KR102411075B1 - 화소 회로 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

화소 회로 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

화소 회로는 제2 노드와 제2 전원 사이에 연결되는 유기 발광 다이오드, 데이터 라인과 제1 노드 사이에 연결되고, 스캔 신호에 응답하여 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압을 제1 노드에 전달하는 스캔 스위치, 제1 노드와 제2 전원보다 높은 전압 레벨을 갖는 제1 전원 사이에 연결되는 저장 커패시터, 제1 전원에 연결되고, 저장 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터, 구동 트랜지스터와 제2 노드 사이에 연결되고, 제1 제어 신호에 응답하여 제1 센싱 구간 동안 턴-온되는 제1 제어 스위치, 제2 노드와 유기 발광 다이오드의 애노드 전극 사이에 연결되고, 제2 제어 신호에 응답하여 제2 센싱 구간 동안 턴-온되는 제2 제어 스위치, 및 데이터 라인과 제2 노드 사이에 연결되고, 센싱 제어 신호에 응답하여 턴-온되는 센싱 스위치를 포함한다.

Description

화소 회로 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치{PIXEL AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시하는 장치이다. 상기 유기 발광 표시 장치는 공정 편차 등의 이유로 화소마다 구동 트랜지스터의 문턱 전압 및 이동도(mobility) 등과 같은 특성 차이가 발생하고, 상기 유기 발광 다이오드의 열화에 따라 화소 간에 휘도 편차 및 잔상이 발생하게 된다.
종래의 유기 발광 표시 장치는 화소들에 기준 전압을 인가하고, 기준 전압에 따라 화소들 각각에 흐르는 전류를 측정하며, 측정된 전류에 기초하여 화소의 열화를 검출한다. 그러나, 화소 회로에 센싱 스위치만을 포함하는 종래의 유기 발광 표시 장치의 화소 구조 및 제어 신호들에 의해서는 영상 표시 중간에 실시간으로 상기 구동 트랜지스터의 전류와 상기 유기 발광 다이오드의 전류를 센싱하는 데에 어려움이 있다.
본 발명의 일 목적은 구동 트랜지스터의 특성 및 유기 발광 다이오드의 열화가 실시간으로 센싱되는 화소 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화소 회로를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로는 제2 노드와 제2 전원 사이에 연결되는 유기 발광 다이오드, 데이터 라인과 제1 노드 사이에 연결되고, 스캔 신호에 응답하여 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압을 상기 제1 노드에 전달하는 스캔 스위치, 상기 제1 노드와 상기 제2 전원보다 높은 전압 레벨을 갖는 제1 전원 사이에 연결되는 저장 커패시터, 상기 제1 전원에 연결되고, 상기 저장 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터와 제2 노드 사이에 연결되고, 제1 제어 신호에 응답하여 제1 센싱 구간 동안 턴-온되는 제1 제어 스위치, 상기 제2 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극 사이에 연결되고, 제2 제어 신호에 응답하여 제2 센싱 구간 동안 턴-온되는 제2 제어 스위치 및 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 센싱 제어 신호에 응답하여 턴-온되는 센싱 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 센싱 구간은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센싱 구간은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 센싱 구간은 기입 구간 및 제1 전류 센싱 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 센싱 구간 동안 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 제어 스위치를 턴-온 시키는 논리 로우(low) 레벨을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기입 구간 동안, 상기 스캔 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 스캔 스위치가 턴-온되어 상기 기준 전압이 제1 노드에 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기입 구간 동안, 상기 제2 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 제2 제어 스위치가 턴-온될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전류 센싱 구간 동안, 상기 센싱 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 센싱 스위치가 턴-온되며, 상기 제2 제어 신호가 논리 하이(high) 레벨을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전류 센싱 구간 동안, 상기 구동 트랜지스터에 흐르는 센싱 전류가 상기 센싱 스위치에 연결된 상기 데이터 라인을 통해 외부의 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 센싱 구간은 상기 기입 구간 및 상기 제1 전류 센싱 구간 사이에 상기 제1 전원의 상기 전압 레벨을 낮추는 전압 설정 구간을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전압 설정 구간 동안, 상기 스캔 신호, 상기 센싱 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호가 논리 하이 레벨을 갖고, 상기 제1 전원의 상기 전압 레벨은 상기 제2 전원의 상기 전압 레벨과 동일하게 변경될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센싱 구간은 기입 구간 및 제2 전류 센싱 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센싱 구간 동안 상기 제2 제어 신호가 상기 제2 제어 스위치를 턴-온 시키는 논리 로우(low) 레벨을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기입 구간 동안, 상기 스캔 신호 및 상기 제1 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 스캔 스위치 및 상기 제1 제어 스위치가 턴-온될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 전류 센싱 구간 동안, 상기 센싱 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 센싱 스위치가 턴-온되며, 상기 제1 제어 신호가 논리 하이(high) 레벨을 갖고, 상기 제1 제어 스위치가 턴-오프되며, 상기 유기 발광 다이오드로 흐르는 센싱 전류가 상기 센싱 스위치에 연결된 상기 데이터 라인을 통해 외부의 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센싱 구간은 상기 기입 구간 및 상기 제2 전류 센싱 구간 사이에 상기 제2 전원의 상기 전압 레벨을 높이는 전압 설정 구간을 더 포함할 수 있다. 