KR100580557B1 - 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리차지를 이용한 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
이 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법은 데이터의 계조를 판단하고, 상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 최대 계조보다 낮은 소정의 기준 계조 이하의 계조이면 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전 및 충전한다.

Description

유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법{ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 유기 전계발광 표시장치의 단위 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 패스브방식의 유기 전계발광 표시장치의 어레이 일부를 등가적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 프리차지 구동부를 상세히 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 파형도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 유리기판 2 : 양극
3 : 정공주입층 4 : 발광층
5 : 음극 61 : 데이터 구동부
62 : 프리차지 구동부 63 : 스캔 구동부
64 : 데이터 비교부 65 : 프리차지 제어부
66 : 계조 판단부 67 : 표시패널
62a, 62b, 62c : 스위치소자
본 발명은 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 프리차지를 이용한 유기 전계발광 표시장치와 그 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 : 이하 "LCD"라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 PDP"라 함) 및 전계발광 표시장치(Electro-luminescence Display: 이하 "EL 표시장치"이라 함) 등이 있다.
PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다.
LCD는 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있다. 그러나 LCD는 반도체공정 으로 제조되기 때문에 대화면화에 어려움이 있고 자발광소 자가 아니기 때문에 별도의 광원이 필요하고 그 광원으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 단점이 있다.
EL 표시장치는 무기 EL 표시장치와 유기 EL 표시장치로 대별되며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 EL 표시장치는 대략 10[V] 전후의 전압으로 수만 [cd/㎡]의 높은 휘도로 화상을 표시할 수 있으며, 상용화되고 있는 대부분의 EL 표시장치에 적용되고 있다.
유기 EL 표시장치의 단위 소자는 도 1과 같이 유리기판(1) 상에 투명도전성물질로 된 양극(2)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(3), 유기물질로 된 발광층(4), 일함수가 낮은 금속으로 된 음극(5)이 적층된다. 양극(2)과 음극(5) 사이에 전계가 인가되면, 정공주입층(3) 내의 정공과 금속 내의 전자는 각각 발광층(4) 쪽으로 진행하여 발광층(4)에서 결합된다. 그러면 발광층(4) 내의 형광물질이 여기 및 천이되면서 가시광이 발생된다. 이 때, 휘도는 양극(2)과 음극(5) 사이의 전류에 비례하게 된다.
유기 EL 표시장치는 패시브방식과 액티브방식으로 나뉘어진다.
도 2는 패시브방식 유기 EL 표시장치의 일부를 등가적으로 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 패시브방식의 유기 EL 표시장치는 상호 직교하는 다수의 데이터라인들(D1 내지 D3) 및 다수의 스캔라인들(S1 내지 S2)과, 데이터라인들(D1 내지 D3)과 스캔라인들(S1 내지 S3) 사이의 교차부들에 형성되는 유기 EL 소자들 (OLED)을 구비한다.
데이터라인들(D1 내지 D3)은 유기 EL 소자(OLED)의 양극에 접속되어 도시하지 않은 데이터 구동부로부터의 정전류를 유기 EL 소자(OLED)의 양극에 공급한다.
스캔라인들(S1 내지 S3)은 유기 EL 소자(OLED)의 음극에 접속되어 도시하지 않은 스캔 구동부로부터의 스캔펄스를 유기 EL 소자(OLED)의 음극에 공급한다.
유기 EL 소자(OLED)는 양극과 음극 사이의 전류양에 비례하여 빛을 방출하게 된다.
최근, 유기 EL 표시장치는 응답시간(Response time)을 줄여 계조표현을 풍부하게 하기 위하여 프리차지방식을 채택하고 있는 추세에 있다. 그런데 현재 적용되고 있는 대부분의 프리차지방식은 전력소모가 많고 특정계조 특히, 낮은 계조범위에서 유기 EL 소자(OLED)에 전류가 충분히 예비충전(Pre-charge)되지 못하기 때문에 계조표현능력이 낮은 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전력 소모가 낮고 계조표현능력이 높은 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광 표시장치는 다수의 데이터라인을 가지는 표시패널과; 데이터의 계조를 판단하기 위한 계조 판단 부와; 상기 계조 판단부로부터의 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 최대 계조보다 낮은 소정의 기준 계조 이하의 계조이면 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전 및 충전하는 프리차지 구동부를 구비한다.
상기 유기 전계발광 표시장치는 접한 데이터들을 비교하기 위한 데이터 비교부를 더 구비한다.
상기 프리차지 구동부는 상기 계조 판단부로부터의 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교부로부터의 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 높으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 충전한다.
