KR20220084602A - 전계 발광 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 발광 소자를 각각 포함한 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널; 유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 상기 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 DBV 조정부; 상기 밝기 데이터에 따라 상기 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 듀티 조정부; 및 상기 밝기 데이터에 따라 상기 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 미리 설정된 전원 전압 범위 내에서 조정하는 전원 조정부를 포함하고, 상기 화면 휘도의 저 휘도 구간에서, 상기 발광 소자의 발광 듀티는 0%로부터 시작하여 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 상기 저전위 픽셀 전압은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 높은 레벨로 고정된다.

Description

전계 발광 표시장치와 그 구동방법{Electroluminescent Display Device And Driving Method Of The Same}
이 명세서는 전계 발광 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
전계 발광 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 픽셀들을 포함하고, 각 픽셀에 포함된 발광 소자를 발광시켜 영상을 표시한다. 전계 발광 표시장치는 영상 데이터에 대응되는 데이터전압에 따라 영상의 휘도를 조절하는 데, 저 휘도 구간에서 휘도 균일성이 낮고 잔상이 생기는 등 화질이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 화상 품위를 높일 수 있도록 한 전계 발광 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예는 저 휘도 구간에서 휘도 역전 현상을 억제하여 화상 품위를 높일 수 있도록 한 전계 발광 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 발광 소자를 각각 포함한 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널, 유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 DBV 조정부, 밝기 데이터에 따라 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 듀티 조정부, 및 밝기 데이터에 따라 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 조정하는 전원 조정부를 포함하고, 화면 휘도는 제1 휘도 구간과 제1 휘도 구간보다 휘도가 더 높은 제2 휘도 구간을 포함한다. 발광 소자의 발광 듀티는 제1 휘도 구간에서 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 제2 휘도 구간에서 상기 상한값으로 고정되며, 저전위 픽셀 전압은 제1 휘도 구간에서 제1 레벨로 고정되고, 제2 휘도 구간에서 상기 제1 레벨보다 더 작은 제2 레벨을 하한으로 하여 점진적으로 감소한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 발광 소자를 각각 포함한 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널, 유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 DBV 조정부, 밝기 데이터에 따라 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 듀티 조정부, 및 밝기 데이터에 따라 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 미리 설정된 전원 전압 범위 내에서 조정하는 전원 조정부를 포함하고, 화면 휘도의 저 휘도 구간에서, 발광 소자의 발광 듀티는 0%로부터 시작하여 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 저전위 픽셀 전압은 전원 전압 범위 내에서 가장 높은 레벨로 고정된다.
본 명세서의 일 실시예에 따라 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널을 가지며, 각 픽셀에 발광 소자가 포함된 전계 발광 표시장치의 구동방법은, 유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 단계, 밝기 데이터에 따라 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 단계, 및 밝기 데이터에 따라 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 조정하는 단계를 포함하고, 화면 휘도는 제1 휘도 구간과 제1 휘도 구간보다 휘도가 높은 제2 휘도 구간을 포함하고, 발광 소자의 발광 듀티는, 제1 휘도 구간에서 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 제2 휘도 구간에서 상한값으로 고정되며, 저전위 픽셀 전압은, 제1 휘도 구간에서 제1 레벨로 고정되고, 제2 휘도 구간에서 제1 레벨보다 작은 제2 레벨을 하한으로 하여 점진적으로 감소한다.
본 명세서의 일 실시예에 따라 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널을 가지며, 각 픽셀에 발광 소자가 포함된 전계 발광 표시장치의 구동방법은, 유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 상기 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 단계, 밝기 데이터에 따라 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 단계, 및 밝기 데이터에 따라 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 미리 설정된 전원 전압 범위 내에서 조정하는 단계를 포함하고, 화면 휘도의 저 휘도 구간에서, 발광 소자의 발광 듀티는 0%로부터 시작하여 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 저전위 픽셀 전압은 전원 전압 범위 내에서 가장 높은 레벨로 고정된다.
