KR20230029317A - 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법 - Google Patents

디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 실시예들은, 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 복수의 서브픽셀에 연결되어 구동 특성값을 검출하는 복수의 센싱 채널이 배치된 디스플레이 패널; 상기 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압을 디지털 더미 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 구비하는 데이터 구동 회로; 및 상기 데이터 구동 회로에서 전달된 상기 디지털 더미 센싱 데이터에 근거해서 상기 데이터 구동 회로를 통해서 흐르는 전류의 강도를 계산하고, 상기 데이터 구동 회로에 전달되는 영상 데이터를 보상하는 보상하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법{DISPLAY DEVICE, DATA DRIVING CIRCUIT AND DISPLAY DRIVING METHOD}
본 개시의 실시예들은 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법에 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 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 유기 발광 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널에 배열된 다수의 서브픽셀(Sub-pixel) 각각에 배치된 유기 발광 다이오드를 포함하고, 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류 제어를 통해 유기 발광 다이오드를 발광시킴으로써 각각의 서브픽셀이 나타내는 휘도를 제어하며 이미지를 표시할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 구동에 필요한 여러 가지 구동 전압을 구동 회로 및 디스플레이 패널로 공급하기 위한 구동 전압 공급원과, 구동 전압을 전달하기 위한 다양한 구성들을 포함한다.
이러한 디스플레이 장치가 정상적으로 영상을 표시하기 위해서는 구동 전압을 전달하는 구성들을 따라 구동 전압이 정상적으로 값으로 전달되어야 한다.
그러나, 구동 전압을 전달하는 구동 전압 라인은 특정한 구동 회로를 거쳐서 전달되기 때문에, 구동 전압 라인이 밀집되어 있는 영역에서 높은 열이 발생하여 구동 전압 라인이 위치한 구동 회로의 동작에 오류를 발생시키는 경우가 나타날 수 있다.
또한, 구동 회로의 온도가 상승하는 경우에는 이러한 온도 상승으로 인해 구동 회로를 거쳐서 전달되는 구동 전압이 낮아지기 때문에, 디스플레이 패널에 정상적인 영상이 표시되지 못하고 영상 품질을 크게 저하시키게 된다.
특히, 디스플레이 장치에 사용되는 여러 가지 구동 전압 중에서, 서브픽셀의 구동을 위하여 공급되는 서브픽셀 구동 전압은 디스플레이 패널의 품질에 직접적인 영향을 미치는데, 서브픽셀 구동 전압의 변화를 효과적으로 검출하고 이를 보상하는 방법이 없는 실정이다. 이에, 본 명세서의 발명자들은 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 발명하였다.
본 개시의 실시예들은 서브픽셀 구동 전압을 데이터 구동 회로의 센싱 라인을 통해 검출함으로써, 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 서브픽셀 구동 전압을 데이터 구동 회로의 아날로그 디지털 컨버터의 센싱 범위에 맞게 스케일링함으로써, 서브픽셀 구동 전압의 변화를 효과적으로 검출하고 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 서브픽셀 구동 전압을 데이터 구동 회로의 더미 채널을 통해 검출함으로써, 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 서브픽셀 구동 전압의 변화가 큰 영역에 인가되는 데이터 전압을 제어함으로써, 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 복수의 서브픽셀에 연결되어 구동 특성값을 검출하는 복수의 센싱 채널이 배치된 디스플레이 패널과, 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압을 디지털 더미 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 구비하는 데이터 구동 회로; 및 데이터 구동 회로에서 전달된 디지털 더미 센싱 데이터에 근거해서 데이터 구동 회로를 통해서 흐르는 전류의 강도를 계산하고, 데이터 구동 회로에 전달되는 영상 데이터를 보상하는 보상하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 복수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널로 연장되어 데이터 전압을 공급하는 다수의 데이터 라인; 및 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압을 디지털 더미 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 데이터 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 복수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널과, 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 데이터 구동 회로와, 데이터 구동 회로에 영상 데이터를 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 더미 채널을 통해 서브픽셀 구동 전압을 검출하는 단계; 서브픽셀 구동 전압의 변동폭에 대응되는 전류 강도를 계산하는 단계; 및 계산된 전류 강도에 따라, 데이터 구동 회로에 공급하는 영상 데이터를 보상하는 단계를 포함하는 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 서브픽셀 구동 전압을 데이터 구동 회로의 센싱 라인을 통해 검출함으로써, 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 서브픽셀 구동 전압을 데이터 구동 회로의 아날로그 디지털 컨버터의 센싱 범위에 맞게 스케일링함으로써, 서브픽셀 구동 전압의 변화를 효과적으로 검출하고 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 서브픽셀 구동 전압을 데이터 구동 회로의 더미 채널을 통해 검출함으로써, 서브픽셀 구동 전압의 변화에 따른 불량 및 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 서브픽셀 구동 전압의 변화가 큰 영역에 인가되는 데이터 전압을 제어함으로써, 영상 품질의 저하를 예방할 수 있는 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 시스템 예시도이다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 서브픽셀을 구성하는 회로의 예시 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 전달 경로를 예시로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 복수의 소스 구동 집적 회로를 하나의 데이터 구동 회로 그룹으로 구성하여 서브픽셀 구동 전압을 공급하는 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 6은 디스플레이 장치의 특정 영역에서 서브픽셀 구동 전압에 의해 온도가 상승하여 영상 품질이 저하되는 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 변동을 더미 센싱 라인을 통해 검출하고 이를 보상하는 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압과 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압의 범위를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 오프 센싱 전압과 서브픽셀 구동 전압을 아날로그 디지털 컨버터에 전달하는 스위칭 회로의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 변동에 따라 영상 데이터를 보상하는 타이밍 컨트롤러의 구성을 예시로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 변동폭에 따라 데이터 구동 회로를 흐르는 전류의 강도를 계산하는 룩업 테이블의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 구동 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 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 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 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 개시의 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 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), 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140), 및 파워 관리 회로(150)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 영상 데이터(DATA)를 수신하고, 수신된 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 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)에 전달한다.
