KR101560239B1 - 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 발광 다이오드 표시장치의 초기 점등시 발생될 수 있는 이상 동작을 방지하여 그 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하면서도 각 단위 화소에 충전되는 영상 전압을 보상하여 표시 화질을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시패널; 상기 표시패널의 게이트 라인들과 발광 제어라인들을 구동하는 게이트 구동부; 상기 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부; 상기 표시패널의 전원라인들에 제 1 및 제 2 전원신호를 공급함과 아울러 보상 전원라인에 보상 전압을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 보상 전압으로 보상된 데이터 전압에 의해 영상이 표시되도록 상기 게이트 및 데이터 구동부를 제어함과 아울러 초기 구동시 상기 표시패널에 첫 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 타이밍 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 다이오드 표시장치의 초기 점등시 발생될 수 있는 이상 동작을 방지하여 그 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하면서도 각 단위 화소에 충전되는 영상 전압을 보상하여 표시 화질을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 대두되고 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display)로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다. 이 중 유기 발광 다이오드 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.
유기 발광 다이오드 표시장치를 구성하는 다수의 단위 화소들 각각은 양극 및 음극 사이의 유기 발광층으로 구성된 유기 발광 다이오드와, 각 유기 발광 다이오드를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다.
화소 회로는 주로 스위칭 트랜지스터와 커패시터 및 구동 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호를 커패시터에 충전시키고, 구동 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압의 크기에 따라 각 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 각 화소의 계조를 조절한다.
하지만, 이와 같은 유기 발광 다이오드 표시장치는 최초 점등시 각각의 단위 화소들 특히, 각각의 화소 회로들에 전원 전류가 인가되는 이상 동작이 진행되어 각 단위 화소의 유기 발광 다이오드들이 발광하는 등의 불량이 발생하였다. 다시 말해, 유기 발광 다이오드 표시장치의 초기 구동시에는 유기 발광 다이오드 표시장치를 구동하기 위한 전원 전류들이 먼저 공급되고, 이 후 각종 제어신호들이 생성되어 표시 패널에 영상이 표시되어야 한다. 하지만, 종래의 유기 발광 다이오드 표시장치는 초기 구동시 표시 패널에 인가된 전원 전류들이 각각의 단위 화소로 인가되어 유기 발광 다이오드들을 발광시키는 등의 이상 동작을 일으켰다. 이에 따라, 종래의 유기 발광 다이오드 표시장치는 초기 점등시 깜박임 현상이 먼저 발생하는 등의 이상 동작들을 일으켜 그 신뢰도가 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 유기 발광 다이오드 표시장치의 초기 점등시 발생될 수 있는 이상 동작을 방지하여, 그 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하면서도 각 단위 화소에 충전되는 영상 전압을 보상하여 표시 화질을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시패널; 상기 표시패널의 게이트 라인들과 발광 제어라인들을 구동하는 게이트 구동부; 상기 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부; 상기 표시패널의 전원라인들에 제 1 및 제 2 전원신호를 공급함과 아울러 보상 전원라인에 보상 전압을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 보상 전압으로 보상된 데이터 전압에 의해 영상이 표시되도록 상기 게이트 및 데이터 구동부를 제어함과 아울러 초기 구동시 상기 표시패널에 첫 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 타이밍 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 타이밍 제어부는 상기 표시패널의 초기 구동시 상기 표시패널의 첫 수평 라인에 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압의 레벨이 그라운드 전압 레벨인 제 2 전원 신호 레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급되도록 레벨 변환 제어신호를 생성하여 상기 전원 공급부로 공급하고, 상기 전원 공급부는 상기 레벨 변환 제어신호에 응답하여 상기 보상 전원라인에 공급되는 보상 전압 레벨을 상기 미리 설정된 정극성의 레벨 또는 그라운드 전압레벨로 변환 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시패널이나 상기 전원 공급부에는 상기 보상 전원라인으로 공급되는 보상 전압의 레벨을 상기 그라운드 전압 레벨 또는 상기 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급하기 