KR20220093636A - 전계 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 센싱 구동시, 데이터라인(14A)에 연결되는 게이트전극과 리드 아웃 라인(14B)에 연결되는 소스전극을 갖는 구동 소자가 포함된 픽셀(PXL); 상기 센싱 구동시 상기 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류에 의해 변하는 상기 리드 아웃 라인의 전압을 센싱하는 센싱 회로(SU); 및 상기 데이터라인과 상기 리드 아웃 라인 사이에 연결되어, 센싱 구동시 상기 리드 아웃 라인의 전압 변화량만큼 상기 데이터라인의 전압을 변화시키는 부스팅 회로(BST)를 포함한다.

Description

전계 발광 표시장치{Electroluminescence Display Device}
이 명세서는 전계 발광 표시장치에 관한 것이다.
전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 나뉘어진다. 전계 발광 표시장치의 각 픽셀들은 스스로 발광하는 발광 소자를 포함하며, 영상 데이터의 계조에 따른 데이터전압으로 발광 소자의 발광량을 제어하여 휘도를 조절한다.
구동 시간 경과에 따라 픽셀들 간에 구동 특성 편차가 생길 수 있다. 이러한 구동 특성 편차는 휘도 불균일을 초래하여 화상 품위를 떨어뜨린다. 전계 발광 표시장치에서, 픽셀들 간 구동 특성 편차 편차를 보상하기 위한 다양한 시도가 이뤄지고 있으나, 센싱의 정확도가 낮아 휘도 균일성을 확보하는 데 한계가 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 센싱의 정확도를 높일 수 있도록 한 전계 발광 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 센싱 구동시, 데이터라인(14A)에 연결되는 게이트전극과 리드 아웃 라인(14B)에 연결되는 소스전극을 갖는 구동 소자가 포함된 픽셀(PXL); 상기 센싱 구동시 상기 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류에 의해 변하는 상기 리드 아웃 라인의 전압을 센싱하는 센싱 회로(SU); 및 상기 데이터라인과 상기 리드 아웃 라인 사이에 연결되어, 센싱 구동시 상기 리드 아웃 라인의 전압 변화량만큼 상기 데이터라인의 전압을 변화시키는 부스팅 회로(BST)를 포함한다.
본 실시예는 다음과 같은 효과가 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 센싱 구동시 데이터라인(14A)과 리드 아웃 라인(14B)을 커플링시키는 부스팅 회로(BST)를 포함한다. 부스팅 회로(BST)는 부스팅 커패시터(Cbst)를 포함하여 센싱 구동시 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화량만큼 데이터라인(14A)의 전압을 변화시킴으로써, 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 설정 크기로 유지시킨다. 이를 통해 본 명세서는 구동 소자의 전자 이동도와 관련된 센싱 성능과 보상 성능을 극대화할 수 있다.
본 명세서에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 리드 아웃 라인을 공유하는 1 단위 픽셀의 접속 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 픽셀 어레이와 소스 드라이버 IC의 구성 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀 회로, 센싱 회로 및 부스팅 회로의 일 구성 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 회로들의 구동 파형도이다.
도 6은 부스팅 회로의 유무에 따른 작용 및 효과의 차이점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 도 5의 프로그래밍 기간에 대응되는 등가 회로도이다.
도 7b는 도 5의 센싱 기간에 대응되는 등가 회로도이다.
도 7c는 도 5의 샘플링 기간에 대응되는 등가 회로도이다.
도 8은 부스팅 회로에 포함된 부스팅 커패시터가 표시패널에 형성된 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 부스팅 회로에 포함된 부스팅 커패시터가 콘트롤 인쇄회로기판에 형성된 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 픽셀 회로, 센싱 회로 및 부스팅 회로의 일 구성 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 회로들의 구동 파형도이다.
도 12는 1 단위 픽셀에 대응되는 4개의 부스팅 회로들이 1개의 부스팅 커패시터를 공유하는 것을 보여주는 도면이다.
도 13은 총 용량값이 조절될 수 있도록 구성된 부스팅 커패시터 유닛을 보여주는 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 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.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용될 수 있으나, 이 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서에서 표시패널의 기판 상에 형성되는 픽셀 회로는 n 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조의 TFT로 구현되거나 또는 p 타입 MOSFET 구조의 TFT로 구현될 수도 있다. TFT는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. TFT 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 TFT에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 즉, MOSFET에서의 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 타입 TFT (NMOS)의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스에서 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 타입 TFT에서 전자가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. 이에 반해, p 타입 TFT(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 타입 TFT에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. MOSFET의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, MOSFET의 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 TFT의 반도체층은 옥사이드 소자, 아몰포스 실리콘 소자, 폴리 실리콘 소자 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 본 명세서와 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 보여주는 블록도이다. 도 2는 리드 아웃 라인을 공유하는 1 단위 픽셀의 접속 예를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 3 은 픽셀 어레이와 소스 드라이버 집적회로(Integrated Circuit, IC)의 구성 예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 표시패널(10), 타이밍 콘트롤러(11), 데이터 드라이버(12), 게이트 드라이버(13), 메모리(16), 보상 회로(20), 및 전원 생성회로(30)를 구비한다.
표시패널(10)에는 다수의 데이터라인들(14A)과, 다수의 리드 아웃 라인들(14B)과, 다수의 게이트라인들(15)이 교차되고, 이 교차영역마다 픽셀들(PXL)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이를 구성한다.
서로 다른 데이터라인들(14A)에 연결된 2 이상의 픽셀들(PXL)이 동일한 리드 아웃 라인(14B)과 동일한 게이트라인(15)을 공유할 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, 서로 수평으로 이웃하여 동일한 게이트라인(15)에 접속된 적색 표시용 R 픽셀, 백색 표시용 W 픽셀, 녹색 표시용 G 픽셀, 청색 표시용 B 픽셀이 하나의 리드 아웃 라인(14B)에 공통으로 접속될 수 있다. 이러한 리드 아웃 라인 공유 구조에 따르면, 픽셀 어레이의 구조가 단순화되기 때문에 표시패널의 개구율을 확보하기가 용이하고, 공정 마진을 확보하기가 용이하다. 리드 아웃 라인 공유 구조 하에서, 이웃한 리드 아웃 라인들(14B) 사이마다 복수의 데이터라인들(14A)이 배치될 수 있다.
