자의 개수에 따른 열화 정도를 고려하여, 화소들의 휘소를 보정하므로, 표시 장치의 휘도를 균일하게 구현할 수 있다.
일 실시예에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타낸 회로도들이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 휘도 보정부의 일 예를 도시한 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 열화 값 추출부 및 휘도 값 계산부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 보정 휘도 계산부를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 현재 휘도 계산부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 보정 휘도 계산부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치 중 휘도 보정부의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 화소부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 타이밍 제어부(400), 및 휘도 보정부(500)를 포함할 수 있다.
표시 장치는 평면 표시 장치, 플렉서블(flexible) 표시 장치, 커브드(curved) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 벤더블(bendable) 표시 장치, 스트레쳐블(stretchable) 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시 장치는 투명 표시 장치, 헤드 마운트(head-mounted) 표시 장치, 웨어러블(wearable) 표시 장치 등에 적용될 수 있다. 또한, 표시 장치는 스마트폰, 태블릿, 스마트 패드, TV, 모니터 등의 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다.
표시 장치는 복수의 자발광 소자들을 포함하는 자발광 표시 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 유기 발광 소자들을 포함하는 유기 발광 표시 장치, 무기 발광 소자들을 포함하는 표시 장치, 또는 무기 물질 및 유기 물질이 복합적으로 구성된 발광 소자들을 포함하는 표시 장치일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 표시 장치는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 퀀텀닷 표시 장치 등으로 구현될 수도 있다.
화소부(100)는 데이터선(DL), 제1 주사선(SL), 제2 주사선(SSL), 및 센싱선(RL)에 접속되는 화소(PX)를 포함한다. 화소부(100)는 복수의 데이터선(DL), 복수의 제1 주사선(SL), 복수의 제2 주사선(SSL), 및 복수의 센싱선(RL)에 각각 접속되는 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다.
화소(PX)는 외부로부터 제1 구동 전압(VDD), 제2 구동 전압(VSS), 및 초기화 전압(VINT)을 공급받을 수 있다. 화소(PX)의 구체적인 구성은 이하 도 2 및 도 3에서 살펴본다.
한편, 도 1에서는 제1 주사선(SL) 및 제2 주사선(SSL)이 화소(PX)에 접속되는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 실시예에 따라, 화소(PX)의 회로 구조에 대응하여 화소부(100)에는 하나 이상의 발광 제어선 등이 추가로 형성될 수 있다.
주사 구동부(200)는 타이밍 제어부(400)로부터 주사 제어 신호(SCS)를 수신한다. 주사 구동부(200)는 주사 제어 신호(SCS)에 응답하여 제1 주사선(SL)들로 각각 제1 주사 신호를 공급하고, 제2 주사선(SSL)들로 각각 제2 주사 신호를 공급할 수 있다.
주사 구동부(200)는 제1 주사선(SL)들로 제1 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 예를 들면, 제1 주사 신호는 화소(PX)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트-온 전압으로 설정될 수 있다. 또한, 제1 주사 신호는 화소(PX)에 데이터 신호(또는, 데이터 전압)를 인가하는데 이용될 수 있다.
또한, 주사 구동부(200)는 제2 주사선(SSL)들로 제2 주사 신호를 공급할 수 있다. 예를 들면, 제2 주사 신호는 화소(PX)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트-온 전압으로 설정될 수 있다. 제2 주사 신호는 화소(PX)에 흐르는 구동 전류를 센싱(또는, 추출)하거나 화소(PX)에 초기화 전압(VINT)을 인가하는데 이용될 수 있다.
한편, 도 1에는 하나의 주사 구동부(200)가 제1 주사 신호와 제2 주사 신호를 모두 출력하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 주사 구동부(200)는 제1 주사 신호를 화소부(100)에 공급하는 제1 주사 구동부 및 제2 주사 신호를 화소부(100)에 공급하는 제2 주사 구동부를 포함할 수 있다. 즉, 제1 주사 구동부 및 제2 주사 구동부는 별개의 구성으로 구현될 수 있다.
데이터 구동부(300)는 타이밍 제어부(400)로부터 데이터 제어 신호(DCS)를 수신한다. 또한, 데이터 구동부(300)는 휘도 보정부(500)로부터 보상 데이터(CDATA)를 수신한다. 데이터 구동부(300)는 데이터 제어 신호(DCS) 및 보상 데이터(CDATA)에 응답하여 데이터 전압(또는, 데이터 신호)들을 생성하고, 생성된 데이터 전압들을 데이터선(DL)들에 각각 공급할 수 있다. 즉, 데이터 구동부(300)는 한 프레임 기간 중 화소(PX)들 각각의 표시 기간 중에 데이터 전압을 화소부(100)에 공급할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 감마 전압들을 이용하여 보상 데이터(CDATA)에 포함된 데이터값(또는, 계조값)에 대응하는 데이터 전압(또는, 데이터 신호)을 생성할 수 있다. 여기서, 감마 전압들은 데이터 구동부(300)에서 생성되거나 별도의 감마 전압 생성 회로(예를 들면, 감마 집적 회로)로부터 제공될 수 있다. 예를 들면, 데이터 구동부(300)는 보상 데이터(CDATA)에 포함된 데이터값에 기초하여 감마 전압들 중 하나를 선택하여 데이터 전압(또는, 데이터 신호)로 출력할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 표시 기간 중에 초기화 전압(VINT)을 센싱선(RL)들에 공급할 수 있다. 또한, 데이터 구동부(300)는 센싱 모드(또는, 센싱 기간)에서 센싱선(RL)들에 초기화 전압(VINT)을 인가한 후, 센싱선(RL)들을 통해 각 화소(PX)의 발광 특성을 센싱할 수도 있다. 화소(PX)의 발광 특성은 화소(PX) 내 적어도 하나의 트랜지스터(예를 들어, 구동 트랜지스터)의 문턱 전압, 이동도, 및 발광 소자의 특성 정보(예를 들어, 전류-전압 특성)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센싱선(RL)들은 데이터 구동부(300)에 연결되는 것으로 도시되었으나, 실시예에 따라 표시 장치에는 별도의 센싱부가 구비되어, 데이터 구동부(300)와 센싱부는 별개의 구성으로 구현될 수 있다.
