KR101969436B1 - 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법 - Google Patents

유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 보상을 위한 실시간 센싱에 의해 센싱 라인이 인지되는 것을 방지하고 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법은, 유기 발광 다이오드를 발광시키는 화소 회로로 구성된 복수의 화소를 포함 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널을 구동시키는 구동 회로로 구성된 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 디스플레이 패널에 형성된 n개의 수평 라인을 복수의 블록으로 분할하고, 상기 복수의 블록을 순차 또는 비순차 방식으로 센싱 하되, 상기 복수의 블록의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 순차 또는 비순차 방식으로 센싱하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법{DRIVING METHOD FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것으로, 외부 보상을 위한 실시간 센싱에 의해 센싱 라인이 인지되는 것을 방지하고 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 화소 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 상기 디스플레이 패널의 각 화소는, 제1 스위칭 TFT(ST1), 제2 스위칭 TFT(ST2), 드라이빙 TFT(DT), 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 구비한다.
제1 스위칭 TFT(ST1)은 게이트 라인(GL)에 공급되는 스캔 신호(scan, 또는 게이트 신호)에 따라 스위칭되어, 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 드라이빙 TFT(DT)에 공급한다.
드라이빙 TFT(DT)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1)로부터 공급되는 데이터 전압(Vdata)에 따라 스위칭되어, 전원 라인(PL)에 공급되는 제1 구동 전원(VDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 데이터 전류(Ioled)를 제어한다.
커패시터(Cst)는 드라이빙 TFT(DT)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 접속되어 드라이빙 TFT(DT)의 게이트 단자에 공급되는 데이터 전압(Vdata)에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 드라이빙 TFT(DT)를 턴-온(turn-on)시킨다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 드라이빙 TFT(DT)의 소스 단자와 캐소드 전원(VSS) 사이에 전기적으로 접속되어 드라이빙 TFT(DT)로부터 공급되는 데이터 전류(Ioled)에 의해 발광한다.
이러한, 종래 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 각 화소는, 데이터 전압(Vdata)에 따른 드라이빙 TFT(DT)의 스위칭을 이용하여 제1 구동 전원(VDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 데이터 전류(Ioled)의 크기를 제어하여 유기 발광 다이오드(OLED)를 발광시킴으로써 소정의 영상을 표시한다.
그러나, TFT의 제조 공정의 불균일성에 따라 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)/이동도(mobility) 특성이 화소 마다 다르게 나타나는 문제점이 있다. 이에 따라, 일반적인 유기 발광 디스플레이 장치에서는 각 화소의 드라이빙 TFT(DT)에 동일한 데이터 전압(Vdata)을 인가하더라도 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류의 편차로 인해 균일한 화질을 구현할 수 없다는 문제점이 있다.
이러한, 문제점을 개선하기 위해서, 게이트 라인(GL)과 동일 방향으로 형성된 센싱 신호 라인(SL)이 형성되어 있고, 상기 센싱 신호 라인(SL)에 인가되는 센스 신호(sense)에 따라 스위칭되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 데이터 전류(Ioled)를 드라이브 IC의 ADC(analog to digital converter)로 공급하는 제2 스위칭 TFT(ST2)가 형성되어 있다.
일반적으로, 패널의 제조가 완료된 후, 초기의 전체 화소의 드라이빙 TFT(DT)들 간의 특성 차이는 화면에 얼룩이나 무늬를 발생시키게 되는데, 이를 해결하기 위해 제품 출하 전에 전체 화소의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압 및 이동도를 측정하여 보상한다.
도 2는 종래 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 디스플레이 및 센싱 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 드라이빙 모드 시, N 프레임의 기간 동안에 첫 번째 데이터 라인으로부터 마지막 데이터 라인까지 영상 데이터에 따른 데이터 전압(Vdata) 프로그래밍 하여 화상을 표시한다.
센싱 모드 시, n 프레임과 n+1 프레임 사이의 블랭크 구간(120Hz 구동일 경우, 약 350us)에 전체 라인 중, 하나 또는 몇 개의 라인에 센싱 신호를 공급하여 실시간 센싱(real time sensing)을 수행하게 된다.