이 때, 타이밍 컨트롤러(140)는 영상 데이터(DATA)와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable; DE), 메인 클럭(MCLK) 등을 포함하는 여러 가지 타이밍 신호를 외부의 호스트 시스템(200)으로부터 수신한다.
호스트 시스템(200)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 기기, 웨어러블 기기 중 어느 하나일 수 있다.
이에 따라, 타이밍 컨트롤러(140)는 호스트 시스템(200)으로부터 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 회로(150)를 포함할 수 있다.
파워 관리 회로(150)는 호스트 시스템(200)으로부터 공급되는 직류 입력 전압(Vin)을 조정하여 디스플레이 패널(100), 및 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 구동에 필요한 전원을 발생한다.
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 다이오드와 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 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 시스템 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 데이터 구동 회로(130)에 포함된 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 게이트 구동 회로(120)에 포함된 게이트 구동 집적 회로(GDIC)가 다양한 방식들(TAB, COG, COF 등) 중에서 COF (Chip On Film) 방식으로 구현된 경우를 예시로 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 회로(Power Management IC, 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 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. 이 때, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)을 연결하는 연결 부재는 디스플레이 장치(100)의 크기 및 종류에 따라 다양하게 변경될 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.
위와 같은 구성으로 이루어진 디스플레이 장치(100)의 경우, 파워 관리 회로(150)는 디스플레이 구동 또는 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 다이오드와, 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 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 서브픽셀을 구성하는 회로의 예시 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수 있으며, 발광 소자(ED)로서 유기 발광 다이오드가 배치될 수 있다.
예를 들어, 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 센싱 트랜지스터(SENT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(ED)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 발광 소자(ED)의 애노드(Anode) 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 3 노드(N3)는 서브픽셀 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 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 공급될 수 있는데, 예를 들어, 영상을 디스플레이 하는데 필요한 서브픽셀 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 기준 전압 라인(RVL) 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 기준 전압 라인(RVL)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 발광 소자(ED)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. 발광 소자(ED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광 소자(ED)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 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값, 예를 들어, 문턱 전압(threshold voltage)이나 이동도(mobility)를 효과적으로 센싱하기 위해서, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값 센싱 기간에 스토리지 커패시터(Cst)에 충전되는 전압에 의해 흐르는 전류를 측정하는 방법을 사용할 수 있는데, 이를 전류 센싱이라고 한다.
즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값 센싱 기간에 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 흐르는 전류를 측정함으로써, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값이나 특성값의 변화를 알아낼 수 있다.
이 때, 기준 전압 라인(RVL)은 기준 전압(Vref)을 전달해주는 역할 뿐만 아니라, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값을 센싱하기 위한 센싱 라인의 역할도 하기 때문에, 기준 전압 라인(RVL)을 센싱 라인이라고 할 수 있을 것이다.
이 때, 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.
또는, 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.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 전달 경로를 예시로 나타낸 도면이다. 여기에서는 도 2에 도시된 A 부분을 확대하여 도시하였다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 서로 교차하는 복수의 데이터 라인(DL)과 복수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 디스플레이 패널(110)에 배치된다. 이 때, 각 서브픽셀(SP)은 복수의 데이터 라인(DL)에 나란한 방향으로 배치된 복수의 구동 전압 라인(DVL)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 공급받는다.
복수의 구동 전압 라인(DVL)은 각각 복수의 데이터 라인(DL)에 나란하도록 복수의 데이터 라인(DL) 사이에 형성되거나, 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀에 공유되도록 형성될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인(DVL)은 디스플레이 패널(110)의 상부 비표시 영역에 형성된 공통 구동 전압 라인(135)에 공통적으로 연결될 수 있다.
이러한 공통 구동 전압 라인(135)에는 파워 관리 회로(150)로부터 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 복수의 데이터 구동 회로(130)를 통해 공급된다.
서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 복수의 구동 전압 라인(DVL)에 전달하기 위해서, 제 1 구동 전압 공급 라인(131), 제 2 구동 전압 공급 라인(132), 제 3 구동 전압 공급 라인(133) 및 제 4 구동 전압 공급 라인(134)이 배치될 수 있다.
