KR102089315B1 - Organic light emitting display and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 그 유기발광 표시장치는 데이터 라인, 피드백 라인, 게이트 라인, 및 픽셀을 포함하는 표시패널; 입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 상기 피드백 라인을 통해 입력된 픽셀의 전압과 상기 데이터 전압의 차를 증폭하여 상기 데이터 라인으로 출력하는 데이터 구동회로; 및 상기 데이터 구동회로의 출력 전압과 동기되는 게이트 펄스를 발생하여 상기 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동회로를 포함한다. The present invention relates to an organic light emitting display device and a driving method thereof, the organic light emitting display device comprising: a display panel including a data line, a feedback line, a gate line, and a pixel; A data driving circuit that converts data of an input image into a data voltage, and amplifies a difference between a voltage of a pixel input through the feedback line and the data voltage and outputs the data to the data line; And a gate driving circuit that generates a gate pulse synchronized with the output voltage of the data driving circuit and supplies it to the gate line.

Description

유기발광 표시장치와 그 구동 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}Organic light emitting display device and its driving method {ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 유기발광 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an organic light emitting display device and a driving method thereof.

유기발광 표시장치는 스마트 폰과 같은 소형 모바일 기기에 적용되고 있고, 최근에 대면적 공정 기술과 구동 기술의 발달에 힘입어 대형 텔레비젼에도 확대 적용되고 있다. 액티브 유기발광 표시장치는 전류로 구동되는 자발광소자이다. 2. Description of the Related Art Organic light emitting display devices are being applied to small mobile devices such as smart phones, and recently, large-scale televisions have been applied to large-scale TVs thanks to the development of large-area process technology and driving technology. The active organic light emitting display device is a self-emission device driven by a current.

액티브 유기발광 표시장치의 픽셀들은 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함), 구동소자, 스위칭소자, 커패시터 등을 포함한다. 구동소자와 스위칭소자는 MOSFET(metal oxide semiconductor Field Effect Transistor) 구조의 TFT(Thin Film Transistor, 이하 "TFT"라 함)로 형성되고 있다. The pixels of the active organic light emitting display device include an organic light emitting diode (hereinafter, referred to as "OLED"), a driving element, a switching element, and a capacitor. The driving element and the switching element are formed of a TFT (Thin Film Transistor, hereinafter referred to as "TFT") of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) structure.

액티브 유기발광 표시장치는 픽셀들 각각의 OLED에 흐르는 전류를 구동소자의 게이트 전압으로 조정하여 계조를 표현한다. 구동소자의 소스-드레인 전류는 구동소자의 문턱 전압에 영향을 받는다. 구동소자의 문턱 전압은 화면의 물리적 특성이 균일하지 않으면 화면 위치에 따라 달라질 수 있고, 장시간 구동시에 변동될 수 있다. 구동소자의 게이트에 동일 극성의 전압이 장시간 인가되면 게이트 바이어스 스트레스(gate bias stress)로 인하여 구동소자의 문턱전압이 어느 한 방향으로 시프트(shift)된다. OLED에 흐르는 전류는 구동소자의 문턱 전압 변동에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 액티브 유기발광 표시장치를 장기간 사용할 때 화질이 저하되는 현상을 줄이기 위하여 문턱 전압 변동에 대한 보상이 필요하다. 보상 방법은 내부 보상 방법과 외부 보상 방법으로 나뉘어진다. 내부 보상 방법은 픽셀들 각각에 내부 보상회로를 추가하고 그 내부 보상회로를 이용하여 매 프레임마다 구동소자의 문턱전압을 검출하고 그 문턱전압을 데이터 전압에 더하여 구동소자의 게이트에 인가한다. 외부 보상방법은 표시패널의 문턱전압 변동을 감지하기 위한 휘로와 외부 보상회로를 표시패널의 외부 구동회로에 추가한다. 외부 보상방법은 픽셀들 각각에서 구동소자의 문턱전압을 측정하고 그 측정치를 반영하여 입력 영상의 데이터를 변조한다. The active organic light emitting display device expresses gradation by adjusting the current flowing through each OLED of the pixels to the gate voltage of the driving element. The source-drain current of the driving element is affected by the threshold voltage of the driving element. If the physical characteristics of the screen are not uniform, the threshold voltage of the driving element may vary depending on the screen position, and may vary during long driving. When a voltage of the same polarity is applied to the gate of the driving element for a long time, the threshold voltage of the driving element is shifted in one direction due to the gate bias stress. The current flowing through the OLED may vary depending on the threshold voltage variation of the driving element. Therefore, it is necessary to compensate for the threshold voltage fluctuation in order to reduce the phenomenon of deterioration in image quality when using the active organic light emitting display device for a long time. The compensation method is divided into an internal compensation method and an external compensation method. The internal compensation method adds an internal compensation circuit to each of the pixels, and uses the internal compensation circuit to detect the threshold voltage of the driving device every frame and adds the threshold voltage to the data voltage to apply it to the gate of the driving device. The external compensation method adds a path and an external compensation circuit for detecting a change in threshold voltage of the display panel to the external driving circuit of the display panel. The external compensation method modulates the data of the input image by measuring the threshold voltage of the driving element in each pixel and reflecting the measured value.

