KR20100072509A

KR20100072509A - 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20100072509A
Application number: KR1020080130938A
Authority: KR
Inventors: 남우진; 배한진
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-07-01

Abstract

본 발명은 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 구동 스위칭소자의 열화를 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치에 대한 것으로서, 센싱 기간의 제1 기간에는 문턱전압 검출용 전압이 공급되고, 상기 센싱 기간의 제2 기간에는 플로팅되며, 데이터 프르그래밍 기간에는 보정 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인과; 스캔 라인으로부터의 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 접속된 스캔 스위칭소자와; 상기 제1 노드와 교류전압원 사이에 접속된 스토리지 커패시터와; 상기 제1 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 구동 스위칭소자; 고전위전압원과 상기 제 2 노드 사이에 접속되어 상기 보정 데이터 전압에 의해 발광하는 발광소자와; 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드와 접속된 센싱 스위칭소자를 포함하고, 상기 보정 데이터 전압은 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 이용하여 원래의 데이터가 보정된 전압이고; 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도는 상기 제2 기간 동안 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 산출된 것을 특징으로 한다.

발광 소자, 구동 스위칭소자, 문턱전압

Description

유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 유기발광다이오드표시장치에 관한 것으로, 특히 구동 스위칭소자의 열화를 방지할 수 있는 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법에 대한 것이다.

근래에 음극선관과 비교하여 무게와 부피가 작은 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있으며 특히 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 발광 표시장치가 주목 받고 있다.

발광소자는 빛을 발산하는 박막인 발광층이 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 위치하는 구조를 갖고 발광층에 전자 및 정공을 주입하여 이들을 재결합시킴으로써 여기자가 생성되며 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 발광하는 특성을 가지고 있다.

이러한 발광소자는 발광층이 무기물 또는 유기물로 구성되며, 발광층의 종류에 따라 무기 발광소자와 유기 발광소자로 구분한다.

발광소자에 흐르는 구동 전류의 크기는 각 화소에 구비된 구동 스위칭소자의 문턱전압에 따라 큰 편차를 갖는다. 유기발광다이오드표시장치의 제조 특성상 각 화소의 구동 스위칭소자의 문턱전압 특성이 서로 다르기 때문에, 동일 데이터 전압임에도 불구하고 각 화소의 구동 스위칭소자를 통해 흐르는 구동 전류의 값이 서로 달라 질 수 있다. 그러면, 각 화소의 발광소자간의 휘도차로 인해 화질이 저하되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 화소간 휘도 편차가 제거함으로써 화질을 향상시킬 수 있는 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치는, 센싱 기간의 제1 기간에는 문턱전압 검출용 전압이 공급되고, 상기 센싱 기간의 제2 기간에는 플로팅되며, 데이터 프르그래밍 기간에는 보정 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인과; 스캔 라인으로부터의 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 접속된 스캔 스위칭소자와; 상기 제1 노드와 교류전압원 사이에 접속된 스토리지 커패시터와; 상기 제1 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 구동 스위칭소자; 고전위전압원과 상기 제 2 노드 사이에 접속되어 상기 보정 데이터 전압에 의해 발광하는 발광소자와; 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드와 접속된 센싱 스위칭소자를 포함하고, 상기 보정 데이터 전압은 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 이용하여 원래의 데이터가 보정된 전압이고; 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도는 상기 제2 기간 동안 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 산출된 것을 특징으로 한다.

상기 센싱 스위칭소자는 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 접속되며 상기 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드를 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 한다.

