KR102296403B1 - Electroluminescence display and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전계 발광 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 다수의 픽셀들이 배치된 표시패널, 블랙 옵셋 전압과 계조 표현 전압이 더해진 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부, 및 상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 신호를 게이트 라인들에 공급하는 상기 게이트 구동부를 구비한다. 블랙 계조의 휘도 상승 없는 전압 마진 내에서 상기 블랙 옵셋 전압이 상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 변한다. The present invention relates to an electroluminescent display device and a driving method thereof, wherein data lines and gate lines intersect and a display panel in which a plurality of pixels are disposed, and a data voltage obtained by adding a black offset voltage and a gradation expression voltage to the data lines and a data driver supplying the data, and the gate driver supplying a scan signal synchronized with the data voltage to the gate lines. The black offset voltage changes as the driving time of the pixels elapses within the voltage margin of the black gray level without increasing the luminance.
Description
본 발명은 픽셀들을 구동하는 구동 소자를 구비하는 전계 발광 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electroluminescent display having a driving element for driving pixels.
전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 대별된다. 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 유기 발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. The electroluminescent display is roughly classified into an inorganic light emitting display and an organic light emitting display according to the material of the light emitting layer. An active matrix type organic light emitting diode display includes an organic light emitting diode (hereinafter referred to as "OLED") that emits light by itself, and has a fast response speed and high luminous efficiency, luminance, and viewing angle. There are advantages.
유기 발광 표시장치의 픽셀들은 OLED와, 게이트-소스간 전압에 따라 OLED에 전류를 공급하여 OLED를 구동하는 구동소자를 포함한다. 유기 발광 표시장치의 OLED는 애노드 및 캐소드와, 이 전극들 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 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)으로 이루어진다. OLED에 전류가 흐를 때 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자가 형성되고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다. Pixels of the organic light emitting diode display include an OLED and a driving element that drives the OLED by supplying a current to the OLED according to a gate-source voltage. An OLED of an organic light emitting display device includes an anode and a cathode, and an organic compound layer formed between the electrodes. The organic compound layer includes a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL) and an electron injection layer (Electron Injection layer, EIL). When a current flows through the OLED, holes passing through the hole transport layer (HTL) and electrons passing through the electron transport layer (ETL) move to the light emitting layer (EML) to form excitons, and as a result, the light emitting layer (EML) generates visible light. .
구동 소자는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 구조의 TFT로 구현될 수 있다. 구동 소자는 모든 픽셀들 간에 그 전기적 특성이 균일하여야 하지만 공정 편차와 소자 특성 편차로 인하여 픽셀들 간에 차이가 있을 수 있고 디스플레이 구동 시간의 경과에 따라 변할 수 있다. 이러한 구동 소자의 전기적 특성 편차를 보상하기 위해, 전계 발광 표시장치에 내부 보상 방법과 외부 보상 방법이 적용될 수 있다. 내부 보상 방법은 구동 소자의 전기적 특성에 따라 변하는 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)을 샘플링하고 그 게이트-소스간 전압 만큼 데이터 전압을 보상한다. 외부 보상 방법은 구동 소자의 전기적 특성에 따라 변하는 픽셀의 전압을 센싱하고, 센싱된 전압을 바탕으로 외부 회로에서 입력 영상의 데이터를 변조함으로써 픽셀들 간 구동 소자의 전기적 특성 편차를 보상한다.The driving device may be implemented as a TFT having a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) structure. Although the driving device should have uniform electrical characteristics among all pixels, there may be differences between pixels due to process variations and device characteristics variations and may change with the lapse of display driving time. In order to compensate for the deviation in the electrical characteristics of the driving element, an internal compensation method and an external compensation method may be applied to the electroluminescent display device. The internal compensation method samples the gate-source voltage (Vgs) of the driving device, which varies according to the electrical characteristics of the driving device, and compensates the data voltage by the gate-source voltage. The external compensation method compensates for variations in electrical characteristics of the driving device between pixels by sensing a voltage of a pixel that changes according to the electrical characteristics of the driving device, and modulating input image data in an external circuit based on the sensed voltage.
디스플레이 구동 시간이 증가할수록 구동 소자의 게이트 바이어스 스트레스(gate bias stress)가 누적되어 구동 소자의 문턱 전압이 부극성 전압으로 시프트(shift)될 수 있다. 이러한 구동 소자의 문턱 전압 시프트는 잔상과 같은 화질 열화를 초래할 수 있다.As the display driving time increases, gate bias stress of the driving device may be accumulated, so that the threshold voltage of the driving device may be shifted to a negative voltage. The threshold voltage shift of the driving element may cause image quality deterioration such as an afterimage.
본 발명은 구동 소자의 문턱 전압이 부극성으로 시프트되는 현상을 억제할 수 있는 전계 발광 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.The present invention provides an electroluminescent display device capable of suppressing a shift in the threshold voltage of a driving element to negative polarity, and a driving method thereof.
본 발명의 전계 발광 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 다수의 픽셀들이 배치된 표시패널, 블랙 옵셋 전압과 계조 표현 전압이 더해진 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부, 및 상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 신호를 게이트 라인들에 공급하는 상기 게이트 구동부를 구비한다. 블랙 계조의 휘도 상승 없는 전압 마진 내에서 상기 블랙 옵셋 전압이 상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 변한다. The electroluminescent display device of the present invention includes a display panel in which data lines and gate lines are crossed and a plurality of pixels are disposed, a data driver supplying a data voltage obtained by adding a black offset voltage and a grayscale expression voltage to the data lines; and the gate driver supplying a scan signal synchronized with a data voltage to the gate lines. The black offset voltage changes as the driving time of the pixels elapses within the voltage margin of the black gray level without increasing the luminance.
상기 픽셀들 각각은 다수의 서브 픽셀들을 포함한다. 상기 서브 픽셀들 각각은 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한다. Each of the pixels includes a plurality of sub-pixels. Each of the sub-pixels includes a driving device for driving the light emitting device.
상기 전계 발광 표시장치는 상기 서브 픽셀들 각각에서 상기 구동 소자에 연결된 센싱 라인, 상기 센싱 라인과 연결되어 상기 서브 픽셀들 각각에서 상기 구동 소자의 문턱 전압을 디지털 데이터로 변환하여 상기 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하는 아날로그-디지털 변환기, 및 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 수신된 디지털 데이터를 바탕으로 상기 구동 소자의 문턱 전압을 지시하는 소정의 불량 관리 지표를 산출하고, 상기 불량 관리 지표가 소정의 보상 범위를 넘을 때 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 보상부를 더 구비한다. The electroluminescent display device includes a sensing line connected to the driving element in each of the sub-pixels, and a threshold voltage of the driving element by converting the threshold voltage of the driving element into digital data in each of the sub-pixels by being connected to the sensing line. A predetermined failure management index indicating a threshold voltage of the driving element is calculated based on an analog-to-digital converter sensing A compensator for varying the black offset voltage when exceeding the voltage is further provided.
상기 불량 관리 지표는 파워 오프 시퀀스 내에서 산출된다. The failure management indicator is calculated within a power-off sequence.
상기 전계 발광 표시장치는 상기 픽셀들의 구동 시간을 카운트하고 상기 구동 시간이 소정의 경과 시점에 도달할 때 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 보상부를 더 구비한다. The electroluminescent display further includes a compensator for counting the driving times of the pixels and varying the black offset voltage when the driving times reach a predetermined elapsed time.
상기 전계 발광 표시장치의 구동 방법은 블랙 옵셋 전압과 계조 표현 전압이 더해진 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계, 상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 신호를 게이트 라인들에 공급하는 단계, 및 상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 단계를 포함한다. 블랙 계조의 휘도 상승 없는 전압 마진 내에서 상기 블랙 옵셋 전압이 상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 변한다.The driving method of the electroluminescent display includes: supplying a data voltage obtained by adding a black offset voltage and a grayscale expression voltage to the data lines; supplying a scan signal synchronized with the data voltage to gate lines; and varying the black offset voltage as the driving time of the devices elapses. The black offset voltage changes as the driving time of the pixels elapses within the voltage margin of the black gray level without increasing the luminance.
본 발명은 구동 소자의 문턱 전압이 부극성으로 과도하게 시프트될 때 블랙 계조의 휘도 상승이 없는 데이터 전압의 마진 내에서 블랙 옵셋 전압(HCT)을 가변하여 구동 소자의 게이트-소스간 전압(Vgs)를 줄임으로써 구동 소자의 스트레스를 완화한다. 구동 소자(DT)의 스트레스 완화는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 부극성 시프트를 억제하여 경시 변화에 따른 화질 저하를 방지하고 픽셀들의 수명을 더 길게 한다.According to the present invention, when the threshold voltage of the driving device is excessively shifted to the negative polarity, the black offset voltage (HCT) is varied within the margin of the data voltage without increasing the luminance of the black gray level to obtain the gate-source voltage (Vgs) of the driving device. by reducing the stress of the driving element. The stress relief of the driving element DT suppresses a shift in the negative polarity of the threshold voltage of the driving element DT, thereby preventing image quality deterioration due to changes over time and extending the lifespan of the pixels.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 픽셀 회로와 픽셀 회로에 연결된 센싱 경로를 보여 주는 회로도이다.
도 3은 파워 온 시퀀스, 디스플레이 구동 기간, 및 파워 오프 시퀀스를 포여 주는 도면이다.
