KR100804529B1 - 유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 휘도의 저하 및 소비 전력의 증가를 최소화 하면서도 모션 블러링을 제거할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 유기 발광 소자 및 화소 회로를 구비하는 복수의 화소들; 상기 화소들에 연결된 데이터선들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부; 상기 화소들에 연결된 선택 주사선들에 선택 신호를 인가하는 스캔 구동부; 제 1 에미션 신호를 발생하는 에미션 신호 발생부; 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출하고 상기 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어부; 상기 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호를 입력 받아 제 2 에미션 신호를 출력하는 논리 게이트; 및 상기 화소들에 연결된 에미션 주사선들에 상기 제 2 에미션 신호를 인가하는 에미션 구동부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법{Organic light emitting display apparatus and driving method thereof}
도 1은 종래의 임펄스형 디스플레이 장치의 디스플레이 방식을 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래의 홀드형 디스플레이 장치의 디스플레이 방식을 나타내는 그래프이다.
도 3은 종래의 홀드형 디스플레이 장치에 임펄스형 구동 방식을 적용한 예를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다.
도 7은 도 4 내지 6의 유기 발광 디스플레이 장치에 채용될 수 있는 화소의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 8은 도 7의 화소 회로를 구동하기 위한 선택 주사선들 및 에미션 주사선 에 출력되는 일반적인 구동신호를 보여주는 타이밍도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호로부터 제 2 에미션 신호를 발생하는 과정의 일 예를 나타낸 것이다.
도 10은 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 기준으로 유기 발광 소자의 에미션 듀티를 제어하기 위한 제 2 에미션 신호들을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
41: 화상 표시부 42: 스캔 구동부
43: 에미션 구동부 44: 데이터 구동부
45: 화소 46: 스캔 신호 발생부
47: 에미션 신호 발생부 48: OR 게이트
49: 에미션 듀티 제어부 491: 데이터 변화량 산출부
492: 에미션 듀티 제어 신호발생부
S1[1]…S1[N]: 제 1 선택 주사선 S2[1]…S2[N]: 제 2 선택 주사선
E[1]…E[N]: 에미션 주사선 D[1]…D[M]: 데이터선
본 발명은 휘도의 저하 및 소비 전력의 증가를 최소화 하면서도 모션 블러링 을 제거할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 디스플레이 장치는 자발광 소자를 이용하여 화상을 디스플레이하는 장치를 말한다. 이러한 발광 디스플레이 장치는 발광층에 무기물을 사용하는 무기 발광 디스플레이 장치와 발광층에 유기물을 사용하는 유기 발광 디스플레이 장치로 나뉜다.
유기 발광 디스플레이 장치는 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고 형성된 여기자로부터 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상을 이용하는 디스플레이 장치이다.
유기물 박막은 발광 효율을 향상시키기 위하여 정공 수송층(hole transport layer), 발광층(emitting layer) 및 전자 수송층(electron transport layer)을 포함하는 다층 구조를 갖는다. 또한, 유기물 박막은 전자 또는 정공의 주입 효율을 향상시키고 전자와 정공의 균형을 좋게 하기 위하여 전자 주입층 또는 정공 주입층 등을 포함한다.
유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방식으로는 수동 매트릭스 방식과 능동 매트릭스 방식이 있다. 수동 매트릭스 방식은 양극와 음극을 직교하도록 형성하고 순차적으로 라인을 선택하여 구동하는 방식이다. 수동 매트릭스 방식에 의한 유기 발광 디스플레이 장치는 그 구조가 단순하므로 구현이 용이한 반면, 대화면 구현시 많은 전류량이 소모되고 각 발광 소자를 구동할 수 있는 시간이 줄어든다는 단점이 있다.
능동 매트릭스 방식은 능동 소자를 이용하여 각 발광 소자에 흐르는 전류량 을 제어하는 방식이다. 능동 소자로는 박막 트랜지스터(thin film transistor; 이하 TFT라 함)가 주로 사용된다. 능동 매트릭스 방식은 전류 소모량이 적고 발광 시간이 길다는 장점을 갖지만, 모션 블러링(motion blurring)의 문제가 발생하는 단점이 있다.
