KR20140064509A

KR20140064509A - 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20140064509A
Application number: KR1020120131914A
Authority: KR
Inventors: 한상면
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-05-28
Also published as: US9299319B2; US20140139566A1; KR102093664B1

Abstract

본 발명은 표시 장치와 그 구동 방법에 관한 것으로서, 표시 장치는 한 프레임 동안, 데이터 선을 통해 전달된 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 높은 레벨의 제2 전압을 인가받고, 상기 데이터 선을 통해 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 인가받아 저장하고, 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 화소를 복수 개 포함하는 표시 패널을 구비하고, 상기 한 프레임 중 상기 제3 전압이 저장되는 제1 기간과 상기 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 제2 기간은 서로 중첩되는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근 들어 표시 패널이 대형화 및 경량화되고, 3차원 입체 영상이 구현되도록 표시 장치의 고집적화 및 고정밀도가 요구됨과 동시에 정확하고 선명한 영상을 표시하기 위하여 프레임의 안정적인 구동 방법이 개발되고 있다.

특히 대형화된 표시 패널을 포함하는 표시 장치이거나 3차원 입체 영상의 구동을 위해서 고속 프레임 구동이 필요한데, 이러한 고속 구동 방식에 의하면 데이터 전압의 초기화, 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 보상, 데이터 기입, 및 발광이 이루어지는 각 기간이 충분히 확보되지 않아 정확한 휘도의 영상을 구현하는 데 어려움이 있다.

또한 이러한 문제를 해결하기 위해 화소 회로의 구조, 구동 방식, 휘도 보상의 면에서 다양한 연구와 개발이 이루어지고 있으나, 화소 회로 구조가 복잡해지고 휘도 보상이나 구동 방식에 따라서는 소비전력이 상승할 수 있어 생산 원가가 증가하고 휘도 불균일은 개선되지 않는 역효과가 발생할 수 있다.

따라서, 화소 회로와 배선의 간소화와 레이아웃의 간단한 배치, 각 구동 단계의 충분한 기간 확보, 표시 패널의 제작 수율과 개구율 확보 등의 다각적인 부분에서 개량된 표시 장치와 그 구동 방법에 대한 연구가 필요하다.

본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 표시 장치의 각 구동 단계가 충분히 확보되면서 간소화된 화소 회로를 포함한 표시 패널을 제공하는 것이다.

또한 기존의 표시 장치에서 기준 전압을 전달하는 추가 배선으로 인한 추가 기준 배선의 위치별 불균일도에 따른 문제점을 개선하는 표시 장치를 제공하는데 목표가 있다.

아울러, 본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 표시 장치의 구동 과정에서 충분한 트랜지스터의 문턱 전압 보상 시간을 확보하고, 데이터의 기입과 발광의 시간을 충분히 확보함으로써, 표시 장치가 정확한 휘도와 고품질로 영상을 구현하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 한 프레임 동안, 데이터 선을 통해 전달된 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 높은 레벨의 제2 전압을 인가받고, 상기 데이터 선을 통해 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 인가받아 저장하고, 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 화소를 복수 개 포함하는 표시 패널을 구비한다. 상기 한 프레임 중 상기 제3 전압이 저장되는 제1 기간과 상기 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 제2 기간은 서로 중첩되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제1 영상 데이터 신호는, 상기 해당 프레임에 대응하는 제1 시점 영상 데이터 신호 또는 제2 시점 영상 데이터 신호이다. 상기 제2 영상 데이터 신호는, 상기 이전 프레임에 대응하는 제1 시점 영상 데이터 신호 또는 제2 시점 영상 데이터 신호이다. 상기 제1 영상 데이터 신호와 상기 제2 영상 데이터 신호의 시점은 서로 다른 것을 특징으로 한다.

상기 한 프레임은, 상기 데이터 선을 통해 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 보상 커패시터의 일단에 상기 제1 전압을 전달하는 리셋 기간, 전원 공급부에서 제1 전원전압을 제1 레벨로 인가하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 드레인 전극 전압을 상기 제1 레벨로 설정하는 초기화 기간, 상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상하는 보상 기간, 상기 제4 전압을 상기 보상 커패시터의 일단에 전달하는 데이터 전달 기간, 상기 복수의 화소 각각에 순차적으로 전달되는 주사 신호에 응답하여 상기 제3 전압을 저장하는 데이터 기입 기간, 및 상기 데이터 기입 기간과 중첩되어, 상기 복수의 화소 각각의 유기 발광 다이오드가 상기 데이터 전달 기간에 전달된 상기 제4 전압에 대응하는 구동 전류로 동시에 발광하는 발광 기간을 포함한다.

상기 데이터 기입 기간은 상기 발광 기간과 같거나 작을 수 있다.

상기 리셋 기간은 상기 구동 트랜지스터의 물질 특성에 따라 한 프레임 내에서 지속 기간(duration)이 결정될 수 있다.

상기 리셋 기간, 초기화 기간, 보상 기간, 및 데이터 전달 기간 동안 상기 복수의 화소는 모두 발광하지 않는다.

상기 제1 전압은 각 화소의 구성 소자를 턴 온 시키는 게이트 온 전압 레벨의 전압값을 가질 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.

상기 제2 전압은 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압의 최저값 내지 최고값 사이의 전압값으로 설정될 수 있다.

그리고 상기 구동 전류량은, 상기 제4 전압에 대하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 보상 커패시터의 일단에 접속하는 저장 소자의 용량비에 따른 전압 변화량이 반영된 것이다.

일 실시 예로서 상기 복수의 화소 각각은, 유기 발광 다이오드, 상기 구동 전류를 상기 유기 발광 다이오드에 전달하는 제1 트랜지스터, 상기 제4 전압을 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 보상 커패시터의 일단이 접속하는 제1 접점에 전달하는 제2 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 구비되어 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하는 제3 트랜지스터, 상기 데이터 선과 상기 제1 접점 사이에 구비되어 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 상기 접점에 전달하는 제4 트랜지스터, 복수의 주사 신호 중 대응하는 주사 신호에 따라 상기 제2 트랜지스터의 일 전극이 연결된 제2 접점에 전원선으로부터 인가되는 소정의 기준 전압을 전달하는 제5 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 소스 전극과 상기 제1 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 저장 커패시터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제1 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 보상 커패시터, 및 상기 데이터 선과 상기 제2 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 유지 커패시터를 포함할 수 있다.

상기 유지 커패시터는 상기 제3 전압을 해당 프레임의 다음 프레임의 데이터 전달 기간까지 저장하고, 상기 제4 전압을 해당 프레임의 데이터 전달 기간까지 저장한다.

상기 제1 트랜지스터의 소스 전극에 인가되는 제1 전원전압은 리셋 기간 및 초기화 기간 동안 로우 레벨로 전달된다.

상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 제2 전원전압은 상기 초기화 기간 및 발광 기간 동안 로우 레벨로 전달된다.

상기 복수의 주사 신호는 데이터 기입 기간 동안 순차적으로 화소 라인별로 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.

상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터 각각의 게이트 전극에 전달되는 제1 제어 신호는 상기 리셋 기간 및 보상 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달되고 상기 초기화 기간 동안 게이트 온 전압 레벨에서 게이트 오프 전압 레벨로 변화되어 전달된다.

상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제2 제어 신호는 데이터 전달 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.

상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터가 턴 온 된 기간 중 리셋 기간 동안 상기 제4 트랜지스터의 소스 전극에 연결된 데이터 선을 통해 상기 제1 전압이 인가된다.

상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터가 턴 온 된 기간 중 일부 초기화 기간과 보상 기간 동안 상기 데이터 선을 통해 상기 제2 전압이 인가된다.

다른 실시 예로서, 상기 복수의 화소 각각은, 상기 한 프레임 동안, 상기 제1 전압을 전원선을 통해 인가받고, 상기 제2 전압을 상기 데이터 선을 통해 인가받을 수 있다.

이때 상기 한 프레임은, 상기 전원선을 통해 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 보상 커패시터의 일단에 상기 제1 전압을 전달하는 리셋 기간, 전원 공급부에서 제1 전원전압을 제1 레벨로 인가하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 드레인 전극 전압을 상기 제1 레벨로 설정하는 초기화 기간, 상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상하는 보상 기간, 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압을 상기 보상 커패시터의 일단에 전달하는 데이터 전달 기간, 상기 복수의 화소 각각에 순차적으로 전달되는 주사 신호에 응답하여 상기 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 저장하는 데이터 기입 기간, 및 상기 데이터 기입 기간과 중첩되어, 상기 복수의 화소 각각의 유기 발광 다이오드가 상기 데이터 전달 기간에 전달된 상기 제4 전압에 대응하는 구동 전류로 동시에 발광하는 발광 기간을 포함한다.