상기 프리차지 구동부는 상기 계조 판단부로부터의 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교부로부터의 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 낮으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전한다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 표시장치의 구동방법은 데이터의 계조를 판단하는 단계와; 상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 최대 계조보다 낮은 소정의 기준 계조 이하의 계조이면 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전 및 충전하는 단계를 포함한다.
상기 유기 전계발광 표시장치의 구동방법은 인접한 데이터들 비교하는 단계를 더 포함한다.
상기 유기 전계발광 표시장치의 구동방법은 상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 높으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 충전하는 단계를 더 포함한다.
상기 유기 전계발광 표시장치의 구동방법은 상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 낮으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전하는 단계를 더 포함한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치는 m×n 개의 유기 EL 소자들(OLED)이 매트릭스 타입으로 배치되는 표시패널(67), 데이터 구동부(61), 프리차지 구동부(62), 스캔 구동부(63), 데이터 비교부(64), 계조 판단부(66), 및 프리차지 제어부(65)를 구비한다.
표시패널(67)에는 m 개의 데이터라인들(CL1 내지 CLm)과 n 개의 스캔라인들(RL1 내지 RLn)이 교차하며 그 교차부들 사이에 유기 EL 소자들(OLED)이 배치된다.
데이터 구동부(61)는 데이터를 순차적으로 샘플링하기 위한 쉬프트 레지스터회로, 전류미러회로나 전류싱크 회로 등을 포함한다. 이 데이터 구동부(61)는 디지털 비디오 데이터를 샘플링하고 그 데이터의 계조값에 대응하는 데이터를 프리차지 구동부(62)를 경유하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
프리차지 구동부(62)는 프리차지 제어부(65)의 제어 하에 기준 계조(αgs) 이하의 데이터들이 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급되기 전에 그 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 방전시킨 후 프리차지 전류로 충전하며, 기준 계조(αgs)보다 높은 계조의 데이터들이 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급되기 전에 그 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 선택적으로 방전 또는 충전한다. 여기서 기준 계조(αgs)란 유기 EL 소자(OLED)의 최대 밝기가 100%일 때 30%∼50% 사이의 밝기에 대응하는 계조이다.
스캔 구동부(63)는 스캔펄스를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 쉬프트 레지스터 회로를 포함하여 데이터 전류에 동기되는 스캔펄스를 스캔라인들(S1 내지 Sn)에 순차적으로 공급한다.
데이터 비교부(64)는 디지털 비디오 데이터를 1 라인분씩 저장하는 라인 메모리와 그 라인 메모리에 의해 지연된 데이터와 미지연된 데이터를 비교하여 이전 라인과 현재 라인 사이에 데이터를 비교하고 그 비교 결과를 프리차지 제어부(65)에 공급한다.
계조 판단부(66)는 디지털 비디오 데이터의 계조를 판단하고, 그 계조를 프리차지 제어부(65)에 공급한다.
프리차지 제어부(65)는 계조 판단부(66)로부터의 계조 판단결과와 데이터 비교부(64)로부터의 데이터 비교 결과에 기초하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급되는 데이터가 기준 계조(αgs) 이하의 데이터로 판단되면 비스캔기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)이 방전된 후에 충전될 수 있도록 프리차지 구동부(62)를 제어한다. 또한, 프리차지 제어부(65)는 계조 판단부(66)로부터의 계조 판단결과와 데이터 비교부(64)로부터의 데이터 비교 결과에 기초하여 데이터라인들(D1 내지 Dm) 에 공급되는 데이터가 기준 계조(αgs) 보다 높은 계조의 데이터로 판단되면 비스캔기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)이 방전 또는 충전될 수 있도록 프리차지 구동부(62)를 제어한다. 여기서, 데이터가 기준 계조(αgs) 보다 높은 계조의 데이터인 경우에, n-1 번째 라인의 데이터보다 n 번째 라인의 데이터가 계조 값이 더 높으면 프리차지 제어부(65)는 n-1 번째 라인의 스캔기간과 n 번째 라인의 스캔기간 사이의 비스캔기간 동안 해당 데이터라인이 충전될 수 있도록 프리차지 구동부(62)를 제어한다. 반면에, 데이터가 기준 계조(αgs) 보다 높은 계조의 데이터인 경우에, n-1 번째 라인의 데이터보다 n 번째 라인의 데이터가 계조 값이 더 낮으면 프리차지 제어부(65)는 n-1 번째 라인의 스캔기간과 n 번째 라인의 스캔기간 사이의 비스캔기간 동안 해당 데이터라인이 방전될 수 있도록 프리차지 구동부(62)를 제어한다.
