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KR100639007B1 - 발광표시장치 및 발광 표시장치 구동방법 - Google Patents

발광표시장치 및 발광 표시장치 구동방법 Download PDF

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KR100639007B1
KR100639007B1 KR1020050044696A KR20050044696A KR100639007B1 KR 100639007 B1 KR100639007 B1 KR 100639007B1 KR 1020050044696 A KR1020050044696 A KR 1020050044696A KR 20050044696 A KR20050044696 A KR 20050044696A KR 100639007 B1 KR100639007 B1 KR 100639007B1
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Abstract

본 발명은 발광 표시장치 및 발광표시장치 구동방법에 관한 것으로,복수의 화소를 구비하여 화상을 표시하는 화소부, 상기 화소부에 주사신호와 발광제어신호를 전달하는 주사구동부 및 상기 화소부에 데이터전류를 전달하는 데이터구동부를 포함하며, 상기 화소는 상기 주사신호에 의해서 선택되어진 상기 데이터전류에 대응하여 발광을 수행하되, 상기 발광제어신호에 의해 한 프레임의 구간에 적어도 두번 발광하는 발광기간을 구비하여, 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조를 표현하는 발광표시장치를 제공하는 것이다.
따라서, 데이터전류의 전류량이 커짐에 따라 데이터선에 기입되는 속도를 빠르게 할 수 있으며, 한 프레임이 구간 동안 발광소자가 적어도 두 번 발광하도록 하여 발광소자가 발광하지 않는 구간이 나누어지도록 하여 발광하지 않는 구간의 길이가 짧아지게 되어 깜빡임 현상이 나타나지 않게 된다.
발광소자, 플리커, 전류구동, 유기 EL

Description

발광표시장치 및 발광 표시장치 구동방법{LIGHT EMITTING DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 종래기술에 의한 전류구동형 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 1 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 주사구동부의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 2의 발광표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 2의 발광표시장치에서 채용된 다른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 2 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 7은 본 발명에 따른 주사구동부의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 8은 도 6의 발광 표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다.
도 9는 도 6의 발광 표시장치에서 채용된 다른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 3 실시예의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 11은 발광표시장치에 깜빡임을 육안으로 관찰한 결과를 도시한 그래프를 나타낸다.
***도면의 주요부분에 대한 부호설명***
100: 화소부 110: 화소
200: 데이터 구동부 300: 주사 구동부
OLED: 발광소자
본 발명은 발광 표시장치 및 발광표시장치 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 전류구동형화소회로를 포함하는 발광 표시장치에서 듀티비를 이용하여 발광소자에 전류를 공급함과 동시에 깜빡임 현상이 나타나지 않도록 하는 발광 표시장치 및 발광표시장치 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기 발광 소자(Organic Light emitting Device: 이하 발광소자 라 한다)를 이용한 유기 발광 표시장치 등이 있다.
평판표시장치 중 발광소자는 애노드 전극, 캐소드 전극 및 이들 사이에 위치하여 전자와 정공의 결합에 의하여 발광하는 발광층을 포함하고 발광층 내에서 전자와 정공의 재결합으로 인해 발광시키는 자발광소자로서, 액정 표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 발광소자에 비하여 음극선관과 같은 빠른 응답속도를 가지는 장점을 갖고 있다.
도 1은 종래기술에 의한 전류구동형 화소를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하면, 화소는 발광소자(OLED) 및 화소회로를 포함하며, 화소회로는 제 1 트랜지스터(T1) 내지 제 4 트랜지스터(T4) 및 캐패시터(C1)를 포함한다. 그리고, 제 1 트랜지스터(T1) 내지 제 4 트랜지스터(T4)는 각각 게이트, 소스 및 드레인을 가지며 캐패시터(C1)는 제 1 전극과 제 2 전극을 가진다.
제 1 트랜지스터(T1)의 전류량은 제 2 트랜지스터(T2)를 통해 인가되는 데이터 전류에 의해 제어되도록 되어있다. 이때 인가된 데이터전류는 제 1 트랜지스터(T1)의 소스와 게이트 사이에 연결되어 있는 캐패시터(C1)에 의해서 일정기간 유지되게 된다.
제 2 및 제 3 트랜지스터(T2, T3)의 게이트에는 주사선(Sn)이 연결되어 있고, 제 2 트랜지스터(T2)의 소스 측에는 데이터선(Dm)이 연결되어 있으며. 제 3 트랜지스터(T3)는 소스와 드레인이 제 1 트랜지스터(T1)의 드레인과 게이트에 연결된다. 또한, 제 4 트랜지스터(T4)는 소스는 제 1 전원(ELVdd)이 연결되고 드레인은 제 1 트랜지스터(T1)의 소스에 연결되며 게이트에는 발광제어선(En)이 연결된다.
이와 같은 구조의 화소의 동작을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 제 2 및 제 3 트랜지스터(T2, T3)의 게이트에 인가되는 주사신호(sn)가 로우(low)가 되어 제 2 및 제 3 트랜지스터(T2, T3)가 온 되면, 제 1 트랜지스터(T1)는 다이오드 연결상태가 되고 데이터 전류(Idata) 값에 해당되는 전압이 캐패시터(C1)에 저장되 게 된다.
