KR20210074065A - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210074065A
KR20210074065A KR1020190165054A KR20190165054A KR20210074065A KR 20210074065 A KR20210074065 A KR 20210074065A KR 1020190165054 A KR1020190165054 A KR 1020190165054A KR 20190165054 A KR20190165054 A KR 20190165054A KR 20210074065 A KR20210074065 A KR 20210074065A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
period
data
line
sub
Prior art date
Application number
KR1020190165054A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102660305B1 (ko
Inventor
박광모
안수지
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190165054A priority Critical patent/KR102660305B1/ko
Priority claimed from KR1020190165054A external-priority patent/KR102660305B1/ko
Priority to CN202011339221.3A priority patent/CN112951165A/zh
Priority to US17/110,091 priority patent/US11322060B2/en
Publication of KR20210074065A publication Critical patent/KR20210074065A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102660305B1 publication Critical patent/KR102660305B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3266Details of drivers for scan electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3291Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2230/00Details of flat display driving waveforms
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426Layout of electrodes and connections
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439Pixel structures
    • G09G2300/0452Details of colour pixel setup, e.g. pixel composed of a red, a blue and two green components
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/02Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264Details of driving circuits
    • G09G2310/0278Details of driving circuits arranged to drive both scan and data electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/06Details of flat display driving waveforms
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/08Details of timing specific for flat panels, other than clock recovery
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/04Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043Preventing or counteracting the effects of ageing
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/026Arrangements or methods related to booting a display
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/027Arrangements or methods related to powering off a display
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/12Test circuits or failure detection circuits included in a display system, as permanent part thereof

Abstract

표시 장치는 데이터 라인을 공유하고 다른 게이트 라인에 연결되는 적어도 2개의 서브픽셀을 포함하는 단위 픽셀을 복수 개 포함하는 표시 패널; 단위 픽셀에 포함되고 다른 데이터 라인에 연결되는 제1 및 제2 서브픽셀에 스캔 신호와 데이터 전압을 공급하기 위한 구동 회로; 센싱 라인을 통해 제1 및 제2 서브픽셀에 연결되어 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 센싱부; 및 구동 회로와 센싱부를 제어하여 동작 특성에 대응하는 센싱 데이터를 얻고 센싱 데이터를 근거로 데이터 전압을 보상하기 위한 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 타이밍 컨트롤러는, 구동 회로와 센싱부를 제어하여, 제1 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성에 대응하는 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻을 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
이 명세서는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OLED의 열화 특성을 센싱 하는 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 양자점 표시 장치(Quantum Dot Display Panel: QD) 등이 있다. 전계 발광 표시 장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시 장치와 유기 발광 표시 장치로 나뉘어진다. 유기 발광 표시 장치의 픽셀들은 스스로 발광하는 발광 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함하여 이를 발광시켜 영상을 표시한다.
OLED를 포함하는 액티브 매트릭스 타입의 유기 발광 표시 패널은, 응답 속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 발광 표시 장치는, OLED와 구동 트랜지스터를 포함하는 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고, 비디오 데이터의 계조에 따라 픽셀에서 구현되는 영상의 휘도를 조절한다. 구동 트랜지스터는 자신의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 걸리는 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동 전류를 제어한다. 구동 전류에 따라 OLED의 발광량이 결정되며, OLED의 발광량에 따라 영상의 휘도가 결정된다.
OLED와 구동 트랜지스터의 전기적 특성은 시간이 진행함에 따라 발광 효율이 떨어지는 열화 현상이 발생하고 이러한 열화는 픽셀마다 차이가 생길 수 있다. 픽셀마다 열화 편차가 발생하면 같은 계조의 영상 데이터를 픽셀들에 인가하더라도 픽셀마다 다른 휘도로 발광하여 화상 품질을 떨어뜨린다.
픽셀들 사이 특성 편차를 보상하기 위해서, 픽셀들의 전기적 특성(구동 트랜지스터의 문턱 전압, 구동 트랜지스터의 이동도, OLED의 문턱 전압 또는 커패시턴스)에 대응되는 센싱 정보를 측정하여 아날로그-디지털 컨버터(Analog Digital Converter, ADC)를 통해 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 이를 기반으로 영상 데이터를 변조하는 외부 보상 기술이 알려져 있다.
하지만, 종래의 보상 기술, 특히 OLED의 열화를 센싱 하는 동작은 컬러마다 독립적으로 수행되는데, 예를 들어 단위 픽셀이 4개의 컬러 서브픽셀로 구성되는 표시 패널의 경우, 표시 패널의 모든 표시 라인들을 대상으로 제1 색 컬러 서브픽셀들을 센싱 하고, 모든 표시 라인들을 대상으로 제2 색 컬러 서브픽셀들을 센싱 하고, 이어서 모든 표시 라인들을 대상으로 제3 색 컬러 서브픽셀들을 센싱한 후, 모든 표시 라인들을 대상으로 제4 색 컬러 서브픽셀들을 센싱 한다.
일반적으로 OLED 커패시턴스 센싱 동작은, 화면 휴지 상태, 즉 시스템 전원은 인가되지만 화면이 꺼진 상태에서 수행된다. 또한, OLED 커패시턴스는 OLED를 발광시키고 난 다음에 센싱 되기 때문에, OLED 커패시턴스 센싱 동작이 수행되는 표시 라인은 사용자 눈에 시인될 수밖에 없다.
하지만, 표시 장치가 점점 대면적 및 고해상도화 되면서 표시 라인의 개수가 증가하기 때문에, 센싱 시간을 줄이는 것이 어려워진다.
이 명세서에 개시된 실시예는 이러한 상황을 감안한 것으로, 이 명세서의 목적은 표시 패널에 포함된 모든 OLED의 열화를 센싱 하는 데 걸리는 전체 센싱 시간을 줄이는 데 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 데이터 라인을 공유하고 다른 게이트 라인에 연결되는 적어도 2개의 서브픽셀을 포함하는 단위 픽셀을 복수 개 포함하는 표시 패널; 단위 픽셀에 포함되고 다른 데이터 라인에 연결되는 제1 및 제2 서브픽셀에 스캔 신호와 데이터 전압을 공급하기 위한 구동 회로; 센싱 라인을 통해 제1 및 제2 서브픽셀에 연결되어 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 센싱부; 및 구동 회로와 센싱부를 제어하여 동작 특성에 대응하는 센싱 데이터를 얻고 센싱 데이터를 근거로 데이터 전압을 보상하기 위한 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 타이밍 컨트롤러는, 구동 회로와 센싱부를 제어하여, 제1 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성에 대응하는 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻는 것을 특징으로 한다.
DRD 방식의 픽셀 배치에서 2개 컬러의 서브픽셀의 OLED 특성을 센싱 하는 센스 구동을 중첩하여 진행함으로써, 표시 패널 전체의 OLED 특성을 센싱 하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있게 된다. 또한, 센싱 시간을 줄임으로써, OLED 특성을 센싱 하면서 센싱 동작을 수행하는 표시 라인이 사용자에게 보이는 현상을 줄여 사용자 만족도를 높일 수 있게 된다.
도 1은 OLED의 동작 전압을 센싱 하는 유기 발광 표시 장치를 기능 블록으로 도시한 것이고,
도 2는 2개의 서브픽셀이 데이터 라인을 공유하는 더블 레이트 구동(DRD) 방식의 픽셀의 실제 서브픽셀 배치를 도시한 것이고,
도 3a와 도 3b는 각각 DRD 방식의 픽셀에서 서브픽셀, 데이터 라인, 게이트 라인 및 센싱 라인의 연결을 도시한 것이고,
도 4는 픽셀 어레이와 소스 드라이브 IC의 구성을 도시한 것이고,
도 5는 픽셀 회로와 센싱 유닛의 구성을 도시한 것이고,
도 6은 OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 할 때 픽셀과 센싱 유닛의 동작을 도시한 것이고,
도 7은 OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 할 때 제어 신호와 주요 노드의 전압을 도시한 것이고,
도 8과 도 9는 각각 비교예에 따른 픽셀의 연결과 센스 구동 시퀀스를 도시한 것이고,
도 10은 도 9의 센스 구동 시퀀스를 각 컬러의 서브픽셀에 순차적으로 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 11은 도 3a의 픽셀에서 2개 컬러의 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스를 중첩하여 센싱 하는 센스 구동 시퀀스를 도시한 것이고,
도 12는 도 11의 센스 구동 시퀀스를 4개 컬러의 서브픽셀에 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 13은 도 3a의 픽셀에서 2개 컬러의 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스를 중첩하여 센싱 하되 하나의 표시 라인의 모든 컬러의 서브픽셀을 연속으로 센싱 하는 센스 구동 시퀀스를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 이 명세서 내용과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 불필요하게 내용 이해를 흐리게 하거나 방해할 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 OLED의 동작 전압을 센싱 하는 유기 발광 표시 장치를 기능 블록으로 도시한 것이고, 도 2는 2개의 서브픽셀이 데이터 라인을 공유하는 더블 레이트 구동(DRD) 방식의 픽셀에서 실제 서브픽셀 배치를 도시한 것이고, 도 3a와 도 3b는 각각 DRD 방식의 픽셀에서 서브픽셀, 데이터 라인, 게이트 라인 및 센싱 라인의 연결을 도시한 것이다.
