KR102033460B1 - Ｏｌｅｄ 에이징 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템은 다수의 섹터 챔버로 구분되어 에이징(aging) 환경을 제공하는 에이징 챔버(chamber); 네트워크로 연결된 운영 서버로부터 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 듀티 사이클(duty cycle) 및 전압을 생성하는 신호 생성 프로그램을 내장하는 임베디드 프로세서(embedded processor); 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클 및 전압을 이용하여 오엘이디(OLED)의 구동을 위한 구동 신호를 생성하는 신호 생성부; 및 상기 구동 신호의 출력 종단에서 검출된 전류 값을 피드백 받아 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출하고, 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 구동 신호의 생성을 위한 전압 설정을 제어하는 에이징 보정부를 포함한다.

Description

ＯＬＥＤ 에이징 시스템 및 방법{OLED AGING SYSTEM AND METHOD}

본 발명의 실시예들은 OLED 에이징 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 능동형 OLED(AMOLED) 에이징 보정을 위한 구동 신호 생성 및 가열 시스템에 관한 것이다.

유기 발광 다이오드(OLED) 평면 패널(panel) 디스플레이는 디스플레이 산업이 한 단계 발전하는 계기가 되었다. 이는 해외의 기업에서도 다양한 크기와 다양한 픽셀 구조를 가진 패널을 생산하는데 집중투자를 하고 있는 실정이다. 삼성전자의 AMOLED가 적용된 모바일기기가 출시된 이후 차세대 디스플레이로서 LCD 의 대체제로 AMOLED가 크게 자리 잡고 있으며, 품질 개선을 위한 공정 기술의 발전과 대량 양산 기술 최적화를 위한 기술로 발전하였다.

AMOLED 에이징은 패널 제조 공정에서 이루어지며 패널은 OLED의 어레이(array)를 포함하고, 각 OLED는 2개의 단자 VDD와 VEE를 가진다. 대응하는 OLED의 단자 중 하나에 접속된 트랜지스터 회로는 OLED에 대한 출력 변화를 인가한다.

에이징 과정의 신호 생성기는 제어기의 역할에 해당하며 트랜지스터를 구동한다. 에이징을 위해 필요한 조건을 만들기 위해서는 가열 장치와 신호 생성 시스템이 요구된다. 가열장치와 신호 생성 시스템에 의해 측정된 결과는 OLED 제조에서 전력 요구사항, 균일성, 효율성을 평가하는 근거로 사용될 수 있다.

이에 본 발명의 일 실시예에서는 AMOLED의 성능 향상을 위한 조건을 연구함에 있어서 에이징 보정을 하는 이유와 조건에 대해 연구하였다. 에이징 보정을 하는 것은 에이징 보정 값을 추출하기 위한 것으로 이 보정 값은 AMOLED의 성능 향상에 실용적으로 사용될 수 있다. 또한, AMOLED의 발광 능력을 향상시키기 위한 보정 데이터 추출에 대해 연구하여 결과로서 듀티(Duty) 신호 발생과 전류 측정 그리고 온도 조건을 갖추어야 함을 알 수 있었다.

아울러, 보정 데이터 추출을 위한 주변 환경 연구를 통해 에이징 챔버를 구성하였으며, 보정 데이터 추출을 위한 장치 구성 연구로 보정 데이터 추출을 위한 주요한 장치인 신호 발생기와 가열 장치를 연구하였다. 이들을 통해 실용적인 OLED 에이징 보정을 위한 구동 신호 생성 및 가열 시스템의 연동을 위한 구성을 제안하고 이를 구현하였다.

관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0070106호(발명의 명칭: 노화 보상을 갖는 OLED 디스플레이, 공개일자: 2004.08.06)가 있다.