제 1 구동 전압 공급 라인(131), 제 2 구동 전압 공급 라인(132), 및 제 3 구동 전압 공급 라인(133)은 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에서 전기적으로 연결되어 배치될 수 있다.
제 4 구동 전압 공급 라인(134)은 데이터 구동 회로(130) 내에서 소스 구동 집적 회로(SDIC)의 양측으로 분기되어 배치될 수 있으며, 제 3 구동 전압 공급 라인(133)과 공통 구동 전압 라인(135)을 전기적으로 연결할 수 있다.
제 3 구동 전압 공급 라인(133)은 소스 필름(SF)에 인접한 영역에 배치되어, 데이터 구동 회로(130)에 형성된 제 4 구동 전압 공급 라인(134)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 구동 전압 공급 라인(131)은 파워 관리 회로(150)에서 공급되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 인가되는 부분에 해당하기 때문에, 제 3 구동 전압 공급 라인(133)보다 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
제 2 구동 전압 공급 라인(132)은 제 1 구동 전압 공급 라인(131)으로부터 분기되어 일정한 간격을 가지도록 배치될 수 있으며, 제 3 구동 전압 공급 라인(133)에 연결된다.
이 때, 제 2 구동 전압 공급 라인(132)은 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 복수의 구동 전압 라인(DVL)을 통해 분기되기 이전의 영역에 위치하므로, 제 4 구동 전압 공급 라인(134) 및 구동 전압 라인(DVL)에 비교해서 상대적으로 높은 전류 밀도를 가지게 된다.
따라서, 제 2 구동 전압 공급 라인(132)은 높은 밀도의 전류에 의해서 온도가 상승하고 불량이 발생할 가능성이 높아진다.
한편, 데이터 구동 회로(130)는 몇 개의 소스 구동 집적 회로(SDIC)를 하나의 그룹으로 형성해서, 그룹 단위로 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 공급할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 복수의 소스 구동 집적 회로를 하나의 데이터 구동 회로 그룹으로 구성하여 서브픽셀 구동 전압을 공급하는 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 파워 관리 회로(150)에서 생성되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 소스 인쇄 회로 기판(SPCB) 및 데이터 구동 회로(130)를 서브픽셀(SP)에 전달된다.
여기에는, 예를 들어 4개의 소스 구동 집적 회로(SDIC#1 ~ SDIC#4)를 하나의 데이터 구동 회로 그룹(130#1)으로 구성하는 경우를 나타내고 있다.
이 경우, 파워 관리 회로(150)에서 공급되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 4개의 소스 구동 집적 회로(SDIC#1 ~ SDIC#4)가 배치된 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)를 통해 공급되고, 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에서 4개의 구동 전압 라인(DVL)을 통해 분기될 수 있다.
소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에서 분기된 4개의 구동 전압 라인(DVL)을 통해 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 각각 4개의 소스 구동 집적 회로(SDIC#1 ~ SDIC#4)가 실장된 소스 필름(SF)을 통해서 해당하는 서브픽셀(SP)에 공급될 것이다.
이러한 경우는 파워 관리 회로(150)에서 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 공급되는 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)의 중앙 부분에 전류가 가장 밀집되기 때문에, 온도가 상승하고 불량이 발생할 수 있다.
도 6은 디스플레이 장치의 특정 영역에서 서브픽셀 구동 전압에 의해 온도가 상승하여 영상 품질이 저하되는 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 데이터 구동 회로(130)는 몇 개의 소스 구동 집적 회로(SDIC)를 하나의 그룹으로 묶어서 구동할 수 있다.
여기에 도시된 바와 같이, 4개의 소스 구동 집적 회로(SDIC#1 ~ SDIC#4)를 하나의 데이터 구동 회로 그룹(130#1 ~ 130#4)으로 구성하는 경우, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 데이터 구동 회로 그룹(130#1 ~ 130#4)의 단위로 공급될 것이다.
이 때, 디스플레이 패널(110)에 표시되는 영상의 유형에 따라서 특정 영역의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에 인가되는 전류가 증가하게 되어, 해당 영역의 온도가 상승하여 영상 품질이 저하되는 경우가 발생할 수 있다.
예를 들어, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)에 인가되는 전류가 다른 그룹의 데이터 구동 회로(130#2, 130#3, 130#4)보다 높은 경우, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)의 온도가 상승하게 된다.
제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)의 온도가 상승하는 경우, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)가 열화되고, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)를 거쳐서 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 낮아지기 때문에, 디스플레이 패널(110)에 정상적인 영상이 표시되지 못하고 영상 품질을 크게 저하될 수 있다.
따라서, 데이터 구동 회로(130)를 통해 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동을 더미 센싱 라인을 통해 검출하고, 이를 반영하여 해당 데이터 구동 회로(130)에 공급되는 영상 데이터(DATA)를 제어함으로써, 영상 품질을 개선할 수 있을 것이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 변동을 더미 센싱 라인을 통해 검출하고 이를 보상하는 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 데이터 구동 회로(130)에 포함되는 아날로그 디지털 컨버터(138)는 3개의 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)과 1개의 더미 채널(CHd)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)은 각각 4개의 서브픽셀(SP)에 연결될 수 있다.
