KR20110057531A

KR20110057531A - 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법

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Publication number: KR20110057531A
Application number: KR1020090113974A
Authority: KR
Inventors: 배한진; 김범식; 정연식; 권오경; 이정윤; 김승태; 임호민; 김나리
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사; 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-06-01
Also published as: KR101560417B1

Abstract

본 발명은 유기발광다이오드의 열화로 인한 영상 고착화(Image Sticking) 현상을 줄일 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

이 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 게이트라인부와 다수의 데이터라인의 교차 영역마다 매트릭스 형태로 배치되고, 유기발광다이오드, 상기 유기발광다이오드에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 TFT, 및 상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속된 소스 팔로워 TFT를 각각 갖는 다수의 화소를 포함한 표시패널; 센싱 데이터를 저장하는 메모리; 상기 센싱 데이터를 기반으로 상기 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위한 보상값을 결정하고, 상기 보상값을 참조하여 입력 디지털 비디오 데이터를 변조하는 타이밍 콘트롤러; 및 보상 구동시 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압을 상기 센싱 데이터로 변환하며, 노멀 구동시 상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 화소들에 공급하는 데이터 구동회로를 구비한다.

Description

유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법{Organic Light Emitting Diode Display And Driving Method Thereof}

본 발명은 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로 특히, 유기발광다이오드의 열화로 인한 영상 고착화(Image Sticking) 현상을 줄일 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

최근, 표시소자로 각광받고 있는 유기발광다이오드 표시장치는 스스로 발광하는 자발광소자를 이용함으로써 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같이 유기발광다이오드를 가진다. 유기발광다이오드는 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 구비한다.

유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함한다. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다.

유기발광다이오드 표시장치는 이와 같은 유기발광다이오드가 포함된 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 스캔펄스에 의해 선택된 화소들의 밝기를 비디오 데이터의 계조에 따라 제어한다.

도 2는 유기발광다이오드 표시장치에 있어서 하나의 화소를 등가적으로 보여준다. 도 2를 참조하면, 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시장치의 화소는 유기발광다이오드(OLED), 서로 교차하는 데이터라인(DL) 및 게이트라인(GL), 스위치 TFT(SW), 구동 TFT(DT), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 스위치 TFT(SW)와 구동 TFT(DT)는 P-타입 MOS-FET으로 구현된다.

스위치 TFT(SW)는 게이트라인(GL)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 자신의 소스전극과 드레인전극 사이의 전류패스를 도통시킨다. 스위치 TFT(SW)는 턴 온 기간 동안 데이터라인(DL)으로부터의 데이터전압을 구동 TFT(DT)의 게이트전극과 스토리지 커패시터(Cst)에 인가한다. 구동 TFT(DT)는 자신의 게이트전극과 소스전극 간의 차전압(Vgs)에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 TFT(DT)의 게이트전위를 한 프레임 동안 일정하게 유지시킨다. 유기발광다이오드(OLED)는 도 1과 같은 구조로 구현되며, 구동 TFT(DT)의 드레인전극과 저전위 전압원(VSS) 사이에 접속된다.

일반적으로, 유기발광다이오드 표시장치에서 화소들 간 휘도의 불균일성은 여러 원인, 예컨대 구동 TFT의 전기적 특성 편차, 표시위치에 따른 고전위 구동전압의 편차, 및 유기발광다이오드의 열화 편차에 기인한다. 특히, 유기발광다이오드의 열화 편차는 장시간 구동시 열화 속도가 화소들마다 달라지기 때문에 발생되는 것으로, 이것이 심화되면 영상 고착화(Image Sticking) 현상이 발생되고, 그 결과 화질이 저하된다.

유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위해, 외부 보상기술과 내부 보상기술이 알려져 있다.

외부 보상기술은 화소 바깥에 전류원을 위치시키고, 이 전류원을 통해 유기발광다이오드에 일정한 전류를 인가한 후 그에 따른 전압을 측정하여 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상한다. 하지만 이 기술은 전류원과 유기발광다이오드 사이의 데이터라인에 전류를 흘려 데이터라인의 기생 커패시터를 모두 충전해야 유기발광다이오드의 애노드 전압을 센싱할 수 있기 때문에 센싱 속도가 매우 느리고 센싱에 소요되는 시간이 길어진다. 그 결과, 인접 프레임들 사이 시간에 또는, 표시장치의 온/오프 시에 유기발광다이오드의 애노드 전압을 센싱하기가 어렵다.

내부 보상기술은 유기발광다이오드의 애노드와 구동 TFT의 게이트 사이에 커플링 커패시터를 접속시켜 유기발광다이오드에 흐르는 전류에 유기발광다이오드의 열화 정도를 자동으로 반영한다. 하지만 이 기술은 구동 TFT의 전류식에 의한 유기발광다이오드의 턴 온 전압에 따라 전류의 크기를 변화시키기 때문에 정확한 보상이 어렵고, 복잡한 화소 구조를 요구한다. 유기발광다이오드의 열화 속도는 느 리기 때문에 화소 구조를 복잡하게 해가면서까지 실시간으로 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상할 필요는 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 유기발광다이오드의 열화 편차에 대한 보상의 정확도를 높이고, 보상에 소요되는 시간을 줄일 수 있도록 한 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 게이트라인부와 다수의 데이터라인의 교차 영역마다 매트릭스 형태로 배치되고, 유기발광다이오드, 상기 유기발광다이오드에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 TFT, 및 상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속된 소스 팔로워 TFT를 각각 갖는 다수의 화소를 포함한 표시패널; 센싱 데이터를 저장하는 메모리; 상기 센싱 데이터를 기반으로 상기 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위한 보상값을 결정하고, 상기 보상값을 참조하여 입력 디지털 비디오 데이터를 변조하는 타이밍 콘트롤러; 및 보상 구동시 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압을 상기 센싱 데이터로 변환하며, 노멀 구동시 상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 화소들에 공급하는 데이터 구동회로를 구비한다.

상기 센싱 데이터는 제1 센싱 데이터와 제2 데이터를 포함하고; 상기 데이터 구동회로는 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 1차 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압인 제1 센싱전압을 상기 제1 센싱 데이터로 변환하고, 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 2차 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압인 제2 센싱전압을 상기 제2 센싱 데이터로 변환하며; 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 센싱 데이터의 차값을 기반으로 상기 보상값을 결정한다.