상기 전압 설정 구간 동안, 상기 스캔 신호, 상기 센싱 제어 신호, 상기 제1 제어 신호가 논리 하이 레벨을 가질 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 스캔 라인, 데이터 라인, 제1 제어 라인, 제2 제어 라인 및 센싱 제어 라인에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 스캔 라인에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버, 영상 표시 구간에서 상기 데이터 라인으로 영상에 상응하는 데이터 신호를 제공하고, 제1 및 제2 센싱 구간에서 상기 데이터 라인으로 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압을 제공하는 데이터 드라이버, 상기 제1 제어 라인, 상기 제2 제어 라인 및 상기 센싱 제어 라인 각각에 제1 제어 신호, 제2 제어 신호 및 센싱 제어 신호를 제공하는 제어 라인 드라이버, 제1 센싱 전류 및 제2 센싱 전류를 리드아웃(readout)하여 센싱 데이터를 생성하는 센싱 회로, 상기 표시 패널에 제1 전원 및 상기 제1 전원보다 작은 전압 레벨을 갖는 제2 전원을 제공하는 파워 서플라이, 및 상기 센싱 데이터에 기초하여 보정된 영상 데이터를 생성하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 화소들 각각은 제2 노드와 제2 전원 사이에 연결되는 유기 발광 다이오드, 상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 연결되고, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 전달하는 스캔 스위치, 상기 제1 노드와 상기 제1 전원 사이에 연결되는 저장 커패시터, 상기 제1 노드와 상기 제1 전원 사이에 연결되고, 상기 저장 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터와 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 제어 신호에 응답하여 제1 센싱 구간 동안 턴-온되는 제1 제어 스위치, 상기 제2 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극 사이에 연결되고, 상기 제2 제어 신호에 응답하여 제2 센싱 구간 동안 턴-온되는 제2 제어 스위치, 및 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 센싱 제어 신호에 응답하여 턴-온되는 센싱 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 센싱 구간 및 상기 제2 센싱 구간은 각각 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 센싱 구간에서, 상기 구동 트랜지스터로 흐르는 상기 제1 전류가 상기 데이터 라인을 통해 상기 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센싱 구간에서, 상기 유기 발광 다이오드로 흐르는 상기 제2 전류가 상기 데이터 라인을 통해 상기 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 데이터 드라이버는 상기 보정된 영상 데이터에 기초하여 상기 데이터 신호 및 상기 기준 전압을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로는 제1 및 제2 제어 스위치들 및 센싱 스위치의 동작에 의해 유기 발광 표시 장치의 동작 중에 실시간으로 구동 트랜지스터의 전류 및 유기 발광 다이오드의 전류를 리드아웃할 수 있다. 따라서, 구동 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드의 열화를 센싱하는 시간이 감소되고, 화소 열화가 실시간으로 보상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 영상 표시 구간 사이에 실시간으로 화소 전류를 센싱하는 제1 및/또는 제2 센싱 구간을 포함하여 구동되는 화소 구조를 포함함으로써, 영상 표시 중간에 실시간으로 화소 열화 등을 검출하고 보상할 수 있다. 따라서, 화면의 이상 표현이 감소될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로를 나타내는 회로도이다.
도 2는 도 1의 화소 회로가 구동되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 화소 회로에 제공되는 신호들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 신호들에 의해 화소 회로가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 도 3의 화소 회로에 제공되는 전원 전압들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 6은 도 1의 화소 회로에 제공되는 신호들의 다른 예를 나타내는 파형도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6의 신호들에 의해 화소 회로가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 도 1의 화소 회로에 제공되는 신호들의 또 다른 예를 나타내는 파형도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 신호들에 의해 화소 회로가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 도 8의 화소 회로에 제공되는 전원 전압들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 화소 회로(10)는 유기 발광 다이오드(EL), 스캔 스위치(M1), 저장 커패시터(Cst), 구동 트랜지스터(TD), 제1 제어 스위치(M2), 제2 제어 스위치(M3) 및 센싱 스위치(M4)를 포함할 수 있다. 화소 회로(10)는 유기 발광 표시 장치의 표시 패널에 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 스캔 스위치(M1), 구동 트랜지스터(TD), 제1 제어 스위치(M2), 제2 제어 스위치(M3) 및 센싱 스위치(M4)는 피모스(P-channel Metal Oxide Semiconductor; PMOS) 트랜지스터 또는 엔모스(N-channel Metal Oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터를 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 스캔 스위치(M1), 구동 트랜지스터(TD), 제1 제어 스위치(M2), 제2 제어 스위치(M3) 및 센싱 스위치(M4)가 상기 피모스 트랜지스터들을 포함하는 실시예를 기초로 설명하기로 한다. 상기 피모스 또는 엔모스 트랜지스터들은 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFT), 비정질 실리콘(Amorphos-silicon; a-Si TFT) 트랜지스터 또는 다결정 실리콘(Poly-silicon; Poly-Si TFT) 등으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 화소 회로(10)는 영상 표시 모드 및 센싱 모드로 구동될 수 있다. 상기 영상 표시 모드에서는 데이터 라인(DL)을 통해 영상에 상응하는 데이터 전압이 화소 회로(10)에 전달될 수 있다. 상기 센싱 모드에서는 데이터 라인(DL)을 통해 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압(Vref)이 화소 회로에 전달될 수 있다. 상기 센싱 모드에서는 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 전류 또는 유기 발광 다이오드(EL)에 흐르는 전류가 센싱될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 센싱 모드는 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 제1 센싱 전류를 센싱하는 제1 센싱 구간 및 유기 발광 다이오드(EL)에 흐르는 제2 센싱 전류를 센싱하는 제2 센싱 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예예서, 상기 제1 센싱 구간은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 상기 제2 센싱 구간은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 센싱 구간들은 서로 다른 수직 블랭크 구간들에 포함될 수도 있고, 하나의 수직 블랭크 구간 내에 중첩되지 않도록 포함될 수도 있다.
스캔 스위치(M1)는 데이터 라인(DL)과 제1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 스캔 스위치(M1)는 스캔 신호(GW)에 응답하여 상기 데이터 전압 또는 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압(Vref)을 제1 노드(N1)에 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 스위치(M1)는 데이터 라인(DL)에 연결되는 제1 전극, 제1 노드(N1)에 연결되는 제2 전극 및 스캔 신호(GW)를 인가받는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
상기 영상 표시 모드에서, 상기 데이터 라인(DL)은 영상을 표시하기 위한 데이터 신호를 화소 회로(10)에 전달할 수 있다. 상기 센싱 모드에서, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 기준 전압(Vref)을 화소 회로(10)에 전달할 수 있다. 상기 센싱 모드에서, 화소 회로(10)에서 생성된 센싱 전류(예를 들어 상기 제1 및 제2 센싱 전류들)는 데이터 라인(DL)을 통해 외부의 센싱 회로에 전달될 수 있다.
