KR20220161034A - 전계발광 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

전계발광 표시장치와 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 데이터라인과 기준전압 라인에 연결되고, 상기 데이터라인을 통해 공급받은 센싱용 데이터전압과 상기 기준전압 라인을 통해 공급받은 기준전압에 따라 구동 전류를 생성하는 구동 소자를 포함하고, 상기 구동 전류의 크기가 상기 센싱용 데이터전압의 크기에 비례하는 픽셀; 기준 로우 전류와 기준 하이 전류 사이의 타겟 전류 레인지를 미리 정하고, 상기 기준전압 라인으로부터 입력되는 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정하기 위한 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 비교&트랙킹부; 및 상기 전류 트랙킹 데이터의 크기에 비례하도록 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정한 후에 상기 데이터라인으로 공급하는 디지털 아날로그 컨버터를 포함한다.

Description

전계발광 표시장치와 그 구동방법{Electroluminescence Display Device And Driving Method Of The Same}
본 명세서는 전계발광 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스 타입의 전계발광 표시장치는 발광 소자와 구동 소자를 각각 포함한 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고 영상 데이터의 계조에 따라 픽셀들에서 구현되는 영상의 휘도를 조절한다. 구동 소자는 자신의 게이트전극과 소스전극 사이에 걸리는 전압(이하, "게이트-소스 간 전압"이라 함)에 따라 발광 소자에 흐르는 픽셀전류를 제어한다. 픽셀전류에 따라 발광 소자의 발광량과 화면의 휘도가 결정된다.
구동 소자의 문턱 전압은 픽셀의 구동 특성을 결정하므로 모든 픽셀들에서 동일해야 하지만, 공정 및 열화 특성 등 다양한 원인에 의해 픽셀들 간에 구동 특성이 달라질 수 있다. 이러한 구동 특성 차이는 휘도 편차를 초래하여 원하는 화상을 구현하는 데 제약이 된다.
픽셀들 간의 휘도 편차를 보상하기 위한 보상 기술이 알려져 있으나, 센싱 성능이 낮아 보상 성능이 높지 않다.
따라서, 본 명세서는 센싱 성능과 보상 성능을 높일 수 있도록 한 전계발광 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 명세서의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치는 데이터라인과 기준전압 라인에 연결되고, 상기 데이터라인을 통해 공급받은 센싱용 데이터전압과 상기 기준전압 라인을 통해 공급받은 기준전압에 따라 구동 전류를 생성하는 구동 소자를 포함하고, 상기 구동 전류의 크기가 상기 센싱용 데이터전압의 크기에 비례하는 픽셀; 기준 로우 전류와 기준 하이 전류 사이의 타겟 전류 레인지를 미리 정하고, 상기 기준전압 라인으로부터 입력되는 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정하기 위한 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 비교&트랙킹부; 및 상기 전류 트랙킹 데이터의 크기에 비례하도록 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정한 후에 상기 데이터라인으로 공급하는 디지털 아날로그 컨버터를 포함한다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따라 데이터라인과 기준전압 라인에 연결되고, 상기 데이터라인을 통해 공급받은 센싱용 데이터전압과 상기 기준전압 라인을 통해 공급받은 기준전압에 따라 구동 전류를 생성하는 구동 소자를 포함하고, 상기 구동 전류의 크기가 상기 센싱용 데이터전압의 크기에 비례하는 픽셀을 갖는 전계 발광 표시장치의 구동방법은, 기준 로우 전류와 기준 하이 전류 사이의 타겟 전류 레인지를 미리 정하고, 상기 기준전압 라인으로부터 입력되는 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정하기 위한 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 단계; 및 상기 전류 트랙킹 데이터의 크기에 비례하도록 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정한 후에 상기 데이터라인으로 공급하는 단계를 포함한다.
본 실시예는 전류 비교 동작에 기반한 패스트 트랙킹 피드백 구성을 통해 기준전압 라인의 기생 용량 영향을 배제한 상태에서 구동 소자의 문턱 전압을 빠르게 검출할 수 있어 센싱 택 타임을 크게 줄일 수 있다. 센싱 택 타임이 단축되면 실시간 센싱 및 보상이 가능하고 보상값이 업데이트 주기가 짧으며, 그에 따라 구동 소자에 대한 문턱전압 보상 성능이 크게 향상될 수 있다.
본 명세서에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 표시패널에 구비된 픽셀 어레이의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서 구동 소자의 문턱전압 센싱 시간을 줄일 수 있는 구동 시스템을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 구동 시스템에서 타겟 전류 레인지 내의 특정 구동 전류에 대응하여 구동 소자의 문턱전압이 도출되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 구동 시스템을 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 구동 시스템의 동작 파형을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 구동 시스템에서 디스플레이 구동과 센싱 구동을 위한 제1 전원 전압과 제2 전원 전압을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 8은 도 5의 구동 시스템에서 이뤄지는 전류 트랙킹 피드백 동작의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 5의 구동 시스템에 포함된 전류 버퍼의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 5의 구동 시스템에 있어 구동 소자의 문턱전압을 검출하는 데 소요되는 시간을 종래 기술의 그것과 비교하여 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 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 2는 도 1의 표시패널에 구비된 픽셀 어레이의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 타이밍 콘트롤러(1), 표시패널(10), 드라이버 집적회로(20), 보상 집적회로(30), 호스트 시스템(40), 저장 메모리(50), 및 전원회로(60)를 포함할 수 있다. 표시패널(10)에 구비된 게이트 구동회로(15)와, 드라이버 집적회로(20)에 내장된 데이터 구동회로(25)는 표시패널(10)에 포함된 픽셀들(PXL)을 구동한다.
표시패널(10)에는 다수의 픽셀 라인들(PNL1~PNL4)이 구비되고, 각 픽셀라인에는 다수의 픽셀들(PXL)과 복수의 신호라인들이 구비된다. 본 명세서에서 설명되는 “픽셀 라인”은 물리적인 신호라인이 아니라, 게이트라인의 연장 방향을 따라 서로 이웃한 픽셀들(PXL)과 신호 라인들의 집합체를 의미한다. 신호라인들은 픽셀들(PXL)에 디스플레이용 데이터전압과 센싱용 데이터전압을 공급하기 위한 데이터라인들(140), 픽셀들(PXL)에 기준전압을 공급하기 위한 기준전압 라인들(150), 픽셀들(PXL)에 게이트신호(SCAN)를 공급하는 게이트라인들(160), 및 픽셀들(PXL)에 제1 전원 전압(EVDD)을 공급하기 위한 제1 전원 라인들(PWL)을 포함할 수 있다.
