KR20230060782A - 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

실시 예들은, 복수의 화소들로 구성된 단위 화소들이 배치되는 표시 패널, 표시 기간 동안 상기 복수의 화소들로 데이터 전압을 인가하고, 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 센싱부, 및 상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 외부 보상부를 포함하는, 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.

Description

표시 장치 및 그의 구동 방법{Display device and driving method for the same}
본 발명은 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED)는 우수한 화질을 가지며, 경량, 박형, 저전력의 표시 장치를 구현할 수 있다는 점에서 활발하게 이용되고 있다. 그러나 이러한 유기 발광 표시 장치는 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 가변됨에 따라 휘도가 감소되고, 화소들 간의 휘도 차이가 얼룩으로 시인되는 문제를 갖는다.
이러한 문제를 해결하기 위해 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱하고 문턱 전압을 보상하는 다양한 보상 알고리즘에 대한 연구가 진행되고 있다.
실시 예들은, 구동 트랜지스터의 열화를 센싱하고, 이를 보상하는 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공한다.
또한, 실시 예들은, 화소 유닛 내의 대표 화소에 대하여 화소 센싱을 수행하고 나머지 화소에 대하여는 오프셋 값을 이용하여 보상을 수행하는 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들로 구성된 단위 화소들이 배치되는 표시 패널, 표시 기간 동안 상기 복수의 화소들로 데이터 전압을 인가하고, 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 센싱부, 및 상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 외부 보상부를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널에서 동일한 행에 배치되고 하나의 단위 화소를 구성하는 상기 복수의 화소들은 하나의 센싱 라인을 공유할 수 있다.
상기 센싱부는, 제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각에 대하여 상기 센싱을 수행하고, 제2 모드에서, 상기 복수의 화소들 중 상기 센싱 라인으로부터 상기 행 방향으로 멀게 배치된 대표 화소에 대하여 상기 센싱을 수행할 수 있다.
상기 센싱 기간은, 상기 표시 장치가 파워 오프될 때 발생하는 OFFRS 신호의 턴-온 기간일 수 있다.
상기 센싱부는, 상기 센싱이 최초로 수행되는 경우, 상기 제1 모드에 따라 상기 센싱을 수행하고, 상기 센싱이 최초로 수행되지 않는 경우, 상기 제2 모드에 따라 상기 센싱을 수행하며, 기설정된 조건이 만족할 때 상기 제1 모드에 따라 상기 센싱을 수행할 수 있다.
상기 기설정된 조건은, 마지막 센싱 이후에 기설정된 시간이 경과하였거나, 상기 표시 장치의 구동 시간이 기설정된 시간이 경과한 경우를 포함할 수 있다.
상기 외부 보상부는, 상기 제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각의 센싱 결과에 기초하여, 상기 데이터 전압을 보상하고, 상기 제2 모드에서, 상기 대표 화소의 센싱 결과 및 상기 대표 화소의 전기적 특성과 나머지 화소들의 전기적 특성 사이의 차이에 대응하는 오프셋 데이터를 이용하여, 상기 데이터 전압을 보상할 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 표시 장치의 초기 외부 보상 데이터를 저장하는 제1 메모리 및 상기 센싱 결과를 상기 초기 외부 보상 데이터를 합산한 갱신 외부 보상 데이터를 저장하는 제2 메모리를 포함할 수 있다.
상기 외부 보상 데이터는, 상기 복수의 화소들에 구비되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 데이터 및 상기 복수의 화소들의 상기 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 차이를 나타내는 오프셋 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 표시 기간 동안 복수의 화소들로 데이터 전압을 인가하는 단계, 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계, 상기 센싱 데이터 전압에 대응하여 상기 복수의 화소들로부터 출력되는 전류를 기초로 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계 및 상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 단계를 포함할 수 있다.
동일한 행에 배치되고 하나의 단위 화소를 구성하는 복수의 화소들은 하나의 센싱 라인을 공유할 수 있다.
상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계는, 제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각에 대하여 상기 센싱을 수행하는 단계 및 제2 모드에서, 상기 복수의 화소들 중 상기 센싱 라인으로부터 상기 행 방향으로 멀게 배치된 대표 화소에 대하여 상기 센싱을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 상기 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계는, 파워 오프 요청에 응답하여 턴-온 레벨의 OFFRS 신호를 출력하는 단계, 상기 OFFRS 신호가 상기 턴-온 레벨로 유지되는 동안, 복수의 화소들로 상기 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계는, 상기 센싱이 최초로 수행되는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 센싱이 최초로 수행되는 경우, 상기 제1 모드로 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계는, 상기 센싱이 최초로 수행되지 않는 경우, 기설정된 조건이 만족하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 제2 모드로 진행하는 단계 및 상기 기설정된 조건이 만족하면 상기 제1 모드로 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기설정된 조건은, 마지막 센싱 이후에 기설정된 시간이 경과하였거나, 상기 표시 장치의 구동 시간이 기설정된 시간이 경과한 경우를 포함할 수 있다.