상기 센싱 스위칭소자는 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며 상기 게이트 신호에 따라 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치는 기수 센싱 기간의 제1 기간에는 문턱전압 검출용 전압이 공급되고, 상기 기수 센싱 기간의 제2 기간에는 플로팅되며, 기수 데이터 프르그래밍 기간에는 보정 데이터 전압이 공급되고, 어닐링 기간에는 부극성의 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인과; 제1 스캔 라인으로부터의 제1 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 접속된 제1 스캔 스위칭소자와; 상기 제1 노드와 교류전압원 사이에 접속된 제1 스토리지 커패시터와; 상기 제1 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 제1 구동 스위칭소자; 제1 게이트 라인으로부터의 제1 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드와 상기 데이터 라인 사이에 접속된 제1 센싱 스위칭소자와; 제2 스캔 라인으로부터의 제2 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제3 노드 사이에 접속된 제2 스캔 스위칭소자와; 상기 제3 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 제3 스토리지 커패시터와; 상기 제3 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 제2 구동 스위칭소자; 제2 게이트 라인으로부터의 제2 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드와 상 기 데이터 라인 사이에 접속된 제2 센싱 스위칭소자와; 고전위전압원과 상기 제2 노드 사이에 접속되어 상기 보정 데이터 전압에 의해 발광하는 발광소자를 구비하고, 상기 보정 데이터 전압은 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 이용하여 원래의 데이터가 보정된 전압이고; 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도는 상기 제2 기간 동안 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 산출된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 구동 스위칭 소자는 n개의 프레임 단위(n은 1 이상의 정수)로 서로 교번적으로 구동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치의 구동방법은 센싱 기간 중 제1 기간 동안, 데이터 라인으로부터 공급되는 문턱전압 검출용 전압에 의해 구동 스위칭소자가 턴-온 되고 스토리지 커패시터에 상기 문턱전압 검출용 전압이 충전되는 단계와; 센싱 기간 중 제2 기간 동안, 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 센싱하고 상기 센싱된 결과에 따라 원래의 데이터를 보정하는 단계와; 상기 보정된 데이터 전압을 이용하여 발광소자가 발광하는 단계를 포함하고, 상기 센싱 기간 중 제2 기간은 상기 구동 스위칭소자가 턴-온이 유지되고 상기 데이터 라인이 플로팅 됨에 따라 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 단계와; 상 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 구간에서 서로 다른 시점에 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치의 구동방법은 기수 프레임의 센싱 기간 중 제1 기간 동안, 데이터 라인으로부터 공급되는 문턱전압 검출용 전압에 의해 제1 구동 스위칭소자가 턴-온 되고 제1 스토리지 커패시터에 상기 문턱전압 검출용 전압이 충전되는 단계와; 기수 프레임의 센싱 기간 중 제2 기간 동안, 상기 제1 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 센싱하고 상기 센싱된 결과에 따라 원래의 데이터를 제1 보정 데이터 전압으로 보정하는 단계와; 상기 제1 보정 데이터 전압을 이용하여 발광소자가 발광하는 단계와; 우수 프레임의 센싱 기간 중 제1 기간 동안, 데이터 라인으로부터 공급되는 문턱전압 검출용 전압에 의해 제2 구동 스위칭소자가 턴-온 되고 제2 스토리지 커패시터에 상기 문턱전압 검출용 전압이 충전되는 단계와; 우수 프레임의 센싱 기간 중 제2 기간 동안, 상기 제2 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 센싱하고 상기 센싱된 결과에 따라 원래의 데이터를 제2 보정 데이터 전압으로 보정하는 단계와; 상기 제2 보정 데이터 전압을 이용하여 발광소자가 발광하는 단계를 포함하고, 상기 기수 센싱 기간 중 제2 기간은 상기 제1 구동 스위칭소자가 턴-온이 유지되고 상기 데이터 라인이 플로팅 됨에 따라 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 단계와; 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 구간에서 서로 다른 시점에 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 세 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 상기 제1 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 우수 센싱 기간 중 제2 기간은 상기 제2 구동 스위칭소자가 턴-온이 유지되고 상기 데이터 라인이 플로팅 됨에 따라 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 단계와; 상기 데이 터 라인 내의 전압이 변화되는 구간에서 서로 다른 시점에 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 상기 제2 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기수 프레임 기간 중 상기 발광소자가 발광하기 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제2 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계와; 상기 우수 프레임 기간 중 상기 발광소자가 발광하기 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제1 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기수 프레임 기간 중 상기 센싱기간 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제2 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계와; 상기 우수 프레임 기간 중 상기 센싱기간 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제1 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법은 각 화소별로 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도의 열화를 추출하고 이 문턱전압 및 전계효과이동도에 따라 원래의 데이터 전압을 보정하고 보정된 데이터 전압에 의해 발광 소자를 발광시킨다. 그 결과, 화소간 휘도 편차가 제거됨으로써 화질을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법은 하나의 화소가 A블록 및 B블록으로 구분되고 A블록 및 B블록을 프레임 별로 교번하여 구동할 수 있게 된다. 이에 따라, 각 화소 내에서 제1 및 제2 구동 스위칭소자는 구동기간과 휴지기간이 교번적으로 이루어질 수 있게 됨에 따라 제1 및 제2 구동 스위칭소자의 수명을 향상시킬 수 있게 된다. 더 나아가서, 각각의 프레임 기간에서는 부극성 데이터 전압에 의해 어닐링이 실시될 수 있게 됨에 따라 제1 및 제2 구동 스위칭소자의 문턱전압의 상승을 복원시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치는 문턱전압(Vth) 검출용 전압 또는 데이터 전압이 공급되는 m(단, m은 자연수)개의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)과, 스캔 신호가 공급되는 n개(단, n은 m과 다른 자연수)의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)과, 게이트 신호가 공급되는 n개의 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과, 다수의 화소(PXL)들을 포함하는 표시부(100)와 각 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(GD)와, 각 스캔 라인들을 구동하기 위한 스캔 드라이버(SD)와, 각 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 문턱전압(Vth) 검출용 전압 또는 화상에 대한 정보를 갖는 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 드라이 버(DD)를 포함하여 구성된다.

스캔 드라이버(SD)는 스캔 신호를 각 스캔 라인(SL1 내지 SLn)에 순차적으로 공급함으로써 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 차례로 구동시킨다.

게이트 드라이버(GD)는 게이트 신호를 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급함으로써 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)을 차례로 구동시킨다.

데이터 드라이버(DD)는 도시하지 않은 데이터 제어신호들에 따라 데이터 전압을 생성하여 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(DD)는 1 수평기간마다 1 수평라인 분씩의 데이터 전압들을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버(DD)는 각 화소에 구비된 구동 스위칭소자(Tr_Dv)들의 문턱전압(Vth)을 검출하기 위한 문턱전압(Vth) 검출용 전압을 각 데이터 라인에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(DD)는 1 수평기간마다 1 수평라인 분씩의 문턱전압(Vth) 검출용 전압을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버(DD)는 상기 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth)을 검출하기 위해 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 발생되는 보상 전압을 읽어들여 내부의 메모리에 저장한다.

여기서, 각 화소(PXL)의 구조를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제 1 실시예

도 2는 유기발광다이오드표시장치에서의 하나의 화소에 대한 제1 구조를 나타낸 도면이다.

제1 구조에 따른 하나의 화소(PXL)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 스캔 스위칭소자(Tr_SC), 스토리지 커패시터(Cst), 구동 스위칭소자(Tr_Dv), 발광소자(OLED) 및 센싱 스위칭소자(Tr_SS)를 포함한다.

스캔 스위칭소자(Tr_SC)는 스캔 라인으로부터의 스캔 신호(SS)에 따라 제어되며, 데이터 라인(DL)과 제1 노드(n1) 사이에 접속된다. 즉, 스캔 스위칭소자(Tr_SC)는 스캔 신호(SS)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온 시 데이터 라인(DL)과 제1 노드(n1)를 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 스캔 스위칭소자(Tr_SC)의 게이트단자는 스캔 라인에 접속되며, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 소스단자는 제 1 노드(n1)에 접속된다.

스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(n1)와 교류전압원(VSS) 사이에 접속된다.

구동 스위칭소자(Tr_Dv)는 제1 노드(n1)에 인가된 신호에 따라 제어되며, 제2 노드(n2)와 상기 교류전압원(VSS) 사이에 접속된다. 즉, 구동 스위칭소자(Tr_Dv)는 제1 노드(n1)에 인가된 전압의 논리에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온 시 제2 노드(n2)와 교류전압원(VSS)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트단자는 제1 노드(n1)에 접속되며, 소스단자는 제2 노드(n2)에 접속되며, 그리고 드레인 단자는 교류전압원(VSS)에 접속된다.

발광소자(OLED)는 고전위전압원(VDD)과 상기 제2 노드(n2) 사이에 접속된다.

