KR20230063813A - 발광 표시 장치의 실시간 보상 방법 - Google Patents

발광 표시 장치의 실시간 보상 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 표시 장치 내 화소들의 화소 구동 전류 변화를 실시간으로 보상하여 화질 특성 및 신뢰성을 향상시키는 구동 방법에 관한 것으로, 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성이 변화함에 따른 화소 구동 전류의 변화를 전류 센싱부로 연결, 직접 센싱하여, 구동 박막 트랜지스터와 발광 소자의 변화된 값을 보상함으로써, 비디오 입력 데이터 값에 대한 상기 구동 박막 트랜지스터와 발광 소자에 흐르는 화소 구동 전류량을 동일하게 유지될 수 있도록 하여 발광 표시 장치의 화질을 개선하고 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.

Description

발광 표시 장치의 실시간 보상 방법{A Method for Real Time Compensation of Light Emmiting Display Devices}
본 발명은 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 발광 소자 및 구동 박막 트랜지스터의 열화 정보를 실시간으로 센싱하여 외부 보상을 구현하고 이를 통해 화질 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 보상 방법에 관한 것이다.
발광 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 마이크로 발광 다이오드(Micro Light Emitting Diode), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode : OLED), 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상이 구현하는 표시 패널을 구성하기 위해서 발광 소자를 필수적인 구성요소로 갖는다.
일반적인 발광 표시 장치는 한 화소에 발광 소자와 이를 구동하기 위한 구동 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 회로를 갖는다. 그런데 발광 표시 장치는 화소의 구동 박막 트랜지스터가 직접 발광 소자에 접속되어 발광이 이루어 지는 것으로, 화소 별 구동 시간의 차이나 공정 특성의 차이로 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 차가 발생할 수 있다. 이 경우 영역 별 화질 편차로 인식되어 시청자의 시감을 저하시키는 원인이 되고 있다.
이에 따라 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 보상하고자 하는 노력이 제기되어 왔으나, 지금까지 알려진 방법은 발광 소자의 특성 차를 센싱하기 위한 별도의 구동 방식을 이용하는 방법과 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 예측하는 방식으로 발광 표시 장치의 구동 중 센싱하는 보상 방법이 전무하였다.
즉 발광 표시 장치의 동작 중 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성을 센싱하여 보상하는 것이 불가하였다.
또한 내부 보상 방식의 경우 화소 내 구동 박막 트랜지스터의 특성을 보상하는 회로 구성을 추가하여 문턱 전압을 보상하는 방식을 취하였으나, 구동 박막 트랜지스터의 이동도 변화를 추종하지 못하였고, 보상에 시간이 오래 걸리는 문제가 있었다.
본 발명은 발광 표시 장치의 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성을 실시간 센싱하고 보상하여 화질 특성 및 신뢰성을 개선할 수 있는 발광 표시 장치의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발멸의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 다수의 화소를 구비하는 표시 패널, 상기 표시 패널 화소의 구동을 위한 구동 전압을 공급하는 전원 공급부, 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 전류를 센싱하는 전류 센싱부, 센싱 동작 구간에서 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 전류를 센싱부로 연결해주는 스위치부, 표시 패널 구동과 전류 센싱 시점을 제어하고 보상 데이타를 제어하는 타이밍 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 정상 동작 구간에서는 입력 비디오 데이터가 표시 패널에 구현되도록 타이밍 제어부에서 데이터 구동부와 게이트 구동부를 제어하고, 센싱 동작 구간에서는 센싱하고자 하는 화소만 짧은 시간동안 구동하도록 타이밍 제어부에서 데이터 구동부와 게이트 구동부를 제어하여 센싱하고자 하는 화소에 원하는 화소 구동 데이터 전압을 입력한다. 또한 센싱 동작 구간 동안 타이밍 제어부에서 센싱 동작 활성화 신호를 센싱부로 인가하여 센싱부의 스위치부 연결을 접지단지에서 전류 센싱부로 바꾸어 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터를 통해서 흐르는 화소 구동 전류가 전류 센싱부로 흐르도록 한다. 전류 센싱부는 입력되는 화소 구동 전류를 센싱하여 센싱 데이터 값을 타이밍 제어부로 전달하고, 타이밍 제어부에서는 센싱하기 위해 입력한 화소 구동 데이터 값과 입력된 센싱 데이터 값을 비교하여 화소를 구성하는 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 계산하고 변화된 값을 보상하기 위한 새로운 화소 구동 데이터 값을 계산한다.