R 픽셀, W 픽셀, G 픽셀, 및 B 픽셀은 도 2와 같이 하나의 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 단위 픽셀 내에서 적색, 백색, 녹색 및 청색 영상들은 서로 조합되어 계조 비율(또는 발광 비율)에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있다. 한편, 단위 픽셀은 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀로 구성될 수도 있다. 이 경우, 서로 수평으로 이웃하여 동일한 게이트라인(15)에 접속된 R 픽셀, G 픽셀, B 픽셀이 하나의 리드 아웃 라인(14B)에 공통으로 접속될 수 있다.
픽셀(PXL) 각각은 전원 생성회로(30)로부터 고전위 픽셀전압(EVDD)과 저전위 픽셀전압(EVSS)을 공급받는다. 본 명세서의 픽셀(PXL)은 구동 시간 경과 및/또는 패널 온도 등의 환경 조건에 따른 구동 소자의 전자 이동도 특성 변화를 정확히 센싱하는 데 적합한 회로 구조를 가질 수 있다.
타이밍 콘트롤러(11)는 센싱 구동을 위한 센싱 모드와 디스플레이 구동을 위한 디스플레이 모드를 정해진 제어 시퀀스에 따라 구현할 수 있다. 여기서, 센싱 구동은 구동 소자의 전자 이동도 변화를 센싱하고 그에 따른 보상값을 업데이트하기 위한 구동이고, 디스플레이 구동은 보상값이 반영된 보정 영상 데이터(CDATA)를 표시패널(10)에 기입하여 표시 영상을 재현하는 구동이다. 타이밍 콘트롤러(11)의 제어에 의해, 센싱 구동은 디스플레이 구동 중의 수직 블랭크 구간에서 수행될 수 있다. 수직 블랭크 구간은 디스플레이용 데이터전압이 픽셀들(PXL)에 기입되는 수직 액티브 구간들 사이에 위치한다. 수직 블랭크 구간 동안에는 디스플레이용 데이터전압이 픽셀들(PXL)에 기입되지 않는다. 수직 블랭크 구간 동안에는 센싱용 데이터전압이 센싱 픽셀들(PXL)에 기입된다.
센싱 구동은 픽셀 라인(L1~Ln) 단위로 수행될 수 있다. 예를 들어, 센싱 구동은 픽셀 어레이에 포함된 제1 컬러의 모든 픽셀들만을 대상으로 하여 1 픽셀 라인씩 순차 또는 비순차 방식으로 수행된 후에, 제2 컬러의 모든 픽셀들만을 대상으로 하여 1 픽셀 라인씩 순차 또는 비순차 방식으로 수행된다. 그리고, 마찬가지 방법으로 제3 및 제4 컬러들의 픽셀들에 대해서도 센싱 구동이 수행될 수 있다. 여기서, 픽셀 라인들(L1~Ln) 각각은 물리적인 신호라인을 의미하는 것이 아니라, 수평 방향으로 이웃한 픽셀들(PXL)의 집합체를 의미한다.
한편, 센싱 구동은 1 픽셀 라인에 포함된 서로 다른 컬러의 일부 픽셀들만을 대상하여 수행될 수고, 상기 일부 센싱 픽셀들을 제외한 나머지 픽셀들에 대한 센싱 구동은 생략될 수 있다. 이 경우, 상기 나머지 픽셀들에 대한 보상값은 보간 로직(interpolation logic)을 통해 산출될 수 있다. 보간 로직은 동일 컬러의 센싱 픽셀들의 보상값들을 기반으로 상기 동일 컬러의 비 센싱 픽셀들의 보상값을 계산할 수 있다. 이렇게 하면, 센싱 업데이트 주기가 짧아져 전자 이동도의 실시간 변화에 대응할 수 있는 보상 성능이 극대화될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 드라이버(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와, 게이트 드라이버(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 생성할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(11)는 디스플레이 구동을 위한 타이밍 제어신호들(DDC,GDC)과 센싱 구동을 위한 타이밍 제어신호들(DDC,GDC)을 서로 다르게 생성할 수 있다.
게이트 타이밍 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 출력을 생성하는 게이트 스테이지에 인가되어 그 게이트 스테이지를 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스테이지들에 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다.
데이터 타이밍 제어신호(DDC)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스는 데이터 드라이버(12)의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 소스 출력 인에이블신호는 데이터 드라이버(12)의 출력 타이밍을 제어한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 보상 회로(20)를 내장할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 보상 회로(20)는 별도의 보상 집적회로에 내장될 수도 있다.
보상 회로(20)는 센싱 구동시 구동 소자의 전자 이동도에 대한 센싱 결과 데이터(SDATA)를 센싱 회로(SU)로부터 입력 받는다. 보상 회로(20)는 센싱 결과 데이터(SDATA)를 기반으로 구동 소자의 열화(즉, 전자 이동도 변화)에 따른 휘도 편차를 보상할 수 있는 보상값을 계산하고, 이 보상값을 메모리(16)에 저장한다. 보상값은 센싱 동작이 수행될 때마다 메모리(16)에 업데이트 될 수 있다. 메모리(16)는 플래시 메모리로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
보상 회로(20)는 디스플레이 구동시 메모리(16)로부터 읽어들인 보상값을 기초로 입력 영상의 데이터(DATA)를 보정하고, 보정된 영상 데이터(CDATA)를 데이터 드라이버(12)에 공급할 수 있다. 보정된 영상 데이터(CDATA)에 의해 구동 소자의 전자 이동도 특성 차이로 인한 휘도 편차가 보상될 수 있다.
데이터 드라이버(12)는 적어도 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(Source Driver Integrated Circuit)(SDIC)를 포함한다. 소스 드라이버 IC(SDIC)에는 각 데이터라인(14A)에 연결된 디지털-아날로그 컨버터(이하, DAC)와, 각 리드 아웃 라인(14B)에 연결된 센싱 회로(SU), 복수의 센싱 회로(SU)의 출력을 시분할하여 출력하는 멀티플렉서(MUX), 및 멀티플렉서(MUX)에 연결되어 센싱 회로(SU)의 아날로그 출력을 센싱 결과 데이터(SDATA)로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(이하, ADC)를 포함할 수 있다.
