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KR101731120B1 - 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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KR101731120B1
KR101731120B1 KR1020100115422A KR20100115422A KR101731120B1 KR 101731120 B1 KR101731120 B1 KR 101731120B1 KR 1020100115422 A KR1020100115422 A KR 1020100115422A KR 20100115422 A KR20100115422 A KR 20100115422A KR 101731120 B1 KR101731120 B1 KR 101731120B1
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Abstract

본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은 유기발광다이오드의 열화를 보상하는 단계; 상기 열화를 보상한 후에 표시패널에 흐르는 제1 패널 전류를, 상기 열화를 보상하기 전에 상기 표시패널에 흐르는 제2 패널 전류와 비교하여 패널 전류 증가분을 얻는 단계; 및 상기 패널 전류 증가분에 기초하여 상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계를 포함한다.

Description

유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법{Organic Light Emitting Diode Display And Driving Method Thereof}
본 발명은 유기발광다이오드의 열화 보상과 관련한 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 표시소자로 각광받고 있는 유기발광다이오드 표시장치는 스스로 발광하는 자발광소자를 이용함으로써 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같이 자발광하는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, 'OLED')를 가진다. OLED는 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 구비한다.
유기 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)을 포함한다. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다.
유기발광다이오드 표시장치는 OLED가 포함된 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 게이트펄스에 의해 선택된 화소들의 밝기를 비디오 데이터의 계조에 따라 제어한다.
유기발광다이오드 표시장치에서 화소들 간 휘도의 불균일성은 여러 원인, 예컨대 구동 TFT의 전기적 특성 편차, 표시위치에 따른 고전위 구동전압의 편차, 및 OLED의 열화 편차에 기인한다. 특히, OLED의 열화 편차는 장시간 구동시 열화 속도가 화소들마다 달라지기 때문에 발생되는 것으로, 이것이 심화되면 영상 고착화(Image Sticking) 현상이 발생되고, 그 결과 화질이 저하된다.
OLED의 열화 편차를 보상하기 위해 다양한 열화 보상방법이 제안되고 있다. 열화 보상방법은 화소의 열화 정도를 화소 내의 보상회로나 외부 보상회로를 통하여 검출하고, 검출된 열화 정도를 감안하여 화소의 휘도를 높여 원래 목적한 휘도를 구현한다. 화소가 열화되면 OLED의 발광효율이 저하되므로, 열화된 화소는 같은 전력 공급량에 대해 목적한 휘도보다 낮은 휘도를 내게 된다. 따라서, 열화를 보상한다는 것은 결국 도 2와 같이 열화된 화소에 인가되는 구동 전력을 높여, 열화된 화소에서 목적한 휘도를 구현하는 것을 의미한다.
이러한 열화 보상에서, 화소들의 열화 정도가 심할수록 그 전력 공급량은 증대되므로, 열화 보상은 전력 소모량이 매우 중요시되는 모빌 어플리케이션(Mobile Application) 제품에 큰 단점으로 작용한다.
또한, 도 3과 같이 열화가 진행될수록 목적 휘도 구현을 위해 화소에 인가되는 구동 전류는 점점 커지게 되므로, 오히려 열화를 증대시키는 열화 가속화 현상이 발생된다. 평균적으로 열화 보상을 하는 유기발광다이오드 표시장치는 열화 보상을 하지 않는 유기발광다이오드 표시장치에 비해 짧은 수명특성을 가지며, 소비전력 및 과전류 위험성이 크다.
따라서, 본 발명의 목적은 열화 보상에 의한 열화 가속화 현상을 완화하고, 소비전력 및 과전류 위험성을 줄일 수 있도록 한 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은 유기발광다이오드의 열화를 보상하는 단계; 상기 열화를 보상한 후에 표시패널에 흐르는 제1 패널 전류를, 상기 열화를 보상하기 전에 상기 표시패널에 흐르는 제2 패널 전류와 비교하여 패널 전류 증가분을 얻는 단계; 및 상기 패널 전류 증가분에 기초하여 상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계를 포함한다.
