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KR20200123694A - 디스플레이 구동 회로 및 이의 동작 방법 - Google Patents

디스플레이 구동 회로 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Publication number
KR20200123694A
KR20200123694A KR1020190046943A KR20190046943A KR20200123694A KR 20200123694 A KR20200123694 A KR 20200123694A KR 1020190046943 A KR1020190046943 A KR 1020190046943A KR 20190046943 A KR20190046943 A KR 20190046943A KR 20200123694 A KR20200123694 A KR 20200123694A
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KR
South Korea
Prior art keywords
data
voltages
sensing
dacs
subpixels
Prior art date
Application number
KR1020190046943A
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English (en)
Inventor
정지용
송용주
안정아
이하준
진영섭
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US16/803,042 priority patent/US11727888B2/en
Priority to CN202010180325.8A priority patent/CN111833821A/zh
Publication of KR20200123694A publication Critical patent/KR20200123694A/ko
Priority to US18/213,632 priority patent/US20230335066A1/en

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Abstract

디스플레이 구동 회로 및 이의 동작 방법이 개시된다. 본 개시의 실시예에 따른 복수의 데이터 라인, 복수의 센싱 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 및 상기 복수의 센싱 라인에 연결되는 복수의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로에 있어서, 상기 디스플레이 구동 회로는 상기 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 집적 회로를 포함하고, 상기 데이터 구동 집적 회로는, 각각이, 수신되는 서브픽셀 데이터를 아날로그-디지털 변환하여 출력 전압을 생성하는 복수의 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 포함하고, 상기 복수의 ADC의 출력 전압들을 상기 복수의 데이터 라인에 제공하는 구동부; 및 제1 동작 모드에서, 상기 복수의 DAC로부터 출력되는 계조 전압들을 측정하고, 제2 동작 모드에서, 상기 복수의 센싱 라인을 통해 수신되는 상기 복수의 서브픽셀의 픽셀 전압들을 측정하는 센싱부를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 구동 회로 및 이의 동작 방법 {Display driving circuit and operating method thereof}
본 개시의 기술적 사상은 반도체 장치에 관한 것으로서, 특히 디스플레이 패널에 이미지가 표시되도록 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로, 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 이미지를 표시하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로를 포함한다. 디스플레이 구동 회로는 외부로부터 이미지 데이터를 수신하고, 수신된 이미지 데이터에 대응하는 이미지 신호를 디스플레이 패널의 데이터 라인에 인가함으로써 디스플레이 패널을 구동할 수 있다. 최근에는, 픽셀 어레이의 복수의 서브픽셀들 각각이 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)를 구비한 OLED 디스플레이 패널의 이용이 증가되고 있다.
OLED 디스플레이 패널에서, 서브픽셀에 구비되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 및 이동도와 같은 전기적 특성이 서브픽셀들 간에 불균일하고, 서브픽셀들의 열화에 의하여 전기적 특성이 변화될 경우, OLED 디스플레이 패널에 표시되는 이미지의 화질이 저하될 수 있다. 따라서, 서브픽셀들의 전기적 특성을 검출하고, 검출된 전기적 특성에 기초하여 보상값을 결정하고, 보상값을 이용하여 각 서브픽셀에 공급될 서브픽셀 데이터를 보상하는 외부 보상에 대한 기술들이 연구되고 있다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 데이터 드라이버에 구비되는 복수의 디지털-아날로그 변환 회로들의 출력 오프셋에 따른 화질 저하를 방지할 수 있는 디스플레이 구동 회로, 및 이의 동작 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 실시예에 따른 복수의 데이터 라인, 복수의 센싱 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 및 상기 복수의 센싱 라인에 연결되는 복수의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로에 있어서, 상기 디스플레이 구동 회로는 상기 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 집적 회로를 포함하고, 상기 데이터 구동 집적 회로는, 각각이, 수신되는 서브픽셀 데이터를 아날로그-디지털 변환하여 출력 전압을 생성하는 복수의 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 포함하고, 상기 복수의 ADC의 출력 전압들을 상기 복수의 데이터 라인에 제공하는 구동부; 및 제1 동작 모드에서, 상기 복수의 DAC로부터 출력되는 계조 전압들을 측정하고, 제2 동작 모드에서, 상기 복수의 센싱 라인을 통해 수신되는 상기 복수의 서브픽셀의 픽셀 전압들을 측정하는 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 구동 회로는, 복수의 데이터 전압을 생성하는 구동부를 포함하고, 디스플레이 모드에 상기 복수의 데이터 전압을 디스플레이 패널에 제공하고, 캘리브레이션 모드에 구동부로부터 출력되는 복수의 데이터 전압을 내부적으로 독출하고, 센싱 모드에 디스플레이 패널의 복수의 서브픽셀들로부터 수신되는 복수의 픽셀 전압을 독출하는 데이터 드라이버; 및 상기 복수의 데이터 전압을 기초로 검출되는 상기 구동부의 채널별 출력 특성 및 상기 복수의 픽셀 전압들을 기초로 검출되는 상기 복수의 서브픽셀의 전기적 특성을 기초로 상기 데이터 구동부에 제공되는 이미지 데이터에 대한 데이터 보상을 수행하고 보상된 이미지 데이터를 상기 데이터 드라이버에 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 실시예에 따른, 수신되는 이미지 데이터에 대한 데이터 보상을 수행하는 디스플레이 구동 회로의 동작 방법은, 데이터 드라이버가, 디스플레이 패널에 제공되는 데이터 전압들을 생성하는 구동부의 채널별 출력 특성을 측정하는 단계; 상기 데이터 드라이버가, 상기 디스플레이 패널의 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성을 측정하는 단계; 및 상기 데이터 드라이버가, 상기 채널별 출력 특성 및 상기 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성을 기초로 데이터 보상된 보상된 이미지 데이터를 기초로 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 디스플레이 구동 회로 및 디스플레이 구동 회로의 동작 방법에 따르면, 데이터 드라이버가 내부의 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 이용하여 디스플레이 패널에 제공되는 데이터 전압들을 생성하는 구동부의 채널별 출력 전압을 측정할 수 있다. 디스플레이 패널의 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성과 함께 상기 채널별 출력 전압을 기초로 검출되는 채널별 출력 오프셋을 기초로 이미지 데이터에 대한 데이터 보상이 수행될 수 있어 데이터 보상의 정확도가 향상되고, 데이터 보상을 위한 보상 알고리즘의 복잡도와 데이터 보상 반복 횟수가 감소될 수 있다. 또한 채널별 출력 오프셋에 대한 보상이 수행되므로, 구동부에서 오프셋 감소를 위한 회로가 요구되지 않아 데이터 드라이버의 회로 사이즈가 감소될 수 있다.
본 개시의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 서브픽셀의 등가 회로를 나타낸다.
도 4는 도 2의 데이터 드라이버의 캘리브레이션 동작을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 서브픽셀의 전기적 특성을 측정하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 6은 DAC 출력의 계조별 오프셋을 나타내는 그래프이다.
도 7a 내지 도 7c는 DAC의 계조별 출력을 측정하는 방법 및 측정된 계조별 출력을 기초로 계조별 오프셋을 저장하는 방법을 나타낸다.
도 8은 본개시의 예시적 실시예에 따른 데이터 드라이버를나타내는 회로도이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 데이터 드라이버를나타내는 회로도이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 포함하는 디스플레이 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 포함하는 디스플레이 시스템을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 구현예를 나타낸다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 구현예를 나타낸다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 시스템을 나타내는 블록도이다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 시스템(1)은 이미지 표시기능을 가지는 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), PMP(portable multimedia player), 카메라(camera), 웨어러블 장치(wearable device), 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 냉장고, 에어컨, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 각종 의료기기, 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), 차량용 장치, 가구 또는 각종 계측기기 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면 디스플레이 시스템(1)은 디스플레이 구동 회로(10), 디스플레이 패널(20) 및 호스트 프로세서(30)를 포함할 수 있고, 디스플레이 구동 회로(10)는 타이밍 컨트롤러(200) 및 데이터 드라이버(100)를 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(10)는 게이트 드라이버(도 2의 300)를 더 포함할 수 있다.
호스트 프로세서(30)는 디스플레이 시스템(10)을 전반적으로 제어할 수 있다. 호스트 프로세서(30)는 디스플레이 패널(20)에 표시될 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 데이터 및 제어 명령을 디스플레이 구동 회로(10)에 전송할 수 있다. 호스트 프로세서(30)는 그래픽 프로세서일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며 호스트 프로세서(30)는 CPU(Centrol Processing Unit), 마이크로 프로세서, 멀티미디어 프로세서, 어플리케이션 프로세서 등과 같은 다양한 종류의 프로세서로 구현될 수 있다. 실시예에 있어서, 호스트 프로세서(30)는 집적 회로(integrated circuit(IC)) 또는 SoC(system on chip)로 구현될 수 있다.
