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KR102254074B1 - 데이터 구동부 및 이를 이용한 유기전계발광표시장치 - Google Patents

데이터 구동부 및 이를 이용한 유기전계발광표시장치 Download PDF

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KR102254074B1
KR102254074B1 KR1020140143629A KR20140143629A KR102254074B1 KR 102254074 B1 KR102254074 B1 KR 102254074B1 KR 1020140143629 A KR1020140143629 A KR 1020140143629A KR 20140143629 A KR20140143629 A KR 20140143629A KR 102254074 B1 KR102254074 B1 KR 102254074B1
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Abstract

본 발명은 디지털신호를 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나로 변환하는 디지털아날로그 변환부 및 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나를 출력신호로서 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터로 출력하는 출력회로부를 포함하는 데이터 구동부 및 이를 이용한 표시장치를 제공한다.

Description

데이터 구동부 및 이를 이용한 유기전계발광표시장치{DATA DRIVER AND ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 영상을 표시하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED), 전기영동표시장치(Electro Phoretic Display; EPD) 및 플라즈마액정패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
특히 유기전계발광표시장치는 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터를 포함한다. 이때 보상회로가 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압 등을 보상하더라도 트랜지스터의 특성상 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth)이 포지티브 시프트(Positive Shift)하게 되어 열화가 발생하는 문제를 해결하지 못한다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터의 열화를 지연시키는 데이터 구동부 및 이를 이용한 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 디지털신호를 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나로 변환하는 디지털아날로그 변환부 및 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나를 출력신호로서 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터로 출력하는 출력회로부를 포함하는 데이터 구동부를 제공한다.
다른 측면에서 본 발명은 각각 유기 발광다이오드(OLED) 및 상기 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터를 포함하는 둘 이상의 픽셀을 포함하는 표시 패널, 디지털신호를 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나로 변환하여 각 픽셀의 트랜지스터로 출력하는 데이터 구동부 및 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 유기전계발광표시장치를 포함한다.
본 발명은 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터의 열화를 지연시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 서브 픽셀의 개략적인 회로 구성 예시도이다.
도 3은 도 1의 데이터 구동부의 개략적인 구성도이다.
도 4는 데이터 구동부의 일부 구성을 도시하고 있다.
도 5는 감마전압생성부 및 데이터 구동부의 일부 구성, 출력회로부의 구성도이다.
도 6및 도 7은 표시장치에 포함된 타이밍 컨트롤러와 데이터 구동부, 메모리를 도시하고 있다.
도 8은 K-1프레임의 정극성 아날로그신호의 크기와 K프레임의 부극성 아날로그신호의 관계를 도시하고 있다.
도 9는 4비트의 제1DAC와 2비트의 제2DAC를 포함하는 데이터 구동부의 일부 회로도이다.
도 10 및 도 11은 도 2의 서브 픽셀의 구체적인 회로 구성 예시도들이다.
도 13은 열화 및 실시예의 열화 지연에 따른 구동 트랜지스터의 특성의 변화를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 서브 픽셀의 개략적인 회로 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에는 타이밍 컨트롤러(140, T-CON), 데이터 구동부(150, SD-IC), 스캔 구동부(160, GD-IC) 및 표시 패널(170, PANEL)이 포함된다.
시스템 보드부(130)는 외부로부터 비디오 데이터신호를 공급받아 디지털 데이터신호로 변환함과 더불어 데이터 인에이블 신호, 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 등과 같은 구동신호를 출력한다. 시스템 보드부(130)는 비디오 데이터신호를 디지털 데이터신호로 변환한다. 타이밍 컨트롤러(140)가 비디오 데이터신호를 디지털 데이터신호로 변환할 수도 있다.
타이밍 컨트롤러(140)는 시스템 보드부(130)로부터 데이터 인에이블 신호, 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 등과 같은 구동신호와 더불어 컬러데이터신호(DDATA)를 공급받는다. 타이밍 컨트롤러(140)는 구동신호에 기초하여 스캔 구동부(160)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(150)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 구동신호를 기준으로 생성된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 대응하여 컬러데이터신호(DDATA)를 출력한다.