OLED의 동작 전압을 센싱 하여 보상하기 위한 외부 보상을 구현하는 유기 발광 표시 장치는, 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12) 및 게이트 구동 회로(13)를 구비할 수 있다.
도 1의 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12) 및 게이트 구동 회로(13)는 전체 또는 일부가 드라이브 IC 내에 일체화될 수 있고, 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)를 병합하여 하나의 구동 회로로 구성할 수도 있다.
표시 패널(10)에서 입력 영상이 표현되는 화면에는 열(Column) 방향(또는 수직 방향 또는 제2 방향)으로 배열되는 다수의 데이터 라인들(14A)과 센싱 라인들(14B) 및 행(Row) 방향(또는 수평 방향 또는 제1 방향)으로 배열되는 다수의 게이트 라인들(15A, 15B)이 교차하고, 교차 영역마다 픽셀들(P)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이를 형성한다.
게이트 라인(15A, 15B)은, 데이터 라인(14A)에 공급되는 데이터 전압을 픽셀에 인가하고, 센싱 라인(14B)에 공급되는 초기화 전압을 픽셀에 인가하고, 픽셀의 특성 신호를 센싱 라인(14B)을 통해 데이터 구동 회로(12)에 공급하기 위한 스캔 신호를 픽셀들에 공급한다.
해상도의 기준이 되는 단위 픽셀(Unit Pixel)은, 도 2와 도 3과 같이, 레드 컬러를 위한 R 서브픽셀, 그린 컬러를 위한 G 서브픽셀, 블루 컬러를 위한 B 서브픽셀 및 화이트 컬러를 위한 W 서브픽셀로 구성될 수 있다.
데이터 구동 회로(12)를 구성하는 소스 드라이브 IC의 개수 또는 소스 드라이브 IC가 출력하는 출력 채널 개수를 줄이기 위해, 도 2와 같이, 단위 픽셀을 구성하는 4개의 서브픽셀이 하나의 데이터 라인을 가로 방향으로 서로 인접하는 2개의 서브픽셀이 공유하도록 하는 더블 레이트 구동(Double Rate Drive, DRD) 방식으로 배치될 수 있다.
도 2에서, G 서브픽셀과 R 서브픽셀이 제1 데이터 라인(14A_GR)을 공유하고, W 서브픽셀과 B 서브픽셀이 제2 데이터 라인(14A_BW)을 공유한다. 또한, 대칭성을 위하여 이웃하는 서브픽셀의 개구부(또는 발광부)와 회로부를 서로 엇갈리게 배치하여 빛이 새는 것을 개선할 수 있고, 이에 따라 R 서브픽셀과 B 서브픽셀이 픽셀 유닛의 위를 지나는 제1 게이트 라인(15A)에 연결되고, G 서브픽셀과 W 서브픽셀이 픽셀 유닛의 아래를 지나는 제2 게이트 라인(15B)에 연결된다.
또한, 고전위 전원 전압을 공급하는 제1 전원 라인(EVDD) 옆에 R 서브픽셀과 W 서브픽셀보다 발광부 영역이 상대적으로 작은 G 서브픽셀과 B 서브픽셀을 배치하여, 제1 데이터 라인(14A_GR)과 제2 데이터 라인(14A_BW)이 표시 라인을 진행하면서 방향을 바꾸면서 꺾이는 것을 최소한으로 할 수 있다.
픽셀에 초기화 전압을 공급하고 픽셀의 특성을 센싱 하기 위한 센싱 라인(14B)은 단위 픽셀의 가운데를 지나 제1/제2 데이터 라인(14_A)과 나란히 진행하도록 배치될 수 있다. 단위 픽셀을 구성하는 G/R/W/B 서브픽셀은 하나의 센싱 라인(14B)에 공통으로 연결될 수 있다.
도 3a에서는, 서브픽셀들과 데이터 라인(14A), 제1/제2 게이트 라인(15A, 15B), 센싱 라인(14B)의 연결이, i번째 표시 라인(L(i))과 (i+1)번째 표시 라인(L(i+1))에서 서로 같다. 하지만, 도 3b에서는, 서브픽셀들과 데이터 라인(14A), 제1/제2 게이트 라인(15A, 15B), 센싱 라인(14B)의 연결이, i번째 표시 라인(L(i))과 (i+1)번째 표시 라인(L(i+1))에서 서로 다르다.
도 3b와 같이 픽셀 어레이를 구성하면, 데이터 전압을 데이터 라인(14A)을 통해 이웃하는 2개의 표시 라인의 픽셀들에 공급할 때, 데이터 전압을 같은 색의 서브픽셀에 연속으로 2번 공급한다. 이웃하는 같은 색의 서브픽셀의 영상 데이터가 비슷할 가능성이 높으므로 데이터 전압의 차이가 별로 없기 때문에, 소스 드라이브 IC가 데이터 라인(14A)을 구동(충전)하기가 쉬워져 소비 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.
반면, 단위 픽셀 안의 서브픽셀의 배치가 게이트 라인(15)이 진행하는 수평 방향을 기준으로 서로 대칭이 되므로, 표시 패널 제조가 더 복잡해지고 서브픽셀의 배치가 전체적으로 균일하지 않고 일정한 패턴을 갖는 단점이 있다.
도 3a의 배치는 도 3b의 배치와 이점과 단점이 서로 반대가 된다.
이하 명세서에서는 도 3a를 기준으로 실시예들을 설명하는데, 도 3b에 대해서도 큰 변동 없이 같은 맥락으로 실시예들을 적용할 수 있다. 이하에서 픽셀의 동작과 관련된 설명에서 픽셀은 서브픽셀을 의미할 수 있다.
표시 패널(100)은, 고전위 전원 전압(또는 픽셀 구동 전압)을 픽셀들(P)에 공급하기 위한 제1 전원 라인(EVDD)과 저전위 전원 전압을 픽셀들(P)에 공급하기 위한 제2 전원 라인(EVSS) 등을 더 포함할 수 있다. 제1/제2 전원 라인은 도시하지 않은 전원부에 연결된다. 제2 전원 라인은 다수 개의 픽셀들(P)을 덮는 투명 전극 형태로 형성될 수도 있다.
표시 패널(10)의 픽셀 어레이 위에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱 되거나 픽셀들을 통해 센싱 될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시 패널(PXL)의 화면(AA) 위에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.
픽셀 어레이에서, 같은 수평 라인에 배치되는 픽셀들(P)은 데이터 라인들(14A) 중 어느 하나, 게이트 라인들(15A, 15B) 중 어느 하나에 접속되어 픽셀 라인(또는 표시 라인)(L(i))을 형성한다.
픽셀(P)은, 게이트 라인(15A, 15B)을 통해 인가되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(14A)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 입력 받고 데이터 전압에 상응하는 전류로 OLED를 발광시킨다.
같은 픽셀 라인에 배치된 픽셀들(P) 중에서 같은 게이트 라인(15A 또는 15B)에 연결되는 픽셀들은 해당 게이트 라인으로부터 인가되는 스캔 신호에 따라 동시에 동작한다.
픽셀(P)은, 전원부(미도시)로부터 고전위 전원 전압(EVDD)과 저전위 전원 전압(EVSS)을 공급 받는다. 픽셀(P)은 구동 시간 경과 및/또는 패널 온도 등과 환경 조건에 따른 발광 소자인 OLED의 열화를 센싱 하는데 적합한 회로 구조를 가질 수 있다. 픽셀(P) 회로의 구성은 다양한 변형이 가능한데, 예를 들어 픽셀(P)은 발광 소자와 구동 소자 이외에, 복수의 스위치 소자들과 적어도 하나 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
전원부는, 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)를 이용하여, 호스트로부터 제공되는 직류 입력 전압을 조정하여 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작에 필요한 게이트 온 전압, 게이트 오프 전압 등을 생성하고, 또한 픽셀 어레이의 구동에 필요한 고전위 전원 전압(EVDD)과 저전위 전원 전압(VSS)을 생성한다.
