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KR20090132859A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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KR20090132859A
KR20090132859A KR1020080059041A KR20080059041A KR20090132859A KR 20090132859 A KR20090132859 A KR 20090132859A KR 1020080059041 A KR1020080059041 A KR 1020080059041A KR 20080059041 A KR20080059041 A KR 20080059041A KR 20090132859 A KR20090132859 A KR 20090132859A
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 제1 주사 신호에 의해 제어되며 상기 제1 접점에 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 제2 주사 신호에 의해 제어되며 상기 제2 접점에 기준 전압을 전달하는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점과 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 접점과 연결되어 있는 출력 단자, 그리고 입력 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 제3 주사 신호에 의해 제어되며 구동 전압을 상기 구동 트랜지스터의 입력 단자에 전달하는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함한다. 이에 따르면 표시 장치의 표시 특성이 향상될 수 있다.
유기 발광 표시 장치, 기준 전압, 대비비, 블랙 전류

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 능동형 평판 표시 장치는 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하며, 주어진 표시 정보에 따라 각 화소의 휘도를 제어함으로써 영상을 표시한다. 이중에서 유기 발광 표시 장치는 자기 발광형이고 소비 전력이 작으며 시야각이 넓고 화소의 응답 속도가 빨라서, 액정 표시 장치를 능가할 차세대 표시 장치로서 각광받고 있다.
유기 발광 표시 장치의 각 화소는 발광 소자와 이를 구동하는 구동 트랜지스터 및 구동 트랜지스터에 데이터 전압을 인가하는 스위칭 트랜지스터, 그리고 데이터 전압을 저장하는 축전기 등을 포함한다. 구동 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터로부터 인가되는 데이터 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류를 흘리며, 발광 소자는 구동 트랜지스터의 출력 전류에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
한편 트랜지스터는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)의 형태로 만들어지는데, 이 박막 트랜지스터는 활성층(active layer)의 종류에 따라 다결정(poly-crystalline) 또는 미세결정(micro-crystalline) 등 결정질 규소 박막 트랜지스터와 비정질(amorphous) 규소 박막 트랜지스터 등으로 나눌 수 있다.
화소가 블랙을 표시하는 경우 구동 트랜지스터에 누설 전류가 흐르면 발광 소자가 발광할 수 있으며, 이 누설 전류의 크기에 따라 유기 발광 표시 장치의 블랙에서의 대비비(contrast ratio)가 결정된다. 특히 구동 트랜지스터가 결정질 규소 박막 트랜지스터인 경우 누설 전류가 더 커지며 대비비가 낮아질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 표시 장치가 저계조의 영상을 나타낼 때 대비비를 높이며 표시 특성을 향상하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 제1 주사 신호에 의해 제어되며 상기 제1 접점에 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 제2 주사 신호에 의해 제어되며 상기 제2 접점에 기준 전압을 전달하는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점과 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 접점과 연결되어 있는 출력 단자, 그리고 입력 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 제3 주사 신호에 의해 제어되며 구동 전압을 상기 구동 트랜지스터의 입력 단자에 전달하는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함한다.
상기 제1 주사 신호 및 상기 제2 주사 신호는 동시에 제1 상태가 되고 상기 제3 주사 신호는 제2 상태가 되어, 상기 제1 접점 및 제2 접점에 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압이 각각 인가될 수 있다.
상기 제1 주사 신호가 제2 상태일 때, 상기 스위칭 트랜지스터는 차단되고, 상기 제3 주사 신호는 제1 상태가 되어 상기 구동 트랜지스터에 상기 구동 전압이 전달될 수 있다.
상기 제3 주사 신호는 상기 제1 주사 신호의 반전 신호일 수 있다.
상기 제1 주사 신호가 제2 상태일 때 상기 구동 트랜지스터에 출력 전류가 흐르고 상기 발광 소자에 구동 전류가 흐를 수 있다.
상기 출력 전류는 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압에 의존할 수 있다.
상기 제1 주사 신호가 제2 상태일 때 상기 제2 주사 신호는 제3 상태가 되어 상기 발광 제어 트랜지스터에 바이패스 전류가 흐를 수 있다.