본 실시예는 다음과 같은 효과가 있다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 발광 소자의 발광 듀티와 저전위 픽셀 전압이 상보적으로 조정됨으로써, 화면의 전체 휘도 구간에 대한 화상 품위가 향상되고 소비전력이 줄어들 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 저 휘도 구간에서 EM 커플링 영향이 줄어들고 휘도 역전 현상이 개선됨으로써, 화면의 저 휘도 구간에 대한 화상 품위가 더욱 향상될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위가 발광 소자의 발광 듀티 및 저전위 픽셀 전압과 상보적으로 더 조정되기 때문에, 화면의 전체 휘도 구간에서 화상 품위가 더욱 향상될 수 있다.
본 명세서에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 전계 발광 표시장치의 일 픽셀의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 대응되는 구체적인 픽셀 회로의 일 예시 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 DBV 조정부의 동작 설명을 위한 도면들이다.
도 6은 도 1에 도시된 전원 조정부의 동작 설명을 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 듀티 조정부의 동작 설명을 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 감마 조정부의 동작 설명을 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 발광 듀티에 따른 휘도 변화를 보여주는 도면들이다.
도 11은 저 휘도 구간에서 발광 듀티가 100%로 설정될 때 휘도 역전 현상이 생기는 것을 보여주는 도면이다.
도 12는 제1 휘도 구간과 제2 휘도 구간에서 발광 듀티와 저전위 픽셀 전압의 조정 예를 보여주는 도면이다.
도 13은 저 휘도 구간에서 발광 듀티가 88%~94%로 설정될 때 휘도 역전 현상이 개선된 것을 보여주는 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 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 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용될 수 있으나, 이 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 본 명세서와 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 보여주는 블록도이다. 그리고, 도 2는 전계 발광 표시장치의 일 픽셀의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서에 따른 전계 발광 표시장치는 DBV 조정부(10), 타이밍 콘트롤러(20), 듀티 조정부(30), 전원 조정부(40), 감마 조정부(50), 패널 구동부(60), 및 표시패널(70)을 포함할 수 있다.
표시패널(70)에는 다수의 신호라인들이 교차되고, 픽셀들(PXL)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이(Pixel array)를 구성한다.
픽셀들(PXL)은 도 2와 같이 발광 소자와 구동 소자와 EM 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 유기 발광 다이오드 또는 무기 발광 다이오드로 구현될 수 있고, 구동 소자와 EM 소자는 실리콘 또는 산화물 기반의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 구동 소자는 문턱전압과 같은 구동 특성을 자동으로 보상 받는 내부 보상 소자일 수 있으나, 그에 한정되지 않는다. EM 소자는 고전위 픽셀 전압(EVDD)의 입력단에 연결된 EM 소자1과, 발광 소자에 연결된 EM 소자2를 포함할 수 있으나, 그에 한정되지 않는다. 픽셀들(PXL)은 구동 소자의 게이트-소스 간 전압에 문턱전압을 반영하는 적어도 하나 이상의 스위치 소자와 커패시터를 더 포함할 수 있다.
픽셀들(PXL)은 적색 픽셀들, 녹색 픽셀들, 청색 픽셀들, 및 백색 픽셀들을 포함할 수 있다. 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 청색 픽셀, 및 백색 픽셀을 포함한 4개의 픽셀들이 컬러 구현을 위하여 하나의 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 단위 픽셀에서 구현되는 컬러는 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 청색 픽셀, 및 백색 픽셀의 발광 비율에 따라 결정될 수 있다. 한편, 단위 픽셀에서 백색 픽셀은 생략될 수 있다.
픽셀 어레이에는, 픽셀들(PXL)로 데이터전압(Vdata)을 공급하기 위한 데이터라인들, 픽셀들(PXL)로 게이트신호를 공급하기 위한 게이트라인들, 픽셀들(PXL)로 고전위 픽셀 전압(EVDD)을 공급하기 위한 제1 전원 배선 등이 포함될 수 있다. 픽셀 어레이에는 픽셀들(PXL)로 초기화전압을 공급하기 위한 제2 전원 배선이 더 포함될 수 있다.
패널 구동부(60)는 표시패널(70)의 데이터라인들에 연결된 데이터 드라이버와, 표시패널(70)의 게이트라인들에 연결된 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.
