KR102460302B1 - 유기발광소자 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

유기발광소자 표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 방식에 비해 발광다이오드의 열화를 보다 효율적으로 보상할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 발광다이오드의 열화를 보상하기 위해 실험을 통해 도출된 것으로서 구동트랜지스터 문턱전압 변화량과 1차 상관관계를 갖는 상관관계식을 사용하여 발광다이오드 보상값을 산출하고 이 보상값을 적용하여 보상데이터를 생성하게 된다.
이처럼, 본 실시예에서는 상관관계 수식을 통해 문턱전압 변화량에 따른 발광다이오드 보상값을 산출하는 방식을 이용함에 따라, 종래의 직접 센싱 방식에 비해 발광다이오드 열화 보상에 대한 효율성이 극대화될 수 있게 된다.

Description

유기발광소자 표시장치 및 이의 구동방법{Organic light emitting diode display device and driving method thereof}
본 발명은 유기발광소자 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 발광다이오드의 열화를 보다 효율적으로 보상할 수 있는 유기발광소자 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)가 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.
평판표시장치 중에서, 유기 전계발광 표시장치 또는 유기 전기발광 표시장치(organic electroluminescent display device)라고도 불리는 유기발광소자 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED display device)는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
이러한 유기발광소자 표시장치는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광형이기 때문에 대조비(contrast ratio)가 크며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도이므로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 비교적 낮은 전압으로 구동이 가능하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
그런데, 유기발광소자 표시장치는 발광다이오드의 특성상 시간이 경과 할수록 유기발광다이오드의 특성이 변화하여 열화되는 문제가 있다. 특히, 고정된 패턴 영상이 장시간 표시되면 해당 표시 부분에서의 발광다이오드의 열화 정도가 가속화된다. 이처럼, 발광다이오드에 열화가 발생하게 되면 해당 열화 부분을 통해 잔상이 표시되어 화질이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
열화를 방지하기 위한 방안으로서 고정된 패턴 영상 부분에 대해 휘도를 낮추는 방식이 제안된 바 있는데, 이 방식은 열화 방지 효과에 국한된 것으로서 근본적으로 유기발광다이오드의 열화를 보상하지는 못한다.
한편, 열화 보상을 위한 방안으로서, 유기발광다이오드를 직접 센싱하여 열화를 검출하고 열화 실험을 통해 생성된 LUT(look-up table)을 이용하여 보상데이터를 생성하는 방식이 제안된 바 있다.
그런데, 이 직접 센싱 보상 방식에서는 상당량의 LUT 데이터가 요구되고 이에 따라 보상시간이 길어지고 또한 보상 알고리즘의 복잡도가 높아 로직(logic) 크기가 증가함으로써 보상 회로 비용이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 기존 방식에 비해 발광다이오드의 열화를 보다 효율적으로 보상할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 구동트랜지스터의 문턱전압 변화량(ΔVth)을 변수로 하는 제1상관관계식에 따라 발광다이오드의 보상값을 산출하는 보상값 산출부와, 산출된 보상값을 입력 영상데이터에 적용하여 보상데이터를 생성하는 데이터 보상부를 갖는 타이밍제어회로를 포함하고, 제1상관관계식은 β = a*ΔVth + b인 유기발광소자 표시장치를 제공할 수 있다.
여기서, 제1상관관계식의 제1기울기 상수 a는 제2상관관계식인 a = c*Vthi + d을 이용하여 도출된 값일 수 있다.
그리고, 데이터 보상부는 구동트랜지스터의 보상값을 발광다이오드의 보상값과 함께 입력 영상데이터에 적용하여 보상데이터를 생성할 수 있다.
이때, 구동트랜지스터의 초기 문턱전압과 현재 문턱전압이 저장된 제1메모리와, 데이터 보상부에서 산출된 발광다이오드 보상값을 로딩하는 제2메모리와, 현재 문턱전압에 대응되는 구동트랜지스터의 보상값을 로딩하는 제3메모리를 포함하고, 로딩된 발광다이오드 보상값과 구동트랜지스터 보상값을 상기 입력 영상데이터의 입력 타이밍에 동기하여 데이터 보상부로 출력할 수 있다.
다른 측면에서, 타이밍제어회로에서 구동트랜지스터의 문턱전압 변화량(ΔVth)을 변수로 하는 제1상관관계식에 따라 발광다이오드의 보상값을 산출하고, 산출된 보상값을 입력 영상데이터에 적용하여 보상데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 제1상관관계식은 β = a*ΔVth + b인 유기발광소자 표시장치 구동방법을 제공할 수 있다.
