KR102282934B1 - 유기발광 표시장치와 이의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전류 센싱 방식에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 센싱 파라미터를 변경하여 구동 트랜지스터의 문턱전압과 전자 이동도의 센싱 성능을 향상시킨 유기발광 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 복수의 픽셀에 유기발광 다이오드 및 픽셀 회로가 배치되어 있고, 전류-전압 변환부를 이용하여 상기 복수의 픽셀의 유기발광 다이오드로 흐르는 센싱 전류를 전압으로 변환하여 아날로그 디지털 컨버터로 출력한다. 아날로그 디지털 컨버터는 전류-전압 변환부에서 입력된 전압 값을 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 출력한다. 타이밍 컨트롤러는 입력된 센싱 데이터에 기초하여 상기 픽셀 회로에 공급되는 데이터 전압이 보상되도록 보상 데이터를 생성한다.

Description

유기발광 표시장치와 이의 구동방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHDO OF DRIVING THE SAME}

본 발명은 전류 센싱 방식에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 센싱 파라미터를 변경하여 드라이빙 TFT의 문턱전압/전자 이동도의 센싱 성능을 향상시킨 유기발광 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.

최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시 장치(Flat Display Device)가 개발되고 있다.

이 같은 평판 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다. 이러한, 평판 표시 장치들 중에서 유기발광 표시장치는 자발광 소자로서 다른 평판 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있어, 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유기발광 표시장치의 픽셀에 구비된 유기발광 다이오드(OLED) 및 픽셀 회로를 나타내는 도면이다. 도 1에서는 표시 패널에 형성된 복수의 픽셀들 중에서 하나의 픽셀의 등가 회로를 나타내고 있다.

도 1을 참조하면, 유기발광 표시장치에 복수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 각 픽셀에는 유기 발광 다이오드(OLED) 및 픽셀 회로가 배치되어 있다.

각 픽셀에 형성된 유기 발광 다이오드(OLED)는 드라이빙 TFT(DR TFT)의 소스 전극과 캐소드 전원(VSS) 사이에 전기적으로 접속되어 드라이빙 TFT(DR TFT)로부터 공급되는 데이터 전류(I_oled)에 의해 발광한다. 이와 같이, 드라이빙 TFT(DR TFT)를 통해 구동 전원(VDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 데이터 전류(I_oled)의 크기를 제어하여 유기 발광 다이오드(OLED)를 발광시킴으로써 소정의 영상을 표시한다.

TFT(thin film transistor)의 제조 공정의 불균일성으로 인해서 픽셀 회로에 포함된 드라이빙 TFT(DR TFT), 스캔 TFT(SC TFT) 및 센싱 TFT(SE TFT)의 문턱전압(Vth)/전자 이동도(mobility) 특성이 픽셀 마다 다르게 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 픽셀의 드라이빙 TFT(DR TFT)에 동일한 데이터 전압(Vdata)을 인가하더라도 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류의 편차가 발생하여 균일한 화질을 구현할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 드라이빙 TFT(DR TFT)는 구동 시간이 경과함에 따라서 문턱전압/전자 이동도 특성이 변화되는 열화 현상이 발상될 수 있다. 드라이빙 TFT(DR TFT)의 구동 시간이 경과될수록 열화가 심해지며, 동일한 데이터 전압(Vdata)을 인가하더라도 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류가 점차적으로 감소하여 발광 휘도가 낮아지는 문제점이 있다.

이러한, 문제점들을 해결하기 위해서, 각 픽셀들의 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압 및 전자 이동도를 센싱하고, 센싱 결과에 기초하여 외부 보상 방식으로 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압 및 전자 이동도를 보상하는 보상 방법이 제안되었다.

도 2는 종래 기술에 따른 유기발광 표시장치의 드라이빙 TFT의 문턱전압과 전자 이동도를 센싱하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 2에서는 전압 센싱 방법으로 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압과 전자 이동도를 센싱하는 방법을 나타내고 있다.

도 2를 결부하여 설명하면, 전체 픽셀의 드라이빙 TFT(DR TFT)에 동일한 전류가 흐르도록 하기 위해서 전압 센싱 방법으로 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압/전자 이동도 특성을 센싱한다. 이때, 픽셀 회로의 스캔 TFT(SC TFT)의 온/오프(on/off) 타이밍을 조절하여 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압 및 전자 이동도를 추정하기 위한 데이터를 센싱한다. 센싱된 데이터에 기초하여 보상 데이터를 생성하고, 화상을 표시하는 구동 모드 시 보상 데이터가 반영된 데이터 전압을 각 픽셀에 공급한다.

