KR20230102886A - 발광표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

발광표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레퍼런스라인에 연결된 서브 픽셀들을 갖는 표시패널; 및 상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 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.
이상 본 발명은 열화 정보값을 취득하기 위한 별도의 센싱라인을 제거하고, 열화 정보값 취득시, 기생 커패시터를 충전하는 과정을 생략하고, 적어도 3개의 서브 픽셀에 대한 열화 정보값을 동시에 취득 가능하므로 센싱 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 레퍼런스라인에 연결된 서브 픽셀들을 갖는 표시패널; 및 상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 발광표시장치를 제공할 수 있다.
상기 데이터 구동부는 상기 데이터라인들의 센싱 동작을 통해 취득한 열화 정보값과 사전 추출된 룩업테이블을 기반으로 상기 데이터라인들에 형성된 기생용량값을 제거한 후 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터의 열화 정도를 예측할 수 있다.
상기 룩업테이블은 상기 서브 픽셀들에 포함된 커패시터와 상기 데이터라인들에 형성된 기생 커패시터 간에 차지 쉐어링(Charge Sharing)이 일어나도록 상기 서브 픽셀들을 구동하고, 상기 레퍼런스전압을 가변하면서 상기 데이터라인들에 형성된 상기 기생 커패시터의 기생용량값을 반복 검출하는 동작을 기반으로 마련될 수 있다.
상기 서브 픽셀들은 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 일단이 연결되고 상기 구동 트랜지스터의 제2전극에 타단이 연결된 커패시터와, 상기 구동 트랜지스터의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 제2전원라인에 캐소드전극이 연결된 유기 발광다이오드와, 제1스캔라인에 게이트전극이 연결되고 데이터라인에 제1전극이 연결되고 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 제2전극이 연결된 제1스위칭 트랜지스터와, 제2스캔라인에 게이트전극이 연결되고 상기 레퍼런스라인에 제1전극이 연결되고 상기 유기 발광다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결된 제2스위칭 트랜지스터를 각각 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 표시패널의 서브 픽셀들에 연결된 레퍼런스라인을 통해 레퍼런스전압을 인가하는 단계; 상기 표시패널을 구동하는 데이터 구동부를 구동하여 상기 표시패널의 데이터라인들을 통해 센싱용 데이터전압을 인가하는 단계; 및 상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 레퍼런스라인에 연결된 서브 픽셀들을 갖는 표시패널; 및 상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고, 상기 데이터 구동부는 상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압을 동일하게 변경한 후 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 발광표시장치를 제공할 수 있다.
상기 데이터 구동부는 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환부와, 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 DA변환부를 기반으로 상기 서브 픽셀들에 대한 상기 열화 정보값을 동시에 취득할 수 있다.
상기 전류전압 변환부와 상기 DA변환부는 적분기 형태로 동작하며, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압이 동일하게 변경됨에 따라 상기 데이터라인들을 통해 흐르게 되는 전류를 상기 서브 픽셀들에 대한 상기 열화 정보값으로 취득할 수 있다.
상기 전류전압 변환부와 상기 DA변환부는 전류 미러 형태로 동작하며, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압이 동일하게 변경됨에 따라 상기 데이터라인들을 통해 흐르게 되는 전류를 상기 서브 픽셀들에 대한 상기 열화 정보값으로 취득할 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 표시패널의 서브 픽셀들에 연결된 레퍼런스라인을 통해 레퍼런스전압을 인가하는 단계; 상기 표시패널을 구동하는 데이터 구동부를 구동하여 상기 표시패널의 데이터라인들을 통해 센싱용 데이터전압을 인가하는 단계; 및 상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압을 동일하게 변경한 후 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.