전체 화소 또는 센싱이 이루어질 일부 화소에 프리차징 전압(Vpre_S)을 공급하고, 전체 화소 또는 일부 화소의 제2 스위칭 TFT(ST2)를 선택적으로 스위칭시켜 기준 전압 라인(RL)에 충전된 전압을 검출한다. 이후, 검출된 전압을 각 화소(P)의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압/이동도에 대응되는 보상 데이터로 변환한다.
복수 프레임의 블랭크(blank) 기간에 1 수평 라인씩 순차적으로 화소들을 센싱하여 디스플레이 패널의 모든 화소의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출하고, 검출된 문턱 전압/이동도에 기초한 보상 데이터를 이용하여 화소에 인가되는 데이터 전압(Vdata)을 보상한다.
도 3은 종래 기술에서 실시간 센싱에 의해 화면에 센싱 라인이 인지되는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 수직 블랭크 타임(vertical blank time) 동안 센싱이 이루어지는 화소에는 전류가 흐르지 않게 되는데, 센싱이 이루어지는 라인의 휘도는 정상 라인 대비 5% 감소된다. 이로 인해, 1 수평 라인씩 순차적으로 실시간 센싱이 이루어짐으로 인해 화면에 센싱 라인이 인지되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 보상을 위한 실시간 센싱에 의해 센싱 라인이 인지되는 것을 방지할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 보상을 위한 실시간 센싱을 적용할 때 표시 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 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 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법은, 유기 발광 다이오드를 발광시키는 화소 회로로 구성된 복수의 화소를 포함 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널을 구동시키는 구동 회로로 구성된 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 디스플레이 패널에 형성된 n개의 수평 라인을 복수의 블록으로 분할하고, 상기 복수의 블록을 순차 또는 비순차 방식으로 센싱 하되, 상기 복수의 블록의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 순차 또는 비순차 방식으로 센싱하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 외부 보상을 위한 실시간 센싱에 의해 센싱 라인이 인지되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 외부 보상을 위한 실시간 센싱을 적용할 때 표시 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법은 디스플레이 패널의 신뢰성을 높일 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 유기 발광 디스플레이 장치의 화소 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 디스플레이 및 센싱 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래 기술에서 실시간 센싱에 의해 화면에 센싱 라인이 인지되는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 데이트 드라이버 및 화소 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 디스플레이 및 센싱 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타낸 것으로, 실시간 센싱 방법의 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
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.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 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.
이하, 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 데이트 드라이버 및 화소 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100) 및 패널 구동부를 포함하여 구성된다.
상기 디스플레이 패널(100)은 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 센싱 신호 라인(SL), 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 구동 전원 라인(PL), 복수의 기준 전압 라인(RL) 및 복수의 화소(P)를 포함한다.
복수의 화소(P)는 제1 구동 전원(VDD)이 공급되는 드라이빙 TFT(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 간에 접속된 커패시터(Cst)에 데이터 전압(Vdata)과 기준 전압(Vref)의 차 전압(Vdata - Vref)을 충전하고, 커패시터(Cst)의 충전 전압에 따라 제1 구동 전원(VDD)으로부터 드라이빙 TFT(DT)를 통해 제2 구동 전원(VSS)으로 흐르는 데이터 전류(Ioled)로 유기 발광 다이오드(OLED)를 발광시킨다.
상기 복수의 화소(P) 각각은 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소, 및 백색 화소 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 하나의 영상을 표시하는 하나의 단위 화소는 인접한 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소로 이루어지거나, 인접한 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소, 및 백색 화소로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 화소(P) 각각은 디스플레이 패널(100)에 정의된 화소 영역에 형성된다. 이를 위해, 상기 디스플레이 패널(100)은 상기 화소 영역을 정의하도록 상기 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 센싱 신호 라인(SL), 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 구동 전원 라인(PL) 및 복수의 기준 전압 라인(RL)이 형성되어 있다.
