KR20210012826A - 표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

표시장치와 그 구동 방법이 개시된다. 이 표시장치는 발광 소자와, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하고, 데이터 라인, 센싱 라인, 및 게이트 라인에 연결되는 픽셀 회로; 센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 출력 전압을 발생하고, 구동 단계에서 버퍼로 동작하여 픽셀 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 비교기; 및 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하고, 상기 구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 데이터 제공부를 포함한다.

Description

표시장치와 그 구동 방법{DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 구동 소자의 전기적 특성 변화를 보상할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스 타입의 유기발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode 이하, "OLED"라 함)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 소자(Thin Film Transistor)를 포함한다. 문턱 전압, 이동도 등과 같은 구동 소자의 전기적 특성은 모든 픽셀들에서 동일하게 설계됨이 바람직하나, 실제로는 공정 조건, 구동 환경 등에 의해 픽셀들마다 구동 소자의 전기적 특성은 불균일하다. 이러한 이유로 동일 데이터 전압에 따른 구동 전류는 픽셀들마다 달라지고 그 결과, 픽셀들간 휘도 편차가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여, 각 픽셀로부터 구동 소자의 특성 파라미터(문턱전압, 이동도)를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 입력 데이터를 적절히 보정함으로써 휘도 불균일을 감소시키는 화질 보상기술이 알려져 있다.

화질 보상기술은 외부보상 방법과 내부보상 방법이 있다. 외부보상 방법은 구동 소자를 동작시킨 후 센싱 전압을 직접 획득하고, 이를 디지털 데이터로 변환하여 이에 따라 결정되는 보상값을 이용하여 영상데이터를 보상한다. 외부보상 방법은 센싱 전압을 디지털 데이터로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환기가 필요할 뿐만 아니라, 실시간 보상이 불가능한 단점이 있다.

내부보상 방법은 구동 소자의 문턱전압의 크기에 관계없이 구동 소자를 경유하는 구동전류를 이용하여 보상하며, 실시간 보상이 가능하다. 하지만, 내부보상 방법을 적용하기 위해서는 픽셀에 많은 수의 트랜지스터들이 필요하기 때문에 회로가 복잡해지고 개구율이 줄어드는 단점이 있다.

본 발명은 간소화된 센싱 및 보상 회로를 이용하여 구동 소자의 전기적 특성 변화를 보상할 수 있는 유기발광 표시장치를 제공한다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 표시장치는 발광 소자와, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하고, 데이터 라인, 센싱 라인, 및 게이트 라인에 연결되는 픽셀 회로; 센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 출력 전압을 발생하고, 구동 단계에서 버퍼로 동작하여 픽셀 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 비교기; 및 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하고, 상기 구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 데이터 제공부를 포함한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 상기 비교기의 출력 전압을 발생하는 단계; 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하는 단계; 구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 단계; 및 상기 구동 단계에서 상기 비교기가 버퍼로 동작하여 상기 픽셀 데이터 전압이 상기 데이터 라인에 공급되는 단계를 포함한다.

본 발명은 픽셀 회로의 발광 소자가 구동되지 않을 때 구동 소자의 전기적 특성을 실시간 센싱하여 메모리에 저장된 보상 데이터를 업데이트하여 구동 소자의 전기적 특성 변화를 보상할 수 있다.

본 발명은 드라이브 IC 내에 추가된 스위치 소자들을 이용하여 센싱 단계와 구동 단계를 시간적으로 분리할 수 있다.

본 발명은 표시장치의 출하 후 센싱 단계에서 구동 소자의 전기적 특성 변화를 센싱한 결과를 이용하여 구동 소자의 게이트에 인가되는 픽셀 데이터 전압을 보상함으로써 구동 소자의 경시 변화를 보상할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 픽셀 회로 및 보상부를 보여 주는 회로도이다.
도 3은 픽셀 회로 및 보상부의 동작을 보여 주는 회로도이다.
도 4 내지 도 9는 보상부의 다른 예들을 보여 주는 회로도들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 파형도이다.
도 11은 센싱용 데이터 전압을 보여 주는 도면이다.
도 12는 픽셀 데이터 전압을 보여 주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 센싱 단계를 보여 주는 회로도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동 단계를 보여 주는 회로도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 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.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명 상에서 언급된 “구비한다”, “포함한다”, “갖는다”, “이루어진다” 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.

구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다. 특허청구범위는 필수 구성 요소를 중심으로 기재되기 때문에 특허청구범위의 구성 요소 명칭 앞에 붙은 서수와 실시예의 구성 요소 명칭 앞에 붙은 서수가 일치되지 않을 수 있다.

이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

본 발명의 픽셀 회로, 게이트 구동부 등은 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 트랜지스터들은 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT(Thin Film Transistor), 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)을 포함한 LTPS TFT 등으로 구현될 수 있다. 트랜지스터들 각각은 p 채널 MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) 또는 n 채널 MOSFET 구조의 트랜지스터로 구현될 수 있다.

트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 채널 트랜지스터(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.

이하에서, 픽셀 회로의 트랜지스터들이 p 채널 트랜지스터로 구현된 예를 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

게이트 신호는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 트랜지션한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. n 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. p 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.

드라이브 IC 내의 트랜지스터들을 제어하는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)의 전압 차 보다 낮은 로직 전압 3.3V와 0V 일 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 픽셀(P)들이 매트릭스 형태로 배치된 표시패널(100)과, 데이터라인들(DL1~DLn, n은 자연수)과 센싱 라인들(SL1~SLn)에 연결된 데이터 구동부(400)와, 게이트라인들(GL1~GLm, m은 자연수)에 연결된 게이트 구동부(300)와, 데이터 구동부(400) 및 게이트 구동부(300)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(200)를 구비한다.

표시패널(100)의 화면은 영상이 표시되는 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이는 데이터 라인들(DL1~DLn) 및 센싱 라인들(SL1~SLn)과, 데이터 라인들(DL1~DLn) 및 센싱 라인들(S1~Sn)과 교차되는 게이트 라인들(GL1~GLm)과, 이러한 신호 라인들(DL1~DLn, SL1~SLn, GL1~GLm)에 의해 정의된 매트릭스 형태로 배치된 픽셀(P)을 포함한다.

픽셀 어레이의 해상도가 n*m 일 때, 픽셀 어레이(AA)는 n 개의 픽셀 컬럼(Column)과, 픽셀 컬럼과 교차되는 m 개의 픽셀 라인들(HL1~HLm)을 포함한다. 픽셀 컬럼은 y축 방향을 따라 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 라인은 x축 방향을 따라 배치된 픽셀들을 포함한다. 1 수평 기간(1H)은 1 프레임 기간을 m 개의 픽셀 라인(L1~Lm) 개수로 나눈 시간이다. 1 수평 기간(1H)에 1 픽셀 라인의 픽셀들에 픽셀 데이터가 기입된다.

픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수도 있다. 서브 픽셀(101)들 각각은 픽셀 회로를 포함한다.

픽셀 회로는 도 2와 같이 발광 소자, 다수의 트랜지스터, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 발광 소자는 OLED로 구현될 수 있다. 이하에서, 픽셀은 서브 픽셀로 해석될 수 있다.

서브 픽셀들 각각은 한 쌍의 데이터 라인 및 센싱 라인과, 게이트 라인에 연결된다. 게이트 라인은 스캔 신호가 인가되는 제1 게이트 라인, 및 발광 제어 신호(이하, "EM 신호"라 함)가 인가되는 제2 게이트 라인으로 나뉘어질 수 있다. 도 2 내지 도 14에서, 21 및 22는 하나의 서브 픽셀에 인가되는 한 쌍의 데이터 라인(21) 및 센싱 라인(22)을 나타낸다.