DAC는 디스플레이 구동시 타이밍 콘트롤러(11)로부터 인가되는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 따라 보정 영상 데이터(CDATA)를 디스플레이용 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(14A)에 공급한다. 한편, 데이터 드라이버 IC(SDIC)의 DAC는 센싱 구동시 타이밍 콘트롤러(11)로부터 인가되는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 따라 센싱용 데이터전압을 생성하여 데이터라인들(14A)에 공급할 수 있다.
센싱용 데이터전압은 구동 소자를 온 구동시킬 수 있는 온 레벨 데이터전압(도 4, Von)과 구동 소자를 오프 구동시킬 수 있는 오프 레벨 데이터전압(도 4, Voff)을 포함할 수 있다. 온 레벨 데이터전압은 리드 아웃 라인(14B)을 공유하는 픽셀들 중에서 센싱 픽셀에 인가되고, 오프 레벨 데이터전압은 리드 아웃 라인(14B)을 공유하는 픽셀들 중에서 비 센싱 픽셀에 인가된다. 온 레벨 데이터전압은 센싱 구동시 센싱 픽셀에 포함된 구동 소자의 게이트전극에 인가되어 구동 소자를 턴 온 시키는 전압(즉, 픽셀 전류를 발생시키는 전압)이고, 오프 레벨 데이터전압은 센싱 구동시 비 센싱 픽셀에 포함된 구동 소자의 게이트전극에 인가되어 구동 소자를 턴 오프 시키는 전압(즉, 픽셀 전류를 차단하는 전압)이다. 온 레벨 데이터전압은 컬러 별로 구동 소자/발광 소자의 구동 특성이 다름을 고려하여 R(적색),G(녹색),B(청색),W(백색) 픽셀들에서 서로 다른 크기로 설정될 수 있으나, 그에 한정되지 않는다.
온 레벨 데이터전압은 1 단위 픽셀 내에서 센싱 픽셀에 인가되고, 오프 레벨 데이터전압은 상기 1 단위 픽셀 내에서 상기 센싱 픽셀과 함께 리드 아웃 라인(14B)을 공유하는 비 센싱 픽셀들에 인가된다. 예를 들어, 도 2에서, R 픽셀이 센싱되고, W,G,B 픽셀들이 비 센싱되는 경우, 온 레벨 데이터전압은 R 픽셀의 구동 소자에 인가되고, 오프 레벨 데이터전압은 W,G,B 픽셀들 각각의 구동 소자에 인가될 수 있다.
각 센싱 회로(SU)는 리드 아웃 라인(14B)에 연결됨과 아울러, 멀티플렉서(MUX)를 통해 ADC에 선택적으로 연결될 수 있다. 각 센싱 회로(SU)는 센싱 구동시 센싱 픽셀의 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류에 의해 변하는 리드 아웃 라인(14B)의 전압을 센싱할 수 있도록 전압 센싱형으로 구현된다. 한편, 센싱 회로(SU)는 디스플레이 구동시 전원 회로(30)로부터 공급 받은 디스플레이용 기준전압(VPRER)을 픽셀들(PXL)에 인가하고, 센싱 구동시 전원 회로(30)로부터 공급 받은 센싱용 기준전압(VPRES)을 픽셀들(PXL)에 인가한다.
ADC는 각 센싱 회로(SU)에서 출력된 아날로그 센싱 전압을 디지털 센싱 결과 데이터(SDATA)로 변환하여 보상 회로(20)에 출력할 수 있다.
게이트 드라이버(13)는 센싱 구동시 게이트 제어신호(GDC)를 기반으로 센싱용 게이트신호를 생성한 후, 센싱 픽셀들에 연결된 게이트라인(15)에 공급할 수 있다. 센싱용 게이트신호는 센싱용 데이터전압에 동기되는 센싱용 스캔 신호이다. 센싱용 게이트신호와 센싱용 데이터전압에 의해 픽셀 라인들(L1~Ln)은 순차적 또는 비순차적으로 센싱 구동될 수 있다.
게이트 드라이버(13)는 디스플레이 구동시 게이트 제어신호(GDC)를 기반으로 디스플레이용 게이트신호를 생성한 후, 게이트라인들(15)에 순차적으로 공급할 수 있다. 디스플레이용 게이트신호는 디스플레이용 데이터전압에 동기되는 디스플레이용 스캔 신호이다. 디스플레이용 게이트신호와 디스플레이용 데이터전압에 의해 픽셀 라인들(L1~Ln)은 순차적으로 디스플레이 구동될 수 있다.
전원 생성회로(30)는 각 픽셀(PXL)에 공급될 고전위 픽셀전압(EVDD), 저전위 픽셀전압(EVSS), 디스플레이용 기준전압(VPRER), 및 센싱용 기준전압(VPRES)을 생성한다. 전원 생성회로(30)는 게이트 드라이버(13)의 동작에 필요한 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압을 생성하여, 게이트 드라이버(13)에 공급할 수 있다. 센싱용 또는 디스플레이용 게이트신호는 게이트 온 전압(즉, 온 레벨)과 게이트오프 전압(즉, 오프 레벨) 사이에서 스윙한다. 전원 생성회로(30)는 DAC의 동작에 필요한 고전위 구동전압을 생성하여, 데이터 드라이버(12)에 공급할 수 있다.
이러한 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 센싱 구동을 통해 각 픽셀에 포함된 구동 소자의 전자 이동도 변화를 보상한다. 이 전계 발광 표시장치는 센싱 구동시 픽셀 전류에 따라 변하는 리드 아웃 라인(14B)의 전압을 센싱하고, 계산을 통해 얻어진 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화 기울기를 기반으로 센싱 픽셀의 전자 이동도 변화량을 알아낸다.