상기 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 센싱 신호 라인(SL)은 디스플레이 패널(100) 내에서 제1 방향(예로서, 수평 방향)으로 나란히 형성될 수 있다. 이때, 게이트 라인(GL)에는 패널 구동부의 게이트 드라이버(300)로부터 스캔 신호(scan, 게이트 구동 신호)가 인가되고, 센싱 신호 라인(SL)에는 센싱 신호(sense)가 인가된다.
상기 복수의 데이터 라인(DL)은 상기 복수의 게이트 라인(GL) 및 복수의 센싱 신호 라인(SL)과 교차하도록 제2 방향(예로서, 수직 방향)으로 형성될 수 있다. 이때, 데이터 라인(DL)에는 패널 구동부의 데이터 드라이버(200)로부터 데이터 전압(Vdata)이 공급된다. 데이터 전압(Vdata)은 해당 화소(P)의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)의 쉬프트에 대응되는 보상 전압이 부가된 전압 레벨을 가지며, 상기 보상 전압에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 복수의 기준 전압 라인(RL)은 상기 복수의 데이터 라인(DL) 각각과 나란하게 형성된다. 이러한, 기준 전압 라인(RL)에는 상기 데이터 드라이버(200)로부터 디스플레이 기준 전압(Vpre_r) 또는 센싱 프리차징 전압(Vpre_s)이 선택적으로 공급될 수 있다. 이때, 상기 디스플레이 기준 전압(Vpre_r)은 각 화소(P)의 데이터 충전 기간 동안 각 기준 전압 라인(RL)에 공급되며, 상기 센싱 프리차징 전압(Vpre_s)은 각 화소(P)의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출하는 검출 기간에 기준 전압 라인(RL)에 공급될 수 있다.
상기 복수의 구동 전원 라인(PL)은 상기 게이트 라인(GL)과 나란하게 형성될 수 있으며, 제1 구동 전원(VDD)을 화소(P)에 공급한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 화소(P) 각각은 데이터 충전 기간 동안에 데이터 전압(Vdata)과 기준 전압(Vref)의 차 전압(Vdata - Vref)을 상기 커패시터(Cst)에 충전하고, 상기 발광 기간 동안 커패시터(Cst)의 충전 전압에 따라 데이터 전류(Ioled)를 유기 발광 다이오드(OLED)에 공급하는 화소 회로(PC)를 포함한다.
각 화소(P)의 화소 회로(PC)는 제1 스위칭 TFT(ST1), 제2 스위칭 TFT(ST2), 상기 드라이빙 TFT(DT), 및 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 TFT들(ST1, ST2, DT)은 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.
상기 제1 스위칭 TFT(ST1)는 게이트 라인(GL)에 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(DL)에 접속된 소스 전극(제1 전극) 및 드라이빙 TFT(DT)의 게이트 전극과 연결된 제1 노드(n1)에 접속된 드레인 전극(제2 전극)을 포함한다.
이러한, 제1 스위칭 TFT(ST1)는 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호에 따라 턴-온(turn-on)되어, 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(n1) 즉, 드라이빙 TFT(DT)의 게이트 전극에 공급한다.
상기 제2 스위칭 TFT(ST2)는 센싱 신호 라인(SL)에 접속된 게이트 전극, 기준 전압 라인(RL)에 접속된 소스 전극(제1 전극) 및 드라이빙 TFT(DT)와 유기 발광 다이오드(OLED)가 연결된 제2 노드(n2)에 접속된 드레인 전극(제2 전극)을 포함한다.
이러한, 상기 제2 스위칭 TFT(ST2)는 상기 센싱 신호 라인(SL)에 공급되는 게이트 온 전압 레벨의 센싱 신호(sense)에 따라 턴-온(turn-on)되어, 기준 전압 라인(RL)에 공급되는 디스플레이 기준 전압(Vpre_r) 또는 센싱 프리차징 전압(Vpre_s)을 상기 제2 노드(n2)에 공급한다.