표시패널(10)의 픽셀들(PXL)은 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이(Pixel array)를 구성한다. 도 2의 픽셀 어레이에 포함된 각 픽셀(PXL)은 데이터라인들(140) 중 어느 하나에, 기준전압 라인들(150) 중 어느 하나에, 제1 전원 라인들(PWL) 중 어느 하나에, 그리고 게이트라인들(160) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 도 2의 픽셀 어레이에 포함된 각 픽셀(PXL)은 적어도 하나 이상의 게이트라인(160)에 연결될 수도 있다. 그리고, 도 2의 픽셀 어레이 포함된 각 픽셀(PXL)은 전원회로(60)로부터 제2 전원 전압을 더 공급받을 수 있다. 전원회로(60)는 저전위 전원 라인 또는 패드부를 통해서 제2 전원 전압을 픽셀(PXL)에 공급할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(1)는 호스트 시스템(40)으로부터 입력되는 타이밍 신호들, 예컨대 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 참조로 게이트 구동회로(15)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호와, 데이터 구동회로(25)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 생성할 수 있다.
데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 게이트 출력을 생성하는 게이트 스테이지에 인가되어 그 스테이지의 동작을 활성화한다. 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스테이지들에 공통으로 입력되는 것으로서 게이트 스타트 펄스를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다.
타이밍 콘트롤러(1)는 표시패널(10)의 픽셀 라인들(PNL1~PNL4)에 대한 센싱 구동 타이밍과 디스플레이 구동 타이밍을 정해진 시퀀스에 따라 제어함으로써, 디스플레이 구동과 센싱 구동을 구현할 수 있다. 디스플레이 구동과 센싱 구동은, 타이밍 콘트롤러(1)의 제어에 따라 수행되는 게이트 구동회로(15)와 데이터 구동회로(25)의 동작에 의해 다르게 구현된다.
센싱 구동은 센싱 대상 픽셀 라인에 포함된 픽셀들(PXL)에 센싱용 데이터전압과 기준전압을 기입하여 해당 픽셀들(PXL)에 포함된 구동소자의 문턱전압 특성을 센싱하고, 센싱 결과 데이터를 기초로 해당 픽셀들(PXL)의 문턱전압 변화를 보상하기 위한 보상값을 업데이트하는 것을 의미한다. 그리고, 디스플레이 구동은 업데이트된 보상값을 기반으로 하여, 해당 픽셀들(PXL)에 입력될 디지털 영상 데이터를 보정하고, 보정된 영상 데이터에 대응되는 디스플레이용 데이터전압을 해당 픽셀들(PXL)에 인가하여 입력 영상이 화면에 표시(이하, 화면 재생)되도록 하는 것을 의미한다.
디스플레이 구동은 한 프레임 중에서 데이터 인에이블 신호가 로직 하이 레벨과 로직 로우 레벨 사이에서 트랜지션되는 수직 액티브 구간에서 이루어지고, 센싱 구동은 한 프레임에서 수직 액티브 구간을 제외한 수직 블랭크 구간에서 이루어질 수 있다. 수직 블랭크 구간에서 데이터 인에이블 신호는 계속해서 로직 로우 레벨을 유지한다. 센싱 구동은 시스템 메인 전원이 인가된 이후부터 화면 재생이 시작되기 전까지의 파워 온 구간에서 이루어질 수도 있고, 화면 재생이 끝난 이후부터 시스템 메인 전원이 해제되기 전까지의 파워 오프 구간에서 이루어질 수도 있다.
표시패널(10)에는 게이트 구동회로(15)가 내장될 수 있다. 게이트 구동회로(15)는 픽셀 어레이가 형성된 표시 영역 바깥의 비 표시 영역에 위치할 수 있다. 게이트 구동회로(15)는 픽셀 어레이의 게이트라인들(160)에 연결된 복수의 게이트 스테이지들을 포함할 수 있다. 게이트 스테이지들은 픽셀들(PXL)의 스위치 소자들을 제어하기 위한 게이트신호(SCAN)를 생성하여 게이트라인들(160)에 공급할 수 있다.
드라이버 집적회로(20)에 내장된 데이터 구동회로(25)는 다수의 비교&트랙킹부들과 다수의 디지털 아날로그 컨버터들을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동시 비교&트랙킹부들 각각은 기준전압을 기준전압 라인(150)으로 공급하고, 디지털 아날로그 컨버터들 각각은 디스플레이용 데이터전압을 생성하여 데이터라인(140)으로 공급한다. 디스플레이 구동시, 디스플레이용 데이터전압과 기준전압에 따라 픽셀(PXL)의 구동 소자에 디스플레이용 구동 전류가 흐르고, 이 디스플레이용 구동 전류에 의해 픽셀(PXL)의 발광 소자가 발광되어 화면에 영상이 재생된다.
센싱 구동시 비교&트랙킹부들 각각은 기준전압을 기준전압 라인(150)으로 공급한 후에, 기준전압 라인(150)으로부터 입력되는 구동 전류가 미리 설정된 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때, 해당 픽셀에 포함된 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 상기 구동 소자의 문턱전압으로 도출한다. 센싱 구동시 디지털 아날로그 컨버터들 각각은 기준전압 라인(150)으로부터 입력되는 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 전류 트랙킹 데이터를 기반으로 센싱용 데이터전압의 크기를 조정하여 데이터라인(140)으로 공급한다. 센싱 구동시 타겟 전류 레인지를 만족하는 구동 전류의 크기는 디스플레이용 구동 전류의 크기에 비해 획기적으로 작기 때문에, 센싱에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
데이터 구동회로(25)의 비교&트랙킹부들 각각은 검출된 구동 소자의 문턱전압을 디지털 센싱 결과 데이터로 변환한 후, 저장 메모리(50)에 공급한다. 저장 메모리(50)는 플래시 메모리로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
보상 집적회로(30)는 보상회로(31)와 보상 메모리(32)를 포함할 수 있다. 보상 메모리(32)는 저장 메모리(50)로부터 읽어들인 디지털 센싱 결과 데이터를 보상회로(31)에 전달한다. 보상 메모리(32)는 RAM(Random Access Memory), 예컨대 DDR SDRAM(Double Date Rate Synchronous Dynamic RAM)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 보상회로(31)는 디지털 센싱 결과 데이터를 기반으로 각 픽셀 별로 보상 오프셋(Offset)과 보상 게인(Gain)을 연산하고, 호스트 시스템(40)으로부터 입력 받은 디지털 영상 데이터를 상기 연산된 보상 오프셋과 보상 게인에 따라 보정하고, 보정된 영상 데이터를 데이터 구동회로(25)에 공급한다. 보상 집적회로(30)는 타이밍 콘트롤러(1)와 함께 1 칩으로 구현될 수 있다.