상기 데이터 구동회로는, 상기 제1 및 제2 센싱전압을 상기 제1 및 제2 센싱 데이터로 변환하는 ADC; 상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하는 다수의 DAC; 및 상기 데이터라인 및 상기 DAC에 일대일로 접속되고 상기 ADC에 공통으로 접속며, 상기 데이터라인 및 화소에 기준 전류를 인가하고 상기 데이터라인을 통해 피드백되는 상기 제1 및 제2 센싱전압을 상기 ADC에 공급하고, 상기 DAC로부터의 데이터전압을 상기 데이터라인에 공급하는 다수의 센싱&출력부를 구비한다.

상기 센싱&출력부는, 제1 입력단, 제2 입력단, 및 상기 ADC와 상기 데이터라인에 선택적으로 연결되는 출력단을 갖는 OP-AMP; 상기 기준 전류를 발생하는 기준 전류원; 상기 제1 입력단과 상기 DAC 사이를 스위칭하는 제1 스위치; 상기 출력단과 상기 데이터라인 사이를 스위칭하는 제2 스위치; 상기 기준 전류원과 상기 데이터라인 사이를 스위칭하는 제3 스위치; 상기 제1 입력단과 상기 데이터라인 사이를 스위칭하는 제4 스위치; 및 상기 출력단과 상기 ADC 사이를 스위칭하는 제5 스위치를 구비한다.

상기 게이트라인부는 스캔펄스가 인가되는 스캔펄스 공급라인, 에미션펄스가 인가되는 에미션펄스 공급라인, 및 센싱펄스가 인가되는 센싱펄스 공급라인으로 구성된다.

상기 화소는, 고전위 전압원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 상기 고전위 전압원과 제1 노드 사이에 걸리는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드에 흐르는 전류량을 조절하는 구동 TFT; 상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 자신의 소스전압을 자신의 게이트전극에 인가되는 상기 유기발광다이오드의 애노드전압에 추종시키는 소스 팔로워 TFT; 상기 제1 노드와 상기 구동 TFT 사이에 접속되며, 상기 스캔펄스에 응답하여 스위칭되는 제1 스위치 TFT; 상기 데이터라인과 제2 노드 사이에 접속되며, 상기 스캔펄스에 응답하여 스위칭되는 제2 스위치 TFT; 기준전압원과 상기 제2 노드 사이에 접속되며, 상기 에미션펄스에 응답하여 스위칭되는 제3 스위치 TFT; 상기 구동 TFT와 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 상기 에미션펄스에 응답하여 스위칭되는 제4 스위치 TFT; 및 상기 데이터라인과 상기 소스 팔로워 TFT 사이에 접속되며, 상기 센싱펄스에 응답하여 스위칭되는 제5 스위치 TFT를 구비한다.

상기 보상 구동은, 상기 화소에 프로그래밍 데이터전압을 인가하는 제1 기간; 프리차지 데이터전압으로 상기 데이터라인을 프리차지 시키는 제2 기간; 상기 기준 전류로 상기 데이터라인을 충전시켜 상기 소스 팔로워 TFT에 상기 기준 전류를 흘리는 제3 기간; 및 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 상기 제1 및 제2 센싱전압을 센싱하는 제4 기간으로 순차 진행된다.

상기 데이터 구동회로는 상기 구동 TFT를 고전위 전압원과 기저 전압원에 선 택적으로 접속시키는 제6 스위치를 더 구비하고; 상기 제4 기간 중 상기 구동 TFT가 상기 기저 전압원에 접속되어 있는 동안 상기 제1 센싱전압이 센싱되며; 상기 제4 기간 중 상기 구동 TFT가 상기 고전위 전압원에 접속되어 있는 동안 상기 제2 센싱전압이 센싱된다.

상기 제4 기간 중 상기 제4 스위치 TFT가 턴 오프 되는 동안 상기 제1 센싱전압이 센싱되며; 상기 제4 기간 중 상기 제4 스위치 TFT가 턴 온 되는 동안 상기 제2 센싱전압이 센싱된다.

본 발명의 실시예에 따라 유기발광다이오드를 각각 가지며 데이터라인에 접속된 다수의 화소를 포함한 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은, 상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속된 소스 팔로워 TFT를 통해 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압을 센싱 데이터로 변환하는 단계(A); 상기 센싱 데이터를 기반으로 상기 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위한 보상값을 결정하고, 상기 보상값을 참조하여 입력 디지털 비디오 데이터를 변조하는 단계(B); 및 상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 단계(C)를 포함한다.

본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법은 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법은 소스 팔로워 TFT를 이용하여 유기발광다이오드의 애노드전압을 두 번 센싱하고, 센싱된 결과값의 차로서 유기발광다 이오드의 열화 편차를 보상하므로 보상의 정확도를 크게 높일 수 있다. 또한, 센싱에 앞서 데이터라인을 프리차지 전압으로 선충전시키기 때문에 보상에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 16b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도이고, 도 4는 타이밍 콘트롤러 및 데이터 구동회로의 내부 구성을 보여준다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 화소(P)들이 형성되는 표시패널(10)과, 데이터라인(14)들을 구동시키기 위한 데이터 구동회로(12)와, 게이트라인부(15)들을 구동시키기 위한 게이트 구동회로(13)와, 데이터 구동회로(12) 및 게이트 구동회로(13)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(11)와, 메모리(16)를 구비한다.

표시패널(10)에는 m(m은 양의 정수)개의 데이터라인(14)들과 n(n은 양의 정수)개의 게이트라인부(15)들이 교차되고, 이 교차영역마다 m×n 개의 화소(P)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 게이트라인부(15)는 스캔펄스 공급라인(15a), 에미션펄스 공급라인(15b), 및 센싱펄스 공급라인(15c)으로 구성된다. 각 화소(P)는 데이터라인(14)을 통해 데이터 구동회로(12)에 접속되고, 게이트라인부(15)를 통해 게이트 구동회로(13)에 접속된다. 각 화소(P)는 공통으로 고전위 구동전압(Vdd), 기저전압(Gnd), 및 기준전압(Vref)을 공급받는다. 고전위 구동전압(Vdd)은 고전위 전압원에 의해, 기저전압(Gnd)은 기저 전압원에 의해, 기준전압(Vref)은 기준 전압원에 의해 각각 일정한 레벨로 발생된다. 기준전압(Vref)은 기저전압(Gnd)과 고전위 구동전압(Vdd) 사이의 전압 레벨, 바람직하게는 유기발광다이오드의 문턱전압보다 낮은 전압 레벨로 정해진다. 각 화소(P)는 유기발광다이오드, 구동 TFT, 소스 팔로워(Source Follower) TFT 및 다수의 스위치 TFT들을 포함한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 데이터 처리회로(111)와 제어신호 발생회로(112)를 구비한다.