블랙 영상을 표시할 때 상기 발광 소자에 흐르는 상기 구동 전류가 최소가 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선, 발광 제어 주사 신호를 전달하는 복수의 발광 제어 주사 신호선, 반전 주사 신호를 전달하는 복수의 반전 주사 신호선, 그리고 상기 주사 신호에 따라 상기 데이터 전압을 받고 상기 데이터 전압에 해당하는 휘도를 표시하는 복수의 화소를 포함하며, 상기 각 화소는, 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 상기 주사 신호선과 연결되어 있는 제 어 단자, 상기 데이터선과 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 상기 제1 접점과 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 스위칭 트랜지스터, 상기 발광 제어 주사 신호에 의해 제어되며 기준 전압과 상기 제2 접점 사이에 연결되어 있는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점과 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 접점과 연결되어 있는 출력 단자, 그리고 입력 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 반전 주사 신호선과 연결되어 있는 제어 단자, 구동 전압 단자와 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 상기 구동 트랜지스터의 입력 단자와 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함하며, 상기 주사 신호와 상기 발광 제어 주사 신호는 서로 다르다.
상기 반전 주사 신호는 상기 주사 신호의 반전 형태일 수 있다.
상기 주사 신호 및 상기 발광 제어 주사 신호는 동시에 제1 상태가 되어 상기 제1 접점 및 제2 접점에 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압이 각각 인가될 수 있다.
상기 주사 신호가 제2 상태가 되고 상기 반전 주사 신호가 제1 상태가 되어 상기 구동 트랜지스터에 출력 전류가 흐르고, 상기 출력 전류는 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압의 차에 의존할 수 있다.
상기 발광 제어 주사 신호가 제1 상태일 때 상기 제2 접점에 상기 기준 전압이 인가되고, 상기 발광 제어 주사 신호가 제2 상태일 때 상기 발광 제어 트랜지스터에 바이패스 전류가 흐를 수 있다.
상기 주사 신호선, 상기 발광 제어 주사 신호선 및 상기 반전 주사 신호선은 각각 별개의 구동부에 연결되어 있을 수 있다.
상기 주사 신호선, 상기 발광 제어 주사 신호선 및 상기 반전 주사 신호선 중 적어도 두 개는 동일한 구동부에 연결되어 있을 수 있다.
상기 주사 신호를 반전하여 상기 반전 주사 신호선에 인가하는 반전부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 제1 주사 신호에 의해 제어되는 스위칭 트랜지스터, 제2 주사 신호에 의해 제어되는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 제3 주사 신호에 의해 제어되며 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 스위칭 트랜지스터와 상기 발광 제어 트랜지스터가 도통되고 상기 구동 제어 트랜지스터는 차단되는 충전 단계, 그리고 상기 스위칭 트랜지스터가 차단되고, 상기 발광 제어 트랜지스터 및 상기 구동 제어 트랜지스터는 도통되어 상기 발광 소자 및 상기 발광 제어 트랜지스터에 전류가 흐르는 발광 단계를 포함한다.
상기 제3 주사 신호는 상기 제1 주사 신호의 반전 상태일 수 있다.
상기 충전 단계에서, 상기 제1 주사 신호 및 상기 제2 주사 신호는 턴온 전압이고, 상기 제3 주사 신호는 턴오프 전압일 수 있다.
상기 발광 단계에서, 상기 제1 주사 신호는 턴오프 전압이고, 상기 제2 주사 신호는 블랙 전압이며, 상기 제3 주사 신호는 턴온 전압일 수 있다.
상기 블랙 전압은 상기 턴오프 전압보다 높고 상기 턴온 전압보다 낮을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 상기 제1 접점에 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 제2 접점에 기준 전압을 전달하는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터에 구동 전압을 전달하는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 제1 접점이 상기 데이터 전압과 연결되고, 상기 제2 접점이 상기 기준 전압과 연결되는 충전 단계, 그리고 상기 제1 접점에 상기 데이터 전압이 차단되고, 상기 구동 트랜지스터에 상기 구동 전압이 연결되어 상기 발광 소자에 구동 전류가 흐르고, 상기 발광 제어 트랜지스터에 바이패스 전류가 흐르는 발광 단계를 포함한다.
