KR20220086900A - 발광표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

발광표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및
상기 표시패널에 포함된 서브 픽셀로부터 센싱전압을 취득하여 저장하고, 저장된 상기 센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 재취득하는 과정을 반복하며 상기 센싱전압을 적산하는 보상 회로부를 포함하는 발광표시장치를 제공할 수 있다.

Description

발광표시장치 및 이의 구동방법{Light Emitting Display Device and Driving Method of the same}
본 발명은 발광표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display Device: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 표시장치들 중 발광표시장치는 빠른 응답속도, 고휘도 및 시야각이 넓은 전기적 그리고 광학적 특성과 더불어 유연한 형태로 구현할 수 있는 기구적 특성 등과 같이 많은 장점이 있다. 그러나 발광표시장치는 다양한 어플리케이션에 적용하기 위한 측면에서 개선점이 남아 있는바 이와 관련된 지속적인 연구가 필요하다.
본 발명은 발광표시장치의 구동 중 반복적이고 지속적인 분할 센싱 동작을 통해 센싱 정확도 및 보상 정확도를 향상함과 더불어 실시간 분할 센싱 가능한 회로의 구성을 간소화하는 것이다.
본 발명은 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및
상기 표시패널에 포함된 서브 픽셀로부터 센싱전압을 취득하여 저장하고, 저장된 상기 센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 재취득하는 과정을 반복하며 상기 센싱전압을 적산하는 보상 회로부를 포함하는 발광표시장치를 제공할 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 서브 픽셀에 초기화전압을 인가한 후 상기 서브 픽셀로부터 상기 센싱전압을 취득하며 상기 센싱전압을 재출력하는 센싱 동작을 상기 표시패널의 블랭크기간마다 반복할 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 표시패널의 제1블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 제1센싱전압을 취득하고, 상기 표시패널의 제2블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 취득한 제1센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 센싱하여 상기 제1센싱전압보다 높은 레벨의 제2센싱전압을 취득할 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 서브 픽셀에 초기화전압을 출력하기 위한 스위칭 동작과 더불어 상기 센싱전압을 반복적으로 출력하고 센싱하기 위한 스위칭 동작을 수행하는 스위치 회로부와, 상기 초기화전압을 증폭하여 출력하거나 상기 센싱전압을 증폭하여 출력하는 출력 회로부와, 상기 센싱전압을 저장 및 적산하는 센싱 회로부를 포함할 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 초기화전압을 출력하는 단자에 제1전극이 연결되고 상기 초기화전압을 증폭하여 출력하는 증폭 회로의 비반전단자에 제2전극이 연결되고 제1제어라인에 제어전극이 연결된 제1스위치와, 상기 증폭 회로의 출력단자에 제1전극이 연결되고 출력 채널에 제2전극이 연결되고 제2제어라인에 제어전극이 연결된 제2스위치와, 상기 출력 채널에 제1전극이 연결되고 상기 센싱전압을 저장하는 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제3제어라인에 제어전극이 연결된 제3스위치와, 상기 증폭 회로의 비반전단자에 제1전극이 연결되고 상기 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제4제어라인에 제어전극이 연결된 제4스위치를 포함하고, 상기 증폭 회로는 반전단자와 출력단자가 공통으로 연결될 수 있다.
상기 보상 회로부의 출력 단자는 상기 서브 픽셀의 레퍼런스라인에 연결되거나 상기 서브 픽셀의 데이터라인에 연결될 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 서브 픽셀에 포함된 센싱 트랜지스터가 턴온되면 구동 트랜지스터의 소스전극과 유기 발광다이오드 사이에 정의된 센싱노드를 통해 상기 센싱전압을 취득할 수 있다.
상기 제1스위치는 상기 표시패널의 액티브기간 동안 턴온되고, 상기 제2스위치는 상기 표시패널의 액티브기간부터 상기 표시패널의 블랭크기간의 초기 시간 동안 턴온되고, 상기 제3스위치는 상기 표시패널의 블랭크기간의 말기 시간 동안 턴온되고, 상기 제4스위치는 상기 표시패널의 블랭크기간의 초기 시간 동안 턴온될 수 있다.
상기 서브 픽셀은 빛을 발광하는 유기 발광다이오드와, 상기 유기 발광다이오드에 공급할 구동전류를 발생하는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 상기 유기 발광다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결된 커패시터와, 제1스캔라인에 게이트전극이 연결되고 제1레퍼런스라인에 제1전극이 연결되고 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 제2전극이 연결된 스위칭 트랜지스터와, 상기 제1스캔라인에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인에 제1전극이 연결되고 상기 유기 발광다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결된 센싱 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및 상기 표시패널에 포함된 서브 픽셀의 데이터라인 또는 레퍼런스라인을 통해 초기화전압을 인가한 후 센싱전압을 취득하여 저장하고, 저장된 상기 센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 재취득하는 과정을 반복하며 상기 센싱전압을 적산하는 보상 회로부를 포함하는 발광표시장치를 제공할 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 센싱전압을 적산하는 센싱 동작을 상기 표시패널의 블랭크기간마다 반복할 수 있다.
상기 보상 회로부는 상기 초기화전압을 출력하는 단자에 제1전극이 연결되고 상기 초기화전압을 증폭하여 출력하는 증폭 회로의 비반전단자에 제2전극이 연결되고 제1제어라인에 제어전극이 연결된 제1스위치와, 상기 증폭 회로의 출력단자에 제1전극이 연결되고 출력 채널에 제2전극이 연결되고 제2제어라인에 제어전극이 연결된 제2스위치와, 상기 출력 채널에 제1전극이 연결되고 상기 센싱전압을 저장하는 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제3제어라인에 제어전극이 연결된 제3스위치와, 상기 증폭 회로의 비반전단자에 제1전극이 연결되고 상기 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제4제어라인에 제어전극이 연결된 제4스위치를 포함하고, 상기 증폭 회로는 반전단자와 출력단자가 공통으로 연결될 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 표시패널의 제1블랭크기간 동안 서브 픽셀을 통해 초기화전압을 인가하는 단계; 상기 표시패널의 제1블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 제1센싱전압을 취득하여 저장하는 단계; 상기 표시패널의 제2블랭크기간 동안 저장된 상기 제1센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력하는 단계; 및 상기 표시패널의 제2블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 제2센싱전압을 취득하여 저장하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.
상기 제2센싱전압은 상기 제1센싱전압보다 높은 레벨을 가질 수 있다.
