KR20170135526A

KR20170135526A - 유기전계발광 표시장치의 보상방법

Info

Publication number: KR20170135526A
Application number: KR1020160067561A
Authority: KR
Inventors: 김정한
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-08
Also published as: KR102473136B1

Abstract

본 발명의 유기전계발광 표시장치의 보상방법은 1차로 문턱전압 값을 샘플링 측정한 후에 이보다 더 짧은 시간으로 문턱전압 값을 전수 측정하여 샘플링 측정의 갭만큼 오프셋(off-set)을 추가하여 고속으로 외부 보상을 진행하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 보상을 위한 택 타임(tact time)을 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

유기전계발광 표시장치의 보상방법{COMPENSATION METHOD FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}

본 발명은 유기전계발광 표시장치의 보상방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀 공정 후의 화질 검사를 위한 보상 및/또는 모듈공정에서의 보상에 적용될 수 있는 유기전계발광 표시장치의 보상방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자표시장치는 시각정보의 전달수단으로써 중요성을 높임과 동시에 정보화사회가 구현되는 속에서 산업의 규모를 확대하고 있다. 멀티미디어라는 단어로 대표되는 정보의 다양화는 전자표시장치의 필요성을 일층 더 명확하게 하고 있다. 동시에 전자표시장치에 대한 요구도 대화면, 고화질, 뛰어난 시인성 및 경제성이 강해지고 있으며, 특히 휴대용 정보기기에서는 저전압, 저소비전력이 필수 조건으로 요구되고 있다.

이러한 전자표시장치 중의 하나로써 박형화, 경량화, 저소비전력을 특징으로 응용 시장을 확대해온 액정표시장치(liquid crystal display: LCD)는 그 수요가 급속히 확대되고 있을 뿐 아니라 최근에는 소비자들의 생활 수준이 향상되면서 점점 더 큰 사이즈의 고화질 제품이 요구되고 있다.

다른 전자표시장치로 유기전계발광 표시장치는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각과 명암비 등에서 우수하다. 또한, 백라이트(backlight)가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르다는 장점이 있다.

유기전계발광 표시장치는 유기발광다이오드를 구비한다.

유기발광다이오드는 화소전극인 양극과, 공통전극인 음극 및 이들 사이에 형성된 유기층을 구비한다.

이때, 유기층은 정공수송층과, 전자수송층 및 정공수송층과 전자수송층 사이에 개재된 발광층을 포함한다.

이렇게 구성되는 유기발광다이오드는 양극과 음극에 각각 양(+)과 음(-)의 전압이 인가되면, 정공수송층을 통과한 정공과 전자수송층을 통과한 전자가 발광층으로 이동되어 엑시톤(exciton)을 형성한다. 그리고, 엑시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태, 즉 안정한 상태(stable state)로 전이될 때 소정 파장의 빛이 발생된다.

유기전계발광 표시장치는 전술한 구조의 유기발광다이오드가 형성된 서브-화소를 매트릭스 형태로 배열하고 그 서브-화소들을 데이터전압과 스캔전압으로 선택적으로 제어함으로써 화상을 표시한다.

이때, 유기전계발광 표시장치는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식 또는 스위칭소자로써 박막 트랜지스터를 이용하는 능동 매트릭스(active matrix) 방식으로 나뉘어진다. 이 중 능동 매트릭스 방식은 능동소자인 박막 트랜지스터를 선택적으로 턴-온(turn on)시켜 서브-화소를 선택하고 스토리지 커패시터에 유지되는 전압으로 서브-화소의 발광을 유지한다.

일반적으로 TV 모델과 같은 큰 사이즈의 고화질 제품에서, 오토 프로브 공정에서 화상검사를 위한 보상 시 전수 외보 보상을 진행하고 있다. 즉, 화상검사 전에 균일한 화면을 구현하기 위해서 오토 프로브 공정에서 화소별 문턱전압을 측정/보상하는 과정을 거친다.