구체적으로 상기 복수의 화소 각각은, 유기 발광 다이오드, 상기 구동 전류를 상기 유기 발광 다이오드에 전달하는 제1 트랜지스터, 상기 데이터 선과 제3 접점 사이에 구비되어 복수의 주사 신호 중 대응하는 주사 신호에 따라 상기 데이터 선을 통해 상기 제2 전압과 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 상기 제3 접점에 전달하는 제2 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 구비되어 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하는 제3 트랜지스터, 제4 접점과 제5 접점 사이에 구비되어 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 따라 저장된 전압을 상기 제5 접점에 전달하는 제4 트랜지스터, 상기 전원선과 상기 제4 접점 사이에 구비되어 상기 전원선을 통해 인가되는 상기 제1 전압을 상기 제4 접점에 전달하는 제5 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 소스 전극과 상기 제5 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 저장 커패시터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제5 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 보상 커패시터, 및 상기 제3 접점과 상기 제4 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 유지 커패시터를 포함할 수 있다.

상기 유지 커패시터는 상기 제1 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압에 대응하여 저장된 전압값을 상기 해당 프레임의 다음 프레임의 데이터 전달 기간까지 유지하고, 상기 제2 영상 데이터 신호에 따라 저장된 전압값을 상기 해당 프레임의 데이터 전달 기간까지 유지한다.

이때 상기 제1 트랜지스터의 소스 전극에 인가되는 제1 전원전압은 초기화 기간 동안 로우 레벨로 전달된다.

이때 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 제2 전원전압은 발광 기간 동안 로우 레벨로 전달된다.

이때 상기 복수의 주사 신호는 데이터 전달 기간 동안 동시에 상기 복수의 화소의 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 온 전압 레벨로 전달되고, 데이터 기입 기간 동안 순차적으로 화소 라인별로 상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.

이때 상기 제3 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제1 제어 신호는 상기 보상 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.

이때 상기 제4 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제2 제어 신호는 리셋 기간, 상기 보상 기간, 상기 데이터 전달 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.

이때 상기 제5 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제3 제어 신호는 상기 데이터 전달 기간을 제외한 나머지 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.

상기 제5 트랜지스터가 턴 온 된 기간 중 리셋 기간 동안 상기 전원선을 통해 상기 제1 전압이 인가되고, 상기 복수의 주사 신호가 동시에 로우 레벨로 전달되어 상기 제2 트랜지스터가 턴 온 되는 데이터 전달 기간 동안 상기 데이터 선을 통해 상기 제2 전압이 인가된다.

상기 표시 장치는, 상기 복수의 화소의 구동을 활성화하는 복수의 주사 신호를 생성하여 전달하는 주사 구동부, 상기 데이터 선을 통해 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 또는 상기 복수의 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부, 상기 복수의 화소에 공급되는 구동 전원전압과 기준 전압을 제어하는 전원 제어부, 상기 한 프레임에 포함된 기간에 따라 상기 복수의 화소 각각에 포함된 트랜지스터의 개폐를 제어하기 위한 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하여 전달하는 보상 제어 신호부, 및 외부 영상 신호를 처리하여 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 전달하고, 상기 주사 구동부, 데이터 구동부, 전원 제어부, 및 보상 제어 신호부의 구동을 제어하는 타이밍 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 데이터 구동부는 상기 제2 전압 또는 상기 복수의 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달한다.

상기 보상 제어 신호부는 상기 전원 제어부에서 상기 기준 전압을 인가받도록 제어하는 제3 제어 신호를 더 생성하여 전달한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 표시 장치의 구동 방법은 데이터 선을 통해 전달된 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 높은 레벨의 제2 전압을 인가받고, 상기 데이터 선을 통해 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 인가받아 저장하고, 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 화소를 복수 개 포함하는 표시 패널을 구비하는 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

구체적으로 표시 장치의 구동 방법은 상기 데이터 선을 통해 상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터가 연결된 보상 커패시터의 일단에 상기 제1 전압을 전달하는 리셋 단계, 전원 공급부에서 제1 전원전압을 제1 레벨로 인가하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 드레인 전극 전압을 상기 제1 레벨로 설정하는 초기화 단계, 상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상하는 보상 단계, 상기 제4 전압을 상기 보상 커패시터의 일단에 전달하는 데이터 전달 단계, 상기 복수의 화소 각각에 순차적으로 전달되는 주사 신호에 응답하여 상기 제3 전압을 저장하는 데이터 기입 단계, 및 상기 데이터 기입 단계가 수행되는 기간과 중첩되어, 상기 복수의 화소 각각의 유기 발광 다이오드가 상기 데이터 전달 단계에서 전달된 상기 제4 전압에 대응하는 구동 전류로 동시에 발광하는 발광 단계를 포함한다.

이때 상기 데이터 기입 단계가 수행되는 기간은 상기 발광 단계가 수행되는 기간과 같거나 작을 수 있다.

상기 리셋 단계, 초기화 단계, 보상 단계, 및 데이터 전달 단계에서 상기 복수의 화소는 모두 발광하지 않는다.

다른 실시 예로서 상기 복수의 화소 각각은, 상기 리셋 단계에서 상기 제1 전압을 전원선을 통해 인가받고, 상기 데이터 전달 단계에서 상기 제2 전압을 상기 데이터 선을 통해 인가받는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 표시 장치의 데이터 전압의 초기화, 트랜지스터의 문턱 전압 보상, 데이터 기입, 발광 등의 각 구동 단계를 충분히 확보할 수 있어 표시 패널에서 영상의 균일도와 정확한 휘도 표현을 제공할 수 있다.

또한 기존의 표시 장치는 기준 전압을 전달하는 추가 배선으로 인한 추가 기준 배선의 위치별 불균일도가 발생하여 화면의 품질과 균일도가 저하되는데 비하여 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 데이터를 전달하는 데이터 배선의 전위를 기준으로 동작하도록 함으로써 화면 불균일도의 문제를 개선할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따르면 대형의 고해상도, 고속 구동이 가능한 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 기존의 표시 장치의 구동 방식을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 표시 장치에 포함된 화소의 구조를 나타낸 회로도.
도 5는 상기 도 4의 화소에 대한 구동 파형도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 도 3의 표시 장치에 포함된 화소의 구조를 나타낸 회로도.
도 7은 상기 도 6의 화소에 대한 구동 파형도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 나타낸 도면.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

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.

도 1은 기존의 표시 장치의 구동 방식을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 기존 표시 장치의 구동 방식은 다양한 종래 표시 장치의 구동 방식 중 일례를 나타낸 것이다. 특히 도 1은 3차원 입체 영상을 구현하는 구동 방식으로써, 한 프레임(60Hz)을 제1 시점(視點) 영상 구간(LI)과 제2 시점(視點) 영상 구간(RI)으로 나누어 구동하는 것을 보여준다.

상기 제1 시점은 좌(우)안 시점이고, 상기 제2 시점은 우(좌)안 시점일 수 있다.

한 프레임 동안 동일한 사물에 대하여 제1 시점과 제2 시점으로 나눈 영상 데이터 신호를 전달하여 표시함으로써 사용자로 하여금 3차원 입체감을 느낄 수 있도록 표시한다.

그래서, 제1 시점(視點) 영상 구간(LI)과 제2 시점(視點) 영상 구간(RI)은 각각 표시 패널 전체 화소를 구동시켜 각 시점에 대한 영상을 표시할 수 있도록 스캔 구간(scanL, scanR)과 발광 기간(L, R)을 포함한다.

즉, 제1 시점(視點) 영상 구간(LI)은 제1 시점 영상 데이터 신호를 표시 패널의 전체 화소에 기입할 수 있도록 순차적으로 화소 각각을 활성화시키는 제1 시점 주사 기간(T1)과, 상기 제1 시점 영상 데이터 신호에 따른 영상을 표시하는 제1 시점 발광 기간(T2)를 포함한다. 또한, 제2 시점(視點) 영상 구간(RI)은 제2 시점 영상 데이터 신호를 표시 패널의 전체 화소에 기입할 수 있도록 순차적으로 화소 각각을 활성화시키는 제2 시점 주사 기간(T3)과, 상기 제2 시점 영상 데이터 신호에 따른 영상을 표시하는 제2 시점 발광 기간(T4)를 포함한다.

도 1의 기존의 표시 장치의 구동 방식에 따르면 입체 영상 구동일 경우 한 프레임(60Hz) 동안 제1 시점 영상과 제2 시점 영상을 표시하기 위하여 적어도 각각 주사 기간과 발광 기간을 가져야 하므로, 각각 1/4 프레임(240Hz)의 속도로 처리되어야 한다.

또한 도 1과 같이 표시 패널의 전체 화소에 대한 주사 기간과 영상 데이터 신호에 따른 발광 기간을 분리하고, 발광 기간 동안 전체 화소에서 동시에 영상을 표시하게 되면 모션 블러(Motion blur) 현상을 개선하고 3차원 입체 영상의 구현 등에는 유리할 수 있으나, 발광 기간이 한 프레임의 절반 이하로 제한되어 정확한 휘도 표현이 어려운 문제가 있다. 그래서 3차원 입체 영상의 구동이 아닌 경우에도 발광 비율을 높이지 못하여 평균 휘도 확보를 위해 발광 휘도를 최대한 높여야 하므로 구동 전압이 상승하고 소비전력이 상승하는 문제가 발생한다. 뿐만 아니라 발광 시 전류도 상승하게 되어 IR Drop에 의한 휘도 불균일도 상대적으로 증가하게 된다.