본 발명의 실시예에서 타이밍 제어부에서 상기 센싱 동작 시작 시 데이터 구동부로 센싱 동작 활성화 신호를 인가하여 타이밍 제어부로부터의 입력 데이터가 없더라도 화소 구동 전류가 "0"이 되도록 데이터 구동부의 출력을 제어하고 센싱 동작 종료 시 데이터 구동부로 센싱 동작 비활성화 신호를 인가하여 타이밍 제어부로부터의 입력 데이터를 출력하도록 한다. 이를 통해 원하지 않는 화소의 전류를 센싱하지 않고, 타이밍 제어부에서 입력한 화소 구동 데이터에 의한 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 화소 구동 전류 값만 센싱하도록 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 센싱 동작이 인지되지 않도록 하기 위해 타이밍 제어부에서 데이터 구동부로 입력하는 화소 구동 데이터 값들과 게이트 구동부로 입력하는 게이트 구동 제어 신호들을 가변하여 제어한다.
발광 표시 장치 구동 중 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 실시간으로 직접 센싱하여 변화된 값을 보상함으로써 발광 표시 장치의 화질 개선 및 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 구성도이다.
도2a는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 정상 동작 시 구성도이다.
도2b는 본 발명에 따픈 발광 표시 장치의 센싱 동작 시 구성도이다.
도3a는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 정상 동작 시 화소 구동을 설명하는 회로도이다.
도3b는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 센싱 동작 시 화소 구동을 설명하는 회로도이다.
도4는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 내부 신호 제어 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도5a는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 정상 구동 시 게이트 신호 제어 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도5b는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 센싱 동작 시 게이트 신호 제어 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도6은 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 표시 패널 출력 이미지와 내부 신호의 흐름도이다.
도7a는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱하는 방법을 간략히 나타내는 도면이다.
도7b는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱한 데이터 처리 실시예를 설명하기 위한 구동 전류와 센싱 데이터의 관계에 대한 예시를 나타내는 도면이다.
도7c는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱한 데이터 처리 실시예를 설명하기 위한 구동 전류와 화소 구동 데이터 전압의 관계에 대한 예시를 나타내는 도면이다.
도7d는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱한 데이타를 처리하여 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다.
도7e는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 화소와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱한 데이타를 처리하여 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다.
도7f는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 화소와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱한 데이타를 처리하여 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다.
도7g는 본 발명에 따른 발광 표시 장치의 발광 화소와 구동 박막 트랜지스터의 구동 전류를 센싱한 데이타를 처리하여 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 특성 변화를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다.
도8a는 본 발명에 따른 발광 표시 장치와 센싱부의 구성에 대한 실시예를 나타내는 도면이다.
도8b는 본 발명에 따른 발광 표시 장치와 센싱부의 구성에 대한 실시예를 나타내는 도면이다.
도8c는 본 발명에 따른 발광 표시 장치와 센싱부의 구성에 대한 실시예를 나타내는 도면이다.
도8d는 본 발명에 따른 발광 표시 장치와 센싱부의 구성에 대한 실시예에 따른 센싱 값의 변화를 나타내는 도면이다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
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. 또한 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.
비록 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 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에서, 발광 표시 장치는 유기 발광 소자을 포함한 유기 발광 표시 장치를 중심으로 설명한다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상은 유기 발광 표시 장치에 국한되지 않고, 무기 발광 물질을 포함한 무기 발광 표시 장치와 기타의 발광 표시 장치 및 발광 소자의 구동에도 적용될 수 있음에 주의하여야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 표시 장치의 정상 동작 시와 화소 센싱 동작 시의 구동 회로 및 센싱부(60)의 동작을 보여주는 도면이다. 도3은 본 발명의 실시예에 따른 정상 구동 시와 센싱 구동 시의 화소 어레이와 센싱부(60)의 동작을 보여주는 도면이다.
도1 내지 도2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 표시 패널(10), 데이터 구동부(20), 게이트 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 비휘발성 저장장치(50) 및 센싱부(60)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시간 센싱 및 보상 데이터 생성 방법은 표시 패널(10)에 구비된 게이트 구동부(30)와 그 이외의 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 비휘발성 저장장치(50) 및 센싱부(60)를 포함한다.