데이터 처리회로(111)는 보상 구동을 위한 프로그래밍 데이터(Data_PG)와 프리차지 데이터(Data_PC)를 생성하여 데이터 구동회로(12)에 공급한다. 프로그래밍 데이터(Data_PG)는 보상 구동시 화소(P)들의 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류가 일정하게 되도록 미리 프로그래밍된 데이터를 의미한다. 프리차지 데이터(Data_PC)는 보상 구동시 데이터라인(14)에 대한 충전 세트링(Settling) 시간이 짧아지도록 미리 결정된 데이터를 의미한다. 데이터 처리회로(111)는 메모리(16)에 저장된 센싱 데이터(SD1,SD2)를 참조하여 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위한 보상값을 각 화소마다 결정하고, 이 보상값을 기반으로 시스템보드(미도시)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 변조하여 디지털 변조 데이터(R'G'B')를 생성한다. 그리고, 데이터 처리회로(111)는 노멀 구동을 위해 디지털 변조 데이터(R'G'B')를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.

제어신호 발생회로(112)는 시스템보드로부터 입력되는 수직 동기신 호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC) 및 스위치 제어신호들(φ1~φ3)과, 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다.

데이터 구동회로(12)는 보상 구동시 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 프로그래밍 데이터(Data_PG)를 프로그래밍 데이터전압으로, 프리차지 데이터(Data_PC)를 프리차지 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(14)들에 공급한다. 이어, 각 화소(P)로부터 피드백되는 제1 센싱전압을 제1 센싱 데이터(SD1)로 변환함과 아울러, 각 화소(P)로부터 피드백되는 제2 센싱전압을 제2 센싱 데이터(SD2)로 변환한 후, 제1 및 제2 센싱 데이터(SD1,SD2)를 메모리(16)에 공급한다. 그리고, 데이터 구동회로(12)는 노멀 구동시 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 디지털 변조 데이터(R'G'B')를 비디오 데이터전압(이하, 데이터전압이라 함)으로 변환하여 데이터라인(14)들에 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동회로(12)는 아날로그-디지털 컨버터(이하, "ADC"라 함)(121), 다수의 디저털-아날로그 컨버터(이하, "DAC"라 함)(122)들, 및 다수의 센싱&출력부(123)들을 구비한다.

센싱&출력부(123)들은 각각 데이터라인(14)들에 일대일로 접속되며, 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 스위치 제어신호들(φ1~φ3)에 응답하여 동작됨으로써, 데이터라인(14) 및 화소(P)에 기준 전류(Iref)를 공급함과 아울러 해당 데이터라인(14)을 통해 피드백되는 제1 및 제2 센싱전압을 ADC(121)로 출력하고, DAC(122)로부터의 데이터전압을 데이터라인(14)들에 공급한다.

ADC(121)는 센싱&출력부(123)들에 공통으로 접속된다. ADC(121)는 각 센싱&출력부(123)로부터의 제1 및 제2 센싱전압을 각각 제1 및 제2 센싱 데이터(SD1,SD2)로 아날로그-디지털 변환한다. ADC(121)는 공지의 Pipe-Line 타입, SAR 타입, Single-Slope 타입 등으로 구현될 수 있다.

DAC(122)들은 각각 센싱&출력부(123)들에 일대일로 접속되며, 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 입력되는 디지털 변조 데이터(R'G'B')를 데이터전압으로 변환한다.

게이트 구동회로(13)는 쉬프트 레지스터 및 레벨 쉬프터를 구비하며, 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 스캔펄스(SCAN), 센싱펄스(SEN) 및 에미션펄스(EM)를 발생한다. 스캔펄스(SCAN)는 스캔펄스 공급라인(15a)에 인가되고, 에미션펄스(EM)는 에미션펄스 공급라인(15b)에 인가되며, 센싱펄스(SEN)는 센싱펄스 공급라인(15c)에 인가된다. 게이트 구동회로(13)를 구성하는 쉬프트 레지스터 어레이는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(10) 상에 직접 형성될 수 있다.

메모리(16)는 적어도 하나 이상의 룩업 테이블을 포함하여 데이터 구동회로(12)로부터 입력되는 매 화소(P) 마다의 제1 및 제2 센싱 데이터(SD1,SD2)를 저장한다.

도 5는 도 4의 센싱&출력부(123)를 상세히 보여준다.

도 5를 참조하면, 센싱&출력부(123)는 오피 엠프(이하, "OP-AMP"라 함)와, 기준전류원(IREF), 및 다수의 스위치들(SW1 내지 SW5)를 구비한다. 스위치들(SW1 내지 SW5)은 N-type MOSFET으로 구현될 수 있다.

OP-AMP는 제1 입력단(+), 제2 입력단(-), 및 출력단을 갖는다. OP-AMP는 스위치들(SW1 내지 SW5)의 스위칭 작용에 의해, DAC(122)와 데이터라인(14) 사이에서 출력 버퍼로 기능하거나 또는, 데이터라인(14)과 ADC(121) 사이에서 출력 버퍼로 기능한다.

기준 전류원(IREF)은 기준 전류(Iref)를 발생하여 데이터라인(14)을 충전시키고, 이 기준 전류(Iref)를 화소(P)의 소스 팔로워 TFT로 흘린다.

제1 스위치(SW1)는 OP-AMP의 제1 입력단(+)과 DAC(122) 사이에 접속되며, 제1 스위치 제어신호(φ1)에 응답하여 스위칭된다. 제2 스위치(SW2)는 OP-AMP의 출력단과 데이터라인(14) 사이에 접속되며, 제1 스위치 제어신호(φ1)에 응답하여 스위칭된다. 제3 스위치(SW3)는 기준 전류원(IREF)과 데이터라인(14) 사이에 접속되며, 제2 스위치 제어신호(φ2)에 응답하여 스위칭된다. 제4 스위치(SW4)는 OP-AMP의 제1 입력단(+)과 데이터라인(14) 사이에 접속되며, 제2 스위치 제어신호(φ2)에 응답하여 스위칭된다. 제5 스위치(SW5)는 OP-AMP의 출력단과 ADC(121) 사이에 접속되며, 제3 스위치 제어신호(φ3)에 응답하여 스위칭된다.

