KR20220064682A - 전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치에 포함된 화소들은 화소 구동 회로 및 발광 소자를 포함하는 표시패널, 화소 구동 회로에 인가되는 로직 전압을 생성하는 전압 생성부, 및 전압 생성부에 전압 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 전압 생성부는 파워 IC, 부스트 회로, 및 전압 조절부를 포함한다. 이 경우, 화소의 열화 보상 노이즈를 줄여주어 표시패널의 화질을 개선할 수 있다.

Description

전계발광 표시장치 {ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 전계발광 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화소 구동 회로에 인가되는 전압을 생성하는 전압 생성부를 포함한 전계발광 표시장치에 관한 것이다.
전계발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 구분할 수 있다. 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 유기 발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 발광 표시장치는 유기 발광 다이오드와 같은 자발광 소자를 이용하여 입력 영상을 재현한다. 유기 발광 다이오드는 애노드 전극 및 캐소드 전극과 이들 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 및 전자주입층을 포함한다. 애노드 전극과 캐소드 전극에 전원전압이 인가되면 정공수송층을 통과한 정공과 전자수송층을 통과한 전자가 발광층으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층이 가시광을 발생한다.
표시장치는 발광층이 발광할 수 있도록 유기 발광 다이오드에 전류를 제공하는 화소 구동 회로를 포함한다. 화소 구동 회로는 데이터 신호, 게이트 신호, 및 에미션 신호 등을 제공받음으로써 유기 발광 다이오드에 일정한 전류를 제공할 수 있다. 유기 발광 다이오드가 일정한 휘도로 발광하기 위해서는 화소 구동 회로의 신뢰성이 중요하다. 일반적으로 화소 구동 회로는 내부 보상 회로 또는 외부 보상 회로로 구현될 수 있다. 표시장치가 구동되는 시간, 타겟 휘도 등에 따라 시간이 지날수록 각 화소별로 열화되는 정도가 다르다. 이러한 이유 때문에 화소 구동 회로는 화소가 열화된 정도를 보상해주기 위한 회로로 구현된다. 화소가 일정하고 타겟 휘도에 맞는 광을 발광하기 위해서는 화소 구동 회로가 얼마나 정확하게 열화된 정도를 보상하는지에 따라 결정된다. 하지만, 화소 구동 회로를 구성하는 소자들의 영향으로 열화된 정도를 센싱하고 보상해주는 과정에서 노이즈가 발생할 수 있다. 이는 결국 화소가 원하는 광으로 발광하지 못하는 결과를 가져와 표시장치의 표시 품질이 저하되는 문제를 야기시킨다.
본 명세서의 실시예에 따른 해결 과제는 화소 구동 회로의 센싱 노이즈를 저감하기 위한 전압 생성부를 마련함으로써 신뢰성이 향상된 전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치에 있어서, 전계발광 표시장치에 포함된 화소들은 화소 구동 회로 및 발광 소자를 포함하는 표시패널, 화소 구동 회로에 인가되는 로직 전압을 생성하는 전압 생성부, 및 전압 생성부에 전압 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 전압 생성부는 파워 IC, 부스트 회로, 및 전압 조절부를 포함한다. 이 경우, 화소의 열화 보상 노이즈를 줄여주어 표시패널의 화질을 개선할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예들에 따르면, 전계발광 표시패널은 화소 구동 회로에 인가되는 로직 전압을 조절하기 위한 전압 생성부를 포함함으로써, 발광 소자의 열화 센싱 노이즈를 저감시키고 표시패널의 화질을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 전압 생성부가 저항부 및 회로부로 구현된 전압 조절부를 포함하고 전압 조절부로부터 파워 IC로 피드백 전압을 피드백 받을 수 있도록 구현함으로써, 발광 소자의 열화 센싱 노이즈를 저감시키고 표시패널의 화질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 서브 화소에 연결된 센싱 경로를 나타낸 도면이다.
도 3a는 서브 화소에 포함된 화소 구동 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 화소 구동 회로에 입력되는 신호의 파형도이다.
도 4a 및 도 4b는 서브 화소의 센싱 구동을 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 일반 구동시 표시패널에 전압이 제공되는 경로를 나타낸 블럭도이다.
도 5b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 센싱 구동시 표시패널에 전압이 제공되는 경로를 나타낸 블럭도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전압 조절부를 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 센싱 구동시 구동 블록도이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 센싱 구동시 타이밍 컨트롤러의 노이즈 검증 플로우를 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 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 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '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 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
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 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)를 나타낸 블럭도이다.
전계발광 표시장치(100)는 표시패널(110), 표시패널(110)에 신호를 제공하는 표시패널 구동부(120, 130), 타이밍 컨트롤러(140), 레벨 시프터(150), 및 전압 생성부(160)를 포함할 수 있다. 표시패널(110)은 액티브 영역(AA)과 논액티브 영역(NA)을 포함하고, 액티브 영역(AA)에는 화소 어레이가 배치된다. 화소 어레이는 복수의 데이터 라인들(DL), 데이터 라인들(DL)과 만나는 복수의 게이트 라인들(GL), 및 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)이 만나는 영역에 배치된 복수의 서브 화소들을 포함한다.
화소들 각각은 컬러 구현을 위하여 서로 다른 복수의 컬러를 발광하는 서브 화소들(P)로 나뉘어지고, 서브 화소들(P) 각각은 스위치 소자 또는 구동 소자로 이용되는 트랜지스터를 포함한다. 이러한 트랜지스터는 박막 트랜지스터로 구현될 수 있다. 화소들 각각은 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소로 나뉘어질 수 있다. 화소들 각각은 백색 서브 화소를 더 포함할 수도 있다.
서브 화소들(P) 각각은 화소 구동 회로와 발광 소자를 포함한다. 화소 구동 회로는 발광 소자, 복수의 박막 트랜지스터들, 및 커패시터를 포함한다. 화소 구동 회로는 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)에 연결된다.