표시 패널(10)에는 복수의 화소들(P), 복수의 신호라인들이 구비된다. 표시 패널(10)의 화소들(P)은 메트릭스 형태로 배치되어 화소 어레이(Pixel Array)를 구성하며, 하나의 화소는 하나의 발광 소자(OLED)와 하나의 구동 박막 트랜지스터(Trdriving) 그리고 다수의 스위칭 박막 트랜지스터로 구성된다. 표시 패널(10)의 신호라인들은 구동 박막 트랜지스터(Trdriving) 구동을 위한 화소 구동 데이터 전압(Vdata)을 공급하는 데이터라인(110)들과 화소 구동 전압(Vdata)의 인가 여부를 제어하는 제1 게이트 라인(120A), 그리고 화소 구동 전압(Vdata)을 구동 박막 트랜지스터(Trdriving)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 연결된 캐패시터(Cst)에 충전하는 동안 화소(P)의 발광을 제어하는 제2 게이트 라인(120B)들을 포함할 수 있다.여기서 제1 게이트 라인(120A)과 제2 게이트 라인(120B)은 제1 게이트 라인(120A)을 통해 공급되는 제1 게이트 신호와 제2 게이트 라인(120B)을 통해 공급되는 제2 게이트 신호를 포함한다.
타이밍 제어부(40)는 입력 비디오 데이터(Video Input Data)에 맞추어 표시 패널(10)을 구동하기 위한 게이트 구동부(30) 제어 신호와 데이터 구동부(20)로 출력되는 각 화소 구동 데이터 값(Video Output Data)을 생성한다. 또한 정상 동작 시 입력 비디오 데이터(Video Input Data)를 표시 패널(10)에 나타낼 때는 센싱부(60) 구동 신호(SEN_EN)을 Low로 유지하고, 화소의 화소 구동 전류(IOLED) 센싱을 위한 센싱 동작 시에는 센싱부(60) 구동 신호(SEN_EN)을 High로 유지한다.
화소 어레이와 센싱부(60) 동작의 실시예는 도3a, 도3b와 같이 나타낼 수 있으며, 하나의 가로 화소 어레이만 구동할 경우를 예를 들어 설명할 수 있다.
표시 패널(10)이 정상 구동인 조건에서는 도3a의 실시예와 같이 타이밍 제어부(40)에서 생성한 화소 구동 데이터 값(Video Output Data)이 데이터 구동부(20)을 통해 화소 구동 데이터 전압(Vdata)으로 변환되어 화소 어레이에 인가되고, 화소 어레이의 화소 구동 전류(∑IOLED)는 저전위 구동 전압(VSS)단을 통해 센싱부(60)로 입력되며, 센싱부(60) 구동 신호(SEN_EN)가 Low로 입력됨에 의해 화소 어레이의 화소 구동 전류(∑IOLED)가 스위치부(610)를 통해 표시 장치의 접지 단자(GND)단으로 흐르게 된다.
표시 패널(10)이 센싱 구동인 조건에서는 도3b의 실시예와 같이 타이밍 제어부(40)에서 선택한 화소 구동을 위한 화소 구동 데이터 값(Video Sensing Data)이 데이터 구동부(20)을 통해 화소 구동 센싱 전압(Vsensing)으로 변환되어 화소 어레이에 인가되고, 선택된 화소에만 화소 구동 전류(IOLED) 센싱을 위한 화소 구동 센싱 전압(Vsensing)이 인가되고 나머지 화소에는 화소 구동 전류 값이 0이 되도록 하는 Black 화소 구동 데이터 전압(Vdata=Black)이 인가된다. 이 때 선택된 화소의 화소 구동 전류(IOLED)가 저전위 구동 전압(VSS)단을 통해 센싱부(60)로 입력되며, 센싱부(60) 구동 신호(SEN_EN)가 High로 입력됨에 의해 화소의 화소 구동 전류(IOLED)가 스위치부(610)을 통해 전류 센싱부(620)로 연결된다. 이를 통해 선택된 화소의 화소 구동 전류(IOLED)를 센싱한 값(Sensing Data)을 얻을 수 있다.