상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는, 상기 패널 전류 증가분을 상기 표시패널의 전체 화소수로 나눈 값만큼 각 화소에 인가되는 구동전류를 낮춘다.
상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 고전위 구동전압을 낮춘다.
상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 기준전압을 조정한다.
상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 스캔펄스 및 에미션펄스를 조정하여 한 프레임기간 중 발광기간이 차지하는 시간을 줄인다.
상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가될 비디오 데이터를 하향 변조한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드를 각각 갖는 다수의 화소들이 배치된 표시패널; 상기 유기발광다이오드의 열화를 보상하는 열화 보상회로; 및 상기 열화를 보상한 후에 상기 표시패널에 흐르는 제1 패널 전류를, 상기 열화를 보상하기 전에 상기 표시패널에 흐르는 제2 패널 전류와 비교하여 패널 전류 증가분을 얻고, 상기 패널 전류 증가분에 기초하여 상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 휘도 제어회로를 구비한다.
본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법은 열화 보상에 의한 패널 전류의 증가분만큼 표시패널의 전체 휘도를 낮춤으로써, 열화 보상에 의해 증가되는 전력 소모량을 열화 보상 전의 수준으로 낮출 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 열화 보상에 의한 열화 가속화 현상을 완화시킬 수 있으며, 나아가 소비전력 및 과전류 위험성을 크게 줄일 수 있다.
도 1은 OLED의 발광원리를 보여주는 도면.
도 2는 열화 보상 전후에 있어 화소에 인가되는 전력 공급량을 보여주는 도면.
도 3은 종래 열화 보상 방식에 의해 오히려 화소의 열화가 가속화되는 것을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법을 보여주는 도면.
도 5는 OLED 열화 보상의 일부를 보여주는 도면.
도 6a 내지 도 6d는 표시패널의 전체 휘도를 패널 전류 증가분만큼 낮추는 예들을 보여주는 도면.
도 7은 스캔펄스 및 에미션펄스의 조정 예를 보여주는 도면.
도 8은 열화 보상 후의 전력 소모량과 휘도 제어후의 전력 소모량을 비교하여 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 화소의 등가회로를 보여주는 도면.
도 11은 화소를 구동시키기 위한 스캔펄스, 센싱펄스 및 에미션펄스의 구동 파형을 보여주는 도면.
도 12 내지 도 15는 휘도 제어회로의 다양한 실시예들을 보여주는 도면.
이하, 도 4 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법을 보여준다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 구동방법은 OLED 열화 보상을 실시한다.(S10) OLED 열화 보상은 도 5에 도시된 바와 같이, 도 10과 같은 화소(P)에서 센싱된 OLED 문턱전압(Vth_OLED)을 열화 되기 전의 최초 OLED 문턱전압과 비교하여 문턱전압 쉬프트 량(ΔVth)을 연산하고, 룩업 테이블 등을 이용하여 문턱전압 쉬프트 량(ΔVth)에 상응되는 휘도 감소량(ΔL)을 도출한다. 그리고, 입력 비디오 데이터에 휘도 감소량(ΔL)을 보상하기 위한 보상값을 가산하여 변조 데이터를 발생한 후, 이 변조 데이터를 화소(P)에 인가한다.
OLED 열화 보상 후에, 본 발명에 따른 구동방법은 전류 센서등을 이용하여 표시패널에 흐르는 패널 전류를 검출하여 RAM(Random Access Memory)에 저장한다.(S20) 그리고, 검출된 패널 전류를 OLED 열화 보상 전에 표시패널에 흐르는 초기 패널 전류(구동 전원 인가 직후에 ROM(Read Only Memory)에 저장됨)와 비교한다.(S30)
본 발명에 따른 구동방법은 OLED 열화 보상 전과 비교하여 OLED 열화 보상 후에 패널 전류가 증가되었는지를 판단한다.(S40)
본 발명에 따른 구동방법은 S40의 판단 결과 패널 전류가 증가되었다고 판단되면(S40의 Yes), 패널 전류 증가분에 기초하여 표시패널의 전체 휘도를 낮춘다.(S50) 본 발명에 따른 구동방법은 표시패널의 전체 휘도를 낮추기 위해, 패널 전류 증가분을 표시패널의 전체 화소수로 나눈 값만큼 각 화소에 인가되는 구동전류를 낮출 수 있다. 구동전류가 낮아지는 화소들은 패널 전류 증가를 초래한 열화된 화소뿐만 아니라, 열화되지 않는 화소들도 모두 해당된다.