서브 화소(P)에는 화소 구동 회로의 구현 형태에 따라 인가되는 신호들이 다를 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로는 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압(Vdata)이 인가되고, 게이트 라인(GL)을 통해 제1 스캔 신호(SCAN1), 제2 스캔 신호(SCAN2), 및 에미션 신호(EM)가 인가되며, 전원 라인을 통해 고전위 전원 전압(VDD), 저전위 전원 전압(VSS), 및 기준 전압(Vref)이 인가된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)는 표시패널(110)에 데이터 신호 및 게이트 신호를 제공하기 위한 표시패널 구동회로가 구비된다. 표시패널 구동회로는 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)를 포함한다. 표시패널 구동회로는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어하에 입력 영상의 데이터를 표시패널(110)의 서브 화소들(P)에 기입한다. 게이트 구동부(130)는 서브 화소들(P) 각각에 배치된 트랜지스터들의 게이트 전극에 게이트 신호를 공급하여 해당 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어한다.
전계발광 표시장치(100)는 일반적으로 순차 주차(progressive scan) 방법으로 데이터를 서브 화소들(P)에 기입한다. 순차 주사 방법은 1 프레임 기간의 버티컬 액티브(vertical active) 구간 동안 액티브 영역(AA)의 모든 라인들에 순차적으로 데이터를 기입한다. 예를 들어, 제1 행에 배치된 서브 화소들(P)에 데이터를 동시에 기입한 후에, 제2 행에 배치된 서브 화소들(P)에 데이터를 동시에 기입한 다음, 제3 행에 배치된 서브 화소들(P)에 데이터를 동시에 기입한다. 이와 같은 방법으로 표시패널(110)에 포함된 모든 행에 배치된 서브 화소들에 1행씩 데이터가 순차적으로 기입된다. 이러한 순차 주사 방법을 구현하기 위하여 게이트 구동부(130)는 시프트 레지스터를 이용하여 출력을 시프트하여 게이트 라인들(GL)에 게이트 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
데이터 구동부(120)는 버티컬 액티브 구간 내에서 표시패널(110)의 모든 서브 화소들(P)에 공급될 데이터 전압을 출력한다. 표시패널(110)의 화소 어레이가 N개의 열 및 M개의 행으로 구현될 경우, 표시패널(110)은 N개의 데이터 라인들(DL)을 포함한다. 데이터 전압은 디스플레이용 비디오 데이터 전압과 센싱용 데이터 전압으로 나뉘어질 수 있다. 디스플레이용 데이터 전압은 입력 영상의 데이터 전압이다. 센싱용 데이터 전압은 서브 화소(P)의 전기적 특성을 센싱하기 위한 데이터 전압이다. 센싱용 데이터 전압은 입력 영상의 데이터와 무관하게 미리 설정된 특정 전압이다.
게이트 구동부(130)는 표시패널(110)에서 영상이 표시되지 않는 논액티브 영역(NA)에 형성될 수 있다. 게이트 구동부(130)는 화면을 구성하는 액티브 영역(AA)의 화소 구동 회로들과 함께 동일 기판 상에 직접 형성될 수 있다. 게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어 하에 게이트 신호를 출력하여 게이트 라인들(GL)을 통해 데이터 전압이 충전되는 서브 화소들(P)을 선택한다. 게이트 구동부(130)는 하나 이상의 시프트 레지스터(shift register)를 이용하여 게이트 신호를 출력하고 그 게이트 신호를 시프트한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 그와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 클럭 신호, 및 데이터 인에이블신호 등을 포함한다. 호스트 시스템은 TV, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터, 홈 시어터, 모바일 기기, 가정용 전자제품, 웨어러블 기기 중 어느 하나일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(140)는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호를 바탕으로 데이터 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호(DDC), 및 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)를 발생한다. 그리고, 전압 생성부(160)로부터 생성되어 표시패널(110)에 입력된 게이트 신호의 전압 레벨을 제어하는 전압 제어 신호(T-signal)를 발생한다.
레벨 시프터(150)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)의 전압을 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압으로 변환하여 게이트 구동부(130)에 공급한다. 게이트 구동부(130)에 의해 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)의 로우 레벨 전압은 게이트 로우 전압으로 변환되고, 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)의 하이 레벨 전압은 게이트 하이 전압으로 변환된다.
전압 생성부(160)는 화소 구동 회로가 일반 구동할 때 타이밍 컨트롤러(140)의 제어 없이 레벨 시프터(150)에 게이트 로우 전압 및 게이트 하이 전압을 제공하고, 화소 구동 회로가 센싱 구동할 때 타이밍 컨트롤러(140)의 전압 제어 신호(T-signal)에 따라 레벨 시프터(150)가 생성할 게이트 로우 전압과 게이트 하이 전압의 크기를 제어한다. 그리고, 전압 생성부(160)는 표시패널(110)에 배치된 서브 화소들(P)에 고전위 전원 전압(VDD), 저전위 전원 전압(VSS), 및 기준 전압(Vref)을 제공한다.
N타입 박막 트랜지스터의 경우에 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압이다. P타입 박막 트랜지스터의 경우에 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압이다.
게이트 타이밍 제어 신호(GDC)는 스타트 펄스, 클럭 등을 포함한다. 스타트 펄스는 매 프레임 기간마다 프레임 기간의 초기에 1회 발생되어 게이트 구동부(130)에 입력된다. 스타트 펄스는 매 프레임 기간 마다 게이트 구동부(130)의 스타트 타이밍을 제어한다. 클럭은 게이트 구동부(130)로부터 출력되는 게이트 신호의 시프트 타이밍을 제어한다.
게이트 구동부(130)에서 서브 화소들(P)로 제공되는 스타트 펄스 및 클럭 신호등은 게이트 로우 전압 또는 게이트 하이 전압으로 전환되는 파형으로 구현된다.
데이터 구동부(120), 타이밍 컨트롤러(140), 레벨 시프터(150), 전압 생성부(160) 등은 하나의 구동 집적회로(integrated circuit)에 포함될 수 있다.
도 2는 서브 화소(P)에 연결된 센싱 경로를 나타낸 도면이다.
서브 화소들(P)은 발광 소자(EL) 및 화소 구동 회로를 포함한다. 화소 구동 회로는 구동 소자 및 발광 소자의 열화 정도를 센싱하고 보상한다. 예를 들어, 구동 소자의 열화는 구동 소자의 문턱 전압 또는 모빌리티(mobility) 특성의 열화일 수 있고, 발광 소자의 열화는 발광 소자가 발광하기 위한 문턱 전압을 의미할 수 있다. 화소 구동 회로는 화소 구동 회로를 구성하는 소자들을 통해 구동 소자 및 발광 소자의 열화를 센싱하고 보상할 수 있는데, 발광 소자의 열화를 센싱하고 보상하는데는 논액티브 영역(NA) 또는 표시패널(110) 외부에 배치된 구동부를 통해 이뤄질 수 있다. 따라서, 도 2 및 도 3을 통해 발광 소자의 열화 특성을 센싱하고 보상하는 방법을 설명한다.
