有机发光二极管显示装置及其驱动方法与流程

有机发光二极管显示装置及其驱动方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年12月30日提交的韩国专利申请no.10-2020-0187272的优先权和权益，在此通过引用将该专利申请的整体内容并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种有机发光二极管显示装置，更具体地，涉及一种能够补偿发光二极管的特性变化的有机发光二极管显示装置及其驱动方法。


背景技术：

4.近来，平板显示装置由于其薄外形、轻重量和低功耗已被广泛开发并应用于各个领域。
5.作为一种平板显示装置，有机发光二极管显示装置相比液晶显示装置由于自发光而具有宽视角，并且因为无需背光单元还具有薄厚度、轻重量和低功耗的优点。
6.此外，有机发光二极管显示装置通过低直流(dc)电压进行驱动并且具有快速响应速度。此外，有机发光二极管显示装置对于外部撞击具有较强抵抗力并且由于其组件是固体而在较宽温度范围内使用，尤其是，有机发光二极管显示装置能以低成本制造。
7.有机发光二极管显示装置包括多个像素，每个像素具有包括发射不同颜色光的发光二极管的第一子像素、第二子像素和第三子像素，并且通过允许第一子像素、第二子像素和第三子像素选择性地发射光而显示各颜色图像。
8.顺便提一下，在有机发光二极管显示装置中，由于有机发光二极管在每帧期间持续发光以显示图像，所以发光二极管由于长时间驱动而退化，由此发光二极管的特性改变。因此，即使施加相同的数据信号，每个子像素的亮度也可改变，可出现未恢复的余像。
9.为了解决这个问题，提出了通过测量发光二极管的阻抗来检测发光二极管的特性变化并反映出检测结果以补偿数据信号的方法。
10.顺便提一下，用于测量发光二极管的阻抗的模数转换器(adc)具有有限的范围。此外，每个发光二极管取决于发光颜色而在材料、形成条件、元件构造等方面具有差异，并且在驱动电压方面也具有差异。
11.因此，难以测量每个发光二极管的精确阻抗，由此难以测量精确的退化量并难以补偿数据信号。


技术实现要素：

12.因此，本发明旨在提供一种大致克服了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的有机发光二极管显示装置及其驱动方法。
13.本发明的一个目的是提供一种有机发光二极管显示装置及其驱动方法，其能够通过每个发光二极管的精确退化量来补偿发光二极管的特性变化。
14.在下面的描述中将阐述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点的一部分通过
该描述将是显而易见的，或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
15.为了实现这些和其他优点并且根据本发明的意图，如在此具体化和广义描述的，提供一种有机发光二极管显示装置，包括：具有多个子像素的显示面板，其中每个像素包括驱动薄膜晶体管和发光二极管；以及阻抗检测部，所述阻抗检测部连接至所述显示面板的多个子像素，其中所述阻抗检测部包括感测电路部、输入控制部和模数转换器，其中所述输入控制部通过调制所述感测电路部的输出感测电压来产生调制后的输出感测电压，并将调制后的输出感测电压输入给所述模数转换器以转换成感测数据。
16.所述输入控制部可包括具有至少一个齐纳二极管的调制部。
17.所述输入控制部还可包括第一运算放大器、第二运算放大器和电阻器，其中所述调制部可连接在所述第一运算放大器和所述第二运算放大器之间，并且所述电阻器可连接至所述调制部和所述第二运算放大器。
18.所述第一运算放大器的非反相输入端子可连接至所述感测电路部的输出端，并且所述第一运算放大器的反相输入端子可连接至所述第一运算放大器的输出端子，其中所述至少一个齐纳二极管的阴极可连接至所述第一运算放大器的输出端子，所述至少一个齐纳二极管的阳极可连接至所述第二运算放大器的非反相输入端子，其中所述第二运算放大器的反相输入端子可连接至所述第二运算放大器的输出端子，所述第二运算放大器的输出端子可连接至所述模数转换器的输入端，其中所述电阻器的第一端可连接至所述至少一个齐纳二极管的阳极以及所述第二运算放大器的非反相输入端子，所述电阻器的第二端可接地。
19.所述调制部可包括并联连接的n个齐纳二极管以及分别连接至所述n个齐纳二极管的n个开关，其中n是2或更大的整数。
20.所述n个齐纳二极管可具有彼此不同的齐纳电压。
21.在另一个实施方式，提供一种驱动有机发光二极管显示装置的方法，所述有机发光二极管显示装置包括具有多个子像素的显示面板，每个子像素包括驱动薄膜晶体管和发光二极管，所述方法包括：施加测试电压；通过测量对应于所述测试电压的感测电压来产生测量的感测电压；通过调制所述测量的感测电压来产生调制后的感测电压；以及将所述调制后的感测电压转换成感测数据。