본 발명의 일 실시예는 전류 측정과 구동 신호의 생성을 위해 에이징 전용 신호 생성기를 사용하고 온도 변화에 따른 전류 변화를 위해 가열 장치를 사용하여 에이징 보정을 처리함으로써 OLED의 성능 효율을 향상시킬 수 있는 OLED 에이징 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템은 다수의 섹터 챔버로 구분되어 에이징(aging) 환경을 제공하는 에이징 챔버(chamber); 네트워크로 연결된 운영 서버로부터 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 듀티 사이클(duty cycle) 및 전압을 생성하는 신호 생성 프로그램을 내장하는 임베디드 프로세서(embedded processor); 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클 및 전압을 이용하여 오엘이디(OLED)의 구동을 위한 구동 신호를 생성하는 신호 생성부; 및 상기 구동 신호의 출력 종단에서 검출된 전류 값을 피드백 받아 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출하고, 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 구동 신호의 생성을 위한 전압 설정을 제어하는 에이징 보정부를 포함한다.

상기 신호 생성부는 상기 임베디드 프로세서와 연동하여 상기 구동 신호를 생성하기 위한 신호 출력 블록을 포함하고, 상기 신호 출력 블록은 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클을 기준으로 상기 구동 신호의 생성을 위한 듀티 신호를 발생하는 듀티 제어 코어가 내장되어 있는 FPGA(Field Programmable Gate Array); 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압을 기준으로 상기 구동 신호의 진폭을 설정하기 위한 제1 디지털-아날로그 변환기(DAC); 및 상기 구동 신호의 상태를 피드백 받기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함할 수 있다.

상기 FPGA는 다수의 신호가 같은 진폭을 가지는 경우에 한 묶음으로 다중 신호를 제어할 수 있도록, DAC 제어 회로를 이용하여 상기 듀티 제어 코어를 통해 2 전압 레벨의 듀티 신호 또는 4 전압 레벨의 듀티 신호를 발생할 수 있다.

상기 신호 생성부는 상기 임베디드 프로세서와 연동하여 상기 구동 신호를 생성하기 위한 전원 출력 블록을 더 포함하고, 상기 전원 출력 블록은 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압을 기준으로 DC 전압을 출력하는 제2 디지털-아날로그 변환기; 및 상기 DC 전압의 출력 종단에 걸리는 전류를 검출하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템은 상기 구동 신호의 소비 전류를 검출하기 위해 상기 구동 신호의 출력 종단에 배치되는 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 에이징 보정부는 상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류 값을 피드백 받을 수 있다.

상기 신호 생성 프로그램은 편집기의 입력 조작에 의해 상기 듀티 사이클 및 전압을 가변적으로 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템은 상기 OLED의 온도를 측정하고, 상기 검출된 전류 값에 관한 피드백 신호에 기초하여 상기 측정된 온도 값을 변화시켜 상기 구동 신호의 생성을 위한 전류 값을 조절하는 온도 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 온도 조절부는 상기 OLED의 휘도 레벨이 상기 OLED 전류에 대한 온도에 영향이 있다는 특성을 고려하여, 상기 전류 값을 검출하는 동안에 상기 OLED의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도 값을 상기 검출된 전류 값과 함께 룩업 테이블에 저장할 수 있다.

상기 에이징 챔버는 주변 조명에 의한 상기 OLED의 전류 변화를 방지하기 위한 차광 구조를 가질 수 있다.