상기 커패시터(Cst)는 상기 드라이빙 TFT(DT)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이, 즉, 상기 제1 노드(n1) 및 제2 노드(n2) 사이에 접속되어 있다. 이러한, 커패시터(Cst)는 제1 노드(n1) 및 제2 노드(n2) 각각에 공급되는 전압의 차 전압을 충전한 후, 충전된 전압에 따라 상기 드라이빙 TFT(DT)를 스위칭시킨다.
상기 드라이빙 TFT(DT)는 상기 제1 스위칭 TFT(ST1)의 드레인 전극과 상기 커패시터(Cst)의 제1 전극에 공통으로 접속된 게이트 전극을 포함한다. 그리고, 상기 드라이빙 TFT(DT)는 상기 구동 전원 라인(PL)에 접속된 소스 전극을 포함한다. 또한, 상기 드라이빙 TFT(DT)는 상기 제2 스위칭 TFT(ST2)의 드레인 전극과 상기 커패시터(Cst)의 제2 전극 및 상기 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드에 공통으로 접속된 드레인 전극을 포함한다.
이러한, 상기 드라이빙 TFT(DT)는 발광 기간마다 상기 커패시터(Cst)의 전압에 의해 턴-온됨으로써 제1 구동 전원(VDD)에 의해 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류 량을 제어한다.
상기 유기 발광 다이오드(OLED)는 상기 화소 회로(PC), 즉 드라이빙 TFT(DT)로부터 공급되는 데이터 전류(Ioled)에 의해 발광하여 데이터 전류(Ioled)에 대응되는 휘도를 가지는 단색 광을 방출한다.
이를 위해, 상기 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소 회로(PC)의 제2 노드(n2)에 접속된 애노드 전극(미도시), 애노드 전극 상에 형성된 유기층(미도시), 및 유기층 상에 형성되어 제2 구동 전원(VSS)이 공급되는 캐소드 전극(미도시)을 포함한다.
유기층은 정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층의 구조 또는 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 나아가, 상기 유기층은 상기 유기 발광층의 발광 효율 및/또는 수명 등을 향상시키기 위한 기능층을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제2 구동 전원(VSS)은 라인 형태로 형성된 제2 구동 전원 라인(미도시)을 통해 상기 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극에 공급될 수 있다.
상기 패널 구동부는 데이터 드라이버(200), 게이트 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400) 및 보상 데이터가 저장된 메모리(500)를 포함하여 구성된다.
상기 게이트 드라이버(300)는 복수의 게이트 라인(GL) 및 복수의 센싱 신호 라인(SL)에 연결되어 타이밍 컨트롤러(400)의 모드 제어에 따라 상기 드라이빙 모드와 상기 센싱 모드로 동작한다.
상기 게이트 드라이버(300)는 상기 드라이빙 모드 시, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 1 수평 기간마다 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호(scan)를 생성한다. 생성된 스캔 신호(scan)를 복수의 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급한다.
스캔 신호(scan)는 각 화소(P)의 데이터 충전 기간 동안 게이트 온 전압 레벨을 가지고, 각 화소(P)의 발광 기간 동안 게이트 오프 전압 레벨을 갖는다. 이러한, 게이트 드라이버(300)는 스캔 신호(scan)를 순차 또는 비순차적으로 출력하는 쉬프트 레지스터일 수 있다.
상기 게이트 드라이버(300)는 상기 센싱 모드 시, 각 화소(P)의 초기화 기간 및 검출 전압 충전 기간 각각마다 게이트 온 전압 레벨의 센스 신호(sense)를 생성하여 복수의 센싱 신호 라인(SL)에 순차 또는 비순차적으로 공급한다.
예로서, 센싱 모드 시, 1 수평 라인 단위로 화소의 센싱이 이루어질 수 있는데, 1라인씩 순차적으로 센싱하면 센싱 라인이 인지될 수 있어 이를 방지하기 위해 전체 라인을 복수의 블록(block)으로 분할(예로서, 4개 블록 또는 8개 블록)하고, 분할된 복수의 블록을 순차 또는 비순차적으로 센싱 한다.