도 1은 일반적인 유기전계발광 표시장치의 보상방법을 순차적으로 보여주는 흐름도이다.

이때, 도 1은 3840×2160의 화소 수를 가진 초고선명 텔레비전(Ultra High Definition Television; UHD Television)에 대한 보상방법을 예로 들어 보여준다.

도 1을 참조하면, 일 예로 외부 보상 공정(process)은 센싱을 준비하는데 약 2s의 시간이 소요된다(S110).

다음으로, 전체 화소에 대해 일 예로, 20ms의 센싱 시간으로 센싱을 진행한다(S120).

이 경우 전체 센싱 시간은 센싱 시간(20ms)×게이트라인 수(2160)×컬러 수(4)로 약 173s가 소요된다.

다음으로, 전수 센싱에 의해 측정된 문턱전압 값은 통신을 통해 외부의 컴퓨터에 입력되며, 약 52s가 소요된다(S130).

다음으로, 측정된 문턱전압 값을 연상/처리하여 DDR(Double Data Rate) SD램과 같은 메모리에 입력한다(S140, S150).

이때, 문턱전압 값의 계산에 약 5s가 소요되고, 메모리 입력에 약 28s가 소요되어 외부 보상 전체 공정에 약 260s가 소요된다.

이와 같이 외부 보상 공정에서 가장 많은 시간을 소비하는 것이 센싱 시간으로, 기존에는 센싱 시간을 60ms에서 30ms, 20ms로 줄여왔다. 그러나, 센싱 시간을 20ms 이하로 줄일 경우 20ms에서 나타나는 불량이 검출되지 않아 불량 판정 정합성(consistency)이 떨어지는 문제가 있다. 즉, 센싱 시간이 줄어들수록 측정되는 문턱전압 값이 작아져서 보상해줘야 하는 전압이 늘어나 30ms로 보상 점등한 화면과 다르게 점등이 되어 불량이 다르게 나타난다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 고속으로 외부 보상을 진행할 수 있는 유기전계발광 표시장치의 보상방법을 제공하는데 목적이 있다.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 보상방법은, 샘플링 센싱과 전수 센싱을 통해 측정된 문턱전압의 평균값을 이용하여 오프셋 값을 산출하는 단계 및 상기 산출된 오프셋 값을 상기 전수 센싱을 진행하여 측정된 문턱전압에 더하여 보정하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 샘플링 센싱은 일부의 게이트라인에 대해 진행하며, 상기 전수 센싱은 전체 화소에 대해 상기 샘플링 센싱보다 더 짧은 센싱 시간으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

상기 샘플링 센싱은 20ms의 센싱 시간으로 진행할 수 있다.

상기 샘플링 센싱은 전체의 게이트라인 중에 일부의 영역에서 일부의 게이트라인을 선택하여 진행할 수 있다.

상기 전수 센싱은 5ms의 센싱 시간으로 진행할 수 있다.

상기 샘플링 센싱을 진행한 후에, 측정된 문턱전압의 평균값을 산출하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

이때, 상기 전수 센싱을 진행한 후에, 측정된 문턱전압의 평균값을 산출하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

이때, 상기 오프셋 값을 산출하는 단계는, 상기 샘플링 센싱을 통해 측정된 문턱전압의 평균값으로부터 상기 전수 센싱을 통해 측정된 문턱전압의 평균값을 뺀 값으로 산출할 수 있다.

상기 문턱전압을 보정하여 외부 보상을 진행한 후에 점등검사를 진행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