유기발광 다이오드(OLED)는 인가되는 전류의 크기에 따라 발광하므로, 전압을 센싱하여 추정한 전류 값과 실제로 유기발광 다이오드(OLED)로 인가되는 전류 값에는 오차가 발생하게 된다.

특히, 계조가 낮아 질수록 전압-전류의 크기가 작아져 센싱 오차의 영향을 많이 받게 되며, 고계조 대비 저계조에서는 보상이 이루어진 이후의 균일도(uniformity)가 낮아지는 문제점이 있다.

유기발광 표시장치를 장시간 구동 시, 드라이빙 TFT(DR TFT)의 특성이 변화하여 화면에 잔상이 남는 문제가 있어, 제품의 출하 이후에도 실시간 보상 방법을 적용하여 드라이빙 TFT(DR TFT)의 특성 변화를 보상해 주어야 한다.

전압 센싱 방법은 드라이빙 TFT(DR TFT)의 세추레이션 구간에 센싱이 이루어져야 함으로 센싱 시간이 길어지는 단점이 있다. 이로 인해, 실시간 보상을 적용하지 못하고, 유기발광 표시장치의 파워가 온 또는 오프되는 시점에 전체 픽셀의 드라이빙 TFT의 특성 변화를 센싱하는 문제점이 있다.

이상 설명한 배경기술은 본 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 전류 센싱 방식을 적용하여 드라이빙 TFT의 특성 변화를 고속으로 센싱할 수 있는 유기발광 표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 전류 센싱 방식에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 센싱 파라미터를 변경하여 드라이빙 TFT의 문턱전압/전자 이동도의 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 유기발광 표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 복수의 픽셀에 유기발광 다이오드 및 픽셀 회로가 배치되어 있고, 전류-전압 변환부를 이용하여 상기 복수의 픽셀의 유기발광 다이오드로 흐르는 센싱 전류를 전압으로 변환하여 아날로그 디지털 컨버터로 출력한다. 아날로그 디지털 컨버터는 전류-전압 변환부에서 입력된 전압 값을 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 출력한다. 타이밍 컨트롤러는 입력된 센싱 데이터에 기초하여 상기 픽셀 회로에 공급되는 데이터 전압이 보상되도록 보상 데이터를 생성한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 구동방법은 제1 센싱 데이터와 제2 센싱 데이터 중에서 오류가 발생한 영역이 있는지 확인하고, 오류가 발생한 영역의 정보를 저장한다. 이어서, 상기 제1 센싱 데이터 및 상기 제2 센싱 데이터 중에서 오류가 발생한 센싱 데이터의 센싱 조건을 변경하고, 오류가 발생한 영역에 대해서 라인 단위로 재 센싱을 수행한다. 이어서, 재 센싱한 결과에 기초하여 오류가 발생한 영역의 보상 데이터를 수정한다.

본 발명의 유기발광 표시장치와 이의 구동방법은 전류 센싱 방식을 적용하여 드라이빙 TFT의 특성 변화를 고속으로 센싱할 수 있다.

본 발명의 유기발광 표시장치와 이의 구동방법은 전류 센싱 방식에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 센싱 파라미터를 변경하여 드라이빙 TFT의 문턱전압/전자 이동도의 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 유기발광 표시장치의 픽셀에 구비된 유기발광 다이오드(OLED) 및 픽셀 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 유기발광 표시장치의 드라이빙 TFT의 문턱전압과 전자 이동도를 센싱하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 픽셀에 구비된 유기발광 다이오드(OLED) 및 픽셀 회로와, 데이터 드라이버를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 전류-전압 변환부를 나타내는 도면이다.
도 6은 센싱 모드 시 픽셀에 공급되는 스캔신호와, 전류-전압 변환부에 공급되는 제1 스위치 신호, 제2 스위치 신호 및 기준 전압의 파형도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '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.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

'적오도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, '제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나'의 의미는 제1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 유기발광 표시장치와 이의 구동 방법의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 픽셀에 구비된 유기발광 다이오드(OLED) 및 픽셀 회로와, 데이터 드라이버를 나타내는 도면이다. 도 4에서는 OLED 패널(100)에 형성된 복수의 픽셀 중에서 하나의 픽셀을 도시하고 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 OLED 패널(100) 및 구동 회로부를 포함하여 구성된다. 구동 회로부는 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 타이밍 컨트롤러(400)를 포함하여 구성된다.