따라서, 본 발명은 일반 영상 구동 또는 3차원 입체 영상의 구동에 관계없이 영상 표현 시 전체 표시 패널의 화소 회로를 충분히 리셋하고 트랜지스터의 문턱 전압을 보상한 후 데이터를 기입하여 발광시키기 위한 구충분한 표시 장치의 구동 방법을 제안하고자 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 나타낸 도면이다.

도 2의 구동 방식은 일반적인 2차원 영상을 구현하는 방법을 나타낸 것이다.

도 2는 동일한 시간의 경과 속에서 표시 패널에 포함된 각 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하고 데이터를 기입하는 과정을 나타낸 제1 그래프(Graph 1)와 표시 패널의 발광 과정을 나타낸 제2 그래프(Graph 2)를 나타내었다.

도 2의 실시 예에 따른 표시 패널은 전체 1080개의 화소 라인을 포함하는 것으로 예시하였으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.

그리고, 도 2에서 시간이 경과함에 따라 제1 프레임(1 Frame)부터 순차적으로 매 프레임이 구동된다.

도 2에 따른 본 발명의 표시 장치의 구동 방식은 복수의 프레임 각각이 리셋 기간(1), 문턱전압 보상 기간(2), 데이터 기입 기간(3), 및 발광 기간(4)을 포함한다. 이중 데이터 기입 기간(3) 및 발광 기간(4)은 동시에 진행된다.

먼저, 도 2의 실시 예에서 제1 프레임(1 Frame) 중 리셋 기간(P11)에 전체 표시 패널의 화소 회로가 동시에 리셋된다. 여기서 화소 회로의 리셋은 이전 프레임에 각 화소 회로에 입력된 데이터 신호에 따른 전압을 소정의 기준 전압(리셋 전압)으로 설정하는 것을 의미한다. 즉, 화소 회로의 저장 커패시터에 충전되었던 이전 프레임의 각 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 충전 또는 방전시켜 소정의 리셋 전압이 유지되도록 하는 것을 의미한다.

그런 다음 제1 프레임 중 문턱전압 보상 기간(P12) 동안 전체 표시 패널의 화소 회로에 포함된 각 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상한다. 표시 패널의 제작 공정의 요인 혹은 재료 특성에 따라 표시 패널에 구비된 각 화소 회로의 구동 트랜지스터는 문턱 전압이 각각 상이하므로 문턱 전압의 편차로 인해 정확한 화소의 휘도 표현에 어려움이 있다. 따라서, 문턱전압 보상 기간(P12)에서는 각 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압 편차에 따른 휘도 불균일을 개선하기 위하여 일괄적으로 전체 화소의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상한다.

다른 실시 예에 따라서는 상기 리셋 기간(P11)과 상기 문턱전압 보상 기간(P12) 사이에 초기화 구간(도면 미도시)을 더 포함할 수 있다. 초기화 구간은 표시 패널의 각 화소에 인가된 이전 프레임 데이터 전압에 대한 리셋을 더 확실하게 수행하기 위하여 각 화소의 저장 커패시터에 초기화 전압을 인가하는 구간이다.

상기 제1 프레임(1 Frame)의 리셋 기간(P11)과 문턱전압 보상 기간(P12)은 전체 화소 모두가 빛을 방출하지 않는 비발광 기간(PN1)에 해당한다.

리셋 기간 동안 전체 표시 패널의 화소 회로가 리셋되고, 문턱전압 보상 기간 동안 전체 표시 패널의 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 보상되고 난 후, 데이터 기입 기간 동안 전체 표시 패널의 화소 각각에 라인별로 순차적으로 해당 프레임의 다음 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호가 전달된다. 즉, 도 2에서 제1 프레임(1 Frame)의 데이터 기입 기간(P13) 동안에 다음 프레임인 제2 프레임(2 Frame)에 대응하는 영상 데이터 신호(Nth-d)가 순차적으로 기입된다.

제1 프레임(1 Frame)의 데이터 기입 기간(P13) 동안 제2 프레임(2 Frame)에 대응하는 영상 데이터 신호(Nth-d)가 화소 각각에 쓰여지고 난 후 전체 표시 패널의 화소는 제2 프레임(2 Frame)의 발광 기간(PE2)에 상기 영상 데이터 신호에 따른 영상을 동시에 표시한다.

도 2에서 제1 프레임(1 Frame)의 데이터 기입 기간(P13)에 제2 프레임(2 Frame)에 대응하는 영상 데이터 신호(Nth-d)가 순차적으로 표시 패널의 각 화소에 기입되는 것과 동시에 상기 표시 패널의 전체 화소는 이전 프레임에서 기입되었던 영상 데이터 신호(N-1th-d)에 대응하는 빛으로 제1 프레임(1 Frame)의 발광 기간(PE1) 동안 발광한다.

제1 프레임에 이어지는 제2 프레임(2 Frame) 동안에도 마찬가지로 이전의 제1 프레임에서 기입되었던 영상 데이터 신호(Nth-d)에 따른 데이터 전압을 리셋하는 리셋 기간(P21), 표시 패널의 각 화소의 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 문턱전압 보상 기간(P22), 및 제2 프레임(2 Frame)에 대응하는 영상 데이터 신호(N+1th-d)가 순차적으로 표시 패널의 각 화소에 기입되는 데이터 기입 기간(P23)이 연속적으로 이어진다.

이러한 본 발명의 표시 장치의 구동 방법의 일 실시 예에 따르면 소정의 프레임에 대한 데이터 기입과 발광이 분리되며, 데이터 기입은 전체 화소의 라인별로 순차적으로 이루어지고 발광은 전체 화소에서 동시에 이루어진다.

이러한 본 발명의 표시 장치의 구동 방법을 다르게 표현하면, 한 프레임 동안 표시 패널의 전체 화소는 순차적으로 해당 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호가 기입되는 동작과 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 기입된 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 구동전류로 동시에 발광하는 동작이 시간적으로 분리되지 않고 함께 일어난다. 따라서, 데이터 기입 시간을 거의 한 프레임 기간과 같도록 확보할 수 있으며, 발광 시간 역시 데이터 기입 시간과 상관없이 한 프레임 내에서 자유롭게 시작 시점과 종료 시점을 정할 수 있다.

이러한 본 발명의 표시 장치의 구동 방법을 적용하기 위한 표시 장치의 구성은 도 3의 블록도에 도시하였다.

도 3의 실시 예에 따른 표시 장치는, 표시 패널(10), 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 전원 제어부(50), 및 보상 제어 신호부(60)를 포함한다.

표시 패널(10)은 외부 영상 신호(DATA1)에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA2)에 따라 발광함으로써 영상을 표시하는 화소(70)를 복수 개 포함한다. 상기 화소(70)는 복수의 데이터 신호(data(1)-data(n))를 전달하는 복수의 데이터 선 중 대응하는 데이터 선과, 복수의 주사 신호(scan(1)-scan(n))를 전달하는 복수의 주사선 중 대응하는 주사선에 연결되어 있다. 상기 복수의 데이터 신호(data(1)-data(n))는 상기 외부 영상 신호에 대한 휘도 보정 등의 영상 처리 과정을 거쳐 생성된 영상 데이터 신호로서, 각 화소에 대응하는 영상 데이터 신호이다. 또한 상기 복수의 주사 신호(scan(1)-scan(n))는 표시 패널에 포함된 복수의 화소 각각이 대응하는 데이터 신호에 따른 영상을 표시할 수 있도록 복수의 화소 각각을 활성화시키는 신호이다.

또한 화소(70)는 구동 전원전압(ELVDD, ELVSS)과 기준 전압(Vref)을 전달하는 복수의 전원선에 연결된다.

그리고, 화소(70)는 복수의 제1 제어 신호(GC)를 전달하는 복수의 제1 제어 신호선 중 대응하는 제1 제어 신호선, 복수의 제2 제어 신호(GW)를 전달하는 복수의 제2 제어 신호선 중 대응하는 제2 제어 신호선에 연결된다. 다른 실시 형태에 따라서, 상기 화소(70)는 복수의 제3 제어 신호(sus)를 전달하는 복수의 제3 제어 신호선 중 대응하는 제3 제어 신호선에 각각 연결될 수 있다.

상기 복수의 제1 제어 신호(GC)는 전체 화소의 리셋 과정, 초기화 과정과 전체 화소의 구동 트랜지스터의 문턱전압 보상 과정에 관여하는 제어 신호이다. 구체적으로, 상기 복수의 제1 제어 신호(GC)는 전체 화소의 표시 패널에 포함된 전체 화소의 데이터 선을 통해 소정의 리셋 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 복수의 제1 제어 신호(GC)의 펄스 전압이 제어된 상태에서, 전체 화소의 구동 전원전압(ELVDD, ELVSS)의 전압값의 레벨이 조정되어 전달됨으로써 이전 프레임 동안 각 화소의 구동 트랜지스터에 인가된 전압이 초기화될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 제1 제어 신호(GC)는 표시 패널에 포함된 전체 화소의 구동 트랜지스터의 문턱전압 편차로 인한 휘도 불균일을 개선하기 위해서 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상할 수 있다.