위한 보상 전압 공급부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 보상 전압 공급부는 상기 그라운드 전압의 인가 단자와 미리 설정된 상기 정극성의 보상 전압의 인가 단자 간에 직렬 구조로 연결된 NMOS 및 PMOS 스위칭 소자를 구비하여 상기 레벨 변환 제어신호에 따라 상기 보상 전원라인으로 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨 또는 그라운드 전압 레벨의 보상 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 게이트 구동부는 초기 적어도 한 프레임 기간 동안 상기 게이트 전압과 상기 발광 제어 전압 중 적어도 한 전압들의 인가 기간을 미리 설정된 기간만큼 줄여서 상기 각 게이트 라인들 또는 상기 각 발광 제어라인들로 각각 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법은 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시패널의 게이트 라인들과 발광 제어라인들을 구동하는 단계; 상기 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 단계; 상기 표시패널의 전원라인들에 제 1 및 제 2 전원신호를 공급함과 아울러 보상 전원라인에 보상 전압을 공급하는 단계; 및 상기 보상 전압으로 보상된 데이터 전압에 의해 영상이 표시되도록 제어함과 아울러 초기 구동시 상기 표시패널에 첫 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 제어하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 제어하는 단계는 상기 표시패널의 초기 구동시 상기 표시패널의 첫 수평 라인에 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압의 레벨이 그라운드 전압 레벨인 제 2 전원 신호 레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급되도록 레벨 변환 제어신호를 생성하는 단계; 및 상기 레벨 변환 제어신호에 따라 상기 보상 전원라인에 공급되는 보상 전압 레벨을 상기 미리 설정된 정극성의 레벨 또는 그라운드 전압레벨로 변환 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 제어하는 단계는 상기 표시패널이나 별도의 전원 공급부에 구비된 보상 전압 공급부를 이용하여 상기 보상 전원라인으로 공급되는 보상 전압의 레벨을 상기 그라운드 전압 레벨 또는 상기 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상 전압 공급 단계는 상기 그라운드 전압의 인가 단자와 미리 설정된 상기 정극성의 보상 전압의 인가 단자 간에 직렬 구조로 연결된 NMOS 및 PMOS 스위칭 소자를 이용하여 상기 레벨 변환 제어신호에 따라 상기 보상 전원라인으로 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨 또는 그라운드 전압 레벨의 보상 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
초기 적어도 한 프레임 기간 동안 상기 게이트 전압과 상기 발광 제어 전압 중 적어도 한 전압들의 인가 기간을 미리 설정된 기간만큼 줄여서 상기 각 게이트 라인들 또는 상기 각 발광 제어라인들로 각각 공급하는 단계를 더 포함한 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법은 각 단위 화소에 충전되는 영상 전압을 보상함으로써 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드 표시장치의 초기 점등시 발생될 수 있는 이상 동작을 방지하여 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치를 나타낸 구성 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 한 서브 화소를 나타낸 등가 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 도 2에 도시된 어느 한 서브 화소에 공급되는 보상전압 공급 구조를 나타낸 등가 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 다른 파형도.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치를 나타낸 구성 블록도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 한 서브 화소를 나타낸 등가 회로도이다.
도 1에 도시된 유기 발광 다이오드 표시장치는 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시패널(1); 표시패널(1)의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)들과 발광 제어라인(EL1 내지 ELn)들을 구동하는 게이트 구동부(2); 표시패널(1)의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)들을 구동하는 데이터 구동부(3); 표시패널(1)의 전원라인(PL1 내지 PLm)들에 제 1 및 제 2 전원신호(VDD,GND)를 공급함과 아울러 보상 전원라인(CPL)에 보상 전압(Vref)을 공급하는 전원 공급부(4); 및 보상 전압(Vref)으로 보상된 데이터 전압에 의해 영상이 표시되도록 상기 게이트 및 데이터 구동부(2,3)를 제어함과 아울러 초기 구동시 상기 표시패널(1)에 첫 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압(Vref) 레벨이 변환 공급되도록 상기 전원 공급부(4)를 제어하는 타이밍 제어부(5)를 구비한다.