주사신호(sn)가 하이(high)가 되어 제 2 및 제 3 트랜지스터(T2, T3)가 오프(off)되고, 발광제어신호(En)가 로우(low)로 되어 제 4 트랜지스터(T4)가 온 되면, 전원이 공급되고 제 1 트랜지스터(T1)로부터 캐패시터(C1)에 저장된 전압값에 대응하는 전류가 발광소자(OLED)로 흘러 발광이 이루어진다. 이때 발광소자(OLED)에 흐르는 전류는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112005027922078-pat00001
여기서, Idata는 데이터 전류, Vgs는 제 1 트랜지스터(T1)의 소스와 게이트 사이의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(T1)의 문턱전압, IOLED는 발광소자(OLED)에 흐르는 전류, β는 제 1 트랜지스터(T1)의 이득계수(gain factor)를 나타낸다.
상기 수학식 1에서 나타낸 바와 같이 발광소자에 흐르는 전류(IOLED)는 제 1 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth) 및 이동도(mobility)가 불균일하더라도 데이터 전류(Idata)와 동일하므로 데이터 구동부의 기입 전류원이 패널 전체를 통해 균일하다고 하면 균일한 디스플레이 특성을 얻을 수 있게 된다.
상기와 같은 전류기입 방식의 화소회로에서는 미세 전류를 컨트롤 해야 하기 때문에 데이터전류를 충전하는데 많은 시간이 필요하다는 문제점이 있다. 예를 들어, 데이터선 부하 커패시턴스가 30pF이라 가정할 경우 수십nA에서 수백 nA수준인 전류로 데이터선의 부하를 충전하려면 수msec의 시간이 필요하다.
이는 수십 ㎲수준인 라인시간(line time)을 고려 해볼 때 충전시간이 충분하지 못하며, 특히 낮은 휘도를 표현하는 경우 전류 값이 작아 충전시간이 더욱 많이 필요로 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 데이터전류를 크게 하여 데이터선에 데이터전류가 충전되는 속도를 줄일 수 있도록 하며 한 프레임 구간에서 발광소자가 발광하지 않는 구간을 분할하여 깜빡임 현상이 발생하지 않도록 하는 발광 표시장치 및 발광표시장치 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 복수의 화소를 구비하여 화상을 표시하는 화소부, 상기 화소부에 주사신호와 발광제어신호를 전달하는 주사구동부 및 상기 화소부에 데이터전류를 전달하는 데이터구동부를 포함하며, 상기 화소는 상기 주사신호에 의해서 선택되어진 상기 데이터전류에 대응하여 발광을 수행하되, 상기 발광제어신호에 의해 한 프레임의 구간에 적어도 두번 발광하는 발광기간을 구비하여, 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조를 표현하는 발광표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 측면은, 복수의 화소를 구비하여 화상을 표시하는 화소부; 상기 화소부에 주사신호, 부스팅신호 발광제어신호를 전달하는 주사구동부; 및 상기 화소부에 데이터전류를 전달하는 데이터구동부를 포함하며, 상기 화소는 상기 주사신호에 의해서 선택되어진 상기 데이터전류에 대응하여 발광을 수행하되, 상기 발광제어신호에 의해 한 프레임의 구간에 적어도 두번 발광하는 발광기간을 구비하여, 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조를 표현하는 발광표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 측면은, 구동전류에 의해 발광하는 화소를 포함하는 발광표시장치 구동방법에 있어서, 데이터전류를 상기 화소에 전달하여 상기 데이터전류에 의해 상기 구동전류를 생성하는 단계 및 한프레임의 구간 동안 상기 구동전류를 적어도 두번 발광소자에 전달하여 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조로 표현하는 단계를 포함하는 발광표시장치 구동방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 1 실시예를 나타내는 구조도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 발광 표시장치는 화상을 표현하는 화소부(100), 데이터전류를 전달하는 데이터구동부(200), 주사신호를 전달하는 주사구동부(300)를 포함한다.
화소부(100)는 발광소자와 화소회로로 이루어지는 복수의 화소(110), 행방향으로 배열된 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn), 열방향으로 배열된 복수의 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm), 행방향으로 배열된 복수의 발광제어선(E1,E2,...En-1,En) 및 화소전원을 공급하는 복수의 제 1 전원선(Vdd)을 포함한다.
그리고, 화소부(100)는 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)에서 전달되는 주사신호에 의해 데이터전류가 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)을 통해 화소(110)에 전달되어 화소(110)에서 데이터전류에 대응되는 구동전류를 생성하며 발광제어선(E1,E2,...En-1,En)을 통해 전달되는 발광제어신호에 구동전류가 화소에 흐르도록 하여 화소(110)가 발광하도록 한다.
데이터구동부(200)는 복수의 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)과 연결되어 복수의 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)을 통해 화소에 데이터 전류를 전달하여 데이터전류에 의해 화소(110)에서 구동전류를 생성하도록 한다. 또한, 데이터전류의 전류량을 구동전류의 전류량보다 크게 하여 큰 전류를 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)에 전달하여 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)이 빠르게 충전되도록 하여 데이터기입속도를 빠르게 구현할 수 있다.
주사 구동부(300)는 화소부(100)의 측면에 구성되며, 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)과 복수의 발광제어선(E1,E2,...En-1,En)에 연결되어 주사신호와 발광제어신호가 화소(110)에 전달하도록 한다.
