KR102648417B1 - 유기 발광 다이오드 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EVDD의 전압 강하로 인한 휘도 편차를 방지할 수 있는 OLED 표시 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 표시 패널에서 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 데이터 구동부를 통해 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함한다.

Description

유기 발광 다이오드 표시 장치{ORGAINC EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 전압 강하로 인한 휘도 편차를 방지할 수 있는 유기 발광 다이오드 표시 장치에 관한 것이다.
최근 디지털 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치로는 액정을 이용한 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)를 이용한 OLED 표시 장치, 전기영동 입자를 이용한 전기영동 표시 장치(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 화소들 각각은 OLED 소자와, OLED 소자를 구동하는 화소 회로를 구비한다. 화소 회로에서 구동 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터는 제1 스위칭 TFT를 통해 데이터 라인으로부터 공급된 데이터 전압과, 제2 스위칭 TFT를 통해 레퍼런스 라인으로부터 공급된 레퍼런스 전압의 차를 구동 전압으로 충전한다. 구동 TFT는 커패시터에 충전된 구동 전압에 따라 고전위 전원(EVDD) 라인으로부터 OLED 소자로 흐르는 구동 전류를 제어하고 OLED 소자는 구동 전류값에 비례하는 광을 발생한다.
그러나, OLED 표시 장치에서는 EVDD 라인의 배선 저항 및 전류에 의한 EVDD의 전압 강하(IR drop)가 발생하기 때문에 EVDD 인입부로부터 거리가 먼 화소일수록 IR 드롭이 증가하여 EVDD 라인을 통해 인가되는 EVDD는 감소하게 된다. 이로 인하여, 각 화소의 커패시터에 데이터 전압에 상응하는 구동 전압(Vgs)을 충전하는 스캔 기간(어드레싱 기간) 동안 그 화소의 세로 위치에 따라 EVDD의 IR 드롭으로 인한 구동 TFT(DT) 간의 전류(Ids) 편차가 발생하여 국부적으로 휘도 편차가 발생하는 문제점이 있다.
EVDD의 전압 강하를 감소시키기 위하여 EVDD 라인의 배선폭을 증가시키는 경우 소비 전력이 증가하고, EVDD 라인의 배선폭이 증가하는 만큼 OLED 소자의 발광 면적이 감소하여 열화 속도가 증가하므로 수명이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은 EVDD의 전압 강하로 인한 휘도 편차를 방지할 수 있는 OLED 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 표시 패널, 데이터 구동부, 레퍼런스 전압 가변부를 포함한다. 표시 패널은 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함한다. 데이터 구동부는 표시 패널에 데이터 전압, 레퍼런스 전압, 고전위 전원 전압을 공급한다. 레퍼런스 전압 가변부는 표시 패널에서 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 데이터 구동부를 통해 표시 패널에 공급한다.
일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 입력 영상을 분석하여 총전류 예측값을 계산하는 타이밍 컨트롤러와, 표시 패널로부터 데이터 구동부를 통해 피드백되는 고전위 전원 전압을 센싱하는 센싱부를 추가로 포함한다. 타이밍 컨트롤러는 총전류 예측값과 고전위 전원 전압의 센싱값 중 적어도 하나를 이용하여 레퍼런스 전압 가변부에서 생성되는 레퍼런스 전압의 전압 레벨 가변 정도를 결정한다. 레퍼런스 전압 가변부는 타이밍 컨트롤러로부터 결정된 레퍼런스 전압에 대한 최대값, 최소값, 기울기를 이용하여 레퍼런스 전압을 가변시킨다.
타이밍 컨트롤러는 영상에 대한 총전류 예측치가 증가하거나 고전위 전압 센싱값이 감소할수록 레퍼런스 전압의 최소값을 감소시키고 기울기를 증가시킨다.
표시 패널에서 데이터 공급부로부터 거리가 먼 화소일수록 인가되는 레퍼런스 전압은 감소하여 구동 TFT의 구동 전압은 증가한다.
표시 패널에서 고전위 전원 전압의 전압 강하에 의해 인가되는 고전위 전원 전압이 감소하는 화소일수록 레펀스런 전압이 감소하여 구동 TFT의 구동 전압을 증가시킨다.
표시 패널에서 데이터 공급부에서 가장 먼 화소행으로부터 가장 가까운 화소행까지 순차 스캔되는 경우, 화소행의 스캔 시간이 경과할수록 레퍼런스 전압은 점진적으로 증가한다.
