KR102259613B1

KR102259613B1 - 유기전계발광 표시장치의 구동 방법

Info

Publication number: KR102259613B1
Application number: KR1020140195822A
Authority: KR
Inventors: 김정현; 김태궁
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2021-06-02
Also published as: KR20160083591A

Abstract

실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 센싱 방법은 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 수행하는 단계와, 온도 변화에 따른 TFT 및 OLED의 센싱 데이터의 변화를 추출하는 단계와, 온도에 따른 TFT 센싱 데이터 변화와 OLED 센싱 데이터 변화의 관계를 추출하는 단계와, 패널을 일정 시간 구동 후 TFT 및 OLED 센싱을 수행하는 단계와, TFT 센싱 데이터 및 LUT를 통해 OLED 센싱 데이터에서의 온도 텀을 추출하는 단계와, OLED 센싱 데이터에서 상기 온도 텀을 제거하는 단계와, OLED 열화에 대한 센싱 데이터를 보상 데이터에 반영하는 단계를 포함할 수 있다.
온도 영향을 제거하여 유리전계발광 표시장치의 센싱을 수행함으로써, 유기전계 발광다이오드의 열화 팩터만을 추출하여 센싱의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

유기전계발광 표시장치의 구동 방법{DRIVING METHOD OF ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DISPLAY APPARATUS}

실시예는 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 유기발광 다이오드 특성 검출을 통한 보상 시 외부 영향에 의해 과보상되는 것을 방지하기 위한 유기전계 발광표시장치의 보상 구동 방법에 관한 것이다.

최근에는 정보 통신 발달과 함께 표시장치가 급격하게 발전해오고 있다. 특히, 표시장치 중 유기 전계발광 표시장치는 자발광 소자로써, 별도의 백라이트 유닛을 구비하지 않아도 되므로, 다른 표시장치에 비해 얇게 형성하며 낮은 소비전력을 가질 수 있다.

유기전계발광 표시장치는 구동 트랜지스터(이하 '구동 TFT'라 칭함)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 제어하여 구동 TFT의 드레인에서 소스로 흐르는 전류를 제어한다. 구동 TFT의 드레인에서 소스로 흐르는 전류는 유기발광다이오드로 흐르면서 발광을 하게 되고, 전류의 양을 조절하여 발광 정도를 조절하게 된다.

유기전계발광 표시장치의 패널은 장시간 구동 시 구동 스트레스에 의해 TFT 및 OLED의 특성이 변하게 되고, 이를 보상하기 위해 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 진행하게 된다. 센싱된 데이터를 통해 각각의 픽셀 회로의 TFT 및 OLED의 변화된 특성을 보상하기 위한 보상 데이터를 생성한다. 즉, 보상 데이터는 센싱 데이터에 따라 결정되므로 센싱의 정합성이 보상 성능에 크게 영향을 미치게 된다.

하지만, OLED 패널의 OLED 열화 보상을 위해 OLED 센싱을 진행할 시, 외부 구동 환경 온도 및 OLED 열화에 따라 발생한 온도 변화에 의해 센싱 데이터에 영향을 미치는 경우, 센싱 오차가 발생되며, 이로부터 센싱 데이터에 대한 신뢰도가 떨어지게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 센싱 데이터의 신뢰도를 향상시키기 위한 유기전계발광 표시장치의 구동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구동 방법은 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 수행하는 단계와, 온도 변화에 따른 TFT 및 OLED의 센싱 데이터의 변화를 추출하는 단계와, 온도에 따른 TFT 센싱 데이터 변화와 OLED 센싱 데이터 변화의 관계를 추출하는 단계와, 패널을 일정 시간 구동 후 TFT 및 OLED 센싱을 수행하는 단계와, TFT 센싱 데이터 및 LUT를 통해 OLED 센싱 데이터에서의 온도 텀을 추출하는 단계와, OLED 센싱 데이터에서 상기 온도 텀을 제거하는 단계와, OLED 열화에 대한 센싱 데이터를 보상 데이터에 반영하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예는 온도 영향을 제거하여 유리전계발광 표시장치의 센싱을 수행함으로써, 유기전계 발광다이오드의 열화 팩터만을 추출하여 센싱의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시예는 온도에 의한 영향을 제거하여 열화 팩터를 추출함으로써, 과보상에 의해 잔상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 화소 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 센싱하기 위한 파형도이다.
도 4 및 도 5는 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구동 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 온도에 따른 센싱 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 7은 온도에 따른 센싱 데이터의 산포 변화량을 나타낸 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 나타낸 블럭도이고, 도 2는 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 화소 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 센싱하기 위한 파형도이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 표시패널(116), 게이트 구동회로(118), 데이터 구동회로(120) 및 타이밍 컨트롤러(124)를 구비할 수 있다.