센싱 스위칭소자(Tr_SS)는 게이트 라인으로부터의 게이트 신호(GS)에 따라 제어되며, 제2 노드(n2)와 데이터 라인(DL) 사이에 접속된다. 즉, 센싱 스위칭소 자(Tr_SS)는 게이트 신호(GS)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온시 제2 노드(n2)와 데이터 라인(DL)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 센싱 스위칭소자(Tr_SS)의 게이트 단자는 게이트 라인에 접속되며, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 소스단자는 제2 노드(n2)에 접속된다.

각 스위칭소자의 드레인단자 및 소스단자는 고정되어 있지 않으며, 두 드레인단자 및 소스단자간의 상대적인 전압 크기에 따라 드레인단자가 소스단자로 또는 소스단자가 드레인단자로 변경될 수 있다.

이와 같이 구성된 화소(PXL)는 센싱 기간, 프로그래밍 기간 및 발광 기간별로 나누어 구동되는데, 상술된 각 신호의 타이밍도는 도 3과 같다.

도 3은 도 2의 화소(PXL)에 공급되는 각종 신호의 타이밍도를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스캔 신호(SS)는 센싱 기간(Ts) 및 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 동안 액티브 상태를 나타내고, 발광 기간(TEM) 동안 비 액티브 상태를 나타낸다.

게이트 신호(GS)는 상기 센싱 기간(Ts) 동안 액티브 상태를 나타내며, 상기 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 및 발광 기간(TEM) 동안 비 액티브 상태를 나타낸다.

교류전압원(VSS)으로부터의 전압은 상기 센싱 기간(Ts) 동안 제1 전압(Vhigh)을 나타내고, 상기 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 및 발광 기간(TEM) 동안 제2 전압(Vlow)을 나타낸다. 제1 전압(Vhigh)은 제2 전압(Vlow)보다 크다.

센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 동안 데이터 라인(DL)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급되고, 제 2 기간(T2) 동안 데이터 라인(DL)은 전기적으로 플로팅(floating) 상태로 유지된다. 그리고, 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 동안 데이터 라인(DL)에는 보정 데이터 전압(VD)이 공급된다. 이 보정 데이터 전압(VD)은 센싱 기간(Ts)동안 검출된 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ)를 이용하여 원래의 데이터를 보정한 보정 데이터 전압을 의미한다.

이와 같이 구성된 제1 구조의 화소(PXL)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

센싱 기간(Ts)에는 스캔 신호(SS) 및 게이트 신호(GS)가 모두 액티브 상태, 즉, 하이 상태를 갖는다. 이에 따라, 이 하이 상태의 스캔 신호(SS)를 게이트 단자를 통해 공급받는 스캔 스위칭소자(Tr_SC)가 턴-온되고, 또한 하이 상태의 게이트 신호(GS)를 공급받는 센싱 스위칭소자(Tr_SS)가 턴-온 된다.

또한, 이 센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 동안 데이터 라인(DL)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급된다. 이 문턱전압 검출용 전압(VDT)은 구동 스위칭 소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 보다 큰 값(Vth+α)을 갖는다.

문턱전압 검출용 전압(VDT)은 턴-온된 스캔 스위칭소자(Tr_SC)를 통해 제1 노드(n1) 및 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트단자에 공급된다.

그리고, 이 센싱 기간(Ts)에 교류전압원(VSS)으로부터의 제1 전압(Vh)이 상기 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 드레인 단자에 공급된다.

여기서, 제1 전압(Vh)은 고전위 전압(VDD)과 동일한 전압으로서, 발광소자(OLED)의 캐소드전극인 제2 노드(n2)에 공급됨에 따라 상기 발광소자(OLED)의 캐소드전극과 애노드전극이 등전위를 이루게 되어 상기 센싱 기간(Ts)의 제1 기 간(T1) 동안 상기 발광소자(OLED)는 오프상태를 유지한다. 상술된 제1 전압(Vhigh)은 반드시 고전위 전압(VDD)과 동일한 값을 가질 필요는 없으며, 상기 발광소자(OLED)를 오프시킬 수 있는 정도의 값이면 어느 값이라도 상관없다.

이와 같이, 센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1)이 종료하면 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트단자에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급되며, 드레인 단자에는 교류전압원(VSS)의 제1 전압(Vhigh)이 공급된다. 그리고, 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트단자와 소스단자가 접속되어 다이오드 커넥션이 형성된다. 이에 따라, 상기 구동 스위칭소자(Tr_Dv)는 턴-온 되고, 스토리지 커패시터(Cst)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 충전되게 된다.

이후, 센싱 기간(Ts)의 제 2 기간(T2)부터 데이터 라인(DL)이 차단됨에 따라 데이터 라인(DL)은 플로팅 상태로 유지된다. 그러면, 제2 기간(T2) 동안 상기 데이터 라인(DL)의 전압 크기는 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 구동에 의해 영향을 받게 됨에 따라 데이터 라인(DL)의 전압은 점차 문턱전압 검출용 전압(VDT)에서 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 값으로 작아지게 된다.

즉, 도 4b에 도시된 바와 같이 턴-온 된 구동 스위칭소자(Tr_Dv)에 의해 스토리지 커패시터(Cst)의 전하가 방전되면서 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 드레인 전극으로부터 소스전극을 향해 전류(i)의 흐름이 발생된다. 이에 따라, 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 구동전압이 감소 되어 구동 스위칭소자(Tr_Dv)가 턴-오프 되는 순간 도 4c에 도시된 바와 같이 스토리지 커패시터(Cst)에는 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 만이 잔류하게 되고 데이터 라인(DL)에도 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 만이 잔류하게 된다.

센싱 기간(Ts)의 제2 기간(T2)에서의 데이터 라인(DL)의 전압레벨은 데이터 드라이버(DD)에 공급되어, 이 데이터 드라이버(DD)에 내장된 메모리에 저장된다. 그리고, 데이터 드라이버(DD)는 제 2 기간(T2) 동안 데이터 라인(DL)의 전압레벨을 센싱하고, 이 센싱된 전압레벨을 이용하여 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ)를 구할 수 있게 된다.

이를 도 5를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 아래와 같다.

도 5는 센싱 기간(Ts)의 제2 기간(T2) 동안 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트 단자에 공급되는 게이트 전압(Vg)의 전압레벨의 변화를 나타내었다. 여기서, 게이트 전압(Vg)의 변화는 센싱 기간(Ts)의 제2 기간(T2) 동안의 데이터 라인(DL)의 전압레벨의 변화와 사실상 동일하다.