상기 표시 장치가 블랙 영상을 표시할 때 상기 구동 전류가 최소가 될 수 있다.
본 발명에 따르면 블랙 영상을 표시할 때 유기 발광 소자에 흐르는 전류를 최소화하여 유기 발광 표시 장치의 대비비를 높일 수 있다.
또한 이전 프레임에서의 데이터 전압에 의한 영향을 받지 않고 현재 데이터 전압에 충실히 의존하여 표시 특성이 향상된다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시판(display panel)(300), 주사 구동부(400), 반전부(도시하지 않음), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시판(300)은 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm, Gai, /Gi)(i=1,2,..., n), 복수의 전압선(도시하지 않음), 그리고 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm, Gai, /Gi)(i=1,2,..., n)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선(G1-Gn), 발광 제어 주사 신호를 전달하는 복수의 발광 제어 주사 신호선(Gai), 반전 주사 신호를 전달하는 복수의 반전 주사 신호선(/Gi), 그리고 데이 터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 주사 신호선(G1-Gn, Gai, /Gi)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 도 2에 도시한 바와 다르게, 발광 제어 주사 신호선(Gai) 및 반전 주사 신호선(/Gi)은 주사 신호선(G1-Gn)과 나란하지 않을 수 있다.
전압선은 구동 전압(Vdd)을 전달하는 구동 전압선(도시하지 않음), 공통 전압(Vss)을 전달하는 공통 전압선(도시하지 않음), 그리고 기준 전압(Vrf)을 전달하는 기준 전압선(도시하지 않음)을 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 각 화소(PX)는 유기 발광 소자(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 축전기(Cst), 스위칭 트랜지스터(Qs), 발광 제어 트랜지스터(Qbk), 그리고 구동 제어 트랜지스터(Qdd)를 포함한다.
구동 트랜지스터(Qd), 스위칭 트랜지스터(Qs), 발광 제어 트랜지스터(Qbk) 및 구동 제어 트랜지스터(Qdd)는 각각 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다.
구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자는 접점(N1)에서 스위칭 트랜지스터(Qs)와 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 제어 트랜지스터(Qdd)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 접점(N2)에서 유기 발광 소자(LD)와 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs)의 제어 단자는 주사 신호선(Gi)(i=1,2,..., n)과 연 결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)(j=1,2,..., m)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)와 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사 신호선(Gi)으로부터의 주사 신호에 응답하여 데이터 전압을 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 전달한다.
축전기(Cst)의 한쪽 단자는 접점(N1)에서 구동 트랜지스터(Qd)와 연결되어 있고, 다른 한쪽 단자는 접점(N2)에서 유기 발광 소자(LD)와 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 유기 발광 소자(LD)에 전류가 흐르는 동안 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 출력 단자 상이의 전압 차를 충전하고 스위칭 트랜지스터(Qs)가 차단된 뒤에도 이를 유지한다.
발광 제어 트랜지스터(Qbk)의 제어 단자는 발광 제어 주사 신호선(Gai)과 연결되어 있고, 입력 단자는 접점(N2)에서 구동 트랜지스터(Qd)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 기준 전압(Vrf)과 연결되어 있다.
구동 제어 트랜지스터(Qdd)의 제어 단자는 반전 주사 신호선(/Gi)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압(Vdd)의 단자와 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)와 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs), 구동 트랜지스터(Qd), 발광 제어 트랜지스터(Qbk) 및 구동 제어 트랜지스터(Qdd)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이다. 전계 효과 트랜지스터의 예로는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 들 수 있으며, 이들은 다결정 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs), 구동 트랜지스터(Qd), 발광 제어 트랜지스터(Qbk) 및 구동 제어 트랜지스터(Qdd)의 채널형(channel type)이 뒤바뀔 수 있으며, 이 경우에는 이들을 구동하는 신호의 파형 또한 뒤집힐 수 있다.