표시패널(116)은 서로 일대일로 대응되어 m개의 쌍을 이루는 m개의 데이터라인들(D1 내지 Dm), k 개의 센싱 라인(S1 내지 Sk)과, n개의 게이트라인들(G1 내지 Gn) 및 j개의 센싱 제어 라인(SC1 내지 SCj)의 교차 영역에 형성된 m×n개의 화소들(122)을 구비할 수 있다. 이러한 표시패널(116)에는 각각의 화소들(122)에 제1 구동 전원(Vdd)을 공급하는 신호배선들, 제2 구동 전원(Vss)을 공급하는 신호배선들이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 구동 전원(Vdd) 및 제2 구동 전원(Vss)은 각각 고전위 구동전압원(VDD) 및 저전위 구동전압원(VSS)로부터 발생될 수 있다.

게이트 구동회로(118)는 타이밍 컨트롤러(124)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스(SP)를 발생하여 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 구동회로(118)는 타이밍 컨트롤러(124)로부터의 제어되어 센싱 제어 신호(SCS)를 출력할 수 있고, 상기 센싱 제어 신호(SCS)에 의하여 각 화소 내의 센싱 스위치가 제어될 수 있다.

상기 게이트 구동회로(118)가 스캔펄스(SP)와 센싱 제어 신호(SCS)를 모두 출력하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 타이밍 컨트롤러(124)에 의하여 제어되어 센싱 제어 신호(SCS)를 출력할 수 있는 별로의 센싱 스위치 제어 드라이버를 구비할 수도 있다.

데이터 구동회로(120)는 타이밍 컨트롤러(124)로부터 데이터 제어신호(DDC)에 의하여 제어될 수 있고, 데이터 라인(D1 내지 Dm)으로 데이터 전압과 센싱 라인(S1 내지 Sk)으로 센싱 전압을 출력할 수 있다.

각 데이터 라인(D1 내지 Dm)은 각 화소(122)에 각각 연결되어 화소(122) 각각에 데이터 전압을 인가할 수 있다. 각 센싱 라인(S1 내지 Sk)은 화소(122)에 연결되어 센싱 전압을 공급할 수 있고, 센싱 라인(S1 내지 Sk) 상의 센싱 전압을 측정할 수 있다. 구체적으로 하나의 센싱 라인(S1 내지 Sk)을 이용하여 초기화 전압을 공급함으로써 초기화 전압으로 충전과 플로팅(floating)을 이용한 센싱 전압을 검출을 할 수 있다.

데이터 구동회로(120)가 데이터 전압과 센싱 전압을 출력 또는 검출할 수 있는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 센싱 전압을 출력하거나 검출할 수 있는 별도의 드라이버를 구비할 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 화소는 다수의 서브 화소를 포함할 수 있다.

화소(122)는 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue), 화이트(White) 중 어느 하나의 화소를 지칭할 수 있으며, 이를 별도로 서브 화소라고 지칭할 수 있다.

서브 화소(122)는 스캔 스위치(SC TFT), 구동 스위치(DR TFT), 센싱 스위치(SE TFT) 그리고 유기발광다이오드(OLED)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 스캔 스위치(SC TFT)는 상기 게이트 라인(Gn)라인 상의 스캔 펄스(SP)에 의해 제어되고 데이터 라인(Dm) 상의 데이터를 서브 화소(122)에 공급하기 위한 트랜지스터로써 데이터 라인(Dm)과 제1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다.

구동 스위치(DR TFT)는 자신의 게이트-소스인 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이의 전압에 의해 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 조절하는 트랜지스터로써, 게이트 단자가 제1 노드(N1)에 연결되고, 소스 단자가 제2 노드(N2)에 연결되고, 드레인 단자가 제1 구동 전원(Vdd)에 연결될 수 있다.

센싱 스위치(SE TFT)는 제2 노드(N2)을 초기화 및 센싱 라인(Sk)을 통해 구동 스위치(DR TFT)의 문턱 전압을 검출할 수 있도록 제어하는 트랜지스터로써, 센싱 제어 라인(SCj) 상의 센싱 제어 신호(SCS)에 의해 제어될 수 있다.