도 6은 도 3에 도시된 화소(P)를 상세히 보여준다.

도 6을 참조하면, 화소(P)는 유기발광다이오드(OLED), 구동 TFT(DT), 소스 팔로워 TFT(SFT), 다수의 스위치 TFT들(ST1 내지 ST5), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 구동 TFT(DT), 소스 팔로워 TFT(SFT) 및 스위치 TFT들(ST1 내지 ST5)은 P-type MOSFET으로 구현될 수 있다.

유기발광다이오드(OLED)는 제3 노드(N3)에 접속된 애노드전극과 기저 전압 원(GND)에 접속된 캐소드전극을 구비한다. 유기발광다이오드(OLED)는 고전위 전압원(VDD)과 기저 전압원(GND) 사이에 흐르는 전류에 의해 발광한다.

구동 TFT(DT)는 고전위 전압원(VDD)과 제3 노드(N3) 사이에 접속되며, 자신의 소스-게이트 간 전압 즉, 고전위 전압원(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 걸리는 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류량을 조절한다.

소스 팔로워 TFT(SFT)는 제3 노드(N3)에 접속된 게이트전극, 제5 스위치 TFT(ST5)를 통해 데이터라인(14)에 접속된 소스전극, 기준 전압원(VREF)에 접속된 드레인전극을 구비한다. 소스 팔로워 TFT(SFT)에서, 소스전극으로부터 드레인전극으로 기준전류가 흐를 때, 소스전극의 전위는 게이트전극의 전위를 추종한다. 다시 말해, 도 7과 같이 소스 팔로워 TFT(SFT)의 소스전극에 걸리는 전압(Vsf)은, 소스 팔로워 TFT(SFT)의 게이트전극에 걸리는 전압 즉, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압(Vanode)과의 관계에서 선형적인 비례 관계를 갖는다. 소스 팔로워 TFT(SFT)에 의해 데이터라인(14)과 제3 노드(N3)는 전기적으로 절연되게 되므로, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압(Vanode)은 제5 스위치 TFT(SW)의 누설 전류 영향을 받지 않게 된다. 따라서, 소스 팔로워 TFT(SFT)를 이용하면 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압(Vanode)을 정확히 센싱할 수 있게 된다.

제1 스위치 TFT(ST1)는 제1 노드(N1)와 구동 TFT(DT) 사이에 접속되며, 스캔펄스 공급라인(15a)으로부터의 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 스위칭된다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 데이터라인(14)과 제2 노드(N2) 사이에 접속되며, 스캔펄스 공급라인(15a)으로부터의 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 스위칭된다. 제3 스위치 TFT(ST3) 는 기준 전압원(VREF)과 제2 노드(N2) 사이에 접속되며, 에미션펄스 공급라인(15b)으로부터의 에미션펄스(EM)에 응답하여 스위칭된다. 제4 스위치 TFT(ST4)는 구동 TFT(DT)와 제3 노드(N3) 사이에 접속되며, 에미션펄스 공급라인(15b)으로부터의 에미션펄스(EM)에 응답하여 스위칭된다. 제5 스위치 TFT(ST5)는 데이터라인(14)과 소스 팔로워 TFT(SFT)의 소스전극 사이에 접속되며, 센싱펄스 공급라인(15c)으로부터의 센싱펄스(SEN)에 응답하여 스위칭된다.

스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다.

이러한 유기발광다이오드 표시장치는 크게 보상 구동과 노멀 구동에 의해 동작된다. 노멀 구동은 유기발광다이오드의 열화 편차가 데이터 변조를 통해 보상된 상태에서 표시화상을 구현하기 위한 구동을 지시한다. 보상 구동은 유기발광다이오드(OLED)의 열화 정도를 알아내기 위해, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압을 센싱하는 구동으로서, 센싱의 정확도를 높이기 위해 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압을 각 화소(P)에 대해 두 번씩 센싱한다. 보상 구동은 구동 전원의 온 타이밍에 동기되는 적어도 한 프레임 동안, 또는 구동 전원의 오프 타이밍에 동기되는 적어도 한 프레임 동안 모든 화소(P)들에 대해 행해질 수 있다. 또한, 보상 구동은 노멀 구동이 진행되고 있는 과정에서 인접 프레임들 사이의 블랭크 기간마다 한 수평라인 분씩의 화소(P)들에 대해 행해질 수 있다.

이하, 보상 구동에서의 회로 동작과 노멀 구동에서의 회로 동작을 순차적으로 설명한다. 보상 구동의 일 예는 도 8 내지 도 11을 통해 제안될 수 있고, 보상 구동의 다른 예는 도 12 내지 도 14를 통해 제안될 수 있다. 노멀 구동은 도 15 내지 도 16b를 통해 제안될 수 있다.

도 8은 제1 실시예에 따른 보상 구동을 위해 인가되는 제어신호들의 파형도이고, 도 9a 내지 도 9e는 보상 구동시에 있어 표시장치의 동작 상태를 순차적으로 보여준다.

도 8을 참조하면, 보상 구동은 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류가 일정하게 유지되도록 화소(P)에 프로그래밍 데이터전압(Vdata_PG)을 인가하는 제1 기간(CT1), 프리차지 데이터전압(Vdata_PC)으로 데이터라인(14)을 프리차지 시키는 제2 기간(CT2), 기준 전류(Iref)로 데이터라인(14)을 충전시켜 소스 팔로워 TFT(SFT)에 기준 전류(Iref)를 흘리는 제3 기간(CT3), 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압을 두 번 센싱하여 서로 다른 레벨의 제1 및 제2 센싱전압을 발생하는 제4 기간(CT4)으로 순차 진행된다.

도 8 및 도 9a를 참조하면, 제1 기간(CT1) 동안 제1 스위치 제어신호(φ1)는 턴 온 레벨로 발생되어 데이터 구동회로(12) 내의 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 턴 온 시킨다. 그리고, 제2 및 제3 스위치 제어신호(φ2,φ3)는 턴 오프 레벨로 발생되어 데이터 구동회로(12) 내의 제3 내지 제5 스위치(SW3 내지 SW5)를 턴 오프 시킨다. 제1 기간(CT1) 동안 스캔펄스(SCAN)는 로우논리레벨(L)로 발생되어 화소(P)의 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 턴 온 시킨다. 그리고 에미션펄스(EM) 및 센싱펄스(SEN)는 하이논리레벨(H)로 발생되어 화소(P)의 제3 내지 제5 스위치 TFT(ST3 내지 ST5)를 턴 오프 시킨다.