상기 초기화전압은 상기 서브 픽셀의 데이터라인 또는 레퍼런스라인을 통해 인가할 수 있다.
본 발명은 발광표시장치의 구동 중 실시간 분할 센싱 방식으로 서브 픽셀에 포함된 소자의 열화 정보를 센싱하고 이를 보상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 발광표시장치의 구동 중 반복적이고 지속적인 분할 센싱 동작을 통해 센싱 정확도 및 보상 정확도를 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 데이터 구동부의 내부에 서브 픽셀에 포함된 소자로부터 획득한 센싱전압을 저장하고 재출력할 수 있는 방식을 기반으로 실시간 분할 센싱 가능한 회로의 구성을 간소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 발광표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 표시패널에 포함된 서브 픽셀의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 게이트인패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 구성 예시도이고, 도 4는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 데이터 구동부를 개략적으로 나타낸 블록도들이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 보상 회로부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 보상 회로부의 센싱 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 보상 회로부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 보상 회로부를 구동하기 위한 구동 파형도이고, 도 12 내지 도 15는 도 10에 도시된 보상 회로부의 센싱 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치의 센싱 및 보상 동작과 관련된 세뮬레이션 결과 및 그에 따른 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터 구동부를 개략적으로 나타낸 블록도들이다.
도 21은 본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 23은 도 22에 도시된 보상 회로부를 구동하기 위한 구동 파형도이고, 도 24 내지 도 27은 도 22에 도시된 보상 회로부의 센싱 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 28은 본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부의 장치 구성에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 발광표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 표시패널에 포함된 서브 픽셀의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 게이트인패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 구성 예시도이고, 도 4는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치 예시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발광표시장치는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180) 등을 포함할 수 있다.
영상 공급부(110)(또는 호스트시스템)는 외부로부터 공급된 영상 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 영상 데이터신호와 더불어 각종 구동신호를 출력할 수 있다. 영상 공급부(110)는 데이터신호와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(120)에 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(120)는 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 및 각종 동기신호(수직 동기신호인 Vsync, 수평 동기신호인 Hsync) 등을 출력할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상 공급부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급부(180)는 타이밍 제어부(120)의 제어하에 외부로부터 공급되는 전원을 고전위의 제1전원과 저전위의 제2전원 등으로 변환하여 제1전원라인(EVDD)과 제2전원라인(EVSS)을 통해 출력할 수 있다. 전원 공급부(180)는 제1전원 및 제2전원뿐만아니라 스캔 구동부(130)의 구동에 필요한 전압(예: 게이트하이전압과 게이트로우전압을 포함하는 게이트전압)이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압(드레인전압과 하프드레인전압을 포함하는 드레인전압) 등을 생성 및 출력할 수 있다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압을 기반으로 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 데이터전압을 공급할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 IC 형태로 형성되어 표시패널(150) 상에 실장되거나 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
표시패널(150)은 스캔신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호와 전원 및 제 등에 대응하여 영상을 표시할 수 있다. 표시패널(150)의 서브 픽셀들은 직접 빛을 발광한다. 표시패널(150)은 유리, 실리콘, 폴리이미드 등 강성 또는 연성을 갖는 기판을 기반으로 제작될 수 있다. 그리고 빛을 발광하는 서브 픽셀들은 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 픽셀 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색을 포함하는 픽셀로 이루어질 수 있다.
하나의 서브 픽셀(SP)은 제1레퍼런스 라인(REF1), 제1데이터 라인(DL1), 제1스캔라인(GL1), 제1전원라인(EVDD) 및 제2전원라인(EVSS)에 연결될 수 있다. 하나의 서브 픽셀(SP)은 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터, 유기 발광다이오드 등을 포함할 수 있다. 서브 픽셀은 빛을 발광하는 유기 발광다이오드는 물론이고 유기 발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 회로를 포함할 수 있다. 이와 관련된 설명은 이하에서 다룬다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC) 등에 응답하여 스캔신호(또는 스캔전압)를 출력할 수 있다. 스캔 구동부(130)는 스캔라인들(GL1~GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 스캔신호를 공급할 수 있다. 스캔 구동부(130)는 IC 형태로 형성되거나 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(150) 상에 직접 형성될 수 있다.
게이트인패널 방식 스캔 구동부(130)는 시프트 레지스터(131)와 레벨 시프터(135)를 포함할 수 있다. 레벨 시프터(135)는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 신호들을 기반으로 클록신호들(Clks)과 스타트신호(Vst) 등을 하나 이상 생성 및 출력할 수 있다. 클록신호들(Clks)은 2상, 4상, 8상 등 위상이 다른 K(K는 2 이상 정수)상의 형태로 생성 및 출력될 수 있다.
시프트 레지스터(131)는 레벨 시프터(135)로부터 출력된 신호들(Clks, Vst) 등을 기반으로 동작하며 표시패널(150)에 형성된 박막 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 스캔신호들(Scan[1] ~ Scan[m])을 출력할 수 있다. 시프트 레지스터(131)는 게이트인패널 방식에 의해 표시패널(150)의 상에 박막 형태로 형성된다.
시프트 레지스터(131)는 일반적으로 표시패널(150)의 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 이때, 시프트 레지스터(131)는 도 3(a)와 같이 표시패널(150)의 좌우측 비표시영역(NA)에 배치되거나 도 3(b)와 같이 표시패널(150)의 상하측 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다.
한편, 도 3에서는 표시영역(AA)의 좌우측 또는 상하측에 위치하는 비표시영역(NA)에 제1측 시프트 레지스터(131a)와 제2측 시프트 레지스터(131b)가 배치된 것을 일례로 도시 및 설명하였으나 좌측, 우측, 상측 또는 하측에 하나만 배치될 수도 있다. 또한, 시프트 레지스터(131)는 비표시영역(NA)과 표시영역(AA)에 분할 배치되거나 표시영역(AA) 내에 분산 배치될 수도 있다.
이 밖에, 레벨 시프터(135)는 시프트 레지스터(131)와 달리 독립된 IC 형태로 형성되거나 전원 공급부(180)의 내부에 포함될 수 있다. 하지만, 이는 하나의 예시일 뿐, 발광표시장치의 구현 방식에 따라 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 중 하나 이상이 하나의 IC 내에 통합되는 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 데이터 구동부를 개략적으로 나타낸 블록도들이다.