도 5를 참조하면, 센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 기간 직후 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 문턱전압 검출용 전압(VDT)은 시간이 지남에 따라 점차 감소되어 결국 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 값과 동일하게 된다. 이에 따라, 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트 단자로 공급되는 게이트 전압(Vg) 또한 문턱전압 검출용 전압(VDT)에서 문턱전압(Vth)으로 감소된다.

이때, 데이터 드라이버(DD) 내의 센싱부는 t1 순간의 전압(Vsent1), t2 순간의 전압(Vsent2)을 센싱하고 센싱된 전압을 메모리에 저장시킨다. 데이터 드라이버(DD)는 센싱된 전압들을 수학식 1에 적용시켜 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 전계효과이동도(μ)를 구할 수 있게 된다.

여기서, L은 구동 스위칭소자(Tr_Dv) 채널 길이를 나타내고, W는 구동 스위칭소자(Tr_Dv) 채널 폭을 나타내고, Ctot는 등가 커패시턴스를 나타내고, Csinx는 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트 절연막에 대한 커패시턴스를 나타낸다. 그리고, t0 순간의 전압(Vsent0)은 문턱전압 검출용 전압(VDT)과 동일하며, t2 순간의 전압(Vsent2)은 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth)과 동일하다.

상술한 수학식 1에 Vsent0, Vsent1, Vsent2을 대입하면, 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 전계효과이동도(μ)를 구할 수 있게 된다.

한편, 전계효과이동도(μ)는 도 6에 도시된 바와 같이 t1a 순간의 전압(Vsent1a), t1b 순간의 전압(Vsent1b), t2 순간의 전압(Vsent2)을 이용하여 구해질 수 있다. 도 5의 경우에는 수학식 2를 이용한다.

데이터 드라이버(DD)는 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth)과 수학식 1 또는 수학식 2를 통해 구해진 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 전계효과이동도(μ)을 이용하여 원래의 데이터 전압을 보정하고, 이 보정 데이터 전압(VD)을 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에 데이터 라인(DL)에 공급한다.

한편, 도 5에서는 두 번의 센싱을 나타내었고, 도 6에서는 세 번의 센싱을 나타내었지만 이에 한정되지 않고 그 이상 센싱함으로써 좀더 정밀하게 전계효과이동도(μ)를 구할 수 있다.

데이터 프로그래밍 기간(TDP)을 보면, 스캔 신호(SS)는 하이 상태로 유지되는 반면, 게이트 신호(GS)가 비 액티브 상태, 즉 로우 상태로 변화됨을 알 수 있다. 이에 따라, 이 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에는 스캔 스위칭소자(Tr_SC)가 턴-온 상태를 그대로 유지하는 반면, 센싱 스위칭소자(Tr_SS)는 턴-오프된다. 상술된 보정 데이터 전압(VD)은 턴-온된 스캔 스위칭소자(Tr_SC)를 통해 제 1 노드(n1) 및 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 게이트 단자에 공급된다. 이 제 1 노드(n1)의 보정 데이터 전압(VD)은 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 안정적으로 유지된다.

특히, 이 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에는 교류 전압(VSS)이 제1 전압(Vhigh)에서 제2 전압(Vlow)으로 변화되는데, 이와 같이 교류 전압(VSS)이 제2 전압(Vlow)으로 하강하게 됨에 따라 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 소스전극과 드레인전극이 반전된다.

즉, 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에서의 구동 스위칭소자(Tr_Dv)는 게이트 단자에 공급된 보정 데이터 전압(VD)에 의해 턴-온 되고, 이 턴-온 된 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 드레인 전극으로부터 소스전극을 향해 흐르는 구동 전류가 발생된다. 이에 따라, 제2 노드(n2)의 전압이 고전위 전압(VDD)보다 충분히 낮아지고, 발광소자(OLED)는 턴-온 된다. 결국, 이 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에 발광소자(OLED)는 보정 데이터 전압(VD)에 따른 휘도의 밝기로 광을 출사한다.

이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법은 각 화소별로 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 구동 스위칭소자의 전계효과이동도의 열화를 추출하고 이 문턱전압 및 전계효과이동도에 따라 데이터 전압을 보정함으로써 구동 스위칭소자의 열화를 보상할 수 있게 된다. 그 결과, 화소간 휘도 편차가 제거됨으로써 화질을 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예와 동일한 작용 효과를 나타내는 또 다른 화소구조를 나타낸다. 도 7에서의 화소구조는 도 2의 화소구조와 비교하여 센싱 스위칭소자(Tr_SS)가 데이터 라인(DL)과 직접 접속되지 않고 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 접속된다. 이를 제외하고는 도 7의 구조의 화소는 도 2 내지 도 6 및 관련설명과 동일한 작용 효과를 나타낸다. 따라서, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제 2 실시예

도 8은 유기발광다이오드표시장치에서의 하나의 화소(PXL)에 대한 제2 구조를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 제2 구조에 따른 하나의 화소(PXL)는 듀얼(dual) 구동 스위칭소자를 적용하는 구조로서, 발광소자(OLED)를 사이에 두고 A블록과 B블록을 프레임 별로 교번하여 구동함으로써 제1 및 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)가 교번적으로 구동된다. 이하, A블록이 기수 프레임 기간에 구동하고 B블록은 우수 프레임 기간에 구동되는 경우를 예를 들어 설명한다.

A블록에는 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1), 제1 스토리지 커패시터(Cst1), 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1) 및 제1 센싱 스위칭소자(Tr_SS1)로 이루어지고, B블록에는 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2), 제2 스토리지 커패시터(Cst2), 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2) 및 제2 센싱 스위칭소자(Tr_SS2)로 이루어진다. 그리고, A블록 및 B블록은 동일 데이터 라인(DL)을 공유한다.

제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)는 제1 스캔 라인으로부터의 제1 스캔 신호(SS1)에 따라 제어되며, 데이터 라인(DL)과 제1 노드(n1) 사이에 접속된다. 즉, 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)는 제1 스캔 신호(SS1)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온 시 데이터 라인(DL)과 제1 노드(n1)를 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)의 게이트단자는 제1 스캔 라인에 접속되며, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 소스단자는 제1 노드(n1)에 접속된다.