OLED 패널(100)에는 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 구동 전원 라인(PL) 및 복수의 센싱 라인(SL)이 배치되어 있다. 상기 라인들(GL, DL, PL, SL)에 의해 복수의 픽셀(P)이 정의된다.

복수의 픽셀(P) 각각은 적색 픽셀, 녹색 픽셀 및 청색 픽셀 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 하나의 영상을 표시하는 하나의 단위 픽셀은 적색 픽셀, 녹색 픽셀 및 청색 픽셀로 구성될 수 있다. 이에 더하여, 하나의 단위 픽셀은 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 청색 픽셀 및 백색 픽셀로 구성될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 복수의 픽셀(P)을 상부 발광(top emission) 또는 하부 발광(bottom emission) 방식으로 발광시켜 화상을 표시한다.

타이밍 컨트롤러(400)는 외부 시스템에서 입력되는 타이밍 신호(TS)에 기초하여 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)를 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 제어 신호(GCS)를 생성한다. 타이밍 컨트롤러(400)에서 생성된 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 드라이버(200)에 공급되고, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 드라이버(300)에 공급된다.

여기서, 타이밍 신호(TS)는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블(DE), 클럭(DCLK) 등이 될 수 있다. 상기 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 신호, 및 복수의 클럭 신호를 포함한다. 그리고, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 스타트 신호, 데이터 쉬프트 신호, 및 데이터 출력 신호를 포함한다.

이러한, 타이밍 컨트롤러(400)는 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)가 디스플레이 모드와 센싱 모드로 구동되도록 제어한다.

타이밍 컨트롤러(400)는 디스플레이 모드 시 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)를 디스플레이 모드로 동작시킨다. 게이트 드라이버(200)에서 화상의 표시를 위한 스캔 신호가 생성되도록 제어한다. 그리고, 아날로그 영상 데이터를 프레임 단위의 디지털 영상 데이터로 변환하여 데이터 드라이버(300)에 공급한다. 이때, 타이밍 컨트롤러(400)는 데이터 드라이버(300)의 ADC(320)에서 입력된 센싱 데이터에 기초하여 픽셀 회로에 공급되는 데이터 전압이 보상되도록 보상 데이터를 생성한다. 타이밍 컨트롤러(400)에서 데이터 드라이버(300)로 공급되는 디지털 영상 데이터에는 보상 데이터가 반영된다.

데이터 드라이버(300)의 DAC(310, digital to analog converter)에서 디지털 데이터를 아날로그 전압으로 변환하여 각 픽셀에 공급되도록 제어한다.

타이밍 컨트롤러(400)는 센싱 모드 시 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)를 센싱 모드로 동작시킨다. 게이트 드라이버(200)에서 센싱을 위한 스캔 신호가 생성되도록 제어한다. 이때, 데이터 드라이버(300)의 ADC(320, analog to digital converter) 및 전류-전압 변환부(330)를 통해 전류 센싱 방식으로 각 픽셀의 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압 및 전자 이동도의 특성을 센싱하도록 제어한다.

여기서, 센싱 모드는 유기발광 표시장치의 파워가 온(on)되는 시점, 파워가 오프(off) 되는 시점 및 화상을 표시하면서 실시간으로 적용될 수 있다.

게이트 드라이버(200)는 타이밍 컨트롤러(400)의 모드 제어에 따라 디스플레이 모드와 센싱 모드로 동작한다.

게이트 드라이버(200)는 디스플레이 모드 시, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 1 수평 기간마다 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호를 생성한다. 복수의 게이트 라인(GL)에 스캔 신호(scan)를 순차적으로 공급한다. 스캔 신호(scan)는 각 픽셀(P)의 데이터 충전 기간 동안 게이트 온 전압 레벨을 가지고, 각 픽셀(P)의 발광 기간 동안 게이트 오프 전압 레벨을 갖는다.