도 5의 제1예시와 같이, 데이터 구동부(140)는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)에 데이터전압이나 초기화전압을 공급하고 센싱하기 위한 데이터 채널들(DCH1 ~ DCH4)과, 레퍼런스전압을 출력(또는 전달)하기 위한 레퍼런스 채널(RCH1)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제4데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)은 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)은 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1레퍼런스 채널(RCH1)은 제1레퍼런스라인(REF1)에 연결될 수 있다. 제1레퍼런스라인(REF1)은 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)에 공통으로 연결될 수 있다.
도 5의 제1예시에 따르면, 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)은 데이터 구동부(140)에 포함된 하나의 레퍼런스라인(REF1)을 공유할 수 있다. 그 결과, 데이터 구동부(140)는 총 4개의 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 기준으로 하나의 레퍼런스 채널(RCH1)과 네 개의 데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)을 가질 수 있다.
도 6의 제2예시와 같이, 데이터 구동부(140)는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)에 데이터전압이나 초기화전압을 공급하고 센싱하기 위한 데이터 채널들(DCH1 ~ DCH4)만 포함할 수 있다.
제1 내지 제4데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)은 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)은 제1 내지 제4서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1레퍼런스라인(REF1)은 공통레퍼런스 전압라인(MVREF)에 연결될 수 있다. 제1레퍼런스라인(REF1)은 제1 내지 제4서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)에 공통으로 연결될 수 있다. 한편, 공통레퍼런스 전압라인(MVREF)은 LOG(Line On Glass) 형태로 표시패널 상에 배치되어 가변 가능한 레퍼런스전압을 전달할 수 있다.
도 6의 제2예시에 따르면, 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)은 별도로 마련된 공통레퍼런스 전압라인(MVREF)에 연결된 하나의 레퍼런스라인(REF1)을 공유할 수 있다. 그 결과, 데이터 구동부(140)는 총 4개의 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 기준으로 네 개의 데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)을 가질 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(140)는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 구동하기 위한 데이터전압 등을 출력하는 구동 회로부(141)와, 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 센싱하기 위한 센싱전압을 저장 및 출력하며 적산된 센싱전압을 얻는 보상 회로부(145)를 포함할 수 있다.
보상 회로부(145)는 구동 회로부(141)와 함께 하나의 채널을 공유할 수 있다. 한편, 보상 회로부(145)는 데이터 구동부(140)의 외부에 별도로 구현될 수도 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 데이터 구동부(140)의 내부에 구현된 것을 일례로 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 보상 회로부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 보상 회로부의 센싱 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(140)에 포함된 보상 회로부(145)는 스위치 회로부(142), 출력 회로부(144), 전압 생성부(146) 및 센싱 회로부(148)를 포함할 수 있다.
스위치 회로부(142)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 전압 생성부(146)로부터 생성된 데이터전압이나 초기화전압을 출력하기 위한 스위칭 동작과 더불어 센싱 회로부(148)에 저장된 센싱전압을 반복적으로 출력하고 센싱하기 위한 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 출력 회로부(144)는 전압 생성부(146)로부터 생성된 데이터전압이나 초기화전압을 출력하거나 센싱 회로부(148)에 저장된 센싱전압을 반복적으로 출력할 수 있다. 전압 생성부(146)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 출력할 데이터전압이나 초기화전압을 생성할 수 있다. 센싱 회로부(148)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 센싱된 센싱전압을 저장 및 적산하고 적산된 센싱전압을 검출할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 보상 회로부(145)는 스위치 회로부(142), 출력 회로부(144) 및 전압 생성부(146)를 동작시킨 후 제1데이터라인(DL1)을 통해 서브 픽셀(SP)에 초기화전압(Initial)을 인가할 수 있다.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 보상 회로부(145)는 스위치 회로부(142), 출력 회로부(144) 및 센싱 회로부(148)를 동작시킨 후 제1데이터라인(DL1)을 통해 서브 픽셀(SP)에 마련된 센싱전압(Sensing)을 취득할 수 있다.
본 발명의 제1실시예는 보상 회로부(145)에 포함된 장치를 동작시키며 서브 픽셀(SP)에 초기화전압(Initial)을 인가하고, 서브 픽셀(SP)에 마련된 센싱전압(Sensing)을 취득할 수 있다. 그리고 취득된 센싱전압(Sensing)을 반복적으로 서브 픽셀(SP)에 인가한 후 재차 취득하는 반복 센싱 방식으로 센싱전압(Sensing)을 적산하고, 이를 기반으로 서브 픽셀(SP)에 포함된 소자의 열화를 보상할 수 있다.
이하, 하나의 서브 픽셀(SP)이 3개의 N타입 트랜지스터, 1개의 커패시터 및 1개의 유기 발광다이오드로 구성된 것을 일례로 제1실시예에 대한 설명을 구체화한다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 보상 회로부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 보상 회로부를 구동하기 위한 구동 파형도이고, 도 12 내지 도 15는 도 10에 도시된 보상 회로부의 센싱 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 하나의 서브 픽셀(SP)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DT), 센싱 트랜지스터(ST), 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 커패시터(CST)의 제1전극에 게이트전극이 연결되고 제1전원라인(EVDD)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 제2전원라인(EVSS)에 캐소드전극이 연결될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SW)는 제1스캔라인(GL)에 게이트전극이 연결되고 제1레퍼런스라인(REF1)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)는 제1스캔라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다.
센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT) 또는 유기 발광다이오드(OLED)의 열화(문턱전압 등)를 보상하기 위해 추가된 일종의 보상 회로이다. 센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 팔로워(Source Follower) 동작을 기반으로 물리적인 문턱전압 센싱을 가능하게 할 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)와 유기 발광다이오드(OLED) 사이에 정의된 센싱노드를 통해 센싱전압을 취득할 수 있도록 동작할 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)로부터 취득된 센싱전압은 제1데이터라인(DL1)을 통해 보상 회로부(145)로 전달될 수 있다.
보상 회로부(145)는 제1스위치(MDA), 제2스위치(MFL), 제3스위치(MSA), 제4스위치(MSE), 증폭 회로(AMP), 제1변환 회로(DAC), 샘플링 회로(CSA) 및 제2변환 회로(ADC) 등을 포함할 수 있다. 제1스위치(MDA), 제2스위치(MFL), 제3스위치(MSA), 제4스위치(MSE)는 스위치 회로부에 포함될 수 있다. 증폭 회로(AMP)는 출력 회로부에 포함될 수 있다. 제1변환 회로(DAC)는 전압 생성부에 포함될 수 있다. 샘플링 회로(CSA) 및 제2변환 회로(ADC)는 센싱 회로부에 포함될 수 있다.