22.驱动有机发光二极管显示装置的方法还可包括：通过根据所述感测数据计算阻抗来产生计算的阻抗；根据所述计算的阻抗产生补偿图像数据；以及使用所述补偿图像数据来显示图像。
23.驱动有机发光二极管显示装置的方法在产生测量的感测电压和产生调制后的感测电压之间，还可包括：将所述感测电压的测量值与所述模数转换器的有效阻抗范围的上限进行比较，其中当所述测量值大于所述上限时，可进行所述调制后的感测电压的产生。
24.应当理解，前面的概括描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，其旨在对所要求保护的本发明提供进一步解释。
附图说明
25.被包括用来给本发明提供进一步理解并结合在本技术中组成本技术一部分的附
图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
26.图1是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的示意图；
27.图2是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的一个子像素的电路图；
28.图3是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的显示面板和阻抗检测部的示意图。
29.图4是示出模数转换器的输入和输出的图表；
30.图5是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的输入控制部的示意图；
31.图6是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的调制部的示意图；
32.图7a至7c是示出根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置中调制部根据输入值的操作的视图；
33.图8是根据本发明实施方式的驱动有机发光显示装置的方法的流程图。
具体实施方式
34.将参考本发明的示例性实施方式进行详细描述，其中的一些例子在附图中示出。
35.图1是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的示意图。
36.在图1中，根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置100包括显示面板110、时序控制部120、数据驱动部130和栅极驱动部140。时序控制部120可以是或者可包括时序控制电路120，并且可被称为时序控制电路120。数据驱动部130可以是或者可包括数据驱动电路130，并且可被称为数据驱动电路130。栅极驱动电路140可以是或者可包括栅极驱动电路140，并且可被称为栅极驱动电路140。
37.时序控制部120使用从外部系统(未示出)比如图形卡或电视系统传输的图像信号以及数据使能信号、水平同步信号、垂直同步信号和时钟等时序信号，产生图像数据、数据控制信号和栅极控制信号。时序控制部120将图像数据和数据控制信号传输给数据驱动部130并将栅极控制信号传输给栅极驱动部140。
38.数据驱动部130使用从时序控制部120传输的数据控制信号和图像数据产生数据信号的数据电压并将数据电压施加给显示面板110的数据线dl。
39.同时，数据驱动部130包括具有模数转换器(adc)的阻抗检测部132，阻抗检测部132测量显示面板110的发光二极管的阻抗，使得能够检测发光二极管的退化量。稍后将对此进行详细描述。
40.栅极驱动部140使用从时序控制部120传输的栅极控制信号来产生栅极信号的栅极电压，并将栅极电压施加给显示面板110的栅极线gl。
41.栅极驱动部140可以是面板内栅极(gip)型，其中栅极驱动部140设置在其上形成有栅极线gl、数据线dl和像素p的显示面板110的基板上。
42.显示面板110使用栅极电压和数据电压显示图像。为此，显示面板110包括设置在显示区域中的多个像素p、多条栅极线gl以及多条数据线dl。
43.多个像素p的每一个包括红色子像素sp1、绿色子像素sp2和蓝色子像素sp3，栅极线gl与数据线dl彼此交叉以限定红色子像素sp1、绿色子像素sp2和蓝色子像素sp3。例如，红色子像素sp1、绿色子像素sp2和蓝色子像素sp3的每一个可位于相应栅极线gl和相应数据线dl的交叠区域处或附近。
44.在红色子像素sp1、绿色子像素sp2和蓝色子像素sp3中分别设置有红色、绿色和蓝色发光二极管。此外，红色子像素sp1、绿色子像素sp2和蓝色子像素sp3的每一个可包括诸如开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管之类的多个薄膜晶体管以及存储电容器，将参照图2对此进行详细描述。