도 4는 액티브 구간과 버티컬 블랭크 구간을 상세히 보여 주는 도면이다.
도 5는 구동 소자의 문턱 전압(Vth)이 부극성 전압으로 시프트된 예를 보여 주는 도면이다.
도 6은 수평 크로스토크(horizontal crosstalk) 보상 전압을 보여 주는 도면이다.
도 7은 데이터 전압에서 HCT 범위와 계조 표현 범위를 보여 주는 도면이다.
도 8은 블랙 계조의 휘도 상승 없는 구동 소자의 Vgs를 보여 주는 도면이다.
도 9는 데이터 전압의 구간별 전압을 상세히 보여 주는 도면이다.
도 10은 Vth 불량 관리 기준(Vth_LSL)의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 12는 파워 오프 시퀀스에서 실시간 측정된 Vth 불량 관리 기준(Vth_LSL)이 픽셀들의 구동 시간에 따라 변하는 예를 보여 주는 도면이다.
도 13은 데이터 전압의 HCT가 가변되는 시점을 보여 주는 도면이다.
도 14는 Vth 불량 관리 기준(Vth_LSL)의 실시간 측정 결과를 바탕으로 데이터 전압의 HCT가 가변되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 16은 픽셀들의 구동 시간 경과에 따라 데이터 전압의 HCT가 가변되는 예를 보여 주는 도면이다. 1 is a block diagram showing an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram illustrating a pixel circuit and a sensing path connected to the pixel circuit.
3 is a diagram illustrating a power-on sequence, a display driving period, and a power-off sequence.
4 is a diagram illustrating in detail an active section and a vertical blank section.
5 is a diagram illustrating an example in which a threshold voltage Vth of a driving element is shifted to a negative voltage.
6 is a diagram illustrating a horizontal crosstalk compensation voltage.
7 is a diagram illustrating an HCT range and a grayscale expression range in a data voltage.
8 is a diagram illustrating Vgs of a driving device without a luminance increase of a black gray scale.
9 is a diagram illustrating in detail the voltage for each section of the data voltage.
10 is a diagram illustrating an example of a Vth defect management criterion (Vth_LSL).
11 is a flowchart illustrating a method of driving an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating an example in which a Vth defect management criterion (Vth_LSL) measured in real time in a power-off sequence is changed according to a driving time of pixels.
13 is a diagram illustrating a time point at which an HCT of a data voltage is varied.
14 is a diagram illustrating an example in which the HCT of the data voltage is varied based on the real-time measurement result of the Vth defect management standard (Vth_LSL).
15 is a flowchart illustrating a method of driving an electroluminescent display device according to another embodiment of the present invention.
16 is a diagram illustrating an example in which the HCT of the data voltage is varied according to the lapse of driving time of pixels.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 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. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains It is provided to fully understand the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 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 설명을 생략한다. Since the shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, the present invention is not limited to the matters shown in the drawings. Like reference numerals refer to substantially like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "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 복수로 해석될 수 있다. When "includes", "includes", "having", "consisting of", etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, it may be construed as the plural unless specifically stated otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다. In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship between two components is described as 'on One or more other elements may be interposed between those elements in which 'directly' or 'directly' are not used.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다. 예컨대, 도 4의 픽셀 회로에서 구성 요소들 앞에 붙여진 제1, 제2, 제3 및 제4와 같은 서수는 스위치 소자들(S1~S4)을 통해 데이터 라인들에 순차적으로 충전되는 순서를 기준으로 붙여진 것이다. 1st, 2nd, etc. may be used to distinguish the components, but the functions or structures of these components are not limited to the ordinal number or component name attached to the front of the component. For example, in the pixel circuit of FIG. 4 , ordinal numbers such as first, second, third, and fourth placed in front of the elements are sequentially charged to the data lines through the switch elements S1 to S4 based on the order in which they are sequentially charged. it will be pasted
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.The following embodiments can be partially or wholly combined or combined with each other, and technically various interlocking and driving are possible. Each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship.
본 발명의 전계 발광 표시장치에서 픽셀 회로는 구동 소자와 스위치 소자를 포함한다. 구동 소자와 스위치 소자는 n 타입 TFT(NMOS)와 p 타입 TFT(PMOS) 중 하나 이상의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 트랜지스터는 산화물 반도체 패턴을 갖는 Oxide TFT 또는, 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon, LTPS) 반도체 패턴을 갖는 LTPS TFT로 구현될 수 있다. TFT는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. TFT 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 TFT에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. TFT에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 타입 TFT의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 타입 TFT에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 타입 TFT(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 타입 TFT에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. TFT의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, TFT의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 TFT의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.In the electroluminescent display device of the present invention, the pixel circuit includes a driving element and a switch element. The driving element and the switch element may be implemented with one or more transistors of an n-type TFT (NMOS) and a p-type TFT (PMOS). The transistor may be implemented as an oxide TFT having an oxide semiconductor pattern or an LTPS TFT having a low temperature poly-silicon (LTPS) semiconductor pattern. A TFT is a three-electrode device including a gate, a source, and a drain. The source is an electrode that supplies a carrier to the transistor. In the TFT, carriers start flowing from the source. The drain is an electrode through which carriers exit the TFT. In a TFT, the flow of carriers flows from source to drain. In the case of the n-type TFT, the source voltage is lower than the drain voltage so that electrons can flow from the source to the drain because carriers are electrons. In an n-type TFT, the direction of current flows from the drain to the source. In the case of a p-type TFT (PMOS), since a carrier is a hole, the source voltage is higher than the drain voltage so that holes can flow from the source to the drain. In a p-type TFT, since holes flow from the source to the drain, the current flows from the source to the drain. It should be noted that the source and drain of the TFT are not fixed. For example, the source and drain may be changed according to an applied voltage. Therefore, the invention is not limited by the source and drain of the TFT. In the following description, the source and drain of the TFT will be referred to as first and second electrodes.
스위치 소자들로 이용되는 TFT의 게이트 신호는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙한다. 게이트 온 전압은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. TFT는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. NMOS의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. PMOS의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.The gate signal of the TFT used as the switch element swings between a gate on voltage and a gate off voltage. The gate-on voltage is set to a voltage higher than the threshold voltage of the TFT, and the gate-off voltage is set to a voltage lower than the threshold voltage of the TFT. The TFT is turned on in response to the gate-on voltage, while turned-off in response to the gate-off voltage. In the case of NMOS, the gate-on voltage may be a gate high voltage (VGH), and the gate-off voltage may be a gate low voltage (VGL). In the case of the PMOS, the gate-on voltage may be a gate low voltage VGL, and the gate-off voltage may be a gate high voltage VGH.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에서, 전계 발광 표시장치는 유기 발광 물질을 포함한 유기발광 표시장치를 중심으로 설명한다. 본 발명의 기술적 사상은 유기발광 표시장치에 국한되지 않고, 무기발광 물질을 포함한 무기발광 표시장치에 적용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the electroluminescent display will be mainly described with respect to the organic light emitting display including the organic light emitting material. The technical spirit of the present invention is not limited to an organic light emitting display device, and may be applied to an inorganic light emitting display device including an inorganic light emitting material.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 도 2는 픽셀 회로와 픽셀 회로에 연결된 센싱 경로를 보여 주는 회로도이다. 1 is a block diagram showing an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention. 2 is a circuit diagram illustrating a pixel circuit and a sensing path connected to the pixel circuit.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널 구동회로를 포함한다. 1 and 2 , an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention includes a
표시패널(100)은 화면 상에서 입력 영상을 표시하는 액티브 영역(AA)을 포함한다. 액티브 영역(AA)에 픽셀 어레이가 배치된다. 픽셀 어레이는 다수의 데이터 라인들(102), 데이터 라인들(102)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(104), 및 매트릭스 형태로 배치되는 픽셀들을 포함한다. The
픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 서브 픽셀들(101) 각각은 픽셀 회로를 포함한다. Each of the pixels may be divided into a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel to implement color. Each of the pixels may further include a white sub-pixel. Each of the sub-pixels 101 includes a pixel circuit.