표시패널(1)은 복수의 서브 화소(P)들이 각 화소영역에 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하게 되는데, 각 서브 화소(P)는 발광 셀(OLD)과 그 발광 셀(OLD)을 독립적으로 구동하는 셀 구동부(DVD)를 구비한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같은 각각의 서브 화소(P)는 각각의 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 보상 전원 라인(CPL), 발광 제어 라인(EL) 및 전원 라인(PL)에 접속된 셀 구동부(DVD) 및 셀 구동부(DVD)와 제 2 전원신호(GND)의 사이에 접속되어 등가적으로는 다이오드로 표현되는 발광 셀(OLD)을 구비한다.
셀 구동부(DVD)는 제 1 내지 제 5 스위칭 소자(T1 내지 T5), 구동 스위칭 소자(DT) 및 스토리지 캐패시터(Cst)를 구비하여 이루어진다. 여기서, 제 1 내지 제 5 스위칭 소자(T1 내지 T5)와 구동 스위칭 소자(DT)는 NMOS 트랜지스터 또는 PMOS 트랜지스터 등으로 구성될 수 있는데, 이하에서는 상기 제 1 내지 제 5 스위칭 소자(T1 내지 T5)와 구동 스위칭 소자(DT)가 PMOS 트랜지스터로 이루어진 예를 설명하기로 한다.
제 1 스위칭 소자(T1)는 게이트 라인(GL)으로부터의 로우 논리의 게이트 전압에 응답하여, 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호(Vdata)를 제 1 노드(N1)에 공급함으로써, 스토리지 캐패시터(Cst)가 충전되도록 한다.
제 2 스위칭 소자(T2)는 게이트 라인(GL)으로부터의 로우 논리의 게이트 전압에 응답하여 구동 스위칭 소자(DT)의 게이트 전극 및 드레인 전극을 서로 접속시킴으로써 구동 스위칭 소자(DT)를 다이오드 형태로 접속시킨다.
제 3 스위칭 소자(T3)는 발광 제어 라인(EL)으로부터의 로우 논리의 발광 제어 전압에 응답하여 구동 스위칭 소자(DT)의 드레인 전극을 발광 셀(OLD)의 애노드 전극에 접속시킨다. 즉, 제 3 스위칭 소자(T3)는 로우 논리의 발광 제어 전압에 따라 구동 스위칭 소자(DT)로부터 출력되는 데이터 전류를 발광 셀(OLD)에 공급한다.
제 4 스위칭 소자(T4)는 발광 제어 라인(EL)으로부터의 로우 논리의 발광 제어 전압에 응답하여, 제 1 노드(N1)에 보상 전원 라인(CPL)을 통해 공급되는 보상 전압(Vref)을 공급한다.
제 5 스위칭 소자(T5)는 게이트 라인(GL)으로부터의 로우 논리의 게이트 전압에 응답하여, 보상 전원 라인(CPL)을 통해 공급되는 보상 전압(Vref)을 발광 셀(OLD)이 접속된 제 3 노드(N2)로 공급한다. 여기서, 제 5 스위칭 소자(T5)는 셀 구동부(DVD)의 안정화 소자로서 구비되지 않아도 구동 과정에는 영향을 미치지 않는다.
구동 스위칭 소자(DT)는 제 2 노드(N2) 상의 전압에 응답하여 발광 셀(OLD)에 흐르는 전류량을 제어한다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 제 1 및 제 2 노드(N1,N2) 사이에 형성되어 제 1 및 제 2 노드(N1,N2) 간의 차 전압을 저장하고, 제 1 스위칭 소자(T1)가 턴-오프되면 저장된 전압을 이용하여 구동 스위칭 소자(DT)의 온 상태를 소정의 기간 예를 들어, 한 프레임 기간 동안 유지시킨다.
발광 셀(OLD)은 셀 구동부(DVD)와 접속된 애노드 전극, 저전위 전압인 제 2 전원신호(GND)와 접속된 캐소드 전극, 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 형성된 유기층으로 구성된다. 이러한 발광 셀(OLD)은 셀 구동부(DVD)의 제 3 스위칭 소자(T3)를 통해 구동 스위칭 소자(DT)로부터의 전류에 의해 발광한다.
