KR20180061884A - 유기발광 표시장치 및 그의 구동특성 보상방법 - Google Patents

유기발광 표시장치 및 그의 구동특성 보상방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 유기발광다이오드 표시장치는 제1 및 제2 픽셀, 데이터 구동부, 제1 및 제2 스위치를 포함한다. 제1 픽셀은 기준전압라인 및 제1 데이터라인과 연결되고, 제2 픽셀은 기준전압라인을 공유하며 제2 데이터라인과 연결된다. 데이터 구동부는 디스플레이 기간 동안 제1 및 제2 출력채널로 데이터전압을 출력하고, 보상기간 동안 기준전압라인을 통해서 제1 및 제2 픽셀의 센싱전압을 공급받는다. 제1 스위치는 제1 출력채널과 제1 데이터라인 사이에 연결되고, 제2 스위치는 제2 출력채널과 제2 데이터라인 사이에 연결된다. 제1 픽셀의 구동특성을 검출하는 제1 보상기간 동안, 제2 스위치는 턴-오프된다.

Description

유기발광 표시장치 및 그의 구동특성 보상방법{Organic Light Emitting Display and Compensation Method of Driving Characteristic thereof}
본 발명은 액티브 매트릭스 타입의 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 유기발광 표시장치와 그의 보상방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스 타입의 유기발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
자발광 소자인 유기발광다이오드는 애노드전극 및 캐소드전극과, 이들 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 포함한다. 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)으로 이루어진다. 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.
유기발광 표시장치 픽셀들 각각은 유기발광다이오드에 흐르는 구동전류를 제어하기 위해 구동 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 포함한다. 문턱 전압, 이동도 등과 같은 구동 트랜지스터의 전기적 특성은 모든 픽셀들에서 동일하게 설계됨이 바람직하나, 실제로는 공정 조건, 구동 환경 등에 의해 픽셀들마다 구동 트랜지스터의 전기적 특성은 불균일하다. 이러한 이유로 동일 데이터전압에 따른 구동 전류는 픽셀들마다 달라지고 그 결과, 픽셀들 간 휘도 편차가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여, 각 픽셀로부터 구동 트랜지스터의 특성 파라미터(문턱전압, 이동도)를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 입력 데이터를 적절히 보정함으로써 휘도 불균일을 감소시키는 화질 보상기술이 알려져 있다.
화질 보상기술 중에서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화량을 반영하기 위한 외부보상 방법이 알려져 있다. 문턱전압의 변화량을 추출하는 방법은 구동 트랜지스터를 소스 팔로워(Source Follower) 방식으로 동작시킨 후 구동 트랜지스터의 소스전압을 센싱전압으로 입력받고, 이 센싱전압을 토대로 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화량을 검출한다. 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화량은 센싱전압의 크기에 따라 결정되며, 이를 통해 데이터 보상을 위한 옵셋값이 구해진다.
일반적으로 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화량을 추출하는 과정은 픽셀 단위로 동시에 이루어진다.
근래에는 인접하는 두 개 이상의 픽셀들이 기준전압라인을 공유하는 픽셀 구조가 제안되었고, 이처럼 기준전압라인을 공유하는 픽셀 구조에서는 기준전압라인에 연결되는 픽셀들의 센싱전압을 순차적으로 추출한다. 이와 같이, 하나의 기준전압라인을 이용하여 순차적으로 각 픽셀의 센싱전압을 추출하는 과정에서, 기준전압라인과 데이터라인 간의 쇼트가 발생하였을 때에는 정확한 센싱전압을 추출하기가 곤란해지는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 보상의 정확도를 높일 수 있도록 한 유기발광 표시장치와 그의 구동특성 보상방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 유기발광다이오드 표시장치는 제1 및 제2 픽셀, 데이터 구동부, 제1 및 제2 스위치를 포함한다. 제1 픽셀은 기준전압라인 및 제1 데이터라인과 연결되고, 제2 픽셀은 기준전압라인을 공유하며 제2 데이터라인과 연결된다. 데이터 구동부는 디스플레이 기간 동안 제1 및 제2 출력채널로 데이터전압을 출력하고, 보상기간 동안 기준전압라인을 통해서 제1 및 제2 픽셀의 센싱전압을 공급받는다. 제1 스위치는 제1 출력채널과 제1 데이터라인 사이에 연결되고, 제2 스위치는 제2 출력채널과 제2 데이터라인 사이에 연결된다. 제1 픽셀의 구동특성을 검출하는 제1 보상기간 동안, 제2 스위치는 턴-오프된다.