표시패널(100) 상에 터치 센서들이 배치되어 터치 스크린(touch screen)이 구현될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱되거나 픽셀들을 통해 센싱될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(200)는 호스트 시스템(20)으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터와, 그와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 콘트롤러(200)에 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터는 디지털 신호이다. 타이밍 콘트롤러(130)는 픽셀 데이터를 데이터 구동부(400)로 전송한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭 신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함할 수 있다. 데이터 인에이블신호(DE)를 카운트하는 방법으로 수직 기간과 수평 기간을 알 수 있기 때문에 수직 동기신호(Vsync)와 수평 동기신호(Hsync)는 생략될 수 있다. 데이터 인에이블신호(DE)는 1 수평 기간(1H)의 주기를 갖는다.

타이밍 콘트롤러(200)는 호스트 시스템(20)으로부터 수신된 타이밍 신호를 바탕으로 데이터 구동부(400)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호와, 게이트 구동부(300)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 생성하여 데이터 구동부(400)와 게이트 구동부(300)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다.

데이터 구동부(400)는 매 프레임 마다 타이밍 콘트롤러(200)로부터 디지털 신호로 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터를 아날로그 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 신호의 전압(데이터 전압)을 출력한다. 데이터 구동부(400)는 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인들(DL1~DLn)에 공급한다. 데이터 전압(Vdata)은 도 2에 도시된 바와 같이 보상부(500)의 비교기(501)와 제1 스위치 소자(T1)를 통해 구동 소자(DT)의 게이트에 인가된다.

데이터 구동부(400)는 도 2와 같은 보상부(500)를 포함할 수 있다. 디지털 신호를 아날로그 감마 보상 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)를 이용하여 데이터 전압(Vdata)을 출력하여 도 2에 도시된 보상부(500)에 공급한다.

데이터 구동부(110)는 도 2와 같은 보상부(500)를 이용하여 픽셀들(P)의 구동 소자의 전기적 특성 변화를 센싱하여 이 전기적 특성 변화 만큼 데이터 전압(Vdata)을 보상한다. 여기서, 구동 소자의 전기적 특성은 구동 소자의 문턱 전압과 이동도를 포함한다.

게이트 구동부(300)는 도시하지 않은 레벨 시프터(Level shifter)로부터 수신된 게이트 타이밍 제어신호를 입력 받아 게이트 신호를 발생하여 게이트 라인들(GL1~GLm)에 공급한다. 게이트 라인들(GL1~GLn)에 인가되는 게이트 신호는 서브 픽셀들의 스위치 소자를 턴-온(turn-on)시켜 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀 라인들(HL1~HLn)을 순차적으로 선택한다. 게이트 신호는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 트랜지션하는 펄스 신호로 발생될 수 있다. 게이트 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 스캔 신호(SCAN)와 EM 신호를 포함할 수 있다.

레벨 시프터는 타이밍 콘트롤러(200)로부터 수신된 게이트 타이밍 제어신호의 전압을 변환한다. 예를 들어, 레벨 시프터는 디지털 신호 전압 레벨로 수신된 입력 신호의 하이 논리 전압을 게이트 하이 전압(VGH)으로 변환하고, 입력 신호의 로우 논리 전압을 게이트 로우 전압(VGL)으로 변환한다.

호스트 시스템(20)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스 시스템, 네비게이션 시스템, 컴퓨터 시스템, 홈 시어터 시스템, 모바일 시스템, 웨어러블 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 모바일 기기와 웨어러블 기기에서 데이터 구동부(400), 타이밍 콘트롤러(200), 레벨 시프터 등은 하나의 드라이브 IC(DIC)에 집적될 수 있다.

도 2는 픽셀 회로와 보상부(500)를 보여 주는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 픽셀 회로(P)는 표시패널(PNL) 상에 형성된다. 보상부(500)는 드라이브 IC(DIC)에 형성될 수 있다.

픽셀 회로는 OLED, 구동 소자(DT), 커패시터(Cst), 스위치 소자들(T1, T2)을 포함할 수 있다. 구동 소자(DT)와 스위치 소자들(T1, T2)은 p 채널 트랜지스터로 구현될 수 있다.

OLED는 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED의 애노드는 제2 노드(N2)를 통해 구동 소자(DT)와 제2 스위치 소자(T2)에 연결된다. OLED 의 캐소드에 저전위 전원 전압(ELVSS)이 인가된다. 구동 소자(DT)는 소스-게이트 간 전압(Vsg)에 따라 발광 소자(EL)에 전류를 공급하여 OLED를 구동한다. OLED는 구동 소자(DT)의 소스-게이트간 전압(Vsg)에 의해 흐르는 전류로 발광한다. OLED의 전류패스는 제3 스위치 소자(T3)에 의해 스위칭된다.

구동 소자(DT)는 제1 노드(N1)에 연결된 게이트, 픽셀 구동 전압(ELVDD)이 인가되는 제1 전극, 및 제2 노드(N2)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 커패시터(Cst)는 구동 소자(DT)의 소스-게이트간 전압(Vsg)을 충전한다.

제1 스위치 소자(T1)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 데이터 라인(21)을 구동 소자(DT)의 게이트에 연결한다. 제1 스위치 소자(T1)는 스캔 라인(31)에 연결된 게이트, 비교기(501)의 출력 단자에 연결된 제1 전극 및 제1 노드(N1)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제2 스위치 소자(T2)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 구동 소자(DT)의 드레인을 센싱 라인(22)에 연결한다. 제2 스위치 소자(T2)는 스캔 라인(31) 연결되는 게이트, 제2 노드(N2)에 연결되는 제1 전극, 및 센싱 라인(22)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제3 스위치 소자(T3)는 EM 신호(EM)에 응답하여 구동 소자(DT)의 드레인을 OLED의 애노드에 연결한다. 제3 스위치 소자(T3)는 제2 게이트 라인(32)에 연결된 게이트, 제2 노드(N2)에 연결된 제1 전극 및 OLED의 애노드에 연결된 제2 전극을 포함한다.

보상부(500)는 픽셀 데이터를 픽셀들(P)에 기입하는 프로그래밍 과정과, 구동 소자(DT)의 문턱 전압 편차를 보상하는 동작을 수행한다. 보상부(500)는 구동 소자(DT)의 전기적 특성 변화가 반영된 제2 노드(N2)의 센싱 전압(Vsen)을 피드백 입력 받아 데이터 전압(Vdata)과 비교한다. 보상부(500)는 센싱 전압(Vsen)과 데이터 전압(Vdata)이 동일한 레벨이 될 때까지 제1 노드(N1)에 인가되는 출력 전압(Vout)을 조절한다. 센싱 전압(Vsen)은 픽셀 회로의 OLED가 오프될 때 구동 소자(DT)의 드레인 전압과 같다.

보상부(500)는 비교기(501), 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 연결된 데이터 제공부(510) 및 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된 풀다운 회로부(550)를 포함한다. 보상부(500)는 데이터 구동부(400)와 함께 하나의 드라이브 IC에 내장될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

비교기(501)는 구동 소자(DT)의 드레인 전압과 데이터 전압(Vdata)을 비교하여 출력 전압을 구동 소자(DT)의 게이트에 인가함으로써 구동 소자(DT)의 전기적 특성 변화만큼 구동 소자(DT)의 게이트 전압을 보상한다. 비교기(501)는 비교기로 동작하여 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 실시간 보상한다. 구동 소자(DT)의 전기적 특성은 구동 소자(DT)의 문턱 전압과 이동도가 반영되어 있다.

비교기(501)는 반전 입력 단자(-)와 비반전 입력 단자(+)를 갖는 연산 증폭기(op-amp, Operational amplifier)로 구현될 수 있다. 비교기(501)는 데이터 제공부(510)와 연결되는 반전 입력 단자(-), 풀다운 회로부(550)와 연결된 비반전 입력 단자(+) 및 제1 스위치 소자(T1)의 제1 전극에 연결된 출력 단자를 포함한다.

비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)과 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 센싱 전압(Vsen)을 비교하여 출력 전압(Vout)을 조절한다. 센싱 전압(Vsen)은 제2 노드 전압 즉, 구동 소자(DT)의 제2 전극(또는 드레인) 전압과 같다. 따라서, 센싱 전압(Vsen)은 센싱 라인(22)을 통해 구동 소자(DT)로부터 비교기(501)에 입력되는 피드백 전압이다.

