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KR100469871B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR100469871B1
KR100469871B1 KR10-2002-0080627A KR20020080627A KR100469871B1 KR 100469871 B1 KR100469871 B1 KR 100469871B1 KR 20020080627 A KR20020080627 A KR 20020080627A KR 100469871 B1 KR100469871 B1 KR 100469871B1
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Abstract

본 발명은, 높은 휘도 데이터가 설정되어 있는 광학 소자를 낮은 휘도 데이터로 재기입할 때 보이는 잔상 현상을 해소하기 위한 것이다. 제n행의 화소에 새로운 휘도 데이터를 기입하는 것에 앞서서, 제n-1행의 화소에 휘도 데이터를 기입하기 위해서 제n-1 주사선 SLn-1이 하이가 되면, 제n행의 화소의 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4가 온이 된다. 이에 따라 구동용 트랜지스터 Tr2는 오프의 상태가 되고, 이 화소에의 전류 공급이 차단되어 유기 발광 다이오드 OLED는 소등한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액티브 매트릭스형 표시 장치의 표시 품위를 개선하는 기술에 관한 것이다.
노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대 단말의 보급이 급격히 진행되고 있다. 현재, 이들의 표시 장치에 주로 사용되어 있는 것이 액정 디스플레이이고, 차세대 평면 표시 패널로서 기대되고 있는 것이 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이이다. 이들 디스플레이의 표시 방법으로서 중심에 위치하는 것이 액티브 매트릭스 구동 방식이다. 이 방식을 이용한 디스플레이는 액티브 매트릭스형 디스플레이라고 불리고, 화소는 종횡으로 다수 배치되어 매트릭스 형상을 이루고, 각 화소에는 스위칭 소자가 배치된다. 영상 데이터는 스위칭 소자에 의해서 화소마다 순차 기입된다.
유기 EL 디스플레이의 실용화 설계는 초창기에 있고, 여러가지 화소 회로가제안되어 있다. 이와 같은 회로의 일례로서, 특개 2001-60076호 공보에 개시되어 있는 화소 회로에 대하여 도 5를 기초로 간단히 설명한다.
이 회로는 3개의 n 채널 트랜지스터인 트랜지스터 Tr11, Tr12, Tr13과, 광학 소자인 유기 발광 다이오드 OLED와, 유지 용량 SC11과, 주사선 SL과, 전원 공급선 Vdd와, 휘도 데이터를 입력하는 데이터선 DL과, 정지 제어선 ZL을 구비한다.
이 회로의 동작은 유기 발광 다이오드 OLED의 휘도 데이터의 기입을 위해, 주사선 SL이 하이가 되어, 트랜지스터 Tr11이 온이 되며, 데이터선 DL에 입력된 휘도 데이터가 트랜지스터 Tr12 및 유지 용량 SC11로 설정된다. 발광의 타이밍이 되고 주사선 SL이 로우가 되는 것으로 트랜지스터 Tr11이 오프가 되어, 트랜지스터 Tr12의 게이트 전압은 유지되어 설정된 휘도 데이터로 발광한다.
계속해서, 다음의 주사 타이밍에서 주사선 SL이 하이로 되는 데에 앞서서, 소정의 타이밍에서 정지 제어선 ZL을 하이로 함으로써 트랜지스터 Tr13이 온이 되고, 트랜지스터 Tr12에 설정되어 있던 휘도 데이터가 소거된다. 이것에 의해서, 유기 발광 다이오드 OLED의 표시 휘도가 조정 가능해진다.
광학 소자의 휘도 데이터가 큰 경우, 휘도 데이터의 재기입 시에, 낮은 휘도 데이터를 설정하려고 해도, 전의 큰 휘도 데이터에 대응하는 전하가 광학 소자로부터 방전되지 않고서 남아 있어, 정확한 휘도 데이터의 설정을 할 수 없고 잔상 현상이 보이는 경우가 있다. 특히, 움직임이 빠른 동화상을 표시할 때에 화상이 불명확하게 될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 상황에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 상술한 잔상 현상을 저감하는 새로운 회로를 제안하는 것이다.
도 1은 실시 형태에 따른 표시 장치의 1 화소의 회로 구성을 도시한 도면.
도 2는 실시 형태에 따른 표시 장치의 3 화소분의 회로 구성을 도시한 도면.