전원회로(60)는 전계 발광 표시장치의 구동 필요한 각종 전원 전압을 생성한다. 전원회로(60)는 픽셀들(PXL)에 공급될 기준전압을 생성한다. 전원회로(60)는 픽셀들(PXL)에 공급될 제1 전원 전압과 제2 전원 전압을 디스플레이 구동시와 센싱 구동시에 서로 다르게 생성하는 픽셀전원 조정회로를 포함할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서 구동 소자의 문턱전압 센싱 시간을 줄일 수 있는 구동 시스템을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 4는 도 3의 구동 시스템에서 타겟 전류 레인지 내의 특정 구동 전류에 대응하여 구동 소자의 문턱전압이 도출되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 센싱 구동시 구동 전류의 트랙킹 동작을 기반으로 데이터전압을 적응적으로 조정하여 구동 소자의 문턱전압 센싱 시간을 줄인다. 이를 위해, 이 구동 시스템은 픽셀(PXL), 비교&트랙킹부(CTS), 및 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 포함한다.
픽셀(PXL)은 데이터라인(140)과 기준전압 라인(150)에 연결되고, 구동 소자와 발광 소자를 포함한다. 센싱 구동시, 구동 소자는 데이터라인(140)을 통해 센싱용 데이터전압을 공급받음과 아울러 기준전압 라인(150)을 통해 기준전압을 공급받고, 센싱용 데이터전압과 기준전압 간의 차 전압에 비례하는 구동 전류를 생성한다. 이 구동 전류는 발광 소자에 공급되지 않는 대신에 기준전압 라인(150)을 통해 비교&트랙킹부(CTS)로 공급된다.
한편, 디스플레이 구동시, 구동 소자는 데이터라인(140)을 통해 디스플레이용 데이터전압을 공급받음과 아울러 기준전압 라인(150)을 통해 기준전압을 공급받고, 디스플레이용 데이터전압과 기준전압 간의 차 전압에 비례하는 디스플레이용 구동 전류를 생성한다. 이 디스플레이용 구동 전류는 발광 소자에 공급되어 발광 소자를 발광 시킨다.
비교&트랙킹부(CTS)는 기준전압 라인(150)을 통해 픽셀(PXL)에 연결된다. 비교&트랙킹부(CTS)는 기준 로우 전류와 기준 하이 전류 사이의 타겟 전류 레인지를 미리 정하고, 기준전압 라인(150)으로부터 입력되는 픽셀(PXL)의 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 전류 비교 동작에 기반한 패스트 트랙킹 피드백(Fast tracking Feed-back) 동작을 수행하여 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 바꾼다.
일 예로서, 도 4에서와 같이 횡축이 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이고, 종축이 구동 소자의 드레인-소스 간 전류(Ids)이며, 구동 소자의 드레인-소스 간 전압(Vds)이 Y(Y는 양의 실수) V 인 전류 특성 커브에서, 타겟 전류 레인지는 X(X는 양의 실수) nA의 크기를 갖는 드레인-소스 간 전류(Ids)를 포함할 수 있다. 이 경우, 구동 소자의 드레인-소스 간 전류(Ids)가 X nA일 때, 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)은 구동 소자의 문턱전압(Vth)이 된다.
구동 소자는 아날로그 소자이다. 따라서, 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 문턱전압(Vth)인 경우에도 구동 소자는 오프 되는 것이 아니라, 도 4에서와 같이 구동 소자에 X nA 만큼의 구동 전류가 흐른다. 이 구동 전류의 크기는 디스플레이용 구동 전류의 크기에 비해 획기적으로 작기 때문에, 비교&트랙킹부(CTS)에서 수행되는 패스트 트랙킹 피드백 동작(즉, 전류 비교 및 피드백 동작)의 시간이 크게 단축될 수 있는 것이다. 이에 따라, 구동 소자의 문턱전압 검출에 소요되는 시간(이하, 센싱 택 타임(sensing tact time))이 획기적으로 줄어든다.
디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 전류 트랙킹 데이터(TDATA)의 크기에 비례하도록 센싱용 데이터전압의 크기를 조정한 후에 데이터라인(140)으로 공급한다.
본 명세서의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 센싱 구동시 각 픽셀(PXL)에 포함된 발광 소자의 원하지 않는 발광을 억제하기 위해 픽셀전원 조정회로(PCT)를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 5를 통해 자세히 설명한다.
도 5는 도 3의 구동 시스템을 구체적으로 보여주는 도면이다. 도 6은 도 5의 구동 시스템의 동작 파형을 보여주는 도면이다. 도 7은 도 5의 구동 시스템에서 디스플레이 구동과 센싱 구동을 위한 제1 전원 전압과 제2 전원 전압을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 8은 도 5의 구동 시스템에서 이뤄지는 전류 트랙킹 피드백 동작의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 구동 시스템은 픽셀(PXL), 비교&트랙킹부(CTS), 및 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 포함하며, 픽셀전원 조정회로(PCT)를 더 포함할 수 있다.
픽셀(PXL)은 발광 소자(EL), 구동 소자(DT), 스위치 소자들(ST1,ST2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 구동 소자(DT)와 스위치 소자들(ST1,ST2)은 NMOS로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광 소자(EL)는 구동 소자(DT)로부터 공급받은 디스플레용 구동 전류(Iel)에 따라 발광한다. 발광 소자(EL)는 디스플레이 구동시에만 발광하고 센싱 구동시에는 발광하지 않는다. 발광 소자(EL)는 유기 발광층을 포함한 유기발광다이오드로 구현될 수도 있고, 무기 발광층을 포함한 무기발광다이오드로 구현될 수도 있다. 발광 소자(EL)의 애노드 전극은 제2 노드(N2)에 접속되고, 캐소드 전극은 제2 전원 전압(EVSS)의 입력 단자에 접속된다.