모션 블러링은 동화상이 화면상에서 시간의 경과에 따라 이동하는 경우 화면이 겹치거나 흐릿하게 보이는 현상이다. 모션 블러링은 능동 매트릭스 방식의 유기 발광 디스플레이 장치 및 액정 디스플레이 장치와 같은 홀드형 디스플레이 장치에서 문제가 되지만, CRT(cathode ray tube) 장치와 같은 임펄스형 디스플레이 장치에서는 별로 문제가 되지 않는다.
이는 임펄스형 디스플레이 장치의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 순간적으로 디스플레이에 필요한 밝기분 만큼의 광을 화소마다 디스플레이함으로써 적분에 의한 뇌에서의 이미지 잔상이 적어지고 있는데 반하여, 홀드형 디스플레이 장치의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 일정 시간 동안에 디스플레이에 필요한 밝기분 만큼의 광을 계속적으로 화소마다 디스플레이함으로써 적분에 의한 뇌에서의 이미지 잔상이 쉽게 커져 버리기 때문이다.
홀더형 디스플레이 장치의 모션 블러링을 개선하고자 CRT 디스플레이 방식과 유사하게 임펄스형 구동 방식이 제시되었다. 도 3은 종래의 홀드형 디스플레이 장치에 임펄스형 구동 방식을 적용한 예를 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 홀드형 디스플레이 장치에 있어서 임펄스형 구동 방식의 구현을 위하여 연속적인 프레임 이미지 사이에 흑색 프레임 이미지를 삽입한다.
하지만, 삽입된 흑색 프레임 이미지의 양만큼 화면 전체의 평균 휘도가 감소하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 동화상 구동시 발광 다이오드에 흐르는 전류를 증가시킬 수 있지만, 이 경우 소비 전력이 상승하는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 휘도의 저하 및 소비 전력의 증가를 최소화 하면서도 모션 블러링을 제거할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 유기 발광 소자 및 화소 회로를 구비하는 복수의 화소들; 상기 화소들에 연결된 데이터선들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부; 상기 화소들에 연결된 선택 주사선들에 선택 신호를 인가하는 스캔 구동부; 제 1 에미션 신호를 발생하는 에미션 신호 발생부; 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출하고 상기 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어부; 상기 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호를 입력 받아 제 2 에미션 신호를 출력하는 논리 게이트; 및 상기 화소들에 연결된 에미션 주사선들에 상기 제 2 에미션 신호를 인가하는 에미션 구동부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 에미션 듀티 제어부는 상기 데이터 신호의 변화량을 측정하는 데이터 변화량 산출부; 및 상기 데이터 신호의 변화량을 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어 신호 발생부를 포함할 수 있다.
상기 에미션 듀티 제어부는 상기 데이터 신호의 변화량이 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
상기 에미션 듀티 제어부는 상기 데이터 신호의 각 프레임의 휘도를 산출하는 휘도 산출부; 및 상기 데이터 신호의 프레임 휘도를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어 신호 발생부를 포함할 수 있다.
상기 에미션 듀티 제어부는 상기 프레임 휘도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
상기 에미션 듀티 제어부는 유기 발광 디스플레이 장치의 외부 조도를 측정하는 외부 조도 산출부; 및 상기 외부 조도를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어 신호 발생부를 포함할 수 있다.
상기 에미션 듀티 제어부는 상기 외부 조도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
상기 논리 게이트는 OR 게이트일 수 있다.
상기 선택 주사선은 제 1 선택 주사선 및 제 2 선택 주사선을 포함하고, 상기 화소 회로는 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터, 제 1 및 제 2 커패시터 및 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터는 상기 제 1 선택 주사선에 인가되는 제 1 선택 신호에 응답하여 데이터선에 인가되는 데이터 전압을 전달하고, 상기 제 1 커패시터는 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 대응하는 전압을 저장하고, 상기 제 2 커패시터는 상기 전달되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하고, 상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 상기 제 2 선택 주사선에 인가되는 제 2 선택 신호에 응답하여 상기 제 1 커패시터의 한 단자와 전원선을 연결하고, 상기 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 커패시터에 저장된 전압에 대응하여 상기 전원선으로부터 상기 유기 발광 소자로 전류를 공급할 수 있다.
