KR102319202B1 - 유기전계 발광표시장치 - Google Patents

유기전계 발광표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전계 발광표시장치를 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 화소간 문턱전압(Vth)의 편차를 외부보상회로에 의해 보상하는 유기전계 발광표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에서는, 각 화소에 구비되는 박막트랜지스터의 문턱전압 보상 이외에도, D-IC에 내장된 검출부에 기준전류를 공급하여 검출회로의 특성을 검출 및 이를 보상함으로써, 모든 화소에 대한 문턱전압 보상성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

Description

유기전계 발광표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기전계 발광표시장치의 관한 것으로, 특히 화소간 문턱전압(Vth)의 편차를 외부보상회로에 의해 보상하는 유기전계 발광표시장치에 관한 것이다.
기존의 음극선관(Cathode Ray Tube)표시장치를 대체하기 위한 평판표시장치(Flat Panel Display)로는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel) 및 유기전계 발광표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display, OLED Display) 등이 있다.
이중, 유기전계 발광표시장치는, 표시패널에 구비되는 유기발광 다이오드가 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(CONTRAST RATIO)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 용이하다. 또한, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이라는 장점이 있다.
이러한, 유기전계 발광표시장치는 각 화소마다 적어도 하나의 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 및 유기발광 다이오드를 구비하며, 특히 구동 박막트랜지스터는 유기발광 다이오드에 흐르는 전류의 양을 조절하여 영상의 계조를 표시하도록 하는 것으로서 화상품질에 중요한 역할을 한다.
그러나, 하나의 표시패널 내에서도 제조공정상의 문제 또는 구동시 소자 열화에 의해 각 화소간 구동 박막트랜지스터간 문턱전압(Vth)의 편차가 발생하며, 각 유기발광 다이오드들에 흐르는 전류가 일정하지 않아 원하는 계조를 구현하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 별도의 외부회로를 구비하지 않고, 화소내에 복수의 보상 박막트랜지스터를 이용하여 문턱전압을 검출하고 이를 보상하는 방식과, 화소의 외부에 검출회로(30)를 구비하고 이를 통해 구동 박막트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 검출(Sensing)하여 보상회로에 전송하고, 보상회로에서 데이터 신호에 반영하여 화소간 문턱전압(Vth) 편차를 보상하는 방식이 제안되었다.
도 1은 종래 문턱전압 보상방식 중, 외부 검출 및 보상회로를 구비하는 유기전계 발광표시장치 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1를 참조하면, 종래 외부보상방식 유기전계 발광표시장치는 하나의 화소(PX)에 스위칭 박막트랜지스터(SWT) 및 구동 박막트랜지스터(DRT)와, 구동 박막트랜지스터(DRT)와 유기발광 다이오드(EL)사이에 연결되어 구동박막트랜지스터(DRT) 통해 흐르는 전류를 검출하기 위한 검출 박막트랜지스터(SST)를 형성하고, 상기 검출 박막트랜지스터와 연결되는 검출회로(30)를 표시패널 외부에 별도로 구비하여 구동 박막트랜지스터(DRT)을 통해 흐르는 전류(Isense)를 검출함으로써, 그 값을 근거로 보상값을 연산하고 이를 보상회로(40)에서데이터 신호(Vdata)에 반영하여 화소편차를 보상하는 구조이다.
여기서, 상기 검출회로(30)는 입력되는 아날로그 파형의 전류를 디지털 형태의 전압신호로 변환하여 타이밍 제어부(미도시)에 포함되는 보상회로(40)에 제공하고, 보상회로(40)는 그 디지털 신호를 이용을 통해 소자의 열화정도를 판단하고, 문턱전압 편차에 따른 데이터 신호(Vdata)를 보상하게 된다.
상기 검출회로(30)는 통상적으로 데이터 구동부와 함께 하나의 D-IC에 집적되는 데, 동일 제조사에 의해 동일 스펙으로 제조된 D-IC라 할지라도 IC간 편차가 발생하게 되며, 이러한 편차에 따라 검출결과에 오차가 포함되어 결국 데이터 신호의 정확한 보상을 수행하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
특히, 대면적 및 고해상도의 유기전계 발광표시장치에서는 하나의 장치에 D-IC가 수개 내지 수십개 이상 구비될 수 있으며, 따라서 각 D-IC 마다 검출특성이 다른 경우 하나의 화면상에서도 영역별로 화상의 휘도 및 계조가 균일하지 못하게 되어 이는 화질저하로 시청자에게 인식되게 된다.