상기 에이징 챔버는 상기 OLED가 배치되는, 소정 길이의 알루미늄에 균일하게 열을 발생시킬 수 있도록 제작될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 방법은 다수의 섹터 챔버로 구분되는 에이징 챔버를 통해 에이징 환경을 제공하는 단계; 임베디드 프로세서에 내장된 신호 생성 프로그램이 네트워크로 연결된 운영 서버로부터 수신된 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터에 기초하여 듀티 사이클(duty cycle) 및 전압을 생성하는 단계; 신호 생성부가 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클 및 전압을 이용하여 오엘이디(OLED)의 구동을 위한 구동 신호를 생성하는 단계; 에이징 보정부가 상기 구동 신호의 출력 종단에서 검출된 전류 값을 피드백 받아 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출하는 단계; 및 상기 에이징 보정부가 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 구동 신호의 생성을 위한 전압 설정을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 방법은 상기 구동 신호의 출력 종단에 배치되는 전류 검출부를 통해 상기 구동 신호의 소비 전류를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 방법은 온도 조절부가 상기 OLED의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 온도 조절부가 상기 검출된 전류 값에 관한 피드백 신호에 기초하여 상기 측정된 온도 값을 변화시켜 상기 구동 신호의 생성을 위한 전류 값을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 OLED의 온도를 측정하는 단계는 상기 OLED의 휘도 레벨이 상기 OLED 전류에 대한 온도에 영향이 있다는 특성을 고려하여, 상기 전류 값을 검출하는 동안에 상기 OLED의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 온도 값을 상기 검출된 전류 값과 함께 룩업 테이블에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전류 측정과 구동 신호의 생성을 위해 에이징 전용 신호 생성기를 사용하고 온도 변화에 따른 전류 변화를 위해 가열 장치를 사용하여 에이징 보정을 처리함으로써 OLED의 성능 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템의 네트워크 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템의 일부 구성요소에 관한 회로도이다.
도 4는 EL에 인가하는 전압 EVDD와 EVSS의 출력과 내부의 게이트를 구동하기 위한 Data driver 전압, 그리고 SEL, SMPL, EM의 게이트 신호에 대한 데이터를 작성할 수 있는 편집기 기능의 화면이다.
도 5는 AMOLED 한 개의 픽셀을 구동하기 위해 필요한 신호와 전류의 예를 보여주기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서 전압 출력의 기본적인 구동 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서 2 전압 듀티 신호 발생 회로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서 4 전압 듀티 신호 발생 회로를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및/또는 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템의 네트워크 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템의 일부 구성요소에 관한 회로도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템(110)은 에이징 챔버(210), 임베디드 프로세서(220), 신호 생성부(230), 에이징 보정부(240), 전류 검출부(250), 온도 조절부(260), 및 제어부(270)를 포함할 수 있다.

상기 에이징 챔버(210)는 도면에는 도시되지 않았지만 다수의 섹터 챔버로 구분되도록 구성될 수 있으며, 각각의 섹터 챔버에는 에이징 보정을 위한 각각의 OLED가 배치될 수 있다. 상기 에이징 챔버(210)는 상기 각각의 섹터 챔버를 통해 각 OLED의 에이징(aging) 환경을 제공할 수 있다.

이때, 상기 각 OLED는 주변 조명에 의해 전류 변화가 일어날 수 있다. 이에 본 실시예에서는 주변 조명에 의한 상기 각 OLED의 전류 변화를 방지하기 위하여, 상기 에이징 챔버(210)가 주변 조명을 차단하는 차광 구조를 가지도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 각 OLED는 온도 변화에 따른 출력 전류의 변화가 발생할 수 있다. 이에 본 실시예에서는 온도 변화에 따른 상기 각 OLED의 전류 변화를 방지하기 위하여, 상기 에이징 챔버(210)가 상기 각 OLED가 배치(안착)되는 부분, 즉 각 섹터 챔버의 알루미늄 부분(가로 1m 길이)에 균일하게 열을 발생시킬 수 있도록 제작될 수 있다.

상기 임베디드 프로세서(220)는 운영 서버(120)와 네트워크로 연결되어 데이터를 수신할 수 있다. 구체적으로, 상기 임베디드 프로세서(220)는 상기 운영 서버(120)로부터 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터를 수신할 수 있다.

상기 임베디드 프로세서(220)는 듀티 사이클(duty cycle) 및 전압을 생성하는 신호 생성 프로그램을 내장할 수 있다. 상기 신호 생성 프로그램은 상기 수신된 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터에 기초하여 상기 듀티 사이클 및 전압을 생성할 수 있다. 즉, 상기 신호 생성 프로그램은 상기 수신된 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터를 해석하고, 그 해석 결과를 토대로 상기 듀티 사이클 및 전압을 생성할 수 있다.

이때, 상기 신호 생성 프로그램은 편집기의 입력 조작에 의해 상기 듀티 사이클 및 전압을 가변적으로 생성할 수 있다. 이와 관련하여 도 4를 참조하여 상술하면, 상기 신호 생성 프로그램을 실행하는 경우 상기 편집기의 화면이 출력될 수 있다. 상기 편집기의 화면에는 상기 듀티 사이클 및 전압을 입력할 수 있는 UI(User Interface)가 구비될 수 있다. 상기 UI에는 상기 듀티 사이클 및 전압의 입력 범위가 미리 설정되어 있을 수 있으며, 상기 UI를 통해 미리 설정된 범위 내에서 상기 듀티 사이클 및 전압을 입력할 수 있다. 이러한 입력 조작에 따라 상기 신호 생성 프로그램은 상기 듀티 사이클 및 전압을 가변적으로 생성할 수 있다.