상기 화소 회로는 상기 제 2 선택 신호에 응답하여 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제 3 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 화소 회로는 상기 에미션 주사선에 인가되는 에미션 신호에 응답하여 상기 구동 트랜지스터와 상기 유기 발광 소자의 연결을 차단하는 제 4 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 a) 제 1 에미션 신호를 발생하는 단계; b) 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출하는 단계; c) 상기 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 단계; d) 상기 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호로부터 제 2 에미션 신호를 발생하는 단계; 및 e) 상기 제 2 에미션 신호를 이용하여 유기 발광 소자의 에미션 듀티를 제어함으로써 모션 블러링을 선택적으로 저감하는 단계를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공한다.
상기 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 데이터선들에 인가되는 데이터 신호의 변화량일 수 있다.
상기 데이터 신호의 변화량이 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
상기 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 데이터선들에 인가되는 데이터 신호의 각 프레임의 휘도일 수 있다.
상기 프레임 휘도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
상기 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 외부 조도일 수 있다.
상기 외부 조도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
상기 제 2 에미션 신호의 발생은 OR 게이트에 의해 수행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 유기 발광 디스플레이 장치는 화상 표시부(41), 스캔 구동부(42), 에미션 구동부(43), 데이터 구동부(44), 스캔 신호 발생부(46), 에미션 신호 발생부(47), OR 게이트(48) 및 에미션 듀티 제어부(49)를 포함한다.
화상 표시부(41)는 N×M개의 화소(45), 행 방향으로 형성된 N개의 제 1 주사선(S1[1]…S1[N]), N개의 제 2 주사선(S2[1]…S2[N]) 및 N개의 에미션 주사선(E[1]…E[N]), 열 방향으로 형성된 M개의 데이터선(D[1]…D[M])과 M개의 전원선(V[1]…V[M])을 포함한다.
각 화소(45)는 유기 발광 소자 및 화소 회로를 구비한다. 제 1 주사선(S1[1]…S1[N]), 제 2 주사선(S2[1]…S2[N]) 및 에미션 주사선(E[1]…E[N])은 화 소(45)에 각각 제 1 선택 신호, 제 2 선택 신호 및 에미션 신호를 전달한다. 또한, 데이터선(D[1]…D[M]) 및 전원선(V[1]…V[M])은 화소(45)에 각각 데이터 신호 및 전원 전압을 전달한다.
데이터 구동부(44)는 RGB 데이터를 수신하여 각 데이터선(D[1]…D[M])에 데이터 신호를 인가한다. 데이터 신호는 데이터 구동부 내의 전압원 또는 전류원으로부터 출력될 수 있다.
스캔 신호 발생부(46)는 제 1 선택 신호 및 제 2 선택 신호를 발생하여 스캔 구동부(42)로 출력한다.
스캔 구동부(42)는 제 1 주사선(S1[1]…S1[N]) 및 제 2 주사선(S2[1]…S2[N])에 제 1 선택 신호 및 제 2 선택 신호를 인가한다. 선택 신호들은 주사선들에 순차적으로 인가되며, 선택 신호들에 맞춰 데이터 신호가 화소 회로에 인가된다.
에미션 신호 발생부(47)는 제 1 에미션 신호를 발생한다. 제 1 에미션 신호는 일정한 패턴을 갖는다. 예컨대, 도 8에 도시된 에미션 신호(d[m])가 각 프레임마다 반복되는 형태일 수 있다.
에미션 듀티 제어부(49)는 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출하고 상기 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생한다.
여기에서, 에미션 듀티란 1 프레임 중 발광 기간의 비율을 의미한다. 에미션 듀티가 줄어들수록 모션 블러링 저감 효과는 높아지고 휘도는 감소한다.
본 발명자들은 에미션 듀티, 즉 1 프레임 중 발광 기간의 비율이 100%인 경 우 모션 블러링 저감 효과는 0%이고, 67%인 경우 모션 블러링 저감 효과는 50%이고, 50%인 경우 모션 블러링 저감 효과는 90%이고, 40%인 경우 모션 블러링 저감 효과는 95% 이상임을 확인하였다.