픽셀 전류는 구동 소자의 전자 이동도에 비례한다. 구동 소자의 전자 이동도는 구동 시간과 온도 등에 따라 변할 수 있다. 제1 픽셀에 포함된 제1 구동 소자의 전자 이동도와 제2 픽셀에 포함된 제2 구동 소자의 전자 이동도가 서로 다른 경우, 센싱 구동시 동일한 게이트-소스 간 전압에 대응되는 제1 구동 소자의 제1 픽셀 전류와 제2 구동 소자의 픽셀 전류는 서로 달라진다. 이러한 픽셀 전류의 차이는 동일 시간 동안에 리드 아웃 라인(14B)에 충전되는 전압 차이로 나타나고, 그 결과 단위 시간당 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화 기울기가 계산될 수 있는 것이다. 구동 소자의 전자 이동도가 클수록 리드 아웃 라인(14B)의 전압 충전 속도가 증가하므로, 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화 기울기는 전자 이동도의 크기에 비례한다.
구동 소자의 전자 이동도 변화가 정확히 센싱되기 위해서는, 센싱 구동 중에 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(즉, 센싱용 데이터전압과 센싱용 기준전압 간의 차전압)이 일정한 크기로 유지되어야 한다. 즉, 각 센싱 픽셀은 정전류원으로 동작되어야 한다. 하지만, 구동 소자의 게이트-소스 간 전압은 구동 소자 주변의 기생 커패시터에 의해 손실될 수 있다. 이러한 손실은 센싱 왜곡을 초래한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 상기 손실을 억제하기 위해 도 3과 같은 부스팅 회로(BST)를 포함한다. 도 3에서 부스팅 회로(BST)는 리드 아웃 라인(14B)에만 연결된 것처럼 도시되어 있지만, 이는 부스팅 회로(BST)의 일부 연결만을 모식적으로 표현한 것에 불과하다. 부스팅 회로(BST)는 데이터라인(14A)과 리드 아웃 라인(14B) 사이에 연결될 수 있다. 부스팅 회로(BST)는 부스팅 커패시터(도 4, Cbst)를 포함하여 센싱 구동시 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화량만큼 데이터라인(14A)의 전압을 변화시킴으로써, 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 설정 크기로 유지시킨다. 본 명세서의 전계 발광 표시장치는 부스팅 회로(BST)를 포함함으로써, 구동 소자의 전자 이동도와 관련된 센싱 성능과 보상 성능을 극대화할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀 회로, 센싱 회로 및 부스팅 회로의 일 구성 예를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 회로들의 구동 파형도이다. 그리고, 도 6은 부스팅 회로의 유무에 따른 작용 및 효과의 차이점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 센싱 구동시, 데이터라인(14A)에 연결되는 게이트전극과 리드 아웃 라인(14B)에 연결되는 소스전극을 갖는 구동 소자(DT)가 포함된 픽셀(PXL), 상기 센싱 구동시 상기 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류에 의해 변하는 상기 리드 아웃 라인의 전압을 센싱하는 센싱 회로(SU), 및 데이터라인(14A)과 리드 아웃 라인(14B) 사이에 연결되어 상기 센싱 구동시 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화량만큼 데이터라인(14A)의 전압을 변화시키는 부스팅 회로(BST)를 포함한다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 데이터전압(Vdata 또는 Von 또는 Voff)을 출력하는 DAC를 더 포함한다.
도 4를 참조하면, 픽셀(PXL)은 구동 소자(DT) 외에, 발광 소자(EL), 스토리지 커패시터(Cst), 제1 스위치 트랜지스터(ST1), 및 제2 스위치 트랜지스터(ST2)를 더 포함할 수 있다. 구동 소자(DT)는 구동 트랜지스터로 구현될 수 있다. 본 실시예에서, 구동 트랜지스터(DT)와 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)은 n 타입 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 p 타입 TFT로 구현될 수도 있다. 또한, 픽셀을 구성하는 TFT들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 제1 노드(N1)에 연결된 게이트전극과, 제2 노드(N2)에 연결된 소스전극과, 고전위 픽셀전압(EVDD)의 입력단에 연결된 드레인전극을 포함한다. 구동 트랜지스터(DT)는 게이트-소스 간 전압에 따른 픽셀 전류를 생성한다. 픽셀 전류는 게이트-소스 간 전압의 제곱에 비례하는 크기로 생성될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 전자 이동도는 열화 편차 또는 온도 등에 의해 픽셀들에서 달라질 수 있다. 따라서, 센싱 구동시 픽셀 전류에 따른 리드 아웃 라인(14B)의 전압을 센싱하면, 그 픽셀에 포함된 구동 트랜지스터(DT) 구동 특성 변화를 알아낼 수 있다.
발광 소자(EL)는 디스플레이 구동시, 픽셀 전류에 따른 제2 노드(N2)의 전압이 동작점 레벨이 될 때 턴 온 되고, 픽셀 전류에 따라 발광한다. 발광 소자(EL)는 제2 노드(N2)에 접속된 애노드전극과, 저전위 픽셀전압(EVSS)의 입력단에 접속된 캐소드전극과, 애노드전극과 캐소드전극 사이에 위치하는 유기 또는 무기 화합물층을 포함한다. 유기 또는 무기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)으로 이루어진다. 애노드전극에 인가되는 제2 노드(N2)의 전압이 캐소드전극에 인가되는 저전위 픽셀전압(EVSS)에 비해 동작점 레벨 이상으로 높아지면 발광 소자(EL)는 턴 온 된다. 발광 소자(EL)가 턴 온 되면, 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 광을 발생하게 된다.
한편, 센싱의 분별력 향상(또는 센싱의 정확도 향상)을 위해, 발광 소자(EL)가 오프 된 상태에서 센싱 구동이 이뤄진다. 다시 말해, 제2 노드(N2)의 전압이 동작점 레벨보다 낮은 범위 내에서 센싱 구동이 이뤄진다. 이를 위해, 제2 노드(N2)에 인가되는 센싱용 기준전압(VPRES)은 상기 동작점 레벨에 비해, 그리고 디스플레용 기준전압(VPRER)에 비해 충분히 낮게 설정될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압을 저장하는데, 기생 커패시터로 인해 상기 게이트-소스 간 전압을 누설 없이 유지하기 어렵다.
제1 스위치 트랜지스터(ST1)는 게이트신호(SCAN)에 따라 데이터라인(14A)과 제1 노드(N1)를 연결한다. 제1 스위치 트랜지스터(ST1)는 게이트라인(15)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(14A)에 접속된 제1 전극(소스/드레인 중 어느 하나), 및 제1 노드(N1)에 접속된 제2 전극(소스/드레인 중 나머지 하나)을 구비한다.