구동 소자(DT)는 디스플레이 구동시 제1 게이트-소스 간 전압(즉, VDIS-Vref)에 따른 제1 드레인-소스 간 전류(Idt)를 생성하는 데, 이 제1 드레인-소스 간 전류(Idt)가 디스플레용 구동 전류(Iel)가 된다. 구동 소자(DT)는 센싱 구동시 제2 게이트-소스 간 전압(즉, VSEN-Vref)에 따른 제2 드레인-소스 간 전류(Idt)를 생성하는 데, 이 제2 드레인-소스 간 전류(Idt)가 구동 전류(Isen)가 된다. 구동 소자(DT)의 게이트전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 드레인 전극은 제1 전원 전압(EVDD)의 입력 단자를 통해 제1 전원 라인(PWL)에 접속되며, 소스 전극은 제2 노드(N2)에 접속된다.
스위치 소자들(ST1,ST2)은 디스플레이 구동시 또는 센싱 구동시 턴 온 되어, 구동 소자(DT)의 게이트 전극과 데이터라인(140)을 연결하고, 구동 소자(DT)의 소스전극과 기준전압 라인(150)을 연결하여, 구동 소자(DT)의 게이트-소스 간 전압을 설정한다. 스위치 소자들(ST1,ST2)은 동일한 게이트신호(SCAN)에 따라 턴 온 된다. 스위치 소자들(ST1,ST2)은 센싱 구동시에 계속해서 턴 온 상태를 유지한다.
제1 스위치 소자(ST1)는 데이터라인(140)과 제1 노드(N1) 사이에 접속되어 게이트라인(160)으로부터의 게이트신호(SCAN)에 따라 턴 온 된다. 제1 스위치 소자(ST1)는 디스플레이 구동을 위한 프로그래밍 시에 턴 온 됨과 아울러, 센싱 구동 시에도 턴 온 된다. 제1 스위치 소자(ST1)가 턴 온 될 때, 센싱용 데이터전압(VSEN) 또는 디스플레이용 데이터전압(VDIS)이 제1 노드(N1)에 인가된다. 제1 스위치 소자(ST1)의 게이트전극은 게이트라인(160)에 접속되고, 소스전극은 데이터 라인(140)에 접속되며, 드레인전극은 제1 노드(N1)에 접속된다.
제2 스위치 소자(ST2)는 기준전압 라인(150)과 제2 노드(N2) 사이에 접속되어 게이트라인(160)으로부터의 게이트신호(SCAN)에 따라 턴 온 된다. 제2 스위치 소자(ST2)는 디스플레이 구동을 위한 프로그래밍 시에 턴 온 되어 기준전압 라인(150)에 충전된 기준전압(Vref, 도 9 참조)을 제2 노드(N2)에 인가한다. 제2 스위치 소자(ST2)는 센싱 구동시에도 턴 온 되어 기준전압 라인(150)에 충전된 기준전압(Vref)을 제2 노드(N2)에 인가하고, 구동 소자(DT)에서 생성된 구동 전류를 기준전압 라인(150)으로 전달한다. 제2 스위치 소자(ST2)의 게이트전극은 게이트라인(160)에 접속되고, 드레인전극은 제2 노드(N2)에 접속되고, 소스전극은 기준전압 라인(150)에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속되어 구동 소자(DT)의 게이트-소스 간 전압을 저장한다.
픽셀전원 조정회로(PCT)는 제1 전원 전압(EVDD)을 생성하여 제1 전원 라인(PWL)을 통해 제1 전원 전압(EVDD)의 입력 단자에 공급하고, 제2 전원 전압(EVSS)을 생성하여 픽셀(PXL)에 포함된 제2 전원 전압(EVSS)의 입력 단자에 공급한다.
디스플레이 구동시, 픽셀전원 조정회로(PCT)는 제1 전원 전압(EVDD)을 제1 값(EVDD1)으로 생성하고, 제2 전원 전압(EVSS)을 제2 값(EVSS1)으로 생성한다. 도 6 및 도 7에서와 같이 제1 값(EVDD1)은 제2 값(EVSS1)보다 더 높기 때문에, 디스플레이 구동시 디스플레이용 구동 전류(Iel)에 의해 각 픽셀(PXL)의 발광 소자(EL)가 발광될 수 있다.
센싱 구동시, 픽셀전원 조정회로(PCT)는 제1 전원 전압(EVDD)을 제3 값(EVDD2)으로 생성하고, 제2 전원 전압(EVSS)을 제4 값(EVSS2)으로 생성한다. 도 6 및 도 7에서와 같이 제3 값(EVDD2)은 기준전압(Vref)보다 더 높고, 제4 값(EVSS2)보다 더 낮다. 제3 값(EVDD2)이 기준전압(Vref)보다 더 높기 때문에, 센싱 구동시 구동 전류(Isen)가 생성될 수 있다. 그리고, 제3 값(EVDD2)이 제4 값(EVSS2)보다 더 낮기 때문에, 센싱 구동시의 구동 전류(Isen)가 발광 소자(EL)로 흐르지 않고 기준전압 라인(150)으로 흐르게 되며, 발광 소자(EL)의 불필요한 발광이 억제될 수 있다.
비교&트랙킹부(CTS)는 센싱 구동시에 동작하고, 디스플레이 구동시에는 동작하지 않는다. 비교&트랙킹부(CTS)는 기준전압 라인(150)으로부터 입력된 구동 전류(Isen)를 미리 설정된 기준 로우 전류(REF-LOW) 및 기준 하이 전류(REF-HIGH)와 비교함으로써, 구동 전류(Isen)가 기준 로우 전류(REF-LOW) 및 기준 하이 전류(REF-HIGH) 사이의 전류 구간, 즉 타겟 전류 레인지 내에 위치하는지 여부를 확인한다. 그리고, 구동 전류(Isen)가 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 패스트 트랙킹 피드백 동작을 통해 수행하여, 센싱용 데이터전압(VSEN)의 크기를 조정하기 위한 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 바꾼다.
예를 들어, 도 6과 같이, 제1 센싱용 데이터전압(VSEN1)에 대응되는 제1 구동 전류(Is1)가 타겟 전류 레인지보다 높은 경우, 비교&트랙킹부(CTS)는 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 낮추어 제2 센싱용 데이터전압(VSEN2)이 픽셀(PXL)에 인가되도록 한다. 이어서, 제2 센싱용 데이터전압(VSEN2)에 대응되는 제2 구동 전류(Is2)가 타겟 전류 레인지보다 낮은 경우, 비교&트랙킹부(CTS)는 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 높여 제3 센싱용 데이터전압(VSEN3)이 픽셀(PXL)에 인가되도록 한다.