45.图2是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的一个子像素的电路图。
46.在图2中，根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置包括彼此交叉的栅极线gl和数据线dl以限定子像素sp。在每个子像素sp中形成开关薄膜晶体管ts、驱动薄膜晶体管td、存储电容器cst以及发光二极管de。在一些实施方式中，子像素sp的位置可以是图2所示的栅极线gl和数据线dl之间的交叠区域处或附近。
47.例如，开关薄膜晶体管ts和驱动薄膜晶体管td可以是p型薄膜晶体管。但是，本发明不限于此，开关薄膜晶体管ts和驱动薄膜晶体管td可以是n型薄膜晶体管。
48.更具体地，开关薄膜晶体管ts的栅极连接至栅极线gl，开关薄膜晶体管ts的源极连接至数据线dl。驱动薄膜晶体管td的栅极连接至开关薄膜晶体管ts的漏极，并且驱动薄膜晶体管td的源极连接至高电压源vdd。发光二极管de的阳极连接至驱动薄膜晶体管td的漏极，发光二极管de的阴极连接至低电压源vss。存储电容器cst连接至驱动薄膜晶体管td的栅极和漏极。
49.有机发光二极管显示装置被驱动以显示图像。例如，当通过经由栅极线gl施加的栅极信号来使开关薄膜晶体管ts导通时，来自数据线dl的数据信号经由开关薄膜晶体管ts被施加给驱动薄膜晶体管td的栅极以及存储电容器cst的一个电极。
50.当通过数据信号使驱动薄膜晶体管td导通时，流经发光二极管de的电流被控制，由此显示图像。发光二极管de由于经由驱动薄膜晶体管td从高电压源vdd提供的电流而发光。
51.即，流经发光二极管de的电流量与数据信号的幅度成比例，并且通过发光二极管de发射的光的强度与流经发光二极管de的电流量成比例。由此，子像素sp基于数据信号的幅度显示不同的灰度级，结果有机发光二极管显示装置显示图像。
52.此外，存储电容器cst在开关薄膜晶体管ts截止时保持对应于一帧的数据信号的电荷。此外，即使开关薄膜晶体管ts截止，存储电容器cst也允许流经发光二极管de的电流量恒定并且保持由发光二极管de显示的灰度级，直到下一帧为止。
53.同时，除了开关薄膜晶体管ts、驱动薄膜晶体管td和存储电容器cst之外，还可在像素p区域中添加一个或多个薄膜晶体管和/或电容器。
54.如上所述，有机发光二极管显示装置的发光二极管de可由于长时间驱动而退化。因此，为了测量发光二极管de的退化量并且补偿数据信号，根据本发明实施方式的数据驱动部130包括阻抗检测部132。将参照图3描述阻抗检测部132。
55.图3是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的显示面板和阻抗检测部的示意图。
56.在图3中，根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的阻抗检测部132包括感测电路部210、输入控制部220和数模转换器(adc)230。输入控制部220可以是或者可包括输入控制电路220，并且可被称为输入控制电路220。
57.感测电路部210连接至显示面板110的子像素以测量发光二极管的阻抗。
58.具体地，感测电路部210连接至子像素的驱动薄膜晶体管td的一端，即，驱动薄膜晶体管td的源极，并且测量与红色、绿色和蓝色子像素的发光二极管de的阻抗对应的感测电压。驱动晶体管td的栅极被输入栅极电压vg。
59.感测电路部210可包括至少一个晶体管和/或至少一个电容器。
60.输入控制部220控制通过感测电路部210测量的感测电压，并将感测电压输入给adc 230。即，输入控制部220调制感测电压，使得感测电压的控制值处于adc的测量范围内，并且将调制后的感测电压输入给adc230。
61.adc 230将经由输入控制部220输入的模拟信号的调制后感测电压转换成数字信号的感测数据，并输出感测数据。adc 230将感测数据输入给图1的时序控制部120，以补偿数据信号。
62.如上所述，adc具有有限的测量范围。将参照图4对此进行描述。
63.图4是示出模数转换器的输入和输出的图表。
64.如图4所示，数模转换器(adc)将输入模拟电压转换为数字码(digital code)，然后输出数字码。
65.adc的测量范围是固定的，有限制的或者被选定的。此时，测量范围的下端部a1和上端部a2易于出现误差，从而难以实现精确测量。也就是说，偏移误差出现在下端部a1，并且增益误差出现在上端部a2。
66.因此，adc在输入值的第一电压v1和第二电压v2之间具有有效测量范围。在一些实施方式中，第一电压v1被选定为下端部a1的上端，并且可以是基本不出现(例如可忽略)偏移误差的电压。在一些实施方式中，第二电压v2被选定为上端部a2的下端，并且可以是基本不出现(例如可忽略)增益误差的电压。