타이밍 제어부(400)는 외부의 그래픽 기기와 같은 화상 소스로부터 타이밍 제어 신호(CTL) 및 영상 신호(RGB)를 수신할 수 있다.
타이밍 제어부(400)는 외부로부터 공급되는 타이밍 제어 신호(CTL)에 대응하여 데이터 제어 신호(DCS) 및 주사 제어 신호(SCS)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(400)에서 생성된 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(300)로 공급되고, 주사 제어 신호(SCS)는 주사 구동부(200)로 공급될 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(400)는 외부로부터 공급된 영상 신호(RGB)가 재정렬된 영상 데이터(DATA1)를 휘도 보정부(500)에 공급할 수 있다.
휘도 보정부(500)는 화소(PX)에 포함된 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 발광 소자의 개수에 따른 열화 값 및 휘도 값을 계산하고, 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 영상 데이터(DATA1)를 보정하여 보상 데이터(CDATA)를 생성할 수 있다. 휘도 보정부(500)는 영상 데이터(DATA1)를 타이밍 제어부(400)에서 제공받을 수 있고, 생성된 보상 데이터(CDATA)를 데이터 구동부(300)에 공급할 수 있다. 휘도 보정부(500)에 관한 내용은 도 4 내지 이하에서 상세히 살펴본다.
한편, 도 1에서 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 타이밍 제어부(400), 및 휘도 보정부(500)는 상호 독립적으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 타이밍 제어부(400), 및 휘도 보정부(500) 중 적어도 하나는 화소부(100)에 구비되거나, 집적 회로로 구현되고 연성 회로 기판에 실장되어 화소부(100)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(200)는 화소부(100)에 구비될 수 있다. 또한, 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 타이밍 제어부(400), 및 휘도 보정부(500) 중 적어도 2개는 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(300) 및 휘도 보정부(500)는 하나의 집적 회로로 구현될 수 있고, 타이밍 제어부(400) 및 휘도 보정부(500)가 하나의 집적 회로로 구현될 수도 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 살펴본다.
도 2 및 도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타낸 회로도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 화소(PX)는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 유닛(EMU)을 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)(또는, 구동 트랜지스터)의 제1 전극은 제1 전원선(PL1)에 접속되고, 제2 전극은 발광 유닛(EMU)의 제1 전극(EL1)(또는, 제2 노드(N2))에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전극은 드레인 전극일 수 있고, 제2 전극은 소스 전극일 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여, 발광 유닛(EMU)으로 흐르는 구동 전류(Id)의 전류량을 제어할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)(또는, 스위칭 트랜지스터)의 제1 전극은 데이터선(DL)에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)(또는, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제1 주사선(SL)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 주사선(SL)으로 제1 주사 신호(SC1)(예를 들면, 하이 레벨 전압)가 공급될 때 턴-온되어, 데이터선(DL)으로부터 데이터 전압(VDATA)을 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극은 센싱선(RL)에 접속되고, 제2 전극은 제2 노드(N2)(또는, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극)에 접속될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제2 주사선(SSL)에 접속될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 소정의 센싱 기간 동안 제2 주사선(SSL)으로 제2 주사 신호(SC2)(예를 들면, 하이 레벨 전압)가 공급될 때 턴-온되어, 센싱선(RL)과 제2 노드(N2)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다. 이러한 스토리지 커패시터(Cst)는 한 프레임 동안 제1 노드(N1)로 공급되는 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압(VDATA)을 충전할 수 있다. 이에 따라, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이의 전압 차에 대응하는 전압을 저장할 수 있다. 일 예로, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극으로 공급되는 데이터 전압(VDATA)과 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극으로 공급되는 초기화 전압(VINT)의 차에 대응하는 전압을 저장할 수 있다.
발광 유닛(EMU)은 제1 구동 전압(VDD)이 인가되는 제1 전원선(PL1)과 제2 구동 전압(VSS)이 인가되는 제2 전원선(PL2) 사이에 직렬 및/또는 병렬로 연결된 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있다.
일 예로, 도 2를 참조한 발광 유닛(EMU)은 병렬로 연결된 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있고, 도 3을 참조한 발광 유닛(EMU)은 직렬 및 병렬로 연결된 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있다. 병렬 연결된 발광 소자(LD)들 중 서로 동일한 방향으로 연결된 각각의 발광 소자(LD)는 유효 광원을 구성할 수 있다. 또한, 서로 동일한 방향으로 병렬 연결된 발광 소자(LD)들은 하나의 서브 소자 그룹(GRO)을 구성할 수 있다.
발광 유닛(EMU)은 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)은 직렬로 연결되어, 발광 유닛(EMU)을 구성할 수 있다. 일 예로, 도 3을 참조한 발광 유닛(EMU)은 제2 노드(N2)와 제2 전원선(PL2) 사이에 연결된 제1 서브 소자 그룹(GRO1), 제2 서브 소자 그룹(GRO2) 내지 제n 서브 소자 그룹(GROn)을 포함할 수 있다.
