KR20120075828A - 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

데이터 MUX 구동시 데이터 전압손실을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인의 교차로 화소를 정의하는 표시패널; 다수의 게이트 제어신호 및 다수의 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부; 상기 다수의 게이트 제어신호에 따라 스캔 신호를 포함한 다수의 게이트 신호를 생성해서 상기 다수의 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동부; 상기 다수의 데이터 제어신호에 따라 데이터 전압을 생성해서 다수의 채널 라인에 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 스위칭 하고, 스위칭된 데이터 전압을 홀수번째 데이터 라인과, 짝수번째 데이터 라인에 교번적으로 공급하는 스위칭부를 포함하고; 그리고 가로방향으로 이웃한 화소는 상기 스캔 신호를 서로 독립적으로 인가 받는 것을 특징으로 한다.

Description

유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 데이터 MUX 구동시 데이터 전압손실을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시장치가 각광받고 있다.
OLED 표시장치는 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인의 교차로 화소 영역을 정의한다. 화소 영역에는 OLED와 OLED를 독립적으로 구동하는 화소 구동부가 구비되며, 화소 구동부는 다수의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT)와 적어도 하나의 커패시터를 포함한다. 이러한, 화소 구동부에는 다수의 TFT를 제어하기 위한 제어신호들이 다수의 게이트 라인으로부터 제공되고, 데이터 전압이 다수의 데이터 라인으로부터 제공된다.
일반적으로 화소 구동부는 크게 초기화 기간과, 데이터 전압을 프로그래밍 하고 구동 TFT의 문턱전압을 센싱하는 기간과, 구동 TFT를 통해 OLED에 구동전류가 공급되는 발광 기간으로 나뉘어 구동된다.
한편, 데이터 집적회로의 수를 줄이기 위해, 데이터 집적회로에서 출력된 데이터 전압을 시분할 방식으로 스위칭하여, 스위칭된 데이터 전압을 홀수번째 데이터 라인과, 짝수번째 데이터 라인에 교번적으로 공급하는 "데이터 MUX 구동 기술"이 소개된바 있다.
이러한, 데이터 MUX 구동 기술이 적용된 OLED 표시장치는 화소 구동부의 초기화 기간 전에, 홀수번째 데이터 라인과 짝수번째 데이터 라인에 데이터 전압을 차징시키는 기간을 갖는다. 이 기간에 데이터 전압이 각 데이터 라인에 차징되면, 각 데이터 라인은 데이터 전압을 갖고 플로팅 상태를 유지한다. 이때, 플로팅 상태로 유지된 데이터 전압은 데이터 전압을 프로그래밍 하는 기간에 화소 구동부에 공급된다.
그런데, 각 데이터 라인에 차징되고 플로팅된 데이터 전압이 초기화 기간(데이터 전압을 프로그래밍 하는 기간 전)에 화소 구동부로 흐르는 전류패스로 인해 손실되는 문제점이 있었다. 이와 같이, 데이터 라인에서 데이터 전압손실이 발생하면, 화소 구동부에 실제 프로그래밍 되는 데이터 전압이 의도한 전압과 달라지므로 표시 품질 저하의 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데이터 MUX 구동시 데이터 전압손실을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인의 교차로 화소를 정의하는 표시패널; 다수의 게이트 제어신호 및 다수의 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부; 상기 다수의 게이트 제어신호에 따라 스캔 신호를 포함한 다수의 게이트 신호를 생성해서 상기 다수의 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동부; 상기 다수의 데이터 제어신호에 따라 데이터 전압을 생성해서 다수의 채널 라인에 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 스위칭 하고, 스위칭된 데이터 전압을 홀수번째 데이터 라인과, 짝수번째 데이터 라인에 교번적으로 공급하는 스위칭부를 포함하고; 그리고 가로방향으로 이웃한 화소는 상기 스캔 신호를 서로 독립적으로 인가 받는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭부는 제 1 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 홀수번째 데이터 라인에 공급하는 제 1 스위치; 및 제 2 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 짝수번째 데이터 라인에 공급하는 제 2 스위치를 포함하고; 그리고 상기 제 1, 제 2 스위칭 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소는 제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 스위칭 소자; 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자; 발광 신호에 응답하여 기준전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자; 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 3 스위칭 소자; 상기 발광 신호에 응답하여 상기 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극과 접속된 제 3 노드를 서로 연결하는 제 4 스위칭 소자; 초기화 신호에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제 3 노드에 공급하는 제 5 스위칭 소자; 및 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결된 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스캔 신호는 상기 홀수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 1 스캔 신호와, 상기 짝수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 2 스캔 신호를 포함하며, 상기 제 1, 제 2 스캔 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 유기발광다이오드 표시장치는 상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 제 1 기간; 상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 제 2 기간; 상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 제 3 기간; 