데이터 드라이버는 타이밍 콘트롤러(20)로부터 수신되는 입력 영상 데이터를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter, 이하 DAC)를 포함할 수 있다. DAC는 감마 조정부(50)에서 조정된 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 참조하여 입력 영상 데이터를 감마 보상 전압으로 변환하고, 이 감마 보상 전압을 데이터 전압(Vdata)으로서 데이터라인들로 공급한다. 데이터 드라이버는 전원 조정부(40)에서 생성된 고전위 픽셀 전압(EVDD)을 제1 전원 배선에 공급하고, 전원 조정부(40)에서 생성된 초기화 전압을 제2 전원 배선에 공급한다. 한편, 전원 조정부(40)에서 조정된 저전위 픽셀 전압(EVSS)은 데이터 드라이버를 통하지 않고 픽셀들(PXL)로 직접 공급될 수도 있고, 데이터 드라이버와 추가 전원 배선을 통해 픽셀들(PXL)로 공급될 수도 있다.
데이터 드라이버는 칩 형태로 제작된 후 표시패널(70)의 비 표시영역 상에 직접 실장될 수 있고, IC(Integrated Circuit) 타입으로 제작된 후 도전성 필름을 통해 표시패널(70)에 접합될 수도 있다.
게이트 드라이버는 게이트 신호를 생성하여 게이트라인들로 공급한다. 게이트 신호는, 픽셀(PXL)에 포함된 스위칭 소자에 인가되는 스캔 신호와, 픽셀(PXL)에 포함된 EM 소자에 인가되는 에미션 신호를 포함할 수 있다. 스캔 신호는 데이터전압(Vdata)이 충전될 픽셀들(PXL)을 일 방향의 라인 단위로 선택한다. 에미션 신호는 1 프레임 중에서 픽셀들(PXL)의 발광 구간을 결정한다.
게이트 드라이버는 듀티 조정부(30)의 제어하에 에미션 신호의 PWM(Pulse Width Modulation)을 조정한다. 발광 소자의 발광 듀티는 에미션 신호의 PWM 듀티에 따른다.
게이트 드라이버는 GIP(Gate-driver In Panel) 공정으로 픽셀 어레이와 함께 표시패널(70)의 비 표시영역 상에 직접 형성될 수 있고, IC(Integrated Circuit) 타입으로 제작된 후 도전성 필름을 통해 표시패널(70)에 접합될 수도 있다.
타이밍 콘트롤러(20)는 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 디지털 데이터와, 그와 동기되는 세트 타이밍 신호를 수신한다. 세트 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함한다. 호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
타이밍 콘트롤러(20)는 세트 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 기반으로 데이터 드라이버의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호와, 게이트 드라이버의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호를 생성한 후에, 패널 구동부(60)로 전송한다.
DBV 조정부(10)는 유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 표시패널(70)에서 구현되는 화면 휘도를 조정한다. 서로 다른 밝기 데이터는 미리 설정된 휘도 밴드들에 대응되는 디스플레이 밝기값들(Display Brightness Value, 이하 DBV)일 수 있다. DBV 조정부(10)에서 출력되는 DBV는 타이밍 콘트롤러(20)를 통해 듀티 조정부(30), 전원 조정부(40), 및 감마 조정부(50)로 각각 전송될 수 있다.
듀티 조정부(30)는 DBV에 따라 발광 소자의 발광 듀티, 즉 에미션 신호의 PWM 듀티를 조정한다. 그리고, 전원 조정부(40)는 DBV에 따라 픽셀들(PXL)에 인가될 저전위 픽셀 전압(EVSS)을 조정한다. 발광 소자의 발광 듀티와 저전위 픽셀 전압(EVSS)은 서로 상관되어 조정되기 때문에, 화면 휘도를 구현하는 전체 휘도 구간에서 화상 품위가 높아지고, 부드럽고 자연스러운 밝기 변화가 구현될 수 있다.
감마 조정부(50)는 DBV에 따라 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 조정한다. 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는, 발광 소자의 발광 듀티와 저전위 픽셀 전압(EVSS)과 상관되어 조정되기 때문에, 화면 휘도를 구현하는 전체 휘도 구간에서 화상 품위가 더욱 높아질 수 있다.
