KR20080017903A - 전계발광표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

전계발광표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다수의 데이터 라인들과 다수의 스캔 라인들이 교차하는 영역에 형성된 다수의 화소 회로들을 포함하는 화소부 및 다수의 더미 화소 회로들을 포함하는 더미 화소부를 포함하는 표시 패널, 다수의 스캔 라인들에 스캔 신호를 순차적으로 인가하여 다수의 화소 회로들 및 더미 화소 회로들을 선택하기 위한 스캔 구동부, 다수의 데이터 라인들에 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터 구동부, 더미 화소부에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 감지부, 상기 전류 감지부로부터 측정된 전류량에 따라 데이터 신호를 보정하기 위한 데이터 보정부를 포함하는 전계발광표시장치를 제공한다.

Description

전계발광표시장치 및 그 구동방법{Light Emitting Device, Light Emitting Display equipping the same and method for driving thereof}
도 1은 일반적인 전계발광표시장치의 화소 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치를 도시한 블럭도이다.
도 3은 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치의 화소부의 화소 회로 및 더미 화소부의 더미 화소 회로를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치의 데이터 보정부를 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치의 표시 패널을 보여주는 블럭도이다.
본 발명은 전계발광표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display: FED), 전계발광표시장치(Light Emitting Device) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 실용화되고 있다.
특히, 유기전계발광표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고 자체 발광이다. 또한, 시야각에 문제가 없어서 장치의 크기에 상관없이 동화상 표시 매체로서 장점이 있다. 또한, 저온 제작이 가능하고, 기존의 반도체 공정 기술을 바탕으로 제조 공정이 간단하므로 향후 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.
일반적으로, 유기전계발광표시장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시장치로서, 행렬 형태로 배열된 N×M개의 유기발광다이오드(OLED)들을 전압 구동(Voltage Programming) 혹은 전류 구동(Current Programming)하여 영상을 표현할 수 있다. 이와 같은 유기전계발광표시장치를 구동하는 방식에는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 이용한 능동 매트릭스(active matrix) 방식이 있다. 수동 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 매트릭스 방식은 박막 트랜지스터를 각 ITO(Indium Tin Oxide) 화소 전극에 연결하고 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 커패시터 용량에 의해 유지된 전압에 따라 구동한다.
도 2는 유기전계발광표시장치의 화소 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소 회로는 스캔 라인(Sn)으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터 라인(Dm)으로부터의 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터(MS), 스 위칭 트랜지스터(MS)를 통해 수신되는 데이터 신호를 저장하기 위한 커패시터(Cgs), 커패시터(Cgs)에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 구동 트랜지스터(MD), 구동 전류에 따라 발광 동작을 수행하기 위한 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다.
상기 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류의 양은 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006059999966-PAT00001
상기와 같은 화소 회로를 포함하는 능동 매트릭스 방식의 유기전계발광표시장치는 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류의 양으로서 휘도를 조절한다. 따라서, 박막 트랜지스터의 균일도, 특히 문턱전압(Vth) 및 이동도(mobility)의 균일도가 확보되어야 한다.
유기전계발광표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘 또는 저온 다결정 실리콘을 사용하여 형성될 수 있는데, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘에 비해 전계 효과 이동도가 100 내지 200배 정도 더 커서 다결정 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터의 필요성이 증대되고 있다.
다결정 실리콘은 엑시머 레이저 어닐링(Exmer Laser Anealing)법 등을 사용하여 비정질 실리콘을 결정화하여 제조할 수 있는데, 결정화 공정시 엑시머 레이저의 펄스폭이 좁기 때문에, 엑시머 레이저의 조사를 수회 반복하여 마더 기판 전체의 비정질 실리콘을 결정화하게 된다. 이때, 엑시머 레이저의 펄스가 고르지 못하 기 때문에, 영역별로 결정(grain)의 크기가 고르지 못하다. 따라서, 각 화소에 형성된 다결정 실리콘 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터들 간에 특성이 달라져 균일도가 확보되지 못하여 각 픽셀 간에 휘도의 편차가 발생한다.