제2 스위치 트랜지스터(ST2)는 게이트신호(SCAN)에 따라 제2 노드(N2)와 리드 아웃 라인(14B)을 연결한다. 제2 스위치 트랜지스터(ST2)는 게이트라인(15)에 접속된 게이트전극, 리드 아웃 라인(14B)에 접속된 제1 전극, 및 제2 노드(N2)에 접속된 제2 전극을 구비한다.
제1 및 제2 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)의 게이트전극들은 동일한 게이트라인(15)에 연결되기 때문에, 픽셀 및 게이트 드라이버의 구조가 간소해진다. 디스플레이 구동시 제1 및 제2 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)이 디스플레이용 게이트신호(SCAN)에 따라 턴 온 될 때, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트-소스 간 전압(Vdata-VPRER)이 디스플레이 구동 조건에 맞게 프로그래밍 된다. 센싱 구동시 제1 및 제2 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)이 센싱용 게이트신호(SCAN)에 따라 턴 온 될 때, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 게이트-소스 간 전압(Von-VPRES)이 센싱 구동 조건에 맞게 프로그래밍 된다. 센싱 구동시 제1 및 제2 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)은 도 5의 센싱용 게이트신호(SCAN)에 따라 계속해서 온 상태를 유지한다.
도 4를 참조하면, DAC는 디스플레이 구동시 디스플레이용 데이터전압(Vdata)을 출력하고, 센싱 구동시 센싱용 데이터전압(Von 또는 Voff)을 출력한다.
도 4를 참조하면, 센싱 회로(SU)는 디스플레이용 기준전압(VPRER)의 입력 단자와 리드 아웃 라인(14B) 간의 전류 흐름을 온/오프 시키기 위한 스위치 SR, 센싱용 기준전압(VPRES)의 입력 단자와 리드 아웃 라인(14B) 간의 전류 흐름을 온/오프 시키기 위한 스위치 SW2, 샘플링 신호(SAM)에 따라 동작하는 샘플링 회로(SH)를 포함한다.
디스플레이 구동시 디스플레이용 게이트신호(SCAN)에 연동하여 스위치 SR이 턴 온 된다. 디스플레이용 기준전압(VPRER)은 리드 아웃 라인(14B)과 제2 스위치 트랜지스터(ST2)를 통해 제2 노드(N2)에 인가된다.
센싱 구동은 도 5와 같이 수직 블랭크 구간(VB)에서 이루어진다. 도 5에서, VA는 디스플레이 구동이 이뤄지는 수직 액티브 구간이다. 센싱 구동은 프로그래밍 기간(①), 센싱 기간(②), 및 샘플링 기간(③)으로 시분할 될 수 있다. 프로그래밍 기간(①) 동안 센싱용 게이트신호(SCAN)의 온 구간 내에서 스위치 SW2가 턴 온 된다. 센싱용 기준전압(VPRES)은 리드 아웃 라인(14B)과 제2 스위치 트랜지스터(ST2)를 통해 제2 노드(N2)에 인가된다. 샘플링 기간(③)에 대응되는 센싱용 게이트신호(SCAN)의 온 구간 내에서 스위치 SW2가 오프 되고 샘플링 신호(SAM)가 온 된다.
샘플링 회로(SH)는 샘플링 신호(SAM)에 응답하여 리드 아웃 라인(14B)의 전압을 샘플링한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 센싱 구동시 픽셀 전류는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압(즉, 제1 노드 전압(VN1)과 제2 노드 전압(VN2) 간의 차전압, Von-VPRES)에 따라 결정된다. 부스팅 회로(BST)는 DAC에서 출력된 센싱용 데이터전압(Von)을 프로그래밍 기간(①) 동안에 데이터라인(14A)에 전달하고, 센싱 기간(②)과 샘플링 기간(③)에서 데이터라인(14A)을 플로팅 시키고 리드 아웃 라인(14B)을 플로팅 된 데이터라인(14A)에 커플링(coupling) 시킴으로써, 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화량만큼 데이터라인(14A)의 전압을 변화시킬 수 있다. 센싱 기간(②) 동안 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)이 온 상태를 유지하기 때문에, 센싱 기간(②)에서 제2 노드 전압(VN2)은 리드 아웃 라인(14B)의 전압과 동일하게 변하고, 제1 노드 전압(VN1)은 데이터라인(14A)의 전압과 동일하게 변한다. 다시 말해, 도 6의 (B)와 같이 부스팅 회로(BST)에 의해, 픽셀 전류에 따른 제2 노드 전압(VN2)의 변화만큼 제1 노드 전압(VN1)도 변화되기 때문에, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압(Von-VPRES)과 픽셀 전류가 일정하게 유지될 수 있다.
도 6의 (A)은 부스팅 회로(BST)가 없을 때의 게이트-소스 간 전압 손실(△Vgs)을 도시한 것이다. 게이트-소스 간 전압 손실(△Vgs)은 하기 수학식 1과 같이 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 커플링 된 기생 용량(CDT)으로 인해 야기된다. 수학식 1에서, CST는 스토리지 커패시터(Cst)의 용량이고, △VSIO는 기생 용량(CDT)으로 인한 제2 노드 전압(VN2)의 손실량이다. 기생 용량(CDT)은 패널 설계 스펙에 따라 결정되는 것이기 때문에, 기생 용량(CDT)에 대한 인위적인 콘트롤이 불가능하다. 또한, 게이트-소스 간 전압 손실(△Vgs)이 줄어들도록 스토리지 커패시터(Cst)의 용량(CST)를 늘리는 방안을 고려할 수 있으나, 스토리지 커패시터(Cst)의 용량(CST)이 증가하면 표시패널의 개구율이 낮아지므로 상기 방안은 채택되기 어렵다.