발광 유닛(EMU)은 제2 노드(N2)에 연결된 제1 전극(EL1)과 제2 전원선(PL2)에 연결된 제2 전극(EL2) 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극(EL1)은 애노드(anode)일 수 있고, 제2 전극(EL2)은 캐소드(cathode)일 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 제3 전극(EL3)은 캐소드일 수 있고, 제4 전극(EL4)은 애노드일 수 있다.
제2 서브 소자 그룹(GRO2)은 제1 전극(EL1)과 제3 전극(EL3) 사이에 서로 동일한 방향으로 연결된 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있다. 제n 서브 소자 그룹(GROn)은 제4 전극(EL4)과 제2 전극(EL2) 사이에 서로 동일한 방향으로 연결된 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있다.
제1 서브 소자 그룹(GRO1), 제2 서브 소자 그룹(GRO2) 내지 제n 서브 소자 그룹(GROn)에 각각 포함되는 발광 소자(LD)의 개수는 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)은 3개의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)은 4개의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있으며, 제n 서브 소자 그룹(GROn)은 k개의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 각 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자(LD)의 개수에 따라 각 서브 소자 그룹의 발광 소자(LD)에 흐르는 전류량, 각 서브 소자 그룹(GRO)의 휘도, 각 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 정도는 다를 수 있다. 일 실시예에서는 각 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수에 따른 열화 정도를 고려하여, 화소(PX)들의 휘도를 보정하므로, 표시 장치의 휘도를 균일하게 구현할 수 있다.
발광 유닛(EMU)은 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 구동 전류(Id)에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성할 수 있다. 예를 들면, 한 프레임 기간 동안, 제1 트랜지스터(T1)는 해당 프레임 데이터(예를 들면, 보상 데이터(CDATA, 도 1 참조))의 계조값에 대응하는 구동 전류(Id)를 발광 유닛(EMU)으로 공급할 수 있다. 발광 유닛(EMU)으로 공급되는 구동 전류(Id)는 발광 소자(LD)들에 나뉘어 흐를 수 있다. 여기서, 발광 소자(LD)들에 나뉘어 흐르는 전류는 서브 구동 전류(Ids)라 할 수 있다. 각각의 발광 소자(LD)가 서브 구동 전류(Ids)에 상응하는 휘도로 발광하면서, 발광 유닛(EMU)은 구동 전류(Id)에 대응하는 휘도의 광을 방출할 수 있다.
서브 구동 전류(Ids)는 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자(LD)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 발광 소자(LD)의 개수는 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 발광 소자(LD)의 개수보다 적으면, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 발광 소자(LD)에 흐르는 서브 구동 전류(Ids)의 전류량은 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 발광 소자(LD)에 흐르는 서브 구동 전류(Ids)의 전류량보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 각 서브 소자 그룹(GRO)의 휘도, 각 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 정도는 다를 수 있고, 이러한 서브 소자 그룹(GRO)을 포함하는 화소(PX)들은 휘도 편차가 발생할 수 있다. 일 실시예에서는 각 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수에 따른 열화 정도를 고려하여, 화소(PX)들의 휘도를 보정하므로, 표시 장치의 휘도를 균일하게 구현할 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 일 실시예에 따른 휘도 보정부에 관하여 살펴본다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 휘도 보정부의 일 예를 도시한 도면들이고, 도 6은 일 실시예에 따른 열화 값 추출부 및 휘도 값 계산부를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 일 실시예에 따른 보정 휘도 계산부를 도시한 도면이다. 도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 현재 휘도 계산부를 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 보정 휘도 계산부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4, 도 5, 및 도 7을 참조하면, 휘도 보정부(500)는 발광 소자 개수 획득부(510), 열화 값 및 휘도 값 계산부(520), 보정 휘도 계산부(530), 및 보정부(540)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
발광 소자 개수 획득부(510)는 한 화소(PX)(또는, 발광 유닛(EMU))에 포함되는 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)에서 각각의 발광 소자의 개수(NUM)를 획득할 수 있다.
일 예로, 도 3을 참조하면, 발광 소자 개수 획득부(510)는 제1 서브 소자 그룹(GRO1)이 포함하는 발광 소자의 개수(NUM)는 3개이고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)이 포함하는 발광 소자의 개수(NUM)는 4개라는 것을 파악할 수 있다.
발광 소자의 개수(NUM)는 광학 촬상, 열화상 촬상, 화소 센싱 등으로 획득될 수 있다. 발광 소자 개수 획득부(510)는 광학 카메라 또는 열화상 카메라 등을 통해 화소부(100, 도 1 참조)를 촬상하여, 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)에 포함되는 발광 소자의 개수(NUM)를 획득할 수 있다. 또한, 발광 소자 개수 획득부(510)는 한 화소(PX)가 하나의 서브 소자 그룹(GRO)을 포함할 때, 제3 트랜지스터(T3)를 통한 제2 노드(N2)의 센싱값을 미리 결정된 발광 소자(LD)의 특성 곡선과 비교하여, 발광 소자의 개수(NUM)를 획득할 수 있다.
열화 값 및 휘도 값 계산부(520)는 획득된 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수(NUM)를 발광 소자 개수 획득부(510)로부터 제공받고, 발광 유닛(EMU)에 인가되는 구동 전류(Id)를 기초로, 각 서브 소자 그룹(GRO)에서 발광 소자의 개수(NUM)에 따른 열화 값(DET) 및 휘도 값(LUMI)을 계산할 수 있다.
열화 값 및 휘도 값 계산부(520)는 열화 값 추출부(521) 및 휘도 값 계산부(522)를 포함한다.
