KR102318090B1 - 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치 및 센싱방법 - Google Patents

중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치 및 센싱방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치 및 센싱방법에 관한 것이다. 바람직한 실시예에서 본 발명은 발광장치의 열화를 감지하는 신호를 센싱하여 보상회로에 전달하는 센싱장치로서, N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 포함된 센싱라인에 연결되는 M개의 스위칭부 - N>M, N과 M은 자연수 -, 상기 스위칭부는 N/M개의 센싱라인 중 어느 하나를 택일적으로 샘플 앤 홀드부와 연결시키는 것을 특징으로 한다.

Description

중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치 및 센싱방법 {AREA-EFFICIENT APPARATUS AND METHOD FOR SENSING SIGNAL USING OVERLAP SAMPLING TIME}
본 발명은 디스플레이장치의 센싱회로기술에 관한 것이다.
프랑스 Nancy 대학의 A. Bernanose는 1953년 처음으로 빛을 발광하는 유기물에 대한 논문을 세상에 발표했다. 그러나, 이 당시의 발광 유기물은 지나치게 높은 문턱전압으로 인해 디스플레이의 소자로서 사용하기에 적합하지 못했다. 그러던 중 1987년 C. W. Tang 박사는 박막 형태의 유기물을 이용하여 1.5 lm/W의 효율을 갖는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 개발하는데 성공했다.
그 후 유기발광다이오드는 상용화 과정을 거치며 생생한 색 재현성, 높은 대비비, 빠른 응답속도, 넓은 시야각 등 여러가지 장점을 인정받아 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
유기발광다이오드를 구동하는 방식에는 전압구동방식과 전류구동방식이 있는데, 전압구동방식의 경우 유기발광다이오드의 전류-전압 특성 편차에 의해 휘도변화가 커진다는 문제가 있어, 구동 속도가 다소 느리더라도 전류구동방식으로 제어하는 것이 일반적이다.
유기발광다이오드를 전류구동방식으로 구동하기위한 구동회로는 유기발광다이오드에 구동전류를 인가하는 구동 TFT(Thin Film Transistor)를 포함한다.
그러나, 구동 TFT의 문턱 전압, 이동도 등과 같은 전기적 특성은 모든 화소에서 동일하게 설계됨이 바람직하나, 공정의 불균일성 (Non-uniformity)과 더불어 스트레스 전압에 의한 문턱전압(VTH)의 변화 등에 의해 화소별 휘도 편차가 발생한다.
이에 본 발명의 발명자는 그런 문제점을 해결하기 위해서 오랫동안 연구하고 시행착오를 거치며 개발한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 발광장치에 포함된 유기발광다이오드 또는 구동트랜지스터의 문턱전압 또는 이동도등의 신호를 센싱하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 센싱장치의 면적을 감소시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 샘플 앤 홀드부의 수를 감소시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 문턱전압 또는 이동도를 센싱하는 센싱시간을 감소시키는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1국면은 유기발광다이오드 또는 유기발광다이오드에 구동전류를 인가하는 구동트랜지스터의 문턱전압 또는 이동도를 포함하는 신호를 센싱하여 보상회로에 전달하는 센싱장치로서:
N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 포함된 센싱라인에 연결되는 M개의 스위칭부 - N>M, N과 M은 자연수 -;
상기 스위칭부는 N/M개의 센싱라인 중 어느 하나를 택일적으로 샘플 앤 홀드부와 연결시키는 것을 특징으로 하는, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치를 제공한다.