이러한 문제는, 유기전계 발광표시장치가 표시하는 화상의 품질을 떨어뜨리는 주요한 원인 중 하나로 알려져 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 문턱전압 보상을 위한 D-IC내의 검출회로의 특성편차를 개선한 유기전계 발광표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 검출회로를 보상하기 위한 기준전류를 잡음에 강하고 안정적으로 공급 할 수 있도록 한 유기전계 발광표시장치를 제공하는 데 다른 목적 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치는, 복수의 화소가 형성된 표시패널과, 그 표시패널을 구동하는 복수의 게이트 구동부 및 데이터 구동부, 그리고 상기 복수의 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함한다.
여기서, 복수의 화소는 구동 박막트랜지스터에 흐르는 전류를 검출하는 검출 박막트랜지스터를 구비하고 이를 통해 흐르는 전류를 입력받아 그 문턱전압 편차를 검출 및 변환하여 검출값을 상기 타이밍 제어부에 전송하는 복수의 검출부를 포함한다. 이에 따라, 검출부에 의한 검출값은 타이밍 제어부 및 보상회로에 전달되어 데이터를 보상함으로써 결국 문턱전압 편차를 보상할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본원발명은 전술한 타이밍 제어부가 기준전류를 검출부에 공급하여 검출부에 포함되는 소자특성을 검출하고, 상기 검출값의 오차를 더 보상하는 구성을 더 포함하고 있다.
또한, 상기의 기준전류는 그 전류량이 미세한 것으로, 기생 캐패시턴스에 의해 취약한 문제가 있으나, 기준전류를 공급하는 기준전류배선에 인접하여 차폐기능을 하는 보조배선을 더 형성하여 편차보상의 정확도를 높일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 D-IC에 내장된 검출부에 기준전류를 공급하여 검출회로의 특성을 검출 및 이를 보상함으로써, 모든 화소에 대한 문턱전압 보상성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 검출회로에 기준전류를 공급하는 기준전류배선에 인접하여 기생 캐패시턴스 성분을 제거하는 보조배선을 더 형성함으로써, 수백 나노암페아(nA)이하의 기준전류도 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 문턱전압 보상방식 중, 외부 검출 및 보상회로를 구비하는 유기전계 발광표시장치 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 하나의 화소에 대한 D-IC, T-IC 및 전원공급부의 연결을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치에서 전원공급부가 각 D-IC에 기준전류를 공급하는 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 A부분을 확대한 도면으로서, 기준전류가 흐르는 기준전류배선(RSL) 및 이에 존재하는 기생 캐패시턴스 성분을 모식화한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 일부 구성을 나타낸 것으로, 각각 도 2의 B, C 부분에 해당하는 구성이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기준전류배선 및 이의 기생캐패시턴스를 모식화한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 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 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '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 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 유기전게 발광표시장치는, 복수의 화소(PX)가 형성된 표시패널(100), 상기 표시패널(100)을 구동하는 복수의 게이트 구동부(110) 및 데이터 구동부가 내장된 D-IC(120), 상기 복수의 게이트 구동부(100) 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 T-IC(170), 상기 복수의 화소의 문턱전압 편차를 검출 및 변환하여 검출값을 상기 타이밍 제어부에 전송하는 상기 D-IC(120)에 내장된 복수의 검출부를 포함하고, 상기 타이밍 제어부는 기준전류를 상기 검출부에 공급하여 소자특성을 검출하고, 상기 검출값의 오차를 보상하는 것을 특징으로 한다.
표시패널(100)은 유기기판 또는 플라스틱 기판상에 서로 교차되도록 복수의 스캔배선(GL) 및 데이터배선(DL)이 형성되고, 그 스캔배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 교차하는 지점에 화상을 표시하는 복수의 화소(PX)가 정의된다. 각 화소들은 다시 적, 녹, 청 및 백색을 표시하는 서브화소로 구분될 수 있다.
화소(PX)들은 유기발광 다이오드, 캐패시터, 스캔 박막트랜지스터, 구동 박막트랜지스터 및 검출 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 여기서, 유기전계 발광다이오드는 제 1 전극(정공주입 전극)과 유기 화합물층 및 제 2 전극(전자주입 전극)로 이루어질 수 있다.
또한, 각 화소(PX)들은 문턱전압(Vth)을 검출하기 위한 검출배선(SL)과 연결되어 있다. 도시되어 있지 않지만, 표시패널(100)에는 전원전압(ELVDD) 및 접지전압(ELVSS)을 공급하기 위한 각종 배선들이 더 형성되어 각 화소(PX)와 연결되어 있다.