종래의 보상방법은 구동소자의 이동도 차이, 구동소자의 반도체 채널 크기의 차이, 절연막 두께 등 물리적 특성이 화면 위치마다 다르면 구동소자의 특성 변화를 정확히 보상하기가 어렵다. 종래의 보상 방법은 내부 보상회로나 외부 보상회로를 필요로 한다. 내부 보상 방법은 픽셀들에 내부 보상회로를 추가하기 때문에 픽셀들의 개구율(또는 발광면적)을 떨어뜨려 휘도 저하를 초래한다.
In a conventional compensation method, it is difficult to accurately compensate for changes in characteristics of a driving element when physical characteristics such as a difference in the mobility of the driving element, a difference in the semiconductor channel size of the driving element, and an insulating film thickness are different for each screen position. The conventional compensation method requires an internal compensation circuit or an external compensation circuit. Since the internal compensation method adds an internal compensation circuit to the pixels, the aperture ratio (or luminous area) of the pixels is reduced, resulting in a decrease in luminance.

본 발명은 구동소자의 특성 변화에 영향을 받지 않고 표시 품질을 균일하게 관리할 수 있는 유기발광 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.
The present invention provides an organic light emitting display device capable of uniformly managing display quality without being affected by a change in characteristics of a driving element and a driving method thereof.

본 발명의 유기발광 표시장치는 데이터 라인, 피드백 라인, 게이트 라인, 및 픽셀을 포함하는 표시패널; 입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 상기 피드백 라인을 통해 입력된 픽셀의 전압과 상기 데이터 전압의 차를 증폭하여 상기 데이터 라인으로 출력하는 데이터 구동회로; 및 상기 데이터 구동회로의 출력 전압과 동기되는 게이트 펄스를 발생하여 상기 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동회로를 포함한다. The organic light emitting display device of the present invention includes a display panel including a data line, a feedback line, a gate line, and a pixel; A data driving circuit that converts data of an input image into a data voltage, and amplifies a difference between a voltage of a pixel input through the feedback line and the data voltage and outputs the data to the data line; And a gate driving circuit that generates a gate pulse synchronized with the output voltage of the data driving circuit and supplies it to the gate line.

상기 유기발광 표시장치의 구동 방법은 입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 단계; 표시패널의 픽셀로부터 피드백 입력된 전압과 상기 데이터 전압의 차를 증폭하여 표시패널의 데이터 라인으로 출력하는 단계; 및 상기 데이터 라인에 공급되는 전압과 동기되는 게이트 펄스를 발생하여 상기 표시패널의 게이트 라인에 공급하는 단계를 포함한다.
The driving method of the organic light emitting display device includes converting data of an input image into a data voltage; Amplifying a difference between a voltage input from the pixel of the display panel and the data voltage and outputting the data voltage to a data line of the display panel; And generating a gate pulse synchronized with the voltage supplied to the data line and supplying it to the gate line of the display panel.

본 발명은 픽셀로부터 피드백 입력된 전압과 데이터 전압의 차를 증폭하여 픽셀에 인가하여 구동소자의 특성과 무관하게 픽셀에 원하는 데이터 전압을 공급함으로써 구동소자의 특성 변화에 영향을 받지 않고 표시 품질을 장기간 균일하게 관리할 수 있다.
The present invention provides a desired data voltage to a pixel irrespective of the characteristics of the driving element by amplifying the difference between the voltage and data voltage input from the pixel and applying it to the pixel, thereby increasing the display quality for a long time without being affected by the characteristic change of the driving element. It can be managed uniformly.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 구동회로의 증폭기와 픽셀를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 연산 증폭기의 출력단에 연결된 레벨 시프터를 보여 주는 회로도이다.
도 4는 도 2에 도시된 피드백 라인에 연결된 리셋 스위치를 보여 주는 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 연산 증폭기의 출력단에 연결된 레벨 시프터를 보여 주는 회로도이다.
도 6 내지 도 10은 구동 TFT의 문턱 전압 편차가 존재할 때 본 발명의 효과를 검증하기 위한 시뮬레이션 결과를 보여 주는 도면들이다. 1 is a block diagram showing an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing in detail an amplifier and a pixel of the data driving circuit shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a level shifter connected to the output terminal of the operational amplifier shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a reset switch connected to the feedback line shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a level shifter connected to the output terminal of the operational amplifier shown in FIG. 4.
6 to 10 are diagrams showing simulation results for verifying the effect of the present invention when there is a threshold voltage deviation of the driving TFT.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the specification, the same reference numerals refer to substantially the same components. In the following description, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description is omitted.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 표시패널(10), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 타이밍 콘트롤러(11), 감마기준전압 발생부(22) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a display panel 10, a data driving circuit 12, a gate driving circuit 13, a timing controller 11, and a gamma reference voltage generator ( 22).