제1스위치(MDA)는 제1변환 회로(DAC)의 출력단자에 제1전극이 연결되고 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 제2전극이 연결되고 제1제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제1스위치(MDA)는 제1제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제1제어신호(C_Data)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제1스위치(MDA)가 턴온되면 제1변환 회로(DAC)로부터 생성된 데이터전압이나 초기화전압은 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 인가될 수 있다.
제2스위치(MFL)는 증폭 회로(AMP)의 출력단자에 제1전극이 연결되고 제1데이터 채널(DCH1)에 제2전극이 연결되고 제2제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제2스위치(MFL)는 제2제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제2제어신호(C_Float)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제2스위치(MFL)가 턴온되면 증폭 회로(AMP)로부터 출력된 데이터전압, 초기화전압 또는 센싱전압은 제1데이터 채널(DCH1)을 통해 출력될 수 있다.
제3스위치(MSA)는 제1데이터 채널(DCH1)에 제1전극이 연결되고 샘플링 회로(CSA)의 일단자에 제2전극이 연결되고 제3제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제3스위치(MSA)는 제3제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제3제어신호(C_Sam)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제3스위치(MSA)가 턴온되면 서브 픽셀(SP)로부터 얻은 센싱전압은 샘플링 회로(CSA)에 전달될 수 있다.
제4스위치(MSE)는 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 제1전극이 연결되고 샘플링 회로(CSA)의 일단자에 제2전극이 연결되고 제4제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제4스위치(MSE)는 제4제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제4제어신호(C_Sen)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제4스위치(MSE)가 턴온되면 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압은 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 전달될 수 있다.
증폭 회로(AMP)는 제2스위치(MFL)의 제1전극에 연결되고 반전단자(-)와 출력단자가 공통으로 연결되고 제1스위치(MDA)의 제2전극에 비반전단자(+)가 연결될 수 있다. 증폭 회로(AMP)는 앰프로 구현될 수 있고, 제1스위치(MDA)의 동작에 대응하여 데이터전압 및 초기화전압 중 하나를 출력하거나 제4스위치(MSE)의 동작에 대응하여 센싱전압을 출력할 수 있다.
제1변환 회로(DAC)는 제1스위치(MDA)의 제1전극에 일단자(출력단자)가 연결될 수 있다. 제1변환 회로(DAC)는 디지털 아날로그 변환기로 구현될 수 있다. 한편, 제1변환 회로(DAC)는 보상 회로부(145)에 포함된 것을 일례로 하였으나 이는 구동 회로부와 공유(구동 회로부에 포함된 디지털 아날로그 변환기로 대체)할 수도 있다.
샘플링 회로(CSA)는 제3스위치(MSA)의 제2전극 및 제4스위치(MSE)의 제2전극에 일단자(입출력단자)가 공통으로 연결될 수 있다. 샘플링 회로(CSA)는 하나의 커패시터로 단순화하여 도시하였으나 이에 한정되지 않는다. 샘플링 회로(CSA)는 서브 픽셀(SP)로부터 얻은 센싱전압을 저장하거나 적산이 완료된 센싱전압을 제2변환 회로(ADC)에 전달할 수 있다.
제2변환 회로(ADC)는 샘플링 회로(CSA)로부터 적산이 완료된(적산된) 센싱전압을 전달받고 이를 디지털 센싱값으로 변환할 수 있다. 제2변환 회로(ADC)는 디지털 센싱값을 타이밍 제어부에 전달할 수 있다. 타이밍 제어부는 제2변환 회로(ADC)로부터 전달된 디지털 센싱값을 기반으로 서브 픽셀(SP)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 열화 보상(문턱전압 이동 등)을 위한 보상 동작을 수행할 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 보상 회로부(145)는 열화 보상 대상이 되는 서브 픽셀(SP)에 대한 분할 센싱 동작을 수행하기 위해 구동 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제1변환 회로(DAC)는 초기화전압을 생성하여 출력할 수 있고, 제1스위치(MDA)는 턴온될 수 있다.
증폭 회로(AMP)는 초기화전압을 증폭하여 제2스위치(MFL)에 전달할 수 있다. 제2스위치(MFL)는 제1데이터 채널(DCH1)을 통해 초기화전압을 출력하기 위해 턴온될 수 있다. 이때, 제3스위치(MSA)와 제4스위치(MSE)는 턴오프된 상태일 수 있고, 샘플링 회로(CSA)와 제2변환 회로(ADC)는 비동작 상태일 수 있다.
위와 같은 동작에 의해, 초기화전압은 제1데이터 채널(DCH1)을 통해 출력되고 제1데이터라인(DL1)을 거쳐 서브 픽셀(SP)에 인가될 수 있다. 이때, 도 10의 센싱 트랜지스터(ST)는 서브 픽셀(SP)에 초기화전압이 인가되도록 로직하이의 스캔신호(Scan[1])에 대응하여 턴온된 상태를 유지할 수 있다.
도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 보상 회로부(145)는 초기화전압을 인가한 이후 서브 픽셀(SP)에 마련된 센싱전압을 얻기 위해 센싱 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제3스위치(MSA)는 턴온될 수 있다. 이때, 제1스위치(MDA), 제2스위치(MFL) 및 제4스위치(MSE)는 턴오프된 상태일 수 있고, 증폭 회로(AMP)는 비동작 상태일 수 있다.
위와 같은 동작에 의해, 서브 픽셀(SP)에 마련된 센싱전압은 샘플링 회로(CSA)에 저장될 수 있다. 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압은 적산이 완료될 때까지 제2변환 회로(ADC)에 전달되지 않고 유지될 수 있다.
도 11 및 도 14에 도시된 바와 같이, 보상 회로부(145)는 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압을 재차 서브 픽셀(SP)에 인가하기 위해 구동 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제4스위치(MSE)는 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압을 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 전달하기 위해 턴온될 수 있다. 증폭 회로(AMP)는 센싱전압을 증폭하여 제2스위치(MFL)에 전달할 수 있다. 제2스위치(MFL)는 제1데이터 채널(DCH1)을 통해 센싱전압을 재차 출력하기 위해 턴온될 수 있다.
위와 같은 동작에 의해, 센싱전압은 제1데이터 채널(DCH1)을 통해 출력되고 제1데이터라인(DL1)을 거쳐 서브 픽셀(SP)에 인가될 수 있다. 이때, 도 10의 센싱 트랜지스터(ST)는 서브 픽셀(SP)에 초기화전압이 인가되도록 턴온된 상태일 수 있다.