바람직한 실시예는 M개의 스위칭부에 각각 연결되어 센싱라인으로부터 전달되는 신호를 입력받는 M개의 샘플 앤 홀드부를 더 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서 샘플 앤 홀드부는 센싱라인에서 입력된 신호를 저장하는 샘플링 캐패시터(CS); 및
샘플링 캐패시터에 저장된 신호를 전달받는 쉐어링 캐패시터(CSH)를 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서 샘플 앤 홀드부는
제1고기준전압(VREFAH);
제1저기준전압(VREFAL);
제2기준전압(VREFB);
스위칭부에 연결되는 제1노드 및 제2기준전압(VREFB)에 연결되는 샘플링 캐패시터(CS);
제1노드 및 제1저기준전압(VREFAL)에 연결되는 쉐어링 캐패시터(CSH); 및
복수의 스위칭소자를 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서 상기 복수의 스위칭소자는
샘플링 캐패시터(CS) 및 제2기준전압(VREFB) 사이에 형성되는 제1스위치(SW1);
샘플링 캐패시터(CS) 및 제1저기준전압(VREFAL) 사이에 형성되는 제2스위치(SW2);
제1노드(N1) 및 쉐어링 캐패시터(CSH) 사이에 형성되는 제3스위치(SW3);
쉐어링 캐패시터(CSH) 및 제1저기준전압(VREFAL) 사이에 형성되는 제4스위치(SW4);
쉐어링 캐패시터(CSH) 및 제1고기준전압(VREFAH) 사이에 형성되는 제5스위치(SW5)를 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서 M개의 샘플 앤 홀드부에 연결되는 멀티플렉서; 및
멀티플렉서에 연결되는 아날로그디지털변환부(ADC)를 더 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서 아날로그디지털변환부는 N/M개의 센싱라인 중 어느 하나의 센싱라인을 통해 입력되어 쉐어링 캐패시터에 저장된 M개의 신호를 순차적으로 디지털신호로 변환하고,
샘플링 캐패시터는 상기 아날로그디지털변환부가 디지털신호 변환을 완료하기 전에 N/M개의 센싱라인 중 다른 하나의 센싱라인을 통해 입력되는 신호의 저장을 개시하는 것이 좋다.
본 발명의 제2국면은 복수의 센싱라인을 택일적으로 선택하여 샘플 앤 홀드부에 전달하는 스위칭부, 스위칭부에 연결되는 샘플 앤 홀드부, 샘플 앤 홀드부에서 전달받은 신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털변환부를 포함하는 센싱장치를 이용하여 신호를 센싱하는 방법으로서:
(a) 상기 샘플 앤 홀드부가 스위칭부에 연결된 복수의 센싱라인 중 첫번째 센싱라인을 통해 입력된 제1신호를 저장하는 단계;
(b) 상기 샘플 앤 홀드부가 제1신호를 쉐어링하는 단계;
(c) 상기 아날로그디지털변환부가 쉐어링된 제1신호를 디지털신호로 변환하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계 종료 전에, 상기 샘플 앤 홀드부가 스위칭부에 연결된 복수의 센싱라인 중 두번째 센싱라인을 통해 입력된 제2신호의 저장을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계 전에 상기 스위칭부가 첫번째 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계; 및
상기 (d) 단계 전에 상기 스위칭부가 다음 번 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계 후에 상기 샘플 앤 홀드부가 제2신호를 쉐어링하는 단계; 및
상기 (c) 단계 종료 후에, 상기 아날로그디지털변환부가 상기 샘플 앤 홀드부에 쉐어링된 제2신호를 디지털신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 제3국면은 N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 포함된 복수의 센싱라인을 순차적으로 샘플 앤 홀드부에 연결되는 M개의 스위칭부, 센싱라인에서 입력된 신호를 저장하는 샘플링 캐패시터(CS) 및 샘플링 캐패시터에 저장된 신호를 전달받는 쉐어링 캐패시터(CSH)를 포함하는 M개의 샘플 앤 홀드부, 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털변환부를 포함하는 센싱장치를 이용하여 신호를 센싱하는 방법으로서:
(a) 상기 샘플링 캐패시터가 N/M개의 센싱라인 중 첫번째 센싱라인을 통해 입력된 제1신호를 저장하는 단계;
(b) 상기 쉐어링 캐패시터가 제1신호를 쉐어링받는 단계;
(c) 상기 아날로그디지털변환부가 상기 쉐어링 캐패시터에 저장된 제1신호를 디지털신호로 변환하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계 종료 전에, 상기 샘플링 캐패시터가 N/M개의 센싱라인 중 두번째 센싱라인을 통해 입력된 제2신호의 저장을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서 상기 (a) 단계 전에 상기 스위칭부가 첫번째 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계; 및
상기 (d) 단계 전에 상기 스위칭부가 다음 번 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서 상기 (d) 단계 후에 상기 쉐어링 캐패시터가 제2신호를 전달받는 단계; 및
상기 (c) 단계 종료 후에, 상기 아날로그디지털변환부가 상기 쉐어링 캐패시터에 충전된 제2신호를 디지털신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.