기준전압라인 및 제1 데이터라인과 연결되는 제1 픽셀 및, 기준전압라인을 공유하며 제2 데이터라인과 연결되는 제2 픽셀을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동특성 보상방법은 제1 및 제2 보상기간을 포함한다. 제1 보상기간 동안 제2 데이터라인을 플로팅시킨 상태에서 제1 픽셀에 속한 구동트랜지스터의 문턱전압을 검출하고, 제2 보상기간 동안 제1 외부보상 단계 및 제1 데이터라인을 플로팅시킨 상태에서 제2 픽셀에 속한 구동트랜지스터의 문턱전압을 검출한다.
본 발명은 하나의 기준전압라인을 이용하여 두 개 이상의 픽셀들의 구동특성을 순차적으로 보상할 수 있다.
특히 본 발명은 구동특성을 보상하는 대상이 되는 픽셀을 제외한 픽셀들에 연결되는 데이터라인을 플로팅 시킴으로써, 기준전압라인과 데이터라인들 간의 쇼트 현상으로 인해서 기준전압라인을 통해서 검출하는 센싱전압이 변하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은 하나의 기준전압라인을 이용하여 두 개 이상의 픽셀들의 구동특성을 보상하는 과정에서 정확한 센싱전압을 획득할 수 있고, 이를 바탕으로 정확한 보상값을 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 표시패널에 형성된 픽셀 어레이를 보여주는 도면.
도 3은 제1 및 제2 픽셀의 세부 구성을 나타내는 도면.
도 4는 화상 표시 구간 및 비표시 구간들을 나타내는 도면.
도 5는 디스플레이 기간 내에서 제어신호들의 타이밍을 나타내는 도면.
도 6은 제1 보상기간 내에서 제어신호들의 타이밍을 나타내는 도면.
도 7a 내지 도 7c들은 각각 도 6에 도시된 제어신호들에 따른 제1 및 제2 픽셀들의 동작을 나타내는 도면들.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 도 1 내지도 7c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 표시패널에 형성된 픽셀 어레이를 보여준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 유기발광 표시장치는 표시패널(10), 데이터 구동부(12), 게이트 구동부(13), 및 타이밍 콘트롤러(11)를 구비한다.
표시패널(10)에는 다수의 데이터라인부(14)와, 다수의 게이트라인들(16)이 교차되고, 이 교차영역마다 픽셀(P)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 수평라인들(L#1~L#n) 각각에는 2m(m은 양의 정수)개의 픽셀(P)들이 배치된다. 데이터라인부(14)는 2m개의 데이터라인들(14A_1 내지 14A_m), m개의 기준전압라인들(14B_1 내지 14B_m)을 포함한다. 그리고, 게이트라인들(15)은 n(n은 양의 정수)개의 제1 게이트라인들(15A_1 내지 15A_n)과 n개의 제2 게이트라인들(15B_1 내지 15B_n)을 포함한다.
픽셀(P) 각각은 도시하지 않은 전원발생부로부터 고전위 구동전압(EVDD)과 저전위 구동전압(EVSS)을 공급받는다. 본 발명의 픽셀(P)은 외부 보상을 위해 OLED, 구동 트랜지스터, 제1 및 제2 트랜지스터(ST1,ST2), 및 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다. 픽셀(P)을 구성하는 트랜지스터들은 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 픽셀(P)을 구성하는 TFT들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있다.