제1 블록의 1번째 수평 라인을 센싱 한 후, 제2 블록의 1번째 수평 라인을 센싱하고, 이어서 제3 블록의 1번째 수평 라인을 센싱할 수 있다. 이러한, 방식으로 복수의 블록을 순차적으로 센싱하기 위해서, 센싱 모드 시 상기 스캔 신호 및 센스 신호를 비순차 방식(또는 랜덤 방식)으로 게이트 라인(GL) 및 센싱 신호 라인(SL)에 공급할 수 있다.
한편, 복수의 블록 각각에 m개의 수평 라인이 형성된 경우, 하나의 블록 내에서는 m개의 수평 라인의 센싱 순서를 랜덤(random)하게 할 수 있다. 이를 위해서, 센싱 모드 시 상기 스캔 신호 및 센스 신호를 비순차 방식으로 게이트 라인(GL) 및 센싱 신호 라인(SL)에 공급할 수 있다.
한편, 상기 게이트 드라이버(300)는 집적 회로(IC) 형태로 형성되거나, 각 화소(P)의 트랜지스터 형성 공정과 함께 디스플레이 패널(100)의 기판에 직접 형성될 수도 있다.
상기 게이트 드라이버(300)는 복수의 구동 전원 라인(PL1 내지 PLm) 각각에 연결되어 외부의 전원 공급부(미도시)로부터 공급되는 구동 전원(VDD)을 복수의 구동 전원 라인(PL1 내지 PLm)에 공급한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 센싱 모드 시, 타이밍 동기 신호(TSS)에 기초하여 1 수평 기간 단위로 각 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출하기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하고, 이를 이용해 데이터 드라이버(200)와 상기 게이트 드라이버(300) 각각의 구동을 센싱 모드로 제어한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 데이터 드라이버(200)와 상기 게이트 드라이버(300) 각각을 상기 드라이빙 모드로 동작시키고, 사용자의 설정 또는 설정된 구동 트랜지스터의 문턱 전압/이동도 검출 시점에서는 데이터 드라이버(200)와 상기 게이트 드라이버(300) 각각을 상기 센싱 모드로 동작시킨다.
상기 센싱 모드는 디스플레이 패널(100)의 초기 구동시점, 디스플레이 패널(100)의 장시간 구동 이후 종료시점, 또는 디스플레이 패널(100)에 영상을 표시하는 프레임의 블랭크 기간에서 수행될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(100)의 초기 구동시점 또는 장시간 구동 이후 종료시점의 센싱 모드에서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 한 프레임 동안에 일정 개수의 화소의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출하고, 이러한 센싱을 복수의 프레임 동안 수행하여, 디스플레이 패널(100)의 모든 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출한다.
상기 블랭크 기간의 센싱 모드에서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 블랭크 기간마다 1개의 수평 라인에 형성된 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출한다.
이러한 방식으로 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 복수 프레임의 블랭크 기간에 걸쳐 디스플레이 패널(100)의 모든 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출한다.
상기 타이밍 동기 신호(TSS)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 신호 등으로 이루어질 수 있으며, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 스타트 신호, 데이터 쉬프트 신호, 및 데이터 출력 신호 등으로 이루어질 수 있다.
상기 센싱 모드 시, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 설정된 검출용 데이터를 생성하여 데이터 드라이버(200)에 공급한다.
상기 드라이빙 모드 시, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 센싱 모드에 의해 데이터 드라이버(200)로부터 제공된 각 화소(P)의 검출 데이터(Dsen)에 기초하여 외부로부터 입력되는 입력 데이터(Idata)를 보정하여 화소 데이터(DATA)를 생성하고, 생성된 화소 데이터(DATA)를 상기 데이터 드라이버(200)에 공급한다.
이때, 상기 각 화소(P)에 공급될 화소 데이터(DATA)는 각 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압/이동도를 보상하기 위한 보상 전압이 반영된 전압 레벨을 갖는다.
상기 입력 데이터(Idata)는 하나의 단위 화소에 공급될 적색, 녹색, 및 청색의 입력 데이터로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 단위 화소가 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소로 이루어진 경우, 하나의 화소 데이터(DATA)는 적색, 녹색, 또는 청색의 데이터일 수 있다.