표시 패널에서 데이터 공급부에서 가장 가까운 화소행으로부터 가장 먼 화소행까지 순차 스캔되는 경우, 화소행의 스캔 시간이 경과할수록 레퍼런스 전압은 점진적으로 감소한다.
표시 패널을 스캔 방향을 따라 다수의 영역으로 분할하고 레퍼런스 전압 가변부는 영역별로 레퍼런스 전압을 계단 형태로 가변시킨다.
일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 EVDD 인입부로부터 거리가 멀어지는 화소일수록 레퍼런스 전압을 감소시켜서 스캔 기간 동안 동일 데이터 전압 대비 화소에 충전되는 구동 TFT의 구동 전압(Vgs)을 증가시킴으로써 화소의 위치가 멀수록 증가하는 EVDD의 IR 드롭을 보상할 수 있고, 이 결과 EVDD의 IR 드롭에 의한 휘도 편차를 방지할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널에서 EVDD 전원 라인의 배선폭을 감소시킬 수 있으므로 소비 전력을 감소시킬 수 있고 배선폭이 감소된 만큼 OLED 소자의 발광 면적이 증가하여 수명을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 패널로부터 EVDD를 센싱한 결과와 영상 특성을 분석한 전류 예측치를 반영하여 레퍼런스 전압의 최대값, 최소값, 기울기를 조절함으로써 레퍼런스 전압을 화면 특성에 맞추어 적응적으로 조절하여 소비 전력을 최적화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 화소의 구성을 예시한 등가회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 프레임 동안 시간 경과에 따른 레퍼런스 전압(Vref) 및 구동 전압(Vgs)의 가변 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널에서 스캔 방향과 EVDD의 공급 방향이 서로 반대인 경우 EVDD, Vref, Vgs의 변화 특성을 나타낸 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널에서 스캔 방향과 EVDD의 공급 방향이 서로 같은 경우 EVDD, Vref, Vgs의 변화 특성을 나타낸 파형도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널에 적용되는 어느 하나의 화소 구성을 예시한 나타낸 등가회로도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 타이밍 컨트롤러(40), 데이터 구동부(30) 및 게이트 구동부(20), 표시 패널(10), 전원부(50) 등을 포함한다.
표시 패널(10)은 화소들(P)이 매트릭스 형태로 배열된 화소 어레이를 통해 영상을 표시한다. 화소 어레이의 기본 화소 세트는 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B) 화소들(P) 중 컬러 혼합으로 화이트 표현이 가능한 적어도 3개 이상의 화소들(W/R/G, B/W/R, G/B/W, R/G/B, 또는 W/R/G/B)로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 각 화소(P)는 고전위 전원(이하 EVDD) 라인(PL) 및 저전위 전원(이하 EVSS) 라인 사이에 접속된 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 커패시터(C)를 포함하며, 화소 구성은 다양하므로 도 2의 구성으로 한정되지 않는다. 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.
OLED 소자는 구동 TFT(DT)의 소스 전극와 접속된 애노드와, 저전위 전원(EVSS)과 접속된 캐소드와, 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층을 구비한다. 애노드는 화소별로 독립적이지만 캐소드는 전체 화소들이 공유하는 공통 전극일 수 있다. OLED 소자는 구동 TFT(DT)로부터 구동 전류가 공급되면 캐소드로부터의 전자가 유기 발광층으로 주입되고, 애노드로부터의 정공이 유기 발광층으로 주입되어, 유기 발광층에서 전자 및 정공의 재결합으로 형광 또는 인광 물질을 발광시킴으로써, 구동 전류의 전류값에 비례하는 밝기의 광을 발생한다.
제1 스위칭 TFT(ST1)는 n번째 화소행의 제1 게이트 라인(Gn1)의 스캔 신호(SCAN1)에 의해 구동되어 해당 데이터 라인(Dm)의 데이터 전압(이하 Vdata)을 구동 TFT(DT)의 게이트 노드에 공급하고, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 n번째 화소행의 제2 게이트 라인(Gn2)의 스캔 신호(SCAN2)에 의해 구동되어 레퍼런스 라인(Rm)의 레퍼런스 전압(이하 Vref)을 구동 TFT(DT)의 소스 노드에 공급한다. 제2 스위칭 TFT(ST2)는 센싱 모드에서 구동 TFT(DT)로부터 공급되는 전류를 레퍼런스 라인(Rm)으로 출력하는 경로로 더 이용된다. 제1 및 제2 게이트 라인(G1n, G2n)은 하나의 게이트 라인(Gn)으로 통합 가능하다. 즉, 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)는 n번째 화소행의 스캔 기간 동안 하나의 게이트 라인(Gn)으로부터 공급되는 동일 스캔 신호에 의해 제어될 수 있다.