제1 스토리지 커패시터(Cst1)는 제1 노드(n1)와 교류전압원(VSS) 사이에 접속된다.

제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)는 제1 노드(n1)에 인가된 신호에 따라 제어되며, 제2 노드(n2)와 교류전압원(VSS) 사이에 접속된다. 즉, 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)는 제1 노드(n1)에 인가된 전압의 논리에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온 시 제2 노드(n2)와 교류전압원(VSS)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 게이트단자는 제1 노드(n1)에 접속되며, 소스단자는 제2 노드(n2)에 접속되며, 그리고 드레인 단자는 교류전압원(VSS)에 접 속된다.

제1 센싱 스위칭소자(Tr_SS1)는 제1 게이트 라인으로부터의 제1 게이트 신호(GS1)에 따라 제어되며, 제2 노드(n2)와 데이터 라인(DL) 사이에 접속된다. 즉, 제1 센싱 스위칭소자(Tr_SS1)는 제1 게이트 신호(GS1)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온시 제2 노드(n2)와 데이터 라인(DL)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제1 센싱 스위칭소자(Tr_SS1)의 게이트 단자는 게이트 라인에 접속되며, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 소스단자는 제2 노드(n2)에 접속된다.

제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)는 제2 스캔 라인으로부터의 제2 스캔 신호(SS2)에 따라 제어되며, 데이터 라인(DL)과 제3 노드(n3) 사이에 접속된다. 즉, 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)는 제2 스캔 신호(SS2)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온 시 데이터 라인(DL)과 제3 노드(n3)를 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)의 게이트단자는 제2 스캔 라인에 접속되며, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 소스단자는 제3 노드(n3)에 접속된다.

제2 스토리지 커패시터(Cst2)는 제3 노드(n3)와 교류전압원(VSS) 사이에 접속된다.

제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)는 제3 노드(n3)에 인가된 신호에 따라 제어되며, 제3 노드(n2)와 교류전압원(VSS) 사이에 접속된다. 즉, 제3 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)는 제3 노드(n3)에 인가된 전압의 논리에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되 며, 턴-온 시 제3 노드(n3)와 교류전압원(VSS)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 게이트단자는 제3 노드(n3)에 접속되며, 소스단자는 제2 노드(n2)에 접속되며, 그리고 드레인 단자는 교류전압원(VSS)에 접속된다.

제2 센싱 스위칭소자(Tr_SS2)는 제2 게이트 라인으로부터의 제2 게이트 신호(GS2)에 따라 제어되며, 제2 노드(n2)와 데이터 라인(DL) 사이에 접속된다. 즉, 제2 센싱 스위칭소자(Tr_SS2)는 제2 게이트 신호(GS2)의 논리상태에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되며, 턴-온 시 제2 노드(n2)와 데이터 라인(DL)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제2 센싱 스위칭소자(Tr_SS2)의 게이트 단자는 게이트 라인에 접속되며, 드레인 단자는 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 소스단자는 제2 노드(n2)에 접속된다.

각 스위칭소자의 드레인단자 및 소스단자는 고정되어 있지 않으며, 드레인단자 및 소스단자간의 상대적인 전압 크기에 따라 드레인단자가 소스단자로 또는 소스단자가 드레인단자로 변경될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2 구조의 화소(PXL)는 기수 프레임 기간에는 A블록이 구동하고 우수 프레임 기간에는 B블록이 구동한다.

기수 및 우수 프레임 기간 각각은 센싱 기간, 프로그래밍 기간 및 발광 기간별로 나누어 구동된다.

도 9는 도 8의 화소(PXL)에 공급되는 각종 신호의 제1 타이밍도를 나타낸 도 면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 스캔 신호(SS1)는 기수 프레임(odd frame)의 센싱 기간(Ts) 및 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 동안 액티브 상태를 나타내고, 발광 기간(TEM) 동안 비 액티브 상태를 나타낸다. 그리고, 제1 스캔 신호(SS1)는 우수 프레임(even frame) 기간에는 어닐링 기간(TAN) 기간에만 액티브 상태를 나타낸다.

제1 게이트 신호(GS)는 기수 프레임(odd frame)의 센싱 기간(Ts) 동안 액티브 상태를 나타내며, 기수 프레임(odd frame) 기간의 데이터 프로그래밍 기간(TDP), 발광 기간(TEM) 및 우수 프레임(even frame) 기간 동안 비 액티브 상태를 나타낸다.

제2 스캔 신호(SS2)는 우수 프레임(even frame)의 센싱 기간(Ts) 및 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 동안 액티브 상태를 나타내고, 발광 기간(TEM) 동안 비 액티브 상태를 나타낸다. 그리고, 제2 스캔 신호(SS1)는 기수 프레임(odd frame) 기간에는 어닐링 기간(TAN)에만 액티브 상태를 나타낸다.

제2 게이트 신호(GS)는 우수 프레임(even frame)의 센싱 기간(Ts) 동안 액티브 상태를 나타내며, 우수 프레임(even frame) 기간의 데이터 프로그래밍 기간(TDP), 발광 기간(TEM) 및 기수 프레임(odd frame) 기간 동안 비 액티브 상태를 나타낸다.

교류전압원(VSS)으로부터의 전압은 센싱 기간(Ts) 동안 제1 전압(Vhigh)을 나타내고, 데이터 프로그래밍 기간(TDP), 어닐링 기간(TAN) 및 발광 기간(TEM) 동 안 제2 전압(Vlow)을 나타낸다. 제1 전압(Vhigh)은 제2 전압(Vlow)보다 크다.

센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 동안 데이터 라인(DL)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급되고, 제2 기간(T2) 동안 데이터 라인(DL)은 전기적으로 플로팅(floating) 상태로 유지된다. 그리고, 데이터 프로그래밍 기간(TDP) 동안 데이터 라인(DL)에는 보정 데이터 전압(VD)이 공급되고, 어닐링 기간(TAN)에는 부극성의 데이터 전압(-Vdata)이 공급된다. 여기서, 보정 데이터 전압(VD)은 센싱 기간(Ts)동안 검출된 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ)에 의해 변화된 보정 데이터 전압을 의미한다. 그리고, 부극성의 데이터 전압(-Vdata)는 당해 화소에 공급될 데이터의 부극성 전압일 수도 있고, 보정된 데이터의 부극성 전압(-VD)일 수도 있다.