또한, 다결정 실리콘층으로 이루어진 반도체층은 표시장치를 사용함에 따라서 전기적 스트레스에 의하여 그 특성이 열화될 수 있다. 따라서, 시간이 지남에 따라 문턱 전압이 계속적으로 변화하기 때문에, 동일한 데이터 전압을 인가하여 원하는 휘도를 표현할 수 없게 되어 영상 이미지의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 전계발광표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수의 데이터 라인들과 다수의 스캔 라인들이 교차하는 영역에 형성된 다수의 화소 회로들을 포함하는 화소부 및 다수의 더미 화소 회로들을 포함하는 더미 화소부를 포함하는 표시 패널, 다수의 스캔 라인들에 스캔 신호를 순차적으로 인가하여 다수의 화소 회로들 및 더미 화소 회로들을 선택하기 위한 스캔 구동부, 다수의 데이터 라인들에 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터 구동부, 더미 화소부에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 감지부, 및 상기 전류 감지부로부터 측정된 전류량에 따라 데이터 신호를 보정하기 위한 데이터 보정부를 포함하는 전계발광표시장치를 제공한다.
화소 회로는 스캔 라인으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 전달하는 제 1 스위칭 트랜지스터, 제 1 스위칭 트랜지스터를 통해 수신되는 데이터 신호를 저장하기 위한 제 1 커패시터, 제 1 커패시터에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 제 1 구동 트랜지스터, 구동 전류에 따라 발광 동작을 수행하기 위한 유기발광다이오드를 포함한다.
더미 화소 회로는 스캔 라인으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 전달하는 제 2 스위칭 트랜지스터, 제 2 스위칭 트랜지스터를 통해 수신되는 데이터 신호를 저장하기 위한 제 2 커패시터, 제 2 커패시터에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 제 2 구동 트랜지스터를 포함한다.
더미 화소 회로에 인가되는 데이터 신호는 화소부 중 일정 영역의 화소 회로에 인가되는 데이터 신호의 평균값 또는 최빈값일 수 있다.
제 2 구동 트랜지스터의 일단은 전류 감지부에 연결될 수 있다.
데이터 보정부는 전류 감지부에서로부터 측정값을 인가받아 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부, 화소부에 흐르는 전류의 기준값을 저장하는 메모리부, 디지털 변환부에서 변환된 측정값과 메모리부에 저장된 기준값을 비교하는 비교기 및 비교기의 비교 결과에 따라 데이터 보상 신호를 생성하는 보정부를 포함할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치를 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치(100)는 표시 패널(110), 스캔 구동부(120), 데이터 구동부(130), 제어부(140), 전원공급부(미도시), 전류 감지부(150) 및 데이터 보정부(160)를 포함한다.
제어부(140)는 스캔 구동부(120), 데이터 구동부(130) 및 전원공급부(150) 등에 제어 신호를 출력하고, 전원공급부(150)는 제어부(140)의 구동 제어에 따라 스캔 구동부(120), 데이터 구동부(130) 및 표시 패널(110)의 구동에 필요한 전압을 출력한다.
스캔 구동부(120)는 제어부(140)의 제어신호에 따라 스캔 구동부(120)에 연결된 스캔 라인들에 스캔 신호를 출력하고, 이로써, 표시 패널(110)에 위치한 화소 회로들이 선택된다.
데이터 구동부(130)는 제어부(140)의 제어 신호에 따라, 스캔 구동부(120)에서 출력되는 스캔 신호에 동기되어 데이터 구동부(130)에 연결된 데이터 라인들을 통하여 데이터 신호들을 표시 패널(110)에 위치한 화소 회로들에 인가한다. 따라서, 표시 패널(110)은 데이터 신호들에 대응하여 각 화소 회로들로부터 빛을 발광함으로써 영상 이미지를 표시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치의 표시 패널을 도시한 회로도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 표시 패널(110)은 화소 회로들이 위치한 화소 부(110A)와 화소 회로의 열화를 감지하기 위한 더미 화소부(110B)를 포함한다.
화소부(110A)에 위치한 화소 회로(115A) 스캔 라인(Sn)으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터 라인(Dm)으로부터의 데이터 신호를 전달하는 제 1 스위칭 트랜지스터(MS_1), 제 1 스위칭 트랜지스터(MS_1)를 통해 수신되는 데이터 신호를 저장하기 위한 제 1 커패시터(Cgs_1), 제 1 커패시터(Cgs_1)에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 제 1 구동 트랜지스터(MD_1), 구동 전류에 따라 발광 동작을 수행하기 위한 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다.