이상 본 발명은 데이터라인을 통해 서브 픽셀에 포함된 소자의 열화 정보값을 취득하고 보상할 수 있기 때문에 별도의 센싱라인을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 열화 정보값 취득 시, 기생 커패시터를 충전하는 과정을 생략하고, 적어도 3개의 서브 픽셀에 대한 열화 정보값을 동시에 취득 가능하므로 센싱 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치예를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치를 설명하기 위한 도면들이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 서브 픽셀과 데이터 구동부를 간략히 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 데이터 구동부의 일부 구성을 더욱 자세히 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 구동 파형도이고, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따라 기간별 장치의 동작을 보여주기 위한 동작 상태도들이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 장치의 동작 상태도들이다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따라 서브 픽셀과 데이터 구동부를 간략히 나타낸 도면이고, 도 20은 도 19에 도시된 데이터 구동부의 일부 구성을 더욱 자세히 나타낸 도면이고, 도 21은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 구동 파형도이고, 도 22는 본 발명의 제2실시예에 따른 열화 정보값 취득 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 23 내지 도 26은 본 발명의 제2실시예에 따라 DA변환부의 구성과 이의 동작을 보여주기 위한 동작 상태도들이다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 자동차 전기장치, 스마트폰 등으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 표시장치는 발광표시장치(Light Emitting Display Device: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD) 등으로 구현될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 무기 발광다이오드 또는 유기 발광다이오드를 기반으로 빛을 직접 발광하는 발광표시장치를 일례로 한다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 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(세트 또는 호스트시스템)(110)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.
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 게이트라인들(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 있으나 이에 한정되지 않는다.
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.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 고전위의 제1전원과 저전위의 제2전원을 생성하고, 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.
표시패널(150)은 스캔신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호, 제1전원 및 제2전원 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.
예컨대, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1데이터라인(DL1), 제1게이트라인(GL1), 제1전원라인(EVDD) 및 제2전원라인(EVSS)에 연결될 수 있고, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터, 유기 발광다이오드 등으로 이루어진 픽셀회로를 포함할 수 있다. 발광표시장치에서 사용되는 서브 픽셀(SP)은 빛을 직접 발광하는바 회로의 구성이 복잡하다. 또한, 빛을 발광하는 유기 발광다이오드는 물론이고 유기 발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 보상회로 또한 다양하다. 따라서, 서브 픽셀(SP)을 블록의 형태로 단순 도시하였음을 참조한다.
한편, 위의 설명에서는 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 등을 각각 개별적인 구성인 것처럼 설명하였다. 그러나 발광표시장치의 구현 방식에 따라 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 중 하나 이상은 하나의 IC 내에 통합될 수 있다.
도 3 및 도 4는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 스캔 구동부(130)는 시프트 레지스터(131)와 레벨 시프터(135)를 포함할 수 있다. 레벨 시프터(135)는 타이밍 제어부(120) 및 전원 공급부(180)로부터 출력된 신호들 및 전압들을 기반으로 클록신호들(Clks)과 스타트신호(Vst) 등을 생성할 수 있다. 클록신호들(Clks)은 2상, 4상, 8상 등 위상이 다른 K(K는 2 이상 정수)상의 형태로 생성될 수 있다.
시프트 레지스터(131)는 레벨 시프터(135)로부터 출력된 신호들(Clks, Vst) 등을 기반으로 동작하며 표시패널에 형성된 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 스캔신호들(Scan[1] ~ Scan[m])을 출력할 수 있다. 시프트 레지스터(131)는 게이트인패널 방식에 의해 표시패널 상에 박막 형태로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 레벨 시프터(135)는 시프트 레지스터(131)와 달리 IC 형태로 독립적으로 형성되거나 전원 공급부(180)의 내부에 포함될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 스캔 구동부에서 스캔신호들을 출력하는 시프트 레지스터(131a, 131b)는 표시패널(150)의 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 시프트 레지스터(131a, 131b)는 도 5a와 같이 표시패널(150)의 좌우측 비표시영역(NA)에 배치되거나, 도 5b와 같이 표시패널(150)의 상하측 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 한편, 도 5a 및 도 5b에서는 시프트 레지스터(131a, 131b)가 비표시영역(NA)에 배치된 것을 일례로 도시 및 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치를 설명하기 위한 도면들이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 서브 픽셀과 데이터 구동부를 간략히 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 데이터 구동부의 일부 구성을 더욱 자세히 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 표시패널(150)의 표시영역(AA) 내에는 다수의 픽셀들이 배치될 수 있다. 하나의 픽셀(P)은 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2), 제3서브 픽셀(SP3) 및 제4서브 픽셀(SP4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4서브 픽셀(SP1 ~ SP4)은 각각 적색, 백색, 녹색 및 청색을 발광할 수 있다. 그러나 이는 예시일 뿐, 하나의 픽셀(P)은 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 3개의 서브 픽셀로 이루어질 수도 있다.
