KR102510571B1 - 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 2개 라인의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 이동도를 동시에 센싱하는 방법으로 센싱 전류를 크게하여 센싱 시간을 줄일 수 있는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법에 관한 것으로, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 m개의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인에 의해 구동 TFT의 이동도가 센싱 되도록 구성된 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법에 있어서, m개의 서브 픽셀들 중 (m-1)개의 서브 픽셀들을 선택하되, 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 조합이 중복되지 않도록 m개의 조합을 선택하는 단계 (여기서, m은 3이상의 자연수); 상기 각 조합의 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하는 단계; 상기 m개의 조합의 센싱된 전류를 합산하는 단계; 그리고 상기 합산된 센싱 전류 값에서 각 조합의 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법 {SENSING METHOD OF ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 짧은 시간에 구동 TFT의 이동도를 센싱할 수 있는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치로는 액정을 이용한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 디스플레이, 전기영동 입자를 이용한 전기영동 디스플레이(ElectroPhoretic Display; EPD) 등이 대표적이다.
이들 중 OLED 표시 장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.
OLED 표시 장치를 구성하는 각 픽셀은 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하는 픽셀 회로를 구비한다. 픽셀 회로는 영상 데이터에 상응하는 구동 전압(Vgs)에 따라 구동 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT)가 OLED 소자를 구동하는 전류(Ids)를 조절함으로써 OLED 소자의 밝기를 조절한다.
OLED 표시 장치는 공정 편차, 구동 환경, 구동 시간 등에 따라 달라지는 구동 TFT의 임계 전압(이하 Vth), 이동도 등에 의해 서브 픽셀의 특성이 불균일한 경우 동일 계조의 구동 전압(Vgs) 대비 전류(Ids)가 달라지기 때문에 휘도 불균일 현상이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, OLED 표시 장치는 서브 픽셀의 특성을 센싱하고, 센싱 결과를 기초하여 서브 픽셀의 특성 편차 등을 보상하는 기술을 주로 이용한다.
구동 TFT의 문턱 전압 변화량과 구동 TFT의 이동도 변화량을 센싱하는 방법 및 기간을 각각 다르게 한다.
구동 TFT의 문턱 전압(Vth) 변화를 추출하기 위한 센싱 방법은, 구동 TFT를 소스 팔로워(Source Follower) 방식으로 동작시킨 후 구동 TFT의 소스 전압을 센싱하여 센싱 전압을 토대로 구동 TFT의 문턱 전압 변화량을 검출한다. 구동 TFT의 문턱 전압 변화량은 상기 센싱 전압의 크기에 따라 결정되며, 이를 통해 데이터 보상을 위한 옵셋값이 구해진다. 이러한 센싱 방법에서는, 소스 팔로워 방식으로 동작되는 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 포화 상태(saturation state)에 도달한 이후에 센싱 동작이 이루어져야 하므로, 센싱에 소요되는 시간이 길고 센싱 속도가 느리다는 특징이 있다.
구동 TFT의 이동도(μ) 변화를 추출하기 위한 센싱 방법은, 구동 TFT의 문턱 전압(Vth)을 제외한 전류능력 특성을 규정하기 위해서 구동 TFT의 게이트에 구동 TFT의 문턱 전압보다 높은 일정 전압(Vdata+X, 여기서, X는 옵셋값 보상에 따른 전압)을 인가하여 구동 TFT를 턴 온 시키고, 이 상태에서 일정 시간 동안 충전된 구동 TFT의 소스 전압(Vs)을 센싱 전압으로 입력 받는다. 구동 TFT의 이동도 변화량은 센싱 전압의 크기에 따라 결정되며, 이를 통해 데이터 보상을 위한 게인값이 구해진다. 이러한 센싱 방법는 구동 TFT가 턴 온 된 상태에서 이루어지므로 센싱에 소요되는 시간이 짧고 센싱 속도가 빠르다는 특징이 있다.
상기 구동 TFT의 이동도를 센싱하는 방법은 상기 구동 TFT의 문턱 전압을 센싱하는 방법보다 센싱 속도가 빠르기 때문에 화상 표시 구동 기간 내의 블랭크 기간에 수행될 수 있다.
그러나, 종래의 상기 구동 TFT의 이동도를 센싱하는 방법은, 1 라인씩 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 때문에 센싱 전류가 낮아서 상기 구동 TFT의 이동도를 센싱하는 시간이 길어서 구동 TFT의 이동도를 정확하게 센싱하는데 한계가 있었다.
따라서, 구동 TFT의 이동도 센싱 값을 이용한 보상의 정확도가 저하됨으로써 가로선과 같은 화질 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적어도 2개 라인의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 이동도를 동시에 센싱하는 방법으로 센싱 전류를 크게하여 센싱 시간을 줄일 수 있는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 m개의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인에 의해 구동 TFT의 이동도가 센싱 되도록 구성된 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법에 있어서, m개의 서브 픽셀들 중 (m-1)개의 서브 픽셀들을 선택하되, 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 조합이 중복되지 않도록 m개의 조합을 선택하는 단계 (여기서, m은 3이상의 자연수); 상기 각 조합의 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하는 단계; 상기 m개의 조합의 센싱된 전류를 합산하는 단계; 그리고 상기 합산된 센싱 전류 값에서 각 조합의 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 산출하는 단계를 포함함에 그 특징이 있다.