상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 단계는, 상기 제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각의 센싱 결과에 기초하여, 상기 데이터 전압을 보상하는 단계 및 상기 제2 모드에서, 상기 대표 화소의 센싱 결과 및 상기 대표 화소의 전기적 특성과 나머지 화소의 전기적 특성 사이의 차이에 대응하는 오프셋 데이터를 이용하여, 상기 데이터 전압을 보상하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계 이전에, 제1 메모리에 상기 표시 장치의 초기 외부 보상 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계 이후에, 제2 메모리에 상기 센싱 결과를 상기 초기 외부 보상 데이터를 합산한 갱신 외부 보상 데이터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 외부 보상 데이터는, 상기 복수의 화소들에 구비되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 데이터 및 상기 복수의 화소들의 상기 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 차이를 나타내는 오프셋 데이터를 포함할 수 있다.
실시 예들에 따른 표시 장치 및 그의 구동 방법은, 구동 트랜지스터의 센싱 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 실시 예들에 따른 표시 장치 및 그의 구동 방법은, 화소의 열화에 따른 휘도 저하 및 휘도 불균일을 방지하고 화질을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 화소, 데이터 구동부 및 센싱부의 개략적인 연결 관계를 나타낸 회로도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 화소들의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 제1 모드에서 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 8은 제2 모드에서 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 타이밍 제어부(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 센싱부(40) 및 표시 패널(50)을 포함한다.
타이밍 제어부(10)는 외부로부터 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CS)를 수신할 수 있다. 영상 신호(RGB)는 복수의 계조 데이터를 포함할 수 있다. 제어 신호(CS)는 예를 들어, 수평 동기 신호, 수직 동기 신호 및 메인 클럭 신호를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CS)를 표시 패널(50)의 동작 조건에 적합하도록 처리하여, 영상 데이터(DATA), 게이트 구동 제어 신호(CONT1) 및 데이터 구동 제어 신호(CONT2)를 생성 및 출력할 수 있다.
게이트 구동부(20)는 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 복수의 센싱 게이트 라인들(SGL1~SGLn)을 통해 표시 패널(50)의 화소(PX)들과 연결될 수 있다. 게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(10)로부터 출력되는 게이트 구동 제어 신호(CONT1)에 기초하여, 게이트 신호들을 생성할 수 있다. 게이트 구동부(20)는 생성된 게이트 신호들을 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 복수의 센싱 게이트 라인들(SGL1~SGLn)을 통해 화소(PX)들에 제공할 수 있다.
데이터 구동부(30)는 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 표시 패널(50)의 화소(PX)들과 연결될 수 있다. 데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(10)로부터 출력되는 데이터 구동 제어 신호(CONT2)에 기초하여 영상 데이터(DATA)를 디지털 아날로그 변환하여 데이터 신호들을 생성할 수 있다.
한 프레임의 표시 기간 동안, 데이터 구동부(30)는 생성된 데이터 신호들을 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 화소(PX)들에 제공할 수 있다. 데이터 신호들은 게이트 신호에 의해 선택된 화소열의 화소(PX)들로 인가될 수 있다. 이를 위하여, 데이터 구동부(30)는 게이트 신호와 동기되도록 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)로 데이터 신호들을 공급할 수 있다.
또한, 센싱 기간 동안, 데이터 구동부(30)는 대응하는 화소(PX) 내 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱하기 위한 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1~DLm)로 출력할 수 있다. 데이터 신호들은 센싱 게이트 신호에 의해 선택된 화소 열의 화소(PX)들로 인가될 수 있다. 이를 위하여, 데이터 구동부(30)는 센싱 게이트 신호와 동기되도록 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)로 센싱 데이터 신호들을 공급할 수 있다.
센싱부(40)는 복수의 센싱 라인들(SL1~SLm)을 통해 화소(PX)들로부터 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호인 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다. 센싱부(40)는 센싱 데이터(SD)를 타이밍 제어부(10)로 제공할 수 있다.
타이밍 제어부(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30) 및 센싱부(40)는 각각 별개의 집적 회로(Integrated Circuit; IC)로 구성되거나 적어도 일부가 통합된 집적 회로로 구성될 수 있다. 예를 들어, 센싱부(40)는 데이터 구동부(30)와 드라이버 IC 형태로 구현될 수 있다.