반면에, 상기 단위 화소가 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 백색 화소로 이루어진 경우, 하나의 화소 데이터(DATA)는 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 데이터일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 드라이버(200)는 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dn)에 연결되어 타이밍 컨트롤러(400)의 모드 제어에 따라 디스플레이 모드와 센싱 모드로 동작한다.
화상을 표시하는 드라이빙 모드는 각 화소에 데이터 전압을 충전시키는 데이터 충전 기간 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 발광시키는 발광 기간으로 구동할 수 있다. 그리고, 상기 센싱 모드는 각 화소를 초기화 시키는 초기화 기간, 센싱 전압 충전 기간 및 센싱 기간으로 구동할 수 있다.
데이터 드라이버(200)는 데이터 전압 생성부(210), 센싱 데이터 생성부(230) 및 스위칭부(240)를 포함하여 구성된다.
상기 데이터 전압 생성부(210)는 입력되는 상기 화소 데이터(DATA)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(DL)에 공급한다. 이를 위해, 상기 데이터 전압 생성부(210)는 샘플링 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터, 샘플링 신호에 따라 화소 데이터(DATA)를 래치하는 래치부, 복수의 기준 감마 전압을 이용하여 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 복수의 계조 전압 중에서 래치된 화소 데이터(DATA)에 대응되는 계조 전압을 데이터 전압(Vdata)으로 선택하여 출력하는 디지털-아날로그 변환부(DAC), 및 상기 데이터 전압(Vdata)을 출력하는 출력부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스위칭부(240)는 복수의 제1 스위치(240a) 및 복수의 제2 스위치(240b)를 포함하여 구성된다.
복수의 제1 스위치(240a)는 드라이빙 모드 시, 데이터 전압(Vdata) 또는 기준 전압(Vpre_d)를 스위칭하여 데이터 라인(DL)에 공급한다.
복수의 제2 스위치(240b)는 센싱 모드 시, 디스플레이 기준 전압(Vpre_r) 또는 센싱 프리차징 전압(Vpre_s)을 스위칭하여 기준 전압 라인(RL)에 공급하고, 기준 전압 라인(RL)을 플로팅 시킨 후 센싱 데이터 생성부(230)에 접속시켜 해당 화소의 센싱 이루어지도록 한다.
상기 센싱 데이터 생성부(230)는 상기 스위칭부(240)의 스위칭에 의해 기준 전압 라인(RL)에 접속되면, 상기 기준 전압 라인(RL)에 충전된 전압을 센싱하고, 센싱 된 아날로그 전압에 대응되는 디지털 형태의 센싱 데이터(sensing data)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(400)에 제공한다.
이때, 상기 기준 전압 라인(RL)으로부터 센싱 된 전압은, 시간 변화에 따라서 드라이빙 TFT(DT)에 흐르는 전류와 기준 전압 라인(RL)의 정전 용량의 비율로 결정될 수 있다. 이때, 상기 센싱 데이터(sensing data)는 각 화소(P)의 드라이빙 TFT(DT)에 대한 문턱 전압/이동도에 대응되는 데이터로 이루어진다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 디스플레이 및 센싱 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 6을 결부하여 데이터 드라이버(200)의 구성 및 디스플레이 구동 방법과 센싱 구동 방법을 설명한다.
화상이 표시되는 드라이빙 모드 시, N 프레임의 기간 동안에 첫 번째 데이터 라인으로부터 마지막 데이터 라인까지 영상 데이터에 따른 데이터 전압(Vdata)을 공급하여 화상을 표시한다. 이때, 센싱 전원 라인(SL)에는 디스플레이 기준 전압(Vpre_r)이 공급된다.
n 프레임과 n+1 프레임 사이의 블랭크 구간에 복수의 제2 스위치(240b)가 스위칭되어 센싱 프리차징 전압(Vpre_s)을 하나의 센싱 전원 라인(SL) 또는 복수의 센싱 전원 라인(SL)에 공급한다. 예로서, 센싱 프리차징 전압(Vpre_s)은 1V로 공급될 수 있다.