유기 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(OLED)로서 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 스위칭 트랜지스터(Qs)를 통하여 구동 트랜지스터(Qd)가 공급하는 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 화상을 표시하며, 이 전류(ILD)의 크기는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이의 전압의 크기에 의존한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 주사 구동부(400)는 표시판(300)의 주사 신호선(G1-Gn) 및 발광 제어 주사 신호선(Gai)(i=1,2,..., n) 과 연결되어 있으며, 고전압(Von)과 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사 신호선(G1-Gn)에 인가하고, 고전압(Von)과 저전압(Vbk)의 조합으로 이루어진 발광 제어 주사 신호를 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 인가한다. 저전압(Vbk)은 저전압(Voff)보다 높다.
한편 반전부(도시하지 않음)는 주사 구동부(400)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 주사 구동부(400)의 주사 신호를 반전시킨 반전 주사 신호를 반전 주사 신호선(/Gi)에 인가한다.
이와는 다르게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 판(300), 주사 구동부(400), 반전 주사 구동부(도시하지 않음) 및 발광 제어 주사 구동부(도시하지 않음), 그리고 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600)를 포함할 수 있다.
이 경우 앞선 실시예에서의 반전부(도시하지 않음)는 포함하지 않는다. 앞선 실시예와 다르게 반전 주사 구동부(도시하지 않음) 및 발광 제어 주사 구동부(도시하지 않음)는 각각 반전 주사 신호선(/Gi) 및 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 연결되어 있을 수 있다. 반전 주사 구동부(도시하지 않음)는 주사 구동부(400)의 주사 신호의 반전 상태인 반전 주사 신호를 반전 주사 신호선(/Gi)에 인가하며, 발광 제어 주사 구동부(도시하지 않음)는 고전압(Von)과 저전압(Vbk)의 조합으로 이루어진 발광 제어 주사 신호를 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며 영상 신호를 나타내는 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
신호 제어부(600)는 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하 지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm, Gai, Gbi) 및 트랜지스터(Qs, Qd, Qdd, Qbk) 따위와 함께 표시판(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 유기 발광 표시 장치의 표시 동작에 대하여 도 3 내지 도 5를 도 1 및 도 2와 함께 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 행의 화소에 인가되는 구동 신호를 도시한 파형도이고, 도 4 및 도 5는 각각 도 3에 도시한 구간(S2, S3)에서 한 화소의 등가 회로도이다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(Din) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(ICON)를 수신한다. 입력 영상 신호(Din)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호(ICON)의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록 신호, 데이터 제한 신호(data enable signal) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(Din)와 입력 제어 신호(ICON)를 기초로 입력 영상 신호(Din)를 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어 신호(CONT1)와 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한다. 신호 제어부(600)는 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 내보내고, 데이터 제어 신호(CONT2)와 출력 영상 신호(Dout)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
주사 제어 신호(CONT1)는 주사 신호선(G1-Gn) 및 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 대한 고전압(Von)의 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(scanning start signal)와 그 고전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호, 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 제한 신호(output enable signal) 등을 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(Dout)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호 및 데이터 클록 신호 등을 포함한다.
주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 주사 신호선(G1-Gn) 및 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 인가되는 주사 신호(Vgi) 및 발광 제어 주사 신호(Vgai)를 차례로 고전압(Von)으로 바꾸었다가 다시 저전압(Voff, Vbk)으로 바꾼다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 각 행의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호(Dout)를 수신하고, 출력 영상 신호(Dout)를 아날로그 데이터 전압(Vdat)으로 변환한 다음, 이를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
이제부터 모든 주사 신호선(G1-Gn) 및 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 대하여 주사 신호(Vgi) 및 발광 제어 주사 신호(Vgai)를 인가하는 한 프레임(frame) 동안 특정 화소 행, 예를 들면 i 번째 행에 초점을 맞추어 각 단계별로 설명한다.