표시패널(100) 상에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱되거나 픽셀들을 통해 센싱될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다. Touch sensors may be disposed on the
표시패널 구동회로(110, 112, 120)는 데이터 구동부(110)와 게이트 구동부(120)를 구비한다. 데이터 구동부(110)와 데이터 라인들(102) 사이에 배치된 디멀티플렉서(112)가 배치될 수 있다. The display
표시패널 구동회로(110, 112, 120)는 디스플레이 구동 기간 동안 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(130)의 제어 하에 표시패널(100)의 픽셀들에 입력 영상의 데이터를 기입하여 화면 상에 입력 영상을 표시한다. 표시패널 구동회로는 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 더 구비할 수 있다. 터치 센서 구동부는 도 1에서 생략되어 있다. 모바일 기기나 웨어러블 기기에서 표시패널 구동회로, 타이밍 콘트롤러(130) 그리고 전원 회로는 하나의 집적 회로에 집적될 수 있다. The display
데이터 구동부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog converter, 이하 DAC라 함)를 이용하여 매 프레임 기간마다 타이밍 콘트롤러(130)로부터 수신되는 입력 영상의 디지털 데이터를 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압을 출력한다. 데이터 전압은 디멀티플렉서(112)와 데이터 라인(102)을 통해 픽셀들에 인가된다. 디멀티플렉서(112)는 다수의 스위치 소자들을 이용하여 데이터 구동부(110)와 데이터 라인들(102) 사이에 배치되어 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터 전압을 데이터 라인들(102)로 분배한다. 디멀티플렉서(112)에 의해 데이터 구동부(110)의 한 채널이 다수의 데이터 라인들에 시분할 연결되기 때문에 데이터 라인들(102)의 개수가 감소될 수 있다. As shown in FIG. 2 , the
게이트 구동부(120)는 액티브 영역의 TFT 어레이와 함께 표시패널(100) 상의 베젤(bezel) 영역 상에 직접 형성되는 GIP(Gate in panel) 회로로 구현될 수 있다. 게이트 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 게이트 신호를 게이트 라인들(104)로 출력한다. 게이트 구동부(120)는 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 게이트 신호를 시프트시킴으로써 그 신호들을 게이트 라인들(104)에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 신호는 스캔 신호(SCAN)와 센싱 신호(SENSE)를 포함한다. The
스캔 신호(SCAN)는 매 프레임 기간마다 액티브 구간(AT)에 발생된다. 스캔 신호(SCAN)는 데이터 전압에 동기되어 데이터 전압이 인가되는 픽셀들을 선택한다. The scan signal SCAN is generated in the active period AT every frame period. The scan signal SCAN selects pixels to which the data voltage is applied in synchronization with the data voltage.
센싱 신호(SENSE)는 센싱 모드에서 발생된다. 센싱 모드는 제품 출하전과 제품 출하 후로 나뉘어진다. 제품 출하전에 픽셀들에 연결된 센싱 경로를 통해 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 센싱된 후에, 이 센싱 결과를 바탕으로 모든 서브 픽셀들에서 문턱 전압 편차가 보상된다. 그리고 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자(DT)의 이동도가 센싱되어 이동도 편차가 보상된다. The sensing signal SENSE is generated in the sensing mode. The sensing mode is divided into before product shipment and after product shipment. After the threshold voltage of the driving element DT is sensed in each of the sub-pixels through a sensing path connected to the pixels before product shipment, the threshold voltage deviation in all sub-pixels is compensated based on the sensing result. In addition, the mobility of the driving element DT is sensed in each of the sub-pixels to compensate for the mobility deviation.
제품 출하 후 센싱 모드는 파워 온 시퀀스(Power ON sequence), 버티컬 블랭크 구간(Vertical blank, VB), 및 파워 오프 시퀀스(Power OFF sequence)에서 실행된다. 파워 오프 시퀀스에서 표시패널 구동회로와 센싱 경로는 파워 오프 신호 수신 후, 미리 설정된 지연 시간 동안 더 구동되어 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자의 문턱 전압(Vth)을 센싱한 후에, 미리 설정된 Vth 불량 관리 기준(이하, “Vth_LSL”이라 함)을 산출한다. Vth 불량 관리 기준은 기본적으로, 표시패널의 불량 관리 지표 중 하나로 이용된다. 본 발명은 Vth 불량 관리 기준을 픽셀들의 경시 변화에 따른 열화 수준 특히, 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 부극성으로 시프트되는 현상을 간접적으로 추정하기 위한 용도로도 이용한다. Vth 불량 관리 기준 전압은 도 10의 예와 같이 화면 내의 모든 서브 픽셀들에서 센싱된 구동 소자들의 문턱 전압(Vth) 산포에서 Vth 불량 관리 기준으로 허용된 표준 편차(σ) 예를 들어, 4.5σ 를 만족하면 Vth 값으로 산출될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 구동 소자의 문턱 전압(Vth)이 부극성으로 시프트되는 예를 보여 주는 직간접적인 다른 지표를 활용하여 문턱 전압(Vth)의 시프트를 추정할 수 있을 것이다. After shipment, the sensing mode is executed in a power ON sequence, a vertical blank period (VB), and a power OFF sequence. In the power-off sequence, the display panel driving circuit and the sensing path are further driven for a preset delay time after receiving the power-off signal to sense the threshold voltage (Vth) of the driving element in each of the sub-pixels, and then the preset Vth failure management standard (hereinafter referred to as “Vth_LSL”) is calculated. The Vth defect management standard is basically used as one of the defect management indicators of the display panel. In the present invention, the Vth defect management criterion is also used for indirectly estimating the deterioration level of pixels according to the lapse of time, in particular, a phenomenon in which the threshold voltage of the driving element DT is shifted to negative polarity. The Vth failure management reference voltage is the standard deviation (σ) allowed as the Vth failure management reference in the distribution of the threshold voltage (Vth) of the driving elements sensed in all sub-pixels in the screen, for example, 4.5σ as in the example of FIG. 10 . If satisfied, the Vth value may be calculated, but is not limited thereto. For example, the shift of the threshold voltage Vth may be estimated by using other direct or indirect indicators showing an example in which the threshold voltage Vth of the driving element is shifted to a negative polarity.
센싱 신호(SECSE)는 픽셀들에 형성된 구동 소자(DT)의 전기적 특성이 센싱되는 픽셀들을 선택한다. 구동 소자의 전기적 특성은 이동도(mobility, μ)와 문턱 전압(Vth)을 포함한다. 액티브 구간은 1 프레임의 데이터가 화면 상의 모든 픽셀들에 기입되는 시간이다. 버티컬 블랭크 구간(VB)은 제N-1 액티브 구간과 제N 액티브 구간 사이에서 소정 시간으로 할당된다. 버티컬 블랭크 구간(VB) 동안 다음 프레임 데이터(제N 프레임 데이터)가 타이밍 콘트롤러(130)에 수신되지 않는다.The sensing signal SECSE selects pixels in which electrical characteristics of the driving element DT formed in the pixels are sensed. Electrical characteristics of the driving device include mobility (μ) and a threshold voltage (Vth). The active period is a time during which data of one frame is written to all pixels on the screen. The vertical blank period VB is allocated for a predetermined time between the N-1 th active period and the N th active period. During the vertical blank period VB, next frame data (N-th frame data) is not received by the
타이밍 콘트롤러(130)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(DATA)와, 그와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭 신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함한다. 호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 기기, 웨어러블 기기 중 어느 하나일 수 있다.The
타이밍 콘트롤러(130)는 노말 구동 모드에서 프레임 레이트(Frame rate)를 입력 프레임 주파수 보다 높게 조정할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 콘트롤러(130)는 입력 프레임 주파수를 i 배 체배하여 프레임 주파수×i(i는 0 보다 큰 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 표시패널 구동부(110, 112, 120)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다. 타이밍 콘트롤러(130)는 저소비 전력 구동 모드에서 픽셀들의 리프레쉬 레이트를 낮추기 위하여 프레임 주파수를 1Hz ~ 30Hz 사이의 주파수로 낮출 수 있다. The
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 바탕으로 데이터 구동부(110)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호, 디멀티플렉서(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어신호, 센싱 경로의 스위치 소자 제어신호, 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생하여 표시패널 구동회로(110, 112, 120)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(130)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어신호의 전압 레벨은 도시하지 않은 레벨 시프터를 통해 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압으로 변환되어 게이트 구동부(120)에 공급될 수 있다. 레벨 시프터는 게이트 타이밍 제어신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 로우 전압(VGL)으로 변환하고, 게이트 타이밍 제어신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)을 게이트 하이 전압(VGH)으로 변환한다. The
도 2를 참조하면, 픽셀 회로에는 센싱 경로가 연결될 수 있다. 센싱 경로는 REF 라인(또는 센싱 라인)(103), 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Convertor, 이하 “ADC”라 함), 및 제1 및 제2 스위치 소자(M3, M4) 등을 포함할 수 있다. 센싱 경로는 구동 소자(DT)의 소스 전압을 센싱하여 구동 소자의 전기적 특성을 센싱할 수 있다. 제1 스위치 소자(M3)는 소정의 기준 전압(Vref)을 REF 라인(103)에 공급하여 구동 소자(DT)의 소스 전압을 기준 전압(Vref)으로 초기화한다. 제2 스위치 소자(M4)는 제1 스위치 소자(M3)가 턴-오프(turn-off)된 후에 턴-온되어 구동 소자(DT)의 소스 전압을 ADC에 공급한다. ADC는 아날로그 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환하여 보상부(131)로 전송한다. 구동 소자(DT)의 소스 전압은 센싱 방법에 따라 구동 소자(DT)의 문턱 전압 또는 이동도를 나타낼 수 있다. 센싱 경로를 통해 구동 소자(DT)의 문턱 전압을 센싱하는 방법이나 센싱 경로를 통해 구동 소자(DT)의 이동도를 센싱하는 방법은 공지된 센싱 방법을 이용할 수 있다. ADC는 DAC와 함께 데이터 구동부(110)의 IC(integrated circuit)에 집적될 수 있다. Referring to FIG. 2 , a sensing path may be connected to the pixel circuit. The sensing path may include a REF line (or sensing line) 103, an analog to digital converter (hereinafter referred to as “ADC”), and first and second switch elements (M3, M4), and the like. have. The sensing path may sense the source voltage of the driving element DT to sense electrical characteristics of the driving element. The first switch element M3 supplies a predetermined reference voltage Vref to the