디스플레이 패널(20)은 복수의 신호라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 구비한다. 복수의 픽셀들은 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀 어레이의 각 픽셀은 복수의 서브픽셀들(도 2의 SPX)을 구비할 수 있다. 다양한 컬러 조합의 서브픽셀들이 하나의 픽셀을 구성할 수 있다. 예컨대, R(Red), G(Green), B(Blue) 서브픽셀들이 픽셀을 구성할 수 있다. 다시 말해서 픽셀은 RGB 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 픽셀은 휘도 향상을 위한 W(white) 서브픽셀을 더 구비할 수 있으며, 또는 픽셀은 다른 컬러의 서브픽셀들의 조합으로 구현될 수 있다.
실시예에 있어서, 디스플레이 패널(20)은 서브픽셀들 각각이 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)를 포함하는 OLED 디스플레이 패널일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 디스플레이 패널(20)은 다른 종류의 평판 디스플레이 또는 플랙서블 디스플레이 패널로 구현될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200)는 호스트 프로세서(30)로부터 수신된 제어 명령들을 기초로 데이터 드라이버(100) 및 게이트 드라이버의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 호스트 프로세서(30)로부터 수신된 이미지 데이터에 대하여 이미지 데이터의 포맷 변경, 디스플레이 패널(20)의 서브픽셀들의 전기적 특성 보상, 소비 전력 감소 등을 위한 다양한 영상 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)이 RGBW 구조를 가지는데, 수신된 이미지 데이터가 RGB 구조에 대응하는 RGB 데이터 포맷을 가질 경우, 타이밍 컨트롤러(200)는 데이터 포맷 변경 처리를 수행함으로써, 이미지 데이터의 데이터 포맷을 RGB 포맷에서 RGBW 포맷으로 변경할 수 있다.
데이터 드라이버(100)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 수신된 이미지 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하고, 아날로그 데이터 신호를 디스플레이 패널(20)에 공급함으로써, 디스플레이 패널(20)을 구동할 수 있다. 또한, 데이터 드라이버(100)는 복수의 서브픽셀의 전기적 특성을 측정할 수 있다. 데이터 드라이버(100)는 디스플레이 모드에서 디스플레이 패널(20)을 구동하고, 센싱 모드 에서 복수의 서브픽셀의 전기적 특성을 측정할 수 있다,
데이터 드라이버(100)는 디지털-아날로그 변환기(11)(이하, DAC) 및 아날로그-디지털 변환기(21)(이하, ADC)를 포함할 수 있다. DAC(11)는 채널 드라이버로 지칭될 수 있다. 도 1에서, 설명의 편의를 위하여 하나의 DAC(11) 및 ADC(21)가 도시되었으나, 실제로 디스플레이 드라이버(100)는 복수의 DAC(11) 및 적어도 하나의 ADC(21)를 포함할 수 있다. 복수의 DAC(11) 각각은 디스플레이 패널(20)의 하나의 신호 라인(예컨대 도 2의 데이터 라인(DL))을 구동하거나, 또는 복수의 신호 라인을 시분할적으로 구동할 수 있다.
호스트 프로세서(30)로부터 수신된 이미지 데이터는 복수의 서브픽셀에 대응하는 복수의 서브픽셀 데이터(Dspx)를 포함할 수 있다. DAC(11)는 서브픽셀 데이터(Dspx)를 아날로그 데이터 신호, 예컨대 데이터 전압(Vd)으로 변환하고, 데이터 전압(Vd)을 서브픽셀에 제공할 수 있다. 데이터 전압(Vd)은 복수의 계조 전압들 중 서브픽셀 데이터(Dspx)의 데이터값에 대응하는 계조 전압일 수 있다.
ADC(21)는 서브픽셀의 전기적 특성에 따라 측정되는 아날로그 센싱값을 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 센싱 모드에서 ADC(21)는 디스플레이 패널(20)로부터 제공되는 픽셀 전압(Vps)을 센싱 데이터(Dsen)로서 독출(read-out)할 수 있다.
데이터 드라이버(100)는 센싱 데이터(Dsen)를 타이밍 컨트롤러(100)로 제공할 수 있으며, 타이밍 컨트롤러(100)는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 복수의 서브픽셀의 전기적 특성 편차 및/또는 복수의 서브픽셀의 열화를 보상하기 위한 영상 처리를 수행할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(100)는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 복수의 서브픽셀들 각각의 전기적 특성을 검출하고, 전기적 특성을 기초로 보상값을 결정하고 저장할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(100)는 보상값을 기초로 복수의 서브픽셀들 각각에 공급될 서브픽셀 데이터를 보상할 수 있다. 이와 같이, 복수의 서브픽셀의 전기적 특성을 보상함에 있어서, 서브픽셀에 제공될 서브픽셀 데이터의 데이터값을 보상하는 데이터 보상 방식을 외부 보상이라고 한다.
한편, 본 실시예에 따른 디스플레이 시스템(1)에서, 타이밍 컨트롤러(100)는 외부 보상 수행 시, 데이터 드라이버(100)의 DAC(11)의 출력 특성, 예컨대 출력 오프셋(설정된 출력 전압과 실제 출력 전압 간의 차이; 이하 오프셋이라고 함)을 반영할 수 있다. 이를 위해 데이터 드라이버(100)는 캘리브레이션 모드에서, DAC(11)의 출력, 예컨대 데이터 전압(Vd)을 ADC(21)에 제공하고, ADC(21)는 데이터 전압(Vd)을 독출할 수 있다. 실시예에 있어서, DAC(11)는 서브픽셀 데이터(Dspx)가 나타낼 수 있는 전체 계조들(grayscale) 또는 일부 계조들 각각에 대응하는 데이터 전압(Vd)들을 출력하고, ADC(21)는 계조별 데이터 전압(Vd)들을 독출함으로써, 센싱 데이터(Dsen)를 생성할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200)는 캘리브레이션 모드에서, 데이터 드라이버(100)로부터 계조별 데이터 전압(Vd)들을 나타내는 센싱 데이터(Dsen)를 수신하고, 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 DAC(11)의 출력 특성을 검출하고 출력 특성을 저장할 수 있다. 실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(200)는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 계조별 출력 오프셋을 검출하고, 계조별 출력 오프셋을 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 데이터 드라이버(100)는 복수의 DAC(11)를 포함할 수 있으며, 타이밍 컨트롤러(200)는 외부 보상 수행 시, 복수의 서브픽셀들 각각의 전기적 특성 및 복수의 DAC(11) 각각의 출력 특성(또는 채널별 출력 특성이라 함)을 기초로 보상값들을 결정하고, 결정된 보상값들을 기초로 이미지 데이터를 보상할 수 있다. 예컨대 타이밍 컨트롤러(200)는 제1 서브픽셀에 공급될 서브픽셀 데이터(Dspx)가 120계조를 나타낼 경우, 제1 서브픽셀의 전기적 특성 및 제1 서브픽셀을 구동하는 DAC(11)의 120계조에 대한 오프셋(즉, DAC(11)로부터 출력되는 120계조에 대응하는 데이터 전압(Vd)의 오프셋)을 기초로 보상값을 결정하고, 결정된 보상값을 이용하여 서브픽셀 데이터(Dspx)를 보상할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 결정된 보상값을 기초로 서브픽셀 데이터(Dspx)의 데이터값을 변경할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 시스템(1)에서, 데이터 드라이버(100)는 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성을 측정하기 위하여 구비되는 ADC(21)를 이용하여, 내부적으로 복수의 DAC(11)의 출력을 측정하고, 외부 보상 수행 시, 복수의 DAC(11)의 출력 특성을 보상값 결정에 반영할 수 있다. 이에 따라, 외부 보상의 정확도가 향상될 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 서브픽셀의 등가 회로를 나타낸다.
도 2는 도 1의 디스플레이 구동 회로(10) 및 디스플레이 패널(20)을 보다 상세하게 도시하며, 도 1을 참조하여 설명한 디스플레이 구동 회로(10) 및 디스플레이 패널(20)에 대한 설명은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(2)는 디스플레이 구동 회로(10) 및 디스플레이 패널(20)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(20)은 복수의 신호라인들, 예컨대 복수의 데이터 라인들(DL), 복수의 센싱 라인들(SL), 복수의 제1 게이트 라인들(GL1) 및 복수의 제2 게이트 라인들(GL2)을 포함하고, 복수의 신호라인들에 연결된 복수의 서브픽셀들(SPX)을 포함한다. 복수의 컬러에 대응하는 인접한 서브픽셀들(SPX)이 하나의 픽셀(단위 픽셀)을 구성할 수 있다.