도 2를 참조하면, 데이터 구동부(120)는 센싱 경로에 연결된 센싱부(122)와 데이터 전압 발생부(123)를 포함한다. 센싱 경로는 서브 화소(P)에 연결된 데이터 라인(DL1 또는 DL2), 스위치 소자(SW1, SW2), 샘플 앤 홀드 회로(SH, sample & hold circuit), 아날로그-디지털 변환기(ADC, analog to digital convertor), 디지털-아날로그 변환기(DAC, digital to analog convertor) 등을 포함한다.
데이터 전압 발생부(123)는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 통해 데이터 전압을 발생하여 제1 데이터 라인(DL1)에 공급한다. 데이터 전압에 동기되는 게이트 신호가 게이트 라인(GL)에 공급될 때, 서브 화소(P)에 데이터 전압이 공급된다. 데이터 전압은 디스플레이용 데이터 전압과 센싱용 데이터 전압을 포함한다.
센싱부(122)는 제2 데이터 라인(DL2)을 통해 서브 화소(P)에 연결된다. 센싱부(122)는 샘플 앤 홀드 회로(SH), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 제1 스위치 소자(SW1), 및 제2 스위치 소자(SW2)를 포함한다. 센싱부(122)는 발광 소자(EL)의 전류에 따라 변하는 제2 데이터 라인(DL2)의 전압을 샘플링하여 발광 소자(EL)의 전기적 특성을 센싱할 수 있다. 제1 스위치 소자(SW1)는 서브 화소(P)와 제2 데이터 라인(DL2)을 초기화 및 충전하기 위한 소정의 충전 전압(Vpre)을 제2 데이터 라인(DL2)에 공급한다. 제2 스위치 소자(SW2)는 특정 게이트 라인이 소정의 센싱 시간 동안 홀딩될 때 턴-온되어 제2 데이터 라인(DL2)을 샘플 앤 홀드회로(SH)에 연결한다. 특정 게이트 라인에 센싱 대상 서브 화소들(P)이 연결된다. 표시패널(110) 내의 모든 서브 화소들(P)이 센싱될 수 있도록 특정 게이트 라인의 위치는 매 프레임 기간마다 혹은 소정의 시간마다 변경될 수 있다.
샘플 앤 홀드회로(SH)는 제2 데이터 라인(DL2)에 충전된 서브 화소(P)의 아날로그 센싱 전압을 샘플링하고 홀드한다. 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 샘플 앤 홀드 회로(SH)에서 샘플링된 서브 화소(P)의 아날로그 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터(S-DATA)로 변환한다. 센싱부(122)는 공지된 전압 센싱 회로 또는 전류 센싱 회로로 구현될 수 있다. 센싱부(122)로부터 출력된 디지털 센싱 데이터(S-DATA)는 타이밍 컨트롤러(140)의 보상부(142)로 전송된다.
보상부(142)는 서브 화소(P)의 센싱값에 따라 룩업 테이블(look up table)에 설정된 보상값을 입력 영상의 비디오 데이터(V-DATA)에 가산하거나 곱함으로써 비디오 데이터(V-DATA)를 변조하여 서브 화소(P)의 전기적 특성 변화를 보상한다. 룩업 테이블은 디지털 센싱 데이터(S-DATA)와 입력 영상의 비디오 데이터(V-DATA)를 메모리 어드레스(memory address)로 입력 받아 그 어드레스에 저장된 보상값을 출력한다. 보상부(142)에 의해 변조된 비디오 데이터(V-DATA)는 데이터 전압 생성부(123)로 전송된다. 변조된 비디오 데이터(V-DATA)는 데이터 전압 생성부(123)에 의해 디스플레이용 데이터 전압으로 변환되어 제1 데이터 라인(DL1)에 공급된다.
제2 데이터 라인(DL2)을 통해 센싱된 센싱값은 화소 구동 회로에 입력되는 게이트 신호의 크기를 조절하기 위한 용도로도 사용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
제1 데이터 라인(DL1)과 제2 데이터 라인(DL2)의 연결관계는 도 2에 도시된 도면으로 한정되지 않고, 센싱부(122)가 제2 데이터 라인(DL2)에 입력 영상의 비디오 데이터 전압을 공급하고 제1 데이터 라인(DL2)을 통해 충전 전압(Vpre)이 인가될 수도 있다.
이하에서는 구동 소자의 열화 특성을 센싱하고 보상하는 방법을 설명한다.
도 3a는 서브 화소(P)에 포함된 화소 구도 회로를 나타낸 회로도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 화소 구동 회로에 입력되는 신호의 파형도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 서브 화소(P)는 발광 소자(EL) 및 화소 구동 회로를 포함하고, 화소 구동 회로는 구동 소자(DT), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 제5 트랜지스터(T5), 및 커패시터(Cs)를 포함한다. 구동 소자(DT)는 구동 트랜지스터라고 지칭할 수도 있다.
발광 소자(EL)는 구동 소자(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 의해 발광한다. 발광 소자(EL)의 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에는 복층의 유기 화합물층이 형성된다. 발광 소자(EL)의 애노드 전극은 A 노드에 연결되고, 발광 소자(EL)의 캐소드 전극은 저전위 전원 전압(VSS)이 제공되는 저전위 전원 배선에 연결된다. 저전위 전원 배선은 일 방향으로 형성된 배선이거나 기판 상에서 홀을 포함하며 넓게 형성된 판상 형태일 수 있다.
