KR20030073581A - An electroluminescence display device and a method for compensating for pixel voltage distortion in driving the device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 EL 소자로 알려져 있는 전계 발광 표시 소자(electroluminescence display device)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보상 알고리즘에 의해 화소 전압(pixel voltage)을 보상하는 전계 발광 표시 소자 및 그 구동시의 화소전압 왜곡을 보상하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroluminescence display device known as an EL element, and more particularly to an electroluminescence display element that compensates for pixel voltage by a compensation algorithm and pixel voltage distortion during its driving. It is about how to compensate.
전계 발광 표시 소자는 투명한 유리 필름 위에 도포한 형광체에 전계를 인가함으로써 발광이 이루어지는 현상, 즉, 전계발광(electroluminescence)을 이용한 표시 소자이다. 상기 전계 발광 표시 소자는 발광 시트(sheet)의 두께가 얇기 때문에 초박막 및 평면으로 제조될 수 있고, 저전압으로 동작하여 소비전력이 대폭 감소되어 모니터, PDA, IMT-2000용 단말기의 표시 소자로서 그 응용폭이 점차 확대되고 있다.An electroluminescent display element is a display element using the phenomenon which light emission is performed by applying an electric field to the fluorescent substance apply | coated on the transparent glass film, ie, electroluminescence. Since the light emitting sheet has a small thickness, the electroluminescent display device can be manufactured in an ultra-thin film and a flat surface, and operates at a low voltage to drastically reduce power consumption, and thus its application as a display device of a terminal for a monitor, PDA, and IMT-2000. The width is gradually expanding.
이러한 전계 발광 표시 소자에서는 표시를 위해 입력되는 프레임당 데이터의 변화량에 따라 화소 전압이 왜곡되어 패널에서 전체적으로 휘도가 불균일한 현상이 발생한다. 이것은 데이터량이 많을 경우, 즉 화소가 많이 켜질 경우에 각 화소의 저항에 걸리는 전류값이 떨어져(이것을 "IR Drop"이라 한다.) 점차 화소 전압이 강하되어 전체 화면의 휘도가 불균일하게 되는 현상을 말한다. 그리하여, 입력되는 프레임당 데이터량에 따라 화소 전압을 알맞게 유지시켜서 균일한 화질을 나타나게 할 필요가 있다.In such an electroluminescent display, the pixel voltage is distorted according to the amount of change of data per frame input for display, and thus a phenomenon in which luminance is uneven in the panel as a whole occurs. This is a phenomenon in which when the amount of data is large, that is, when the pixels are turned on a lot, the current value applied to the resistance of each pixel drops (this is called “IR Drop”) and the pixel voltage drops gradually and the luminance of the entire screen becomes uneven. . Thus, it is necessary to maintain the pixel voltage appropriately in accordance with the amount of data per frame to be input so as to display uniform picture quality.
한편, 액정 표시 장치에서 화소 전압의 왜곡을 보상하기 위한 공통전압 보상회로가 대한민국 특허공개 제1998-21034호(공개일자 : 1998년 6월25일)에 공개된 바 있다. 상기 공통전압 보상회로에서는 온도와 프레임당 데이터의 변화에 따라 화소 전압 강하(drop) 현상이 일어나고, 이로 인해 화질이 불규칙해지는 플리커(flicker)가 유발되는 문제점을 해결하기 위한 방법은 다음과 같다. 일정한 전위가 게이트 전극에 인가되는 기준 화소과 액정 표시 장치의 게이트 주사선과 동기하여 구동되는 실제 화소에 데이터 전압을 입력하여 그 차이를 산출한다. 그리고, 그 차이를 공통전압 발생기에 더하여 인가함으로써 액정 패널의 화소 전극과 공통 전극의 전위차를 유지시킨다. 그 결과, 액정 패널에 인가되는 전압이 일정하게 되어 플리커의 발생이 현저하게 감소될 수 있다.Meanwhile, a common voltage compensation circuit for compensating for distortion of pixel voltage in a liquid crystal display has been disclosed in Korean Patent Publication No. 1998-21034 (published date: June 25, 1998). In the common voltage compensation circuit, a method of solving a problem in which a pixel voltage drop occurs due to a change in temperature and data per frame, and thus, flicker, in which image quality becomes irregular, is as follows. The difference is calculated by inputting a data voltage to a reference pixel at which a constant potential is applied to the gate electrode and an actual pixel driven in synchronization with the gate scan line of the liquid crystal display. The difference is applied in addition to the common voltage generator to maintain the potential difference between the pixel electrode and the common electrode of the liquid crystal panel. As a result, the voltage applied to the liquid crystal panel becomes constant so that generation of flicker can be significantly reduced.