주사신호에 의해 데이터전류가 정해진 화소(110)에 전달되도록 하며 화소(110)발광제어신호에 의해 화소(110)에서 생성된 구동전류에 의해 정해진 시간동안 발광하도록 한다. 따라서, 화소(110)가 한 프레임의 구간동안 발광하는 구간과 발광하지 않는 구간으로 구분하여 한 프레임의 구간동안 발광표시장치의 휘도가 낮게 표현되도록 한다.
상기와 같이 한 프레임에서 화소(110)가 한번 발광하도록 한 경우에는 발광하지 않는 구간을 사용자가 인식하게 되어 깜빡임 현상이 나타나게 될 우려가 있다.
따라서, 발광제어신호에 의해 화소(110)가 한 프레임의 구간 동안 복수 번 발광을 하도록 하여 한 프레임이 구간 동안 화소(110)가 발광하지 않는 구간을 분할하여 발광하지 않는 구간이 한 프레임의 구간 내에서 짧게 여러 번 나타나도록 하여 사용자가 발광하지 않는 구간을 인식하지 못하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 주사구동부의 동작을 나타내는 파형도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 주사구동부(300)는 주사신호를 발생하는 주사신호발생부와 발광제어신호를 발생하는 발광제어신호발생부로 구분된다. 제 1 스타트 펄스(1SP), 제 2 스타트 펄스(2SP) 및 클럭(CLK) 등을 입력받아 주사신호와 발광제어신호를 생성하여 화소부(100)에 전달한다.
주사신호발생부는 시프트 레지스터로 구현되며 제 1 스타트 펄스(1SP)가 입력되어 제 1 스타트 펄스(1SP)를 시프트한 제 1 주사시프트신호(1SR)를 출력하고 제 1 주사시프트신호(1SR)를 이용하여 제 2 주사시프트신호(2SR)를 출력하며 제 2 주사시프트신호(2SR)를 이용하여 제 3 주사시프트신호(3SR)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 주사시프트신호를 출력하며 n 개의 주사시프트신호는 순차적으로 발생하게 된다. 그리고, 제 1 스타트 펄스((1SP))와 제 1 주사시프트신호(1SR)를 연산하여 첫번째 주사신호(s1)을 생성하고 제 1 주사시프트신호(1SR)와 제 2 주사시프트신호(2SR)를 연산하여 두번째 주사신호(s2)를 출력하며 제 2 주사시프트신호(2SR)와 제 3 주사시프트신호(3SR)를 연산하여 세번째 주사신호(s3)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 주사신호를 발생하며 각 주사시프트신호가 순차적으로 발생하기 때문에 n 개의 주사신호는 순차적으로 발생하게 된다.
발광제어신호발생부 역시 시프트 레지스터로 구현되며 제 2 스타트 펄스(2SP)가 입력되어 제 2 스타트 펄스(2SP)를 시프트한 제 1 발광제어시프트신호(1ER)를 출력하고 제 1 발광제어시프트신호(1ER)를 이용하여 제 2 발광제어시프트신호(2ER)를 출력하며 제 2 발광제어시프트신호(2ER)를 이용하여 제 3 발광제어시프트신호(3ER)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 발광제어시프트신호를 출력하며 n 개의 발광제어시프트신호는 순차적으로 발생하게 된다. 그리고, 제 2 스타트 펄스(2SP)와 제 1 발광제어시프트신호(1ER)를 연산하여 첫번째 발광신호(e1)을 생성하고 제 1 발광제어시프트신호(1ER)와 제 2 발광제어시프트신호(2ER)를 연산하여 두번째 발광제어신호(e2)를 출력하며 제 2 발광제어시프트신호(2ER)와 제 3 발광제어시프트신호(3ER)를 연산하여 세번째 발광제어신호(e3)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 발광신호를 발생하며 각 발광제어시프트신호가 순차적으로 발생하기 때문에 n 개의 발광제어신호는 순차적으로 발생하게 된다.
그리고, 제 2 스타트 펄스(2SP)는 각각 두 개의 펄스로 구현하여 제 1 발광제어시프트신호(1ER)가 두 개의 펄스로 구현되도록 하며, 시프트레지스터의 동작에 따라 각 발광제어시프트신호는 두 개의 펄스로 구현되도록 한다. 특히, 제 2 스타트펄스(2SP)를 더 많은 수의 펄스로 구현하는 것도 가능하며, 이에 따라 발광제어 신호는 두 개 이상의 펄스를 포함하도록 한다.
이때, 발광제어신호에서 펄스가 발생한 구간에서는 구동전류가 화소(110)에 전달되어 발광하고 펄스가 발생하지 않은 구간에서는 구동전류가 화소(110)에 전달되지 않아 발광하지 않게 된다. 따라서, 한 프레임의 구간에서 화소(110)가 발광하는 구간과 화소(110)가 발광하지 않는 구간이 교대로 나타나게 되어 화소(110)가 발광하지 않는 구간이 짧게 나타나게 되어 사용자가 화소(110)가 발광하지 않는 구간을 인식하지 못하게 되어 깜빡임 현상이 나타나지 않게 된다.
도 4는 도 2의 발광표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 화소는 발광소자(OLED)와 화소회로를 포함하며, 화소회로는 제 1 내지 제 4 트랜지스터(M1 내지 M4)와 캐패시터(C1)를 포함한다. 그리고 제 1 내지 제 4 트랜지스터(M1 내지 M4)는 소스, 드레인 및 게이트를 구비하고 캐패시터(C1)는 제 1 전극과 제 2 전극을 구비한다.