도 11 및 도 15에 도시된 바와 같이, 초기화전압을 인가한 이후에는 센싱전압을 샘플링 회로(CSA)에 저장하는 과정[도 15(a)]과 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압을 재차 출력하는 과정[도 15(b)]을 반복하며 센싱전압을 적산할 수 있다. 즉, 초기화전압을 인가하는 과정[도 12]은 생략될 수 있다.
상기와 같은 동작은 영상 표시 구간이 아닌 열화 보상 대상이 되는 서브 픽셀(SP)의 보상 구간에 이루어지는 바, 액티브기간(Active) 및 블랭크기간(Blank)을 포함하는 제N프레임(N은 1 이상 정수) 동안 반복적으로 지속될 수 있다. 액티브기간(Active)은 영상 표현을 위한 데이터전압이 인가되는 기간으로 정의될 수 있고, 블랭크기간(Blank)은 영상 표현을 위한 데이터전압이 미인가되는 기간 또는 센싱 대상이 되는 서브 픽셀을 센싱하는 기간으로 정의될 수 있다.
아울러, 도 11의 구동 파형을 참고하면, 제1제어신호(C_Data)는 액티브기간(Active)만 로직하이를 갖지만, 제2제어신호(C_Float)는 액티브기간(Active)과 더불어 블랭크기간(Blank)의 초기 시간 동안 로직하이를 가질 수 있다. 제4제어신호(C_Sen)는 블랭크기간(Blank)이 시작되는 시점부터 로직하이로 발생하고 제2제어신호(C_Float)가 로직로우로 떨어지는 시점에 동기하여 로직로우로 전환될 수 있다. 여기서, 제4제어신호(C_Sen)의 로직하이 발생 구간을 정의하는 "Te"는 센싱전압을 출력하는 회로의 구동 능력에 따라 가변될 수 있다.
제3제어신호(C_Sam)는 블랭크기간(Blank)의 말기(종료되기 이전) 시간부터 로직하이로 발생하고, 제1제어신호(C_Data) 및 제2제어신호(C_Float)가 로직하이로 올라가는 시점에 동기하여 로직로우로 전환될 수 있다. 여기서, 제3제어신호(C_Sam)의 로직하이 발생 구간을 정의하는 "Ta"는 센싱전압을 센싱하는 회로의 센싱 능력에 따라 가변될 수 있다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치의 센싱 및 보상 동작과 관련된 시뮬레이션 결과 및 그에 따른 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따라 제N프레임(N은 1 이상 정수) 동안 센싱 동작을 반복하면, "VSen"와 같이 구간마다 점진적으로 레벨이 높아지는 펄스형 센싱전압을 서브 픽셀에 인가할 수 있다. 그리고 "VSam"과 같이 시간이 지날때마다 점진적으로 레벨이 높아지는 적산형 센싱전압을 취득 및 저장할 수 있다. "C_Data, C_Float 및 C_Sam"은 제1제어신호, 제2제어신호 및 제3제어신호을 의미한다.
도 10 및 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 레퍼런스전압(VRef)은 액티브기간(Active) 동안 일정 레벨로 유지되지만, 블랭크기간(Blank) 동안 특정 레벨로 가변(레벨 증가)될 수 있다. 즉, 제1블랭크기간(B1)에는 제1레벨의 센싱전압이 취득되지만, 제2블랭크기간(B2)이나 제3블랭크기간(B3)에는 제1레벨보다 더 높은 제2레벨이나 제3레벨의 센싱전압이 취득될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치는 영상을 표시하기 위한 데이터전압 프로그래밍 시, 제1레퍼런스 라인(REF1)을 통해 고정된 레퍼런스전압(VRef)이 인가되고, 제1데이터라인(DL1)을 통해 계조에 맞게 마련된 데이터전압이 인가될 수 있다. 그리고 레퍼런스전압(VRef)과 데이터전압에 의해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트소스전압이 설정될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 레퍼런스전압(VRef)은 최대 전압 범위(Voltage Range Max) - 블랙 레벨 마진(Black Level Margin)으로 설정될 수 있다. 그리고 영상 구현 시 데이터전압 < 레퍼런스전압의 조건이 될 수 있고, 블랙 구현 시 데이터전압 ≥ 레퍼런스전압의 조건이 될 수 있다.
아울러, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 종래와 동일하게 0 ~ 16V의 전압 범위를 사용할 수 있으나 소비전력 및 구동 트랜지스터의 구동 측면에서 나타날 수 있는 부정적 효과(강한 바이어스)를 해소하기 위해 -13V ~ 3V와 같이 전압 범위를 변경할 수도 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예[도 18(a)]에 따르면, 제1기간(B1) 내지 제3기간(B3) 등과 같이 이미 얻은 센싱전압을 다시 출력하고 다시 센싱하며 적산할 수 있다. 예를 들면, 제1기간 동안 제1서브 픽셀로부터 취득한 제1센싱전압(Vsen1)을 제2기간 동안 제1서브 픽셀에 재출력한 후 다시 센싱을 수행하여 제2센싱전압(Vsen2)을 취득하는 분할 및 반복 센싱 방식으로 센싱전압(VSen)을 적산할 수 있다.
통상 서브 픽셀에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱전압 검출을 위한 센싱 동작은 센싱과 관련된 신호라인의 기생 커패시터 성분 등의 영향으로 센싱 시 긴 시간이 필요하다. 이때문에, 종래 기술[도 18(b)]에서 볼 수 있는 바와 같이 발광표시장치의 전원이 꺼진 상태(Power off)에서 긴 시간을 할행하여 구동 트랜지스터의 문턱전압 검출을 위한 센싱 이후 보상할 수 있었다.
하지만, 본 발명의 제1실시예[도 18(a)]와 같은 분할 센싱 동작은, 발광표시장치의 전원이 켜진 상태(Power on)에서도 긴 시간 동안 반복적으로 센싱 동작을 수행할 수 있다. 그러므로 짧은 시간 동안 센싱하는 방식 대비 센싱 정확도 및 보상 정확도를 향상할 수 있고, 발광표시장치의 전원이 켜진 노말 구동 상태에서도 센싱 및 보상을 할 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 데이터 구동부를 개략적으로 나타낸 블록도들이다.