각 픽셀(P)은 데이터라인들(14A_1 내지 14A_m) 중 어느 하나에, 기준전압라인들(14B_1 내지 14B_m) 중 어느 하나에, 제1 게이트라인들(15A_1 내지 15A_n) 중 어느 하나에, 그리고 제2 게이트라인들(15B_1 내지 15B_n) 중 어느 하나에 접속된다. 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화량을 알아내기 위한 센싱 구동시, 픽셀(P)들은 제1 게이트라인들(15A_1 내지 15A_n)로부터 라인 순차 방식으로 공급되는 센싱용 제1 스캔신호, 및 제2 게이트라인들(15B_1 내지 15B_n)로부터 라인 순차 방식으로 공급되는 센싱용 제2 스캔신호에 응답하여, 1 수평라인분씩(L#1~L#n) 순차 동작하여 기준전압라인들(14B_1 내지 14B_m)을 통해 센싱전압을 출력한다. 화상 표시를 위한 화상 표시 구동시, 픽셀들(P)은 제1 게이트라인들(15A_1 내지 15A_n)로부터 라인 순차 방식으로 공급되는 화상 표시용 제1 스캔신호, 및 제2 게이트라인들(15B_1 내지 15B_n)로부터 라인 순차 방식으로 공급되는 화상 표시용 제2 스캔신호에 응답하여, 1 수평라인분씩(L#1~L#n) 순차 동작하여 데이터라인들(14A_1 내지 14A_m)을 통해 화상 표시용 데이터전압을 입력받는다.
데이터 구동부(12)는 센싱 구동시, 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 데이터 제어신호(DDC)를 기반으로, 센싱용 제1 스캔신호에 동기되는 센싱용 데이터전압을 픽셀들(P)에 공급함과 아울러, 기준전압라인들(14B_1 내지 14B_m)을 통해 표시패널(10)로부터 입력되는 센싱전압들을 디지털 값으로 변환하여 타이밍 콘트롤러(11)에 공급한다. 데이터 구동부(12)는 화상 표시 구동시, 데이터 제어신호(DDC)를 기반으로 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 보상 데이터(MDATA)를 화상 표시용 데이터전압으로 변환한 후, 그 화상 표시용 데이터전압을 화상 표시용 제1 스캔신호에 동기시켜 데이터라인들(14A_1 내지 14A_m)에 공급한다.
게이트 구동부(13)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 게이트 제어신호(GDC)를 기반으로 게이트펄스를 발생한다. 게이트펄스는 센싱용 제1 스캔신호, 센싱용 제2 스캔신호, 및 화상 표시용 제1 스캔신호, 화상 표시용 제2 스캔신호를 포함할 수 있다. 게이트 구동부(13)는 센싱 구동시 센싱용 제1 스캔신호를 라인 순차 방식으로 제1 게이트라인들(15A_1 내지 15A_n)에 공급함과 아울러, 센싱용 제2 스캔신호를 라인 순차 방식으로 제2 게이트라인들(15B_1 내지 15B_n)에 공급할 수 있다. 게이트 구동부(13)는 화상 표시 구동시 화상 표시용 제1 스캔신호를 라인 순차 방식으로 제1 게이트라인들(15A_1 내지 15A_n)에 공급함과 아울러, 화상 표시용 제2 스캔신호를 라인 순차 방식으로 제2 게이트라인들(15B_1 내지 15B_n)에 공급할 수 있다. 게이트 구동부(13)는 GIP(Gate-driver In Panel) 방식에 따라 표시패널(10) 상에 직접 형성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(11)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동부(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동부(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 데이터 구동부(12)로부터 공급되는 디지털 센싱전압값을 참조하여 입력 디지털 비디오 데이터(DATA)를 변조함으로써, 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화와 이동도 변화를 보상하기 위한 디지털 보상 데이터(MDATA)를 발생한 후, 이 디지털 보상 데이터(MDATA)를 데이터 구동부(12)에 공급한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 센싱 구동시, 데이터 구동부(12)로부터 입력되는 디지털 센싱 전압(Vsen)을 기반으로 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화량을 추출한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화를 보상하기 위한 옵셋값을 결정한 후, 옵셋값을 입력 디지털 비디오 데이터(DATA)에 적용하여 픽셀에 인가될 디지털 보상 데이터(MDATA)를 생성한다.