제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2), 제3서브 픽셀(SP3) 및 제4서브 픽셀(SP4)은 각기 제1데이터라인(DL1), 제2데이터라인(DL2), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 구분되어 연결될 수 있다. 그리고 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2), 제3서브 픽셀(SP3) 및 제4서브 픽셀(SP4)은 레퍼런스라인(VREF)에 공통으로 연결될 수 있다.
레퍼런스라인(VREF)은 표시패널(150) 상에 다수 배치될 수 있다. 레퍼런스라인(VREF)은 표시패널(150) 상에 위치하는 모든 서브 픽셀에 공통으로 연결되므로 그물 형태로 배치될 수 있다. 레퍼런스라인(VREF)은 데이터 구동부(140) 또는 별도의 기판 상에 위치하는 레퍼런스전압원에 전기적으로 연결되며, 레퍼런스전압원으로부터 출력된 레퍼런스전압을 전달할 수 있다. 따라서, 데이터 구동부(140)는 레퍼런스전압을 출력하는 레퍼런스전압 출력채널을 가질 수 있다.
데이터 구동부(140)는 표시패널(150)에 연결될 수 있다. 데이터 구동부(140)는 제1입출력 채널(DCH1), 제2입출력 채널(DCH2), 제3입출력 채널(DCH3) 및 제4입출력 채널(DCH4)을 포함할 수 있다. 제1입출력 채널(DCH1), 제2입출력 채널(DCH2), 제3입출력 채널(DCH3) 및 제4입출력 채널(DCH4)은 각기 제1데이터라인(DL1), 제2데이터라인(DL2), 제3데이터라인(DL3) 및 제4데이터라인(DL4)에 구분되어 연결될 수 있다.
데이터 구동부(140)는 도 6과 같이 제1 내지 제4입출력 채널(DCH1 ~ DCH4)을 통해 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2), 제3서브 픽셀(SP3) 및 제4서브 픽셀(SP4)에 센싱용 데이터전압을 동시에 인가할 수 있다. 이후, 데이터 구동부(140)는 도 7과 같이 제1 내지 제4입출력 채널(DCH1 ~ DCH4)을 통해 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2), 제3서브 픽셀(SP3) 및 제4서브 픽셀(SP4)에 형성된 열화 정보값을 동시에 취득할 수 있다.
데이터 구동부(140)는 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2), 제3서브 픽셀(SP3) 및 제4서브 픽셀(SP4) 이상 4개의 서브 픽셀에 형성된 열화 정보값을 동시에 취득할 수 있다. 그러나 하나의 픽셀이 3개의 서브 픽셀로 이루어진 경우, 데이터 구동부(140)는 3개의 서브 픽셀에 형성된 열화 정보값을 동시에 취득할 수 있다. 또한, 데이터 구동부(140)는 표시패널(150)에 포함된 모든 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득할 수도 있고, 다수의 데이터라인씩 그룹을 형성하고, 각 그룹별로 구분하여 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득할 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1스위칭 트랜지스터(TR1), 구동 트랜지스터(DT), 제2스위칭 트랜지스터(TR2), 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 커패시터(CST)의 일단에 게이트전극이 연결되고 제1전원라인(EVDD)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극과 커패시터(CST)의 타단에 제2전극이 연결될 수 있다. 커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 일단이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 타단이 연결될 수 있다. 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 제2전원라인(EVSS)에 캐소드전극이 연결될 수 있다.