이때, 상기 점등검사는 셀 공정 후의 화질 검사를 위한 오토 프로브 공정에서 진행되거나, 모듈공정 시 드라이버 IC 부착 후의 보상공정에서 진행될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 보상방법은 1차로 문턱전압 값을 샘플링 측정한 후에 이보다 더 짧은 시간으로 문턱전압 값을 전수 측정하여 샘플링 측정의 갭만큼 오프셋(off-set)을 추가하여 고속으로 외부 보상을 진행하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은 기존 외부 보상 택 타임을 약 260s에서 131s로 약 50% 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 유기전계발광 표시장치의 보상방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 구동 TFT의 문턱전압 변화를 추출하기 위한 센싱원리를 예로 들어 보여주는 도면.
도 4는 구동 TFT의 이동도 변화를 추출하기 위한 센싱원리를 예로 들어 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 검사공정을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 외부 보상 시스템을 예시적으로 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 보상방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 8은 샘플링 센싱의 결과를 예로 들어 보여주는 그래프.
도 9는 전수 센싱의 결과를 예로 들어 보여주는 그래프.
도 10은 전수 센싱의 결과에 샘플링 센싱에 따른 오프셋을 적용한 결과를 예로 들어 보여주는 그래프.
도 11a 내지 도 11d는 센싱 시간의 변경에 따른 상관계수를 예로 들어 보여주는 그래프들.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 보상방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용 시, 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 표시패널(110), 타이밍 컨트롤러(111), 데이터 구동회로(112), 게이트 구동회로(113) 및 메모리(116)를 구비할 수 있다.

표시패널(110)에는 다수의 데이터라인들(114a) 및 센싱라인들(114b)과, 다수의 게이트라인들(115)이 교차되고, 이 교차영역마다 화소들(P)이 매트릭스 형태로 배치된다. 게이트라인들(115)은 스캔 제어신호가 순차적으로 공급되는 다수의 제 1 게이트라인들과 센싱 제어신호가 순차적으로 공급되는 다수의 제 2 게이트라인들로 구성될 수 있다.

각 화소(P)는 데이터라인들(114a) 중 어느 하나에, 센싱라인들(114b) 중 어느 하나에, 그리고 제 1 게이트라인들 중 어느 하나에, 제 2 게이트라인들 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 각 화소(P)는 제 1 게이트라인을 통해 입력되는 스캔 제어신호에 응답하여 데이터라인(114a)에 연결되고, 제 2 게이트라인을 통해 입력되는 센싱 제어신호에 응답하여 센싱라인(114b)에 연결될 수 있다.

화소(P) 각각은 도시하지 않은 전원생성부로부터 고전위 구동전압과 저전위 구동전압을 공급받을 수 있다.

화소(P)는 유기전계발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)와 OLED를 구동하는 구동 TFT를 포함하여 구성될 수 있다. 구동 TFT는 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 구동 TFT의 반도체층은 비정질 실리콘, 폴리실리콘 또는, 산화물로 구성될 수 있다.

화소(P) 각각은 표시화상 구현을 위한 노멀 구동 시와 문턱전압 변화 값을 센싱하기 위한 센싱 구동 시에 서로 다르게 동작할 수 있다. 본 발명의 센싱 구동은 파워 온 과정 중의 소정 시간 동안 수행되거나, 파워 오프 과정 중의 소정 시간 동안 수행될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

센싱 구동은 타이밍 컨트롤러(111)의 제어 하에 데이터 구동회로(112)와 게이트 구동회로(113)의 일 동작으로 이루어질 수 있다.

데이터 구동회로(112)는 적어도 하나 이상의 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)를 포함한다. 도시하지 않았지만, 데이터 드라이버 IC에는 각 데이터라인(114a)에 연결된 다수의 디지털-아날로그 컨버터(이하, DAC)들, 각 센싱라인(114b)에 연결된 다수의 센싱 유닛들, 센싱 유닛들을 선택적으로 아날로그-디지털컨버터(이하, ADC)에 연결하는 먹스부, 선택 제어신호를 생성하여 먹스부의 스위치들을 순차적으로 턴 온 시키는 쉬프트 레지스터가 구비될 수 있다.

DAC는 센싱 구동 시 타이밍 컨트롤러(111)의 제어 하에 센싱용 데이터전압을 생성하여 데이터라인들(114a)에 공급한다. 한편, DAC는 노멀 구동 시 타이밍 컨트롤러(111)의 제어 하에 화상 표시용 데이터전압을 생성하여 데이터라인들(114a)에 공급할 수 있다.

