KR20080105269A - 유기 전계 발광 소자의 구동방법 및 이를 구비한 유기 전계발광 소자 디스플레이 - Google Patents

유기 전계 발광 소자의 구동방법 및 이를 구비한 유기 전계발광 소자 디스플레이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 소자의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구동방법은 하나의 프레임을 여러 개의 서브 프레임으로 나누는 단계와 상기 각 서브 프레임에 대응하는 데이터 신호를 순차적으로 인가하는 단계 및 상기 인가된 데이터 신호에 따라 유기 전계 발광 소자가 발광을 하는 단계를 포함하여 구성되되, 각 서브 프레임 내의 계조 표현이 발광 시간 또는 발광 세기의 비율에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 발광 시간뿐만 아니라 발광 세기를 조절하여 계조를 표현하여 최하위 비트의 시간을 줄임으로써, 상위 비트에 할당된 시간을 줄여 더 많은 비트의 구현이 가능하고 줄어든 발광 시간만큼 스캔 시간을 늘릴 수 있기 때문에 고해상도로의 적용이 가능한 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 제공하며, 이를 통해 고해상도, 고계조율을 가지는 유기 전계 발광 소자 디스플레이를 제공할 수 있는 효과가 있다.
Figure P1020070052638
유기 전계 발광 소자, 시분할 방식, 디지털 구동

Description

유기 전계 발광 소자의 구동방법 및 이를 구비한 유기 전계 발광 소자 디스플레이{Driving method of Organic electroluminescence diode and Display by the same}
도 1은 디지털 구동과 일반적 구동의 입력 신호에 따른 휘도를 나타내는 감마 특성을 도시한 그래프이다.
도 2는 일반적인 유기 전계 발광 소자의 시분할 구동 방법을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 화소를 도시한 도면이다.
도 4는 새로이 제안된 유기 전계 발광 소자의 시분할 구동 방법을 나타낸 개략도이다.
도 5는 새로이 제안된 유기 전계 발광 소자의 시분할 구동 방법을 나타낸 개략도이다.
도 6은 유기 전계 발광 소자의 전압-휘도 특성을 도시한 그래프이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
SF (Sub frame) : 서브 프레임 L (Luminance) : 발광 휘도
SP (Scan period) : 주사 주기 EP (Emission period) : 발광 주기
본 발명은 유기 전계 발광소자의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 시간뿐만 아니라 발광 세기를 조절하여 계조를 표현하여 최하위 비트의 시간을 줄임으로써, 상위 비트에 할당된 시간을 줄여 더 많은 비트의 구현이 가능하고 줄어든 발광 시간만큼 스캔 시간을 늘릴 수 있기 때문에 고해상도로의 적용이 가능한 유기 전계 발광 소자의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 구동방법에 관한 것이다. 최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다.
이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 한다), 전계방출표시장치(Field Emission Display : 이하 "FED") 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device : 이하 "유기 EL"라 한다) 등이 있다. 이들 중에 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 한다)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘 고 있다. 이에 비하여, 전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기전계발광소자와 유기 전계 발광 소자(유기 EL)로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 EL은 계조를 표시하기 위해 표면영역분할 구동방법과 시분할 구동방법이 사용된다. 표면영역분할 구동방법은 하나의 화소(pixel)를 다수의 서브화소(sub-pixel)로 분할하고, 다수의 서브화소 각각을 디지털데이터 신호에 따라 독립적으로 분할하여 계조 표시를 수행하게 된다. 그런데, 표면영역분할 구동방법은 화소 구조가 복잡하다는 문제가 발생한다.
한편, 시분할 구동방법은 화소의 온(On) 시간을 제어하여 계조 표시를 수행하게 된다. 하나의 프레임(frame)을 다수의 서브프레임(sub-frame)으로 분할하여 계조 표시를 수행하게 된다. 서브프레임 기간 동안 화소를 디지털 데이터 신호에 따라 온/오프(On/Off) 상태로 하여, 하나의 프레임 기간 내에 나타나는 모든 표시 시간을 합하여 화소의 계조를 표시하게 된다. 유기 EL은 액정에 비해 응답속도가 빠르기 때문에 시분할 구동에 적합하게 사용될 수 있다.