그리고, 더미 화소부(110B)에 위치한 더미 화소 회로(115B)는 스캔 라인(SD)으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터 라인(D1-Dm)으로부터의 데이터 신호를 전달하는 제 2 스위칭 트랜지스터(MS_2), 제 2 스위칭 트랜지스터(MS_2)를 통해 수신되는 데이터 신호를 저장하기 위한 제 2 커패시터(Cgs_2), 제 2 커패시터(Cgs_2)에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 제 2 구동 트랜지스터(MD_2)로 이루어진다. 제 2 구동 트랜지스터(MD_2)의 일단(O1-Om)은 표시 패널(110) 외부로 확장되어, 전류 감지부(150)와 연결된다.
전류 감지부(150)는 더미 화소부(110B)의 제 2 구동 트랜지스터(MD_2)의 일단(O1-Om)으로부터 전류를 인가받는다. 전류 감지부(150)은 각각의 더미 화소들(115B)에 흐르는 전류의 양을 측정하여 데이터 보정부(160)에 전달한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 보정부를 도시한 블럭도이다.
도 2 및 도 4을 참조하면, 데이터 보정부(160)는 디지털 변환부(161), 메모 리부(163), 비교기(165) 및 보정부(167)를 포함한다.
디지털 변환부(161)는 전류 감지부(150)로부터 전달받은 전류값을 전압으로 바꾸고, 이를 다시 디지털 값으로 변환할 수 있다. 그리고, 메모리부(163)는 기준값을 저장할 수 있다. 이때, 기준값은 화소부의 화소 회로들의 구동 트랜지스터가 최초에 생성한 구동 전류, 즉, 구동 트랜지스터가 열화되기 전의 전류량에 해당되는 디지털 값일 수 있다.
비교기(165)는 디지털 변환부(161)의 변환값과 메모리부(163)의 기준값을 비교하고, 보정부(167)는 비교기(165)의 비교 결과에 따라 화소부에 인가할 데이터 신호를 보정한다. 여기서, 보정부(167)는 LUT(Look-Up-Table)을 포함하여 데이터 신호를 보정할 수 있다. 이렇게 보정된 데이터 신호는 데이터 구동부(130)로 인가되며, 이때, 제어부(140)는 데이터 보정부(160)에 의해서 보정된 데이터 신호를 데이터 구동부(130)에 공급할 때, 보정된 데이터 신호의 인가시점을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 블럭도로서, 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치의 동작을 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제어부(140)가 스캔 구동부(120), 데이터 구동부(130)에 제어 신호를 출력하면, 스캔 구동부(120)는 제어부(140)의 제어신호에 따라 스캔 라인(S1-Sn,SD)을 통하여 표시 패널(110)의 화소부(110A) 및 더미 화소 부(110B)에 스캔 신호를 출력한다.
데이터 구동부(130)는 제어부(140)의 제어 신호에 따라, 스캔 구동부(120)에서 출력되는 스캔 신호에 동기되어 데이터 구동부(130)에 연결된 데이터 라인들(D1-Dm)을 통하여 데이터 신호들을 표시 패널(110)의 화소부(110A) 및 더미 화소부(110B)에 인가한다. 화소부(110A)에는 각 화소 회로(115A)에 해당되는 데이터 신호가 인가된다. 더미 화소부(110B)에는 화소부(110A) 중 일정 영역에 인가되는 데이터 신호의 평균값 또는 최빈값이 인가될 수 있다.
여기서, 도 5를 참조하면 더미 화소부(110)는 복수개의 더미 화소회로(Pd1-Pdm)을 가질 수 있으며, 각각의 더미 화소회로(Pd1-Pdm)는 화소부(110A)의 일정 구간(A11-Anm)을 대표할 수 있다. 즉, 박막 트랜지스터의 형성시 인접하는 영역의 박막 트랜지스터의 특성은 유사하므로, 박막 트랜지스터의 열화 정도 또한 유사할 수 있다.
예를 들면, 더미 화소회로 중 "Pd1"은 화소부(110A) 중 "A11-An1" 구간을 대표할 수 있다. 따라서, "Pd1" 더미 화소회로에는 에는 "A11-An1" 구간의 데이터 신호의 평균값 또는 최빈값이 인가될 수 있다. 또한, "Pd1" 더미 화소회로에 흐르는 전류값을 측정하여 그 열화 정도를 판단함으로써, "A11-An1" 구간의 화소 회로들의 데이터를 보상할 수 있다.
표시 패널(110) 중 화소부(110A)는 데이터 신호들에 대응하여 각 화소 회로들로부터 빛을 발광함으로써 영상 이미지를 표시하고, 더미 화소부(110B)는 각 더미 화소회로들에 흐르는 전류를 전류 감지부(150)로 전달한다.