각 센싱 유닛은 센싱 라인(114b)에 일대일로 연결될 수 있다. 각 센싱 유닛은 타이밍 컨트롤러(111)의 제어 하에 센싱 라인(114b)에 기준전압을 공급하거나, 또는 센싱 라인(114b)에 충전된 센싱 전압을 ADC에 공급할 수 있다.

ADC는 먹스부를 통해 선택적으로 입력되는 센싱 전압을 디지털 센싱 값으로 변환하여 타이밍 컨트롤러(111)에 전송할 수 있다.

게이트 구동회로(113)는 타이밍 컨트롤러(111)의 제어 하에 센싱 구동과 노멀 구동에 맞게 스캔 제어신호를 생성한 후, 행 순차 방식으로 제 1 게이트라인들에 공급할 수 있다. 게이트 구동회로(113)는 타이밍 컨트롤러(111)의 제어 하에 센싱 구동과 노멀 구동에 맞게 센싱 제어신호를 생성한 후, 행 순차 방식으로 제 2 게이트라인들에 공급할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(111)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동회로(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와 게이트 구동회로(113)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(111)는 소정의 참조 신호(구동전원 인에이블신호, 수직 동기신호, 데이터 인에이블 신호등)를 기반으로 노멀 구동과 센싱 구동을 분리하고, 각 구동에 맞게 데이터 제어신호(DDC)와 게이트 제어신호(GDC)를 생성할 수 있다. 아울러, 타이밍 컨트롤러(111)는 노멀 구동과 센싱 구동에 맞게 각 센싱 유닛들의 내부 스위치들을 동작시키기 위해 관련 스위칭 제어신호들(CON)을 더 생성할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(111)는 센싱 구동 시 센싱용 데이터전압에 대응되는 제 1 보상 데이터를 데이터 구동회로(112)에 전송할 수 있다. 여기서, 제 1 보상 데이터는 직전 센싱 주기에서 센싱된 구동 TFT의 문턱전압 변화를 보상할 수 있는 보상 값이 반영되어 있다. 타이밍 컨트롤러(111)는 노멀 구동 시 화상 표시용 데이터전압에 대응되는 제 2 보상 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(112)에 전송할 수 있다. 여기서, 제 2 보상 데이터(RGB)에는 직전 센싱 주기에서 센싱된 구동 TFT의 문턱전압 변화를 보상할 수 있는 보상 값이 반영되어 있다.

타이밍 컨트롤러(111)는 센싱 구동 시 데이터 구동회로(112)로부터 전송되는 디지털 센싱전압(Vsen)을 기반으로 구동 TFT의 문턱전압 변화 값을 도출하고, 메모리(116)에 저장할 수 있다.

도 3은 구동 TFT의 문턱전압 변화를 추출하기 위한 센싱원리를 예로 들어 보여주는 도면이다.

그리고, 도 4는 구동 TFT의 이동도 변화를 추출하기 위한 센싱원리를 예로 들어 보여주는 도면이다.

액티브 매트릭스 타입의 유기전계발광 표시장치는 스스로 발광하는 OLED를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

전술한 바와 같이, 유기전계발광 표시장치는 OLED를 각각 포함한 화소들을 매트릭스 형태로 배열하고 비디오 데이터의 계조에 따라 화소들의 휘도를 조절한다. 화소들 각각은 OLED에 흐르는 구동전류를 제어하기 위해 구동 TFT를 포함한다.

문턱 전압, 이동도 등과 같은 구동 TFT의 전기적 특성은 모든 화소들에서 동일하게 설계됨이 바람직하나, 실제로는 공정 조건, 구동 환경 등에 의해 화소들마다 구동 TFT의 전기적 특성은 불균일 하다. 이러한 이유로 동일 데이터전압에 따른 구동 전류는 화소들마다 달라지고 그 결과, 화소들 간 휘도 편차가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여, 각 화소로부터 구동 TFT의 특성 파라미터(문턱전압, 이동도)를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 입력 데이터를 적절히 보정 함으로써 휘도 불균일을 감소시키는 화질 보상기술이 이루어진다.