도 19의 제3예시와 같이, 데이터 구동부(140)는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 채널들(DCH1 ~ DCH4)과, 레퍼런스전압이나 초기화전압을 출력(또는 전달)하고 센싱하기 위한 레퍼런스 채널들(RCH1 ~ RCH2)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제4데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)은 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)은 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1레퍼런스 채널(RCH1)은 제1레퍼런스라인(REF1)에 연결될 수 있다. 제1레퍼런스라인(REF1)은 좌우로 인접하는 제1 및 제2서브 픽셀(SP1, SP2)에 공통으로 연결될 수 있다. 제2레퍼런스 채널(RCH2)은 제2레퍼런스라인(REF2)에 연결될 수 있다. 제2레퍼런스라인(REF2)은 좌우로 인접하는 제3 및 제4서브 픽셀(SP3, SP4)에 공통으로 연결될 수 있다.
도 19의 제3예시에 따르면, 제1 및 제2서브 픽셀(SP1, SP2)은 데이터 구동부(140)에 포함된 제1레퍼런스라인(REF1)을 공유할 수 있고, 제3 및 제4서브 픽셀(SP3, SP4)은 데이터 구동부(140)에 포함된 제2레퍼런스라인(REF2)을 공유할 수 있다. 그 결과, 데이터 구동부(140)는 총 4개의 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 기준으로 두 개의 레퍼런스 채널(RCH1 ~ RCH2)과 네 개의 데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)을 가질 수 있다.
도 20의 제4예시와 같이, 데이터 구동부(140)는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 채널들(DCH1 ~ DCH4)과, 레퍼런스전압이나 초기화전압을 출력(또는 전달)하고 센싱하기 위한 레퍼런스 채널들(RCH1 ~ RCH4)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제4데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)은 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)은 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1 내지 제4레퍼런스 채널(RCH1 ~ RCH4)은 제1 내지 제4레퍼런스라인(REF1 ~ REF4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 제1 내지 제4레퍼런스라인(REF1 ~ REF4)은 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다.
도 20의 제4예시에 따르면, 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)은 제1 내지 제4데이터라인(DL1 ~ DL4)과 제1 내지 제4레퍼런스라인(REF1 ~ REF4)에 각각 구분되어 연결될 수 있다. 즉, 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)은 각기 독립된 데이터라인과 레퍼런스라인을 가질 수 있다. 그 결과, 데이터 구동부(140)는 총 4개의 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 기준으로 네 개의 레퍼런스 채널(RCH1 ~ RCH4)과 네 개의 데이터 채널(DCH1 ~ DCH4)을 가질 수 있다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(140)는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 구동하기 위한 데이터전압 등을 출력하는 구동 회로부(141)와, 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)을 센싱하기 위한 센싱전압을 저장 및 출력하며 적산된 센싱전압을 얻는 보상 회로부(145)를 포함할 수 있다.
보상 회로부(145)는 구동 회로부(141)와 함께 하나의 채널을 공유하지 않고 구분되어 자신의 채널을 가질 수 있다. 한편, 보상 회로부(145)는 데이터 구동부(140)의 외부에 별도로 구현될 수도 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 데이터 구동부(140)의 내부에 구현된 것을 일례로 설명한다.
도 21은 본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(140)에 포함된 보상 회로부(145)는 스위치 회로부(142), 출력 회로부(144), 전압 생성부(146) 및 센싱 회로부(148)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부(145) 또한 제1실시예와 유사한 구성을 포함하는 바, 전압 생성부(146)로부터 생성된 데이터전압이나 초기화전압을 출력하기 위한 스위칭 동작과 더불어 센싱 회로부(148)에 저장된 센싱전압을 반복적으로 출력하고 센싱하기 위한 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
그러므로 이하에서는 하나의 서브 픽셀(SP)이 3개의 트랜지스터, 1개의 커패시터 및 1개의 유기 발광다이오드로 구성된 것을 일례로 제2실시예에 대한 설명을 구체화한다.
도 22는 본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 23은 도 22에 도시된 보상 회로부를 구동하기 위한 구동 파형도이고, 도 24 내지 도 27은 도 22에 도시된 보상 회로부의 센싱 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 하나의 서브 픽셀(SP)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DT), 센싱 트랜지스터(ST), 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 커패시터(CST)의 제1전극에 게이트전극이 연결되고 제1전원라인(EVDD)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 제2전원라인(EVSS)에 캐소드전극이 연결될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SW)는 제1스캔라인(GL)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)는 제1스캔라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1레퍼런스라인(REF1)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다.
센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)와 유기 발광다이오드(OLED)의 열화나 문턱전압 등을 보상하기 위해 추가된 일종의 보상 회로이다. 센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)와 유기 발광다이오드(OLED) 사이에 정의된 센싱노드를 통해 센싱전압을 취득할 수 있도록 동작할 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)로부터 취득된 센싱전압은 제1레퍼런스라인(REF1)을 통해 보상 회로부(145)로 전달될 수 있다.
보상 회로부(145)는 제1스위치(MPR), 제2스위치(MFL), 제3스위치(MSA), 제4스위치(MSE), 증폭 회로(AMP), 가변전압원(AVREF), 샘플링 회로(CSA) 및 제2변환 회로(ADC) 등을 포함할 수 있다. 제1스위치(MPR), 제2스위치(MFL), 제3스위치(MSA), 제4스위치(MSE)는 스위치 회로부에 포함될 수 있다. 증폭 회로(AMP)는 출력 회로부에 포함될 수 있다. 가변전압원(AVREF)는 전압 생성부에 포함될 수 있다. 샘플링 회로(CSA) 및 제2변환 회로(ADC)는 센싱 회로부에 포함될 수 있다.
제1스위치(MPR)는 가변전압원(AVREF)에 제1전극이 연결되고 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 제2전극이 연결되고 제1제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제1스위치(MPR)는 제1제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제1제어신호(C_Pre)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제1스위치(MPR)가 턴온되면 가변전압원(AVREF)으로부터 생성된 초기화전압은 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 인가될 수 있다.
제2스위치(MFL)는 증폭 회로(AMP)의 출력단자에 제1전극이 연결되고 제1레퍼런스 채널(RCH1)에 제2전극이 연결되고 제2제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제2스위치(MFL)는 제2제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제2제어신호(C_Float)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제2스위치(MFL)가 턴온되면 증폭 회로(AMP)로부터 출력된 데이터전압이나 초기화전압은 제1레퍼런스 채널(RCH1)을 통해 출력될 수 있다.