호스트 시스템은 모바일 기기, 웨어러블 기기 및 가상/증강 현실 기기 등에서 AP(Application Processor)가 될 수 있다. 또는, 호스트 시스템은 텔레비전 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터, 및 홈 시어터 시스템 등의 메인 보드일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
타이밍 컨트롤러(11)는 센스 구동과 디스플레이 구동을 정해진 제어 시퀀스에 따라 시간적으로 분리할 수 있다. 여기서, 센스 구동은 발광 소자의 커패시턴스를 센싱 하고 그에 따른 보상 값을 갱신하기 위한 구동이고, 디스플레이 구동은 보상 값이 반영된 영상 데이터(DATA)를 표시 패널(10)에 기입하여 영상을 재현하는 구동이다.
타이밍 컨트롤러(11)의 제어에 따라, 센스 구동은 디스플레이 구동이 시작되기 전의 파워 온 시퀀스에 수행되거나 또는 디스플레이 구동이 끝난 후 파워 오프 시퀀스에서 수행될 수 있다. 파워 온 시퀀스는 시스템 전원이 인가된 후부터 화면이 켜지기 전까지의 동작을 수행하는 기간 의미하고, 파워 오프 시퀀스는 화면이 꺼진 후 시스템 전원이 해제될 때까지 동작을 수행하는 기간을 의미한다.
센스 구동은 시스템 전원이 인가되고 있는 도중에 표시 장치의 화면만 꺼진 상태, 예컨대, 대기 모드, 슬립 모드, 저전력 모드 등에서 수행될 수도 있다. 타이밍 컨트롤러(11)는 미리 정해진 감지 프로세스에 따라 대기 모드, 슬립 모드, 저전력 모드 등을 감지하고, 센스 구동에 필요한 동작들을 제어할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 전달되는 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(12)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍 신호를 입력 받아 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성한다. 제어 신호들은 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GCS)와 데이터 구동 회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(11)는 디스플레이 구동을 위한 제어 신호(DCS, GCS)와 센스 구동을 위한 제어 신호(DCS, GCS)를 서로 다르게 생성할 수도 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 센스 구동 때 발광 소자의 커패시턴스에 대한 센싱 데이터(SD)를 데이터 구동 회로(12)로부터 입력 받고, 센싱 데이터(SD)를 기반으로 발광 소자의 열화(즉, 커패시턴스의 변화)에 따른 휘도 편차를 보상할 수 있는 보상 값을 계산하여 메모리(미도시)에 저장할 수 있다. 메모리에 저장되는 보상 값은 센스 동작이 반복될 때마다 업데이트 될 수 있고, 그에 따라 시간이 경과함에 따라 바뀌는 발광 소자의 특성 편차를 용이하게 보상할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는 디스플레이 구동 때 메모리로부터 보상 값을 읽고, 이를 기초로 입력 영상 데이터(DATA)를 보정하여 데이터 구동 회로(12)에 공급한다.
도 4는 픽셀 어레이와 소스 드라이브 IC의 구성을 도시한 것이다.
데이터 구동 회로(12)는, 적어도 하나 이상의 소스 드라이브 IC(SDIC)를 포함할 수 있다. 소스 드라이브 IC(SDIC)는 데이터 라인(14A)에 연결되는 다수의 데이터 구동부를 포함한다.
디스플레이 구동 때, 소스 드라이브 IC의 데이터 구동부는, 데이터 제어 신호(DCS)를 기반으로, 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 샘플링 하고 래치 하여 병렬 데이터로 바꾸고, 래치 된 디지털 데이터를 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 통해 감마 초기화 전압에 따라 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 데이터 전압을 출력 채널과 데이터 라인들(14A)을 거쳐 픽셀들(P)로 공급한다. 데이터 전압은 픽셀이 표현할 계조에 대응되는 값일 수 있다.
센스 구동 때, 데이터 구동부는, 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 센싱용 데이터 전압을 생성하여 데이터 라인들(14A)에 공급할 수 있다.
센싱용 데이터 전압은 온 구동용 데이터 전압과 오프 구동용 데이터 전압을 포함할 수 있다. 온 구동용 데이터 전압은 구동 소자의 게이트 전극에 인가되어 구동 소자를 턴-온 시키는 전압(즉, 픽셀 전류를 설정하기 위한 전압)이고, 오프 구동용 데이터 전압은 구동 소자의 게이트 전극에 인가되어 구동 소자를 턴-오프 시키는 전압(즉, 픽셀 전류를 차단하기 위한 전압)이다.
온 구동용 데이터 전압은 단위 픽셀 안에서 센싱 대상이 되는 서브픽셀에 인가되고, 오프 구동용 데이터 전압은 단위 픽셀 안에서 센싱 픽셀과 함께 센싱 라인(14B)을 공유하는 비센싱 픽셀들에 인가된다. 예를 들어, 도 3a에서, R 서브픽셀과 W 서브픽셀이 센싱 되고, G와 B 서브픽셀이 센싱 되지 않을 때, 온 구동용 데이터 전압은 R과 W 서브픽셀의 구동 소자에 인가되고, 오프 구동용 데이터 전압은 G와 B 픽셀의 구동 소자에 인가될 수 있다.
센싱 픽셀에는 온 구동용 데이터 전압뿐만 아니라 오프 구동용 데이터 전압도 인가되는데, 온 구동용 데이터 전압은 센싱 픽셀에서 픽셀 전류를 설정하는 기간 동안 공급되고, 오프 구동용 데이터 전압은 센싱 픽셀에서 발광 소자의 커패시턴스를 샘플링 하는 기간 동안 공급될 수 있다.
한편, 소스 드라이브 IC(SDIC)는 센싱 라인(14B)에 연결되는 다수의 센싱 유닛(Sensing Unit, SU)과 센싱 유닛(SU)이 센싱 한 센싱 전압을 센싱 데이터로 변환하는 ADC를 포함할 수 있는데, 센싱 유닛(SU)과 ADC를 센싱부라 칭할 수 있다.
각 센싱 유닛(SU)은, 센싱 라인(14B)에 연결되고, 스위치들(SS1~SSk)을 통해 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 선택적으로 연결될 수 있다. 각 센싱 유닛(SU)은 전류 적분기 또는 전류 비교기와 같은 전류-전압 변환기로 구현될 수 있다. 각 센싱 유닛(SU)은 전류 센싱 방식으로 구현되므로, 낮은 전류 센싱과 고속 센싱에 적합하다. 즉, 각 센싱 유닛(SU)을 전류 센싱 방식으로 구성하면 센싱 시간을 줄이고 센싱 감도를 높이는 데 유리하다.
ADC는 각 센싱 유닛(SU)으로부터 입력되는 센싱 전압을 센싱 데이터(SD)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(11)에 출력할 수 있다.
게이트 구동 회로(13)는, 시프트 레지스터, 시프트 레지스터의 출력 신호를 픽셀에 포함된 트랜지스터의 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 시프터 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적 회로들로 구성될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(13)는 GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식으로 표시 패널(10)의 하부 기판에 직접 형성될 수도 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 시프터는 PCB(Printed Circuit Board) 위에 실장되고, 시프트 레지스터는 표시 패널(10)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 스캔 신호는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압 사이에서 스윙 한다.
게이트 구동 회로(13)는, 디스플레이 구동 때, 게이트 제어 신호(GCS)를 기반으로 디스플레이용 스캔 신호를 행 순차 방식으로 생성하여 픽셀 라인마다 연결된 게이트 라인(15A, 15B)에 순차적으로 제공한다. 디스플레이용 스캔 신호는 데이터 라인(14A)의 데이터 전압의 공급에 동기되어 게이트 라인(15A, 15B)에 공급된다.
게이트 구동 회로(13)는, 센스 구동 때, 게이트 제어 신호(GCS)를 기반으로 센싱용 스캔 신호를 생성하여 게이트 라인(15A, 15B)에 제공할 수 있는데, 센싱용 스캔 신호는 데이터 라인(14A)에 공급되는 센싱용 데이터 전압에 동기된다.
게이트 구동 회로(13)는, 센스 구동 때, DRD 방식으로 단위 픽셀에 포함된 두 서브픽셀이 데이터 라인(14A)을 공유하고 서로 다른 게이트 라인(15A, 15B)에 연결되는 픽셀 구조에서, 데이터 라인을 공유하지 않는 두 서브픽셀에 서로 중첩하는 센싱용 스캔 신호를 제1 게이트 라인(15A)과 제2 게이트 라인(15B)을 통해 공급함으로써, 같은 표시 라인에 있는 두 컬러의 서브픽셀의 발광 소자 특징을 중복하여 센싱 할 수 있다.