저장 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제1 전원(ELVDD) 사이에 연결될 수 있다. 스캔 스위치(M1)가 턴-온될 때, 저장 커패시터(Cst)는 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 상기 데이터 전압 또는 기준 전압(Vref)을 충전할 수 있다.
구동 트랜지스터(TD)는 제1 전원(ELVDD)에 연결되고, 저장 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 구동 트랜지스터(TD)는 제1 전원(ELVDD)에 연결되는 제1 전극, 제1 제어 스위치(M2)에 연결되는 제2 전극 및 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 상기 구동 전류는 유기 발광 다이오드(EL)를 발광시키는 전류 또는 상기 제1 센싱 전류에 상응할 수 있다.
제1 제어 스위치(M2)는 구동 트랜지스터(TD)와 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 제1 제어 스위치(M2)는 제1 제어 신호(GS1)에 응답하여 상기 제1 센싱 구간 동안 턴-온될 수 있다. 상기 제1 센싱 구간에서는 상기 제1 센싱 전류를 이용하여 구동 트랜지스터(TD)의 문턱 전압 및/또는 이동도 특성을 검출하고, 보상할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 제어 스위치(M2)는 구동 트랜지스터(TD)의 상기 제2 전극에 연결되는 제1 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제2 전극 및 제1 제어 신호(GS1)를 인가받는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 센싱 구간 동안, 제2 제어 스위치(SW2)는 턴 오프될 수 있다.
제2 제어 스위치(M3)는 제2 노드(N2)와 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전극 사이에 연결될 수 있다. 제2 제어 스위치(M3)는 제2 제어 신호(GS2)에 응답하여 상기 제2 센싱 구간 동안 턴-온될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 제어 스위치(M3)는 제2 노드(N2)에 연결되는 제1 전극, 유기 발광 다이오드(EL)의 상기 애노드 전극에 연결되는 제2 전극 및 제2 제어 신호(GS2)를 인가받는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
센싱 스위치(M4)는 데이터 라인(DL)과 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 센싱 스위치(M4)는 센싱 제어 신호(SE)에 응답하여 턴-온될 수 있다. 일 실시예에서, 센싱 스위치(M4)는 데이터 라인(DL)에 연결되는 제1 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제2 전극 및 센싱 제어 신호(SE)를 인가받는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 센싱 스위치(M4)는 상기 센싱 모드에서 턴-온될 수 있다.
센싱 스위치(M4)가 턴-온되는 경우, 데이터 라인(DL)을 통해 상기 제1 센싱 전류 또는 상기 제2 센싱 전류가 흐를 수 있다. 예를 들어, 센싱 스위치(M4) 및 제1 제어 스위치(M2)가 턴-온되는 경우, 상기 제1 센싱 전류가 상기 센싱 회로로 흐르고, 센싱 스위치(M4) 및 제2 제어 스위치(M3)가 턴-온되는 경우, 상기 제2 센싱 전류가 상기 센싱 회로로 흐를 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로(10)는 제1 및 제2 제어 스위치들(M2, M3) 및 센싱 스위치(M4)의 동작에 의해 유기 발광 표시 장치의 동작 중에 실시간으로 화소 전류의 센싱을 수행할 수 있다. 따라서, 센싱 시간이 감소되고, 화면의 이상 표현이 감소될 수 있다.
도 2는 도 1의 화소 회로가 구동되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 화소 회로(10) 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치는 영상 표시 모드 및 센싱 모드로 동작할 수 있다. 상기 영상 표시 모드는 화소 회로(10) 및 상기 유기 발광 표시 장치가 영상을 표시하는 영상 표시 구간(DIS)을 포함한다. 상기 센싱 모드는 화소 회로(10)에 흐르는 전류를 센싱하는 제1 센싱 구간(SEN1) 및 제2 센싱 구간(SEN2)을 포함한다.
영상 표시 구간(DIS)은 연속되는 복수의 프레임들(nFRAMES)을 포함할 수 있다. 영상 표시 구간(DIS)에서는, 데이터 라인(DL)에는 상기 영상에 상응하는 데이터 신호가 인가되고, 유기 발광 화소(EL)는 상기 데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광할 수 있다.
일반적으로, 프레임과 프레임 사이에는 수직 블랭크 구간(VB)이 존재한다. 수직 블랭크 구간(VB)은 이전 프레임 동안 한 화면 분의 영상을 표시한 후 현재 프레임이 시작하기 전 딜레이되는 구간이다.
영상 표시 구간(DIS)에 포함되는 상기 프레임들(nFRAMES) 사이에는 각각 수직 블랭크 구간들(VB)이 포함된다.
제1 센싱 구간(SEN1) 및 제2 센싱 구간(SEN2)은 영상 표시 구간들(DIS) 사이에 각각 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 센싱 구간(SEN1)은 하나의 수직 블랭크 구간(VB)의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 다만, 제1 센싱 구간(SEN1)이 모든 수직 블랭크 구간들(VB)의 일부에 포함되는 것은 아니다. 마찬가지로, 제2 센싱 구간(SEN2)은 하나의 수직 블랭크 구간(VB)의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 다만, 제2 센싱 구간(SEN1)이 모든 수직 블랭크 구간들(VB)의 일부에 포함되는 것은 아니다.
제1 센싱 구간(SEN1)은 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 제1 센싱 전류가 센싱되는 구간이다. 따라서, 제1 센싱 구간(SEN1)에서 구동 트랜지스터(TD)의 문턱 전압 특성 및 이동도 특성 등이 센싱될 수 있다. 나아가, 외부의 보상 회로에서 상기 센싱 결과에 기초하여 데이터 신호에 대한 보상이 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 센싱 구간(SEN1)은 주기적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 센싱 구간(SEN1)은 2n 프레임 간격으로 배치되고, 상기 제1 센싱 전류는 2n 프레임 간격으로 실시간으로 센싱될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 센싱 전류는 영상 표시 중에 약 5분 간격으로 센싱될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제1 센싱 구간(SEN1)의 주기가 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 센싱 구간(SEN1)은 비주기적으로 설정될 수도 있다.