상기 센싱 동작에서 도3b의 실시예와 같이 센싱할 화소만 구동할 경우 센싱부(60)를 통해서 해당 화소에 입력된 화소 구동 센싱 데이터 값(Video Sensing Data) 대비 화소 구동 전류(IOLED) 값을 측정할 수 있으며 이렇게 측정된 값을 연산 또는 비교하여 원하는 보상 데이터를 생성할 수 있다.
보상 데이터의 생성의 실시예를 위해 도7a와 같이 하나의 화소 구조에 대해서 보상 데이터를 생성하는 경우를 가정할 수 있다. 실시예의 이해를 용이하게 하기 위해 센싱 데이터(Sensing Data)와 화소 구동 전류(IOLED)는 도7b와 같이 선형성을 가진다고 가정하며, 화소 구동 데이터 전압(Vdata)와 화소 구동 전류(IOLED)는 도7c와 같이 선형성을 가진다고 가정한다.
표시 패널 구동 초기에 도 7d의 실시예와 같이 각 화소에 대한 기준 데이터를 생성하고, 이를 위해 구동 초기에 화소에 제1 화소 구동 데이터 전압(Vdata_1)과 제2 화소 구동 데이터 전압(Vdata_2)을 입력하고 센싱부를 통해서 제1 센싱 데이터(Sensing Data_1)와 제2 센싱 데이터(Sensing Data_2)을 얻어 기준 보상 데이터을 만든다. 이때 제1 화소 구동 데이터 전압(Vdata_1)과 제2 화소 데이터 구동 전압(Vdata_2)은 화소 입력 데이터(Vdata) 범위 내에서 측정이 용이한 값으로 정한다.
제1 화소 구동 데이터 전압(Vdata_1)과 제2 구동 데이터 전압(Vdata_2) 그리고 제1 센싱 데이터(Sensing Data_1)과 제2 센싱 데이터(Sensing Data_2)을 이용하여 화소 구동 전압(Vdata)과 센싱 데이터(Sensing Data) 간의 관계식을 계산한 후 비휘발성 저장 장치(50)에 저장한다.
이후 화소 구동 전류(IOLED) 센싱 실시예 도7e와 같이 시 제1 화소 구동 데이터 전압(Vdata_1)에 대한 센싱 데이터가 변경된 제1 센싱 데이터(Sensing Data_1')로 입력되고, 제2 화소 구동 데이터 저압(Vdata_2)에 대한 센싱 데이터가 변경된 제2 센싱 데이터(Sensing Data_2')로 입력되면 변경된 제1 센싱 데이터(Sensing Data_1')과 제2 센싱 데이터(Sensing Data_2')를 이용하여 화소 구동 데이터 전압(Vdata)과 변경된 센싱 데이터(Sensing Data') 간의 관계식을 다시 계산한다.
도7f의 실시예와 같이 다시 계산된 화소 구동 데이터 전압(Vdata)와 변경된 센싱 데이터(Sensing Data') 간의 관계식을 이용하여 기준 보상 데이터의 제1 센싱 데이터(Sensing Data_1)와 제2 센싱 데이터(Sensing Data_2)에 해당하는 변경된 제1 화소 구동 데이터 전압(Vdata_1')과 변경된 제2 화소 구동 데이터 전압(Vdata_2')를 계산하면, 도7g와 같이 구동 초기에 생성한 기준 보상 데이터와 동일한 센싱 데이터(Sensing Data)을 얻기 위한 변경된 화소 구동 데이터 전압(Vdata')를 얻을 수 있으며, 이렇게 얻은 화소 구동 데이터 전압을 통해 구동 초기 조건과 동일한 화소 전류를 얻기 위한 변경된 화소 구동 데이타를 계산할 수 있게 됨을 의미한다.
본 발명의 구현을 위한 타이밍 제어부(40)의 중요 내부 신호는 도4와 같이 간략하게 표시될 수 있다. 외부 시스템에서 표시 패널(10) 구동을 위해 생성된 비디오 신호(Video Input Data)는 Vactive 구간 동안 Input DE에 맞추어 타이밍 제어부(40)로 입력되며, Hactive 구간에 입력되는 데이터는 각 가로 라인 화소의 비디오 데이터로 구성되어 있다. 표시 패널 전체 화소의 데이터는 Vactive 구간 동안 입력되며, Vactive 구간 사이에는 Vblank 구간이 존재한다.