상기 신호 생성부(230)는 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클 및 전압을 이용하여 상기 OLED의 구동을 위한 구동 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 상기 신호 생성부(230)는 신호 출력 블록(310) 및 전원 출력 블록(320)을 포함할 수 있다.

상기 신호 출력 블록(310)은 상기 임베디드 프로세서(220)와 연동하여 상기 구동 신호를 생성하기 위한 블록으로서 FPGA(Field Programmable Gate Array)(311), 제1 디지털-아날로그 변환기(DAC)(312), 및 제1 아날로그-디지털 변환기(ADC)(313)를 포함할 수 있다.

상기 FPGA(311)는 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클을 기준으로 상기 구동 신호의 생성을 위한 듀티 신호를 발생하는 듀티 제어 코어를 내장할 수 있다. 즉, 상기 FPGA(311)는 상기 듀티 제어 코어를 통해 상기 듀티 신호를 발생하여 출력할 수 있다.

이때, 상기 FPGA(311)는 다수의 신호가 같은 진폭을 가지는 경우에 한 묶음으로 다중 신호를 제어할 수 있도록, DAC 제어 회로를 이용하여 상기 듀티 제어 코어를 통해 2 전압 레벨의 듀티 신호 또는 4 전압 레벨의 듀티 신호를 발생할 수 있다.

상기 제1 디지털-아날로그 변환기(312)는 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압을 기준으로 상기 구동 신호의 진폭을 설정할 수 있다. 즉, 상기 제1 디지털-아날로그 변환기(312)는 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압의 크기에 비례하여 상기 구동 신호의 진폭을 설정하고, 상기 설정된 진폭 값을 디지털-아날로그 변환하여 출력할 수 있다.

상기 제1 아날로그-디지털 변환기(313)는 상기 구동 신호의 상태를 피드백 받기 위한 구성요소로서 상기 전류 검출부(250)에 의해 검출된 전류 값에 관한 피드백 신호를 수신하고, 상기 수신된 피드백 신호를 아날로그-디지털 변환하여 출력할 수 있다.

상기 전원 출력 블록(320)은 상기 임베디드 프로세서(220)와 연동하여 상기 구동 신호를 생성하기 위한 블록으로서, 제2 디지털-아날로그 변환기(321) 및 제2 아날로그-디지털 변환기(322)를 포함할 수 있다.

상기 제2 디지털-아날로그 변환기(321)는 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압을 기준으로 DC 전압을 출력할 수 있다.

상기 제2 아날로그-디지털 변환기(322)는 상기 DC 전압의 출력 종단에 걸리는 전류를 검출할 수 있다. 즉, 상기 제2 아날로그-디지털 변환기(322)는 상기 전류 검출부(250)를 통해 상기 DC 전압의 출력 종단에 걸리는 전류가 검출되면, 검출된 전류 값을 아날로그-디지털 변환하여 출력할 수 있다.

상기 에이징 보정부(240)는 상기 구동 신호의 출력 종단에서 검출된 전류 값을 피드백 받아 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출하고, 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 구동 신호의 생성을 위한 전압 설정을 제어할 수 있다.

상기 에이징 보정부(240)는 상기 임베디드 프로세서(220)에 내장되어 기능할 수 있으며, 이와는 달리 상기 임베디드 프로세서(220)와는 별도의 구성요소로서 기능할 수도 있다.

상기 전류 검출부(250)는 상기 구동 신호의 출력 종단에 배치되어 상기 구동 신호의 소비 전류를 검출할 수 있다. 상기 검출된 전류 값은 피드백 신호로서 상기 에이징 보정부(240)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 에이징 보정부(240)는 상기 전류 검출부(250)에 상기 전류 검출부(250)에 의해 검출된 전류 값을 피드백 신호로서 제공받고, 상기 피드백 신호에 기초하여 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출할 수 있다.