상기 스캔배선(GL)은 표시패널(100)의 외곽에 형성되며 스캔신호(Vscan)를 출력하는 스캔 구동부(110)와 연결되어 있고, 데이터배선(DL)은 데이터 신호(Vdata)를 출력하는 데이터 구동부(미도시)와 연결되어 있다. 도면에서는 데이터 구동부가 IC 내부 로직 형태로 D-IC(120)에 집적된 구조를 예시하고 있다.
또한, 표시패널(100)에 형성되는 검출배선(SL)은 화소(PX)들에 흐르는 검출전류(Isen)를 통해 화소(PX)내 구비된 구동 박막트랜지스터의 전기적 특성을 검출하는 검출부(미도시)와 연결되어 있다. 도면에서는 검출부가 데이터 구동부와 동일하게 별도의 외부IC가 아닌 D-IC(120) 내부에 함께 내장된 구조의 일 예를 나타내고 있으며, D-IC(120)와는 별도의 IC로 구성될 수도 있다.
이러한 표시패널(100)은 크게 화소(PX)들이 형성되는 표시영역(A/A)과, 스캔 구동부(110)가 게이트 인 패널(Gate-In-Panel) 구조로 형성되고, D-IC(120)가 제1 연성회로기판(130)에 실장되어 FOG 방식(Flim-On-Glass)으로 연결되는 비표시영역(N/A)으로 구분될 수 있다.
스캔 구동부(110)는 타이밍 제어부로부터 공급되는 스캔 제어신호에 대응하여 각 화소(PX)들에 스캔신호(Vscan)을 하나의 수평선 단위씩 순차적으로 인가한다. 이러한 스캔 구동부(110)는 통상의 쉬프트레지스터로 구현될 수 있다.
D-IC(120)는 데이터 구동부 및 검출부를 포함한다. 먼저, 데이터 구동부는 타이밍 제어부로부터 인가되는 디지털 파형의 영상신호를 입력받아, 화소(PX)가 처리할 수 있는 계조값을 갖는 아날로그 전압형태의 데이터 신호로 변환하고, 또한 입력되는 데이터 제어신호에 대응하여 데이터 신호를 데이터 배선(DL)을 통해 각 화소(PX)들에 공급한다.
도면에서는, 편의상 D-IC(120)를 4개만 나타내었으나, 대면적 및 고해상도 유기전계 발광표시장치에서는 20개 이상의 D-IC(120)가 구비될 수 있다.
그리고, D-IC(120)의 검출부는 타이밍 제어부의 제어에 따라 유기전계 발광표시장치의 설정에 의해 지정된 시점에 화소(PX)에 포함된 구동 박막트랜지스터의 문턱전압(Vth) 특성을 외부보상 방식으로 검출하고, 그 검출값을 T-IC(170)에 제공한다. T-IC(170)는 디지털 파형의 전압신호를 입력값으로 처리하며, 이를 위해 검출부는 아날로그 파형의 검출전류(Isen)를 변환기(convertor)를 이용해 디지털 파형의 전압신호로 변환하여 검출값으로서 T-IC(170)에 전송하게 된다.
T-IC(170)의 타이밍 제어부는 검출값에 따른 문턱전압 보상 로직(logic) 및 메모리 등을 포함하고 있으며, 이를 통해 검출값을 데이터 신호에 반영하여 구동 박막트랜지스터의 문턱전압 편차를 보상하게 된다.
일예로서, 정상화소(PX)에서 구동 박막트랜지스터를 통해 흐르는 전류에는 구동 박막트랜지스터의 문턱전압이 반영된다. 이에 따라 열화가 발생되면 화소에 흐르는 전류가 달라지게 되고, 이를 감지하여 문턱전압 변동값을 측정하게 된다. 이를 위해 구동 박막트랜지스터의 일 전극에는 전류측정을 위한 검출 박막트랜지스터가 연결되어 있으며, 검출 박막트랜지스터는 검출배선(SL)을 통해 D-IC(120)의 검출부와 연결되어 있다.
표시패널(100)과 소스 회로기판(140)은 D-IC(120)가 본딩된 제1 연성회로기판(130)에 의해 전기적으로 연결되어 있으며, 소스 회로기판(157)과 T-IC(170) 및 전원공급부(180)가 실장되는 제어회로기판(160)는 제2 연성회로기판(150)에 의해 연결되어 있다.