위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서 본 발명은 발광장치에 포함된 유기발광다이오드 또는 구동드라이버의 문턱전압 또는 이동도를 센싱할 수 있다.
또한, 본 발명은 샘플 앤 홀드부의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 문턱전압 또는 이동도를 센싱하는 시간을 감소시킬 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 유기발광장치의 개략적인 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 센싱장치의 바람직한 실시예를나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 샘플 앤 홀드부의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 문턱전압을 샘플링하는 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 센싱방법의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 유기발광장치의 개략적인 실시예를 나타내는 도면이다. 도시하지 않았지만 유기발광장치의 디스플레이패널에는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 포함하는 화소가 매트릭스 형태로 배열된다. 각각의 화소는 게이트라인(스캔라인)에 게이트신호(스캔신호)가 공급될 때 데이터라인으로부터 공급되는 데이터신호의 크기에 상응하는 휘도의 빛을 발생한다. 디스플레이패널의 단위화소들에는 고유의 색상을 나타내는 유기발광다이오드(OLED)가 각기 배열되어 있어 이들의 색상조합에 의해 목적한 색상을 표시한다.
유기발광다이오드(OLED)는 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 자발광 소자인 유기발광다이오드(OLED)는 애노드전극 및 캐소드전극과, 이들 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 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. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송 층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생한다.
도 1에서 알 수 있듯이, 유기발광소자(OLED)를 구동하기 위해서는 구동회로가 필요하다. 구동회로는 다양한 실시예가 있을 수 있는데, 그 중 도 1은 가장 간단한 구조인 2T1C구조를 예시한다. 2T는 두 개의 트랜지스터를 의미하고, 1C는 한 개의 캐패시터가 사용됨을 의미한다. 트랜지스터는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)일 수 있다.
구동트랜지스터(T1)는 유기발광소자(OLED)를 구동한다. 스위칭트랜지스터(T2)는 데이터라인을 통해 인가된 구동전압을 구동트랜지스터(T1)의 게이트 단자로 입력하기 위한 스위치 역할을 수행한다. 저장캐패시터(CST)는 구동트랜지스터(T1)의 게이트 단자의 전압을 1 프레임 시간 동안 유지한다. VDD는 구동트랜지스터(T1)를 통해 유기발광소자(OLED)에 전류를 공급해주기 위한 전원이다. VSCAN은 게이트라인을 통해 인가된 게이트전압이다.
구동트랜지스터(T1)는 1 프레임 시간 동안 지속적으로 유기발광소자(OLED)를 구동해야하기 때문에 지속적으로 스트레스를 받게 된다. 그 결과 구동트랜지스터(T1)는 열화되어 문턱전압이 증가하는 문제가 있다. 그 밖에 구동트랜지스터(T1)는 공정조건의 미세한 차이에 의해 각각의 전기적 특성에 차이가 발생하여 문턱전압이 서로 상이해지는 문제가 있다.
마찬가지로 유기발광소자(OLED)도 시간이 지남에 따라 열화되는 문제가 있다.
따라서 복수의 유기발광소자(OLED)를 이용한 발광장치는 구동트랜지스터 또는 유기발광소자의 문턱전압 또는 이동도의 차이 또는 변화를 센싱할 센싱장치(100) 및 센싱결과에 따라 문턱전압 등을 보상하는 보상장치(200)를 필요로 한다.
바람직한 실시예에서 센싱장치(100)는 버퍼부와 아날로그디지털변환부를 포함하고, 보상장치(200)는 교정부(calibration logic)를 포함한다. 보상장치(200)는 디지털아날로그변환부, 버퍼부를 포함하는 구동장치에 연결될 수 있다.
