OLED 보상회로 - 6T1C 7T1C Voltage Programming (2)

이번 글은 지난 시간 글과 이어지는 내용입니다. 지난 글을 먼저 읽고 읽으시면 좋을 것 같습니다.

2023.02.01 - [Display Panel/OLED] - OLED 보상회로 - 6T1C 7T1C Voltage Programming (1)

OLED 보상회로 - 6T1C 7T1C Voltage Programming (1)

이번 시간에는 Voltage Programming이 어떻게 이루어지는지 알아보겠습니다. Voltage Programming은 총 세 단계에 걸쳐 진행됩니다. 순서는 아래와 같습니다.

1. Reset Period
2. Programming Period
3. Light Emission Period


1. Reset Period
먼저 첫 번째인 Reset Period부터 살펴보겠습니다.

이전 시간에 언급했던 것처럼 모든 트랜지스터는 PMOS로 구성되어 있습니다. 이 말은 신호가 0이 될 때 gate가 turn on 되는 것이고 신호가 1이 될 때는 gate가 turn off 되는 것입니다.

Figure 1. Reset Period

가장 먼저 scan(n-1) 신호가 Low가 되는데 이 때, TR_1과 TR_bypass가 동작하게 됩니다. TR_1이 켜짐으로써 C_ST(Storage Capacitor, V_G를 저장하는 역할)와 C_OLED(OLED Capacitor, V_OLED를 저장하는 역할)의 전하를 전부 제거하는 단계입니다.이에 따라 V_G = V_int (INITIAL)로 초기값이 설정됩니다.

Equation 1

2. Programming Period

Figure 2. Programming Period

두 번째 단계는 Programming Period 입니다. 말 그대로 뭔가를 Programming하는데 그 대상이 무엇이냐? 바로 V_G를 Programming 하는 것입니다.

scan(n-1) 신호가 High가 되고 이번에는 scan(n)신호가 Low가 되면 TR_S와 TR_TH가 turn on이 됩니다. 이에 따라 입력되는 Data 신호는 TR_S → TR_D → TR_TH를 지나게 되는데 이 때, Initial 전압이 V_data보다 낮게 설정되어 있어 이 순간에도 TR_D는 turn on이 되어있는 상태입니다.

그리고 V_G = V_data + V_TH를 만족할 때까지 V_G가 Storage Capacitor에 점차 쌓이게 되고 V_G = V_data + V_TH 까지 상승하게 되면 TR_D는 꺼지게 됩니다.

이 때, TR_D의 Gate는 자기 자신의 Drain과 연결되어 전류를 한 쪽 방향으로 흘리는 역할을 하게 되고, 이를 Diode Connection 되었다고 합니다.

Equation 2

3. Emission Period

Figure 3. Emission Period

마지막으로 TR_D의 Gate 전압은 V_data + V_TH로 유지되는 동시에 scan(n)이 High가 되고 Emission(n) 신호가 Low가 되면 TR_SUS와 TR_EM이 turn on이 되며 OLED Front-plane 단으로 전류가 흐르게 됩니다.

이 때, TR_D의 Gate - Source 사이 전압(V_GS)은 V_data + V_TH - ELVDD 이고, TR_D에 흐르는 전류는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

Equation 3

이게 바로 OLED 구동 전류가 되는 것인데 식에서 V_TH가 사라진 것을 알 수 있습니다. 이 말의 의미는 공정이나 온도 등 여러가지 변수에 의해 나타날 수 있는 트랜지스터의 특성이 상관 없어진다는 것입니다.

사실 트랜지스터의 특성을 보상하지 않고 사용한다고 하면 2개의 트랜지스터 (TR_S, TR_D)만 있으면 되지만 보상회로를 사용함으로써 V_TH의 불균일성에 영향을 받지 않고, OLED 구동 전류를 Control 하는 것입니다.

오늘은 여기까지로 하고 다음 시간에는 첫 번째 시간에 냈던 퀴즈를 해설해보도록 하겠습니다.

감사합니다.

Vamos!