그 결과, 화소(P)의 제2 노드(N2)에는 DAC(122)로부터 공급되는 프로그래밍 데이터전압(Vdata_PG)이 인가되며, 화소(P)의 제1 노드(N1)에는 구동 TFT(DT)의 다이오드 커넥션(Diode-Connection)에 의해 고전위 구동전압에서 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 뺀 X1 전압이 인가된다.

도 8 및 도 9b를 참조하면, 제2 기간(CT2) 동안 스위치 제어신호들(φ1,φ2,φ3)은 제1 기간(CT1)과 동일한 레벨로 유지되어, 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 계속해서 턴 온 시키고, 제3 내지 제5 스위치(SW3 내지 SW5)를 계속해서 턴 오프 시킨다. 제2 기간(CT2) 동안 스캔펄스(SCAN)는 하이논리레벨(H)로 반전되어 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 턴 오프 시키고, 에미션펄스(EM)는 로우논리레벨(L)로 반전되어 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 턴 온 시키며, 센싱펄스(SEN)는 하이논리레벨(H)로 유지되어 제5 스위치 TFT(ST5)를 계속해서 턴 오프 시킨다.

그 결과, 데이터라인(14)은 DAC(122)로부터 공급되는 프리차지 데이터전압(Vdata_PC)으로 프리차지 되고, 제2 노드(N2)의 전위는 프로그래밍 데이터전압(Vdata_PG)에서 기준 전압(Vref)으로 변동된다. 제2 노드(N2)의 전위 변동분은 스토리지 커패시터(Cst)의 부스팅 효과에 의해 제1 노드(N1)에 그대로 반영된다. 제1 노드(N1)의 전위는 X1 전압에서 X2 전압으로 셋팅된다. 한편, 프리차지 데이터전압(Vdata_PC)은 DAC(122)로부터 공급되는 대신, 스위치를 통해 데이터라인(14)에 연결되는 외부 전원에 의해 공급될 수 있다.

도 8 및 도 9c를 참조하면, 제3 기간(CT3) 동안 제1 스위치 제어신호(φ1)는 턴 오프 레벨로 반전되어 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 턴 오프 시키고, 제2 스위치 제어신호(φ2)는 턴 온 레벨로 반전되어 제3 및 제4 스위치(SW3,SW4)를 턴 온 시킨다. 그리고, 제3 스위치 제어신호(φ3)는 턴 오프 레벨로 유지되어 제5 스위치(SW5)를 계속해서 턴 오프 시킨다. 제3 기간(CT3) 동안 스캔펄스(SCAN)는 하이논리레벨(H)로 유지되어 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 계속해서 턴 오프 시키고, 에미션펄스(EM)는 로우논리레벨(L)로 유지되어 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 계속해서 턴 온 시키며, 센싱펄스(SEN)는 로우논리레벨(L)로 반전되어 제5 스위치 TFT(ST5)를 턴 온 시킨다.

그 결과, 데이터라인(14)의 기생 커패시터들은 기준 전류원(IREF)으로부터 공급되는 기준 전류(Iref)에 의해 충전된다. 이때, 데이터라인(14)의 기생 커패시터들은 상기 제2 기간(CT2) 동안 프리차지 데이터전압(Vdata_PC)으로 프리차지 되어 있기 때문에, 낮은 기준 전류(Iref)가 인가되더라도 충전 세트링 시간이 매우 짧아진다. 데이터라인(14)에 대한 충전이 완료되면, 기준 전류(Iref)는 화소(P)의 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 흐른다.

도 8 및 도 9d를 참조하면, 제4 기간(CT4) 동안 제1 및 제2 스위치 제어신호(φ1,φ2)는 제3 기간(CT3)과 동일하게 유지되어, 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 계속해서 턴 오프 시키고, 제3 및 제4 스위치(SW3,SW4)를 계속해서 턴 온 시킨다. 그리고, 제3 스위치 제어신호(φ3)는 턴 온 레벨로 반전되어 제5 스위치(SW5)를 턴 온 시킨다. 이 제4 기간(CT4) 동안 도 4의 센싱&출력부(123)들의 제5 스위치(SW5)는, 순차적으로 턴 온 되는 제3 스위치 제어신호(φ3(1)~φ3(m))에 응답하여 순차 적으로 턴 온 된다. 제4 기간(CT4) 동안 스캔펄스(SCAN)는 하이논리레벨(H)로 유지되어 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 계속해서 턴 오프 시키고, 에미션펄스(EM)는 로우논리레벨(L)로 유지되어 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 계속해서 턴 온 시키며, 센싱펄스(SEN)는 로우논리레벨(L)로 유지되어 제5 스위치 TFT(ST5)를 계속해서 턴 온 시킨다.

그 결과, 기준 전류(Iref)는 화소(P)의 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 계속해서 흐른다. 이때, 도 10과 같은 스위칭 작용등을 통해 기저 전압원(GND)을 구동 TFT(DT)에 접속시키면, 제3 노드(N3)에 인가되는 전압은 기저 전압으로 낮아진다. 도 10의 제6 스위치(SW6)는 데이터 구동회로(12) 내에 형성될 수 있다. 제3 노드(N3)의 전압 즉, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압은 아래의 수학식 1과 같이 기생 성분들에 의한 전압 강하분과 함께 제1 센싱전압(Vout1)으로 독출된다. 제1 센싱전압(Vout1)은 ADC(121)을 통해 제1 센싱 데이터(SD1)로 변환된다.

수학식 1에서, "Vsg"는 소스 팔로워 TFT(SFT)의 소스-게이트 간 전압을, Iref(R_st5+R_DL)은 제5 스위치 TFT(ST5)와 데이터라인(14)에 의한 전압강하분을 각각 나타낸다.

도 8 및 도 9e를 참조하면, 제4 기간(CT4) 동안 기준 전류(Iref)가 화소(P)의 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 계속해서 흐르고 있는 상태에서, 도 10과 같은 스 위칭 작용등을 통해 고전위 전압원(VDD)을 구동 TFT(DT)에 접속시키고 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류(Ioled)를 최대로 높이면, 제3 노드(N3)의 전압 즉, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압(Vanode)은 아래의 수학식 2와 같이 기생 성분들에 의한 전압강하분과 함께 제2 센싱전압(Vout2)으로 독출된다. 제2 센싱전압(Vout2)은 ADC(121)을 통해 제2 센싱 데이터(SD2)로 변환된다.