게이트 드라이버(200)는 센싱 모드 시, 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호를 생성하고, 복수의 게이트 라인(GL)에 스캔 신호(scan)를 순차적으로 공급한다. 이와 같이, 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 공급하여 각 게이트 라인(GL)과 접속된 복수의 픽셀의 드라이빙 TFT의 문턱전압 및 전자 이동도의 센싱이 이루어지도록 한다.

이러한, 게이트 드라이버(200)는 집적 회로(IC) 형태로 형성되거나, 각 픽셀(P)의 트랜지스터 형성 공정과 함께 OLED 패널(100)의 어레이 기판에 GIP(gate in panel) 방식으로 내재화될 수도 있다.

데이터 드라이버(300)는 디스플레이 모드 시, 디지털 영상 데이터에 따른 아날로그 데이터 전압(Vdata)을 생성하여 복수의 데이터 라인(DL)에 공급한다. 각 픽셀에 형성된 유기발광 다이오드(OLED)는 데이터 전압(Vdata)에 대응하는 휘도로 발광된다. 이때, 데이터 전압(Vdata)은 네거티브 극성(-) 또는 포지티브 극성(+)으로 공급될 수 있다.

유기발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극(anode electrode), 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer) 및 캐소드 전극(cathode electrode)을 포함할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극과 캐소드 전극에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 드라이빙 TFT(DR TFT)의 소스 전극에 접속되고, 캐소드 전극은 저전위 전압(VSS)이 공급되는 저전위 전압 단자에 접속될 수 있다.

한편, 데이터 드라이버(300)는 센싱 모드 시, ADC(320) 및 전류-전압 변환부(330)를 이용하여 전류 센싱 방식으로 OLED 패널(100)의 전체 픽셀 또는 일부 픽셀의 드라이빙 TFT(DR TFT)의 문턱전압 및 전자 이동도 특성을 센싱한다. 그리고, 센싱된 값을 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고, 센싱 데이터를 타이밍 컨트롤러(400)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 수신된 센싱 데이터에 기초하여 보상 데이터를 생성하게 된다.

복수의 픽셀(P)에는 유기발광 다이오드(OLED) 및 픽셀 회로가 배치되어 있다. 각 픽셀(P)의 픽셀 회로는 3개의 TFT와 1개의 스토리지 커패시터(Cst)로 구성된다. 즉, 픽셀 회로는 3Tr-1Ccp)으로 구성되어 있다. 픽셀 회로의 3개의 TFT는 스캔 TFT(SC TFT), 드라이빙 TFT(DR TFT) 및 센싱 TFT(SE TFT)로 구성된다. 그리고, 각 픽셀에는 데이터 라인(DL), 구동 전원 라인(PL) 및 센싱 라인(SL)이 수직 방향으로 배치되어 있고, 게이트 라인(GL)이 수평 방향으로 배치되어 있다.

스캔 TFT(SC TFT), 드라이빙 TFT(DR TFT) 및 센싱 TFT(SE TFT)는 N형 TFT로서 a-Si TFT, poly-Si TFT, Oxide TFT, Organic TFT 등이 될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 TFT들(ST1, ST2, DT)은 P형 TFT로 형성될 수도 있다.

OLED 패널(100) 내에서 복수의 게이트 라인(GL)은 제1 방향(예를 들면, 가로 방향)으로 배치되고, 데이터 라인(DL), 구동 전원 라인(PL) 및 센싱 라인(SL)은 제2 방향(예를 들면, 세로 방향)으로 배치되어 있다.

스캔 TFT(SC TFT)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 접속되고, 드레인 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되고, 소스 전극은 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전극이 연결된 제1 노드(N1)에 접속되어 있다. 스캔 TFT(SC TFT)는 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호에 따라 턴-온(turn-on)되어, 데이터 라인(DL)에서 공급되는 데이터 전압을 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전극이 접속된 제1 노드(N1)에 공급한다.

스토리지 커패시터(Cst)는 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 접속되어 있다. 이러한, 스토리지 커패시터(Cst)는 TFT(DR TFT)의 게이트 전압(Vg)과 소스 전압(Vs) 간의 차이 전압(Vg-Vs)을 저장한다.

센싱 TFT(SE TFT)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 접속되어 있고, 소스 전극은 드라이빙 TFT(DR TFT)의 소스 전극과 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극이 연결된 제2 노드(N3)에 접속되어 있고, 드레인 전극은 센싱 라인(SL)과 연결된 제3 노드(N3)에 접속되어 있다.