보상부(131)에는 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자의 문턱 전압(Vth)과 이동도(μ)를 보상하기 위한 보상값들이 저장되어 있다. 보상부(131)는 ADC를 통해 수신된 디지털 센싱 데이터에 따라 미리 설정된 보상값을 선택하고 이 보상값을 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)에 더하거나 곱하여 픽셀 데이터를 보상한다. 이렇게 보상된 픽셀 데이터는 데이터 구동부(110)로 전송되어 데이터 구동부(110)의 DAC에 의해 데이터 전압(Vdata)으로 변환되어 데이터 라인(102)으로 공급된다. 픽셀 회로의 구동 소자(DT)는 데이터 라인(102)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)으로 구동되어 전류를 발생된다. 구동 소자(DT)를 통해 발광 소자인 OLED로 흐르는 전류는 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 결정된다. 보상부(131)는 타이밍 콘트롤러(130) 내의 연산 회로로 구현될 수 있다. The
보상부(131)는 픽셀 데이터에 데이터 전압(Vdata)의 블랙 옵셋 마진 내에서 설정된 블랙 옵셋 값을 더할 수 있다. 블랙 옵셋 값은 블랙 계조의 휘도가 상승되지 않는 범위 내에서 픽셀 데이터에 더해진다. 블랙 옵셋 값은 파워 오프 시퀀스에서 실시간 센싱된 구동 소자(DT)의 문턱 전압 시프트 양을 바탕으로 측정된 Vth 불량 관리 기준에 따라 가변될 수 있다. 따라서, 보상부(131)는 센싱 경로의 ADC로부터 수신된 디지털 데이터를 바탕으로 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 지시하는 소정의 Vth 불량 관리 기준을 산출하고, 이 Vth 불량 관리 기준이 소정의 보상 범위를 넘을 때 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)의 블랙 옵셋 전압을 가변할 수 있다. The
데이터 구동부(110)에 입력되는 픽셀 데이터는 구동 소자의 문턱 전압 보상값과 블랙 옵셋값이 더해질 수 있으며, 또한, 구동 소자의 이동도 보상값이 곱해질 수 있다. 데이터 구동부(110)는 타이밍 콘트롤러(130)로부터 수신된 픽셀 데이터를 아날로그 데이터 전압(Vdata)으로 변환한다. 이 데이터 전압(Vdata)에서 블록 옵셋 전압은 픽셀 데이터에 더해진 블랙 옵셋 값의 전압이고, 계조 전압은 픽셀 데이터의 계조값의 전압이다. Pixel data input to the
픽셀 회로는 도 2의 예와 같이, OLED와, OLED에 연결된 구동 소자(DT), 다수의 스위치 소자(M1, M2), 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 구동 소자와 스위치 소자는 NMOS 또는 PMOS 구조의 TFT로 구현될 수 있다. 픽셀 회로는 도 2에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다. As in the example of FIG. 2 , the pixel circuit includes an OLED, a driving element DT connected to the OLED, a plurality of switch elements M1 and M2 , and a capacitor Cst. The driving element and the switch element may be implemented as TFTs having an NMOS or PMOS structure. It should be noted that the pixel circuit is not limited to FIG. 2 .
OLED는 데이터 전압(Vdata)에 따라 구동 소자들(DT)에 의해 조절되는 전류로 발광한다. OLED는 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED의 애노드는 제2 노드(n2)를 통해 구동 소자(DT)에 연결되고, OLED의 캐소드는 저전위 전원 전압(VSS)이 인가되는 VSS 전극에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 및 제2 노드(n1, n2)를 통해 구동 소자(DT)의 게이트와 소스 사이에 연결된다. 도 2에서 “Coled”는 OLED의 기생 용량이다. The OLED emits light with a current controlled by the driving elements DT according to the data voltage Vdata. The OLED includes an organic compound layer formed between an anode and a cathode. The organic compound layer may include, but is not limited to, a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), a light emitting layer (EML), an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer (EIL). The anode of the OLED is connected to the driving element DT through the second node n2, and the cathode of the OLED is connected to the VSS electrode to which the low potential power voltage VSS is applied. The storage capacitor Cst is connected between the gate and the source of the driving device DT through the first and second nodes n1 and n2 . In FIG. 2, “Coled” is the parasitic capacitance of the OLED.
제1 스위치 소자(M1)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 턴-온되어 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(n1)에 연결된 구동 소자(DT)의 게이트에 공급한다. 제1 스위치 소자(S1)는 제1 스캔 신호(SCAN)가 인가되는 제1 게이트 라인(1041)에 연결된 게이트, 데이터 라인(102)에 연결된 제1 전극, 및 제1 노드(n1)에 연결된 제2 전극을 포함한다. The first switch element M1 is turned on in response to the scan signal SCAN to supply the data voltage Vdata to the gate of the driving element DT connected to the first node n1. The first switch element S1 has a gate connected to the
제2 스위치 소자(M2)는 센싱 신호(SENSE)에 응답하여 턴-온되어 기준 전압(Vref)을 제2 노드(n2)에 공급한다. 제2 스위치 소자(M2)는 센싱 신호(SENSE)가 인가되는 제2 게이트 라인(1042)에 연결된 게이트, 기준 전압(Vref)이 인가되는 REF 라인(103)에 연결된 제1 전극, 및 제2 노드(n2)에 연결된 제2 전극을 포함한다. The second switch element M2 is turned on in response to the sensing signal SENSE to supply the reference voltage Vref to the second node n2 . The second switch element M2 has a gate connected to the
구동 소자(DT)는 Vgs에 따라 OLED의 전류를 조절한다. 구동 소자(DT)는 제1 노드(n1)에 연결된 게이트, 픽셀 구동 전압(VDD)이 공급되는 제1 전극, 및 제2 노드(n2)를 통해 OLED의 애노드에 연결된 제2 전극을 포함한다. The driving element DT controls the current of the OLED according to Vgs. The driving element DT includes a gate connected to the first node n1 , a first electrode to which the pixel driving voltage VDD is supplied, and a second electrode connected to the anode of the OLED through the second node n2 .
커패시터(Cst)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 연결된다. 커패시터(Cst)의 전압은 구동 소자(DT)의 Vgs이다. The capacitor Cst is connected between the first node n1 and the second node n2. The voltage of the capacitor Cst is Vgs of the driving element DT.
도 3은 파워 온 시퀀스((Power ON sequence), 디스플레이 구동 기간, 및 파워 오프 시퀀스(Power OFF sequence)를 포여 주는 도면이다. 도 4는 액티브 구간과 버티컬 블랭크 구간을 상세히 보여 주는 도면이다.Fig. 3 is a view showing a power ON sequence, a display driving period, and a power OFF sequence. Fig. 4 is a view showing details of an active section and a vertical blank section.
도 3 및 도 4를 참조하면, 파워 온 시퀀스(ON)는 디스플레이 전원이 켜진 후에 시작된다. 파워 온 시퀀스(0N)에서 표시패널 구동회로와 표시패널의 구동 전압이 발생되고 표시패널 구동회로가 초기화된다. 파워 온 시퀀스(0N)와 디스플레이 구동 기간의 버티컬 블랭크 기간에 구동 소자의 이동도가 센싱되어 미리 설정된 이동도 보상값으로 이동도 편차가 보상된다. 파워 온 시퀀스(ON)와 디스플레이 구동 기간의 버티컬 블랭크 구간(VB)에 구동 소자(DT)의 이동도가 센싱되고, 이 센싱 결과를 바탕으로 이동도 보상값이 업데이트(update)된다. 디스플레이 구동 기간 동안, 매 프레임 기간마다 픽셀들에 기입되는 픽셀 데이터가 업데이트되어 화면 상에 영상이 표시된다.3 and 4 , the power-on sequence ON is started after the display power is turned on. In the power-on sequence 0N, the display panel driving circuit and driving voltages of the display panel are generated and the display panel driving circuit is initialized. Mobility of the driving element is sensed during the power-on sequence (ON) and the vertical blank period of the display driving period, and the mobility deviation is compensated with a preset mobility compensation value. The mobility of the driving element DT is sensed in the vertical blank section VB of the power-on sequence ON and the display driving period, and a mobility compensation value is updated based on the sensing result. During the display driving period, pixel data written to the pixels is updated every frame period to display an image on the screen.
파워 오프 시퀀스(OFF)는 디스플레이 전원의 오프 신호가 수신된 후에 시작되고, 표시패널 구동회로와 센싱 경로가 추가 구동되는 지연 시간 동안 서브 픽셀들 각각의 문턱 전압(Vth)이 센싱되고, 그 결과를 바탕으로 Vth_LSL이 산출된 후에 표시패널 구동 회로와 센싱 경로의 전원 출력이 멈출 때 끝난다. 파워 오프 시퀀스에서 실시간 센싱된 문턱 전압의 센싱 결과를 바탕으로 문턱 전압 보상값이 업데이트된다. 파워 오프 시퀀스(OFF)에서 센싱된 모든 서브 픽셀들에 형성된 구동 소자의 문턱 전압 센싱 결과에 따라 Vth_LSL이 산출된다. 구동 소자들의 문턱 전압이 부극성으로 시프트되면, Vth_LSL이 낮아진다. Vth_LSL의 계산은 타이밍 콘트롤러(130)의 연산 회로에 의해 처리될 수 있다. The power-off sequence (OFF) is started after an off signal of the display power is received, and the threshold voltage (Vth) of each of the sub-pixels is sensed during a delay time during which the display panel driving circuit and the sensing path are additionally driven, and the result is displayed. It ends when the power output of the display panel driving circuit and the sensing path stops after Vth_LSL is calculated. The threshold voltage compensation value is updated based on the sensing result of the threshold voltage sensed in real time in the power-off sequence. Vth_LSL is calculated according to the threshold voltage sensing result of the driving device formed in all sub-pixels sensed in the power-off sequence OFF. When the threshold voltages of the driving elements are shifted to the negative polarity, Vth_LSL is lowered. Calculation of Vth_LSL may be processed by an arithmetic circuit of the
수직 동기신호(Vsync)는 1 프레임 기간을 정의한다. 수평 동기신호(Hsync)는 1 수평 기간(Horizontal time)을 정의한다. 데이터 인에이블 신호(DE)는 화면에 표시될 픽셀 데이터를 포함한 유효 데이터 구간을 정의한다. The vertical synchronization signal Vsync defines one frame period. The horizontal synchronization signal Hsync defines one horizontal time period. The data enable signal DE defines an effective data section including pixel data to be displayed on the screen.