서브픽셀(SPX)은 데이터 라인(DL), 센싱 라인(SL), 제1 게이트 라인(GL1), 제2 게이트 라인(GL2)에 연결될 수 있다. 동일한 로우에 배치된 서브픽셀들(SPX)은 서로 다른 데이터 라인(DL)에 연결된다. 실시예에 있어서, 동일한 로우에 배치된 서브픽셀들(SPX) 중 인접한 서브픽셀(SPX)은 동일한 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다. 예컨대, 하나의 단위 픽셀에 포함되는 서브픽셀(SPX)들은 동일한 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 동일한 로우에 배치된 서브픽셀들(SPX)은 서로 다른 센싱 라인(SL)에 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 서브픽셀(SPX)은 스위칭 트랜지스터(SWT), 구동 트랜지스터(DT), OLED(25), 스토리지 커패시터(Cst) 및 센싱 트랜지스터(SST)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 3의 서브픽셀(SPX)의 구성 및 구조는 서브픽셀(SPX) 회로의 일예일 뿐이며, 서브픽셀(SPX)의 구성 및 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
서브픽셀(SPX)에는 제1 구동 전압(ELVDD) 및 제2 구동 전압(ELVSS)이 인가될 수 있다. 제1 구동 전압(ELVDD)은 제2 구동 전압(ELVSS)보다 상대적으로 높을 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SWT), 센싱 트랜지스터(SST) 및 구동 트랜지스터(DT)는 아몰퍼스 실리콘 (a-Si) TFT(Thin Film Transistor), 폴리-실리콘(poly-Si) TFT, 산화물 (Oxide) TFT, 또는 유기(Organic) TFT 등이 이용될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SWT)는 제1 게이트 라인(GL1) 및 데이터 라인(DL)에 연결되며, 제1 게이트 라인(DL1)을 통해 인가되는 스캔 전압(Vsc)에 응답하여 턴온되어, 데이터 드라이버(100)의 데이터 패드(DP) 및 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vd)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 노드(N1)에 제공할 수 있다.
센싱 트랜지스터(SST)는 제2 게이트 라인(GL2) 및 센싱 라인(SL)에 연결되며, 제2 게이트 라인(GL2)을 통해 인가되는 센싱-온 전압(Vso)에 의해 턴온될 수 있다. 이때, 데이터 드라이버(100)의 센싱 스위치(SSW)는 초기 신호(INT)에 응답하여 턴온되어, 센싱 라인(SL)을 통해 초기화 전압(Vint)(또는 리셋 전압이라고 함)을 서브픽셀(SPX)에 제공할 수 있다. 센싱 트랜지스터(SST)는 데이터 드라이버(100)로부터 제공되는 초기화 전압(Vint)을 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)에 제공할 수 있다. 센싱 트랜지스터(SST)는 또한, 센싱 모드에서 턴온되어, 구동 트랜지스터(DT) 또는 OLED(25)로부터의 전류를 센싱 라인(SL)으로 출력할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(SWT)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 노드(N1)에 인가된 데이터 전압(Vd)과 센싱 트랜지스터(SST)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)로 공급된 초기화 전압(Vint)의 차이를 저장함으로써, 소정의 구간, 예컨대 한 프레임 동안 구동 트랜지스터(DT)에 일정한 구동 전압(Vgs)을 공급할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)의 드레인 노드에는 제1 구동 전압(ELVDD)이 인가되며, 구동 트랜지스터(DT)는 구동 전압(Vgs)에 비례하는 전류를 OLED(25)로 공급할 수 있다.
OLED(25)는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)와 접속된 애노드와, 제2 구동 전압(ELVSS)이 인가되는 캐소드와, 캐스드와 애노드 사이의 유기 발광층을 구비한다. 캐소드는 전체 서브픽셀들이 공유하는 공통 전극일 수 있다. OLED(25)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 전류(IDT)가 공급되면, 유기 발광층에서 광을 발생할 수 있다. 광의 세기는 전류(IDT)에 비례할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 전류(IDT)는 수학식 1으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서, β는 구동 트랜지스터(DT)의 이동도에 의해 결정되는 상수값이다.
센싱 모드에서, 서브픽셀(PSX)의 전기적 특성이 측정될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(SWT)는 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 센싱용 데이터 전압(Vd)을 구동 트랜지스터(DT)에 공급할 수 있다. 센싱 트랜지스터(SST)가 턴온되어, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 노드(N1)의 전압 및 소스 노드(N2)의 전압 차이, 즉 구동 전압(Vgs)에 비례하는 전류(IDT)가 센싱 라인(SL)으로 흐르고, 센싱 라인(SL)의 기생 커패시터, 즉, 라인 커패시터(Cli)를 충전할 수 있다.
다양한 센싱 시퀀스들에 따라서, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)의 전압이 포화상태에 도달한 시점 또는 소스 노드(N2)의 전압이 선형적으로 증가하는 시점에 ADC(21)가 센싱 패드(SP)를 통해 수신되는 센싱 라인(SL)의 전압, 즉 픽셀 전압(Vps)을 측정할 수 있다. 소스 노드(N2)의 전압이 포화상태에 도달한 시점에 측정된 픽셀 전압(Vps)은 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)(이하, 문턱 전압은 서브필셀에 구비되는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 의미함)에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 소스 노드(N2)의 전압이 선형적으로 증가하는 시점에 측정된 픽셀 전압(Vps)은 구동 트랜지스터(DT)의 이동도(mobility)(이하, 이동도는 서브필셀에 구비되는 구동 트랜지스터(DT)의 이동도를 의미함)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
계속하여 도 2를 참조하면, 디스플레이 구동 회로(10)는 데이터 드라이버(100), 타이밍 컨트롤러(200) 및 게이트 드라이버(300)를 포함할 수 있다. 데이터 드라이버(100), 타이밍 컨트롤러(200) 및 게이트 드라이버(300)는 하나의 IC(Integrated Circuit)에 형성될 수 있다. 또는 데이터 드라이버(100), 타이밍 컨트롤러(200) 및 게이트 드라이버(300) 각각이 서로 다른 IC에 형성될 수 있다.
게이트 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(200)로부터 수신되는 게이트 제어 신호를 이용하여 디스플레이 패널(20)의 복수의 제1 게이트 라인(GL1) 및 복수의 제2 게이트 라인(GL2)을 구동할 수 있다. 게이트 드라이버(300)는 디스플레이 모드 및 센싱 모드에서, 게이트 제어 신호를 기초로, 복수의 제1 게이트 라인(GL1) 각각의 해당 구동 기간에, 게이트-온 전압의 펄스, 즉 스캔 전압(Vsc)을 해당 제1 게이트 라인(GL1)에 제공하고, 나머지 기간에서는 게이트-오프 전압을 제공한다. 또한, 게이트 드라이버(300)는 센싱 모드에서, 게이트 제어 신호를 기초로, 복수의 제2 게이트 라인(GL2) 각각의 해당 구동 기간에 게이트-온 전압의 펄스, 즉 센싱-온 전압(Vso)을 해당 제2 게이트 라인(GL2)에 제공하고, 나머지 기간에서는 게이트-오프 전압을 제공한다.
데이터 드라이버(100)는 구동부(110), 센싱부(120) 및 스위칭부(130)를 포함할 수 있다. 구동부(110)는 데이터 전압(Vd)들을 생성할 수 있다. 구동부(110)는 표시모드 및 센싱 모드에서, 타이밍 컨트롤러(200)로부터 제공되는 이미지 데이터 또는 내부적으로 설정된 센싱용 데이터를 아날로그 신호인 데이터 전압(Vd)들로 변환하여 디스플레이 패널(20)의 데이터 라인들(DLs)로 출력할 수 있다. 구동부(110)는 복수의 DAC(11)를 포함할 수 있으며, 복수의 DAC(11) 각각은 입력되는 서브픽셀 데이터(Dspx)를 데이터 전압(Vd)으로 변환할 수 있다.
구동부(110)는 캘리브레이션 모드에서, 전체 계조 또는 미리 설정된 대표 계조에 따른 캘리브레이션용 데이터 전압들(Vd)을 생성하고, 데이터 전압들(Vd)을 센싱부(120)에 제공할 수 있다. 구동부(110)는 스위칭부(130)를 통해 캘리브레이션용 데이터 전압들(Vd)을 센싱부(130)에 제공할 수 있다.
스위칭부(130)은 캘리브레이션 모드에서, 구동부(110)의 출력을 센싱부(120)에 제공할 수 있다. 스위칭부(130)은 타이밍 컨트롤러(200)로부터 제공되는 캘리브레이션 모드 신호에 응답하여, 구동부(110)의 출력, 예컨대 복수의 DAC(11) 각각으로부터 출력되는 전체 계조 또는 미리 설정된 대표 계조에 따른 계조별 데이터 전압들(Vd)을 센싱부(120)에 제공할 수 있다. 스위칭부(130)는 센싱 모드 및 디스플레이 모드에, 구동부(110)와 센싱부(120)의 연결을 차단할 수 있다.
센싱부(120)는 센싱 모드에서, 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성을 측정할 수 있다. 센싱부(120)는 복수의 서브픽셀들 중 적어도 일부의 서브픽셀들이 연결된 센싱 라인들(SLs) 각각의 전압, 즉 픽셀 전압(Vps)을 센싱할 수 있다. 센싱부(120)는 하나 이상의 ADC(21)를 포함할 수 있으며, ADC(21)는 센싱된 픽셀 전압(Vps)들을 독출할 수 있다. 또한, 센싱부(120)는 캘리브레이션 모드에서, 스위칭부(130)를 통해 수신되는 데이터 전압들(Vd)을 측정할 수 있다. ADC(21)는 센싱된 데이터 전압(Vd)들을 독출할 수 있다.