에미션 듀티 제어부(49)는 데이터 변화량 산출부(491) 및 에미션 듀티 제어 신호 발생부(492)를 포함한다.
데이터 변화량 산출부(491)는 데이터 신호의 변화량을 측정한다. 상기 데이터 신호란 데이터 구동부(44)에 입력되는 RGB 데이터이거나 각 데이터선(D[1]…D[M])에 입력되는 1 프레임의 데이터 신호일 수 있다.
상기 데이터 신호의 변화량이란 영상의 변화 속도를 말한다. 정지 영상의 경우 데이터 신호 변화량은 적고, 동영상의 경우 데이터 신호 변화량은 크다. 또한, 동영상들 중에서도 동작 속도가 빠를수록 데이터 신호 변화량도 더 크다.
데이터 신호 변화량은 각 프레임의 픽셀의 데이터를 계산하고 그 데이터들을 비교함으로써 산출될 수 있다. 또한, 데이터 신호 변화량은 동영상 데이터에서 무빙 에지를 검출함으로써 산출될 수도 있다.
에미션 듀티 제어 신호 발생부(492)는 데이터 신호의 변화량을 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생한다. 에미션 듀티 제어부(492)는 데이터 신호의 변화량이 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다. 또한, 에미션 듀티 제어부(492)는 데이터 신호 변화량이 일정 기준 이하인 경우 에미션 듀티 제어 신호를 발생하지 않고, 데이터 신호 변화량이 일정 기준 이상인 경우 일정한 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
논리 게이트(48)는 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호를 입력 받아 제 2 에미션 신호를 출력한다. 바람직하게, 논리 게이트(48)는 OR 게이트일 수 있다.
에미션 구동부(43)는 화소들에 연결된 에미션 주사선(E[1]…E[N])에 제 2 에미션 신호를 인가한다. 제 2 에미션 신호에 의해 화소 회로 내의 저장소자(커패시터)에 저장된 전압에 따라 구동 전류가 유기 발광 소자로 인가되며, 유기발광소자가 발광하게 된다.
종래에는 모션 블러링 저감을 위해 에미션 제어를 동영상의 빠르기 정도에 상관 없이 항상 발광 기간을 제한하였다. 따라서, 전체적인 패널의 평균 디스플레이 휘도가 떨어지게 되는 단점이 발생하였다.
반면, 본 발명의 경우 정지 영상과 동영상이 같이 입력될 경우 또는 동영상 중에서도 어느 한계 이상으로 동작 속도가 빠른 신호가 입력되는 경우 그 정도에 따라 에미션 신호의 듀티를 조절함으로써 프레임별 발광 시간을 조절하고, 결과적으로 동영상 디스플레이에 따른 모션 블러링을 저감 효과를 선택적으로 달성할 수 있다. 즉, 전체적인 평균 휘도의 저감을 최소로 유지하면서도 모션 블러링을 저감할 수 있다.
상술한 스캔 구동부(42), 에미션 구동부(43) 및/또는 데이터 구동부(44)는 디스플레이 패널과 같은 화상 표시부(41)에 와이어 본딩 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 또한 화상 표시부(41)에 접착되어 전기적으로 연결되는 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP) 등에 칩의 형태로 장착될 수도 있다. 또 한, 스캔 구동부(42), 에미션 구동부(43) 및/또는 데이터 구동부(44)는 화상 표시부(41)에 접착디어 전기적으로 연결되는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit: FPC) 또는 필름 등에 칩 형태로 장착될 수 있는데, 이러한 구조를 통상 COF(chip on film) 방식이라고 한다. 또한, 스캔 구동부(42), 에미션 구동부(43) 및/또는 데이터 구동부(44)는 화상 표시부(41)의 유리 기판 위에 직접 장착될 수 있으며, 유리 기판 위에 주사선, 데이터선 및 TFT와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로 내에 장착될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다. 이하 도 4의 유기 발광 디스플레이 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 5의 에미션 듀티 제어부(59)는 휘도 산출부(591) 및 에미션 듀티 제어 신호 발생부(592)를 포함한다.