비교&트랙킹부(CTS)는 패스트 트랙킹 피드백 동작 결과, 특정 값의 구동 전류(Isen)가 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때, 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 바꾸는 동작을 중지하고, 상기 특정 값의 구동 전류(Isen)를 기반으로 구동 소자(DT)의 문턱전압을 도출한다. 다시 말해, 비교&트랙킹부(CTS)는 상기 특정 값의 구동 전류(Isen)에 대응되는 구동 소자(DT)의 게이트-소스 간 전압(VSEN-Vref)을 구동 소자(DT)의 문턱전압으로 도출한다.
예를 들어, 도 6과 같이, 제3 센싱용 데이터전압(VSEN3)에 대응되는 제3 구동 전류(Is3)가 타겟 전류 레인지 내에 위치하는 경우, 비교&트랙킹부(CTS)는 제3 구동 전류(Is3)에 대응되는 구동 소자(DT)의 게이트-소스 간 전압(VSEN3-Vref)을 구동 소자(DT)의 문턱전압으로 도출한다.
여기서, 구동 소자(DT)의 게이트-소스 간 전압(VSEN3-Vref)은 데이터라인(140)을 통해 구동 소자(DT)의 게이트전극에 인가되는 제3 센싱용 데이터전압(VSEN3)과, 기준전압 라인(150)을 통해 구동 소자(DT)의 소스전극에 인가되는 기준전압(Vref) 간의 차전압이다. 제3 센싱용 데이터전압(VSEN3)은 제3 구동 전류(Is3)를 위해 크기가 조정된 센싱용 데이터전압(VSEN)이고, 기준전압(Vref)은 구동 전류(Isen)의 크기에 무관하게 고정된 레벨을 갖는다.
상기 패스트 트랙킹 피드백 동작을 위해, 비교&트랙킹부(CTS)는 전류 버퍼(CBuF), 제1 전류 비교기(COMP1), 제2 전류 비교기(COMP2), 로직 회로(CP), 및 주문형 반도체 회로(ASIC)를 포함할 수 있다.
전류 버퍼(CBuF)는 기준전압(Vref, 도 9 참조)을 기준전압 라인(150)으로 공급하고, 기준전압 라인(150)을 통해 입력된 구동 전류(Isen)를 미러링하여 노드 Nx로 출력한다. 전류 버퍼(CBuF)는 기준전압 라인(150)과 노드 Nx 간의 직접 연결을 방지하여 구동 전류(Isen)에 혼입된 패널 노이즈가 제1 전류 비교기(COMP1)와 제2 전류 비교기(COMP2)로 인가되지 못하도록 한다. 전류 버퍼(CBuF)는 초 저 전류인 구동 전류(Isen)에 대한 노이즈 내성(noise immunity)을 높이는 역할을 한다.
제1 전류 비교기(COMP1)는 노드 Nx를 통해 입력되는 구동 전류(Isen)를 기준 하이 전류(REF-HIGH)와 비교하여 제1 비교 결과 신호(C1)를 출력한다. 제1 전류 비교기(COMP1)는 노드 Nx에 연결된 제1 비 반전 입력 단자(+), 기준 하이 전류(REF-HIGH)를 생성하는 제1 전류원(A1)이 연결된 제1 반전 입력 단자(-), 및 제1 비교 결과 신호(C1)를 출력하는 제1 출력 단자를 포함한다.
제1 전류 비교기(COMP1)는 제1 비 반전 입력 단자(+)를 통해 입력 받은 구동 전류(Isen)와, 제1 반전 입력 단자(-)의 기준 하이 전류(REF-HIGH)를 비교하기 때문에, 도 8과 같이 구동 전류(Isen)가 기준 하이 전류(REF-HIGH)보다 더 크면 제1 비교 결과 신호(C1)를 하이 로직 값(1)으로 출력하고, 구동 전류(Isen)가 기준 하이 전류(REF-HIGH)과 같거나 그보다 더 작으면 제1 비교 결과 신호(C1)를 로우 로직 값(0)으로 출력한다. 기준 로우 전류(REF-LOW)는 기준 하이 전류(REF-HIGH)보다 더 낮으므로, 구동 전류(Isen)가 기준 하이 전류(REF-HIGH)보다 더 작은 범위 내에 구동 전류(Isen)가 기준 로우 전류(REF-LOW)보다 더 작은 범위도 포함된다. 따라서, 이 경우에도 도 8과 같이 제1 전류 비교기(COMP1)는 제1 비교 결과 신호(C1)를 로우 로직 값(0)으로 출력한다.
제2 전류 비교기(COMP2)는 노드 Nx를 통해 입력되는 구동 전류(Isen)를 기준 로우 전류(REF-LOW)와 비교하여 제2 비교 결과 신호(C2)를 출력한다. 제2 전류 비교기(COMP2)는 노드 Nx에 연결된 제2 반전 입력 단자(-),기준 로우 전류(REF-LOW)를 생성하는 제2 전류원(A2)이 연결된 제2 비 반전 입력 단자(+), 및 제2 비교 결과 신호(C2)를 출력하는 제2 출력 단자를 포함한다.
제2 전류 비교기(COMP2)는 제2 반전 입력 단자(-)를 통해 입력 받은 구동 전류(Isen)와, 제2 비 반전 입력 단자(+)의 기준 로우 전류(REF-LOW)를 비교하기 때문에, 도 8과 같이 구동 전류(Isen)가 기준 로우 전류(REF-LOW)보다 더 작으면 제2 비교 결과 신호(C2)를 하이 로직 값(1)으로 출력하고, 구동 전류(Isen)가 기준 로우 전류(REF-LOW)과 같거나 그보다 더 크면 제2 비교 결과 신호(C2)를 로우 로직 값(0)으로 출력한다. 구동 전류(Isen)가 기준 로우 전류(REF-LOW)보다 더 큰 범위 내에 구동 전류(Isen)가 기준 하이 전류(REF-HIGH)보다 더 큰 범위도 포함되므로, 이 경우에도 도 8과 같이 제2 전류 비교기(COMP2)는 제2 비교 결과 신호(C2)를 로우 로직 값(0)으로 출력한다.