기생 성분들에 의한 전압강하분을 제거하기 위해서는 아래의 수학식 3과 같이 제2 센싱전압(Vout2)에서 제1 센싱전압(Vout1)을 빼주어야 한다.

수학식 3의 연산은 타이밍 콘트롤러(11)의 데이터 처리회로(111)에서 행해진다. 데이터 처리회로(111)는 제2 센싱 데이터(SD2)에서 제1 센싱 데이터(SD1)를 감산함으로써 기생 성분들에 의한 영향을 제거한다. 데이터 처리회로(111)는 도 11과 같이 상기 연산값이 점점 커질수록(Vanode ---> Vanode') 유기발광다이오드(OLED)의 열화 정도가 심화되었다고 판단하여 유기발광다이오드(OLED)의 열화를 보상하기 위한 보상값을 증가시킨다.

도 12는 제2 실시예에 따른 보상 구동을 위해 인가되는 제어신호들의 파형도이고, 도 13a 내지 도 13e는 보상 구동시에 있어 표시장치의 동작 상태를 순차적으로 보여준다.

도 12를 참조하면, 보상 구동은 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류가 일정하게 유지되도록 화소(P)에 프로그래밍 데이터전압(Vdata_PG)을 인가하는 제1 기간(DT1), 프리차지 데이터전압(Vdata_PC)으로 데이터라인(14)을 프리차지 시키는 제2 기간(DT2), 기준 전류(Iref)로 데이터라인(14)을 충전시켜 소스 팔로워 TFT(SFT)에 기준 전류(Iref)를 흘리는 제3 기간(DT3), 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압을 두 번 센싱하여 서로 다른 레벨의 제1 및 제2 센싱전압을 발생하는 제4 기간(DT4)으로 순차 진행된다.

도 12와 함께 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 제2 실시예에 따른 보상 구동에 있어 제1 기간(DT1) 내지 제3 기간(DT3)은, 각각 제1 실시예에 따른 보상 구동의 제1 기간(CT1) 내지 제3 기간(CT3)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 13a 내지 도 13c에 대해서는 각각 도 9a 내지 도 9c와 동일한 도면 기호를 부여하고 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 12 및 도 13d를 참조하면, 제4 기간(DT4) 동안 제1 및 제2 스위치 제어신호(φ1,φ2)는 제3 기간(DT3)과 동일한 레벨로 유지되어, 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 계속해서 턴 오프 시키고, 제3 및 제4 스위치(SW3,SW4)를 계속해서 턴 온 시킨다. 그리고, 제3 스위치 제어신호(φ3)는 턴 온 레벨로 반전되어 제5 스위치(SW5)를 턴 온 시킨다. 이 제4 기간(DT4) 동안 도 4의 센싱&출력부(123)들 의 제5 스위치(SW5)는, 순차적으로 턴 온 되는 제3 스위치 제어신호(φ3(1)~φ3(m))에 응답하여 순차적으로 턴 온 된다. 제4 기간(DT4) 동안 스캔펄스(SCAN)는 하이논리레벨(H)로 유지되어 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 계속해서 턴 오프 시키고, 에미션펄스(EM)는 하이논리레벨(H)로 반전되어 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 턴 오프 시키며, 센싱펄스(SEN)는 로우논리레벨(L)로 유지되어 제5 스위치 TFT(ST5)를 계속해서 턴 온 시킨다.

그 결과, 기준 전류(Iref)는 화소(P)의 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 계속해서 흐르고, 제3 노드(N3)에 인가되는 전압은 제4 스위치 TFT(ST4)의 턴 오프로 인해 유기발광다이오드(OLED)의 문턱전압으로 낮아진다. 제3 노드(N3)의 전압 즉, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압은 아래의 수학식 4와 같이 기생 성분들에 의한 전압 강하분과 함께 제1 센싱전압(Vout1)으로 독출된다. 제1 센싱전압(Vout1)은 ADC(121)을 통해 제1 센싱 데이터(SD1)로 변환된다.

수학식 1에서, "Vsg"는 소스 팔로워 TFT(SFT)의 소스-게이트 간 전압을, Iref(R_st5+R_DL)은 제5 스위치 TFT(ST5)와 데이터라인(14)에 의한 전압강하분을, "Vtho"는 유기발광다이오드(OLED)의 문턱전압을 각각 나타낸다.

도 12 및 도 13e를 참조하면, 제4 기간(DT4) 동안 기준 전류(Iref)가 화소(P)의 소스 팔로워 TFT(SFT)를 통해 계속해서 흐르고 있는 상태에서, 도 12와 같 이 제4 스위치 TFT(ST4)를 턴 온 시키고 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류(Ioled)를 최대로 높이면, 제3 노드(N3)의 전압 즉, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전압(Vanode)은 아래의 수학식 2와 같이 기생 성분들에 의한 전압강하분과 함께 제2 센싱전압(Vout2)으로 독출된다. 제2 센싱전압(Vout2)은 ADC(121)을 통해 제2 센싱 데이터(SD2)로 변환된다.

기생 성분들에 의한 전압강하분을 제거하기 위해서는 아래의 수학식 6과 같이 제2 센싱전압(Vout2)에서 제1 센싱전압(Vout1)을 빼주어야 한다.

상기 연산은 타이밍 콘트롤러(11)의 데이터 처리회로(111)에서 행해진다. 데이터 처리회로(111)는 제2 센싱 데이터(SD2)에서 제1 센싱 데이터(SD1)를 감산함으로써 기생 성분들에 의한 영향을 제거한다. 데이터 처리회로(111)는 도 14와 같이 상기 연산값이 점점 커질수록((Vanode-Vtho) ---> (Vanode'-Vtho')) 유기발광다이오드(OLED)의 열화 정도가 심화되었다고 판단하여 유기발광다이오드(OLED)의 열화를 보상하기 위한 보상값을 증가시킨다.

도 15는 노멀 구동을 위해 인가되는 제어신호들의 파형도이고, 도 16a 및 도 16b는 노멀 구동시에 있어 표시장치의 동작 상태를 순차적으로 보여준다. 노멀 구동은 구동 TFT 열화 편차 및 고전위 구동전압 편차를 보상하기 위한 제1 기간(ET1)과, 발광을 위한 제2 기간(ET2)으로 순차 진행된다.