도 3을 참고하면, 한 프레임이 시작되면서 주사 신호선(Gi)에 인가되는 주사 신호(Vgi)는 저전압(Voff)이고, 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 인가되는 발광 제어 주사 신호(Vgai)는 저전압(Vbk)이며, 반전 주사 신호선(/Gi)에 인가되는 반전 주사 신호(/Vgi)는 고전압(Von)인 상태이다. 이는 이전 프레임(previous frame)에서의 발광 구간(S1)이 된다. 첫 번째(i=1) 화소 행인 경우는 발광 구간(S1)이 생략된다.
다음 주사 신호선(Gi)에 인가되는 주사 신호(Vgi)와 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 인가되는 발광 제어 주사 신호(Vgai)가 고전압(Von)으로 바뀌고, 이와 동시에 반전 주사 신호선(/Gi)에 인가되는 반전 주사 신호(/Vgi)는 저전압(Voff)으로 바뀐다. 이에 따라 본 프레임의 충전 구간(S2)이 시작된다.
그러면 도 4에 도시한 바와 같이 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 발광 제어 트랜지스터(Qbk)가 도통되고 구동 제어 트랜지스터(Qdd)는 차단된다. 도통된 스위칭 트랜지스터(Qs)를 통해 접점(N1)에는 데이터 전압(Vdat)이 인가되고 접점(N2)에는 도통된 발광 제어 트랜지스터(Qbk)를 통해 기준 전압(Vrf)이 인가되어 축전기(Cst) 에는 데이터 전압(Vdat)과 기준 전압(Vrf)의 차만큼이 정확히 충전된다.
다음 도 3을 참고하면, 주사 신호선(Gi)에 인가되는 주사 신호(Vgi)는 저전압(Voff)으로 바뀌고, 반전 주사 신호선(/Gi)에 인가되는 반전 주사 신호(/Vgi)는 고전압(Von)으로 바뀌며 본 프레임에서의 발광 구간(S3)이 시작된다. 이와 동시에 발광 제어 주사 신호선(Gai)에 인가되는 발광 제어 주사 신호(Vgai)는 저전압(Vbk)으로 바뀐다.
그러면 도 5에 도시한 바와 같이 스위칭 트랜지스터(Qs)는 차단되고 구동 제어 트랜지스터(Qdd)는 도통되어 구동 트랜지스터(Qd)는 접점(N2)으로 전류를 흘린다. 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류의 크기는 축전기(Cst)의 양단에 충전된 전압차, 즉 두 접점(N1, N2)의 전압차에 의존한다. 본 실시예에서는 앞에서 설명한 충전 구간(S2)에서처럼 매 프레임마다 접점(N2)의 전압이 기준 전압(Vrf)으로 갱신되므로 이전 프레임에서의 접점(N2)의 전압의 영향으로부터 자유로우며, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류는 매 프레임마다의 데이터 전압(Vdat)에 의해서만 결정되어 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
한편 발광 제어 트랜지스터(Qbk)는 도통 상태를 유지하며 제어 단자에 인가되는 저전압(Vbk)과 출력 단자에 인가되는 기준 전압(Vrf)의 전압차(Vgs)에 따라 달라지는 전류(Ibk)를 출력 단자로 흘린다.
Ibk ＝ K×(Vgs － Vth)2 ＝ K×(Vbk － Vrf - Vth)2
여기서, K는 발광 제어 트랜지스터(Qbk)의 특성에 따른 상수이며 Vth는 발광 제어 트랜지스터(Qbk)의 문턱 전압이다. 따라서 구동 트랜지스터(Qd)로부터의 출력 전류의 일부가 발광 제어 트랜지스터(Qbk)를 통해 흐르게 되고 나머지 전류가 유기 발광 소자(LD)를 통해 흐른다.