표시패널(10)에는 다수의 데이터 라인들(14a)과 다수의 게이트 라인들(15)이 교차된다. 또한, 표시패널(10)에는 데이터 라인들(14a)과 나란한 피드백 라인들(14b)이 형성된다. 픽셀들(P)은 데이터 라인들(14a)과 게이트 라인들(15)의 교차에 의해 정의된 매트릭스 형태로 배치된다. A plurality of data lines 14a and a plurality of gate lines 15 intersect the display panel 10. In addition, feedback lines 14b parallel to the data lines 14a are formed on the display panel 10. The pixels P are arranged in a matrix form defined by the intersection of the data lines 14a and the gate lines 15.

픽셀들(P) 각각은 도 2 내지 도 5와 같이 OLED, 스위치 TFT(Ts), 구동 TFT(Td), 피드백 TFT(Tf), 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. OLED는 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등이 적층된 유기 화합물층들로 구성될 수 있다. 스위치 TFT(Td)는 게이트펄스에 응답하여 데이터 라인(14a)을 통해 입력되는 데이터 전압을 구동 TFT의 게이트에 인가한다. 스위치 TFT(Ts)의 게이트는 게이트 라인(15)에 연결된다. 스위치 TFT(Ts)의 드레인은 데이터 라인(14a)에 연결되고, 스위치 TFT(Ts)의 소스는 구동 TFT(Td)의 게이트에 연결된다. 구동 TFT(Td)는 게이트 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조정한다. 구동 TFT(Td)의 드레인에는 픽셀 구동을 위한 고전위 전원 전압(VDD)이 인가된다. 구동 TFT(Td)의 소스는 OLED의 애노드에 연결된다. 피드백 TFT(Tf)는 OLED의 애노드 전압을 데이터 구동회로(12)에 피드백(feed-back) 입력한다. 피드백 TFT(Tf)의 게이트는 게이트 라인(5)에 연결된다. 피드백 TFT(Tf)의 드레인은 OLED의 애노드에 연결되고, 피드백 TFT(Tf)의 소스는 피드백 라인(14b)에 연결된다. 스토리지 커패시터는 구동 TFT(Td)의 게이트-드레인 간에 연결된다. OLED의 애노드는 구동 TFT(Td)의 소스에 연결되고, OLED의 캐소드는 기저 전압원(GND)에 연결된다. 구동 TFT(Td), 스위치 TFT(Ts), 피드백 TFT(Tf) 등은 n type MOSFET 구조의 TFT(Thin Film Transistor, 이하 "TFT"라 함)로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.Each of the pixels P includes an OLED, a switch TFT (Ts), a driving TFT (Td), a feedback TFT (Tf), and a storage capacitor (Cst) as shown in FIGS. 2 to 5. OLEDs include hole injection layer (HIL), hole transport layer (HTL), emission layer (EML), electron transport layer (ETL) and electron injection layer (ETL) ) May be composed of stacked organic compound layers. The switch TFT Td applies a data voltage input through the data line 14a to the gate of the driving TFT in response to the gate pulse. The gate of the switch TFT (Ts) is connected to the gate line 15. The drain of the switch TFT (Ts) is connected to the data line 14a, and the source of the switch TFT (Ts) is connected to the gate of the driving TFT (Td). The driving TFT (Td) adjusts the current flowing through the OLED according to the gate voltage. A high potential power supply voltage VDD for driving a pixel is applied to the drain of the driving TFT Td. The source of the driving TFT (Td) is connected to the anode of the OLED. The feedback TFT (Tf) inputs the anode voltage of the OLED to the data driving circuit 12 feedback. The gate of the feedback TFT Tf is connected to the gate line 5. The drain of the feedback TFT (Tf) is connected to the anode of the OLED, and the source of the feedback TFT (Tf) is connected to the feedback line (14b). The storage capacitor is connected between the gate and drain of the driving TFT (Td). The anode of the OLED is connected to the source of the driving TFT (Td), and the cathode of the OLED is connected to the ground voltage source (GND). The driving TFT (Td), the switching TFT (Ts), and the feedback TFT (Tf) may be formed of a TFT (Thin Film Transistor, hereinafter referred to as "TFT") of an n type MOSFET structure, but are not limited thereto.

데이터 구동회로(12)는 하나 이상의 소스 드라이브 IC(integrated circuit)를 포함한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력된 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 발생한다. 데이터 구동회로(12)는 도 2 내지 도 5와 같이 피드백 라인(14b)을 통해 픽셀의 OLED 애노드 전압(Voled)을 입력 받는다. 데이터 구동회로(12)는 그 출력 단자에 연결된 증폭기를 통해 데이터 전압(Vdata)과 픽셀의 OLED 애노드 전압(Voled)을 비교하고 그 차 전압을 증폭하여 데이터 라인들(14a)로 출력한다. 결과적으로, 데이터 구동회로(12)는 입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 피드백 라인(14b)을 통해 입력된 픽셀의 전압과 데이터 전압(Vdata)의 차를 증폭하여 데이터 라인(14a)으로 출력한다. The data driving circuit 12 includes one or more source drive integrated circuits (ICs). The data driving circuit 12 converts digital video data of an input image input from the timing controller 11 into an analog gamma compensation voltage to generate a data voltage Vdata. The data driving circuit 12 receives the OLED anode voltage (Voled) of the pixel through the feedback line 14b as shown in FIGS. 2 to 5. The data driving circuit 12 compares the data voltage Vdata and the OLED anode voltage of the pixel through an amplifier connected to the output terminal, amplifies the difference voltage, and outputs the data to the data lines 14a. As a result, the data driving circuit 12 converts the data of the input image to a data voltage, and amplifies the difference between the voltage of the pixel input through the feedback line 14b and the data voltage Vdata to the data line 14a. Output.