제2 센싱 구간(SEN2)은 유기 발광 다이오드(EL)에 흐르는 제2 센싱 전류가 센싱되는 구간이다. 따라서, 제2 센싱 구간(SEN2)에서 유기 발광 다이오드(EL)의 열화 등이 센싱될 수 있다. 나아가, 상기 외부의 보상 회로에서 상기 센싱 결과에 기초하여 상기 데이터 신호의 보상이 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 센싱 구간(SEN2)은 주기적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 센싱 구간(SEN2)은 2n 프레임 간격으로 배치되고, 상기 제2 센싱 전류는 2n 프레임 간격으로 실시간으로 센싱될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 센싱 전류는 영상 표시 중에 약 5분 간격으로 센싱될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제2 센싱 구간(SEN2)의 주기가 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 센싱 구간(SEN2)은 비주기적으로 설정될 수도 있다.
또한, 제1 센싱 구간(SEN1)의 주기 및 제2 센싱 구간(SEN2)의 주기가 서로 다를 수 있다. 제1 센싱 구간(SWN1)과 제2 센싱 구간(SEN2)은 하나의 수직 블랭크 구간(VB) 내에 연속하여 포함될 수도 있다.
제1 센싱 구간(SEN1) 및 제2 센싱 구간(SEN2)은 사용자의 명령에 의해 설정될 수도 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 센싱 전류들은 영상 표시 중에 실시간으로 센싱될 수 있다.
이하, 화소 회로(10)가 상기 제1 및 제2 센싱 전류들을 싱크하는 동작에 대해 도 3 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 화소 회로에 제공되는 신호들의 일 예를 나타내는 파형도이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 신호들에 의해 화소 회로가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이며, 도 5는 도 3의 화소 회로에 제공되는 전원 전압들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 1 및 도 3 내지 도 5를 참조하면, 화소 회로(10)는 제1 센싱 구간(SP1)에서 제1 센싱 전류(I1)를 외부의 센싱 회로로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 센싱 구간(SP1)은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간(VB)의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 제1 센싱 구간(SP1)은 기입 구간(P1) 및 제1 전류 센싱 구간(P3)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 센싱 구간은 기입 구간(P1)과 제1 전류 센싱 구간(P3) 사이에 제1 전원 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 조절하는 전압 설정 구간(P2)를 더 포함할 수 있다.
제1 센싱 구간(SP1) 동안 제1 제어 신호(GS1)는 제1 제어 스위치(M2)를 턴-온시키는 논리 로우(low) 레벨(L)을 가질 수 있다. 따라서, 제1 제어 스위치(M2)는 제1 센싱 구간(SP1) 동안 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 센싱 구간(SP1)에서 제2 제어 신호(GS2)는 논리 하이(high) 레벨(H)을 가질 수 있다. 따라서, 제2 제어 스위치(M3)는 제1 센싱 구간(SP1) 동안 턴-오프 상태를 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 라인(DL)은 외부의 데이터 구동 회로와 연결되는 제1 스위치(SW1) 및 외부의 센싱 회로와 연결되는 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 상기 데이터 신호 및 상기 기준 전압이 표시 패널(110)에 인가되는 경우, 제1 스위치(SW1)가 턴-온되고 제2 스위치(SW2)가 턴-오프될 수 있다. 예를 들어, 기입 구간(P1)에서 제1 스위치(SW1)가 턴-온되고 제2 스위치(SW2)가 턴-오프될 수 있다. 제1 센싱 전류(IL1)가 센싱 회로(150)에 인가되는 경우, 제1 스위치(SW1)가 턴-오프되고 제2 스위치(SW2)가 턴-온될 수 있다.
기입 구간(P1)에서 스캔 신호(GW)가 논리 로우 레벨(L)을 가질 수 있다. 따라서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 스캔 스위치(M1)가 턴온되어 기준 전압(Vref)이 제1 노드(N1)에 인가될 수 있다. 따라서, 저장 커패시터(Cst)에는 기준 전압(Vref)과 제1 전원(ELVDD)의 차이에 상응하는 전압차가 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 기준 전압(Vref)은 데이터 라인(DL)을 통해 제1 노드(N1)에 인가될 수 있다. 따라서, 센싱을 위한 별도의 피드백 라인이 요구되지는 않는다. 이 때, 센싱 제어 신호(SE) 및 제2 제어 신호(GS2)는 논리 하이 레벨(H)을 갖는다. 기준 전압(Vref)은 소정의 계조에 상응할 수 있다. 예를 들어, 기준 전압(Vref)은 64 계조 레벨에 대응하는 데이터 전압에 상응할 수 있다.
전압 설정 구간(P2)에서 스캔 신호(GW), 센싱 제어 신호(SE) 및 제2 제어 신호(GS2)는 논리 하이 레벨(H)을 가질 수 있다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 화소 회로(10)의 제1 제어 스위치(M2)만이 턴-온된 상태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 전압 설정 구간(P2)에서 전류 누설 및 유기 발광 소자(EL)의 발광을 방지하기 위해 제1 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 낮출 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 전압 설정 구간(P2)에서 제1 전원(ELVDD)의 전압 레벨이 제2 전원(ELVSS)의 전압 레벨과 실질적으로 동일하게 변경될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제1 전원(ELVDD) 또는 제2 전원(ELVSS)의 전압 레벨은 구동 트랜지스터(TD)를 포함하는 스위치들의 동작 안정성을 유지하면서, 유기 발광 다이오드(EL)로의 전류 유입을 차단하기 위한 소정의 전압 레벨로 변경될 수 있다. 다만, 일 실시예에서, 전압 설정 구간(P2)이 생략되고, 기입 구간(P1) 후에 바로 제1 전류(I1)가 상기 외부 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
제1 전류 센싱 구간(P3)에서 센싱 제어 신호(SE)가 논리 로우 레벨(L)을 갖고, 제2 제어 신호(GS2)가 논리 하이 레벨(H)을 가질 수 있다. 따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 센싱 스위치(M4)가 턴-온될 수 있다. 제1 전류 센싱 구간(P3)에서 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 제1 센싱 전류(I1)가 센싱 스위치(M4)에 의해 데이터 라인(DL)을 통해 외부의 센싱 회로로 출력될 수 있다. 상기 외부 센싱 회로는 제1 센싱 전류(I1)를 리드아웃(readout)할 수 있다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(TD)의 열화, 문턱 전압, 이동도 등의 특성 변화가 검출될 수 있다. 예를 들어, 상기 64 계조 레벨에 대응하는 기준 전압(Vref)에 의해 생성된 제1 센싱 전류(I1)가 상기 센싱 회로 내에서 상기 64 계조 레벨에 대응하는 기준 값과 비교될 수 있다.