상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 제 4 기간; 및 상기 발광 신호가 출력되는 제 5 기간으로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은 스캔 신호를 포함한 다수의 게이트 신호를 생성해서 다수의 게이트 라인에 공급하는 단계; 데이터 전압을 생성해서 다수의 채널 라인에 공급하는 단계; 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 스위칭 하고, 스위칭된 데이터 전압을 홀수번째 데이터 라인과, 짝수번째 데이터 라인에 교번적으로 공급하는 단계; 및 가로방향으로 이웃한 화소에 상기 스캔 신호를 서로 독립적으로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 전압을 스위칭 하는 단계는 제 1 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 홀수번째 데이터 라인에 공급하는 단계; 및 제 2 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 짝수번째 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함하고; 그리고 상기 제 1, 제 2 스위칭 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소는 제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 스위칭 소자; 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자; 발광 신호에 응답하여 기준전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자; 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 3 스위칭 소자; 상기 발광 신호에 응답하여 상기 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극과 접속된 제 3 노드를 서로 연결하는 제 4 스위칭 소자; 초기화 신호에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제 3 노드에 공급하는 제 5 스위칭 소자; 및 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결된 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스캔 신호는 상기 홀수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 1 스캔 신호와, 상기 짝수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 2 스캔 신호를 포함하며, 상기 제 1, 제 2 스캔 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 단계; 상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 단계; 상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 단계; 상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 단계; 및 상기 발광 신호가 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 데이터 MUX 구동시 데이터 전압손실을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있고, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 시간을 증가시켜, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 보다 정확하게 센싱할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스위칭부(10)의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 화소(P1, P2)의 구성 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 OLED 표시장치의 구동 파형도이다.
도 5는 스캔 신호(SCAN) 공급라인 추가에 따른 개구율 변화를 비교한 시뮬레이션이다.
도 6은 비교 예에 따른 OLED 표시장치의 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 비교 예의 구동 파형도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 TFT는 P 타입 또는 N 타입으로 구성될 수 있으며, 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 P 타입으로 구성된 TFT로 설명한다. 따라서, 게이트 하이 전압(VGH)은 TFT를 턴-오프 시키는 전압이고, 게이트 로우 전압(VGL)은 TFT를 턴-온 시키는 전압이다. 그리고 펄스 형태의 신호를 설명함에 있어서, 게이트 하이 전압(VGH) 상태를 "하이 상태"로 정의하고, 게이트 로우 전압(VGL) 상태를 "로우 상태"로 정의한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 OLED 표시장치는 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL의 교차로 화소(P1, P2)를 정의하는 표시패널(2); 다수의 게이트 제어신호(GCS) 및 다수의 데이터 제어신호(DCS)를 출력하는 타이밍 제어부(8); 다수의 게이트 제어신호(GCS)에 따라 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)를 포함한 다수의 게이트 신호를 생성해서 다수의 게이트 라인(GL)에 공급하는 게이트 구동부(4); 다수의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 데이터 전압(Vdata)을 생성해서 다수의 채널 라인(CL)에 공급하는 데이터 구동부(6); 다수의 채널 라인(CL)으로부터 제공된 데이터 전압(Vdata)을 스위칭 하고, 스위칭된 데이터 전압(Vdata)을 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)과, 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에 교번적으로 공급하는 스위칭부(10)를 포함한다.
본 발명의 실시 예는 가로방향으로 이웃한 화소(P1, P2)가 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)를 서로 독립적으로 인가 받는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 데이터 MUX 구동시 데이터 전압손실을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있으며, 이에 대해 설명하기 전에 도 1에 도시된 각 구성요소를 먼저 간략히 살펴보기로 한다.