예컨대, 100개의 전체 화소들 중 1개의 화소가 열화되었고 이 화소의 열화를 보상(원래 휘도를 발휘하도록 구동전류 더 인가)하였더니 보상전에 비해 패널 전류의 증가분이 1A라 가정하면, 본 발명은 1A의 패널 전류 증가분만큼 100개의 화소들 각각에 인가되는 구동전류를 0.01A씩 낮추는 것이다. 그 결과, 열화되지 않는 99개의 화소들에는 원래의 구동전류보다 0.01A만큼 작은 구동전류가 각각 인가되고, 열화된 1개의 화소에는 원래의 구동전류보다 0.99A만큼 큰 구동전류(즉, 열화 보상을 위한 전류값(1A)보다 0.01A만큼 작은 구동전류)가 인가된다. 이렇게 하면, 열화 보상에 의한 패널 전류의 증가분을 효과적으로 억제할 수 있는 장점이 있다. 물론, 표시패널의 전체 휘도는 조금 낮아지지만, 휘도 드롭량이 전체 화소들에 분산되므로 본 발명에 따른 휘도 수명은 표시장치에서 요구하는 통상의 휘도 수명 스펙에 위배되지 않는다.
한편, 본 발명에 따른 구동방법은 룩업 테이블의 저장값 조정을 통해 패널 전류 증가분보다 작거나 또는 크게 표시패널의 전체 휘도를 낮출 수도 있다. 다만, 이하에서는 표시패널의 전체 휘도를 패널 전류 증가분만큼 낮추는 것을 중심으로 설명한다. 표시패널의 전체 휘도를 패널 전류 증가분만큼 낮추는 방법은 도 6a 내지 도 6d와 같은 다양한 방법으로 실시될 수 있다.
제1 예로서, 본 발명에 따른 구동방법은 도 6a와 같이 전류 센서를 통해 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 리드 어드레스로 하여 룩업 테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 도 10과 같은 화소(P)들에 인가되는 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 낮춤으로써 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)만큼 표시패널에 흐르는 패널 전류(Ipanel)를 감소시킨다.
제2 예로서, 본 발명에 따른 구동방법은 도 6b와 같이 전류 센서를 통해 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 리드 어드레스로 하여 룩업 테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 도 10과 같은 화소(P)들에 인가되는 기준전압(Vref)을 높임으로써 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)만큼 표시패널에 흐르는 패널 전류(Ipanel)를 감소시킨다. 도 10과 같은 화소(P)에서 OLED에 흐르는 전류는 데이터전압에서 기준전압(Vref)을 뺀 값의 제곱에 비례하므로, 기준전압(Vref)을 높이면 그만큼 패널 전류(Ipanel)가 감소하게 된다.
제3 예로서, 본 발명에 따른 구동방법은 도 6c와 같이 전류 센서를 통해 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 리드 어드레스로 하여 룩업 테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 도 10과 같은 화소(P)들에 인가되는 스캔펄스(SCAN) 및 에미션펄스(EM)를 도 7과 같이 조정함으로써 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)만큼 표시패널에 흐르는 패널 전류(Ipanel)를 감소시킨다.