상기 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택하되, 선택된 3개의 서브 픽셀들의 조합이 중복되지 않도록 4의 조합을 선택하는 단계; 상기 각 조합의 선택된 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하는 단계; 상기 4개의 조합의 센싱된 전류를 합산하는 단계; 그리고 상기 합산된 센싱 전류 값에서 각 조합의 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 산출하는 단계를 포함함에 또 다른 특징이 있다.
상기 선택된 3개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하되, 선택된 2개의 서브 픽셀들의 조합이 중복되지 않도록 6의 조합을 선택하는 단계; 상기 각 조합의 선택된 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하는 단계; 상기 6개의 조합의 센싱된 전류를 합산하는 단계; 그리고 상기 6개의 조합의 센싱된 전류들 중 3개의 조합의 센싱된 전류들을 선택하여 합산함을 반복하여, 3개의 서브 픽셀의 센싱된 전류들이 중복되지 않도록 4세트의 합산 전류를 산출하는 단계; 상기 6개의 조합의 합산된 센싱 전류 값에서 각 세트의 합산 전류를 감산하여 각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 산출하는 단계를 포함함에 또 다른 특징이 있다.
상기 선택된 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 3개의 서브 픽셀들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하되, 선택된 2개의 서브 픽셀들의 조합이 중복되지 않도록 3의 조합을 선택하는 단계; 상기 각 조합의 선택된 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하는 단계; 상기 3개의 조합의 센싱된 전류를 합산하는 단계; 그리고 상기 합산된 센싱 전류 값에서 각 조합의 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 산출하는 단계를 포함함에 또 다른 특징이 있다.
상기 선택된 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 센싱 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명과 같이 적어도 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하므로, 센싱된 전류가 높아서, 센싱 기간을 길게하지 않아도 블랭크 기간내에 구동 TFT의 전류를 충분히 센싱할 수 있다. 따라서, 센싱 시간 부족으로 인한 센싱 노이즈(noise)를 줄일 수 있다.
둘째, 적어도 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하면 센싱된 전류가 높으므로, 상대적으로 센싱 기간을 짧게할 수 있으므로 센싱 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
도 3은 본발명에 따른 센싱 구동시 스캔펄스, 센싱 신호, 샘플링 신호, 기준 전압 및 센싱 전압의 타이밍도이다.
도 4A 내지 4D는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복수의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복수의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
도 6A 내지 6C는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복수의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
도 7은 본 발명에 따른 구동 TFT의 전류값 변화 특성을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치 및 그의 센싱 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 한 서브 픽셀의 구성을 예시한 등가회로도이며, 도 3은 본발명에 따른 센싱 구동시 스캔펄스(scan), 센싱 신호(sense), 샘플링 신호(sam), 기준 전압(ref) 및 센싱 전압(Vref)의 타이밍도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 메모리(500) 및 전원부(600) 등을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 서브-픽셀들(SP)이 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시한다. 기본 픽셀은 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B) 서브 픽셀들 중 적어도 3개 서브 픽셀들로 구성될 수 있다. 예를 들면, 기본 픽셀은 R/G/B 조합의 서브 픽셀들, W/R/G 조합의 서브 픽셀들, B/W/R 조합의 서브 픽셀들, G/B/W 조합의 서브 픽셀들로 구성되거나, W/R/G/B 조합의 서브 픽셀들로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 각 서브 픽셀(SP)은 고전위 구동전압(제1 구동전압; 이하 EVDD) 라인(PW1) 및 저전위 구동전압(제2 구동전압; 이하 EVSS) 라인(PW2) 사이에 접속된 OLED 소자(10)와, OLED 소자(10)를 독립적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 스토리지 커패시터(Cst)를 적어도 포함하는 픽셀 회로를 구비한다. 한편, 픽셀 회로는 도 2의 구성과 다른 다양한 구성이 적용될 수 있다.
상기 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)는 아몰퍼스 실리콘 (a-Si) TFT, 폴리-실리콘(poly-Si) TFT, 산화물(Oxide) TFT, 또는 유기(Organic) TFT 등이 이용될 수 있다.
상기 OLED 소자(10)는 상기 구동 TFT(DT)의 소스 노드(N2)와 접속된 애노드와, EVSS 라인(PW2)과 접속된 캐소드와, 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층을 구비한다. 애노드는 서브 픽셀별로 독립적이지만 캐소드는 전체 서브 픽셀들이 공유하는 공통 전극일 수 있다. 상기 OLED 소자(10)는 상기 구동 TFT(DT)로부터 구동 전류가 공급되면 상기 캐소드로부터의 전자가 상기 유기 발광층으로 주입되고, 상기 애노드로부터의 정공이 상기 유기 발광층으로 주입되어, 상기 유기 발광층에서 전자 및 정공의 재결합으로 형광 또는 인광 물질을 발광시킴으로써, 구동 전류의 전류값에 비례하는 밝기의 광을 발생한다.
상기 제1 스위칭 TFT(ST1)는 상기 게이트 드라이버(200)로부터 제1 게이트 라인(GLn1)에 공급되는 제1 게이트 신호(SCAN)에 의해 구동되고, 상기 데이터 드라이버(300)로부터 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 상기 구동 TFT(DT)의 게이트 노드(N1) 및 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 공급한다.