이와 같이 구성된 제2 구조의 화소(PXL)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기수 프레임 기간(odd frame)의 센싱 기간(Ts)에는 제1 스캔 신호(SS1) 및 제1 게이트 신호(GS1)가 모두 액티브 상태, 즉 하이 상태를 갖는다. 이에 따라, 이 하이 상태의 제1 스캔 신호(SS1)를 게이트 단자를 통해 공급받는 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)가 턴-온되고, 또한 하이 상태의 제1 게이트 신호(GS1)를 공급받는 제1 센싱 스위칭소자(Tr_SS1)가 턴-온 된다.

또한, 이 센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 동안 데이터 라인(DL)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급된다. 이 문턱전압 검출용 전압(VDT)은 제1 구동 스위칭 소자(Tr_Dv1)의 문턱전압(Vth) 보다 큰 값(Vth+α)을 갖는다.

문턱전압 검출용 전압(VDT)은 턴-온된 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)를 통해 제1 노드(n1)에 공급된다. 즉, 상기 문턱전압 검출용 전압(VDT)은 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 게이트단자에 공급된다.

그리고, 이 센싱 기간(Ts)에 교류전압원(VSS)으로부터의 제1 전압(Vhigh)이 상기 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 드레인 단자에 공급된다.

여기서, 제1 전압(Vhigh)은 고전위 전압(VDD)과 동일한 전압으로서, 발광소자(OLED)의 캐소드전극인 제2 노드(n2)에 공급됨에 따라 상기 발광소자(OLED)의 캐소드전극과 애노드전극이 등전위를 이루게 되어 상기 센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 동안 상기 발광소자(OLED)는 오프상태를 유지한다. 상술된 제1 전압(Vhigh)은 반드시 고전위 전압(VDD)과 동일한 값을 가질 필요는 없으며, 상기 발광소자(OLED)를 오프시킬 수 있는 정도의 값이면 어느 값이라도 상관없다.

이와 같이, 센싱 기간(Ts)의 제1 기간(T1) 동안 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 게이트 단자에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급되며, 드레인 단자에는 교류전압원(VSS)의 제1 전압(Vhigh)이 공급된다. 그리고, 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 게이트단자와 소스단자가 접속되어 다이오드 커넥션이 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)는 턴-온 되고, 제1 스토리지 커패시터(Cst)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 충전되게 된다.

이후, 센싱 기간(Ts)의 제2 기간(T2)은 도 4a 내지 도 4c 및 그와 관련된 설명과 동일한 과정이 진행된다.

즉, 데이터 라인(DL)은 플로팅 상태가 되고 데이터 라인(DL)의 전압은 점차 문턱전압 검출용 전압(VDT)에서 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 값으 로 작아지게 된다. 그리고, 데이터 드라이버(DD)는 제2 기간(T2) 동안 데이터 라인(DL)의 전압레벨을 센싱하고, 이 센싱된 전압레벨을 이용하여 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ)를 구할 수 있게 된다.

여기서, 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ) 또한 도 5 및 도 6, 수학식 1 및 2를 이용하여 구할 수 있게 된다. 이하 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

데이터 드라이버(DD)는 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 문턱전압(Vth)과 수학식 1 또는 수학식 2를 통해 구해진 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 전계효과이동도(μ)을 이용하여 원래의 데이터 전압을 보정하고, 이 보정 데이터 전압(VD)을 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에 데이터 라인(DL)에 공급한다.

데이터 프로그래밍 기간(TDP)을 보면, 제1 스캔 신호(1SS)는 하이 상태로 유지되는 반면, 제1 게이트 신호(GS1)가 비 액티브 상태, 즉 로우 상태로 변화됨을 알 수 있다. 이에 따라, 이 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에는 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)가 턴-온 상태를 그대로 유지하는 반면, 제1 센싱 스위칭소자(Tr_SS1)는 턴-오프된다. 상술된 보정 데이터 전압(VD)은 턴-온된 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)를 통해 제1 노드(n1), 즉 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 게이트 단자에 공급된다. 이 제1 노드(n1)의 보정 데이터 전압(VD)은 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 의해 안정적으로 유지된다.

특히, 이 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에는 교류 전압(VSS)이 제1 전압(Vhigh)에서 제2 전압(Vlow)으로 변화되는데, 이와 같이 교류 전압(VSS)이 제2 전압(Vlow)으로 하강하게 됨에 따라 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 소스전극과 드레인전극이 반전된다.

그리고, 어닐링 기간(TAN)에는 데이터 라인(DL)에 부극성의 데이터 전압(-Vdatat)이 공급되고 제2 스캔 신호(SS2)가 하이 상태로 변화됨에 따라 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)가 턴-온된다. 이에 따라, 부극성의 데이터 전압(-Vdatat)은 턴-온된 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)를 통해 제3 노드(n3), 즉, 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 게이트 단자에 공급된다. 이 부극성의 데이터 전압(-Vdatat)은 어닐링 기간 동안 제2 스토리지 커패시터(Cst2)에 의해 유지됨과 아울러 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)는 어닐링(annealing)되게 된다. 이 어닐링에 의해 열화에 의해 상승된 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 문턱전압이 복원될 수 있게 된다.

이후, 발광기간(TEM)에는 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 충전된 보정 데이터 전압(VD)에 의해 발광소자(OLED)가 발광한다.

다음으로, 우수 프레임(even frame) 구현을 위한 구동이 이어진다. 우수 프레임(even frame) 구현을 위한 구동은 기수 프레임(odd frame) 구현을 위한 구동과 동일한 과정이 진행된다. 따라서, 우수 프레임 과정은 간략하게 설명하도록 한다.

우수 프레임 기간(even frame)의 센싱 기간(Ts)에는 제2 스캔 신호(SS2) 및 제2 게이트 신호(GS2)가 하이 상태를 갖게 되어 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)가 턴-온되고, 제2 센싱 스위칭소자(Tr_SS2)가 턴-온 되고, 데이터 라인(DL)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급된다.