메모리(20)는 이동도 변화량 도출에 기준이 되는 기준전압, 옵셋값 결정에 기준이 되는 기준 보상값들을 저장할 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 제1 및 제2 픽셀의 등가회로를 나타내는 도면이다. 특히, 도 3은 외부 보상용 제1 및 제2 픽셀의 구체적인 구성과 함께 각 픽셀들과 타이밍 콘트롤러 및 데이터 구동부 간의 접속 구조를 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 픽셀(P1,P2)들은 각각 제1 및 제2 데이터라인(14A-1,14A_2)과 연결되고, 기준전압라인(14B)을 공유한다.
제1 및 제2 픽셀(P1,P2) 각각은 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(Cst), 제1 트랜지스터(ST1) 및 제2 트랜지스터(ST2)를 구비할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제2 노드(N2)에 접속된 애노드전극과, 저전위 구동전압(EVSS)의 입력단에 접속된 캐소드전극과, 애노드전극과 캐소드전극 사이에 위치하는 유기화합물층을 포함한다.
구동 트랜지스터(DT)는 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류(Ioled)를 제어한다. 구동 트랜지스터(DT)는 제1 노드(N1)에 접속된 게이트전극, 고전위 구동전압(EVDD)의 입력단에 접속된 드레인전극, 및 제2 노드(N2)에 접속된 소스전극을 포함한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다.
제1 트랜지스터(ST1)는 제1 스캔신호(SCAN) 입력단에 연결되는 게이트전극, 제1 데이터라인(14A-1)에 연결되는 드레인전극, 및 제1 노드(N1)에 연결되는 소스전극을 포함한다.
제2 트랜지스터(ST2)는 제2 스캔신호(SEN) 입력단에 연결되는 게이트전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 드레인전극, 및 기준전압라인(14B)에 연결되는 소스전극을 포함한다.
데이터 구동부(12)는 데이터라인(14A) 및 기준전압라인(14B)을 통해 픽셀(P)에 연결되어 있다. 기준전압라인(14B)에는 제2 노드(N2)의 소스전압을 센싱 전압(Vsen)으로 저장하기 위한 센싱 커패시터(Cx)가 형성될 수 있다. 데이터 구동부(12)는 디지털-아날로그 컨버터(DAC), 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 초기화 스위치(SW1), 샘플링 스위치(SW2), 제1 및 제2 스위치(M1,M2) 등을 포함한다.
디지털-아날로그 컨버터(DAC)는 센싱 구동시 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 센싱용 데이터전압(Vdata)을 생성하여 데이터라인(14A)에 출력할 수 있다. DAC는 화상 표시 구동시 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 디지털 보상 데이터를 화상 표시용 데이터전압(Vdata)으로 변환하여 데이터라인(14A)에 출력할 수 있다.
초기화 스위치(SW1)는 초기화 제어신호(SPRE)에 응답하여 초기화전압(Vpre) 입력단과 기준전압라인(14B) 사이의 전류 흐름을 스위칭한다. 샘플링 스위치(SW2)는 센싱 구동시 샘플링 제어신호(SSAM)에 응답하여 기준전압라인(14B)과 ADC 사이의 전류 흐름을 스위칭하여, 일정 시간 동안 기준전압라인(14B)의 센싱 커패시터(Cx)에 저장된 구동 트랜지스터(DT)의 소스전압을 센싱전압(Vsen)으로서 ADC에 공급한다. ADC는 센싱 커패시터(Cx)에 저장된 아날로그 센싱전압을 디지털 값(Vsen)으로 변환하여 타이밍 콘트롤러(11)에 공급한다. 샘플링 스위치(SW2)는 화상 표시 구동시 샘플링 제어신호(SSAM)에 응답하여 계속해서 턴 오프 상태를 유지한다.
도 4는 본 발명에 의한 유기발광 표시장치의 구동 기간을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 유기발광 표시장치의 구동 기간은 제1 및 제2 비표시 구간(X1,X2)과 화상 표시 구간(X0)을 포함한다.
제1 비표시 구간(X1)은 구동전원 인에이블신호(PEN)의 인가시점부터 수십~수백 프레임 경과할 때까지의 구간으로 정의되며, 제2 비표시 구간(X2)은 구동전원 디스에이블신호(PDIS)의 인가시점부터 수십~수백 프레임 경과할 때까지의 구간으로 정의될 수 있다.