표시 패널(50)에는 복수의 화소(PX)들이 배치된다. 화소(PX)들은 예를 들어, 표시 패널(50) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
각각의 화소(PX)는 대응되는 게이트 라인, 센싱 게이트 라인, 데이터 라인 및 센싱 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 화소(PX)들은 게이트 라인들(GL1~GLn)로 인가되는 게이트 신호에 동기하여 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 데이터 신호를 인가받을 수 있다. 화소(PX)들은 데이터 신호들에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
각각의 화소(PX)는 제1 내지 제4 색 중 어느 하나의 색을 표시할 수 있다. 일 실시 예에서, 각각의 화소(PX)는 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 어느 하나의 색을 표시할 수 있다. 그러나 본 실시 예가 이로써 한정되지 않는다.
화소(PX)들은 화소 회로 및 발광 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 발광 소자는 화소 회로에 의해 제어되는 전류량에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 화소 회로는 적어도 하나의 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 화소, 데이터 구동부 및 센싱부의 개략적인 연결 관계를 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 각각의 화소(PX)는 복수의 트랜지스터들과 복수의 트랜지스터들에 의해 구동되는 발광 소자를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 화소(PX)는 데이터 라인(DL), 센싱 라인(SL), 게이트 라인(GL), 센싱 게이트 라인(SGL), 제1 트랜지스터(T1), 발광 소자(LD), 제2 트랜지스터(T2), 스토리지 커패시터(Cst) 및 제3 트랜지스터(T3)를 포함한다.
데이터 라인(DL)은 데이터 구동부(30)의 출력 단자와 연결되고 화소(PX)에 데이터 전압(Vdata)을 전달한다.
센싱 라인(SL)은 센싱부(40)와 연결된다. 센싱 라인(SL)은 센싱 기간 동안 기준 전압(Vref)을 화소(PX)에 전달하고, 화소(PX)에서 생성된 센싱 신호를 센싱부(40)에 전달할 수 있다.
게이트 라인(GL)은 게이트 구동부(20)의 출력 단자와 연결된다. 게이트 라인(GL)은 게이트 구동부(20)에서 생성된 게이트 신호(SCAN)를 화소(PX)에 전달한다. 게이트 신호(SCAN)는 제2 트랜지스터(T2)를 턴-온시키는 구간을 포함한다.
센싱 게이트 라인(SGL)은 게이트 구동부(20)의 출력 단자와 연결된다. 센싱 게이트 라인(SGL)은 게이트 구동부(20)에서 생성된 센싱 게이트 신호(SSCAN)를 화소(PX)에 전달한다. 센싱 게이트 신호(SSCAN)는 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 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 연결된 애노드 전극과 제2 전원 전압(ELVSS)을 수신하는 캐소드 전극을 포함한다.
제2 트랜지스터(T2)는 게이트 라인(GL)에 연결된 게이트 전극, 데이터 라인(DL)에 연결된 제1 전극 및 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 게이트 신호(SCAN)의 제어에 따라, 데이터 전압(Vdata)을 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 제공할 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DL)과 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 사이에 배치되고, 게이트 신호(SCAN)의 제어에 의해 온-오프 될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결된 제1 전극 및 발광 소자(LD)의 애노드 전극(제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극) 사이에 연결된 제2 전극을 포함한다.
제3 트랜지스터(T3)는 센싱 게이트 라인(SGL)에 연결된 게이트 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 연결된 제1 전극 및 센싱 라인(SL)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)는 센싱 게이트 신호(SSCAN)의 제어에 따라, 구동 트랜지스터에 흐르는 전류 정보 또는 애노드 전극의 전압 정보를 센싱 라인(SL)을 통해 센싱부(40)에 제공할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터의 제2 전극과 센싱 라인(SL) 사이에 배치되고, 센싱 게이트 신호(SSCAN)의 제어에 의해 온-오프 될 수 있다.
데이터 구동부(30)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 이용하여 데이터(DATA)를 디지털 아날로그 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 생성할 수 있다. 또한, 데이터 구동부(30)는 대응하는 화소(PX) 내 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 센싱하기 위한 센싱 데이터 전압(Vsense)을 데이터 라인(DL)에 출력할 수 있다.