도 3은 도 2에 대응되는 구체적인 픽셀 회로의 일 예시 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀(PXL)은, OLED(organic light emitting diode), 다수의 TFT들(Thin Film Transistor)(T1~T6, DT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. TFT들(T1~T6, DT)은 저온 폴리 실리콘 기반의 P 채널 박막 트랜지스터로 구현될 수 있고, 이를 통해 원하는 응답 특성을 확보할 수 있다. 다만, 본 명세서의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스위치 TFT들(T1~T6) 중에서 적어도 하나의 TFT는 오프 커런트 특성이 좋은 산화물 기반의 N 채널 박막 트랜지스터로 구현되고, 나머지 TFT들은 응답 특성이 좋은 저온 폴리 실리콘 기반의 P 채널 박막 트랜지스터로 구현될 수도 있다.
OLED는 구동 전류에 따라 발광하는 발광 소자이다. OLED의 애노드 전극은 노드 N4에 연결되고, OLED의 캐소드 전극은 저전위 픽셀 전압(EVSS)의 입력단에 연결된다. 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에는 유기 화합물층이 구비된다.
구동 TFT(DT)는 게이트-소스 간 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동 전류를 조절하는 구동 소자이다. 구동 TFT(DT)는 노드 N2에 접속된 게이트 전극, 노드 N1에 접속된 제1 전극, 및 노드 N3에 접속된 제2 전극을 포함한다.
제1 스위치 TFT(T1)는 데이터라인(14)과 노드 N1 사이에 접속되며, 제n 스캔 신호(SCAN(n))에 따라 스위칭되는 스위치 소자이다. 제1 스위치 TFT(T1)의 게이트 전극은 제n 스캔 신호(SCAN(n))가 인가되는 n번째 제1 게이트라인(15a(n))에 접속되고, 제1 스위치 TFT(T1)의 제1 전극은 데이터라인(14)에 접속되며, 제1 스위치 TFT(T1)의 제2 전극은 노드 N1에 접속된다.
제1 EM TFT(T2)는 제1 전원 배선(17)과 노드 N1 사이에 접속되며, 제n 에미션 신호(EM(n))에 따라 스위칭되는 EM 소자로서, 발광 제어 트랜지스터이다. 제1 EM TFT(T2)의 게이트 전극은 제n 에미션 신호(EM(n))가 인가되는 n번째 제2 게이트라인(15b(n))에 접속되고, 제1 EM TFT(T2)의 제1 전극은 제1 전원 배선(17)에 접속되며, 제1 EM TFT(T2)의 제2 전극은 노드 N1에 접속된다.
제2 스위치 TFT(T3)는 노드 N2와 노드 N3 사이에 접속되며, 제n 스캔 신호(SCAN(n))에 따라 스위칭되는 스위치 소자이다. 제2 스위치 TFT(T3)의 게이트 전극은 제n 스캔 신호(SCAN(n))가 인가되는 n번째 제1 게이트라인(15a(n))에 접속되고, 제2 스위치 TFT(T3)의 제1 전극은 노드 N3에 접속되며, 제2 스위치 TFT(T3)의 제2 전극은 노드 N2에 접속된다.
제3 스위치 TFT(T4)는 노드 N2와 제2 전원 배선(16) 사이에 접속되며, 제n-1 스캔 신호(SCAN(n-1))에 따라 스위칭되는 스위치 소자이다. 제3 스위치 TFT(T4)의 게이트 전극은 제n-1 스캔 신호(SCAN(n-1))가 인가되는 n-1번째 제1 게이트라인(15a(n-1))에 접속되고, 제3 스위치 TFT(T4)의 제1 전극은 노드 N2에 접속되며, 제3 스위치 TFT(T4)의 제2 전극은 제2 전원 배선(16)에 접속된다.
제2 EM TFT(T5)는 노드 N3와 노드 N4 사이에 접속되며, 제n 에미션 신호(EM(n))에 따라 스위칭되는 EM 소자로서, 발광 제어 트랜지스터이다. 제2 EM TFT(T5)의 게이트 전극은 제n 에미션 신호(EM(n))가 인가되는 n번째 제2 게이트라인(15b(n))에 접속되고, 제2 EM TFT(T5)의 제1 전극은 노드 N3에 접속되며, 제2 EM TFT(T5)의 제2 전극은 노드 N4에 접속된다.