D-IC(120)으로 흐르는 검출전류에 대한 검출값은 T-IC(170)와 연결된 입력배선(ISL)을 통해 타이밍 제어부에 전송된다. 따라서, 입력배선(ISL)은 소스회로기판(140), 제2 연성회로기판(150) 및 제어회로기판(160)을 거쳐 T-IC(170)까지 형성된다.
T-IC(170)는 타이밍 제어부를 포함한다. 타이밍 제어부는 외부로부터 인가되는 영상데이터와, 클럭신호, 수직 및 수평동기신호 등의 타이밍 신호를 인가받아 스캔 제어신호, 데이터 제어신호 및 검출 제어신호 등의 각종 제어신호를 생성하여 각 구동부 및 검출부를 제어하게 된다. 이러한 타이밍 제어부는 외부 시스템과 소정의 인터페이스를 통해 연결되어 그로부터 출력되는 영상관련 신호와 타이밍신호를 고속으로 수신하여 상기의 제어신호들을 생성한다.
T-IC(170)는 도시되어 있지 않는 별도의 신호배선을 통해 게이트 구동부(110) 및 D-IC(120)에 상기 제어신호를 전송하게 된다.
또한, 타이밍 제어부는 검출부로부터 검출입력배선(ISL)을 통해 인가되는 검출값을 수신하고 이에 근거하여 각 화소(PX)들의 문턱전압(Vth)의 편차정도를 판단하여 데이터 신호를 보상하게 된다.
여기서, 상기 검출값은 복수의 D-IC(120)으로부터 전송된 것으로, 타이밍 제어부가 처리할 수 있는 형태인 디지털 파형의 전압신호이다. 그런데, 각 D-IC(120)마다 출력특성이 상이함에 따라, 그 출력값에 편차가 발생할 수 있다. 특히, 검출배선을 통해 D-IC(120)에 입력되는 검출전류(Isen)는 수십에서 수백 나노암페아(~100 nA) 정도의 매우 미세한 전류로서, D-IC(120)의 검출부에 의해 검출값은 약간의 편차에도 그 결과가 크게 달라지는 문제가 발생할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 제어부는 설정주기에 따라 각 D-IC(120)의 검출부를 이루는 소자의 특성을 검출하여 보상을 수행하는 것을 특징으로 한다. 타이밍 제어부에 의한 D-IC(120)의 구체적 보상방법은 후술한다.
또한, 제어회로기판(160) 상에는 전원공급부(180)가 구비되어 있다. 이러한 전원공급부(180)는 PM-IC 형태로 구비될 수 있으며, 표시패널(100)의 구동을 위한 각종 전원전압(ELVDD) 및 접지전압(ELVSS) 등을 생성할 수 있다.
특히, 본 발명의 전원공급부(180)는 타이밍 제어부의 제어에 따라, D-IC(120)의 보상주기에서 각 D-IC(120)의 검출부에 기준전류(Iref)를 공급하는 것을 특징으로 한다. 이러한 기준전류(Iref)는 기준전류배선(RSL)을 통해 각 검출부에 순차적으로 공급되며, 설정된 보상주기가 아닌 기간에서는 공급되지 않는다. 이러한 기준전류배선(RSL)은 제어회로기판(160), 제2 연성회로기판(150) 및 소스회로기판(140)을 거쳐 각 D-IC(120)까지 형성되어 있다.
이러한 구조에 따라, 본 발명의 유기전계 발광표시장치는, 정상구동시 먼저, D-IC(120)의 검출부가 각 화소(PX)에 흐르는 전류를 통해 검출전류(Isen)를 감지하고 이를 변환하여 T-IC(170)에 전송하게 된다. 이어서, T-IC(170)의 타이밍 제어부는 검출값에 따라 데이터 신호를 보상하고 이를 다시 D-IC(120)에 전송함으로써, 문턱전압 편차를 보상하게 된다.
또한, 설정에 따른 D-IC(120)의 검출부 보상기간에서는 타이밍 제어부는 전원공급부(180)에 요청하여 기준전류(Iref)를 D-IC(120)에 공급하여 기준전류(Iref)에 의한 각 검출부의 출력인 검출값을 수신하여 이를 통해 검출부의 편차를 판단하고 보상을 수행하게 된다. 즉, 기준전류(Iref)는 모든 D-IC(120)에 동일하게 인가되며, 이에 의한 검출값 또한 모두 거의 동일할 것으로 예측할 수 있다. 그러나, 편차가 발생하면 타이밍 제어부에 수신되는 검출값은 서로 상이한 값을 가지게 되며 이를 통해 편차를 검출할 수 있게 된다.