상기 제2 스위칭 TFT(ST2)는 상기 게이트 드라이버(200)로부터 제2 게이트 라인(GLn2)에 공급되는 제2 게이트 신호(SENSE)에 의해 구동되고, 상기 데이터 드라이버(300)로부터 레퍼런스 라인(REF)에 공급되는 레퍼런스 전압(Vref)을 상기 구동 TFT(DT)의 소스 노드(N2)에 공급한다. 또한, 각 서브 픽셀(SP)이 센싱 모드에서 구동될 때, 상기 제2 스위칭 TFT(ST2)는 구동 TFT(DT)로부터 공급된 전류를 플로팅 상태의 레퍼런스 라인(REF)으로 출력한다.
상기 구동 TFT(DT)의 게이트 노드(N1) 및 소스 노드(N2) 사이에 접속된 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 스캔 기간 동안 턴-온된 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)를 통해 게이트 노드(N1) 및 소스 노드(N2)에 각각 공급된 데이터 전압(Vdata)과 레퍼런스 전압(Vref)의 차전압을 구동 TFT(DT)의 구동 전압(Vgs)으로 충전하고, 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)가 오프되는 발광 기간 동안 충전된 구동 전압(Vgs)을 홀딩한다.
상기 구동 TFT(DT)는 EVDD 라인(PW1)으로부터 공급되는 전류를 스토리지 커패시터(Cst)로부터 공급된 구동 전압(Vgs)에 따라 제어하여 구동 전압(Vgs)에 의해 정해진 구동 전류를 OLED 소자(10)로 공급함으로써 OLED 소자(10)를 발광시킨다.
상기 구동 TFT(DT)의 특성을 센싱하는 모드일 때, 제1 및 제2 게이트 신호(SCAN, SENSE)의 스캔 기간 동안 상기 구동 TFT(DT)는 상기 데이터 드라이버(300)로부터 데이터 라인(DL) 및 제1 스위칭 TFT(ST1)를 통해 공급되는 센싱용 데이터 전압(Vdata)과, 레퍼런스 라인(REF) 및 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 공급되는 레퍼런스 전압(Vref)를 공급받아 구동한다. 상기 구동 TFT(DT)의 구동 특성(Vth, 이동도)이 반영된 구동 TFT(DT)의 전류는 상기 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 레퍼런스 라인(REF)의 라인 커패시터(도 4A 내지 4D의 Cref)에 전압으로 충전되고 데이터 드라이버(300)의 아날로그/디지털 컨버터(도 3 참조)에 의해 센싱된다.
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 게이트 제어 신호를 공급받아 상기 표시 패널(100)의 다수의 게이트 라인을 구동한다. 상기 게이트 드라이버(200)는 각 게이트 라인의 구동(스캔) 기간에 게이트 온 전압의 펄스를 해당 게이트 라인에 공급하고, 비구동 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 표시 패널(100) 양측부에 각각 배치되고 게이트 신호를 각 게이트 라인의 양측부에서 동시에 공급함으로써 게이트 신호의 딜레이를 감소시킬 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 게이트 라인들을 분할 구동하는 다수의 게이트 IC(Integrated Circuit)를 포함하고, 각 게이트 IC는 COF(Chip On Film) 등과 같은 회로 필름에 개별적으로 실장되어 상기 표시 패널(100)의 일측부 또는 양측부에 부착될 수 있다. 이와 달리, 상기 게이트 드라이버(200)는 패널(100)의 픽셀 어레이의 TFT 어레이와 함께 기판의 비표시 영역에 직접 형성되어 패널(100)에 내장되는 GIP(Gate In Panel) 타입으로 형성될 수 있다.
상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급된 데이터 제어 신호를 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급된 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하고 데이터 전압을 표시 패널(100)로 공급한다. 상기 데이터 드라이버(300)는 감마 전압 생성부로부터 공급된 계조별 감마 전압을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환한다.
상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 센싱 모드일 때, 데이터 라인으로 센싱용 데이터 전압을 공급하여 각 서브 픽셀을 구동하고, 구동된 서브 픽셀(SP)의 구동 특성(구동 TFT의 Vth, 이동도, OLED의 Vth 등)을 나타내는 픽셀 전류를 레퍼런스 라인(REF)을 통해 전압으로 센싱하고 디지털 센싱 정보(센싱 데이터)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(400)에 제공한다.
상기 데이터 드라이버(300)는 데이터 라인들을 분할 구동하는 다수의 데이터 IC들을 포함하고, 각 데이터 IC는 각 회로 필름에 실장되어 표시 패널(100)에 부착될 수 있다.
전원부(600)는 입력 전압을 이용하여 타이밍 컨트롤러(400), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 표시 패널(100) 등에 필요한 다양한 구동 전압들(EVDD, EVSS 등)을 생성하여 출력한다. 예를 들면, 전원부(600)는 데이터 드라이버(300)를 통해 표시 패널(100)에 공급되는 구동 전압(EVDD, EVSS) 및 레퍼런스 전압(Vref), 데이터 드라이버(300) 및 타이밍 컨트롤러(400) 등에 공급되는 디지털 회로의 구동 전압, 데이터 드라이버(300)에 공급되는 아날로그 회로의 구동 전압, 게이트 드라이버(200)에서 이용되는 게이트 온 전압(게이트 하이 전압) 및 게이트 오프 전압(게이트 로우 전압) 등을 생성하여 공급할 수 있다.