제1스위칭 트랜지스터(TR1)는 제1게이트라인(GL1)에 포함된 제1스캔라인(GL1a)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1스위칭 트랜지스터(TR1)는 제1스캔라인(GL1a)을 통해 전달된 제1스캔신호에 대응하여 턴온될 수 있다.
제2스위칭 트랜지스터(TR2)는 제1게이트라인(GL1)에 포함된 제2스캔라인(GL1b)에 게이트전극이 연결되고 레퍼런스라인(VREF)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 제2스위칭 트랜지스터(TR2)는 제2스캔라인(GL1b)을 통해 전달된 제2스캔신호에 대응하여 턴온될 수 있다.
데이터 구동부(140)는 제1스위치(SWA), 제2스위치(SWB), 제1구동회로(141), 제2구동회로(145) 등을 포함할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 제1입출력 채널(DCH1)을 통해 센싱용 데이터전압, 표시용 데이터전압, 블랙 데이터전압 등을 출력함과 더불어 서브 픽셀(SP)에 형성된 열화 정보값을 취득할 수 있다.
제1스위치(SWA)는 제1입출력 채널(DCH1)에 제1전극이 연결되고 제1구동회로(141)에 제2전극이 연결되고 데이터 구동부(140)의 내부에 포함된 제어회로에 제어전극이 연결될 수 있다. 제1스위치(SWA)는 제어회로로부터 출력된 제1스위치제어신호에 대응하여 제1입출력 채널(DCH1)과 제1구동회로(141)를 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다.
제2스위치(SWB)는 제1입출력 채널(DCH1)에 제1전극이 연결되고 제2구동회로(145)에 제2전극이 연결되고 데이터 구동부(140)의 내부에 포함된 제어회로에 제어전극이 연결될 수 있다. 제2스위치(SWB)는 제어회로로부터 출력된 제2스위치제어신호에 대응하여 제1입출력 채널(DCH1)과 제2구동회로(145)를 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1구동회로(141)는 센싱용 데이터전압, 표시용 데이터전압, 블랙 데이터전압 등을 출력하기 위해 디지털신호를 아날로그신호(전압)로 변환하는 디지털아날로그 변환부(이하 DA변환부)(DAC)를 포함할 수 있다. 그리고 제2구동회로(145)는 열화 정보값을 취득하기 위해 아날로그신호(전압)를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털 변환부(이하 AD변환부)(ADC)를 포함할 수 있다. 도 9에서, Cd는 제1데이터라인(DL1)에 형성된 제1기생 커패시터이고, Cp는 레퍼런스라인(VREF)에 형성된 제2기생 커패시터일 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 구동 파형도이고, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따라 기간별 장치의 동작을 보여주기 위한 동작 상태도들이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치는 제1기간(P1), 제2기간(P2), 제3기간(P3) 및 제4기간(P4)의 순으로 구동할 수 있다.
제1스캔신호(Scan1)는 제1기간(P1)부터 제4기간(P4)까지 로직하이로 인가될 수 있다. 제1스위치신호(SWa)는 제1기간(P1)부터 제2기간(P2)까지 로직하이로 인가될 수 있다. 제2스캔신호(Scan2)는 제1기간(P1)과 제3기간(P3)만 로직하이로 인가될 수 있다. 제2스위치신호(SWb)는 제4기간(P4)만 로직하이로 인가될 수 있다.
도 10 및 도 11과 같이, 제1기간(P1) 동안 DA변환부(DAC)는 센싱용 데이터전압을 출력할 수 있다. DA변환부(DAC)로부터 출력된 센싱용 데이터전압은 턴온된 제1스위치(SWA)와 제1스위칭 트랜지스터(TR1)를 통해 게이트노드(GN)에 인가될 수 있다. 또한, 센싱용 데이터전압은 커패시터(CST)의 양단을 거쳐 소스노드(SN)에 인가될 수 있다. 제1기간(P1) 동안 레퍼런스라인(VREF)에는 레퍼런스전압이 전달될 수 있다. 레퍼런스라인(VREF)으로부터 전달된 레퍼런스전압은 턴온된 제2스위칭 트랜지스터(TR2)를 통해 소스노드(SN)에 인가될 수 있다. 또한, 레퍼런스전압은 커패시터(CST)의 타단에 인가될 수 있다. 그 결과, 커패시터(CST)를 중심으로 구분된 게이트노드(GN)와 소스노드(SN)는 초기화될 수 있다.