데이터 라인을 공유하지 않는 두 서브픽셀 중 제1 서브픽셀에 연결되는 제1 게이트 라인(15A)에 공급되는 제1 센싱용 스캔 신호에 동기되어 제1 서브픽셀이 연결되는 제1 데이터 라인(14A)에 온 구동용 데이터 전압과 오프 구동용 데이터 전압이 공급되고, 제2 서브픽셀에 연결되는 제2 게이트 라인(15B)에는 제1 센싱용 스캔 신호보다 소정 시간 지연되어 공급되는 제2 센싱용 스캔 신호가 공급되고 제2 센싱용 스캔 신호에 동기되어 제2 서브픽셀에 연결되는 제2 데이터 라인(14A)에 온 구동용 데이터 전압과 오프 구동용 데이터 전압이 공급될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 게이트 구동 회로(13)와 데이터 구동 회로(12)의 센싱 유닛(SU)을 제어하여 픽셀에 포함된 발광 소자의 특징을 센싱 하기 위한 센스 구동 시퀀스를 수행할 때, 데이터 라인(14A)을 공유하는 두 컬러를 묶어서 표시 라인 단위로 동시에 센싱 하되 라인 순차 방식으로 라인을 변경하면서 모든 표시 라인에 대해서 센싱 동작을 수행하고, 다른 두 컬러도 같은 방식으로 표시 라인 단위로 동시에 센싱 하고 라인 순차 방식으로 모든 표시 라인에 대해서 센싱 동작을 수행할 수 있다.
도 5는 픽셀 회로와 센싱 유닛의 구성을 도시한 것이다.
각 픽셀(P)은, 발광 소자인 OLED, 구동 소자인 구동 TFT(Thin Film Transistor)(DT), 스토리지 커패시터(Cst), 제1 스위칭 TFT(ST1), 및 제2 스위칭 TFT(ST2)를 구비할 수 있다. 픽셀(P)을 구성하는 TFT들은 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현되거나, 또는 p 타입과 n 타입이 혼용된 하이브리드 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 픽셀(P)을 구성하는 TFT들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있다.
OLED는 구동 TFT가 생성하는 픽셀 전류에 따라 발광한다. OLED는 제2 노드(N2)에 접속된 애노드 전극, 저전위 전원 전압(EVSS)의 입력단에 접속된 캐소드 전극, 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 유기 화합물층을 포함한다.
애노드 전극과 캐소드 전극, 그들 간에 존재하는 다수의 절연막들에 의해 OLED에는 기생 커패시터(Coled)가 존재한다. OLED 기생 커패시터(Coled)의 커패시턴스는 수 pF으로, 센싱 라인(14B)에 존재하는 기생 커패시터의 용량인 수백 ~ 수천 pF에 비해 아주 작다.
OLED 기생 커패시터(Coled)를 활용한 전류 센싱 방식을 통해 OLED 열화를 센싱 할 수 있다. 전류 센싱 방식은, 센싱 라인(14B)에 충전된 전압을 센싱 하는 전압 센싱 방식에 비해 센싱 시간을 줄일 수 있고 센싱 정확도를 높일 수 있다. 즉, OLED 기생 커패시터(Coled)에 축적된 전하(OLED 동작점 전압에 해당함)를 전류 센싱을 통해 센싱 하면, 저전류 센싱 및 고속 센싱에 유리하다.
구동 TFT(DT)는 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 따라 OLED에 입력되는 픽셀 전류를 제어한다. 구동 TFT(DT)는 제1 노드(N1)에 접속되는 게이트 전극, 고전위 전원 전압(EVDD)의 입력단에 접속되는 드레인 전극 및 제2 노드(N2)에 접속된 소스 전극을 구비한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다.
제1 스위칭 TFT(ST1)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 데이터 라인(14A)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(N1)에 인가한다. 데이터 전압(Vdata)은, 디스플레이 구동 때는 입력 영상 데이터에 대응하는 전압이고, 센스 구동 때는 센싱용 데이터 전압으로 온 구동용 데이터 전압과 오프 구동용 데이터 전압을 포함한다.
제1 스위칭 TFT(ST1)는 게이트 라인(15)에 접속되는 게이트 전극, 데이터 라인(14A)에 접속되는 드레인 전극 및 제1 노드(N1)에 접속되는 소스 전극을 구비한다. 제2 스위칭 TFT(ST2)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 제2 노드(N2)와 센싱 라인(14B) 사이 전류 흐름을 스위칭 한다. 제2 스위칭 TFT(ST2)는 게이트 라인(15)에 접속되는 게이트 전극, 센싱 라인(14B)에 접속되는 드레인 전극 및 제2 노드(N2)에 접속되는 소스 전극을 구비한다.
센싱 유닛(SU)은 센싱 라인(14B)을 통해 픽셀(P)에 연결된다. 센싱 유닛(SU)은 전류 적분기(CI)와 샘플&홀드부(SH)를 포함할 수 있다.
전류 적분기(CI)는 픽셀(P)로부터 유입되는 전류 신호(Ipix)를 적분하여 센싱 전압(Vsen)을 출력한다. 전류 신호(Ipix)는, OLED의 기생 커패시터(Coled)에 축적된 전하량에 따른 전류로서, OLED의 기생 커패시터(Coled)의 커패시턴스에 비례하여 증가한다. 출력 단자를 통해 센싱 전압(Vsen)을 출력하는 전류 적분기(CI)는 앰프(AMP), 앰프(AMP)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 접속되는 피드백 커패시터(Cfb), 피드백 커패시터(Cfb)의 양단에 접속되는 리셋 스위치(RST)를 포함한다.
앰프(AMP)의 반전 입력 단자(-)는, 센싱 라인(14B)을 통해 제2 노드(N2)에 초기화 전압(Vpre)을 인가하고, 센싱 라인(14B)을 통해 픽셀(P)의 OLED 기생 커패시터(Coled)에 충전된 전하를 입력 받는다. 앰프(AMP)의 비반전 입력 단자(+)에는 초기화 전압(Vpre)이 입력된다.
전류 적분기(CI)는 샘플&홀드부(SH)를 통해 ADC에 연결된다. 샘플&홀드부(SH)는 앰프(AMP)로부터 출력되는 센싱 전압(Vsen)을 샘플링 하여 샘플링 커패시터(Cs)에 저장하는 샘플링 스위치(SAM), 샘플링 커패시터(C)에 저장된 센싱 전압(Vsen)을 ADC에 전달하기 위한 홀딩 스위치(HOLD)를 포함할 수 있다.
도 6은 OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 할 때 픽셀과 센싱 유닛의 동작을 도시한 것이고, 도 7은 OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 할 때 제어 신호와 주요 노드의 전압을 도시한 것이다.
OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 하는 센스 구동 시퀀스는 초기화 기간(Ta), 부스팅 기간(Tb) 및 샘플링 기간(Tc) 순서로 진행될 수 있다. 참고로, 센스 구동 때 픽셀에 공급되는 고전위 전원 전압(EVDD)은 디스플레이 구동 때보다 더 낮은 전압으로 변동될 수 있는데, 예를 들어 24V에서 10V로 변동될 수 있다.
초기화 기간(Ta)에, 리셋 스위치(RST)가 턴-온 되어 전류 적분기(CI)는 이득이 1인 유닛 게인 버퍼로 동작하여, 앰프(AMP)의 입력 단자들(+, -), 출력 단자, 센싱 라인(14B)은 모두 초기화 전압(Vpre)으로 초기화된다.
초기화 기간(Ta)에, 데이터 라인(14A)에는 온 구동용 데이터 전압(Von)이 인가된다. 그리고, 센싱용 스캔 신호(SCAN)에는 온 구동용 데이터 전압(Von)에 동기하여 온 레벨의 제1 스캔 펄스(P1)가 인가되어, 제1 스위칭 TFT(ST1)와 제2 스위칭 TFT(ST2)를 턴-온 시킨다.
초기화 기간(Ta)에, 제1 스위칭 TFT(ST1)는 턴-온 되어 데이터 라인(14A)에 공급되는 온 구동용 데이터 전압(Von)을 제1 노드(N1)에 인가한다. 그리고, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 턴-온 되어 센싱 라인(14B)에 공급되는 초기화 전압(Vpre)을 제2 노드(N2)에 인가한다. 그 결과, 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 사이 전압은 픽셀 전류를 흘릴 수 있게 설정된다.
부스팅 기간(Tb)에, 오프 레벨의 센싱용 스캔 신호(SCAN)에 따라 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)가 턴-오프 된다. 이때, 구동 TFT(DT)의 소스-드레인 사이에 흐르는 픽셀 전류에 의해 제2 노드(N2)의 전위, 즉 OLED의 애노드 전극의 애노드 전위는 OLED의 동작점 전압까지 상승한 후 포화된다. OLED의 애노드 전위가 동작점 전압까지 상승하면 OLED를 통해 픽셀 전류가 흐르고 OLED는 발광한다.
이때, OLED의 기생 커패시터(Coled)는 OLED의 동작점 전압에 해당하는 전하량으로 충전된다. OLED의 동작점 전압은 OLED의 열화에 관계없이 일정하지만, 열화에 의해 OLED 기생 커패시터(Coled)의 커패시턴스가 증가하여, OLED 기생 커패시터(Coled)에 충전되는 전하량도 열화에 비례하여 증가한다(Q=Coled*Vanode).