게이트 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 데이터 구동회로(12)의 출력 전압에 동기되는 게이트펄스를 게이트 라인(15)에 공급한다. 데이터 구동회로(12)의 출력 전압은 도 2에서 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)이다. 그리고 게이트 구동회로(13)는 게이트펄스를 순차적으로 시프트시켜 데이터가 기입되는 픽셀들을 라인 단위로 순차적으로 선택한다. The gate driving circuit 13 supplies a gate pulse synchronized with the output voltage of the data driving circuit 12 to the gate line 15 under the control of the timing controller 11. The output voltage of the data driving circuit 12 is the output voltage Vout of the operational amplifier OP in FIG. 2. In addition, the gate driving circuit 13 sequentially shifts the gate pulse to sequentially select pixels to which data is written in units of lines.

타이밍 콘트롤러(11)는 외부의 호스트 시스템(host system)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(12)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 타이밍 신호(Vsync, Hsync, CLK, DE)을 바탕으로 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호(DDC, GDC)를 발생한다. 호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 그 데이터와 동기되는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, CLK, DE)을 타이밍 콘트롤러(11)로 전송한다.The timing controller 11 transmits digital video data RGB input from an external host system to the data driving circuit 12. The timing controller 11 is a timing control signal DDC for controlling the operation timing of the data driving circuit 12 and the gate driving circuit 13 based on the timing signals Vsync, Hsync, CLK, DE input from the host system. , GDC). The host system may be implemented as any one of a TV (Television) system, a set top box, a navigation system, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, and a phone system. The host system transmits digital video data of the input image and timing signals (Vsync, Hsync, CLK, DE) synchronized with the data to the timing controller 11.

도 2는 데이터 구동회로(12)의 증폭기와 픽셀(P)을 상세히 보여 주는 회로도이다. 2 is a circuit diagram showing in detail the amplifier and the pixel P of the data driving circuit 12.

도 2를 참조하면, 데이터 구동회로(12)의 증폭기는 연산 증폭기(Operational amplifier, OP)와, 커패시터(Cfb)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the amplifier of the data driving circuit 12 includes an operational amplifier (OP) and a capacitor Cfb.

연산 증폭기(OP)의 비반전 입력단에는 데이터 전압(Vdata)이 인가된다. 연산 증폭기(OP)의 반전 입력단에는 피드백 라인(14b)을 통해 입력된 OLED의 애노드 전압(Voled)이 입력된다. 커패시터(Cfb)는 연산 증폭기(OP)의 반전 입력단과 출력단 사이에 연결된다. 연산 증폭기(OP)는 데이터 전압(Vdata)과 피드백 입력된 OLED의 애노드 전압(Voled)을 비교하여 그 차이를 증폭하여 OLED의 애노드 전압(Voled)이 데이터 전압(Vdata)과 같아지게 한다. The data voltage Vdata is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP. The anode voltage (Voled) of the OLED input through the feedback line 14b is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP. The capacitor Cfb is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP. The operational amplifier OP compares the data voltage Vdata with the anode voltage of the feedback input OLED to amplify the difference so that the anode voltage of the OLED is equal to the data voltage Vdata.

스위치 TFT(Ts)와 피드백 TFT(Tf)는 게이트 라인(15)을 통해 입력되는 게이트 펄스에 응답하여 동시에 턴-온(turn-on)된다. 따라서, 스위치 TFT(Ts)는 게이트 펄스에 응답하여 데이터 라인(14a)을 통해 입력되는 데이터 구동회로(12)의 출력 전압(Vout)을 구동 TFT(Td)의 게이트에 인가한다. 이와 동시에, 피드백 TFT(Tf)는 게이트 펄스에 응답하여 OLED의 애노드 전압(Voled)을 연산 증폭기(OP)의 반전 입력단에 인가한다. 연산 증폭기(OP)는 피드백 입력된 OLED의 애노드 전압(Voled)이 데이터 전압(Vdata) 보다 작으면 그 차를 양의 값으로 증폭하여 데이터 라인(14a)으로 출력한다. 데이터 구동회로(12)의 출력 전압은 스위치 TFT(Ts)를 통해 구동 TFT(Td)이 게이트에 인가되고, 구동 TFT(Td)는 상승한 게이트 전압에 따라 OLED의 애노드 전압(Voled)을 높인다. 이러한 과정이 반복되어 OLED의 애노드 전압(Voled)은 데이터 전압(Vdata)으로 수렴된다. 그 결과, 본 발명의 유기발광 표시장치는 구동 TFT(Td)의 특성 차이에 관계 없이 픽셀들의 OLED에 원하는 데이터 전압을 인가할 수 있다. The switch TFT Ts and the feedback TFT Tf are simultaneously turned on in response to a gate pulse input through the gate line 15. Accordingly, the switch TFT Ts applies the output voltage Vout of the data driving circuit 12 input through the data line 14a in response to the gate pulse to the gate of the driving TFT Td. At the same time, the feedback TFT Tf applies the anode voltage of the OLED to the inverting input terminal of the operational amplifier OP in response to the gate pulse. When the anode voltage (Voled) of the feedback input OLED is smaller than the data voltage (Vdata), the operational amplifier (OP) amplifies the difference to a positive value and outputs it to the data line (14a). As the output voltage of the data driving circuit 12, the driving TFT Td is applied to the gate through the switch TFT Ts, and the driving TFT Td increases the anode voltage of the OLED according to the increased gate voltage. This process is repeated to converge the anode voltage (Voled) of the OLED to the data voltage (Vdata). As a result, the organic light emitting display device of the present invention can apply the desired data voltage to the OLED of the pixels regardless of the difference in characteristics of the driving TFT (Td).