화상 표시 구간(X0)은 픽셀(P)들에 데이터전압이 기입되는 디스플레이 기간(DF) 및 영상데이터가 기입되지 않는 수직 블랭크 기간(VB)을 포함한다.
도 5는 화상 표시 구간 중에서 디스플레이 기간 동안의 스캔신호 및 스위치 제어신호들의 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 5을 결부하여 디스플레이 기간(DF) 픽셀(P)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 디스플레이 기간(DF)에서 각 픽셀(P)들의 동작은 동일하며, 이하 하나의 픽셀(P)을 중심으로 동작을 설명하기로 한다.
본 발명의 디스플레이 구동은 ① 기간, ② 기간, ③ 기간으로 나눠 진행된다.
디스플레이 구동 기간 동안, 초기화 제어신호(SPRE)는 게이트 온 전압을 유지하고, 샘플링 제어신호(SSAM)는 게이트 오프 전압을 유지한다.
① 기간에서, 초기화 스위치(SW1)와 제2 트랜지스터(ST2)는 온 되어 제2 노드(N2)를 초기화전압(Vpre)으로 리셋시킨다.
② 기간에서, 제1 트랜지스터(ST1)는 온 되어 보상용 데이터전압(Mdata)을 제1 노드(N1)에 공급한다. 이때, 제2 노드(N2)는 제2 트랜지스터(ST2)를 통해 초기화전압(Vpre)을 유지하고 있다. 따라서, 이 기간에서 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)은 원하는 레벨로 프로그래밍된다.
③ 기간에서, 제1 및 제2 트랜지스터(ST1, ST2)가 오프 되고, 구동 트랜지스터(DT)는 프로그래밍된 레벨로 구동전류(Ioled)를 발생하여 유기발광다이오드(OLED)에 인가한다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동전류(Ioled)에 대응되는 밝기로 발광하여 계조를 표시한다.
본 발명에 의한 유기발광다이오드 표시장치에서 보상기간은 디스플레이 기간(DF) 이외에 위치한다. 보상기간은 제1 및 제2 비표시기간(X1,X2) 또는 수직 블랭크 기간(VB)에 속할 수 있다. 보상기간 동안, 데이터 구동부(12)는 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 추출하고, 이를 바탕으로 문턱전압(Vth)의 변화량을 산출하여 보상 데이터전압을 생성한다.
본 발명에 의한 보상기간은 제1 보상기간 및 제2 보상기간을 포함한다. 제1 보상기간은 제1 픽셀(P1)에 속하는 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 보상하는 기간이고, 제2 보상기간은 제2 픽셀(P2)에 속하는 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 보상하는 기간이다.
제1 및 제2 보상기간은 각각 프로그래밍 기간(Tpg), 센싱 기간(Tsen), 샘플링 기간(Tsam)을 포함한다.
도 6은 본 발명에 의한 제1 보상기간을 나타내는 도면이고, 도 7a 내지 도 7c는 각각 프로그래밍 기간(Tpg), 센싱 기간(Tsen), 샘플링 기간(Tsam)의 화소 동작을 나타내는 도면이다. 제1 보상기간은 제1 픽셀(P1)의 구동특성을 보상하는 기간이다. 예컨대, 제1 보상기간은 제1 픽셀(P1)에 속한 구동트랜지스터(DT)의 소스전압을 제1 센싱전압(Vsen1)으로 획득하고, 제1 센싱전압(Vsen1)을 바탕으로 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 검출하는 단계를 포함한다.
도 6, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 제1 보상기간의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 6 및 도 7a를 참조하면, 프로그래밍 기간(Tpg)에서는 구동 트랜지스터(DT)를 턴 온 시키기 위해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압을 세팅한다. 이를 위해, 제1 및 제2 스캔신호(SCAN, SEN)와 초기화 제어신호(SPRE)는 게이트 온 레벨로 입력되고, 샘플링 제어신호(SSAM)는 오프 레벨로 입력된다. 이에 따라, 제1 트랜지스터(ST1)는 턴-온 되어 제1 디지털 아날로그 컨버터(DAC1)가 출력하는 센싱용 데이터전압(Vdata)을 제1 노드(N1)에 공급하고, 초기화 스위치(SW1)와 제2 트랜지스터(ST2)는 온 되어 초기화전압(Vpre)을 제2 노드(N2)에 공급한다. 이때, 샘플링 스위치(SW2)는 오프 되어 있다.