도 10 및 도 12와 같이, 제2기간(P2) 동안 제2스위칭 트랜지스터(TR2)는 턴오프 상태로 전환될 수 있다. 그 결과 구동 트랜지스터(DT)는 게이트노드(GN)에 인가 센싱용 데이터전압과 소스노드(SN)에 인가된 레퍼런스전압에 의해 소스 팔로윙(Source-following) 동작을 할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 소스 팔로윙 동작에 의해 소스노드(SN)의 전압은 "Vdata - Vth" 수준까지 상승할 수 있다. "Vdata - Vth" 수준은 센싱용 데이터전압에서 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압을 뺀 수준을 의미한다.
도 10 및 도 13과 같이, 제3기간(P3) 동안 제2스위칭 트랜지스터(TR2)는 턴온 상태로 전환될 수 있다. 제2스위칭 트랜지스터(TR2)가 턴온됨에 따라 레퍼런스라인(VREF)에 전달된 레퍼런스전압은 커패시터(CST)의 타단에 인가될 수 있다. 그 결과 구동 트랜지스터(DT)의 소스노드(SN)는 레퍼런스전압(VREF) 만큼 상승할 수 있다. 그리고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트노드(GN)는 커패시터(CST)의 양단 전압의 영향에 의해 "VREF + Vth" 수준까지 상승할 수 있다. 제3기간(P3) 동안 제1스위치(SWA)는 턴오프될 수 있다. 또한, 제3기간(P3) 동안 DA변환부(DAC)는 센싱용 데이터전압 등 전압을 출력하지 않는 하이임피던스 상태(Hi-z)일 수 있다.
도 10 및 도 14와 같이, 제4기간(P4) 동안 제2스위치(SWB)는 턴온되고 AD변환부(ADC)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 "VREF + Vth"를 열화 정보값으로 취득할 수 있다. AD변환부(ADC)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 취득한 아날로그 형태의 열화 정보값을 디지털 형태의 센싱데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
AD변환부(ADC)로부터 출력된 센싱데이터는 구동 트랜지스터(DT)의 열화 정도를 예측 및 보상할 수 있는 보상값 등으로 이용될 수 있다. 한편, 구동 트랜지스터(DT)의 열화 정도를 예측 및 보상할 때에는 "VREF + Vth"에서 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압값인 Vth만 사용되고 레퍼런스전압값인 VREF(VREF는 회로 또는 알고리즘 등의 처리를 통해 삭제됨)는 사용되지 않는다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 장치의 동작 상태도들이다.
도 11 내지 도 14의 순으로 동작할 때, 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)의 정전용량값보다 제1데이터라인(DL1)에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)의 정전용량값이 큰 경우, 열화 정보값은 차지 쉐어링(Charge Sharing) 영향으로 인하여 부정확하게 취득될 수 있다.
본 발명의 제1실시예의 변형예는 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)에 의해 열화 정보값이 부정확하게 취득되는 문제를 해결하기 위해 데이터라인에 형성된 기생용량값에 대한 정보를 룩업테이블 형태로 사전 추출할 수 있다. 그리고 센싱 동작을 통해 취득한 열화 정보값과 사전 추출된 룩업테이블을 기반으로 데이터라인에 형성된 기생용량값을 제거한 후 구동 트랜지스터(DT)의 열화 정도를 예측 및 보상할 수 있는 보상값을 마련할 수 있다.
이를 위해, 다음에서 설명되는 방식으로 룩업테이블 추출 동작을 수행할 수 있다.
도 15와 같이, 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)와 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd) 간에 차지 쉐어링(Charge Sharing)이 일어나도록 구동할 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(TR1, TR2)는 턴온되고 레퍼런스라인(VREF)에는 레퍼런스전압이 인가될 수 있다.