비교기(501)는 반전 입력 단자(-)와 비반전 입력 단자(+)의 전압을 비교하여, 반전 입력 단자(-)의 전압이 비반전 입력 단자(+)의 전압 보다 클 경우에 출력 전압(Vout)을 낮춘다. 비교기(501)는 반전 입력 단자(-)의 전압이 비반전 입력 단자(+)의 전압 보다 작을 경우에 출력 전압(Vout)을 높인다.

데이터 제공부(510)는 픽셀 데이터의 데이터 전압(Vdata)을 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 공급한다. 데이터 제공부(510)는 데이터 전압(Vdata)의 크기를 조절하기 위한 하나 이상의 저항을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 제공부(510)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 메모리, 아날로그-디지털 변환기(　Analog-to-digital converter 이하, "ADC" 라 함), 연산부, 데이터 전압 발생부 등을 더 포함할 수 있다.

풀다운 회로부(550)는 전압 검출 노드(VN) 및 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된다. 풀다운 회로부(550)는 제1 및 제2 스위치 소자(T1, T2)가 턴-온될 때 제2 노드(N2)와 전압 검출 노드(VN)의 전류를 방전시켜 제2 노드(N2)의 전압 즉, 구동 소자(DT)의 드레인 전압을 풀다운시킨다.

풀다운 회로부(550)에 의해 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 센싱 전압(Vsen)이 적절히 낮아진다. 풀다운 회로부(550)가 없으면, 전압 검출 노드(VN)의 전압이 과도하게 높아져 비교기(501)의 출력 전압(Vout)이 높아지고, 그 결과 구동 소자(DT)가 턴-오프된다.

도 3은 픽셀 회로와 보상부(500)의 동작을 보여 주는 회로도이다.

도 3을 참조하면, 센싱 및 데이터 기입 단계에서, 제3 스위치 소자(T3)는 오프 상태를 유지한다. 제1 및 제2 스위치 소자들(T1, T2)은 센싱 및 데이터 기입 단계에서 스캔 신호(SCAN)의 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온된다. 이 때, 비교기(501)의 출력 전압(Vout)이 제1 노드(N1) 즉, 구동 소자(DT)의 게이트에 인가된다. 비교기(501)의 출력 전압(Vout)은 데이터 전압(Vdata)으로 프로그래밍된다. 따라서, 구동 소자(DT)의 게이트 전압은 데이터 전압이 반영된 전압이다.

제1 노드(N1)의 전압이 높아지면 구동 소자(DT)가 턴-온되어 구동 소자(DT)의 채널을 통해 전류(Isd)가 흐른다. 전류(Isd)는 제2 노드(N2), 제2스위치 소자(T2) 및 풀다운 회로부(550)를 통해 흐르고 센싱 전압(Vsen)이 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된다. 센싱 전압(Vsen)은 구동 소자(DT)가 턴-온될 때 구동 소자(DT)의 문턱 전압과 이동도가 반영된 전압이다. 따라서, 센싱 및 데이터 기입 단계에서 구동 소자(DT)의 전기적 특성이 검출된다. 비교기(501)는 센싱 전압(Vsen)과 데이터 전압을 비교하여 구동 소자(DT)의 전기적 특성 변화만큼 데이터 전압을 보상하여 구동 소자(DT)의 게이트에 인가한다.

비교기(501)의 특성 상, 반전 입력 전압이 비반전 입력 전압 보다 큰 경우, 비교기(501)의 출력 전압(Vout)이 감소되므로 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 감소된다. 여기서, 반전 입력 전압은 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)의 전압이고, 비반전 입력 전압은 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)의 전압이다. 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 감소할 때, 구동 소자(DT)의 채널을 통해 흐르는 전류량이 증가되어 구동 소자(D2)의 제2 전극 전압 즉, 드레인 전압이 증가된다.

구동 소자(DT)의 게이트 전압이 감소되면, 구동 소자(DT)의 소스-게이트간 전압(Vsg)이 증가되어 구동 소자(DT)의 전류량이 증가되고 그 결과, 구동 소자(DT)의 드레인 전압이 증가된다. 구동 소자(DT)의 드레인 전압이 증가될 때 센싱 전압(Vsen)이 증가된다. 비교기(501)의 양 입력 전압이 같아질 때 전위차가 없어져 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 변하지 않고 일정하게 된다.

비교기(501)의 특성 상, 반전 입력 전압이 비반전 입력 전압 보다 작은 경우, 비교기(501)의 출력 전압(Vout)이 커지므로 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 커진다.

구동 소자(DT)의 게이트 전압이 커지면, 구동 소자(DT)의 소스-게이트간 전압(Vsg)이 감소되어 구동 소자(DT)의 전류량이 감소되고 그 결과, 구동 소자(DT)의 드레인 전압이 감소된다. 구동 소자(DT)의 드레인 전압이 감소될 때 센싱 전압(Vsen)이 감소된다. 비교기(501)의 양 입력 전압이 같아질 때 전위차가 없어져 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 변하지 않고 일정하게 된다.

발광 단계에서 EM 신호(EM)가 게이트 온 전압으로 반전된다. 이 때, OLED에 전류가 흘러 발광될 수 있다.

따라서, 본 발명은 별도의 보상 알고리즘 없이 구동 소자(DT)의 전기적 특성 변화를 실시간 보상할 수 있다.

풀다운 회로부(550)는 표시패널의 특성에 따라 저항 혹은 다이오드, 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.

도 4 내지 도 9는 보상부와 픽셀 회로의 다른 예들을 보여 주는 회로도들이다.

도 4를 참조하면, 데이터 제공부(510)는 제1 저항(R1)을 포함할 수 있다. 제1 저항(R1)은 데이터 전압의 크기를 결정한다.

도 5를 참조하면, 데이터 제공부(510)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함한다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)은 데이터 전압(Vdata)을 분압하는 분압 회로를 구성한다. 데이터 전압(Vdata)의 크기는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 비율에 따라서 결정된다.

도 6을 참조하면, 풀다운 회로부(550)는 소정의 임피던스를 갖는 회로로 구성될 수 있다. 풀다운 회로부(550)는 전압 검출 노드(VN)와 저전위 전원 전압(ELVSS)의 입력 단자에 연결된 다이오드(DI)를 포함할 수 있다. 전압 검출 노드(VN)의 전압이 다이오드(DI)의 문턱 전압 이상 높을 때 다이오드(DI)가 턴-온되어 전압 검출 노드(VN)의 전압이 방전된다. 따라서, 다이오드(DI)가 턴-온될 때 구동 소자(DT)의 드레인 전압이 낮아진다. 다이오드(DI)는 유기발광 다이오드(OLED)의 특성과 동일한 특성을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.

센싱 및 데이터 기입 단계에서, 전류(Idiode)는 풀다운 회로부(550)를 통해 저전위 전원 전압(ELVSS)으로 흐른다. 구동 소자(DT)의 드레인-소스 간의 전압(Vds)과 다이오드(DI) 양 단의 전압 차이의 합은 픽셀 구동 전압(ELVDD)과 저전위 전원 전압(ELVSS) 간의 차이와 같다. 따라서, 센싱 및 데이터 기입 단계에서 구동 소자(DT)의 드레인-소스 간의 전압(Vds)은 픽셀 구동 전압(ELVDD)에서 전압 검출 노드(VN)와 저전위 전원 전압(ELVSS) 간의 전압 차이를 뺀 Vds=ELVDD-Vb 이다. 여기서, Vb는 전압 검출 노드(VN)의 전압이다.

발광 단계에서, 전류는 구동 소자(DT)와 제3 스위치 소자(T3)를 통해 OLED로 흐른다. 따라서, 발광 단계에서 구동 소자(DT)의 드레인-소스 간의 전압(Vds)은 픽셀 구동 전압(ELVDD)에서 OLED의 애노드전압을 뺀 Vds=ELVDD-Vc 이다. 여기서, Vc는 OLED의 애노드 전압이다.