센싱 스위치(SE TFT)에는 샘플링 신호 스위치(미도시) 및 컨버터(미도시)가 연결되고, 센싱 스위치(SE TFT)와 샘플링 신호 스위치(미도시) 사이의 단자로부터 초기화제어신호 스위치(미도시)가 연결될 수 있다.

상기 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 단자는 제2 노드(N2)에 연결되고, 캐소드 단자는 제2 구동 전원(Vss)에 연결될 수 있다.

상기 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이, 즉 구동 스위치(DR TFT)의 게이트 및 소스 단자 사이에 연결될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 센싱 방법을 살펴보면, 제1 구간(T1)에는 스캔 스위치(SC TFT)와 센싱 스위치(SE TFT)가 온되어 구동 스위치(DR TFT)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 위치한 스토리지 캐패시터(Cst)의 전압을 초기화시킬 수 있다.

제2 구간(T2)에는 센싱 스위치(SE TFT)를 오프하여 구동 스위치(DR TFT)의 소스단의 전압이 게이트 단 전압에 따라가도록 할 수 있다. 여기서, 데이터 전압(DATA[M])은 OLED가 도통될 크기의 높은 전압이 인가되는데, OLED가 도통되어 전류가 흐름에 따라 스토리지 커패시터(Cst)에서의 전압은 OLED의 전압에 영향을 받을 수 있다. 즉, OLED의 열화 정도에 따라 OLED에 흐르는 전압은 픽셀 별로 다를 수 있다.

제3 구간(T3)에는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압을 통해 구동 스위치(DR TFT)에는 정전류 i가 흐르게 되고, 일정 시간 동안 전류를 흘러 소스 단자의 전압을 상승시킬 수 있다. 이로부터 TFT의 센싱을 수행할 수 있다.

제4 구간(T4)에는 샘플링 신호 스위치를 턴온시켜, 샘플링 신호에 의해 OLED의 센싱을 수행할 수 있게 된다.

이하에서는 외부 온도 및 OLED의 열화 정도를 측정하기 위한 유기발광 표시장치의 센싱 방법에 대해 설명한다.

도 4는 및 도 5는 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구동 과정을 나타낸 순서도이다. 도 6은 온도에 따른 센싱 데이터를 나타낸 그래프이고, 도 7은 온도에 따른 센싱 데이터의 산포 변화량을 나타낸 그래프이다. 여기서, 도 4는 온도변화에 따른 TFT 및 OLED 센싱 데이터 변화의 관계를 구하기 위한 순서도이고, 도 5는 OLED 열화 정도에 따른 센싱 데이터를 추출하기 위한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 초기 보상을 완료하는 단계(S110)를 수행할 수 있다. 초기 보상은 도 3의 과정을 거쳐 보상할 수 있다.

초기 보상을 완료하면 OLED 센싱과 TFT 센싱을 진행하여 레퍼런스 데이터를 생성할 수 있다(S120, S130). 이어서, 보상 상태에서 온도만 쉬프트 시킨 후 OLED 센싱과 TFT 센싱을 수행할 수 있다(S140, S150, S160).

도 6에 도시된 바와 같이, 온도를 쉬프트 시킨 상태에의 센싱값을 살펴보게 되면 온도를 10도 쉬프트 시키게 되면 OLED 센싱 전압은 레퍼런스 전압을 기준으로 약 0.45V 정도가 쉬프트됨을 알 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 온도를 쉬프트시킴에 따라 데이터의 산포가 달라지게 됨을 알 수 있다. 이로부터 외부 환경에 의한 온도가 달라지게 되면 열화 보상 시 오차가 발생하여 과보상 되거나, 열화 정도가 드러나지 않아 보상 결과에 큰 차이가 발생될 수 있다.

도 4로 돌아가서, 온도를 쉬프트 시킨 상태에서 OLED 센싱 및 TFT 센싱을 수행하게 되면, 온도에 따른 TFT 센싱 데이터 및 OLED 센싱 데이터를 추출할 수 있다. 예컨대, 온도를 쉬프트 시킨 상태에서의 OLED 센싱값 및 TFT 센싱값에서 온도를 쉬프트 시키기 전의 OLED 센싱값 및 TFT 센싱값을 빼면 온도에 따른 OLED 센싱값 및 TFT 센싱값의 데이터 변화값을 추출할 수 있게 된다.