구동 소자(DT)는 구동 소자(DT)의 소스-게이트 전압에 따라 발광 소자(EL)에 인가되는 구동 전류를 제어한다. 구동 소자(DT)의 게이트 전극은 B 노드에 연결되고, 소스 전극은 고전위 전원 전압(VDD)이 제공되는 고전위 전원 배선에 연결되고, 드레인 전극은 C 노드에 연결된다. 구동 소자(DT)의 소스 및 드레인은 구동 트랜지스터의 종류에 따라 바뀔 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로는 P타입의 트랜지스터들로 구현되지만, 이에 한정되지는 않는다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 데이터 라인(DL1)과 D 노드에 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 게이트 라인(GL1)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 스캔 신호(Scan1)에 의해 턴-온되어 데이터 전압(Vdata)을 D 노드에 전달한다. 제1 스캔 신호(Scan1)는 제1 게이트 라인(GL1)을 통해 제공된다.
제2 트랜지스터(T2)는 B 노드와 C 노드에 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제2 게이트 라인(GL2)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제2 스캔 신호(Scan2)에 의해 턴-온되어 B 노드와 C 노드를 연결한다. 제2 스캔 신호(Scan2)는 제2 게이트 라인(GL2)을 통해 제공된다.
제3 트랜지스터(T3)는 제2 데이터 라인(DL2)과 D 노드에 연결되고, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제3 게이트 라인(GL3)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 에미션 신호(EM)에 의해 턴-온되어 기준 전압(Vref)을 D 노드에 전달한다. 에미션 신호(EM)는 제3 게이트 라인(GL3)을 통해 제공되고, 기준 전압(Vref)은 제2 데이터 라인(DL2)을 통해 제공된다. 표시패널(110)의 일반 구동시 제2 데이터 라인(DL2)에는 표시패널(110)의 센싱 구동시와 다르게 기준 전압(Vref)이 제공된다.
제4 트랜지스터(T4)는 C 노드와 A 노드에 연결되고, 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 제3 게이트 라인(GL3)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 에미션 신호(EM)에 의해 턴-온되어 C 노드와 A 노드를 연결한다.
제5 트랜지스터(T5)는 제2 데이터 라인(DL2)과 A 노드에 연결되고, 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 제2 게이트 라인(GL2)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제2 스캔 신호(Scan2)에 의해 턴-온되어 기준 전압(Vref)을 A 노드에 전달한다.
화소 구동 회로는 발광 소자(EL)를 발광시키기 위해 구동 전류를 발생시키고, 그 과정에서 구동 소자(DT)의 열화를 보상하기 위한 보상 과정을 포함한다. 화소 구동 회로의 구동은 초기화 기간(①), 샘플링 기간(②), 홀딩 기간(③), 및 발광 기간(④)을 포함한다. 화소 구동 회로에 제공되는 제1 스캔 신호(Scan1) 및 제2 스캔 신호(Scan2)는 1 프레임(1 frame) 내에서 약 1 수평기간(1H)의 펄스로 트랜지스터를 턴-온 시키는 게이트 로우 전압(VGL)이고, 1 프레임의 대부분의 기간에서는 게이트 하이 전압(VGH)이다. 구체적으로, 제1 스캔 신호(Scan1)의 게이트 로우 전압(VGL) 펄스는 1 수평기간(1H)보다 짧고, 제2 스캔 신호(Scan2)의 게이트 로우 전압(VGL) 펄스는 1 수평기간(1H)보다 길다. 그리고, 제1 스캔 신호(Scan1)의 게이트 로우 전압(VGL) 펄스는 제2 스캔 신호(Scan2)의 게이트 로우 전압(VGL) 펄스와 완전히 중첩될 수 있다. 화소 구동 회로에 제공되는 에미션 신호(EM)는 약 3 수평기간(3H)의 펄스로 트랜지스터를 턴-오프시키는 게이트 하이 전압(VGH)이고, 1 프레임의 대부분의 기간에서는 게이트 로우 전압(VGL)이다. 에미션 신호(EM)의 게이트 하이 전압(VGH) 펄스는 제1 스캔 신호(Scan1)의 게이트 로우 전압(VGL) 펄스와 완전히 중첩되고, 제2 스캔 신호(Scan2)의 게이트 로우 전압(VGL) 펄스와 일부 중첩될 수 있다.
제1 스캔 신호(Scan1)와 제2 스캔 신호(Scan2)는 게이트 구동부(130)에 포함된 서로 다른 스캔 구동부에서 출력되고, 에미션 신호(EM)는 게이트 구동부(130)에 포함된 에미션 구동부에서 출력된다.
초기화 기간(①)은 제2 스캔 신호(Scan2)가 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 로우 전압(VGL)으로 전환되면서 시작된다. 초기화 기간(①) 동안 에미션 신호(EM)는 게이트 로우 전압(VGL)을 유지하고, 제1 스캔 신호(Scan1)는 게이트 하이 전압(VGH)을 유지한다.
제2 스캔 신호(Scan2)에 의해 제5 트랜지스터(T5)는 턴-온되어 기준 전압(Vref)을 발광 소자(EL)의 애노드에 제공하여 애노드 전압을 기준 전압(Vref)으로 리셋시킨다. 에미션 신호(EM)에 의해 제4 트랜지스터는 턴-온되어 발광 소자(EL)의 애노드와 구동 트랜지스터(DT)의 드레인을 도통시킨 상태가 유지되고, 제2 스캔 신호(Scan2)가 게이트 로우 전압(VGL)으로 전환됨으로써 구동 트랜지스터(DT)의 드레인에 기준 전압(Vref)을 제공한다. 제2 스캔 신호(Scan2)에 의해 제2 트랜지스터(T2)는 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트와 드레인을 도통시키고, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트에 기준 전압(Vref)을 제공한다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트와 드레인, 및 발광 소자(EL)의 애노드가 도통되고, 기준 전압(Vref)의 상태로 리셋된다. 이 경우, 기준 전압(Vref)은 고전위 전원 전압(VDD) 보다 낮고 저전위 전원 전압(VSS)보다 높은 전압이다.
에미션 신호(EM)에 의해 제3 트랜지스터는 턴-온되어 기준 전압(Vref)을 D 노드에 제공하여 커패시터(Cs)의 일전극이 기준 전압(Vref)인 상태를 유지한다. 이에 따라, 커패시터(Cs)의 양전극에는 기준 전압(Vref)이 제공되어 커패시터(Cs)의 커패시턴스는 제로가 된다.