전술한 바와 같은 유기 전계 발광 소자의 계조를 표시하기 위한 여러 방법 중에 시분할 구동 방법을 사용한다. 일반 적인 시분할 구동 방법은 하나의 프레임을 다수의 서브 프레임으로 분할하여 서브 프레임의 발광 시간을 제어하여 계조 표시를 수행하게 된다. 서브 프레임 기간 동안 화소를 디지털 데이터 신호에 따라 발광과 비 발광 상태로 하여, 하나의 프레임 기간 내에 나타나는 모든 표시 시간을 합하여 화소의 계조를 표시하게 된다.
도 1의 (a)는 디지털 구동에서 입력된 디지털 값에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도를 보여주는 감마 특성을 보여주는 그림이고 (b)의 그림은 일반적인 디스플레이의 감마 특성을 보여 주는 그림이다. 디지털 구동의 경우 입력된 디지털 값에 따른 유기전계 발광 소자의 휘도가 선형 관계를 가지고 있기 때문에 일반적인 감마 특성을 구현하기 위해서는 더 많은 비트 수가 필요함을 알 수 있다.
도 2는 종래의 유기 전계 발광 소자의 시분할 구동에 대한 신호의 타이밍을 도시한 개략도이다. 도 2에서 나타낸 바와 같이 하나의 프레임은 다수의 서브 프레임으로 구성되어 있다. 하나의 프레임은 이진 코드로 표시되는 데이터 신호의 비트 수에 대응하여 다수의 서브 프레임으로 구성되어 지는데, 도 1의 경우는 8 비트 데이트 신호를 사용하여 256 개의 계조를 표현하는 개략도이다. 각 서브 프레임은 발광 시간과 주사 시간으로 이루어지며, 서브프레임의 발광 시간은 대응하는 비트의 크기에 따르게 되는데
EPT1 : EPT2 : EPT3 : EPT4 : EPT5 : EPT6 : EPT7 : EPT8
= 20 : 21 : 22 : 23 : 24 : 25 : 26 : 27
의 비율과 같이 이진 코드로 동작하게 된다.
그러나 상기와 같이 8 비트의 데이터 신호를 사용하여 계조를 표시할 경우, 1 프레임 동안에 8 번의 주사 시간이 필요하므로 게이트 드라이버와 데이터 드라이버의 속도는 같은 해상도의 일반적인 구동 드라이버에 비해 상당히 빠른 속도가 요구되기 때문에 고해상도로 동작시키지 못하는 단점이 있다.
또한, 8 비트 이상의 일반적인 디지털 구동 방식은 디지털 신호에 대하여 유기전계 발광 소자의 휘도가 선형적인 관계를 가지고 있기 때문에 실제 8 비트 구동에서 일반적인 감마 커브와 동일해 지기 위해서는 더 많은 비트 수가 요구되는 문제가 발생한다.
이 두 가지를 극복하기 위해서는 결국에는 발광 세기가 같을 경우 발광 시간을 줄여야 하는데 그러기 위해서는 최하위 비트의 발광 시간을 줄여야 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 발광 시간뿐만 아니라 발광 세기를 조절하여 계조를 표현하여 최하위 비트의 시간을 줄임으로써, 상위 비트에 할당된 시간을 줄여 더 많은 비트의 구현이 가능하고 줄어든 발광 시간만큼 스캔 시간을 늘릴 수 있기 때문에 고해상도로의 적용이 가능한 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 다수의 유기 전계 발광 소자를 동작시키기 위한 구동 방법에 있어서, 하나의 프레임을 여러 개의 서브 프레임으로 나누는 단계; 상기 각 서브 프레임에 대응하는 데이터 신호를 순차적으로 인가하는 단계; 및 상기 인가된 데이터 신호에 따라 유기 전계 발광 소자가 발광을 하는 단계;를 포함하여 구성되되, 각 서브 프레임 내의 계조 표현이 발광 시간 또 는 발광 세기의 비율에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 소자의 구동 방법을 제공하여 최하위 비트의 발광시간을 조절함으로써, 상기 비트의 할당된 시간을 줄여 화질을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 발광 세기의 비율의 조절은 드라이빙 트랜지스터에 연결된 전원전압을 변화시켜 발광 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 제공하여 각 비트의 발광 세기를 조절하여 발광시간을 줄임으로써 본 발명의 효과를 구현할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 발광 세기의 비율을 조절하는데 있어 드라이빙 트랜지스터에 연결된 전원전압을 