구동 소자(DT)의 드레인-소스 간의 전압(Vds)은 풀다운 회로부(550)의 다이오드(DI) 또는 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류에 따라 달라진다. 즉, 다이오드(DI)의 구동 특성이 픽셀(P)의 OLED의 구동 특성과 상이하면, 센싱 및 데이터 기입 단계와 발광 단계에서 구동 소자(DT)의 드레인-소스간 전압(Vds)이 달라질 수 있다.

구동 소자(DT)는 포화(saturation) 영역에서 동작하기 때문에 드레인-소스간 전압(Vds)과 관계없이 구동 소자(DT)의 채널을 통해 흐르는 전류 변화가 거의 없지만, 전류량이 적을 때에는 다소 영향을 받을 수 있다. 따라서, 다이오드(DI)의 구동 특성은 유기발광 다이오드(OLED)의 구동 특성과 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.

도 7을 참조하면, 풀다운 회로부(550)는 전압 검출 노드(VN)와 저전위 전원 전압(ELVSS)의 입력 단자 사이에 연결된 저항(R3)을 포함할 수 있다.

저계조에서 전압 검출 노드(VN)의 전류가 낮기 때문에 전압 검출 노드(VN)의 전압이 다이오드(DI)의 문턱 전압 보다 낮을 수 있다. 이 경우, 다이오드(DI)가 턴-온되지 않기 때문에 전압 검출 노드(VN)의 전압이 풀다운되지 않을 수 있다. 이 경우, 저 계조에서 전압 검출 노드(VN)의 전압이 풀다운되지 않는다. 저항(R3)은 저계조에서 전압 검출 노드(VN)의 전류가 낮더라도 전압 검출 노드(VN)의 전압을 풀다운시킬 수 있다.

풀다운 회로부(550)가 제3 저항(R3)으로 이루어질 경우에, 데이터 제공부(510)에 데이터 전압의 감마 특성이 달라질 수 있다. 데이터 전압(Vdata)의 크기는 OLED의 전압-전류 특성을 고려하려 설정된다. OLED는 전압이 높은 영역에서는 전압에 비례하여 전류의 변화량이 감소되는 비선형적인 특성을 갖는다. 데이터 전압(Vdata)의 크기는 이러한 OLED의 전압-전류 특성을 고려하여 설정된다.

도 8을 참조하면, 풀다운 회로부(550)는 전압 검출 노드(VN)와 저전위 전원 전압(ELVSS)의 입력 단자 사이에서 병렬로 연결된 다이오드(DI) 및 저항(R3)을 포함할 수 있다.

다이오드(DI)는 전압 검출 노드(VN)의 전압이 자신의 문턱 전압 이상 높아질 때 턴-온되어 전압 검출 노드(VN)의 전압을 방전시킨다. 저항(R3)은 다이오드(DI)가 턴-온되지 않는 저계조의 낮은 전류에서 전압 검출 노드(VN)를 방전시킨다.

도 9를 참조하면, 픽셀 회로는 제4 스위치 소자(T4)를 더 포함할 수 있다.

제4 스위치 소자(T4)는 스캔 라인(31)에 연결된 게이트, 초기화 전압(Vinit)이 인가되는 제1 전극, 및 OLED의 애노드에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제4 스위치 소자(T4)는 스캔 신호(SCAN)의 게이트 온 전압에 따라 턴-온되어 OLED의 애노드 전압을 초기화전압(Vinit)으로 초기화할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 파형도이다. 도 11은 센싱용 데이터 전압을 보여 주는 도면이다. 도 12는 픽셀 데이터 전압을 보여 주는 도면이다.

도 10 내지 도 11을 참조하면, 표시장치의 구동 방법은 서브 픽셀들 각각에서 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 센싱하여 메모리에 저장하는 센싱 단계(Ts)와, 구동 소자(DT)의 전기적 특성 만큼 데이터 전압을 보상하는 구동 단계(Tdrv)를 포함한다.

센싱 단계(Ts)는 서브 픽셀들 각각에서 계조별로 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 센싱하여 메모리에 저장한다. 구동 소자(DT)의 전기적 특성은 계조 각각에서 센싱될 수 있지만, N(N은 2 이상, 전체 계조수 보다 낮은 자연수) 계조에서 센싱될 수 있다.

구동 소자(DT)의 전기적 특성은 하위 계조, 중간 계조, 그리고 상위 계조를 포함한 세 개의 계조에서 실시간 센싱될 수 있다. 하위 계조는 계조값 0(zero) 또는 픽셀의 휘도가 최소인 블랙 계조 값일 수 있다. 상위 계조는 8 bit 픽셀 데이터에서 계조값 255 또는 픽셀의 휘도가 최대인 화이트 계조 값일 수 있다. 중간 계조는 하위 계조와 상위 계조 사이의 계조값이다. 중간 계조는 도 11 및 도 12의 예와 같이 계조값 30일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

실시간 센싱되지 않은 나머지 계조들에서, 구동 소자(DT)의 전기적 특성 값은 보간(Interpolation) 연산 방법으로 계산된 값으로 추정될 수 있다.

센싱 단계(Ts)에서 모든 서브 픽셀들에서 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 센싱하기 위하여, 스캔 신호(SCAN)의 펄스는 도 11과 같은 센싱용 데이터 전압(Vdata)에 동기되어 1 픽셀 라인씩 시프트되면서 스캔 라인들(31)에 순차적으로 공급된다. 스캔 신호(SCAN)의 펄스는 게이트 온 전압(ON)으로 발생되어 도 13에 도시된 바와 같이 픽셀 회로의 제1 및 제2 스위치 소자(T1, T2)를 턴-온시킨다.

센싱 신호(SENSE)는 센싱 단계(Ts)에서 게이트 온 전압(ON)으로 발생되어 도 10에 도시된 바와 같이 센싱용 스위치 소자들(T01, T04, T05, T06)을 턴-온시킨다.

보상부(500)가 드라이브 IC에 내장되는 경우, 센싱 신호(SENSE)의 게이트 오프 전압(OFF)은 드라이브 IC 내의 디지털 로직 전압이기 때문에 스캔 신호(SCAN)의 게이트 오프 전압(OFF) 보다 낮은 전압일 수 있다.

센싱 단계(Ts)에서, 구동 신호(DRV)는 게이트 오프 전압(OFF)을 유지한다. 따라서, 구동 신호(DRV)에 의해 제어되는 버퍼 구동용 스위치 소자들(T02, T03)은 센싱 단계(Ts)에서 오프 상태이다.

센싱 단계(Ts)에서, EM 신호(EM)는 픽셀 회로의 OLED가 오프 상태가 되도록 게이트 오프 전압(OFF)으로 발생된다. 센싱 단계(Ts)에서 제3 스위치 소자(T3)가 EM 신호(EM)의 게이트 오프 전압(OFF)에 따라 오프 상태이기 때문에 OLED가 오프 상태이므로 OLED에 전류가 흐르진 않는다.

센싱용 데이터 전압(Vdata)은 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 인가된다. 센싱용 데이터 전압(Vdata)은 계조별로 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 센싱하기 위한 데이터 전압이다. 센싱용 데이터 전압(Vdata)은 구동 단계(Tdrv)에서 OLED에 전류가 흐를 때와 같은 조건으로 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 센싱하기 위하여 도 11에 도시된 바와 같이 계조값이 높을수록 높아지는 역감마 특성 기울기로 설정될 수 있다. 센싱용 데이터 전압(Vdata)의 커브에서, 하위 계조와 중간 계조 사이의 기울기는 중간 계조와 상위 계조 사이의 기울기 보다 높다.

센싱용 데이터 전압(Vdata)은 OLED의 애노드 전압을 센싱하여 계조별로 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 센싱하기 위한 전압이다. 픽셀 데이터 전압(Vdata)은 계조별 센싱 결과를 바탕으로 구해진 구동 소자(DT)의 전기적 특성 만큼 보상되어 구동 단계(Tdrv)에서 구동 소자(DT)의 게이트에 인가된다. 픽셀 데이터 전압(Vdata)은 픽셀 데이터가 픽셀들(P)에 기입되는 구동 단계(Tdrv)에서 구동 소자(DT)의 소스-게이트간 전압(Vsg)을 설정하기 위한 전압이다. 따라서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 센싱용 데이터 전압(Vdata)과 픽셀 데이터 전압(Vdata)의 전압 범위가 다를 수 있다.