샘플링 기간(②)은 에미션 신호(EM)가 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 하이 전압(VGH)으로 전환되면서 시작된다. 제2 스캔 신호(Scan2)는 게이트 로우 전압(VGL)을 유지하고, 제1 스캔 신호(Scan1)는 게이트 로우 전압(VGL)으로 전환된다. 제1 스캔 신호(Scan1)는 샘플링 기간(②) 내에서 게이트 로우 전압(VGL) 펄스를 갖는다.
에미션 신호(EM)에 의해 제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)는 턴-오프되고, 제2 스캔 신호(Scan2)에 의해 제2 트랜지스터(T2) 및 제5 트랜지스터(T5)는 턴-온 상태를 유지한다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드-커넥션 상태가 되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압은 상승한다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압은 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전압과 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압만큼 차이가 발생하면 상승을 멈춘다. 따라서, 샘플링 기간(②) 동안 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압을 샘플링할 수 있다.
그리고, 제1 스캔 신호(Scan1)에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되어 데이터 전압(Vdata)을 D 노드에 제공한다. 데이터 전압(Vdata)은 커패시터(Cs)의 커플링 효과에 의해 B 노드에 영향을 미친다. 따라서, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압은 (VDD-Vth-Vdata)가 된다. 이 경우, Vth는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압이다.
초기화 기간(①)과 샘플링 기간(②)은 대략 1 수평기간(1H) 동안 진행되고, 초기화 기간(①)과 샘플링 기간(②)의 비율은 약 1:9 정도로 사용함으로써 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압 보상이 원활히 진행될 수 있게 한다.
홀딩 기간(③)은 제2 스캔 신호(Scan2)가 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 하이 전압(VGH)으로 전환되면서 시작된다. 홀딩 기간(③)은 1 수평기간(1H) 이상 포함시킴으로써 커패시터(Cs)의 충전 후 모든 트랜지스터들을 턴-오프시켜 충전된 전압을 안정화 시킨다. 제1 스캔 신호(Scan1) 및 에미션 신호(EM)는 게이트 하이 전압(VGH)을 유지한다.
홀딩 기간(③)에서는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 제5 트랜지스터(T5), 및 구동 트랜지스터(DT)가 턴-오프된다.
발광 기간(④)은 에미션 신호(EM)가 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 로우 전압(VGL)으로 전환되면서 시작된다. 제1 스캔 신호(Scan1) 및 제2 스캔 신호(Scan2)는 게이트 하이 전압(VGH)을 유지한다.
에미션 신호(EM)에 의해 제3 트랜지스터(T3)는 턴-온되어 D 노드에 기준 전압(Vref)을 제공한다. 이에 따라, 커패시터(Cs)의 커플링 효과에 의해 B 노드의 전압은 (VDD-Vth-(Vdata-Vref))가 된다. B 노드의 전압에 의해 구동 트랜지스터(DT)는 구동 전류(ID)를 발생킨다. 에미션 신호(EM)에 의해 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)와 발광 소자(EL)를 전기적으로 연결시킨다. 이 경우, 발광 소자(EL)에 제공되는 구동 전류(ID)는 문턱전압(Vth)이 보상되고 기준 전압(Vref)과 데이터 전압(Vdata)에 의해서 결정된다. 구동 전류(ID)는 수학식 1과 같다.
[수학식1]
Figure pat00001
수학식 1에서 k는 구동 트랜지스터(DT)의 특성에 대한 상수값이다. 수학식 1을 참조하면, 구동 전류(ID)에서 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth) 값은 제거되므로, 구동 전류(ID)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)에 의존하지 않고 문턱전압(Vth)의 변화에도 영향을 받지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 서브 화소(P)의 센싱 구동을 나타낸 도면이다. 구체적으로 서브 화소(P)가 열화된 정도를 센싱하는 과정이며, 특히 발광 소자(EL)의 열화를 센싱할 수 있다. 도 4a 및 도 4b의 화소 구동 회로는 도 3a의 화소 구동 회로와 동일하다. 다만, 기준 전압(Vref)이 제공되는 제2 데이터 라인(DL2)을 보다 구체적으로 도시하였다.
발광 소자(EL)의 열화 센싱은 일반 구동시 진행되지 않고, 센싱 구동시 진행된다. 센싱 구동은 프레임(frame)과 프레임 기간 사이의 블랭크 기간(blank period)에 진행될 수 있다.
도 4a는 발광 소자(EL)의 애노드를 충전하는 단계를 나타내고, 도 4b는 발광 소자(EL)의 애노드 전압을 센싱하는 단계를 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 센싱 구동 기간에서 제5 트랜지스터(T5)가 에미션 신호(EM)에 의해 턴-온된다. 턴-온된 제5 트랜지스터(T5)를 통해 발광 소자(EL)의 애노드에 충전 전압(Vpre)이 제공된다. 충전 전압(Vpre)은 앞서 설명한 기준 전압(Vref)과 다른 별도의 전압이고, 고전위 전원 전압(VDD)보다 낮고 저전위 전원 전압(VSS) 및 기준 전압(Vref)보다 높은 전압이다. 도 2를 참조하면, 충전 전압(Vpre)은 제1 스위치 소자(SW1)를 턴-온시킴으로써 제2 데이터 라인(DL2)에 제공된다. 충전 전압(Vpre)은 발광 소자(EL)의 애노드에 전달되는 동시에 충전 커패시터(Cc)에 충전된다. 충전 커패시터(Cc)의 일전극은 제5 트랜지스터(T5)와 연결되고, 타전극은 접지전극(GND)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 센싱 트랜지스터라고 지칭할 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 센싱 구동 기간에서 제5 트랜지스터(T5)가 에미션 신호(EM)에 의해 턴-오프된다. 따라서, 제5 트랜지스터(T5)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 연결된 E 노드에 충전된 전압이 제2 데이터 라인(DL2)을 통해 방전되고, 이 때 발광 소자(EL)의 문턱전압을 센싱할 수 있다. 다시 설명하면, 충전 커패시터(Cc)에 충전된 충전값을 읽어냄으로써 발광 소자(EL)의 문턱전압의 변화량을 센싱할 수 있다. 도 2를 참조하면, 센싱 구동 기간에서 제2 스위치 소자(SW2)를 턴-온시킴으로써 센싱된 전압이 제2 데이터 라인(DL2)으로부터 타이밍 컨트롤러(140)의 보상부(142)에 제공된다.