한편, 부스팅 기간(Tb)에 리셋 스위치(RST)가 턴-온 되면(도 7에서 점선) 전류 적분기(CI)는 줄곧 게인이 1인 버퍼로 동작하므로, 부스팅 기간(Tb)에 센싱 전압(Vsen)은 초기화 전압(Vpre)으로 출력된다. 부스팅 기간(Tb)에 리셋 스위치(RST)가 턴-오프 되더라도 앰프(AMP)의 입력과 출력이 바뀌지 않기 때문에, 센싱 전압(Vsen)은 초기화 전압(Vpre)을 유지한다. 즉, 부스팅 기간(Tb)에 리셋 스위치의 제어 신호(RST)는 턴-온 레벨이나 턴-오프 레벨이나 어느 것이 되어도 상관 없다.
도 7에는 부스팅 기간(Tb)에 데이터 라인(14A)에 온 구동용 데이터 전압(Von)이 공급되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 부스팅 기간(Tb)에는, 제1 스위칭 TFT(ST1)가 턴-오프 되므로, 데이터 라인(14A)에 오프 구동용 데이터 전압(Voff)을 공급해도 문제 없다.
적분 기간(Tc)에, 온 레벨을 갖는 센싱용 스캔 신호(SCAN)의 제2 펄스(P2)에 따라 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)가 턴-온 되고, 리셋 스위치(RST)는 턴-오프 된다. 이때, 센싱용 스캔 신호(SCAN)의 제2 펄스(P2)에 동기하여 데이터 라인(14A)에는 오프 구동용 데이터 전압(Voff)이 인가된다. 구동 TFT(DT)는 제1 스위칭 TFT(ST1)를 통해 인가되는 오프 구동용 데이터 전압(Voff)에 따라 턴-오프 된다. 따라서, OLED에 인가되는 픽셀 전류는 차단된다.
즉, 적분 기간(Tc)에는 픽셀 전류를 차단하고, OLED 기생 커패시터(Coled)에 충전된 전하를 센싱 한다. OLED 기생 커패시터(Coled)에 충전된 전하는 적분 기간(Tc)에 전류 적분기(CI)의 피드백 커패시터(Cfb)로 이동한다. 그 결과 제2 노드(N2)의 전위는 부스팅 레벨에서 초기화 전압(Vpre)으로 떨어진다.
적분 기간(Tc)에, 앰프(AMP)의 반전 입력 단자(-)에 유입되는 전하에 의해 피드백 커패시터(Cfb)의 양단 전위차는 센싱 시간이 경과할수록, 즉 축적되는 전하량이 증가할수록 커진다. 그런데, 앰프(AMP)의 특성상 반전 입력 단자(-)와 비반전 입력단자(+)는 가상 접지(Virtual Ground)를 통해 쇼트 되어 서로 전위차가 0이므로, 적분 기간(Tc)에 반전 입력 단자(-)의 전위는 피드백 커패시터(Cfb)의 전위차 증가에 상관없이 초기화 전압(Vpre)을 유지한다. 그 대신, 피드백 커패시터(Cfb)의 양단 전위차에 대응하여 앰프(AMP)의 출력 단자 전위가 낮아진다.
이러한 원리로 적분 기간(Tc)에 센싱 라인(14B)을 통해 유입되는 전하는 피드백 커패시터(Cfb)를 통해 적분 값인 센싱 전압(Vsen)으로 변하며, 이 경우 센싱 전압(Vsen)은 초기화 전압(Vpre)보다 낮은 값으로 출력될 수 있다. 이는 전류 적분기(CI)의 입출력 특성에 기인한 것이다. 부스팅 레벨에서 초기화 전압(Vpre) 사이 전위차가 클수록, 즉 OLED의 기생 커패시턴스가 클수록 초기화 전압(Vpre)과 센싱 전압(Vsen) 사이 전위차(△V1, △V2)는 커진다.
도 7에서, 점선은 상대적으로 OLED의 기생 커패시턴스가 큰 픽셀의 동작 파형이고, 실선은 상대적으로 OLED의 기생 커패시턴스가 작은 픽셀의 동작 파형이다.
샘플링 기간(Td)에, 샘플링 스위치(SAM)가 턴-온 되어 센싱 전압(Vsen)이 샘플링 커패시터(Cs)에 저장된다. 이후 홀딩 스위치(HOLD)가 턴온 되면 샘플링 커패시터(Cs)에 저장된 센싱 전압(Vsen)이 홀딩 스위치(HOLD)를 경유하여 ADC에 입력된다. 센싱 전압(Vsen)은 ADC에서 센싱 데이터(SD)로 변환되어 타이밍 컨트롤러(11)로 출력된다.
이러한 센스 구동 시퀀스에 따라 각 표시 라인에 배치된 픽셀들은 센싱 될 수 있다.
도 7에서 OLED의 커패시턴스를 센싱 하기 위한 센싱용 스캔 신호는, 초기화 기간(Ta)의 턴-온 레벨 펄스(제1 펄스(P1)), 부스팅 기간(Tb)의 턴-오프 레벨, 적분 기간(Tc)의 턴-온 레벨 펄스(제2 펄스(P2)), 및 샘플링 기간(Td)의 턴-오프 레벨로 이루어질 수 있다.
한편, OLED의 기생 커패시턴스를 전류 센싱 방식으로 센싱 하는 경우, 센싱 신호에 랜덤 노이즈가 많이 발생하는데, 표시 패널(10)을 가로 지르는 센싱 라인(14B)에 노이즈가 침입할 여지가 많고, 센싱 유닛(SU) 이후 ADC로부터 많은 노이즈가 침입한다.
센싱 데이터(SD)에 노이즈가 발생하면, 같은 서브픽셀을 센싱 하더라도 센싱 데이터에 편차가 발생하고, 노이즈가 낀 센싱 데이터를 근거로 데이터 전압을 보상하면, 노이즈 성분이 영상에 얼룩 형태로 나타나 사용자의 눈에 인지될 수 있다.
이와 같이 센싱 전압(Vsen) 또는 센싱 데이터(SD)에 발생하는 노이즈를 줄이기 위해서는, 같은 서브픽셀에 대해서 복수 회 반복하여, 예를 들어 16회, 32회 또는 64회 반복하여 센싱 데이터를 구하고 이를 평균함으로써, 노이즈에 의한 센싱 데이터의 변동을 줄일 수 있다.
하지만, 같은 서브픽셀에 대해 이와 같이 여러 번에 걸쳐 반복하여 센싱 하려면, 센싱에 걸리는 시간이 매우 증가하게 된다.
도 8과 도 9는 각각 비교예에 따른 픽셀의 연결과 센스 구동 시퀀스를 도시한 것이고, 도 10은 도 9의 센스 구동 시퀀스를 각 컬러의 서브픽셀에 순차적으로 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8에서, 단위 픽셀(Unit Pixel)을 구성하는 RGBW 서브픽셀은 각각 서로 다른 데이터 라인(14A)에 연결되고 같은 게이트 라인(15)과 같은 센싱 라인(14B)에 연결된다.
예를 들어, 표시 패널(10)에 배치된 R 서브픽셀들에 포함된 OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 하는 경우, 도 9에 도시한 것과 같이, i번째 표시 라인에 배치된 R 서브픽셀들에 대해 도 7을 참조하여 설명한 센싱용 스캔 신호에 따라 초기화 기간(Ta), 부스팅 기간(Tb), 적분 기간(Tc) 및 샘플링 기간(Td) 순서로 데이터 라인(14A), 게이트 라인(15) 및 센싱 라인(14B)을 구동하여 i번째 표시 라인에 배치된 R 서브픽셀들에 대한 센싱을 완료한 후에 (i+1)번째 표시 라인에 배치된 R 서브픽셀들에 대해 센싱 동작을 시작하고, (i+1)번째 표시 라인에 배치된 R 서브픽셀들에 대해 센싱을 완료한 후에 (i+2)번째 표시 라인에 배치된 R 서브픽셀들에 대해 센싱 동작을 시작한다.
도 9에서, i번째 표시 라인의 샘플링 기간(Td)과 (i+1)번째 표시 라인의 초기화 기간(Ta) 사이에 센싱 유닛(SU)에 포함된 리셋 스위치(RST)를 턴-온 시켜 센싱 유닛을 리셋 시키는 리셋 기간(Te)이 삽입될 수 있다. 샘플링 기간(Td) 이후에 샘플링 스위치 제어 신호(SAM)가 완전히 턴-오프 레벨로 천이하기 전에 다음 표시 라인의 초기화 기간(Ta)이 진행되면, 앰프(AMP)의 출력 단자에 설정되는 초기화 전압(Vpre)이 샘플링 스위치(SAM)를 거쳐 샘플링 커패시터(Cs)에 초기화 전압(Vpre)이 입력되어 적분 기간(Tc)과 샘플링 기간(Td) 동안 센싱 한 값을 의미 없게 만들 수 있기 때문이다.