타이밍 제어부(40)는 Input DE와 입력 Video Input Data를 이용하여 표시 패널(10) 구동을 위한 신호 Internal DE와 SDIC Input Data를 생성하고, 이 중 SDIC Input Data는 화소 구동 데이터 전압(Vdata) 생성을 위해 데이터 구동부(20)로 입력되며, 게이트 구동부(30) 제어 신호 SCAN_START, SCAN_CLK1, SCAN_CLK2, EM_START, EM_CLK1, EM_CLK2는 Internal DE를 기준으로 생성된다.
SDIC Output은 데이터 구동부(20)의 출력을 의미하며, 데이터 구동부(20)로 SDIC Input Data 입력이 완료된 후에 입력된 데이터에 따른 화소 구동 데이터 전압(Vdata)이 출력된다. Panel Output은 데이터 구동부(20)에 연결된 실제 발광 화소의 출력으로 High-Z 구간 동안은 이전 출력을 유지한다.
Internal DE 하나의 길이는 Video Output Data가 인가되는 정상 동작 시에는 1H_normal로 나타낼 수 있으며 Video Output Data가 인가되지 않는 임의의 동작 시에는 1H_Dummy로 나타낼 수 있고, Internal DE를 기준으로 생성된 Vblank 신호를 Internal Vblank라고 할 수 있다. Internal Vblank 신호는 도4의 실시예와 같이 센싱 준비 및 동작 구간을 나타내는 신호인 OP_SEN, 센싱부 동작 구간을 나타내는 SEN_EN, 등의 신호 제어에 활용될 수 있다.
정상 동작 구간에서 타이밍 제어부(40)는 Video Input Data와 Input DE의 길이에 맞춰서 데이터 구동부(20)와 게이트 구동부(30) 제어 신호를 생성한다.
센싱 동작 구간에서 타이밍 제어부(40)는 Input DE와 Video Input Data를 무시하고 센싱동작을 하기 위한 내부 신호를 생성한다. 센싱하지 않는 화소들의 동작 시간을 줄이기 위해서 1H_dummy를 생성하여 게이트 구동부(30)의 출력이 짧아지도록 제어하고, 이전 비디오 프레임의 영상이 끝나는 시점과 Internal Vblank 시작 시점을 기준으로 센싱 동작 구간의 시작과 종료를 제어하는 OP_SEN 신호를 생성한다.
OP_SEN 신호를 생성한 후 데이터 구동부(20)로 입력하여 SDIC Input이 없을 경우에 SDIC Output이 Black으로 제어될 수 있도록 하고, 센싱부(60)에도 OP_SEN 신호를 입력하여 스위치부(610)와 연결된 표시 패널(10)의 저준위 구동 전압단(VSS)의 연결을 접지단자(GND)에서 전류 센싱부(620)으로 변경한다.
센싱 동작 구간에서 생성하는 1H_dummy는 게이트 구동부(30)를 구성하는 Level Shifter의 출력과 데이터 구동부(20)의 출력이 각 화소의 Cst에 충전되는 시간을 고려하여 최대한 짧게 설정한다. 1H_dummy 길이를 짧게 할 수록 화소의 센싱 동작에 소요되는 시간이 줄어들게 되며, 이는 표시 패널(10)의 전체 화소를 센싱하는데 소요되는 시간을 줄이는 효과를 만들어 준다.
센싱 동작 구간 시작과 종료 시 센싱부(60)와 표시 패널의 안정적인 동작을 위해 1H_dummy로 만들어진 SEN_PRE 프레임과 SEN_POST 프레임을 구동하고 이 구간동안 EM_START 신호를 가변하여 스위치부(610) 동작에 따른 표시 패널의 불안정한 동작을 방지한다. 전체 화소에 입력되는 화소 구동 데이터 전압(Vdata)은 Black이기 때문에 화소 구동 전류(IOLED) 값은 0이 되고 센싱부(60)의 동작 안정화 조건은 구동 조건에 따라 다르게 설정할 수 있다.