도 7에서, 'T1'은 도 10과 같은 화소(P)에 포함된 구동 TFT(DT)의 게이트-소스간 전압을 결정하기 위한 프로그래밍기간을 지시하고, 'T2'는 OLED를 발광시키기 위한 발광기간을 지시한다. 프로그래밍기간(T1)에서 턴 온 레벨로 유지되는 스캔펄스(SCAN)에 의해 화소(P) 내에서 프로그래밍 동작이 수행되고, 이 기간(T1)에서 에미션펄스(EM)는 턴 오프 레벨로 유지되어 OLED로의 전류 도통을 차단한다. 발광기간(T2)에서 스캔펄스(SCAN)는 턴 오프 레벨로 유지되고, 에미션펄스(EM)는 턴 온 레벨로 유지되어 OLED에 전류가 흐르게 한다. 한 프레임기간(1F) 내에서 휘도 조정값을 기반으로 프로그래밍기간(T1)을 늘리고 발광기간(T2)을 줄이게 되면, 그만큼 OLED가 도통되는 시간이 짧아져 패널 전류(Ipanel)가 감소하게 된다.
제4 예로서, 본 발명에 따른 구동방법은 도 6d와 같이 전류 센서를 통해 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)을 리드 어드레스로 하여 룩업 테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 도 10과 같은 화소(P)들에 인가될 비디오 데이터를 낮춤으로써 패널 전류 증가분((+)ΔIpanel)만큼 표시패널에 흐르는 패널 전류(Ipanel)를 감소시킨다.
이어서, 본 발명에 따른 구동방법은 표시패널의 전체 휘도가 낮아진 상태로 표시패널을 구동한다.(S60) 한편, 본 발명에 따른 구동방법은 S40의 판단 결과 패널 전류가 증가되지 않았다고 판단되면(S40의 No), 표시패널의 전체 휘도를 조정하지 않고 표시패널을 구동한다.(S60)
도 8은 열화 보상 후의 전력 소모량과 휘도 제어후의 전력 소모량을 비교하여 보여준다.
도 8과 같이 본 발명에 따른 구동방법에 의하면, 열화 보상에 의한 패널 전류의 증가분을 효과적으로 억제함으로써, 열화 보상에 의해 증가되는 전력 소모량((X+α)mW)을 열화 보상 전의 수준((X)mW)으로 낮출 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 구동방법은 열화 보상에 의한 열화 가속화 현상을 완화시킬 수 있으며, 나아가 소비전력 및 과전류 위험성을 크게 줄일 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 보여준다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 표시패널(10)과, 데이터라인들(14)을 구동시키기 위한 데이터 구동회로(12)와, 게이트라인들(15)을 구동시키기 위한 게이트 구동회로(13)와, 데이터 구동회로(12) 및 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(11)와, 전력공급회로(16)를 구비한다.
표시패널(10)에는 다수의 데이터라인들(14)과 다수의 게이트라인들(15)이 교차되고, 이 교차영역마다 화소들(P)이 매트릭스 형태로 배치된다. 게이트라인들(15) 각각은 스캔펄스를 공급하기 위한 스캔라인(15a), 에미션펄스 공급하기 위한 에미션라인(15b), 및 센싱펄스를 공급하기 위한 센싱라인(15c)을 포함한다. 각 화소(P)는 데이터라인(14)을 통해 데이터 구동회로(12)에 접속되고, 게이트라인(15)을 통해 게이트 구동회로(13)에 접속된다. 각 화소(P)는 유기발광다이오드, 구동 TFT, 다수의 스위치 TFT들, 및 스토리지 커패시터를 포함한다. 화소(P)의 구성은 보상 방식에 따라 다양한 변경이 가능하다.
타이밍 콘트롤러(11)는 시스템보드(미도시)로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 열화 보상을 위해, 화소(P)에서 센싱된 OLED 문턱전압을 열화 되기 전의 최초 OLED 문턱전압과 비교하여 문턱전압 쉬프트 량을 연산하고, 룩업 테이블 등을 이용하여 문턱전압 쉬프트 량에 상응되는 휘도 감소량을 도출한다. 그리고, 입력 비디오 데이터에 휘도 감소량을 보상하기 위한 보상값을 가산하여 변조 데이터를 발생한 후, 이 변조 데이터를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.