데이터 인에이블 신호(DE)는 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 표시될 유효 데이터와 동기된다. 데이터 인에이블 신호(DE)의 1 펄스 주기는 1 수평 기간이고, 데이터 인에이블 신호(DE)의 하이 로직(high logic) 구간은 1 픽셀 라인의 데이터 입력 타이밍을 나타낸다. 1 수평 기간은 표시패널(100)에서 1 픽셀 라인의 픽셀들에 데이터를 기입하는데 필요한 시간이다.The data enable signal DE is synchronized with valid data to be displayed on the pixel array of the
타이밍 콘트롤러(130)는 데이터 인에이블 신호(DE)와 입력 영상의 데이터를 버티컬 액티브 구간(AT) 동안 수신한다. 버티컬 블랭크 구간(VB)에 데이터 인에이블 신호(DE)와 입력 영상의 데이터가 없다. 액티브 구간(AT) 동안 모든 픽셀들에 기입될 1 프레임 분량의 데이터가 타이밍 콘트롤러(130)에 수신된다. 1 프레임 기간은 액티브 구간간(AT)과 버티컬 블랭크 구간(VB)을 합한 시간이다.The
데이터 인에이블 신호(DE)에서 알 수 있는 바와 같이, 버티컬 블랭크 구간(VB) 동안 표시장치에 입력 데이터가 수신되지 않는다. 버티컬 블랭크 구간(VB)은 수직 싱크 시간(Vertical sync time, VS), 버티컬 프론트 포치(Vertical Front Porch, FP), 및 버티컬 백 포치(Vertical Back Porch, BP)을 포함한다. 수직 싱크 시간(VS)은 Vsync의 폴링 에지(falling edge)부터 라이징 에지(rising edge)까지의 시간으로서, 한 화면의 시작(또는 끝) 타이밍을 나타낸다. 버티컬 프론트 포치(FP)는 1 프레임 데이터의 마지막 라인 데이터 타이밍을 나타내는 마지막 DE의 폴링 에지부터 버티컬 블랭크 기간(VB)의 시작까지의 시간이다. 버티컬 백 포치(BP)는 버티컬 블랭크 기간(VB)의 끝부터 1 프레임 데이터의 제1 라인 데이터 타이밍을 나타내는 제1 DE의 라이징 에지까지의 시간이다.As can be seen from the data enable signal DE, input data is not received by the display device during the vertical blank period VB. The vertical blank section VB includes a vertical sync time (VS), a vertical front porch (FP), and a vertical back porch (BP). The vertical sync time (VS) is a time from a falling edge of Vsync to a rising edge, and represents the start (or end) timing of one screen. The vertical front porch FP is the time from the falling edge of the last DE indicating the last line data timing of one frame data to the start of the vertical blank period VB. The vertical back porch BP is a time from the end of the vertical blank period VB to the rising edge of the first DE indicating the first line data timing of one frame data.
구동 소자(DT)의 스트레스 누적으로 그 문턱 전압(Vth)이 도 5의 예와 같이 부극성 전압으로 시프트될 수 있다. 이 경우, 구동 소자(DT)가 장시간 구동될 때 문턱 전압의 시프트로 인하여 발광 소자로 흐르는 전류양이 변하기 때문에 동일 계조에서 픽셀들의 휘도가 변한다. Due to the accumulation of stress in the driving element DT, the threshold voltage Vth may be shifted to a negative voltage as in the example of FIG. 5 . In this case, when the driving element DT is driven for a long time, the luminance of the pixels is changed at the same gray level because the amount of current flowing to the light emitting element is changed due to the shift of the threshold voltage.
구동 소자(DT)의 문턱 전압이 부극성 전압으로 시프트될 때 데이터 전압(Vdata)을 낮추어 문턱 전압의 변화를 보상할 수 있다. 예를 들어, 초기에 문턱 전압(Vth)이 0V이고 데이터 전압(Vdata)이 3V일 때, 경시 변화에 따라 문턱 전압(Vth)이 부극성으로 시프트되어 Vth = -1V로 감소되면 데이터 전압(Vdata)이 2V로 낮아져 문턱 전압의 변화가 보상된다. 그런데, 데이터 구동부(110)의 출력 전압 범위에서 보상 전압 마진 범위가 고정되어 있기 때문에 이 보상 전압 마진 범위를 벗어나면 문턱 전압의 변화가 보상되지 않는다. 예를 들어, 보상 전압 마진 범위의 최저 전압이 2V일 때 구동 소자의 문턱 전압(Vth)이 부극성으로 시프트되어 Vth = -1.5V로 낮아지면 문턱 전압의 변화가 보상되지 않기 때문에 픽셀들이 정상적으로 구동되지 않는다.When the threshold voltage of the driving element DT is shifted to a negative voltage, the change in the threshold voltage may be compensated by lowering the data voltage Vdata. For example, when the threshold voltage Vth is initially 0V and the data voltage Vdata is 3V, the threshold voltage Vth is shifted to a negative polarity according to a change with time and is reduced to Vth = -1V. ) is lowered to 2V to compensate for the change in threshold voltage. However, since the compensation voltage margin range is fixed in the output voltage range of the
본 발명은 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압을 센싱하고, 이 센싱 결과를 바탕으로 Vth_LSL을 계산한다. 제품 사용 시간이 길어져 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 부극성 전압으로 시프트되면 Vth_LSL이 낮아진다. 본 발명은 Vth_LSL이 변할 때 블랙 계조의 휘도가 상승하지 않는 범위 내에서 데이터 전압(Vdata)의 블랙 옵셋 전압(이하, “HCT”라 함)을 높임으로써 구동 소자(DT)의 Vgs를 작게 조정하여 구동 소자(DT)의 스트레스를 완화한다. 블랙 옵셋 전압은 데이터 구동부의 출력 전압 범위에서 블랙 계조의 휘도가 상승하지 않는 블랙 옵셋 범위 내에서 수평 크로스토크(horizontal crosstalk, HCT)를 유발하지 않는 전압으로 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.In the present invention, the threshold voltage of the driving element DT is sensed in each of the sub-pixels, and Vth_LSL is calculated based on the sensing result. Vth_LSL is lowered when the threshold voltage of the driving element DT is shifted to a negative voltage due to a prolonged use of the product. According to the present invention, the Vgs of the driving element DT is adjusted to be small by increasing the black offset voltage (hereinafter referred to as “HCT”) of the data voltage Vdata within a range in which the luminance of the black gray level does not increase when Vth_LSL is changed. The stress of the driving element DT is relieved. The black offset voltage may be selected as a voltage that does not cause horizontal crosstalk (HCT) within a black offset range in which the luminance of the black gray level does not increase in the output voltage range of the data driver, but is not limited thereto.
HCT가 상승되면 블랙 계조에서 구동 소자(DT)의 Vgs가 감소되어 구동 소자(DT)의 스트레스가 완화된다. 구동 소자(DT)의 스트레스 완화는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 부극성 시프트를 억제하여 경시 변화에 따른 화질 저하를 방지하고 픽셀들의 수명을 더 길게 한다.When the HCT is increased, the Vgs of the driving element DT is reduced in the black grayscale, so that the stress of the driving element DT is relieved. The stress relief of the driving element DT suppresses a shift in the negative polarity of the threshold voltage of the driving element DT, thereby preventing image quality deterioration due to changes over time and extending the lifespan of the pixels.
블랙 옵셋 범위는 데이터 구동부(110)의 출력 전압 범위에서 블랙 계조의 휘도가 상승하지 않는 전압 범위로 설정되어 블랙 계조의 휘도 상승 없이 데이터 전압(Vdata)이 가변될 수 있도록 허용된 전압 구간이다. 따라서, HCT가 블랙 옵셋 범위 내에서 가변되더라도 블랙 계조의 휘도가 변하지 않는다.The black offset range is a voltage range in which the luminance of the black gray scale is set to a voltage range in which the luminance of the black gray scale does not increase in the output voltage range of the
도 6은 수평 크로스토크(horizontal crosstalk) 보상 전압을 보여 주는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a horizontal crosstalk compensation voltage.