제4 스위치 TFT(T6)는 노드 N4와 제2 전원 배선(16) 사이에 접속되며, 제n 스캔 신호(SCAN(n))에 따라 스위칭되는 스위치 소자이다. 제4 스위치 TFT(T6)의 게이트 전극은 제n 스캔 신호(SCAN(n))가 인가되는 n번째 제1 게이트라인(15a(n))에 접속되고, 제4 스위치 TFT(T6)의 제1 전극은 노드 N4에 접속되며, 제4 스위치 TFT(T6)의 제2 전극은 초기화 전원라인(16)에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원 배선(17)과 노드 N2 사이에 접속된다.
도 3의 픽셀(PXL)은 초기화 기간, 샘플링 기간, 발광 기간, 및 PWM 구동 기간 순으로 동작될 수 있다.
초기화 기간에서, 노드 N2는 초기화 전압(Vinit)으로 리셋되고, 플로팅 된 노드들 N1, N3의 전위들은 고전위 픽셀 전압(EVDD)보다 낮은 특정 전압이 된다.
샘플링 기간에서, 구동 TFT(DT)의 문턱전압이 샘플링되어 노드 N2 및 노드 N3에 저장된다. 샘플링 기간 동안 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압은 구동 TFT(DT)의 문턱전압이 된다.
발광 기간에서, 구동 TFT(DT)에 흐르는 구동 전류에 따라 OLED가 발광된다.
PWM 구동 기간에서, EM TFT들(T2,T5)의 오프로 인해 구동 전류의 흐름이 오프 되고 OLED의 발광이 멈춘다. 한 프레임 중에서 PWM 구동 기간의 길이에 따라 발광 듀티(혹은 EM 듀티)가 결정된다. 정해진 발광 듀티비로 OLED가 점등 및 소등을 반복하면 저 계조 표현시 잔상이 최소화되는 효과가 있다.
본 명세서의 기술적 사상은 도 3의 픽셀(PXL) 구조에 한정되지 않는다. 본 명세서의 기술적 사상은 발광 듀티(혹은 EM 듀티)와 저전위 픽셀 전압이 조정될 수 있는 어떠한 픽셀(PXL) 구조에도 적용될 수 있음에 주의하여야 한다. 발광 듀티(혹은 EM 듀티)와 저전위 픽셀 전압은 유저 입력에 따른 DBV에 따라 서로 상관되어 조정될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 DBV 조정부의 동작 설명을 위한 도면들이다.
DBV 조정부(도 1의 10)는 도 4와 같이 유저 입력에 대응되는 DBV를 출력하여 화면 휘도를 조정한다. 화면 내에 제공되는 밝기 조절바 등이 유저 입력에 따라 스크롤되어 휘도 밴드가 바뀌면, DBV 조정부는 바뀐 휘도 밴드에 대응되는 DBV 값을 출력한다. 휘도 밴드는 다양한 개수로 미리 설계될 수 있다. 도 4의 예에서, 밴드1은 상대적으로 가장 높은 DBV 값에 대응되고, 밴드11은 상대적으로 가장 낮은 DBV 값에 대응되고 있으나, 이와 반대로 설계될 수도 있다. 도 4의 예에서는, 밴드 별 최대값에 해당되는 DBV 값들(A 내지 K)만이 제시되어 있다. 다만, DBV 값들은 도시된 개수보다 많게 M(M은 6 이상의 자연수) 비트를 통해 표현될 수도 있다.
DBV 값들(A 내지 K)은 서로 다른 휘도 밴드(즉, 밴드 1~11)를 대표할 수 있다. DBV 값들(A 내지 K)에 대응되는 타겟 휘도값들은 도 5와 같이 감마 보상 커브(예컨대, 2.2 커브)에 매칭되도록 미리 설정될 수 있다. 감마 보상 커브는 데이터 드라이버의 DAC 내에 룩업 테이블 형태로 저장되어 있다. 도 5의 커브 그래프에서, DBV 값들(A 내지 K)에 대한 보간(interpolation)에 의해 이웃한 밴드들 사이의 타겟 휘도값들이 도출될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 전원 조정부의 동작 설명을 위한 도면이다. 도 7은 도 1에 도시된 듀티 조정부의 동작 설명을 위한 도면이다. 그리고, 도 8은 도 1에 도시된 감마 조정부의 동작 설명을 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 도 6 및 도 7과 같이 전원 조정부와 듀티 조정부의 상보적 동작을 통해 화상 품위를 높일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 도 6 내지 도 8과 같이 전원 조정부와 듀티 조정부와 감마 조정부의 상보적 동작을 통해 화상 품위를 더욱 높일 수 있다. 예를 들어, 저계조 휘도 균일성이 개선되고, 저계조 잔상이 완화, 누설 전류가 감소하는 등의 효과가 있다.