데이터 구동부(150)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 컬러데이터신호(DDATA)를 샘플링하고 래치하여 감마 기준전압에 대응하여 아날로그데이터신호로 변환한다. 데이터 구동부(150)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
스캔 구동부(160)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트시키면서 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(160)는 스캔라인들(SL1 ~ SLm)을 통해 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(160)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되거나 표시 패널(170)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 구현될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
표시 패널(170)은 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg), 청색 서브 픽셀(SPb)(이하 RGB 서브 픽셀로 약기)을 포함하는 서브 픽셀 구조로 구현된다. 또한 표시 패널(170)은 광효율을 증가시키면서 순색의 휘도 저하 및 색감 저하를 방지하기 위해 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg), 청색 서브 픽셀(SPb) 및 백색 서브 픽셀(SPw)(이하 RGBW 서브 픽셀로 약기)을 포함하는 서브 픽셀 구조로 구현된다. 즉, 1개의 픽셀(P)은RGB 서브 픽셀(SPr, SPg, SPb) 또는 RGBW 서브 픽셀(SPr, SPg, SPb, SPw)로 이루어진다. 그리고 이러한 픽셀(P)은 표시 패널(170)의 해상도에 대응하여 다수로 존재한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀에는 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터(Cst), 보상회로(CC) 및 유기 발광다이오드(OLED)가 포함된다. 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DR)에 의해 형성된 구동 전류에 따라 빛을 발광하도록 동작한다. 스위칭 트랜지스터(SW)는 제1스캔라인(SL1)을 통해 공급된 스캔신호에 응답하여 제1데이터라인(DL1)을 통해 공급되는 컬러데이터신호가 커패시터(Cst)에 데이터전압으로 저장되도록 스위칭 동작한다. 구동 트랜지스터(DR)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터전압에 따라 제1전원배선(VDD)과 그라운드배선(GND) 사이로 구동 전류가 흐르도록 동작한다.
보상회로(CC)는 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압 등을 보상하기 위해 추가되는 회로이다. 따라서, 보상회로(CC)는 서브 픽셀의 구성에 따라 생략될 수 있지만, 통상 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터로 구성된다. 보상회로(CC)의 구성은 매우 다양한바 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다.
하나의 서브 픽셀은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터(Cst) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성된다. 그러나 보상회로(CC)가 추가된 경우 3T1C, 4T2C, 5T2C 등으로 구성된다. 위와 같은 구성을 갖는 서브 픽셀은 구조에 따라 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식으로 형성된다.
이때 보상회로(CC)가 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압 등을 보상하더라도 구동 트랜지스터(DR)는 트랜지스터의 특성상 도 13에 도시한 바와 같이 PBTS(Positive Bais Temperature Stress) 및 CS(Current Stress)가 인가되어, 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth)이 포지티브 시프트(Positive Shift)하게 된다. 결과적으로 구동 트랜지스터의 열화가 발생한다. 한편, 픽셀이 영상을 표현하지 않을 때, 즉 블랙을 표현하는 픽셀은 구동 트랜지스터의 게이트와 소스 전압이 같은 전위를 갖게 된다.
이하, 픽셀이 영상을 표현하지 않는 블랙 데이터가 입력되었을 때 PBTS(Positive Bais Temperature Stress) 및 CS(Current Stress)에 따른 각 픽셀의 구동 트랜지스터(DR)의 열화 정도에 비례하여, 실시간으로 각 픽셀의 구동 트랜지스터(DR)의 열화를 지연시킬 수 있는 실시예들을 설명한다.
도 3은 도 1의 데이터 구동부의 개략적인 구성도이다. 도 4는 데이터 구동부의 일부 구성을 도시하고 있다. 도 5는 감마전압생성부 및 데이터 구동부의 일부 구성, 출력회로부의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(140)와 데이터 구동부(150)는 데이터 통신 인터페이스(IF1, IF2)에 의해 체결된다. 타이밍 컨트롤러(140)는 자신의 제1인터페이스(IF1)를 통해 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 더불어 컬러데이터신호(DDATA)를 송신한다. 데이터 구동부(150)는 자신의 제2인터페이스(IF2)를 통해 타이밍 컨트롤러(140)로부터 송신된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 더불어 컬러데이터신호(DDATA)를 수신한다.
데이터 구동부(150)에는 쉬프트 레지스터부(151), 래치부(152), 감마전압 생성부(154), 디지털아날로그 변환부(이하 DA변환부로 약기함)(153) 및 출력회로부(155)가 포함된다.