본 발명의 유기발광 표시장치는 OLED의 애노드 전압(Voled)을 데이터 전압으로 수렴시키는 방법으로 픽셀들을 구동하므로 종래 기술의 내부 보상회로나 외부 보상회로 없이 장기간 구동시에도 표시품질을 균일하게 관리할 수 있다. The organic light emitting display device of the present invention drives pixels in a way that converges the anode voltage of the OLED to a data voltage, so that the display quality can be uniformly managed even during long-term driving without an internal compensation circuit or an external compensation circuit of the prior art. have.

연산 증폭기(OP)의 출력단에는 도 3과 같이 레벨 시프터(Level shifter, LS)가 연결될 수 있다. 레벨 시프터(LS)는 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)의 스윙폭을 크게 한다. 레벨 시프터(LS)는 연산 증폭기(OP)의 구동 전압이 제한적이고, 구동 TFT(Td)의 문턱전압 변동이 많아 출력 전압(Vout)의 변동량이 큰 경우에 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)을 효과적으로 보상할 수 있다. 레벨 시프터(LS)는 공지의 어떠한 회로로도 적용 가능하며, 일 예로 디스플레이 구동회로에서 일반적으로 사용되는 레벨 시프터 회로도 적용 가능하다. 레벨 시프터(LS)는 데이터 구동회로(12)에 내장될 수 있다. A level shifter (LS) may be connected to the output terminal of the operational amplifier OP as shown in FIG. 3. The level shifter LS increases the swing width of the output voltage Vout of the operational amplifier OP. In the level shifter LS, when the driving voltage of the operational amplifier OP is limited and the threshold voltage variation of the driving TFT Td is large, so that the variation of the output voltage Vout is large, the output voltage Vout of the operational amplifier OP ) Can be effectively compensated. The level shifter LS can be applied to any known circuit, and for example, a level shifter circuit generally used in a display driving circuit is also applicable. The level shifter LS may be built in the data driving circuit 12.

피드백 라인(14b)에는 도 4와 같이 리셋 스위치(SW)가 연결될 수 있다. 리셋 스위치(SW)는 데이터 구동회로에 내장될 수 있다. 리셋 스위치(SW)는 데이터 전압(Vdata)의 입력 초기에 발생되고 또한, 도 6과 같이 게이트 펄스 이전에 발생되어 피드백 라인(14b)을 소정의 리셋 전압(Vrst)으로 초기화한다. 이렇게 피드백 라인(14b)이 초기화된 이후에, 리셋 스위치(SW)는 피드백 라인(14b)을 연산 증폭기(OP)의 비반전 입력단에 연결하여 OLED의 애노드 전압(Voled)이 연산 증폭기(OP)의 반전 입력단에 입력되도록 한다. 게이트 펄스는 리셋 전압(Vrst) 이후에 발생된다. 리셋 전압(Vrst)은 프리차징 효과를 고려하여 적절히 선택될 수 있으며 일 예로, 도 6과 같이 데이터 전압(Vdata)의 초기 인가시간에 동기하여 대략 2μs 동안 20V로 발생될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 리셋 전압(Vrst)을 별도로 생성하지 않고 데이터 전압(Vdata)으로 리셋 전압(Vrst)을 대체할 수도 있다.A reset switch SW may be connected to the feedback line 14b as shown in FIG. 4. The reset switch SW may be built in the data driving circuit. The reset switch SW is generated at the beginning of the input of the data voltage Vdata, and is generated before the gate pulse as shown in FIG. 6 to initialize the feedback line 14b to a predetermined reset voltage Vrst. After the feedback line 14b is initialized in this way, the reset switch SW connects the feedback line 14b to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP so that the anode voltage of the OLED is the voltage of the operational amplifier OP. It should be input to the inverting input terminal. The gate pulse is generated after the reset voltage Vrst. The reset voltage Vrst may be appropriately selected in consideration of the precharging effect, and for example, as illustrated in FIG. 6, may be generated as 20V for approximately 2 μs in synchronization with the initial application time of the data voltage Vdata, but is not limited thereto. The present invention may replace the reset voltage Vrst with the data voltage Vdata without separately generating the reset voltage Vrst.