센싱 모드 시, 스캔 TFT(SC TFT)는 게이트 라인(DL)에 공급되는 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호에 의해 턴온되어, 데이터 라인(DL)에서 공급되는 데이터 전압을 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전극으로 공급한다. 데이터 전압(Vdata)에 의해 드라이빙 TFT(DR TFT)가 턴온되어 전류(I_oled)가 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극으로 흐르게 된다.

센싱 모드 시, 센싱 TFT(SE TFT)는 게이트 라인(DL)에 공급되는 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호에 의해 턴온되어, 드라이빙 TFT(DR TFT)에서 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류를 전류-전압 변환부(330)로 공급한다. 즉, 센싱 모드 시 센싱 TFT(SE TFT)는 게이트 라인(DL)으로부터 스캔 신호가 공급될 때, 드라이빙 TFT(DR TFT)의 소스 전극에서 출력되는 전류(유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 I_oled)를 센싱 라인(SL)으로 흐르게 한다.

드라이빙 TFT(DR TFT)는 구동 전원 라인(PL)과 유기발광 다이오드(OLED) 사이에 배치된다. 드라이빙 TFT(DR TFT)는 게이트 전극과 소스 전극의 전압 차에 따라 구동 전원(VDD) 단자로부터 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류(I_oled)를 조절한다. 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전극은 스캔 TFT(SC TFT)의 드레인 전극에 접속되고, 소스 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속되며, 드레인 전극은 구동 전원(VDD)이 공급되는 구동 전원 라인(PL)에 접속될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 표시 모드(또는 구동 모드)와 센싱 모드일 때, 픽셀(P)에 공급되는 스캔 신호와 전류-전압 변환부(330)에 공급되는 스위치 신호의 파형들이 달라질 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 전류-전압 변환부를 나타내는 도면이고, 도 6은 센싱 모드 시 픽셀에 공급되는 스캔신호와, 전류-전압 변환부에 공급되는 제1 스위치 신호, 제2 스위치 신호 및 기준 전압의 파형도이다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 센싱 모드에서의 픽셀(P)의 및 전류-전압 변환부(330)에서의 동작을 설명하기로 한다.

데이터 드라이버(300)는 DAC(미도시), ADC(320) 및 전류-전압 변환부(330)를 포함한다.

전류-전압 변환부(330)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 제1 내지 제3 스위치신호들(SS1, SS2, SS3)을 입력 받고, 기준 전압(Vref)를 공급받는다. 이때, 기준 전압(Vref)은 직류 전압으로 공급된다.

전류-전압 변환부(330)의 제1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)은 제1 내지 제3 스위치신호들(SS1, SS2, SS3)에 따라 스위칭 된다. 기준 전압(Vref)은 전류-전압 변환부(330)의 연산 증폭기(AMP)의 비반전 단자(+)에 공급된다.

센싱 모드에서, 1 프레임 기간은 제1 내지 제3 기간(T1, T2, T3)로 구분될 수 있다.

제1 기간(T1)은 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전극에 제1 센싱 데이터 전압을 공급하고, 소스 전극을 기준 전압(Vref)으로 초기화하는 기간이다.

제2 기간(T)은 드라이빙 TFT(DR TFT)의 게이트 전압과 소스 전압 간의 전압 차에 따라 픽셀(P)로부터 센싱 라인(SL)으로 흐르는 드라이빙 TFT(DR TFT)의 전류를 전압으로 변환하는 기간이다.

제3 기간(T3)은 센싱 노드(Ns)의 전압(Vsen)을 디지털 데이터로 변환하는 기간이다.

게이트 드라이버(200)는 제1 기간(T1) 내지 제3 기간(T3) 동안 게이트 온 전압의 스캔 신호를 게이트 라인(GL)에 공급한다.

데이터 드라이버(300)는 N번째 게이트 라인(GL)에 접속된 픽셀(P)에 데이터 전압을 공급하기 위해, 제1 기간(T1) 및 제2 기간(T2) 동안 데이터 라인에 제1 센싱 데이터 전압을 공급할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(400)는 제1 기간(T1) 내지 제2 기간(T2) 동안 전류-전압 변환부(330)의 제1 스위치(SW1)에 제1 스위치 신호(SS1)을 공급한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(400)는 제1 기간(T1) 동안 제2 스위치(SW2)에 제2 스위치 신호(SS2)를 공급한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(400)는 제3 기간(T3) 중에서 샘플링 기간 동안 제3 스위치(SW3)에 제3 스위치 신호(SS3)를 공급한다.