데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 변조 데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(14)에 공급한다. 데이터 구동회로(12)는 열화 보상을 위한 구성 각부를 포함하여 화소들(P)에 센싱 전압을 인가하고, 화소들(P)에서 센싱된 OLED 문턱전압을 순차적으로 샘플링하여 타이밍 콘트롤러(11)에 공급한다. 열화 보상을 위한 데이터 구동회로(12)의 구성 각부는 본원 출원인에 의해 기출원된 출원번호 제10-2009-0113979호에 자세히 기술되어 있다. 본원 발명의 청구항에 기재된 열화 보상회로는 데이터 구동회로(12) 외에도, 타이밍 콘트롤러의 일부 구성, 화소 회로 등도 포함한다.
게이트 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 스캔펄스(SCAN), 센싱펄스(SEN) 및 에미션펄스(EM)를 발생한다. 그리고, 스캔펄스(SCAN)를 스캔라인들(15a)에 라인 순차 방식으로 인가하고, 에미션펄스(EM)를 에미션라인들(15b)에 라인 순차 방식으로 인가하며, 센싱펄스(SEN)를 센싱라인들(15c)에 라인 순차 방식으로 인가한다. 게이트 구동회로(13)를 구성하는 쉬프트 레지스터 어레이는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(10) 상에 직접 형성될 수 있다.
전력공급회로(16)는 고전위 구동전압(Vdd_EL), 저전위 구동전압(Vss), 및 기준전압(Vref)을 발생하여 표시패널(10)의 화소들(P)에 인가한다. 화소들(P)은 공통으로 이 전압들(Vdd_EL, Vss, Vref)을 공급받는다.
도 10은 도 9에 도시된 화소(P)의 일 예를 보여준다. 도 11은 화소(P)를 구동시키기 위한 스캔펄스(SCAN), 센싱펄스(SEN) 및 에미션펄스(EM)의 구동 파형을 보여준다.
도 10을 참조하면, 화소(P)는 OLED, 구동 TFT(DT), 다수의 스위치 TFT들(ST1 내지 ST5), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 구동 TFT(DT) 및 스위치 TFT들(ST1 내지 ST5)은 P-type MOSFET으로 구현될 수 있다.
OLED는 제3 노드(N3)와 저전위 전압(Vss)의 입력단 사이에 접속되며, 고전위 전압(Vdd_EL)의 입력단과 저전위 전압(Vss)의 입력단 사이에 흐르는 전류에 의해 발광한다.
구동 TFT(DT)는 고전위 전압(Vdd_EL)의 입력단과 제3 노드(N3) 사이에 접속되며, 자신의 소스-게이트 간 전압 즉, 고전위 전압(Vdd_EL)의 입력단과 제1 노드(N1) 사이에 걸리는 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류량을 조절한다.
제1 스위치 TFT(ST1)는 제1 노드(N1)와 구동 TFT(DT) 사이에 접속되며, 스캔라인(15a)으로부터의 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 스위칭된다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 데이터라인(14)과 제2 노드(N2) 사이에 접속되며, 스캔라인(15a)으로부터의 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 스위칭된다. 제3 스위치 TFT(ST3)는 기준전압(Vref)의 입력단과 제2 노드(N2) 사이에 접속되며, 에미션라인(15b)으로부터의 에미션펄스(EM)에 응답하여 스위칭된다. 제4 스위치 TFT(ST4)는 구동 TFT(DT)와 제3 노드(N3) 사이에 접속되며, 에미션라인(15b)으로부터의 에미션펄스(EM)에 응답하여 스위칭된다. 제5 스위치 TFT(ST5)는 데이터라인(14)과 제3 노드(N3) 사이에 접속되며, 센싱라인(15c)으로부터의 센싱펄스(SEN)에 응답하여 스위칭된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다.