여기서, 제1상관관계식의 제1기울기 상수 a는 제2상관관계식인 a = c*Vthi + d을 이용하여 도출된 값일 수 있다.
그리고, 보상데이터를 생성하는 단계는, 구동트랜지스터의 보상값을 발광다이오드의 보상값과 함께 입력 영상데이터에 적용하여 보상데이터를 생성하는 단계일 수 있다.
이때, 제1메모리에 저장된 상기 구동트랜지스터의 초기 문턱전압과 현재 문턱전압을 입력받아 문턱전압 변화량을 연산하여 발광다이오드의 보상값을 산출하는 단계와, 산출된 발광다이오드 보상값을 제2메모리에 로딩하는 단계와, 현재 문턱전압에 대응되는 구동트랜지스터의 보상값을 제3메모리에 로딩하는 단계와, 제2,3메모리 각각에서 발광다이오드 보상값과 구동트랜지스터 보상값을 입력 영상데이터의 입력 타이밍에 동기하여 타이밍제어회로에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 발광다이오드의 열화를 보상하기 위해 실험을 통해 도출된 것으로서 구동트랜지스터 문턱전압 변화량과 1차 상관관계를 갖는 상관관계식을 사용하여 발광다이오드 보상값을 산출하고 이 보상값을 적용하여 보상데이터를 생성하게 된다.
이처럼, 본 실시예에서는 상관관계 수식을 통해 문턱전압 변화량에 따른 발광다이오드 보상값을 산출하는 방식을 이용함에 따라, 종래의 직접 센싱 방식에 비해 발광다이오드 열화 보상에 대한 효율성이 극대화될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자 표시장치를 개략적으로 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화소 구조의 일예를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍제어회로와 메모리부의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 4는 본 발명의 실시예에서 문턱전압 변화량과 발광다이오드 휘도변화율의 상관관계에 대한 실험 데이터를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에서 초기 문턱전압과 수식(1)의 기울기 상수와의 상관관계에 대한 실험 데이터를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 실시예에서는 동일 유사한 구성에 대해서는 동일 유사한 도면번호가 부여되고, 그 구체적인 설명은 생략될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자 표시장치를 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화소 구조의 일예를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자 표시장치(10)는 표시패널(100)과, 데이터드라이버(110)와, 스캔드라이버(120)와, 타이밍제어회로(200)와, 메모리부(250)를 포함할 수 있다.
표시패널(100)에는 표시영역에 다수의 행라인과 열라인을 따라 매트릭스 형태로 화소(P)가 배치된다.
한편, 표시패널(100)의 어레이기판에는 행라인을 따라 연장되어 해당 행라인의 화소(P)에 게이트신호를 전달하는 게이트배선(GL)과 열라인을 따라 연장되어 해당 열라인의 화소(P)에 영상데이터 즉 데이터전압을 전달하는 데이터배선(DL)이 형성된다.
더욱이, 행라인을 따라 연장되어 해당 행라인의 화소(P)에 센싱제어신호를 전달하는 센싱제어배선(SCL)이 형성되고, 열라인을 따라 연장되어 해당 열라인의 화소(P)에 기준전압을 전달하고 화소(P)의 구동트랜지스터의 문턱전압과 같은 특성값을 검출하기 위한 센싱신호를 데이터드라이버(110)로 전달하는 센싱배선(SL)이 형성된다.
이때, 화소(P) 구조의 일예에 대해 도 2를 함께 참조하여 설명한다. 화소(P)는 스위칭트랜지스터(Ts)와, 구동트랜지스터(Td)와, 센싱트랜지스터(Tse)와, 발광다이오드와(OD)와 스토리지커패시터(Cst)가 구성될 수 있다. 한편, 경우에 따라 다른 종류의 트랜지스터가 추가적으로 구비될 수 있다.
스위칭트랜지스터(Ts)는 게이트배선(GL)을 통하여 공급되는 게이트신호에 따라 데이터배선(DL)을 통하여 공급되는 데이터신호(Vdata) 즉 데이터전압을 구동트랜지스터(Td)에 공급하는 역할을 한다. 구동트랜지스터(Td)는 스위칭트랜지스터(Ts)를 통하여 게이트에 인가되는 데이터신호(Vdata)에 따라 전원배선을 통하여 공급되는 고전위전압(Vdd)을 발광다이오드(OD)에 공급하는 역할을 한다.