센싱 구동 기간에서 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 및 구동 트랜지스터(DT)는 턴-오프되고, 발광 소자(EL)는 발광하지 않는다.
전계발광 표시장치(100)는 별도의 메모리를 포함한다. 메모리에는 발광 소자(EL)의 문턱전압 초기값이 저장된다. 이후에 센싱 구동 기간을 통해 센싱된 발광 소자(EL)의 문턱전압 값은 메모리에 저장된 발광 소자(EL)의 문턱전압 초기값과 비교되어, 발광 소자(EL)의 문턱전압이 변화된 값만큼 일반 구동시 샘플링 기간(②)에 데이터 전압(Vdata)에 반영시킨다. 이에 따라, 발광 소자(EL)의 문턱전압이 보상되고 원하는 휘도로 서브 화소(P)를 발광시킬 수 있다.
한편, 도 4a 및 도 4b에서 설명한 서브 화소(P)의 센싱 구동 과정은 트랜지스터를 통해 이루어지므로 트랜지스터 특성에 영향을 받아 센싱 전압에 노이즈가 포함될 수 있다. 구체적으로, 제5 트랜지스터(T5)가 턴-오프시 발생하는 누설전류에 의해 센싱 전압에 노이즈가 포함될 수 있다. 이에, 제5 트랜지스터(T5)의 누설전류에 의한 노이즈를 감소시키기 위한 방법으로 센싱 구동시 제5 트랜지스터(T5)에 제공되는 제2 스캔 신호(Scan2)를 조절하는 방법이 있다. 이하에서는 표시패널(110)에 제공되는 게이트 신호의 전압의 크기를 조절하는 방법을 설명한다.
도 5a는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)의 일반 구동시 표시패널(110)에 전압이 제공되는 경로를 나타낸 블럭도이다. 도 5b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)의 센싱 구동시 표시패널(110)에 전압이 제공되는 경로를 나타낸 블럭도이다.
도 5a를 참조하면, 일반 구동시 표시패널(110)에는 전압 생성부(160)로부터 표시패널(110)의 구동에 필요한 전압을 제공받는다. 도 5a에 도시된 전압 생성부(160)는 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하는 게이트 로우 전압(VGL) 및 게이트 하이 전압(VGH)을 생성하는 부분을 나타낸다. 게이트 로우 전압(VGL) 및 게이트 하이 전압(VGH)은 로직 전압(VG)으로 통칭될 수 있다. 로직 전압(VG, 또는 게이트 전압)은 전압 생성부(160)로부터 표시패널(110)로 제공되는데 도 1에 도시된바 처럼 레벨 시프터(150)를 거쳐 제공될 수 있다.
전압 생성부(160)는 파워 IC(162, power integrated circuit), 부스트 회로(164), 및 전압 조절부(166)를 포함한다. 파워 IC(162)는 전계발광 표시장치(100)의 외부로부터 전계발광 표시장치(100)에 입력된 전원을 전계발광 표시장치(100)에 포함된 구동 회로들을 구동시키는데 적합한 전원으로 변환 또는 유지시켜주고 하나의 집적 회로(IC)로 구현된 반도체 집적 소자이다. 파워 IC(162)는 표시장치(100)가 턴-온되면 입력 전압이 상승하여 타이밍 컨트롤러(140) 또는 표시패널(110)에 필요한 로직 전압을 출력한다. 파워 IC(162)는 전계발광 표시장치(100)의 외부로부터 입력되는 전원 및 파워 IC(162)의 출력 단자에 연결된 부하들의 변화에도 안정적으로 전원 공급을 할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(140) 또는 화소 구동 회로에 인가되는 로직 전압(VG)은 복수개로 이루어질 수 있고, 로직 전압(VG)은 타이밍 컨트롤러(140) 또는 화소 구동 회로에서 정해진 파워 시퀀스에 맞게 인가되어야 한다. 이를 위해, 파워 IC(162)로부터 출력된 전압은 인덕터(Inductor)와 다이오드(Diode)로 구성된 부스트 회로(164, boost circuit)를 거칠 수 있다. 부스트 회로(164)는 파워 IC(162)가 입력 전압보다 높은 레벨의 출력 전압을 공급하기 위한 승압용 부스터 컨버터(booster converter)와 입력 전압보다 낮은 레벨의 출력 전압을 공급하기 위한 강압용 벅 컨버터(buck converter)의 기능을 포함할 수 있다. 따라서, 부스트 회로(164)는 파워 IC(162)의 출력 전압을 조절하여 출력할 수 있다.
부스트 회로(164)를 통해 출력된 전압은 전압 조절부(166)를 통해 표시패널(110)로 입력될 수 있다. 이 경우, 전압 조절부(166)는 저항부(R1, R2) 및 접지부(GND)를 포함할 수 있다. 일반 구동시 부스트 회로(164)에서 출력된 출력 전압은 저항부(R1, R2) 및 접지부(GND)를 통해 로직 전압(VG)으로 변경될 수 있다. 도 5a에서 저항부(R1, R2)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R3)을 포함하도록 도시되었지만, 저항부(R1, R2)는 필요시 복수개의 저항을 포함할 수 있다.
저항부(R1, R2) 및 접지부(GND)를 통해 결정된 로직 전압(VG)은 게이트 라인(GL)을 통해 표시패널(110)에 제공되는 동시에 파워 IC(162)로 피드백되어 로직 전압(VG)을 재설정할 수 있다. 구체적으로, 전압 조절부(166)에는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)가 공유하는 X 노드를 포함하고, X 노드의 전압을 파워 IC(162)로 피드백시킨다. 파워 IC(162)로 피드백되는 전압을 피드백 전압(Vfb)이라고 지칭할 수 있더. 피드백 전압(Vfb)은 X 노드와 파워 IC(162)를 연결하는 배선을 통해 파워 IC(162)에 제공된다. 일반 구동시 피드백 전압(Vfb)을 통해 전압 생성부(160)에서 표시패널(110)에 제공되는 로직 전압(VG)을 편의상 제1 로직 전압(VG1)이라고 한다. 이 경우, 제1 로직 전압(VG1)은 Vfb *
Figure pat00002
이다.