센싱부(40)는 센싱 신호를 아날로그 디지털 변환하여 센싱 데이터(SD)를 생성하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다. 센싱부(40)는 센싱 라인(SL)과 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 사이에 연결된 스위칭 소자(SW)를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(SW)는, 샘플링 신호에 따라, 센싱 라인(SL)과 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 사이를 연결해줄 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 센싱부(40)에서 생성된 센싱 데이터(SD)를 기초로 화소(PX)의 열화를 보상하기 위한 외부 보상 데이터, 예를 들어 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 값)을 산출하고, 보정 값에 기초하여 보정된 영상 데이터(DATA)를 생성할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 화소들의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 표시 패널(50) 상에는 서로 교차되는 데이터 라인들(DL1~DLm)과 게이트 라인들(GL1~GLn)이 배치되고, 데이터 라인들(DL1~DLm)과 게이트 라인들(GL1~GLn)이 교차되는 영역에 화소(R, G, B, W)들이 배치된다.
일 실시 예에서, 다양한 색상을 표시하기 위해 상이한 색상의 화소(PX)들이 하나의 단위 화소를 구성할 수 있다. 예를 들어, 단위 화소는 행 방향으로 서로 이웃한 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 화소를 포함할 수 있다. 각각의 화소(R, G, B, W)는 대응되는 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 접속될 수 있다.
표시 패널(50)은 화소들(R, G, B, W)에 연결된 센싱 라인(SL)을 포함한다. 센싱 라인(SL)은 화소들(R, G, B, W)에 기준 전압(Vref)을 인가할 뿐만 아니라, 화소들(R, G, B, W)의 전기적 특성 변화, 예를 들어 열화 정도를 센싱하기 위해 이용될 수 있다.
센싱 라인(SL)은 하나의 단위 화소를 구성하는 화소들(R, G, B, W) 사이에서 서로 공유되는 공유 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 동일한 화소 행 상에 배치되어 하나의 단위 화소를 구성하는 화소들(R, G, B, W)은 하나의 센싱 라인(SL)을 서로 공유할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
표시 장치(1)는 표시 기간 동안 영상을 표시하는 표시 모드로 동작하고, 센싱 기간 동안 화소(R, G, B, W)의 전기적 특성 변화를 센싱하기 위한 센싱 모드로 동작할 수 있다. 센싱 기간은 영상이 표시되기 전 파워 온 시퀀스 기간에 수행되거나, 영상의 표시가 종료된 이후의 파워 오프 시퀀스 기간에 수행될 수 있다. 파워 온 시퀀스 기간은 시스템 전원이 온 된 후부터 영상이 표시될 때까지의 기간을 의미한다. 파워 오프 시퀀스 기간은 입력 영상의 표시가 끝난 후부터 시스템 전원이 오프 될 때까지의 기간을 의미한다. 도 3에는 파워 오프 시퀀스 기간이 예시적으로 도시된다.
파워 오프 기간은 센싱 기간(SP)을 포함할 수 있다. 센싱 기간(SP)은 타이밍 제어부(10)로부터 데이터 구동부(30) 및 센싱부(40) 등에 인가되는 제어 신호(CTS)에 의해 지시될 수 있다. 제어 신호(CTS)는 예를 들어, 표시 장치(1)가 파워 오프될 때 발생하는 OFFRS 신호일 수 있고, OFFRS 신호가 턴-온 레벨(예를 들어, 하이 레벨)일 때, 표시 장치(1)는 센싱 기간(SP)으로 동작할 수 있다.
센싱 기간(SP) 동안 게이트-온 레벨의 게이트 신호(SCAN) 및 센싱 게이트 신호(SSCAN)는 게이트 온 레벨을 유지하고, 게이트 신호(SCAN) 및 센싱 게이트 신호(SSCAN)에 응답하여, 제2 트랜지스터(T2)와 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온된다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에는 센싱 데이터 전압(Vsense)이 공급되고, 제2 전극에는 기준 전압(Vref)이 공급된다. 일 실시 예에서, 센싱 데이터 전압(Vsense)은 블랙 데이터 전압일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
발광 소자(LD)의 애노드 전극의 전위가 정전압으로 유지되는 동안, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압과 제2 전극의 전압 간의 전압 차에 따라 흐르는 구동 트랜지스터의 전류가 센싱 라인(SL)으로 흐를 수 있다. 센싱부(40)는 센싱 라인(SL)으로 흐르는 전류를 센싱하여, 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다.