특히 유기 발광 표시 장치가 블랙을 표시할 때 적절한 저전압(Vbk)을 제어 단자에 인가하여 발광 제어 트랜지스터(Qbk)를 통해 흐르는 전류(Ibk)를 조절하면 유기 발광 소자(LD)를 통해 흐르는 구동 전류(ILD)가 최소가 되게 할 수 있다. 이와 같이 블랙을 표시할 경우에는 발광 제어 주사 신호(Vgai)를 적절한 저전압(Vbk)으로 하여 유기 발광 소자(LD)의 구동 전류(ILD)를 최소가 되게 하여 대비비(contrast ratio)를 크게 할 수 있다. 한편 고휘도의 영상을 표시할 경우에는 저전압(Vbk)을 발광 제어 트랜지스터(Qbk)를 차단할 수 있는 저전압(Voff)으로 하여 유기 발광 소자(LD)에 흐르는 전류(ILD)를 크게 할 수 있다. 유기 발광 소자(LD)는 이와 같은 구동 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호, 데이터 제한 신호의 한 주기]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 주사 신호선(G1-Gn), 발광 제어 주 사 신호선(Gai), 그리고 반전 주사 신호선(/Gi)에 대하여 차례로 각각의 주사 신호를 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압(Vdat)을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 행의 화소에 인가되는 구동 신호를 도시한 파형도이고,
도 4 및 도 5는 각각 도 3에 도시한 구간(S2, S3)에서 한 화소의 등가 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300: 표시판 400: 주사 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
CONT1: 주사 제어 신호 CONT2: 데이터 제어 신호
Cst: 축전기 Din: 입력 영상 신호
Dout: 출력 영상 신호 D1-Dm: 데이터선
G1-Gn: 주사 신호선 Gai: 발광 제어 주사 신호선
/Gi: 구동 제어 주사 신호선 Vgi: 주사 신호
Vgai: 발광 제어 주사 신호 /Vgi: 구동 제어 주사 신호
ICON: 입력 제어 신호 ILD: 유기 발광 소자의 구동 전류
Ibk: 발광 제어 트랜지스터의 출력 전류
LD: 유기 발광 소자 N1, N2: 접점
PX: 화소 Qd: 구동 트랜지스터
Qdd: 구동 제어 트랜지스터 Qbk: 발광 제어 트랜지스터
Qs: 스위칭 트랜지스터 Vdat: 데이터 전압
Vdd: 구동 전압 Vss: 공통 전압
Vrf: 기준 전압

Claims (23)

  1. 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기,
    제1 주사 신호에 의해 제어되며 상기 제1 접점에 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터,
    제2 주사 신호에 의해 제어되며 상기 제2 접점에 기준 전압을 전달하는 발광 제어 트랜지스터,
    상기 제1 접점과 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 접점과 연결되어 있는 출력 단자, 그리고 입력 단자를 가지는 구동 트랜지스터,
    제3 주사 신호에 의해 제어되며 구동 전압을 상기 구동 트랜지스터의 입력 단자에 전달하는 구동 제어 트랜지스터, 그리고
    상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 주사 신호 및 상기 제2 주사 신호는 동시에 제1 상태가 되고 상기 제3 주사 신호는 제2 상태가 되어, 상기 제1 접점 및 제2 접점에 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압이 각각 인가되는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 주사 신호가 제2 상태일 때,
    상기 스위칭 트랜지스터는 차단되고,
    상기 제3 주사 신호는 제1 상태가 되어 상기 구동 트랜지스터에 상기 구동 전압이 전달되는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제3 주사 신호는 상기 제1 주사 신호의 반전 신호인 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 제1 주사 신호가 제2 상태일 때 상기 구동 트랜지스터에 출력 전류가 흐르고 상기 발광 소자에 구동 전류가 흐르는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 출력 전류는 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압에 의존하는 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 주사 신호가 제2 상태일 때 상기 제2 주사 신호는 제3 상태가 되어 상기 발광 제어 트랜지스터에 바이패스 전류가 흐르는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    블랙 영상을 표시할 때 상기 발광 소자에 흐르는 상기 구동 전류가 최소가 되는 표시 장치.