이를 위하여, 스위칭트랜지스터(Ts)의 게이트, 소스 및 드레인은 각각 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 구동트랜지스터(Td)의 게이트에 연결된다. 그리고, 구동트랜지스터(Td)의 게이트, 소스 및 드레인은 각각 스위칭트랜지스터(Ts)의 드레인, 발광다이오드(OD)의 제1전극 및 전원배선에 연결된다.
이때, 구동트랜지스터(Td)의 소스와 발광다이오드(OD)의 제1전극은 제1노드(N1)를 이루고, 구동트랜지스터(Td)의 게이트와 스위칭트랜지스터(Ts)의 드레인은 제2노드(N2)를 이루게 된다. 그리고, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1,2노드(N1,N2) 사이에 연결된다.
이에 따라, 데이터신호(Vdata)에 대응되는 전류가 발광다이오드(OD)에 공급되어 다양한 계조(gray level)를 표시할 수 있다.
센싱트랜지스터(Tse)는 제1노드(N1)에 연결되어 제1노드(N1)의 전압 및/또는 전류를 감지하는 역할을 하게 된다. 이 역할을 수행하는 센싱트랜지스터(Tse)는 게이트, 소스 및 드레인이 각각 센싱제어배선(SCL), 제1노드(N1) 및 센싱배선(SL)에 연결된다.
이와 같이 구성된 센싱트랜지스터(Tse)를 사용하여 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압(Vth)이나 이동도 등의 특성을 검출할 수 있다. 이를 위해, 센싱트랜지스터(Tse)는 센싱제어배선(SCL)을 통해 공급되는 센싱제어신호에 따라 스위칭되는데, 센싱트랜지스터(Tse)가 턴온 되면 센싱배선(SL)을 통해 제1노드(N1)에 기준전압이 인가되고 그 후에 센싱배선(SL)을 통해 제1노드(N1)의 전압 및/또는 전류가 감지되어 데이터드라이버(110)로 출력하게 된다.
스캔드라이버(120)는 타이밍제어회로(200)로부터 스캔제어신호(SCS)를 입력받아 게이트신호와 센싱제어신호를 생성하여 해당 게이트배선(GL)과 스캔제어배선(SCL)에 출력하게 된다.
여기서, 스캔드라이버(120)는 GIP 방식으로 표시패널(100)의 어레이기판에 직접 형성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않으며 IC 형태로 제작될 수도 있다. GIP 방식인 경우에, 스캔드라이버(120)는 화소(P) 내의 소자들을 형성하는 공정과 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
데이터드라이버(110)는 타이밍제어회로(200)로부터 디지털 영상데이터(Do)와 데이터제어신호(DCS)를 입력받고, 이 데이터제어신호(DCS)에 응답하여 영상데이터(Do)를 아날로그 영상데이터인 데이터전압으로 변환하여 해당 데이터배선(DL)에 출력한다. 데이터드라이버(110)는 일예로 적어도 하나의 구동IC로 구성되어 COG 방식으로 표시패널(100)의 어레이기판에 실장될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 데이터드라이버(110)는 센싱배선(SL)을 통해 전달된 아날로그 센싱신호를 디지털 신호로 변환하게 되며, 이 센싱신호(Ds)는 타이밍제어회로(200)로 전달된다.
타이밍제어회로(200)는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 외부의 호스트 시스템으로부터 영상데이터(Di)와 각종 타이밍신호(DE,HSY,VSY,CLK)를 입력받고, 이 타이밍신호를 사용하여 데이터제어신호(DCS)와 스캔제어신호(SCS)를 생성하여 데이터드라이버(110)와 스캔드라이버(120)에 각각 출력하게 된다.
특히, 본 실시예에 따르면, 타이밍제어회로(200)는 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압(Vth)의 변화량(ΔVth)을 변수로 하여 문턱전압 변화량(ΔVth)에 따른 발광다이오드(OD)의 보상값(β)을 산출하고, 이 보상값(β)을 입력 영상데이터(Di)에 반영하여 보상데이터(Do)를 생성하도록 구성되며, 이 보상데이터(Do)는 데이터드라이버(110)에 영상데이터(Do)로 출력된다. 이에 따라, 발광다이오드(OD)의 열화를 효과적으로 보상할 수 있게 된다. 이와 같은 발광다이오드 보상값(β) 산출 및 보상데이터 생성에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
한편, 메모리부(250)에는 각 화소(P)의 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압(Vth) 정보와 타이밍제어회로(200)에서 산출된 발광다이오드 보상값(β) 정보가 저장될 수 있다. 이에 더하여, 구동트랜지스터(Td)의 보상값(α,φ) 정보가 저장될 수 있다.