제 1 내지 제 4 트랜지스터(M1 내지 M4)는 P 모스(MOS) 트랜지스터로 구현되며, 각 트랜지스터의 소스와 드레인은 물리적으로 차이가 없어 제 1 전극 및 제 2 전극으로 칭할 수 있다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스는 화소전원에 연결되고 드레인은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트는 제 2 노드(B)에 연결되어 제 2 노드(B)의 전압에 따라 소스에서 드레인 방향으로 구동전류가 흐르도록 한다.
제 2 트랜지스터(M2)는 소스는 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인은 제 2 노드 (B)에 연결되며 게이트는 주사선(Sn)에 연결되어 주사선(Sn)을 통해 전달되는 주사신호에 의해 제 2 노드(B)에 데이터전류를 전달한다.
제 3 트랜지스터(M3)는 소스는 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트는 주사선(Sn)에 연결되어 주사선(Sn)을 통해 전달되는 주사신호에 의해 데이터전류를 제 1 노드(A)에 전달한다.
이때, 제 2 트랜지스터(M2)와 제 3 트랜지스터(M3)는 주사신호에 의해 동일한 상태를 유지하게되며 제 2 트랜지스터(M2)와 제 3 트랜지스터(M3)가 온 상태가 되면 데이터전류에 의해 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인과 소스가 동일한 전압을 갖게 되어 제 1 트랜지스터(M1)가 다이오드 연결을 하게 된다.
제 4 트랜지스터(M4)는 소스는 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인은 발광소자(OLED)에 연결되며 게이트는 발광제어선(En)에 연결되어 발광제어선(En)을 통해 전달되는 발광제어신호에 의해 제 1 트랜지스터(M1)에 의해 흐르는 구동전류를 발광소자(OLED)로 흐르도록 한다. 이때, 제 4 트랜지스터(M4)를 제어하는 발광제어신호에 의해 제 4 트랜지스터(M4)는 스위칭동작을 반복하여 발광소자(OLED)가 발광하는 시간을 조절한다.
도 3과 결부하여 화소의 동작을 설명하면, 화소는 주사신호(sn), 데이터전류 및 발광제어선(en)에 의해 동작한다.
주사신호(sn)가 로우신호가 되면, 제 2 트랜지스터(M2)와 제 3 트랜지스터(M3)가 온상태가 되어 제 1 트랜지스터(M1)가 다이오드 연결되어 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에서 드레인방향으로 데이터전류에 대응되는 구동전류가 흐르게 된다. 이때 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 소스 간의 전압은 수학식 2를 통해 알 수 있게 된다.
Figure 112005027922078-pat00002
Figure 112005027922078-pat00003
여기서, Idata는 인가된 데이터전류, Vgs는 제 1 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트 사이의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압, β는 제 1 트랜지스터(M1)의 이득계수를 나타낸다.
그리고, 주사신호(sn)가 하이 상태가 되고 제 2 트랜지스터(M2)와 제 3 트랜지스터(M3)가 오프상태가 되면 캐패시터(C1)는 제 1 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트 사이의 전압을 일정시간 동안 유지한다. 그리고, 발광제어신호(en)가 로우상태가 되어 제 4 트랜지스터(M4)가 온상태가 되면 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 구동전류가 제 4 트랜지스터(M4)를 통해 발광소자(OLED)로 흘러 발광하게 된다.
그리고, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 화소를 N 모스 트랜지스터로 구현할 수 있으며, 이때 신호는 도 3에 도시된 파형을 반전하여 입력한다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 2 실시예를 나타내는 구조도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 발광 표시장치는 화상을 표현하는 화소부(100), 데이터신호를 전달하는 데이터구동부(200), 주사신호를 전달하는 주사구동부(300)를 포함한다.
화소부(100)는 발광소자와 화소회로로 이루어지는 복수의 화소(110), 행방향으로 배열된 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn), 열방향으로 배열된 복수의 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm), 행방향으로 배열된 복수의 발광제어선(E1,E2,...En-1,En), 행방향으로 배열된 복수의 부스팅신호선(B1,B2,...Bn-1,Bn) 및 화소전원을 공급하는 복수의 제 1 전원선(ELVdd)을 포함한다.
그리고, 화소부(100)는 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)에서 전달되는 주사신호에 의해 데이터전류가 데이터선을 통해 화소에 전달되어 화소에서 데이터전류에 대응되는 구동전류를 생성하며 발광제어선을 통해 전달되는 발광제어신호에 구동전류가 발광소자(OLED)로 흐르게 하여 발광소자(OLED)가 발광하도록 한다.
데이터구동부(200)는 복수의 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)과 연결되어 복수의 데이터선(D1,D2,....Dm-1,Dm)을 통해 화소에 데이터 전류를 전달하여 데이터전류에 의해 화소에서 구동전류를 생성하도록 한다. 또한, 데이터전류의 전류량을 구동전류의 전류량보다 크게 하여 큰전류를 데이터선에 전달하여 데이터선이 빠르게 충전되도록 하여 데이터기입속도를 빠르게 구현할 수 있다.