구동 TFT(DT)의 게이트 노드 및 소스 노드 사이에 접속된 커패시터(C)는 스캔 기간 동안 제1 스위칭 TFT(ST1)를 통해 게이트 노드에 공급되는 Vdata와, 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 소스 노드에 공급되는 Vref의 차(Vdata-Vref)를 구동 TFT(DT)의 구동 전압(이하 Vgs)으로 충전한다. 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)가 오프되는 발광 기간 동안 커패시터(C)는 Vgs를 홀딩하여 구동 TFT(DT)가 Vgs에 의해 정해진 구동 전류를 계속 OLED 소자로 공급할 수 있게 한다.
구동 TFT(DT)는 EVDD 라인(PL)으로부터 공급되는 전류를 커패시터(C)로부터 공급된 Vgs에 따라 제어하여 Vgs에 비례하는 구동 전류를 OLED 소자로 공급함으로써 OLED 소자를 발광시킨다.
전원부(50)는 입력 전압을 이용하여 타이밍 컨트롤러(40), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 표시 패널(10) 등에 필요한 다양한 구동 전압들(EVDD, EVSS 등)을 생성하여 출력한다. 예를 들면, 전원부(50)는 데이터 구동부(30)를 통해 표시 패널(10)에 공급되는 EVDD, EVSS와, 데이터 구동부(30) 및 타이밍 컨트롤러(40) 등에서 이용되는 구동 전압(VCC, GND), 게이트 구동부(20)에서 이용되는 게이트 온 전압(게이트 하이 전압) 및 게이트 오프 전압(게이트 로우 전압) 등을 생성하여 공급할 수 있다.
게이트 구동부(20)는 타이밍 컨트롤러(40)에 의해 제어되어 표시 패널(10)의 다수의 게이트 라인을 각각 구동한다. 게이트 구동부(20)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 공급받은 게이트 제어 신호에 응답하여 각 게이트 라인에 해당 스캔 기간 동안 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 나머지 기간 동안 게이트 오프 전압을 공급한다.
데이터 구동부(30)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 데이터 제어 신호 및 영상 데이터를 공급받는다. 데이터 구동부(30)는 데이터 제어 신호에 따라 구동되고, 감마 전압 생성부로부터 공급된 레퍼런스 감마 전압 세트를 데이터의 계조값에 각각 대응하는 계조 전압들로 세분화한 다음, 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 영상 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하고, 아날로그 데이터 신호를 표시 패널(10)의 데이터 라인들로 각각 공급한다.
데이터 구동부(30)는 전원부(50)로부터 EVDD, EVSS를 공급받아 표시 패널(10)의 EVDD 라인(PL) 및 EVSS 라인으로 각각 공급한다. 또한, 데이터 구동부(30)는 Vref 가변부(60)로부터 가변 Vref를 공급받아 표시 패널(10)의 레퍼런스 라인들(R1~Rm)로 공급한다.
또한, 데이터 구동부(30)는 원하는 센싱 모드에서 타이밍 컨트롤러(40)의 제어에 따라 데이터 라인(D1~Dm)으로 센싱용 전압을 공급하고, 공급된 센싱용 전압에 의해 구동되어 각 화소(P)의 구동 특성(구동 TFT의 문턱 전압, 이동도 등)이 반영된 화소 전류를 레퍼런스 라인(R1~Rm)을 통해 센싱하고 각 화소(P)의 센싱 정보로 변환하여 타이밍 컨트롤러(40)에 제공할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(40)는 외부 시스템으로부터 공급받은 기본 타이밍 제어 신호들을 이용하여 데이터 구동부(30)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와 게이트 구동부(20)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하고, 데이터 구동부(30) 및 게이트 구동부(20)로 각각 출력한다. 타이밍 제어 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(40)는 외부 시스템으로부터 공급받은 영상 데이터에 대하여 화질 보상, 열화 보상, 소비 전력 절감 등을 위한 다양한 영상 처리를 수행한 후 영상 처리된 데이터를 데이터 구동부(30)로 출력한다.