휘도 산출부(591)는 상기 데이터 신호의 각 프레임의 휘도를 산출한다. 상기 데이터 신호란 데이터 구동부(44)에 입력되는 RGB 데이터이거나 각 데이터선(D[1]…D[M])에 입력되는 1 프레임의 데이터 신호일 수 있다.
에미션 듀티 제어 신호 발생부(592)는 데이터 신호의 프레임 휘도를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생한다. 에미션 듀티 제어부(592)는 데이터 신호의 프레임 휘도가 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다. 또한, 에미션 듀티 제어부(592)는 프레임 휘도가 일정 기준 이하인 경우 에미션 듀티 제어 신호를 발생하지 않고, 프레임 휘도가 일정 기준 이상인 경 우 일정한 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
휘도가 높은 밝은 장면이 디스플레이 되는 경우 모션 블러링을 저감 시키기 위해 휘도를 일부 희생시키더라도, 사용자는 휘도 저하에 따른 품질 저하를 별로 느끼지 않는다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다. 이하 도 4의 유기 발광 디스플레이 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6의 에미션 듀티 제어부(69)는 외부 조도 산출부(691) 및 에미션 듀티 제어 신호 발생부(692)를 포함한다.
외부 조도 산출부(691)는 유기 발광 디스플레이 장치의 외부 조도를 측정한다. 외부 조도는 사용자가 어두운 곳 또는 밝은 곳에 있는지, 예컨대 실내에 있는지 또는 실외에 있는지에 대한 정보를 반영한다. 또한, 외부 조도는 사용 시기가 낮인지 또는 밤인지에 대한 정보를 반영할 수도 있다. 외부 조도 산출부(691)는 일반적인 조도를 측정하는 센서로 이루어질 수 있다.
에미션 듀티 제어 신호 발생부(692)는 외부 조도를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생한다. 에미션 듀티 제어부(692)는 외부 조도가 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다. 또한, 에미션 듀티 제어부(692)는 외부 조도가 일정 기준 이하인 경우 에미션 듀티 제어 신호를 발생하지 않고, 외부 조도가 일정 기준 이상인 경우 일정한 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
사용자가 밝은 곳에서 유기 발광 디스플레이 장치를 사용하는 경우 모션 블러링을 저감 시키기 위해 휘도를 일부 희생시키더라도, 사용자는 휘도 저하에 따른 품질 저하를 별로 느끼지 않는다.
도 7은 도 4 내지 6의 유기 발광 디스플레이 장치에 채용될 수 있는 화소의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 7을 참조하면, 화소(45)는 유기 발광 소자(OLED) 및 화소 회로를 포함한다. 화소 회로는 구동 트랜지스터(MD), 제 1 내지 4 트랜지스터(MS1, MS2, MS3, MS4) 및 제 1 및 2 커패시터(C1, C2)를 포함한다. 구동 트랜지스터(MD) 및 제 1 내지 4 트랜지스터(MS1, MS2, MS3, MS4)는 각각 게이트, 소스 및 드레인을 구비한다. 제 1 및 2 커패시터(C1, C2)는 각각 제 1 단자 및 제 2 단자를 구비한다.
제 1 스위칭 트랜지스터(MS1)의 게이트는 제 1 주사선(S1[n])에 접속되고 소스는 데이터선(D[m])에 접속되고 드레인은 제 1 노드(N1)에 접속된다. 제 1 스위칭 트랜지스터(MS1)는 제 1 주사선(S1[n])에 인가되는 제 1 선택 신호에 응답하여 데이터선(D[m])에 인가되는 데이터 전압을 제 1 노드(N1)에 인가하는 기능을 수행한다.
제 2 스위칭 트랜지스터(MS2)의 게이트는 제 2 주사선(S2[n])에 접속되고 소스는 전원선(V[m])에 접속되고 드레인은 제 1 노드(N1)에 접속된다. 제 2 스위칭 트랜지스터(MS2)는 제 2 주사선(S2[n])에 인가되는 제 2 선택 신호에 응답하여 전원선(V[m])에 인가되는 전원 전압을 제 1 노드(N1)에 인가하는 기능을 수행한다.