도 5b는 표시패널(110)의 열화를 센싱하는 구동 동작에 있어서 표시패널(110)에 제공되는 로직 전압(VG)을 가변하기 위한 전압 생성부(160)를 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이, 센싱 서브 화소(P)의 센싱 구동 과정은 제5 트랜지스터(T5)를 통해 이루어지므로 제5 트랜지스터(T5)가 턴-오프시 발생하는 누설전류에 의해 센싱 전압에 노이즈가 발생할 수 있다. 노이즈는 제5 트랜지스터(T5)의 누설전류에 의해 발생하는 것이므로 제5 트랜지스터(T5)의 누설전류를 저감하기 위해서 제5 트랜지스터(T5)에 제공되는 로직 전압(VG)을 가변할 수 있다.
표시패널(110)의 센싱 구동시, 전압 생성부(160)는 제2 로직 전압(VG2)을 출력하여 표시패널(110)에 제공한다. 제2 로직 전압(VG2)은 제5 트랜지스터(T5)를 통해 센싱된 발광 소자(EL)의 문턱전압의 차이가 반영된 값으로 제5 트랜지스터(T5)의 누설전류를 감소시킬 수 있다.
파워 IC(162)에서 출력된 출력 전압은 부스트 회로(164)를 거쳐 전압 조절부(166)를 통해 표시패널(110)에 제공된다. 센싱 구동시, 제2 로직 전압(VG2)은 전압 조절부(166)의 저항부(R1, R2) 및 접지부(GND) 이외에 회로부(T-circuit) 및 보조 저항부(R3)를 통해 조절된다. 센싱 구동시, 타이밍 컨트롤러(140)는 회로부(T-circuit)에 전압 제어 신호(T-signal)를 인가하고, 전압 제어 신호(T-signal)에 의해 제어된 회로부(T-circuit)는 저항부(R1, R2) 및 보조 저항부(R3)를 통해 부스트 회로(164)로부터 출력된 로직 전압을 제2 로직 전압(VG2)으로 변경한다. 타이밍 컨트롤러(140)가 회로부(T-circuit)에 제공하는 전압 제어 신호(T-signal)는 제5 트랜지스터(T5)의 누설전류량이 반영된 신호이다. 전압 조절부(166)의 구체적인 회로도는 이어지는 도 6에서 설명한다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전압 조절부(166)를 나타낸 회로도이다.
전압 조절부(166)는 저항부(R1, R2), 보조 저항부(R3), 및 회로부(T-circuit)을 포함한다. 저항부(R1, R2)는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)을 포함하고, 보조 저항부(R3)는 제3 저항(R3)으로 구현될 수 있으며, 회로부(T-circuit)는 한 개의 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 일단은 각각 X 노드에 연결되어 직렬 연결된다. 그리고, 제1 저항(R1)의 타단은 게이트 라인(GL)에 연결되고, 제2 저항(R2)의 타단은 접지부(GND)에 연결된다. 제3 저항(R3)의 일단이 제1 저항(R1)과 함께 게이트 라인(GL)에 연결되고, 타단이 Y 노드에 연결된다. 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 및 제3 저항(R3)의 저항값은 동일할 수도 서로 다를 수도 있다.
X 노드와 Y 노드 사이에는 회로부(T-circuit)가 연결된다. 회로부(T-circuit)를 구성하는 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극은 각각 X 노드 및 Y 노드에 연결되고, 트랜지스터의 게이트 전극은 전압 제어 신호(T-signal)가 제공되는 전압 제어 신호 배선에 연결된다. 트랜지스터는 전압 제어 신호(T-signal)에 의해 제어되어 X 노드와 Y 노드를 연결하거나 분리한다. 트랜지스터는 P타입 트랜지스터 또는 N타입 트랜지스터로 구현될 수 있다. 도 6의 회로부(T-circuit)는 P타입 트랜지스터로 설명하지만, 이에 한정되지는 않는다.
센싱 구동시 타이밍 컨트롤러(140)는 트랜지스터 턴-온 전압을 전압 제어 신호(T-signal)로 회로부(T-circuit)에 전달한다. 트랜지스터 턴-온 전압에 의해 회로부(T-circuit)를 구성하는 트랜지스터가 턴-온되어 X 노드와 Y 노드를 전기적으로 연결한다. 이에 따라, 제1 저항(R1)과 제3 저항(R3)은 병렬 연결되고, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2), 그리고 제3 저항(R3)과 제2 저항(R2)은 각각 직렬 연결된다. 부스트 회로(164)에서 출력된 출력 전압은 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 및 제3 저항(R3)에 의해 조절된 제2 로직 전압(VG2)으로 변환되어 표시패널(110)에 입력된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, X 노드의 전압은 파워 IC(162)로 피드백되어 표시패널(110)에 입력되는 전압을 조절할 수 있다. 이 경우, 제2 로직 전압(VG2)은 Vfb *
Figure pat00003
이다. 또한, 회로부(T-circuit)의 게이트 전극에 제4 저항을 추가하여 회로부(T-circuit)의 턴-온 시점 지연을 줌으로써 저항부(R1, R2) 및 보조 저항부(R3)의 전압 가변으로 인해 발생할 수 있는 노이즈도 줄일 수 있다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)의 센싱 구동시 구동 블록도이다. 그리고, 도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치(100)의 센싱 구동시 타이밍 컨트롤러(140)의 노이즈 검증 플로우를 나타낸 플로우 차트이다.
표시패널(110)에 포함된 화소의 열화를 센싱하고, 센싱된 값을 반영하여 로직 전압(VG)을 조절하는 구동방법은 반복적으로 진행될 수 있다.
표시패널(110)은 센싱 구동시 발광 소자의 열화를 센싱한다(Vth sensing). 센싱된 데이터(A)는 아날로드-디지털 변환기(ADC)로 전달되어 아날로그 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터(B)로 변환한다. 그리고, 디지털 센싱 데이터(B)는 타이밍 컨트롤러(140)로 전송된다.
