OLED의 열화와 다결정 실리콘 TFT의 불균일한 특성을 보상한 새로운 능동매트릭스 OLED 구동방식

Abstract

OLED (organic light emitting diodes), 즉 유기 발광 다이오드는 넓은 시야각, 넓은 color gamut, 넓은 온도 동작범위, 그리고 저가격 등의 장점을 가지고 있어, 차세대 디스플레이 소자로 각광을 받아왔다. AMOLED (active matrix OLEDs)는 frame time동안 빛을 내기 때문에 line time동안만 빛을 내는 PMOLED (Passive Matrix OLEDs)보다 구동전압이 낮고 소비전력이 적다는 장점을 가지고 있다. Backplane으로 사용되는 poly-Si TFT 는 a-Si TFT 보다 이동도가 높고 비교적 안정된 특성을 가지고 있기 때문에 중대형 고해상도 디스플레이에 적용 가능하다. 그러나, poly-Si TFT 기반으로 한 AMOLED는 TFT 간의 불균일한 특성으로 인한 휘도 불균일성 문제와 OLED 열화로 인한 잔상(image sticking) 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 많은 보상 기법들이 제안되었지만, 여전히 두 가지 문제점을 동시에 해결하지는 못하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 두 가지 문제점을 보상할 수 있는 새로운 AMOLED 구동방식을 제안하였다. 제안한 구동방식은 디스플레이가 화면을 재생하지 않을 때, OLED 열화 정도와 Poly-Si TFT의 불균일한 전기적 특성을 센싱한다. 그리고 화면을 재생하는 동안 센싱한 데이터를 이용하여 보상된 데이터를 생성함으로써, 위에서 언급한 두 가지 문제점을 보상한다. 본 논문에서는 12인치 WXGA급 8-bit AMOLED를 목표로 화소구조와 구동회로를 설계하였고 HSPICE 시뮬레이션으로 성능을 검증하여 poly-Si TFT의 문턱전압, 이동도, OLED열화가 각각 ±1V, ±30%, 30%일 때 최대 휘도오차는 -1.8LSB ~+1.7LSB보다 적은 결과를 얻었다. 제안한 구동방식은 적은 메모리 용량으로 디스플레이 화질을 향상시켰으며, 빠른 충전 속도가 장점인 전압기입방식을 적용함으로써 중대형 고해상도 디스플레이에 쉽게 적용할 수 있다.; As a next generation display device, the interest of organic light emitting diode (OLED) has increased because of its advantages such as wide viewing angle, fast response time, large color gamut, wide operating temperate, and low cost possibility. Active matrix OLED (AMOLED) display emitting during frame time has a lot of merits such as lower driving voltage and lower power consumption than passive matrix OLED (PMOLED) display only emitting during line time. Poly-Si TFT backplane can be used to large size and high resolution AMOLED display because poly-Si TFT backplane has advantages of higher mobility, stable characteristic than a-Si backplane. However, AMOLED display based on poly-Si TFT backplane has two issues which are non-uniformity of display due to non-uniform characteristic of poly-Si TFTs and image sticking due to OLED degradation. To solve these problems, many compensation methods are proposed, but there isn’t satisfactory compensation method yet. In this paper, a novel AMOLED driving method with compensation of two problems is proposed. During non-display time, the proposed method senses the degree of OLED degradation and the non-uniform electrical characteristics of poly-Si TFTs, and modifies video data using the sensed data in display time. Pixel and driving circuits with proposed driving method are verified by HSPICE simulation in 12-inch WXGA 8-bit AMOLED display. The maximum luminance error is less than -1.8LSB to +1.7LSB when the threshold voltage and the mobility variations of poly-Si TFTs and the OLED degradation are assumed ±1V, ±30%, and 30%, respectively. This driving method contributes to improve the display’s image quality with small size of memory. Also, it can be applied to medium-large size and high resolution display because of fast data line charging feature.