타이밍 제어부(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 표시패널(2)의 크기 및 해상도 등에 알맞게 정렬하여 데이터 구동부(6)에 공급한다. 그리고 타이밍 제어부(8)는 외부로부터 입력되는 동기신호들 예를 들어, 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync) 등을 이용하여 다수의 게이트 제어신호(GCS)와 다수의 데이터 제어신호(DCS)를 생성하고, 이들을 게이트 구동부(4)와 데이터 구동부(6)에 각각 공급한다.
게이트 구동부(4)는 타이밍 제어부(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 예를 들어, 다수의 클럭 펄스, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등에 응답하여 다수의 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인(GL)에 공급한다. 여기서, 다수의 게이트 신호는 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)와 발광 신호(EM)를 포함한다. 그리고 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)는 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)과 접속된 홀수화소(P1)를 스캐닝하기 위한 제 1 스캔 신호(SCAN1)와, 짝수번째 데이터 라인(DL_even)과 접속된 짝수화소(P2)를 스캐닝하기 위한 제 2 스캔 신호(SCAN2)를 포함한다. 이러한, 제 1, 제 2 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)는 각각 1/2 수평기간(H)씩 순차적으로 출력된다.(도 4 참고)
한편, 게이트 구동부(4)는 게이트 인 패널(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(2)에 내장될 수 있다.
데이터 구동부(6)는 타이밍 제어부(8)로부터의 데이터 제어신호(DCS) 중 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse)와 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock) 등을 이용하여 타이밍 제어부(8)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환한다. 데이터 구동부(6)는 변환된 데이터 전압(Vdata)을 소스 출력 인에이블(Source Output Enable) 신호에 응답하여 다수의 채널 라인(CL)에 공급한다.
도 2는 도 1에 도시된 스위칭부(10)의 구성도이다.
도 2에 도시된 스위칭부(10)는 제 1 스위칭 신호(MUX1)에 응답하여 채널 라인(CL)으로부터 제공된 데이터 전압(Vdata)을 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)에 공급하는 제 1 스위치(SW1)와, 제 2 스위칭 신호(MUX2)에 응답하여 채널 라인(CL)으로부터 제공된 데이터 전압(Vdata)을 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에 공급하는 제 2 스위치(SW2)를 포함한다. 여기서, 스위칭부(10)를 제어하는 제 1, 제 2 스위칭 신호(MUX1, MUX2)는 각각 1/2 수평기간(H)씩 순차적으로 출력된다.(도 4 참고)
도 3은 도 1에 도시된 화소(P1, P2)의 구성 회로도이다.
도 3에 도시된 화소(P1, P2)는 OLED와 OLED를 독립적으로 구동하는 화소 구동부를 포함한다.
구체적으로, 화소 구동부는 제 1 내지 제 5 TFT(T1~T5)와, 구동 TFT(DT), 및 커패시터(C)를 포함한다. 그리고 OLED는 화소 구동부와 저전위 구동전압(VSS) 공급라인 사이에 접속되어 등가적으로는 다이오드로 표현된다.
화소 구동부에는 데이터 전압(Vdata)과, 기준전압(Vref)과, 고전위 구동전압(VDD)과, 제 1 내지 제 5 TFT(T1~T5)를 제어하는 다수의 게이트 신호(SCAN, EM, INIT)가 공급된다.
여기서, 고전위 구동전압(VDD)는 저전위 구동전압(VSS)보다 상대적으로 높은 전위를 갖는다. 저전위 구동전압(VSS)은 기저전압으로 설정될 수 있다. 기준전압(Vref)은 고전위 구동전압(VDD)과 저전위 구동전압(VSS) 사이의 전위를 갖는다. 그리고 다수의 게이트 신호(SCAN, EM, INIT)는 스캔 신호(SCAN), 발광 신호(EM), 및 초기화 신호(INIT)를 포함한다.
제 1 TFT(T1)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 데이터 전압(Vdata)을 제 1 노드(N1)에 공급한다. 여기서, 제 1 노드(N1)는 제 1 TFT(T1)와 제 2 TFT(T2)의 출력단이 공통으로 접속되는 노드이다.
제 2 TFT(T2)는 발광 신호(EM)에 응답하여 기준전압(Vref)을 제 1 노드(N1)에 공급한다.