  9. 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선,
    주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선,
    발광 제어 주사 신호를 전달하는 복수의 발광 제어 주사 신호선,
    반전 주사 신호를 전달하는 복수의 반전 주사 신호선, 그리고
    상기 주사 신호에 따라 상기 데이터 전압을 받고 상기 데이터 전압에 해당하는 휘도를 표시하는 복수의 화소
    를 포함하며,
    상기 각 화소는,
    제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기,
    상기 주사 신호선과 연결되어 있는 제어 단자, 상기 데이터선과 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 상기 제1 접점과 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 스위칭 트랜지스터,
    상기 발광 제어 주사 신호에 의해 제어되며 기준 전압과 상기 제2 접점 사이에 연결되어 있는 발광 제어 트랜지스터,
    상기 제1 접점과 연결되어 있는 제어 단자, 상기 제2 접점과 연결되어 있는 출력 단자, 그리고 입력 단자를 가지는 구동 트랜지스터,
    반전 주사 신호선과 연결되어 있는 제어 단자, 구동 전압 단자와 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 상기 구동 트랜지스터의 입력 단자와 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 구동 제어 트랜지스터, 그리고
    상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자
    를 포함하며,
    상기 주사 신호와 상기 발광 제어 주사 신호는 서로 다른
    표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 반전 주사 신호는 상기 주사 신호의 반전 형태인 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 주사 신호 및 상기 발광 제어 주사 신호는 동시에 제1 상태가 되어 상기 제1 접점 및 제2 접점에 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압이 각각 인가되는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 주사 신호가 제2 상태가 되고 상기 반전 주사 신호가 제1 상태가 되어 상기 구동 트랜지스터에 출력 전류가 흐르고,
    상기 출력 전류는 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압의 차에 의존하는 표 시 장치.
  13. 제9항에서,
    상기 발광 제어 주사 신호가 제1 상태일 때 상기 제2 접점에 상기 기준 전압이 인가되고,
    상기 발광 제어 주사 신호가 제2 상태일 때 상기 발광 제어 트랜지스터에 바이패스 전류가 흐르는
    표시 장치.
  14. 제9항에서,
    상기 주사 신호선, 상기 발광 제어 주사 신호선 및 상기 반전 주사 신호선은 각각 별개의 구동부에 연결되어 있는 표시 장치.
  15. 제9항에서,
    상기 주사 신호선, 상기 발광 제어 주사 신호선 및 상기 반전 주사 신호선 중 적어도 두 개는 동일한 구동부에 연결되어 있는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 주사 신호를 반전하여 상기 반전 주사 신호선에 인가하는 반전부를 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 제1 주사 신호에 의해 제어되는 스위칭 트랜지스터, 제2 주사 신호에 의해 제어되는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 제3 주사 신호에 의해 제어되며 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 스위칭 트랜지스터와 상기 발광 제어 트랜지스터가 도통되고 상기 구동 제어 트랜지스터는 차단되는 충전 단계, 그리고
    상기 스위칭 트랜지스터가 차단되고, 상기 발광 제어 트랜지스터 및 상기 구동 제어 트랜지스터는 도통되어 상기 발광 소자 및 상기 발광 제어 트랜지스터에 전류가 흐르는 발광 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제3 주사 신호는 상기 제1 주사 신호의 반전 상태인 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 충전 단계에서, 상기 제1 주사 신호 및 상기 제2 주사 신호는 턴온 전 압이고, 상기 제3 주사 신호는 턴오프 전압인 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 발광 단계에서,
    상기 제1 주사 신호는 턴오프 전압이고,
    상기 제2 주사 신호는 블랙 전압이며,
    상기 제3 주사 신호는 턴온 전압인
    표시 장치의 구동 방법.
  21. 제18항에서,
    상기 블랙 전압은 상기 턴오프 전압보다 높고 상기 턴온 전압보다 낮은 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 상기 제1 접점에 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 제2 접점에 기준 전압을 전달하는 발광 제어 트랜지스터, 상기 제1 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터에 구동 전압을 전달하는 구동 제어 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 제1 접점이 상기 데이터 전압과 연결되고, 상기 제2 접점이 상기 기준 전압과 연결되는 충전 단계, 그리고
    상기 제1 접점에 상기 데이터 전압이 차단되고, 상기 구동 트랜지스터에 상기 구동 전압이 연결되어 상기 발광 소자에 구동 전류가 흐르고, 상기 발광 제어 트랜지스터에 바이패스 전류가 흐르는 발광 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 표시 장치가 블랙 영상을 표시할 때 상기 구동 전류가 최소가 되는 표시 장치의 구동 방법.
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