도 3을 참조하면, 일 예로 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 변화를 추출하기 위한 센싱방법 1은, 구동 TFT(DT)를 소스 팔로워(source follower) 방식으로 동작시킨 후 구동 TFT(DT)의 소스전압(Vs)을 센싱 전압(Vsen)으로 입력받고, 이 센싱 전압(Vsen)을 토대로 구동 TFT(DT)의 문턱전압 변화량을 검출할 수 있다.

구동 TFT의 문턱전압 변화량은 센싱 전압(Vsen)의 크기에 따라 결정되며, 이를 통해 데이터 보상을 위한 오프셋 값이 구해진다. 이러한 센싱방법 1에서는, 소스 팔로워 방식으로 동작되는 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 포화상태(saturation state)에 도달(즉, 구동 TFT(DT)의 드레인-소스 간 전류가 제로가 될 때)한 이후에 센싱 동작이 이뤄져야 하므로, 센싱에 소요되는 시간이 길고 센싱 속도가 느리다는 특징이 있다. 이러한 센싱방법 1을 슬로우 모드(slow mode) 센싱 방법이라 칭한다.

도 4를 참조하면, 구동 TFT(DT)의 이동도(μ) 변화를 추출하기 위한 센싱방법 2는, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 제외한 전류능력 특성을 규정하기 위해서 구동 TFT(DT)의 게이트에 구동 TFT(DT)의 문턱전압보다 높은 일정전압(Vdata+X, 여기서, X는 오프셋 값 보상에 따른 전압)을 인가하여 구동 TFT(DT)를 턴 온 시키고, 이 상태에서 일정 시간 동안 충전된 구동 TFT(DT)의 소스 전압(Vs)을 센싱 전압(Vsen)으로 입력받는다. 구동 TFT의 이동도 변화량은 센싱 전압(Vsen)의 크기에 따라 결정되며, 이를 통해 데이터 보상을 위한 게인 값이 구해진다. 센싱방법 2는 구동 TFT가 턴 온 된 상태에서 이뤄지므로 센싱에 소요되는 시간이 짧고 센싱 속도가 빠르다는 특징이 있다. 이러한 센싱방법 2를 패스트 모드(fast mode) 센싱 방법이라 칭한다.

슬로우 모드 센싱방법은 그 센싱 속도가 느리기 때문에 충분한 센싱 기간이 필요하다. 즉, 구동 TFT의 문턱전압 센싱을 위한 슬로우 모드 센싱방법은, 사용자에게 인지됨이 없이 충분히 센싱 시간을 할당받을 수 있도록 제 1 센싱 기간 동안 즉, 사용자로부터의 파워 오프 명령 신호에 응답하여 영상 표시가 종료된 이후부터 구동 전원이 오프 되기 전까지 수행될 수밖에 없다. 반면에, 구동 TFT의 이동도 센싱을 위한 패스트 모드 센싱방법은, 그 센싱 속도가 빠르기 때문에 제 2 센싱 기간 동안 즉, 사용자로부터의 파워 온 명령 신호에 응답하여 구동 전원이 온 된 이후부터 영상 표시가 이뤄지기 전, 또는 화상표시구동 기간 내의 수직 블랭크 기간들에서 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 외부 보상방법은 전술한 슬로우 모드 센싱 데이터 측정 때 이루어질 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 보상방법은 문턱전압 값의 센싱 시간을 샘플링을 통해 약 35% 저감함으로써 보상을 위한 전체 택 타임을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 외부 보상방법은 셀 공정 후의 화질 검사를 위한 오토 프로브 공정뿐만 아니라 모듈공정 시, 즉 드라이버 IC 부착 후의 보상공정에도 적용될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 셀 공정 후의 오토 프로브 검사공정에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 검사공정을 순차적으로 보여주는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 셀 공정을 마친 표시패널은 소정의 오토 프로브 검사장비의 서브 테이블에 로딩 될 수 있다(S210).