구동 단계(Tdrv)에서 스캔 신호(SCAN)의 펄스는 픽셀 전압에 동기되어 1 픽셀 라인씩 시프트되면서 스캔 라인들(31)에 순차적으로 공급된다. 스캔 신호(SCAN)의 펄스는 게이트 온 전압(ON)으로 발생되어 도 14에 도시된 바와 같이 픽셀 회로의 제1 및 제2 스위치 소자(T1, T2)를 턴-온시킨다.

센싱 신호(SENSE)는 구동 단계(Tdrv)에서 게이트 오프 전압(ON)으로 발생된다. 따라서, 도 14에 도시된 바와 같이 센싱 신호(SENSE)에 의해 제어되는 센싱용 스위치 소자들(T01, T04, T05, T06)은 오프 상태이다.

구동 신호(DRV)는 구동 단계(Tdrv)에서 게이트 온 전압(ON)으로 발생된다. 따라서, 버퍼 구동용 스위치 소자들(T02, T03)은 도 14에 도시된 바와 같이 구동 단계(Tdrv)에서 턴-온되어 비교기(501)를 버퍼(buffer)로 동작시킨다. 스위치 소자들(T02, T03)이 턴-온될 때 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 픽셀 데이터 전압(Vdata)이 인가되고, 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자가 연결되어 전압 추종기(voltage follower)를 포함한 버퍼로 동작한다.

구동 단계(Tdrv)에서, EM 신호(EM)는 픽셀 회로의 OLED에 전류가 흐를 수 있도록 게이트 온 전압(ON)으로 발생된다. EM 신호(EM)에 의해 제어되는 픽셀 회로의 제3 스위치 소자(T3)는 구동 단계(Tdrv)에서 턴-온되어 구동 소자(DT)와 제2 노드 사이의 전류 패스를 형성한다.

구동 단계(Tdrv)에서 발생되는 픽셀 데이터 전압(Vdata)은 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된다. 픽셀 데이터 전압(Vdata)은 도 12에 도시된 바와 같이 픽셀 데이터의 계조가 클수록 구동 소자(DT)의 게이트 전압을 낮추어 OLED로 흐르는 전류량을 크게 한다. 픽셀 데이터 전압(Vdata)은 도 12에 도시된 바와 같이 계조값이 높을수록 낮아진다. 픽셀데이터 전압(Vdata)의 커브에서, 하위 계조와 중간 계조 사이의 기울기는 중간 계조와 상위 계조 사이의 기울기 보다 높다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 보상부를 상세히 보여 준다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 센싱 단계를 보여 주는 회로도이다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동 단계를 보여 주는 회로도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 보상부(500)는 비교기(501), 스위치 소자들(T01, T02)을 통해 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)와 비반전 입력 단자(+)에 연결된 데이터 제공부(510) 및 스위치 소자(T05)를 통해 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된 풀다운 회로부(550)를 포함한다. 보상부(500)는 데이터 구동부(400)와 함께 하나의 드라이브 IC에 내장될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

비교기(501)는 센싱 단계(Ts)에서 도 11에 도시된 센싱용 데이터 전압(Vdata)과, 센싱 라인(22)을 통해 픽셀 회로의 구동 소자(DT)로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 센싱용 데이터 전압(Vdata)과 피드백 전압의 차이 만큼 변하는 출력 전압을 발생한다. 비교기(501)는 구동 단계(Tdrv)에서 도 12에 도시된 픽셀 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(21)에 공급한다.

데이터 제공부(510)는 센싱 단계(Ts)에서 도 11과 같은 센싱용 데이터 전압(Vdata)을 비교기(501)에 공급한다. 센싱용 데이터 전압(Vdata)은 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 입력된다. 데이터 제공부(510)는 센싱 단계(Ts)에서 비교기(501)의 출력 전압을 측정하여 얻어진 보상 데이터를 메모리(122)에 저장한다. 데이터 제공부(510)는 구동 단계(Tdrv)에서 픽셀 데이터를 보상 데이터로 변조하여 도 12와 같은 픽셀 데이터 전압(Vdata)을 발생한다. 보상 데이터로 변조된 픽셀 데이터 전압은 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 입력된다. 따라서, 데이터 제공부(510)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱용 데이터 전압(Vdata)을 비교기(501)에 공급하여 비교기(501)의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리(122)에 저장하고, 구동 단계(Tdrv)에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 보상 데이터로 변조하여 픽셀 데이터 전압(Vdata)을 발생하고, 이 픽셀 데이터 전압(Vdata)을 비교기(501)에 공급한다.

데이터 제공부(510)는 ADC(121), 메모리(122), 연산부(123) 및 데이터 전압 발생부(125 ~ 128)를 포함한다.

ADC(121)는 센싱 단계(Ts)에서 비교기(501)의 출력 전압을 디지털 신호인 보상 데이터로 변환하여 메모리(122)에 공급한다. 비교기(501)의 출력 전압은 구동 소자(DT)의 전기적 특성이 보상되어 데이터 라인(21)과 제1 스위치 소자(T1)를 통해 구동 소자(DT)의 게이트에 인가되는 데이터 전압이다.

센싱 단계(Ts)에서 모든 계조에서 구동 소자(DT)의 전기적 특성이 센싱될 수 있지만, 전술한 바와 같이 N 계조에서 구동 소자(DT)의 전기적 특성이 센싱될 수 있다. 이 경우, 메모리(122)에 N 계조 예를 들어, 하위 계조, 중간 계조 및 상위 계조를 포함한 3 개의 계조에서 비교기(501)의 출력 전압의 디지털 값이 저장될 수 있다.

메모리(122)에 저장된 초기 데이터는 표시장치의 제품 출하전에 수행된 센싱 단계(Ts)에서 측정된 계조별 비교기(501)의 출력 전압의 디지털 값이다. 따라서, 메모리(122)의 초기 데이터는 픽셀들 각각에서 구동 소자(DT)의 초기 전기적 특성값이다.

표시장치의 제품 출하후, 픽셀들의 구동 시간과 스트레스 누적으로 인하여 구동 소자(DT)의 전기적 특성이 열화되는 경시 변화가 발생된다. 센싱 단계(Ts)는 표시장치의 제품 출하 후, 영상이 표시되지 않을 때 수행될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 모바일 기기의 홈 버튼을 터치하여 표시패널(100)을 대기 모드로 전환하면 센싱 단계(Ts)가 수행되어 경시 변화에 따른 구동 소자(DT)의 전기적 특성 변화가 실시간 센싱될 수 있다. 센싱 단계(Ts)에서 제3 스위치 소자(T3)가 오프 상태이므로 픽셀들(P)의 OLED가 턴-오프되기 때문에 최저 휘도 즉, 블랙 계조로 보인다.

사용자가 모바일 기기를 사용하면서 발생되는 구동 소자(DT)의 전기적 특성 열화에 따라 센싱용 데이터 전압(Vdata)이 보상되어 비교기(501)의 출력 전압으로 출력된다. 비교기(501)의 출력 전압은 ADC(121)에 의해 보상 데이터로 변환되어 메모리(122)에 입력된다. 메모리(122)에 저장된 보상 데이터는 경시 변화에 따라 변하는 구동 소자(DT)의 전기적 특성 만큼 보상되어 센싱 단계(Ts) 마다 업데이트된다.

연산부(123)는 N 계조 이외의 나머지 계조에서 구동 소자(DT)의 전기적 특성을 추정하기 위하여, N 계조의 센싱값들을 바탕으로 보간 연산을 수행하여 실시간 센싱 결과로 얻어진 보상 데이터 이외의 나머지 계조의 보상 데이터를 생성할 수 있다. N 계조의 센싱값들은 N 계조 예를 들어, 3 개의 계조 각각에서 측정된 비교기(501)의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터이다.