게이트 구동부(2)는 타이밍 제어부(5)로부터의 게이트 제어신호(GVS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock)에 응답하여 게이트 온 신호(예를 들어, 로우 논리의 게이트 전압)를 순차적으로 생성하고, 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 따라 게이트 온 신호의 펄스 폭 제어한다. 그리고, 게이트 온 신호들을 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압이 공급되지 않는 기간에는 게이트 오프 전압(예를 들어, 하이 논리의 게이트 전압)이 공급된다. 이에 따라, 게이트 구동부(2)는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 제 1 및 제 2 스위칭 소자(T1,T2)가 게이트 라인(GL) 단위로 구동되게 한다. 여기서, 게이트 구동부(2)는 1 수평 기간 중 데이터 입력 기간 동안에 하이 논리의 게이트 전압을 공급하고, 1 수평 기간 중 스캔 기간 동안에 로우 논리의 게이트 전압을 공급하기도 한다. 이 경우, 데이터 입력 기간에는 데이터 전압이 각 발광 셀(OLD)에 공급되지 않고, 1 수평 기간 중 스캔 기간 동안에 데이터 전압이 각 발광 셀(OLD)에 공급된다.
또한, 게이트 구동부(2)는 하이 또는 로우 논리의 발광 제어전압들을 순차적으로 생성하여 각각의 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn)에 공급한다. 여기서, 순차적으로 출력되는 발광 제어전압은 상기의 발광 셀(OLD)에 전류가 흐르는 기간 즉, 영상이 표시되는 기간 및 상기의 보상 전압(Vref)이 제 4 스위칭 소자(T4)에 공급되는 기간을 조절하게 된다. 다시 말해, 게이트 구동부(2)는 타이밍 제어부(5)의 제어에 따라 영상의 표시기간과 블랙 영상이 표시되는 블랭킹 기간 등을 조절하게 된다.
데이터 구동부(3)는 타이밍 제어부(5)로부터의 데이터 제어신호(DVS) 중 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse)와 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock) 등을 이용하여 타이밍 제어부(5)로부터 입력되는 디지털 영상 데이터(Data)를 아날로그 전압 즉, 아날로그의 데이터 전압으로 변환한다. 이때, 데이터 구동부(3)는 디지털 영상 데이터(Data)들의 계조 값에 각각 대응되도록 세분화된 감마전압 세트를 이용하여 디지털 영상 데이터(Data)들을 아날로그 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호에 응답하여 데이터 전압을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 구체적으로, 데이터 구동부(3)는 SSC에 따라 입력되는 디지털 영상 데이터(Data)들을 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 신호가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 데이터 전압을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
전원 공급부(4)는 표시패널(1)의 전원라인(PL1 내지 PLm)들에 제 1 및 제 2 전원신호(VDD,GND)를 공급함과 아울러 보상 전원라인(CPL)에 보상 전압(Vref)을 공급한다. 이러한 전원 공급부(4)는 타이밍 제어부(5)로부터의 레벨 변환 제어신호(CS)에 응답하여 보상 전원라인(CPL)에 공급되는 보상 전압(Vref) 레벨을 미리 설정된 정극성의 레벨 또는 그라운드 전압레벨로 변환 공급한다.
타이밍 제어부(5)는 외부로부터 입력되는 RGB 데이터(RGB)를 표시패널(1)의 크기 및 해상도 등에 알맞게 정렬하고 정렬된 디지털 영상 데이터(Data)를 데이터 구동부(3)에 공급한다. 그리고, 타이밍 제어부(5)는 외부로부터 입력되는 동기신호들 예를 들어, 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync) 등을 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GVS,DVS)를 생성하고 이를 게이트 구동부(2)와 데이터 구동부(3)에 각각 공급한다.