한편, 상기 복수의 제2 제어 신호(GW)는 표시 패널에 포함된 전체 화소의 데이터 전달 과정에 관여하여 각 화소의 동작을 제어하기 위한 신호이다.

그리고 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법에서 복수의 제3 제어선은 표시 패널(10)의 전체 화소에 연결되어 대응하는 제3 제어 신호(sus)를 전달함으로써 화소의 구동을 제어할 수 있다. 이때 복수의 제3 제어선을 통해 인가되는 복수의 제3 제어 신호(sus)는 전체 화소의 리셋 과정, 초기화 과정과 전체 화소의 구동 트랜지스터의 문턱전압 보상 과정에 관여하는 제어 신호이고, 발광 기간 및 상기 발광 기간과 별도로 해당 화소에 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압이 기입되는 과정에 관여하여 각 화소의 동작을 제어할 수 있다.

상기 제1 제어 신호(GC), 상기 제2 제어 신호(GW), 및 제3 제어 신호(sus)와 상기 구동 전원전압(ELVDD, ELVSS) 및 기준 전압(Vref)의 레벨 조정, 및 상기 주사 신호와 상기 데이터 신호의 전달 과정은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화소의 회로 구조 및 이의 구동 과정에 대한 이하의 도면에서 구체적으로 설명하기로 한다.

한편, 주사 구동부(20)는 주사 제어 신호(CONT2)에 따라 복수의 주사 신호(scan(1)-scan(n))를 생성하여 표시 패널에 연결된 복수의 주사선에 전달한다. 상기 주사 제어 신호(CONT2)는 본 발명의 표시 장치의 구동 방법에 따른 구동 기간 중 상기 도 2의 데이터 기입 기간(3) 동안 표시 패널에 포함된 복수의 화소 각각에 화소 라인별로 순차적으로 대응하는 주사 신호를 전달할 수 있도록 제어한다.

데이터 구동부(30)는 데이터 제어 신호(CONT1)에 따라 외부 영상 신호(DATA1)에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA2)를 복수의 데이터 선(Data(1)-Data(m))을 통해 표시 패널의 복수의 화소 각각에 전달한다. 상기 데이터 제어 신호(CONT1)는 본 발명의 표시 장치의 구동 방법에 따른 상기 도 2의 데이터 기입 기간(3) 동안 주사 신호에 의해 활성화된 복수의 화소 각각에 순차적으로 대응하는 영상 데이터 신호를 전달할 수 있도록 제어한다. 그러면 주사 신호에 의해 활성화된 복수의 화소 각각은 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 저장함으로써 데이터를 기입하게 된다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 구동부(30)는 상기 데이터 제어 신호(CONT1)의 제어에 따라, 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하기 이전에 복수의 화소 각각에 소정의 전압을 동시에 전달할 수 있다.

이때 상기 소정의 전압은 표시 장치의 구동 방식의 실시 형태에 따라 다른 전압값(리셋 전압, 유지 전압)으로 설정될 수 있다.

구체적으로 각 화소의 구동 트랜지스터에 이미 기입된 전압을 리셋하는 리셋 기간 동안에는 데이터 구동부(30)는 소정의 로우 레벨의 리셋 전압을 전달할 수 있다. 또한 각 화소의 구동 트랜지스터의 게이트, 소스, 드레인 전극이 소정의 전압값으로 설정되는 초기화 기간 동안에는 데이터 구동부(30)에서 대응하는 데이터 선을 통해 소정 레벨의 유지 전압을 전달할 수 있다. 이때 상기 유지 전압의 전압값은 상기 리셋 전압의 전압값보다 하이 레벨로서 영상 데이터 신호의 데이터 전압 범위 내의 전압값으로 설정될 수 있다.

전원 제어부(50)는 전원 제어 신호(CONT3)에 따라 표시 패널의 복수의 화소 각각에 연결된 전원선을 통해 각 화소를 구동시키는 구동 전원전압과 각 화소의 구동 과정에 관련되어 안정적으로 동작하기 위한 소정의 기준 전압(Vref)을 공급한다.

특히 이하의 도면에서 설명될 것이지만, 상기 소정의 기준 전압(Vref)은 각 화소의 유지 커패시터(Chold)의 일측 전극에 고정적으로 인가됨으로써, 각 화소에서 영상 데이터 신호에 따른 대응하는 데이터 전압을 유지하게 한다.

각 화소를 구동시키는 상기 구동 전원전압은 소정의 하이 레벨 전압인 제1 전원전압(ELVDD)과 소정의 로우 레벨 전압인 제2 전원전압(ELVSS)을 포함한다.

상기 전원 제어 신호(CONT3)는 상기 전원 제어부(50)에서 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 및 기준 전압(Vref)의 전압 레벨을 각 구동 과정에 대응하여 각각 다르게 조정하여 전체 화소에 전달할 수 있도록 제어한다. 즉, 도 2에 제시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 과정으로서, 리셋 기간(1), 문턱전압 보상 기간(2), 데이터 기입 기간(3), 및 발광 기간(4)에 따라 상기 전원 제어 신호(CONT3)에 의해 상기 전원 제어부(50)는 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 및 기준 전압(Vref)의 레벨을 결정하여 전원선에 공급한다.

다른 실시 예에 따른 구동 과정으로서, 상기 리셋 기간(1)과 문턱전압 보상 기간(2) 사이에 구동 트랜지스터의 각 전극의 전압을 초기화 시키는 초기화 기간을 더 포함할 경우에도 상기 전원 제어부(50)는 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 및 기준 전압(Vref)의 레벨을 결정하여 전원선에 공급할 수 있다.

그리고 또다른 실시 예에 따른 구동 과정으로서, 상기 문턱전압 보상 기간(2)과 발광 기간(4)(혹은 발광 기간과 동일한 데이터 기입 기간(3)) 사이에 발광을 위한 이전 프레임의 영상 데이터 신호의 데이터 전압을 전달하는 데이터 전달 기간을 더 포함할 경우에도 상기 전원 제어부(50)는 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 및 기준 전압(Vref)의 레벨을 결정하여 전원선에 공급할 수 있다.

보상 제어 신호부(60)는 보상 제어 신호(CONT4)에 따라 표시 패널의 복수의 화소에 복수의 제1 제어 신호(GC), 복수의 제2 제어 신호(GW)를 생성하여 전달한다. 또한 다른 실시 예로서, 복수의 제3 제어 신호(sus)를 생성하여 전달할 수 있다.

구체적으로 상기 보상 제어 신호(CONT4)는 본 발명의 구동 방법에 따른 구동 기간에 대응하여 상기 복수의 제1 제어 신호(GC)의 펄스 전압 레벨을 결정하는 제1 보상 제어 신호, 상기 복수의 제2 제어 신호(GW)의 펄스 전압 레벨을 결정하는 제2 보상 제어 신호, 및 상기 복수의 제3 제어 신호(sus)의 펄스 전압 레벨을 결정하는 제3 보상 제어 신호를 포함할 수 있다.

타이밍 제어부(40)는 외부 영상 신호(DATA1)로부터 대응하는 영상 데이터 신호(DATA2)를 생성하고, 표시 장치의 각 구성의 기능과 구동을 제어한다. 구체적으로 타이밍 제어부(40)는 수직 동기 신호(Vsync)에 따라 프레임 단위로 영상 신호(DATA1)를 구분하고, 수평 동기 신호(Hsync)에 따라 화소 라인(주사 라인) 단위로 영상 신호(DATA1)를 구분하여, 외부 영상 신호(DATA1)를 처리하여 영상 데이터 신호(DATA2)를 생성한다. 상기 영상 데이터 신호(DATA2)는 데이터 구동부(30)로 데이터 제어 신호(CONT1)와 함께 전송된다.

영상 신호(DATA1) 및 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 및 메인 클록 신호(MCLK)의 동기 신호는 외부 입력 신호로부터 처리된다.

영상 신호(DATA1)는 외부 입력 신호를 각 프레임 단위로 구분하고 해당 프레임에 대응하는 영상 신호로 처리된 신호이다. 경우에 따라서 영상 신호(DATA1)는 3차원 입체 영상 구현을 위한 좌안 시점과 우안 시점에 대응하는 영상 신호를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예일 경우, 타이밍 제어부(40)는 외부 입력 신호에서 제1 시점(좌안 또는 우안) 영상 데이터 신호와 제2 시점(우안 또는 좌안) 영상 데이터 신호를 수직 동기, 수평 동기에 따라 배열하여 영상 데이터 신호를 생성할 수 있다.