상기 메모리(500)에는 타이밍 컨트롤러(400)에서 이용될 각 서브 픽셀에 대한 보상 정보가 저장되어 있고, OLED 표시 장치의 구동 과정에서 실시간 센싱 동작을 통해 얻어진 각 서브 픽셀의 센싱 결과를 이용하여 업데이트된다. 예를 들면, 각 서브 픽셀의 보상 정보는 서브 픽셀간 구동 TFT의 이동도 편차를 보상하기 위한 각 서브 픽셀의 이동도 보상값과, 구동 TFT의 Vth를 보상하기 위한 각 서브 픽셀의 Vth 보상값 등을 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 외부 시스템으로부터 영상 데이터 및 기초 타이밍 제어 신호들을 공급받는다. 시스템은 컴퓨터, TV 시스템, 셋탑 박스, 태블릿이나 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 기초 타이밍 제어 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 외부로부터 공급받은 기초 타이밍 제어 신호들과 내부 레지스터에 저장된 타이밍 설정 정보(스타트 타이밍, 펄스폭 등)를 이용하여 상기 데이터 드라이버(300) 및 상기 게이트 드라이버(200)의 구동 타이밍을 각각 제어하는 데이터 제어 신호들 및 게이트 제어 신호들을 생성하여 공급한다.
예를 들면, 게이트 제어 신호들은 게이트 드라이버(200)의 스캔 동작을 제어하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP) 및 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)과, 게이트 신호의 출력 기간을 결정하는 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함할 수 있다. 데이터 제어 신호들은 데이터 드라이버(300) 내의 쉬프트 레지스터 동작을 제어하는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP) 및 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)과, 출력 버퍼부의 데이터 출력 기간을 결정하는 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 각 서브 픽셀(SP)에 공급될 영상 데이터를 메모리(500)에 저장된 보상값을 이용하여 보상하고, 보상된 영상 데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 OLED 소자(10)의 열화 보상, 소비 전력 감소 등을 위한 다양한 영상 처리를 더 수행할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템으로부터 센싱 커맨드를 공급받거나, 패널에 대한 센싱 필요 여부를 자체 판단하여 센싱이 필요하다고 판단될 때, OLED 표시 장치를 센싱 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(400)는 시스템과의 양방향 통신을 이용하거나 자체적으로 구동 시간에 따라 패널(100)의 센싱 타이밍을 결정할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 센싱 모드일 때, OLED 표시 장치를 센싱 모드로 동작하도록 제어하여, 상기 데이터 드라이버(300)를 통해 표시 패널(100)의 각 서브 픽셀에 대한 특성(구동 TFT의 Vth, 이동도, OLED의 Vth 등)을 센싱하고 센싱 결과를 이용하여 메모리(500)에 저장된 각 서브 픽셀에 대한 보상 정보를 업데이트한다.
예를 들면, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 각 서브 픽셀에서 구동 TFT의 구동에 의해 소스 전압이 증가하는 선형 구간을 센싱한 정보를 이용하여 온도, 빛 등과 같은 구동 환경에 민감한 구동 TFT의 이동도 변화량을 산출하고, 산출 결과를 이용하여 메모리(500)에 저장된 각 서브 픽셀의 이동도 보상값을 업데이트한다. 이동도 보상값을 업데이트하기 위한 이동도 센싱은 그 센싱 시간이 상대적으로 짧은 패스트 모드(Fast mode)로 동작하므로, 주로 전원 온 기간에 할당된 온 센싱 모드(ON RF)와, 표시 동작 중 각 프레임의 블랭크 기간에 할당된 실시간 센싱 모드(RT) 중 적어도 어느 하나에서 진행될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(400)는 각 서브 픽셀에서 구동 TFT가 구동되어 소스 전압이 포화 상태에 도달한 구간을 센싱한 정보를 이용하여 구동 TFT의 Vth를 센싱하고 센싱 결과를 이용하여 메모리(500)에 저장된 각 서브 픽셀의 Vth 보상값을 업데이트한다. Vth 보상값은 서브 픽셀간 구동 TFT의 Vth 편차를 보상함과 아울러 구동 시간이 경과하면서 전기적인 스트레스에 의해 쉬프트되는 Vth를 보상할 수 있다. Vth 보상값을 업데이트하기 위한 Vth 센싱은 전술한 패스트 모드 보다 센싱 시간이 길게 소요되는 슬로우 모드(Slow mode)로 동작하므로, 주로 전원 오프 기간에 할당된 오프 센싱 모드(OFF RS)에서 진행될 수 있다.
상기와 같은 구동 TFT의 이동도 센싱 방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 게이트 라인(GLn1)과 제 2 게이트 라인(GLn2)에 각각 스캔 펄스(scan)와 센싱 신호(sense)에 해당되는 제 1 및 제 2 게이트 신호를 하이 상태로 인가하고, 레퍼런스 라인(REF)에 기준 전압을 공급한다. 그리고, 데이터 라인에 구동 TFT(DT)의 문턱 전압보다 높은 일정 전압(Vdata)을 인가하여 구동 TFT를 턴 온 시킨다.
그리고, 상기 제 1 게이트 신호(scan) 및 기준 전압(ref)를 로우 상태로 인가하고, 일정 시간 후 샘플링 신호(sam)를 하이 상태로 하여 상기 구동 TFT의 전류를 센싱한다.
그런데, 하나의 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류만 센싱하므로 센싱된 전류가 낮아서 센싱 시간이 길어지고, 블랭크 기간에 구동 TFT의 이동도를 센싱할 경우 센싱 시간이 부족하였다.