센싱부(60)의 동작 안정화가 끝나고 나면 화소의 전류 센싱 동작을 수행하고 이를 위해 센싱하고자 하는 화소 동작 이전까지 Internal DE의 길이를 1H_dummy로 유지하여 불필요한 화소의 동작 시간을 단축하고, 센싱하려는 화소의 데이터가 입력되는 시점과 센싱하려는 화소의 점등구간에서는 정상적인 화소 데이터 입력과 화소 구동 데이터 전압(Vdata) 인가를 위해 1H_normal로 구동한다. 센싱하려는 화소 점등이 완료된 이후에는 다시 1H_dummy로 구동하여 불필요한 화소의 동작 시간을 단축한다.
도5a, 도5b의 실시예와 같이 정상 동작 구간과 센싱 동작 구간에서 가변되는 DE의 길이에 맞추어 게이트 구동부(30)로 입력되는 SCAN_CLK1, SCAN_CLK2, EM_CLK1, EM_CLK2 신호의 길이를 바꾸어 주게되면, 가변된 DE에 해당하는 화소에 입력되는 SCAN, EM 신호의 길이가 가변된다.
도5a, 도5b의 실시예와 같이 게이트 구동부(30)는 다수의 Level Shifter로 구성되어 있으며, Level Shifter의 갯수는 게이트 구동부(30)에 연결된 표시 패널(10)의 세로 화소수에 비례한다. Level Shifter의 동작은 Input CLK_B가 Low인 구간에 L/S Input으로 입력된 신호를 Input CLK_A가 Low인 구간에 L/S Output으로 출력하며, 이 때 제일 처음에 위치한 Level Shifter에 입력되는 L/S Input은 타이밍 제어부(40)에서 SDIC Output을 고려하여 생성한 Gate Start 신호이다. 이후 L/S Output은 각 게이트 구동부(30)에 연결된 표시 패널(10)의 화소(P)들과 다음 L/S Input으로 연결되고, 타이밍 제어부(40)에서 생성된 Gate CLK1, Gate CLK2에 따라 L/S Output이 순차적을 출력된다. 이때 L/S Output의 길이는 Input CLK_A의 Low 구간 입력 길이를 제어하여 가변할 수 있다.
도8a, 도8b, 도8c는 본 발명의 구현 가능한 또 다른 실시예이다. 도8a의 실시예와 같이 표시 패널(10) 전체 화소의 센싱 시간을 단축하기 위해 저준위 구동 전압단(VSS)을 나누어 다수의 센싱부(60)에 연결할 수 있으며, 도8b의 실시예와 같이 회로 구조 상 표시 패널(10)과 연결되는 저준위 구동 전압단(VSS)이 다수 존재 할 경우 센싱부(60)를 각 저준위 구동 전압단(VSS)에 연결하여 선택적으로 센싱부(60)를 구동할 수 있다. 또한 도8c, 도8d의 실시예와 같이 센싱 동작 구간에서 하나의 데이터 라인(110)에 연결된 화소를 순차적으로 구동할 경우 센싱 데이터(Sensing Data)는 각 화소의 화소 구동 전류(IOLED)가 누적되기 때문에 각 화소의 센싱 데이터(Sensing Data_n)는 이전 화소의 센싱 데이터(Sensing Data_n-1)와의 차이로 계산 할 수 있다. 예를 들면, 첫 번째 화소를 구동할 때 센싱부(60)으로 입력되는 전류는 첫 번째 화소의 화소 구동 전류(IOLED_1)이며, 두 번째 화소를 구동할 때 센싱부(60)으로 입력되는 전류는 첫 번째 화소의 화소 구동 전류(IOLED_1)와 두 번째 화소의 화소 구동 전류(IOLED_2)의 합이다. 이 때 두 번째 화소의 화소 구동 전류는 이전 화소 구동 전류의 합과의 차이로 계산할 수 있다. 따라서 첫 번째 화소 구동 시 계산된 센싱 데이터(Sensing Data_1)와 두 번째 화소 구동 시 계산된 센싱 데이터(Sensing Data_2)의 차이를 계산하면 두 번째 화소의 화소 구동 전류(IOLED_2)를 얻을 수 있다.
본 발명은 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터에 흐르는 전류의 변화를 센싱하고 보상하기 때문에 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 열화를 동시에 보상할 수 있다.
본 발명은 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터에 흐르는 전류를 센싱하고 보상된 데이터 값도 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터에 흐르는 전류를 기존의 값과 동일하도록 생성하기 때문에 기존의 예측값을 이용하는 방법보다 뛰어난 보상 성능을 제공할 수 있다.