도 16과 같이, 제2스위치(SWB)와 제1스위칭 트랜지스터(TR1) 사이의 제1노드(VN)를 통해 데이터라인에 형성된 기생 커패시터(Cd)의 제1기생용량값을 검출할 수 있다. 이를 위해, 제2스위치(SWB)는 턴온되고 AD변환부(ADC)는 센싱 동작이 수행될 수 있다.
앞서 설명한 룩업테이블 추출 동작은 도 10의 제4구간(P4) 전의 과정 즉, 센싱 동작 전에 수행될 수 있다. 예컨대, 위와 같은 과정을 통해 룩업테이블을 추출하면, 레퍼런스 전압(VREF[V])이 1V일 때, "Cst / (Cst + Cd)"과 같이 제1노드 전압(VN[V])을 취득할 수 있다. 그리고, 제1노드 전압(VN[V])인 "VN = Cst / (Cst + Cd) × VREF"를 기반으로 데이터라인에 형성된 제1기생용량값을 알아낼 수 있는 룩업테이블을 마련할 수 있다.
한편, 데이터라인에 형성된 제1기생용량값이나 레퍼런스전압에 형성된 제2기생용량값은 장치의 구동 조건이나 외부 환경 조건 등에 의해 달라지는 변동성을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 변동성을 최소화하기 위해 레퍼런스라인(VREF)에 인가되는 레퍼런스전압을 가변하고, 도 15 및 도 16의 동작을 반복하면서 제1기생 커패시터(Cd)의 제1기생용량값을 룩업테이블로 마련할 수 있다.
위와 같은 사전 동작을 통해 룩업테이블이 마련되면 이후 도 17과 같이 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(TR1, TR2)를 턴온하고, 레퍼런스전압을 인가한 후 레퍼런스전압과 제1노드 전압에 대한 룩업테이블을 추출할 수 있다.
그리고 도 18과 같이 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(TR1, TR2)가 턴온된 상태에서 제2스위치(SWB)를 턴온시킨 후 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)와 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)로부터 열화 정보값을 취득할 수 있다. 이때, 취득한 열화 정보값(Vth)은 데이터라인에 형성된 제1기생용량값을 제거하기 위해, 제1노드(VN)로부터 구해진다고 설명할 수 있는데 이를 식으로 나타내면 "VN = Cst / (Cst + Cd) × Vth"과 같다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따라 서브 픽셀과 데이터 구동부를 간략히 나타낸 도면이고, 도 20은 도 19에 도시된 데이터 구동부의 일부 구성을 더욱 자세히 나타낸 도면이고, 도 21은 본 발명의 제2실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 구동 파형도이고, 도 22는 본 발명의 제2실시예에 따른 열화 정보값 취득 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 23 내지 도 26은 본 발명의 제2실시예에 따라 DA변환부의 구성과 이의 동작을 보여주기 위한 동작 상태도들이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1스위칭 트랜지스터(TR1), 구동 트랜지스터(DT), 제2스위칭 트랜지스터(TR2), 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(140)는 제1스위치(SWA), 제2스위치(SWB), 제1구동회로(141), 제2구동회로(145) 등을 포함할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 제1입출력 채널(DCH1)을 통해 센싱용 데이터전압, 표시용 데이터전압, 블랙 데이터전압 등을 출력함과 더불어 서브 픽셀(SP)에 형성된 열화 정보값을 취득할 수 있다.
제1스위치(SWA)는 제1입출력 채널(DCH1)에 제1전극이 연결되고 제1구동회로(141)에 제2전극이 연결되고 데이터 구동부(140)의 내부에 포함된 제어회로에 제어전극이 연결될 수 있다. 제1스위치(SWA)는 제어회로로부터 출력된 제1스위치제어신호에 대응하여 제1입출력 채널(DCH1)과 제1구동회로(141)를 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다.