도 4는 프리차지 구동부(62)의 실시예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 프리차지 구동부(62)는 제1 제어신호(φ1)에 응답하여 저전위전압(Vss)을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급하기 위한 제1 스위치소자(62a)와, 제2 제어신호(φ2)에 응답하여 프리차지 전류(Ipre)를 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급하기 위한 제2 스위치소자(62b)와, 제3 제어신호(φ3)에 응답하여 데이터전류(Ipre)를 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급하기 위한 제3 스위치소자(62c)를 구비한다.
저전위전압(Vss)은 0V나 기저전압(GND)이다.
제어신호들(φ1, φ2, φ3)은 프리차지 제어부(65)로부터 공급된다.
제1 스위치소자(62a)는 저전위전압원(Vss)과 데이터라인들(D1 내지 Dn) 사이에 접속되고, 제1 제어신호(φ1)에 응답하여 턴-온되어 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 방전시킨다.
제2 스위치소자(62b)는 프리차지 전류원(Ipre)과 데이터라인들(D1 내지 Dn) 사이에 접속되고, 제2 제어신호(φ2)에 응답하여 턴-온되어 프리차지 전류(Ipre)로 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 충전시킨다.
제3 스위치소자(62c)는 데이터 구동부(61)의 출력단과 데이터라인들(D1 내지 Dn) 사이에 접속되고, 제3 제어신호(φ3)에 응답하여 턴-온되어 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터 전류(Id1)를 공급한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면으로써, 제1 및 제2 스캔라인(S1, S2)에 공급되는 스캔펄스와 제1 데이터라인(D1)에 공급되는 데이터전류를 나타내는 파형도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 전계발광 표시장치의 구동방법은 스캔펄스(Sp1, Sp2)가 스캔라인들(S1, S2)에 공급되는 스캔기간들(sc) 사이에 비스캔기간(nsc)을 마련하고, 기준 계조 이하의 데이터전류(Id1, Id2)가 공급되는 스캔시간들(sc) 사이의 비스캔기간(nsc) 동안 데이터라인(D1)을 방전시킨 후에 프리차지 전류(Ipre)를 공급한다. 기준 계조 이하의 데이터가 공급되는 스캔시간들(sc) 사이에 마련된 비스캔기간(nsc)은 방전기간(dcha)과 그 방전기간(dcha)에 이어지는 충전기간(pcha)을 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 유기 전계발광 표시장치의 구동방법은 기준 계조보다 높은 계조의 데이터전류(Id3)가 공급되는 스캔시간들(sc) 사이의 비스캔기간(nsc) 동안 이전 데이터전류(Id2)에 비하여 데이터전류(Id3)가 크면 데이터라인(D1)에 프리차지 전류(Ipre)를 공급하는 반면에, 이전 데이터전류(Id2)에 비하여 데이터전류(Id2)가 낮으면 데이터라인(D1)을 방전시킨다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법은 패시브방식에 기반한 실시예로 설명되었지만 공지의 어떠한 액티브 방식의 유기 전계발광 표시장치에도 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법은 데이터라인에 공급되는 데이터가 기준 계조 이하의 데이터이면 데이터라인을 방전시킨 후에 프리차지 전류를 충전시키는 반면에 데이터라인에 공급되는 데이터가 기준 계조보다 높은 계조의 데이터이면 데이터라인의 비교결과에 따라 데이터라인을 충전 또는 방전시킨다. 그 결과, 본 발명에 따른 유기 전계발광 표시장치와 그 구동방법은 저계조에서의 계조표현능력을 향상시킴과 아울러 전력 소모를 낮출 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 다수의 데이터라인을 가지는 표시패널과;
    데이터의 계조를 판단하기 위한 계조 판단부와;
    상기 계조 판단부로부터의 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 최대 계조보다 낮은 소정의 기준 계조 이하의 계조이면 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전 및 충전하는 프리차지 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인접한 데이터들을 비교하기 위한 데이터 비교부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프리차지 구동부는,
    상기 계조 판단부로부터의 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교부로부터의 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 높으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 충전하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프리차지 구동부는,
    상기 계조 판단부로부터의 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교부로부터의 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 낮으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  5. 다수의 데이터라인을 가지는 유기 전계발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    데이터의 계조를 판단하는 단계와;
    상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 최대 계조보다 낮은 소정의 기준 계조 이하의 계조이면 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전 및 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치의 구동방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    인접한 데이터들 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 높으면 상 기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치의 구동방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 계조 판단결과에 따라 상기 데이터의 계조가 상기 기준 계조보다 높은 계조이고 상기 데이터 비교 결과에 따라 상기 데이터가 이전 데이터보다 낮으면 상기 비스캔기간 동안 상기 데이터라인을 방전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치의 구동방법.
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