센싱부(120)는 독출된 픽셀 전압(Vps)들 또는 독출된 데이터 전압(Vd)들을 센싱 데이터(Dsen)로서 타이밍 컨트롤러(200)에 제공할 수 있다. 센싱 모드에서, 센싱 데이터(Dsen)는 서브픽셀들의 전기적 특성을 나타내는 측정값들, 예컨대 복수의 서브픽셀(SPX)의 픽셀 전압에 대한 정보를 포함하고, 캘리브레이션 모드에서, 센싱 데이터(Dsen)는 구동부(110)의 출력 특성을 나타내는 측정값들, 예컨대 복수의 DAC(11) 각각의 계조별 출력 전압에 대한 정보를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200)는 오프셋 검출기(31) 및 보상값 결정부(32)를 포함할 수 있다. 오프셋 검출기(31) 및 보상값 결정부(32)는 소프트웨어(또는 펌웨어) 또는 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의조합으로 구현될 수 있다.
오프셋 검출기(31)는 캘리브레이션 모드에 수신되는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 데이터 구동부(110)의 출력 특성을 검출할 수 있다. 예컨대, 오프셋 검출기(31)는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 복수의 DAC(11) 각각의 계조별 오프셋을 검출할 수 있다. 검출된 출력 특성은 타이밍 컨트롤러(200)의 내부 또는 외부에 구비되는 메모리에 저장될 수 있다.
보상값 결정부(32)는 복수의 서브픽셀들 각각의 전기적 특성 및 구동부(110)의 출력 특성을 기초로 보상값을 결정하거나 또는 이미 저장된 보상값을 업데이트할 수 있다. 보상값 결정부(32)는 센싱 모드에 수신되는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성, 예컨대 문턱 전압 또는 이동도 등을 검출할 수 있다.
실시예에 있어서, 보상값 결정부(32)는 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 전기적 특성 보상을 위한 보상값 결정 시, 해당 서브픽셀을 구동하는 DAC(11)의 계조별 오프셋을 고려하여 해당 서브픽셀의 보상값을 결정할 수 있다. 이에 따라, 하나의 서브픽셀에 대하여 복수의 보상값, 즉 계조별 보상값들이 결정될 수 있다. 결정된 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 계조별 보상값들은 타이밍 컨트롤러(200)의 내부 또는 외부에 구비되는 메모리에 저장될 수 있으며, 외부 보상 수행 시, 서브픽셀 데이터 보상에 이용될 수 있다.
실시예에 있어서, 보상값 결정부(32)는 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 전기적 특성을 기초로 보상값을 결정할 수 있다. 그리고, 데이터 보상 시, 서브픽셀을 구동하는 DAC(11)의 오프셋이 서브픽셀에 대하여 결정된 보상값과 함께 데이터 보상에 이용될 수 있다.
한편, 구동부(110)의 출력 특성 및 서브픽셀별 보상값들은 디스플레이 장치(2)의 제조 단계에서 검출 및 저장되고, 이후, 파워-온 후의 부팅 구간, 파워-오프 시의 종료 구간, 및 디스플레이 패널(20)의 프레임 표시 구간들 사이의 더미 구간(또는 수직 블랭킹 구간)에 데이터 드라이버(100)가 캘리브레이션 동작 및/또는 서브픽셀 센싱 동작을 수행함으로써, 업데이트될 수 있다.
실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(200)가 데이터 보상을 수행할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(200)는 구동부(110)의 출력 특성 및/또는 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 보상값을 호스트 프로세서(도 1의 30)로 전송하고, 호스트 프로세서(30)가 구동부(110)의 출력 특성 및/또는 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 보상값을 기초로, 이미지 데이터를 생성하거나, 또는 생성된 이미지 데이터에 대한 데이터 보상을 수행하고, 보상된 이미지 데이터를 타이밍 컨트롤러(200)에 제공할 수 있다.
도 4는 도 2의 데이터 드라이버(100)의 캘리브레이션 동작을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 구동부(110)는 DAC(11)를 포함하고, 센싱부(120)는 ADC(21)를 포함할 수 있다. 스위칭부(130)는 캘리브레이션 모드에서 구동부(110)와 센싱부(120)를 전기적으로 연결하는 내부 연결 스위치(ISW)(이하, 제1 스위치라고 함)를 포함할 수 있다.
캘리브레이션 모드에서, 제1 스위치(ISW)는 캘리브레이션 모드 신호(SCM)에 응답하여 턴온되어, DAC(11)로부터 출력되는 데이터 전압(Vd)을 센싱부(120)에 제공할 수 있다. ADC(21)는 데이터 전압(Vd)을 독출할 수 있다. 캘리브레이션 모드에서, DAC(11)는 계조별 데이터 전압(Vd)을 출력할 수 있으며, 센싱부(120)는 DAC(11)의 계조별 데이터 전압(Vd)을 독출할수 있다. 캘리브레이션 모드에서 독출된 데이터 전압들은 센싱 데이터(Dsen)로서 타이밍 컨트롤러(도 2의 200)에 제공된다. 센싱 모드 및 디스플레이 모드에서, 제1 스위치(ISW)는 턴오프되어 데이터 전압(Vd)이 센싱부(120)로 제공되는 것을 차단할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 데이터 드라이버(100)는 캘리브레이션 모드에서, 센싱부(120)와 구동부(110)가 스위칭부(130)를 통해 내부적으로 연결됨으로써, 센싱부(120)가 데이터 패드(DP) 및 센싱 패드(SP)를 통하지 않고, 구동부(110)의 출력 전압들을 내부적으로 독출할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 서브픽셀의 전기적 특성을 측정하는 방법을 나타내는 그래프이다. 도 5a는 서브픽셀의 문턱 전압을 측정하는 방법을 나타내고, 도 5b는 서브픽셀의 이동도를 측정하는 방법을 나타낸다.
도 3 및 도 5a를 참조하면, 제1 센싱 모드에서, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴온되어, DAC(11)로부터 제공되는 센싱용 데이터 전압(Vd)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 노드(N1)에 제공할 수 있다.
센싱 트랜지스터(SST)가 턴온 되기전, 즉 t1 시점 이전에 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)의 전압(V_N2)은 게이트 노드(N1)의 전압(V_N1)에서 문턱 전압(Vth)만큼 낮아진 값(예컨대, Vd-Vth)을 가지게 된다.
이후, t1 시점에 센싱 트랜지스터(SST) 및 데이터 드라이버(100)의 센싱 스위치(SSW)가 턴온되어 소스 노드(N2)의 전압(V_N2)은 초기화 전압(Vint)으로 낮아지게된다. 이 때 유기발광다이오드(OLED)는 센싱 트랜지스터(SST)를 통해 제2 노드(N2)에 공급되는 초기화 전압 (Vint)에 의해 발광하지 않는다.
t2 시점에 센싱 스위치(SSW)가 턴오프되고, 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 센싱 트랜지스터(SST)는 턴온을 유지할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압, 즉 구동 전압(Vgs)에 따라 구동 트랜지스터(DT)에 전류(IDT)가 흐르게 되며, 전류(IDT)는 센싱 라인(SL)의 기생 커패시터, 즉, 라인 커패시터(Cli)를 충전할 수 있다. 라인 커패시터(Cli)가 충전됨에 따라 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)의 전압(V_N2)이 증가될 수 있다. 이때 구동 트랜지스터(DT)에 인가되는 구동 전압(Vgs)가 감소하므로 전류(IDT) 또한 감소한다.
구동 전압(Vgs)이 구동 트랜지스터(DT) 문턱 전압(Vth)에 이르면 구동 트랜지스터(DT)에 전류가 흐르지 않게 되어 소스 노드(N2)의 전압(V_N2)이 일정하게 유지된다. 소스 노드(N2)의 전압(V_N2)은 게이트 노드(N1)의 전압(V_N1)에서 문턱 전압(Vth)만큼 낮아진 값(예컨대, Vd-Vth)까지 증가될 수 있다. 소스 노드(N2)의 전압이 포화된 후, t3 시점에 ADC(21)가 센싱 라인(SL)의 전압, 즉 픽셀 전압(Vps)을 센싱함으로써, 픽셀 전압(Vps)을 독출할 수 있다. 픽셀 전압(Vps)을 기초로 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)이 검출될 수 있다. 예컨대, 데이터 전압(Vd)이 5V이고, 픽셀 전압(Vps)이 4.4 V로 검출될 경우, 문턱 전압(Vth)은 0.6V일 수 있다. 픽셀 전압(Vps)이 4.3V로 검출될 경우, 문턱 전압(Vth)은 0.7V일 수 있다.