제2스위치(SWB)는 제1구동회로(141)에 제1전극이 연결되고 제2구동회로(145)에 제2전극이 연결되고 데이터 구동부(140)의 내부에 포함된 제어회로에 제어전극이 연결될 수 있다. 제2스위치(SWB)는 제어회로로부터 출력된 제2스위치제어신호에 대응하여 제1구동회로(141)와 제2구동회로(145)를 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다. 제2구동회로(145)는 아날로그 형태의 열화 정보값을 디지털 형태의 센싱데이터로 변환하기 위해 AD변환부(ADC)를 포함할 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 제1구동회로(141)는 센싱용 데이터전압, 표시용 데이터전압, 블랙 데이터전압 등을 출력함과 더불어 열화 정보값을 취득하기 위해 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환부(I/V Converter)와 DA변환부(DAC)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2실시예 또한 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)의 정전용량값보다 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)의 정전용량값이 큰 경우, 열화 정보값은 차지 쉐어링(Charge Sharing) 영향으로 인하여 부정확하게 취득될 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예 또한 제1실시예와 동일하게 제1기간(P1), 제2기간(P2), 제3기간(P3) 및 제4기간(P4)의 순으로 구동할 수 있다. 그러나 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)에 의해 열화 정보값이 부정확하게 취득되는 문제를 해결하기 위해 제3기간(P3) 동안 센싱용 데이터전압과 레퍼런스전압을 동일 또는 유사한 레벨로 변경할 수 있다. 이를 위해, 제1스위치신호(SWa)는 제1기간(P1)부터 제3기간(P3)까지 로직하이로 인가될 수 있다. 그 결과, 소스노드(SN)는 게이트노드(GN)와 동일 또는 유사한 전압 레벨의 변화를 그리면서 상승할 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(TR1, TR2) 그리고 제1스위치(SWA)는 턴온된 상태일 수 있다. 이 때문에, 소스노드(SN)가 게이트노드(GN)와 동일 또는 유사한 전압 레벨과 같이 상승할 경우, 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)의 양단 전압 차이에 의해 데이터라인에 연결된 제1노드(VN) 방향으로 전류의 흐름이 가능해질 수 있다. 제1구동회로(141)에 포함된 전류전압 변환부(I/V Converter)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압값을 추출하기 위해 데이터라인을 통해 흘러 들어오는 전류의 양을 열화 정보값(△V = Vth)으로 검출할 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 제1구동회로(141)는 전류전압 변환부(I/V Converter)와 DA변환부(DAC)를 포함할 수 있다. 제1구동회로(141)에 포함된 전류전압 변환부(I/V Converter)와 DA변환부(DAC)는 열화 정보값 취득시 전류 적분기 형태로 동작할 수 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, 전류 적분기 형태로 구동 모드가 전환된 제1구동회로(141)는 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)에 저장된 열화 정보값(△V = Vth)을 순간적으로 취득할 수 있기 때문에 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)의 제1기생용량값과 레퍼런스라인에 형성된 제2기생 커패시터(Cp)의 제2기생용량값에 대한 문제를 배제할 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 제1구동회로(141)에 포함된 전류전압 변환부(I/V Converter)와 DA변환부(DAC)는 열화 정보값 취득시 전류 미러 형태로 동작할 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 전류 미러 형태로 전환된 제1구동회로(141)는 서브 픽셀에 포함된 커패시터(CST)에 저장된 열화 정보값(△V = Vth)을 순간적으로 취득할 수 있기 때문에 데이터라인에 형성된 제1기생 커패시터(Cd)의 제1기생용량값과 레퍼런스라인에 형성된 제2기생 커패시터(Cp)의 제2기생용량값에 대한 문제를 배제할 수 있다.