67.顺便说一下，红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管具有不同的驱动电压。例如，绿色发光二极管的驱动电压可大于红色发光二极管的驱动电压并且小于蓝色发光二极管的驱动电压。
68.由此，可通过adc的测量范围的下端部a1存储红色发光二极管的阻抗，可通过adc的测量范围的上端部a2存储蓝色发光二极管的阻抗。由于下端部a1和上端部a2易于出现误差，所以难以精确地测量红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的各自阻抗。
69.因此，在本发明中，通过经由图3的输入控制部220调节和调制输入给图3的adc 230的电压，使得调节后的电压处于图3的adc 230的有效测量范围之内，由此精确地测量阻抗。
70.将参照图5描述根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的输入控制部。
71.图5是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的输入控制部的示意图，其一起示出感测电路部、模数转换器以及时序控制部。
72.如图5所示，在根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置中，输入控制部220包括第一运算放大器222、第二运算放大器224、调制部300和电阻器r1。
73.第一运算放大器222的非反相输入端子( )连接至感测电路部210的输出端，第一运算放大器222的反相输入端子(-)连接至第一运算放大器222的输出端子，第一运算放大器222的输出端子连接至调制部300的输入端。
74.第二运算放大器224的非反相输入端子( )连接至调制部300的输出端，第二运算
放大器224的反相输入端子(-)连接至第二运算放大器224的输出端子，并且第二运算放大器224的输出端子连接至模数转换器(adc)230的输入端。
75.调制部300根据时序控制部120的控制信号来调制并输出输入信号。此时，时序控制部120包括查找表(lut)，其中记录有输入值和调制值之间的对应关系，并且lut可存储在存储器中。在此，输入值可以是输入给调制部300的信号的电压值。可选地，输入值可以是对应于发光二极管的驱动电压的值，但不限于此。
76.调制部300连接至第一运算放大器222的输出端子以及第二运算放大器224的非反相输入端子( )。具体地，调制部300的输入端连接至第一运算放大器222的输出端子，调制部300的输出端连接至第二运算放大器224的非反相输入端子( )。
77.调制部300包括至少一个齐纳二极管dz。此时，齐纳二极管dz的阴极连接至第一运算放大器222的输出端子，并且齐纳二极管dz的阳极连接至第二运算放大器224的非反相输入端子( )。
78.同时，电阻器r1具有连接至调制部300的输出端以及第二运算放大器224的非反相输入端子( )的第一端、以及接地的第二端。
79.在包括输入控制部220的阻抗检测部132中，经由输入控制部220调制由感测电路部210测量的感测电压，以使其位于adc 230的有效测量范围内。此时，测量的感测电压可被减去调制部300的齐纳二极管dz的齐纳电压vz。也就是说，调制值可以是齐纳电压vz。
80.调制后的感测电压被输入给adc 230并且转换为数字信号的感测数据。感测数据被输入给时序控制部(t-con)120，并且时序控制部120使用感测数据来补偿数据信号。
81.输入控制部220可根据输入值不同地进行调制并输出。也就是说，如上所述，由于红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的驱动电压彼此不同，所以分别对应于红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管测量的感测值可彼此不同。因此，每个感测值应当不同地调制以落入adc的有效测量范围内。为此，调制部300被设定为根据输入值反映出不同的调制值，将参照图6对此进行描述。
82.图6是根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的调制部的示意图。
83.如图6所示，根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置的调制部300包括n个齐纳二极管dzn。在此，n是整数。
84.在调制部300中，当n是2或更大时，即，当提供多个齐纳二极管dzn时，多个齐纳二极管dzn并联连接。
85.此外，调制部300进一步包括分别对应于多个齐纳二极管dzn的多个开关swn，并且选择对应于预定调制值或选定调制值的齐纳二极管dzn。