센싱트렌지스터(T3)는 게이트단자에 센싱전압(VSEN)이 인가되면 해당 화소에서 측정한 신호를 센싱라인을 통해 센싱장치(100)로 전달한다. 본 발명에서 센싱장치(100)로 전달되는 신호(또는 아날로그신호)는 구동트랜지스터 또는 유기발광소자의 문턱전압 또는 이동도를 포함하는 개념이다.
도 2는 본 발명의 센싱장치의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 센싱장치(100)는 유기발광다이오드에 구동전류를 인가하는 구동트랜지스터 또는 유기발광다이오드의 문턱전압 또는 이동도와 같은 신호를 센싱하여 보상회로에 전달한다. 바람직한 실시예에서 센싱장치(100)는 스위칭부(110), 샘플 앤 홀드부(120), 멀티플랙서(130), 아날로그디지털변환부(140)를 포함한다. 도시하지는 않았지만 멀티플랙서(130)와 아날로그디지털변환부(140) 사이에는 신호를 증폭하는 앰프가 더 포함될 수 있다.
스위칭부(110)는 N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고(N>M, N과 M은 자연수임), 각 그룹에 포함된 N/M개의 센싱라인 중 어느 하나를 택일적으로 샘플 앤 홀드부(120)에 연결한다. 예를 들어, 1280개의 센싱라인을 640개의 그룹으로 나누려면, 스위칭부(110)는 640개가 필요하며, 각 스위칭부(110)는 2개의 센싱라인을 택일적으로 연결하는 구조가 된다. 이하에서는 스위칭부(110)가 택일적으로 선택할 수 있는 센싱라인의 수(N/M)를 채널이라는 용어로 표현할 수 있다. 즉 스위칭부에 연결된 '복수의 채널'은 '복수의 센싱라인'과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 위 실시예에서 1280개의 센싱라인을 640개의 스위칭부(110)에 연결하면 각 스위칭부(110)는 2개의 채널을 보유하게 되며, 1280개의 센싱라인을 320개의 스위칭부(110)에 연결하면 각 스위칭부(110)는 4개의 채널을 보유하게 된다.
샘플 앤 홀드부(120)는 스위칭부(110)에 1 대 1로 연결되며, 스위칭부(110)가 선택한 채널로부터 전달되는 신호를 입력받는다. 따라서, 스위칭부(110)가 M개 존재하면 샘플 앤 홀드부(120)도 M개가 필요하다. 멀티플랙서(130)는 M개의 샘플 앤 홀드부(120)에 연결되며, M개의 샘플 앤 홀드부(120)에서 입력받은 신호를 순차적으로 아날로그디지털변환부(140)에 전달한다.
이와 같이 N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누는 경우 스위칭부가 N개에서 M개로 감소하고, 샘플 앤 홀드부도 N개에서 M개로 감소한다. 또한, 멀티플랙서는 N:1이 아니라 M:1의 신호만를 처리하면 되기 때문에 소면적의 멀티플랙서를 사용할 수 있게 된다.
이와 같이 N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 그룹핑하면, 스위칭부의 개수, 샘플 앤 홀드부의 개수, 멀티플랙서의 면적을 감소시킬 수 있어 소면적의 센싱장치를 구현할 수 있는 효과가 있다. 특히 샘플 앤 홀드부의 경우 캐패시터를 사용하기 때문에 큰 면적을 차지하여 문제였으나, 이와 같은 구조에서는 샘플 앤 홀드부의 수가 크게 감소하므로 소면적의 센싱장치를 구현하는데 큰 효과가 있다.
아날로그디지털변환부(140)는 멀티플랙서(130)로부터 입력받은 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다. 변환된 디지털신호는 소정의 메모리에 저장된다.
아날로그디지털변환부(140)에서 어떤 센싱라인에서 입력된 신호를 디지털신호로 변환하는지 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 스위칭부(110)에 연결된 N/M개의 센싱라인 중에서 선택된 어느 하나의 센싱라인을 통해 입력된 신호를 샘플 앤 홀드부(120)가 저장한다. M개의 샘플 앤 홀드부(120)에 저장된 신호를 멀티플랙서(130)가 순차적으로 아날로그디지털변환부(140)로 전달한다. 아날로그디지털변환부(1400)가 순차적으로 신호를 디지털신호로 저장한다.