도 3은 실시 형태에 따른 표시 장치에서의 주사 신호의 타이밍차트를 도시한 도면.
도 4는 실시 형태에 따른 표시 장치의 변형예의 일 화소의 회로 구성을 도시한 도면.
도 5는 종래 기술에서의 표시 장치의 일 화소의 회로 구성을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
DL : 데이터선
Vdd : 전원 공급선
OLED : 유기 발광 다이오드
SC : 유지 용량
SLn-1: 제n-1 주사선
SLn: 제n 주사선
SLn+1: 제n+1 주사선
SLn+2: 제n+2 주사선
Tr1 : 데이터 기입용 트랜지스터
Tr2 : 구동용 트랜지스터
Tr3 : 바이패스 트랜지스터
Tr4 : 초기화 트랜지스터
본 발명의 하나의 형태는, 표시 장치에 관한 것이다. 이 장치는 광학 소자와, 그 광학 소자에 흐르는 전류의 경로 상에 배치되며, 휘도 데이터에 따라 그 전류를 제어함으로써 상기 광학 소자에 원하는 전류를 흘리는 구동 소자와, 휘도 데이터와는 무관하게 구동 소자를 제어함으로써 광학 소자에 흐르는 전류를 차단시키는 회로와, 광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전하는 회로를 갖는다.
여기서, 광학 소자로서, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 상정할 수 있지만 이것에 한하는 취지는 아니다. 또한, 구동 소자는, 예를 들면 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터나 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 상정될 수 있지만, 이것에 한하는 취지는 아니다. 「휘도 데이터」는 구동 소자에 설정되는 휘도 정보에 관한 데이터로, 광학 소자가 내는 광 강도와는 구별한다. 휘도 데이터는 구동 소자에 설정되지만, 본 명세서에서는 그 동작을 「화소에 휘도 데이터를 기입한다」라고도 한다.
광학 소자, 구동 소자의 순 또는 구동 소자, 광학 소자의 순으로 이들 2개의 소자가 광학 소자에 전류를 공급하는 전원 전압 등의 고정 전위로부터 직렬로 접속된다. 예를 들면 구동 소자를 상술한 바와 같은 트랜지스터로 하는 경우, 그 게이트 전극에 전압의 형태로 휘도 데이터가 설정되기 때문에, 이 트랜지스터의 게이트 전극을 스위칭 소자를 포함하는 경로에서 접지 전위에 연결하여, 이 스위칭 소자를온 상태로 하여 게이트 전위를 접지 전위와 동 전위로 하는 것으로, 구동 소자인 트랜지스터는 오프가 된다. 이 때 구동 소자는 광학 소자와 직렬로 접속되어 있기 때문에, 광학 소자에의 전류 공급은 차단된다. 여기서, 스위칭 소자는, 예를 들면 트랜지스터를 상정할 수 있지만 이에 한하지 않고 온 오프 작동하는 소자이면 된다.
「광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전하는 회로」란, 예를 들면 광학 소자에 병렬로 스위칭 소자를 구비하는 바이패스 경로가 상정할 수 있고, 이 스위칭 소자를 온으로 함으로써 광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전한다.
해당 장치는 차단시키는 회로와 방전하는 회로를 동일한 신호에 의해서 활성화해도 된다. 또한, 휘도 데이터는 주사 신호에 의해서 구동 소자에 설정되는 것이고, 그 동일한 신호는 해당 광학 소자의 직전에 휘도 데이터가 설정되는 광학 소자에 대한 주사 신호를 이용해도 된다. 「주사 신호」는 스위칭 소자의 온 오프를 제어하기 위한 신호로, 그 신호선은 화소 라인마다 개별로 설치된다. 즉 차단시키는 회로와 방전하는 회로를 직전의 화소 라인에 설치된 주사 신호를 이용하는 것으로, 별도로 이들 회로를 제어하는 신호선을 준비할 필요가 없다.
본 발명의 다른 형태도 표시 장치에 관한 것이다. 이 장치는 광학 소자와, 그 광학 소자에 흐르는 전류의 경로 상에 배치되며, 휘도 데이터에 따라서 그 전류를 제어함으로써 광학 소자에 원하는 전류를 흘리는 구동용 트랜지스터와, 휘도 데이터와는 무관하게 구동용 트랜지스터의 제어 전압을 제어함으로써 광학 소자에 흐르는 전류를 차단시키는 초기화 트랜지스터와, 광학 소자의 양단에 축적된 전하를방전하는 바이패스 트랜지스터를 갖고, 초기화 트랜지스터와 바이패스 트랜지스터를 일 주사 기간 전에 휘도 데이터가 설정되는 광학 소자에 대한 주사 신호에 의해서 활성화한다.