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 연결될 수 있다.
다시 말해서, 4개의 서브픽셀(SP)은 하나의 픽셀(P)을 구성할 수 있다. 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, 1개의 더미 채널(CHd)은 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 통해 오프 센싱 전압(VRTA) 또는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 아날로그 디지털 컨버터(138)에 인가될 수 있다.
여기에서, 오프 센싱 전압(VRTA)은 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인이나 오프셋 특성을 검출하기 위해서 별도로 인가되는 전압이다. 오프 센싱 전압(VRTA)은 아날로그 디지털 컨버터(138)에서 변환 가능한 범위 내의 값을 가질 것이다.
반면, 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인이나 오프셋 특성을 검출하지 않는 경우에, 오프 센싱 전압(VRTA)은 더미 채널(CHd)에 인가되지 않을 수도 있을 것이다.
더미 채널(CHd)은 디스플레이 패널(110)을 구성하는 서브픽셀(SP)에 전기적으로 연결되지 않기 때문에, 더미 채널(CHd)을 통해 검출되는 더미 센싱 전압(Vsend)은 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인이나 오프셋을 보상하기 위해 사용될 수도 있고 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출하기 위해서 사용될 수도 있다.
이 때, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 일반적으로 20V 이상의 높은 전압의 레벨을 가진다. 이에 반해서, 아날로그 디지털 컨버터(138)에 입력되는 전압은 0 ~ 수 V 사이의 범위를 가진다.
따라서, 제 1 스케일러(136)를 통해서 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨을 아날로그 디지털 컨버터(138)에서 변환 가능한 범위 이내로 변환하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압과 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압의 범위를 예시적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 디스플레이 구동 기간 동안 데이터 구동 회로(130)를 통해 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동을 더미 채널(CHd)을 통해 검출하고, 이를 반영하여 해당 데이터 구동 회로(130)에 공급되는 영상 데이터(DATA)를 제어하는 과정을 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 27V 값을 가지고, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 아날로그 디지털 컨버터(138)에 입력되는 전압의 범위(ADC Range)는 0 V 내지 3 V일 수 있다.
따라서, 제 1 스케일러(136)는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 범위(ADC Range) 이내의 값으로 스케일링하여 공급할 수 있다.
디스플레이 구동 기간 내에서제 1 스케일러(136)에 의해서 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 범위 이내의 값으로 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)이 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 통해 아날로그 디지털 컨버터(138)에 제공될 수 있다. 즉, 아날로그 디지털 컨버터(138)는 디스플레이 구동 기간 내에서, 더미 채널(CHd)을 통해 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 검출할 수 있다.
따라서, 아날로그 디지털 컨버터(138)는 1개의 더미 채널(CHd)을 통해 검출된 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로 변환해서 출력하고, 타이밍 컨트롤러(140)는 이를 메모리(144)에 저장할 수 있다.
이에 따라, 보상 회로(142)는 더미 채널(CHd)로부터 전달된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로부터 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭을 검출하고, 이를 바탕으로 데이터 구동 회로(130)의 온도 변화 및 데이터 구동 회로(130)를 통해 전달되는 전류의 강도를 계산할 수 있다.
그 결과, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 데이터 구동 회로(130)에 고전류가 지속해서 흐르는 경우에 이를 검출하고, 데이터 구동 회로(130)에 인가되는 영상 데이터(DATA)를 제어함으로써, 데이터 구동 회로(130)의 온도 상승을 완화시키고 데이터 구동 회로(130) 및 소스 필름(SF) 등의 신호 배선에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭에 대응되는 데이터 구동 회로(130)의 온도 변화와 전류의 강도는 룩업 테이블의 형태로 메모리(144)에 저장될 수 있을 것이다.
여기에서, 보상 회로(142)는 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 존재할 수도 있지만, 타이밍 컨트롤러(140)의 내부에 포함될 수도 있으며, 메모리(144)는 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 위치할 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(140)의 내부에 레지스터 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
또한, 여기에서는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 범위를 조절하기 위한 제 1 스케일러(136)와, 오프 센싱 전압(VRTA) 또는 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 선택할 수 있는 스위칭 회로(137)가 데이터 구동 회로(130)의 외부에 위치한 경우를 나타내었지만, 제 1 스케일러(136)와 스위칭 회로(137)는 데이터 구동 회로(130)의 내부에 위치할 수도 있고, 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에 회로 형태로 구성될 수도 있을 것이다.
한편, 더미 채널(CHd)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동과 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 오프셋을 모두 검출하는 경우, 오프 센싱 전압(VRTA)과 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)은 스위칭 회로(137)에 공급될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인이나 오프셋 특성을 검출하지 않는 경우에는 오프 센싱 전압(VRTA)이 더미 채널(CHd)에 인가되지 않을 수도 있을 것이다.
스위칭 회로(137)는 서로 시간을 달리하여, 오프 센싱 전압(VRTA) 또는 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 아날로그 디지털 컨버터(138)로 제공할 수 있다.