타이밍 컨트롤러(140)는 기존에 메모리(Memory)에 저장되어 있던 센싱 데이터와 현재 센싱된 센싱 데이터(B)를 비교하여 센싱 데이터(B)의 차이(노이즈)를 확인한다(Verify Sensing data Noise check). 센싱 데이터(B)의 값에 차이(노이즈)가 있는 경우 타이밍 컨트롤러(140)는 로직 전압(VG)이 저장된 룩업-테이블(LUT)을 불러와(Refer LUT), 노이즈 값에 대응하여 룩업-테이블(LUT)에 저장된 로직 전압(VG)을 조절한다(Control VG). 조절된 로직 전압(VG) 및 전압 제어 신호(T-signal)는 전압 조절부(166)에 제공된다. 그리고, 전압 조절부(166)는 저항부(R1, R2), 보조 저항부(R3), 및 회로부(T-circuit)를 이용하여 제2 로직 전압(VG2)를 생성하여 표시패널(110)에 제공함으로써 표시패널(110)이 발광 소자의 열화를 다시 센싱할 수 있게 한다(Re-sensing). 발광 소자의 열화를 센싱하고, 타이밍 컨트롤러(140)가 노이즈를 판단하고, 노이즈에 따라 로직 전압(VG)을 조절하고, 전압 조절부(166)에 의해 제2 로직 전압(VG2)을 생성하여 표시패널(110)이 제2 로직 전압(VG2)을 이용하여 발광 소자의 열화를 다시 센싱하는 과정을 복수번 반복될 수 있다. 반복되는 과정 속에서 발광 소자의 열화 센싱 노이즈는 감소되고, 화소 회로의 구동시 발광 소자의 열화 정도를 정확하게 보상할 수 있다.
기존에 메모리(Memory)에 저장되어 있던 센싱 데이터와 현재 센싱된 센싱 데이터(B)를 비교하였을 때 값의 노이즈가 발생하지 않았을 경우, 타이밍 컨트롤러(140)는 보상 데이터(C)를 생성하고(Make Compensation data), 보상 데이터(C)를 메모리(Memory)에 저장한다(Save Compensation Data).
본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치에있어서, 화소 구동 회로 및 발광 소자를 포함하는 표시패널, 화소 구동 회로에 인가되는 로직 전압을 생성하는 전압 생성부, 및 전압 생성부에 전압 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 전압 생성부는 파워 IC, 부스트 회로, 및 전압 조절부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전압 조절부는 복수의 저항 및 트랜지스터를 포함하고, 트랜지스터는 전압 제어 신호에 의해 제어되어 X 노드 및 Y 노드 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 복수의 저항은 제1 저항, 제2 저항, 및 제3 저항을 포함할 수 있다. 제1 저항의 일단 및 제2 저항의 일단은 X 노드를 공유하며 직렬연결되고, 제2 저항의 타단은 접지부에 연결되고, 제1 저항의 타단 및 제3 저항의 일단은 로직 전압이 제공되는 배선에 연결되며, 제3 저항의 타단 및 X 노드 사이에는 트랜지스터가 연결될 수 있다. 그리고, 전압 조절부는 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 제4 저항이 더 포함될 수 있다. 그리고, X 노드의 전압을 파워 IC로 피드백하기 위한 피드백 배선을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 화소 구동 회로는 발광 소자의 애노드에 연결되고, 화소 구동 회로는 발광 소자의 문턱전압을 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터를 포함할 수 있다. 그리고, 센싱 트랜지스터는 로직 전압에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시패널은 일반 구동 및 센싱 구동을 통해 구동되고, 일반 구동시 전압 생성부로부터 출력되어 표시패널에 제공되는 로직 전압을 제1 로직 전압, 센싱 구동시 전압 생성부로부터 출력되어 표시패널에 제공되는 로직 전압을 제2 로직 전압이라고 할때, 제1 로직 전압과 제2 로직 전압은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시패널은 게이트 구동부를 더 포함하고, 로직 전압은 게이트 구동부로 입력될 수 있다. 그리고, 로직 전압은 게이트 하이 전압일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 표시장치
110 : 표시패널
120 : 데이터 구동부
122 : 센싱부
123 : 데이터 전압 발생부
130 : 게이트 구동부
140 : 타이밍 컨트롤러
142 : 보상부
150 : 레벨 시프터
160 : 전압 생성부
162 : 파워 IC
164 : 부스트 회로
166 : 전압 조절부

Claims (10)

  1. 화소 구동 회로 및 발광 소자를 포함하는 표시패널;
    상기 화소 구동 회로에 인가되는 로직 전압을 생성하는 전압 생성부; 및
    상기 전압 생성부에 전압 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 전압 생성부는 파워 IC, 부스트 회로, 및 전압 조절부를 포함하는, 전계발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 조절부는 복수의 저항 및 트랜지스터를 포함하고,
    상기 트랜지스터는 상기 전압 제어 신호에 의해 제어되어 X 노드 및 Y 노드 사이에 연결된, 전계발광 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 저항은 제1 저항, 제2 저항, 및 제3 저항을 포함하고,
    상기 제1 저항의 일단 및 상기 제2 저항의 일단은 상기 X 노드를 공유하며 직렬연결되고,
    상기 제2 저항의 타단은 접지부에 연결되고,
    상기 제1 저항의 타단 및 상기 제3 저항의 일단은 상기 로직 전압이 제공되는 배선에 연결되며,
    상기 제3 저항의 타단 및 상기 X 노드 사이에는 트랜지스터가 연결된, 전계발광 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압 조절부는 상기 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 제4 저항이 더 포함된, 전계발광 표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 X 노드의 전압을 상기 파워 IC로 피드백하기 위한 피드백 배선을 포함하는, 전계발광 표시장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 구동 회로는 상기 발광 소자의 애노드에 연결되고,
    상기 화소 구동 회로는 상기 발광 소자의 문턱전압을 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터를 포함하는, 전계발광 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센싱 트랜지스터는 상기 로직 전압에 의해 제어되는, 전계발광 표시장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널은 일반 구동 및 센싱 구동을 통해 구동되고,
    상기 일반 구동시 상기 전압 생성부로부터 출력되어 상기 표시패널에 제공되는 로직 전압을 제1 로직 전압,
    상기 센싱 구동시 상기 전압 생성부로부터 출력되어 상기 표시패널에 제공되는 로직 전압을 제2 로직 전압이라고 할때,
    상기 제1 로직 전압과 상기 제2 로직 전압은 서로 다른, 전계발광 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은 게이트 구동부를 더 포함하고,
    상기 로직 전압은 상기 게이트 구동부로 입력되는, 전계발광 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 로직 전압은 게이트 하이 전압인, 전계발광 표시장치..
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