SONY 5T1C AMOLED Vth and Mobility COMPENSATION PIXEL CIRCUIT
SONY 5T1C AMOLED 문턱전압 및 이동도 보상 픽셀 회로
본 발명은 아래에서 설명한 SONY의 2T1C회로를 TR을 추가하여 거의 동일한 동작을 하지만 신호값이 흔들리지 않는 고정 전압으로 할수있도록 제시한 것이다.
본 발명의 추가적 회로에는 TR수를 줄이면서 5T1C와 2T1C사이에 혼합한 사례들이 하나하나 다 정리되어있으므로 혼합하는 방법을 공부하는데 큰 도움이 될것이다.
먼저 아래의 2T1C회로를 보는것이 기본동작 이해에 도움이 된다.
US 7903057 B2 OLED Vth 보상회로 (2T1C 회로)
본 5T1C의 회로는 아래와 같다. 기본적으로 2T1C회로에 3개의 TR을 추가하였다.
TND1, TEL_C, TND2 가 추가되었으며 그 활용은 아래와 같다.
TND1 : ND1 (TDRV의 GATE NODE)에 기준전압 Vofs를 가할때 사용
TEL_C : TDRV의 Drain Dode에 MAIN POWER인 VCC를 공급하거나 끊을때 사용
TND2 : ND2 (TDRV의 SOURCE NIODE)에 VSS로 CLEAR 시키기 위한 기능
타이밍도는 아래와 같다.
TP(5) -1 : 이전 프레임 화소 동작 구간
TP(5) 0 : VCC OFF
TP(5) 1 : ND1, ND2 초기화
TP(5) 2 : Vth 보상 + VCC ON
TP(5) 3 : VCC OFF
TP(5) 4 : ND1 FLOAT
TP(5) 5 : MOBILITY 보상
TP(5) 6 : DATA WRITING
TP(5) 7 : 본 프레임 화소 동작 구간
이제 이 동작을 시간에 따라서 더 구체적으로 알아보자
○ TP(5) -1 : 이전 프레임 화소 동작 구간
이전 프레임 데이터가 구동하고 있는 상황이다. ND1, ND2의 전압차이에 따라서 I'ds의 전류가 결정되어 발광하고 있는 상태이다.
○ TP(5) 0 : VCC OFF
TEL_C전압을 낮추어서 VCC전원을 OFF한다.
○ TP(5) 1 : ND1, ND2 초기화
TND1, TND2를 켜서 ND1 과 ND2를 초기화 Vofs, Vss로 각각 초기화 시킨다.
ND1은 TDRV의 GATE NODE이고
ND2은 TDRV의 SOURCE NODE이면서 OLED의 ANODE NODE 이다.
앞에서 명시한 2T1C 회로에서는 ND1을 Vofs로 초기화 시키기 위해서 Tsig를 켜서 대신 데이터 배선을 통해서 Vofs 전압을 가하였지만 간단하게 TR과 추가 배선을 이용하여 구성하였다.
또 2T1C 회로에서는 ND2을 Vss로 초기화 시키기 위해서 POWER부를 VDD-->VSS로 SWING하여 TDRV을 통하여 초기화 시켰지만 TND2와 VSS라는 배선을 이용하여 같은 동작을 구성함을 알수있다.
○ Vth 보상전 TND2 OFF
충분히 ND2가 초기화 되면 TND2를 OFF시킨다.
ND2의 특징은 CEL이라는 OLED 자체 CAP이 있으므로 충분한 시간이 필요하다.
○ Vth 보상 + VCC ON
TND2가 OFF된 후 TEL_C를 ON 시켜 VCC전압을 가하면 ND2가 충분히 낮은 전압으로 셋팅되었다면 TDRV가 켜지면서 ND2로 전류가 흘러들어가 ND2전압은 상승한다.
그 상승의 최대점은 이미 2T1C와 동일하게 Vofs-Vth 까지 이다.
이렇게 말이다...
○ TEL_C OFF
충분한 시간동안 Vth 보상 동작을 하고 VCC를 끊어주면 C1양단 사이에 걸리는 전압은 TDRV의 문턱전압 Vth가 저장된다.
○ TND1 OFF
TND1 OFF 시켜 지금까지 ND1 node를 Vofs 전압으로 고정시켰던것을 FLoating시켜 다음 동작을 준비합니다.
○ MOBILITY 보상
지금까지 쉬고 있던 Tsig가 켜지면서 동시에 데이터 배선에는 Vcor이라는 mobility 보상용 표준전압이 들어옵니다.
1) ND1의 전압은 Vofs --> Vcor로 변하게 되고
1) ND2의 전압은 Vofs-Vth -->Vofs-Vth+△Vcor로 추가 전압을 받습니다.
이때 △Vcor 값이 바로 MOBILITY 보상값으로,
1) TDRV의 MOBILITY가 크면 △Vcor이 커지고, Vgs값은 작아져, Ids는 작아지는 마이너스 피드백이 됩니다.
2) TDRV의 MOBILITY가 작으면 △Vcor이 작아지고, Vgs값은 커져, Ids는 커지는 마이너스 피드백이 됩니다. 즉, 보상이 됩니다.
○ DATA WRITING + MOBILITY 보상
마지막으로 실제 라이팅 하고 싶은 전압을 Vsig을 넣어서 다음 프레임에 동작할 전압을 라이팅 합니다. 이때에도 계속 ND2로 전압이 증가하는 효과가 있으므로 MOBILITY 보상은 계속 된다고 생각하면 됩니다.
○ 그리고 발광
그리고 결국 Tsig이 끊기면서 ND1과 ND2에 저장된 전압에 따라서 Ids가 결정되어 발광합니다.
본 발명은 N TYPE의 보상방식의 거의 BIBLE이라 생각될정도로 잘 정리가 되었고 그 동작이 명확하여 AMOLED의 보상회로를 공부하시려는 분들에게 아주 도움이 많이 되는 특허입니다.
굳이 POWER를 흔들지 않아도 되는 장점.
CAP을 하나로 구성하여 간단한 장점.
CAP이 short 불량 발생해도 자동 암점화 되는 장점.
CEL이 여전히 데이터 라이팅에 관여 하는 장단점.
본 블로그의 내용이 특허의 모든 내용을 담지는 못하였으나, 큰 흐름만 파악하시고 자세한 사항은 아래의 LINK를 통해서 SONY가 공개한 특허의 원문을 잘 파악하시면 되겠습니다.
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