열화 값 추출부(521)는 발광 유닛(EMU)에 인가되는 구동 전류(Id)를 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수(NUM)로 나눈 서브 소자 그룹(GRO)의 각 발광 소자(LD)에 인가되는 서브 구동 전류(Ids)에 따른 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 값(DET)을 추출할 수 있다. 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 값(DET)은 서브 구동 전류(Ids)의 전류량, 발광 시간 등을 미리 결정된 발광 소자의 열화 데이터와 비교하여 추출될 수 있다. 미리 결정된 발광 소자의 열화 데이터는 룩업 테이블(Look up table) 등의 메모리에 저장되어 있을 수 있다. 또한, 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 값(DET)은 서브 구동 전류(Ids)의 전류량, 발광 시간 등을 미리 결정된 수식에 대입하여 추출될 수도 있다.
일 예로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 열화 값 추출부(521)는 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 발광 소자의 개수(NUM)가 3개일 때, 서브 구동 전류(Ids)에 따른 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 열화 값(DET1)을 추출할 수 있고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 발광 소자의 개수(NUM)가 4개일 때, 서브 구동 전류(Ids)에 따른 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 열화 값(DET2)을 추출할 수 있으며, 제n 서브 소자 그룹(GROn)의 발광 소자의 개수(NUM)가 k개일 때, 서브 구동 전류(Ids)에 따른 제n 서브 소자 그룹(GROn)의 열화 값(DETn)을 추출할 수 있다.
휘도 값 계산부(522)는 열화 값(DET)을 반영하여 휘도 값(LUMI)을 계산할 수 있다. 휘도 값(LUMI)은 미리 결정된 발광 소자의 서브 구동 전류(Ids) 데이터에 의해 계산될 수 있고, 미리 결정된 수식에 대응하여 계산될 수도 있다. 휘도 값(LUMI)은 서브 구동 전류(Ids)의 전류량에 비례하나, 열화 값(DET)이 반영됨에 따라 휘도 값(LUMI)이 달라질 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 서브 구동 전류(Ids)는 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 서브 구동 전류(Ids)보다 큰 값을 가지나, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 열화 정도가 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 열화 정도보다 더 큰 경우, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 휘도 값(LUMI)은 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 휘도 값(LUMI)보다 작을 수 있다.
일 예로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 휘도 값 계산부(522)는 제1 서브 소자 그룹(GRO1)에서 열화 값(DET1)을 반영한 휘도 값(LUMI1)을 계산할 수 있고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)에서 열화 값(DET2)을 반영한 휘도 값(LUMI2)을 계산할 수 있으며, 제n 서브 소자 그룹(GROn)에서 열화 값(DETn)을 반영한 휘도 값(LUMIn)을 계산할 수 있다.
보정 휘도 계산부(530)는 휘도 값 계산부(522)로부터 휘도 값(LUMI)을 제공받고, 휘도 값(LUMI)을 합산하여 한 화소(PX)의 현재 휘도 값(LUMI_S)을 계산하고, 현재 휘도 값(LUMI_S)과 기준 휘도 값(LUMI_R)을 비교하여 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있다.
보정 휘도 계산부(530)는 현재 휘도 계산부(531) 및 휘도 비교부(532)를 포함한다.
현재 휘도 계산부(531)는 휘도 값(LUMI)을 합산하여 한 화소(PX)의 현재 휘도 값(LUMI_S)을 계산할 수 있다.
또한, 현재 휘도 계산부(531)는 각 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 값(DET)의 크기, 분포에 따른 열화 가중치(DET_W)를 추출하고, 추출된 열화 가중치(DET_W)를 현재 휘도 값(LUMI_S)에 반영할 수 있다.
일 예로, 도 8을 참조하면, 현재 휘도 계산부(531)는 제1 화소(PX1)의 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 열화 값(DET)이 9이고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 열화 값(DET)이 8이며, 제3 서브 소자 그룹(GRO3)의 열화 값(DET)이 7이고, 제4 서브 소자 그룹(GRO4)의 열화 값(DET)이 6일 때, 7.7의 열화 가중치(DET_W)를 추출할 수 있다. 현재 휘도 계산부(531)는 열화 가중치(DET_W) 7.7을 제1 화소(PX1)의 현재 휘도 값(LUMI_S)에 반영할 수 있다.
현재 휘도 계산부(531)는 제2 화소(PX2)의 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 열화 값(DET)이 15이고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 열화 값(DET)이 5이며, 제3 서브 소자 그룹(GRO3)의 열화 값(DET)이 5이고, 제4 서브 소자 그룹(GRO4)의 열화 값(DET)이 5일 때, 10의 열화 가중치(DET_W)를 추출할 수 있다. 현재 휘도 계산부(531)는 열화 가중치(DET_W) 10을 제2 화소(PX2)의 현재 휘도 값(LUMI_S)에 반영할 수 있다.
또한, 현재 휘도 계산부(531)는 제3 화소(PX3)의 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 열화 값(DET)이 12이고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 열화 값(DET)이 11이며, 제3 서브 소자 그룹(GRO3)의 열화 값(DET)이 10이고, 제4 서브 소자 그룹(GRO4)의 열화 값(DET)이 9일 때, 10.7의 열화 가중치(DET_W)를 추출할 수 있다. 현재 휘도 계산부(531)는 열화 가중치(DET_W) 10.7을 제3 화소(PX3)의 현재 휘도 값(LUMI_S)에 반영할 수 있다.