전류 감지부(150)는 더미 화소부(110B)의 각 더미 화소회로(Pd1-Pdm)로부터 인가받은 전류의 양을 측정하여 데이터 구동부(160)에 전달한다.
데이터 구동부(160) 중 디지털 변환부(161)은 더미 화소부(110B)로부터 인가받은 전류에 해당하는 측정값를 전압으로 바꾸고, 이를 다시 디지털 값으로 변환하여 비교기(165)에 전달한다. 비교기(165)는 셋팅 메모리(163)로부터 기준값을 전달받아 디지털 변환부(161)로부터 받은 변환된 측정값과 기준값을 비교하여, 그 차이를 보정부(167)에 전달한다. 여기서, 기준값은 구동 트랜지스터가 열화되기 전에 측정된 전류량의 디지털 값일 수 있다.
보정부(167)는 변환된 측정값과 기준값의 차이에 따라 데이터 구동부(130)에 인가할 보상 신호를 생성하고, 이를 데이터 구동부(130)에 전달한다. 이때, 제어부(140)는 보정부(167)를 제어하여 보상 신호들을 데이터 구동부(130)에 인가하는 시점을 제어할 수도 있다.
데이터 구동부(130)는 보상 신호들을 인가받아, 각 보상 신호들을 화소부(110A)의 해당 영역에 위치하는 화소 회로들에 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광표시장치는 더미 화소부를 포함함으로써 박막 트랜지스터의 열화 정도에 따른 구동 전류의 감소량을 측정함으로써, 이를 데이터 신호에 반영할 수 있다. 이로써, 각 화소 회로들의 휘도 편차를 감소시킴으로써 화면의 품의를 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수 적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 각 화소 회로의 휘도 편차를 감소시키고, 전계발광표시장치의 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 다수의 데이터 라인들과 다수의 스캔 라인들이 교차하는 영역에 형성된 다수의 화소 회로들을 포함하는 화소부 및 다수의 더미 화소 회로들을 포함하는 더미 화소부를 포함하는 표시 패널;
    상기 다수의 스캔 라인들에 스캔 신호를 순차적으로 인가하여 상기 다수의 화소 회로들 및 더미 화소 회로들을 선택하기 위한 스캔 구동부;
    상기 다수의 데이터 라인들에 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터 구동부;
    상기 더미 화소부에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 감지부; 및
    상기 전류 감지부로부터 측정된 전류량에 따라 데이터 신호를 보정하기 위한 데이터 보정부를 포함하는 전계발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 회로는 상기 스캔 라인으로부터의 선택 신호에 응답하여 상기 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 전달하는 제 1 스위칭 트랜지스터, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 통해 수신되는 상기 데이터 신호를 저장하기 위한 제 1 커패시터, 상기 제 1 커패시터에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 제 1 구동 트랜지스터, 상기 구동 전류에 따라 발광 동작을 수행하기 위한 유기발광다이오드를 포함하는 전계발광표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 화소 회로는 상기 스캔 라인으로부터의 선택 신호에 응답하여 상기 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 전달하는 제 2 스위칭 트랜지스터, 상기 제 2 스위칭 트랜지스터를 통해 수신되는 상기 데이터 신호를 저장하기 위한 제 2 커패시터, 상기 제 2 커패시터에 저장된 데이터 신호에 따라 구동 전류를 발생하기 위한 제 2 구동 트랜지스터를 포함하는 전계발광표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 더미 화소 회로에 인가되는 데이터 신호는 상기 화소부 중 일정 영역의 화소 회로에 인가되는 데이터 신호의 평균값 또는 최빈값인 전계발광표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 트랜지스터의 일단은 상기 전류 감지부에 연결된 전계발광표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 보정부는 상기 전류 감지부에서로부터 측정값을 인가받아 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부, 상기 화소부에 흐르는 전류의 기준값을 저장하는 메모리부, 상기 디지털 변환부에서 변환된 측정값과 상기 메모리부에 저장된 기준값을 비교하는 비교기 및 상기 비교기의 비교 결과에 따라 데이터 보상 신호를 생성하는 보정부를 포함하는 전계발광표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 화소부의 화소 회로들의 구동 트랜지스터에 의하여 최초에 생성된 구동 전류인 전계발광표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 데이터 보정부에서 생성된 데이터 보상 신호는 데이터 구동부에 전달되어, 상기 화소부의 해당 화소 회로들에 인가되는 전계발광표시장치.
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