타이밍 제어부는 각 D-IC(120)의 편차가 발생하기 이전의 이상적인 검출값을 저장하고 있으며, 편차가 검출되면 저장된 검출값과의 차를 저장해 두었다가, 표시장치의 정상구동시 전송된 검출값에 반영하여 D-IC(120)의 편차를 보상하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 D-IC 구조와, 편차검출 및 보상방법을 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 하나의 화소에 대한 D-IC, T-IC 및 전원공급부의 연결을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 유기전계 발광표시장치는 표시패널의 일측단에 연결되어 데이터 신호를 공급하고, 화소에 흐르는 전류를 감지하여 검출값을 출력하는 검출부를 포함하는 D-IC(120)와, 상기 검출값을 입력받아 각 화소의 구동 박막트랜지스터에 대한 문턱전압 편차를 판단 및 보상하는 타이밍 제어부를 포함하는 T-IC(170)와, T-IC(170)의 제어에 의해 기준전류(Iref)를 공급하는 전원공급부(180)를 구비한다.
하나의 화소(PX)는 데이터 신호를 입력받아 유기발광 다이오드를 발광시키는 발광부(101)와, 발광부(101)와 연결되어 그의 구동 박막트랜지스터를 통해 흐르는 검출전류를 D-IC(120)로 출력하는 검출 박막트랜지스터(SST)를 포함하고 있으며, 하나의 D-IC(120)는 상기 구조의 화소(PX)가 하나이상 연결되어 있다.
하나의 D-IC(120)는 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부(121) 및 검출전류를 수신하고 이를 변환하는 검출부(125)로 이루어져 있다. 데이터 구동(121)는 데이터 배선(DL)을 통해 각 화소(PX)의 발광부(101)에 데이터 신호를 공급하는 역할을 하며, 이를 위해 도시되어 있지는 않지만 쉬프트 레지스터, 래치, DAC 및 출력버퍼 등의 회로 로직을 포함할 수 있다.
여기서, 검출부(125)는 D-IC(120) 뿐만 아니라, T-IC(170)내에 집적될 수 있으나, 검출 박막트랜지스터(SST)와 연결되어 검출전류를 감지하기 용이하도록 하기 위해, 데이터 구동부(121)와 함께 D-IC(120)내에 실장되는 것이 바람직하다.
검출부(125)는 타이밍 제어부(170)로부터 제어신호(CS)에 따라 상기 기준전류(Iref)를 입력받는 스위칭 소자(CRT), 상기 스위칭 소자(CTR) 및 상기 복수의 화소(PX)와 연결된 검출배선(SL)과 연결되고, 입력되는 전류(Iref, Isen)를 전압형태로 출력하는 전류-전압 컨버터(1251) 및 상기 전류-전압 변환기(1251)의 출력을 디지털 파형의 상기 검출값으로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(1252)를 포함한다.
이중, 전류-전압 컨버터(1251)는 입력되는 전류를 전압 형태로 변환하는 기능을 수행하며, 연산증폭기(OP1)와, 이의 반전단자(-)에는 피드백 연결된 캐패시터(C1)로 구성될 수 있다. 비반전단자에는 구동을 위한 포지티브 전압(Vpos)이 인가된다. 또한, 전류-전압 컨버터(1251)의 비반전단자(-)는 화소(PX)의 검출배선(SL) 및 전원공급부(180)의 기준전류배선(RSL)과 연결된 제어소자(CTR)가 연결되어 있다.
그리고, T-IC(170)는 입력단이 D-IC(120)의 아날로그-디지털 컨버터(1252)의 출력단과 입력배선(ISL)을 통해 연결되며, 출력단이 전원공급부(180) 및 D-IC(120)의 스위칭 소자(CTR)과 연결되어 있다.
전원공급부(180)는 기준전류배선을 통해 D-IC(120)의 스위칭 소자(CTR)와 연결되어 있으며, T-IC(170)의 제어에 의해 기준전류(Iref)를 D-IC(120)에 공급한다.
이러한 구조의 유기전계 발광표시장치의 동작을 설명하면, 먼저 정상구동시에는 스캔 구동부(미도시)으로부터 제1 스캔신호(Vscan)가 출력되면, 화소(PX)의 발광부(101)의 스위칭 박막트랜지스터가 턴-온되며, 동시에 데이터 구동부(121)가 동작하여 데이터 신호(Vdata)를 발광부(101)에 공급하게 된다.