그러나, 상기 종래 특허는 액정 패널의 전위차를 산출, 피드백하여 기존 전압 값에 더하여 전압을 일정하게 유지시키는 방식이기 때문에, 데이터를 출력하는 데에 있어서 시간 지연이 발생한다는 문제가 있을 뿐만 아니라 전압 보상 방식이 복잡하여 전압 보상회로가 복잡해지는 문제가 있다.However, since the conventional patent is a method of calculating and feeding back a potential difference of a liquid crystal panel to maintain a constant voltage in addition to an existing voltage value, there is a problem that a time delay occurs in outputting data, as well as a voltage compensation method. This complexity has a problem that the voltage compensation circuit is complicated.
본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경 하에 이루어진 것으로서, 표시 동작을 위해 입력되는 프레임당 데이터량에 알맞는 전압을 본 발명에서 제안된 알고리즘에 의해 미리 계산하여 이 계산된 전압을 EL소자 패널에 직접 제공함으로써 화소 전압 왜곡을 보상할 수 있는 전계 발광 표시 소자 및 그 구동시의 화소 전압 왜곡을 보상하는 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.The present invention has been made under the technical background as described above. The voltage suitable for the amount of data per frame input for display operation is calculated in advance by the algorithm proposed in the present invention, and the calculated voltage is directly provided to the EL element panel. It is therefore an object of the present invention to provide an electroluminescent display device capable of compensating pixel voltage distortion and a method for compensating pixel voltage distortion during its driving.
도 1은 본 발명에 따른 전계 발광 표시 소자 구동 시스템의의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of an electroluminescent display element driving system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 화소 전압 왜곡 보상 알고리즘의 순서도.2 is a flowchart of a pixel voltage distortion compensation algorithm according to the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
1 : 로직 및 영상신호 처리부 11 : CPU1: Logic and video signal processor 11: CPU
12 : 메모리 2 : 전압 발생부12 memory 2 voltage generator
21 : D/A 변환기 22 : 전류 증폭기21: D / A converter 22: current amplifier
3 : 패널3: panel
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전계 발광 표시 소자 구동 방법은,Electroluminescent display device driving method of the present invention for achieving the above object,
입력되는 프레임당 데이터량의 변화에 따라 조정되도록 화소 전압을 계산 및 생성하고, 표시 동작을 구동하기 위한 로직 신호를 생성하여 출력시키는 로직 및 영상신호 처리부;A logic and image signal processor configured to calculate and generate a pixel voltage so as to be adjusted according to a change in an input data amount per frame, and to generate and output a logic signal for driving a display operation;
상기 로직 및 영상신호 처리부에서 출력된 화소 전압을 아날로그 신호 형태로 변환한 후, 일정 수준으로 신호 레벨을 증폭시키는 전압 발생부; 및,A voltage generator which converts the pixel voltage output from the logic and image signal processor into an analog signal form and then amplifies the signal level to a predetermined level; And,
상기 전압 발생부에서 출력되는 화소 전압과 상기 로직 및 영상신호 처리부에서 출력되는 로직 신호에 따라 표시 동작을 수행하는 EL 소자 패널을 포함한다.And an EL element panel which performs a display operation according to the pixel voltage output from the voltage generator and the logic signal output from the logic and image signal processing unit.
상기한 본 발명에서는, 표시 동작을 위해 입력되는 프레임당 데이터량의 변화에 따라 화소 전압을 계산하여 생성하고, 이 화소 전압을 패널에 직접 제공함으로써 입력되는 프레임당 데이터량에 따라 화소 전압을 알맞게 유지시켜 휘도의 균일성을 실현할 수 있다는 것에 특징이 있다.In the present invention described above, the pixel voltage is calculated and generated according to the change in the amount of data per frame input for the display operation, and the pixel voltage is appropriately maintained according to the amount of data per frame input by providing the pixel voltage directly to the panel. This makes it possible to realize uniformity in luminance.
상기 설명된 본 발명의 목적, 기술적 구성 및 그 효과는 아래의 실시예에 대한 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.The objects, technical configurations, and effects thereof of the present invention described above will become more apparent from the following description of the embodiments.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 전계 발광 표시 소자 구동 시스템에 대해 설명한다.First, the electroluminescent display element driving system according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에는 본 발명에 따른 전계 발광 표시 소자 구동 시스템 전체 구성이 도시되어 있다.1 shows the overall configuration of an electroluminescent display element driving system according to the present invention.