따라서, 본 발명은 다수의 서브 픽셀의 구동 TFT의 이동도를 동시에 센싱하여 센싱 전류를 증가시켜 센싱 시간을 짧게하고, 블랭크 기간에 구동 TFT의 이동도 센싱 시간을 충분히 확보할 수 있도록 하였다.
도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복수의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
도 4A 내지 도 4D에 도시한 바와 같이, 각 서브 픽셀(R, G, B, W)의 구성은, 도 2에서 설명한 바와 같이, 고전위 구동전압 라인(EVDD) 및 저전위 구동전압 라인(EVSS) 사이에 접속된 OLED 소자(OLED)와, OLED 소자(OLED)를 독립적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 스토리지 커패시터(Cst)를 적어도 포함하는 픽셀 회로를 구비한다.
그리고, 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 회로적인 구성은, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들이 하나의 레퍼런스 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱되도록 구성된다.
이와 같이 구성에서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱함을 반복한 것으로, 도 4A 내지 도 4D를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각 서브 픽셀(R, G, B, W)별로 하나의 구동 TFT의 전류를 센싱하면, 각 서브 픽셀(R, G, B, W)의 구동 TFT의 전류(ir, ig, ib, iw)와 센싱 값(VsenR, VsenG, VsenB, VsenW)의 관계는 아래의 [수학식1]과 같다.
Figure 112018058974130-pat00001
Figure 112018058974130-pat00002
Figure 112018058974130-pat00003
Figure 112018058974130-pat00004
여기서, 상기 t는 센싱 타임이고, c는 레퍼런스 라인(REF)의 라인 커패시터(Cref)의 용량이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱함을 반복한 것으로, 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택할 때 선택된 조합이 중첩되지 않도록 하기 위해서는 4번의 선택이 요구된다.
따라서, 3개의 서브 픽셀들이 각각 다르게 선택된 경우를 도 4A 내지 4D로 나누어 설명하면 다음과 같다.
도 4A에 도시한 바와 같이, 스캔 신호(scan) 및 센스 신호(sense)가 하이 상태일 때, 상기 R 서브 픽셀(R), G 서브 픽셀(G) 및 B 서브 픽셀(B)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata G, Vdata B)를 인가하고, W 서브 픽셀(W)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 시간 후, 레퍼런스 라인(Ref)을 통해 상기 R, G 및 B 서브 픽셀들(R, G 및 B)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen1)은 [수학식2]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00005
또한, 도 4B에 도시한 바와 같이, 상기 스캔 신호(scan) 및 센스 신호(sense)가 하이 상태일 때, 상기 R 서브 픽셀(R), G 서브 픽셀(G) 및 W 서브 픽셀(W)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata G, Vdata W)를 인가하고, B 서브 픽셀(W)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 시간 후, 상기 레퍼런스 라인을 통해 상기 R, G 및 W 서브 픽셀들(R, G 및 W)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen2)은 [수학식3]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00006
도 4C에 도시한 바와 같이, 상기 스캔 신호(scan) 및 센스 신호(sense)가 하이 상태일 때, 상기 R 서브 픽셀(R), B 서브 픽셀(B) 및 W 서브 픽셀(W)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata B, Vdata W)를 인가하고, G 서브 픽셀(G)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 시간 후, 상기 레퍼런스 라인(ref)을 통해 상기 R, B 및 W 서브 픽셀들(R, B 및 W)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen3)은 [수학식4]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00007
도 4D에 도시한 바와 같이, 상기 스캔 신호가 하이 상태일 때, 상기 G 서브 픽셀(G), B 서브 픽셀(B) 및 상기 W 서브 픽셀(W)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata G, Vdata B, Vdata W)를 인가하고, R 서브 픽셀(R)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 시간 후, 상기 레퍼런스 라인을 통해 상기 G, B 및 W 서브 픽셀들(G, B 및 W)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen4)은 [수학식5]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00008
이와 같이, 4번에 걸쳐 4개의 서브 픽셀들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택하여 선택된 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱한다. 그리고, 상기 4번에 걸쳐 센싱된 센싱 값(Vsen1, Vsen2, Vsen3, Vsen4)인 상기 [수학식2] 내지 [수학식5]를 가산하면 [수학식6]을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00009
또한, 상기 [수학식2] 내지 [수학식5] 각각에 3을 곱하면, [수학식7] 내지 [수힉식10]과 같이 된다.
Figure 112018058974130-pat00010
Figure 112018058974130-pat00011
Figure 112018058974130-pat00012
Figure 112018058974130-pat00013
그리고, 상기 [수학식6]에서 [수학식 7] 감산하여 정리하면 [수학식11]과 같이 W 서브 픽셀(W)의 구동 TFT의 전류 값(iw)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00014
같은 방법으로, 상기 [수학식6]에서 [수학식 8] 감산하여 정리하면 [수학식12]과 같이 B 서브 픽셀(B)의 구동 TFT의 전류 값(ib)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00015
같은 방법으로, 상기 [수학식6]에서 [수학식 9] 감산하여 정리하면 [수학식13]과 같이 G 서브 픽셀(G)의 구동 TFT의 전류 값(ig)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00016
같은 방법으로, 상기 [수학식6]에서 [수학식 10] 감산하여 정리하면 [수학식14]과 같이 R 서브 픽셀(R)의 구동 TFT의 전류 값(ir)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00017
상기에서 설명한 바와 같이, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 회로가 구성될 경우, 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 3개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않은 후, 선택된 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱한다.