도 3은 본 발명의 샘플 앤 홀드부의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 바람직한 실시예에서 샘플 앤 홀드부(120)는 센싱라인에서 입력된 신호를 저장하는 샘플링 캐패시터(CS), 및 샘플링 캐패시터에 충전된 신호를 전달받는 쉐어링 캐패시터(CSH)를 포함한다.
스위칭부(110)에서 입력된 신호는 샘플링 캐패시터(CS)에 저장된다. 샘플링 캐패시터(CS)에 저장된 신호는 쉐어링 캐패시터(CSH)로 전달되면서 스캐일다운된다. 쉐어링 캐패시터(CSH)에 저장된 신호는 멀티플랙서에 의해 순차적으로 아날로그디지털변환부로 전달된다.
이때 샘플링 캐패시터(CS)는 아날로그디지털변환부가 디지털신호 변환을 완료하기 전에 N/M개의 센싱라인 중 다른 하나의 센싱라인을 통해 입력되는 신호의 저장을 개시하여 변환시간을 단축한다.
도 3에 개시된 샘플 앤 홀드부의 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
스위칭부(110)는 샘플 앤 홀드부(120)의 제1노드(N1)에 연결된다. 샘플 앤 홀드부(120)는 제1고기준전압(VREFAH), 제1저기준전압(VREFAL), 제2기준전압(VREFBL)을 포함한다. 샘플링 캐패시터(CS)는 제1노드(N1) 및 제2기준전압(VREFB)에 연결된다. 샘플링 캐패시터(CS) 및 제2기준전압(VREFB) 사이에는 제1스위치(SW1)가 있다. 샘플링 캐패시터(CS) 및 제1저기준전압(VREFAL) 사이에는 제2스위치(SW2) 가 있다. 쉐어링 캐패시터(CSH)는 제1노드(N1) 및 제1저기준전압(VREFAL)에 연결된다. 제1노드(N1) 및 쉐어링 캐패시터(CSH) 사이에는 제3스위치(SW3)가 있다. 쉐어링 캐패시터(CSH) 및 제1저기준전압(VREFAL) 사이에는 제4스위치(SW4)가 있다. 쉐어링 캐패시터(CSH) 및 제1고기준전압(VREFAH) 사이에는 제5스위치(SW5)가 있다. 제6스위치(SW6)는 멀티플랙서에 포함된 스위치이다. 멀티플랙서는 샘플 앤 홀드부에 연결된 M개의 제6스위치(SW6)를 포함한다.
바람직한 실시예에서 제1스위치(SW1)를 턴 온하면, 제1노드(N1)로 인가되는 전압과 제2기준전압(VREFB)의 차이가 샘플링 캐패시터(CS)에 저장된다. 제1스위치(SW1)를 턴 오프하고 제2 내지 제4스위치(SW2, SW3, 및 SW4)를 턴 온하여 샘플링 캐패시터(CS)와 쉐어링 캐패시터(CSH)를 병렬로 연결한다. 그러면 샘플링 캐패시터(CS)에 충전된 전압이 쉐어링 캐패시터(CSH)에 쉐어링된다. 제2 내지 제4스위치(SW2, SW3, 및 SW4)를 턴 오프하고 제5스위치(SW5)를 턴 온하여, 쉐어링 캐패시터(CSH)를 제1고기준전압(VREFAH)에 연결한다.
멀티플랙서는 M개의 스위치를 순차적으로 아날로그디지털변환부에 연결한다. 아날로그디지털변환부는 멀티플랙서가 연결한 쉐어링 캐패시터(CSH)에 쉐어링된 신호를 순차적으로 디지털값으로 변환한다.
한편, 제2기준전압(VREFB)은 제1고기준전압(VREFAH) 및 제1저기준전압(VREFAL)에서 사용되는 전압보다 높은 전압이다.