현재 휘도 계산부(531)는 제4 화소(PX4)의 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 열화 값(DET)이 12이고, 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 열화 값(DET)이 10이며, 제3 서브 소자 그룹(GRO3)의 열화 값(DET)이 8이고, 제4 서브 소자 그룹(GRO4)의 열화 값(DET)이 6일 때, 9.4의 열화 가중치(DET_W)를 추출할 수 있다. 현재 휘도 계산부(531)는 열화 가중치(DET_W) 9.4를 제4 화소(PX4)의 현재 휘도 값(LUMI_S)에 반영할 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 9의 (a)에 도시된 그래프는 발광 유닛(EMU)에 포함된 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수(NUM)가 비슷한 경우 휘도 값(LUMI)의 편차를 도시한 것이고, 도 9의 (b)에 도시된 그래프는 발광 유닛(EMU)에 포함된 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수(NUM)가 크게 차이나는 경우 휘도 값(LUMI)의 편차를 도시한 것이다.
도 9의 (b)에 도시된 휘도 값(LUMI)의 편차는 도 9의 (a)에 도시된 휘도 값(LUMI)의 편차보다 큰 값을 가짐을 알 수 있다. 즉, 서브 소자 그룹(GRO)에 포함된 발광 소자의 개수(NUM)에 따라, 휘도 값(LUMI)의 편차가 발생함을 확인할 수 있다.
이에 따라, 일 실시예에서는 도 8에서 전술한 바와 같이, 발광 유닛(EMU)에 포함된 서브 소자 그룹(GRO)들의 열화 값(DET)의 크기, 분포에 따른 열화 가중치(DET_W)를 반영하면, 서브 소자 그룹(GRO)들의 열화 정도를 일정한 기준으로 반영하여 휘도 보정을 할 수 있고, 화소(PX)들간에 균일한 휘도를 구현할 수 있다.
휘도 비교부(532)는 현재 휘도 값(LUMI_S)과 기준 휘도 값(LUMI_R)을 비교하여 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있다.
예를 들면, 휘도 비교부(532)는 현재 휘도 값(LUMI_S)이 기준 휘도 값(LUMI_R)보다 크면 음의 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있고, 현재 휘도 값(LUMI_S)이 기준 휘도 값(LUMI_R)보다 작으면 양의 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있다.
보정 휘도 계산부(530)는 보정 휘도 값(LUMI_C)을 시간에 따른 발광 소자(LD)의 효율 변화를 고려하여 계산할 수 있다.
예를 들면, 서브 소자 그룹(GRO)이 1개인 경우는 도 10을 참조하여 살펴볼 수 있다.
시간이 지남에 따라 발광 소자(LD)들의 현재 휘도 값은 감소할 수 있다. 즉, 시간이 지남에 따라 발광 소자(LD)들의 발광 효율이 감소할 수 있고, 보정 휘도 계산부(530)는 제1 시간(t1a) 및 제2 시간(t2a)에서 현재 휘도 값(LUMI1_S)과 기준 휘도 값(LUMI_R)을 비교하여 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있다.
제1 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S)은 점차 감소할 수 있고, 제1 시간(t1a)에서 제1 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S)을 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정할 수 있다. 여기서, 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정하기 위한 보정 휘도 값(LUMI_C)은 △Xa 에 해당할 수 있다.
이후, 제1 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S)은 점차 감소할 수 있고, 제2 시간(t2a)에서 제1 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S)을 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정할 수 있다. 여기서, 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정하기 위한 보정 휘도 값(LUMI_C)은 △Xb 에 해당할 수 있다.
제1 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S)을 보정함에 따라, 보정 휘도 값(LUMI_C)의 절대값은 점차 감소할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에서는 시간이 지날수록 표시 장치의 휘도를 균일하게 보정할 수 있고, 휘도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
서브 소자 그룹(GRO)이 3개인 경우는 도 11을 참조하여 살펴볼 수 있다.
보정 휘도 계산부(530)는 제1 시간(t1b) 및 제2 시간(t2b)에서 현재 휘도 값(LUMI1_S, LUMI2_S, LUMI3_S)과 기준 휘도 값(LUMI_R)을 비교하여 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있다. 여기서, 제1 서브 소자 그룹(GRO1)의 발광 소자의 개수(NUM)는 제2 서브 소자 그룹(GRO2) 및 제3 서브 소자 그룹(GRO3)의 발광 소자의 개수(NUM)보다 많을 수 있다. 제2 서브 소자 그룹(GRO2)의 발광 소자의 개수(NUM)는 제3 서브 소자 그룹(GRO3)의 발광 소자의 개수(NUM)보다 많을 수 있다.
제1, 제2, 제3 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S, LUMI2_S, LUMI3_S)은 점차 감소할 수 있고, 제1 시간(t1b)에서 제1, 제2, 제3 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S, LUMI2_S, LUMI3_S)을 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정할 수 있다. 여기서, 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정하기 위한 보정 휘도 값(LUMI_C)은 △Xc 에 해당할 수 있다.
이후, 제1, 제2, 제3 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S, LUMI2_S, LUMI3_S)은 점차 감소할 수 있고, 제2 시간(t2b)에서 제1, 제2, 제3 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S, LUMI2_S, LUMI3_S)을 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정할 수 있다. 여기서, 기준 휘도 값(LUMI_R)으로 보정하기 위한 보정 휘도 값(LUMI_C)은 △Xd 에 해당할 수 있다.