리셋 스위치(SW)를 이용하여 피드백 라인(14b)을 소정의 리셋 전압(Vrst)으로 초기화하면 이전 전압으로 인한 피드백 라인(14b)의 전압 변동을 방지할 수 있음은 물론, 프리차징 효과로 인하여 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout) 범위를 줄이거나 OLED의 애노드 전압(Voled)이 원하는 데이터 전압 레벨에 도달하는 시간을 줄일 수 있다. 리셋 스위치(SW)와 레벨 시프터(LS)는 도 5와 같이 연산 증폭기(OP)에 함께 연결될 수 있다.When the feedback line 14b is initialized to a predetermined reset voltage Vrst by using the reset switch SW, voltage fluctuations of the feedback line 14b due to the previous voltage can be prevented, and calculation is possible due to the precharging effect. The output voltage (Vout) range of the amplifier (OP) can be reduced or the time for the anode voltage (Voled) of the OLED to reach a desired data voltage level can be reduced. The reset switch SW and the level shifter LS may be connected together to the operational amplifier OP as shown in FIG. 5.

도 6 내지 도 10은 구동 TFT(Td)의 문턱 전압 편차가 존재할 때 도 4와 같은 회로의 효과를 검증하기 위한 시뮬레이션 결과를 보여 주는 도면들이다.6 to 10 are diagrams showing simulation results for verifying the effect of the circuit as in FIG. 4 when a threshold voltage deviation of the driving TFT (Td) is present.

이 시뮬레이션에서, 데이터 라인(14a) 및 피드백 라인(14b)의 저항과 정전 용량은 2KΩ, 30pF으로 설정되었다. 시뮬레이션에서 적용된 데이터 전압(Vdata), 리셋 전압(Vrst), 및 게이트 펄스 전압(Vgate)은 도 6과 같다. 시뮬레이션에서 적용된 구동 TFT(Td)는 도 7과 같이 문턱 전압(Vth)이 0V 및 5V의 두 가지 TFT를 사용하였다. 도 7에서, 횡축(또는 x축)은 구동 TFT(Td)의 게이트-소스 간 전압이고 종축(또는 y축)은 구동 TFT(Td)의 드레인-소스 간 전류이다.In this simulation, the resistance and capacitance of the data line 14a and the feedback line 14b were set to 2KΩ, 30pF. The data voltage Vdata, reset voltage Vrst, and gate pulse voltage Vgate applied in the simulation are shown in FIG. 6. As the driving TFT Td applied in the simulation, two TFTs having threshold voltages Vth of 0V and 5V are used as shown in FIG. 7. In Fig. 7, the horizontal axis (or x-axis) is the gate-source voltage of the driving TFT (Td) and the vertical axis (or y-axis) is the drain-source current of the driving TFT (Td).

도 8은 데이터 전압(Vdata)이 5V와 0V 사이에서 스윙하고 그 전압이 20μs 주기로 반전될 때 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout) 전압과 OLED의 애노드 전압(Voled)의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이 데이터 전압(Vdata)의 초기 인가시에 연산 증폭기(OP)의 출력을 2μs 동안 0V로 초기화한 후에 구동 TFT(Dt)의 게이트에 인가된다. 구동 TFT(Td)의 게이트에 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)이 인가된 후에 OLED의 애노드 전압(Voled)은 전술한 증폭기 동작으로 인하여 데이터 전압(Vdata)과 같아진다. 본원 발명자는 이 시뮬레이션 결과로, 구동 TFT(Td)의 게이트에 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)이 인가된 시점부터 대략 15μs 정도 지난 후에 애노드 전압(Voled)이 데이터 전압(Vdata)과 같아지는 결과를 확인할 수 있었다.FIG. 8 shows simulation results of the output voltage (Vout) voltage of the operational amplifier OP and the anode voltage (Voled) of the OLED when the data voltage Vdata swings between 5 V and 0 V and the voltage is inverted in a period of 20 μs. As can be seen in FIG. 8, the output of the operational amplifier OP is initialized to 0 V for 2 μs upon initial application of the data voltage Vdata, and then applied to the gate of the driving TFT Dt. After the output voltage Vout of the operational amplifier OP is applied to the gate of the driving TFT Td, the anode voltage of the OLED becomes equal to the data voltage Vdata due to the above-described amplifier operation. As a result of this simulation, the inventor of the present application, after about 15 μs from the time when the output voltage Vout of the operational amplifier OP is applied to the gate of the driving TFT Td, the anode voltage Voled is equal to the data voltage Vdata. I could confirm the result of losing.