상기 온도 조절부(260)는 상기 OLED의 온도를 측정하고, 상기 전류 검출부(250)에 의해 검출된 전류 값에 관한 피드백 신호를 제공받을 수 있다. 상기 온도 조절부(260)는 상기 피드백 신호에 기초하여 상기 측정된 온도 값을 변화시켜 상기 구동 신호의 생성을 위한 전류 값을 조절할 수 있다.

이때, 상기 온도 조절부(260)는 상기 OLED의 휘도 레벨이 상기 OLED 전류에 대한 온도에 영향이 있다는 특성을 고려하여, 상기 전류 검출부(250)에서 상기 전류 값을 검출하는 동안에 상기 OLED의 온도를 측정할 수 있다. 상기 온도 조절부(260)는 상기 측정된 온도 값을 상기 검출된 전류 값과 함께 룩업 테이블(Look-Up Table)에 저장할 수 있다.

상기 제어부(270)는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 시스템(110), 즉 상기 에이징 챔버(210), 상기 임베디드 프로세서(220), 상기 신호 생성부(230), 상기 에이징 보정부(240), 상기 전류 검출부(250), 상기 온도 조절부(260) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.

시스템 설계

신호 생성에 필요한 듀티 값은 신호 생성 프로그램의 파라미터 편집기에서 생성되고, 시스템 내부의 FPGA는 상기 듀티 값을 기준으로 신호를 출력하도록 설계하였다.

OLED 구동 신호 생성에 필요한 주요 조건은 듀티 사이클과 전압이다. 상기 듀티 사이클과 전압은 도 4와 같은 신호 생성 프로그램에 의해 생성된다. 데이터화된 신호 타이밍과 전원 정보는 운영 서버로부터 신호 생성기(도 2의 "신호 생성부"에 대응됨)로 전달되고, 신호 생성기 내부의 임베디드 시스템에서 데이터를 해석하고, 신호를 생성하도록 만들어진다.

고성능 임베디드 시스템에 기반한 신호 생성기는 신호를 정밀하게 제어하여 OLED 구동신호를 생성하는 것이 매우 중요하다. AMOLED 패널은 제조사마다 구조와 발광 원리 및 제조 과정이 다르기 때문에 다양한 신호의 생성과 전류의 조절이 필요하다.

도 5는 AMOLED 한 개의 픽셀을 구동하기 위해 필요한 신호와 전류의 예를 보여 준다. 도 4는 EL에 인가하는 전압 EVDD와 EVSS의 출력과 내부의 게이트를 구동하기 위한 데이터 드라이버(Data driver) 전압, 그리고 선택 신호(SEL), 샘플링 신호(SMPL), 발광 신호(EM)의 게이트 신호에 대한 데이터를 작성할 수 있는 편집기 기능의 화면이다.

편집기에 의해 미리 정의되고 있는 데이터에 의해 신호 생성기가 신호를 출력한다. 출력되는 신호는 신호 출력과 전원 출력으로 구분할 수 있다. 도 3은 신호를 출력하는 블록과 전압을 출력하는 블록을 보여준다. 신호 출력 블록은 신호 생성을 위한 FPGA와 DAC, ADC로 구성된다. FPGA 내부에는 듀티를 발생하는 코어가 내장되어 있으며, 신호의 진폭을 설정하기 위한 DAC, 그리고 이 신호 상태를 피드백 받기 위한 ADC가 신호 출력 블록으로 구성되어 있다. 전원 출력 블록은 DC 전압을 출력하는 DAC와 전류를 검출하기 위한 ADC로 구성되어 있다.

AMOLED 신호의 소비 전류를 검출하기 위해 신호 출력 종단에 전류 검출 회로(도 2의 "전류 검출부"에 대응됨)가 구성되어 있다. AMOLED 휘도 레벨은 AMOLED 전류에 대한 온도에 영향이 있으므로 전류 측정 동안의 온도를 측정된 전류값과 함께 저장한다. OLED 구동에 필요한 드라이빙 파워는 듀티 사이클을 요하지 않으나, 신호보다 소비 전류가 크다. 큰 전류를 출력하기 위해 신호보다 높은 출력 전류를 가지는 증폭기를 사용하였다. 신호 출력은 200mA, 드라이빙 파워는 2000mA로 10배의 출력을 낼 수 있도록 설계하였다.