이 후에, 다음 프레임(즉, KTH FRAME)에서 제1 및 제2 제어 신호들(GS1, GS2) 및 센싱 제어 신호(SE)는 논리 하이 레벨(H)을 갖고, 스캔 신호(GW)는 논리 로우 레벨(L)을 가지며, 영상에 상응하는 데이터 전압이 스캔 스위치(M1)를 통해 화소 회로(10)에 인가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 제어 스위치(M2), 제2 제어 스위치(M3) 및 센싱 스위치(M4)의 제어에 의해 영상 표시 중간에 실시간으로 구동 트랜지스터(TD)의 열화, 문턱 전압, 이동도의 변화량 등을 센싱할 수 있다.
도 6은 도 1의 화소 회로에 제공되는 신호들의 다른 예를 나타내는 파형도이고, 도 7a 내지 도 7c는 도 6의 신호들에 의해 화소 회로가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 7c에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 구성 요소들에 대해 동일한 참조 부호들을 사용하며, 이러한 구성 요소들에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 6 내지 도 7c를 참조하면, 화소 회로(10)는 제1 센싱 구간(SP1)에서 제1 센싱 전류(I1)를 외부의 센싱 회로로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전류 센싱 구간(SP1)은 수직 블랭크 구간(VB)의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 제1 센싱 구간(SP1)은 기입 구간(P1), 전압 설정 구간(P2) 및 제1 전류 센싱 구간(P3)을 포함할 수 있다.
제1 센싱 구간(SP1) 동안 제1 제어 신호(GS1)는 제1 제어 스위치(M2)를 턴-온시키는 논리 로우(low) 레벨(L)을 가질 수 있다. 따라서, 제1 제어 스위치(M2)는 제1 센싱 구간(SP1) 동안 턴-온 상태를 유지할 수 있다.
기입 구간(P1)에서 스캔 신호(GW) 및 제2 제어 신호(GS2)가 논리 로우 레벨(L)을 가질 수 있다. 따라서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 스캔 스위치(M1)가 턴온되어 기준 전압(Vref)이 제1 노드(N1)에 인가될 수 있다. 따라서, 저장 커패시터(Cst)에는 기준 전압(Vref)과 제1 전원(ELVDD)의 차이에 상응하는 전압차가 저장될 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드(EL)는 저장 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
전압 설정 구간(P2)에서 스캔 신호(GW), 센싱 제어 신호(SE) 및 제2 제어 신호(GS2)는 논리 하이 레벨(H)을 가질 수 있다. 즉, 도 7b에 도시된 바와 같이, 화소 회로(10)의 제1 제어 스위치(M2)만이 턴-온된 상태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 전압 설정 구간(P2)에서 제1 전원(ELVDD)의 전압 레벨이 제2 전원(ELVSS)의 전압 레벨과 실질적으로 동일하게 변경될 수 있다. 다만, 일 실시예에서, 전압 설정 구간(P2)이 생략되고, 기입 구간(P1) 후에 바로 제1 전류(I1)가 상기 외부 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
제1 전류 센싱 구간(P3)에서 센싱 제어 신호(SE)가 논리 로우 레벨(L)을 갖고, 제2 제어 신호(GS2)가 논리 하이 레벨(H)을 가질 수 있다. 따라서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 센싱 스위치(M4)가 턴-온될 수 있다. 제1 전류 센싱 구간(P3)에서 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 제1 센싱 전류(I1)가 센싱 스위치(M4)에 의해 데이터 라인(DL)을 통해 외부의 센싱 회로로 출력될 수 있다.
도 8은 도 1의 화소 회로에 제공되는 신호들의 또 다른 예를 나타내는 파형도이고, 도 9a 내지 도 9c는 도 8의 신호들에 의해 화소 회로가 동작하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이며, 도 10은 도 8의 화소 회로에 제공되는 전원 전압들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 화소 회로(10)는 제2 센싱 구간(SP2)에서 제2 센싱 전류(I2)를 외부의 센싱 회로로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 센싱 구간(SP2)은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간(VB)의 적어도 일부에 포함될 수 있다. 제2 센싱 구간(SP2)은 기입 구간(P4) 및 제2 전류 센싱 구간(P6)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 센싱 구간은 기입 구간(P4)과 제2 전류 센싱 구간(P6) 사이에 제2 전원 전압(ELVSS)의 전압 레벨을 조절하는 전압 설정 구간(P5)을 더 포함할 수 있다.
제2 센싱 구간(SP2) 동안 제2 제어 신호(GS2)는 제2 제어 스위치(M3)를 턴-온시키는 논리 로우 레벨(L)을 가질 수 있다. 따라서, 제2 제어 스위치(M2)는 제2 센싱 구간(SP2) 동안 턴-온 상태를 유지할 수 있다.
기입 구간(P4)에서 스캔 신호(GW) 및 제1 제어 신호(GS1)가 논리 로우 레벨(L)을 가질 수 있다. 따라서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 스캔 스위치(M1)가 턴온되어 기준 전압(Vref)이 제1 노드(N1)에 인가될 수 있다. 따라서, 저장 커패시터(Cst)에는 기준 전압(Vref)과 제1 전원(ELVDD)의 차이에 상응하는 전압차가 저장될 수 있다.