또한, 타이밍 제어부(5)는 상기 표시패널(2)의 초기 구동시 상기 표시패널(1)의 첫 수평 라인에 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압(Vref) 레벨이 그라운드 전압레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압(Vref) 레벨로 변환 공급되도록 레벨 변환 제어신호(CS)를 생성하여 상기 전원 공급부(4)로 공급한다. 이에, 전원 공급부(4)는 타이밍 제어부(5)로부터의 레벨 변환 제어신호(CS)에 응답하여 보상 전원라인(CPL)에 공급되는 보상 전압(Vref) 레벨을 그라운드 레벨로 공급하다가 미리 설정된 정극성의 보상 전압(Vref) 레벨로 변환 공급한다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 파형도이다.
사용자가 유기 발광 다이오드 표시장치는 온(ON) 시키는 타이밍을 포함하여 영상이 표시패널(1)에 표시되는 기간까지는 크게 전원신호 온(ON) 기간, 초기 구동 기간(t_initial), 프레임 기간(t1 내지 t3)으로 구분된다.
전원신호 온(ON) 기간은 사용자가 유기 발광 다이오드 표시장치를 사용하기 위해 전원 신호를 공급한 가장 초기 기간으로서 상기 전원 공급부(4)를 비롯한 게이트 및 데이터 구동부(2,3)나 타이밍 제어부(5) 등에 가장 먼저 전원신호가 공급되는 기간이다. 이러한 온(ON) 기간에는 표시패널(1)에 아무 신호도 공급되지 않을 수 있다.
이 후, 초기 구동 기간(t_initial)에는 타이밍 제어부(5)로부터의 초기 구동 신호(Disp)가 데이터 구동부(2,3)나 전원 공급부(4)로 공급되며, 이러한 초기 구동 신호(Disp)에 응답하여 데이터 구동부(2,3)와 전원 공급부(4)가 모두 인에이블 된다. 이때, 표시패널(1)에는 제 1 및 제 2 전원 신호(VDD.GND)가 공급되므로, 단위 화소들에는 전류가 공급되어 이상 동작이 발생될 수도 있다. 이에, 이상 동작이 발생되라도 표시패널(1)에는 블랙이 표시되도록 타이밍 제어부(5)는 블랙 데이터(Black Data)를 데이터 구동부(3)로 공급한다. 그리고, 데이터 구동부(3)는 블랙 데이터(Black Data)에 상응하는 데이터 전압을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공급한다. 게이트 구동부(2)의 경우는 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로 공긍된 블랙 데이터가 표시될 수 있도록 하기 위해 게이트 전압과 발광 제어 전압을 게이트 라인(GL1 내이 GLn)이나 발광 제어라인(EL1 내지 ELn)으로 공급하기도 한다.
한편, 이러한 초기 구동 기간(t_initial)에 타이밍 제어부(5)는 보상 전압(Vref) 레벨이 그라운드 전압레벨로 유지되도록 레벨 변환 제어신호(CS)를 발생하여 전원 공급부(4)에 공급한다. 그리고 전원 공급부(4) 또한 보상 전압(Vref) 레벨이 그라운드 전압레벨로 유지시켜 보상 전원라인(CPL)으로 공급한다. 이는 표시 패널(1)의 각 서브 화소 즉, 각각의 셀 구동부(DVD)에서 초기 구동 기간(t_initial)에 이상 동작이 발생하더라도 셀 구동부(DVD)로 공급되는 제 1 전원신호(VDD)가 보상 전원라인(CPL)으로 패스되도록 하기 위함이다. 이 경우, 셀 구동부(DVD)에서 이상 동작이 발생하더라도 제 1 전원신호(VDD)가 보상 전원라인(CPL)으로 패스 되므로 발광 셀(OLD)은 영향을 받지 않아 광을 발생하지 않는다.
초기화 과정이 이행된 이 후의 프레임 기간(t1 내지 t3) 즉, 단위 화소 별 프레임 기간은 초기화 기간(t1), 데이터 충전기간(t2), 발광 기간(t3)으로 구분된다.