리셋 기간(Te)에 리셋 스위치의 제어 신호(RST)는 샘플링 스위치의 제어 신호(SAM)는 오프 레벨로 천이한 이후에 턴-온 레벨로 천이할 수 있다.
즉, 제1 컬러의 서브픽셀을 센싱 하는 경우, i번째 표시 라인에서 초기화 기간(Ta), 부스팅 기간(Tb), 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)을 거쳐 해당 표시 라인의 제1 컬러의 서브픽셀을 센싱 한 이후, 다음 표시 라인인 (i+1)번째 표시 라인에서도 초기화 기간(Ta), 부스팅 기간(Tb), 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)을 거쳐 해당 표시 라인의 제1 컬러의 서브픽셀을 센싱 한다.
표시 패널(10)의 모든 컬러에 대해 센싱 하는 경우, 도 10과 같이, 제1 컬러, 예를 들어 R 컬러의 서브픽셀에 대해서 표시 패널(10)의 모든 표시 라인에서 센스 구동을 수행한 이후, W 컬러의 서브픽셀에 대해 표시 패널(10)의 모든 표시 라인에서 센스 구동을 수행하고, G 컬러와 B 컬러의 서브픽셀에 대해서도 센스 구동을 수행한다.
센싱 유닛(SU)이 하나의 서브픽셀의 특징을 센싱 하는 데 약 1.68msec가 소요되고, ADC가 변환하는 데 약 0.24msec가 소요되어, 하나의 서브픽셀에 대해 64회 센싱을 반복하면, 약 (1.68+0.24)x64=122.88msec가 소요된다. 또한, 데이터 구동 회로(12)와 타이밍 컨트롤러(11) 사이 통신 시간에 29.5msec가 소요되므로, 4개의 컬러 전체에 대해 8K 디스플레이의 4,320 표시 라인을 모두 센싱 하는 데에는 (122.88+29.5)x4x4320=2,633sec가 걸린다. 즉, 8K 표시 패널의 4가지 색의 서브픽셀의 OLED의 특성(기생 커패시턴스)을 센싱 하는데 44분 31초가 걸리게 된다.
도 11은 도 3a의 픽셀에서 2개 컬러의 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스를 중첩하여 센싱 하는 센스 구동 시퀀스를 도시한 것이고, 도 12는 도 11의 센스 구동 시퀀스를 4개 컬러의 서브픽셀에 수행하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
DRD 방식의 픽셀 배치에서 센스 구동에 걸리는 시간을 줄이기 위해, 소정의 시차를 두고 같은 단위 픽셀 안에서 데이터 라인을 공유하지 않는 2개의 다른 컬러의 서브픽셀에 대해서 센싱 동작을 수행할 수 있다.
이를 위해, 도 11과 같이, 2개의 센싱용 스캔 신호를 중첩하여 출력할 때, 제1 펄스(P1)가 있는 동안에만 데이터 라인(14A)에 온 구동용 데이터 전압(Von)을 공급하고, 나머지 기간에는 데이터 라인(14A)에 오프 구동용 데이터 전압(Voff)을 공급할 수 있다.
도 3A에서, i번째 표시 라인에 배치된 단위 픽셀의 서브픽셀들 중에서, 제1 데이터 라인(14A_GB)과 제1 게이트 라인(15A_i)에 연결되는 R 서브픽셀과 제2 데이터 라인(14A_WB)과 제2 게이트 라인(15BA_i)에 연결되는 W 서브픽셀에 대해서 중첩하여 센싱 동작을 수행할 수 있다.
제2 게이트 라인(15B_i)에 공급되는 제2 센싱용 스캔 신호(SCAN)는 제1 게이트 라인(15A_i)에 공급되는 제1 센싱용 스캔 신호(SCAN)보다 소정 시간 간격을 지연될 수 있는데, 제1 센싱용 스캔 신호(SCAN)에 포함된 제2 펄스(P2)와 제2 센싱용 스캔 신호(SCAN)에 포함된 제2 펄스(P2) 사이에 샘플링 기간(Td)과 리셋 스위치(RST)를 턴-온 시키는 리셋 기간(Te)이 삽입되어야 하기 때문이다.
즉, 제1 센싱용 스캔 신호(SCAN)의 제2 펄스(P2) 이후에 샘플링 스위치(SAM)를 턴-온 시켜 R 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스에 해당하는 앰프(AMP)의 센싱 전압(Vsen)을 샘플링 커패시터(Cs)에 저장하고, 샘플링 스위치(SAM)를 턴-오프 시켜 전류 적분기(CI)와 샘플링 커패시터(Cs)를 단절시키고, 리셋 스위치(RST)를 턴-온 시켜 센싱 라인(14B)과 앰프(AMP)의 출력 전압(Vsen)을 초기화 전압(Vpre)으로 리셋(또는 초기화) 시켜야 한다.
센싱 라인(14B)을 리셋 시킨 후, 제2 센싱용 스캔 신호(SCAN)의 제2 펄스(P2)에 의해 W 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스에 해당하는 값을 앰프(AMP)의 출력 전압(Vsen)으로 설정하고, 이후 다시 샘플링 스위치(SAM)와 리셋 스위치(RST)를 제어하여 샘플링 커패시터(Cs)에 출력 전압(Vsen)을 저장하고 센싱 라인(14B)을 초기화 전압(Vpre)으로 초기화시킨다.
이러한 과정으로 i번째 표시 라인의 R 서브픽셀과 W 서브픽셀의 OLED 특성을 센싱 하는 센스 구동을 수행한 이후, (i+1)번째 표시 라인의 R 서브픽셀과 W 서브픽셀에 대한 센스 구동을 수행할 수 있다.
하나의 표시 라인에 포함된 R과 W 서브픽셀의 특성을 센싱 할 때, W 서브픽셀의 특성을 센싱 하기 위한 제2 센싱용 스캔 신호를 R 서브픽셀의 특성을 센싱 하기 위한 제1 센싱용 스캔 신호보다, 제2 펄스(P2)에 해당하는 적분 기간(Tc), 샘플링 스위치(SAM)를 동작시키는 샘플링 기간(Td) 및 리셋 스위치(RST)를 동작시키는 리셋 기간(Te)만큼만 지연시키면 되므로, 단위 픽셀을 구성하는 2개의 서브픽셀의 특성을 검출하는 시간을 줄일 수 있다.
DRD 방식으로 서브픽셀이 배치되는 표시 패널(10)의 모든 컬러의 서브픽셀에 대해 센싱 하는 경우, 도 12과 같이, 같은 표시 라인에 포함되어 단위 픽셀을 구성하고 데이터 라인(14A)을 공유하지 않는 제1 컬러와 제2 컬러, 예를 들어 R 컬러의 서브픽셀과 W 컬러의 서브픽셀을 중첩하여 센싱 하면서 표시 패널(10)의 모든 표시 라인에서 R 컬러와 W 컬러의 서브픽셀에 대해서 센스 구동을 수행한 이후, 데이터 라인(14A)을 공유하지 않는 제3 컬러와 제4 컬러, 예를 들어 G와 B 컬러의 서브픽셀에 대해 중첩하여 센싱 하면서 표시 패널(10)의 모든 표시 라인에서 센스 구동을 수행할 수 있다.
센싱 유닛(SU)이 하나의 서브픽셀의 특징을 센싱 하는 데는 도 10의 예에서와 마찬가지로 약 1.68msec가 소요되고, ADC가 변환하는 데 약 0.24msec가 소요되는데 연속으로 ADC가 2번 센싱 전압을 센싱 데이터로 변환하므로, 2개의 서브픽셀에 대해 64회 센싱을 반복하면, 2개 서브픽셀의 센싱 데이터를 검출하는 데 약 (1.68+0.24x2)x64=138.24msec가 소요된다.
또한, 데이터 구동 회로(12)와 타이밍 컨트롤러(11) 사이 통신 시간에 소요되는 시간은 도 10의 예와 29.5msec로 같고, 나머지 2개 컬러 쌍에 대해 8K 디스플레이의 4,320 표시 라인을 모두 센싱 하는 데에는 (138.24+29.5)x2x4320=1,449sec가 걸린다. 즉, 8K 표시 패널의 4가지 색의 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스 특성을 센싱 하는데 22분 34초가 걸려, 도 10의 비교예보다 약 45%의 시간을 줄일 수 있게 된다.