예를 들면, 타이밍 컨트롤러(40)는 센싱 모드에서 데이터 구동부(30)를 통해 센싱한 각 화소(P)의 센싱 정보를 반영하여 메모리에 저장된 각 화소(P)의 보상값을 적용하여 영상 데이터를 보상할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(40)는 영상 데이터의 누적 결과를 이용하여 표시 패널(10)의 열화 정도를 예측하고 열화 정도 예측치를 반영하여 휘도 게인을 조절하고 휘도 게인을 적용하여 영상 데이터를 보정할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(40)는 프레임 단위의 영상 분석을 통해 평균 화상 레벨(Average Picture Level; 이하 APL)을 계산하고 APL을 이용하여 휘도 게인을 조절함으로써 소비 전력이 감소하도록 영상 데이터를 보정할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(40)는 프레임 단위의 영상 분석을 통해 총전류 예측값을 계산하고 총전류 예측값이 미리 정해진 기준값을 초과하지 않도록 전류를 제한하는 ACL(Automatic Current Limit; 이하 ACL)을 계산하고 ACL을 이용하여 휘도 게인을 조절함으로써 소비 전력이 더욱 감소하도록 영상 데이터를 더 보정할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(40)는 영상 데이터에 대응하여 컬러 채널별로 LUT 형태로 미리 저장된 계조별(휘도별) 전류값을 이용하여 각 영상 데이터에 대응하는 전류값을 계산하여 합산함으로써 프레임 단위의 총전류 예측값을 계산할 수 있다.
표시 패널(10)에서 EVDD 라인(PL)의 배선 저항 및 전류에 의한 EVDD의 전압 강하(이하 IR 드롭)를 보상하기 위하여, Vref 가변부(60)는 화소행(#1~#N)의 세로 위치에 따라 화소(P)에 인가되는 Vref의 전압 레벨이 가변하도록 프레임 주기로 전압 레벨이 가변하는 Vref를 생성하여 공급한다. Vref 가변부(60)에서 공급된 가변 Vref는 데이터 구동부(30)를 통해 표시 패널(10)의 레퍼런스 라인들(R1~Rm)로 공급된다.
표시 패널(10)에서 EVDD를 공급하는 데이터 구동부(30), 즉 EVDD 인입부로부터 거리가 멀어지는 화소일수록 IR 드롭이 증가하여 EVDD는 감소하게 된다. 각 화소(P)의 스캔 기간 동안 구동 TFT(DT)의 드레인 전극에 공급되는 EVDD가 감소하면 구동 TFT(DT)의 드레인-소스간 전압(Vds)이 감소하여 전류(Ids)가 감소하게 된다. 이러한 EVDD의 IR 드롭을 보상하기 위하여, 레퍼런스 가변부(60)는 EVDD의 인입부로부터 거리가 멀어지는 화소일수록, 즉 EVDD가 IR 드롭에 의해 감소할수록 Vref이 점진적으로 감소하도록 가변시킨다. 이에 따라, 동일한 데이터 전압(Vdata)이 공급되더라도 Vref의 감소에 의해 커패시터(C)에 충전되는 구동 전압, 즉 구동 TFT(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)이 증가함으로써 EVDD의 IR 드롭을 보상함으로써 세로 위치가 다른 화소들간 휘도 편차를 방지할 수 있다. 또한, 구동 TFT(DT)의 리니어(linear) 구동시에도 Vref의 가변에 의해 EVDD의 IR 드롭을 보상할 수 있다.
EVDD 센싱부(70)는 표시 패널(10)로부터 데이터 구동부(30)를 통해 피드백되는 EVDD를 센싱하여 EVDD의 전압 강하량(IR 드롭량)을 알 수 있는 EVDD 센싱값을 타이밍 컨트롤러(10)로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(40)는 영상 분석 결과로 얻어진 총전류 예측값을 이용하여 Vref 가변부(60)에서 Vref 전압 레벨의 가변 정도를 제어할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(40)는 EVDD 센싱부(70)를 통해 센싱한 EVDD 센싱값을 이용하여 Vref 가변부(60)에서 Vref 전압 레벨의 가변 정도를 제어할 수 있다. 다시 말하여, 타이밍 컨트롤러(40)는 영상 분석 결과로 얻어진 총전류 예측값과, EVDD 센싱부(70)로부터 공급된 EVDD 센싱값 중 적어도 어느 하나를 이용하여 제어 신호를 생성하고 그 제어 신호를 이용하여 Vref 가변부(60)의 Vref 최대값, Vref 최소값, Vref 기울기를 제어함으로써 Vref 전압 레벨의 가변 정도를 제어할 수 있다.