타이밍 컨트롤러(140)로부터 출력된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에는 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등이 포함된다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(150)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동부(150) 내에서 데이터의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동부(150)의 출력을 제어한다.
쉬프트 레지스터부(151)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 출력된 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)에 응답하여 샘플링신호(SAM; Sampling Signal)를 출력한다.
래치부(152)는 쉬프트 레지스터부(151)로부터 출력된 샘플링신호(SAM; Sampling Signal)에 응답하여 디지털 형태의 컬러데이터신호(DDATA)를 순차적으로 샘플링하고 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 대응하여 샘플링된 1 라인 분의 컬러데이터신호(DDATA)를 동시에 출력한다. 래치부(152)는 적어도 2개로 구성될 수 있으나 설명의 편의상 하나만 도시 및 설명하였다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 감마전압 생성부(154)는 외부 또는 내부로부터 공급된 전압 또는 신호에 대응하여 기준 감마전압을 생성한다. 즉, 표시장치(100)의 특성에 따라 감마전압 생성부(154)에는 디지털신호의 비트수로 표현 가능한 계조 수만큼 세분화하여 각 계조에 해당하는 제1 내지 제m기준 감마전압(GMA1 ~ GMAm)의 정극성 기준 감마전압을 생성하는 정극성 감마전압 생성부(154a)와 제1 내지 제n기준 감마전압(GMA1 ~ GMAn)의 부극성 기준 감마전압을 생성하는 부극성 감마전압 생성부(154b)가 포함될 수도 있다.
도 5에서 감마전압 생성부(154)가 데이터 구동부(150)에 포함되는 것으로 도시하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 감마전압 생성부(154)는 데이터 구동부(150)의 외부에 존재하는 전원공급부(미도시)에 위치할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, DA변환부(153)는 감마전압 생성부(154)로부터 출력된 기준 감마전압에 대응하여 1 라인 분의 디지털형태의 컬러데이터신호(DDATA)를 아날로그 형태의 컬러데이터신호(ADATA)로 변환한다. 즉, DA 변환부(153)은 감마전압 생성부(154)로부터 공급된 기준 감마전압을 기준으로 디지털신호를 아날로그신호로 출력한다.
DA 변환부(153)는 제1 내지 제m기준 감마전압(GMA1 ~ GMAm)의 정극성 기준 감마전압을 입력받아 디지털신호를 정극성 아날로그신호로(ADAVA(+))으로 변환하는 제1디지털아날로그 컨버터(제1DAC, 153a) 및 제1 내지 제n기준 감마전압(GMA1 ~ GMAn)의 부극성 기준 감마전압을 입력받아 디지털신호를 부극성 아날로그신호(ADAVA(-))를 출력하는 제2디지털아날로그 컨버터(제2DAC, 153b)를 포함한다.
제1DAC(153a)는 제1 내지 제m기준 감마전압(GMA1 ~ GMAm)의 정극성 기준 감마전압을 입력받아 M비트(M은 1보다 큰 자연수)의 디지털신호를 정극성 아날로그신호로 변환하는 M비트의 DAC일 수 있다. 이때 정극성 기준 감마전압은 M비트의 디지털신호의 비트수로 표현 가능한 계조 수(2M )만큼 세분화하여 각 계조에 해당하는 제1 내지 제m기준 감마전압(GMA1 ~ GMAm), m=2 M의 기준 감마전압들을 포함한다. 예를 들어 제1DAC(153a)가 10비트의 DAC일 때 210개의 정극성 기준 감마전압들을 입력받아 10비트의 디지털신호를 정극성 아날로그신호로 변환한다.
제2DAC(153b)는 제1 내지 제n기준 감마전압(GMA1 ~ GMAn)의 부극성 기준 감마전압을 입력받아 N비트N은 1보다 큰 자연수)의 디지털신호를 정극성 아날로그신호로 변환하는 N비트의 DAC일 수 있다. 이때 부극성 기준 감마전압은 N비트의 디지털신호의 비트수로 표현 가능한 계조 수(2N )만큼 세분화하여 각 계조에 해당하는 제1 내지 제n기준 감마전압(GMA1 ~ GMAn), n=2 N의 기준 감마전압들을 포함한다. 예를 들어 제2DAC(153b)가 4비트의 DAC일 때 24개의 정극성 기준 감마전압들을 입력받아 4비트의 디지털신호를 부극성 아날로그신호로 변환한다.
