KR100684862B1 - 발광 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

발광 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 표시 장치에 관한 것으로, 프리차지 전류를 이용하여 표시 영역에 따른 휘도 단차를 감소시키기 위한 것이다. 본 발명의 특징에 따른 발광 표시 장치는 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 데이터선과 주사선에 양단이 연결되어 있는 복수의 화소, 선택 신호를 생성하여 복수의 주사선 각각에 선택 신호를 순차적으로 전달하는 주사 구동부 및 데이터 신호를 생성하여 복수의 데이터선 각각에 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부를 포함한다. 데이터 구동부는 화소를 충전하기 위한 프리차지 전류를 생성한다. 프리차지 전류는 화소를 방전하기 위한 프리디스차지구간을 포함하며, 프리디스차지구간은 화소에 충전된 전압에 대응되도록 설정된다.
OLED, 발광표시장치, 프리디스차지

Description

발광 표시 장치 및 그 구동 방법{LIGHT EMITTING DISPLAY AND DRIVINR METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주사신호, 데이터 신호 및 프리차지 전류를 나타낸 도면이다.
본 발명은 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 CROSS-TALK를 감소시길 수 있는 발광 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광 표시장치는 유기 물질의 발광을 이용한 유기 발광소자를 이용한 표시장치로서, 행렬 형태로 배열된 NㅧM 개의 유기 발광셀들을 전압 구동 혹은 전류 구동하여 영상을 표현한다. 유기 발광셀은 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emission Diode; 이하 유기발광소자(OLED))로도 불리며, 애노드, 유기 박막, 캐소드 전극층의 구조를 가지고 있다.
유기발광소자를 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix : 이하 'PM') 방식과 능동 매트릭스(active matrix)방식이 있다. 능동 매트릭스 방식은 박막트랜지스터와 커패시터를 각 화소내에 집적하여 커패시터에 의해 일정한 전압을 유지하여 그 전압에 대응하는 전류가 유기발광소자에 흐르면서 발광하는 방식이다.
PM 방식은 복수의 주사선과 복수의 데이터선을 직교하도록 형성하고, 각 화소는 주사선 및 데이터선에 각각 유기발광소자의 캐소드 및 애노드가 연결되어 있다. PM 방식에서, 각 화소는 커패시터와 다이오드가 병렬로 접속된 등가회로로 구성될 수 있다. 복수의 주사선 중 제1 주사선에 주사신호가 공급되고, 제1 주사선에 주사신호가 공급될 때, 제1 주사선에 대응되는 n개의 데이터선에 휘도 레벨에 비례하는 전압을 갖는 데이터 신호가 공급된다. 그러면, 각 화소는 제1 주사선에 인가된 주사 신호의 전압과 데이터선에 인가된 데이터 신호의 전압차에 대응하는 전압을 커패시터에 저장한다. 커패시터에 저장된 전압에 대응하는 전류가 다이오드를 흐르게되고, 유기발광소자는 그 전류에 대응하는 만큼 발광한다.
그런데, 표시화면이 화이트(white) 계조를 나타내고 일부분이 블랙(black) 계조인 경우, 주사선을 따라 블랙 계조 영역 옆 부분의 화이트 계조 영역의 휘도는 다른 부분의 화이트 계조 영역의 휘도보다 더 밝은 휘도를 나타낸다.
도 1은 PM 방식의 표시화면에서 화이트 바탕에 블랙 영역이 위치한 것을 나타낸 도면이다. 도 1에서, B영역의 휘도는 A 영역의 휘도보다 더 높다. 이런 휘도 차는 블랙 계조 영역을 지나는 주사선을 따라 형성되어 있는 화소에 의해 발생하는 부하가, 화이트 계조 영역의 화소에 의해 발생하는 부하보다 상대적으로 작아서 발생한다. 이와 같이, 표시 화면에 표시되는 계조 분포에 따라 발생하는 휘도 차에 의해 화면의 화질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 표시 화면의 휘도 단차를 감소시킬 수 있는 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 발광 표시 장치는, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선에 양단이 연결되어 있는 복수의 화소, 상기 선택 신호를 생성하여 상기 복수의 주사선 각각에 상기 선택 신호를 순차적으로 전달하는 주사 구동부 및 상기 데이터 신호를 생성하여 상기 복수의 데이터선 각각에 상기 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부를 포함하는 발광 표시 장치에 있어서, 상기 데이터 구동부는, 상기 화소를 충전하기 위한 프리차지 전류를 생성하고, 상기 프리차지 전류는 상기 화소를 방전하기 위한 프리디스차지구간을 포함하며, 상기 프리디스차지구간은 상기 화소에 충전된 전압에 대응되도록 설정된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 발광 표시 장치의 구동방법은, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선에 양단이 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하는 발광 표시 장치의 구동 방법으로서, a)상기 복수의 주사선 중 제1 주사선에 상기 선택 신호를 전달하는 단계 및 b)상기 복수의 주사선 중 제1 주사선에 인접한 제2 주사선에 교차된 복수의 데이터선에 프리차지 전류를 전달하는 단계를 포함하며, 상기 프리차지 전류는, 상기 화소를 방전하기 위한 프리디스차지구간을 포함하며, 상기 프리디스차지구간은 상기 화소에 충전된 전압에 대응되도록 설정된다.