예를 들어, 오프 센싱 전압(VRTA)은 디스플레이 장치(100)에 파워 오프 신호가 인가되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값을 검출하는 오프 센싱 프로세스가 진행되는 구간에 아날로그 디지털 컨버터(138)에 인가될 수 있다.
반면, 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)은 디스플레이 구동 기간에 아날로그 디지털 컨버터(138)에 인가될 수 있다.
오프 센싱 프로세스가 진행되는 경우, 아날로그 디지털 컨버터(138)는 제 1 시점에서 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(138)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(138)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(138)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(138)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(138)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(138)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(138)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(138)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(138)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.따라서, 아날로그 디지털 컨버터(138)는 오프 센싱 프로세스 과정에서, 더미 샘플링 스위치(SAMd)를 제어함으로써, 더미 채널(CHd)을 통해 오프 센싱 전압(VRTA)을 검출할 수 있다.
이 때, 아날로그 디지털 컨버터(138)는 3개의 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)을 통해 검출된 데이터 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 디지털 센싱 데이터(DSEN1, DSEN2, DSEN3)로 변환하고, 1개의 더미 채널(CHd)을 통해 검출된 오프 센싱 전압(VRTA)을 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로 변환해서 출력하고, 타이밍 컨트롤러(140)는 이를 메모리(144)에 저장할 수 있다.
보상 회로(142)는 센싱 채널(CH1, CH2, CH3)로부터 전달된 디지털 센싱 데이터(DSEN1, DSEN2, DSEN3)를 읽어와서, 서브픽셀(SP)로 공급할 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 디지털 영상 데이터(DATA_comp)를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
이에 따라, 오프 센싱 프로세스가 진행되는 기간에, 보상 회로(142)는 더미 채널(CHd)로부터 전달된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로부터 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인 또는 오프셋을 검출하고, 메모리(144)에 저장된 기준값을 변경함으로써 이를 보상할 수 있다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 오프 센싱 전압과 서브픽셀 구동 전압을 아날로그 디지털 컨버터에 전달하는 스위칭 회로의 예시를 나타낸 도면이다.
스위칭 회로(137)는 디스플레이 구동 기간에 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동을 검출하고, 오프 센싱 프로세스가 진행되는 기간에 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 게인이나 오프셋을 검출하는 경우에 사용될 수 있을 것이다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 제 1 스케일러(136)를 통해 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 범위로 스케일링될 수 있다.
이에 따라, 오프 센싱 전압(VRTA)과 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)은 스위칭 회로(137)에 공급되며, 스위칭 회로(137)는 시간을 달리하여, 오프 센싱 전압(VRTA) 또는 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 아날로그 디지털 컨버터(138)로 제공할 수 있다.
이를 위하여, 스위칭 회로(137)는 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)이 전달되는 제 1 스위치(SW1)와, 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인 또는 오프셋 검출을 위한 오프 센싱 전압(VRTA)이 전달되는 제 2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다.
제 1 스위치(SW1)와 제 2 스위치(SW2)는 서로 다른 시간에 턴-온될 수 있도록 인버터(INV)에 의해서 서로 반대되는 신호가 인가될 수 있다.
즉, 제 1 스위치(SW1)는 스위칭 제어 신호(SCS)에 의하여 온-오프가 제어되지만, 제 2 스위치(SW2)는 인버터(INV)를 통해 스위칭 제어 신호(SCS)가 반전된 신호에 의해서 온-오프가 제어될 수 있다.
이러한 구조의 경우, 디스플레이 구동 기간 동안에는 스위칭 제어 신호(SCS)에 의해서 제 1 스위치(SW1)가 턴-온되고, 제 2 스위치(SW2)가 턴-오프 되기 때문에, 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)이 아날로그 디지털 컨버터(138)에 공급된다.
반면, 디스플레이 구동 기간이 종료된 시점, 예를 들어 오프 센싱 프로세스가 진행되는 기간에는 제 1 스위치(SW1)가 턴-오프되고, 제 2 스위치(SW2)가 턴-온되기 때문에, 오프 센싱 전압(VRTA)가 아날로그 디지털 컨버터(138)에 공급될 수 있다.
따라서, 스위칭 제어 신호(SCS)를 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동 기간을 구분하는 신호가 이용될 수 있을 것이다.
도 10은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 변동에 따라 영상 데이터를 보상하는 타이밍 컨트롤러의 구성을 예시로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 타이밍 컨트롤러(140)는 메모리(144), 제 2 스케일러(146), 전류 계산 회로(148), 및 보상 회로(142)를 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 기간 내에서 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압 레벨로 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)은 더미 채널(CHd)을 통해 검출될 수 있으며, 아날로그 디지털 컨버터(138)는 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(140)로 전달한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 아날로그 디지털 컨버터(138)로부터 전달된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)를 메모리(144)에 저장할 수 있다.
이 때, 아날로그 디지털 컨버터(138)로부터 전달된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)는 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 범위를 반영하여 레벨이 조절된 값을 나타내기 때문에, 제 2 스케일러(146)를 통해서 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 범위로 다시 스케일링할 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 변동폭에 따라 데이터 구동 회로를 흐르는 전류의 강도를 계산하는 룩업 테이블의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)에 대응되는 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)는 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 범위인 3V 이내의 값을 나타내기 때문에, 제 2 스케일러(146)는 약 27V의 크기를 가지는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 다시 스케일링할 수 있다.