여기서, 문턱전압(Vth) 정보는 데이터드라이버(110)에서 전송된 센싱신호(Ds)를 사용하여 타이밍제어회로(200)에서 검출될 수 있다.
특히, 이와 같은 문턱전압(Vth) 정보로서, 표시장치(10) 초기 상태에서 검출된 초기 문턱전압(Vthi)과 표시장치(10) 현재 상태에서 검출된 현재 문턱전압(Vthc)이 메모리부(250)에 저장될 수 있다.
그리고, 구동트랜지스터(Td)의 보상값(α,φ)은 구동트랜지스터(Td) 열화에 의한 특성 변화를 보상하기 위해 제공되는 값이다. 이와 관련하여 예를 들면, 구동트랜지스터(Td)는 열화에 의해 문턱전압 및/또는 이동도(mobility) 특성이 변화될 수 있으며, 이를 보상하기 위해 문턱전압(Vth) 변화를 보상하기 위한 문턱전압 보상값(φ), 이동도(mobility) 변화를 보상하기 위한 이동도 보상값(α) 등이 구동트랜지스터(Td)의 특성 변화 보상값으로 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압 및 이동도 모두를 보상하기 위해 문턱전압 보상값 및 이동도 보상값(α,φ)이 모두 적용되는 경우를 예로 든다.
이와 같은 구동트랜지스터 보상값(α,φ)은 메모리부(250)에 저장되며, 현재 문턱전압(Vthc)이 메모리부(250)에 입력되면 이에 응답하여 대응되는 구동트랜지스터 보상값(α,φ)이 타이밍제어회로(200)에 출력되도록 구성될 수 있다. 여기서, 메모리부(250)에 저장된 구동트랜지스터 보상값(α,φ) 정보는 실험을 통해 사전에 마련될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 발광다이오드 보상값(β)은 타이밍제어회로(200)에서 산출된 후 메모리부(250)로 전송되어 저장되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 저장된 발광다이오드 보상값(β)은, 입력 영상데이터(Di)의 입력 타이밍에 동기하여 구동트랜지스터 보상값(α,φ)과 함께 타이밍제어회로(200)에 출력될 수 있다.
이와 같이 입력 영상데이터(Di) 입력 타이밍에 동기하여 타이밍제어회로(200)에 보상값(α,φ,β)이 입력되면, 타이밍제어회로(200)는 보상값을 입력 영상데이터(Di)에 적용하여 최종적으로 보상데이터(Do)를 생성하고 이를 데이터드라이버(110)에 출력할 수 있게 된다.
이에 따라, 데이터드라이버(110)는 각 화소(P)의 열화에 따른 특성 변화를 보상하는 보상데이터를 입력받게 됨으로써, 열화에 의한 잔상과 같은 화질저하가 개선될 수 있게 된다.
이하, 발광다이오드(OD)의 열화 보상을 수행하는 타이밍제어회로(200)의 구성 및 동작에 대해 도 3을 함께 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이밍제어회로와 메모리부의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 타이밍제어회로(200)는 발광다이오드(OD)의 열화를 보상하는 보상값(β)을 산출하는 보상값 산출부(210)와, 입력 영상데이터(Di)를 보상하여 보상데이터(Do)를 생성하고 출력하는 데이터 보상부(220)를 포함할 수 있다.
한편, 발광다이오드 보상값(β)과 보상데이터(Do)를 생성하기 위해 타이밍제어회로(200)와 관련 정보를 송수신하는 메모리부(250)는 제1,2,3메모리(251,252,253)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1메모리(251)는 문턱전압(Vthi,Vthc)이 기입된 저장수단으로서, 비휘발성 메모리 일예로 NAND 메모리가 사용될 수 있는데 이에 한정되지는 않는다. 그리고, 제2,3메모리(252,25)는 각각 발광다이오드 보상값(β)과 구동트랜지스터 보상값(α,φ)가 기입된 저장수단으로서, 고속의 메모리 일예로 DDR 메모리가 사용될 수 있는데 이에 한정되지는 않는다.