전술한 M은 N과 동일할 수 있고 N보다 크거나 작을 수도 있다. 특히 M은 N보다 클 수 있다. 이때 M이 N보다 크다는 것은, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 해상도가 제2DAC보다 제1DAC(153a)가 크다는 것을 의미한다. 또한 M이 N보다 크다는 것은 정극성 감마 기준전압들의 개수 m=2 M가 부극성 감마 기준전압들의 개수 n=2 N보다 크다는 것을 의미한다. 이하 M이 N보다 큰 것을 예시적으로 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
출력회로부(155)는 DA변환부(153)로부터 출력된 아날로그 형태의 컬러데이터신호(ADATA)를 증폭(또는 증폭 및 보상)하여 각 데이터라인에 출력한다. 출력회로부(155)는 정극성 아날로그신호(ADAVA(+))와 부극성 아날로그신호(ADAVA(-)) 중 하나를 출력신호로서 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터로 출력한다.
도 6및 도 7은 표시장치에 포함된 타이밍 컨트롤러와 데이터 구동부, 메모리를 도시하고 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 표시장치(100)는 도 1에 도시한 타이밍 컨트롤러(140) 및 데이터 구동부(150)와 함께 데이터를 저장하는 메모리(180)를 추가로 포함한다.
도 6을 참조하면, K-1프레임에서 타이밍 컨트롤러(140)는 시스템 보드부(130)로부터 공급받은 특정 픽셀의 디지털신호(DDADA)K-1를 다양한 보상/변환 알고리즘에 따라 표시패널(110)에 적합하게 디지털신호(DDADA')K-1로 변환한다.
이때 도 6에 도시한 바와 같이 K-1프레임에서 시스템 보드부(130)로부터 공급받은 특정 픽셀의 디지털신호(DDADA)가 블랙을 표현하는 블랙 데이터가 아니라면 타이밍 컨트롤러(140)는 특정 픽셀의 디지털신호(DDADA)K-1를 일반적인 보상/변환 알고리즘에 따라 표시패널(110)에 적합하게 디지털신호(DDADA')K-1로 변환한다.
데이터 구동부(150)의 제1DAC(153a)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 공급받은 디지털신호(DDADA')K-1를 정극성 기준감마전압을 근거로 정극성 아날로그신호(ADADA(+))로 변환한다.
한편 도 7에 도시한 바와 같이 K 프레임에서 시스템 보드부(130)로부터 공급받은 특정 픽셀의 디지털신호(DDADA)가 블랙을 표현하는 블랙 데이터인 경우 타이밍 컨트롤러(140)는 특정 픽셀의 디지털신호(DDADA), 즉 블랙 데이터 (black)K를 K-1 프레임에서 해당 픽셀의 디지털신호 디지털신호(DDADA')K-1의 크기에 비례하여 디지털신호(DDADA')K로 변환한다. 이때 타이밍 컨트롤러(140)는 K-1프레임에서 해당 픽셀의 K-1프레임의 디지털신호(DDADA) 또는 디지털신호(DDADA')K-1를 메모리(180)에 저장해 놓는다.
데이터 구동부(150)의 제2DAC(153b)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 공급받은 블랙 데이터 (black)K를 부극성 기준감마전압을 근거로 부극성 아날로그신호(ADADA(+))K로 변환한다. 결과적으로 데이터 구동부(150)의 제2DAC(153b)는 K-1프레임의 정극성 아날로그신호(ADADA(+))의 크기에 비례하여 블랙 데이터 (black)K 를 부극성 아날로그신호(ADADA(-))K로 변환한다.
도 8은 K-1프레임의 정극성 아날로그신호의 크기와 K프레임의 부극성 아날로그신호의 관계를 도시하고 있다. 도 9는 4비트의 제1DAC와 2비트의 제2DAC를 포함하는 데이터 구동부의 일부 회로도이다.