이와 같은 방법으로, 선택된 3개의 서브 픽셀의 조합이 서로 다르도록 4번 반복하여 선택하고, 매번 선택된 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱하여 저장하고, 4번에 의해 센싱된 전류 값들을 합산하고, 상기 합산된 전류 값으로부터 매번 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 산출한다.
이와 같이 산출된 각 서브 필셀들의 구동 TFT의 게인 보상 값을 결정한다.
한편, 도 4A 내지 4D에 도시한 바와 같이, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도를 센싱하도록 회로가 구성된 경우에도 다른 방법으로 복수개의 서브 픽셀의 구동 TFT의 이동도를 센싱할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법을 설명하기 위한 복수의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
상기 도 4A 내지 도 4D에서는, 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 3개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는 후, 선택된 3개의 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱함을 설명하였다.
그러나, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은, 도 5에 도시한 바와 같이, 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 2개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는 후, 선택된 2개의 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱할 수 있다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 스캔 신호가 하이 상태일 때, 상기 R 서브 픽셀(R) 및 G 서브 픽셀(G)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata G)를 인가하고, B 서브 픽셀(B) 및 W 서브 픽셀(W)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 R 및 G 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen1)을 [수학식15]와 같이 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00018
상기와 같은 과정을 반복하여, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 R 서브 픽셀(R) 및 B 서브 픽셀(B)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata B)를 인가하고, G 서브 픽셀(B) 및 W 서브 픽셀(W)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 R 및 B 서브 픽셀들(R 및 B)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen2)을 [수학식16]과 같이 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00019
또한, 상기 R 서브 픽셀(R) 및 W 서브 픽셀(W)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata W)를 인가하고, G 서브 픽셀(G) 및 B 서브 픽셀(B)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 R 및 W 서브 픽셀들(R 및 W)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen3)을 [수학식17]과 같이 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00020
또한, 상기 G 서브 픽셀(G) 및 B 서브 픽셀(B)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata G, Vdata B)를 인가하고, R 서브 픽셀(R) 및 W 서브 픽셀(W)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 G 및 B 서브 픽셀들(G 및 B)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen4)을 [수학식18]과 같이 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00021
또한, 상기 G 서브 픽셀(G) 및 W 서브 픽셀(W)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata G, Vdata W)를 인가하고, R 서브 픽셀(R) 및 B 서브 픽셀(B)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 G 및 W 서브 픽셀들(G 및 W)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen5)을 [수학식19]와 같이 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00022
또한, 상기 B 서브 픽셀(B) 및 W 서브 픽셀(W)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata B, Vdata W)를 인가하고, R 서브 픽셀(R) 및 G 서브 픽셀(G)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 B 및 W 서브 픽셀들(B 및 W)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen6)을 [수학식20]과 같이 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00023
그리고, 상기 [수학식15] 내지 [수학식20]을 합산하면 아래 [수학식21]과 같다.
Figure 112018058974130-pat00024
또한, 상기 [수학식15], [수학식16] 및 [수학식18]을 합산하면 아래 [수학식22]과 같다.
Figure 112018058974130-pat00025
또한, 상기 [수학식15], [수학식17] 및 [수학식19]을 합산하면 아래 [수학식23]과 같다.
Figure 112018058974130-pat00026
또한, 상기 [수학식16], [수학식17] 및 [수학식20]을 합산하면 아래 [수학식24]과 같다.
Figure 112018058974130-pat00027
또한, 상기 [수학식18], [수학식19] 및 [수학식20]을 합산하면 아래 [수학식25]과 같다.
Figure 112018058974130-pat00028
그리고, 상기 [수학식21]에서 [수학식22] 감산하여 정리하면 [수학식26]과 같이 W 서브 픽셀(W)의 구동 TFT의 전류 값(iw)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00029
또한, 상기 [수학식21]에서 [수학식23] 감산하여 정리하면 [수학식27]과 같이 B 서브 픽셀(B)의 구동 TFT의 전류 값(ib)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00030
또한, 상기 [수학식21]에서 [수학식24] 감산하여 정리하면 [수학식28]과 같이 G 서브 픽셀(G)의 구동 TFT의 전류 값(ig)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00031
또한, 상기 [수학식21]에서 [수학식25] 감산하여 정리하면 [수학식29]과 같이 R 서브 픽셀(R)의 구동 TFT의 전류 값(ir)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00032
이와 같은 방법으로, 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 2개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다.
이 때, 선택된 2개의 서브 픽셀의 조합이 서로 다르도록 6번 반복하여 선택하고, 매번 선택된 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱하여 저장하고, 6번에 의해 센싱된 전류 값들을 더하고, 또한, 6번에 의해 센싱된 전류 값들 중 3번에 의해 센싱된 전류를 서로 중첩되지 않도록 선택하여 더함을 4번 번복하고, 상기 6번에 의해 센싱된 전류 값들을 더한 전류 값으로부터 상기 3번에 의해 센싱된 전류를 더한 값을 감산하여 각 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 산출할 수 있다.
이와 같이 산출된 각 서브 필셀들의 구동 TFT의 게인 보상 값을 결정한다.
한편, 도 4A 내지 4D 및 도 5에서는 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀(R, G, B, W)들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱되도록 OLED 표시 장치의 회로가 구성됨을 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다.
즉, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 3개 또는 5개 이상의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱되도록 OLED 표시 장치의 회로가 구성될 경우에도 본 발명의 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법을 적용할 수 있다.