주사 구동부(300)는 화소부(100)의 측면에 구성되며, 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)과 복수의 발광제어선(E1,E2,...En-1,En)에 연결되어 주사신호와 발광제어신호가 화소(110)에 전달하도록 한다. 주사신호에 의해 데이터전류가 정해진 화소(110)에 전달되도록 하며 화소(110)발광제어신호에 의해 화소(110)에서 생성된 구동전류에 의해 정해진 시간동안 발광하도록 한다. 따라서, 화소가 한 프레임의 구간동안 발광하는 구간과 발광하지 않는 구간으로 구분하여 한 프레임의 구간동안 발광표시장치의 휘도가 낮게 표현되도록 한다.
상기와 같이 한 프레임에서 화소가 한번 발광하도록 한 경우에는 발광하지 않는 구간을 사용자가 인식하게 되어 깜빡임 현상이 나타나게 될 우려가 있다.
따라서, 발광제어신호에 의해 화소가 한 프레임의 구간 동안 복수 번 발광을 하도록 하여 한 프레임이 구간 동안 화소가 발광하지 않는 구간을 분할하여 발광하지 않는 구간이 한 프레임의 구간 내에서 짧게 여러 번 나타나도록 하여 사용자가 발광하지 않는 구간을 인식하지 못하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 주사구동부의 동작을 나타내는 파형도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 주사구동부(300)는 주사신호를 발생하는 주사신호발생부와 발광제어신호를 발생하는 발광제어신호발생부로 구분된다. 주사구동부(300)는 제 1 스타트 펄스(1SP), 제 2 스타트 펄스(2SP) 및 클럭(CLK) 등을 입력받아 주사신호, 발광제어신호 및 부스팅 신호를 생성하여 화소부(100)에 전달한다.
주사신호발생부는 시프트 레지스터로 구현되며 제 1 스타트 펄스(1SP)가 입력되어 제 1 스타트 펄스(1SP)를 시프트한 제 1 주사시프트신호(1SR)를 출력하고 제 1 주사시프트신호(1SR)를 이용하여 제 2 주사시프트신호(2SR)를 출력하며 제 2 주사시프트신호(2SR)를 이용하여 제 3 주사시프트신호(3SR)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 주사시프트신호를 출력하며 n 개의 주사시프트신호는 순차 적으로 발생하게 된다. 그리고, 제 1 스타트 펄스((1SP))와 제 1 주사시프트신호(1SR)를 연산하여 첫번째 주사신호(s1)을 생성하고 제 1 주사시프트신호(1SR)와 제 2 주사시프트신호(2SR)를 연산하여 두번째 주사신호(s2)를 출력하며 제 2 주사시프트신호(2SR)와 제 3 주사시프트신호(3SR)를 연산하여 세번째 주사신호(s3)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 주사신호를 발생하며 각 주사시프트신호가 순차적으로 발생하기 때문에 n 개의 주사신호는 순차적으로 발생하게 된다.
발광제어신호발생부 역시 시프트 레지스터로 구현되며 제 2 스타트 펄스(2SP)가 입력되어 제 2 스타트 펄스(2SP)를 시프트한 제 1 발광제어시프트신호(1ER)를 출력하고 제 1 발광제어시프트신호(1ER)를 이용하여 제 2 발광제어시프트신호(2ER)를 출력하며 제 2 발광제어시프트신호(2ER)를 이용하여 제 3 발광제어시프트신호(3ER)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 발광제어시프트신호를 출력하며 n 개의 발광제어시프트신호는 순차적으로 발생하게 된다. 그리고, 제 2 스타트 펄스(2SP)와 제 1 발광제어시프트신호(1ER)를 연산하여 첫번째 발광신호(e1)을 생성하고 제 1 발광제어시프트신호(1ER)와 제 2 발광제어시프트신호(2ER)를 연산하여 두번째 발광제어신호(e2)를 출력하며 제 2 발광제어시프트신호(2ER)와 제 3 발광제어시프트신호(3ER)를 연산하여 세번째 발광제어신호(e3)를 출력한다. 이러한 동작을 반복하여 n 개의 발광신호를 발생하며 각 발광제어시프트신호가 순차적으로 발생하기 때문에 n 개의 발광제어신호는 순차적으로 발생하게 된다.
그리고, 제 2 스타트 펄스(2SP)는 각각 두 개의 펄스로 구현하여 제 1 발광제어시프트신호(1ER)가 두 개의 펄스로 구현되도록 하며, 시프트레지스터의 동작에 따라 각 발광제어시프트신호는 두 개의 펄스로 구현되도록 한다. 특히, 제 2 스타트펄스(2SP)를 더 많은 수의 펄스로 구현하는 것도 가능하며, 이에 따라 발광제어신호는 두 개 이상의 펄스를 포함하도록 한다.
또한, 주사구동부(300)는 부스팅 신호를 생성하여 부스팅선(Bn)을 통해 부스팅신호를 화소에 전달하도록 한다.
도 8은 도 6의 발광 표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다. 도 8을 참조하여 설명하면, 화소(110)는 발광소자와 화소회로를 포함하며, 각 화소회로는 제 1 트랜지스터 내지 제 4 트랜지스터(M1 내지 M4)와 제 1 캐패시터(C1) 및 제 2 캐패시터(C2)를 포함한다.
제 1 내지 제 4 트랜지스터(M1 내지 M4)는 P 모스(MOS) 트랜지스터로 구현되며, 각각의 트랜지스터의 소스와 드레인은 물리적인 차이가 없어 제 1 전극과 제 2 전극으로 칭할 수 있다. 또한, 제 1 캐패시터(C1) 및 제 2 캐패시터(C2)는 제 1 전극과 제 2 전극을 구비한다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스는 제 1 전원선(Vdd)에 연결되어 화소전원을 전달받으며 드레인은 제 1 노드(A)에 연결된다. 그리고, 게이트는 제 2 노드(B)에 연결되어 제 2 노드(B)에 인가되는 전압에 따라 제 1 노드(A)로 전류를 공급한다.