한편, 부스팅 기간(Tb)을 초기화 기간(Ta), 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)보다 충분히 길게 하여, 하나의 부스팅 기간(Tb) 안에 예를 들어 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)을 3개씩 넣을 수 있다면, 2개의 표시 라인에 포함된 R과 W 서브픽셀을 동시에 센싱 할 수도 있다. 이 경우, 센싱 시간을 도 12의 실시예보다 더 줄일 수 있다.
도 11과 도 12 실시예에서는, i번째 표시 라인에서 2개 컬러의 서브픽셀에 대해서 센스 구동을 하고 다음에 (i+1)번째 표시 라인에서 같은 2개 컬러의 서브픽셀에 대해 센스 구동을 하는 것으로 도시되어 있다.
하지만, 센스 구동 때는 센스 구동의 대상이 되는 서브픽셀의 OLED를 발광시키기 때문에, 표시 라인이 연속으로 켜지면 사용자 눈에 띄기 쉽다. 따라서, 표시 라인을 임의로 바꾸면서 센스 구동을 수행할 수도 있다.
도 13은 도 3a의 픽셀에서 2개 컬러의 서브픽셀의 OLED의 기생 커패시턴스를 중첩하여 센싱 하되 하나의 표시 라인의 모든 컬러의 서브픽셀을 연속으로 센싱 하는 센스 구동 시퀀스를 도시한 것이다.
도 12 실시예에서는, i번째 표시 라인의 2개의 컬러, 즉 R과 W 컬러의 서브픽셀에 대해서 센스 구동을 수행한 후, 다음 표시 라인인 (i+1)번째 표시 라인의 R과 W 컬러의 서브픽셀에 대해서 센스 구동을 수행한다.
도 13에서는, 도 12와는 달리, i번째 표시 라인에서, R과 W 컬러의 서브픽셀에 대해서 센스 구동을 수행한 후, 표시 라인을 바꾸지 않고 i번째 표시 라인의 다른 2개의 컬러인 B와 G 컬러의 서브 픽셀에 대해서 센스 구동을 수행한다.
i번째 표시 라인의 제1 게이트 라인(15A_i)에 제1 센싱용 스캔 신호를 공급하고 이에 동기하여 제1 데이터 라인(14A_RG)에 온 및 오프 구동용 데이터 전압(Von, Voff)을 공급하여 i번째 표시 라인의 R 컬러의 센싱 데이터(R(i))를 검출하고, i번째 표시 라인의 제2 게이트 라인(15B_i)에 제2 센싱용 스캔 신호를 공급하되 제1 센싱용 스캔 신호보다 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)만큼 늦게 공급하고 이에 동기하여 제2 데이터 라인(14A_WB)에 온 및 오프 구동용 데이터 전압(Von, Voff)을 공급하여 i번째 표시 라인의 W 컬러의 센싱 데이터(W(i))를 검출한다.
이후, i번째 표시 라인의 제1 게이트 라인(15A_i)에 제1 센싱용 스캔 신호를 다시 공급하되 제2 센싱용 스캔 신호보다 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)만큼 늦게 공급하고 이에 동기하여 제2 데이터 라인(14A_WB)에 온 및 오프 구동용 데이터 전압(Von, Voff)을 공급하여 i번째 표시 라인의 B 컬러의 센싱 데이터(B(i))를 검출하고, i번째 표시 라인의 제2 게이트 라인(15B_i)에 제2 센싱용 스캔 신호를 공급하되 제1 센싱용 스캔 신호보다 적분 기간(Tc), 샘플링 기간(Td) 및 리셋 기간(Te)만큼 늦게 공급하고 이에 동기하여 제1 데이터 라인(14A_GR)에 온 및 오프 구동용 데이터 전압(Von, Voff)을 공급하여 i번째 표시 라인의 G 컬러의 센싱 데이터(G(i))를 검출한다.
도 13과 같이, 하나의 표시 라인(i번째 표시 라인)의 서브픽셀들에 연결된 제1 및 제2 게이트 라인(15A_i, 15B_i)에 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 2번 연속으로 공급하고 이에 동기하여 제1/제2 데이터 라인(14A_GR, 14A_WB)에 온 및 오프 구동용 데이터 전압(Von, Voff)을 공급함으로써, 하나의 표시 라인에 있는 모든 컬러 서브픽셀의 OLED 특성(OLED의 기생 커패시턴스)을 센싱 할 수 있다.
도 13의 실시예도 도 9와 도 10의 비교예에 비해 적은 시간으로 표시 패널(10)에 포함된 서브픽셀들의 특성, 즉 서브픽셀에 포함된 OLED의 기생 커패시턴스를 센싱 할 수 있게 된다.
이와 같이, 이웃하는 두 서브픽셀이 데이터 라인을 공유하고 서로 다른 게이트 라인에 연결되는 DRD 픽셀 구조에서, 같은 표시 라인에 배치되고 데이터 라인을 공유하는 두 서브픽셀에 센싱용 스캔 신호를 같은 소정 시간 간격으로 중첩하여 공급함으로써, 짧은 시간에 두 서브픽셀의 특성을 동시에 센싱 할 수 있게 된다.
명세서에 기재된 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 데이터 라인을 공유하고 다른 게이트 라인에 연결되는 적어도 2개의 서브픽셀을 포함하는 단위 픽셀을 복수 개 포함하는 표시 패널; 단위 픽셀에 포함되고 다른 데이터 라인에 연결되는 제1 및 제2 서브픽셀에 스캔 신호와 데이터 전압을 공급하기 위한 구동 회로; 센싱 라인을 통해 제1 및 제2 서브픽셀에 연결되어 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 센싱부; 및 구동 회로와 센싱부를 제어하여 동작 특성에 대응하는 센싱 데이터를 얻고 센싱 데이터를 근거로 데이터 전압을 보상하기 위한 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 타이밍 컨트롤러는, 구동 회로와 센싱부를 제어하여, 제1 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성에 대응하는 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 센싱용 스캔 신호는, 제1 기간의 턴-온 레벨, 제1 기간 이후 제2 기간의 턴-오프 레벨, 제2 기간 이후 제3 기간의 턴-온 레벨 및 제3 기간 이후 제4 기간의 턴-오프 레벨로 구성되고, 제1 센싱용 스캔 신호의 제4 기간이 제2 센싱용 스캔 신호의 제3 기간보다 앞설 수 있다.
일 실시예에서, 제1 기간은 서브픽셀에 포함된 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류를 설정하는 초기화 기간이고, 제2 기간은 픽셀 전류에 따른 전하를 서브픽셀에 포함된 발광 소자의 기생 커패시터에 저장하는 부스팅 기간이고, 제3 기간은 기생 커패시터에 저장된 전하를 적분하여 센싱 전압을 생성하는 적분 기간이고, 제4 기간은 센싱 전압을 샘플링 하는 샘플링 기간일 수 있다.
일 실시예에서, 구동 회로는, 제1 기간에 제1 및 제2 서브픽셀에 구동 소자를 턴-온 시킬 온 구동용 데이터 전압을 데이터 라인을 통해 구동 소자의 게이트 전극에 공급하고, 제2 내지 제4 기간에 제1 및 제2 서브픽셀에 구동 소자를 턴-오프 시킬 오프 구동용 데이터 전압을 데이터 라인을 통해 구동 소자의 게이트 전극에 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 제1 센싱용 스캔 신호의 제4 기간과 제2 센싱용 스캔 신호의 제3 기간 사이에 센싱부를 리셋 시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제2 센싱용 스캔 신호의 제1 기간은 제1 센싱용 스캔 신호의 제1 기간보다 제3 기간, 제4 기간 및 센싱부를 리셋 시키는 제5 기간의 합 이상으로 늦을 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 구동 회로와 센싱부를 제어하여, i번째(i는 자연수) 표시 라인의 제1 및 제2 서브픽셀에 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 i번째 표시 라인의 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻고, i번째 표시 라인과 다른 m번째(m은 자연수) 표시 라인의 제1 및 제2 서브픽셀에 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 m번째 표시 라인의 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻고, m번째 표시 라인의 제1 서브픽셀에 공급되는 제1 센싱용 스캔 신호의 제1 기간은 i번째 표시 라인의 제2 서브픽셀에 공급되는 제2 센싱용 스캔 신호의 제4 기간보다 제5 기간 이상 늦을 수 있다.