검출된 문턱 전압(Vth)을 기초로 문턱 전압 보상이 수행될 경우, DAC(11)로부터 출력되는 데이터 전압(Vd)은 Vd+Vth로 조정된다. 따라서, 수학식 1과 조정된 데이터 전압을 기초로 구동 트랜지스터(DT)의 전류(IDT)는 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2에 따르면, 구동 트랜지스터(DT)의 전류(IDT)를 결정하는 팩터들 중에서 문턱 전압(Vth)이 소거되므로, 구동 트랜지스터(DT)의 전류(IDT)는 문턱 전압(Vth)이 변하더라도 일정한 값을 갖게 된다. 따라서, 문턱 전압(Vth)의 변화에 따른 화질 저하가 방지될 수 있다.
도 3 및 도 5b를 참조하면, 제2 센싱 모드에서, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴온되어, DAC(11)로부터 제공되는 센싱용 데이터 전압(Vd)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 노드(N1)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱 센싱 트랜지스터(SST) 및 데이터 드라이버(100)의 센싱 스위치(SSW)가 턴온되어 소스 노드(N2)에 초기화 전압(Vint)이 인가될 수 있다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(DT)에 인가되는 구동 전압(Vgs)은 Vd-Vint가 된다. 이후, t1 시점에 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 센싱 스위치(SSW)가 턴오프되고, 구동 트랜지스터(DT)를 통해 일정한 전류(IDT)가 흐르게 되면서, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 노드(N2)의 전압(V_N2)이 선형적으로 증가하게 된다. 소스 노드(N2)의 전압이 선형적으로 증가하는 시점, 예컨대 t2 시점에 ADC(21)가 센싱 라인(SL)의 전압, 즉 픽셀 전압(Vps)을 센싱함으로써, 픽셀 전압(Vps)을 독출할 수 있다. 독출된 픽셀 전압(Vps)을 기초로 구동 트랜지스터(DT)의 이동도가 검출될 수 있다. 이동도가 높을수록 독출된 픽셀 전압(Vps)의 전압 레벨이 높을 수 있다. 따라서, 도 6b에 도시된 그래프 a, b, c 중에 그래프 c의 경우, 이동도가 가장 높고, 그래프 a의 경우 이동도가 가장 낮을 수 있다.
검출된 이동도를 기초로 이동도 보상이 수행될 경우, DAC(11)로부터 출력되는 데이터 전압(Vd)은 Vd+Vm로 조정될 수 있다. Vm은 이동도의 변화를 보상하기 위한 전압(Vm)이다. 문턱 전압 보상 및 이동도 보상이 수행될 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 전류(IDT)는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 증가된 전압(Vm)이 이동도를 조절한 것 같은 특성을 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
도 6은 도 1의 DAC(11) 출력의 계조별 오프셋을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 그래프 G1 및 G2로 도시된 바와 같이, DAC(11)의 출력의 오프셋은 저계조 또는 고계조에서 중간계조보다 증가될 수 있다. 또는 데이터 드라이버(100)의 제조 공정에 따라서, 그래프 G3 및 G4로 도시된 바와 같이, DAC(11)의 출력의 오프셋이 계조에 따라서 변화되는 양상을 보일 수 있다. 다만 그래프 G3 및 G4 에서도 저계조 또는 고계조에서 오프셋이 급격히 변화될 수 있다.
이와 같이, 복수의 DAC(11)의 출력의 오프셋이 상이하고, 동일한 DAC(11)에서도 계조별로 오프셋이 달라질 수 있다. 전술한 서브픽셀의 전기적 특성에 따른 데이터 보상이 수행되더라도, DAC(11)의 출력 편차, 즉 오프셋에 의하여 데이터 보상의 정확도가 감소될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 시스템(도 1의 1) 및 디스플레이 장치(도 2의 2)는 구동부(110)의 복수의 DAC(11) 각각의 계조별 출력 전압을 측정하고, 측정된 값을 기초로 구동부(110)의 출력 특성, 예컨대 복수의 DAC(11)의 계조별 오프셋을 검출하고, 데이터 보상 시, 디스플레이 패널(20)의 복수의 서브픽셀(SPX)의 전긱적 특성과 함께 구동부(110)의 출력 특성 이용하여 정확한 데이터 보상을 수행할 수 있다. 이에 따라 정확한 데이터 보상을 위한 보상 알고리즘의 복잡도 및 데이터 보상 동작의 반복(iteration)이 감소될 수 있다. 또한, 구동부(110)의 출력 특성에 대한 보상이 수행되므로, 즉, 복수의 DAC(11)의 오프셋에 대한 보상이 수행되므로 DAC(11)에서 오프셋 감소를 위한 회로가 요구되지 않는다. 따라서, 데이터 드라이버(110), 예컨대 데이터 구동 IC의 사이즈가 감소될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 DAC(11)의 계조별 출력을 측정하는 방법 및 측정된 계조별 출력을 기초로 계조별 오프셋을 저장하는 방법을 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 캘리브레이션 모드에서, DAC(11)는 전체 계조, 예컨대 최소 계조(GSmin)인 제1 계조(GS0)부터 최대 계조(GSmax)인 256계조(GS255)까지의 계조 전압들(Vd_GS0~Vd_GS255), 즉 전체 계조에 대한 데이터 전압들을 출력하고, ADC(21)는 계조 전압들(Vd_GS0~Vd_GS255)을 독출할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 독출된 계조 전압들(Vd_GS0~Vd_GS255)을 기초로 전체 계조에 대한 오프셋(OFF_0~OFF_255)을 검출하고, 검출된 오프셋을 캘리브레이션 데이터(CALa)로서 저장할 수 있다. 실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(도 2의 200)는 룩업 테이블(LUT) 형태로 복수의 DAC(11), 즉 전체 채널 각각에 대하여 전체 계조에 대한 오프셋(OFF_0~OFF_255)을 저장할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 전체 계조가 복수의 계조 그룹으로 구분되고, 캘리브레이션 모드에서, DAC(11)는 복수의 계조 그룹 각각의 대표 계조에 대한 계조 전압들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 256계조가 64계조씩 그룹핑됨으로써, 네 개의 계조 그룹이 결정되고, 계조 그룹별로 하나의 대표 계조에 대한 계조 전압들이 출력될 수 있다. 일 예로서, 대표 계조는 각 계조 그룹의 중간 계조일 수 있다. ADC(21)는 대표 계조 전압들(Vd_R1~Vd_R4)을 독출할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200)는 독출된 대표 계조 전압들(Vd_R1~Vd_R4)을 기초로 각 그룹에 대응하는 제1 내지 제4 오프셋(OFF_R1~OFF_R4)를 검출하고, 검출된 오프셋을 캘브레이션 데이터(CALb)로서 저장할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 수신된 이미지 데이터에 포함된 서브픽셀 데이터가 160계조를 나타낼 경우, 서브픽셀 데이터가 제공될 서브픽셀의 전기적 특성(문턱 전압 및/또는 이동도) 및 서브픽셀을 구동하는 ADC(21)의 160계조에 대한 오프셋을 나타내는 제3 오프셋(OFF_R3)를 기초로 서브픽셀 데이터에 대한 데이터 보상을 수행할 수 있다.
도 7c를참조하면, 전체 계조가 복수의 계조 그룹으로 구분되고, DAC(11)는 복수의 계조 그룹 각각의 대표 계조에 대한 계조 전압들을 출력할 수 있다. 도 7b와 달리, 복수의 계조 그룹은 상이한 범위를 가질 수 있다. 예컨대, 저계조 영역(GSR_L) 및 고계조 영역(GSR_H)은 중간계조 영역(GSR_M)보다 조밀하게 구분될 수 있으며, 이에 따라서, 저계조 영역(GSR_L) 및 고계조 영역(GSR_H)의 계조 그룹들 각각의 계조 범위는 중간계조 영역(GSR_M)의 계조 그룹들 각각의 계조 범위보다 좁을 수 있다.
도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 저계조 영역 또는 고계조 영역에서 오프셋이 급격히 변화되는바, 저계조 영역(GSR_L) 및 고계조 영역(GSR_H)에서 중간계조 영역(GSR_M)보다 더 많은 계조 전압들이 측정되고, 데이터 보상 시 이용됨으로써, 오프셋의 변화 특성이 보다 정확하게 반영될 수 있다.