제1, 제2, 제3 서브 소자 그룹의 휘도 값(LUMI1_S, LUMI2_S, LUMI3_S)을 보정함에 따라, 보정 휘도 값(LUMI_C)의 절대값은 점차 감소할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에서는 시간이 지날수록 표시 장치의 휘도를 균일하게 보정할 수 있고, 휘도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
보정부(540)는 보정 휘도 계산부(530)로부터 보정 휘도 값(LUMI_C)을 제공받고, 타이밍 제어부(400, 도 1 참조)로부터 영상 데이터(DATA1)를 제공받고, 보정 휘도 값(LUMI_C)이 반영된 보상 데이터(CDATA)를 생성할 수 있다. 보정부(540)는 보상 데이터(CDATA)를 데이터 구동부(300, 도 1 참조)에 제공할 수 있다.
이하에서는, 도 12를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 살펴본다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치 중 휘도 보정부의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 휘도 보정부의 구동에 따라 표시 장치의 휘도를 보정할 수 있다. 이하에서는, 도 1 내지 도 11을 함께 참조하여 설명한다.
발광 소자 개수 획득부(510)는 발광 유닛(EMU)에 포함되는 적어도 하나의 서브 소자 그룹(GRO)에서 각각의 발광 소자의 개수(NUM)를 획득할 수 있다(S120).
열화 값 추출부(521)는 발광 유닛(EMU)에 인가되는 구동 전류(Id)를 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수(NUM)로 나눈 서브 소자 그룹(GRO)의 각 발광 소자(LD)에 인가되는 서브 구동 전류(Ids)에 따른 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 값(DET)을 추출할 수 있다(S121).
이후, 휘도 값 계산부(522)는 열화 값(DET)을 반영하여 휘도 값(LUMI)을 계산할 수 있다(S122).
현재 휘도 계산부(531)는 휘도 값(LUMI)을 합산하여 한 화소(PX)의 현재 휘도 값(LUMI_S)을 계산할 수 있다(S123). 현재 휘도 계산부(531)는 각 서브 소자 그룹(GRO)의 열화 값(DET)의 크기, 분포에 따른 열화 가중치(DET_W)를 추출하고, 추출된 열화 가중치(DET_W)를 현재 휘도 값(LUMI_S)에 반영할 수 있다.
휘도 비교부(532)는 현재 휘도 값(LUMI_S)과 기준 휘도 값(LUMI_R)을 비교하여 보정 휘도 값(LUMI_C)을 계산할 수 있다(S124).
보정부(540)는 휘도 비교부(532)로부터 보정 휘도 값(LUMI_C)을 제공받고, 타이밍 제어부(400, 도 1 참조)로부터 영상 데이터(DATA1)를 제공받고, 보정 휘도 값(LUMI_C)이 반영된 보상 데이터(CDATA)를 생성할 수 있다. 보정부(540)는 보상 데이터(CDATA)를 데이터 구동부(300, 도 1 참조)에 제공할 수 있다.
이에 따라, 일 실시예에서는 각 서브 소자 그룹(GRO)의 발광 소자의 개수에 따른 열화 정도를 고려하여, 화소(PX)들의 휘도를 보정하므로, 표시 장치의 휘도를 균일하게 구현할 수 있다.
이하에서는, 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 발광 소자에 관하여 살펴본다.
도 13은 일 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 사시도이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(10), 제2 반도체층(30), 및 제1 반도체층(10)과 제2 반도체층(30) 사이에 위치하는 활성층(20)을 포함한다. 일 예로, 발광 소자(LD)는 길이(L) 방향을 따라 제1 반도체층(10), 활성층(20), 및 제2 반도체층(30)이 순차적으로 적층된 적층체로 구성될 수 있다.
발광 소자(LD)는 일 방향을 따라 연장된 막대 형상, 즉, 원 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 발광 소자(LD)의 연장 방향을 길이(L) 방향이라고 하면, 발광 소자(LD)는 길이(L) 방향을 따라 일측 단부와 타측 단부를 가질 수 있다. 도 1에서는 기둥 형상의 발광 소자를 도시하였으나, 일 실시예에 의한 발광 소자의 종류 및/또는 형상은 이에 한정되지 않는다.
발광 소자(LD)는 막대 형상으로 제조된 막대형 발광 다이오드일 수 있다. 본 명세서에서, "막대형"이라 함은 원 기둥 또는 다각 기둥 등과 같이 길이(L) 방향으로 긴(즉, 종횡비(aspect ratio)가 1보다 큰) 로드 형상(rod-like shape), 또는 바 형상(bar-like shape)을 포괄하며, 그 단면의 형상이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 발광 소자(LD)의 길이(L)는 그 직경(D)(또는, 횡단면의 폭)보다 클 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 발광 소자(LD)는 길이(L) 방향으로 짧은(즉, 종횡비가 1보다 작은) 로드 형상 또는 바 형상 등을 가질 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 따라, 발광 소자(LD)는 길이(L)와 직경(D)이 동일한 로드 형상 또는 바 형상 등을 가질 수도 있다.
발광 소자(LD)는 나노 스케일 내지 마이크로 스케일 정도로 작은 크기를 가질 수 있다. 발광 소자(LD)는 각각 나노 스케일 내지 마이크로 스케일 범위의 직경(D) 및/또는 길이(L)를 가질 수 있다. 발광 소자(LD)를 이용한 발광 장치를 광원으로 이용하는 각종 장치, 일 예로 표시 장치 등의 설계 조건에 따라 발광 소자(LD)의 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
제1 반도체층(10)은 적어도 하나의 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(10)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 어느 하나의 반도체 재료를 포함하며, Si, Ge, Sn 등과 같은 제1 도전성 도펀트가 도핑된 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 다만, 제1 반도체층(10)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질로 제1 반도체층(10)을 구성할 수 있다.