변화시켜 발광세기를 조절하는 방법뿐만 아니라 드라이빙 트랜지스터로 흐르는 전류를 외부에서 직접 조절하여 발광 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 하나의 프레임을 여러 개의 서브 프레임으로 나누는 단계와 상기 각 서브 프레임에 대응하는 데이터 신호를 순차적으로 인가하는 단계 및 상기 인가된 데이터 신호에 따라 유기 전계 발광 소자가 발광을 하는 단계를 포함하되, 상기 각 서브 프레임 내의 계조 표현이 발광 시간 또는 발광 세기의 비율에 의해 조절되는 유기 전계 소자의 구동 방법을 이용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이를 제공하여 고 해상도, 고 품질을 제공하는 디스플레이 장비에 적용이 가능할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 상기 유기 전계 발광 디스플레이는,스테이지를 수소화된 비정질 실리콘, 다결정질 실리콘, 또는 결정질 실리콘 트랜지스터로 제작되어 NMOS, PMOS,와 CMOS로도 구성이 가능한 디지털방식인 것을 특징으로 하는 유기전계발광디스플레이를 제공하여, 적용의 범용성을 구현할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 발광 세기의 비율의 조절은 드라이빙 트랜지스터에 연결된 전원전압을 변화시켜 발광 세기를 조절하여 구동되는 방식으로 구동되는 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 이용하여 구동되는 유기 전계 발광 디스플레이를 제공하여 발광시간을 단축하여 고해상도, 고계조율을 가지는 유기 전계 발광 소자 디스플레이를 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 발광 세기의 비율의 조절은 전원전압 뿐만 아니라, 드라이빙 트랜지스터로 흐르는 전류를 외부에서 조절하여 발광 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 시분할 구동방식을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 이용하여 구동되는 유기 전계 발광 디스플레이를 제공할 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 화소를 도시한 도면이다.
유기 전계 발광 소자는 매트릭스 형태로 배치된 다수의 화소로 이루어져 있고, 각 화소에는 게이트 신호를 전달하는 게이트 배선(GL)과, 데이터 신호를 전달하는 데이터 배선(DL)과, VDD 신호를 전달하는 VDD 배선(VDDL)으로 구성된다.
또한, 상기 화소는 도 3에 도시한 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(ST)와, 드라이빙 트랜지스터(DT)와, 스토리지 캐패시터(C)와, 유기 발광 소자(OL)로 구성된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 시분할 구동방법을 나타낸 계략도이다.
본 실시예는 8 비트 데이터 신호를 사용하여 256 개의 계조를 표현하는 경우이고, 그에 따라 8 개의 서브프레임으로 구성되어 진다. 각 서브프레임은 데이터 신호의 각 비트에 해당된다.
각 서브프레임은 주사시간과 발광시간으로 이루어지는데 본 실시예에서는 각 비트의 발광 세기를 조절하여 발광시간을 줄일 수 있게 하는 것이다. 즉, SF4의 발광 세기가 SF5에 비해 2배 크기 때문에 발광 시간은 SF5에서의 발광 시간이 SF4의 발광 시간과 같아도 계조 표현이 가능하다. 그러므로 종례의 일반적인 시분할 구동방식에서의 최하위 비트의 시간(t0)에 비해 새로이 제안된 구동 방식의 경우 1.78t0의 최하위 비트 시간은 가질 수 있어 일반적인 시분할 구동방식에 비해 더 짧은 발광 시간을 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 시분할 구동방법을 나타낸 계략도이다. 본 실시예 또한 비트의 세기를 조절하여 발광시간을 줄일 수 있게 하는 것을 목표로 한다.
이 경우는, 한 프레임 동안 발광 세기를 두 차례에 걸쳐 조절하여 최하위 비 트의 발광 시간을 줄여 상위 비트에 할당된 시간을 줄일 수 있어 비트 수를 늘릴 수 있다.