로직 회로(CP)는 제1 전류 비교기(COMP1)의 제1 출력 단자와 제2 전류 비교기(COMP2)의 제2 출력 단자에 연결된다. 로직 회로(CP)는 제1 비교 결과 신호(C1)의 로직 값과 제2 비교 결과 신호(C2)의 로직 값을 기반으로 데이터 조정 신호(FO)를 생성한다.
로직 회로(CP)는 제1 비교 결과 신호(C1)의 로직 값과 제2 비교 결과 신호(C2)의 로직 값이 서로 다르면 다운 제어신호(DN) 및 업 제어신호(UP) 중 어느 하나를 데이터 조정 신호(FO)로서 출력하고, 제1 비교 결과 신호(C1)의 로직 값과 제2 비교 결과 신호(C2)의 로직 값이 서로 동일하면 유지 제어신호(HOLD)를 데이터 조정 신호(FO)로서 출력한다.
도 8의 예에서, 로직 회로(CP)는 제1 비교 결과 신호(C1)가 하이 로직 값(1)이고 제2 비교 결과 신호(C2)가 로우 로직 값(0)인 경우, 다운 제어신호(DN)를 데이터 조정 신호(FO)로서 출력한다. 로직 회로(CP)는 제1 비교 결과 신호(C1)가 로우 로직 값(0)이고 제2 비교 결과 신호(C2)가 하이 로직 값(1)인 경우, 업 제어신호(UP)를 데이터 조정 신호(FO)로서 출력한다. 로직 회로(CP)는 제1 비교 결과 신호(C1)와 제2 비교 결과 신호(C2)가 모두 로우 로직 값(0)인 경우, 유지 제어신호(HOLD)를 데이터 조정 신호(FO)로서 출력한다.
주문형 반도체 회로(ASIC)는 로직 회로(CP)로부터 입력되는 데이터 조정 신호(FO)에 따라 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 감소 또는 증가 또는 유지시킨다. 주문형 반도체 회로(ASIC)는 다운 제어신호(DN)에 따라 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 직전값보다 더 감소시키고, 업 제어신호(UP)에 따라 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 직전값보다 더 증가시키며, 유지 제어신호(HOLD)에 따라 전류 트랙킹 데이터(TDATA)를 직전값으로 유지시킨다.
전류 트랙킹 데이터(TDATA)는 주문형 반도체 회로(ASIC)로부터 디지털 아날로그 컨버터(DAC)로 공급된다. 디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 전류 트랙킹 데이터(TDATA)의 감소에 대응하여, 도 6과 같이 직전값인 제1 센싱용 데이터전압(VSEN1)보다 더 작은 제2 센싱용 데이터전압(VSEN2)을 생성하여 데이터라인(140)에 공급할 수 있다. 그에 따라 구동 소자(DT)에서 기준전압 라인(150)으로 출력되는 구동 전류(Isen)가 제1 구동 전류(Is1)에서 그보다 더 낮은 제2 구동 전류(Is2)가 된다.
디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 전류 트랙킹 데이터(TDATA)의 증가에 대응하여, 도 6과 같이 직전값인 제2 센싱용 데이터전압(VSEN2)보다 더 큰 제3 센싱용 데이터전압(VSEN3)을 생성하여 데이터라인(140)에 공급할 수 있다. 그에 따라 구동 소자(DT)에서 기준전압 라인(150)으로 출력되는 구동 전류(Isen)가 제2 구동 전류(Is2)에서 그보다 더 높은 제3 구동 전류(Is3)가 된다.
디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 전류 트랙킹 데이터(TDATA)의 유지에 대응하여, 도 6과 같이 직전값인 제3 센싱용 데이터전압(VSEN3)을 생성하여 데이터라인(140)에 공급할 수 있다. 그에 따라 구동 소자(DT)에서 기준전압 라인(150)으로 출력되는 구동 전류(Isen)가 직전값인 제3 구동 전류(Is3)를 유지한다.
한편, 유지 제어신호(HOLD)는 해당 픽셀의 구동 전류가 타겟 전류 레인지 내에 위치하는 경우에 생성되기 때문에, 주문형 반도체 회로(ASIC)는 유지 제어신호(HOLD)에 대응되는 센싱용 데이터전압을 기반으로 해당 픽셀에 포함된 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 알아낼 수 있고, 상기 게이트-소스 간 전압을 상기 구동 소자의 문턱전압으로 도출할 수 있다.
도 9는 도 5의 구동 시스템에 포함된 전류 버퍼(CbuF)의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 전류 버퍼(CbuF)는 입력부, 미러부, 및 출력부를 포함할 수 있다.
입력부는 기준전압(Vref)을 기준전압 라인(150)으로 공급하고, 기준전압 라인(150)을 통해 구동 전류(Isen)를 입력 받는다.
입력부는 입력 앰프(AMP)와 입력 트랜지스터(T1)를 포함한다. 입력 앰프(AMP)는 기준전압(Vref)이 입력되는 비 반전 입력 단자(+), 기준전압 라인(150)에 연결된 반전 입력 단자(-), 및 노드 Na에 연결된 출력 단자를 갖는다. 입력 트랜지스터(T1)는 노드 Na에 연결된 게이트전극, 기준전압 라인(150)에 연결된 드레인전극, 및 노드 Nb에 연결된 소스전극을 갖는다. 구동 전류(Isen)는 입력부에서 버퍼링된 후에 미러부로 공급된다.
입력부는 입력 앰프(AMP)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 연결된 이니셜 스위치(SW)를 더 포함한다. 이니셜 스위치(SW)는, 기준전압(Vref)을 기준전압 라인(150)으로 공급하기 위한 제1 기간에서 턴 온 되고, 기준전압 라인(150)을 통해 구동 전류(Isen)를 입력받기 위한 제2 기간에서 턴 오프될 수 있다. 제1 기간에서 이니셜 스위치(SW)가 턴 온 되면, 이니셜 스위치(SW)가 없는 경우에 비해 기준전압 라인(150)이 기준전압(Vref)으로 충전되는 데 소요되는 시간이 더 짧아져, 센싱 택 타임이 더욱 감소될 수 있다.