도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이 K 프레임의 블랙 데이터 (black)K에 대응하는 부극성 아날로그신호(ADADA(-))K의 크기는 K-1프레임의 디지털신호(DDADA)K-1에 대응하는 정극성 아날로그 신호(ADADA(+))K-1의 크기에 비례한다. 이때 정극성 아날로그신호(ADADA(+))K-1의 해상도는 부극성 아날로그신호(ADADA(-))K 의 해상도보다 높다. 한편, 정극성 아날로그신호의 크기의 최대값과 부극성 아날로그신호의 최소값의 절대값이 동일할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
예를 들어 정극성 아날로그신호(ADADA(+))K-1의 해상도가 10비트, 즉 1024일 때 부극성 아날로그 신호의 해상도는 4비트, 즉 16일 수 있다. 전술한 바와 같이 제1DAC(153a)는 10비트의 디지털신호를 1024개의 아날로그 신호들 중 하나로 변환한다. 반면에 제2DAC(153b)는 4비트의 디지털신호를 16개의 아날로그신호들 중 하나로 변환할 수 있다.
보다 쉽게 설명하기 위해 도 9에 도시한 바와 같이 DA 변환부(153)가 4비트 제1DAC(153a)와 2비트 제2DAC(153b)를 포함하는 예를 들어 설명한다. 이때, 정극성 감마전압 생성부(154a)는 24=16개의 정극성 기준 감마전압들(GMA1 내지 GMA16)을 생성하고 부극성 감마전압 생성부(154b)는 22=4개의 부극성 기준 감마전압들(-GMA1 내지 -GMA4)을 생성한다. 이때 정극성 아날로그신호의 크기의 최대값(GMA16)과 부극성 아날로그신호의 최소값(-GMA4)의 절대값이 동일할 수 있다.
4비트의 디지털신호(image data)가 입력되면 4비트 제1DAC(153a)는 입력된 4비트의 디지털신호를 16개의 정극성 기준 감마전압들(GMA1 내지 GMA16) 을 참조하여 하나의 정극성 아날로그신호(Vo+)로 변환한다.
4비트의 디지털신호가 블랙을 표현하는 블랙 데이터인 경우 2비트의 제2DAC(153b)는 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 이전 프레임의 디지털신호의 크기에 비례하여 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환환다.
도 8에 도시한 바와 같이 예를 들어 이전 프레임의 디지털신호에 대응하는 아날로그신호가 1 내지 4V일 때 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 -4V의 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환할 수 있다. 동일한 방식으로 이전 프레임의 디지털신호에 대응하는 아날로그신호가 5 내지 8V일 때 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 -8V의 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환할 수 있다. 이전 프레임의 디지털신호에 대응하는 아날로그신호가 9 내지 12V일 때 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 -12V의 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환할 수 있다. 이전 프레임의 디지털신호에 대응하는 아날로그신호가 13 내지 16V일 때 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 -16V의 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환할 수 있다.
도 8을 참조하여 이전 프레임의 디지털신호에 대응하는 아날로그신호에 선형적으로 비례하여 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환하는 것을 설명하였으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 이전 프레임의 디지털신호에 대응하는 아날로그신호에 비선형적으로(예를 들어 지수적으로 또는 포물선 곡선으로 등) 비례하여 해당 프레임의 블랙을 표현하는 디지털신호를 부극성 아날로그신호(Vo-)로 변환할 수도 있다.
이에 따라 유기전계발광표시장치에서 각 픽셀의 구동 트랜지스터(DR)의 열화 정도에 비례하여, 실시간으로 각 픽셀의 구동 트랜지스터(DR)의 열화를 지연시킬 수 있다.
도 10 및 도 11은 도 2의 서브 픽셀의 구체적인 회로 구성 예시도들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 하나의 서브 픽셀에는 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터(Cst), 보상회로(CC) 및 유기 발광다이오드(OLED)가 포함된다. 이때 보상회로(CC)는 구동 트랜지스터의 특성치(문턱전압, 이동도 등)을 센싱하기 위해 인가되는 기준전압(VREF)을 인가하는 센싱 트랜지스터(SS)를 포함한다.
도 10에 도시한 바와 같이 픽셀이 블랙 데이터를 표현할 때, N-타입 구동 트랜지스터(예를 들어 N-타입 TFT(Thin Film Transistor))는 게이트 전압이 소스 전압보다 높게 인가된다. 유기전계발광표시장치의 구동 중에, 블랙을 표현하는 픽셀의 구동 트랜지스터(DR)의 소스 노드보다, 낮은 부극성 아날로그신호를 인가할 수 있다. 따라서, 제2DAC(153b)는 블랙을 표현하는 디지털신호를 구동 트랜지스터의 소스 전압보다 낮은 전압의 부극성 아날로그신호로 변환한다.