이에 따라, 데이터 신호(Vdata)는 발광부(101)의 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극에 인가되어 도통됨에 따라, 발광부(101)의 유기발광 다이오드가 발광하여 화상을 표시하게 된다.
그리고, 화소(PX)의 문턱전압 보상구동 방법을 설명하면, 데이터 구동부(121)는 검출을 위한 일정전압을 화소(PX)에 공급하여 구동 박막트랜지스터를 턴-온시키며, 이에 구동 박막트랜지스터를 통해 일정전류가 흐르게 되면, 제2 스캔신호(Vsen)가 입력되어 검출 박막트랜지스터(SST)가 턴-온되게 된다.
이에 따라, 구동 박막트랜지스터를 통해 흐르는 전류는 검출배선(SL)을 통해 검출전류(Isen)로서 D-IC(120)의 검출부(125)에 입력되고, 이는 전류-전압 변환기(1251) 및 아날로그-디지털 변환(1252)를 거쳐 디지털 전압신호로 변환되어 입력배선(ISL)을 통해 T-IC(170)로 입력되게 된다. 이때, T-IC(170)는 검출부(125)의 스위칭 소자(CTR) 및 전원공급부(180)에 공급되는 제어신호(CS) 및 인에이블 신호(EN)를 모두 비활성화 상태로 하여 스위칭 소자(CTR)가 턴-오프 상태를 유지하도록 하며, 전원공급부(180) 또한 대기상태를 유지하도록 한다.
또한, T-IC(170)의 타이밍 제어부는, 상기 검출전류(Isen)에 따라 각 화소(PX)의 문턱전압 변동치를 판단하고, 이에 대응하여 RGB 데이터(Data)를 보상하여 데이터 구동부(121)에 전달하게 된다. 데이터 구동부(121)는 이후 정상 구동시에 보상된 RGB 데이터(Data)를 이용하여 데이터 신호(Vdata)를 출력함으로써, 화소(PX)간 문턱전압 편차를 보상하게 된다.
한편, 설정자는 화소(PX)의 문턱전압 편차 뿐만 아니라, D-IC(120)의 편차에 대한 보상을 수행하도록 설정할 수 있다. 이러한 D-IC 편차보상은 유기전계 발광표시장치의 출하전 초기구동시, 또는 타이밍 제어부의 설정에 따라, 특정 주기마다 반복적으로 수행되도록 설정될 수 있다.
이러한 D-IC 편차보상 방법을 설명하면, T-IC(170)의 타이밍 제어부는 데이터 구동부(121)을 대기상태로 제어하고, 인에이블 신호(EN)를 활성화하여 전원구동부(180)가 기준전류(Iref)를 D-IC(120)에 출력하도록 제어한다. 또한 제어신호(CS)를 활성화하여 검출부(125)의 스위칭 소자(CTR)를 턴-온 시킨다. 이에 따라, 기준전류(Iref)가 기준전류배선(RSL)를 통해 전류-전압 컨버터(1251)에 입력되고, 전류-전압 컨버터(1251)를 이를 전압형태로 변환하여 출력하게 된다.
여기서, D-IC(120)의 출력편차는 대부분 전류-전압 컨버터(1251)의 특성에 의해 결정되며, 따라서 출력되는 전압은 편차에 의해 왜곡된 전압신호이다. 이어서, 아날로그-디지털 컨버터(1252)는 입력되는 아날로그 파형의 전압신호를 디지털 파형을 변환하여 입력배선(ISL)을 통해 T-IC(170)에 디지털 전압신호를 전송하고, T-IC(170)의 타이밍 제어부는 수신한 디지털 전압신호를 통해 해당 D-IC(120)의 편차를 판단하고, 이후 RGB 데이터(Data) 출력시 상기 편차를 반영하여 보상을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명의 유기전계 발광표시장치는, 화소의 문턱전압편차의 보상을 수행할 뿐만 아니라, D-IC의 편차 보상 또한 수행하여 보다 정확한 보상방법을 구현할 수 있으며, 이에 화질개선에 유리한 효과가 있다.