도 11을 참조하여, 열화 보상이 이루어진 상태에서 화소(P)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 센싱펄스(SEN)는 열화 보상을 위한 일부 구간 동안에서 턴 온 레벨로 유지되지만, 열화 보상이 완료된 상태에서는 도 11과 같이 항상 턴 오프 레벨로 유지되어 제5 스위치 TFT(ST5)를 계속해서 턴 오프 시킨다. 열화 보상 과정에서의 화소(P) 동작은 상기 선 출원된 특허에 명확히 기술되어 있다.
프로그래밍기간(T1) 동안 스캔펄스(SCAN)는 턴 온 레벨(L)로 발생되어 화소(P)의 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 턴 온 시키고, 에미션펄스(EM)는 턴 오프 레벨(H)로 발생되어 화소(P)의 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 턴 오프 시킨다. 그 결과, OLED 열화 보상이 반영된 데이터전압(Vdata)이 화소(P)의 제2 노드(N2)에 인가된다. 화소(P)에서, 제1 노드(N1)에는 구동 TFT(DT)의 다이오드 커넥션(구동 TFT(DT)의 게이트전극과 드레인전극이 쇼트)에 의해 중간 보상값이 인가된다. 중간 보상값은 고전위 구동전압(Vdd_EL)에서 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 뺀 값으로 결정된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)의 전위를 중간 보상값으로, 제2 노드(N2)의 전위를 데이터전압(Vdata)으로 유지시킨다.
발광기간(T2) 동안 스캔펄스(SCAN)는 턴 오프 레벨(H)로 반전되어 화소(P)의 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)를 턴 오프 시키고, 에미션펄스(EM)는 턴 온 레벨(L)로 반전되어 화소(P)의 제3 및 제4 스위치 TFT(ST3,ST4)를 턴 온 시킨다. 그 결과, 화소(P)의 제2 노드(N2)에는 기준전압(Vref)이 인가되며, 제2 노드(N2)의 전위가 데이터전압(Vdata)에서 기준전압(Vref)으로 바뀐다. 제1 노드(N1)는 스토리지 커패시터(Cst)를 사이에 두고 제2 노드(N2)와 연결되어 있으므로, 커플링 현상에 의해 제2 노드의 전위 변화량(Vdata-Vref)은 그대로 제1 노드(N1)의 전위에 반영된다. 이에 따라, 제1 노드(N1)의 전위는 중간 보상값에서 제2 노드의 전위 변화량(Vdata-Vref)을 뺀 최종 보상값으로 변화된다. 최종 보상값은 구동 TFT(DT)의 문턱전압 열화를 보상하기 위한 것이다.
이때, OLED에 흐르는 전류는 데이터전압(Vdata)에서 기준전압(Vref)을 뺀 값의 제곱((Vdata-Vref)2)에 비례하게 된다. 즉, OLED에 흐르는 전류는 구동 TFT(DT)의 문턱전압과 무관하게 된다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치에서는 상기와 같은 화소 구동시 OLED 열화 보상으로 인해 패널 전류가 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 패널 전류 증가분에 기초하여 표시패널의 전체 휘도를 낮추기 위해 휘도 제어회로를 필요로 한다. 휘도 제어회로는 표시패널의 전체 휘도를 낮추기 위해, 패널 전류 증가분을 표시패널의 전체 화소수로 나눈 값만큼 각 화소에 인가되는 구동전류를 낮출 수 있다. 구동전류가 낮아지는 화소들은 패널 전류 증가를 초래한 열화된 화소뿐만 아니라, 열화되지 않는 화소들도 모두 해당된다. 한편, 본 발명에 따른 휘도 제어회로는 룩업 테이블의 저장값 조정을 통해 패널 전류 증가분보다 작거나 또는 크게 표시패널의 전체 휘도를 낮출 수도 있다. 다만, 이하에서는 표시패널의 전체 휘도를 패널 전류 증가분만큼 낮추는 것을 중심으로 설명한다. 이하, 휘도 제어회로의 다양한 실시예들을 살펴본다.