도 6을 참조하면, 수평 크로스토크를 유발할 수 있는 테스트 이지미는 화이트(white) 배경과, 중앙부에 블랙 영역을 포함할 수 있다. 블랙 영역은 블랙 계조의 박스(box)로 표시될 수 있다. Referring to FIG. 6 , a test image that may cause horizontal crosstalk may include a white background and a black region in the center. The black region may be displayed as a box with a black gray scale.
표시패널(100) 상에서, 데이터 라인(102), REF 라인(103), 게이트 라인(104)이 교차되는 중첩(overlap) 영역에 기생 용량들이 존재한다. 이러한 기생 용량으로 인하여, 도 6과 같은 이미지가 화면 상에 표시되면 블랙 영역과 좌우 화이트 영역에서 휘도가 저하되는 수평 크로스토크가 보일 수 있다. 화이트 영역과 블랙 영역 간에 데이터 전압(Vdata)의 전압차를 줄이면, 기생 용량 값이 감소된다. 본 발명은 수평 크로스토크를 방지하기 위하여 블랙 영역에서 HCT 를 상승하여 수평 크로스토크를 방지한다. 또한, 본 발명은 구동 소자의 문턱 전압이 미리 정해진 범위를 벗어날 때 HCT를 상승하여 블랙 계조의 휘도 상승 없이 구동 소자의 Vgs를 줄여 스트레스를 완화한다. On the
도 7은 데이터 전압에서 HCT 범위와 계조 표현 범위를 보여 주는 도면이다. 도 8은 블랙 계조의 휘도 상승 없는 구동 소자의 Vgs를 보여 주는 도면이다. 도 9는 데이터 전압(Vdata)의 구간별 전압을 상세히 보여 주는 도면이다. 도 10은 Vth_LSL의 일 예를 보여 주는 도면이다. 7 is a diagram illustrating an HCT range and a grayscale expression range in a data voltage. 8 is a diagram illustrating Vgs of a driving device without a luminance increase of a black gray scale. 9 is a diagram illustrating in detail the voltage for each section of the data voltage Vdata. 10 is a diagram illustrating an example of Vth_LSL.
데이터 전압은 도 7에 도시된 바와 같이 계조 표현 범위와, 계조 표현 범위 보다 낮은 블랙 옵셋 범위를 포함한다. HCT는 블랙 옵셋 범위 내에서 선택되기 때문에 블랙 계조의 휘도 상승을 초래하지 않는 전압이다. HCT의 최대 상승 전압은 도 8에 도시된 바와 같이 계조 표현 범위에서 최소 계조 표현 전압 보다 낮다. 최소 계조 표현 전압은 픽셀 데이터의 최소 계조값에 해당하는 블랙 계조 전압이다. 도 8에서 “Black Vgs”는 블랙 계조에서 구동 소자(DT)의 Vgs이다. 본 발명은 파워 오프 시퀀스에서 측정된 Vth_LSL이 미리 설정된 LSL 보상 범위를 벗어날 때 HCT 를 높임으로써 구동 소자의 Vgs를 줄여 구동 소자의 스트레스를 완화한다. As shown in FIG. 7 , the data voltage includes a grayscale expression range and a black offset range lower than the grayscale expression range. Since the HCT is selected within the black offset range, it is a voltage that does not increase the luminance of the black gradation. The maximum rising voltage of the HCT is lower than the minimum gray level expression voltage in the gray level expression range as shown in FIG. 8 . The minimum grayscale expression voltage is a black grayscale voltage corresponding to the minimum grayscale value of pixel data. In FIG. 8 , “Black Vgs” is Vgs of the driving element DT in the black gray scale. In the present invention, when the Vth_LSL measured in the power-off sequence is out of the preset LSL compensation range, the stress of the driving device is relieved by increasing the HCT to reduce the Vgs of the driving device.
데이터 전압은 도 9에 도시된 바와 같이 계조 표현 범위 보다 낮은 제1 보상 구간과, 계조 표현 범위 보다 높은 제2 보상 구간을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 9 , the data voltage may include a first compensation section lower than the grayscale expression range and a second compensation section higher than the grayscale expression range.
제1 보상 구간은 HCT의 가변 범위인 블랙 옵셋 범위, 보상 전압 마진 범위(NBTiS Margin), 및 초기 Vth 보상 범위를 포함한다. 초기 Vth 보상 범위는 제품 출하전 구동 소자의 문턱 전압을 보상하기 위하여 설정된 보상 전압 마진이다. The first compensation section includes a black offset range that is a variable range of the HCT, a compensation voltage margin range (NBTiS Margin), and an initial Vth compensation range. The initial Vth compensation range is a compensation voltage margin set to compensate for the threshold voltage of the driving device before shipment.
보상 전압 마진 범위(NBTiS Margin)는 블랙 옵셋 범위와 계조 표현 범위 사이의 전압 구간으로 설정된다. 구동 소자의 문턱 전압(Vth)이 부극성으로 시프트될 때 보상 전압 마진 범위(NBTiS Margin) 내에서 데이터 전압(Vdata)이 감소되어 구동 소자(DT)의 문턱 전압 시프트가 보상될 수 있다. 그런데, 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)이 보상 전압 마진 범위(NBTiS Margin)를 벗어날 정도로 부극성 방향으로 시프트되면 데이터 전압(Vdata)을 더 이상 낮출 수 없기 때문에 문턱 전압 시프트가 보상되지 않는다. 본 발명은 파워 오프 시퀀스에서 실시간 센싱된 서브 픽셀들 각각에서의 구동 소자의 문턱 전압 시프트를 바탕으로 Vth_LSL을 측정하고 Vth_LSL이 미리 설정된 보상 범위 보다 크게 변할 때 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)이 보상 전압 마진 범위(NBTiS Margin)를 벗어날 정도로 부극성으로 시프트되는 시점으로 추정하여 HCT를 가변한다. The compensation voltage margin range NBTiS Margin is set as a voltage section between the black offset range and the gray scale expression range. When the threshold voltage Vth of the driving device is shifted to the negative polarity, the data voltage Vdata is reduced within the compensation voltage margin range NBTiS Margin, so that the shift in the threshold voltage of the driving device DT may be compensated. However, when the threshold voltage Vth of the driving element DT is shifted in the negative polarity direction to the extent that it deviates from the compensation voltage margin range NBTiS Margin, the data voltage Vdata cannot be lowered any longer, so the threshold voltage shift is not compensated. . In the present invention, Vth_LSL is measured based on the threshold voltage shift of the driving element in each of the sub-pixels sensed in real time in the power-off sequence, and when Vth_LSL changes larger than a preset compensation range, the threshold voltage (Vth) of the driving element DT The HCT is varied by estimating the time of shift to negative polarity to the extent that it is out of the compensation voltage margin range (NBTiS Margin).
데이터 전압(Vdata)의 제2 보상 구간은 이동도 보상 범위, 경시 Vth 보상 범위, 및 OLED 잔상 보상 범위를 포함한다. 이동도 보상 범위는 파워 온 시퀀스와 디스플레이 구동 기간에서 실시간 측정된 구동 소자의 이동도 차이를 보상하기 위하여 설정된 전압 마진이다. 경시 Vth 보상 범위는 구동 소자의 문턱 전압이 정극성(positive)으로 시프트될 때 이 문턱 전압의 변화를 보상하기 위하여 설정된 전압 마진이다. OLED 잔상 보상 범위는 OLED의 기생 용량으로 인한 잔상을 보상하기 위한 전압 마진이다. 본 발명은 구동 소자의 문턱 전압이 부극성으로 시프트될 때 보상 방법을 제시한다. 따라서, 본 발명에서 데이터 전압의 제2 보상 구간은 필수적이지 않다는 것에 주의하여야 한다. The second compensation section of the data voltage Vdata includes a mobility compensation range, a temporal Vth compensation range, and an OLED afterimage compensation range. The mobility compensation range is a voltage margin set to compensate for a difference in the mobility of the driving device measured in real time in the power-on sequence and the display driving period. The temporal Vth compensation range is a voltage margin set to compensate for the change in the threshold voltage when the threshold voltage of the driving element is shifted to a positive polarity. The OLED afterimage compensation range is a voltage margin for compensating for the afterimage due to parasitic capacitance of the OLED. The present invention provides a compensation method when the threshold voltage of a driving element is shifted to negative polarity. Therefore, it should be noted that the second compensation period of the data voltage is not essential in the present invention.
본 발명은 도 10에 도시된 바와 같이 파워 오프 시퀀스에서 모든 서브 픽셀들에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 센싱하고, 이 센싱 경과를 바탕으로 얻어진 문턱 전압(Vth)의 산포 특성에서 Vth_LSL을 측정한다. 이전에 측정된 값과 현재 측정된 Vth_LSL의 차이 즉, Vth_LSL의 변화가 미리 설정된 LSL 보상 범위 이상으로 크면 데이터 전압(Vdata)에서 HCT이 상승되어 블랙 계조에서 휘도 상승 없이 구동 소자의 Vgs가 감소된다. LSL 보상 범위가 0V ~ -0.5V로 설정되면, Vth_LSL이 -0.5V 보다 더 낮은 전압으로 변할 때 HCT이 상승될 수 있다. The present invention senses the threshold voltage Vth of the driving element DT in all sub-pixels in the power-off sequence as shown in FIG. Measure Vth_LSL. When the difference between the previously measured value and the currently measured Vth_LSL, that is, the change in Vth_LSL is greater than the preset LSL compensation range, the HCT in the data voltage Vdata is increased, and the Vgs of the driving element is reduced in the black gray scale without increasing the luminance. If the LSL compensation range is set from 0V to -0.5V, the HCT may rise when Vth_LSL changes to a voltage lower than -0.5V.