도 1에서 Vref 가변부(60) 및 EVDD 센싱부(70)는 전원부(50)에 내장되거나, 데이터 구동부(30)에 내장되거나, 타이밍 컨트롤러(40)에 내장될 수 있다. 이와 달리, Vref 가변부(60)는 전원부(50)에 내장되고 EVDD 센싱부(90)는 데이터 구동부(30)에 내장될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 결정되는 각 수직 기간의 액티브 기간 동안, 표시 패널(10)은 EVDD 인입부로부터 가장 멀리 위치한 제1 화소행(#1)으로부터 가장 가까운 제N 화소행(#N)까지 순차 스캔된다. EVDD 인입부로부터 가장 멀리 위치한 제1 화소행(#1)에 인가되는 EVDD는 IR 드롭량이 가장 커서 가장 낮아지게 되고, 가장 가까운 제N 화소행(#N)에 인가되는 EVDD는 IR 드롭량이 가장 작아 가장 높아지게 된다. 다시 말하여, EVDD 인입부로부터 가장 멀리 위치한 제1 화소행(#1)으로부터 가장 가까운 제N 화소행(#N)에 인가되는 EVDD는 점진적으로 증가하게 된다.
이러한 액티브 기간 동안, EVDD 인입부로부터 가장 멀리 위치한 제1 화소행(#1)으로부터 가장 가까운 제N 화소행(#N)까지 스캔되면서 시간이 경과할수록 표시 패널(10)에 인가되는 Vref는 점진적으로 증가함으로써 제1 화소행(#1) 내지 제N 화소행(#N)에 순차적으로 충전되는 각 화소(P)의 구동 전압(Vgs)은 점진적으로 감소하게 되므로 EVDD의 IR 드롭을 보상할 수 있다.
이러한 액티브 기간 동안, 영상 특성에 따른 총전류 예측값과, EVDD의 전압 강하 정도를 알 수 있는 EVDD 센싱값 중 적어도 어느 하나를 이용한 타이밍 컨트롤러(40)의 제어에 따라 Vref 전압 레벨의 가변 정도가 조절될 수 있다. 즉, Vref 가변부(60)는 타이밍 컨트롤러(40)의 제어에 따라 Vref 최대값, Vref 최소값, Vref 기울기를 결정하고, 결정 결과에 따라 전압 레벨이 가변하는 Vref를 생성하여 표시 패널(10)에 공급한다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(10)에서 EVDD 인입부로부터 가장 먼 제1 화소행(#1)으로부터 가장 가까운 제N 화소행(#N)까지 순차적으로 스캔될 때, 즉, 표시 패널(10)에서 EVDD 및 Vref의 공급 방향과 스캔 방향이 서로 상반될 때, 화소행의 스캔 방향을 따라 IR 드롭이 감소하여 EVDD는 점진적으로 증가하게 하고, 가변 Vref는 점진적으로 증가하는 형태로 인가되어, 제1 화소행(#1) 내지 제N 화소행(#N)의 화소(P)에 충전되는 구동 전압(Vgs)은 점진적으로 감소하게 됨으로써 EVDD의 IR 드롭을 보상할 수 있다.