제 2 트랜지스터(M2)는 소스는 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인은 제 2 노드(B)에 연결된다. 그리고, 게이트는 주사선(Sn)에 연결되어 주사선(Sn)을 통해 전달되는 주사신호에 따라 데이터신호를 제 2 노드(B)에 전달한다.
제 3 트랜지스터(M3)는 소스는 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인은 데이터선(Dm)에 연결된다. 그리고, 게이트는 주사선(Sn)에 연결되어 주사선(Sn)을 통해 전달되는 주사신호에 의해 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에서 드레인으로 흐르는 전류가 제 3 트랜지스터(M3)의 소스에서 드레인으로 흐르도록 한다.
제 1 캐패시터(C1)는 제 1 전극은 화소전원선(Vdd)에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드(B)에 연결되어 데이터신호에 대응되는 전압을 일정시간동안 유지한다.
제 2 캐패시터(C2)는 제 1 전극이 제 2 노드(B)에 연결되고 제 2 전극은 부스팅신호선(Bn)에 연결되어 부스팅 신호에 따라 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 전압이 낮아지도록 하여 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에서 드레인 방향으로 흐르는 전류의 크기를 작게 한다. 따라서, 발광소자(OLED)로 흐르도록 하는 전류는 데이터전류의 크기보다 더 작게 구현할 수 있어 데이터선을 충전시키는 제 1 전류의 크기를 매우 크게 하여 데이터선을 충전하는 시간을 더욱 짧게 할 수 있게 된다.
제 4 트랜지스터(M4)는 소스는 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인은 발광소자(OLED1)에 연결된다. 그리고, 게이트는 발광제어선(En)에 연결되어 발광제어선(En)을 통해 전달되는 발광제어신호(en)에 의해 제 1 트랜지스터(M1)에서 생성하여 제 1 노드(A)로 흐르게 하는 전류를 발광소자(OLED)에 전달한다.
도 7과 결부하여 화소의 동작을 설명하면, 화소는 주사신호(sn), 데이터전류, 부스팅 신호(bn) 및 발광제어선(en)에 의해 동작한다.
발광제어신호(en)가 하이상태인 구간 내에서 부스팅 신호(bn)가 로우신호를 갖게 되고, 주사신호(sn)는 부스팅 신호(bn)가 로우신호를 갖게 되는 구간 내에서 로우신호가 된다.
주사신호(sn)가 로우신호가 되면, 제 2 트랜지스터(M2)와 제 3 트랜지스터(M3)가 온상태가 되어, 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에서 드레인 방향으로 데이터전류(Idata)가 흐르게 된다. 이때 흐르는 데이터전류(Idata)에 따라 제 1 트랜지스터(M1)가 다이오드 연결되며 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 소스 간의 전압은 수학식 3를 통해 알 수 있게 된다.
Figure 112005027922078-pat00004
Figure 112005027922078-pat00005
여기서, Idata는 인가된 데이터 전류, Vgs는 제 1 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트 사이의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압, β 제 1 트랜지스터(M1)의 이득계수를 나타낸다.
그리고, 주사신호(sn)가 하이 상태가 되고 제 2 트랜지스터(M2)와 제 3 트랜지스터(M3)가 오프상태가 된 후 발광제어신호(en)가 로우상태가 되어 제 4 트랜지스터(M4)가 온상태가 되면 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류가 제 4 트랜지스터(M4)를 통해 발광소자(OLED)로 흘러 발광하게 된다.
상기의 경우, 제 2 트랜지스터(M2)가 오프될 때 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2)의 커플링에 의해 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 전압값이 증가하게 된다. 이 경우 증가하는 전압값은 수학식 4와 같다.
Figure 112005027922078-pat00006
여기서, △Vg는 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2)의 커플링에 의해 증가하는 제 1 캐패시터(M1)의 게이트의 전압값, △Vselect는 선택신호의 전압폭을 나타낸다.
그리고, 발광소자(OLED)에 흐르는 전류는 다음의 수학식 5와 같다.
Figure 112005027922078-pat00007
여기서, IOLED는 발광소자(OLED)에 흐르는 전류, Vgs는 제 1 트랜지스터(M1)에 데이터 전류가 흐를때 제 1 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트 사이의 전압, △Vg는 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2)의 커플링에 의해 증가하는 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트의 전압값, Vth는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압, β는 제 1 트랜지스터(M1)의 이득계수를 나타낸다. 이때, 제 2 캐패시터(C2)에 의해 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트에 인가되는 전압이 낮아지게 되어 구동전류의 전류량이 감소하게 되므로 더 큰 데이터전류를 이용할 수 있게 된다. 따라서, 데이터선에 기입되는 속도를 더욱 빠르게 할 수 있다.
그리고, 도 9에 도시되어 있는 것과 같이 화소를 N 모스 트랜지스터로 구현할 수 있으며, 이때 신호는 도 7에 도시된 파형을 반전하여 입력한다.