DBV에 따른 화면 휘도는 도 6 및 도 7과 같이 제1 휘도 구간(X1)과 제2 휘도 구간(X2)으로 구분될 수 있다. 제2 휘도 구간(X2)의 휘도는 제1 휘도 구간(X1)의 휘도 보다 더 높다. 제1 휘도 구간(X1)은 저 휘도 구간이 된다. 제2 휘도 구간(X2)은 저 휘도 구간보다 휘도가 더 높은 나머지 휘도 구간이 된다.
전원 조정부는 도 6과 같이 DBV에 따라 저전위 픽셀 전압(EVSS)을 조정하되, 감마 보상 커브와의 타겟 휘도 매칭에 따라 미리 설정된 전원 전압 범위 내에서 조정할 수 있다. 다시 말해, 전원 조정부는 제1 휘도 구간(X1)에서는 저전위 픽셀 전압(EVSS)을 제1 레벨(L1)로 고정시키고, 제2 휘도 구간(X2)에서는 저전위 픽셀 전압(EVSS)을 제1 레벨(L1)보다 작은 제2 레벨(L2)을 하한으로 하여 점직적으로 감소시킨다. 제1 레벨(L1)은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 높은 레벨이고, 제2 레벨(L2)은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 낮은 레벨이다.
듀티 조정부는 도 7과 같이 DBV에 따라 발광 듀티(또는 EM 듀티 또는 PWM 듀티)를 조정하되, 제1 휘도 구간(X1)에서는 발광 듀티를 100% 보다 작게 설정된 상한값(UL)까지 점진적으로 증가시키고, 제2 휘도 구간(X2)에서는 발광 듀티를 상한값(UL)으로 고정시킬 수 있다. 제1 휘도 구간(X1)에서 발광 듀티는 0%로부터 시작하여 상한값(UL)까지 점진적으로 증가될 수 있다. 또한, 제1 휘도 구간(X1)에서 발광 듀티는 J(J는 0보다 크고 상한값보다 작음) %로부터 시작하여 상한값(UL)까지 점진적으로 증가될 수도 있다.
감마 조정부는 도 8과 같이 DBV에 따라 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 조정하되, 제1 휘도 구간(X1)에서는 상기 출력 전압 범위를 제1 전압 범위(VR1)로 고정시키고, 제2 휘도 구간(X2)에서는 상기 출력 전압 범위를 제1 전압 범위(VR1)보다 더 넓은 제2 전압 범위(VR2)까지 점진적으로 증가시킬 수 있다.
제1 휘도 구간(X1)에서는 저전위 픽셀 전압(EVSS)과 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위가 고정되고 발광 듀티가 휘도에 비례하여 증가하므로, 저 계조의 화상 품질이 좋아질 수 있다. 다만, 제1 휘도 구간(X1)에서 휘도 역전 현상이 생기지 않도록 발광 듀티의 상한값(UL)은 100%보다 작게, 바람직하게는 88% 내지 94% 중 어느 하나로 설정될 수 있다.
제2 휘도 구간(X2)에서는 발광 듀티가 고정되고 저전위 픽셀 전압(EVSS)이 휘도에 비례하여 감소하며, 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위가 휘도에 비례하여 증가하므로, 중간 계조와 고 계조에서 소비전력은 줄어들고 화상 품질이 좋아질 수 있다.