전류-전압 변환부(330)는 픽셀(P)로부터 센싱 라인(SL)으로 흐르는 전류를 전압으로 변환하여 ADC(320)로 출력한다.

이를 위해, 전류-전압 변환부(330)는 센싱 블록(332) 및 출력 블록(334)을 포함한다. 센싱 블록(332)은 연산 증폭기(AMP), 피드백 커패시터(C_FB), 제1 스위치(SW1)를 포함한다. 출력 블록(334)는 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3) 및 저장 커패시터(Cs)를 포함한다.

센싱 블록(332)에 배치된 연산 증폭기(AMP)는 반전 단자(-), 비반전 단자(+) 및 출력 단자를 포함한다. 반전 단자(-)는 센싱 라인(SL)에 접속되고, 비반전 단자(+)는 기준 전압(Vref)이 공급되는 기준 전압 라인에 접속된다. 연산 증폭기(AMP)의 출력 단자는 제2 스위치(SW2)에 접속된다.

기준 전압(Vref)는 초기화 전압으로써 직류 전압으로 비반전 단자(+)에 공급될 수 있다.

제1 스위치(SW1)는 전류가 적분되는 것을 초기화시키는 스위치로서 연상 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)와 출력 단자에 병렬로 접속되어 있다.

타이밍 컨트롤러(400)에서 공급되는 제1 스위치 신호(SS1)가 제1 스위치(SW1)에 공급되며, 제1 스위치 신호(SS1)에 의해 제1 스위치(SW1)가 턴온된다. 제1 스위치(SW1)가 턴온되면 연산 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)와 출력 단자를 접속시킨다.

피드백 커패시터(C_FB)는 연산 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)와 출력 단자에 병렬로 접속되어 있다. 피드백 커패시터(C_FB)는 제1 스위치(SW1)가 턴-온되는 경우, 연산 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)와 출력 단자가 단락(short)되므로, OV(zero voltage)로 초기화될 수 있다. 또한, 피드백 커패시터(C_FB)는 제1 스위치(SW1)가 턴-오프되고 제2 스위치(SW2)가 턴온되는 경우, 픽셀(P)에서 센싱 라인(SL)을 통해 입력된 전류를 충전함으로써 연산 증폭기(AMP)의 출력 단자로 출력되는 전압을 변화시킨다.

타이밍 컨트롤러(400)에서 공급되는 제2 스위치 신호(SS2)가 제2 스위치(SW2)에 공급되며, 제2 스위치 신호(SS2)에 의해 제2 스위치(SW2)가 턴온된다. 제2 스위치(SW2)가 턴온되면 연산 증폭기(AMP)의 출력이 저장 커패시터(Cs)에 저장된다.

저장 커패시터(Cs)는 센싱 노드(Ns)와 그라운드 전압원(GND) 사이에 접속되어 있다. 저장 커패시터(Cs)는 제1 스위치(SW1)가 턴-오프되고 제2 스위치(SW2)가 턴-온되는 경우, 연산 증폭기(AMP)로부터 출력되는 전압, 센싱 포인트의 전압을 저장한다.

타이밍 컨트롤러(400)에서 공급되는 제3 스위치 신호(SS3)가 제3 스위치(SW3)에 공급되며, 제3 스위치 신호(SS3)에 의해 제3 스위치(SW3)가 턴온된다. 제3 스위치(SW3)가 턴온되면 저장 커패시터(Cs)를 ADC(320)에 접속시킨다.

제2 스위치(SW2)가 턴오프되고, 제3 스위치(SW3)가 턴온될 때 저장 커패시터(Cs)에 저장되어 있던 전압이 ADC(320)에 입력된다.

ADC(320)는 입력된 전압 값을 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(400)로 출력한다.

종래 기술에서 적용되던 전압 센싱 방법은 센싱 시간이 오래 걸리는 단점이 있어, 본 발명에서 전류 센싱 방법을 제안 하였다. 이러한, 본 발명의 전류 센싱 방법은 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류를 전류-전압 변환기(330)를 통해 센싱함으로, 커패시터의 차징 시간이 필요 없어 센싱 시간이 단축되는 장점이 있다.