활성층(20)은 제1 반도체층(10) 상에 배치되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 활성층(20)의 상부 및/또는 하부에는 도전성 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있다. 일 예로, 클래드층은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, AlGaN, InAlGaN 등의 물질이 활성층(20)을 형성하는 데에 이용될 수 있으며, 이 외에도 다양한 물질이 활성층(20)을 구성할 수 있다.
발광 소자(LD)의 양단에 문턱 전압 이상의 전압을 인가하게 되면, 활성층(20)에서 전자-정공 쌍이 결합하면서 발광 소자(LD)가 발광하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 발광 소자(LD)의 발광을 제어함으로써, 발광 소자(LD)를 표시 장치의 화소를 비롯한 다양한 발광 장치의 광원으로 이용할 수 있다.
제2 반도체층(30)은 활성층(20) 상에 배치되며, 제1 반도체층(10)과 상이한 타입의 반도체층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 반도체층(30)은 적어도 하나의 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(30)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 적어도 하나의 반도체 재료를 포함하며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 제2 도전성 도펀트가 도핑된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 다만, 제2 반도체층(30)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질이 제2 반도체층(30)을 구성할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 제1 반도체층(10)과 제2 반도체층(30)이 각각 하나의 층으로 구성된 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에 있어서, 활성층(20)의 물질에 따라 제1 반도체층(10)과 제2 반도체층(30) 각각은 하나 이상의 층들, 일 예로 클래드층 및/또는 TSBR(Tensile Strain Barrier Reducing) 층을 더 포함할 수도 있다. TSBR 층은 격자 구조가 다른 반도체층들 사이에 배치되어 격자 상수(lattice constant) 차이를 줄이기 위한 완충 역할을 하는 스트레인(strain) 완화층일 수 있다. TSBR 층은 p-GaInP, p-AlInP, p-AlGaInP 등과 같은 p형 반도체층으로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예에 따라, 발광 소자(LD)는 표면에 제공된 절연막(40)을 더 포함할 수 있다. 절연막(40)은 활성층(20)의 외주면을 둘러싸도록 발광 소자(LD)의 표면에 형성될 수 있으며, 이외에도 제1 반도체층(10) 및 제2 반도체층(30)의 일 영역을 더 둘러쌀 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 절연막(40)은 서로 다른 극성을 가지는 발광 소자(LD)의 양 단부를 노출할 수 있다. 예를 들어, 절연막(40)은 길이(L) 방향에서 발광 소자(LD)의 양단에 위치한 제1 반도체층(10) 및 제2 반도체층(30) 각각의 일단, 일 예로 원기둥의 두 밑면(발광 소자(LD)의 상부면 및 하부면)을 커버하지 않고 노출할 수도 있다.
발광 소자(LD)의 표면, 특히 활성층(20)의 표면에 절연막(40)이 제공되면, 활성층(20)이 도시되지 않은 적어도 하나의 전극(일 예로, 발광 소자(LD)의 양단에 연결되는 컨택 전극들 중 적어도 하나의 컨택 전극) 등과 단락되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LD)의 전기적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 발광 소자(LD)는 표면에 절연막(40)을 포함함으로서, 발광 소자(LD)의 표면 결함을 최소화하여 수명 및 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 각각의 발광 소자(LD)가 절연막(40)을 포함하면, 다수의 발광 소자(LD)들이 서로 밀접하여 배치되어 있는 경우에도 발광 소자(LD)들의 사이에서 원치 않는 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 발광 소자(LD)는 표면 처리 과정을 거쳐 제조될 수 있다. 예를 들어, 다수의 발광 소자(LD)들을 유동성의 용액(또는, 용매)에 혼합하여 각각의 발광 영역(일 예로, 각 화소의 발광 영역)에 공급할 때, 발광 소자(LD)들이 용액 내에 불균일하게 응집하지 않고 균일하게 분산될 수 있도록 각각의 발광 소자(LD)를 표면 처리할 수 있다.
일 실시예에서, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(10), 활성층(20), 제2 반도체층(30), 및 절연막(40) 외에도 추가적인 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(10), 활성층(20), 및 제2 반도체층(30)의 일단 측에 배치된 하나 이상의 형광체층, 활성층, 반도체층 및/또는 전극을 추가적으로 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)는 표시 장치를 비롯하여 광원을 필요로 하는 다양한 종류의 장치에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 각 화소 영역에 적어도 하나의 발광 소자(LD), 일 예로 각각 나노 스케일 내지 마이크로 스케일의 크기를 가진 복수의 발광 소자(LD)들을 배치하고, 발광 소자(LD)들을 이용하여 각 화소의 광원(또는, 광원 유닛)을 구성할 수 있다. 다만, 본 발명에서 발광 소자(LD)의 적용 분야가 표시 장치에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 조명 장치 등과 같이 광원을 필요로 하는 다른 종류의 장치에도 이용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
100: 화소부 200: 주사 구동부
300: 데이터 구동부 400: 타이밍 제어부
500: 휘도 보정부 510: 발광 소자 개수 획득부
520: 열화 값 및 휘도 값 계산부 521: 열화 값 추출부
522: 휘도 값 계산부 530: 보정 휘도 계산부
531: 현재 휘도 계산부 532: 휘도 비교부
540: 보정부

Claims (20)

  1. 발광 유닛을 포함하는 화소;
    상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    영상 데이터를 보정하여 상기 데이터 전압에 대응하는 보상 데이터를 생성하는 휘도 보정부를 포함하고,
    상기 발광 유닛은 적어도 하나의 서브 소자 그룹을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹은 발광 소자를 포함하며,