이러한 실시 예에서, 센싱 기간(SP)은 화소(R, G, B, W) 내 제1 트랜지스터(T1), 즉 구동 트랜지스터의 열화 정보(예를 들어, 문턱 전압)를 센싱하는 기간으로 정의될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 표시 장치(1)는 센싱 기간(SP) 동안 하나의 단위 화소를 구성하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 화소 각각에 대하여 센싱을 수행할 수 있다. 그러나 모든 화소에 대하여 센싱을 수행하게 되면 긴 시간이 소요되고 전력 소모가 증가하게 된다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 일 실시 예에서 표시 장치(1)는 센싱 기간(SP) 동안 화소 유닛을 구성하는 화소들(R, G, B, W) 중 대표 화소에 대하여만 센싱을 수행하고, 센싱 결과에 대응하여 데이터 전압을 보상할 수 있다. 이때, 표시 장치(1)는 나머지 화소들에 대하여는 대표 화소의 보상 값에 오프셋 값을 적용하여 보상을 수행함으로써 센싱 시간을 단축시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 대표 화소는 예를 들어 센싱 라인(SL)으로부터 멀게 배치된 화소들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 대표 화소는 백색 화소(W)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다. 센싱 라인(SL)으로부터 멀어질수록 간접적인 화소 센싱을 적용하게 되면 센싱 정확도가 감소할 수 있다. 따라서 본 실시 예에서는 센싱 정확도를 향상시키기 위해, 센싱 라인(SL)으로부터 먼 화소를 대표 화소로 지정하여 직접 화소 센싱을 수행하고, 센싱 라인(SL)에 가까운 화소는 대표 화소의 센싱 결과를 기초로 간접적으로 데이터 전압을 보상할 수 있다.
표시 장치(1)는 기설정된 조건에 따라 전체 화소들(R, G, B, W)에 대해 센싱을 수행하고, 오프셋 값을 보정함으로써 센싱 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 이와 같은 표시 장치(1)의 구동 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 표시 장치(1)는 구동부(GDSD), 타이밍 제어부(10), 표시 패널(50) 및 저장부(61, 62)를 포함할 수 있다.
구동부(GDSD)는 표시 패널(50)을 구동하기 위한 드라이버들로, 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30) 및 센싱부(40)를 포함할 수 있다. 구동부(GDSD)는 타이밍 제어부(10)로부터 입력되는 영상 데이터를 기초로 데이터 전압(Vdata)을 생성하고, 이를 표시 패널(50)로 인가할 수 있다. 센싱 기간 동안, 구동부(GDSD)는 표시 패널(50)로 센싱 데이터 전압(Vsense)을 인가할 수 있다. 구동부(GDSD)는 센싱 기간 동안 표시 패널(50)로부터 수신되는 전류를 기초로 센싱 데이터(SD)를 생성하고, 이를 타이밍 제어부(10)로 전달할 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 외부 보상부(11)를 포함할 수 있다. 외부 보상부(11)는 구동부(GDSD)로부터 수신되는 센싱 데이터(SD)에 기초하여, 화소(PX)의 전기적 특성 변화를 분석하고, 그에 따른 외부 보상 데이터를 생성할 수 있다. 이후에, 타이밍 제어부(10)는 외부 보상부(11)에 의해 생성된 외부 보상 데이터를 기초로 영상 데이터를 보정하고, 보정된 영상 데이터를 구동부(GDSD)로 전달할 수 있다.
제1 저장부(61)는 외부 보상 데이터를 저장할 수 있다. 외부 보상 데이터는, 예를 들어 문턱 전압 데이터(IPA) 및 오프셋 데이터(OFFRS_Offset)를 포함할 수 있다. 문턱 전압 데이터(IPA)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 화소들 각각에 대한 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 포함할 수 있다. 오프셋 데이터(OFFRS_Offset)는 화소 유닛 내에서 대표 화소의 보상 값과 나머지 화소들의 보상 값들 사이의 차이를 나타낼 수 있다. 또는, 오프셋 데이터(OFFRS_Offset)는 화소 유닛 내에서 대표 화소의 전기적 특성값(예를 들어, 문턱 전압)에 대한 나머지 화소 들의 전기적 특성 값들의 차이들을 나타낼 수 있다. 일 실시 예에서, 대표 화소는 백색 화소(W)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
제1 저장부(61)에 저장되는 외부 보상 데이터는 표시 패널(50)의 구동 초기 데이터로, 화소 열화가 진행되기 이전에 측정되는 값으로, 예를 들어 표시 장치(1)의 제조 시에 기록될 수 있다. 표시 패널(50)의 구동 초기에 외부 보상을 수행할 경우, 타이밍 제어부(10)는 제1 저장부(61)에 저장된 외부 보상 데이터를 로드하여 영상 데이터를 보상할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 저장부(61)는 전원이 오프되더라도 리셋되지 않는 비휘발성 메모리로, 예를 들어 NAND 플래쉬 메모리일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
제2 저장부(62)는 표시 패널(50)의 사용에 대응하여 갱신된 외부 보상 데이터를 저장할 수 있다. 갱신된 외부 보상 데이터는, 예를 들어 갱신된 문턱 전압 데이터(uIPA) 및 갱신된 오프셋 데이터(uOFFRS_Offset)를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 센싱 기간 동안 획득되는 센싱 데이터(SD) 및 제1 저장부(61)에 저장된 외부 보상 데이터에 기초하여 갱신된 외부 보상 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(10)는 센싱 데이터(SD)에 기록된 문턱 전압과 오프셋 값을 제1 저장부(61)에 저장된 문턱 전압 데이터(IPA)와 오프셋 데이터(OFFRS_Offset)에 합산하여 갱신된 문턱 전압 데이터(uIPA) 및 갱신된 오프셋 데이터(uOFFRS_Offset)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(10)는 갱신된 외부 보상 데이터를 실시간으로 제2 저장부(62)에 기록할 수 있다.