상기 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 전계 발광 표시 소자 구동 시스템은 로직 및 영상신호 처리부(1), 전압 발생부(2)와, EL 소자 패널(3)로 이루어져 있다. 상기 로직 및 영상신호 처리부(1)는 중앙 처리 유닛(CPU : Central Processing Unit)(11)과 메모리(12)로 구성되고, 상기 전압 발생부(2)는 디지털/아날로그 변환기(21)와 전류 증폭기(22)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the electroluminescent display element driving system according to the present invention comprises a logic and image signal processor 1, a voltage generator 2, and an EL element panel 3. As shown in FIG. The logic and image signal processor 1 includes a central processing unit (CPU) 11 and a memory 12. The voltage generator 2 includes a digital / analog converter 21 and a current amplifier. It consists of 22.
상기 메모리(12)는 상기 CPU(11)에 내장 또는 외장 가능한 롬(ROM)으로 구현될 수 있으며, 입력되는 프레임당 데이터량에 대한 화소 전압을 계산하기 위한 알고리즘을 저장하고 있다. 전원이 공급되어 표시 동작을 위한 데이터가 입력되면, 상기 메모리(12)에 저장되어 있는 알고리즘이 로딩(loading)되고 상기 CPU(11)는 이 알고리즘을 실행시킨다. 이 알고리즘의 내용에 대해서는 도 2의 순서도를 참조하여 나중에 상세하게 설명된다. 상기 CPU(11)는 상기 알고리즘에 의해 입력되는 프레임당 데이터량에 대한 화소 전압을 계산하여 상기 전압 발생부(2)에 출력하는 한편, 패널의 제어를 위한 로직 신호를 생성하여 상기 패널(3)에 출력한다. 도 1에서, 도면 부호 A는 디지털 데이터 형태의 화소 전압을 나타내고, 도면 부호 B는 로직 신호를 나타내며, 도면 부호 C는 아날로그 신호로 변환된 화소 전압을 나타낸다.The memory 12 may be embodied as a ROM, which may be internal or external to the CPU 11, and stores an algorithm for calculating a pixel voltage for an input data amount per frame. When power is supplied and data for a display operation is input, an algorithm stored in the memory 12 is loaded and the CPU 11 executes this algorithm. The contents of this algorithm will be described later in detail with reference to the flowchart of FIG. 2. The CPU 11 calculates a pixel voltage for the data amount per frame input by the algorithm and outputs the pixel voltage to the voltage generator 2, while generating a logic signal for controlling the panel. Output to In Fig. 1, reference numeral A denotes a pixel voltage in the form of digital data, reference numeral B denotes a logic signal, and reference numeral C denotes a pixel voltage converted into an analog signal.
상기 CPU(11)에서 출력되는 화소 전압(A)은 디지털 데이터 형태로, 상기 전압 발생부(2)의 디지털/아날로그 변환기(21)에 입력되어 아날로그 신호로 변환된다. 이어서, 전류 증폭기(22)에 의해 패널에 필요한 수준으로 신호 레벨이 증폭된 후, 패널(3)의 각 화소 라인에 인가된다. 상기 설명된 로직 신호(B)와 화소 전압(C)에 의해 패널(3)은 표시 동작을 수행한다.The pixel voltage A output from the CPU 11 is input to the digital-to-analog converter 21 of the voltage generator 2 in the form of digital data and converted into an analog signal. The signal level is then amplified to the level required for the panel by the current amplifier 22 and then applied to each pixel line of the panel 3. The panel 3 performs the display operation by the logic signal B and the pixel voltage C described above.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전계 발광 표시 소자 구동시 화소 전압 보상 방법을 설명한다.Next, a method of compensating pixel voltage when driving the EL display device according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.
본 발명에서는 전계 발광 표시 소자의 표시 동작을 위해 입력되는 프레임당 데이터량에 따라 화소 전압의 왜곡을 보상하기 위한 알고리즘이 제안된다. 데이터량이 많을 경우 휘도가 낮아지고 데이터량이 적응 경우에는 휘도가 높아지는 문제를 해결하는 이 알고리즘은 입력되는 프레임당 데이터 변화량에 따라 화소에 알맞은 전압을 생성하고, 이 전압을 EL소자 패널에 인가함으로써 균일한 휘도를 얻을 수 있고 화질을 향상시킬 수 있다.In the present invention, an algorithm for compensating for the distortion of the pixel voltage according to the amount of data per frame input for the display operation of the electroluminescent display is proposed. This algorithm, which solves the problem of low luminance when the amount of data is large and high luminance when the amount of data is adapted, generates a voltage suitable for the pixel according to the amount of data change per input frame, and applies this voltage to the EL element panel to achieve uniformity. Luminance can be obtained and image quality can be improved.
상기 알고리즘은 다음의 수학식으로 표현될 수 있다.The algorithm can be represented by the following equation.