시스템 구현

전압 설정의 보정 값 산출은 출력 전압의 성능을 높이기 위해 사용된다. 전압 출력의 기본적인 구동 회로는 도 6과 같다. 전압 설정에 필요한 값은 도 4의 신호 생성 프로그램의 파라미터 편집기에서 십진수로 설정된다. 이 값은 임베디드 프로세서로 전달되고, 파워 출력의 기본 회로 구성에 따른 증폭에 따라 DAC 출력의 전압을 조정하는 보정 값을 연산에 의해 산출한다.

이를 검증하기 위해 TI 사의 'DAC7728'을 사용하였다. 회로의 기본 구성은 Bipolar Output으로 설계하였다. 실험을 위한 증폭도 설정은 R1-28.7K옴, R2-6.49K 옴으로 5.42배로 하였다. 산출된 증폭 보정 값은 DAC 다채널 제어 알고리즘의 중요한 변수로 연산에 사용된다. 이러한 변수를 이용한 것이 DAC의 다채널 제어 알고리즘의 구현이다. 각 채널에 따른 출력 전압, 증폭은 각각 다를 수 있기 때문에, 앞에서의 증폭 보정 값을 가변적으로 적용할 수 있도록 프로그램에 적용하였다.

하기 수학식 1은 'DAC7728'의 기본 식에서 Bipolar Output을 사용하는 회로의 특성상 2048의 분해능으로 식을 바꾸었다.

[수학식 1]

상기 수학식 1을 이용하여 원하는 전압을 출력하기 위한 증폭 보정 값을 얻을 필요가 있으며, 이를 위해 하기 수학식 2를 통해 증폭 보정 값을 도출한다.

[수학식 2]

본 실시예에서는 FPGA 내에 듀티 제어 코어를 제안한다. 먼저 도 7과 같은 DAC 제어회로(710)를 이용하여 2 전압 레벨 신호와, 도 8과 같은 4 전압 레벨 신호의 두 가지 종류의 신호 생성 회로를 만든다. 2 전압 레벨 신호 생성부의 출력 전압 설정은 DAC-0과 DAC-1의 두 개 채널만을 사용한다. 듀티 생성 또한 H-L의 2레벨로 출력한다. 이것은 여러 개의 신호가 같은 진폭을 가지는 경우에 한 묶음으로 다중 신호를 제어할 수 있다. 이 방식은 최소의 DAC의 채널로 회로 구성의 비용을 낮추는데 용이한 방법이다.

도 7은 2 전압 듀티 신호 발생 회로를 나타낸 것이다. 2 레벨 신호 생성부에서 Vref+와 Vref-의 전류는 Duty Generator 신호를 증폭하는 1차 증폭기의 출력 전류를 고려할 필요가 있다. 1차 신호 증폭기는 출력 전류가 50mA 이하의 증폭기를 사용하였다. 1차 신호 증폭기의 개수는 DAC 채널의 2차 증폭 전류와 매우 밀접한 관계가 있다. Vref+와 Vref-의 최대 전류를 8A로 설계 하였고(OPA549), 1차 신호 증폭기는 최대 80개까지 연결할 수 있도록 구성하였다. 도 8은 4 전압 듀티 신호 발생 회로를 나타낸 것이다.

본 실시예에서는 OLED 에이징 전용의 신호 생성기가 도 3과 같은 구조로 설계되었다. 도 4의 FPGA를 통한 신호 출력이 130채널로, 1Hz ~ 2MHz까지 파형을 출력할 수 있다. 듀티 사이클은 신호 생성 프로그램에 의해 가변적으로 생성 가능 하도록 하였다. 신호 출력 전류는 최대 200mA, DC/AC 출력이 가능하도록 하였다. OLED의 구동 전원 출력 포트는 -25V ~ +25V까지 가변적으로 설정할 수 있도록 하였으며, 최대 2A출력이 가능하다. 이 전원 출력 포트는 EL 파워와 DC 파워로 구분되어 있고, 각각 20채널씩 출력 포트로 구성하였다. 이외에 가열 장치(도 2의 "온도 제어부"에 대응됨)의 제어에 필요한 RS485 포트와 서버와의 통신을 위한 네트워크, 그리고 USB 포트를 내장하고 있다. LAN 포트는 10/100BASE-T 이더넷으로, 사용 전원은 AC90V~260V이고, USB는 2.0, 적정 사용 온도는 0 ~ +85도까지로, 에이징이 가능하도록 설계되었다.