전압 설정 구간(P5)에서 스캔 신호(GW), 센싱 제어 신호(SE) 및 제1 제어 신호(GS1)는 논리 하이 레벨(H)을 가질 수 있다. 즉, 도 9b에 도시된 바와 같이, 화소 회로(10)의 제2 제어 스위치(M3)만이 턴-온된 상태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 유기 발광 소자(EL)로의 전류 누설을 방지하기 위해 제2 전원(ELVSS)의 전압 레벨을 높일 수도 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 전압 설정 구간(P5)에서 제2 전원(ELVSS)의 전압 레벨이 제1 전원(ELVDD)의 전압 레벨과 실질적으로 동일하게 변경될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서 제1 전원(ELVDD) 또는 제2 전원(ELVSS)의 전압 레벨이 소정의 전압 레벨로 변경될 수 있다. 다만, 일 실시예에서, 전압 설정 구간(P5)이 생략되고, 기입 구간(P4) 후에 바로 제2 전류(I2)가 상기 외부 센싱 회로로 리드아웃될 수 있다.
제2 전류 센싱 구간(P6)에서 센싱 제어 신호(SE)가 논리 로우 레벨(L)을 갖고, 제1 제어 신호(GS1)가 논리 하이 레벨(H)을 가질 수 있다. 따라서, 도 9c에 도시된 바와 같이, 센싱 스위치(M4)가 턴-온될 수 있다. 제2 전류 센싱 구간(P6)에서 유기 발광 다이오드(EL)로 흐르는 제2 센싱 전류(I2)가 센싱 스위치(M4)에 의해 데이터 라인(DL)을 통해 외부의 센싱 회로로 출력될 수 있다. 상기 외부의 센싱 회로는 제2 센싱 전류(I2)를 리드아웃할 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 다이오드(EL)의 열화 정도가 검출될 수 있다.
이 후에, 다음 프레임(즉, KTH FRAME)에서 제1 및 제2 제어 신호들(GS1, GS2) 및 센싱 제어 신호(SE)는 논리 하이 레벨(H)을 갖고, 스캔 신호(GW)는 논리 로우 레벨(L)을 가지며, 영상에 상응하는 데이터 전압이 스캔 스위치(M1)를 통해 화소 회로(10)에 인가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 제어 스위치(M2), 제2 제어 스위치(M3) 및 센싱 스위치(M4)의 제어에 의해 영상 표시 중간에 실시간으로 유기 발광 다이오드(EL)의 열화량을 센싱할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 스캔 드라이버(120), 데이터 드라이버(130), 제어 라인 드라이버(140), 센싱 회로(150), 파워 서플라이(160) 및 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센싱 회로(150)는 물리적으로 데이터 드라이버(130) 내부에 포함될 수 있다.
표시 패널은 복수의 스캔 라인들(SL1, ..., SLn), 복수의 데이터 라인들(DL1, ..., DLm), 복수의 제1 제어 라인들(GSL11, ..., GSL1n), 복수의 제2 제어 라인들(GSL21, ..., GSL2n), 복수의 센싱 제어 라인들(SEL1, ..., SELn)에 각각 연결되는 복수의 화소(10)들을 포함할 수 있다(단, n과 m은 2 이상의 정수).
화소(10)들 각각은 스캔 신호에 응답하여 데이터 신호를 저장하고, 저장된 데이터 신호에 기초하여 발광할 수 있다. 화소(10)들 각각은 모드 및 센싱 모드로 구동될 수 있다. 상기 센싱 모드는 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 제1 센싱 전류를 센싱하는 제1 센싱 구간 및 유기 발광 다이오드(EL)에 흐르는 제2 센싱 전류를 센싱하는 제2 센싱 구간을 포함할 수 있다. 화소(10)들 각각은 제2 노드와 제2 전원(ELVSS) 사이에 연결되는 유기 발광 다이오드, 데이터 라인과 제1 노드 사이에 연결되고, 스캔 신호에 응답하여 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압을 상기 제1 노드에 전달하는 스캔 스위치, 상기 제1 노드와 제2 전원보다 높은 전압 레벨을 갖는 제1 전원(ELVDD) 사이에 연결되는 저장 커패시터, 상기 제1 전원에 연결되고, 상기 저장 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터와 제2 노드 사이에 연결되고, 제1 제어 신호에 응답하여 제1 센싱 구간 동안 턴-온되는 제1 제어 스위치, 상기 제2 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극 사이에 연결되고, 제2 제어 신호에 응답하여 제2 센싱 구간 동안 턴-온되는 제2 제어 스위치 및 상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 센싱 제어 신호에 응답하여 턴-온되는 센싱 스위치를 포함할 수 있다. 화소(10)들의 구성 및 동작에 대해서는 도 1 내지 도 10을 참조하여 상술하였으므로, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다.
스캔 드라이버(120)는 스캔 제어 신호(CON1)에 기초하여 스캔 라인들(SL1, ..., SLn)에 스캔 신호를 순차적으로 제공할 수 있다.
데이터 드라이버(130)는 영상 데이터(DATA2)에 기초하여 데이터 신호 및 기준 전압을 생성할 수 있다. 상기 영상 표시 구간(즉, 영상 표시 모드)에서 데이터 드라이버(130)는 데이터 구동 제어 신호(CON2)에 기초하여 영상에 상응하는 상기 데이터 신호를 생성할 수 있다. 상기 데이터 신호는 데이터 라인들(DL1, ..., DLm)에 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 센싱 구간들(즉, 센싱 모드)에서 데이터 드라이버(130)는 데이터 구동 제어 신호(CON2)에 기초하여 기 설정된 계조에 대응하는 상기 기준 전압을 생성하고, 데이터 라인들(DL1, ..., DLm)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 영상 데이터(DATA2)는 센싱 회로(150)에서 생성된 센싱 데이터(SD)에 기초하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 보상한 보상 영상 데이터일 수 있다. 상기 보상된 값은 상기 데이터 신호 및 상기 기준 전압에 적용될 수 있다. 센싱 데이터(SD)는 상기 제1 및 제2 센싱 전류들에 기초하여 센싱 회로(150)에서 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 드라이버(130)는 상기 데이터 신호 및 상기 기준 전압을 생성하는 데이터 구동 회로(135) 및 센싱 전류에 기초하여 센싱 데이터(SD)를 생성하는 센싱 회로(150) 을 포함할 수 있다. 이 경우, 일 실시예에서, 각각의 데이터 라인들(DL1, ..., DLm)은 데이터 구동 회로(135)와 연결되는 제1 스위치(SW1) 및 센싱 회로(150)와 연결되는 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 상기 데이터 신호 및 상기 기준 전압이 표시 패널(110)에 인가되는 경우, 제1 스위치(SW1)가 턴-온되고 제2 스위치(SW2)가 턴-오프될 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 표시 구간 및 상기 제1 및 제2 센싱 구간의 기입 구간에서 제1 스위치(SW1)가 턴-온되고 제2 스위치(SW2)가 턴-오프될 수 있다. 화소(10)의 상기 센싱 스위치가 턴-온되는 경우, 즉, 제1 센싱 전류 및 제2 센싱 전류가 센싱 회로(150)에 인가되는 경우, 제1 스위치(SW1)가 턴-오프되고 제2 스위치(SW2)가 턴-온될 수 있다. 따라서, 별도의 화소 전류 센싱을 위한 피드백 라인이 요구되지 않는다.