반대로 도 11에 도시한 바와 같이 픽셀이 블랙 데이터를 표현할 때, P-타입 구동 트랜지스터(예를 들어 P-타입TFT)는 게이트 전압이 드레인 전압보다 높게 인가된다. 유기전계발광표시장치의 구동 중에, 블랙을 표현하는 픽셀의 구동 트랜지스터(DR)의 드레인 노드보다, 낮은 부극성 아날로그신호를 인가할 수 있다. 따라서, 제2DAC(153b)는 블랙을 표현하는 디지털신호를 구동 트랜지스터의 드레인 전압보다 낮은 전압의 부극성 아날로그신호로 변환한다.
따라서 제2DAC(153b)는 블랙을 표현하는 디지털신호를 구동 트랜지스터의 소스 전압 및 드레인 전압 중 낮은 전압보다 낮은 전압의 부극성 아날로그신호로 변환할 수 있다.
도 13은 열화 및 실시예의 열화 지연에 따른 구동 트랜지스터의 특성의 변화를 도시하고 있다.
이에 본 발명에서는 블랙을 표현하는 픽셀은, 도 10에 도시한 바와 같이 P-타입의 구동 트랜지스터의 소스 전압 또는 도 11에 도시한 바와 같이N-타입의 구동 트랜지스터의 드레인 전압보다 낮은 게이트 전압을 인가함으로써, 도 13에 도시한 바와 같이 구동 중에 픽셀 별로 NBTS(Negative Bias Temperature Stress)가 인가되게 함으로써, 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth)을 네거티브 시프트(Negative Shift)를 하게 하여, 구동 트랜지스터의 열화를 지연시킬 수 있다.
이때 전술한 바와 같이 게이트 전압은, 이전 프레임(프레임 k-1)에서 정극성 아날로그전압에 비례하여, 블랙을 표현하는 픽셀에 현재 프레임(프레임 k)에 부극성 아날로그전압을 기입한다.
부극성 아날로그전압을 인가하기 위해서, 구동 트랜지스터의 이전 프레임(프레임 k-1)에서 표현한 계조에 비례하여, 현재 프레임(프레임 k)의 부극성의 아날로그전압을 인가할 수 있다.
이전 프레임의 정극성 아날로그전압에 비례하여, 현재 프레임의 블랙 부극성 아날로그전압을 기입하기 위해서는, 데이터 기입을 위한 데이터 구동부(150)의 DA 변환부(153)는 정극성과 부극성의 아날로그전압을 모두 출력할 수 있다. 예를 들어 표시장치(100) 구동을 위한 데이터 구동부(150)가 정극성 아날로그전압만을 출력할 때 최대 출력 전압은 16V, 해상도는 10비트(또는 8비트)일 수 있다.
전술한 실시예들에서 정극성과 부극성 아날로그전압 출력을 위해서, 정극성 아날로그전압은 정극성 아날로그전압만을 출력할 때와 동일한 특성으로 설계하나, 부극성 아날로그전압 출력을 위해서, 예를 들어 최대 출력 전압은 -16V, 해상도는 4비트 이하로 설계하여, 데이터 구동부(150)의 면적(가격)을 크게 증가시키지 않고, 구현할 수 있다.
전술한 실시예에 따르면, 영상을 표현하는 과정에서 블랙을 표현하는 픽셀에 NBTS(Negative Bias Temperature Stress)를 인가함에 따라서, 발광시간의 손실없이 구동 트랜지스터의 열화를 지연시키는 효과가 있다.