보상값 산출부(210)는 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압 변화량(ΔVth)에 따른 유기발광다이오드 보상값(β)을 산출하는 구성에 해당된다.
이와 같은 보상값 산출부(210)는 제1,2연산부(211,212)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1연산부(211)는 메모리부(250)의 제1메모리(251)로부터 각 화소(P)의 구동트랜지스터(Td)의 초기 문턱전압(Vthi)과 현재 문턱전압(Vthc)을 입력받고 이들의 차이를 연산하여 문턱전압 변화량(ΔVth)을 산출하게 된다. 즉, 문턱전압 변화량은 ΔVth = Vthc-Vthi이다.
제2연산부(212)는 제1연산부(211)에서 연산된 문턱전압 변화량(ΔVth)을 입력받고, 문턱전압 변화량(ΔVth)과 발광다이오드 보상값(β) 간의 상관관계식을 이용하여 발광다이오드 보상값(β)을 산출하게 된다.
이때, 문턱전압 변화량(ΔVth)과 발광다이오드 보상값(β) 간의 상관관계식은 아래 수식(1)로 표현될 수 있다.
수식(1): β = a*ΔVth + b.
위 수식(1)에서 a는 기울기 상수이고, b는 절편 상수로서 표시패널(100)의 특성에 따라 그 값이 조절될 수 있다.
이처럼, 문턱전압 변화량(ΔVth)과 발광다이오드 보상값(β) 간에는 1차 상관관계를 갖게 되는데, 이는 실험 데이터를 통해 도출될 수 있다.
이와 관련하여 도 4를 참조할 수 있는데, 도 4는 본 발명의 실시예에서 문턱전압 변화량과 발광다이오드 휘도변화율의 상관관계에 대한 실험 데이터를 도시한 도면이다. 도 4에서는 서로 다른 초기 특성을 갖는 표시장치들을 실험 샘플들로 하여 각 실험 샘플에 대한 실험 데이터를 도시하고 있는데, 동일한 실험 샘플은 동일한 도형과 색으로 표시되어 있다.
도 4를 참조하면, 모든 실험 샘플들 각각에 대해, 열화에 의한 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압 변화량(ΔVth)과 발광다이오드(OD)의 휘도변화율이 1차 방정식 관계로서 선형의 상관관계를 갖게 됨을 알 수 있다. 여기서, 휘도변화율은 열화전 초기 상태의 휘도 대비 현재 상태에서의 휘도 변화량에 대한 %값을 의미한다.
이처럼, 발광다이오드(OD)의 열화 정도는 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압 변화량(ΔVth)에 1차 상관관계를 갖게 된다. 따라서, 이 실험 데이터를 기초로 하여 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압 변화량(ΔVth)에 대한 발광다이오드 열화 정도를 도출하게 되면, 문턱전압 변화량(ΔVth)에 따른 발광다이오드 보상값(β)을 효과적으로 산출할 수 있게 된다.
이러한바, 본 실시예에서는 실험 데이터를 통해 도출된 위 상관관계식에 현재의 문턱전압 변화량(ΔVth)을 변수로 하는 연산을 수행하도록 하여, 발광다이오드 보상값(β)을 산출하게 된다.
이때, 도 4를 참조하면, 서로 다른 실험 샘플들은 서로 다른 기울기 상수를 갖게 됨을 알 수 있다. 예를 들면, 제1실험 샘플(파란색 사각형으로 표시된 샘플)과 제2실험 샘플(갈색 원형으로 표시된 샘플)은 기울기 상수(a1,a2)가 서로 상이함을 알 수 있다. 이는 동일한 문턱전압 변화량(ΔVth)이 발생하더라도, 발광다이오드(OD)의 열화 정도가 상이하여 발광다이오드 보상값(β)이 달라지게 됨을 나타낸다.
이처럼, 수식(1)의 상관관계식에서의 기울기 상수(a)는 구동트랜지스터의 초기 특성 즉 초기 문턱전압(Vthi)에 의존하는 상관관계를 가지게 된다.
즉, 휘도변화율이 상대적으로 큰 제1실험 샘플의 경우는 초기 문턱전압(Vthi)이 상대적으로 낮은 경우로서 이에 따라 발광다이오드(OD)의 열화 정도가 상대적으로 커지게 된다. 이와는 반대로, 휘도변화율이 상대적으로 작은 제2실험 샘플의 경우는 초기 문턱전압(Vthi)이 상대적으로 높은 경우로서 이에 따라 발광다이오드(OD)의 열화 정도가 상대적으로 작아지게 된다.