전류 계산 회로(148)는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 스케일링된 데이터를 바탕으로, 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)가 검출된 데이터 구동 회로(130)를 통해 흐르는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 전류 강도를 계산할 수 있다.
이 때, 파워 관리 회로(150)에서 공급되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)과 데이터 구동 회로(130)에서 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭에 해당하는 전류 강도는 룩업 테이블의 형태로 메모리(144)에 저장될 수 있으며, 전류 계산 회로(148)은 메모리(144)에 저장된 룩업 테이블을 참조하여 데이터 구동 회로(130)를 통해 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 전류 강도를 계산할 수 있을 것이다.
보상 회로(142)는 전류 계산 회로(148)에서 전달된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 전류 강도를 바탕으로 해당 데이터 구동 회로(130)에 전달되는 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 디지털 영상 데이터(DATA_comp)를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
예를 들어, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)을 통해 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 전류 강도가 강해져서 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)의 온도가 다른 그룹의 데이터 구동 회로의 온도가 상승할 수 있다.
이 경우, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)의 온도 상승으로 인해 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)를 통해서 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 낮아질 수 있다.
제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)를 통해서 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 더미 채널(CHd)을 통해 검출되고, 타이밍 컨트롤러(140)는 더미 채널(CHd)을 통해 검출된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)와 파워 관리 회로(150)에서 공급되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 비교하여 변동폭을 계산할 수 있다.
따라서, 타이밍 컨트롤러(140)는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭을 기준으로, 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130#1)를 통해 전달되는 전류 강도 및 온도 상승을 검출하고, 이를 보상할 수 있도록 보상된 디지털 영상 데이터(DATA_comp)를 제 1 그룹 데이터 구동 회로(130)에 공급할 수 있다.
이러한 과정을 통해서, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)에 의한 데이터 구동 회로(130)의 온도 변화 및 품질을 보상함으로써, 데이터 구동 회로(130)의 불량을 방지하고 영상 품질을 개선할 수 있다.
도 12는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 구동 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 구동 방법은 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 스케일링하는 단계(S100), 디스플레이 구동 기간인 경우 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 레벨로 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 더미 채널(CHd)을 통해 검출하는 단계(S300), 더미 채널(CHd)을 통해 검출된 신호를 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 스케일링하는 단계(S400), 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭에 대응되는 전류 강도를 계산하는 단계(S500) 및 계산된 전류 강도에 따라 영상 데이터(DATA)를 보상하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이 구동 기간이 아닌 경우, 더미 채널(CHd)을 통해 오프 센싱 전압(VRTA)를 검출하는 단계(S700) 및 타이밍 컨트롤러(140)에서 오프 센싱 전압(VRTA)을 바탕으로 아날로그 디지털 컨버터(138)의 특성값을 보상하는 단계(S800)를 더 포함할 수 있다.
서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 스케일링하는 단계(S100)는 높은 레벨의 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 범위에 맞게 스케일링하는 과정이다.
디스플레이 구동 기간인 경우 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 레벨로 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 더미 채널(CHd)을 통해 검출하는 단계(S300)는 디스플레이 패널(110)에 영상이 표시되는 기간 내에서 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압 레벨로 스케일링된 서브픽셀 구동 전압(EVDD_S)을 더미 채널(CHd)에 공급하고, 아날로그 디지털 컨버터(138)에서 이를 검출하는 과정이다.
더미 채널(CHd)을 통해 검출된 신호를 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 스케일링하는 단계(S400)는 아날로그 디지털 컨버터(138)로부터 전달된 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)가 타이밍 컨트롤러(140)에 전달되면, 타이밍 컨트롤러(140)에서 파워 관리 회로(150)에서 공급하는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 다시 스케일링 하는 과정이다.
서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭에 대응되는 전류 강도를 계산하는 단계(S500)는 파워 관리 회로(150)에서 공급되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)과 데이터 구동 회로(130)에서 검출된 전압의 변동폭에 따라, 데이터 구동 회로(130)를 통해 흐르는 전류의 강도를 계산하는 과정이다.
계산된 전류 강도에 따라 영상 데이터(DATA)를 보상하는 단계(S600)는 데이터 구동 회로(130)를 통해 흐르는 전류의 강도를 고려하여, 데이터 구동 회로(130)의 온도를 감소시킬 수 있도록 영상 데이터(DATA)를 보상하는 과정이다.
디스플레이 구동 기간이 아닌 경우, 더미 채널(CHd)을 통해 오프 센싱 전압(VRTA)를 검출하는 단계(S700)는 오프 센싱 프로세스가 진행되는 경우에 더미 채널(CHd)을 통해 오프 센싱 전압(VRTA)를 검출하는 과정이다.
타이밍 컨트롤러(140)에서 오프 센싱 전압(VRTA)을 바탕으로 아날로그 디지털 컨버터(138)의 특성값을 보상하는 단계(S800)는 검출된 오프 센싱 전압(VRTA)를 바탕으로 아날로그 디지털 컨버터(138)의 게인 또는 오프셋을 보상하는 과정이다.