제어 라인 드라이버(140)는 제어 라인 구동 제어 신호(CON3)에 기초하여 제1 제어 신호, 제2 제어 신호 및 센싱 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 라인 드라이버(140)는 상기 제1 제어 신호, 상기 제2 제어 신호 및 상기 센싱 제어 신호를 제1 제어 라인들(GSL11, ..., GSL1n), 제2 제어 라인들(GSL21, ..., GSL2n), 센싱 제어 라인들(SEL1, ..., SELn)에 제공할 수 있다. 상기 제1 제어 신호, 상기 제2 제어 신호 및 상기 센싱 제어 신호에 의해 상기 제1 및 제2 센싱 구간 각각에서 상기 제1 및 제2 센싱 전류들 각각이 리드아웃될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 센싱 구간 및 상기 제2 센싱 구간은 각각 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함될 수 있다.
센싱 회로(150)는 센싱 회로 제어 신호(CON4)에 기초하여 상기 제1 및 제2 센싱 전류들을 리드아웃하여 센싱 데이터(SD)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 센싱 데이터(SD)는 화소(10)들 각각에 구비된 상기 유기 발광 다이오드의 열화량 및 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압/이동도 변화량 등의 정보를 포함할 수 있다. 센싱 데이터(SD)는 컨트롤러(170)에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 센싱 회로(150)는 데이터 드라이버(130) 내부에 포함될 수도 있다.
파워 서플라이(160)는 유기 발광 표시 장치(100)의 구동에 필요한 제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)을 생성할 수 있다. 파워 서플라이(160)는 제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)을 표시 패널(110)에 제공할 수 있다. 제1 전원(ELVDD)은 제2 전원(ELVSS)보다 클 수 있다.
컨트롤러(170)는 입력 연상 데이터(DATA1)에 기초하여 스캔 드라이버(120), 데이터 드라이버(130), 제어 라인 드라이버(140), 센싱 회로(150) 및 파워 서플라이(160)의 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(170)는 스캔 드라이버(120)를 제어하는 스캔 제어 신호(CON1), 데이터 드라이버(130)를 제어하는 데이터 구동 제어 신호(CON2), 제어 라인 드라이버(140)를 제어하는 제어 라인 구동 제어 신호(CON3) 및 센싱 회로(150)를 제어하는 센싱 회로 제어 신호(CON4)를 생성할 수 있다. 나아가, 컨트롤러(170)는 파워 서플라이(160)에서 출력되는 전원을 제어하는 제어 신호(CON5)를 더 생성할 수 있다.
컨트롤러(170)는 입력 영상 데이터(DATA1) 및 센싱 데이터(SD)에 기초하여 보정된 영상 데이터(DATA2)를 생성할 수 있다. 보정된 영상 데이터(DATA2)는 데이터 드라이버(130)에 제공될 수 있다. 보정된 영상 데이터(DATA2)는 상기 유기 발광 다이오드의 열화량 및 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압/이동도 변화량을 보상한 영상 데이터일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 영상 표시 구간 사이에 실시간으로 화소 전류를 리드아웃하는 제1 및/또는 제2 센싱 구간을 포함하여 구동되는 화소 구조를 포함함으로써, 영상 표시 중간에 실시간으로 구동 트랜지스터의 열화, 문턱 전압, 이동도의 변화량, 유기 발광 다이오드의 열화량 등을 검출하고 보상할 수 있다. 따라서, 상기 보상을 위한 센싱 기간이 감소되고, 화면의 이상 표현이 저감될 수 있다.
본 발명은 화소 전류 센싱 동작을 수행하는 표시 장치 및 이를 구비한 전자 기기에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 화소 100: 유기 발광 표시 장치
110: 표시 패널 120: 스캔 드라이버
130: 데이터 드라이버 140: 제어 라인 드라이버
150: 센싱 회로 160: 파워 서플라이
170: 컨트롤러

Claims (20)

  1. 제2 노드와 제2 전원 사이에 연결되는 유기 발광 다이오드;
    데이터 라인과 제1 노드 사이에 연결되고, 스캔 신호에 응답하여 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압을 상기 제1 노드에 전달하는 스캔 스위치;
    상기 제1 노드와 상기 제2 전원보다 높은 전압 레벨을 갖는 제1 전원 사이에 연결되는 저장 커패시터;
    상기 제1 전원에 연결되고, 상기 저장 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터와 제2 노드 사이에 연결되고, 제1 제어 신호에 응답하여 제1 센싱 구간 동안 턴-온되는 제1 제어 스위치;
    상기 제2 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극 사이에 연결되고, 제2 제어 신호에 응답하여 제2 센싱 구간 동안 턴-온되는 제2 제어 스위치; 및
    상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 센싱 제어 신호에 응답하여 턴-온되는 센싱 스위치를 포함하고,
    상기 데이터 라인은 제1 스위치를 통해 외부의 데이터 구동 회로에 연결되고, 제2 스위치를 통해 외부의 센싱 회로에 연결되며,
    상기 제1 센싱 구간은 제1 기입 구간, 제1 전류 센싱 구간 및 상기 제1 기입 구간과 상기 제1 전류 센싱 구간 사이에 상기 제1 전원의 상기 전압 레벨을 낮추는 제1 전압 설정 구간을 포함하고,
    상기 제1 센싱 구간 동안, 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 제어 스위치를 턴-온시키는 논리 로우(low) 레벨을 갖고,
    상기 제1 기입 구간 동안, 상기 스캔 신호가 상기 스캔 스위치를 턴-온시키는 상기 논리 로우 레벨을 갖고,
    상기 제1 전압 설정 구간 동안, 상기 스캔 신호, 상기 센싱 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호가 논리 하이(high) 레벨을 갖고, 상기 제1 전원의 상기 전압 레벨은 상기 제2 전원의 상기 전압 레벨과 동일하게 변경되며,