OLED의 성능 효율을 높이기 위한 에이징 보정에 주요한 전류 측정과 구동 신호는 에이징 전용 신호 생성기를 사용하고, 온도 변화에 따른 전류 변화는 가열 장치를 사용하며, 주변 조명에 의한 OLED 전류 변화에 대해서는 차광을 위한 챔버(도 2의 "에이징 챔버"에 대응됨)로 구성한다. AMOLED의 성능 향상을 위한 공정 기술인 에이징은 보정 값 추출을 위한 전류의 측정과 구동 신호 그리고 온도 환경이 중요하다.

본 실시예에서 신호 생성기와 가열 장치는 이와 같은 환경을 구성하는 주요한 장치이다. 특징으로서 신호 생성기는 80개의 2레벨 신호 생성, 50개의 4레벨 신호 생성, 10개의 OLED 드라이브 전원, 10개의 게이트 구동 전원을 출력하는 하드웨어 기반에서, 다중 신호 처리를 위한 데이터 변환 및 전류 측정 값을 디지털 데이터화 시키는 내부의 프로그램으로 구성하였다. 또한, 가열 장치는 가로 1미터의 알루미늄에 균일하게 열을 발생시킬 수 있도록 제작되었다. 이렇게 제작된 신호 생성기는 7인치 이하 AMOLED를 10개까지 한꺼번에 에이징 할 수 있다. 다수개의 AMOLED 패널을 동시에 에이징하는 것은 AMOLED의 생산성을 증가시킨다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 에이징 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.

여기서 설명하는 OLED 에이징 방법은 본 발명의 하나의 실시예에 불과하며, 그 이외에 필요에 따라 다양한 단계들이 부가될 수 있고, 하기의 단계들도 순서를 변경하여 실시될 수 있으므로, 본 발명이 하기에 설명하는 각 단계 및 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

먼저 도 1, 도 2 및 도 9를 참조하면, 단계(910)에서 다수의 섹터 챔버로 구분되는 에이징 챔버(210)를 통해 에이징 환경을 제공할 수 있다.

다음으로, 단계(920)에서 임베디드 프로세서(220)에 내장된 신호 생성 프로그램은 네트워크로 연결된 운영 서버(120)로부터 수신된 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터에 기초하여 듀티 사이클(duty cycle) 및 전압을 생성할 수 있다.

다음으로, 단계(930)에서 신호 생성부(230)는 상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클 및 전압을 이용하여 오엘이디(OLED)의 구동을 위한 구동 신호를 생성할 수 있다.

다음으로, 단계(940)에서 상기 구동 신호의 출력 종단에 배치되는 전류 검출부(250)를 통해 상기 구동 신호의 소비 전류를 검출할 수 있다.

다음으로, 단계(950)에서 에이징 보정부(240)는 상기 구동 신호의 출력 종단에서 검출된 전류 값을 피드백 받아 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출할 수 있다.

다음으로, 단계(960)에서 상기 에이징 보정부(240)는 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 구동 신호의 생성을 위한 전압 설정을 제어할 수 있다.

한편, 다른 실시예로서 상기 단계(940) 이후에 도 10의 A 과정을 수행할 수 있다. 즉, 도 1, 도 2 및 도 10을 참조하면, 단계(1010)에서 온도 조절부(260)는 상기 OLED의 휘도 레벨이 상기 OLED 전류에 대한 온도에 영향이 있다는 특성을 고려하여, 상기 전류 값을 검출하는 동안에 상기 OLED의 온도를 측정할 수 있다.

다음으로, 단계(1020)에서 상기 온도 조절부(260)는 상기 측정된 온도 값을 상기 검출된 전류 값과 함께 룩업 테이블에 저장할 수 있다.