이와 관련하여 도 5를 참조할 수 있는데, 도 5는 본 발명의 실시예에서 초기 문턱전압과 수식(1)의 기울기 상수와의 상관관계에 대한 실험 데이터를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 초기 문턱전압(Vthi)과 수식(1)의 기울기 상수(즉 게인(gain)) 사이에는 음의 1차 상관관계를 가짐을 알 수 있다. 즉, 동일한 문턱전압 변화량(ΔVth)에 대해, 초기 문턱전압(Vthi)이 낮아짐에 따라 발광다이오드(OD)의 열화 정도가 상대적으로 커지게 되어 이 열화를 보상하기 위한 게인인 기울기 상수(a)가 커지게 되고, 이와 반대로 초기 문턱전압(Vthi)이 높아짐에 따라 발광다이오드(OD) 정도가 상대적으로 작아지게 되어 이 열화를 보상하기 위한 게인인 기울기 상수(a) 또한 작아지게 됨을 확인할 수 있다.
이와 같은 초기 문턱전압(Vthi)과 수식(1)의 기울기 상수(a)의 상관관계는 다음과 같은 수식(2)로 표현될 수 있다.
수식(2): a = c*Vthi + d.
위 수식(2)에서 c는 기울기 상수이고, d는 절편 상수로서 표시패널(100)의 특성에 따라 그 값이 조절될 수 있다.
결과적으로, 위 수식(2)가 대입된 위 수식(1)은 다음과 같이 표현될 수 있게 된다.
수식(1): β = a*ΔVth + b = (c*Vthi + d)*ΔVth + b
이처럼, 위 수식(1)에 따르면, 각 화소(P)에 대해 구동트랜지스터(Td)의 초기 문턱전압(Vthi)을 기준으로 한 현재 문턱전압(Vthc)의 변화량(ΔVth = Vthc - Vthi)을 알게 되면 발광다이오드 보상값(β)이 산출될 수 있게 된다.
이러한바, 본 실시예에서는 초기 문턱전압(Vthi)과 현재 문턱전압(Vthc)을 검출하여 제3메모리(253)에 저장하고, 또한 제1연산부(211)를 통해 문턱전압 변화량(ΔVth)을 연산하여 산출하게 된다.
그리고, 이와 같은 초기 문턱전압(Vthi)와 문턱전압 변화량(ΔVth)을 실험을 통해 사전에 작성된 위 상관관계 수식(1)에 대입함으로써, 발광다이오드(OD)의 열화를 보상하는 보상값(β)을 손쉽게 산출할 수 있게 된다.
위와 같이 보상값 산출부(210)를 통해 산출된 발광다이오드 보상값(β)은 제2메모리(252)에 로딩될 수 있다.
한편, 제3메모리(253)는 구동트랜지스터(Td)의 열화를 보상하기 위한 구동트랜지스터 보상값(α,φ)을 로딩하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여 예를 들면, 제3메모리(253)로부터 문턱전압 정보로서 일예로 현재 문턱전압(Vthc)이 제3메모리(253)에 입력되면, 이에 응답하여 대응되는 구동트랜지스터 보상값(α,φ)이 제3메모리(253)에 로딩될 수 있다.
위와 같이 제2메모리(252)에 로딩된 발광다이오드 보상값(β)과 제3메모리(253)에 로딩된 구동트랜지스터 보상값(α,φ)은 해당 화소(P)의 입력 영상데이터(Di)의 입력 타이밍에 동기하여 출력될 수 있다. 즉, 각 화소(P)에 대한 입력 영상데이터(Di)의 타이밍제어회로(200)에 대한 입력 타이밍에 동기하여, 제2,3메모리(252,253) 각각은 해당 발광다이오드 보상값(β) 및 구동트랜지스터 보상값(α,φ)을 타이밍제어회로(200)에 출력하게 된다.
이와 같은 입력 영상데이터(Di)와 발광다이오드 보상값(β) 및 구동트랜지스터 보상값(α,φ)은 타이밍제어회로(200)의 데이터 보상부(220)에 실질적으로 동시에 입력되고, 데이터 보상부(220)는 입력된 보상값들(α,φ,β)을 입력 영상데이터(Di)에 적용하여 데이터 보상을 수행하게 된다.