먼저, 초기화 기간(t1)에는 해당 게이트 라인(GL)에 순차적으로 로우 논리의 게이트 전압이 공급된다. 그리고, 해당 발광 제어 라인(EL)에는 하이 논리의 발광 제어전압이 공급된다. 이에 따라, 각 서브 화소(P)의 제 1, 제 2 및 제 5 스위칭 소자(T1,T2,T5)는 각각 턴-온됨과 아울러 제 3 및 제 4 스위칭 소자(T3,T4)는 턴-오프된다.
이러한 초기화 기간(t1)에 타이밍 제어부(5)는 상기 보상 전압(Vref) 레벨이 그라운드 전압레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압(Vref) 레벨로 변환 공급되도록 레벨 변환 제어신호(CS)를 생성하여 전원 공급부(4)로 공급한다. 이에, 전원 공급부(4)는 레벨 변환 제어신호(CS)에 응답하여 보상 전원라인(CPL)에 공급되는 보상 전압(Vref) 레벨을 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨(D_level)로 변환 공급한다.
이 후, 데이터 충전기간(t2)에는 턴-온된 제 1 스위칭 소자(T1)를 통해 제 1 노드(N1)에 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압(Vdata)이 공급되며, 턴-온된 제 2 스위칭 소자(T2)를 통해 구동 스위칭 소자(DT)의 게이트 전극 및 드레인 전극이 서로 연결된다. 이에 따라, 구동 스위칭 소자(DT)는 순방향 다이오드가 되므로, 구동 스위칭 소자(DT)의 게이트 전극 즉, 제 2 노드(N2)에는 구동 스위칭 소자(DT)의 문턱전압(Vth)이 공급되므로써, 제 2 노드(N2)에는 구동 스위칭 소자(DT)의 문턱전압(Vth)이 샘플링된다. 이때, 구동 스위칭 소자(DT)의 소스 전극에는 고전위 전압인 제 1 전원신호(VDD)가 공급됨으로써 제 2 노드(N2)에는 제 1 전원신호(VDD)과 구동 스위칭 소자(DT)의 문턱 전압의 차전압(VDD-Vth)이 공급된다.
발광 기간(t3)에는 해당 게이트 라인(GL)에 하이 논리의 게이트 전압이 공급됨과 아울러 발광 제어 라인(EL)에는 로우 논리의 발광 제어 신호가 공급된다. 이에 따라, 제 1, 제 2 및 제 5 스위칭 소자(T1,T2,T5) 각각은 턴-오프됨과 아울러 제 3 및 제 4 스위칭 소자(T3,T4)는 턴-온된다. 이때, 턴-온된 제 4 스위칭 소자(T4)를 통해 제1 노드(N1)에는 보상 전압(Vref)이 공급된다.
이때, 스토리지 캐패시터(Cst)의 양단의 전압은 셀 구동부(DVD)에 전류 패스가 형성되어 있지 않기 때문에 일정하게 유지된다. 따라서, 스토리지 캐패시터(Cst)의 일단인 제 1 노드(N1) 상의 전압 변화량(Vref-Vdata)만큼 스토리지 캐패시터(Cst)의 타 단인 제 2 노드(N2)의 상의 전압이 변하게 된다. 즉, 제 2 노드(N2)에는 VDD-Vth+Vref-Vdata이 공급된다.
이어, 구동 스위칭 소자(DT)는 게이트-소스 전극 간의 전압에 의해 턴-온된다. 이에 따라, 구동 스위칭 소자(DT)로부터 제 3 스위칭 소자(T3)를 통해 발광 셀(OLD)에 공급되는 전류 즉, 제 3 노드(N3)의 전류 N3I는 아래의 수학식 1과 같다. 수학식 1에서 β는 상수값을 나타내며, Vth_R은 구동 스위칭 소자(DT)의 실제 문턱 전압을 나타낸다.