도 4는 본 발명에서 신호를 샘플링하는 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다. 도 4에서 첫번째 타이밍 다이어그램은 샘플링 캐패시터에서 신호를 저장하는 시간을 의미하고, 두번째 타이밍 다이어그램은 쉐어링 캐패시터에서 신호를 쉐어링하는 시간을 의미하고, 세번째 타이밍 다이어그램은 아날로그디지털변환부가 쉐어링 캐패시터에 저장된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 시간을 의미한다.
(1) 첫번째 채널에 대한 변환
먼저, M개의 스위칭부가 자신에게 연결된 복수의 채널 중에서 어느 하나의 채널을 선택한다. M개의 스위칭부는 선택된 채널을 M개의 샘플 앤 홀드부에 각각 연결한다.
샘플 앤 홀드부에 포함된 샘플링 캐패시터가 입력되는 아날로그신호를 저장한다(TSAM). 쉐어링 캐패시터는 샘플링 캐패시터에 저장된 아날로그신호를 스캐일다운하여 입력받는다(TSHARING). M개의 샘플 앤 홀드부 각각에는 샘플링 캐패시터와 쉐어링 캐패시터가 포함되어 있다. 따라서, M개의 샘플 앤 홀드부는 동시에 자신에게 연결된 채널에서 공급되는 아날로그신호를 캐패시터에 저장할 수 있다. 그러므로, M개의 샘플 앤 홀드부의 샘플링 캐패시터에서 아날로그신호를 저장하는 시간은 M*TSAM이 아니고 TSAM이다.
멀티플랙서는 M개의 샘플 앤 홀드부를 순차적으로 아날로그디지털변환부에 연결한다. 아날로그디지털변환부는 샘플링 캐패시터에 스캐일다운하여 입력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다(M*TCONV).
아날로그디지털변환부는 M개의 샘플링 캐패시터에 저장된 아날로그신호를 순차적으로 변환하기 때문에, M개의 신호를 변환하는 시간은 M*TCONV이다.
(2) 다음번 채널에 대한 변환
다음으로, M개의 스위칭부가 자신에게 연결된 복수의 채널 중에서 다음번 채널을 선택한다. M개의 스위칭부는 선택된 채널을 M개의 샘플 앤 홀드부에 각각 연결한다. M개의 샘플 앤 홀드부는 아날로그신호를 저장한다. 멀티플랙서는 M개의 샘플 앤 홀드부를 순차적으로 아날로그디지털변환부에 연결한다. 아날로그디지털변환부는 연결된 신호를 순차적으로 변환한다.
(3) 위 동작의 반복과 오버랩시간 확보
본 발명은 위 (1) 및 (2) 단계를 반복하여 모든 채널에 대한 아날로그신호 변환을 실시한다.
본 발명은 각 단계를 반복하는 사이에 오버랩시간을 확보하여 아날로그신호를 센싱하는 시간을 단축한다. 구체적으로 샘플링 캐패시터는 아날로그디지털변환부가 디지털신호 변환을 완료하기 전에 미리 다른 센싱라인을 통해 입력되는 아날로그신호의 저장을 개시하여 변환시간을 단축한다(OVERLAP time).
이를 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
N=1280, M=640이라고 가정하면 M개의 스위칭부는 2개의 채널을 보유하게 된다. 즉, 전체적으로 2번 샘플링/쉐어링/변환을 반복하면 모든 센싱라인의 아날로그신호를 센싱할 수 있다.
모든 센싱라인의 아날로그신호를 센싱하는 시간을 TTSEN이라고 하면, TTSEN은 다음과 같이 정의할 수 있다.
TTSEN = N/M*(TSAM + TSHARING + M*TCONV) = 2 *(TSAM + TSHARING + 640*TCONV)
그러나, 본 발명은 특정 채널의 아날로그신호를 변환하는 시간(M*TCONV)이 종료되기 전에 미리 다음 채널의 아날로그신호를 샘플링 캐패시터에 저장하는 단계를 시작함으로서 총변환 시간을 단축한다.