또한 전술한 실시예에 따르면, 픽셀 별로 PBTS에 비례하여 적응적 부극성 전압(Adaptive Nagative Polarity Voltage)을 기입함에 따라서, 로컬 잔상에 대한 지연 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
130: 시스템 보드부 140: 타이밍 컨트롤러
150: 데이터 구동부 160: 스캔 구동부
170: 표시 패널
152: 래치부 153: DA변환부
154: 감마전압 생성부 155: 출력회로부

Claims (17)

  1. 각각 유기 발광다이오드(OLED) 및 상기 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터를 포함하는 둘 이상의 픽셀을 포함하는 표시 패널;
    디지털신호를 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나로 변환하여 상기 각 픽셀의 상기 트랜지스터로 출력하는 데이터 구동부; 및
    상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 데이터 구동부는 상기 디지털신호를 상기 정극성 아날로그신호와 상기 부극성 아날로그신호 중 하나로 변환하는 디지털아날로그 변환부를 포함하고,
    상기 디지털아날로그 변환부는, 특정 프레임에서, 상기 표시패널에 포함된 하나의 픽셀이 블랙을 표현하는 경우 상기 하나의 픽셀에 대응하는 상기 디지털신호를 부극성 아날로그신호로 변환하고, 상기 표시패널에 포함된 다른 픽셀이 블랙을 표현하는 경우가 아니라면 상기 다른 픽셀에 대응하는 상기 디지털신호를 정극성 아날로그 신호로 변환하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    상기 정극성 아날로그신호와 상기 부극성 아날로그신호 중 하나를 출력신호로서 각 픽셀의 상기 트랜지스터로 출력하는 출력회로부를 추가로 포함하는 유기전계발광표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디지털아날로그 변환부는 상기 디지털신호를 상기 정극성 아날로그신호로 변환하는 M비트(M은 1보다 큰 자연수)의 제1DAC와 상기 디지털신호를 상기 부극성 아날로그신호로 변화하는 N비트(N은 1보다 큰 자연수)의 제2DAC를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 M은 N보다 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 출력회로부는 상기 출력신호를 상기 트랜지스터의 게이트로 출력하고, 상기 디지털아날로그 변환부는 블랙을 표현하는 상기 디지털신호를 상기 트랜지스터의 소스 전압 및 드레인 전압 중 낮은 전압보다 낮은 전압의 부극성 아날로그신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디지털아날로그 변환부는 이전 프레임의 상기 디지털신호의 크기에 비례하여 해당 프레임의 블랙을 표현하는 상기 디지털신호를 부극성 아날로그신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정극성 아날로그신호의 해상도는 상기 부극성 아날로그신호의 해상도보다 높은 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정극성 아날로그신호의 크기의 최대값과 상기 부극성 아날로그신호의 최소값의 절대값이 동일한 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  10. 디지털신호를 정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나로 변환하는 디지털아날로그 변환부; 및
    정극성 아날로그신호와 부극성 아날로그신호 중 하나를 출력신호로서 유기 발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하는 트랜지스터로 출력하는 출력 회로부를 포함하고,
    상기 디지털아날로그 변환부는 특정 프레임에서, 하나의 픽셀이 블랙을 표현하는 경우 상기 하나의 픽셀에 대응하는 상기 디지털신호를 부극성 아날로그신호로 변환하고, 다른 픽셀이 블랙을 표현하는 경우가 아니라면 상기 다른 픽셀에 대응하는 상기 디지털신호를 정극성 아날로그 신호로 변환하는 데이터 구동부.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디지털아날로그 변환부는 상기 디지털신호를 상기 정극성 아날로그신호로 변환하는 M비트(M은 1보다 큰 자연수)의 제1DAC와 상기 디지털신호를 상기 부극성 아날로그신호로 변화하는 N비트(N은 1보다 큰 자연수)의 제2DAC를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 구동부.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 M은 N보다 큰 것을 특징으로 하는 데이터 구동부.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 출력회로부는 상기 출력신호를 상기 트랜지스터의 게이트로 출력하고, 상기 디지털아날로그 변환부는 블랙을 표현하는 상기 디지털신호를 상기 트랜지스터의 소스 전압 및 드레인 전압 중 낮은 전압보다 낮은 전압의 부극성 아날로그신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 구동부.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 디지털아날로그 변환부는 이전 프레임의 상기 디지털신호의 크기에 비례하여 해당 프레임의 블랙을 표현하는 상기 디지털신호를 부극성 아날로그신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 구동부.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 정극성 아날로그신호의 해상도는 상기 부극성 아날로그신호의 해상도보다 높은 것을 특징으로 하는 데이터 구동부.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 정극성 아날로그신호의 크기의 최대값과 상기 부극성 아날로그신호의 최소값의 절대값이 동일한 것을 특징으로 하는 데이터 구동부.
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