상기 도 2에 나타낸 본 발명의 구동 방식의 일 실시 예에 따르면 표시 패널에서 데이터 기입과 발광을 동시에 수행하기 때문에, 표시 패널에 대한 전체 주사 시간이 데이터 기입 시간(3)으로서 거의 한 프레임(60Hz)에 가까운 시간 동안 일어날 수 있다. 그러므로 수직 동기 신호(Vsync)는 한 프레임에 가까운 주사 시간마다 전달될 수 있다. 또한 수평 동기 신호(Hsync)는 한 프레임 기간 중 주사 구간인 데이터 기입 기간(3)에 따라 결정되는 주파수로서, 데이터 기입 기간(3) 동안 전체 화소를 화소 라인을 따라 활성화시키기 위하여 필요한 주파수로 설정될 수 있다.

메인 클록 신호(MCLK)는 외부 입력 신호 안에 포함된 기본 주파수를 가지는 클록 신호이거나, 적절한 전처리에 의해 생성된 클록 신호 중 하나일 수 있다.

도 4는 도 3의 표시 장치에 포함된 화소(70)의 구조를 나타낸 회로도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 표시 패널(10)에 포함된 화소(70)는 영상 데이터 신호에 따른 빛을 방출하는 유기 발광 다이오드(OLED)와 구동 회로로 이루어진다. 구동 회로는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제3 트랜지스터(M3), 제4 트랜지스터(M4), 및 제5 트랜지스터(M5)로 구성된 5개의 트랜지스터와, 저장 커패시터(Cst), 보상 커패시터(Cth), 유지 커패시터(Chold)로 구성된 3개의 커패시터를 포함한다.

일반적으로 표시 장치의 구동 기술을 적용하기 위해서 화소 회로가 5개 내지 8개의 트랜지스터와 2개 내지 3개의 커패시터로 구성될 수 있다. 그리고, 데이터 전압을 한 프레임 동안 저장하기 위하여 커패시터의 기준 전압, 리셋 전압, 또는 유지 전압을 인가하기 위한 전원 배선의 추가적인 확보가 요구될 수 있다. 이러한 기존의 복잡한 화소 회로 구조와 표시 장치의 추가적인 전원 배선에 의해 표시 장치의 생산 수율이 떨어지고 개구율 확보가 불리하게 된다. 또한 전원 배선을 통해 안정적이고 원활하게 전압이 공급되지 않을 경우 표시 패널의 표시 영상의 화면 균일도가 저하되기도 한다.

따라서, 이러한 문제점을 개선하고 상기 도 2의 실시 예에 따른 구동 방식을 적용하기 위하여 본 발명의 표시 장치는 5개의 트랜지스터와 3개의 커패시터로 구성된 도 4의 화소(70) 회로를 제안한다. 특히 도 4의 화소 회로 구조에 따르면 등저항 설계 및 독립 전위 공급이 가능한 데이터 배선을 기준으로 화소 회로가 동작되므로, 안정적이고 균일한 화면 표시가 가능한 장점이 있다.

도 4에 도시된 화소(70)는 표시 패널의 전체 화소 중 n번째 화소 라인에 포함된 화소를 대표적으로 도시한 것이다. 따라서, 도 4에는 도시하지 않았으나, 화소(70)는 n번째 화소 행에 대응하는 주사선과 n번째 화소 행에 해당하는 화소들 중에서 소정의 화소 열(이하 m번째 화소 열로 가정함)에 대응하는 데이터 선에 연결되어 있다.

도 4를 참조하면 화소(70)의 제1 트랜지스터(M1)는 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극이 연결되어 있는 드레인 전극, 제3 트랜지스터(M3)의 일전극이 연결된 제3 노드(N3)에 연결되어 있는 게이트 전극, 및 제1 전원전압(ELVDD)에 연결되어 있는 소스 전극을 포함하는 구동 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터(M1)는 각 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 전류로서 유기 발광 다이오드(OLED)에 공급되는 구동 전류를 제어한다.

제2 트랜지스터(M2)는 제1 노드(N1)에 연결된 소스 전극, 복수의 제2 제어 신호선 중 대응하는 제2 제어 신호선에 연결되어 제2 제어 신호(GW)를 전달받는 게이트 전극, 및 제2 노드(N2)에 연결된 드레인 전극을 포함한다.

제2 트랜지스터(M2)는 상기 제2 제어 신호(GW)에 따라 제1 노드(N1)에 인가되는 전압을 제2 노드(N2)에 전달하는데, 특히 데이터 전달 기간 동안 소정의 펄스 전압 레벨로 전달되는 제2 제어 신호(GW)에 응답하여 상기 제1 노드(N1)에 전달되는 이전 프레임의 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 제2 노드(N2)에 전달한다.

제3 트랜지스터(M3)는 제1 제어 신호(GC)가 전달되는 제1 제어 신호선에 연결된 게이트 전극 및 제1 트랜지스터(M1)의 드레인 전극 및 게이트 전극 각각에 연결되어 있는 두 전극을 포함하는 소자로서, 제1 트랜지스터(M1)의 문턱전압을 보상하는 보상 트랜지스터이다. 보상 트랜지스터(M3)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 방법에 있어서 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하는 기간 동안 소정의 펄스 전압 레벨로 전달되는 제1 제어 신호(GC)에 응답하여 구동 트랜지스터(M1)의 드레인 전극과 게이트 전극을 다이오드 연결한다.

제4 트랜지스터(M4)는 제1 제어 신호(GC)가 전달되는 상기 제1 제어 신호선에 연결된 게이트 전극 및 복수의 데이터 선 중 대응하는 데이터 선에 연결된 소스 전극 및 상기 제2 노드(N2)에 연결된 드레인 전극을 포함하는 유지 트랜지스터이다. 제4 트랜지스터(M4)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 방법에 있어서 리셋 기간, 초기화 기간, 문턱전압 보상 기간에 소정의 펄스 전압 레벨로 전달되는 제1 제어 신호(GC)에 응답하여 상기 데이터 선을 통해 전달되는 소정의 전압(Data(t))을 상기 제2 노드(N2)에 인가함으로써 상기 제2 노드(N2)의 전압을 유지하는 기능을 수행한다.

상기 데이터 선을 통해 전달되는 상기 소정의 전압(Data(t))은 데이터 기입 기간인 경우에는 해당 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 전압(Vdata)이지만, 리셋 기간 동안에는 소정의 로우 레벨의 리셋 전압(Vreset)일 수 있으며, 초기화 기간과 문턱전압 보상 기간 동안에는 상기 리셋 전압보다 높은 소정의 유지 전압(Vsus)일 수 있다.

그리고, 제5 트랜지스터(M5)는 복수의 주사선 중 대응하는 주사선에 연결되어 대응하는 주사 신호(Scan(n))을 전달받는 게이트 전극, 및 유지 커패시터(Chold)의 일 전극이 연결된 제1 노드(N1)와 기준 전압(Vref)을 전달하는 전원 배선 사이에 각각 연결된 두 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터이다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 게이트 전극에 인가되는 대응하는 주사 신호(Scna(n))에 응답하여 턴 온 되고, 상기 전원 배선을 통해 인가받은 기준 전압(Vref)을 유지 커패시터(Chold)의 일전극에 전달한다. 그래서 유지 커패시터(Chold)가 데이터 선으로부터 해당 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 전압(Vdata)과 기준 전압(Vref)의 차이에 대응하는 전압값을 저장, 유지할 수 있도록 한다.

상기 도 4에 도시된 화소 회로의 트랜지스터는 모두 PMOS 타입으로 구성되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며 NMOS 타입의 트랜지스터로 구성될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 화소(70)의 저장 커패시터(Cst)는 상기 제2 노드(N2)에 연결된 일전극 및 제1 전원전압(ELVDD)을 공급하는 공급원에 연결된 타전극을 포함한다. 저장 커패시터(Cst)는 상기 일전극이 연결된 제2 노드(N2)에 공통적으로 하나의 전극이 연결된 보상 커패시터(Cth)와 직렬로 연결된다. 저장 커패시터(Cst)는 제2 노드(N2)에 인가되는 데이터 전압을 보상 커패시터(Cth) 및 유지 커패시터(Chold)와의 연결 관계에 따른 전압 분배에 대응하는 소정의 전압값으로 저장한다. 상기 제2 노드(N2)에 인가되는 전압은 유지 커패시터(Chold)에 저장되었던 영상 데이터 신호에 대응하는 전압값이고, 데이터 전달 기간 동안 제4 트랜지스터(M4)를 거쳐 제2 노드(N2)에 인가된다.

저장 커패시터(Cst)는, 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 유기 발광 다이오드가 발광하는 동안, 상기 제2 노드(N2)에 인가되는 전압을 병렬 연결된 보상 커패시터(Cth)의 커패시턴스 비에 대응하는 전압값으로 저장한다.

보상 커패시터(Cth)는 상기 제2 노드(N2)에 연결된 일전극 및 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 연결된 제3 노드(N3)에 연결된 타전극을 포함한다. 보상 커패시터(Cth)는 본 발명의 구동 방식에 따른 문턱전압 보상 기간 동안 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 연결된 제3 노드(N3)에 인가되는 전압값, 즉 제1 트랜지스터(M1)의 문턱전압이 고려된 전압값을 유지한다.