이상 본 발명은 데이터라인을 통해 서브 픽셀에 포함된 소자의 열화 정보값을 취득하고 보상할 수 있기 때문에 별도의 센싱라인을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 열화 정보값 시, 기생 커패시터를 충전하는 과정을 생략하고, 적어도 3개의 서브 픽셀에 대한 열화 정보값을 동시에 취득 가능하므로 센싱 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
140: 데이터 구동부 SWA: 제1스위치
SWB: 제2스위치 141: 제1구동회로
145: 제2구동회로 VREF: 레퍼런스라인
DT: 구동 트랜지스터 DAC: DA변환부
I/V Converter: 전류전압 변환부

Claims (10)

  1. 레퍼런스라인에 연결된 서브 픽셀들을 갖는 표시패널; 및
    상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 데이터 구동부는
    상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    상기 데이터라인들의 센싱 동작을 통해 취득한 열화 정보값과 사전 추출된 룩업테이블을 기반으로 상기 데이터라인들에 형성된 기생용량값을 제거한 후 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터의 열화 정도를 예측하는 발광표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 룩업테이블은
    상기 서브 픽셀들에 포함된 커패시터와 상기 데이터라인들에 형성된 기생 커패시터 간에 차지 쉐어링(Charge Sharing)이 일어나도록 상기 서브 픽셀들을 구동하고, 상기 레퍼런스전압을 가변하면서 상기 데이터라인들에 형성된 상기 기생 커패시터의 기생용량값을 반복 검출하는 동작을 기반으로 마련된 발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 픽셀들은
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 일단이 연결되고 상기 구동 트랜지스터의 제2전극에 타단이 연결된 커패시터와,
    상기 구동 트랜지스터의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 제2전원라인에 캐소드전극이 연결된 유기 발광다이오드와,
    제1스캔라인에 게이트전극이 연결되고 데이터라인에 제1전극이 연결되고 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 제2전극이 연결된 제1스위칭 트랜지스터와,
    제2스캔라인에 게이트전극이 연결되고 상기 레퍼런스라인에 제1전극이 연결되고 상기 유기 발광다이오드의 애노드전극에 제2전극이 연결된 제2스위칭 트랜지스터를 각각 더 포함하는 발광표시장치.
  5. 표시패널의 서브 픽셀들에 연결된 레퍼런스라인을 통해 레퍼런스전압을 인가하는 단계;
    상기 표시패널을 구동하는 데이터 구동부를 구동하여 상기 표시패널의 데이터라인들을 통해 센싱용 데이터전압을 인가하는 단계; 및
    상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법.
  6. 레퍼런스라인에 연결된 서브 픽셀들을 갖는 표시패널; 및
    상기 표시패널의 데이터라인들에 연결된 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 데이터 구동부는
    상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압을 동일하게 변경한 후 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 발광표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환부와,
    디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 DA변환부를 기반으로 상기 서브 픽셀들에 대한 상기 열화 정보값을 동시에 취득하는 발광표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류전압 변환부와 상기 DA변환부는 적분기 형태로 동작하며, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압이 동일하게 변경됨에 따라 상기 데이터라인들을 통해 흐르게 되는 전류를 상기 서브 픽셀들에 대한 상기 열화 정보값으로 취득하는 발광표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전류전압 변환부와 상기 DA변환부는 전류 미러 형태로 동작하며, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압이 동일하게 변경됨에 따라 상기 데이터라인들을 통해 흐르게 되는 전류를 상기 서브 픽셀들에 대한 상기 열화 정보값으로 취득하는 발광표시장치.
  10. 표시패널의 서브 픽셀들에 연결된 레퍼런스라인을 통해 레퍼런스전압을 인가하는 단계;
    상기 표시패널을 구동하는 데이터 구동부를 구동하여 상기 표시패널의 데이터라인들을 통해 센싱용 데이터전압을 인가하는 단계; 및
    상기 레퍼런스라인을 통해 전달된 레퍼런스전압과 상기 데이터라인들을 통해 전달된 센싱용 데이터전압에 의해 상기 서브 픽셀들에 포함된 구동 트랜지스터가 소스 팔로윙 동작을 수행하고 나면, 상기 센싱용 데이터전압과 상기 레퍼런스전압을 동일하게 변경한 후 상기 데이터라인들을 통해 상기 서브 픽셀들에 대한 열화 정보값을 동시에 취득하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법.
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