아래에서는 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 표시 장치에 대한 한 실시예인 유기 발광 표시 장치와 화소 회로에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
이제 본 발명의 표시 장치에 대한 한 실시예인 유기 발광 표시 장치와 그 화소 회로에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시장치는 표시부(100), 주사 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)를 포함한다.
표시부(100)는 복수의 주사선(S1-Sn), 복수의 데이터선(D1-Dm) 및 복수의 화소(110)를 포함한다. 복수의 주사선(S1-Sn)은 행 방향으로 뻗어 있으며 각각 선택 신호를 전달하고, 복수의 데이터선(D1-Dm)은 열 방향으로 뻗어 있으며 각각 데이터 신호를 전달한다. 그리고 각 화소(110)는 복수의 주사선(S1-Sn) 중 해당하는 주사선과 복수의 데이터선(D1-Dm) 중 해당하는 데이터선에 의해 정의되는 화소 영역에 형성되어 있다. 화소(110)는 하나의 다이오드(D)와 하나의 커패시터(C)로 등가적으로 나타낼 수 있다. 이때, 화소(110)는 다이오드에 인가되는 전류에 응답하여 발광한다. 화소(110)의 다이오드는 문턱전압을 갖고 있어, 화소(110)가 발광하기 위해서는 다이오드의 캐소드와 애노드 사이의 전압이 문턱전압 이상이 되어야 하며, 이는 화소에 연결되어 있는 주사선과 데이터선 사이의 전압이 문턱 전압 이상이 되어야 함을 말한다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 원색 중 하나의 색상을 고유하게 표시하거나 각 화소가 시간에 따라 번갈아 원색을 표시하게 하여, 이들 원색의 공간적 또는 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 원색의 예로는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 들 수 있다. 이때, 시간적 합으로 색상을 표시하는 경우에는 한 화소에서 시간적으로 R, G 및 B 색상이 번갈아 표시되어서 한 색상이 구현된다. 그리고 공간적 합으로 색상을 표시하는 경우에는 R 화소, G 화소 및 B 화소의 세 화소에 의해 한 색상이 구현되므로, 각 화소를 부화소라 부르고 세 개의 부화소를 하나의 화소라 부르기도 한다. 또한, 공간적 합으로 색상을 표시하는 경우에는 R 화소, G 화소 및 B 화소가 행 방향 또는 열 방향으로 번갈아 가면서 배열될 수 있으며, 또는 세 화소가 삼각형의 세 꼭지점에 해당하는 위치에 배열될 수도 있다.
주사 구동부(200)는 표시부(100)의 주사선(S1-Sn)에 연결되어 하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압의 조합으로 이루어진 선택 신호를 주사선(S1-Sn)에 인가한다. 이때, 주사 구동부(200)는 복수의 주사선(S1-Sn)에 각각 인가되는 복수의 선택 신호가 차례로 로우 레벨 전압을 가지도록 선택 신호를 인가할 수 있다. 그리고 선택 신호가 로우 레벨 전압을 가지는 경우에, 해당 주사선에 연결되는 화소(110)에 인가되는 데이터 신호의 전압 레벨에 따라 턴온된다.
데이터 구동부(300)는 표시부(100)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 휘도를 나타내는 데이터 신호를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 이러한 데이터 구동부(300)는 신호 제어부(400)로부터 입력되는 계조를 가지는 입력 영상 데이터(DR, DG, DB)를 전압 또는 전류 형태의 데이터 신호로 변환한다. 또한, 데이터 구동부(300)는 데이터선에 데이터 신호가 인가되기 전에, 화소(110)의 커패시터를 충전시키기 위한, 프리차지(precharge) 전류(Ipre)를 데이터선(D1-Dm)에 각각 인가한다. 프리차지 전류는 화소(110)의 커패시터를 미리 충전하여, 데이터 신호가 데이터선에 인가되면 화소(110)의 다이오드에 전류가 흘러, 화소(110)가 발광할 수 있게 한다. 각각의 데이터선은 하나의 커패시터로 나타낼 수 있으며, 데이터선의 커패시터 크기는 한 개의 화소(110)가 갖고 있는 커패시터의 크기에 총 주사선의 수를 곱한 값과 같다. 따라서 프리차지 전류(Ipre)는 주사선에 주사 신호가 전달되고, 데이터 신호가 인가되기 전에 각 데이터 라인의 커패시터를 충전시킬 수 있는 레벨일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 구동부는 데이터선의 전압이 각 화소의 휘도에 대응하는 레벨까지 빠르게 도달하도록 데이터 신호를 전달하기 전에에, 프리차지 전류(Ipre)를 각 데이터선(D1-Dm)에 전달한다.