도 9는 리셋 전압(Vrst)을 데이터 전압(Vdata)으로 사용하고 구동 TFT(Td)의 문턱전압(Vth)이 0V 일 때 시뮬레이션 결과이다. 데이터 전압(Vdata)으로 피드백 라인(14b)을 초기하면 연산 증폭기(OP)의 동작 초기에 두 입력 단의 전압차가 작아진다. 이 때문에 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)의 스윙폭이 작아지고 OLED의 애노드 전압(Voled)이 데이터 전압(Vdata)에 도달하는 시간이 짧아진다. 9 is a simulation result when the reset voltage Vrst is used as the data voltage Vdata and the threshold voltage Vth of the driving TFT Td is 0V. When the feedback line 14b is initialized with the data voltage Vdata, the voltage difference between the two input stages becomes small at the beginning of the operation of the operational amplifier OP. For this reason, the swing width of the output voltage Vout of the operational amplifier OP is reduced, and the time for the anode voltage of the OLED to reach the data voltage Vdata is shortened.

도 9는 리셋 전압(Vrst)을 데이터 전압(Vdata)으로 사용하고 구동 TFT(Td)의 문턱전압(Vth)이 0V 일 때 시뮬레이션 결과이다. 본원 발명자는 도 9의 시뮬레이션 결과에서 구동 TFT(Td)의 문턱 전압(Vth)이 증가하에도 OLED의 애노드 전압(Voled)이 빠른 시간 내에 데이터 전압과 같아지는 것을 확인하였다. 또한, 본원 발명자는 구동 TFT의 게이트 전압 즉, 연산 증폭기(OP)의 출력 전압(Vout)은 구동 TFT(Td)의 문턱전압(Vth)이 커진 만큼 더 높아지는 것을 확인하였다. 9 is a simulation result when the reset voltage Vrst is used as the data voltage Vdata and the threshold voltage Vth of the driving TFT Td is 0V. The inventors of the present invention confirmed that the anode voltage (Voled) of the OLED is equal to the data voltage within a short time even when the threshold voltage (Vth) of the driving TFT (Td) increases in the simulation result of FIG. 9. In addition, the inventor of the present application confirmed that the gate voltage of the driving TFT, that is, the output voltage Vout of the operational amplifier OP becomes higher as the threshold voltage Vth of the driving TFT Td increases.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Through the above description, those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications are possible without departing from the technical idea of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the scope of the claims.

10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로
14a : 데이터 라인 14b : 피드백 라인
15 : 게이트 라인 OP : 연산 증폭기
Cft : 연산 증폭기에 연결된 커패시터 LS : 레벨 시프터
SW : 리셋 스위치10: display panel 11: timing controller
12: data driving circuit 13: gate driving circuit
14a: data line 14b: feedback line
15: gate line OP: operational amplifier
Cft: capacitor connected to the operational amplifier LS: level shifter
SW: reset switch

Claims (8)