한편, 유지 커패시터(Chold)는 제1 노드(N1)에 연결된 일전극 및 복수의 데이터 선 중 대응하는 데이터 선에 연결된 타전극을 포함한다. 유지 커패시터(Chold)는 각 화소의 유기 발광 다이오드(OLED)가 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 발광하는 동안, 다음 프레임에 표시될 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 기입한다. 다시 말하면, 유지 커패시터(Chold)는 발광 기간에 현재의 해당 프레임의 이전 프레임에 기입되었던 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 각 화소가 동시에 발광하는 동안, 상기 데이터 선을 통해 해당 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata)을 전달받아서 대응하는 전압값을 저장할 수 있다.

이하에서는 도 4에 도시된 화소(70)에 포함된 각 회로 소자의 기능과 동작을 도 5의 구동 파형도를 이용하여 표시 장치의 구동 방법에 따라 각 구동 기간별로 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 표시 장치의 구동 방법에 따라 각 구동 기간별로 각 화소를 동작시키기 위해 전원선이나 신호 배선들을 통해 전달되는 구동 전원전압의 전압 레벨과 신호들의 펄스 전압 레벨을 도시하였다.

도 5는, 한 프레임 동안 각 화소에 전달되는 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 제1 제어 신호(GC), 제2 제어 신호(GW)의 전압 파형을 나타낸다. 그리고 전체 화소에 화소 라인에 따라 순차적으로 전달되는 주사 신호(Scan(1)-Scan(n))와 해당 화소에 대응하는 데이터 선을 통해 전달되는 전압(Data)을 나타낸다.

도 5의 실시 예에 따른 구동 방식은 상기 도 2에 나타낸 구동 방식과 구동 순서와 과정이 유사하나, 상기 도 2와 달리 리셋 기간(Pr)과 문턱전압 보상 기간(Pv) 사이에 초기화 구간(Pi)를 더 포함하고, 문턱전압 보상 기간(Pv)과 데이터 기입 기간(PS) 사이에 데이터 전달 기간(Ptr)을 더 포함한 것이다.

먼저 도 5에서 시점 t1 내지 시점 t2의 구간은 리셋 기간(Pr)이다. 리셋 기간(Pr) 동안에 제1 제어 신호(GC)는 로우 레벨의 펄스 전압으로 제3 트랜지스터(M3)와 제4 트랜지스터(M4)의 각 게이트 전극에 전달된다.

그리고, 상기 리셋 기간(Pr) 동안 각 화소의 구동 트랜지스터(M1)의 소스 전극에 인가되는 구동 전압인 제1 전원전압(ELVDD)은 로우 레벨 전압으로 설정된다. 상기 로우 레벨 전압은 특별히 제한되지 않으나 대략 0V 정도의 전압일 수 있다.

따라서, 상기 리셋 기간(Pr) 동안 상기 로우 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)이 구동 트랜지스터(M1)의 소스 전극을 거쳐 전달되어 제4 노드(N4) 전압, 즉 구동 트랜지스터(M1)의 드레인 전극 전압은 상기 로우 레벨의 전압으로 리셋된다. 이때 상기 제1 제어 신호(GC)에 응답하여 턴 온 된 제3 트랜지스터(M3)에 의해 구동 트랜지스터(M1)의 드레인 전극과 게이트 전극은 다이오드 연결된다. 그래서 제3 노드(N3) 전압, 즉 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극 전압 역시 상기 로우 레벨의 전압으로 인가된다. 결국, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극에 모두 상기 로우 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)이 인가되어 오프 바이어스를 인가하게 된다. 트랜지스터의 특성에 따라 상기 리셋 기간의 길이가 다르게 설정될 수 있다.

또한 상기 리셋 기간(Pr) 동안 상기 제1 제어 신호(GC)에 응답하여 턴 온 된 제4 트랜지스터(M4)에 의해 데이터 선을 통해 전달되는 전압(Data)이 제2 노드(N2)에 인가된다. 이때의 전압(Data)은 소정의 리셋 전압(Vreset)으로 설정될 수 있는데, 리셋 전압(Vreset)의 전압값은 특별히 제한되지 않으나, 대략 0V 수준으로 설정될 수 있다. 따라서, 리셋 기간 동안 제2 노드(N2) 전압은 로우 레벨의 전압으로 유지된다.

다음으로, 시점 t2 내지 시점 t5의 구간은 초기화 기간(Pi)이다.

시점 t2에 모든 화소에 전달되는 구동 전압 중 제2 전원전압(ELVSS)이 소정의 로우 레벨로 변화되어 전달된다. 이때 제2 전원전압(ELVSS)의 로우 레벨 전압은 특별히 제한되지 않으나, 대략 0V 수준의 전압값을 가질 수 있다. 그러면, 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극에 연결된 상기 제2 전원전압(ELVSS)이 낮아지면, 제4 노드(N4) 전압이 순간적으로 더욱 낮아지게 된다. 시점 t2 내지 시점 t3의 구간에 제1 제어 신호(GC)가 로우 레벨의 펄스로 전달되기 때문에 여전히 제3 트랜지스터(M3)는 턴 온 된 상태이다. 그래서 구동 트랜지스터(M1)가 다이오드 연결된 상태이다. 그러면 제3 노드(N3) 전압은 더욱 낮아진다.

그런 다음, 시점 t3에 제1 제어 신호(GC)가 하이 레벨의 펄스로 변화하고, 시점 t4에 상기 제2 전원전압(ELVSS)이 하이 레벨로 상승하면, 제3 트랜지스터(M3)는 턴 오프 되고, 구동 트랜지스터(M1)의 다이오드 연결은 끊어지며, 상승된 제2 전원전압(ELVSS)으로 인해 제4 노드(N4)이 같이 상승하게 된다. 그렇지만, 제3 노드(N3) 전압은 저장 커패시터(Cst)와 보상 커패시터(Cth)의 직렬 연결에 의하여 낮은 전압을 유지하게 된다. 이에 따라 구동 트랜지스터(M1)은 턴 온 상태를 유지하게 되고, 구동 트랜지스터(M1)의 소스 전극으로 전달되는 로우 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)에 의해 구동 트랜지스터(M1)의 드레인 전극 전압, 즉 제4 노드(N4) 전압은 다시 로우 레벨의 제1 전원전압(ELVDD) 수준으로 낮아지게 된다.

한편, 초기화 기간(Pi) 중 시점 t2 내지 시점 t3 구간에서 제1 제어 신호(GC)는 로우 레벨의 펄스 전압을 유지하기 때문에 제4 트랜지스터(M4) 역시 턴 온 상태를 유지하는데, 시점 t2에 데이터 선을 통해 전달되는 전압(Data)가 소정의 전압값으로 상승하므로, 상기 상승된 전압값이 제4 트랜지스터(M4)를 통해 제2 노드(N2)에 전달된다. 상기 상승된 전압값은 유지 전압(Vsus)으로서, 특별히 제한되지 않지만, 영상 데이터 신호에 따른 전압 범위 내의 값으로서, 대략 6V 내지 13V의 범위 내에서 결정될 수 있다.

다음으로 시점 t5에 제1 제어 신호(GC)가 하이 레벨에서 로우 레벨의 펄스 전압으로 하강하여 전달된다. 그리고 시점 t6에 제1 전원전압(ELVDD)은 하이 레벨로 상승하여 전달된다. 상기 하이 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)의 전압값은 특별히 제한되지 않으나, 대략 12V 수준일 수 있다.

상기 시점 t6 내지 시점 t7의 구간은 문턱전압 보상 기간(Pv)이다.

문턱전압 보상 기간(Pv) 동안 턴 온 된 상태인 제3 트랜지스터(M3)로 인해 구동 트랜지스터(M1)의 드레인 전극이 연결된 제4 노드(N4)와 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극이 연결된 제3 노드(N3)가 다이오드 연결되고, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 전압은 구동 트랜지스터(M1)의 문턱전압(이하 Vth라 함)과 상기 하이 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)의 전압값이 고려된 값으로 유지된다. 이때 특별히 상승된 제1 전원전압(ELVDD)의 전압값을 ELVDD_high라 한다.

즉, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)의 전압은 턴 온 된 상태인 구동 트랜지스터(M1)와 보상 트랜지스터(M3)로 인해 하이 레벨의 제1 전원전압(ELVDD_high)과 문턱전압(Vth)의 합(ELVDD_high+Vth)으로 유지된다.

상기 문턱전압 보상 기간(Pv) 동안 로우 레벨의 펄스 전압으로 전달되는 제1 제어 신호(GC)로 인해 제4 트랜지스터(M4)가 턴 온 되므로, 제2 노드(N2)는 각 화소의 데이터 배선에 인가되는 소정의 유지 전압(Vsus)으로 인가될 수 있다. 즉, 각 화소의 제2 노드(N2)는 리셋 기간(Pr) 동안 데이터 선을 통해 전달받은 리셋 전압(Vreset)으로 인가되었다가 초기화 기간(Pi)과 문턱전압 보상 기간(Pv) 동안 데이터 선을 통해 전달받은 유지 전압(Vsus)으로 인가된다.