도 15 및 도 16a를 참조하면, 제1 기간(ET1) 동안 제1 스위치 제어신호(φ1)는 턴 온 레벨로 발생되어 데이터 구동회로(12) 내의 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 턴 온 시킨다. 그리고, 제2 및 제3 스위치 제어신호(φ2,φ3)는 턴 오프 레벨로 발생되어 데이터 구동회로(12) 내의 제3 내지 제5 스위치(SW3 내지 SW5)를 턴 오프 시킨다. 제1 기간(ET1) 동안 스캔펄스(SCAN)는 로우논리레벨(L)로 발생되어 화소(P)의 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 턴 온 시키고, 에미션펄스(EM)는 하이논리레벨(H)로 발생되어 화소(P)의 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 턴 오프 시키며, 센싱펄스(SEN)는 하이논리레벨(H)로 발생되어 화소(P)의 제5 스위치 TFT(ST5)를 턴 오프 시킨다.

그 결과, 화소(P)의 제2 노드(N2)에는 DAC(122)로부터 공급되는 데이터전압(Vdata)이 인가되며, 화소(P)의 제1 노드(N1)에는 구동 TFT(DT)의 다이오드 커넥션(Diode-Connection)에 의해 고전위 구동전압에서 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 뺀 중간 보상값(Vdd-Vth)이 인가된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)의 전위를 중간 보상값(Vdd-Vth)으로, 제2 노드(N2)의 전위를 데이터전압(Vdata)으로 유지시킨다. 여기서, 데이터전압(Vdata)에는 유기발광다이오드(OLED)의 열화 편차를 없애기 위한 보상값이 반영되어 있다.

도 16 및 도 17b를 참조하면, 제2 기간(DT2) 동안 제1 내지 제3 스위치 제어신호(φ1 내지 φ3)는 제1 기간(DT1)과 동일한 레벨로 유지되어, 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)를 계속해서 턴 온 시키고, 제3 내지 제5 스위치(SW3 내지 SW5)를 계속해서 턴 오프 시킨다. 제2 기간(DT2) 동안 스캔펄스(SCAN)는 하이논리레벨(H)로 반전되어 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 턴 오프 시키고, 에미션펄스(EM)는 로우논리레벨(L)로 반전되어 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 턴 온 시키며, 센싱펄스(SEN)는 하이논리레벨(H)로 유지되어 화소(P)의 제5 스위치 TFT(ST5)를 계속해서 턴 오프 시킨다.

그 결과, 화소(P)의 제2 노드(N2)에는 기준전압(Vref)이 인가되며, 제2 노드(N2)의 전위가 데이터전압(Vdata)에서 기준전압(Vref)으로 바뀐다. 제2 노드(N2)의 전위 변동분(Vdata-Vref)은 스토리지 커패시터(Cst)의 부스팅 효과에 의해 제1 노드(N1)에 그대로 반영된다. 제1 노드(N1)의 전위는 중간 보상값(Vdd-Vth)에서 제2 노드의 전위 변동분(Vdata-Vref)을 뺀 최종 보상값{(Vdd-Vth)-(Vdata-Vref)}으로 셋팅된다. 이때, 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류(Ioled)는 아래의 수학식 3과 같이 된다.

수학식 7에서, "k"는 이동도, 기생용량 및 채널 크기에 결정되는 상수를, "Vsg"는 구동 TFT(DT)의 소스-게이트 간 전압을 각각 나타낸다.

수학식 7을 통해 쉽게 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 구동전류(Ioled)는 사용자가 콘트롤할 수 있는 데이터전압(Vdata)과 기준전압(Vref)에 의존하며, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)과 구동 TFT(DT)에 인가되는 고전위 구동전압(Vdd)의 레벨에 무관하게 된다. 이는 구동 TFT(DT)의 열화 편차와 고전위 구동전압(Vdd)의 편차가 내부적으로 모두 보상되었음을 의미한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법은 소스 팔로워 TFT를 이용하여 유기발광다이오드의 애노드전압을 두 번 센싱하고, 센싱된 결과값의 차로서 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하므로 보상의 정확도를 크게 높일 수 있다. 또한, 센싱에 앞서 데이터라인을 프리차지 전압으로 선충전시키기 때문에 보상에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 일반적인 유기발광다이오드 표시장치의 발광원리를 보여주는 도면.

도 2는 종래 2T1C 구조의 유기발광다이오드 표시장치에 있어서 하나의 화소를 등가적으로 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 도면.

도 4는 도 3의 데이터 구동회로와 타이밍 콘트롤러의 내부 구성을 보여주는 도면.

도 5는 도 4의 센싱&출력부를 상세히 보여주는 도면.

도 6은 도 3의 화소를 보여주는 도면.

도 7은 소스 팔로워 TFT의 입출력 특성을 보여주는 도면.

도 8은 제1 실시예에 따른 보상 구동을 위해 인가되는 제어신호들의 파형을 보여주는 도면.

도 9a 내지 도 9e는 보상 구동시에 있어 표시장치의 동작 상태를 순차적으로 보여주는 도면들.

도 10은 구동 TFT에 고전위 전압원과 기저 전압원이 선택적으로 접속되는 예를 보여주는 도면.

도 11은 유기발광다이오드의 열화 정도에 따라 연산값이 변화되는 일 예를 보여주는 도면.

도 12는 제2 실시예에 따른 보상 구동을 위해 인가되는 제어신호들의 파형을 보여주는 도면.

도 13a 내지 도 13e는 보상 구동시에 있어 표시장치의 동작 상태를 순차적으로 보여주는 도면들.

도 14는 유기발광다이오드의 열화 정도에 따라 연산값이 변화되는 다른 예를 보여주는 도면.

도 15는 노멀 구동을 위해 인가되는 제어신호들의 파형을 보여주는 도면.