이상에서 설명한 본 개시의 실시예들을 간략하게 설명하면 아래와 같다.
본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 복수의 서브픽셀(SP)에 연결되어 구동 특성값을 검출하는 복수의 센싱 채널(CH)이 배치된 디스플레이 패널(110); 상기 복수의 센싱 채널(CH)을 통해서 검출된 센싱 전압(Vsen)을 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널(CHd)을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(138)를 구비하는 데이터 구동 회로(130); 및 상기 데이터 구동 회로(130)에서 전달된 상기 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)에 근거해서 상기 데이터 구동 회로(130)를 통해서 흐르는 전류의 강도를 계산하고, 상기 데이터 구동 회로(130)에 전달되는 영상 데이터(DATA)를 보상하는 타이밍 컨트롤러(140)를 포함한다.
상기 데이터 구동 회로(130)는 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 상기 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압 레벨로 변환하는 제 1 스케일러(136)를 포함한다.
상기 데이터 구동 회로(130)는 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD) 또는 오프 센싱 전압(VRTA)을 선택해서 상기 적어도 하나의 더미 채널(CHd)에 전달하는 스위칭 회로(137)를 포함한다.
상기 스위칭 회로(137)는 디스플레이 구동 기간에 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 상기 적어도 하나의 더미 채널(CHd)에 전달하는 제 1 스위치(SW1); 오프 센싱 프로세스 기간에 상기 오프 센싱 전압(VRTA)을 상기 적어도 하나의 더미 채널(CHd)에 전달하는 제 2 스위치(SW2); 및 상기 제 2 스위치(SW2)에 인가되는 신호를 반전시켜서 상기 제 2 스위치(SW2)에 인가하는 인버터(INV)를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(140)는 상기 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)를 저장하는 메모리(144); 파워 관리 회로(150)에서 출력되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)과 상기 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)를 비교해서 상기 데이터 구동 회로(130)에 흐르는 전류의 강도를 계산하는 전류 계산 회로(148); 및 상기 전류 계산 회로(148)의 계산값에 따라 상기 데이터 구동 회로(130)에 전달되는 영상 데이터(DATA)를 보상하는 보상 회로(142)를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(140)는 상기 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)를 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 다시 스케일링하는 제 2 스케일러(146)를 더 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따른 데이터 구동 회로(130)는 복수의 서브픽셀(SP)이 배치된 디스플레이 패널(110)로 연장되어 데이터 전압(Vdata)을 공급하는 다수의 데이터 라인(DL); 및 상기 복수의 센싱 채널(CH)을 통해서 검출된 센싱 전압(Vsen)을 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널(CHd)을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(138)를 포함한다.
상기 데이터 구동 회로(130)는 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 상기 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압 레벨로 변환하는 스케일러(136)를 더 포함한다.
상기 데이터 구동 회로(130)는 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD) 또는 오프 센싱 전압(VRTA)을 선택해서 상기 적어도 하나의 더미 채널(CHd)에 전달하는 스위칭 회로(137)를 더 포함한다.
상기 스위칭 회로(137)는 디스플레이 구동 기간에 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 상기 적어도 하나의 더미 채널(CHd)에 전달하는 제 1 스위치(SW1); 오프 센싱 프로세스 기간에 상기 오프 센싱 전압(VRTA)을 상기 적어도 하나의 더미 채널(CHd)에 전달하는 제 2 스위치(SW2); 및 상기 제 1 스위치(SW1)에 인가되는 신호를 반전시켜서 상기 제 2 스위치(SW2)에 인가하는 인버터(INV)를 포함한다.
상기 데이터 구동 회로(130)는 파워 관리 회로(150)에서 출력되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)과 상기 디지털 더미 센싱 데이터(DSENd)의 비교 결과에 따라, 상기 디스플레이 패널(110)에 공급하는 데이터 전압(Vdata)을 보상하는 보상 데이터를 수신한다.
본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 구동 방법은 복수의 서브픽셀(SP)이 배치된 디스플레이 패널(110)과, 복수의 센싱 채널(CH)을 통해서 검출된 센싱 전압(Vsen)을 디지털 센싱 데이터(DSEN)로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(138)를 포함하는 데이터 구동 회로(130)와, 상기 데이터 구동 회로(130)에 영상 데이터(DATA)를 공급하는 타이밍 컨트롤러(140)를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 더미 채널(CHd)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출하는 단계; 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 변동폭에 대응되는 전류 강도를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 전류 강도에 따라, 상기 데이터 구동 회로(130)에 공급하는 영상 데이터(DATA)를 보상하는 단계를 포함한다.
상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 상기 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 레벨로 스케일링된 전압이다.
상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 디스플레이 구동 기간에 검출한다.
상기 디스플레이 구동 방법은 디스플레이 구동 기간이 아닌 경우, 상기 더미 채널(CHd)을 통해 오프 센싱 전압(VRTA)을 검출하는 단계; 및 상기 오프 센싱 전압(VRTA)을 바탕으로 상기 아날로그 디지털 컨버터(138)의 특성값을 보상하는 단계를 더 포함한다.