이후, 상기 제2 스위치(240b)를 통해 기준 전압 라인(RL)을 플로팅 시킨 후, 기준 전압 라인(RL)을 센싱 데이터 생성부(230)에 접속시켜 해당 화소의 센싱 이루어지도록 한다.
센싱 데이터 생성부(230)는 상기 기준 전압 라인(RL)에 충전된 전압을 센싱하고, 센싱 된 아날로그 전압에 대응되는 디지털 형태의 센싱 데이터(sensing data)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(400)에 제공한다. 이때, 검출된 전압을 각 화소(P)의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압/이동도에 대응되는 보상 데이터로 변환한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타낸 것으로, 실시간 센싱 방법의 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 구동 중 드라이빙 TFT(DT)의 특성을 센싱 할 때, 센싱이 이루어지는 라인에 위치한 유기 발광 다이오드(OLED)에는 전류가 흐르지 않아, 주변의 정상 라인들 대비 휘도가 감소하여 센싱 라인이 인지될 수 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해서, 디스플레이 패널에 형성된 n개의 수평 라인(horizontal line)을 복수의 블록, 예로서, 4개의 블록으로 나누고, 상기 복수의 블록의 센싱 라인을 순차적으로 센싱 한다. 즉, 동일 블록 내의 수평 라인을 연속적으로 센싱 하지 않고, 복수의 블록의 수평 라인들을 순차 또는 비순차적으로 센싱 한다.
예로서, 제1 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제2 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제3 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제4 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한다.
이와 동일한 방식으로, 제1 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제2 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제3 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제4 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한다.
이와 같이, 4개 블록의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 각 블록을 순차적으로 센싱하면, 블록들 간에 거리가 떨어져 있기 때문에 화면 내에서 센싱이 불연속 적으로 이루어지게 된다. 따라서, 외부 보상을 위한 실시간 센싱에 의해 화면에 센싱 라인이 인지되는 것을 방지할 수 있다.
다른 예로서, 반드시 제1 블록에서 시작하여 제4 블록 순으로 화소들의 센싱이 이루어질 필요는 없으며, 상기 4개 블록들의 센싱 순서가 랜덤하게 즉, 비순차 방식으로 이루어질 수도 있다.
도 8을 참조하면, 디스플레이 패널에 형성된 n개의 수평 라인(horizontal line)을 복수의 블록, 예로서, 8개의 블록으로 나누고, 상기 복수의 블록의 센싱 라인을 순차적으로 센싱 한다.
예로서, 제1 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제2 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제3 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제4 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제5 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제6 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제7 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제8 블록의 첫 번째 센싱 라인을 센싱 한다.
이와 동일한 방식으로, 제1 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제2 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제3 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제4 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제5 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제6 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한다. 이어서, 제7 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한 후, 제8 블록의 두 번째 센싱 라인을 센싱 한다.
이와 같이, 8개 블록의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 각 블록을 순차적으로 센싱하면, 블록들 간에 거리가 떨어져 있기 때문에 화면 내에서 센싱이 불연속 적으로 이루어지게 된다. 따라서, 외부 보상을 위한 실시간 센싱에 의해 화면에 센싱 라인이 인지되는 것을 방지할 수 있다.
다른 예로서, 반드시 제1 블록에서 시작하여 제8 블록 순으로 화소들의 센싱이 이루어질 필요는 없으며, 상기 8개 블록들의 센싱 순서가 랜덤하게 즉, 비순차 방식으로 이루어질 수도 있다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 패널에 형성된 n개의 수평 라인(horizontal line)을 복수의 블록으로 나누고, 복수의 블록 각각에 형성된 M개의 수평 라인을 랜덤(random) 방식으로 센싱할 수 있다.