다음으로, 시점 t7 내지 시점 t8의 구간은 데이터 전달 기간(Ptr)이다.

시점 t7에 제1 제어 신호(GC)는 하이 레벨로 상승하고, 제2 제어 신호(GW)는 이전 기간(리셋 기간, 초기화 기간, 보상 기간) 동안 하이 상태였다가 시점 t7에 로우 레벨로 하강하여 전달된다.

그러면, 제3 트랜지스터(M3)와 제4 트랜지스터(M4)는 턴 오프 되고, 제2 트랜지스터(M2)는 턴 온 된다. 따라서, 제1 노드(N1)에 인가되는 전압이 턴 온 된 제2 트랜지스터(M2)를 통해 제2 노드(N2)에 전달된다.

이때 상기 제1 노드(N1)에 인가되는 전압은 이전 프레임 동안 유지 커패시터(Chold)에 기입된 영상 데이터 신호의 데이터 전압에 대응하는 전압이다. 즉, 이전 프레임의 데이터 기입 기간 동안 데이터 선을 통해 유지 커패시터(Chold)의 일단에 전달되었던 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압은 타단에 기준 전압(Vref)이 전달되기 때문에, 이에 대응하여 양단 전압차에 따른 전압을 저장한다. 설명의 편의상 현재 프레임에 기입되는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 Vdata로 하고, 이전 프레임에 기입되는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 Vdata_0이라 하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 유지 커패시터(Chold)에 저장되는 전압값은 Vref-Vdata_0이 된다.

한편 이때, 모든 화소의 제5 트랜지스터(M5)의 게이트 전극에 동시에 전달되는 복수의 주사 신호(Scan(1)-Scan(n))는 하이 레벨의 펄스 전압으로 전달되기 때문에, 제5 트랜지스터(M5)는 턴 오프 된 상태이다.

상기 데이터 전달 기간(Ptr) 동안 제1 노드(N1)에 인가되는 이전 프레임의 데이터 전압에 대응하는 전압(Vref-Vdata_0)은 턴 온 된 제2 트랜지스터(M2)를 통해 제2 노드(N2)에 전달되어야 하나, 상기 제2 노드(N2)에 유지 커패시터(Chold)와 병렬로 연결된 저장 커패시터(Cst) 및 보상 커패시터(Cth)로 인해 다음의 수학식과 같은 전압이 인가된다.

여기서, α = C_hold/(C_hold+Cx)

Cx= C_st + C_th

C_st는 저장 커패시터의 커패시턴스,

C_th는 보상 커패시터의 커패시턴스, 및

C_hold는 유지 커패시터의 커패시턴스임.

리셋 기간(Pr), 초기화 기간(Pi), 및 보상 기간(Pv)을 거치면서 제2 노드(N2)의 전압은 데이터 선을 통해 각 화소에 전달되는 유지 전압(Vsus)으로 인가되는데, 제2 노드(N2)의 전압이 이전 프레임에 저장되었던 데이터 전압(Vdata_0)에 대응하는 전압값의 차이값만큼 변동할 때, 제2 노드(N2)에 공통적으로 연결된 저장 커패시터(Cst), 보상 커패시터(Cth), 유지 커패시터(Chold)의 각 커패시턴스의 비가 반영되어 변화량이 결정된다.

그리고, 제3 노드(N3)의 전압은 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth)에서 하이 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)만큼 상승한 전압(ELVDD_high+Vth)으로 유지되다가 제2 노드(N2)의 전압 변화량이 반영되어 변하게 된다.

제3 노드(N3)의 전압은 다음의 수학식과 같다.

(다른 기생 커패시터의 커패시턴스는 무시하기로 함)

여기서, α = C_hold/(C_hold+Cx), Cx= C_st + C_th

이어서, 시점 t9부터 시점 t10에 이르기까지 전체 화소의 제5 트랜지스터(M5) 각각에 주사 신호(Scan(1)-Scan(n)) 중 대응하는 주사 신호가 화소 라인별로 순차적으로 로우 레벨로 변화하면서 전달된다. 시점 t9 내지 시점 t10의 구간은 화소 라인별로 순차적으로 주사 신호(Scan(1)-Scan(n))가 전달되면서 각 화소를 활성화시키고 해당 프레임의 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata)을 기입하는 데이터 기입 기간(PS)이다.

구체적으로 각 화소의 라인별로 첫 번째 주사 신호(Scan(1))부터 마지막 주사 신호(Scan(n))까지 로우 레벨의 펄스 전압으로 바뀌면서 각 화소의 제5 트랜지스터(M5)에 전달되는데, 각 화소의 제5 트랜지스터(M5)는 순차적으로 턴 온 되면서 기준 전압(Vref)을 제1 노드(N1)에 전달한다. 이때 순차적으로 대응하는 데이터 선을 통해 전달되는 해당 프레임의 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata)은 유지 커패시터(Chold)의 일단에 전달된다.

그러면, 유지 커패시터(Chold)는 양단의 전위차에 따른 전압을 저장하게 되는데, 데이터 기입 기간(PS)에 유지 커패시터(Chold)에 저장되는 해당 프레임의 영상 데이터 신호에 따른 전압값은 Vref-Vdata가 된다.

한편, 데이터 기입 기간(PS)보다 같거나 긴 기간 동안 각 화소는 이전 프레임에 기입되었던 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata_0)에 대응하는 구동전류로 동시에 발광하여 영상을 표시한다. 즉 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 방법에서 각 화소의 발광 기간과 데이터 기입 기간은 동시에 진행된다.

도 5를 참조하면, 이전 프레임에 기입되었던 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 각 화소가 동시에 발광하는 발광 기간(PE)은 해당 프레임의 영상 데이터 신호가 기입되는 데이터 기입 기간(PS)보다 기간이 긴 것을 알 수 있다. 경우에 따라서 상기 발광 기간(PE)과 상기 데이터 기입 기간(PS)은 동일한 시기에 존재할 수도 있다.

구체적으로 발광 기간(PE)은 데이터 기입 기간(PS)가 개시되는 시점 t8 이전에 제2 전원전압(ELVSS)의 전압 레벨이 로우 레벨로 변환됨으로써 개시된다. 상기 제2 전원전압(ELVSS)의 로우 레벨 전압은 특별히 제한되지 않으나, 0V 이하일 수 있다.

그러면 제2 전원전압(ELVSS)이 인가되는 유기 발광 다이오드의 캐소드 전극의 전압이 로우 레벨로 변환되는 것이어서, 표시 장치의 표시 패널 전체의 화소 각각에 포함된 유기 발광 다이오드(OLED) 쪽으로 구동 전류가 흐르게 된다. 상기 구동 전류는 이전 프레임에서 전달된 영상 데이터 신호의 데이터 전압(Vdata_0)에 대응한다. 그러면 발광 기간(PE) 동안 표시 패널의 전체에서 이전 프레임에 전달된 영상 데이터 신호에 따른 영상을 동시에 표현할 수 있다.

상기 발광 기간(PE) 동안 유기 발광 다이오드(OLED) 쪽으로 흐르는 구동 전류(I_OLED)는 다음 수학식과 같다.

여기서, k는 구동 트랜지스터의 재료 특성에 따른 비례상수임.

상기 수학식 3에 의하면 발광 기간(PE) 동안 표시 패널의 전체 화소에서 동시에 발광하는 표시 영상은 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)과 제1 전원전압(ELVDD)의 전압 레벨에 영향을 받지 않으며, 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류가 흐르게 되어서 균일하게 표시된다.

이처럼 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 과정은, 한 프레임에서 발광과 데이터 기입이 동시에 이루어지므로 고속 구동을 위하여 거의 240Hz 로 스캔 하지 않고, 한 프레임의 시간에 걸쳐 60Hz에 가까운 속도로 스캔이 가능하므로 동시발광을 하면서도 데이터 기입 시간을 확보할 수 있다. 만일 입체 영상 표시의 구동인 경우라면 각 시점 영상을 구현하기 위한 주사 기간은 120Hz에 가까운 속도로 확보될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 도 3의 표시 장치에 포함된 화소(70')의 구조를 나타낸 회로도이다.

도 6의 화소(70') 구조는 상기 도 4의 화소(70)와 달리, 저장 커패시터(Cst)와 대응하는 데이터 선을 필요할 때에만 연결하기 위한 스위칭 소자(M20)가 더 포함된 구조이다. 그리고, 도 4의 화소의 회로 소자 중 제4 트랜지스터(M4)가 수행하는 기능을 도 6의 제5 트랜지스터(M50)이 수행하도록 함으로써, 상기 도 4의 제4 트랜지스터(M4)를 제거하는 구조가 가능하다.

그래서 전체적인 화소 회로의 트랜지스터 개수는 변함없이 5개이다.