이때, 일 예로 설명에는 55인치 ~ 65인치의 대형 사이즈와 3840×2160의 UD 해상도를 가진 표시패널을 예로 든다.

참고로, UHD는 '4K 해상도' 혹은 'UD 해상도'로 부르기도 하며, UHD는 화소가 FHD(Full HD)보다 4배 높은 해상도(3840×2160)로 촬영되어 일반 화면도 입체영상처럼 느껴질 정도로 선명하다.

다음으로, 서브 테이블에 로딩된 표시패널은 클램프(clamp) 등에 의해 정 위치에 고정되고(S220), RFID(Radio Frequency Identification) 리더기 등에 의해 표시패널의 ID를 판독할 수 있다(S230).

다음으로, 서브 테이블에 로딩된 표시패널을 검사를 위해 워크 테이블로 반송할 수 있다(S240).

일 예로, 오토 프로브 검사장비는 유기전계발광 표시장치의 표시패널을 로딩 및 정렬하는 워크 테이블, 워크 테이블을 안착시키는 워크 스테이지, 표시패널의 점등검사를 위한 프로브 블록 및 프로브 블록을 실장하는 블록 스테이지를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성의 오토 프로브 검사장비를 이용할 수 있다.

이때, 워크 테이블로 반송된 표시패널은 워크 테이블 위에 안착되고, 소정의 얼라인 수단을 통해 얼라인 될 수 있다(S250).

이후, 오토 프로브 검사장비를 통해 유기전계발광 표시장치의 표시패널에 구성된 다수의 패드부에 전기 신호를 인가하여 점등검사를 진행하게 되는데, 구체적으로 표시패널의 점등과, 외부 보상 및 검사자에 의한 점등검사의 순서로 진행될 수 있다(S261,S262,S263; S260).

외부 보상은, 센싱을 통해 각 화소의 구동 TFT의 문턱전압을 측정한 후에 그 편차만큼 소스 전압에 입력하는 방식으로 진행될 수 있다. 이러한 보상 후에 균일한 화상이 관찰 가능하여 얼룩이나 PD(Point Defect), 또는 문턱전압 값의 판정이 가능하다.

이와 같이 점등검사가 이루어진 표시패널은 워크 테이블에서 서브 테이블로 반송된 후에 후속 공정을 위해 언로딩 될 수 있다(S270).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 외부 보상 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 외부 보상 시스템(200)은 점등검사를 진행하기 전에 외부 보상을 위한 기본 환경으로, 일 예로 표시패널(210)과, 컨트롤 PCB(Printed Circuit Board)(220), POT(PC to OLED T-con)(230), 인터페이스 PCB(240) 및 소프트웨어를 포함하는 PC(250)로 구성될 수 있다.

컨트롤 PCB(220)는 입력 영상에 보상 값을 더해 데이터를 소오스 IC로 전송하는 역할을 하며, 보상 알고리즘 구현을 위한 대용량의 T-con(Timing controller)과 NAND, DDR, EEPROM의 다수의 메모리를 사용할 수 있다. 이때, 보상 및 센싱 동작을 위한 파워(power)가 추가로 필요하다.

POT(230)는 PC(250)로부터 받은 데이터를 T-con이 받을 수 있는 LVDS 포맷으로 변경해주는 역할을 하며, 데이터 전송을 위해 이더넷(Ethernet)뿐만 아니라 USB(Universal Serial Bus)나 블루투스(bluetooth) 등을 사용할 수 있다.

외부 보상 PC(250)는 통신보드로 컨트롤 PCB(220)의 T-con에 연결되어 별도의 소프트웨어를 이용하여 화소의 문턱전압을 측정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 보상방법을 순차적으로 보여주는 흐름도로써, 일 예로 5ms 센싱 시간으로 20ms 보상 화면을 구현하는 방법을 보여주고 있다.

이때, 도 7은 3840×2160의 화소 수를 가진 UHD 텔레비전에 대한 보상방법을 예로 들어 보여준다.