86.多个齐纳二极管dzn具有不同的击穿电压，即，齐纳电压vz。此时，在第一至第n齐纳二极管dz1至dzn的齐纳电压vz之间的差可以是恒定的。即，相邻齐纳二极管dzn的齐纳电压vz之差可相同。
87.可选地，在第一至第n齐纳二极管dz1至dzn的齐纳电压vz之间的差可不同。例如，齐纳电压vz之差可从第一齐纳二极管dz1至第n齐纳二极管dzn增加。可选地，齐纳电压vz之差可从第一齐纳二极管dz1至第n齐纳二极管dzn减小。
88.在根据本发明实施方式的调制部300中，连接至齐纳二极管dzn的开关swn被选择性地导通，由此通过连接至导通的开关swn的齐纳二极管dzn的齐纳电压dzn不同地调制和
输出输入感测电压。
89.图7a至7c是示出根据本发明实施方式的有机发光二极管显示装置中调制部根据输入值的操作的视图。例如，图7a、图7b和图7c分别示出当检测红色、绿色和蓝色发光二极管的阻抗时对应于调制值的设定。
90.如图7a所示，当检测红色发光二极管的阻抗时，调制部300的第一开关sw1和第三开关sw3导通，并且通过第一齐纳二极管dz1和第三齐纳二极管dz3来调制并输出输入感测电压。
91.例如，调制值可以是4.0v，通过减去4.0v(即，通过-4.0v)而输出输入感测电压。
92.接下来，如图7b所示，当检测绿色发光二极管的阻抗时，调制部300的第二开关sw2和第三开关sw3导通，并且输入感测电压通过第二齐纳二极管dz2和第三齐纳二极管dz3调制并输出。
93.例如，调制值可以是5.5v，通过减去5.5v(即，通过-5.5v)而输出输入感测电压。
94.接下来，如图7c所示，当检测蓝色发光二极管的阻抗时，调制部300的第一开关sw1和第二开关sw2导通，并且通过第一齐纳二极管dz1和第二齐纳二极管dz2来调制并输出输入感测电压。
95.例如，调制值可以是3.0v，通过减去3.0v(即，通过-3.0v)而输出输入感测电压。
96.但是，在本发明中，调制部300的调制值不限于此。调制值可根据齐纳二极管dzn的设计而改变，并且可通过调节齐纳电压vz和齐纳二极管dzn的数量来实现各调制值。
97.此时，每个调制值可通过一个齐纳二极管dzn来实现。
98.如上所述，在本发明中，通过提供包括多个齐纳二极管dzn的调制部300，任何输入值都可被调制在adc的有效测量范围之内，从而可在各个环境中使用有机发光二极管显示装置，并且可精确地测量发光二极管的阻抗。
99.将参照图8描述用于驱动包括本发明的输入控制部的有机发光二极管显示装置的方法。
100.图8是根据本发明实施方式的驱动有机发光显示装置的方法的流程图，一起参照图3进行描述。
101.如图8所示，在第一步骤st1，将用于测量发光二极管de的阻抗的测试电压施加给显示面板110。测试电压可具有对应于发光二极管de的驱动电压的值。可选地，测试电压可具有与发光二极管de的驱动电压不同的值。
102.接下来，在第二步骤st2，通过感测电路部210测量用于计算对应于测试电压的阻抗的感测电压。
103.接下来，在第三步骤st3，将测量的感测电压的测量值与adc 230的有效测量范围的上限进行比较。此时，当测量值大于上限时，执行第四步骤st4以通过调制部300来调制测量的感测电压，并将调制后的感测电压输出给adc 230。
104.另一方面，当测量值不大于上限时，即，当测量值等于或小于上限时，测量的感测电压照原样输出给adc 230。
105.接下来，在第五步骤st5，模拟信号的感测电压通过adc 230被转换为数字信号的感测数据。
106.接下来，在第六步骤st6，根据感测数据来计算发光二极管de的阻抗。
107.接下来，在第七步骤st7，基于计算的阻抗来产生补偿图像数据。
108.然后，使用补偿图像数据来显示图像。
109.对于红色、绿色和蓝色发光二极管de的每一个，执行第一至第七步骤st1至st7。
110.如上所述，在本发明中，即使使用具有有限测量范围的adc 230，通过调节输入给adc 230的信号，也可精确地测量红色、绿色和蓝色发光二极管de的阻抗，由此补偿数据信号，可提高图像质量。
111.在本发明中，通过调节模数转换器的输入，即使使用具有有限测量范围的模数转换器，也可精确地测量不同发光二极管的阻抗。
112.此外，任何输入值都可被调节为处于模数转换器的有效测量范围之内，从而可在各个环境中使用有机发光二极管显示装置。
113.因此，通过精确地测量发光二极管的退化量，能够改进补偿性能，并且能够提高显示装置的图像质量。
114.所属领域的普通技术人员将很清楚，在不脱离本发明的精神或范围的条件下可在本发明的装置中进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书的范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。