도 12는 휘도 제어회로의 제1 실시예를 보여준다.
도 12를 참조하면, 제1 실시예에 따른 휘도 제어회로는 전력 공급회로(16), 전류 센서(21) 및 제1 룩업 테이블(22)을 구비한다.
전류 센서(21)는 표시패널(10)의 화소들에 공통으로 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 공급하는 전력 배선을 센싱하여 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 검출한다.
전력 공급회로(16)는 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 전력 배선에 인가한다. 전력 공급회로(16)는 전류 센서(21)로부터 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)를 피드백받고, 이 피드백받은 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 미리 저장된 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 제1 룩업 테이블(22)로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 화소들에 인가되는 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 낮춤으로써 패널 전류 증가분만큼 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 감소시킨다.
도 13은 휘도 제어회로의 제2 실시예를 보여준다.
도 13을 참조하면, 제2 실시예에 따른 휘도 제어회로는 전력 공급회로(16), 전류 센서(21) 및 제1 룩업 테이블(22)을 구비한다.
전류 센서(21)는 표시패널(10)의 화소들에 공통으로 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 공급하는 전력 배선을 센싱하여 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 검출한다.
전력 공급회로(16)는 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 전력 배선에 인가한다. 전력 공급회로(16)는 전류 센서(21)로부터 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)를 피드백받고, 이 피드백받은 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 미리 저장된 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 제1 룩업 테이블(22)로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 화소들에 인가되는 기준전압(Vref)을 높임으로써 패널 전류 증가분만큼 표시패널에 흐르는 패널 전류(Ipanel)를 감소시킨다.
도 14는 휘도 제어회로의 제3 실시예를 보여준다.
도 14를 참조하면, 제3 실시예에 따른 휘도 제어회로는 타이밍 콘트롤러(11), 게이트 구동회로(13), 전력 공급회로(16), 전류 센서(21) 및 제2 룩업 테이블(23)을 구비한다.
전력 공급회로(16)는 전력 배선을 통해 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 표시패널(10)의 화소들에 공통으로 공급한다.
전류 센서(21)는 고전위 구동전압(Vdd_EL)이 인가되는 전력 배선을 센싱하여 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 검출한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 전류 센서(21)로부터 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 미리 저장된 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 제1 룩업 테이블(22)로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 게이트 구동회로(13)를 제어하여 화소들에 인가되는 스캔펄스 및 에미션펄스를 조정함으로써 패널 전류 증가분만큼 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 감소시킨다. 게이트 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어하에 스캔펄스 및 에미션펄스의 조정(SCAN',EM')함으로써 한 프레임 중 발광기간을 줄인다.
도 15는 휘도 제어회로의 제4 실시예를 보여준다.
도 15를 참조하면, 제4 실시예에 따른 휘도 제어회로는 타이밍 콘트롤러(11), 전력 공급회로(16), 전류 센서(21) 및 제3 룩업 테이블(24)을 구비한다.
전력 공급회로(16)는 전력 배선을 통해 고전위 구동전압(Vdd_EL)을 표시패널(10)의 화소들에 공통으로 공급한다.