이때 단축할 수 있는 시간이 오버랩 시간(OVERLAP time)이다. 오버랩 시간을 적용했을 때 모든 센싱라인의 아날로그신호를 센싱하는 시간을 TTSEN_OV이라고 하면, TTSEN_OV은 다음과 같이 정의할 수 있다.
TTSEN_OV = TSAM + N/M *(TSHARING + M*TCONV) = TSAM + 2 * (TSHARING + 640*TCONV)
오버랩 시간이 TSAM일 때 TTSEN_OV는 TSAM만큼 줄어든다. 따라서, 총 단축 시간(TTOT)은 N/M이 증가할수록 증가한다.
총 단축 시간(TTOT) = TTSEN - TTSEN_OV
= TSAM * (N/M - 1)
도 5는 본 발명의 센싱방법의 바람직한 실시예를 나타내는 순서도이다. 본 발명의 센싱방법은 예를 들어, N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 포함된 복수의 센싱라인을 순차적으로 샘플 앤 홀드부에 연결되는 M개의 스위칭부, 센싱라인에서 입력된 아날로그신호를 저장하는 샘플링 캐패시터(CS) 및 샘플링 캐패시터에 충전된 아날로그신호를 전달받는 쉐어링 캐패시터(CSH)를 포함하는 M개의 샘플 앤 홀드부, 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털변환부를 포함하는 센싱장치를 이용하여 아날로그신호를 센싱한다.
먼저, 스위칭부가 N/M개의 센싱라인 중 첫번째 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결한다(S1100). 샘플링 캐패시터가 N/M개의 센싱라인 중 첫번째 센싱라인을 통해 입력된 제1신호를 저장한다(S1200). 쉐어링 캐패시터가 제1신호를 쉐어링받는다(S1300). 아날로그디지털변환부가 쉐어링 캐패시터에 충전된 제1신호를 디지털신호로 변환한다(S1400).
S1400 단계가 종료하기 전에 스위칭부가 N/M개의 센싱라인 중 다음 번 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하고, 샘플링 캐패시터가 다음번 센싱라인을 통해 입력된 제2신호의 저장을 개시한다(S1500).
쉐어링 캐패시터가 제2신호를 전달받는다. 아날로그디지털변환부가 쉐어링 캐패시터에 충전된 제2신호를 디지털신호로 변환한다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (13)

  1. 유기발광다이오드 또는 유기발광다이오드에 구동전류를 인가하는 구동트랜지스터의 문턱전압 또는 이동도를 포함하는 신호를 센싱하여 보상회로에 전달하는 센싱장치로서:
    N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 포함된 센싱라인에 연결되는 M개의 스위칭부 - N>M, N과 M은 자연수 -;
    상기 스위칭부는 N/M개의 센싱라인 중 어느 하나를 택일적으로 샘플 앤 홀드부와 연결시키며,
    샘플 앤 홀드부는
    제1고기준전압(VREFAH); 제1저기준전압(VREFAL); 제2기준전압(VREFB); 스위칭부에 연결되는 제1노드 및 제2기준전압(VREFB)에 연결되는 샘플링 캐패시터(CS); 제1노드 및 제1저기준전압(VREFAL)에 연결되는 쉐어링 캐패시터(CSH); 및 복수의 스위칭소자를 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치.
  2. 제1항에 있어서,
    M개의 스위칭부에 각각 연결되어 센싱라인으로부터 전달되는 신호를 입력받는 M개의 샘플 앤 홀드부를 더 포함하는, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치.
  3. 제1항에 있어서,
    샘플 앤 홀드부는
    센싱라인에서 입력된 신호를 저장하는 샘플링 캐패시터(CS); 및
    샘플링 캐패시터에 저장된 신호를 전달받는 쉐어링 캐패시터(CSH)를 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭소자는
    샘플링 캐패시터(CS) 및 제2기준전압(VREFB) 사이에 형성되는 제1스위치(SW1);
    샘플링 캐패시터(CS) 및 제1저기준전압(VREFAL) 사이에 형성되는 제2스위치(SW2);
    제1노드(N1) 및 쉐어링 캐패시터(CSH) 사이에 형성되는 제3스위치(SW3);
    쉐어링 캐패시터(CSH) 및 제1저기준전압(VREFAL) 사이에 형성되는 제4스위치(SW4);
    쉐어링 캐패시터(CSH) 및 제1고기준전압(VREFAH) 사이에 형성되는 제5스위치(SW5)를 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치.