데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)은 NBTiS Margin + (Vth - Vth_LSL) + HCT + 계조 전압이다. 여기서, Vth는 구동 소자(DT)의 문턱 전압이다. Vth - Vth_LSL은 보상 전압 마진 범위(NBTiS Margin)과 초기 Vth 보상 범위 내의 전압이다. HCT는 Vth_LSL에 따라 블랙 옵셋 범위 내에서 가변되는 전압이다. 계조 전압은 계조 표현 범위 내의 전압으로서 픽셀 데이터의 계조값에 따라 결정된다. 파워 오프 시퀀스에서 실시간 측정된 Vth_LSL이 미리 설정된 LSL 보상 범위를 벗어날 때, 데이터 전압(Vdata)에서 HCT가 상승된다. 본 발명이 전계 방출 표시장치에 적용되면, 구동 시간의 증가에 따라 데이터 전압의 HCT가 변하기 때문에 데이터 전압에서 블랙 계조의 휘도 상승이 없는 블랙 계조 전압이 가변된다.The data voltage Vdata output from the
기준 전압(Vref)은 2.5V - LSL로 결정될 수 있다. 여기서, LSL은 제품 출하전 측정된 초기 Vth_LSL이다. LSL이 -0.5V일 때, 기준 전압(Vref)은 Vref = 2.5V - LSL = 2.5-(-0.5V) = 3V 이다. 본 발명에서 기준 전압(Vref)은 파워 오프 시퀀스에서 측정된 Vth_LSL과 관계 없이 고정된다. The reference voltage Vref may be determined to be 2.5V - LSL. Here, LSL is the initial Vth_LSL measured before product shipment. When LSL is -0.5V, the reference voltage Vref is Vref = 2.5V - LSL = 2.5-(-0.5V) = 3V. In the present invention, the reference voltage Vref is fixed regardless of Vth_LSL measured in the power-off sequence.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 흐름도이다. 11 is a flowchart illustrating a method of driving an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 전계 발광 표시장치의 전원 스위치가 턴-온되면, 파워 온 시퀀스에서 전원 회로로부터 표시패널 구동회로의 구동 전원이 발생되어 픽셀들은 디스플레이 구동 상태로 된다(S01, S02). 디스플레이 구동 상태에서, 입력 영상이 타이밍 콘트롤러(130)에 수신되면, 표시패널 구동회로에 의해 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되어 화면 상에 입력 영상이 표시된다(S03, S04). Referring to FIG. 11 , when the power switch of the electroluminescent display device is turned on, driving power for the display panel driving circuit is generated from the power supply circuit in the power-on sequence, so that the pixels are in a display driving state ( S01 and S02 ). In the display driving state, when an input image is received by the
디스플레이 구동 기간에서 매 프레임 기간마다 버티컬 블랭크 구간(VB)에 구동 소자(DT)의 이동도가 실시간 센싱되고 이 센싱 결과를 바탕으로 픽셀 데이터가 변조되어 구동 소자(DT)의 이동도가 보상될 수 있다(S05). In the display driving period, the mobility of the driving device DT is sensed in real time in the vertical blank section VB for every frame period, and pixel data is modulated based on the sensing result to compensate for the mobility of the driving device DT. There is (S05).
전계 발광 표시장치의 전원 스위치가 턴-오프되면, 파워 오프 신호가 발생되어 파워 오프 시퀀스가 시작된다(S06). 파워 오프 시퀀스에서 미리 설정된 지연 시간 동안 표시패널 구동회로와 센싱 경로가 구동되어 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)이 실시간 센싱된다. 파워 오프 시퀀스에서 보상부(131)는 센싱된 구동 소자의 문턱 전압 산포에서 Vth_LSL을 측정한다(S07). When the power switch of the electroluminescent display device is turned off, a power-off signal is generated and a power-off sequence is started (S06). In the power-off sequence, the display panel driving circuit and the sensing path are driven for a preset delay time, so that the threshold voltage Vth of the driving element DT is sensed in real time in each of the sub-pixels. In the power-off sequence, the compensator 131 measures Vth_LSL from the threshold voltage distribution of the sensed driving element (S07).
Vth_LSL이 미리 설정된 LSL 보상 범위를 벗어나면, 보상부(131)는 HCL을 가변한다(S08 및 S09). Vth_LSL이 미리 설정된 LSL 보상 범위를 벗어날 때, 데이터 전압(Vdata)의 HCT가 상승하여 구동 소자의 Vgs가 감소된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 구동 소자의 문턱 전압(Vth)이 부극성으로 과도하게 시프트될 때 픽셀에서 블랙 계조의 휘도가 상승되지 않는 데이터 전압(Vdata)의 블랙 계조 전압이 변한다. When Vth_LSL is out of the preset LSL compensation range, the
Vth_LSL 측정 후에, 표시패널 구동회로의 전원이 발생되지 않기 때문에 픽셀들은 디스플레이 오프 상태로 변한다(S10). After Vth_LSL is measured, since power to the display panel driving circuit is not generated, the pixels are changed to the display-off state (S10).
도 12는 파워 오프 시퀀스에서 실시간 측정된 Vth_LSL이 픽셀들의 구동 시간에 따라 변하는 예를 보여 주는 도면이다. 도 13은 데이터 전압(Vdata)의 HCT가 가변되는 시점을 보여 주는 도면이다. 12 is a diagram illustrating an example in which Vth_LSL measured in real time in a power-off sequence varies according to driving times of pixels. 13 is a diagram illustrating a time point at which the HCT of the data voltage Vdata is changed.
도 12 및 도 13을 참조하면, 파워 오프 시퀀스에서 측정된 Vth_LSL은 픽셀들의 구동 시간이 길어질수록 낮아지는 경향이 있다. Vth_LSL이 미리 설정된 LSL 보상 범위를 벗어날 때 데이터 전압(Vdata)의 HCT가 가변된다. HCT가 상승하면, 블랙 계조의 휘도 상승 없이 블랙 계조 전압이 변하고 구동 소자(DT)의 Vgs(Black Vgs)가 감소된다. 12 and 13 , the Vth_LSL measured in the power-off sequence tends to decrease as the driving time of the pixels increases. When Vth_LSL is out of the preset LSL compensation range, the HCT of the data voltage Vdata is changed. When the HCT increases, the black gray voltage changes without increasing the luminance of the black gray scale and Vgs (Black Vgs) of the driving element DT decreases.
도 14는 Vth_LSL의 실시간 측정 결과를 바탕으로 데이터 전압의 HCT가 가변되는 예를 보여 주는 도면이다. 14 is a diagram illustrating an example in which HCT of a data voltage is varied based on a real-time measurement result of Vth_LSL.
도 14를 참조하면, 제품의 출하시 Vth, Vth_LSL, Black Vgs의 초기값은 아래와 같다. Referring to FIG. 14 , the initial values of Vth, Vth_LSL, and Black Vgs when the product is shipped are as follows.
(1) 초기값(1) Initial value
Vth_LSL = Vth = 0VVth_LSL = Vth = 0V
Black Vgs - Vth = Vg - Vs - Vth = -0.5VBlack Vgs - Vth = Vg - Vs - Vth = -0.5V
Vg = HCT - Vth_LSL = 2.5VVg = HCT - Vth_LSL = 2.5V
Vs = Vref = 3VVs = Vref = 3V
여기서, Vg는 블랙 계조에서 구동 소자의 게이트 전압 즉, 도 2에서 제1 노드(n1)의 전압이다. Vs는 구동 소자(DT)의 소스 전압 즉, 도 2에서 제2 노드(n2)의 전압이다.Here, Vg is the gate voltage of the driving device in the black gray scale, that is, the voltage of the first node n1 in FIG. 2 . Vs is the source voltage of the driving element DT, that is, the voltage of the second node n2 in FIG. 2 .
픽셀들의 구동 시간이 경과하면 서브 픽셀들의 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 부극성으로 시프트된다. 픽셀들의 구동 시간이 경시1에 도달할 때 Vth_LSL과 Black Vgs가 아래와 같이 변한다. When the driving time of the pixels elapses, the threshold voltage of the driving element DT of the sub-pixels is shifted to a negative polarity. When the driving time of the pixels reaches
(2) 경시1(2)
Vth LSL = Vth = -0.5V Vth LSL = Vth = -0.5V
Black Vgs - Vth = Vg - Vs - Vth = 2V - 3V -(-0.5V) = -0.5VBlack Vgs - Vth = Vg - Vs - Vth = 2V - 3V -(-0.5V) = -0.5V
Vg = HCT - Vth_LSL = 2.5V - 0.5V = 2VVg = HCT - Vth_LSL = 2.5V - 0.5V = 2V
Vs = Vref = 3VVs = Vref = 3V
픽셀들의 구동 시간이 경과하면 서브 픽셀들의 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 부극성으로 시프트된다. 픽셀들의 구동 시간이 경시2에 도달할 때 Vth_LSL이 LSL 보상 범위를 벗어나게 되어 HCT가 2.6V로 상승한다. 이 때 Vth_LSL과 Black Vgs가 아래와 같이 변한다. 이 때 Black Vgs가 -0.4V로 감소된다. When the driving time of the pixels elapses, the threshold voltage of the driving element DT of the sub-pixels is shifted to a negative polarity. When the driving time of the pixels reaches lapse 2, Vth_LSL is out of the LSL compensation range and HCT rises to 2.6V. At this time, Vth_LSL and Black Vgs change as follows. At this time, Black Vgs is reduced to -0.4V.