제 3 스위칭 트랜지스터(MS3)의 게이트는 제 2 주사선(S2[n])에 접속되고 소 스는 제 3 노드(N3)에 접속되고 드레인은 제 2노드(N2)에 접속된다. 제 3 스위칭 트랜지스터(MS3)는 제 2 주사선(S2[n])에 인가되는 제 2 선택 신호에 응답하여 구동 트랜지스터(MD)의 게이트와 드레인을 접속시킴으로써 구동 트랜지스터(MD)를 다이오드 연결하는 기능을 수행한다.
제 4 스위칭 트랜지스터(MS4)의 게이트는 에미션 주사선(E[n])에 접속되고 소스는 제 3 노드(N3)에 접속되고 드레인은 유기 발광 소자(OLED)에 접속된다. 제 4 스위칭 트랜지스터(MS4)는 에미션 주사선(E[n])에 인가되는 에미션 신호에 응답하여 구동 트랜지스터(MD)에 흐르는 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 공급하는 기능을 수행한다.
제 1 커패시터(C1)의 제 1 단자는 제 1 노드(N1)에 접속되고 제 2 단자는 제 2 노드(N2)에 접속된다. 제 1 커패시터(C1)는 제 2 및 3 스위칭 트랜지스터(MS2, MS3)가 온 상태인 기간에 구동 트랜지스터(MD)의 문턱 전압에 해당하는 전하량을 충전하고, 제 2 및 3 스위칭 트랜지스터(MS2, MS3)가 오프 상태인 기간 동안에 상기 문턱 전압을 유지하는 기능을 수행한다.
제 2 커패시터(C2)의 제 1 단자는 전원선(V[m])에 접속되고 제 2 단자는 제 1 노드(N1)에 접속된다. 제 2 커패시터(C2)는 제 1 스위칭 트랜지스터(MS1)가 온 상태인 기간에 전원 전압에서 데이터 전압을 뺀 전압에 해당하는 전하량을 충전하고, 제 1 스위칭 트랜지스터(MS1)가 오프 상태인 기간 동안에 상기 전압을 유지하는 기능을 수행한다.
구동 트랜지스터(MD)의 게이트는 제 2 노드(N2)에 접속되고 소스는 전원 선(V[m])에 접속되고 드레인은 제 3 노드(N3)에 접속된다. 구동 트랜지스터(MD)는 제 4 스위칭 트랜지스터(MS4)가 온 상태인 기간 동안 제 2 커패시터의 제 1 단자와 제 1 커패시터의 제 2 단자 사이에 걸린 전압에 대응하는 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 공급하는 기능을 수행한다.
도 8은 도 7의 화소 회로를 구동하기 위한 선택 주사선들 및 에미션 주사선에 출력되는 일반적인 구동신호를 보여주는 타이밍도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 화소 회로의 동작을 설명하면, 1 프레임은 제 1 기간(T1), 제 2 기간(T2) 및 제 3 기간(T3)으로 구성된다.
제 1 기간(T1)에는 제 2 선택 신호(s2[n])는 로우(low)이고, 제 1 선택 신호(s1[n]) 및 에미션 신호(e[n])는 하이(high)이다. 그에 의해 제 2 및 3 스위칭 트랜지스터(MS2, MS3)는 온 상태가 되고, 제 1 및 4 스위칭 트랜지스터(MS1, MS4)는 오프 상태가 된다. 이 기간에 구동 트랜지스터(MD)에 흐르는 전류는 O A가 되므로 구동 트랜지스터(MD)의 게이트 및 소스 사이의 전압 VGS는 문턱 전압 즉 -｜VTH｜가 되고, 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단자의 전압은 VDD-｜VTH｜가 된다. 또한, 제 2 스위칭 트랜지스터(MS2)는 온 상태이므로, 제 1 커패시터(C1)이 제 1 단자의 전압은 VDD가 된다. 따라서, 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단자 및 제 2 단자 사이의 전압은 ｜VTH｜가 된다.