도 7을 참조하면, 일 예로 외부 보상 공정은 센싱을 준비하는데 약 2s의 시간이 소요될 수 있다(S310).

이후, 전체의 게이트라인 중에 일부의 영역에서 일부의 게이트라인을 선택하여 샘플링 센싱을 진행할 수 있다(S320).

일 예로, 50개의 게이트라인에 대해 20ms의 센싱 시간으로 샘플링 센싱을 진행하여 문턱전압을 측정할 수 있다.

이 경우 약 4s의 센싱 시간이 소요되는데, 기존의 전체 화소에 대한 센싱 시간은 20ms×2160×4로 약 173s가 소요되었다.

샘플링 센싱을 진행한 후에, 측정된 문턱전압의 평균값을 산출할 수 있다.

도 8은 샘플링 센싱의 결과를 예로 들어 보여주는 그래프로써, 2160개의 게이트라인 중에 5개의 영역에서 각각 10개의 게이트라인을 선택하여 총 50개의 게이트라인에 대해 20ms의 센싱 시간으로 샘플링 센싱을 진행하여 문턱전압을 측정한 결과를 보여주고 있다.

이때, 도 8에서 가로축은 게이트라인의 번호를 나타내며, 세로축은 문턱전압 값을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 총 50개의 게이트라인에 대해 20ms의 센싱 시간으로 샘플링 센싱을 진행한 결과 문턱전압의 평균값은 약 322로 측정되었다.

다음으로, 전체 화소에 대해 일 예로, 5ms의 센싱 시간으로 전수 센싱을 진행하여 오프셋 값을 산출할 수 있다(S330).

이때, 5ms의 센싱 시간으로 전수 센싱을 진행하는데는 약 43s가 소요된다.

전수 센싱을 진행한 후에, 측정된 문턱전압의 평균값을 산출할 수 있다.

도 9는 전수 센싱의 결과를 예로 들어 보여주는 그래프로써, 2160개의 게이트라인에 대해 5ms의 센싱 시간으로 전수 센싱을 진행하여 문턱전압을 측정한 결과를 보여주고 있다.

이때, 도 9에서 가로축은 게이트라인의 번호를 나타내며, 세로축은 문턱전압 값을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 2160개의 전체 게이트라인에 대해 5ms의 센싱 시간으로 전수 센싱을 진행한 결과 문턱전압의 평균값은 약 117로 측정되었으며, 이에 따라 샘플링 센싱의 평균값 322와의 차이, 즉 오프셋 값은 205로 산출된다.

다음으로, 산출된 오프셋 값을 5ms의 전수 센싱 결과, 즉 전수 센싱을 진행하여 측정된 문턱전압에 적용(더)하여 문턱전압 값을 보정하며, 이때 약 1s가 소요될 수 있다(S340).

도 10은 전수 센싱의 결과에 샘플링 센싱에 따른 오프셋을 적용한 결과를 예로 들어 보여주는 그래프이다.

이때, 도 10에서 가로축은 게이트라인의 번호를 나타내며, 세로축은 문턱전압 값을 나타낸다.

도 10을 참조하면, 산출된 오프셋 값을 5ms 센싱 시간으로 전수 센싱을 진행하여 측정된 문턱전압에 적용하여 문턱전압 값을 보정 함으로써 5ms 센싱 시간으로 20ms 보상 화면을 구현할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같은 보상방법은 센싱 시간을 기존 30ms에서 20ms, 10ms, 5ms로 변경하여도 상관계수가 유사하기 때문에 가능하다.

도 11a 내지 도 11d는 센싱 시간의 변경에 따른 상관계수를 예로 들어 보여주는 그래프들이다.

이때, 도 11a, 도 11b, 도 11c 및 도 11d는 각각 30ms의 센싱 시간에 대한 20ms, 10ms, 5ms 및 1ms의 센싱 시간의 상관계수를 보여주고 있다.