일 실시 예에서, 타이밍 제어부(10)는 갱신된 외부 보상 데이터를 제1 저장부(61)에 보상 데이터로 갱신할 수도 있다. 일 실시 예에서, 타이밍 제어부(10)는 제1 저장부(61)에 저장된 외부 보상 데이터와 갱신된 외부 보상 데이터의 차이가 기설정된 임계값 이상일 때, 갱신된 외부 보상 데이터를 제2 저장부(62)에 저장할 수 있다.
외부 보상 데이터의 갱신 이후에, 타이밍 제어부(10)는 제2 저장부(62)에 저장된 외부 보상 데이터를 로드하여 영상 데이터를 보상할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 저장부(62)는 전원이 오프되면 리셋되는 휘발성 메모리로, 예를 들어 DDR(Double data rate synchronous dynamic random-access of memory)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
도 5에서는 제1 저장부(61) 및 제2 저장부(62)가 타이밍 제어부(10)의 외부에 배치되며, IC 통신 방식 등으로 타이밍 제어부(10)와 데이터를 교환하는 예를 도시하였다. 그러나 본 실시 예는 이로써 한정되지 않으며, 제1 저장부(61) 및 제2 저장부(62)의 적어도 일부는 타이밍 제어부(10)에 내장될 수도 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(1)의 초기 구동 시에, 표시 장치(1)는 초기 외부 보상 데이터를 이용하여 외부 보상을 수행할 수 있다(100). 예를 들어, 표시 장치(1)는 도 5의 제1 저장부(61)에 저장된 외부 보상 데이터를 로드하여 영상 데이터를 보정하고, 보정된 영상 데이터를 화소(PX)들에 인가할 수 있다.
이후에, 화소 센싱을 수행하기 위한 제어 신호(CTS)가 인가될 수 있다(200). 제어 신호(CTS)는 표시 장치(1)가 파워 오프될 때 발생하는, OFFRS 신호일 수 있다. 표시 장치(1)는 OFFRS 신호에 응답하여 파워 오프 시퀀스를 수행할 수 있다. 파워 오프 시퀀스 기간은, 센싱 기간을 포함할 수 있다. 표시 장치(1)는 센싱 기간 동안 화소(R, G, B, W)의 전기적 특성 변화를 센싱할 수 있다.
일 실시 예에서, OFFRS 신호에 따른 화소 센싱이 최초로 수행되는 경우(300), 표시 장치(1)는 제1 모드에 따른 외부 보상을 수행할 수 있다(700). 제1 모드에서 표시 장치(1)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 화소들에 대한 전기적 특성 변화를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 각각의 화소들에 대한 데이터 전압을 보상할 수 있다.
OFFRS 신호에 따른 화소 센싱이 최초로 수행되는 경우가 아니면, 표시 장치(1)는 기설정된 조건이 만족되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)는 마지막으로 화소 센싱이 수행된 이후에 기설정된 시간이 경과되었는지 판단할 수 있다(400). 여기서, 기설정된 시간은 예를 들어 24시간일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
그리고/또는, 표시 장치(1)는 표시 장치(1)의 구동 시간이 기설정된 시간이 경과되었는지 판단할 수 있다(500). 여기서, 기설정된 시간은 예를 들어, 200~240시간일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
상술한 기설정된 조건이 만족되지 않는 경우, 표시 장치(1)는 제1 모드에 따른 외부 보상을 수행할 수 있다(700). 이전에 제1 모드에 따른 외부 보상이 수행된 경우, 표시 장치(1)는 기저장된 외부 보상 데이터를 갱신할 수도 있다. 예를 들어, 이전에 저장된 외부 보상 데이터와 현재 센싱 결과에 따른 외부 보상 데이터의 차이가 기설정된 임계값 이상일 때, 표시 장치(1)는 기저장된 외부 보상 데이터를 현재 센싱 결과에 따른 값으로 갱신할 수 있다.