본 발명의 또 다른 형태도 표시 장치에 관한 것이다. 이 장치는 광학 소자와, 설정된 휘도 데이터에 따라서 광학 소자를 구동하는 구동 소자와, 휘도 데이터와는 무관계한 더미 데이터를 구동 소자에 설정하는 초기화 회로와, 광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전하는 회로를 갖는다. 또한, 더미 데이터는 광학 소자를 저 구동 상태로 두는 데이터라도 된다.
본래의 휘도 데이터가 구동 소자에 설정되기 전에 일시적으로 더미 데이터를 설정한다. 예를 들면, 이 더미 데이터로서 광학 소자가 오프가 되는 값이 설정된다.
또, 이상의 구성 요소의 임의의 조합이나 재조합 또한 본 발명의 형태로서 유효하다.
<발명의 실시 형태>
이하의 실시 형태에서는, 표시 장치로서 액티브 매트릭스형 유기 EL 디스플레이, 광학 소자로서 유기 발광 다이오드를 상정한다. 실시 형태에서는, 상술한 잔상 현상을 저감하는 새로운 회로를 제안한다. 이를 위해, 광학 소자의 애노드로부터 접지 전위까지 병렬로 스위칭 소자를 포함하는 바이패스를 설치하고, 또한 구동용 트랜지스터의 게이트 전극과 접지 전위의 사이에도 스위칭 소자를 설치한다. 이들 스위칭 소자를 직전의 화소 라인의 주사 신호를 이용하여, 동시에 온 오프함으로써 구동용 트랜지스터에 설정된 휘도 데이터를 초기화함과 함께 광학 소자에 흐르는 전류를 차단하고, 또한 광학 소자에 축적된 전하를 방전하여 광학 소자를 소등한다.
도 1은 실시 형태에 따른 표시 장치의, 어떤 화소 열의 제n행의 화소의 회로를 도시한다. 도 2는 특히 동일 열의 제n, 제n+1, 제n+2 행의 3 화소를 도시한 것이며 일부 부호를 생략하고 있다. 이 일 화소는 광학 소자인 유기 발광 다이오드 OLED와, 데이터 기입용 트랜지스터 Tr1과, 바이패스 트랜지스터 Tr3과, 초기화 트랜지스터 Tr4와, 유기 발광 다이오드 OLED의 구동 소자로서 기능하는 구동용 트랜지스터 Tr2와, 유지 용량 SC를 구비한다.
데이터 기입용 트랜지스터 Tr1은 스위칭 소자로서 기능하며 휘도 데이터를 기입하기 위한 주사 신호가 활성화된 때에 온이 되어, 구동용 트랜지스터 Tr2에 휘도 데이터를 유도한다. 바이패스 트랜지스터 Tr3도 스위칭 소자로서 기능하며 유기 발광 다이오드 OLED와 병렬로 접속되어, 유기 발광 다이오드 OLED에 축적된 전하를 방전한다. 초기화 트랜지스터 Tr4도 스위칭 소자로서 기능하며 구동용 트랜지스터 Tr2에 설정되어 있는 휘도 데이터를 초기화하여 유기 발광 다이오드 OLED에 공급하는 전류를 차단한다.
전원 공급선 Vdd는 유기 발광 다이오드 OLED를 발광시키기 위한 전류를 공급한다. 데이터선 DL은 구동용 트랜지스터 Tr2에 설정해야 할 휘도 데이터의 신호를 흘린다. 제n-1 주사선 SLn-1내지 제n+2 주사선 SLn+2는 각각 제n-1 내지 제n+2 행의화소가 구비하는 유기 발광 다이오드 OLED를 발광시키는 타이밍에서 활성화시키는 주사 신호를 각 화소에 흘린다. 데이터 기입용 트랜지스터 Tr1, 구동용 트랜지스터 Tr2, 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4는 전부 n 채널 트랜지스터이다.