제 2 기간(T2)에는 제 1 선택 신호(s1[n])는 로우이고, 제 2 선택 신호(s2[n]) 및 에미션 신호(e[n])는 하이이다. 그에 의해 제 1 스위칭 트랜지스터(MS1)는 온 상태가 되고, 제 2 내지 4 스위칭 트랜지스터(MS2, MS3, MS4)는 오프 상태가 된다. 이 기간에 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단자에는 데이터 전압(VDATA)이 인가되므로 제 1 커패시터(C1)의 플로팅 상태인 제 2 단자의 전압은 VDATA-｜VTH｜가 된다. 또한, 제 2 커패시터(C2)의 제 1 단자 제 2 단자 사이에 VDD-VDATA 전압에 상응하는 전하량이 충전된다.
발광 기간인 제 3 기간(T3)에는 에미션 신호(e[n])는 로우이고, 제 1 및 2 선택 신호(s1[n], s2[n])는 하이이다. 그에 의해 제 4 스위칭 트랜지스터(MS4)는 온 상태가 되고, 제 1 내지 3 스위칭 트랜지스터(MS1, MS2, MS3)는 오프 상태가 된다. 이 기간에 구동 트랜지스터(MD)의 게이트 및 소스 사이의 전압이 제 1 및 2 커패시터(C1, C2)에 의하여 식 1과 같이 유지되므로, 유지 발광 소자(OLED)에 흐르는 전류 IOLED는 식 2와 같다.
<식 1>
Figure 112006067187100-pat00001
<식 2>
Figure 112006067187100-pat00002
상기 식 2에 표현된 바와 같이, 도 6에 표현된 화소의 유기 발광 소자(OLED)에 흐르는 전류는 구동 트랜지스터(MD)의 문턱 전압에 관계없이 VDD-VDATA 전압에 대응하여 흐른다. 즉, 상기의 화소 회로를 사용하면 구동 트랜지스터(MD)의 문턱 전압의 편차가 보상되기 때문에 환면이 균일한 유기 발광 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호로부터 제 2 에미션 신호를 발생하는 과정의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 일정한 패턴을 갖는 제 1 에미션 신호(a)에 에미션 듀티 제어 신호(b)를 조합하여 유기 발광 소자의 온/오프를 제어하는 제 제 2 에미션 신호(c)를 출력한다. 상기 조합은 논리 게이트, 예컨대 OR 게이트에 의해 수행될 수 있다.
도 10은 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 기준으로 유기 발광 소자의 에미션 듀티를 제어하기 위한 제 2 에미션 신호들을 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 제 2 에미션 신호 A는 에미션 듀티가 크고, 제 2 에미션 신호 B는 에미션 듀티가 중간이고, 제 2 에미션 신호 C는 에미션 듀티가 작다. 에미션 듀티가 작을수록 휘도는 저하되지만, 모션 블러링 저감 효과는 커진다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법은 제 1 에미션 신호 발생 단계(111), 모션 블러링 저감용 기초 정보 산출 단계(112), 에미션 듀티 제어 신호 발생 단계(113), 제 2 에미션 신호 발생 단계(114) 및 에미션 듀티 제어 단계(115)를 포함한다.
제 1 에미션 신호 발생 단계(111)는 제 1 에미션 신호를 발생한다.
모션 블러링 저감용 기초 정보 산출 단계(112) 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출한다.
모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 데이터선들에 인가되는 데이터 신호의 변화량일 수 있다. 또한, 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 데이터선들에 인가되는 데이터 신호의 각 프레임의 휘도일 수 있다. 또한, 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 외부 조도일 수 있다.
에미션 듀티 제어 신호 발생 단계(113)는 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생한다.
기초 정보가 데이터 신호의 변화량인 경우, 데이터 신호의 변화량이 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다. 또한, 기초 정보가 프레임 휘도인 경우, 프레임 휘도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다. 또한, 기초 정보가 외부 조도인 경우, 외부 조도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생할 수 있다.
제 2 에미션 신호 발생 단계(114)는 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호로부터 제 2 에미션 신호를 발생한다. 제 2 에미션 신호의 발생은 OR 게이트에 의해 수행될 수 있다.
에미션 듀티 제어 단계(115)는 제 2 에미션 신호를 이용하여 유기 발광 소자의 에미션 듀티를 제어함으로써 모션 블러링을 선택적으로 저감한다.