반대로, 도 5에 도시된 바와 같이, 표시 패널(10)에서 EVDD 인입부로부터 가장 가까운 제1 화소행(#1)으로부터 가장 먼 제N 화소행(#N)까지 순차적으로 스캔되는 경우, 즉 표시 패널(10)에서 EVDD 및 Vref의 공급 방향과 스캔 방향이 동일한 경우, 화소행의 스캔 방향을 따라 IR 드롭이 증가하여 EVDD는 점진적으로 감소하게 하고, 가변 Vref는 점진적으로 감소하는 형태로 인가되어, 제1 화소행(#1) 내지 제N 화소행(#N)의 화소(P)에 충전되는 구동 전압(Vgs)이 점진적으로 감소하게 됨으로써 EVDD의 IR 드롭을 보상할 수 있다
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치 중 Vref 가변을 담당하는 구성을 위주로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(10)는 영상 분석을 통해 얻은 총전류 예측값과, EVDD 센싱부(70)를 통해 얻은 표시 패널(10)의 EVDD 센싱값을 이용하여 Vref 최대값, Vref 최소값, Vref 기울기를 결정하여 Vref 가변부(60)를 제어할 수 있다. 이에 따라, Vref 가변부(60)는 타이밍 컨트롤러(40)의 제어에 의해 결정된 Vref 최대값, Vref 최소값, Vref 기울기에 따라 전압 레벨이 가변하는 Vref를 생성하여 표시 패널(10)에 공급하며, 이때 Vref의 가변 기울기는 도 6과 같이 곡선 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 총전류 예측값이 큰 영상이거나 EVDD 센싱값이 작을 때 EVDD 인입부로부터 멀어지는 화소일수록 EVDD의 IR 드롭량이 커지게 되므로, 이를 보상하기 위하여 제1 그래프(G1)과 같이 EVDD 인입부로부터 가장 먼 화소행(#1)에 인가되는 Vref 최소값은 상대적으로 작은 값으로 결정되어, EVDD 인입부로부터 가장 먼 화소행(#1)으로부터 가장 가까운 화소행(#N)까지 순차적으로 스캔되면서 인가되는 Vref 전압 레벨이 점진적으로 증가하는 Vref의 가변 기울기는 상대적으로 증가될 수 있다.
한편, 도 6에서 EVDD 인입부로부터 먼 제1 영역(A1)에 표시되는 영상의 전류 예측치가 제2 영역(A2)에 표시되는 영상의 전류 예측치보다 클 때, 제1 영역(A1)에서 소비되는 전류량이 증가하여 EVDD의 IR 드롭량이 증가하게 되므로, 제2 그래프(G2)와 같이 Vref 가변 기울기는 급격하게 가변하는 형태를 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(10)는 EVDD 센싱부(70)를 통해 실시간으로 얻은 표시 패널(10)의 EVDD 센싱값을 이용하여 Vref 최대값, Vref 최소값, Vref 기울기를 결정하여 Vref 가변부(60)를 제어할 수 있다. 이에 따라, Vref 가변부(60)는 타이밍 컨트롤러(40)의 제어에 의해 결정된 Vref 최대값, Vref 최소값, Vref 기울기에 따라 전압 레벨이 가변하는 Vref를 생성하여 표시 패널(10)에 공급하며, 이때 Vref의 가변 기울기는 도 7과 같이 직선 형태를 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(10)는 영상 분석을 통해 얻은 총전류 예측값과, EVDD 센싱부(70)로부터의 EVDD 센싱값을 이용하여 Vref 최대값, Vref 최소값을 결정하여 Vref 가변부(60)를 제어할 수 있다. 이에 따라, Vref 가변부(60)는 표시 패널(10)의 영역들(A1, A2, A3, A4)에서 전압 레벨이 계단 형태로 가변하는 Vref를 생성하여 표시 패널(10)에 공급할 수 있다. EVDD 인입부로부터 먼 영역(A1)에는 Vref 최소값이 인가되고, 가장 가까운 영역(A4)에는 Vref 최대값이 인가되며, 이 영역(A1, A4) 사이의 중간 영역들(A2, A3)에서는 Vref 최소값으로부터 Vref 최대값까지 영역마다 계단형으로 증가하는 Vref가 인가될 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 OLED 표시 장치는 EVDD 인입부로부터 거리가 멀어지는 화소일수록 레퍼런스 전압을 감소시켜서 스캔 기간 동안 동일 데이터 전압 대비 화소에 충전되는 구동 TFT의 구동 전압(Vgs)을 증가시킴으로써 화소의 위치가 멀수록 증가하는 EVDD의 IR 드롭을 보상할 수 있고, 이 결과 EVDD의 IR 드롭에 의한 휘도 편차를 방지할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널에서 EVDD 전원 라인의 배선폭을 감소시킬 수 있으므로 소비 전력을 감소시킬 수 있고 배선폭이 감소된 만큼 OLED 소자의 발광 면적이 증가하여 수명을 증가시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10: 표시 패널 20: 데이터 구동부
30: 게이트 구동부 40: 타이밍 컨트롤러
50: 전원부 60: Vref 가변부
70: EVDD 센싱부 80: 구동 전압 생성부

Claims (9)

  1. 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 상기 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 상기 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함하는 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 상기 데이터 전압, 상기 레퍼런스 전압, 상기 고전위 전원 전압을 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 상기 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부를 통해 상기 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함하고,
    입력 영상을 분석하여 총전류 예측값을 계산하는 타이밍 컨트롤러와,