전류 센싱 방법을 적용 시 데이터 드라이버(300)의 ADC(320)의 측정 레인지를 벗어나는 경우가 발생할 수 있는데, 이하에서는 ADC(320)의 측정 레인지를 벗어나는 경우에 ADC(320)의 센싱 파라미터를 변경하여 드라이빙 TFT의 문턱전압/전자 이동도를 센싱하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치의 구동방법은 센싱 정확도를 높이기 위해서 멀티 포인트(multi point) 센싱 방법을 적용하였다.

서로 다른 2개의 센싱 조건으로 1프레임의 전체 픽셀을 센싱하여 2개의 센싱 데이터를 생성한다(S1). 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제1 센싱 조건으로 1프레임의 전체 픽셀을 센싱하여 제1 센싱 데이터(센싱 데이터 1)를 생성한다. 그리고, 제2 센싱 조건으로 1프레임의 전체 픽셀을 센싱하여 제2 센싱 데이터(센싱 데이터 2)를 생성한다.

여기서, 1프레임의 전체 픽셀은 1프레임 동안 구동되어 화상을 구성하는 전체 픽셀을 의미하는 것으로, 1프레임 기간에 OLED 패널에 배열된 전체 픽셀에 배치된 드라이빙 TFT의 특성을 센싱한다.

이어서, 생성된 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터를 이용하여 1프레임의 보상 데이터 연상을 수행한다(S2).

이어서, 제1 센싱 데이터와 제2 센싱 데이터를 확인하여 오버 레인지 또는 언더 레인지가 발생한 영역이 있는지 확인한다(S23. 도 8(b)에 도시되 바와 같이, 오류 확인 결과 오버 레인지 또는 언더 레인지가 발생한 영역이 있는 경우에는 오류가 발생한 라인의 정보 및 오류가 발생한 영역의 정보를 저장한다. 이때, 오류가 발생한 영역은 하나의 픽셀일 수도 있고, 복수의 픽셀일 수도 있다.

여기서, 오버 레인지는 센싱된 값이 ADC의 측정 레인지를 넘어 센싱 오류가 발생한 것이고, 언더 레인지는 센싱된 값이 작아 ADC의 측정 레인지로는 센싱 데이터를 생성할 없어 센싱 오류가 발생한 것이다.

이어서, 오류가 발생한 라인을 재 센싱하기 위해서 센싱 파라미터를 변경한다(S4). 멀티 포인트 방식에서는 2개의 센싱 데이터 중에서 하나에 오류가 발생한 경우에는 정상적인 센싱 데이터도 이용할 수 없기 때문에 재 센싱을 통해서 오류가 발생한 센싱 데이터를 수정해 주어야 한다.

제1 센싱 데이터와 제2 센싱 데이터 중에서, 제1 센싱 데이터에서만 오류가 발생한 경우에는 제2 센싱 데이터는 그대로 두고 오류가 발생한 제1 센싱 데이터의 센싱 파라미터를 변경한다. 이때, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, Vdata는 그대로 유지하고, 센싱 타임, ADC의 기준 전압(Evref) 및 전류-전압 변환부의 피드백 커패시터(C_FB)의 정전용량 중에서 적어도 하나의 값을 변경할 수 있다. 도 8(c)에서는 센싱 타임, ADC의 기준 전압(EVref) 및 피드백 커패시터(C_FB)의 정전용량을 모두 변경한 것을 일 예로 설명하고 있다.

이어서, 센싱 파라미터를 변경한 후, 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 오류가 발생한 라인에 대해서만 변경된 파라미터를 적용하여 재 센싱을 수행한다(S5).

이어서, 재 센싱하여 얻어진 센싱 데이터를 이용하여 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 라인 단위로 보상 데이터 연상을 수행한다(S6).

이어서, 오류가 발생한 발생하여 재 센싱이 이루어진 라인의 보상 데이터를 수정한다. 이때, 재 센싱한 라인의 전체 픽셀의 보상 데이터를 수정하는 것이 아니라, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 오류가 발생한 특정 픽셀의 보상 데이터를 수정한다(S7). 도 9(c)에서는 오버 레인지가 발생한 픽셀의 보상 데이터를 수정하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 언더 레인지가 발생한 픽셀에 대해서도 보상 데이터를 수정할 수 있다.