도 6 및 도 7b를 참조하면, 센싱 기간(Tsen)에서는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류(Ids)에 의해 상승하는 구동 트랜지스터(DT)의 소스전압이 포화(saturation)된 상태의 전압을 제1 센싱전압(Vsen1)으로 검출한다. 센싱 기간(Tsen)에서는 정확한 센싱을 위해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압이 일정하게 유지되어야 한다. 이를 위해, 센싱용 제1 스캔신호(SCAN)는 게이트 오프 레벨로 입력되고, 센싱용 제2 스캔신호(SEN)는 게이트 온 레벨로 입력되며, 초기화 제어신호(SPRE) 및 샘플링 제어신호(SSAM)도 오프 레벨로 입력된다. 센싱 기간(Tsen)에서 구동 트랜지스터(DT)를 통해 흐르는 전류(Ids)에 의해 제2 노드(N2)의 전압은 증가하며, 제2 노드(N2)의 전압이 증가함에 따라 제1 노드(N1)의 전압도 상승한다.
도 6 및 도 7c를 참조하면, 샘플링 기간(Tsam)에서는 일정 시간 동안 센싱 커패시터(Cx)에 저장된 구동 트랜지스터(DT)의 소스전압을 제1 센싱전압(Vsen1)으로써 ADC에 공급한다. 이를 위해, 제2 스캔신호(SEN) 및 샘플링 제어신호(SSAM)는 게이트 온 레벨로 입력되며, 초기화 제어신호(SPRE)는 오프 레벨로 입력된다.
이와 같이, 제1 픽셀(P1)의 구동특성을 보상하는 제1 보상기간 동안 제2 제어신호(CS2)는 게이트 오프 전압을 유지한다. 그 결과, 제1 보상기간 동안 제2 스위치(M2)는 턴-오프 상태를 유지하고, 제2 데이터라인(14A-2)과 제2 출력채널(CH2) 간의 전류 패스는 차단된다. 즉, 제1 보상기간 동안 제2 데이터라인(14A-2)은 플로팅(floating) 상태가 된다.
제1 보상기간 동안 제2 데이터라인(14A-2)이 플로팅되기 때문에, 기준전압라인(14B)과 제2 데이터라인(14A-2) 간에 쇼트가 발생할지라도 ADC는 제1 센싱전압(Vsen1)을 더 정확히 추출할 수 있다.
제1 보상기간에서 기준전압라인(14B)과 제2 데이터라인(14A-2) 간의 쇼트 현상이 제1 센싱전압(Vsen1)에 주는 영향을 살펴보면 다음과 같다.
제1 보상기간 중에서 ADC는 샘플링 기간(Tsam) 동안 추출된 제1 센싱전압(Vsen1)을 바탕으로 제1 픽셀(P1)의 문턱전압(Vth)을 획득한다. 기준전압라인(14B)은 제2 픽셀(P2)과도 연결되어 있기 때문에, 제1 보상기간 내에서 제2 픽셀(P2)의 제2 노드(N2) 전압이 제1 센싱전압(Vsen1)에 영향을 줄 수 있다. 종래의 유기발광다이오드 표시장치는 제2 출력채널(CH2)과 제2 데이터라인(14A-2)을 연결시키는 제2 스위치(M2)가 없기 때문에, 제1 보상기간 동안 제2 픽셀(P2)의 전위 영향을 배제하기 위해서 제2 픽셀(P2)에는 블랙데이터(Black Data)를 인가한다. 제2 픽셀(P2)에 블랙데이터가 인가되면, 제2 픽셀(P2)은 동작하지 않고, 제1 보상기간 동안에 제1 픽셀(P1)에 속한 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)이 반영된 제1 센싱전압(Vsen1)을 획득할 수 있다.