도 9 및 도 10은 발광 듀티에 따른 휘도 변화를 보여주는 도면들이다. 그리고, 도 11은 저 휘도 구간에서 발광 듀티가 100%로 설정될 때 휘도 역전 현상이 생기는 것을 보여주는 도면이다. 도 12는 제1 휘도 구간과 제2 휘도 구간에서 발광 듀티와 저전위 픽셀 전압의 조정 예를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 13은 저 휘도 구간에서 발광 듀티가 88%~94%로 설정될 때 휘도 역전 현상이 개선된 것을 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 발광 듀티가 증가할수록 휘도가 계속해서 증가하는 것이 아니다. 휘도 증가 구간에서 휘도는 발광 듀티에 비례하여 증가한다. 하지만, 휘도 감소 구간에서 휘도는 발광 듀티가 증가할수록 감소한다. 발광 듀티는 에미션 신호의 PWM 듀티이고, 도 3의 n번째 제2 게이트라인(15b(n))과 제4 노드(N4)가 기생 커패시터(Cp)를 통해 서로 커플링(이하, EM 커플링)되어 있기 때문에, PWM 듀티가 증가됨에도 불구하고 휘도가 낮아지는 휘도 감소 구간이 생길 수 있다.
휘도 증가 구간은 PWM 듀티가 대략 0%~87%인 휘도 구간이고, 휘도 감소 구간은 PWM 듀티가 대략 95%~100%인 휘도 구간일 수 있다. 휘도 증가 구간과 휘도 감소 구간 사이에 위치하는 휘도 구간은 휘도 정체 구간이 된다. 휘도 정체 구간은 고정된 휘도 구간을 의미하는 것이 아니라, 상대적으로 휘도 변화량이 적은 휘도 구간을 의미한다. 휘도 정체 구간은 PWM 듀티가 대략 88%~94%인 휘도 구간일 수 있다.
도 11과 같이 제1 휘도 구간(X1)에서의 휘도 역전 현상은 발광 듀티의 상한값(UL)이 휘도 감소 구간(95%~100%) 내에서 설정될 때 생길 수 있으며, 발광 듀티의 상한값(UL)이 100%로 설정될 때 가장 크게 생길 수 있다. 휘도 역전 현상은 휘도 감소 구간(95%~100%) 내에서 발광 듀티 감소에 따라 구동 전류가 감소되는 것보다 상기 기생 커패시터를 통한 EM 커플링의 영향이 더 크기 때문에, 발생한다. 기생 커패시터를 통한 EM 커플링의 영향은 발광 듀티의 상한값(UL)이 100%로 설정될 때 가장 크다.
따라서, 도 12 및 도 13과 같이 발광 듀티의 상한값(UL)이 100%보다 작게 설정되는 경우, EM 커플링의 영향이 줄어들어 휘도 역전 현상이 개선될 수 있다. 특히, 발광 듀티의 상한값(UL)이 휘도 정체 구간(88%~94%) 내에서 설정되는 경우, 휘도 역전 현상은 더욱 개선될 수 있고 부드럽고 자연스러운 밝기 변화가 더 구현될 수 있다.
한편, 발광 듀티의 상한값(UL)이 88%보다 작게 설정되면 자연스러운 휘도를 변화를 기대하기 어렵다. 따라서, 소비 전력 감소, 화상 품위 증진, 휘도 역전 개선 등을 모두 고려할 때, 발광 듀티의 상한값(UL)은 88%~94% 중 어느 하나로 설정됨이 바람직하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: DBV 조정부 30: 듀티 조정부
40: 전원 조정부 50: 감마 조정부
70: 표시 패널

Claims (16)

  1. 발광 소자를 각각 포함한 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널;
    유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 상기 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 DBV 조정부;
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 듀티 조정부; 및
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 조정하는 전원 조정부를 포함하고,
    상기 화면 휘도는 제1 휘도 구간과 상기 제1 휘도 구간보다 휘도가 더 높은 제2 휘도 구간을 포함하고,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는, 상기 제1 휘도 구간에서 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 상기 제2 휘도 구간에서 상기 상한값으로 고정되며,
    상기 저전위 픽셀 전압은, 상기 제1 휘도 구간에서 제1 레벨로 고정되고, 상기 제2 휘도 구간에서 상기 제1 레벨보다 더 작은 제2 레벨을 하한으로 하여 점진적으로 감소하는 전계 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상한값은 88% 내지 94% 중 어느 하나인 전계 발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밝기 데이터에 따라 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 조정하는 감마 조정부를 더 포함하고,
    상기 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는, 상기 제1 휘도 구간에서 제1 전압 범위로 고정되고, 상기 제2 휘도 구간에서 상기 제1 전압 범위보다 더 넓은 제2 전압 범위까지 점진적으로 증가하는 전계 발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀들 각각은,
    PWM(Pulse Width Modulation) 기반의 에미션 신호에 따라 상기 발광 소자로 인가되는 구동 전류의 흐름을 온 또는 오프 시키는 발광 제어 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는 상기 에미션 신호의 PWM 듀티에 따르는 전계 발광 표시장치.