이 데이터 보상과 관련하여 예를 들면, 아래의 수식(3)에 따라 데이터 보상이 수행될 수 있다.
수식(3): Do = α*Di + φ + β.
위와 같은 수식(3)에 따르면, 입력 영상데이터인 Di에 대해 구동트랜지스터(Td)의 이동도 및 문턱전압 보상값(α,φ)을 적용한 보상데이터(α*Di + φ)가 생성될 수 있게 된다. 더욱이, 이 구동트랜지스터 보상값(α,φ)이 적용된 보상데이터에 대해 발광다이오드 보상값(β)을 적용하게 되면, 발광다이오드 열화를 보상할 수 있는 보상데이터(Do)가 생성될 수 있게 된다.
즉, 위 수식(3)에 따르면, 구동트랜지스터(Td)의 열화 및 발광다이오드(OD)의 열화를 모두 보상할 수 있는 보상데이터(Do)가 생성될 수 있게 된다. 따라서, 각 화소(P)에서 실질적으로 열화 문제를 유발하는 소자들인 구동트랜지스터 및 발광다이오드(Td,OD)의 열화를 보상할 수 있게 되어, 각 화소(P)의 열화를 실질적으로 개선할 수 있게 된다.
물론, 경우에 따라 구동트랜지스터(Td)에 대한 열화 보상을 하지 않고 발광다이오드(OD)에 대한 열화 보상이 수행되도록 구성될 수도 있으며, 이 경우에는 수식(3)에서 구동트랜지스터 보상값(α,φ)이 적용되지 않고(즉, α=1, φ=0), 발광다이오드 보상값(β)이 적용되도록 구성될 수도 있다.
위와 같이 데이터 보상부(220)에 의해 생성된 보상데이터(Do)는 출력 영상데이터(Do)로서 데이터드라이버(110)로 출력되고, 데이터드라이버(110)는 보상데이터(Do)를 데이터전압으로 변환하여 각 화소(P)로 공급하게 된다. 이에 따라, 해당 화소(P)에는 보상데이터가 입력되어 구동트랜지스터(Td)의 열화와 함께 발광다이오드(OD)의 열화가 보상될 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 발광다이오드(OD)의 열화를 보상하기 위해 실험을 통해 도출된 것으로서 구동트랜지스터 문턱전압 변화량과 1차 상관관계를 갖는 상관관계식을 사용하여 발광다이오드 보상값을 산출하고 이 보상값을 적용하여 보상데이터를 생성하게 된다.
이처럼, 본 실시예에서는 상관관계 수식을 통해 문턱전압 변화량에 따른 발광다이오드 보상값을 산출하는 방식을 이용함에 따라, 종래의 직접 센싱 방식에 비해 발광다이오드 열화 보상에 대한 효율성이 상당한 정도로 향상될 수 있게 된다.
즉, 종래의 직접 센싱 보상 방식에서는 상당량의 LUT 데이터가 요구되고 이에 따라 보상시간이 길어지고 또한 보상 알고리즘의 복잡도가 높아 로직(logic) 크기가 증가함으로써 보상 회로 비용이 증가하게 된다.
반면에, 본 실시예에 따르면 상관관계 수식을 통해 발광다이오드 보상값을 산출하게 됨으로써, 종래와 같은 상당량의 LUT 데이터가 필요하지 않고 이 상관관계 수식을 구현하는 로직은 간단하게 구현될 수 있게 된다. 이에 따라, 발광다이오드에 대한 보상 시간은 매우 짧아지게 되고 보상 회로 비용이 감소되어 보상 효율성이 극대화될 수 있게 된다.