즉, SF3의 발광 세기가 SF4에 비해 2배 크고 SF5의 발광 세기가 SF6에 비해 2배 크기 때문에 SF3 와 SF4, 그리고 SF5 와 SF6의 발광 시간이 각각 같아도 계조 표현이 가능하다. 그러므로 종례의 일반적인 시분할 구동방식에서의 최하위 비트의 시간(t0)에 비해 새로이 제안된 구동 방식의 경우 2.93t0의 최하위 비트 시간은 가질 수 있어 도2 와 도3에 제시한 구동방식에 비해 상위 비트에 할당된 시간을 더 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 전압-휘도 특성을 나타낸 그림이다. 일반적인 디지털 구동에 의한 유기 전계 발광 소자의 요구되는 휘도 1000 cd/m2 일때 필요한 전압은 8.25 V이다. 새로이 제안된 디지털 구동을 위해서는 초기 휘도의 2배와 4배가 되는 휘도가 필요하다. 하지만 전압과 휘도의 관계가 선행 관계가 아니므로 각각 9.02 V와 10.17 V 전압만을 가하면 되는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의 해 정해져야 한다.
본 발명에 따르면, 발광 시간뿐만 아니라 발광 세기를 조절하여 계조를 표현하여 최하위 비트의 시간을 줄임으로써, 상위 비트에 할당된 시간을 줄여 더 많은 비트의 구현이 가능하고 줄어든 발광 시간만큼 스캔 시간을 늘릴 수 있기 때문에 고해상도로의 적용이 가능한 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 제공하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 다수의 유기 전계 발광 소자를 동작시키기 위한 구동 방법에 있어서,
    하나의 프레임을 여러 개의 서브 프레임으로 나누는 단계;
    상기 각 서브 프레임에 대응하는 데이터 신호를 순차적으로 인가하는 단계; 및 상기 인가된 데이터 신호에 따라 유기 전계 발광 소자가 발광을 하는 단계;를 포함하여 구성되되,
    각 서브 프레임 내의 계조 표현이 발광 시간 또는 발광 세기의 비율에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 소자의 구동 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 세기의 비율의 조절은 드라이빙 트랜지스터에 연결된 전원전압을 변화시켜 발광 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 구동방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 세기의 비율의 조절은 전원전압 뿐만 아니라, 드라이빙 트랜지스터로 흐르는 전류를 조절하여 발광 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 시분할 구 동방식을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 구동방법.
  4. 하나의 프레임을 여러 개의 서브 프레임으로 나누는 단계와 상기 각 서브 프레임에 대응하는 데이터 신호를 순차적으로 인가하는 단계 및 상기 인가된 데이터 신호에 따라 유기 전계 발광 소자가 발광을 하는 단계를 포함하되, 상기 각 서브 프레임 내의 계조 표현이 발광 시간 또는 발광 세기의 비율에 의해 조절되는 유기전계소자의 구동 방법을 이용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 유기 전계 발광 디스플레이는,
    스테이지를 수소화된 비정질 실리콘, 다결정질 실리콘, 또는 결정질 실리콘 트랜지스터로 제작되어 NMOS, PMOS,와 CMOS로도 구성이 가능한 디지털방식인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광 세기의 비율의 조절은 드라이빙 트랜지스터에 연결된 전원전압을 변화시켜 발광 세기를 조절하여 구동되는 방식으로 구동되는 유기 전계 발광 소자 의 구동방법을 이용하여 구동되는 유기 전계 발광 디스플레이.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광 세기의 비율의 조절은 전원전압 뿐만 아니라, 드라이빙 트랜지스터로 흐르는 전류를 조절하여 발광 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 시분할 구동방식을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 구동방법을 이용하여 구동되는 유기 전계 발광 디스플레이.
KR1020070052638A 2007-05-30 2007-05-30 유기 전계 발광 소자의 구동방법 및 이를 구비한 유기 전계발광 소자 디스플레이 KR20080105269A (ko)

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KR1020070052638A KR20080105269A (ko) 2007-05-30 2007-05-30 유기 전계 발광 소자의 구동방법 및 이를 구비한 유기 전계발광 소자 디스플레이

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KR20150011432A (ko) * 2013-07-22 2015-02-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
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CN112216238A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 群创光电股份有限公司 显示装置的信号处理方法

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