도 8은 본개시의 예시적 실시예에 따른 데이터 드라이버를나타내는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 데이터 드라이버(100b)는 구동부(110b), 센싱부(120b), 스위칭부(130) 및 계조전압 생성부(140)를 포함할 수 있다. 데이터 드라이버(100b)는 하나 이상의 데이터 구동 IC로 구현될 수 있으며, 복수의 데이터 패드(DP~DPn) 및 복수의 센싱 패드(SP1~SPm)를 포함할 수 있다(n은 양의 정수, m은 n이하의 양의 정수). 복수의 데이터 패드(DP~DPn)는 디스플레이 패널(20)의 복수의 데이터 라인들(DL1~DLn)에 각각 전기적으로 연결되고, 복수의 센싱 패드(SP1~SPn)는 디스플레이 패널의 복수의 센싱 라인들(SL1~SLn)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
구동부(110b)는 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)를 포함할 수 있으며, 제1 내지 제n DAC(11~11_n) 각각은 디코더(DEC) 및 소스 엠프(SA)(또는 채널 엠프, 채널 버퍼로 지칭될 수 있음)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n) 각각은 수신되는 서브픽셀 데이터(SPD1~SPDn)를 아날로그 신호, 즉 제1 내지 제n 데이터 전압(Vd1~Vdn)으로 변환할 수 있다. 디코더(DEC)는 계조 전압 생성부(140)으로부터 복수의 계조 전압(GSV)을 수신하고, 서브픽셀 데이터를 기초로 복수의 계조 전압(GSV) 중 하나를 선택하여 출력할 수 있다. 소스 엠프(SA)는 선택된 계조 전압을 버퍼링하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 계조 전압 생성부(140)는 256개의 계조 전압(GSV)들, 즉 256 계조의 계조 전압(GSV)들(예컨대 기준 계조 전압들)을 생성하고, 이를 복수의 DAC(11_1~11_n) 각각에 구비되는 디코더(DEC)에 제공할 수 있다. 제1 서브픽셀 데이터는 8비트를 포함할 수 있으며, 디코더(DEC)는 256계조의 계조 전압들(GSV) 중 서브픽셀 데이터의 데이터 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 출력할 수 있다. 제1 내지 제n 서브픽셀 데이터(SPD1~SPn)가 동일할 경우, 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)에서 출력되는 제1 내지 제n 서브픽셀 데이터(SPD1~SPn)가 동일할 경우, 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)에서 출력되는 제1 내지 제n 데이터 전압(Vd1~Vdn)은 이상적으로는 동일할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)의 출력 오프셋들에 의하여 제1 내지 제n 데이터 전압(Vd1~Vdn)은 상이할 수 있다.
스위칭부(130)는 복수의 제1 스위치(ISW1~ISWn)를 포함할 수 있으며, 복수의 제1 스위치(ISW1~ISWn)는 캘리브레이션 모드에서, 캘리브레이션 신호(SCM)에 응답하여 턴온되어, 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)의 출력들, 예컨대 제1 내지 제n 데이터 전압들(VD1~Vdn)을 센싱부(120b)에 제공할 수 있다. 복수의 제1 스위치(ISW1~ISWn)는 제1 내지 제n DAC(11~11_n)의 출력 노드들(ON1~OBn)과 센싱부(120b)의 입력 노드(Nin) 사이에 연결될 수 있다. 한편 센싱부(120b)의 ADC(21)는 순차적으로 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)의 출력들을 독출할 수 있다. 따라서, 복수의 제1 스위치(ISW1~ISWn)는 순차적으로 턴온될 수 있다. 예컨대, 캘리브레이션 신호(SCM)는 서로 다른 시점에 스위치 온 레벨로 천이되는 제1 내지 제n 펄스 신호를 포함할 수 있으며, 복수의 제1 스위치(ISW1~ISWn)는 제1 내지 제n 펄스 신호 중 대응하는 펄스 신호에 응답하여 턴온될 수 있다. 이에 따라서, 복수의 제1 스위치(ISW1~ISWn)가 순차적으로 턴온되어 제1 내지 제n DAC(11~11_n)의 데이터 전압들(VD1~Vdn)이 순차적으로 센싱부(120b)에 제공될 수 있다.
실시예에 있어서, 스위칭부(130)는 제1 내지 제n DAC(11~11_n)의 출력 노드들(ON1~OBn)과 제1 내지 제n 데이터 패드(DP~DPn) 사이에 각각 연결되는 복수의 출력 스위치들을 더 포함할 수 있다. 출력 스위치들은 디스플레이 모드 또는 센싱 모드에서 턴온되어 제1 내지 제n DAC(11_1~11_n)의 제1 내지 제n 데이터 전압들(VD1~Vdn)을 디스플레이 패널의 복수의 데이터 라인들(DL1~DLn)에 제공할 수 있다. 캘리브레이션 모드에서, 상기 출력 스위치들은 턴오프될 수 있다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 데이터 드라이버를나타내는 회로도이다.
도 9를 참조하면, 데이터 드라이버(100c)는 구동부(110c), 센싱부(120c), 스위칭부(130c)를 포함할 수 있다. 데이터 드라이버(100c)는 도시되지 않은 다른 구성들, 예컨대 계조 전압 생성부를 더 포함할 수 있다.
도 9에서, 구동부(110c)는 복수의 DAC(11_1~11_n)를 포함할 수 있고, 센싱부(120c)는 ADC(21), 멀티플렉서(22) 및 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)를 포함할 수 있다. 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)는 복수의 센싱 패드(SP1~SPm)를 통해 디스플레이 패널(20)의 복수의 센싱 라인들(SL1~SLm) 각각에 연결될 수 있다.
센싱 모드에서, 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)는 복수의 센싱 라인들(SL1~SLm)의 전압, 즉 픽셀 전압들을 샘플링하고, 샘플링된 값을 유지할 수 있다. 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)에 샘플링된 픽셀 전압들은 멀티플렉서(22)에 의하여 순차적으로 선택되어 ADC(21)에 제공될 수 있다.
스위칭부(130c)는 복수의 제1 스위치들(ISW11~ISWm3)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 스위치들(ISW11~ISWm3)은 복수의 DAC(11_1~11_n)와 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)에 연결될 수 있다. 캘리브레이션 모드에서, 복수의 스위치들(ISW11~ISWm3)은 캘리브레이션 신호(SCM)에 응답하여 턴온되어 복수의 DAC(11_1~11_n)의 출력들, 즉 데이터 전압들을 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)에 제공할 수 있다. 동일한 샘플/홀드 회로에 연결된 스위치들이 순차적으로 턴온됨으로써, 샘플/홀드 회로에 복수의 전압이 동시에 인가되는 것이 방지될 수 있다. 예컨대, 제1 스위치들 ISW11, ISW12 및 ISW13은 제1 샘플/홀드 회로(23_1)에 연결될 수 있으며, 제1 스위치 ISW11이 턴온되어, 제1 DAC(11_1)의 출력을 제1 샘플/홀드 회로(23_1)에 제공하고, 제1 샘플/홀드 회로(23_1)에 샘플링된 제1 DAC(11_1)의 출력이 멀티플렉서(22)를 통해 ADC(21)에 전송되면, 이후, 제1 스위치 ISW12 턴온되어, 제2 DAC(11_2)의 출력을 제1 샘플/홀드 회로(23_1)에 제공할 수 있다. 이와 같이, 복수의 DAC(11_1~11_n)의 출력들은 순차적으로 ADC(21)에서 독출될 수 있다.
일 실시예에서, 스위칭부(130c)는 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)와 복수의 센싱 패드들(SP1~SPm) 사이에 연결되는 복수의 입력 스위치들을 더 포함할 수 있다. 복수의 입력 스위치들은 센싱 모드에서 턴온되어 복수의 센싱 라인들(SL1~SLm)의 전압, 즉 픽셀 전압들을 복수의 샘프/홀드 회로(23_1~23_m)에 제공할 수 있다. 캘리브레이션 모드에서, 입력 스위치들은 턴오프될 수 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 포함하는 디스플레이 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 디스플레이 시스템(1a)은 호스트 프로세서(30), 타이밍 컨트롤러(200a), 및 데이터 드라이버(100)를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200a)는 오프셋 검출기(31), 보상값 결정부(32), 메모리(33), 데이터 보상부(34) 및 제어 신호 생성부(35)를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200a)는 도시되지 않은 다른 구성들을 더 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200a)의 구성들(예컨대, 오프셋 검출기(31), 보상값 결정부(32), 메모리(33), 데이터 보상부(34) 및 제어 신호 생성부(35))는 소프트웨어(또는 펌웨어) 또는 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
오프셋 검출기(31)는 캘리브레이션 모드에 수신되는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 구동부(110)의 출력 특성, 예컨대 복수의 DAC들의 계조별 오프셋을 검출할 수 있다. 검출된 출력 특성은 메모리(33)에 캘리브레이션 데이터(CAL) 로서 저장될 수 있다.
보상값 결정부(32)는 보상값을 결정하거나 또는 이미 저장된 보상값을 업데이트할 수 있다. 보상값 결정부(32)는 센싱 모드에 수신되는 센싱 데이터(Dsen)를 기초로 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성, 예컨대 구동 트랜지스터의 문턱 전압 또는 이동도 등을 검출할 수 있다. 보상값 결정부(32)는 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성을 기초로 보상값을 결정할 수 있다. 실시예에 있어서, 보상값 결정부(32)는 메모리(33)에 저장된 캘리브레이션 데이터(CAL)를 엑세스하고, 캘리브레이션 데이터(CAL) 및 복수의 서브픽셀들의 전기적 특성을 기초로 보상값을 결정할 수 있다. 결정된 보상값은 메모리(33)에 보상 데이터(CD) 로서 저장될 수 있다.