Figure 112010075423107-pat00001
수학식 1에 있어서, 샘플링된 구동 스위칭 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)과 실제 구동 스위칭 소자의 문턱 전압(Vth_R)이 동일하다면, 구동 스위칭 소자(DT)에 출력되는 전류는 고전위 전압(VDD) 강하 및 구동 스위칭 소자(DT)의 문턱 전압에 영향을 받지 않고, 보상 전압(Vref)과 데이터 전압(Vdata)에 의해 결정된다. 따라서, 구동 스위칭 소자(DT)의 히스테리시스에 의한 화질 저하가 최소화될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 어느 한 서브 화소에 공급되는 보상전압 공급 구조를 나타낸 등가 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본원발명의 표시패널(1)이나 전원 공급부(4)에는 표시패널(1)의 각 서브 화소(P) 특히, 셀 구동부(DVD)의 보상 전원라인(CPL)으로 공급되는 보상 전압(Vref)의 레벨을 그라운드 전압(GND)레벨 또는 미리 설정된 정극성의 보상 전압(Vref) 레벨로 변환 공급하기 위한 보상 전압 공급부(RVD)가 더 구비될 수 있다.
구체적으로, 표시패널(1)이나 전원 공급부(4)에 구비된 보상 전압 공급부(RVD)는 그라운드 전압(GND) 인가 단자와 미리 설정된 정극성의 보상 전압(Vref) 인가 단자 간에 직렬 구조로 연결된 NMOS 및 PMOS 스위칭 소자를 구비하여 상기의 레벨 변환 제어신호(CS)에 따라 상기 보상 전원라인(CPL)으로 미리 설정된 정극성의 보상 전압(Vref) 레벨 또는 그라운드 전압(GND) 레벨의 보상 전압(Vref)을 공급한다.
도 5는 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 다른 파형도이다.
도 3을 참조하여 구체적으로 설명한 바와 같이, 사용자가 유기 발광 다이오드 표시장치는 온(ON) 시키는 타이밍을 포함하여 영상이 표시패널(1)에 표시되는 기간까지는 크게 전원신호 온(ON) 기간, 초기 구동 기간(t_initial), 프레임 기간(t1 내지 t3)으로 구분된다.
이러한 전원신호 온(ON) 기간, 초기 구동 기간(t_initial), 프레임 기간(t1 내지 t3)에서의 표시 패널(1) 구동 방법은 도 3을 참조한 구동 방법과 동일하다.
다만, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 게이트 구동부(2)는 초기 적어도 한 프레임 기간 동안 게이트 전압의 인가 기간을 미리 설정된 기간(dt) 만큼 줄여서 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로 순차 공급할 수도 있다. 한편, 도면으로 도시하진 않았지만 게이트 구동부(2)는 초기 적어도 한 프레임 기간 동안 게이트 전압과는 별도로 발광 제어 전압의 인가 기간을 미리 설정된 기간(dt) 만큼 줄여서 각 발광 제어라인(EL1 내지 ELn)들로 공급할 수도 있다.
이 경우, 초기 적어도 한 프레임 기간 동안 적어도 하나의 셀 구동부(DVD)에서 이상 동작이 발생하더라도 셀 구동부(DVD)의 이상 동작 기간을 감소시켜 그 영행을 줄일 수 있게 된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법은 각 단위 화소(P)에 충전되는 영상 전압을 보상함으로써 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있도록 하면서도 유기 발광 다이오드 표시장치의 초기 점등시 발생될 수 있는 이상 동작을 방지하여 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1: 표시패널 2: 게이트 구동부
3: 데이터 구동부 4: 전원 공급부
5: 타이밍 제어부 P: 서브 화소
DT: 구동 스위칭 소자 Vref: 보상전압
T1 내지 T5: 제 1 내지 제 5 스위칭 소자

Claims (10)

  1. 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시패널;
    상기 표시패널의 게이트 라인들과 발광 제어라인들을 구동하는 게이트 구동부;
    상기 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부;
    상기 표시패널의 전원라인들에 제 1 및 제 2 전원신호를 공급함과 아울러 보상 전원라인에 보상 전압을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 보상 전압으로 보상된 데이터 전압에 의해 영상이 표시되도록 상기 게이트 및 데이터 구동부를 제어함과 아울러, 초기 구동 기간에는 상기 보상 전압 레벨이 그라운드 레벨을 유지하고, 상기 초기 구동 기간 이후 초기화 기간에는 상기 보상 전압 레벨이 그라운드 전압 레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 타이밍 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 표시패널의 초기 구동 기간에는 상기 보상 전압 레벨이 그라운드 레벨을 유지하도록 레벨 변환 제어신호를 생성하여, 상기 전원 공급부로 공급하고,