더욱이, 위 발광다이오드 보상과 함께 구동트랜지스터에 대한 보상이 동시에 수행될 수 있게 되므로, 표시패널의 열화에 대한 보상 효과가 극대화될 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
10: 유기발광소자 표시장치 100: 표시패널
110: 데이터드라이버 120: 스캔드라이버
200: 타이밍제어회로 210: 보상값 산출부
211: 제1연산부 212: 제2연산부
220: 데이터보상부 250: 메모리부
251: 제1메모리 252: 제2메모리
253: 제3메모리
P: 화소영역
Di: 입력 영상데이터
Do: 보상데이터
α,φ: 구동트랜지스터의 이동도 보상값, 문턱전압 보상값
β: 발광다이오드 보상값

Claims (9)

  1. 구동트랜지스터와 발광다이오드가 구비된 화소가 구성된 표시패널과;
    상기 구동트랜지스터의 문턱전압 변화량(ΔVth)을 변수로 하는 제1상관관계식에 따라 상기 발광다이오드의 보상값을 산출하는 보상값 산출부와, 상기 산출된 보상값을 입력 영상데이터에 적용하여 보상데이터를 생성하는 데이터 보상부를 갖는 타이밍제어회로와;
    상기 보상데이터를 입력받아 데이터배선을 통해 상기 화소에 공급하는 데이터드라이버를 포함하고,
    상기 제1상관관계식은 β = a*ΔVth + b(a는 제1기울기 상수, b는 제1절편 상수)이며,
    상기 제1상관관계식의 제1기울기 상수 a는 제2상관관계식인 a = c*Vthi + d(c는 음의 제2기울기 상수, d는 제2절편 상수, Vthi는 상기 구동트랜지스터의 초기 문턱전압)을 이용하여 도출된 값인
    유기발광소자 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 보상부는 상기 구동트랜지스터의 보상값을 상기 발광다이오드의 보상값과 함께 상기 입력 영상데이터에 적용하여 상기 보상데이터를 생성하는
    유기발광소자 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상값 산출부에 입력되는 상기 구동트랜지스터의 초기 문턱전압과 현재 문턱전압이 저장된 제1메모리와;
    상기 보상값 산출부에서 산출된 발광다이오드의 보상값을 로딩하는 제2메모리와;
    상기 현재 문턱전압에 대응되는 상기 구동트랜지스터의 보상값을 로딩하는 제3메모리를 포함하고,
    상기 제2,3메모리는 각각 상기 로딩된 발광다이오드 보상값과 구동트랜지스터 보상값을 상기 입력 영상데이터의 입력 타이밍에 동기하여 상기 데이터 보상부로 출력하는
    유기발광소자 표시장치.
  5. 타이밍제어회로에서, 화소의 구동트랜지스터의 문턱전압 변화량(ΔVth)을 변수로 하는 제1상관관계식에 따라 상기 화소의 발광다이오드의 보상값을 산출하고, 상기 산출된 보상값을 입력 영상데이터에 적용하여 보상데이터를 생성하는 단계와;
    데이터드라이버에서, 상기 보상데이터를 입력받아 데이터배선을 통해 상기 화소에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1상관관계식은 β = a*ΔVth + b(a는 제1기울기 상수, b는 제1절편 상수)이고,
    상기 제1상관관계식의 제1기울기 상수 a는 제2상관관계식인 a = c*Vthi + d(c는 음의 제2기울기 상수, d는 제2절편 상수, Vthi는 상기 구동트랜지스터의 초기 문턱전압)을 이용하여 도출된 값인
    유기발광소자 표시장치 구동방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 보상데이터를 생성하는 단계는,
    상기 타이밍제어회로에서, 상기 구동트랜지스터의 보상값을 상기 발광다이오드의 보상값과 함께 상기 입력 영상데이터에 적용하여 상기 보상데이터를 생성하는 단계인
    유기발광소자 표시장치 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제1메모리에 저장된 상기 구동트랜지스터의 초기 문턱전압과 현재 문턱전압을 입력받아 상기 타이밍제어회로에서 상기 문턱전압 변화량을 연산하여 상기 발광다이오드의 보상값을 산출하는 단계와;
    상기 타이밍제어회로에서 산출된 발광다이오드의 보상값을 제2메모리에 로딩하는 단계와;
    상기 현재 문턱전압에 대응되는 상기 구동트랜지스터의 보상값을 제3메모리에 로딩하는 단계와;
    상기 제2,3메모리 각각에서 상기 발광다이오드 보상값과 구동트랜지스터 보상값을 상기 입력 영상데이터의 입력 타이밍에 동기하여 상기 타이밍제어회로로 출력하는 단계
    를 더 포함하는 유기발광소자 표시장치 구동방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상값 산출부는,
    상기 제1메모리로부터 상기 초기 문턱전압과 현재 문턱전압을 입력받고 이들의 차이인 상기 문턱전압 변화량을 연산하는 제1연산부와;
    상기 제1연산부로부터 상기 문턱전압 변화량을 입력받고 상기 제1상관관계식에 따라 상기 발광다이오드의 보상값을 산출하는 제2연산부를 포함하는
    유기발광소자 표시장치.
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