온도에 따른 데이터 변화의 관계값은 룩업 테이블(Look-Up-Table; LUT)을 생성한 후 LUT에 저장될 수 있다(S170). LUT에 저장된 데이터는 별도의 메모리에 저장될 수 있다(S170).

도 5에 도시된 바와 같이, 온도에 따른 데이터 관계값이 결정되면, 패널을 일정 시간 구동하는 단계를 수행할 수 있다(S210). 패널을 일정 시간 구동하게 되면 OLED에 열화가 발생될 수 있다.

패널을 일정 시간 구동 한 후, OLED 센싱 및 TFT 센싱을 수행하는 단계를 수행할 수 있다(S220, S230). 이때, TFT 센싱 데이터는 온도에 의한 영향이, OLED 센싱 데이터는 온도와 열화에 의한 영향이 반영될 수 있다. 따라서, 초기 상태에서 온도에 대한 데이터값이 저장된 LUT에 의해 온도 텀을 추출하는 단계를 수행할 수 있다(S240). 즉, 온도 데이터는 LUT에서 대응되는 센싱 데이터일 수 있다.

이어서, OLED 센싱 데이터에 온도 텀을 제거함으로써, OLED 열화에 따른 보상 데이터를 추출할 수 있다(S250, S260). OLED 열화에 따른 OLED 센싱 데이터는 패널을 구동한 후에 OLED를 센싱한 센싱 데이터에서 온도 데이터를 제거한 데이터일 수 있다.

OLED 열화에 따른 보상 데이터는 저장될 수 있다(S270). OLED 열화에 따른 데이터값은 별도의 메모리에 저장될 수 있다. 이로 인해 OLED 열화에 따른 OLED 센싱 데이터를 추출하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서, OLED 센싱은 전체 라인을 반복하여 전체 패널에 대한 OLED 열화에 대한 보상 데이터를 추출할 수 있다.

OLED 열화에 의한 센싱 데이터가 추출되면, 최종적으로 보상 데이터에 반영하여 유기전계발광 표시장치의 보상 구동을 수행할 수 있게 된다.

실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 OLED의 열화 센싱을 통해 OLED 패널의 장시간 구동에 의한 잔상 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시예는 온도 영향을 제거하여 유기전계발광 표시장치의 센싱을 수행함으로써, 유기전계발광 다이오드의 열화 팩터만을 추출하여 센싱 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

116: 표시패널 118: 게이트 구동회로
120: 데이터 구동회로 122: 화소
124: 타이밍 컨트롤러 Dm: 데이터 라인

Claims

TFT 센싱 및 OLED 센싱을 수행하는 단계;
온도 변화에 따른 TFT 센싱 데이터 및 OLED의 센싱 데이터의 변화를 추출하는 단계;
패널을 일정 시간 구동한 후 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 수행하는 단계;
OLED 열화에 따른 OLED 센싱 데이터를 추출하는 단계; 및
OLED 열화에 대한 센싱 데이터를 보상 데이터에 반영하는 단계;를 포함하고,
상기 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 수행하는 단계는, 초기 보상을 완료하고 상기 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 진행하여 레퍼런스 데이터를 생성하는 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 온도 변화에 따른 TFT 센싱 데이터 및 OLED의 센싱 데이터의 변화를 추출하는 단계 이전에 온도를 쉬프트하여 TFT 센싱 및 OLED 센싱을 수행하는 단계를 더 포함하는 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 온도 변화에 따른 TFT 센싱 데이터 및 OLED의 센싱 데이터는 온도를 쉬프트한 TFT 및 OLED 센싱값에서 온도를 쉬프트하기 전의 TFT 및 OLED 센싱값을 뺀 데이터인 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 온도 변화에 따른 TFT 센싱 데이터 및 OLED의 센싱 데이터는 룩업테이블로 형성하여 메모리에 저장되는 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 OLED 열화에 따른 OLED 센싱 데이터는 패널을 구동한 후에 OLED를 센싱한 센싱 데이터에서 온도 텀을 제거한 데이터인 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 온도 텀은 룩업테이블에서 대응되는 센싱 데이터인 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 패널을 일정 시간 구동한 후 OLED 센싱을 수행하는 단계는 전체 라인을 순차적으로 반복하는 유기전계발광 표시장치의 구동 방법.