연산부(123)는 상위 계조와 중간 계조에서 얻어진 보상 데이터를 이용하여 보간 방법으로 상위 계조와 중간 계조 사이의 계조들의 보상 데이터를 산출할 수 있다. 연산부(123)는 중간 계조와 하위 계조에서 얻어진 보상 데이터를 이용하여 보간 방법으로 하위 계조와 중간 계조 사이의 계조들의 보상 데이터를 산출할 수 있다.

연산부(123)는 메모리(122)로부터 읽어 들인 보상 데이터와 보간 연산 결과를 바탕으로 전체 계조에서 보상 데이터로 픽셀 데이터를 변조할 수 있다. 연산부(123)는 도 14와 같이 구동 단계(Tdrv)에서 인에이블되어 픽셀 데이터(DATAdrv)를 메모리(122)로부터 입력되는 보상 데이터로 변조하여 DAC(125)에 공급한다.

데이터 전압 발생부(125 ~ 128)와 ADC(125)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱용 데이터를 센싱용 데이터 전압(Vdata)으로 변환한다. 데이터 전압 발생부(125 ~ 128)와 ADC(125)는 구동 단계(Tdrv)에서 보상 데이터로 변조된 픽셀 데이터를 픽셀 데이터 전압(Vdata)으로 변환한다.

데이터 전압 발생부(125 ~ 128)는 제1 감마 기준 전압 발생부(126), 제2 감마 기준 전압 발생부(127), 계조 전압 발생부(128), 및 DAC(125)를 포함한다.

제1 감마 기준 전압 발생부(126)는 도 13과 같이 센싱 단계(Ts)에서 인에이블(enable)되어 픽셀 회로의 OLED 애노드 전압 범위를 정의하는 상위 기준 전압과 하위 기준 전압을 발생한다. 제1 감마 기준 전압 발생부(126)로부터 출력되는 상위 기준 전압과 하위 기준 전압은 도 11에 도시된 센싱용 데이터 전압(Vdata)의 최고 전압 4V과 최저 전압 -2V에 해당한다. 제1 감마 기준 전압(126)은 도 14와 같이 구동 단계(Tdrv)에서 디스에이블(Disable)되어 출력 전압을 발생하지 않는다.

제2 감마 기준 전압 발생부(127)는 도 14와 같이 구동 단계(Tdrv)에서 인에이블되어 픽셀 회로의 구동 소자(DT)의 게이트 전압 범위를 정의하는 상위 기준 전압과 하위 기준 전압을 발생한다. 제2 감마 기준 전압 발생부(127)로부터 출력되는 상위 기준 전압과 하위 기준 전압은 도 12에 도시된 픽셀 데이터 전압(Vdata)의 최고 전압 3V와 최저 전압 0V에 해당한다. 제2 감마 기준 전압(127)은 도 13과 같이 센싱 단계(Ts)에서 디스에이블되어 출력 전압을 발생하지 않는다.

제1 및 제2 감마 기준 전압 발생부(126, 127)는 레지스터 설정값에 따라 출력 전압이 가변될 수 있는 프로그래머블(programmable) 감마 전압 발생회로로 구현될 수 있다.

계조 전압 발생부(128)는 분압 회로를 이용하여 제1 감마 기준 전압 발생부(126) 또는 제2 감마 기준 전압 발생부(127)로부터 입력되는 상위 기준 전압과 하위 기준 전압을 분압한다. 계조 전압 발생부(128)는 센싱 단계(Ts)에서 제1 감마 기준 전압 발생부(126)로부터 발생된 상위 기준 전압을 분압하여 센싱용 데이터(DATAs)의 계조별 감마 보상 전압을 발생한다. 계조 전압 발생부(128)는 구동 단계(Tdrv)에서 제2 감마 기준 전압 발생부(127)로부터 발생된 상위 기준 전압을 분압하여 픽셀 데이터(DATAdrv)의 계조별 감마 보상 전압을 발생한다. 계조 전압 발생부(128)는 레지스터 설정값에 따라 출력 전압이 가변될 수 있는 프로그래머블 감마 전압 발생회로로 구현될 수 있다.

DAC(125)는 디지털 신호로 입력되는 센싱용 데이터(DATAs) 또는 픽셀 데이터(DATAdrv)를 계조 전압 발생부(128)로부터 입력되는 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 도 11과 같은 센싱용 데이터 전압(Vdata) 또는 도 12와 같은 픽셀 데이터 전압(Vdata)을 발생한다. DAC(125)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱용 데이터(DATAs)를 계조 전압 발생부(128)로부터 입력되는 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 도 11과 같은 센싱용 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. DAC(125)는 구동 단계(Tdrv)에서 픽셀 데이터(DATAdrv)를 계조 전압 발생부(128)로부터 입력되는 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 도 12와 같은 픽셀 데이터 전압(Vdata)을 출력한다.

센싱용 데이터 전압(Vdata)이 전체 계조에서 실시간 센싱 결과로 얻어지는 경우, 센싱용 데이터(DATAs)는 전체 계조의 계조들 각각에서 서로 다른 값으로 발생된다. 센싱용 데이터 전압(Vdata)이 N 계조 예를 들어, 3 개의 계조에서 실시간 센싱 결과로 얻어지는 경우, 센싱용 데이터(DATAs)는 3 개의 계조 데이터만으로 발생된다. 센싱용 데이터(DATAs)는 입력 영상의 픽셀 데이터와 관계 없이 타이밍 콘트롤러(200)로부터 생성되어 데이터 구동부(400)에 입력될 수 있다.

픽셀 데이터(DATAdrv)는 타이밍 콘트롤러(200)에 입력되는 입력 영상의 픽셀 데이터이다. 따라서, 픽셀 데이터(DATAdrv)는 전체 계조에서 계조별로 다른 값을 갖는다.

픽셀 데이터(DATAdrv)는 연산부(123)에 의해 구동 소자(DT)의 전기적 특성만큼 보상된 보상 데이터로 변환되어 DAC(125)에 입력된다.

센싱용 스위치 소자들(T01, T04, T05, T06)은 센싱 신호(SENSE)의 게이트 온 전압(ON)에 따라 턴-온된다. 센싱용 스위치 소자들(T01, T04, T05, T06)은 도 13과 같이 센싱 단계(Ts)에서 턴-온되고, 구동 단계(Tdrv)에서 도 14와 같이 턴-오프된다.

센싱용 스위치 소자들(T01, T04, T05, T06)은 DAC(125)의 출력 노드와 비교기(501)의 반전 입력 단자(-) 사이에 연결된 제1 센싱용 스위치 소자(T01), 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)와 전압 검출 노드(VN) 사이에 연결된 제2 센싱용 스위치 소자(T05), 비교기(501)의 출력 단자와 보상부(510)의 ADC(121) 사이에 연결된 제3 센싱용 스위치 소자(T04), 및 전압 검출 노드(VN)와 센싱 라인(22) 사이에 연결된 제4 센싱용 스위치 소자(T06)를 포함한다.

제1 센싱용 스위치 소자(T01)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱 신호(SENSE)에 응답하여 DAC(125)의 출력 노드를 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 연결한다. 제1 센싱용 스위치 소자(T01)는 센싱 신호(SENSE)가 인가되는 게이트, DAC(125)의 출력 노드에 연결된 제1 전극, 및 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제2 센싱용 스위치 소자(T05)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱 신호(SENSE)에 응답하여 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)를 전압 검출 노드(VN)에 연결한다. 제2 센싱용 스위치 소자(T05)는 센싱 신호(SENSE)가 인가되는 게이트, 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된 제1 전극, 및 전압 검출 노드(VN)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제3 센싱용 스위치 소자(T04)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱 신호(SENSE)에 응답하여 비교기(501)의 출력 단자와 데이터 라인(21)을 ADC(121)의 입력 노드에 연결한다. 제3 센싱용 스위치 소자(T04)는 센싱 신호(SENSE)가 인가되는 게이트, 비교기(501)의 출력 단자 및 데이터 라인(21)에 연결된 제1 전극, 및 보상부(510)의 ADC(121)의 입력 노드 사이에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제4 센싱용 스위치 소자(T06)는 센싱 단계(Ts)에서 센싱 신호(SENSE)에 응답하여 전압 검출 노드(VN)를 센싱 라인(22)에 연결한다. 제4 센싱용 스위치 소자(T06)는 센싱 신호(SENSE)가 인가되는 게이트, 전압 검출 노드(VN)에 연결된 제1 전극, 및 센싱 라인(22)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

버퍼 구동용 스위치 소자들(T02, T03)은 구동 신호(DRV)의 게이트 온 전압(ON)에 따라 턴-온된다. 버퍼 구동용 스위치 소자들(T02, T03)은 도 14와 같이 구동 단계(Tdrv)에서 턴-온되고, 센싱 단계(Ts)에서 도 13과 같이 턴-오프된다.