본 발명은 표시 패널의 동작 중에 센싱 동작을 수행하며, 센싱 동작 구간의 길이가 짧고 국소의 영역을 화소 구동 데이터를 기준으로 센싱 동작을 수행하기 때문에 센싱되는 화소의 발광을 시인하기가 매우 어렵다.
또한 본 발명은 기존의 발광 표시 장치의 회로 구성에 센싱부만 추가되어 본 발명을 구현하기 위한 발광 표시 장치의 회로 구성이 매우 용이하다.
P : 화소
10 : 표시 패널
20 : 데이터 구동부
30 : 게이트 구동부
40 : 타이밍 제어부
50 : 비휘발성 저장장치
60 : 센싱부
610 : 스위치부
620 : 전류 센싱부
110 : 화소 구동 데이터 라인
120A : 제1 게이트 라인
120B : 제2 게이트 라인

Claims (7)

  1. 복수개의 화소를 갖는 표시 패널과 상기 표시 패널 외곽에 게이트 구동부, 데이터 구동부를 포함하는 발광 표시 장치에 있어서,
    상기 각 화소는,
    서로 교차하며 각각 상기 게이트 구동부와 연결된 게이트 라인 및 상기 데이터 구동부와 연결된 데이터 라인 및 상기 데이터 라인에 평행한 전원 전압 라인 및 산기 전원 전압 라인에 평행한 저준위 구동전압 라인:
    상기 데이터 구동부와 연결되어 있고 게이트 전극이 제1 게이트 라인에 연결된 제1 박막 트랜지스터:
    상기 전원 전압 라인 또는 저준위 구동 전압단과 연결되어 있고 게이트 전극이 제1 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터:
    상기 구동 박막 트랜지스터와 연결되어 있고 구동 박막 트랜지스터와 발광 소자에 화소 구동 전류의 흐름을 열고 닫기 위한 게이트 전극이 제2 게이트 라인에 연결된 제2 박막 트랜지스터:
    상기 구동 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 연결된 캐패시터:
    상기 구동 박막 트랜지스터에 연결된 발광 소자:
    를 포함하여 이루어지며, 상기 발광 소자와 구동 박막 트랜지스터의 저준위 구동전압단으로 흐르는 전류를 센싱하는 회로장치인 센싱부를 포함하는 발광 표시 장치 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 센싱부는 타이밍 제어부에 연결되어 제어되며,
    상기 타이밍 제어부는 외부에서 입력되는 비디오 입력 데이터가 시작하는 시점과 끝나는 시점에 맞추어 센싱 동작 시점을 제어하고 센싱 동작 시 외부에서 입력되는 비디오 입력 데이터를 무시하고 센싱 동작 구간 제어를 위한 내부 신호를 생성하여 데이터 구동부, 게이트 구동부, 센싱부를 제어하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱부는 스위치부와 전류 센싱부를 가지며, 스위치부는 외부에서 입력되는 신호에 따라 센싱부 입력단을 접지단자(GND) 또는 전류 센싱부로 연결하고,
    전류 센싱부는 센싱부 입력단을 통해 들어오는 전류 값을 센싱하여 그 값을 외부로 출력하도록 하는 회로장치를 가진 표시 장치 구조.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부에서 정상 동작 구간과 센싱 동작 구간에 맞추어 게이트 구동부로 입력하는 신호들을 가변하여 특정 화소들의 구동 시간을 변경할 수 있도록 제어하는 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부에서 정상 동작 구간과 센싱 동작 구간에 맞추어 데이터 구동부로 입력하는 데이터 값 및 데이터 입력 타이밍을 제어하여 특정 화소들을 원하는 타이밍에 원하는 데이터 값으로 구동 할 수 있도록 제어하는 방법.
  6. 제 2항과 제3항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는 센싱 동작 구간에 센싱부를 제어하기 위한 신호를 생성하여 센싱부로 입력하고, 센싱부에서 입력되는 센싱값을 이용하여 기준 보상 데이터와 각 화소의 보상 데이터를 생성하는 방법.
  7. 제1항과 제 2항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부에서 표시 패널의 저준위 구동 전압의 구동 조건 변화에 따른 표시 패널의 이상 동작을 방지하기 위해 제2 박막 트랜지스터의 동작을 제어하는 게이트 구동부 제어 방법.
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