    상기 표시 패널로부터 상기 데이터 구동부를 통해 피드백되는 상기 고전위 전원 전압을 센싱하는 센싱부를 추가로 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 총전류 예측값과 상기 고전위 전원 전압의 센싱값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 레퍼런스 전압 가변부에서 생성되는 상기 레퍼런스 전압의 전압 레벨 가변 정도를 결정하는 OLED 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 레퍼런스 전압 가변부는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 결정된 상기 레퍼런스 전압에 대한 최대값, 최소값, 기울기를 이용하여 상기 레퍼런스 전압을 가변시키는 OLED 표시 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 영상에 대한 총전류 예측치가 증가하거나 상기 고전위 전원 전압의 센싱값이 감소할수록 상기 레퍼런스 전압의 최소값을 감소시키고 상기 레퍼런스 전압의 기울기를 증가시키는 OLED 표시 장치.
  5. 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 상기 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 상기 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함하는 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 상기 데이터 전압, 상기 레퍼런스 전압, 상기 고전위 전원 전압을 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 상기 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부를 통해 상기 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함하고,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 거리가 먼 화소일수록 인가되는 레퍼런스 전압은 감소하여 상기 구동 TFT의 구동 전압은 증가하는 OLED 표시 장치.
  6. 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 상기 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 상기 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함하는 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 상기 데이터 전압, 상기 레퍼런스 전압, 상기 고전위 전원 전압을 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 상기 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부를 통해 상기 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함하고,
    상기 표시 패널에서 상기 고전위 전원 전압의 전압 강하에 의해 인가되는 고전위 전원 전압이 감소하는 화소일수록 상기 레퍼런스 전압이 감소하여 상기 구동 TFT의 구동 전압을 증가시키는 OLED 표시 장치.
  7. 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 상기 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 상기 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함하는 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 상기 데이터 전압, 상기 레퍼런스 전압, 상기 고전위 전원 전압을 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 상기 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부를 통해 상기 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함하고,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부에서 가장 먼 화소행으로부터 가장 가까운 화소행까지 순차 스캔되는 경우,
    상기 화소행의 스캔 시간이 경과할수록 상기 레퍼런스 전압은 점진적으로 증가하는 OLED 표시 장치.
  8. 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 상기 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 상기 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함하는 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 상기 데이터 전압, 상기 레퍼런스 전압, 상기 고전위 전원 전압을 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 상기 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부를 통해 상기 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함하고,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부에서 가장 가까운 화소행으로부터 가장 먼 화소행까지 순차 스캔되는 경우,
    상기 화소행의 스캔 시간이 경과할수록 상기 레퍼런스 전압은 점진적으로 감소하는 OLED 표시 장치.
  9. 데이터 라인으로부터 구동 TFT에 공급된 데이터 전압과 레퍼런스 라인으로부터 상기 구동 TFT에 공급된 레퍼런스 전압의 차를 커패시터에 상기 구동 TFT의 구동 전압으로 충전하여 OLED 소자를 발광시키는 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각의 구동 TFT에 고전위 전원 전압을 공급하는 전원 라인을 포함하는 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 상기 데이터 전압, 상기 레퍼런스 전압, 상기 고전위 전원 전압을 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 표시 패널에서 상기 데이터 구동부로부터 가장 가까운 화소로부터 가장 먼 화소의 구동 TFT에 인가되는 상기 레퍼런스 전압이 점진적으로 가변하는 레퍼런스 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부를 통해 상기 표시 패널에 공급하는 레퍼런스 전압 가변부를 포함하고,
    상기 표시 패널을 스캔 방향을 따라 다수의 영역으로 분할하고 상기 레퍼런스 전압 가변부는 상기 영역별로 상기 레퍼런스 전압을 계단 형태로 가변시키는 OLED 표시 장치.
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