예로서, 복수의 블록을 순차 또는 비순차적으로 센싱할 수 있으며, 제1 프레임 기간에 비순차 방식으로 제1 블록에 형성된 m개의 수평 라인 중 하나를 센싱하면, 제2 프레임에 기간에는 비순차 방식으로 제2 블록에 형성된 m개의 수평 라인 중 하나를 센싱 한다. 이와 같이, 연속된 프레임 기간에 동일 블록 내의 수평 라인을 센싱하지 않고, 서로 다른 블록에 형성된 수평 라인을 센싱하여 실시간 센싱에 의한 센싱 라인이 인지되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 1 프레임 동안에 하나의 수평 라인의 모든 화소를 센싱 하지 않고, 복수의 프레임 동안에 1 수평 라인에 형성된 복수의 화소를 센싱 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 프레임에 걸쳐 1 수평 라인에 형성된 복수의 화소들을 분산하여, 센싱이 이루어진 화소를 점진적으로 증가시키는 방식으로 외부 보상을 위한 실시간 센싱을 수행할 수 있다. 도 9에서는 6프레임 동안에 1 수평 라인의 화소들을 분산하여 센싱하는 방법을 일 예로 도시하고 있다.
이와 같이, 복수의 프레임 동안에 1 수평 라인에 형성된 복수의 화소를 분산하여 센싱하면, 실시간 센싱에 의한 센싱 라인의 인지되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 1 수평 라인에 형성된 복수의 화소를 복수의 프레임에 걸쳐 분산하여 센싱할 때, 프레임의 개수에는 제한이 없으며 디스플레이 패널의 특성 및 센싱 시간을 고려하여 자유롭게 설정할 수 있다.
이러한, 방식으로 복수 프레임의 블랭크(blank) 기간에 걸쳐 디스플레이 패널의 모든 화소의 드라이빙 TFT(DT)의 문턱 전압/이동도를 검출하고, 검출된 문턱 전압/이동도에 기초한 보상 데이터를 이용하여 화소에 인가되는 데이터 전압(Vdata)을 보상하면, 센싱 라인의 인지 없이 외부 보상을 효율적으로 수행할 수 있다. 이를 통해, 외부 보상을 위한 실시간 센싱으로 인한 화질 저하를 방지할 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: 디스플레이 패널 200: 데이터 드라이버
300: 게이트 드라이버 400: 타이밍 컨트롤러
500: 메모리

Claims (7)

  1. 유기 발광 다이오드를 발광시키는 화소 회로로 구성된 복수의 화소를 포함 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널을 구동시키는 구동 회로로 구성된 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 형성된 n개의 수평 라인을 복수의 블록으로 분할하고,
    상기 복수의 블록을 순차 또는 비순차 방식으로 센싱 하되,
    상기 복수의 블록의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 순차 또는 비순차 방식으로 센싱하며,
    상기 첫 번째 라인부터 마지막 라인에 대한 센싱은 상기 디스플레이 패널에 구비된 데이터 라인들과 나란하게 구비되는 기준전압라인들을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 블록을 순차 방식으로 센싱 하되,
    상기 복수의 블록 내에 형성된 m개의 수평 라인을 비순차 방식으로 센싱하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 블록을 순차 방식으로 센싱 하되,
    제1 프레임 기간에 비순차 방식으로 제1 블록에 형성된 m개의 수평 라인 중 하나를 센싱하고,
    제2 프레임에 기간에 비순차 방식으로 제2 블록에 형성된 m개의 수평 라인 중 하나를 센싱하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 블록 내에 형성된 m개의 수평 라인을 순차 방식으로 센싱 하되,
    복수의 프레임 기간 동안에 하나의 수평 라인에 형성된 복수의 화소를 분산하여 센싱하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 블록을 비순차 방식으로 센싱 하되,
    상기 복수의 블록 내에 형성된 m개의 수평 라인을 비순차 방식으로 센싱하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 블록을 비순차 방식으로 센싱 하되,
    제1 프레임 기간에 비순차 방식으로 제1 블록에 형성된 m개의 수평 라인 중 하나를 센싱하고,
    제2 프레임에 기간에 비순차 방식으로 제2 블록에 형성된 m개의 수평 라인 중 하나를 센싱하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 블록 내에 형성된 m개의 수평 라인을 비순차 방식으로 센싱 하되,
    복수의 프레임 기간 동안에 하나의 수평 라인에 형성된 복수의 화소를 분산하여 센싱하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
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