도 16a 및 도 16b는 노멀 구동시에 있어 표시장치의 동작 상태를 순차적으로 보여주는 도면들.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러

12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로

14 : 데이터라인 15 : 게이트라인부

16 : 메모리 111 : 데이터 처리회로

121 : ADC 122 : DAC

123 : 센싱&출력부

Claims

다수의 게이트라인부와 다수의 데이터라인의 교차 영역마다 매트릭스 형태로 배치되고, 유기발광다이오드, 상기 유기발광다이오드에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 TFT, 및 상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속된 소스 팔로워 TFT를 각각 갖는 다수의 화소를 포함한 표시패널;

센싱 데이터를 저장하는 메모리;

상기 센싱 데이터를 기반으로 상기 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위한 보상값을 결정하고, 상기 보상값을 참조하여 입력 디지털 비디오 데이터를 변조하는 타이밍 콘트롤러; 및

보상 구동시 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압을 상기 센싱 데이터로 변환하며, 노멀 구동시 상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 화소들에 공급하는 데이터 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 센싱 데이터는 제1 센싱 데이터와 제2 데이터를 포함하고;

상기 데이터 구동회로는 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 1차 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압인 제1 센싱전압을 상기 제1 센싱 데이터로 변환하고, 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 2차 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압인 제2 센싱전압을 상기 제2 센싱 데이터로 변환하며;

상기 타이밍 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 센싱 데이터의 차값을 기반으로 상기 보상값을 결정하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 데이터 구동회로는,

상기 제1 및 제2 센싱전압을 상기 제1 및 제2 센싱 데이터로 변환하는 ADC;

상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하는 다수의 DAC; 및

상기 데이터라인 및 상기 DAC에 일대일로 접속되고 상기 ADC에 공통으로 접속며, 상기 데이터라인 및 화소에 기준 전류를 인가하고 상기 데이터라인을 통해 피드백되는 상기 제1 및 제2 센싱전압을 상기 ADC에 공급하고, 상기 DAC로부터의 데이터전압을 상기 데이터라인에 공급하는 다수의 센싱&출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 센싱&출력부는,

제1 입력단, 제2 입력단, 및 상기 ADC와 상기 데이터라인에 선택적으로 연결되는 출력단을 갖는 OP-AMP;

상기 기준 전류를 발생하는 기준 전류원;

상기 제1 입력단과 상기 DAC 사이를 스위칭하는 제1 스위치;

상기 출력단과 상기 데이터라인 사이를 스위칭하는 제2 스위치;

상기 기준 전류원과 상기 데이터라인 사이를 스위칭하는 제3 스위치;

상기 제1 입력단과 상기 데이터라인 사이를 스위칭하는 제4 스위치; 및

상기 출력단과 상기 ADC 사이를 스위칭하는 제5 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 게이트라인부는 스캔펄스가 인가되는 스캔펄스 공급라인, 에미션펄스가 인가되는 에미션펄스 공급라인, 및 센싱펄스가 인가되는 센싱펄스 공급라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 화소는,

고전위 전압원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 상기 고전위 전압원과 제1 노드 사이에 걸리는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드에 흐르는 전류량을 조절하는 구동 TFT;

상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 자신의 소스전압을 자신의 게이트전극에 인가되는 상기 유기발광다이오드의 애노드전압에 추종시키는 소스 팔로워 TFT;

상기 제1 노드와 상기 구동 TFT 사이에 접속되며, 상기 스캔펄스에 응답하여 스위칭되는 제1 스위치 TFT;

상기 데이터라인과 제2 노드 사이에 접속되며, 상기 스캔펄스에 응답하여 스위칭되는 제2 스위치 TFT;

기준전압원과 상기 제2 노드 사이에 접속되며, 상기 에미션펄스에 응답하여 스위칭되는 제3 스위치 TFT;

상기 구동 TFT와 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 상기 에미션펄스에 응답하여 스위칭되는 제4 스위치 TFT; 및

상기 데이터라인과 상기 소스 팔로워 TFT 사이에 접속되며, 상기 센싱펄스에 응답하여 스위칭되는 제5 스위치 TFT를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 보상 구동은,

상기 화소에 프로그래밍 데이터전압을 인가하는 제1 기간;

프리차지 데이터전압으로 상기 데이터라인을 프리차지 시키는 제2 기간;

상기 기준 전류로 상기 데이터라인을 충전시켜 상기 소스 팔로워 TFT에 상기 기준 전류를 흘리는 제3 기간; 및

상기 소스 팔로워 TFT를 통해 상기 제1 및 제2 센싱전압을 센싱하는 제4 기간으로 순차 진행되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 데이터 구동회로는 상기 구동 TFT를 고전위 전압원과 기저 전압원에 선택적으로 접속시키는 제6 스위치를 더 구비하고;

상기 제4 기간 중 상기 구동 TFT가 상기 기저 전압원에 접속되어 있는 동안 상기 제1 센싱전압이 센싱되며;

상기 제4 기간 중 상기 구동 TFT가 상기 고전위 전압원에 접속되어 있는 동안 상기 제2 센싱전압이 센싱되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제4 기간 중 상기 제4 스위치 TFT가 턴 오프 되는 동안 상기 제1 센싱전압이 센싱되며;

상기 제4 기간 중 상기 제4 스위치 TFT가 턴 온 되는 동안 상기 제2 센싱전압이 센싱되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
유기발광다이오드를 각각 가지며 데이터라인에 접속된 다수의 화소를 포함한 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,

상기 데이터라인과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속된 소스 팔로워 TFT를 통해 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압을 센싱 데이터로 변환하는 단계(A);

상기 센싱 데이터를 기반으로 상기 유기발광다이오드의 열화 편차를 보상하기 위한 보상값을 결정하고, 상기 보상값을 참조하여 입력 디지털 비디오 데이터를 변조하는 단계(B); 및

상기 변조된 디지털 비디오 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 화소에 공급하는 단계(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,

상기 센싱 데이터는 제1 센싱 데이터와 제2 데이터를 포함하고;

상기 단계(A)는 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 1차 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압인 제1 센싱전압을 상기 제1 센싱 데이터로 변환하고, 상기 소스 팔로워 TFT를 통해 2차 센싱된 상기 유기발광다이오드의 애노드전압인 제2 센싱전압을 상기 제2 센싱 데이터로 변환하며;

상기 단계(B)는 상기 제1 및 제2 센싱 데이터의 차값을 기반으로 상기 보상값을 결정하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
제 11 항에 있어서,

상기 단계(A)는,

상기 화소에 프로그래밍 데이터전압을 인가하는 제1 단계;

프리차지 데이터전압으로 상기 데이터라인을 프리차지 시키는 제2 단계;

기준 전류로 상기 데이터라인을 충전시켜 상기 소스 팔로워 TFT에 상기 기준 전류를 흘리는 제3 단계; 및

상기 소스 팔로워 TFT를 통해 상기 제1 및 제2 센싱전압을 센싱하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.