데이터 기입용 트랜지스터 Tr1의 게이트 전극은 제n 주사선 SLn에 접속되고, 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4의 게이트 전극은 제n-1 행의 화소(도시하지 않음)의 제n-1 주사선 SLn-1에 접속된다. 데이터 기입용 트랜지스터 Tr1의 드레인 전극은 데이터선 DL에 접속된다. 데이터 기입용 트랜지스터 Trl의 소스 전극과, 초기화 트랜지스터 Tr4의 드레인 전극과, 유지 용량 SC의 한쪽의 전극은 구동용 트랜지스터 Tr2의 게이트 전극에 접속된다. 구동용 트랜지스터 Tr2의 드레인 전극은 전원 공급선 Vdd에 접속된다. 구동용 트랜지스터 Tr2의 소스 전극과, 유기 발광 다이오드 OLED의 애노드와, 유지 용량 SC의 다른 한쪽의 전극은 바이패스 트랜지스터 Tr3의 드레인 전극에 접속된다. 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4의 소스 전극과 유기 발광 다이오드 OLED의 캐소드는 각각 접지 전위에 접속된다. 따라서, 구동용 트랜지스터 Tr2, 유기 발광 다이오드 OLED는 이 순으로 전원 공급선 Vdd와 접지 전위의 사이에 직렬로 접속된다.
이 회로에 의한 동작을 다시 도 3의 타이밍차트를 포함해서 설명한다. 휘도 데이터 기입 기간이 되어 제n행의 화소에 휘도 데이터를 기입하기 위해서, 제n 주사선 SLn이 하이가 되면 데이터 기입용 트랜지스터 Tr1이 온이 되어, 구동용 트랜지스터 Tr2의 게이트 전극과 유지 용량 SC에 휘도 데이터에 대응한 전위가 설정된다.
계속해서, 유기 발광 다이오드 OLED의 발광 기간이 되면 제n 주사선 SLn이 로우가 되기 때문에, 데이터 기입용 트랜지스터 Tr1이 오프가 된다. 이 때 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4도 오프이기 때문에, 구동용 트랜지스터 Tr2 및 유지 용량 SC에 설정된 휘도 데이터에 따른 전류가 전원 공급선 Vdd로부터 유기 발광 다이오드 OLED로 흐른다.
다음에, 제n행의 화소에 새로운 휘도 데이터를 기입하는 것에 앞서서, 제n-1 행의 화소에 휘도 데이터를 기입하기 위해서 제n-1 주사선 SLn-1이 하이가 되면, 제n행의 화소의 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4가 온이 된다. 초기화 트랜지스터 Tr4의 온에 의해 구동용 트랜지스터 Tr2의 게이트 전극의 전하가 접지 전위로 방전되어 구동용 트랜지스터 Tr2는 오프의 상태가 되어, 이 화소에의 전류 공급이 차단된다. 동시에 바이패스 트랜지스터 Tr3의 온에 의해 유기 발광 다이오드 OLED의 애노드의 전하도 접지 전위로 방전된다. 따라서, 구동용 트랜지스터 Tr2에 설정되어 있던 휘도 데이터가 초기화되고, 또한 유기 발광 다이오드 OLED는 소등한다. 이 기간을 유기 발광 다이오드 OLED의 소등 기간이라고 부른다. 즉, 이 소등 기간에, 유기 발광 다이오드 OLED를 소등하기 위한 더미 데이터가 일시적으로 구동용 트랜지스터 Tr2에 설정된다.
따라서, 화소의 1 프레임은, 휘도 데이터 기입 기간, 발광 기간, 소등 기간의 3 기간으로 이루어진다. 따라서, 제n행의 화소의 휘도 데이터 기입 기간은,제n+1 행의 화소의 소등 기간에 대응한다.