도 11에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 대한 보다 상세한 내용은 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 설명한 부분을 참조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD??ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다.
본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법에 따르면, 유기 발광 디스플레이의 구동에서 발생하는 모션 블러링을 제거할 수 있고, 그럼에도 불구하고 휘도의 저하 및 소비 전력의 증가를 최소화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 유기 발광 소자 및 화소 회로를 구비하는 복수의 화소들;
    상기 화소들에 연결된 데이터선들에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부;
    상기 화소들에 연결된 선택 주사선들에 선택 신호를 인가하는 스캔 구동부;
    제 1 에미션 신호를 발생하는 에미션 신호 발생부;
    모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출하고 상기 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어부;
    상기 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호를 입력 받아 제 2 에미션 신호를 출력하는 논리 게이트; 및
    상기 화소들에 연결된 에미션 주사선들에 상기 제 2 에미션 신호를 인가하는 에미션 구동부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에미션 듀티 제어부는
    상기 데이터 신호의 변화량을 측정하는 데이터 변화량 산출부; 및
    상기 데이터 신호의 변화량을 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어 신호 발생부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 에미션 듀티 제어부는 상기 데이터 신호의 변화량이 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 에미션 듀티 제어부는
    상기 데이터 신호의 각 프레임의 휘도를 산출하는 휘도 산출부; 및
    상기 데이터 신호의 프레임 휘도를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어 신호 발생부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 에미션 듀티 제어부는 상기 프레임 휘도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 에미션 듀티 제어부는
    유기 발광 디스플레이 장치의 외부 조도를 측정하는 외부 조도 산출부; 및
    상기 외부 조도를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 에미션 듀티 제어 신호 발생부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 에미션 듀티 제어부는 상기 외부 조도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 논리 게이트는 OR 게이트인 유기 발광 디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 선택 주사선은 제 1 선택 주사선 및 제 2 선택 주사선을 포함하고,
    상기 화소 회로는 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터, 제 1 및 제 2 커패시터 및 구동 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제 1 스위칭 트랜지스터는 상기 제 1 선택 주사선에 인가되는 제 1 선택 신호에 응답하여 데이터선에 인가되는 데이터 전압을 전달하고,
    상기 제 1 커패시터는 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 대응하는 전압을 저장하고,
    상기 제 2 커패시터는 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 통하여 전달된 상기 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하고,
    상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 상기 제 2 선택 주사선에 인가되는 제 2 선택 신호에 응답하여 상기 제 1 커패시터의 한 단자와 전원선을 연결하고,
    상기 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 커패시터에 저장된 전압에 대응하여 상기 전원선으로부터 상기 유기 발광 소자로 전류를 공급하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 화소 회로는 상기 제 2 선택 신호에 응답하여 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제 3 스위칭 트랜지스터를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 화소 회로는 상기 에미션 주사선에 인가되는 에미션 신호에 응답하여 상기 구동 트랜지스터와 상기 유기 발광 소자의 연결을 차단하는 제 4 스위칭 트랜지스터를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  12. a) 제 1 에미션 신호를 발생하는 단계;
    b) 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보를 산출하는 단계;
    c) 상기 기초 정보를 기준으로 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 단계;
    d) 상기 제 1 에미션 신호 및 에미션 듀티 제어 신호로부터 제 2 에미션 신호를 발생하는 단계; 및
    e) 상기 제 2 에미션 신호를 이용하여 유기 발광 소자의 에미션 듀티를 제 어함으로써 모션 블러링을 선택적으로 저감하는 단계를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 데이터선들에 인가되는 데이터 신호의 변화량인 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 데이터 신호의 변화량이 클수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 데이터선들에 인가되는 데이터 신호의 각 프레임의 휘도인 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 프레임 휘도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 모션 블러링 저감을 위한 기초 정보는 유기 발광 디스플레이 장치의 외부 조도인 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 외부 조도가 높을수록 낮은 에미션 듀티를 제공하는 에미션 듀티 제어 신호를 발생하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  19. 제 12에 있어서,
    상기 제 2 에미션 신호의 발생은 OR 게이트에 의해 수행되는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
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