제3스위치(MSA)는 제1레퍼런스 채널(RCH1)에 제1전극이 연결되고 샘플링 회로(CSA)의 일단자에 제2전극이 연결되고 제3제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제3스위치(MSA)는 제3제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제3제어신호(C_Sam)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제3스위치(MSA)가 턴온되면 서브 픽셀(SP)로부터 얻은 센싱전압은 샘플링 회로(CSA)에 전달될 수 있다.
제4스위치(MSE)는 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 제1전극이 연결되고 샘플링 회로(CSA)의 일단자에 제2전극이 연결되고 제4제어라인에 제어전극이 연결될 수 있다. 제4스위치(MSE)는 제4제어라인을 통해 인가된 로직하이의 제4제어신호(C_Sen)에 대응하여 턴온될 수 있다. 제4스위치(MSE)가 턴온되면 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압은 증폭 회로(AMP)의 비반전단자(+)에 전달될 수 있다.
증폭 회로(AMP)는 제2스위치(MFL)의 제1전극에 연결되고 반전단자(-)와 출력단자가 공통으로 연결되고 제1스위치(MDA)의 제2전극에 비반전단자(+)가 연결될 수 있다. 증폭 회로(AMP)는 앰프로 구현될 수 있고, 제1스위치(MDA)의 동작에 대응하여 초기화전압을 출력하거나 제4스위치(MSE)의 동작에 대응하여 센싱전압을 출력할 수 있다.
샘플링 회로(CSA)는 제3스위치(MSA)의 제2전극 및 제4스위치(MSE)의 제2전극에 일단자(입출력단자)가 공통으로 연결될 수 있다. 샘플링 회로(CSA)는 하나의 커패시터로 단순화하여 도시하였으나 이에 한정되지 않는다. 샘플링 회로(CSA)는 서브 픽셀(SP)로부터 얻은 센싱전압을 저장하거나 적산이 완료된 센싱전압을 제2변환 회로(ADC)에 전달할 수 있다.
제2변환 회로(ADC)는 샘플링 회로(CSA)로부터 적산이 완료된(적산된) 센싱전압을 전달받고 이를 디지털 센싱값으로 변환할 수 있다. 제2변환 회로(ADC)는 디지털 센싱값을 타이밍 제어부에 전달할 수 있다. 타이밍 제어부는 제2변환 회로(ADC)로부터 전달된 디지털 센싱값을 기반으로 서브 픽셀(SP)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 열화 보상(문턱전압 이동 등)을 위한 보상 동작을 수행할 수 있다.
도 24 내지 도 27에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예 또한 제1실시예와 동일한 방식으로 서브 픽셀(SP)에 초기화전압을 인가하고, 서브 픽셀(SP)에 마련된 센싱전압을 얻고, 센싱전압을 재차 서브 픽셀(SP)에 인가할 수 있다.
다만, 제2실시예에서는 좌우 인접하는 제1 및 제2서브 픽셀(SP1, SP2)이 하나의 제1레퍼런스 라인(REF1)을 공유하는 바 양자 중 제1서브 픽셀(SP1)을 센싱하기 위한 조건을 기준으로 제1실시예 대비 차이점을 설명하면 다음과 같다.
제1서브 픽셀(SP1)을 센싱하고 제2서브 픽셀(SP2)을 센싱하지 않기 위해, 제1데이터라인(DL1)에는 센싱용전압을 인가하고, 제2데이터라인(DL2)에는 비센싱용전압을 인가할 수 있다. 센싱용전압과 비센싱용전압은 구동 회로부로부터 출력될 수 있고, 센싱용전압은 예컨대, 5V로, 비센싱용전압은 예컨대 0V로 도시하였으나 이에 한정되지 않는다.
도 23 및 도 27에 도시된 바와 같이, 초기화전압을 인가한 이후에는 센싱전압을 샘플링 회로(CSA)에 저장하는 과정[도 27(a)]과 샘플링 회로(CSA)에 저장된 센싱전압을 재차 출력하는 과정[도 27(b)]을 반복하며 센싱전압을 적산할 수 있다. 즉, 초기화전압을 인가하는 과정[도 24]은 생략될 수 있다.
상기와 같은 동작은 영상 표시 구간이 아닌 열화 보상 대상이 되는 서브 픽셀(SP)의 보상 구간에 이루어지는 바, 액티브기간(Active) 및 블랭크기간(Blank)을 포함하는 제N프레임(N은 1 이상 정수) 동안 반복적으로 지속될 수 있다.
도 28은 본 발명의 제2실시예에 따른 보상 회로부의 장치 구성에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 28(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 내지 제4레퍼런스라인들(REF1 ~ REF4)에 레퍼런스전압이나 초기화전압을 공통적으로 인가하기 위해 보상 회로부(145)의 내부에 별도의 전압원(VREFF)과 스위치(MPR)를 구성할 수 있다. 미설명된 MSA1 ~ MSA4는 서브 픽셀들(SP1 ~ SP4)의 센싱전압을 얻기 위해 스위칭 동작하는 스위치들이고, SHC는 센싱전압을 샘플링하기 위한 샘플링 회로이고, ADC는 샘플링된 센싱전압을 디지털 센싱값으로 변환하는 변환 회로이다. 그러나 이와 같은 방식은 각 서브 픽셀에 필요한 레퍼런스전압이나 초기화전압을 개별적으로 마련하기 어렵다.
도 28(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예는 가변전압원(AVREF1 ~ AVREF4)을 개별적으로 갖는 개별 보상 회로(COMP1 ~ COMP4)의 형태로 구성할 수 있다. 개별 보상 회로(COMP1 ~ COMP4) 각각은 도 22에 설명된 회로들로 구현될 수 있다. 그 결과, 제1 내지 제4레퍼런스라인들(REF1 ~ REF4)에 인가할 레퍼런스전압이나 초기화전압을 개별적으로 마련하고 인가할 수 있다. 그러므로 제2실시예와 같은 방식은 각 서브 픽셀에 필요한 레퍼런스전압이나 초기화전압을 개별적으로 마련하고 인가할 수 있는 바, 센싱 정확도 및 보상 정확도를 더욱 향상할 수 있다.
이상 본 발명은 발광표시장치의 구동 중 실시간 분할 센싱 방식으로 서브 픽셀에 포함된 소자의 열화 정보를 센싱하고 이를 보상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 발광표시장치의 구동 중 반복적이고 지속적인 분할 센싱 동작을 통해 센싱 정확도 및 보상 정확도를 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 데이터 구동부의 내부에 서브 픽셀에 포함된 소자로부터 획득한 센싱전압을 저장하고 재출력할 수 있는 방식을 기반으로 실시간 분할 센싱 가능한 회로의 구성을 간소화할 수 있는 효과가 있다. 한편, 본 발명은 표시패널에 영상을 표시하는 턴온 상태(구동 중)는 물론이고, 표시패널에 영상을 비표시하는 턴오프 상태(비구동 중)에서도 분할 센싱 동작을 할 수 있고, 이를 기반으로 열화를 보상할 수 있다.