데이터 보상부(34)는 호스트 프로세서(30)로부터 수신되는 이미지 데이터(IDT)에 대하여 데이터 보상을 수행할 수 있다. 이미지 데이터(IDT)는 서브픽셀들 각각에 대응하는 서브픽셀 데이터를 포함할 수 있으며, 데이터 보상부(34)는 메모리(33)에 저장된 보상 데이터(CD) 및 캘리브레이션 데이터(CAL)를 기초로 서브픽셀 데이터를 보상할 수 있다. 실시예에 있어서, 보상 데이터(CD)의 보상값이 서브픽셀의 전기적 특성 및 구동부(110)의 출력 특성이 반영된 값인 경우, 데이터 보상부(34)는 메모리(33)에 저장된 보상 데이터(CD)를 기초로 서브픽셀 데이터를 보상할 수 있다. 데이터 보상부(34)는 보상된 이미지 데이터(CIDT)를 데이터 드라이버(100)에 제공할 수 있다.
제어 신호 생성부(35)는 호스트 프로세서(30)로부터 수신되는 타이밍 신호를 이용하여 데이터 드라이버(100)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호들(CTRLs)을 생성하여, 데이터 드라이버(100)로 출력할 수 있다. 또한, 제어 신호 생성부(35)는 게이트 드라이버(300)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호들을 생성하여, 게이트 드라이버(300)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 제어 신호 생성부(340)는 호스트 프로세서(30)로부터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호, 수평 동기 신호, 수직 동기 신호 등과 같은 다수의 타이밍 신호를 수신하고, 수신된 다수의 타이밍 신호를 기초로 스위칭부(130)에 제공되는 캘리브레이션 모드 신호(SCM)를 생성할 수 있다. 이 외에도, 제어 신호 생성부(35)는 다양한 제어신호들을 생성할 수 있다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 포함하는 디스플레이 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 디스플레이 시스템(1b)은 호스트 프로세서(30b), 타이밍 컨트롤러(200b), 및 데이터 드라이버(100)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 호스트 프로세서(300b)가 데이터 보상을 수행할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200b)의 보상값 결정부(32)는 서브픽셀들의 전기적 특성 및 캘리브레이션 데이터(CAL)를 기초로 서브픽셀들의 보상값을 결정할 수 있다. 보상값 결정부(32)는 센싱 모드에서, 복수의 서브픽셀들 중 일부 서브픽셀들의 보상값(일부 보상값이라고 함)을 결정할 수 있다. 결정된 일부 보상값(CV_P)을 메모리(33)에 임시로 저장한 후, 호스트 프로세서(300b)에 전송할 수 있다.
호스트 프로세서(300b)는 메모리(41) 및 이미지 데이터 생성기(42)를 포함할 수 있다. 메모리(41)는 호스트 프로세서(300b) 외부에 구비될 수도 있다. 메모리(41)는 보상 데이터(CD)를 저장할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200b)에서 일부 서브픽셀들의 보상값을 나타내는 일부 보상 데이터(PCD)가 수신되면, 보상 데이터(CD) 중 일부 보상값이 수신된 일부 보상 데이터(PCD)를 기초로 업데이트될 수 있다.
이미지 데이터 생성기(42)는 보상 데이터(CD)를 기초로 이미지 데이터를 생성하거나 또는 생성된 이미지 데이터를 데이터 보상함으로써, 보상된 이미지 데이터(CIDT)를 생성할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200b)는 보상된 이미지 데이터(CIDT)를 수신하고, 보상된 이미지 데이터(CIDT)에 대한 영상 처리를 수행 후 또는 영상 처리 없이 보상된 이미지 데이터(CIDT)를 데이터 드라이버(100)에 제공할 수 있다. 예컨대, 타이밍 컨트롤러(200b)는 데이터 프로세서(36)를 포함할 수 있으며, 데이터 프로세서(36)는 보상된 이미지 데이터(CIDT)에 대하여 영상 처리를 수행할 수 있다. 예컨대 데이터 프로세서(35)는 보상된 이미지 데이터(CIDT)에 대하여 데이터 포맷을 변경하거나, 소비전력 감소를 위한 영상 처리 등을 수행할 수 있다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 12의 동작 방법은 도 2의 디스플레이 장치(2)에서 수행될 수 있다. 전술한 디스플레이 장치(2)의 동작 방법은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 2 및 도 12를 참조하면, 단계 S110에서, 구동부의 출력 특성을 측정할 수 있다. 단계 S110은 캘리브레이션 모드에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 모드는 디스플레이 장치(2)의 파워-온 시 부팅 구간에 설정될수 있다. 데이터 드라이버(100)는 캘리브레이션 모드에서, 센싱부(120)에 구비되는 ADC(21)를 이용하여, 내부적으로 구동부의 출력 특성, 예컨대 구동부에 구비되는 복수의 DAC(11)의 계조별 전압을 독출할 수 있다. 데이터 드라이버(100)는 독출된 복수의 DAC(11)의 계조별 전압을 타이밍 컨트롤러(200)에 전송할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 복수의 DAC(11)의 계조별 전압을 기초로 복수의 DAC(11)의 계조별 오프셋을 검출하고, 검출된 계조별 오프셋, 다시 말해서, 캘리브레이션 데이터를 외부에 구비되는 메모리에 저장할 수 있다.
단계 S120에서, 서브픽셀들의 전기적 특성을 측정할 수 있다. 단계 S120은 센싱 모드에서 수행될 수 있다. 센싱 모드는 디스플레이 장치(2)의 파워-온 시 부팅 구간, 프레임 표시 구간들 사이의 더미 구간(또는 수직 블랭킹 구간)들 및 디스플레이 장치(2)의 파워-오프 시 종료 구간 중 적어도 하나의 구간에 센싱 모드가 설정될 수 있다. 제1 센싱 모드에서, 모빌리티 센싱이 수행될 수 있으며, 제2 센싱 모두에서, 문턱 전압 센싱이 수행될 수 있다. 문턱 전압 센싱은 상당 시간(수십초~수 분)이 소요되므로 파워-오프 시 종료 구간에 수행될 수 있다. 센싱 모드가 설정될 때, 디스플레이 패널(20)에 구비되는 복수의 서브 픽셀들 중 일부에 대한 전기적 특성이 측정될 수 있으며, 복수의 서브 픽셀들 전체에 대한 전기적 특성 측정은 복수의 센싱 동작을 통해 수행될 수 있다.
데이터 드라이버(100)는 센싱 모드에서, 센싱 패드들을 통해 복수의 픽셀 전압을 수신하고, ADC(11)는 수신된 복수의 픽셀 전압들을 독출할 수 있다. 데이터 드라이버(100)는 독출된 복수의 픽셀 전압들을 타이밍 컨트롤러(200)로 전송할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 복수의 픽셀 전압들을 기초로 서브 픽셀들의 전기적 특성, 예컨대 모빌리티, 문턱 전압 들을 검출하고, 검출 결과를 기초로 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 보상값을 결정할 수 있다. 실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(200)는 서브 픽셀들의 전기적 특성과 구동부의 출력 특성을 기초로 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 보상값을 결정할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 보상값 결정 시, 메모리에 저장된 캘리브레이션 데이터를 참조할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 복수의 서브픽셀들 각각에 대한 보상값을 포함하는 보상 데이터를 메모리에 저장할 수 있다.
단계 S130에서, 입력 이미지 데이터에 대하여 데이터 보상, 즉 외부 보상이 수행될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 구동부의 출력 특성 및 서브 픽셀들의 전기적 특성을 기초로 입력 이미지 데이터를 보상할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 메모리에 저장된 보상 데이터를 기초로 입력 이미지 데이터를 보상하거나, 또는 보상 데이터 및 캘리브레이션 데이터를 기초로 입력 이미지 데이터를 보상할 수 있다. 데이터 보상 수행 시, 서브픽셀들의 전기적 특성뿐만이 아니라, 구동부의 출력 특성이 보상되므로, 데이터 보상의 정확도가 향상될 수 있다.
단계 S140에서, 보상된 이미지 데이터를 기초로 디스플레이 패널(20)을 구동할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200)는 보상된 이미지 데이터를 데이터 드라이버(100)에 전송할 수 있으며, 데이터 드라이버(100)는 보상된 이미지 데이터를 데이터 전압들로 변환하고, 데이터 전압들을 디스플레이 패널의 데이터 라인들에 제공할 수 있다. 보상된 이미지 데이터는 서브픽셀들의 전기적 특성뿐만이 아니라 구동부의 출력 특성에 따라 보상된 데이터값을 갖는 바, 디스플레이 패널(20)의 화질이 향상될 수 있다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 구현예를 나타낸다. 도 13의 디스플레이 장치는 중대형 디스플레이 패널(200d)을 구비하는 장치로서, 예컨대, 레비전, 모니터 등에 적용될 수 있다.
도 13을 참조하면, 디스플레이 장치(1000)는 드라이버(100d), 타이밍 컨트롤러(200d), 게이트 드라이버(300d) 및 디스플레이 패널(20d)를 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(100d)는 복수의 데이터 구동 IC(DDIC)로 구성되고, TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되고, TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(20d)의 비표시 영역 상에 실장될 수 있다.