도 10은 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 3 실시예의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 10을 참조하여 설명하면, 화소부(100)의 양측면 중 하나의 측면에 주사구동부의 하나의 구성부분인 주사신호발생부(310)를 형성하고 반대편 측면에 발광제어신호발생부(320)를 형성하여 발광표시장치가 좌우대칭이 되도록 형성할 수 있다. 그리고, 하나의 주사구동부(300)에 주사신호발생부와 발광제어신호발생부가 형성되면, 발광표시장치가 좌우대칭이 되도록 하기 위해 주사구동부가 형성되어 있는 측면의 반대측면에 더미공간을 형성한다. 이러한 경우 주사신호발생부와 발광제어신호발생부가 하나의 주사구동부에 형성되어 주사구동부의 크기는 주사신호발생부 또는 발광제어신호발생부 보다 더 크게 형성되게 되어 화소부의 양측면의 공간이 크게 형성된다.
따라서, 주사신호발생부를 한쪽 측면에 형성하고 발광제어신호발생부를 반대편 측면에 형성되도록 하면, 화소부의 양측면에 형성되는 공간을 줄일 수 있게 되어 발광표시장치의 크기를 줄일 수 있게 된다.
도 11은 발광표시장치에 깜빡임을 육안으로 관찰한 결과를 도시한 그래프를 나타낸다. 도 11을 참조하여 설명하면, 한 프레임구간에서 발광시간을 이용하여 휘도를 조절한 것으로 한 프레임 구간에서 한번 발광을 하는 것과 두번 발광을하는 것과 네번 발광을 하는 것을 녹색과 청색을 관찰한 것이다.
깜빡임 정도(Flicker Grade)는 각 발광표시장치의 한번 발광을 하는 것과 두번 발광을 하는 것과 네번 발광을 하는 녹색과 청색을 육안으로 관찰한 것으로 한 구간에서 표 1과 같이 점수를 산정하여 점수를 산정하였다.
1 2 3 4 5
깜빡임현상없음 깜빡임현상약간있음 깜빡임현상 보통 깜빡임현상많이있음 깜빡임현상심함
G와 B는 발광표시장치가 녹색만을 표현하거나 청색만을 표현한 것을 나타내며, 펄스 1은 한 프레임구간에서 한번 발광한 것을 나타내며, 펄스 2는 한 프레임구간에서 두번 발광한 것을 나타내며, 펄스 4는 한프레임 구간에서 네번 발광한 것을 나타낸다.
그리고, 듀티비(Duty Ratio)는 한프레임 구간 내에서 발광기간과 비발광기간의 비를 나타낸 것으로 100%는 한 프레임 전체 시간 동안 발광하는 것이고, 수치가 낮아질수록 비발광기간이 늘어나는 것을 나타낸다.
그래프를 보면, 듀티비의 수치가 낮아지도록 하였을때 네번 발광하는 것이 깜빡임 정도가 적게 나타나며 한번을 발광하는 것이 가장 높게 나타난다. 따라서, 한 프레임 구간에서 여러 번 발광하도록 하는 것이 바람직하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
본 발명에 따른 발광표시장치 및 발광표시장치 구동방법에 의하면, 발광소자가 한 프레임이 구간 동안 발광하는 시간이 조절되어 발광하는 시간에 따라 발광표시장치의 밝기가 조절되며, 한 프레임의 구간 동안 발광하는 것과 동일한 밝기를 갖도록 하기 위해서는 발광소자에 더 큰 전류가 필요로 하게 되어 데이터선에 전달되는 데이터전류의 전류량을 크게 할 수 있게 된다. 따라서, 데이터전류의 전류량이 커짐에 따라 데이터선에 기입되는 속도를 빠르게 할 수 있다.
또한, 한 프레임이 구간 동안 발광소자가 적어도 두 번 발광하도록 하여 발광소자가 발광하지 않는 구간이 나누어지도록 하여 각각의 발광하지 않는 구간의 길이가 짧아지게 되어 깜빡임 현상이 나타나지 않게 된다.

Claims (16)

  1. 복수의 화소를 구비하여 화상을 표시하는 화소부;
    상기 화소부에 주사신호와 발광제어신호를 전달하는 주사구동부; 및
    상기 화소부에 데이터전류를 전달하는 데이터구동부를 포함하며,
    상기 화소는 상기 주사신호에 의해서 선택되어진 상기 데이터전류에 대응하여 발광을 수행하되,
    상기 발광제어신호에 의해 한 프레임의 구간에 적어도 두번 발광하는 발광기간을 구비하여, 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조를 표현하는 발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사구동부는 상기 주사신호를 전달하는 주사신호발생부와 상기 발광제어신호를 발생하는 발광제어신호발생부를 포함하는 발광표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주사신호발생부는 제 1 스타트 펄스를 입력받아 첫번째 주사신호를 형성하며 상기 첫번째 주사신호에 의해 순차적으로 복수의 주사신호를 생성하며,
    상기 발광제어신호발생부는 복수의 펄스로 구현되는 제 2 스타트 펄스를 입력받아 복수의 펄스로 구현되는 첫번째 발광제어신호를 형성하며 상기 첫번째 발광제어신호에 의해 순차적으로 복수의 발광제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 주사신호발생부는 상기 화소부의 일측면에 형성되고 상기 발광제어신호발생부는 상기 화소부의 다른 측면에 형성되는 발광표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 화소는
    상기 구동전류의 흐름에 따라 발광하는 발광소자;
    게이트에 인가된 전압에 따라 상기 구동전류를 흐르게 하는 제 1 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 선택적으로 상기 제 1 트랜지스터에 전달하는 제 2 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 선택적으로 상기 제 1 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제 3 트랜지스터;
    상기 발광제어신호에 의해 상기 구동전류를 상기 발광소자로 흐르게 하는 제 4 트랜지스터; 및
    상기 제 1 트랜지스터로 전달된 상기 데이터전류에 대응하는 제 1 레벨의 전압을 저장하는 제 1 캐패시터를 포함하는 발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 트랜지스터는 상기 발광제어신호의 펄스에 의해 온 상태를 유지하여 상기 구동전류를 선택적으로 상기 발광소자로 전달하여 상기 발광소자가 상기 한 프레임 구간에서 적어도 두번 발광하도록 하는 발광 표시장치.