신호 제어부(400)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 데이터(DR, DG, DB) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 제공받는다. 입력 제어 신호에는 예를 들어 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클록(MCLK)이 있다. 신호 제어부(400)는 입력 영상 데이터(DR, DG, DB)를 데이터 구동부(300)로 전달하고, 주사 제어 신호(CONT1)를 생성하여 주사 구동부(200)로 전달하고, 데이터 제어 신호(CONT2)를 생성하여 데이터 구동부(300)로 전달한다. 그리고 주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호, 클록 신호를 포함하며, 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(110)에 대한 입력 영상 데이터 전달을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 클록 신호를 포함한다.
한편, 신호 제어부(400)는 한 행분에 해당하는 입력 영상 데이터를 데이터 구동부(300)로 전달하는 경우에, 입력 영상 데이터(DR, DG, DB)를 세 개의 채널을 통해서 색상 별로 전달할 수도 있으며, 입력 영상 데이터(DR, DG, DB)를 하나의 채널을 통하여 차례로 전달할 수도 있다.
신호 제어부(400), 주사 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)는 표시부(100) 에 전기적으로 연결될 수 있으며 또는 표시부(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)에 칩 등의 형태로 장착될 수 있다. 또는 표시부(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit, FPC) 또는 필름(film) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수도 있다. 이와는 달리 신호 제어부(400), 주사 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)는 표시 패널의 유리 기판 위에 직접 장착될 수도 있으며, 또는 유리 기판 위에 주사선, 데이터선 및 화소와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로와 대체될 수도, 직접 장착될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주사신호, 데이터 신호 및 프리차지 신호를 나타낸 도면이다.
도 3에서는 설명의 편의상 n번째 및 (n-1)번째 주사선(Sn, Sn-1)에 전달되는 선택 신호, 프리차지 전류(Ipre) 및 데이터선(D1~Dm)만을 도시하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프리차지 전류(Ipre)는 프리-디스차지(pre-discharge)구간, 피크디레이(peakdelay)구간 및 피크부트(peakboot)구간을 포함한다.
프리-디스차지 구간은 화소(110)의 커패시터에 충전되어 있는 전압이 방전될 수 있도록 낮은 레벨의 전류 구간이다. 각 데이터 선에 낮은 전류가 흐르면, 커패시터에 충전된 전압과 주사선(Sn)의 전압차에 의해 각 화소의 커패시터에 충전된 전압이 주사선(Sn)을 따라 방전된다. 이때, 프리-디츠차지 구간의 길이는 각 화소의 특성에 따라 달리할 수 있다. 구체적으로, 화소의 가장 밝은 휘도에 대응하는 전압이 커패시터에 충전되어 있을 때, 그 충전된 전압이 모두 방전되는데 걸리는 시간을 프리-디스차지 구간으로 설정할 수 있다.
피크디레이 구간은 프리-디스차지 구간에서 피크부트 구간으로 이행하기위한 중간단계이다. 데이터선으로 프리-디스차지 구간동안 낮은 레벨의 전류가 전달되다가, 피크부트 구간의 높은 레벨의 전류로 상승하여 전달되기 위해서는 중간 단계가 필요하다. 또한, 데이터 구동부의 작동 지연으로 인해 필요한 시간에 피크부트 구간의 높은 레벨까지 상승하지 못할 수 있으므로, 중간단계의 피크디레이 구간을 설정할 필요가 있다.
피크부트 구간은 화소(110)의 커패시터를 미리 충전하여, 데이터 전압이 인가되면, 인가된 데이터 신호에 응답하여 유기발광소자가 발광할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 프리차지 전류(Ipre)는 피크부트 구간동안 각 화소의 커패시터에 각 화소의 다이오드 문턱전압 이상의 전압을 충전시킬 수 있는 레벨이다.
표 1은 본 발명의 실시예에 따라, 프리-디스차지 구간에 따른 유기발광소자의 발광 휘도를 나타낸 도면이다.
Figure 112006032123281-pat00001
표 1은 블루(BLUE) 및 그린(GREEN)화소의 경우 프리디스차지 구간에 따라 A영역 및 B영역의 휘도차를 도시하였다.
표 1에 기재된 바와 같이, 프리디스차지 구간이 없는 것에 비해 프리디스차지 구간이 15인 경우, 각 화소의 휘도는 감소하였으며, A 영역에 비해 B 영역의 화소의 휘도가 더 많이 감소한 사실을 알 수 있다.