[수학식 1]
Figure pat00001
도 6의 (B)와 같이 게이트-소스 간 전압 손실(△Vgs)은 부스팅 회로(BST)에 의해 최소화될 수 있다. 부스팅 회로(BST)가 있을 때의 게이트-소스 간 전압 손실(△Vgs)은 하기 수학식 2로 표현될 수 있다. 수학식 2에서, CBST는 부스팅 커패시터(Cbst)의 용량이고, Cpin은 도 4에 도시된 바와 같이 전압 버퍼(BUF)의 (+) 입력 단자에서 보이는 등가 기생 용량이다.
[수학식 2]
Figure pat00002
수학식 2에서 명확히 알 수 있듯이, CBST가 클수록 게이트-소스 간 전압 손실(△Vgs)이 최소화될 수 있다. 부스팅 커패시터(Cbst)의 용량(CBST)에 대해서는 인위적인 콘트롤이 가능하다. 부스팅 커패시터(Cbst)의 용량(CBST)은 표시패널의 개구율과 무관하므로, 콘트롤 허용 범위가 스토리지 커패시터(Cst)의 용량(CST)에 비해 넓다.
한편, 센싱 기간(②) 동안 센싱 회로(SU)의 스위치 SW2도 오프 상태를 유지하기 때문에, 이때 리드 아웃 라인(14B)도 플로팅(floating)된다. 따라서, 리드 아웃 라인(14B)의 전압 변화량이 부스팅 회로(BST)에 의해 센싱 기간(②) 동안 데이터라인(14A)의 전위에 효과적으로 반영될 수 있다.
부스팅 회로(BST)는 전압 버퍼(BUF), 부스팅 커패시터(Cbst), 및 스위치 SW1을 포함할 수 있다.
전압 버퍼(BUF)는 데이터라인(14A)에 연결된다. 전압 버퍼(BUF)의 (-) 입력 단자와 출력 단자는 서로 연결되어 있다. 부스팅 커패시터(Cbst)의 일측 전극은 리드 아웃 라인(14B)에 연결되고, 타측 전극은 전압 버퍼(BUF)의 (+) 입력 단자에 연결된다. 스위치 SW1은 전압 버퍼(BUF)의 (+) 입력 단자와 DAC 사이에 연결된다. 스위치 SW1은 프로그래밍 기간(①)에서만 턴 온 된다. 센싱 기간(②)과 샘플링 기간(③)에서 오프 상태를 유지하는 스위치 SW1에 의해 데이터라인(14A)이 플로팅된다.
도 7a는 도 5의 프로그래밍 기간(①)에 대응되는 등가 회로도이다. 도 7b는 도 5의 센싱 기간(②)에 대응되는 등가 회로도이다. 그리고, 도 7c는 도 5의 샘플링 기간(③)에 대응되는 등가 회로도이다.
센싱 구동은 프로그래밍 기간(①), 센싱 기간(②), 샘플링 기간(③) 순으로 진행된다. 센싱 구동 중에 온 레벨의 센싱용 게이트신호(SCAN)에 의해 제1 및 제2 스위치 트랜지스터들(ST1,ST2)은 계속해서 온 상태를 유지한다.
도 7a를 참조하면, 프로그래밍 기간(①)에서 스위치 SW1과 스위치 SW2가 온 된다. 온 레벨의 센싱용 데이터전압(Von)이 스위치 SW1, 전압 버퍼(BUF), 데이터라인(14A), 및 제1 스위치 트랜지스터(ST1)를 통해 픽셀의 제1 노드(N1)에 인가된다. 그리고, 센싱용 기준전압(VPRES)이 스위치 SW2, 리드 아웃 라인(14B), 및 제2 스위치 트랜지스터(ST2)를 통해 픽셀의 제2 노드(N2)에 인가된다. 그 결과, 센싱 구동을 위한 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 간 전압(VN1-VN2)이 셋팅된다.
도 7b를 참조하면, 센싱 기간(②)에서 스위치 SW1과 스위치 SW2가 오프 되어, 데이터라인(14A)와 리드 아웃 라인(14B)가 플로팅된다. 이때, 구동 트랜지스터(DT)에는 게이트-소스 간 전압(VN1-VN2)에 대응되는 크기의 픽셀 전류(Ip)가 흐른다. 픽셀 전류(Ip)에 의해 제2 노드의 전압(VN2)와 리드 아웃 라인(14B)의 전압이 센싱용 기준전압(VPRES)으로부터 상승한다. 리드 아웃 라인(14B)의 전압 상승분은 부스팅 커패시터(Cbst)와 전압 버퍼(BUF)를 통해 데이터라인(14A)의 전위에 반영되고, 데이터라인(14A)의 전압도 센싱용 데이터전압(Von)으로부터 상승한다. 부스팅 커패시터(Cbst)를 통한 커플링 효과에 의해, 데이터라인(14A)의 전압 상승 기울기는 리드 아웃 라인(14B)의 전압 상승 기울기와 동일해진다.
도 7c를 참조하면, 샘플링 기간(③)에서 샘플링 신호(SAM)가 온 된다. 샘플링 회로(SH)는 샘플링 신호(SAM)에 따라 리드 아웃 라인(14B)의 전압을 샘플링한다.
도 8은 부스팅 회로에 포함된 부스팅 커패시터가 표시패널에 형성된 예를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 9는 부스팅 회로에 포함된 부스팅 커패시터가 콘트롤 인쇄회로기판에 형성된 예를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 전압 버퍼(BUF)와 스위치 SW1은 소스 드라이버 집적회로(SDIC)에 위치하고, 부스팅 커패시터(Cbst)는 소스 드라이버 집적회로(SDIC) 바깥의 표시패널(10)에 위치할 수 있다. 이를 통해, 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 사이즈 및 구성이 간소화될 수 있다. 표시 패널(10)에서, 부스팅 커패시터(Cbst)는 픽셀(PXL) 영역 바깥, 예컨대 표시패널(10)의 비 표시영역에 형성될 수 있다. 이렇게 하면, 부스팅 커패시터(Cbst)로 인해 픽셀(PXL)의 개구율이 낮아지는 사이드 이펙트가 방지될 수 있다.