문턱전압 검출용 전압(VDT)은 턴-온된 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)를 통해 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 게이트단자에 공급되고, 교류전압원(VSS)으로부터의 제1 전압(Vhigh)이 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 드레인 단자에 공급된다.

이에 따라, 상기 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)는 턴-온 되고, 제2 스토리지 커패시터(Cst)에는 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 충전되게 된다.

즉, 데이터 라인(DL)은 플로팅 상태가 되고 데이터 라인(DL)의 전압은 점차 문턱전압 검출용 전압(VDT)에서 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv)의 문턱전압(Vth) 값으로 작아지게 된다. 그리고, 데이터 드라이버(DD)는 제2 기간(T2) 동안 데이터 라인(DL)의 전압레벨을 센싱하고, 이 센싱된 전압레벨을 이용하여 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ)를 구할 수 있게 된다.

그리고, 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 문턱전압(Vth) 및 전계효과이동도(μ)을 이용하여 원래의 데이터 전압을 보정하고, 이 보정 데이터 전압(VD)을 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에 데이터 라인(DL)에 공급한다.

그리고, 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에는 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)가 턴-온 상태를 그대로 유지하는 반면, 제2 센싱 스위칭소자(Tr_SS2)는 턴-오프됨에따라 보정 데이터 전압(VD)은 턴-온 된 제2 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)를 통해 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 게이트 단자에 공급된다. 이 보정 데이터 전압(VD)은 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 의해 안정적으로 유지된다.

그리고, 어닐링 기간(TAN)에는 데이터 라인(DL)에 부극성의 데이터 전압(- Vdatat)이 공급되고 제1 스캔 신호(SS1)가 하이 상태로 변화됨에 따라 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC1)가 턴-온된다. 이에 따라, 부극성의 데이터 전압(-Vdatat)은 턴-온된 제1 스캔 스위칭소자(Tr_SC2)를 통해 제1 노드(n1) 및 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)의 게이트 단자에 공급된다. 이 부극성의 데이터 전압(-Vdatat)은 어닐링 기간 동안 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 의해 유지됨과 아울러 제1 구동 스위칭소자(Tr_Dv1)는 어닐링(annealing)되게 된다. 이 어닐링에 의해 열화에 의해 상승된 제2 구동 스위칭소자(Tr_Dv2)의 문턱전압이 복원될 수 있게 된다.

이후, 발광기간(TEM)에는 데이터 프로그래밍 기간(TDP)에 제2 스토리지 커패시터(Cst2)에 충전된 보정 데이터 전압(VD)에 의해 발광소자(OLED)가 발광한다.

도 10은 도 8의 화소(PXL)에 공급되는 각종 신호의 제2 타이밍도를 나타낸 도면이다.

도 10에 도시된 제2 타이밍도는 도 9에 도시된 제1 타이밍도와 비교하여 어닐링 기간(TAN)이 센싱 기간(Ts) 직전에 위치하게 된다. 즉, 도 10에 도시된 제2 타이밍도는 각 프레임 기간 마다 센싱전에, 데이터 라인(DL)에 부극성의 데이터 전압(-Vdata)가 공급되고, 교류 전압원(VSS)에서 제2 전압(Vlow)이 공급되고, 제2 스캔 신호(SS2)가 하이상태가 된다. 이에 따라, 각각의 프레임은 센싱전에 구동 스위칭 소자(Tr_Dv2)를 어닐링하게 된다. 이를 제외하고는 10에 도시된 제2 타이밍는 제1 타이밍도와 동일한 파형을 나타내며 그에 따른 작용 효과 또한 제1 타이밍도와 동일하다. 이에 따라, 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드표시장치 및 그 구동방법은 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 구동 스위칭소자의 전계효과이동도에 따라 데이터 전압을 보정함으로써 구동 스위칭소자의 열화를 보상하여 화소간 휘도 편차가 제거하고 화질을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 제2 실시예에서는 하나의 화소가 A블록 및 B블록으로 구분되고 A블록 및 B블록을 프레임 별로 교번하여 구동할 수 있게 된다. 이에 따라, 각 화소 내에서 제1 및 제2 구동 스위칭소자는 구동기간과 휴지기간이 교번적으로 이루어질 수 있게 됨에 따라 제1 및 제2 구동 스위칭소자의 수명을 향상시킬 수 있게 된다. 더 나아가서, 각각의 프레임 기간에서는 부극성 데이터 전압에 의해 어닐링이 실시될 수 있게 됨에 따라 제1 및 제2 구동 스위칭소자의 문턱전압의 상승을 복원시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 구조의 화소(PXL)는 동일한 데이터 라인에 의해 A블록 및 B블록이 교번적으로 구동할 수 있는 경우지만, 이에 한정되지 않고 각 화소에 두 개의 서로 다른 데이터 라인이 이용될 수도 있다. 즉, A블록은 기수(odd) 데이터 라인과 접속되고 B블록은 우수(even) 데이터 라인과 접속됨으로써 기수 프레임 기간에는 기수(odd) 데이터 라인에 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급되면서 A블록이 구동하게 되고 우수 프레임 기간에는 우수(even) 데이터 라인에 문턱전압 검출용 전압(VDT)이 공급되면서 B블록이 구동할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가 진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유기발광다이오드표시장치를 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드표시장치에서의 하나의 화소에 대한 제1 구조를 나타낸 도면

도 3은 도 2의 화소에 공급되는 각종 신호의 타이밍도를 나타낸 도면

도 4a 내지 도 4c는 센싱 기간의 제2 기간의 시작, 중간 및 종료 시점에서의 상태를 타나내는 도면.

도 5는 센싱 기간의 제2 기간 동안 서로 다른 시점에서 데이터 라인의 전압을 세 번 센싱하는 과정을 나타내는 도면.

도 6은 센싱 기간의 제2 기간 동안 서로 다른 시점에서 데이터 라인의 전압을 네 번 센싱하는 과정을 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소와 동일한 작용 효과를 나타내는 또 다른 구조의 화소를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드표시장치에서의 하나의 화소에 대한 제2 구조를 나타낸 도면.

도 9는 도 8의 화소에 공급되는 각종 신호의 제1 타이밍도를 나타낸 도면.

도 10은 도 8의 화소에 공급되는 각종 신호의 제 2 타이밍도를 나타낸 도면.