    상기 초기 구동 기간 이후 초기화 기간에는 상기 보상 전압의 레벨이 상기 그라운드 전압 레벨에서 상기 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급되도록 레벨 변환 제어신호를 생성하여 상기 전원 공급부로 공급하고,
    상기 전원 공급부는 상기 레벨 변환 제어신호에 응답하여 상기 보상 전원라인에 공급되는 보상 전압 레벨을 상기 미리 설정된 정극성의 레벨 또는 그라운드 전압레벨로 변환 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 표시패널이나 상기 전원 공급부에는
    상기 보상 전원라인으로 공급되는 보상 전압의 레벨을 상기 그라운드 전압 레벨 또는 상기 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급하기 위한 보상 전압 공급부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상 전압 공급부는
    상기 그라운드 전압의 인가 단자와 미리 설정된 상기 정극성의 보상 전압의 인가 단자 간에 직렬 구조로 연결된 NMOS 및 PMOS 스위칭 소자를 구비하여 상기 레벨 변환 제어신호에 따라 상기 보상 전원라인으로 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨 또는 그라운드 전압 레벨의 보상 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는
    초기 적어도 한 프레임 기간 동안 게이트 전압과 발광 제어 전압 중 적어도 한 전압들의 인가 기간을 미리 설정된 기간만큼 줄여서 상기 각 게이트 라인들 또는 상기 각 발광 제어라인들로 각각 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치.
  6. 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시패널의 게이트 라인들과 발광 제어라인들을 구동하는 단계;
    상기 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 단계;
    상기 표시패널의 전원라인들에 제 1 및 제 2 전원신호를 공급함과 아울러 보상 전원라인에 보상 전압을 공급하는 단계; 및
    상기 보상 전압으로 보상된 데이터 전압에 의해 영상이 표시되도록 제어함과 아울러, 초기 구동 기간에는 상기 보상 전압 레벨이 그라운드 레벨을 유지하고, 상기 초기 구동 기간 이후 초기화 기간에는 상기 보상 전압 레벨이 그라운드 전압 레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급되도록 제어하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 제어하는 단계는
    상기 초기화 기간 중 상기 표시패널의 초기 구동시 상기 표시패널의 첫 수평 라인에 영상이 표시되기 직전에 상기 보상 전압의 레벨이 그라운드 전압 레벨에서 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급되도록 레벨 변환 제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 레벨 변환 제어신호에 따라 상기 보상 전원라인에 공급되는 보상 전압 레벨을 상기 미리 설정된 정극성의 레벨 또는 그라운드 전압레벨로 변환 공급하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보상 전압 레벨이 변환 공급되도록 제어하는 단계는
    상기 표시패널이나 별도의 전원 공급부에 구비된 보상 전압 공급부를 이용하여 상기 보상 전원라인으로 공급되는 보상 전압의 레벨을 상기 그라운드 전압 레벨 또는 상기 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨로 변환 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상 전압 공급 단계는
    상기 그라운드 전압의 인가 단자와 미리 설정된 상기 정극성의 보상 전압의 인가 단자 간에 직렬 구조로 연결된 NMOS 및 PMOS 스위칭 소자를 이용하여 상기 레벨 변환 제어신호에 따라 상기 보상 전원라인으로 미리 설정된 정극성의 보상 전압 레벨 또는 그라운드 전압 레벨의 보상 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    초기 적어도 한 프레임 기간 동안 게이트 전압과 발광 제어 전압 중 적어도 한 전압들의 인가 기간을 미리 설정된 기간만큼 줄여서 상기 각 게이트 라인들 또는 상기 각 발광 제어라인들로 각각 공급하는 단계를 더 포함한 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
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