상기 전류 강도를 계산하는 단계는 상기 아날로그 디지털 컨버터(138)의 입력 전압의 레벨로 스케일링된 전압을 상기 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨로 다시 스케일링하는 단계를 더 포함한다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로
130: 데이터 구동 회로
131, 132, 133, 134: 구동 전압 공급 라인
135: 공통 구동 전압 라인
136, 146: 스케일러
137: 스위칭 회로
138: 아날로그 디지털 컨버터
140: 타이밍 컨트롤러
142: 보상 회로
144: 메모리
148: 전류 계산 회로
150: 파워 관리 회로
200: 호스트 시스템

Claims (16)

  1. 복수의 서브픽셀에 연결되어 구동 특성값을 검출하는 복수의 센싱 채널이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압을 디지털 더미 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 구비하는 데이터 구동 회로; 및
    상기 데이터 구동 회로에서 전달된 상기 디지털 더미 센싱 데이터에 근거해서 상기 데이터 구동 회로를 통해서 흐르는 전류의 강도를 계산하고, 상기 데이터 구동 회로에 전달되는 영상 데이터를 보상하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    상기 서브픽셀 구동 전압을 상기 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압 레벨로 변환하는 제 1 스케일러를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는
    상기 서브픽셀 구동 전압 또는 오프 센싱 전압을 선택해서 상기 적어도 하나의 더미 채널에 전달하는 스위칭 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는
    디스플레이 구동 기간에 상기 서브픽셀 구동 전압을 상기 적어도 하나의 더미 채널에 전달하는 제 1 스위치;
    오프 센싱 프로세스 기간에 상기 오프 센싱 전압을 상기 적어도 하나의 더미 채널에 전달하는 제 2 스위치; 및
    상기 제 1 스위치에 인가되는 신호를 반전시켜서 상기 제 2 스위치에 인가하는 인버터를 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 디지털 더미 센싱 데이터를 저장하는 메모리;
    파워 관리 회로에서 출력되는 서브픽셀 구동 전압과 상기 디지털 더미 센싱 데이터를 비교해서 상기 데이터 구동 회로에 흐르는 전류의 강도를 계산하는 전류 계산 회로; 및
    상기 전류 계산 회로의 계산값에 따라 상기 데이터 구동 회로에 전달되는 영상 데이터를 보상하는 보상 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    상기 디지털 더미 센싱 데이터를 상기 서브픽셀 구동 전압의 레벨로 다시 스케일링하는 제 2 스케일러를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 복수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널로 연장되어 데이터 전압을 공급하는 다수의 데이터 라인; 및
    상기 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 적어도 하나의 더미 채널을 통해서 검출된 서브픽셀 구동 전압을 디지털 더미 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 데이터 구동 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서브픽셀 구동 전압을 상기 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압 레벨로 변환하는 스케일러를 더 포함하는 데이터 구동 회로.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 서브픽셀 구동 전압 또는 오프 센싱 전압을 선택해서 상기 적어도 하나의 더미 채널에 전달하는 스위칭 회로를 더 포함하는 데이터 구동 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는
    디스플레이 구동 기간에 상기 서브픽셀 구동 전압을 상기 적어도 하나의 더미 채널에 전달하는 제 1 스위치;
    오프 센싱 프로세스 기간에 상기 오프 센싱 전압을 상기 적어도 하나의 더미 채널에 전달하는 제 2 스위치; 및
    상기 제 1 스위치에 인가되는 신호를 반전시켜서 상기 제 2 스위치에 인가하는 인버터를 포함하는 데이터 구동 회로.
  11. 제 7 항에 있어서,
    파워 관리 회로에서 출력되는 서브픽셀 구동 전압과 상기 디지털 더미 센싱 데이터의 비교 결과에 따라, 상기 디스플레이 패널에 공급하는 데이터 전압을 보상하는 보상 데이터를 수신하는 데이터 구동 회로.
  12. 복수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널과, 복수의 센싱 채널을 통해서 검출된 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 데이터 구동 회로와, 상기 데이터 구동 회로에 영상 데이터를 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    더미 채널을 통해 서브픽셀 구동 전압을 검출하는 단계;
    상기 서브픽셀 구동 전압의 변동폭에 대응되는 전류 강도를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 전류 강도에 따라, 상기 데이터 구동 회로에 공급하는 영상 데이터를 보상하는 단계를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 서브픽셀 구동 전압은
    상기 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압의 레벨로 스케일링된 전압인 디스플레이 구동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 서브픽셀 구동 전압은
    디스플레이 구동 기간에 검출하는 디스플레이 구동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    디스플레이 구동 기간이 아닌 경우, 상기 더미 채널을 통해 오프 센싱 전압을 검출하는 단계; 및
    상기 오프 센싱 전압을 바탕으로 상기 아날로그 디지털 컨버터의 특성값을 보상하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 전류 강도를 계산하는 단계는
    상기 아날로그 디지털 컨버터의 입력 전압의 레벨로 스케일링된 전압을 상기 서브픽셀 구동 전압의 레벨로 다시 스케일링하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 구동 방법.
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