  6. 제1항에 있어서,
    M개의 샘플 앤 홀드부에 연결되는 멀티플렉서; 및
    멀티플렉서에 연결되는 아날로그디지털변환부(ADC)를 더 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치.
  7. 제1항에 있어서,
    아날로그디지털변환부는 N/M개의 센싱라인 중 어느 하나의 센싱라인을 통해 입력되어 쉐어링 캐패시터에 저장된 M개의 신호를 순차적으로 디지털신호로 변환하고,
    샘플링 캐패시터는 상기 아날로그디지털변환부가 디지털신호 변환을 완료하기 전에 N/M개의 센싱라인 중 다른 하나의 센싱라인을 통해 입력되는 신호의 저장을 개시하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱장치.
  8. 복수의 센싱라인을 택일적으로 선택하여 샘플 앤 홀드부에 전달하는 스위칭부, 스위칭부에 연결되는 샘플 앤 홀드부, 샘플 앤 홀드부에서 전달받은 신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털변환부를 포함하는 센싱장치를 이용하여 신호를 센싱하는 방법으로서:
    (a) 상기 샘플 앤 홀드부가 스위칭부에 연결된 복수의 센싱라인 중 첫번째 센싱라인을 통해 입력된 제1신호를 저장하는 단계;
    (b) 상기 샘플 앤 홀드부가 제1신호를 쉐어링하는 단계;
    (c) 상기 아날로그디지털변환부가 쉐어링된 제1신호를 디지털신호로 변환하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계 종료 전에, 상기 샘플 앤 홀드부가 스위칭부에 연결된 복수의 센싱라인 중 두번째 센싱라인을 통해 입력된 제2신호의 저장을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (a) 단계 전에 상기 스위칭부가 첫번째 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계; 및
    상기 (d) 단계 전에 상기 스위칭부가 다음 번 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계를 더 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 샘플 앤 홀드부가 제2신호를 쉐어링하는 단계; 및
    상기 (c) 단계 종료 후에, 상기 아날로그디지털변환부가 상기 샘플 앤 홀드부에 쉐어링된 제2신호를 디지털신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법.
  11. N개의 센싱라인을 M개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 포함된 복수의 센싱라인을 순차적으로 샘플 앤 홀드부에 연결되는 M개의 스위칭부, 센싱라인에서 입력된 신호를 저장하는 샘플링 캐패시터(CS) 및 샘플링 캐패시터에 저장된 신호를 전달받는 쉐어링 캐패시터(CSH)를 포함하는 M개의 샘플 앤 홀드부, 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털변환부를 포함하는 센싱장치를 이용하여 신호를 센싱하는 방법으로서:
    (a) 상기 샘플링 캐패시터가 N/M개의 센싱라인 중 첫번째 센싱라인을 통해 입력된 제1신호를 저장하는 단계;
    (b) 상기 쉐어링 캐패시터가 제1신호를 쉐어링받는 단계;
    (c) 상기 아날로그디지털변환부가 상기 쉐어링 캐패시터에 저장된 제1신호를 디지털신호로 변환하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계 종료 전에, 상기 샘플링 캐패시터가 N/M개의 센싱라인 중 두번째 센싱라인을 통해 입력된 제2신호의 저장을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (a) 단계 전에 상기 스위칭부가 첫번째 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계; 및
    상기 (d) 단계 전에 상기 스위칭부가 다음 번 센싱라인을 샘플 앤 홀드부에 연결하는 단계를 더 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 쉐어링 캐패시터가 제2신호를 전달받는 단계; 및
    상기 (c) 단계 종료 후에, 상기 아날로그디지털변환부가 상기 쉐어링 캐패시터에 충전된 제2신호를 디지털신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것인, 중첩시간을 이용한 소면적 센싱방법.
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