일 실시예에서, 단위 픽셀은 다른 데이터 라인과 다른 게이트 라인에 연결되는 제3 및 제4 서브픽셀을 더 포함하고, 타이밍 컨트롤러는, 구동 회로와 센싱부를 제어하여, i번째(i는 자연수) 표시 라인의 제1 및 제2 서브픽셀에 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 i번째 표시 라인의 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻고, i번째 표시 라인의 제3 및 제4 서브픽셀에 제1 및 제2 센싱용 스캔 신호와 같은 모양의 제3 센싱용 스캔 신호와 제4 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 i번째 표시 라인의 제3 및 제4 서브픽셀의 동작 특성에 대응하는 제3 및 제4 센싱용 데이터를 순차적으로 얻고, 제3 센싱용 스캔 신호의 제1 기간은 제2 센싱용 스캔 신호의 제4 기간보다 제5 기간 이상 늦을 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제3 서브픽셀은 제1 데이터 라인을 공유하고, 제2 및 제4 서브픽셀은 제2 데이터 라인을 공유하고, 제1 및 제4 서브픽셀은 제1 게이트 라인에 연결되고, 제2 및 제3 서브픽셀은 제2 게이트 라인에 연결되고, 제1 내지 제4 서브픽셀의 발광부와 회로부는 서로 엇갈리게 배치되고, 제1 내지 제4 서브픽셀은 센싱 라인에 공통으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제4 서브픽셀은 각각 레드, 화이트, 그린 및 블루 컬러의 서브픽셀일 수 있다.
일 실시예에서, 서브픽셀의 동작 특성은 서브픽셀에 포함된 발광 소자에 기생하는 커패시터의 커패시턴스일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 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: 표시 패널 11: 타이밍 컨트롤러
12: 데이터 구동 회로 13: 게이트 구동 회로
14: 데이터 라인 15: 게이트 라인

Claims (11)

  1. 데이터 라인을 공유하고 다른 게이트 라인에 연결되는 적어도 2개의 서브픽셀을 포함하는 단위 픽셀을 복수 개 포함하는 표시 패널;
    상기 단위 픽셀에 포함되고 다른 데이터 라인에 연결되는 제1 및 제2 서브픽셀에 스캔 신호와 데이터 전압을 공급하기 위한 구동 회로;
    센싱 라인을 통해 상기 제1 및 제2 서브픽셀에 연결되어 상기 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 센싱부; 및
    상기 구동 회로와 센싱부를 제어하여 상기 동작 특성에 대응하는 센싱 데이터를 얻고 상기 센싱 데이터를 근거로 상기 데이터 전압을 보상하기 위한 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 구동 회로와 센싱부를 제어하여, 상기 제1 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제1 센싱용 스캔 신호와 상기 제2 서브픽셀의 동작 특성을 센싱 하기 위한 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 상기 제1 및 제2 서브픽셀의 동작 특성에 대응하는 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센싱용 스캔 신호는, 제1 기간의 턴-온 레벨, 제1 기간 이후 제2 기간의 턴-오프 레벨, 제2 기간 이후 제3 기간의 턴-온 레벨 및 제3 기간 이후 제4 기간의 턴-오프 레벨로 구성되고,
    상기 제1 센싱용 스캔 신호의 제4 기간이 상기 제2 센싱용 스캔 신호의 제3 기간보다 앞서는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 기간은 상기 서브픽셀에 포함된 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류를 설정하는 초기화 기간이고, 상기 제2 기간은 상기 픽셀 전류에 따른 전하를 서브픽셀에 포함된 발광 소자의 기생 커패시터에 저장하는 부스팅 기간이고, 상기 제3 기간은 상기 기생 커패시터에 저장된 전하를 적분하여 센싱 전압을 생성하는 적분 기간이고, 상기 제4 기간은 상기 센싱 전압을 샘플링 하는 샘플링 기간인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 제1 기간에 상기 제1 및 제2 서브픽셀에 상기 구동 소자를 턴-온 시킬 온 구동용 데이터 전압을 상기 데이터 라인을 통해 상기 구동 소자의 게이트 전극에 공급하고, 상기 제2 내지 제4 기간에 상기 제1 및 제2 서브픽셀에 상기 구동 소자를 턴-오프 시킬 오프 구동용 데이터 전압을 상기 데이터 라인을 통해 상기 구동 소자의 게이트 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 센싱용 스캔 신호의 제4 기간과 상기 제2 센싱용 스캔 신호의 제3 기간 사이에 상기 센싱부를 리셋 시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 센싱용 스캔 신호의 제1 기간은 상기 제1 센싱용 스캔 신호의 제1 기간보다 상기 제3 기간, 상기 제4 기간 및 상기 센싱부를 리셋 시키는 제5 기간의 합 이상으로 늦는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 구동 회로와 센싱부를 제어하여, i번째(i는 자연수) 표시 라인의 제1 및 제2 서브픽셀에 상기 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 상기 i번째 표시 라인의 상기 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻고, 상기 i번째 표시 라인과 다른 m번째(m은 자연수) 표시 라인의 제1 및 제2 서브픽셀에 상기 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 상기 m번째 표시 라인의 상기 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻고,
    상기 m번째 표시 라인의 제1 서브픽셀에 공급되는 제1 센싱용 스캔 신호의 제1 기간은 상기 i번째 표시 라인의 제2 서브픽셀에 공급되는 제2 센싱용 스캔 신호의 제4 기간보다 상기 제5 기간 이상 늦는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 단위 픽셀은 다른 데이터 라인과 다른 게이트 라인에 연결되는 제3 및 제4 서브픽셀을 더 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 구동 회로와 센싱부를 제어하여, i번째(i는 자연수) 표시 라인의 제1 및 제2 서브픽셀에 제1 센싱용 스캔 신호와 제2 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 상기 i번째 표시 라인의 상기 제1 및 제2 센싱 데이터를 순차적으로 얻고, 상기 i번째 표시 라인의 제3 및 제4 서브픽셀에 상기 제1 및 제2 센싱용 스캔 신호와 같은 모양의 제3 센싱용 스캔 신호와 제4 센싱용 스캔 신호를 일부 중첩하게 공급하여 상기 i번째 표시 라인의 상기 제3 및 제4 서브픽셀의 동작 특성에 대응하는 제3 및 제4 센싱용 데이터를 순차적으로 얻고,
    상기 제3 센싱용 스캔 신호의 제1 기간은 상기 제2 센싱용 스캔 신호의 제4 기간보다 제5 기간 이상 늦는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 서브픽셀은 제1 데이터 라인을 공유하고, 상기 제2 및 제4 서브픽셀은 제2 데이터 라인을 공유하고, 상기 제1 및 제4 서브픽셀은 제1 게이트 라인에 연결되고, 상기 제2 및 제3 서브픽셀은 제2 게이트 라인에 연결되고,
    상기 제1 내지 제4 서브픽셀의 발광부와 회로부는 서로 엇갈리게 배치되고,
    상기 제1 내지 제4 서브픽셀은 상기 센싱 라인에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 서브픽셀은 각각 레드, 화이트, 그린 및 블루 컬러의 서브픽셀인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 서브픽셀의 동작 특성은 상기 서브픽셀에 포함된 발광 소자에 기생하는 커패시터의 커패시턴스인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
KR1020190165054A 2019-12-11 2019-12-11 표시 장치 KR102660305B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190165054A KR102660305B1 (ko) 2019-12-11 표시 장치
CN202011339221.3A CN112951165A (zh) 2019-12-11 2020-11-25 显示装置
US17/110,091 US11322060B2 (en) 2019-12-11 2020-12-02 Display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190165054A KR102660305B1 (ko) 2019-12-11 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210074065A true KR20210074065A (ko) 2021-06-21
KR102660305B1 KR102660305B1 (ko) 2024-04-25

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
CN112951165A (zh) 2021-06-11
US11322060B2 (en) 2022-05-03
US20210183283A1 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102508792B1 (ko) 표시 장치
KR102350396B1 (ko) 유기발광 표시장치와 그의 열화 센싱 방법
KR102312348B1 (ko) 표시패널과 이를 이용한 전계 발광 표시장치
WO2020168849A1 (zh) 显示面板及其驱动方法、显示装置
WO2019062579A1 (zh) 像素电路及其驱动方法、显示装置
US11087698B2 (en) Display device
CN110235193B (zh) 像素电路及其驱动方法、显示装置及其驱动方法
KR20180025531A (ko) 유기발광 표시장치와 그의 열화 센싱 방법
US11322060B2 (en) Display device
KR20140080728A (ko) Oled 표시 장치 및 그의 구동 방법
KR20210017876A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
US11881178B2 (en) Light emitting display device and method of driving same
KR20220068537A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
KR20170122432A (ko) Oled 표시 장치 및 그의 구동 방법
KR20170021406A (ko) 유기발광 표시장치의 발광소자에 대한 열화 센싱 방법
KR20210084097A (ko) 표시 장치
KR20140086466A (ko) Oled 표시 장치 및 그의 구동 방법
KR20210058233A (ko) 표시 장치
KR20210058232A (ko) 표시 장치
KR102660305B1 (ko) 표시 장치
KR102498990B1 (ko) 표시 장치
KR20220093862A (ko) 표시 장치 및 그의 픽셀 특성 센싱 방법
KR20210085502A (ko) 표시 장치
KR20210083968A (ko) 표시 장치
KR20200076196A (ko) 표시장치 및 이의 구동방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right