버퍼 구동용 스위치 소자들(T02, T03)은 DAC(125)의 출력 노드와 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+) 사이에 연결된 제1 버퍼 구동용 스위치 소자(T02), 및 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)와 비교기(501)의 출력 단자 사이에 연결된 제2 버퍼 구동용 스위치 소자(T03)를 포함한다. 비교기(501)는 구동 단계(Tdrv)에서 버퍼 구동용 스위치 소자들(T02, T03)이 턴-온될 때 버퍼로 동작한다.

제1 버퍼 구동용 스위치 소자(T02)는 구동 단계(Tdrv)에서 구동 신호(DRV)에 응답하여 DAC(125) 의 출력 노드를 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 연결한다. 제1 버퍼 구동용 스위치 소자(T02)는 구동 신호(DRV)가 인가되는 게이트, DAC(125)의 출력 노드에 연결된 제1 전극, 및 비교기(501)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제2 버퍼 구동용 스위치 소자(T03)는 구동 단계(Tdrv)에서 구동 신호(DRV)에 응답하여 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)를 비교기(501)의 출력 단자와 데이터 라인(21)에 연결한다.

제2 버퍼 구동용 스위치 소자(T03)는 구동 신호(DRV)가 인가되는 게이트, 비교기(501)의 반전 입력 단자(-)에 연결된 제1 전극, 및 비교기(501)의 출력 단자와 데이터 라인(21)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

전술한 실시예들은 단독으로 적용되거나 조합될 수 있다. 본 발명의 표시장치와 그 구동 방법은 다음과 같은 실시예들로 설명될 수 있다.

상기 표시장치는 발광 소자와, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하고, 데이터 라인, 센싱 라인, 및 게이트 라인에 연결되는 픽셀 회로; 센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 출력 전압을 발생하고, 구동 단계에서 버퍼로 동작하여 픽셀 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 비교기; 및 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하고, 상기 구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 데이터 제공부를 포함한다.

상기 표시장치는 상기 센싱 단계에서 상기 피드백 전압을 풀다운시켜 상기 비교기에 공급하는 풀다운 회로부를 더 포함한다.

상기 비교기는 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 픽셀 데이터 전압이 공급되는 반전 입력 단자, 상기 센싱 단계에서 피드백 전압이 입력되는 비반전 입력 단자, 및 상기 데이터 라인에 연결된 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기를 포함한다.

상기 풀다운 회로부는 저항과 다이오드 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 센싱 단계에서 상기 저항의 일측과 상기 다이오드의 애노드는 상기 비교기의 비반전 입력 단자에 연결된다. 상기 저항의 타측과 상기 다이오드의 캐소드에 저전위 전원 전압이 인가된다.

상기 데이터 제공부는 상기 센싱 단계에서 상기 비교기의 출력 전압을 디지털 데이터로 변환하여 상기 보상 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 보상 데이터가 저장되는 메모리; 상기 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하는 연산부; 상기 센싱 단계에서 센싱 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하고, 상기 구동 단계에서 상기 픽셀 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하는 데이터 전압 발생부; 및 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터를 상기 센싱 데이터의 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 상기 센싱 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하고, 상기 구동 단계에서 상기 보상 데이터로 변조된 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터의 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 디지털-아날로그 변환기를 포함한다.

상기 데이터 전압 발생부는 상기 센싱 단계에서 상기 발광 소자의 애노드 전압 범위를 정의하는 제1 상위 기준 전압과 제1 하위 기준 전압을 발생하는 제1 감마 기준 전압 발생부; 상기 구동 단계에서 상기 구동 소자의 게이트 전압 범위를 정의하는 제2 상위 기준 전압과 제2 하위 기준 전압을 발생하는 제2 감마 기준 전압 발생부; 및 상기 센싱 단계에서 상기 제1 상위 기준 전압을 분압하여 상기 센싱용 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하고, 상기 구동 단계에서 상기 제2 감마 기준 전압 발생부로부터의 상기 제2 상위 기준 전압을 분압하여 상기 픽셀 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하는 계조 전압 발생부를 포함한다.

상기 센싱용 데이터 전압과 상기 픽셀 전압은 전압 범위가 서로 다르다.

상기 센싱용 데이터는 상위 계조, 중간 계조, 및 하위 계조를 포함한 3 개의 계조값을 가진다. 상기 메모리에 저장된 보상 데이터는 상기 센싱용 데이터의 상기 상위 계조, 상기 중간 계조, 및 상기 하위 계조에서 측정된 상기 비교기의 출력 전압 값을 포함한다. 상기 연산부는 상기 상위 계조와 상기 중간 계조에서 얻어진 보상 데이터를 이용하여 보간 방법으로 상기 상위 계조와 상기 중간 계조 사이의 계조들의 보상 데이터를 산출한다. 상기 연산부는 상기 중간 계조와 상기 하위 계조에서 얻어진 보상 데이터를 이용하여 상기 보간 방법으로 상기 하위 계조와 상기 중간 계조 사이의 계조들의 보상 데이터를 산출한다.

상기 구동 소자는 제1 노드에 연결된 게이트, 픽셀 구동 전압이 인가되는 제1 전극, 및 제2 노드에 연결된 제2 전극을 포함한다. 상기 픽셀 회로는 상기 센싱 단계와 상기 구동 단계 각각에서 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 라인을 상기 제1 노드에 연결하는 제1 스위치 소자; 상기 센싱 단계와 상기 구동 단계 각각에서 스캔 신호에 응답하여 상기 제2 노드를 상기 센싱 라인에 연결하는 제2 스위치 소자; 상기 구동 단계에서 발광 제어 신호에 응답하여 상기 제2 노드를 상기 발광 소자에 연결하는 제3 스위치 소자; 및 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결된 커패시터를 더 포함한다.

상기 표시장치는 상기 센싱 단계에서 센싱 신호에 응답하여 상기 디지털-아날로그 변환기의 출력 노드를 상기 비교기의 반전 입력 단자에 연결하는 제1 센싱용 스위치 소자; 상기 센싱 단계에서 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 비교기의 비반전 입력 단자를 전압 검출 노드에 연결하는 제2 센싱용 스위치 소자; 상기 센싱 단계에서 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 비교기의 출력 단자와 상기 데이터 라인을 아날로그-디지털 변환기의 입력 노드에 연결하는 제3 센싱용 스위치 소자; 및 상기 센싱 단계에서 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 전압 검출 노드를 상기 센싱 라인에 연결하는 제4 센싱용 스위치 소자를 더 포함한다.

상기 표시장치는 상기 구동 단계에서 구동 신호에 응답하여 상기 디지털-아날로그 변환기의 출력 노드를 상기 비교기의 비반전 입력 단자에 연결하는 제1 버퍼 구동용 스위치 소자; 및 상기 구동 단계에서 상기 구동 신호에 응답하여 상기 비교기의 반전 입력 단자를 상기 비교기의 출력 단자와 상기 데이터 라인에 연결하는 제2 버퍼 구동용 스위치 소자를 더 포함한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 비교기를 이용하여 센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 상기 비교기의 출력 전압을 발생하는 단계; 상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하는 단계; 구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 단계; 및 상기 구동 단계에서 상기 비교기가 버퍼로 동작하여 상기 픽셀 데이터 전압이 상기 데이터 라인에 공급되는 단계를 포함한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 상기 비교기의 비반전 입력 단자에 연결된 풀다운 회로부를 이용하여 상기 센싱 단계에서 상기 피드백 전압을 풀다운시키는 단계를 더 포함한다.