제 3 TFT(T3)는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(d)과 제 2 노드(N2)를 서로 연결한다. 여기서, 제 2 노드(N2)는 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(g)과 접속된 노드이다. 또한, 제 3 TFT(T3)는 듀얼 게이트 구조로 형성하여 OLED가 발광할 때 고온 누설전류를 저감할 수 있다.
제 4 TFT(T4)는 발광 신호(EM)에 응답하여 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(d)과 제 3 노드(N3)를 서로 연결한다. 여기서, 제 3 노드(N3)는 OLED의 애노드 전극과 접속된 노드이다.
제 5 TFT(T5)는 초기화 신호(INIT)에 응답하여 기준전압(Vref)을 제 3 노드(N3)에 공급한다.
구동 TFT(DT)는 소스 전극(s)에 고전위 구동전압(VDD)이 공급되며, 제 2 노드(N2)의 전위에 따라 OLED로 공급되는 전류량을 제어함으로써, OLED의 발광량을 조절한다.
커패시터(C)는 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결된다.
OLED는 화소 구동부에 접속된 애노드 전극과, 저전위 구동전압(VSS)이 공급되는 캐소드 전극, 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 형성된 유기층으로 구성된다.
이하, 상기와 같은 화소 구동부를 포함하는 화소(P1, P2)의 구동방법에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4는 도 1에 도시된 OLED 표시장치의 구동 파형도이다.
도 4에서 ①은 홀수화소(P1)의 초기화 기간(이하, 제 1 기간), ②는 홀수화소(P2)의 프로그래밍 및 문턱전압 센싱 기간(이하, 제 2 기간), ③은 짝수화소(P2)의 초기화 기간(이하, 제 3 기간), ④는 짝수화소(P2)의 프로그래밍 및 문턱전압 센싱 기간(이하, 제 4 기간), ⑤는 홀수 및 짝수화소(P1, P2)의 발광 기간(이하, 제 5 기간)을 나타낸다.
제 1 기간(①)에는 제 1 스위칭 신호(MUX1), 제 1 스캔 신호(SCAN1), 발광 신호(EM), 초기화 신호(INIT)가 로우 상태로 출력되고; 제 2 스위칭 신호(MUX2), 제 2 스캔 신호(SCAN2)가 하이 상태로 출력된다.
그러면, 제 1 스위치(SW1)는 턴-온 되어 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)에 데이터 전압(Vdata)이 공급한다. 그리고 홀수화소(P1)는 제 1 내지 제 5 TFT(T1~T5)가 턴-온 되어 제 1, 제 2 노드(N1, N2)가 기준전압(Vref)으로 초기화 된다.
이때, 제 1 TFT(T1)가 턴-온 되어 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)으로부터 홀수화소(P1)를 향한 전류패스가 형성되지만, 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)에서 데이터 전압(Vdata)의 손실은 발생되지 않는다. 이는, 제 1 스위치(SW1)가 데이터 전압(Vdata)을 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)에 계속 공급하기 때문이다.
제 2 기간(②)에는 제 1 스위칭 신호(MUX1), 제 1 스캔 신호(SCAN1), 초기화 신호(INIT)가 로우 상태로 출력되고; 제 2 스위칭 신호(MUX2), 제 2 스캔 신호(SCAN2), 발광 신호(EM)가 하이 상태로 출력된다.
그러면, 제 1 스위치(SW1)는 계속해서 턴-온 되어 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)에 데이터 전압(Vdata)을 공급한다. 그리고 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)의 데이터 전압(Vdata)은 홀수화소(P1)의 제 1 노드(N1)에 공급된다.
따라서, 제 2 기간(②)에 홀수화소(P1)는 전압손실로 인한 왜곡이 최소화된 데이터 전압(Vdata)을 인가 받을 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예는 홀수화소(P1)에 인가된 데이터 전압(Vdata)의 왜곡으로 인한 화질 저하를 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 제 2 기간(②)에 홀수화소(P1)는 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱한다. 구체적으로, 제 2 기간(②)에 홀수화소(P1)는 제 4 TFT(T4)가 턴-오프 되어, 구동 TFT(DT)에 흐르는 전류가 제 2 노드(N2)로 유입된다. 이에 따라, 제 2 노드(N2)의 전위가 상승하는데, 제 2 노드(N2)의 전위는 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(g)과 소스 전극(s)의 전위차가 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)이 될 때까지 상승한다.