이어서, 오류가 발생한 픽셀의 보상 데이터의 수정 값을 포함하여1프레임의 전체 픽셀에 대한 최종 보상 데이터를 생성한다(S8).

상술한 바와 같이, 초기 센싱 조건으로 센싱 한 복수의 센싱 데이터 중에서 오버 레인지 또는 언더 레인지 오류가 발생한 영역의 위치를 확인한 후, 센싱 파라미터를 변경하여 오류가 발생한 라인에 대해서 재 센싱을 수행하여 오류가 발생한 픽셀의 보상 데이터를 수정할 수 있다. 이를 통해, 전류 센싱 방식의 적용을 통해 센싱 속도를 높임과 아울러, 드라이빙 TFT의 문턱전압/전자 이동도의 센싱 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 전류 센싱 방식에서 ADC의 센싱 레인지가 벗어나는 문제점을 보완하여, 드라이빙 TFT의 특성 변화를 고속으로 센싱하면서 센싱 정확도를 높일 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 유기발광 표시장치
100: OLED 패널
200: 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버
310: DAC
320: ADC
330: 전류-전압 변환부
400: 타이밍 컨트롤러

Claims (7)

1. 유기발광 다이오드 및 픽셀 회로를 포함하는 복수의 픽셀;
   상기 복수의 픽셀의 유기발광 다이오드로 흐르는 센싱 전류를 전압으로 변환하여 출력하는 전류-전압 변환부;
   전류-전압 변환부에서 입력된 전압 값을 센싱 데이터로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 컨버터; 및
   상기 센싱 데이터에 기초하여 상기 픽셀 회로에 공급되는 데이터 전압이 보상되도록 보상 데이터를 생성하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하며,
   상기 전류-전압 변환부는
   반전 단자에 상기 센싱 전류가 입력되고, 비반전 단자에 기준 전압이 입력되는 연산 증폭기;
   상기 연산 증폭기의 출력 단자에 접속되며, 상기 연산 증폭기의 출력을 제어하는 제2 스위치;
   센싱 노드와 그라운드 전압원 사이에 접속되며, 상기 연산 증폭기에서 출력된 전압을 저장하는 저장 커패시터; 및
   상기 아날로그 디지털 컨버터와 접속되며, 상기 저장 커패시터에 저장된 전압이 상기 아날로그 디지털 컨버터로 공급되는 것을 제어하는 제3 스위치를 포함하고,
   상기 저장 커패시터는 상기 센싱 노드에서 상기 제 2 및 제 3 스위치와 접속되는, 유기발광 표시장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 전류-전압 변환부는,
   상기 반전 단자와 출력 단자에 병렬로 접속된 피드백 커패시터; 및
   제1 스위치 신호에 의해 턴온되어 상기 반전 단자와 출력 단자를 접속시키는 제1 스위치;를 포함하는 유기발광 표시장치.
3. 삭제
4. 제1 및 제2 센싱 조건을 적용하여 1프레임 기간에 전체 픽셀의 드라이빙 TFT의 특성을 센싱하고, 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터를 생성하는 단계;
   상기 제1 센싱 데이터 및 상기 제2 센싱 데이터 중에서 오류가 발생한 영역이 있는지 확인하고, 오류가 발생한 영역의 정보를 저장하는 단계;
   상기 제1 센싱 데이터 및 상기 제2 센싱 데이터 중에서 오류가 발생한 센싱 데이터의 센싱 조건을 변경하고, 오류가 발생한 영역에 대해서 라인 단위로 재 센싱을 수행하는 단계; 및
   재 센싱한 결과에 기초하여 오류가 발생한 영역의 보상 데이터를 수정하는 단계;를 포함하는 유기발광 표시장치의 구동방법.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 센싱 조건은 센싱 타임, 아날로그 디지털 컨버터의 기준 전압 및 전류-전압 변환부의 피드백 커패시터의 정전용량을 포함하는 유기발광 표시장치의 구동방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 센싱 타임, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 기준 전압 및 상기 피드백 커패시터의 정전용량 중 적어도 하나를 변경하여 오류가 발생한 영역의 라인의 재 센싱하는 유기발광 표시장치의 구동방법.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 센싱 데이터 및 상기 제2 센싱 데이터로부터 연산된 보상 데이터에 상기 오류가 발생한 영역의 보상 데이터를 반영하여 최종 보상 데이터를 생성하는 유기발광 표시장치의 구동방법.

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