도 6A 내지 6C는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법을 설명하기 위한 복수의 서브 픽셀 회로를 나타낸 등가 회로도이다.
도 6A 내지 6C에서는, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 3개의 서브 픽셀들(R, G, B)이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱되도록 구성된 OLED 표시 장치의 회로도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법은 3개의 서브 픽셀(R, G, B)들 중 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱함을 반복한 것으로, 3개의 서브 픽셀(R, G, B)들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택할 때 선택된 조합이 중첩되지 않도록 하기 위해서는 3번의 선택이 요구된다.
따라서, 2개의 서브 픽셀들이 각각 다르게 선택된 경우를 도 6A 내지 6C로 나누어 설명하면 다음과 같다.
도 6A에 도시한 바와 같이, 스캔 신호가 하이 상태일 때, 상기 R 서브 픽셀(R) 및 G 서브 픽셀(G)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata G)를 인가하고, B 서브 픽셀(B)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 상기 레퍼런스 라인을 통해 상기 R 및 G 서브 픽셀들(R 및 G)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen1)은 [수학식30]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00033
또한, 도 6B에 도시한 바와 같이, 스캔 신호가 하이 상태일 때, 상기 R 서브 픽셀(R) 및 B 서브 픽셀(B)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata R, Vdata B)를 인가하고, G 서브 픽셀(G)의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 레퍼런스 라인을 통해 상기 R 및 B 서브 픽셀들(R 및 B)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen2)은 [수학식31]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00034
또한, 도 6C에 도시한 바와 같이, 스캔 신호가 하이 상태일 때, 상기 G 서브 픽셀(G) 및 B 서브 픽셀(B)의 각 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압(Vdata G, Vdata B)를 인가하고, R 서브 픽셀(R)의 데이터 라인에는 전압을 0V의 전압을 인가하거나 인가하지 않는다(Vblk). 일정 시간 후, 상기 레퍼런스 라인을 통해 상기 G 및 B 서브 픽셀들(G 및 B)의 구동 TFT의 전류를 ADC를 통해 동시에 센싱하면, 센싱 값(Vsen3)은 [수학식32]와 같다.
Figure 112018058974130-pat00035
상기 [수학식30] 내지 [수학식32]를 합산하면 [수학식33]을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00036
그리고, 상기 [수학식30] 내지 [수학식32] 각각에 2을 곱하면, [수학식34] 내지 [수힉식36]과 같이 된다.
Figure 112018058974130-pat00037
Figure 112018058974130-pat00038
Figure 112018058974130-pat00039
그리고, 상기 [수학식33]에서 [수학식34] 감산하여 정리하면 [수학식37]과 같이 B 서브 픽셀(B)의 구동 TFT의 전류 값(ib)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00040
같은 방법으로, 상기 [수학식33]에서 [수학식35] 감산하여 정리하면 [수학식38]과 같이 G 서브 픽셀(GB)의 구동 TFT의 전류 값(ig)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00041
같은 방법으로, 상기 [수학식33]에서 [수학식36] 감산하여 정리하면 [수학식39]과 같이 R 서브 픽셀(R)의 구동 TFT의 전류 값(ir)을 얻을 수 있다.
Figure 112018058974130-pat00042
상기에서 설명한 바와 같이, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 3개의 서브 픽셀(R, G, B)들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 회로가 구성될 경우, 3개의 서브 픽셀(R, G, B)들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 2개의 서브 픽셀의 조합이 서로 다르도록 3번 반복하여 선택하고, 선택된 2개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 전압을 인가하지 않는다.
이와 같은 방법으로 3번 선택하고, 매번 선택된 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱하여 저장하고, 3번에 의해 센싱된 전류 값들을 합산하고, 상기 합산된 전류 값으로부터 매번 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 산출한다.
이와 같이 산출된 각 서브 필셀들의 구동 TFT의 게인 보상 값을 결정한다.
한편, 도 4A 내지 4D, 도 5 및 도 6A 내지 6C에서는 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 3개 또는 4개의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 구성된 회로를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 5개 이상의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 구성된 회로에서도 본 발명의 특징을 적용할 수 있다.
예를 들면, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 5개의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 구성된 경우, 도 4A 내지 도 4D에서 설명한 바와 같이, 5개의 서브 픽셀들 중 4개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 4개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는 후, 선택된 4개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱한다.
이와 같은 과정을 4개의 서브 픽셀의 조합이 서로 다르도록 총 5번 선택하여 선택된 4개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱한다.
그리고, 총 5번의 4개 서브 픽셀들의 동시 센싱된 전류값을 합산하고, 합산된 전류 값에서 매번 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류 값을 산출하여, 산출된 각 서브 필셀들의 구동 TFT의 게인 보상 값을 결정한다.
물론, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 5개의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 구성된 경우에도, 도 5에서 설명한 바와 같이, 5개의 서브 픽셀들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 3개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는 후, 선택된 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱하고, 연산과정을 거쳐 각 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류 값을 산출할 수도 있다. 그러나, 5개의 서브 픽셀들 중 4개의 서브 픽셀들을 선택하는 것보다 비 효율적이다.
따라서, 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 m개의 서브 픽셀들이 하나의 기준 신호 라인(Vref)에 의해 구동 TFT(DT)의 이동도가 센싱 되도록 구성된 경우, m개의 서브 픽셀들 중 (m-1)개의 서브 픽셀들을 선택하고, 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 데이터 라인에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않는 후, 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱한다. 여기서 m은 3이상의 자연수이다.