도 11a 내지 도 11d를 참조하면, 센싱 시간을 기존 30ms에서 20ms, 10ms, 5ms로 변경하여도 상관계수가 각각 약 0.991, 0.991, 0.985로 유사하다는 것을 알 수 있다. 즉, 센싱 시간 20ms와 5ms의 문턱전압 측정값은 높은 상관관계를 가지는 것을 알 수 있다.

다만, 1ms의 센싱 시간의 경우 센싱이 되지 않아 사용이 불가능하다.

다음으로, 보정된 문턱전압 값은 통신을 통해 외부의 컴퓨터에 입력되며, 약 52s가 소요될 수 있다(S350).

이후, 보정된 문턱전압 값을 연상/처리하여 DDR SD램과 같은 메모리에 입력할 수 있다(S360, S370).

이때, 문턱전압 값의 계산에 약 5s가 소요되고, 메모리 입력에 약 28s가 소요되어 외부 보상 전체 공정에 약 131s가 소요된다. 이는 기존의 260s에 비해 최대 50%만큼 보상공정의 택 타임이 저감될 수 있음을 의미한다.

참고로, 'DDR'은 'Double Data Rate(더블데이터레이트)'의 약자이며, 'DDR SD램'이란 명령이 들어가거나 데이터가 나올 때 기준이 되는 클럭신호 1회에 데이터를 2번 전송하도록 함으로써 전송속도를 높인 차세대 고속 D램을 말한다. 신호 1회에 데이터를 한번 보내거나 받는 기존 SD램에 비해 데이터 전송속도가 2배 이상 빠르다.

다음으로, 문턱전압을 보정하여 외부 보상을 진행한 후에 점등검사를 진행할 수 있다.

이때, 점등검사는 셀 공정 후의 화질 검사를 위한 오토 프로브 공정에서 진행되거나, 또는 모듈공정 시 드라이버 IC 부착 후의 보상공정에서 진행될 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

200 : 외부 보상 시스템 210 : 표시패널
220 : 컨트롤 PCB 230 : POT
240 : 인터페이스 PCB 250 : PC

Claims

일부의 게이트라인에 대해 샘플링 센싱을 진행하는 단계;
전체 화소에 대해 상기 샘플링 센싱보다 더 짧은 센싱 시간으로 전수 센싱을 진행하는 단계;
상기 샘플링 센싱과 상기 전수 센싱을 통해 측정된 문턱전압의 평균값을 이용하여 오프셋 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 오프셋 값을 상기 전수 센싱을 진행하여 측정된 문턱전압에 더하여 보정하는 단계를 포함하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 1 항에 있어서, 상기 샘플링 센싱은 20ms의 센싱 시간으로 진행하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 1 항에 있어서, 상기 샘플링 센싱은 전체의 게이트라인 중에 일부의 영역에서 일부의 게이트라인을 선택하여 진행하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전수 센싱은 5ms의 센싱 시간으로 진행하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 1 항에 있어서, 상기 샘플링 센싱을 진행한 후에, 측정된 문턱전압의 평균값을 산출하는 단계를 추가로 포함하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 5 항에 있어서, 상기 전수 센싱을 진행한 후에, 측정된 문턱전압의 평균값을 산출하는 단계를 추가로 포함하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 6 항에 있어서, 상기 오프셋 값을 산출하는 단계는,
상기 샘플링 센싱을 통해 측정된 문턱전압의 평균값으로부터 상기 전수 센싱을 통해 측정된 문턱전압의 평균값을 뺀 값으로 산출하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 1 항에 있어서, 상기 문턱전압을 보정하여 외부 보상을 진행한 후에 점등검사를 진행하는 단계를 추가로 포함하는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 8 항에 있어서, 상기 점등검사는 셀 공정 후의 화질 검사를 위한 오토 프로브 공정에서 진행되는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.
제 8 항에 있어서, 상기 점등검사는 모듈공정 시 드라이버 IC 부착 후의 보상공정에서 진행되는 유기전계발광 표시장치의 보상방법.