즉, 제 2 기간(②)에 제 2 노드(N2)의 전위는 기준전압(Vref)에서 "VDD+Vth"으로 수렴하며, 제 2 노드(N2)의 전위가 "VDD+Vth"가 되면 구동 TFT(DT)는 턴-오프 된다.
제 3 기간(③)에는 제 2 스위칭 신호(MUX2), 제 2 스캔 신호(SCAN2), 발광 신호(EM), 초기화 신호(INIT)가 로우 상태로 출력되고; 제 1 스위칭 신호(MUX1), 제 1 스캔 신호(SCAN1)가 하이 상태로 출력된다.
그러면, 제 1 스위치(SW1)는 턴-오프 되고, 제 2 스위치는 턴-온 되어 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에 데이터 전압(Vdata)을 공급한다. 그리고 짝수화소(P2)는 제 1 내지 제 5 TFT(T1~T5)가 턴-온 되어 제 1, 제 2 노드(N1, N2)가 기준전압(Vref)으로 초기화 된다.
이때, 제 1 TFT(T1)가 턴-온 되어 짝수번째 데이터 라인(DL_even)으로부터 짝수화소(P2)를 향한 전류패스가 형성되지만, 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에서 데이터 전압(Vdata)의 손실은 발생되지 않는다. 이는, 제 2 스위치(SW2)가 데이터 전압(Vdata)을 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에 계속 공급하기 때문이다.
제 4 기간(④)에는 제 2 스위칭 신호(MUX2), 제 2 스캔 신호(SCAN2), 초기화 신호(INIT)가 로우 상태로 출력되고; 제 1 스위칭 신호(MUX1), 제 1 스캔 신호(SCAN1), 발광 신호(EM)가 하이 상태로 출력된다.
그러면, 제 2 스위치(SW2)는 계속해서 턴-온 되어 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에 데이터 전압(Vdata)을 공급한다. 그리고 짝수번째 데이터 라인(DL_even)의 데이터 전압(Vdata)은 짝수화소(P2)의 제 1 노드(N1)에 공급된다.
따라서, 제 4 기간(④)에 짝수화소(P2)는 전압손실로 인한 왜곡이 최소화된 데이터 전압(Vdata)을 인가 받을 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예는 짝수화소(P2)에 인가된 데이터 전압(Vdata)의 왜곡으로 인한 화질 저하를 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 제 4 기간(④)에 짝수화소(P2)는 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하며, 이는 제 2 기간(②)에 홀수화소(P1)에서 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 방법과 동일하다.
제 5 기간(⑤)에는 발광 신호(EM)가 로우 상태로 출력되고; 제 1, 제 2 스위칭 신호(MUX1, 2), 제 1, 제 2 스캔 신호(SCAN1, SCAN2), 초기화 신호(INIT)가 하이 상태로 출력된다.
그러면, 제 1, 제 2 스위치(SW1, SW2)는 턴-오프 되고, 가로방향으로 이웃한 홀수화소(P1)와 짝수화소(P2)가 동시에 발광한다. 이러한, 제 5 기간(⑤)에 홀수화소(P1)와 짝수화소(P2)가 발광하는 동작은 동일하므로, 이하에서는 홀수화소(P1)의 동작만 설명하기로 한다.
제 5 기간(⑤)에 홀수화소(P1)는 제 2, 제 4 TFT(T2, T4)가 턴-온 되고, 제 1, 제 3, 제 5 TFT(T1, T3, T5)가 턴-오프 된다. 이에 따라, 기준전압(Vref)이 제 4 TFT(T4)를 통해 제 1 노드(N1)에 공급된다. 이때, 제 1 노드(N1)의 전위가 데이터 전압(Vdata)에서 기준전압(Vref)으로 변화되면, 커패시터(C)의 커플링 현상에 의해 제 2 노드(N2)의 전위는 "VDD+Vth"에서 "VDD+Vth+{C1÷(C1+CTFT)}×(Vref-Vdata)"가 된다. 여기서, "C1"은 제 1 커패시터(C)의 정전용량을 나타내고, "CTFT"는 구동 TFT(DT)의 기생용량을 나타낸다. 이때, 제 4 TFT(T4)가 턴-온 되므로, OLED에 구동전류가 공급되어, OLED가 발광한다.