  5. 발광 소자를 각각 포함한 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널;
    유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 상기 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 DBV 조정부;
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 듀티 조정부; 및
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 미리 설정된 전원 전압 범위 내에서 조정하는 전원 조정부를 포함하고,
    상기 화면 휘도의 저 휘도 구간에서,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는 0%로부터 시작하여 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고,
    상기 저전위 픽셀 전압은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 높은 레벨로 고정된 전계 발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상한값은 88% 내지 94% 중 어느 하나인 전계 발광 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 밝기 데이터에 따라 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 조정하는 감마 조정부를 더 포함하고,
    상기 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는, 상기 저 휘도 구간에서 가장 좁은 제1 전압 범위로 고정된 전계 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 저 휘도 구간보다 휘도가 더 높은 상기 화면 휘도의 나머지 휘도 구간에서,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는 상기 상한값으로 고정되고,
    상기 저전위 픽셀 전압은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 낮은 레벨까지 점진적으로 감소하고,
    상기 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는 상기 제1 전압 범위보다 더 넓은 제2 전압 범위까지 점진적으로 증가하는 전계 발광 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀들 각각은,
    PWM(Pulse Width Modulation) 기반의 에미션 신호에 따라 상기 발광 소자로 인가되는 구동 전류의 흐름을 온 또는 오프 시키는 발광 제어 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는 상기 에미션 신호의 PWM 듀티에 따르는 전계 발광 표시장치.
  10. 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널을 가지며, 각 픽셀에 발광 소자가 포함된 전계 발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 상기 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 단계;
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 단계; 및
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 화면 휘도는 제1 휘도 구간과 상기 제1 휘도 구간보다 휘도가 높은 제2 휘도 구간을 포함하고,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는, 상기 제1 휘도 구간에서 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고, 상기 제2 휘도 구간에서 상기 상한값으로 고정되며,
    상기 저전위 픽셀 전압은, 상기 제1 휘도 구간에서 제1 레벨로 고정되고, 상기 제2 휘도 구간에서 상기 제1 레벨보다 작은 제2 레벨을 하한으로 하여 점진적으로 감소하는 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상한값은 88% 내지 94% 중 어느 하나인 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 밝기 데이터에 따라 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 조정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는, 상기 제1 휘도 구간에서 제1 전압 범위로 고정되고, 상기 제2 휘도 구간에서 상기 제1 전압 범위보다 더 넓은 제2 전압 범위까지 점진적으로 증가하는 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  13. 복수의 픽셀들이 구비된 표시패널을 가지며, 각 픽셀에 발광 소자가 포함된 전계 발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    유저 입력에 따라 서로 다른 밝기 데이터를 출력하여 상기 표시패널에서 구현되는 화면 휘도를 조정하는 단계;
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 발광 소자의 발광 듀티를 조정하는 단계; 및
    상기 밝기 데이터에 따라 상기 픽셀들에 인가될 저전위 픽셀 전압을 미리 설정된 전원 전압 범위 내에서 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 화면 휘도의 저 휘도 구간에서,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는 0%로부터 시작하여 100% 보다 더 작게 설정된 상한값까지 점진적으로 증가되고,
    상기 저전위 픽셀 전압은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 높은 레벨로 고정된 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상한값은 88% 내지 94% 중 어느 하나인 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 밝기 데이터에 따라 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위를 조정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는, 상기 저 휘도 구간에서 가장 좁은 제1 전압 범위로 고정된 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 저 휘도 구간보다 휘도가 높은 상기 화면 휘도의 나머지 휘도 구간에서,
    상기 발광 소자의 발광 듀티는 상기 상한값으로 고정되고,
    상기 저전위 픽셀 전압은 상기 전원 전압 범위 내에서 가장 낮은 레벨까지 점진적으로 감소하고,
    상기 감마 전압 스트링의 출력 전압 범위는 상기 제1 전압 범위보다 더 넓은 제2 전압 범위까지 점진적으로 증가하는 전계 발광 표시장치의 구동방법.
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