다음으로, 단계(1030)에서 상기 온도 조절부(260)는 상기 검출된 전류 값에 관한 피드백 신호에 기초하여 상기 측정된 온도 값을 변화시켜 상기 구동 신호의 생성을 위한 전류 값을 조절할 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

110: OLED 에이징 시스템
120: 운영 서버
210: 에이징 챔버
220: 임베디드 프로세서
230: 신호 생성부
240: 에이징 보정부
250: 전류 검출부
260: 온도 조절부
270: 제어부

Claims (14)

1. 다수의 섹터 챔버로 구분되어 에이징(aging) 환경을 제공하는 에이징 챔버(chamber);
   네트워크로 연결된 운영 서버로부터 신호 타이밍과 전원 정보에 관한 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 듀티 사이클(duty cycle) 및 전압을 생성하는 신호 생성 프로그램을 내장하는 임베디드 프로세서(embedded processor);
   상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클 및 전압을 이용하여 오엘이디(OLED)의 구동을 위한 구동 신호를 생성하는 신호 생성부; 및
   상기 구동 신호의 출력 종단에서 검출된 전류 값을 피드백 받아 상기 OLED의 에이징 보정을 위한 보정 값을 산출하고, 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 구동 신호의 생성을 위한 전압 설정을 제어하는 에이징 보정부
   를 포함하고,
   상기 신호 생성부는
   상기 임베디드 프로세서와 연동하여 상기 구동 신호를 생성하기 위한 신호 출력 블록을 포함하고,
   상기 신호 출력 블록은
   상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 듀티 사이클을 기준으로 상기 구동 신호의 생성을 위한 듀티 신호를 발생하는 듀티 제어 코어가 내장되어 있는 FPGA(Field Programmable Gate Array);
   상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압을 기준으로 상기 구동 신호의 진폭을 설정하기 위한 제1 디지털-아날로그 변환기(DAC); 및
   상기 구동 신호의 상태를 피드백 받기 위한 제1 아날로그-디지털 변환기(ADC)
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 FPGA는
   다수의 신호가 같은 진폭을 가지는 경우에 한 묶음으로 다중 신호를 제어할 수 있도록, DAC 제어 회로를 이용하여 상기 듀티 제어 코어를 통해 2 전압 레벨의 듀티 신호 또는 4 전압 레벨의 듀티 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 신호 생성부는
   상기 임베디드 프로세서와 연동하여 상기 구동 신호를 생성하기 위한 전원 출력 블록을 더 포함하고,
   상기 전원 출력 블록은
   상기 신호 생성 프로그램에 의해 생성된 전압을 기준으로 DC 전압을 출력하는 제2 디지털-아날로그 변환기; 및
   상기 DC 전압의 출력 종단에 걸리는 전류를 검출하기 위한 제2 아날로그-디지털 변환기
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 구동 신호의 소비 전류를 검출하기 위해 상기 구동 신호의 출력 종단에 배치되는 전류 검출부
   를 더 포함하고,
   상기 에이징 보정부는
   상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류 값을 피드백 받는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 신호 생성 프로그램은
   편집기의 입력 조작에 의해 상기 듀티 사이클 및 전압을 가변적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 OLED의 온도를 측정하고, 상기 검출된 전류 값에 관한 피드백 신호에 기초하여 상기 측정된 온도 값을 변화시켜 상기 구동 신호의 생성을 위한 전류 값을 조절하는 온도 조절부
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 온도 조절부는
   상기 OLED의 휘도 레벨이 상기 OLED의 전류가 온도에 영향이 있다는 특성을 고려하여, 상기 전류 값을 검출하는 동안에 상기 OLED의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도 값을 상기 검출된 전류 값과 함께 룩업 테이블에 저장하는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 에이징 챔버는
   주변 조명에 의한 상기 OLED의 전류 변화를 방지하기 위한 차광 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 에이징 챔버는
    상기 OLED가 배치되는, 소정 길이의 알루미늄에 균일하게 열을 발생시킬 수 있도록 제작되는 것을 특징으로 하는 OLED 에이징 시스템.
    
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