하지만, 기준전압라인(14B)과 제2 데이터라인(14A-2)이 쇼트된 상태이면, 기준전압라인(14B)을 흐르는 전류가 제2 데이터라인(14A-2)으로 유입되어 기준전압라인(14B)의 제1 센싱전압(Vsen1)이 변하게 된다. 즉, 제1 픽셀(P1)에 속한 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)의 크기를 정확히 파악하기 곤란해진다.
이에 반해서, 본 발명에 의한 데이터 구동부(12)는 제2 스위치(M2)를 포함하고, 제1 보상기간 동안 제2 스위치(M2)를 턴-오프 시킴으로써 제2 데이터라인(14A-2)을 플로팅 시킨다. 제2 데이터라인(14A-2)이 플로팅 될 경우에 기준전압라인(14B)과 제2 데이터라인(14A-2)은 기생 커패시턴스가 형성된다. 이와 같이 기준전압라인(14B)과 제2 데이터라인(14A-2) 간의 기생 커패시턴스가 형성될 경우에, 도 7c에서 기준전압라인(14B)이 제1 센싱전압(Vsen1)을 획득하는 과정에서 제2 데이터라인(14A-2)은 커플링 현상에 의해서 기준전압라인(14B)의 전위와 동등한 수준으로 상승한다. 그 결과 기준전압라인(14B)과 제2 데이터라인(14A-2) 간의 쇼트 현상으로 흐르는 전류양은 무시할 정도로 작아진다. 따라서, 제1 보상기간 동안 보다 정확한 값의 제1 픽셀(P1)의 제1 센싱전압(Vsen1)을 획득할 수 있고, 이에 따라 제1 픽셀(P1)에 속한 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예 중에서 제1 픽셀(P1)의 구동특성을 검출하는 제1 보상기간 동안의 제어신호들의 타이밍을 나타내고 있다. 제1 보상기간 후에는, 제2 픽셀(P2)의 구동특성을 검출하는 제2 보상기간이 진행된다. 제2 보상기간 역시 프로그래밍(Tpg) 기간, 센싱 기간(Tsen) 및 샘플링 기간(Tsam)으로 진행되고, 제2 보상기간 동안의 제1 및 제2 스캔신호(SCAN,SEN), 초기화 제어신호(SSAM)는 도 6에 도시된 것과 동일한 타이밍을 갖는다. 그리고, 제2 보상기간 동안에는 제2 제어신호(CS2)가 게이트 온 전압을 유지하여 제2 스위치(M2)가 턴-온 상태가 된다. 그리고 제1 제어신호(M1)가 게이트 오프 전압을 유지하여, 제1 데이터라인(14A-1)은 플로팅 상태가 된다. 그 결과, 제2 보상기간 동안의 제2 픽셀(P2)은 제1 보상기간 동안의 제1 픽셀(P1)과 동일한 동작을 하고, 기준전압라인(14B)은 제2 센싱전압(Vsen2)을 획득한다. ADC는 제2 센싱전압(Vsen2)을 바탕으로 제2 픽셀(P2)에 속한 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 검출한다.
본 명세서는 하나의 기준전압라인을 두 개의 픽셀이 공유하는 실시 예를 중심으로 설명되었다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상은 기준전압라인을 공유하는 픽셀들의 개수에 한정되지 않는다. 본 발명은 하나의 기준전압라인을 세 개 이상의 픽셀들이 공유하는 유기발광다이오드에 적용될 수도 있다. 예컨대, 하나의 기준전압라인을 네 개의 픽셀이 공유하고 제1 내지 제4 픽셀에 각각 제1 내지 제4 데이터라인이 연결될 때, 제1 내지 제4 데이터라인들 각각은 스위치를 통해서 데이터 구동부와 선택적으로 연결된다. 그리고, 제1 픽셀의 보상기간 동안에, 제2 내지 제4 스위치들은 턴-오프되어, 제2 내지 제4 픽셀들에 연결되는 데이터라인들은 플로팅 상태를 유지한다. 이러한 방법으로 기준전압라인을 공유하는 각 픽셀들의 구동특성을 순차적으로 보상하는 과정에서 센싱전압의 전압변화를 줄일 수 있다.