    상기 제1 전류 센싱 구간 동안, 상기 센싱 제어 신호가 상기 센싱 스위치를 턴-온시키는 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 제2 제어 신호가 상기 논리 하이 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 센싱 구간은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함되는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 센싱 구간은 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함되는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기입 구간 동안, 상기 제2 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 제2 제어 스위치가 턴-온되는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전류 센싱 구간 동안, 상기 구동 트랜지스터에 흐르는 센싱 전류가 상기 센싱 스위치에 연결된 상기 데이터 라인을 통해 상기 센싱 회로로 리드아웃되는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 센싱 구간은 제2 기입 구간 및 제2 전류 센싱 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제2 센싱 구간 동안 상기 제2 제어 신호가 상기 제2 제어 스위치를 턴-온 시키는 논리 로우(low) 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 기입 구간 동안, 상기 스캔 신호 및 상기 제1 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 스캔 스위치 및 상기 제1 제어 스위치가 턴-온되는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 전류 센싱 구간 동안, 상기 센싱 제어 신호가 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 센싱 스위치가 턴-온되며, 상기 제1 제어 신호가 논리 하이(high) 레벨을 갖고, 상기 제1 제어 스위치가 턴-오프되며,
    상기 유기 발광 다이오드로 흐르는 센싱 전류가 상기 센싱 스위치에 연결된 상기 데이터 라인을 통해 상기 센싱 회로로 리드아웃되는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제2 센싱 구간은
    상기 제2 기입 구간 및 상기 제2 전류 센싱 구간 사이에 상기 제2 전원의 상기 전압 레벨을 높이는 제2 전압 설정 구간을 더 포함하고,
    상기 제2 전압 설정 구간 동안, 상기 스캔 신호, 상기 센싱 제어 신호, 상기 제1 제어 신호가 논리 하이 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  17. 스캔 라인, 데이터 라인, 제1 제어 라인, 제2 제어 라인 및 센싱 제어 라인에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 스캔 라인에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버;
    영상 표시 구간에서 상기 데이터 라인으로 영상에 상응하는 데이터 신호를 제공하고, 제1 및 제2 센싱 구간에서 상기 데이터 라인으로 기 설정된 계조에 대응하는 기준 전압을 제공하는 데이터 구동 회로;
    상기 제1 제어 라인, 상기 제2 제어 라인 및 상기 센싱 제어 라인 각각에 제1 제어 신호, 제2 제어 신호 및 센싱 제어 신호를 제공하는 제어 라인 드라이버;
    제1 센싱 전류 및 제2 센싱 전류를 리드아웃(readout)하여 센싱 데이터를 생성하는 센싱 회로;
    상기 데이터 라인과 상기 데이터 구동 회로를 연결하는 제1 스위치;
    상기 데이터 라인과 상기 센싱 회로를 연결하는 제2 스위치;
    상기 표시 패널에 제1 전원 및 상기 제1 전원보다 작은 전압 레벨을 갖는 제2 전원을 제공하는 파워 서플라이; 및
    상기 센싱 데이터에 기초하여 보정된 영상 데이터를 생성하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 화소들 각각은
    제2 노드와 제2 전원 사이에 연결되는 유기 발광 다이오드;
    상기 데이터 라인과 제1 노드 사이에 연결되고, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 전달하는 스캔 스위치;
    상기 제1 노드와 상기 제1 전원 사이에 연결되는 저장 커패시터;
    상기 제1 노드와 상기 제1 전원 사이에 연결되고, 상기 저장 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터와 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 제어 신호에 응답하여 제1 센싱 구간 동안 턴-온되는 제1 제어 스위치;
    상기 제2 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 전극 사이에 연결되고, 상기 제2 제어 신호에 응답하여 제2 센싱 구간 동안 턴-온되는 제2 제어 스위치; 및
    상기 데이터 라인과 상기 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 센싱 제어 신호에 응답하여 턴-온되는 센싱 스위치를 포함하고,
    상기 제1 센싱 구간은 기입 구간, 제1 전류 센싱 구간 및 상기 기입 구간과 상기 제1 전류 센싱 구간 사이에 상기 제1 전원의 상기 전압 레벨을 낮추는 전압 설정 구간을 포함하며,
    상기 제1 센싱 구간 동안, 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 제어 스위치를 턴-온시키는 논리 로우(low) 레벨을 갖고,
    상기 기입 구간 동안, 상기 스캔 신호가 상기 스캔 스위치를 턴-온시키는 상기 논리 로우 레벨을 갖고,
    상기 전압 설정 구간 동안, 상기 스캔 신호, 상기 센싱 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호가 논리 하이(high) 레벨을 갖고, 상기 제1 전원의 상기 전압 레벨은 상기 제2 전원의 상기 전압 레벨과 동일하게 변경되며,
    상기 제1 전류 센싱 구간 동안, 상기 센싱 제어 신호가 상기 센싱 스위치를 턴-온시키는 상기 논리 로우 레벨을 갖고, 상기 제2 제어 신호가 상기 논리 하이 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제1 센싱 구간 및 상기 제2 센싱 구간은 각각 현재 프레임과 이전 프레임 사이의 수직 블랭크 구간의 적어도 일부에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 제1 센싱 구간에서, 상기 구동 트랜지스터로 흐르는 제1 전류가 상기 데이터 라인을 통해 상기 센싱 회로로 리드아웃되고,
    상기 제2 센싱 구간에서, 상기 유기 발광 다이오드로 흐르는 제2 전류가 상기 데이터 라인을 통해 상기 센싱 회로로 리드아웃되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 데이터 구동 회로는 상기 보정된 영상 데이터에 기초하여 상기 데이터 신호 및 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
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