이와 같은 과정을 (m-1)개의 서브 픽셀의 조합이 서로 다르도록 총 m번 선택하여 선택된 (m-1)개의 서브 픽셀들의 구동 TFT(DT)의 전류를 동시에 센싱한다.
그리고, m번의 동시 센싱된 전류값을 합산하고, 합산된 전류 값에서 매번 센싱된 전류 값을 감산하여 각 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류 값을 산출하여, 산출된 각 서브 필셀들의 구동 TFT의 게인 보상 값을 결정한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 센싱 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 OLED 표시 장치의 센싱 방법에 따른 센싱 시간 비교 그래프이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 하나의 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 센싱할 경우 센싱된 전류가 낮아서, 센싱 기간을 길게하여야 하므로 블랭크 기간내에 구동 TFT의 전류를 센싱하는데 시간이 부족하다.
그러나, 본 발명과 같이 적어도 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하므로, 센싱된 전류가 높아서, 센싱 기간을 길게하지 않아도 블랭크 기간내에 구동 TFT의 전류를 충분히 센싱할 수 있다. 따라서, 센싱 시간 부족으로 인한 센싱 노이즈(noise)를 줄일 수 있다.
또한, 적어도 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하면 센싱된 전류가 높으므로, 상대적으로 센싱 기간을 짧게할 수 있으므로 센싱 시간을 줄일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 패널 200: 게이트 구동부
300: 데이터 구동부 400: 타이밍 컨트롤러
500: 메모리 600: 전원부

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 R, G, B 및 W 4개의 서브 픽셀들 중 3개의 서브 픽셀들을 선택하여, R, G 및 B 서브 픽셀들을 선택한 제 1 조합, R, G 및 W 서브 픽셀들을 선택한 제 2 조합, R, B 및 W 서브 픽셀들을 선택한 제 3 조합, 및 G, B 및 W 서브 픽셀들을 선택한 제 4 조합을 선택하는 단계;
    상기 각 조합의 선택된 3개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하여 제 1 내지 제 4 조합의 각 센싱 값(Vsen1, Vsen2, Vsen3, Vsen4)을 산출하는 단계; 및
    각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류(ir, ig, ib, iw)는 아래의 [수학식]으로 산출하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
    Figure 112022085295142-pat00066

    Figure 112022085295142-pat00067

    Figure 112022085295142-pat00068

    Figure 112022085295142-pat00069
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 선택된 3개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
  5. 삭제
  6. 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 4개의 서브 픽셀들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하되, 선택된 2개의 서브 픽셀들의 조합이 중복되지 않도록 6개의 조합을 선택하는 단계;
    상기 각 조합의 선택된 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하는 단계;
    상기 6개의 조합의 센싱된 전류를 합산하는 단계; 그리고
    상기 6개의 조합의 센싱된 전류들 중 3개의 조합의 센싱된 전류들을 선택하여 합산함을 반복하여, 3개의 서브 픽셀의 센싱된 전류들이 중복되지 않도록 4세트의 합산 전류를 산출하는 단계;
    상기 6개의 조합의 합산된 센싱 전류 값에서 각 세트의 합산 전류를 감산하여 각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류를 산출하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 선택된 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 4개의 서브 픽셀은 R, G, B 및 W 서브 픽셀들을 구비하고, 상기 6개의 조합은 R 및 G 서브 픽셀들을 선택한 제 1 조합, R 및 B 서브 픽셀들을 선택한 제 2 조합, R 및 W 서브 픽셀들은 선택한 제 3 조합, G 및 B 서브 픽셀들을 선택한 제 4 조합, G 및 W 서브 픽셀들을 선택한 제 5 조합, 그리고 B 및 W 서브 픽셀들을 선택한 제 6 조합을 구비하고,
    상기 각 조합의 선택된 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하여 제 1 내지 제 6 조합의 각 센싱 값(Vsen1, Vsen2, Vsen3, Vsen4, Vsen5, Vsen6)을 산출하고,
    각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류(ir, ig, ib, iw)는 아래의 [수학식]으로 산출하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
    Figure 112018058974130-pat00047

    Figure 112018058974130-pat00048

    Figure 112018058974130-pat00049

    Figure 112018058974130-pat00050
  9. 수평 방향으로 연속적으로 배열되는 R, G 및 B 3개의 서브 픽셀들 중 2개의 서브 픽셀들을 선택하여, R 및 G 서브 픽셀들을 선택한 제 1 조합, R 및 B 서브 픽셀들을 선택한 제 2 조합, 및 G 및 B 서브 픽셀들을 선택한 제 3 조합을 선택하는 단계;
    상기 각 조합의 선택된 2개의 서브 픽셀들의 구동 TFT의 전류를 동시에 센싱하여 제 1 내지 제 3 조합의 각 센싱 값(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 산출하는 단계; 그리고
    각 서브 픽셀의 구동 TFT의 전류(ir, ig, ib)는 아래의 [수학식]으로 산출하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
    Figure 112022085295142-pat00070

    Figure 112022085295142-pat00071

    Figure 112022085295142-pat00072
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 선택된 2개의 서브 픽셀의 데이터 라인들에는 구동 TFT의 이동도를 센싱하기 위한 전압을 인가하고, 나머지 하나의 서브 픽셀의 데이터 라인에는 0V의 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않음을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법.
  11. 삭제
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