Figure pat00001
구체적으로, OLED에 공급되는 구동전류는 수학식 1과 같이 되는데, 수학식 1에서 "Vgs"는 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(g)과 소스 전극(s)의 전위차를 나타내고, "Vth"는 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 나타내고, "β"는 구동 TFT(DT)의 이동도 및 기생용량에 의해 결정되는 상수값을 나타낸다.
따라서, OLED 구동전류를 정리하면 수학식 2와 같이 된다.
Figure pat00002
수학식 2를 참조하면, OLED 구동전류는 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)과, 고전위 구동전압(VDD)의 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 제조공정 또는 영상을 표시하면서 발생될 수 있는 열화로 인한 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 변화와, 고전위 구동전압(VDD)의 변화를 보상하여 균일한 휘도를 제공하고 표시품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 실시 예는 가로방향으로 이웃한 화소(P1, P2)에 스캔 신호(SCAN)를 독립적으로 인가하기 위해 스캔 신호(SCAN) 공급 라인 수가 증가하지만, 개구율 감소는 적다.
구체적으로, 도 5는 스캔 신호(SCAN) 공급라인 추가에 따른 개구율 변화를 비교한 시뮬레이션이다.
도 5를 참조하면, 실시 예에 따라 스캔 신호(SCAN) 공급 라인이 추가된 경우, 개구율 감소는 약 1.5% (29.3% -> 27.8%)정도이며, 이는 실질적으로 무시할 수 있는 수치이다.
한편, 본 발명의 실시 예는 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 센싱시간을 충분히 확보하여, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 정확하게 센싱할 수 있다.
이하, 가로방향으로 이웃한 화소가 모두 동일한 스캔 신호를 인가받는 비교 예를 통해 본 발명의 실시 예의 효과(구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 센싱시간 증가)를 살펴본다.
도 6은 비교 예에 따른 OLED 표시장치의 구성도이다. 그리고 도 7은 도 6에 도시된 비교 예의 구동 파형도이다.
도 6에 도시된 비교 예는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 예와 달리 가로방향으로 이웃한 화소(P1, P2)가 모두 동일한 스캔 신호(SCAN)을 인가 받는다.
이러한, 비교 예는 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 스위칭 신호(MUX1)에 응답하여 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)에 데이터 전압(Vdata)을 차징하는 A 기간(ⓐ), 제 2 스위칭 신호(MUX2)에 응답하여 짝수번째 데이터 라인(DL_even)에 데이터 전압(Vdata)을 차징하는 B 기간(ⓑ), 각 화소(P1, P2)를 초기화 하는 C 기간(ⓒ), 각 화소(P1, P2)에 데이터 전압(Vdata)을 프로그래밍 하고 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 센싱하는 D 기간(ⓓ), 각 화소(P1, P2)가 발광하는 E 기간(ⓔ)으로 나뉘어 구동된다.
만약, 비교 예에 따른 OLED 표시장치가 풀 HD 해상도(1920×1080)를 갖고, 60 Hz로 구동된다면, 1 수평기간(H)은 약 15.4us 가 된다. 한편, 각 데이터 라인(DL)에 데이터 전압(Vdata)을 차징하는데 걸리는 시간은 데이터 구동부(6)의 출력특성에 영향을 받는데, 약 5us 정도 필요하다. 따라서, 홀수번째 데이터 라인(DL_odd)과 짝수번째 데이터 라인(DL)에 교번하여 데이터 전압(Vdata)을 차징시키면, 약 10us 가 소요된다. 즉 A, B 기간의 길이는 약 10us 정도가 된다.
따라서, 비교 예에 따른 OLED 표시장치는 1 수평기간(H)인 15.4us에서 A,B 기간을 제외한 나머지 5.4us 동안에 각 화소(P1, P2)가 초기화 하는 기간(C)과, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 기간(D)을 가져야 한다.