140: 데이터 구동부 150: 표시패널
145: 보상 회로부 142: 스위치 회로부
144: 출력 회로부 146: 전압 생성부
148: 센싱 회로부 MDA: 제1스위치
MFL: 제2스위치 MSA: 제3스위치
MSE: 제4스위치 AMP: 증폭 회로
DAC: 제1변환 회로 CSA: 샘플링 회로

Claims (15)

  1. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 표시패널에 포함된 서브 픽셀로부터 센싱전압을 취득하여 저장하고, 저장된 상기 센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 재취득하는 과정을 반복하며 상기 센싱전압을 적산하는 보상 회로부를 포함하는 발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 서브 픽셀에 초기화전압을 인가한 후 상기 서브 픽셀로부터 상기 센싱전압을 취득하며 상기 센싱전압을 재출력하는 센싱 동작을 상기 표시패널의 블랭크기간마다 반복하는 발광표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 표시패널의 제1블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 제1센싱전압을 취득하고, 상기 표시패널의 제2블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 취득한 제1센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 센싱하여 상기 제1센싱전압보다 높은 레벨의 제2센싱전압을 취득하는 발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 서브 픽셀에 초기화전압을 출력하기 위한 스위칭 동작과 더불어 상기 센싱전압을 반복적으로 출력하고 센싱하기 위한 스위칭 동작을 수행하는 스위치 회로부와,
    상기 초기화전압을 증폭하여 출력하거나 상기 센싱전압을 증폭하여 출력하는 출력 회로부와,
    상기 센싱전압을 저장 및 적산하는 센싱 회로부를 포함하는 발광표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 초기화전압을 출력하는 단자에 제1전극이 연결되고 상기 초기화전압을 증폭하여 출력하는 증폭 회로의 비반전단자에 제2전극이 연결되고 제1제어라인에 제어전극이 연결된 제1스위치와,
    상기 증폭 회로의 출력단자에 제1전극이 연결되고 출력 채널에 제2전극이 연결되고 제2제어라인에 제어전극이 연결된 제2스위치와,
    상기 출력 채널에 제1전극이 연결되고 상기 센싱전압을 저장하는 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제3제어라인에 제어전극이 연결된 제3스위치와,
    상기 증폭 회로의 비반전단자에 제1전극이 연결되고 상기 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제4제어라인에 제어전극이 연결된 제4스위치를 포함하고,
    상기 증폭 회로는 반전단자와 출력단자가 공통으로 연결된 발광표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보상 회로부의 출력 단자는
    상기 서브 픽셀의 레퍼런스라인에 연결되거나 상기 서브 픽셀의 데이터라인에 연결된 발광표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 서브 픽셀에 포함된 센싱 트랜지스터가 턴온되면 구동 트랜지스터의 소스전극과 유기 발광다이오드 사이에 정의된 센싱노드를 통해 상기 센싱전압을 취득하는 발광표시장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1스위치는 상기 표시패널의 액티브기간 동안 턴온되고,
    상기 제2스위치는 상기 표시패널의 액티브기간부터 상기 표시패널의 블랭크기간의 초기 시간 동안 턴온되고,
    상기 제3스위치는 상기 표시패널의 블랭크기간의 말기 시간 동안 턴온되고,
    상기 제4스위치는 상기 표시패널의 블랭크기간의 초기 시간 동안 턴온되는 발광표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서브 픽셀은
    빛을 발광하는 유기 발광다이오드와,
    상기 유기 발광다이오드에 공급할 구동전류를 발생하는 구동 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 상기 유기 발광다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결된 커패시터와,
    제1스캔라인에 게이트전극이 연결되고 제1레퍼런스라인에 제1전극이 연결되고 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 제2전극이 연결된 스위칭 트랜지스터와,
    상기 제1스캔라인에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인에 제1전극이 연결되고 상기 유기 발광다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결된 센싱 트랜지스터를 포함하는 발광표시장치.
  10. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 표시패널에 포함된 서브 픽셀의 데이터라인 또는 레퍼런스라인을 통해 초기화전압을 인가한 후 센싱전압을 취득하여 저장하고, 저장된 상기 센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력한 후 재취득하는 과정을 반복하며 상기 센싱전압을 적산하는 보상 회로부를 포함하는 발광표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 센싱전압을 적산하는 센싱 동작을 상기 표시패널의 블랭크기간마다 반복하는 발광표시장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보상 회로부는
    상기 초기화전압을 출력하는 단자에 제1전극이 연결되고 상기 초기화전압을 증폭하여 출력하는 증폭 회로의 비반전단자에 제2전극이 연결되고 제1제어라인에 제어전극이 연결된 제1스위치와,
    상기 증폭 회로의 출력단자에 제1전극이 연결되고 출력 채널에 제2전극이 연결되고 제2제어라인에 제어전극이 연결된 제2스위치와,
    상기 출력 채널에 제1전극이 연결되고 상기 센싱전압을 저장하는 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제3제어라인에 제어전극이 연결된 제3스위치와,
    상기 증폭 회로의 비반전단자에 제1전극이 연결되고 상기 샘플링 회로의 일단자에 제2전극이 연결되고 제4제어라인에 제어전극이 연결된 제4스위치를 포함하고,
    상기 증폭 회로는 반전단자와 출력단자가 공통으로 연결된 발광표시장치.
  13. 표시패널의 제1블랭크기간 동안 서브 픽셀을 통해 초기화전압을 인가하는 단계;
    상기 표시패널의 제1블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 제1센싱전압을 취득하여 저장하는 단계;
    상기 표시패널의 제2블랭크기간 동안 저장된 상기 제1센싱전압을 상기 서브 픽셀에 재출력하는 단계; 및
    상기 표시패널의 제2블랭크기간 동안 상기 서브 픽셀로부터 제2센싱전압을 취득하여 저장하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2센싱전압은 상기 제1센싱전압보다 높은 레벨을 갖는 발광표시장치의 구동방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 초기화전압은
    상기 서브 픽셀의 데이터라인 또는 레퍼런스라인을 통해 인가하는 발광표시장치의 구동방법.
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