    상기 휘도 보정부는 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹에 포함된 상기 발광 소자의 개수에 따른 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값 및 휘도 값을 계산하고, 상기 영상 데이터를 보정하여 상기 보상 데이터를 생성하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 휘도 보정부는 상기 발광 유닛에 인가되는 구동 전류를 상기 발광 소자의 개수로 나눈 상기 발광 소자에 인가되는 서브 구동 전류에 따른 상기 열화 값을 추출하고, 상기 열화 값을 반영하여 상기 휘도 값을 계산하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 휘도 보정부는 상기 휘도 값을 합산하여 상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하고, 상기 현재 휘도 값과 기준 휘도 값을 비교하여 보정 휘도 값을 계산하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 휘도 보정부는 상기 열화 값의 크기, 분포에 따른 열화 가중치를 추출하고, 상기 열화 가중치를 상기 현재 휘도 값에 반영하는 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 휘도 보정부는 상기 보정 휘도 값을 상기 영상 데이터에 반영하여 상기 보상 데이터를 생성하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    외부로부터 공급된 영상 신호가 재정렬된 상기 영상 데이터를 상기 휘도 보정부에 공급하는 타이밍 제어부를 더 포함하고,
    상기 휘도 보정부는 상기 보상 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급하는 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 화소는
    제1 전원선에 접속된 제1 전극, 상기 발광 유닛의 제1 전극에 접속된 제2 전극, 및 제1 노드에 접속된 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터;
    데이터선에 접속된 제1 전극, 상기 제1 노드에 접속된 제2 전극, 및 제1 주사선에 접속된 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터; 및
    센싱선에 접속된 제1 전극, 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속된 제2 전극, 및 제2 주사선에 접속된 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 노드의 전압에 대응하여 상기 발광 유닛으로 흐르는 상기 구동 전류의 전류량을 제어하는 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹에 포함된 발광 소자는 병렬로 연결되고,
    상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹은 직렬로 연결된 제1 서브 소자 그룹 및 제2 서브 소자 그룹을 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 서브 소자 그룹과 상기 제2 서브 소자 그룹에 각각 포함되는 상기 발광 소자의 개수는 상이하고,
    상기 제1 서브 소자 그룹의 발광 소자와 상기 제2 서브 소자 그룹의 발광 소자에 흐르는 서브 구동 전류의 전류량이 상이한 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 서브 소자 그룹의 발광 소자의 개수가 상기 제2 서브 소자 그룹의 발광 소자의 개수보다 적으면,
    상기 제1 서브 소자 그룹의 발광 소자에 흐르는 서브 구동 전류의 전류량은 상기 제2 서브 소자 그룹의 발광 소자에 흐르는 서브 구동 전류의 전류량보다 큰 표시 장치.
  11. 각각 발광 소자로 구성된 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹을 포함하는 발광 유닛을 포함하는 화소;
    상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹에서 각각의 발광 소자의 개수를 획득하는 발광 소자 개수 획득부;
    상기 발광 유닛에 인가되는 구동 전류를 상기 발광 소자의 개수로 나눈 상기 발광 소자에 인가되는 서브 구동 전류에 따른 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹의 열화 값을 추출하는 열화 값 추출부;
    상기 열화 값을 반영하여 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹의 휘도 값을 계산하는 휘도 값 계산부;
    상기 휘도 값을 합산하여 상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하고, 상기 현재 휘도 값과 기준 휘도 값을 비교하여 보정 휘도 값을 계산하는 보정 휘도 계산부; 및
    상기 보정 휘도 값을 영상 데이터에 반영하여 보상 데이터를 생성하는 보정부를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    외부로부터 공급된 영상 신호가 재정렬된 상기 영상 데이터를 상기 보정부에 공급하는 타이밍 제어부를 더 포함하고,
    상기 보정부는 상기 보상 데이터를 상기 데이터 구동부에 공급하는 표시 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 발광 소자 개수 획득부는 광학 촬상, 열화상 촬상, 화소 센싱 중 어느 하나에 의해 상기 발광 소자의 개수를 획득하는 표시 장치.
  14. 제11항에서,
    상기 보정 휘도 계산부는 상기 제1 서브 소자 그룹 내지 제n 서브 소자 그룹의 열화 값의 크기, 분포에 따른 열화 가중치를 추출하고, 상기 열화 가중치를 상기 현재 휘도 값에 반영하는 표시 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 보정 휘도 계산부는 상기 보정 휘도 값을 시간에 따른 상기 발광 소자의 효율 변화를 고려하여 계산하는 표시 장치.
  16. 각각 발광 소자로 구성된 적어도 하나의 서브 소자 그룹을 포함하는 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 표시 장치의 구동 방법은:
    상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 발광 소자 개수를 획득하는 단계;
    상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값을 추출하는 단계;
    상기 열화 값을 반영하여 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 휘도 값을 계산하는 단계;
    상기 휘도 값을 합산하여 상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하는 단계; 및
    상기 현재 휘도 값과 기준 휘도 값을 비교하여 보정 휘도 값을 계산하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 발광 소자 개수를 획득하는 단계에서, 광학 촬상, 열화상 촬상, 화소 센싱 중 어느 하나에 의해 상기 발광 소자의 개수를 획득하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제16항에서,
    상기 화소의 현재 휘도 값을 계산하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 서브 소자 그룹의 열화 값의 크기, 분포에 따른 열화 가중치를 추출하고, 상기 열화 가중치를 상기 현재 휘도 값에 반영하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제16항에서,
    상기 보정 휘도 값은 시간에 따른 상기 발광 소자의 효율 변화를 고려하여 계산되는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제16항에서,
    외부로부터 공급된 영상 신호가 재정렬된 영상 데이터에 상기 보정 휘도 값을 반영하여 보상 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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