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.

100: 표시패널 121: ADC
122: 메모리 123: 연산부
125: DAC 126: 제1 감마 기준 전압 발생부
127: 제2 감마 기준 전압 발생부 128: 계조 전압 발생부
200: 타이밍 콘트롤러 300: 게이트 구동부
400: 게이트 구동부 500: 보상부
501: 비교기 510: 데이터 제공부
550: 풀다운 회로부 DRV : 구동 신호 SCAN : 스캔 신호
SENSE : 센싱 신호 T01, T04, T05, T06: 센싱용 스위치 소자
T02, T03: 버퍼 구동용 스위치 소자 DT: 픽셀 회로의 구동 소자
T1, T2, T3, T4: 픽셀 회로의 스위치 소자 Cst: 픽셀 회로의 커패시터

Claims (13)

1. 발광 소자와, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하고, 데이터 라인, 센싱 라인, 및 게이트 라인에 연결되는 픽셀 회로;
   센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 출력 전압을 발생하고, 구동 단계에서 버퍼로 동작하여 픽셀 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 공급하는 비교기; 및
   상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하고, 상기 구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 데이터 제공부를 포함하는 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 센싱 단계에서 상기 피드백 전압을 풀다운시켜 상기 비교기에 공급하는 풀다운 회로부를 더 포함하는 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 비교기는,
   상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 픽셀 데이터 전압이 공급되는 반전 입력 단자, 상기 센싱 단계에서 피드백 전압이 입력되는 비반전 입력 단자, 및 상기 데이터 라인에 연결된 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기를 포함하는 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 풀다운 회로부는,
   저항과 다이오드 중 적어도 하나를 포함하고,
   상기 센싱 단계에서 상기 저항의 일측과 상기 다이오드의 애노드가 상기 비교기의 비반전 입력 단자에 연결되고,
   상기 저항의 타측과 상기 다이오드의 캐소드에 저전위 전원 전압이 인가되는 표시장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 데이터 제공부는,
   상기 센싱 단계에서 상기 비교기의 출력 전압을 디지털 데이터로 변환하여 상기 보상 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 변환기;
   상기 보상 데이터가 저장되는 메모리;
   상기 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하는 연산부;
   상기 센싱 단계에서 센싱 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하고, 상기 구동 단계에서 상기 픽셀 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하는 데이터 전압 발생부; 및
   상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터를 상기 센싱 데이터의 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 상기 센싱 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하고, 상기 구동 단계에서 상기 보상 데이터로 변조된 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터의 계조별 감마 보상 전압으로 변환하여 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 표시장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 데이터 전압 발생부는,
   상기 센싱 단계에서 상기 발광 소자의 애노드 전압 범위를 정의하는 제1 상위 기준 전압과 제1 하위 기준 전압을 발생하는 제1 감마 기준 전압 발생부;
   상기 구동 단계에서 상기 구동 소자의 게이트 전압 범위를 정의하는 제2 상위 기준 전압과 제2 하위 기준 전압을 발생하는 제2 감마 기준 전압 발생부; 및
   상기 센싱 단계에서 상기 제1 상위 기준 전압을 분압하여 상기 센싱용 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하고, 상기 구동 단계에서 상기 제2 감마 기준 전압 발생부로부터의 상기 제2 상위 기준 전압을 분압하여 상기 픽셀 데이터의 계조별 감마 보상 전압을 발생하는 계조 전압 발생부를 포함하는 표시장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센싱용 데이터 전압과 상기 픽셀 전압은 전압 범위가 서로 다른 표시장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 센싱용 데이터는 상위 계조, 중간 계조, 및 하위 계조를 포함한 3 개의 계조값을 가지며,
   상기 메모리에 저장된 보상 데이터는 상기 센싱용 데이터의 상기 상위 계조, 상기 중간 계조, 및 상기 하위 계조에서 측정된 상기 비교기의 출력 전압 값을 포함하고,
   상기 연산부는,
   상기 상위 계조와 상기 중간 계조에서 얻어진 보상 데이터를 이용하여 보간 방법으로 상기 상위 계조와 상기 중간 계조 사이의 계조들의 보상 데이터를 산출하고,
   상기 중간 계조와 상기 하위 계조에서 얻어진 보상 데이터를 이용하여 상기 보간 방법으로 상기 하위 계조와 상기 중간 계조 사이의 계조들의 보상 데이터를 산출하는 표시장치.
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 구동 소자는
   제1 노드에 연결된 게이트, 픽셀 구동 전압이 인가되는 제1 전극, 및 제2 노드에 연결된 제2 전극을 포함하고,
   상기 픽셀 회로는,
   상기 센싱 단계와 상기 구동 단계 각각에서 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 라인을 상기 제1 노드에 연결하는 제1 스위치 소자;
   상기 센싱 단계와 상기 구동 단계 각각에서 스캔 신호에 응답하여 상기 제2 노드를 상기 센싱 라인에 연결하는 제2 스위치 소자;
   상기 구동 단계에서 발광 제어 신호에 응답하여 상기 제2 노드를 상기 발광 소자에 연결하는 제3 스위치 소자; 및
   상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결된 커패시터를 더 포함하는 표시장치.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 센싱 단계에서 센싱 신호에 응답하여 상기 디지털-아날로그 변환기의 출력 노드를 상기 비교기의 반전 입력 단자에 연결하는 제1 센싱용 스위치 소자;
    상기 센싱 단계에서 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 비교기의 비반전 입력 단자를 전압 검출 노드에 연결하는 제2 센싱용 스위치 소자;
    상기 센싱 단계에서 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 비교기의 출력 단자와 상기 데이터 라인을 아날로그-디지털 변환기의 입력 노드에 연결하는 제3 센싱용 스위치 소자; 및
    상기 센싱 단계에서 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 전압 검출 노드를 상기 센싱 라인에 연결하는 제4 센싱용 스위치 소자를 더 포함하는 표시장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구동 단계에서 구동 신호에 응답하여 상기 디지털-아날로그 변환기의 출력 노드를 상기 비교기의 비반전 입력 단자에 연결하는 제1 버퍼 구동용 스위치 소자; 및
    상기 구동 단계에서 상기 구동 신호에 응답하여 상기 비교기의 반전 입력 단자를 상기 비교기의 출력 단자와 상기 데이터 라인에 연결하는 제2 버퍼 구동용 스위치 소자를 더 포함하는 표시장치.
12. 발광 소자와, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함하고, 데이터 라인, 센싱 라인, 및 게이트 라인에 연결되는 픽셀 회로를 포함하는 표시장치의 구동 방법에 있어서,
    비교기를 이용하여 센싱 단계에서 센싱용 데이터 전압과, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀 회로의 구동 소자로부터 입력 받은 피드백 전압을 비교하여 상기 센싱용 데이터 전압과 상기 피드백 전압의 차이만큼 변하는 상기 비교기의 출력 전압을 발생하는 단계;
    상기 센싱 단계에서 상기 센싱용 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하여 상기 비교기의 출력 전압으로부터 얻어진 보상 데이터를 메모리에 저장하는 단계;
    구동 단계에서 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 보상 데이터로 변조하여 상기 픽셀 데이터 전압을 발생하고 상기 픽셀 데이터 전압을 상기 비교기에 공급하는 단계; 및
    상기 구동 단계에서 상기 비교기가 버퍼로 동작하여 상기 픽셀 데이터 전압이 상기 데이터 라인에 공급되는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 비교기의 비반전 입력 단자에 연결된 풀다운 회로부를 이용하여 상기 센싱 단계에서 상기 피드백 전압을 풀다운시키는 단계를 더 포함하는 표시장치의 구동 방법.

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