반면, 기설정된 조건이 만족되는 경우, 표시 장치(1)는 제2 모드에 따른 외부 보상을 수행할 수 있다(600). 제2 모드에서 표시 장치(1)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 중 어느 하나의 대표 화소에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 여기서, 대표 화소는 도 3에 도시된 공유 구조에서, 센싱 라인(SL)으로부터 멀리 배치된 화소 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 대표 화소는 백색 화소(W)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
표시 장치(1)는 대표 화소에 대하여, 센싱 결과에 따라 데이터 전압을 보상할 수 있다. 표시 장치(1)는 나머지 화소들에 대하여 오프셋 데이터를 이용하여 데이터 전압을 보상할 수 있다.
상기와 같이 본 실시 예에서, 표시 장치(1)는 화소 유닛 내에서 대표 화소에 대하여만 화소 센싱을 수행하고, 기저장된 오프셋 데이터를 이용하여 전체 화소에 대해 외부 보상을 수행한다. 따라서, 센싱 기간을 단축시키고 센싱 기간의 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 한편, 본 실시 예에서, 표시 장치(1)는 기설정된 조건 및/또는 기설정된 주기에 따라 전체 화소에 대하여 화소 센싱을 수행하고 외부 보상 데이터를 갱신함에 따라 센싱 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 제1 모드와 제2 모드에 따른 화소 센싱 및 외부 보상 방법에 대해 설명한다.
도 7은 제1 모드에서 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 7을 참조하면, 제1 모드에서, 표시 장치(1)는 화소 유닛 내의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 화소에 대한 화소 센싱을 수행한다.
센싱 기간(SP)의 제1 기간(t1) 동안, 표시 장치(1)는 적색 화소(R)에 센싱 데이터 전압(Vsense)과 센싱 게이트 신호(SSCAN)를 인가한다. 또한, 표시 장치(1)는 적색 화소(R)로부터 센싱 라인(SL)을 통해 수신되는 전류를 센싱하여, 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다.
이후에, 센싱 기간(SP)의 제2 기간(t2) 동안, 표시 장치(1)는 백색 화소(W)에 센싱 데이터 전압(Vsense)과 센싱 게이트 신호(SSCAN)를 인가한다. 또한, 표시 장치(1)는 백색 화소(W)로부터 센싱 라인(SL)을 통해 수신되는 전류를 센싱하여, 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다.
이후에, 센싱 기간(SP)의 제3 기간(t3) 동안, 표시 장치(1)는 녹색 화소(G)에 센싱 데이터 전압(Vsense)과 센싱 게이트 신호(SSCAN)를 인가한다. 또한, 표시 장치(1)는 녹색 화소(G)로부터 센싱 라인(SL)을 통해 수신되는 전류를 센싱하여, 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다.
이후에, 센싱 기간(SP)의 제4 기간(t4) 동안, 표시 장치(1)는 청색 화소(B)에 센싱 데이터 전압(Vsense)과 센싱 게이트 신호(SSCAN)를 인가한다. 또한, 표시 장치(1)는 청색 화소(B)로부터 센싱 라인(SL)을 통해 수신되는 전류를 센싱하여, 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다.
도 8은 제2 모드에서 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 8을 참조하면, 제2 모드에서, 표시 장치(1)는 화소 유닛 내의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 화소들 중에서 어느 하나의 대표 화소에 대한 화소 센싱을 수행한다.