전류 센서(21)는 고전위 구동전압(Vdd_EL)이 인가되는 전력 배선을 센싱하여 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 검출한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 전류 센서(21)로부터 검출된 패널 전류(열화 보상후 패널 전류)와 미리 저장된 초기 패널 전류(열화 보상전 패널 전류)를 비교하여 패널 전류 증가분을 연산한다. 그리고, 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 제1 룩업 테이블(22)로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 표시패널(10)의 화소들에 인가될 비디오 데이터를 낮춤(DATA')으로써 패널 전류 증가분만큼 표시패널(10)에 흐르는 패널 전류를 감소시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법은 열화 보상에 의한 패널 전류의 증가분만큼 표시패널의 전체 휘도를 낮춤으로써, 열화 보상에 의해 증가되는 전력 소모량을 열화 보상 전의 수준으로 낮출 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 열화 보상에 의한 열화 가속화 현상을 완화시킬 수 있으며, 나아가 소비전력 및 과전류 위험성을 크게 줄일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서는 패널 전류 증가분만큼 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 구성을 중심으로 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 표시패널의 전체 휘도를 패널 전류 증가분보다 작거나 또는 크게 낮추는 구성을 포함한다. 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 구동회로 13 : 게이트 구동회로
14 : 데이터라인 15 : 게이트라인
16 : 전력공급회로 21 : 전류 센서
22,23,24 : 룩업 테이블

Claims (12)

  1. 유기발광다이오드의 열화를 보상하는 단계;
    상기 열화를 보상한 후에 표시패널에 흐르는 제1 패널 전류를, 상기 열화를 보상하기 전에 상기 표시패널에 흐르는 제2 패널 전류와 비교하여 패널 전류 증가분을 얻는 단계; 및
    상기 패널 전류 증가분에 기초하여 상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계를 포함하고,
    상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는, 상기 패널 전류 증가분을 상기 표시패널의 전체 화소수로 나눈 값만큼 각 화소에 인가되는 구동전류를 낮추는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는,
    상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 고전위 구동전압을 낮추는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는,
    상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 기준전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는,
    상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 스캔펄스 및 에미션펄스를 조정하여 한 프레임기간 중 발광기간이 차지하는 시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 단계에서는,
    상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하고, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가될 비디오 데이터를 하향 변조하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  7. 유기발광다이오드를 각각 갖는 다수의 화소들이 배치된 표시패널;
    상기 유기발광다이오드의 열화를 보상하는 열화 보상회로; 및
    상기 열화를 보상한 후에 상기 표시패널에 흐르는 제1 패널 전류를, 상기 열화를 보상하기 전에 상기 표시패널에 흐르는 제2 패널 전류와 비교하여 패널 전류 증가분을 얻고, 상기 패널 전류 증가분을 상기 표시패널의 전체 화소수로 나눈 값만큼 각 화소에 인가되는 구동전류를 낮추어 상기 표시패널의 전체 휘도를 낮추는 휘도 제어회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 휘도 제어회로는,
    상기 제1 패널 전류를 검출하는 전류 센서; 및
    상기 제1 패널 전류와 미리 저장된 상기 제2 패널 전류를 비교하여 상기 패널 전류 증가분을 연산하고, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하며, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 고전위 구동전압을 낮추는 전력 공급회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 휘도 제어회로는,
    상기 제1 패널 전류를 검출하는 전류 센서; 및
    상기 제1 패널 전류와 미리 저장된 상기 제2 패널 전류를 비교하여 상기 패널 전류 증가분을 연산하고, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하며, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가되는 기준전압을 조정하는 전력 공급회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 휘도 제어회로는,
    상기 제1 패널 전류를 검출하는 전류 센서;
    상기 표시패널의 화소들에 스캔펄스 및 에미션펄스를 인가하기 위한 게이트 구동회로; 및
    상기 제1 패널 전류와 미리 저장된 상기 제2 패널 전류를 비교하여 상기 패널 전류 증가분을 연산하고, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하며, 이 휘도 조정값을 기반으로 한 상기 게이트 구동회로의 제어를 통해 상기 스캔펄스 및 에미션펄스를 조정하여 한 프레임기간 중 발광기간이 차지하는 시간을 줄이는 타이밍 콘트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 휘도 제어회로는,
    상기 제1 패널 전류를 검출하는 전류 센서; 및
    상기 제1 패널 전류와 미리 저장된 상기 제2 패널 전류를 비교하여 상기 패널 전류 증가분을 연산하고, 상기 패널 전류 증가분을 리드 어드레스로 하여 룩업테이블로부터 휘도 조정값을 독출하며, 이 휘도 조정값을 기반으로 상기 표시패널의 화소들에 인가될 비디오 데이터를 하향 변조하는 타이밍 콘트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
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