미러부는 노드 Nb를 통해 입력부에 연결되며, 구동 전류(Isen)를 미러링하여, 노드 Nc에 구동 전류(Isen)가 흐르게 한다. 미러부는 제1 미러 트랜지스터(T2)와 제2 미러 트랜지스터(T3)를 포함한다. 제1 미러 트랜지스터(T2)의 게이트전극과 드레인전극은 노드 Nb에 연결되고, 소스전극은 기저 전압원(GND)에 연결된다. 제2 미러 트랜지스터(T3)의 게이트전극은 노드 Nb에 연결되고, 드레인전극은 노드 Nc에 연결되며, 소스전극은 기저 전압원(GND)에 연결된다.
출력부는 노드 Nc를 통해 미러부에 연결되며, 미러링된 구동 전류(Isen)를 노드 Nx로 출력한다. 출력부는 제1 출력 트랜지스터(T4)와 제2 출력 트랜지스터(T5)를 포함한다. 제1 출력 트랜지스터(T4)의 게이트전극과 소스전극은 노드 Nc에 연결된다. 제2 출력 트랜지스터(T5)의 게이트전극은 노드 Nc에 연결되고, 소스전극은 노드 Nx에 연결된다. 제1 출력 트랜지스터(T4)의 드레인전극과 제2 출력 트랜지스터(T5)의 드레인전극은 서로 연결된다.
도 10은 도 5의 구동 시스템에 있어 구동 소자의 문턱전압을 검출하는 데 소요되는 시간을 종래 기술의 그것과 비교하여 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 디스플레이 구동시에 비해 센싱 구동시에 제1 전원 전압(EVDD)의 크기와 데이터전압의 크기가 상대적으로 더 낮다. 제1 전원 전압(EVDD)의 경우, 디스플레이 구동시의 EVDD1에 비해 센싱 구동시의 EVDD2가 더 낮다. 데이터전압(Vdata)의 경우, 디스플레이용 데이터전압(VDIS)에 비해 센싱용 데이터전압(VSEN)이 더 낮다. 따라서, 디스플레이 구동시에 비해 센싱 구동시의 구동 전류가 더 작다. 본 실시예는 구동 소자의 문턱전압 검출시에 디스플레용 구동 전류보다 획기적으로 작은 구동 전류를 비교 대상으로 하기 때문에, 센싱 택 타임을 줄이는 데 유리하다.
한편, 구동 소자의 문턱전압을 검출하기 위해, 구동 소자의 게이트 전위를 센싱용 데이터전압(DRG)으로 고정하고, 구동 소자의 소스 전위(DRS)를 구동 전류에 따른 소스 팔로우(source follower) 방식으로 높이는 종래 기술이 알려져 있다. 이 기술은 구동 소자의 게이트-소스 간 전압이 구동 소자의 문턱전압(φ)이 될 때까지 구동 소자의 소스 전위(DRS)와 기준전압 라인의 전위를 높인다. 하지만, 이 기술의 경우, 구동 소자의 소스 전극에 연결된 기준전압 라인의 큰 기생 용량으로 인해, 구동 소자의 문턱전압 검출에 소요되는 시간, 즉 센싱 택 타임(TA)이 길기 때문에 수직 블랭크 구간을 활용한 실시간 센싱이 불가능하다.
이에 반해, 본 명세서의 구동 시스템은 전류 비교 동작에 기반한 패스트 트랙킹 피드백 구성을 통해 기준전압 라인의 기생 용량 영향을 배제한 상태에서 구동 소자의 문턱 전압을 빠르게 검출할 수 있어 센싱 택 타임(TB)이 종래 기술에 비해 크게 줄어든다. 센싱 택 타임(TB)이 단축되면 실시간 센싱 및 보상이 가능하고 보상값의 업데이트 주기가 짧으며, 그에 따라 구동 소자에 대한 문턱전압 보상 성능이 크게 향상될 수 있다.
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 15: 게이트 구동회로
20: 드라이버 집적회로 25: 데이터 구동회로
CTS: 비교&트랙킹부 PCT: 픽셀전원 조정회

Claims (15)

  1. 데이터라인과 기준전압 라인에 연결되고, 상기 데이터라인을 통해 공급받은 센싱용 데이터전압과 상기 기준전압 라인을 통해 공급받은 기준전압에 따라 구동 전류를 생성하는 구동 소자를 포함하고, 상기 구동 전류의 크기가 상기 센싱용 데이터전압의 크기에 비례하는 픽셀;
    기준 로우 전류와 기준 하이 전류 사이의 타겟 전류 레인지를 미리 정하고, 상기 기준전압 라인으로부터 입력되는 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정하기 위한 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 비교&트랙킹부; 및
    상기 전류 트랙킹 데이터의 크기에 비례하도록 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정한 후에 상기 데이터라인으로 공급하는 디지털 아날로그 컨버터를 포함한 전계 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 값의 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때,
    상기 비교&트랙킹부는 상기 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 동작을 중지하고, 상기 제1 값의 상기 구동 전류를 기반으로 상기 구동 소자의 문턱전압을 도출하는 전계 발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교&트랙킹부는,
    상기 제1 값의 상기 구동 전류에 대응되는 상기 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 상기 구동 소자의 문턱전압으로 도출하고,
    상기 구동 소자의 게이트-소스 간 전압은, 상기 데이터라인을 통해 상기 구동 소자의 게이트전극에 인가되는 제1 센싱용 데이터전압과, 상기 기준전압 라인을 통해 상기 구동 소자의 소스전극에 인가되는 상기 기준전압 간의 차전압이고,
    상기 제1 센싱용 데이터전압은 상기 제1 값의 상기 구동 전류를 위해 크기가 조정된 상기 센싱용 데이터전압이고,
    상기 기준전압은 상기 구동 전류의 크기에 무관하게 고정된 레벨을 갖는 전계 발광 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교&트랙킹부는,
    상기 기준전압을 상기 기준전압 라인으로 공급하고, 상기 기준전압 라인을 통해 입력된 상기 구동 전류를 미러링하여 제1 노드로 출력하는 전류 버퍼;
    상기 제1 노드를 통해 입력되는 상기 구동 전류를 상기 기준 하이 전류와 비교하여 제1 비교 결과 신호를 출력하는 제1 전류 비교기;
    상기 제1 노드를 통해 입력되는 상기 구동 전류를 상기 기준 로우 전류와 비교하여 제2 비교 결과 신호를 출력하는 제2 전류 비교기;
    상기 제1 비교 결과 신호의 로직 값과 상기 제2 비교 결과 신호의 로직 값을 기반으로 데이터 조정 신호를 출력하는 로직 회로; 및