도 9를 참조하면, 전압 버퍼(BUF)와 스위치 SW1은 소스 드라이버 집적회로(SDIC)에 위치하고, 부스팅 커패시터(Cbst)는 소스 드라이버 집적회로(SDIC) 바깥의 콘트롤 인쇄회로 기판(CPCB)에 위치할 수 있다. 이를 통해, 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 사이즈 및 구성이 간소화될 수 있다. 콘트롤 인쇄회로 기판(CPCB)에는 타이밍 콘트롤러 등이 실장될 수 있다. 콘트롤 인쇄회로 기판(CPCB)는 연성 인쇄 회로 필름 등을 통해 소스 드라이버 집적회로(SDIC)에 전기적 연결된다.
도 10은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 픽셀 회로, 센싱 회로 및 부스팅 회로의 일 구성 예를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 11은 도 10에 도시된 회로들의 구동 파형도이다.
도 10 및 도 11의 실시예에서, 부스팅 회로(BST)를 제외한 나머지 구성은 도 4 및 도 5의 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 실질적으로 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 부스팅 회로(BST)는 전압 버퍼(BUF), 부스팅 커패시터(Cbst), 및 스위치 SW1 외에, 스위치 SW3과 스위치 SW4를 더 포함할 수 있다.
전압 버퍼(BUF), 부스팅 커패시터(Cbst), 및 스위치 SW1는 도 4 및 도 5에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
스위치 SW3는 부스팅 커패시터(Cbst)의 타측 전극과 전압 버퍼(BUF)의 (+) 입력 단자 사이에 연결된다. 스위치 SW4는 부스팅 커패시터(Cbst)의 타측 전극과 데이터라인(14A) 사이에 연결된다.
스위치 SW3는 프로그래밍 기간(①)에서 오프 상태를 유지하고, 센싱 기간(②)과 샘플링 기간(③)에서 온 상태를 유지한다. 그리고, 스위치 SW4는 프로그래밍 기간(①)에서만 온 상태를 유지하고, 센싱 기간(②)과 샘플링 기간(③)에서는 오프 상태를 유지한다.
프로그래밍 기간(①)에서 스위치 SW3가 오프되기 때문에, 센싱용 데이터전압(Von)이 데이터라인(14B)에 보다 빠르게 충전될 수 있다. 이와 같이, 도 10 및 도 11의 실시예는 DAC의 충전 능력이 낮을 때 효과적이다. 한편, 센싱 기간(②)과 샘플링 기간(③)에서 부스팅 커패시터(Cbst)의 타측 전극은 스위치 SW4를 통해 데이터라인(14B)에 연결된다.
도 12는 1 단위 픽셀에 대응되는 4개의 부스팅 회로들이 1개의 부스팅 커패시터를 공유하는 것을 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, R,W,G,B 픽셀들에 대응되는 4개의 부스팅 회로들이 1개의 부스팅 커패시터(Cbst)를 공유할 수 있다. 이 경우, 부스팅 회로들에 포함된 전압 버퍼들(BUF)은 먹스 스위치들 SMR,SMW,SMG,SMB을 통해 선택적으로 부스팅 커패시터(Cbst)에 연결될 수 있다. 먹스 스위치를 통해 부스팅 커패시터(Cbst)에 연결되는 전압 버퍼는 센싱 픽셀에 대응되고, 그 외의 전압 버퍼들은 비 센싱 픽셀에 대응된다. 이러한 도 12는 복수의 부스팅 회로들이 1개의 부스팅 커패시터를 공유하는 일 예에 불과하다. 본 명세서의 기술적 사상은 다음과 같이 일반화될 수 있다.
픽셀은, 제1 데이터라인과 리드 아웃 라인에 연결된 제1 픽셀과, 제2 데이터라인과 상기 리드 아웃 라인에 연결된 제2 픽셀을 포함할 수 있다. 이 경우, 부스팅 회로는, 상기 제1 데이터라인에 연결된 제1 전압 버퍼(BUF)와, 제2 데이터라인에 연결된 제2 전압 버퍼(BUF)와, 일측 전극이 상기 리드 아웃 라인에 연결되고 타측 전극이 제1 전압 버퍼와 상기 제2 전압 버퍼에 선택적으로 연결되는 부스팅 커패시터(Cbst)와, 상기 부스팅 커패시터의 타측 전극과 상기 제1 전압 버퍼 사이에 연결된 제1 먹스 스위치와, 상기 부스팅 커패시터의 타측 전극과 상기 제2 전압 버퍼 사이에 연결된 제2 먹스 스위치를 포함할 수 있다.
도 13은 총 용량값이 조절될 수 있도록 구성된 부스팅 커패시터 유닛을 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 부스팅 회로는 상기 데이터라인에 연결된 전압 버퍼(BUF), 리드 아웃 라인(14B)과 전압 버퍼(BUF) 사이에 연결되어 총 용량값이 콘트롤 신호(CTR)에 따라 제어되는 부스팅 커패시터 회로, 및 전압 버퍼(BUF)와 DAC 사이에 연결되고 프로그래밍 기간에서 온 되고, 센싱 기간과 샘플링 기간에서 오프 되는 스위치 SW1을 포함할 수 있다.