실시 형태에 의하면, 휘도 데이터의 기입에 앞서서 유기 발광 다이오드 OLED의 양단에 발생한 전하가 방전되어, 유기 발광 다이오드 OLED의 구동용 트랜지스터인 구동용 트랜지스터 Tr2에 설정되어 있던 휘도 데이터가 초기화되기 때문에, 높은 휘도 데이터로부터 낮은 휘도 데이터로 재기입할 때에 보이는 잔상 현상을 해소할 수 있다. 또한, 종래 기술에 있어서는, 도 5에 도시한 바와 같이 트랜지스터 Tr12에 설정되어 있는 휘도 데이터를 소거하기 위해서, 정지 제어선 ZL을 별도로 설치하고 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 구동용 트랜지스터 Tr2에 대한 더미 데이터의 설정에, 하나 전의 화소에서의 주사 신호를 이용하고 있는 점에서 다르며, 회로 구성을 간소화할 수 있는 이점이 있다. 또한 정지 제어선 ZL이 없기 때문에, 당연히 그 제어 회로도 불필요해지며 스페이스를 절약할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시 형태를 기초로 설명하였다. 이 실시 형태는 예시로, 이들 각 구성 요소의 조합에 여러가지의 변형예가 가능한 것, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위인 것을 당업자에게 이해될 수 있는 것이다. 이러한 변형예를 설명한다.
실시 형태에서는, 구동용 트랜지스터인 구동용 트랜지스터 Tr2는 유기 발광 다이오드 OLED와 전원 공급선 Vdd의 사이에 설치되었지만, 그것에 한하지 않고 도 4에 도시한 바와 같이, 유기 발광 다이오드 OLED와 구동용 트랜지스터 Tr2의 접속순을 반대로 하여, 유기 발광 다이오드 OLED가 전원 공급선 Vdd에 접속되는 구성도 가능하다. 이 때 바이패스 트랜지스터 Tr3은 유기 발광 다이오드 OLED의 양단에병렬로 접속된다. 따라서, 실시 형태에서는 바이패스 트랜지스터 Tr3이 온했을 때, 유기 발광 다이오드 OLED의 양단의 전위는 접지 전위가 되었지만, 이 경우, 유기 발광 다이오드 OLED의 양단의 전위는 전원 공급선 Vdd와 같게 된다. 회로의 동작은, 실시 형태와 동일하기 때문에 생략한다.
실시 형태에서는, 데이터 기입용 트랜지스터 Tr1, 구동용 트랜지스터 Tr2, 바이패스 트랜지스터 Tr3, 초기화 트랜지스터 Tr4는 전부 n 채널 트랜지스터이지만, 이것에 한하는 취지는 아니고, n 채널, p 채널 중 어느 하나의 형태의 트랜지스터라도 된다. 단, 이들을 제어하는 주사 신호는 각각의 형태에 따른 논리의 신호로 하면 된다.
본 발명에 따르면, 잔상 현상을 저감시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 광학 소자와,
    상기 광학 소자에 흐르는 전류의 경로 상에 배치되며, 휘도 데이터에 따라서 그 전류를 제어함으로써 상기 광학 소자에 원하는 전류를 흘리는 구동 소자와,
    상기 휘도 데이터와는 무관하게 상기 구동 소자를 제어함으로써 상기 광학 소자에 흐르는 전류를 차단시키는 회로와,
    상기 광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전하는 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단시키는 회로와 상기 방전하는 회로를 동일한 신호에 의해서 활성화하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 휘도 데이터는 주사 신호에 의해서 상기 구동 소자에 설정되는 것이며, 상기 동일한 신호는 상기 광학 소자의 직전에 휘도 데이터가 설정되는 광학 소자에 대한 주사 신호를 이용한 것인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 광학 소자와,
    상기 광학 소자에 흐르는 전류의 경로 상에 배치되며, 휘도 데이터에 따라서 그 전류를 제어함으로써 상기 광학 소자에 원하는 전류를 흘리는 구동용 트랜지스터와,
    상기 휘도 데이터와는 무관하게 상기 구동용 트랜지스터의 제어 전압을 제어함으로써 상기 광학 소자에 흐르는 전류를 차단시키는 초기화 트랜지스터와,
    상기 광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전하는 바이패스 트랜지스터
    를 포함하고,
    상기 초기화 트랜지스터와 상기 바이패스 트랜지스터를 일 주사 기간 전에 휘도 데이터가 설정되는 광학 소자에 대한 주사 신호에 의해서 활성화하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 광학 소자와,
    설정된 휘도 데이터에 따라서 상기 광학 소자를 구동하는 구동 소자와,
    상기 휘도 데이터와는 무관계한 더미 데이터를 상기 구동 소자에 설정하는 초기화 회로와,
    상기 광학 소자의 양단에 축적된 전하를 방전하는 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 더미 데이터는 상기 광학 소자를 저구동 상태로 두는 데이터인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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