데이터 라인, 피드백 라인, 게이트 라인, 및 픽셀을 포함하는 표시패널;
입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 상기 피드백 라인을 통해 입력된 픽셀의 전압과 상기 데이터 전압의 차를 증폭하여 상기 데이터 라인으로 출력하는 데이터 구동회로; 및
상기 데이터 구동회로의 출력 전압과 동기되는 게이트 펄스를 발생하여 상기 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동회로를 포함하고,
상기 픽셀은, 유기발광다이오드(OLED), 상기 게이트 펄스에 응답하여 턴-온되는 스위치 TFT, 상기 스위치 TFT가 턴-온될 때 자신의 게이트에 인가되는 상기 데이터 구동회로의 출력 전압에 따라 상기 유기발광다이오드의 전류를 조절하는 구동 TFT; 및 상기 게이트 펄스에 응답하여 상기 스위치 TFT와 동시에 턴-온되어 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압을 상기 피드백 라인을 통해 상기 데이터 구동회로에 공급하는 피드백 TFT를 포함하고,
상기 데이터 구동회로는, 상기 데이터 전압을 비반전 단으로 입력받고 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압을 반전 입력단으로 입력받아 상기 데이터 전압과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압의 차를 증폭하여 상기 데이터 라인에 공급하는 증폭기를 포함하고,
상기 증폭기의 출력단에 연결되어 상기 증폭기의 출력 전압의 스윙폭을 증가시켜 상기 증폭기의 출력 전압을 보상하는 레벨시프터; 및
상기 피드백 라인에 연결되어 상기 피드백 라인을 상기 데이터 전압으로 초기화하는 리셋 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.A display panel including a data line, a feedback line, a gate line, and a pixel;
A data driving circuit that converts data of an input image into a data voltage and amplifies a difference between a voltage of a pixel input through the feedback line and the data voltage and outputs the data to the data line; And
And a gate driving circuit that generates a gate pulse synchronized with the output voltage of the data driving circuit and supplies it to the gate line,
The pixel is an organic light emitting diode (OLED), a switch TFT that is turned on in response to the gate pulse, and the organic light emission according to an output voltage of the data driving circuit applied to its gate when the switch TFT is turned on. A driving TFT that regulates the current of the diode; And a feedback TFT which is turned on simultaneously with the switch TFT in response to the gate pulse and supplies the anode voltage of the organic light emitting diode to the data driving circuit through the feedback line,
The data driving circuit receives the data voltage as a non-inverting terminal, receives the anode voltage of the organic light emitting diode as an inverting input terminal, amplifies the difference between the data voltage and the anode voltage of the organic light emitting diode, and supplies it to the data line. Including an amplifier,
A level shifter connected to the output terminal of the amplifier to compensate for the output voltage of the amplifier by increasing a swing width of the output voltage of the amplifier; And
And a reset switch connected to the feedback line to initialize the feedback line to the data voltage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 리셋 스위치가 상기 피드백 라인을 상기 데이터 전압으로 초기화한 후에 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압을 상기 데이터 구동회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.According to claim 1,
And after the reset switch initializes the feedback line to the data voltage, supplies the anode voltage of the organic light emitting diode to the data driving circuit. 삭제delete 입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 단계;
표시패널의 픽셀로부터 전압을 입력받는 피드백 라인을 상기 데이터 전압으로 초기화하는 단계;
상기 표시패널의 픽셀로부터 상기 피드백 라인으로 피드백 입력된 전압과 상기 데이터 전압의 차를 증폭하여 상기 표시패널의 데이터 라인으로 출력하는 단계; 및
상기 데이터 라인에 공급되는 전압과 동기되는 게이트 펄스를 발생하여 상기 표시패널의 게이트 라인에 공급하는 단계를 포함하고,
상기 표시패널의 픽셀로부터 피드백 입력된 전압과 상기 데이터 전압의 차를 증폭하여 표시패널의 데이터 라인으로 출력하는 단계는,
상기 데이터 전압에 따라 상기 픽셀의 유기발광다이오드에 전류를 공급하는 단계;
상기 유기발광다이오드의 애노드 전압을 피드백하는 단계; 및
상기 데이터 전압과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압의 차를 증폭하여 레벨 시프터를 통해 상기 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 구동 방법.
Converting data of the input image into a data voltage;
Initializing a feedback line receiving a voltage from a pixel of the display panel to the data voltage;
Amplifying a difference between a voltage input from the pixel of the display panel to the feedback line and the data voltage and outputting the difference to the data line of the display panel; And
And generating a gate pulse synchronized with the voltage supplied to the data line and supplying it to the gate line of the display panel,
The step of amplifying the difference between the feedback input voltage from the pixel of the display panel and the data voltage and outputting it to the data line of the display panel,
Supplying a current to the organic light emitting diode of the pixel according to the data voltage;
Feeding back the anode voltage of the organic light emitting diode; And
And amplifying a difference between the data voltage and the anode voltage of the organic light-emitting diode and supplying the data line to the data line through a level shifter.
게이트 펄스를 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동회로;
입력 영상의 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 픽셀로 출력하는 데이터 구동회로; 및
유기발광다이오드(OLED), 상기 게이트 펄스에 응답하여 턴-온되는 스위치 TFT, 상기 스위치 TFT가 턴-온될 때 자신의 게이트에 인가되는 상기 데이터 구동회로의 출력 전압에 따라 상기 유기발광다이오드의 전류를 조절하는 구동 TFT를 포함하는 픽셀을 포함하고,
상기 픽셀은 상기 게이트 펄스에 응답하여 상기 스위치 TFT와 동시에 턴-온되어 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압을 피드백 라인을 통해 상기 데이터 구동회로에 공급하는 피드백 TFT를 포함하고,
상기 데이터 구동회로는 상기 데이터 전압을 비반전 단으로 입력받고 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압을 반전 입력단으로 입력받아 상기 데이터 전압과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전압의 차를 증폭하여 데이터 라인에 공급하는 증폭기를 포함하고,
상기 증폭기의 출력단에 연결되어 상기 증폭기의 출력 전압의 스윙폭을 증가시켜 상기 증폭기의 출력 전압을 보상하는 레벨시프터; 및
상기 피드백 라인에 연결되어 상기 피드백 라인을 상기 데이터 전압으로 초기화하는 리셋 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.A gate driving circuit that supplies a gate pulse to the gate line;
A data driving circuit that converts the data of the input image into a data voltage and outputs it as a pixel; And
An organic light emitting diode (OLED), a switch TFT turned on in response to the gate pulse, and a current of the organic light emitting diode according to the output voltage of the data driving circuit applied to its gate when the switch TFT is turned on And a pixel including a driving TFT to adjust,
The pixel includes a feedback TFT that is turned on simultaneously with the switch TFT in response to the gate pulse to supply the anode voltage of the organic light emitting diode to the data driving circuit through a feedback line,
The data driving circuit receives the data voltage as a non-inverting stage, receives the anode voltage of the organic light emitting diode as an inverting input stage, amplifies the difference between the data voltage and the anode voltage of the organic light emitting diode, and supplies an amplifier to the data line. Including,
A level shifter connected to the output terminal of the amplifier to compensate for the output voltage of the amplifier by increasing a swing width of the output voltage of the amplifier; And
And a reset switch connected to the feedback line to initialize the feedback line to the data voltage.
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