상기 수학식에서, VDD(n+1)은 최종적인 화소 전압이고, Dn은 n번째 프레임 데이터들의 평균 값이고, Dn+1은 n+1번째 프레임 데이터들의 평균 값이며, VDD(n)은 n번째 프레임 데이터 평균 값에 대한 초기 전압 값이다.In the above equation, VDD (n + 1) is the final pixel voltage, D n is an average value of the n th frame data, D n + 1 is an average value of the n + 1 th frame data, and VDD (n) is Initial voltage value for the n-th frame data average value.
상기 수학식에 따르면, n+1번째 데이터량이 그 직전의 n번째 데이터량보다 많을 경우, 최종적인 화소 전압(VDD(n+1))은 초기 전압(VDD(n))보다 높아지고, 그에 비해 적을 경우에는 최종적인 화소 전압(VDD(n+1))이 초기 전압(VDD(n))보다 낮아진다. 이로 인해, 표시 동작을 위해 입력되는 데이터량에 따라 알맞은 전압이 계산되어 패널(3)의 화소에 인가될 수 있다.According to the above equation, when the n + 1 th data amount is larger than the immediately preceding n th data amount, the final pixel voltage VDD (n + 1 ) is higher than the initial voltage VDD (n) , In this case, the final pixel voltage VDD (n + 1 ) is lower than the initial voltage VDD (n) . Thus, an appropriate voltage can be calculated and applied to the pixels of the panel 3 according to the amount of data input for the display operation.
다음으로, 상기 수학식에 따른 화소 전압(VDD(n+1))을 계산하는 구체적인 과정에 대해 도 2의 순서도를 토대로 설명한다.Next, a detailed process of calculating the pixel voltage VDD (n + 1) according to the above equation will be described based on the flowchart of FIG. 2.
상기 메모리(12)에 프로그램 형태로 저장된 알고리즘이 로딩되면, 동작이 시작된다(S1). 표시 동작을 위해 입력된 데이터 중 n번째와 n+1번째 데이터 평균값이입력된다(S2). 이어서, 상기 수학식 중 (Dn+1-Dn)/Dn부분이 계산된다(S3). 한편, 상기 단계(S2 내지 S3)가 진행되는 동안, n번째 데이터에 대한 초기 화소 전압(VDD(n))이 입력된다(S4). 그 다음에 상기 단계(S4)에서 입력된 초기 화소 전압을 이용하여 최종적인 화소 전압(VDD(n+1))이 계산되며(S5), 이 계산식은 상기 설명된 수학식과 동일하다. 이러한 단계에 의해 얻어진 최종적인 화소 전압(VDD(n+1))은 로직 및 영상신호 처리부(1)에서 전압 발생부(2)로 출력되고(S6), 그 다음에 프로그램의 실행이 종료된다(S7).When the algorithm stored in the program form in the memory 12 is loaded, the operation is started (S1). The n-th and n + 1-th data average values of the input data for the display operation are input (S2). Subsequently, the (D n + 1 -D n ) / D n part of the above equation is calculated (S3). Meanwhile, while the steps S2 to S3 are in progress, the initial pixel voltage VDD (n) for the nth data is input (S4). Then, the final pixel voltage VDD (n + 1 ) is calculated using the initial pixel voltage input in step S4 (S5), which is the same as the above-described equation. The final pixel voltage VDD (n + 1) obtained by this step is output from the logic and video signal processor 1 to the voltage generator 2 (S6), and then execution of the program is terminated ( S7).
이상으로 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 표시 동작을 위해 입력되는 데이터량의 변화에 따라 화소 전압을 계산하여 생성하고, 이 화소 전압을 패널에 직접 제공함으로써 입력되는 프레임당 데이터량에 따라 화소 전압을 알맞게 유지시켜 휘도의 균일성을 실현할 수 있다. 또한, 입력되는 프레임당 데이터량에 맞는 전압을 본 발명에서 제안된 알고리즘에 의해 미리 계산하고 이 계산된 전압을 패널에 직접 제공함으로써, 종래 기술에 비해 데이터 출력의 시간 지연을 감소시킬 수 있고 전압 보상 방식을 단순화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the pixel voltage is calculated and generated in accordance with the change of the amount of data input for the display operation, and the pixel voltage is input in accordance with the amount of data per frame input by directly providing the pixel voltage to the panel. By maintaining the voltage appropriately, uniformity in luminance can be realized. In addition, by calculating the voltage corresponding to the amount of data per input frame by the algorithm proposed in the present invention and providing the calculated voltage directly to the panel, it is possible to reduce the time delay of the data output compared to the prior art and voltage compensation Simplify the way.
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