주사선(Sn-1)에 로우 레벨의 선택신호 구간 이후에, 주사선(Sn)에 로우 레벨의 선택신호가 전달되기 전인 구간 T1동안, 주사선(Sn)에 교차하는 데이터선에 프리차지 전류(Ipre)가 인가된다. 프리차지 전류(Ipre)는 프리-디스차지 구간에서 제1 레벨을 갖는 전류를 데이터선에 인가하여, 각 화소에 충전되어 있던 전압이 방전될 수 있게 한다. 본 발명의 실시예에 따른 프리-디스차지 구간은 화소에 충전된 전압이 충분히 방전될 수 있을 정도의 구간으로 설정될 수 있다. 프리-디스차지 구간이 끝나면, 피크디레이 구간에서 제2 레벨의 전류가 데이터선으로 전달된다. 피크디레이 구간이 끝나면, 피크부트 구간에서 제3 레벨의 전류가 데이터선으로 전달된다. 그러면, 주사선(Sn) 및 주사선(Sn)과 교차하는 복수의 데이터선에 연결되어 있는 각 화소에 일정한 전압이 충전된다. 본 발명의 실시예에 따른 제3 레벨의 전류는, 화소의 커패시터를 미리 충전하여, 화소의 다이오드 문턱전압 이상의 전압으로 다이오드를 정방향 바이어싱할 수 있는 레벨 이상이다.
구간 T2 에서, 로우 레벨의 선택신호가 주사선(Sn)에 전달되는 동안, 각 화소의 휘도에 대응하는 레벨의 복수의 데이터 신호가 복수의 데이터선(D1-Dm) 각각에 전달된다. 그러면, 화소의 유기발광소자는 데이터 신호의 전압과 선택신호의 전압차에 대응하는 전류가 흐르고, 그 전류의 크기에 따라 발광한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 표시 장치는 프리디스차지 구간을 조절하여, 표시화면에서 각 주사선의 부하에 따라 발생하는 휘도단차를 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 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.
본 발명의 한 특징에 따르면, CROSS-TALK에 따라 발생하는 휘도 단차를 감소시킬 수 있는 발광 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.

Claims (9)

  1. 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선에 양단이 연결되어 있는 복수의 화소, 상기 선택 신호를 생성하여 상기 복수의 주사선 각각에 상기 선택 신호를 순차적으로 전달하는 주사 구동부 및 상기 데이터 신호를 생성하여 상기 복수의 데이터선 각각에 상기 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부를 포함하는 발광 표시 장치에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    상기 화소를 충전하기 위한 프리차지 전류를 생성하고, 상기 프리차지 전류는 상기 화소를 방전하기 위한 프리디스차지구간을 포함하며, 상기 프리디스차지구간은 상기 화소에 충전된 전압에 대응되도록 설정되는 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리디스차지구간은 상기 화소에 충전된 전압이 모두 방전하는데 필요한 시간에 대응하여 설정하는 발광 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    상기 복수의 주사선 중 제1 주사선에 상기 선택 신호가 전달된 후, 상기 제1 주사선에 인접한 제2 주사선에 상기 선택신호가 전달되기 전에 상기 프리차지 전류 를 상기 제2 주사선에 대응되는 상기 데이터선에 전달하는 발광 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리차지 전류는
    제1 레벨의 프리디스차지구간, 제2 레벨의 피크디레이구간 및 제3 레벨의 피크부트구간을 포함하며,
    상기 제1 레벨, 제2 레벨 및 제3 레벨 순으로 더 큰값을 갖는 발광 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터 신호는 상기 피크부트구간이 끝난 후에, 상기 데이터선에 전달되는 발광 표시 장치.
  6. 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선에 양단이 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하는 발광 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    a)상기 복수의 주사선 중 제1 주사선에 상기 선택 신호를 전달하는 단계 및
    b)상기 복수의 주사선 중 제1 주사선에 인접한 제2 주사선에 교차된 복수의 데이터선에 프리차지 전류를 전달하는 단계를 포함하며,
    상기 프리차지 전류는,
    상기 화소를 방전하기 위한 프리디스차지구간을 포함하며, 상기 프리디스차지구간은 상기 화소에 충전된 전압에 대응되도록 설정되는 발광 표시 장치의 구동방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프리디스차지구간은 상기 화소에 충전된 전압이 모두 방전하는데 필요한 시간에 대응하여 설정하는 발광 표시 장치의 구동방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 프리차지 전류는
    제1 레벨의 프리디스차지구간, 제2 레벨의 피크디레이구간 및 제3 레벨의 피크부트구간을 포함하며,
    상기 제1 레벨, 제2 레벨 및 제3 레벨 순으로 더 큰값을 갖는 발광 표시 장치의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    b)단계 이후,
    상기 상기 복수의 데이터선에 각각 데이터 신호를 전달하는 발광 표시 장치의 구동방법.
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