게이트 드라이버(300d)는 복수의 게이트 구동 IC(GDIC)로 구성되고, 회로 필름에 실장되어 디스플레이 패널(20d)에 TAB 방식으로 부착되거나, COG 방식으로 디스플레이 패널(20d)의 비표시 영역 상에 실장될 수 있다. 또는 게이트 드라이버(300d)는 GIP(Gate-driver In Panel) 방식으로 디스플레이 패널(20d)의 하부 기판 상에 직접 형성될 수 있다. 게이트 드라이버(300d)는 디스플레이 패널(20d)에서 서브픽셀(SPX)들이 형성되는 화소 어레이 바깥의 비표시영역에 형성되며, 서브픽셀들과 동일한 TFT 공정으로 형성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200d)는 하나 이상의 IC 또는 모듈로 구성될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200d)는 설정된 인터페이스를 통해 복수의 데이터 구동 IC(DDIC) 및 복수의 게이트 구동 IC(GDIC)와 통신할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(200d)는 외부로부터 수신되는 이미지 데이터를 분할하고 분할된 복수의 이미지 데이터를 복수의 데이터 구동 IC(DDIC)에 각각 제공할 수 있다. 또한 타이밍 컨트롤러(200d)는 복수의 데이터 구동 IC(DDIC) 및 복수의 게이트 구동 IC(GDIC)의 구동 타이밍을 제어하는 제어 신호들을 생성하고, 제어 신호들을 복수의 데이터 구동 IC(DDIC) 및 복수의 게이트 구동 IC(GDIC)에 제공할 수 있다.
한편, 복수의 데이터 구동 IC(DDIC) 각각은 복수의 DAC 및 하나 이상의 ADC를 구비할 수 있다. 복수의 데이터 구동 IC(DDIC) 각각은 캘리브레이션 모드에서, ADC를 이용하여 내부적으로 복수의 DAC의 출력을 독출하고, 독출된 복수의 DAC의 출력을 타이밍 컨트롤러(200d)에 전송할 수 있다. 또한, 복수의 데이터 구동 IC(DDIC) 각각은 센싱 모드에서, 디스플레이 패널(20d)의 서브 픽셀들의 픽셀 전압들을 검출하고, 검출된 픽셀 전압들을 타이밍 컨트롤러(200d)에 전송할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200d)는 수신된 복수의 DAC의 출력으로부터 데이터 구동 IC(DDIC) 각각의 출력 특성, 예컨대 복수의 DAC의 오프셋들을 검출하고, 서브 픽셀들의 픽셀 전압들로부터 서브 픽셀들의 전기적 특성을 검출할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200d)는 서브 픽셀들의 전기적 특성 및 데이터 구동 IC(DDIC) 각각의 출력 특성을 기초로 이미지 데이터를 보상할 수 있다. 이에 따라서, 데이터 보상의 정확도가 향상될 수 있으며, 디스플레이 장치의 화질이 향상될 수 있다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 구현예를 나타낸다. 도 14의 디스플레이 장치(2000)는 소형 디스플레이 패널(200e)을 구비하는 장치로서, 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC등과 같은 모바일 장치에 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면, 디스플레이 장치(2000)는 디스플레이 구동 회로(10e) 및 디스플레이 패널(20e)를 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(10e)는 하나 이상의 IC로 구성될 수 있으며, TCP, COF, FPC등과 같은 회로 필름에 실장되고, TAB 방식으로 디스플레이 패널(20d)에 부착되거나, COG 방식으로 디스플레이 패널(20d)의 비표시 영역 상에 실장될 수 있다.
디스플레이 구동 회로(10e)는 데이터 드라이버(100e) 및 타이밍 컨트롤러(200e)를 포함할 수 있으며, 게이트 드라이버를 더 포함할 수 있다. 실시예에 있어서, 게이트 드라이버는 디스플레이패널(20d)에 실장될 수 있다.
데이터 드라이버(100e)는 복수의 DAC 및 하나 이상의 ADC를 구비할 수 있다. 데이터 드라이버(100e)는 캘리브레이션 모드에서, ADC를 이용하여 내부적으로 복수의 DAC의 출력을 독출하고, 독출된 복수의 DAC의 출력을 타이밍 컨트롤러(200e)에 전송할 수 있다. 또한, 데이터 드라이버(100e)는 센싱 모드에서, 디스플레이 패널(20e)의 서브픽셀들의 전기적 특성을 나타내는 픽셀 전압들을 검출하고, 검출된 픽셀 전압들을 타이밍 컨트롤러(200e)에 전송할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200e)는 데이터 드라이버(100e)로부터 수신된 센싱 데이터를 기초로 디스플레이 패널(20e)의 서브픽셀들의 전기적 특성 및 데이터 드라이버(100e)의 복수의 DAC의 출력 특성을 검출할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200e)는 검출된 서브픽셀들의 전기적 특성 및 데이터 복수의 DAC의 출력 특성을 기초로 외부 (예컨대 외부의 어플리케이션 프로세서)로부터 제공되는 이미지 데이터를 보상할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(200e)는 보상된 이미지 데이터를 데이터 드라이버(100e)에 제공하고, 데이터 드라이버(100e)는 보상된 이미지 데이터를 기초로 디스플레이 패널(200e)을 구동할 수 있다. 서브픽셀들의 전기적 특성 및 복수의 DAC의 출력 특성을 기초로 이미지 데이터에 대한 보상이 수행되므로, 데이터 보상의 정확도가 향상되고, 디스플레이 장치의 화질이 향상될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 개시는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 1a, 1b: 디스플레이 시스템 1000, 2000: 디스플레이 장치
10, 10e: 디스플레이 구동 회로 20, 20d, 20e: 디스플레이 패널
100, 100b, 100c, 100d, 100e: 데이터 드라이버
200, 200a, 200d, 200e 타이밍 컨트롤러
300, 300d, : 게이트 드라이버 30, 30b: 호스트 프로세서

Claims (10)

  1. 복수의 데이터 라인, 복수의 센싱 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 및 상기 복수의 센싱 라인에 연결되는 복수의 서브픽셀을 포함하는 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 회로는 상기 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 집적 회로를 포함하고, 상기 데이터 구동 집적 회로는,
    각각이, 수신되는 서브픽셀 데이터를 아날로그-디지털 변환하여 출력 전압을 생성하는 복수의 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 포함하고, 상기 복수의 ADC의 출력 전압들을 상기 복수의 데이터 라인에 제공하는 구동부; 및
    제1 동작 모드에서, 상기 복수의 DAC로부터 출력되는 계조 전압들을 측정하고, 제2 동작 모드에서, 상기 복수의 센싱 라인을 통해 수신되는 상기 복수의 서브픽셀의 픽셀 전압들을 측정하는 센싱부를 포함하는, 디스플레이 구동 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 계조 전압들의 오프셋들 및 상기 픽셀 전압들의 전기적 특성은 상기 복수의 서브픽셀에 제공될 복수의 서브픽셀 데이터의 데이터 보상에 이용되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 데이터 구동 집적 회로는,
    상기 제1 동작 모드에서 상기 복수의 DAC의 상기 계조 전압들을 상기 센싱부로 제공하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 계조 전압들은, 상기 스위칭부를 통해 상기 데이터 구동 집적 회로 내부에서 상기 복수의 DAC로부터 상기 센싱부로 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 센싱부는, 수신되는 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환하는 적어도 하나의 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 복수의 DAC각각은 상기 서브픽셀 데이터가 나타낼 수 있는 전체 계조에 대한 전체 계조 전압들을 출력하고, 상기 센싱부는 상기 전체 계조 전압들을 독출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 상기 서브픽셀 데이터가 나타낼 수 있는 전체 계조는 복수의 계조 그룹으로 구분되고, 상기 제1 동작 모드에서, 상기 복수의 ADC 각각은 상기 복수의 계조 그룹 각각에 대하여 대표 계조 전압을 출력하고, 상기 센싱부는 상기 복수의 계조 그룹에 대한 복수의 대표 계조 전압들을 독출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 계조 그룹 중 저계조 영역 또는 고계조 영역의 계조 그룹들의 범위는 중간계조 영역의 계조 그룹들의 범위보다 상대적으로 좁은 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 디스플레이 구동 회로는,
    상기 데이터 구동 집적 회로로부터 상기 계조 전압들 및 픽셀 전압들을 수신하고, 상기 계조 전압들을 기초로 상기 복수의 DAC 각각의 계조별 오프셋을 검출하고, 상기 픽셀 전압들을 기초로 상기 복수의 서브픽셀 각각의 전기적 특성을 검출하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 복수의 DAC 각각의 계조별 오프셋 및 상기 복수의 서브픽셀 각각의 전기적 특성을 기초로 상기 복수의 서브픽셀에 제공될 복수의 서브픽셀 데이터의 데이터 보상을 수행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동 회로.
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