(3) 경시2(3) Oversight 2
Vth_LSL = Vth = -0.6VVth_LSL = Vth = -0.6V
Black Vgs - Vth = - Vg - Vs - Vth = 2V - 3V -(-0.6V) = -0.4VBlack Vgs - Vth = - Vg - Vs - Vth = 2V - 3V -(-0.6V) = -0.4V
Vg = HCT - Vth_LSL = 2.6V - 0.6V = 2VVg = HCT - Vth_LSL = 2.6V - 0.6V = 2V
Vs = Vref = 3VVs = Vref = 3V
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 흐름도이다. 도 16은 픽셀들의 구동 시간 경과에 따라 데이터 전압의 HCT가 가변되는 예를 보여 주는 도면이다. 이 실시예는 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하지 않고 디스플레이 구동 시간이 미리 설정된 시간에 도달할 때 HCT를 가변한다. 15 is a flowchart illustrating a method of driving an electroluminescent display device according to another embodiment of the present invention. 16 is a diagram illustrating an example in which an HCT of a data voltage is varied according to the lapse of driving time of pixels. In this embodiment, the HCT is varied when the display driving time reaches a preset time without sensing the threshold voltage of the driving element.
도 15 및 도 16을 참조하면, 전계 발광 표시장치의 전원 스위치가 턴-온되면, 파워 온 시퀀스에서 전원 회로로부터 표시패널 구동회로의 구동 전원이 발생되어 픽셀들은 디스플레이 구동 상태로 된다(S11, S12). 디스플레이 구동 상태에서, 입력 영상이 타이밍 콘트롤러(130)에 수신되면, 표시패널 구동회로에 의해 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되어 화면 상에 입력 영상이 표시된다. 디스플레이 구동 기간 동안, 보상부(131)는 픽셀들의 구동 시간을 카운트하고 그 카운트값을 누적하여 메모리에 저장한다(S13). 15 and 16 , when the power switch of the electroluminescent display device is turned on, driving power for the display panel driving circuit is generated from the power supply circuit in the power-on sequence, so that the pixels are in the display driving state (S11 and S12). ). In the display driving state, when an input image is received by the
픽셀들의 구동 시간이 미리 설정된 경시1에 도달할 때, 보상부(131)는 미리 설정된 상승폭 만큼 HCT를 높인다(S14 및 S15). 픽셀들의 구동 시간이 더 경과되어 경시2에 도달할 때, 보상부(131)는 미리 설정된 상승폭 만큼 HCT를 더 높인다.When the driving time of the pixels reaches the
전계 발광 표시장치의 전원 스위치가 턴-오프되면, 파워 오프 신호가 발생되어 파워 오프 시퀀스가 시작된다(S16). 파워 오프 시퀀스에서 표시패널 구동회로의 전원이 발생되지 않기 때문에 픽셀들은 디스플레이 오프 상태로 변한다(S17). When the power switch of the electroluminescent display is turned off, a power-off signal is generated and a power-off sequence is started (S16). In the power-off sequence, since power to the display panel driving circuit is not generated, the pixels change to the display-off state (S17).
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.Those skilled in the art from the above description will be able to see that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
100 : 표시패널 110 : 데이터 구동부
120 : 게이트 구동부 130 : 타이밍 콘트롤러
131 : 보상부 DT : 구동 소자
M1~M4 : 스위치 소자100: display panel 110: data driver
120: gate driver 130: timing controller
131: compensation part DT: driving element
M1~M4 : switch element
Claims (10)
블랙 옵셋 전압과 계조 표현 전압이 더해진 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 및
상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 신호를 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동부를 구비하고,
블랙 계조의 휘도 상승 없는 상기 데이터 전압의 마진 내에서 상기 블랙 옵셋 전압이 상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 변하는 전계 발광 표시장치. a display panel in which data lines and gate lines cross and a plurality of pixels are disposed;
a data driver supplying a data voltage obtained by adding a black offset voltage and a gradation expression voltage to the data lines; and
a gate driver supplying a scan signal synchronized with the data voltage to gate lines;
An electroluminescent display device in which the black offset voltage changes as the driving time of the pixels elapses within a margin of the data voltage without increasing the luminance of the black gray scale.
상기 픽셀들 각각은 다수의 서브 픽셀들을 포함하고,
상기 서브 픽셀들 각각은 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하는 전계 발광 표시장치. The method of claim 1,
Each of the pixels includes a plurality of sub-pixels,
Each of the sub-pixels includes a driving device for driving the light emitting device.
상기 서브 픽셀들 각각에서 상기 구동 소자에 연결된 센싱 라인;
상기 센싱 라인과 연결되어 상기 서브 픽셀들 각각에서 상기 구동 소자의 문턱 전압을 디지털 데이터로 변환하여 상기 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하는 아날로그-디지털 변환기; 및
상기 아날로그-디지털 변환기로부터 수신된 디지털 데이터를 바탕으로 상기 구동 소자의 문턱 전압을 지시하는 소정의 불량 관리 지표를 산출하고, 상기 불량 관리 지표가 소정의 보상 범위를 넘을 때 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 보상부를 더 구비하는 전계 발광 표시장치. 3. The method of claim 2,
a sensing line connected to the driving element in each of the sub-pixels;
an analog-to-digital converter connected to the sensing line to convert the threshold voltage of the driving element into digital data in each of the sub-pixels to sense the threshold voltage of the driving element; and
calculating a predetermined failure management index indicating a threshold voltage of the driving element based on the digital data received from the analog-to-digital converter, and varying the black offset voltage when the failure management index exceeds a predetermined compensation range An electroluminescent display device further comprising a compensator.
상기 불량 관리 지표가 파워 오프 시퀀스 내에서 산출되는 전계 발광 표시장치. 4. The method of claim 3,
An electroluminescent display device in which the failure management index is calculated within a power-off sequence.
상기 픽셀들의 구동 시간을 카운트하고 상기 구동 시간이 소정의 경과 시점에 도달할 때 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 보상부를 더 구비하는 전계 발광 표시장치. 3. The method of claim 2,
and a compensator for counting the driving time of the pixels and varying the black offset voltage when the driving time reaches a predetermined elapsed time.
블랙 옵셋 전압과 계조 표현 전압이 더해진 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계;
상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 신호를 게이트 라인들에 공급하는 단계; 및
상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 단계를 포함하고,
블랙 계조의 휘도 상승 없는 상기 데이터 전압의 마진 내에서 상기 블랙 옵셋 전압이 상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 변하는 전계 발광 표시장치의 구동 방법. A method of driving an electroluminescence display including a display panel in which a plurality of pixels intersecting data lines and gate lines are disposed, the method comprising:
supplying a data voltage obtained by adding a black offset voltage and a grayscale expression voltage to the data lines;
supplying a scan signal synchronized with the data voltage to gate lines; and
varying the black offset voltage as the driving time of the pixels elapses;
A method of driving an electroluminescence display in which the black offset voltage is changed as driving time of the pixels elapses within a margin of the data voltage without increasing the luminance of the black grayscale.
상기 픽셀들 각각은 다수의 서브 픽셀들을 포함하고,
상기 서브 픽셀들 각각이 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하는 전계 발광 표시장치의 구동 방법.7. The method of claim 6,
Each of the pixels includes a plurality of sub-pixels,
A driving method of an electroluminescent display device, wherein each of the sub-pixels includes a driving element for driving a light emitting element.
상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 단계는,
상기 구동 소자에 연결된 센싱 경로를 통해 상기 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하는 단계;
상기 서브 픽셀들 각각에서 얻어진 구동 소자의 문턱 전압 산포에서 소정의 불량 관리 지표를 산출하는 단계; 및
상기 불량 관리 지표가 소정의 보상 범위를 넘을 때 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 보상부를 더 포함하는 전계 발광 표시장치의 구동 방법. 8. The method of claim 7,
The step of varying the black offset voltage as the driving time of the pixels elapses may include:
sensing a threshold voltage of the driving device through a sensing path connected to the driving device;
calculating a predetermined defect management index from a threshold voltage distribution of driving elements obtained in each of the sub-pixels; and
and a compensator configured to vary the black offset voltage when the defect management index exceeds a predetermined compensation range.
상기 불량 관리 지표가 파워 오프 시퀀스 내에서 산출되는 전계 발광 표시장치의 구동 방법. 9. The method of claim 8,
A method of driving an electroluminescence display in which the failure management index is calculated within a power-off sequence.
상기 픽셀들의 구동 시간이 경과함에 따라 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 단계는,
상기 픽셀들의 구동 시간을 카운트하는 단계; 및
상기 구동 시간이 소정의 경과 시점에 도달할 때 상기 블랙 옵셋 전압을 가변하는 단계를 포함하는 전계 발광 표시장치의 구동 방법. 8. The method of claim 7,
The step of varying the black offset voltage as the driving time of the pixels elapses may include:
counting the driving times of the pixels; and
and varying the black offset voltage when the driving time reaches a predetermined elapsed time.
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