  7. 복수의 화소를 구비하여 화상을 표시하는 화소부;
    상기 화소부에 주사신호, 부스팅신호 발광제어신호를 전달하는 주사구동부; 및
    상기 화소부에 데이터전류를 전달하는 데이터구동부를 포함하며,
    상기 화소는 상기 주사신호에 의해서 선택되어진 상기 데이터전류에 대응하여 발광을 수행하되,
    상기 발광제어신호에 의해 한 프레임의 구간에 적어도 두번 발광하는 발광기간을 구비하여, 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조를 표현하는 발광표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 주사구동부는 상기 주사신호를 전달하는 주사신호발생부와 상기 발광제어신호를 발생하는 발광제어신호발생부를 포함하는 발광표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 주사신호발생부는 제 1 스타트 펄스를 입력받아 첫번째 주사신호를 형성하며 상기 첫번째 주사신호에 의해 순차적으로 복수의 주사신호를 생성하며,
    상기 발광제어신호발생부는 복수의 펄스로 구현되는 제 2 스타트 펄스를 입력받아 복수의 펄스로 구현되는 첫번째 발광제어신호를 형성하며 상기 첫번째 발광제어신호에 의해 순차적으로 복수의 발광제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 주사신호발생부는 상기 화소부의 일측면에 형성되고 상기 발광제어신호발생부는 상기 화소부의 다른 측면에 형성되는 발광표시장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 화소는
    발광소자;
    게이트에 인가된 전압에 따라 전류를 흐르게 하는 제 1 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 선택적으로 상기 제 1 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제 2 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 데이터 전류를 상기 제 1 트랜지스터에 전달하는 제 3 트랜지스터;
    상기 발광제어신호에 의해 상기 전류를 상기 발광소자로 흐르게 하는 제 4 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터로 전달된 상기 데이터전류에 대응하는 제 1 레벨의 전압을 저장하는 제 1 캐패시터; 및
    상기 제 1 캐패시터와 직렬로 연결되어 상기 제 1 캐패시터에 저장되어 있는 전압을 제 1 레벨에서 제 2 레벨로 변경시키는 제 2 캐패시터를 포함하는 발광 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 레벨은 상기 제 2 캐패시터가 상기 부스팅 신호를 인가받으며, 상기 제 1 캐패시터와 상기 제 2 캐패시터에 의해 전압분배된 전압인 발광 표시장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 4 트랜지스터는 상기 발광제어신호의 펄스에 의해 온 상태를 유지하여 상기 구동전류를 선택적으로 상기 발광소자로 전달하여 상기 발광소자가 상기 한 프레임 구간에서 적어도 두번 발광하도록 하는 발광 표시장치.
  14. 구동전류에 의해 발광하는 화소를 포함하는 발광표시장치 구동방법에 있어서,
    데이터전류를 상기 화소에 전달하여 상기 데이터전류에 의해 상기 구동전류를 생성하는 단계; 및
    한프레임의 구간 동안 상기 구동전류를 적어도 두번 발광소자에 전달하여 상기 데이터전류의 계조값보다 낮은 계조로 표현하는 단계를 포함하는 발광표시장치 구동방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 화소는
    상기 구동전류의 흐름에 따라 발광하는 발광소자;
    게이트에 인가된 전압에 따라 상기 구동전류를 흐르게 하는 제 1 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 선택적으로 상기 제 1 트랜지스터에 전달하는 제 2 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 선택적으로 상기 제 1 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제 3 트랜지스터;
    상기 발광제어신호에 의해 상기 구동전류를 상기 발광소자로 흐르게 하는 제 4 트랜지스터; 및
    상기 제 1 트랜지스터로 전달된 상기 데이터전류에 대응하는 제 1 레벨의 전압을 저장하는 제 1 캐패시터를 포함하는 발광 표시장치 구동방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 화소는
    발광소자;
    게이트에 인가된 전압에 따라 전류를 흐르게 하는 제 1 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 선택적으로 상기 제 1 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제 2 트랜지스터;
    상기 주사신호에 의해 데이터 전류를 상기 제 1 트랜지스터에 전달하는 제 3 트랜지스터;
    상기 발광제어신호에 의해 상기 전류를 상기 발광소자로 흐르게 하는 제 4 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터로 전달된 상기 데이터전류에 대응하는 제 1 레벨의 전압을 저장하는 제 1 캐패시터; 및
    상기 제 1 캐패시터와 직렬로 연결되어 상기 제 1 캐패시터에 저장되어 있는 전압을 제 1 레벨에서 제 2 레벨로 변경시키는 제 2 캐패시터를 포함하는 발광 표시장치 구동방법.
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