한편, 상기 검출부(125)가 수신하는 검출전류(Isen)는 수백 나노 암페아(~100nA)이하의 미세전류로서, 유기전계 발광표시장치의 회로내 존재하는 다양한 기생 캐패시턴스 성분(Parastic Capacitance)에 의해 쉽게 왜곡이 발생할 수 있다. 비록, 표시패널내 신호배선 형태로 존재하는 검출배선(Isen)은 그 특성상 기생 캐패시턴스에 강하게 설계할 수 있으나, 상기 D-IC 의 편차보상을 위한 기준전류는 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 전원공급부(180)로부터 다수의 D-IC(120)에 공급되는 것으로서 검출전류(Isen)와 동일하게 미세전류로 출력되며, 제1 및 제2 연성회로기판, 소스회로기판, 제어회로기판(도 2의 130, 150, 140, 160)상에 형성되는 기준전류배선을 통해 다수(n, n는 20이상)의 D-IC들(120)로 출력됨에 따라, 정확한 검출이 어렵게 되는 문제가 발생할 수 있다.
도 5는 도 2의 A부분을 확대한 도면으로서, 기준전류가 흐르는 기준전류배선(RSL) 및 이에 존재하는 기생 캐패시턴스 성분을 모식화한 도면이다.
도 5를 참조하면, 소스회로기판(140)은 베이스 기판(141)상에 형성되는 복수의 배선들을 포함하는 복층구조로 되어 있으며, 각 배선들 사이에는 절연역할을 하는 프리프레그(Prepreg, 143,144)가 개재되어 있다. 그리고, 각 배선들 중, 기준전류배선(RSL)에는, 좌우 및 하부로 인접하여 별도의 신호를 송수신하는 신호배선들(SL1 ~ SL3)이 형성되어 있다.
이러한 신호배선들(SL1 ~ SL3)을 통해 송수신되는 신호로는 스캔 및 데이터 제어신호, 전원전압 및 접지전압 등이 있다. 이에 따라, 기준전류배선(RSL)과 인접한 신호배선들(SL1 ~ SL3)간에는 각각 기생 캐패시턴스(PC1 ~ PC3)가 형성되게 된다.
특히, 기준전류배선(RSL)을 통해 흐르는 기준전류(Iref)는 검출전류와 더불어 미세전류이며, 전류량은 캐패시턴스 성분에 민감하게 변화하게 됨으로써, 신호배선(SL1 ~ SL3)에 흐르는 전류량은 기준전류(Iref)에 큰 왜곡성분으로 작용하게 된다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 기준전류(Iref)를 왜곡없이 정확하게 D-IC에 공급할 수 있는 구조의 유기전계 발광표시장치를 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 일부 구성을 나타낸 것으로, 각각 도 2의 B, C 부분에 해당하는 구성이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 전원공급부(180)의 일부 출력단자(ch_O1~chO3) 및 이의 연결구조를 나타내고 있으며, 중앙의 출력단자(ch_O1)는 기준전류(Iref)가 흐르는 기준전류배선(RSL)이다. 또한, 기준전류배선(RSL)과 인접하여 별도의 두 보조배선(CL1, CL2)이 형성되어 있다. 이러한 보조배선(CL1, CL2)는 기존의 타 신호배선(SL1, SL2)과 기준전류배선(RSL) 사이에 형성된다.
상기 기준전류배선(RSL)은 전원공급부(180)의 내부로직으로 보았을 때, 하나의 독립적인 제1 정전류원(Is1)과 연결되며, 두 보조배선(CL1, CL2) 또한, 전원공급부(180)의 제2 정전류원(Is2)과 연결되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 정전류원(Is1, Is2)는 각각 전기적으로 단선된, 별도의 정전류원이 된다. 따라서, 제2 정전류원(Is2)에 연결된 두 보조배선(CL1, CL2)에 누설전류가 발생하더라도, 제1 정전류원(Is1)에 연결된 기준전류배선(RSL)의 전류량을 일정한 상태를 유지하게 된다.
또한, 각 정전류원(Is1, Is2)에 의해 각 배선(RSL, CL1, CL2)의 전위는 동일전압을 갖도록 설정되어 있다. 이에 따라, 각 배선(RSL, CL1, CL2)사이에 기생 캐패시턴스 성분은 상쇄되어 이를 통한 누설전류(leakage current)는 발생하지 않게 되며, 특히 회로기판 상에 존재하는 타 신호배선(SL1, SL2)에 의한 기생 캐패시턴스는 기준전류배선(RSL)에 영향을 주지 않게 된다.