반면, 본 발명의 실시 예는 도 4에 도시된 바와 같이, 별도로 데이터 라인(DL)을 차징하는 기간을 가질 필요가 없다. 따라서, 홀수화소(P1)의 경우 1/2 수평기간(H)인 약 7.7us 기간 동안 초기화 기간(①)과, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 기간(②)을 가지며, 짝수화소(P2)도 1/2 수평기간(H)인 약 7.7us 기간 동안 초기화 기간(③)과, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 기간(④)을 갖는다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예는 초기화 기간(②)과, 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 센싱하는 기간(③)이 비교 예에 비해서 약 42%(5.4us -> 7.7us) 정도 증가한 것을 알 수 있다. 이는 결국, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 시간이 동일한 60Hz 구동방식임에도 약 42% 정도 증가함을 나타낸다.
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 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
SCAN1: 제 1 스캔 신호 SCAN2: 제 2 스캔 신호

Claims (10)

  1. 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인의 교차로 화소를 정의하는 표시패널;
    다수의 게이트 제어신호 및 다수의 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부;
    상기 다수의 게이트 제어신호에 따라 스캔 신호를 포함한 다수의 게이트 신호를 생성해서 상기 다수의 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동부;
    상기 다수의 데이터 제어신호에 따라 데이터 전압을 생성해서 다수의 채널 라인에 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 스위칭 하고, 스위칭된 데이터 전압을 홀수번째 데이터 라인과, 짝수번째 데이터 라인에 교번적으로 공급하는 스위칭부를 포함하고; 그리고
    가로방향으로 이웃한 화소는 상기 스캔 신호를 서로 독립적으로 인가 받는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는
    제 1 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 홀수번째 데이터 라인에 공급하는 제 1 스위치; 및
    제 2 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 짝수번째 데이터 라인에 공급하는 제 2 스위치를 포함하고; 그리고
    상기 제 1, 제 2 스위칭 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화소는
    제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 스위칭 소자;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자;
    발광 신호에 응답하여 기준전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 3 스위칭 소자;
    상기 발광 신호에 응답하여 상기 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극과 접속된 제 3 노드를 서로 연결하는 제 4 스위칭 소자;
    초기화 신호에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제 3 노드에 공급하는 제 5 스위칭 소자; 및
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결된 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스캔 신호는
    상기 홀수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 1 스캔 신호와,
    상기 짝수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 2 스캔 신호를 포함하며,
    상기 제 1, 제 2 스캔 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기발광다이오드 표시장치는
    상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 제 1 기간;
    상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 제 2 기간;
    상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 제 3 기간;
    상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 제 4 기간; 및
    상기 발광 신호가 출력되는 제 5 기간으로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 스캔 신호를 포함한 다수의 게이트 신호를 생성해서 다수의 게이트 라인에 공급하는 단계;
    데이터 전압을 생성해서 다수의 채널 라인에 공급하는 단계;
    상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 스위칭 하고, 스위칭된 데이터 전압을 홀수번째 데이터 라인과, 짝수번째 데이터 라인에 교번적으로 공급하는 단계; 및
    가로방향으로 이웃한 화소에 상기 스캔 신호를 서로 독립적으로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 데이터 전압을 스위칭 하는 단계는
    제 1 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 홀수번째 데이터 라인에 공급하는 단계; 및
    제 2 스위칭 신호에 응답하여 상기 다수의 채널라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 짝수번째 데이터 라인에 공급하는 단계를 포함하고; 그리고
    상기 제 1, 제 2 스위칭 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화소는
    제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 스위칭 소자;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자;
    발광 신호에 응답하여 기준전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 3 스위칭 소자;
    상기 발광 신호에 응답하여 상기 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극과 접속된 제 3 노드를 서로 연결하는 제 4 스위칭 소자;
    초기화 신호에 응답하여 상기 기준전압을 상기 제 3 노드에 공급하는 제 5 스위칭 소자; 및
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결된 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스캔 신호는
    상기 홀수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 1 스캔 신호와,
    상기 짝수번째 데이터 라인과 접속된 화소를 스캐닝하기 위한 제 2 스캔 신호를 포함하며,
    상기 제 1, 제 2 스캔 신호는 각각 1/2 수평기간씩 순차적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 단계;
    상기 제 1 스위치 신호, 상기 제 1 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 단계;
    상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 발광 신호, 및 상기 초기화 신호가 출력되는 단계;
    상기 제 2 스위치 신호, 상기 제 2 스캔 신호, 상기 초기화 신호가 출력되는 단계; 및
    상기 발광 신호가 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
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