또한, 본 명세서는 제1 및 제2 스위치(M1,M2)가 데이터 구동부(12)에 속한 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 제1 및 제2 스위치(M1.M2)가 배치되는 위치는 이에 한정되지 않는다. 제1 및 제2 스위치(M1,M2)는 데이터 구동부(12)와는 별개의 구성으로 간주될 수 있고, 일례로 제1 및 제2 스위치(M1,M2)는 표시패널(10)에 위치할 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 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.
10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동부 13 : 게이트 구동부
14 : 데이터라인들 15 : 게이트라인들
20 : 메모리 30 : 센싱부

Claims (8)

  1. 기준전압라인 및 제1 데이터라인과 연결되는 제1 픽셀;
    상기 기준전압라인을 공유하며, 제2 데이터라인과 연결되는 제2 픽셀;
    디스플레이 기간 동안 제1 및 제2 출력채널로 데이터전압을 출력하고, 보상기간 동안 상기 기준전압라인을 통해서 상기 제1 및 제2 픽셀의 센싱전압을 획득하는 데이터 구동부;
    상기 제1 출력채널과 제1 데이터라인 사이에 연결되는 제1 스위치; 및
    상기 제2 출력채널과 제2 데이터라인 사이에 연결되는 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제1 픽셀의 구동특성을 검출하는 제1 보상기간 동안, 상기 제2 스위치는 턴-오프되는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 픽셀은
    제1 노드에 연결되는 게이트전극, 고전위 구동전압의 입력단에 연결되는 드레인전극, 및 제2 노드에 연결되는 소스전극으로 이루어지는 구동트랜지스터;
    상기 제2 노드에 연결되는 유기발광다이오드를 포함하고,
    상기 제2 노드는 상기 제1 보상기간의 프로그래밍 기간에서 초기화전압을 인가받고, 센싱 기간에서 센싱전압으로 포화되며, 샘플링 기간에서 상기 센싱전압을 상기 데이터 구동부로 공급하는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    상기 기준전압라인과 상기 초기화전압을 입력하는 초기화전압 입력단 사이에 연결되는 초기화 스위치; 및
    상기 기준전압라인과 상기 센싱전압을 공급받아서 디지털 센싱값을 획득하는 아날로그 디지털 컨버터 사이에 연결되는 샘플링 스위치를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 초기화 스위치는 상기 프로그래밍 기간 동안 턴-온되고,
    상기 샘플링 스위치는 상기 샘플링 기간 동안 턴-온되는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 픽셀은
    상기 제1 노드 및 상기 제1 데이터라인 사이에 연결되고, 제1 스캔신호에 응답하여 턴-온되는 제1 트랜지스터; 및
    상기 제2 노드 및 상기 기준전압라인 사이에 연결되고, 제2 스캔신호에 응답하여 턴-온되는 제2 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 트랜지스터는 상기 제1 외부보상기간 동안 턴-온되는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 외부보상기간 후 상기 제2 픽셀의 외부보상을 수행하는 제2 외부보상기간 동안, 상기 제2 스위치는 턴-온 상태를 유지하고, 상기 제1 스위치는 턴-오프 상태를 유지하는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 기준전압라인 및 제1 데이터라인과 연결되는 제1 픽셀 및, 상기 기준전압라인을 공유하며 제2 데이터라인과 연결되는 제2 픽셀을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동특성 보상방법에 있어서,
    상기 제2 데이터라인을 플로팅시킨 상태에서, 상기 제1 픽셀에 속한 구동트랜지스터의 문턱전압을 검출하는 제1 보상기간; 및
    상기 제1 데이터라인을 플로팅시킨 상태에서, 상기 제2 픽셀에 속한 구동트랜지스터의 문턱전압을 검출하는 제2 보상기간을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동특성 보상방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 데이터라인은 각각 데이터 구동부의 제1 및 제2 출력채널로부터 데이터전압을 공급받으며,
    상기 제1 및 제2 데이터라인을 플로팅시키는 단계는 각각 상기 제1 및 제2 데이터라인과 상기 제1 및 제2 출력채널 간의 전류 패스를 차단하는 단계를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동특성 보상방법.
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