Claims

센싱 기간의 제1 기간에는 문턱전압 검출용 전압이 공급되고, 상기 센싱 기간의 제2 기간에는 플로팅되며, 데이터 프르그래밍 기간에는 보정 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인과;

스캔 라인으로부터의 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 접속된 스캔 스위칭소자와;

상기 제1 노드와 교류전압원 사이에 접속된 스토리지 커패시터와;

상기 제1 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 구동 스위칭소자;

고전위전압원과 상기 제 2 노드 사이에 접속되어 상기 보정 데이터 전압에 의해 발광하는 발광소자와;

게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드와 접속된 센싱 스위칭소자를 포함하고,

상기 보정 데이터 전압은 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 이용하여 원래의 데이터가 보정된 전압이고;

상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도는 상기 제2 기간 동안 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 산출된 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 센싱 스위칭소자는 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 접속되며 상기 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드를 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 센싱 스위칭소자는 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며 상기 게이트 신호에 따라 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 전기적으로 접속시키는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
기수 센싱 기간의 제1 기간에는 문턱전압 검출용 전압이 공급되고, 상기 기수 센싱 기간의 제2 기간에는 플로팅되며, 기수 데이터 프르그래밍 기간에는 보정 데이터 전압이 공급되고, 어닐링 기간에는 부극성의 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인과;

제1 스캔 라인으로부터의 제1 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 접속된 제1 스캔 스위칭소자와;

상기 제1 노드와 교류전압원 사이에 접속된 제1 스토리지 커패시터와;

상기 제1 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 제1 구동 스위칭소자;

제1 게이트 라인으로부터의 제1 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드 와 상기 데이터 라인 사이에 접속된 제1 센싱 스위칭소자와;

제2 스캔 라인으로부터의 제2 스캔 신호에 따라 제어되며 상기 데이터 라인과 제3 노드 사이에 접속된 제2 스캔 스위칭소자와;

상기 제3 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 제3 스토리지 커패시터와;

상기 제3 노드에 인가된 신호에 따라 제어되며 제2 노드와 상기 교류전압원 사이에 접속된 제2 구동 스위칭소자;

제2 게이트 라인으로부터의 제2 게이트 신호에 따라 제어되며 상기 제2 노드와 상기 데이터 라인 사이에 접속된 제2 센싱 스위칭소자와;

고전위전압원과 상기 제2 노드 사이에 접속되어 상기 보정 데이터 전압에 의해 발광하는 발광소자를 구비하고,

상기 보정 데이터 전압은 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 이용하여 원래의 데이터가 보정된 전압이고;

상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도는 상기 제2 기간 동안 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 산출된 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 구동 스위칭 소자는 n개의 프레임 단위(n은 1 이상의 정수)로 서로 교번적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
센싱 기간 중 제1 기간 동안, 데이터 라인으로부터 공급되는 문턱전압 검출용 전압에 의해 구동 스위칭소자가 턴-온 되고 스토리지 커패시터에 상기 문턱전압 검출용 전압이 충전되는 단계와;

센싱 기간 중 제2 기간 동안, 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 센싱하고 상기 센싱된 결과에 따라 원래의 데이터를 보정하는 단계와;

상기 보정된 데이터 전압을 이용하여 발광소자가 발광하는 단계를 포함하고,

상기 센싱 기간 중 제2 기간은

상기 구동 스위칭소자가 턴-온이 유지되고 상기 데이터 라인이 플로팅 됨에 따라 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 단계와;

상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 구간에서 서로 다른 시점에 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 상기 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치의 구동방법.
기수 프레임의 센싱 기간 중 제1 기간 동안, 데이터 라인으로부터 공급되는 문턱전압 검출용 전압에 의해 제1 구동 스위칭소자가 턴-온 되고 제1 스토리지 커패시터에 상기 문턱전압 검출용 전압이 충전되는 단계와;

기수 프레임의 센싱 기간 중 제2 기간 동안, 상기 제1 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 센싱하고 상기 센싱된 결과에 따라 원래의 데이터를 제1 보정 데이터 전압으로 보정하는 단계와;

상기 제1 보정 데이터 전압을 이용하여 발광소자가 발광하는 단계와;

우수 프레임의 센싱 기간 중 제1 기간 동안, 데이터 라인으로부터 공급되는 문턱전압 검출용 전압에 의해 제2 구동 스위칭소자가 턴-온 되고 제2 스토리지 커패시터에 상기 문턱전압 검출용 전압이 충전되는 단계와;

우수 프레임의 센싱 기간 중 제2 기간 동안, 상기 제2 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 센싱하고 상기 센싱된 결과에 따라 원래의 데이터를 제2 보정 데이터 전압으로 보정하는 단계와;

상기 제2 보정 데이터 전압을 이용하여 발광소자가 발광하는 단계를 포함하고,

상기 기수 센싱 기간 중 제2 기간은

상기 제1 구동 스위칭소자가 턴-온이 유지되고 상기 데이터 라인이 플로팅 됨에 따라 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 단계와;

상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 구간에서 서로 다른 시점에 상기 데이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 상기 제1 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 산출하는 단계를 포함하고,

상기 우수 센싱 기간 중 제2 기간은

상기 제2 구동 스위칭소자가 턴-온이 유지되고 상기 데이터 라인이 플로팅 됨에 따라 상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 단계와;

상기 데이터 라인 내의 전압이 변화되는 구간에서 서로 다른 시점에 상기 데 이터 라인의 전압을 적어도 두 번 이상 센싱하고 상기 센싱된 전압들을 이용하여 상기 제2 구동 스위칭소자의 문턱전압 및 전계효과이동도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치의 구동방법.
제 7 항에 있어서,

상기 기수 프레임 기간 중 상기 발광소자가 발광하기 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제2 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계와;

상기 우수 프레임 기간 중 상기 발광소자가 발광하기 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제1 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치의 구동방법.
제 7 항에 있어서,

상기 기수 프레임 기간 중 상기 센싱기간 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제2 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계와;

상기 우수 프레임 기간 중 상기 센싱기간 전에 상기 데이터 라인에 상기 부극성의 데이터 전압이 공급되어 상기 제1 구동 스위칭소자가 어닐링 되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치의 구동방법.