센싱 기간(SP) 동안, 표시 장치(1)는 대표 화소인 백색 화소(W)에 센싱 데이터 전압(Vsense)과 센싱 게이트 신호(SSCAN)를 인가한다. 또한, 표시 장치(1)는 백색 화소(W)로부터 센싱 라인(SL)을 통해 수신되는 전류를 센싱하여, 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다. 표시 장치(1)는 나머지 화소들(R, G, B)에 대하여, 문턱 전압 차이에 기초하여 보상 값의 차이에 해당하는 오프셋 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 표시 장치
10: 타이밍 제어부
20: 게이트 구동부
30: 데이터 구동부
40: 센싱부
50: 표시 패널

Claims (15)

  1. 복수의 화소들로 구성된 단위 화소들이 배치되는 표시 패널;
    표시 기간 동안 상기 복수의 화소들로 데이터 전압을 인가하고, 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부;
    상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 센싱부; 및
    상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 외부 보상부를 포함하고,
    상기 표시 패널에서 동일한 행에 배치되고 하나의 단위 화소를 구성하는 상기 복수의 화소들은 하나의 센싱 라인을 공유하고,
    상기 센싱부는,
    제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각에 대하여 상기 센싱을 수행하고,
    제2 모드에서, 상기 복수의 화소들 중 상기 센싱 라인으로부터 상기 행 방향으로 멀게 배치된 대표 화소에 대하여 상기 센싱을 수행하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센싱 기간은,
    상기 표시 장치가 파워 오프될 때 발생하는 OFFRS 신호의 턴-온 기간인, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센싱부는,
    상기 센싱이 최초로 수행되는 경우, 상기 제1 모드에 따라 상기 센싱을 수행하고, 상기 센싱이 최초로 수행되지 않는 경우, 상기 제2 모드에 따라 상기 센싱을 수행하며, 기설정된 조건이 만족할 때 상기 제1 모드에 따라 상기 센싱을 수행하는, 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기설정된 조건은,
    마지막 센싱 이후에 기설정된 시간이 경과하였거나, 상기 표시 장치의 구동 시간이 기설정된 시간이 경과한 경우를 포함하는, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 외부 보상부는,
    상기 제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각의 센싱 결과에 기초하여, 상기 데이터 전압을 보상하고,
    상기 제2 모드에서, 상기 대표 화소의 센싱 결과 및 상기 대표 화소의 전기적 특성과 나머지 화소들의 전기적 특성 사이의 차이에 대응하는 오프셋 데이터를 이용하여, 상기 데이터 전압을 보상하는, 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치의 초기 외부 보상 데이터를 저장하는 제1 메모리; 및
    상기 센싱 결과를 상기 초기 외부 보상 데이터를 합산한 갱신 외부 보상 데이터를 저장하는 제2 메모리를 더 포함하는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 외부 보상 데이터는,
    상기 복수의 화소들에 구비되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 데이터 및 상기 복수의 화소들의 상기 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 차이를 나타내는 오프셋 데이터를 포함하는, 표시 장치.
  8. 표시 기간 동안 복수의 화소들로 데이터 전압을 인가하는 단계;
    센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계;
    상기 센싱 데이터 전압에 대응하여 상기 복수의 화소들로부터 출력되는 전류를 기초로 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계; 및
    상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 단계를 포함하되,
    동일한 행에 배치되고 하나의 단위 화소를 구성하는 복수의 화소들은 하나의 센싱 라인을 공유하고,
    상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계는,
    제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각에 대하여 상기 센싱을 수행하는 단계; 및
    제2 모드에서, 상기 복수의 화소들 중 상기 센싱 라인으로부터 상기 행 방향으로 멀게 배치된 대표 화소에 대하여 상기 센싱을 수행하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 상기 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계는,
    파워 오프 요청에 응답하여 턴-온 레벨의 OFFRS 신호를 출력하는 단계;
    상기 OFFRS 신호가 상기 턴-온 레벨로 유지되는 동안, 복수의 화소들로 상기 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계는,
    상기 센싱이 최초로 수행되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 센싱이 최초로 수행되는 경우, 상기 제1 모드로 진행하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계는,
    상기 센싱이 최초로 수행되지 않는 경우, 기설정된 조건이 만족하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 제2 모드로 진행하는 단계; 및
    상기 기설정된 조건이 만족하면 상기 제1 모드로 진행하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기설정된 조건은,
    마지막 센싱 이후에 기설정된 시간이 경과하였거나, 상기 표시 장치의 구동 시간이 기설정된 시간이 경과한 경우를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 전압을 보상하는 단계는,
    상기 제1 모드에서, 상기 복수의 화소들 각각의 센싱 결과에 기초하여, 상기 데이터 전압을 보상하는 단계; 및
    상기 제2 모드에서, 상기 대표 화소의 센싱 결과 및 상기 대표 화소의 전기적 특성과 나머지 화소의 전기적 특성 사이의 차이에 대응하는 오프셋 데이터를 이용하여, 상기 데이터 전압을 보상하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 센싱 기간 동안 상기 복수의 화소들로 센싱 데이터 전압을 인가하는 단계 이전에,
    제1 메모리에 상기 표시 장치의 초기 외부 보상 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 화소들의 전기적 특성을 센싱하는 단계 이후에,
    제2 메모리에 상기 센싱 결과를 상기 초기 외부 보상 데이터를 합산한 갱신 외부 보상 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 외부 보상 데이터는,
    상기 복수의 화소들에 구비되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 데이터 및 상기 복수의 화소들의 상기 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 차이를 나타내는 오프셋 데이터를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
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