부스팅 커패시터 회로는, 리드 아웃 라인(14B)과 전압 버퍼(BUF) 사이에 연결된 복수의 부스팅 커패시터 유닛들(PSC)을 포함할 수 있다. 각 부스팅 커패시터 유닛(PSC)은, 서로 직렬로 연결된 부스팅 커패시터(Cbst)와 조절 스위치(SWx)를 포함한다. 콘트롤 신호(CTR)에 따라 온 되는 조절 스위치의 개수가 정해지기 때문에, 상기 수학식 2의 설명에서와 같이 CBST에 대한 인위적인 콘트롤이 가능해진다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 드라이버 13 : 게이트 드라이버
14A : 데이터라인 14B : 리드 아웃 라인
15 : 게이트라인 20 : 보상 회로
SU : 센싱 회로

Claims (13)

  1. 센싱 구동시, 데이터라인(14A)에 연결되는 게이트전극과 리드 아웃 라인(14B)에 연결되는 소스전극을 갖는 구동 소자가 포함된 픽셀(PXL);
    상기 센싱 구동시 상기 구동 소자에 흐르는 픽셀 전류에 의해 변하는 상기 리드 아웃 라인의 전압을 센싱하는 센싱 회로(SU); 및
    상기 데이터라인과 상기 리드 아웃 라인 사이에 연결되어, 상기 센싱 구동시 상기 리드 아웃 라인의 전압 변화량만큼 상기 데이터라인의 전압을 변화시키는 부스팅 회로(BST)를 포함한 전계 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 구동시, 상기 픽셀 전류 및 상기 픽셀 전류에 대응되는 상기 구동 소자의 게이트-소스 간 전압은 일정하게 유지되는 전계 발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀은,
    상기 데이터라인과 상기 구동 소자의 게이트전극 사이에 연결된 제1 스위치 트랜지스터(ST1);
    상기 리드 아웃 라인과 상기 구동 소자의 소스전극 사이에 연결된 제2 스위치 트랜지스터(ST2);
    상기 구동 소자의 게이트전극과 소스전극 사이에 연결된 스토리지 커패시터(Cst); 및
    상기 구동 소자의 소스전극에 연결된 발광 소자(EL)를 더 포함하고,
    상기 제1 스위치 트랜지스터의 게이트전극과 상기 제2 스위치 트랜지스터의 게이트전극은 게이트라인(15)에 연결되고,
    상기 제1 스위치 트랜지스터와 상기 제2 스위치 트랜지스터는 상기 센싱 구동시 상기 게이트라인(15)으로부터의 센싱용 게이트신호(SCAN)에 따라 온 상태를 유지하는 전계 발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 구동시 상기 픽셀 전류를 위해 상기 구동 소자의 게이트전극에 인가될 센싱용 데이터전압(Von)을 출력하는 디지털-아날로그 컨버터를 더 포함한 전계 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 센싱 구동은 상기 픽셀 전류를 위해 상기 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 셋팅하는 프로그래밍 기간, 상기 픽셀 전류에 의해 상기 리드 아웃 라인의 전압이 변하는 센싱 기간, 및 변화된 상기 리드 아웃 라인의 전압이 샘플링되는 샘플링 기간을 포함하고,
    상기 부스팅 회로는,
    상기 프로그래밍 기간 동안에 상기 센싱용 데이터전압을 상기 데이터라인에 전달하고,
    상기 센싱 기간과 상기 샘플링 기간에서 상기 데이터라인을 플로팅 시키고, 상기 리드 아웃 라인을 상기 플로팅 된 데이터라인에 커플링 시키는 전계 발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    상기 프로그래밍 기간에서, 상기 구동 소자의 소스전극에 인가될 센싱용 기준전압(VPRES)을 상기 리드 아웃 라인으로 출력하고,
    상기 샘플링 기간에서, 상기 변화된 상기 리드 아웃 라인의 전압을 샘플링 신호(SAM)에 따라 샘플링하는 전계 발광 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 부스팅 회로는,
    상기 데이터라인에 연결된 전압 버퍼(BUF);
    일측 전극이 상기 리드 아웃 라인에 연결되고 타측 전극이 상기 전압 버퍼에 연결된 부스팅 커패시터(Cbst); 및
    상기 전압 버퍼와 상기 디지털-아날로그 컨버터 사이에 연결되고, 상기 프로그래밍 기간에서 온 되고, 상기 센싱 기간과 상기 샘플링 기간에서 오프 되는 스위치 SW1을 포함한 전계 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전압 버퍼와 상기 스위치 SW1은 소스 드라이버 집적회로(SDIC)에 위치하고,
    상기 부스팅 커패시터는 상기 소스 드라이버 집적회로 바깥의 표시 패널(10)에 위치하며,
    상기 표시 패널에서 상기 픽셀과 상기 부스팅 커패시터는 서로 다른 영역에 위치하는 전계 발광 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 전압 버퍼와 상기 스위치 SW1은 소스 드라이버 집적회로(SDIC)에 위치하고,
    상기 부스팅 커패시터는 상기 소스 드라이버 집적회로 바깥의 콘트롤 인쇄회로 기판(CPCB)에 위치하는 전계 발광 표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 부스팅 회로는,
    상기 부스팅 커패시터의 타측 전극과 상기 전압 버퍼 사이에 연결된 스위치 SW3; 및
    상기 부스팅 커패시터의 타측 전극과 상기 데이터라인 사이에 연결된 스위치 SW4를 더 포함한 전계 발광 표시장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 픽셀은,
    제1 데이터라인과 상기 리드 아웃 라인에 연결된 제1 픽셀과, 제2 데이터라인과 상기 리드 아웃 라인에 연결된 제2 픽셀을 포함하고,
    상기 부스팅 회로는,
    상기 제1 데이터라인에 연결된 제1 전압 버퍼(BUF);
    상기 제2 데이터라인에 연결된 제2 전압 버퍼(BUF);
    일측 전극이 상기 리드 아웃 라인에 연결되고 타측 전극이 제1 전압 버퍼와 상기 제2 전압 버퍼에 선택적으로 연결되는 부스팅 커패시터(Cbst);
    상기 부스팅 커패시터의 타측 전극과 상기 제1 전압 버퍼 사이에 연결된 제1 먹스 스위치; 및
    상기 부스팅 커패시터의 타측 전극과 상기 제2 전압 버퍼 사이에 연결된 제2 먹스 스위치를 포함한 전계 발광 표시장치.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 부스팅 회로는,
    상기 데이터라인에 연결된 전압 버퍼(BUF);
    상기 리드 아웃 라인과 상기 전압 버퍼 사이에 연결되어, 총 용량값이 콘트롤 신호(CTR)에 따라 제어되는 부스팅 커패시터 회로; 및
    상기 전압 버퍼와 상기 디지털-아날로그 컨버터 사이에 연결되고, 상기 프로그래밍 기간에서 온 되고, 상기 센싱 기간과 상기 샘플링 기간에서 오프 되는 스위치 SW1을 포함한 전계 발광 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 부스팅 커패시터 회로는,
    상기 리드 아웃 라인과 상기 전압 버퍼 사이에 연결된 복수의 부스팅 커패시터 유닛들(PSC)을 포함하고,
    각 부스팅 커패시터 유닛은, 서로 직렬로 연결된 부스팅 커패시터(Cbst)와 조절 스위치(SWx)를 포함하며,
    상기 콘트롤 신호에 따라 온 되는 조절 스위치의 개수가 정해지는 전계 발광 표시장치.
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