그리고, 제1 및 제2 보조배선(CL1, CL2)는 신호전달을 위한 배선이 아니므로, 기준전류배선(RSL)의 차폐역할만을 하는 것으로, 기준전류배선(RSL)의 끝단이 D-IC(120)의 입력단(ch_I1)과 연결되는 것과는 달리 끝단이 타 소자에 연결되어 있지 않고 단선되게 된다(D 부분). 즉, 보조배선(CL1, CL2)은 기준전류배선(RSL)과 인접한 타 신호배선(SL1, SL2)과의 사이에 배치되며, 전원공급부(180)에만 연결되어 기준전류배선(RSL)의 전위와 동일한 전위를 유지하게 된다. 도면에서는 타 신호배선(SL1, SL2)이 D-IC(120)의 입력단(ch_I2, ch_I3)에 연결되는 구조를 예시하였으나, 이웃한 타 신호배선(SL1, SL2)은 기준전류배선(RSL)에 영향을 주지 않게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기준전류배선 및 이의 기생캐패시턴스를 모식화한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 유기전계 발광표시장치에서 소스회로기판 또는 제어회로기판 등의 인쇄회로기판 상에 형성되는 기준전류배선(RSL)은 좌우 및 하부에 인접하여 기준전류배선(RSL)과 동일전위를 가지는 제1 내지 제3 보조배선(CL1 ~ CL3)이 형성되어 있다. 여기서, 제1 내지 제3 보조배선(CL1 ~ CL3)의 전위는 기준전류배선(RSL)의 전위와 동일하게 설정됨에 따라, 각 배선간 기생 캐패시턴스 성분(PC1 ~ PC3)은 제거된다.
그리고, 베이스 기판(241)상에는 기준전류배선(RSL), 제1 내지 제3 보조배선(CL1 ~ CL3)이 아닌 복수의 신호배선(SL1 ~ SL3)들이 프리프레그(242 ~ 244)를 사이에 두고 형성되어 있으며, 이에 따라 제1 내지 제3 보조배선(CL1 ~ CL3)과의 기생 캐피시턴스 성분(PC4 ~ PC6) 발생하게 된다. 그러나, 제1 내지 제3 보조배선(CL1 ~ CL3)은 신호전달의 기능을 수행하는 것이 아니며, 기준전류배선(RSL)에 영향을 주지 않으므로, 그 성분에 의한 잡음은 무시할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 표시패널 110 : 게이트 구동부
120 : D-IC 130 : 제1 연성회로기판
140 : 소스회로기판 150 : 제2 연성회로기판
160 : 제어회로기판 170 : 타이밍 제어부
180 : 전원공급부 A/A : 표시영역
N/A : 비표시영역 GL : 스캔배선
DL : 데이터배선 SL: : 검출배선
ISL : 입력배선 RSL : 기준전류배선

Claims (8)

  1. 복수의 화소가 형성된 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 복수의 게이트 구동부 및 데이터 구동부;
    상기 복수의 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부;
    상기 복수의 화소의 문턱전압 편차를 검출 및 변환하여 검출값을 상기 타이밍 제어부에 전송하는 복수의 검출부; 및
    상기 타이밍 제어부로부터 출력된 인에이블 신호에 대응하여 기준전류배선을 통해 상기 복수의 검출부에 순차적으로 기준전류를 출력하는 전원공급부를 포함하고,
    상기 타이밍 제어부는, 상기 기준전류를 상기 검출부에 공급하여 소자특성을 검출하고, 상기 검출값의 오차를 보상하고,
    상기 기준전류배선과 타 신호배선 사이에는 적어도 하나의 보조배선이 형성되고,
    상기 전원공급부는 동일 전류를 출력하되 서로 전기적으로 단선된 제1 및 제2 정전류원을 포함하며,
    상기 기준전류배선 및 보조배선은 각각 상기 제1 및 제2 정전류원과 연결된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 데이터 구동부와 동일 드라이버IC내에 집적되는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 검출부는,
    상기 타이밍 제어부로부터 제어신호에 따라 상기 기준전류를 입력받는 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자 및 상기 복수의 화소와 연결된 검출배선과 연결되고, 입력되는 전류를 전압형태로 출력하는 전류-전압 컨버터; 및
    상기 전류-전압 컨버터의 출력을 디지털 파형의 상기 검출값으로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조배선은, 상기 제2 정전류원과 연결되지 않은 끝단이 단선된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 배선은,
    상기 기준전류배선의 좌측 및 우측에 각각 인접하여 배치된 제1 및 제2 보조 배선과, 상기 기준전류배선을 기준으로 상기 기준전류배선이 형성된 베이스 기판 측 방향인 하부에 인접하여 배치된 제3 보조 배선을 포함하는 유기전계 발광표시장치.
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