    상기 데이터 조정 신호에 따라 상기 전류 트랙킹 데이터를 감소 또는 증가 또는 유지시키는 주문형 반도체 회로를 포함한 전계 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 전류 비교기는, 상기 제1 노드에 연결된 제1 비 반전 입력 단자, 및 상기 기준 하이 전류를 생성하는 제1 전류원이 연결된 제1 반전 입력 단자를 포함하고,
    상기 제2 전류 비교기는, 상기 제1 노드에 연결된 제2 반전 입력 단자, 및 상기 기준 로우 전류를 생성하는 제2 전류원이 연결된 제2 비 반전 입력 단자를 포함한 전계 발광 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 로직 회로는,
    상기 제1 비교 결과 신호의 로직 값과 상기 제2 비교 결과 신호의 로직 값이 서로 다르면 다운 제어신호 및 업 제어신호 중 어느 하나를 상기 데이터 조정 신호로서 출력하고, 상기 제1 비교 결과 신호의 로직 값과 상기 제2 비교 결과 신호의 로직 값이 서로 동일하면 유지 제어신호를 상기 데이터 조정 신호로서 출력하는 전계 발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 로직 회로는,
    상기 제1 비교 결과 신호의 로직 값이 하이이고 상기 제2 비교 결과 신호의 로직 값이 로우인 경우, 상기 다운 제어신호를 상기 데이터 조정 신호로서 출력하고,
    상기 제1 비교 결과 신호의 로직 값이 로우이고 상기 제2 비교 결과 신호의 로직 값이 하이인 경우, 상기 업 제어신호를 상기 데이터 조정 신호로서 출력하고,
    상기 제1 비교 결과 신호의 로직 값과 상기 제2 비교 결과 신호의 로직 값이 모두 로우인 경우, 상기 유지 제어신호를 상기 데이터 조정 신호로서 출력하는 전계 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 주문형 반도체 회로는,
    상기 다운 제어신호에 따라 상기 전류 트랙킹 데이터를 직전값보다 더 감소시키고,
    상기 업 제어신호에 따라 상기 전류 트랙킹 데이터를 상기 직전값보다 더 증가시키고,
    상기 유지 제어신호에 따라 상기 전류 트랙킹 데이터를 상기 직전값으로 유지시키는 전계 발광 표시장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 전류 버퍼는,
    상기 기준전압을 상기 기준전압 라인으로 공급하고, 상기 기준전압 라인을 통해 상기 구동 전류를 입력 받는 입력부;
    노드 Nb를 통해 상기 입력부에 연결되며, 상기 구동 전류를 미러링하는 미러부; 및
    노드 Nc를 통해 상기 미러부에 연결되며, 미러링된 상기 구동 전류를 상기 제1 노드로 출력하는 출력부를 포함한 전계 발광 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 기준전압이 입력되는 비 반전 입력 단자, 상기 기준전압 라인에 연결된 반전 입력 단자, 및 노드 Na에 연결된 출력 단자를 갖는 입력 앰프; 및
    상기 노드 Na에 연결된 게이트전극, 상기 기준전압 라인에 연결된 드레인전극, 및 상기 노드 Nb에 연결된 소스전극을 갖는 입력 트랜지스터를 포함한 전계 발광 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 입력 앰프의 상기 반전 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결된 이니셜 스위치를 더 포함하고,
    상기 이니셜 스위치는, 상기 기준전압을 상기 기준전압 라인으로 공급하기 위한 제1 기간에서 턴 온 되고, 상기 기준전압 라인을 통해 상기 구동 전류를 입력받기 위한 제2 기간에서 턴 오프 되는 전계 발광 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀은, 상기 구동 소자의 드레인전극에 연결된 제1 전원 전압 단자와, 상기 구동 소자의 소스전극에 애노드전극이 연결된 발광 소자와, 상기 발광 소자의 캐소드전극에 연결된 제2 전원 전압 단자를 더 포함하고,
    상기 제1 전원 전압 단자에 인가되는 제1 전원 전압은, 상기 기준전압보다 더 높고, 상기 제2 전원 전압 단자에 인가되는 제2 전원 전압보다 더 낮으며,
    상기 구동 전류는 상기 발광 소자로 흐르지 않고 상기 기준전압 라인으로 흐르는 전계 발광 표시장치.
  13. 데이터라인과 기준전압 라인에 연결되고, 상기 데이터라인을 통해 공급받은 센싱용 데이터전압과 상기 기준전압 라인을 통해 공급받은 기준전압에 따라 구동 전류를 생성하는 구동 소자를 포함하고, 상기 구동 전류의 크기가 상기 센싱용 데이터전압의 크기에 비례하는 픽셀을 갖는 전계 발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    기준 로우 전류와 기준 하이 전류 사이의 타겟 전류 레인지를 미리 정하고, 상기 기준전압 라인으로부터 입력되는 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때까지 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정하기 위한 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 단계; 및
    상기 전류 트랙킹 데이터의 크기에 비례하도록 상기 센싱용 데이터전압의 크기를 조정한 후에 상기 데이터라인으로 공급하는 단계를 포함한 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제1 값의 상기 구동 전류가 상기 타겟 전류 레인지 내에 위치할 때, 상기 전류 트랙킹 데이터를 바꾸는 동작을 중지하고, 상기 제1 값의 상기 구동 전류를 기반으로 상기 구동 소자의 문턱전압을 도출하는 단계를 더 포함한 전계 발광 표시장치의 구동방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 값의 상기 구동 전류를 기반으로 상기 구동 소자의 문턱전압을 도출하는 단계는,
    상기 제1 값의 상기 구동 전류에 대응되는 상기 구동 소자의 게이트-소스 간 전압을 상기 구동 소자의 문턱전압으로 도출하는 단계이고,
    상기 구동 소자의 게이트-소스 간 전압은, 상기 데이터라인을 통해 상기 구동 소자의 게이트전극에 인가되는 제1 센싱용 데이터전압과, 상기 기준전압 라인을 통해 상기 구동 소자의 소스전극에 인가되는 상기 기준전압 간의 차전압이고,
    상기 제1 센싱용 데이터전압은 상기 제1 값의 상기 구동 전류를 위해 크기가 조정된 상기 센싱용 데이터전압이고,
    상기 기준전압은 상기 제1 값의 상기 구동 전류를 위해 고정된 레벨을 갖는 전계 발광 표시장치의 구동방법.
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