도 6의 화소를 참조하면, 제1 트랜지스터(M10), 제3 트랜지스터(M30), 제4 트랜지스터(M40), 제5 트랜지스터(M50), 저장 커패시터(Cst), 보상 커패시터(Cth), 및 유지 커패시터(Chold) 각각의 구성과 연결은, 상기 도 4에 개시된 화소의 제1 트랜지스터(M1), 제3 트랜지스터(M3), 제2 트랜지스터(M2), 제5 트랜지스터(M5), 저장 커패시터(Cst), 보상 커패시터(Cth), 및 유지 커패시터(Chold) 각각과 순서대로 유사하다. 따라서, 도 4의 화소의 회로 소자와 동일한 연결 구조를 가지는 도 6의 회로 소자에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 도 6의 화소의 제5 트랜지스터(M50)의 게이트 전극은 복수의 제3 제어 신호선 중 대응하는 제3 제어 신호선에 연결되어 제3 제어 신호(sus)를 전달받는다. 또한, 도 6의 화소의 유지 커패시터(Chold)는 도 4에서와 같이 일단이 바로 대응하는 데이터 선에 연결된 것이 아니라, 제2 트랜지스터(M20)에 연결되어 있다. 즉, 도 6의 화소의 유지 커패시터(Chold)는 제1 노드(N10)에 연결된 일전극 및 제2 트랜지스터(M20)의 드레인 전극에 연결된 타전극을 포함한다.

한편, 도 6의 화소 구조가 도 4와 차이가 있는 부분은 제2 트랜지스터(M20)인데, 상기 제2 트랜지스터(M20)는 복수의 주사선 중 대응하는 주사선에 연결되어 대응하는 주사 신호(Scan(n))을 전달받는 게이트 전극, 대응하는 데이터 선에 연결된 소스 전극, 및 유지 커패시터(Chold)의 일전극에 연결된 드레인 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터이다.

상기 도 6의 화소에 대한 구동 파형도는 도 7에 도시하였다.

도 7은 한 프레임 동안 각 화소에 전달되는 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 제1 제어 신호(GC), 제2 제어 신호(GW), 제3 제어 신호(sus)의 전압 파형을 나타낸다. 그리고 전체 화소에 화소 라인에 따라 순차적으로 전달되는 주사 신호(Scan(1)-Scan(n))와 해당 화소에 대응하는 데이터 선을 통해 전달되는 전압(Data)을 나타낸다.

도 7의 실시 예에 따른 구동 방식은 상기 도 5에 나타낸 구동 방식과 마찬가지로 리셋 기간(Tr)과 문턱전압 보상 기간(Tv) 사이에 초기화 기간(Ti)을 구비하고, 문턱전압 보상 기간(Tv)과 데이터 기입 기간(TS) 사이에 데이터 전달 기간(Ttr)을 구비한다.

먼저 시점 a1 내지 시점 a2의 구간은 리셋 기간(Tr) 동안에 각 화소의 구동 트랜지스터(M10)의 소스 전극에 인가되는 구동 전압인 제1 전원전압(ELVDD)은 하이 레벨 전압으로 설정된다. 상기 하이 레벨 전압은 특별히 제한되지 않으나 대략 12V 정도의 전압일 수 있다.

이 기간 동안 제2 제어 신호(GW)는 로우 레벨의 펄스 전압으로 제4 트랜지스터(M40)의 게이트 전극에 전달된다. 그리고 이 기간 동안 제1 제어 신호(GC)는 하이 레벨의 펄스 전압으로 제3 트랜지스터(M30)의 게이트 전극에 전달된다. 따라서, 구동 트랜지스터(M10)에 온 바이어스 인가가 가능하다.

상기 리셋 기간 동안 제5 트랜지스터(M50)의 게이트 전극에 전달되는 제3 제어 신호(sus)는 로우 레벨의 펄스 전압이므로 제5 트랜지스터(M50)는 턴 온 되어 기준 전압(Vref)을 상기 제4 트랜지스터(M40)를 통해 제2 노드(N20)에 전달한다. 상기 기준 전압(Vref)의 전압값은 특별히 제한되지 않으나, 적절한 낮은 전압이면 족할 것이다.

다음으로, 시점 a2 내지 시점 a4의 구간은 초기화 기간(Ti)이다.

시점 a2에 모든 화소에 전달되는 구동 전압 중 제1 전원전압(ELVDD)이 소정의 로우 레벨로 변화되어 전달된다. 이때 제1 전원전압(ELVDD)의 로우 레벨 전압은 특별히 제한되지 않으나, 대략 0V 수준의 전압값을 가질 수 있다.

상기 시점 a2에 제2 제어 신호(GW)는 하이 레벨의 펄스 전압으로 변화하여 제4 트랜지스터(M40)는 턴 오프 된다.

그러다가, 상기 초기화 기간(Ti) 중 시점 a3에 제1 제어 신호(GC)와 제2 제어 신호(GW)가 로우 레벨의 펄스 전압으로 전달된다.

그러면 상기 로우 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)으로 인해 구동 트랜지스터(M10)의 드레인 전극 전압, 즉 제4 노드(N40) 전압이 낮아지게 되고, 상기 제1 제어 신호(GC)에 응답하여 턴 온 된 제3 트랜지스터(M30)로 인해 구동 트랜지스터(M10)의 게이트 전극과 드레인 전극이 다이오드 연결된다. 따라서, 구동 트랜지스터(M10)의 게이트 전극 전압, 즉 제3 노드(N30) 전압이 로누 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)으로 낮아지게 된다.

그런 다음, 시점 a4에 제1 전원전압(ELVDD)이 하이 레벨로 상승하고, 시점 a4 내지 시점 a5 동안 제1 제어 신호(GC)와 제2 제어 신호(GW)가 여전히 로우 레벨의 펄스 전압으로 전달된다.

상기 시점 a4 내지 시점 a5의 구간은 문턱전압 보상 기간(Tv)이다.

문턱전압 보상 기간(Tv) 동안 턴 온 된 상태인 제3 트랜지스터(M30)로 인해 구동 트랜지스터(M10)의 드레인 전극과 게이트 전극이 다이오드 연결되고, 제3 노드(N30)에는 구동 트랜지스터(M10)의 문턱전압(Vth)과 상기 하이 레벨의 제1 전원전압(ELVDD_high)의 전압값이 고려된 전압(ELVDD_high+Vth)이 인가된다.

상기 문턱전압 보상 기간(Tv) 동안 로우 레벨의 펄스 전압으로 전달되는 제2 제어 신호(GW)로 인해 제4 트랜지스터(M40)가 턴 온 되므로, 제2 노드(N20)는 여전히 제5 트랜지스터(M50)를 통해 전달되는 기준 전압(Vref)로 유지된다.

다음으로, 시점 a5 내지 시점 a6의 구간은 데이터 전달 기간(Ttr)이다.

시점 a5에서 제1 제어 신호(GC)과 제3 제어 신호(sus)는 하이 레벨 전압으로 천이하고, 모든 화소의 제2 트랜지스터(M20)의 게이트 전극에 동시에 전달되는 복수의 주사 신호(Scan(1)-Scan(n))는 로우 레벨의 전압으로 변한다. 상기 데이터 전달 기간(Ttr) 동안 제2 제어 신호(GW)는 여전히 로우 레벨로 전달된다.

그러면, 모든 화소의 제2 트랜지스터(M20)는 턴 온 되어, 이전 프레임의 데이터 기입 기간 동안에 유지 커패시터(Chold)에 저장되었던 영상 데이터 신호에 대응하는 전압값(Vref-Vdata_0)을 제4 트랜지스터(M40)를 통해 제2 노드(N20)에 전달한다. 그래서 제2 노드(N20)의 전압은 상기 수학식 4와 같다.

여기서, α = C_hold/(C_hold+Cx), Cx= C_st + C_th

그리고, 제3 노드(N30)의 전압은 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth)에서 하이 레벨의 제1 전원전압(ELVDD)만큼 상승한 전압(ELVDD_high+Vth)으로 유지되다가 제2 노드(N20)의 전압 변화량이 반영되어 변하게 된다.

제3 노드(N30)의 전압은 다음의 수학식과 같다.

(다른 기생 커패시터의 커패시턴스는 무시하기로 함)

여기서, α = C_hold/(C_hold+Cx), Cx= C_st + C_th

이어서, 시점 a7부터 시점 a8에 이르기까지 전체 화소의 제2 트랜지스터(M20) 각각에 주사 신호(Scan(1)-Scan(n)) 중 대응하는 주사 신호가 화소 라인별로 순차적으로 로우 레벨로 변화하면서 전달된다. 시점 a7부터 시점 a8의 구간은 화소 라인별로 순차적으로 해당 프레임의 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata)을 기입하는 데이터 기입 기간(TS)이다.

구체적으로 각 화소의 제2 트랜지스터(M20)는 순차적으로 턴 온 되면서 대응하는 데이터 선을 통해 전달되는 해당 프레임의 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata)을 유지 커패시터(Chold)의 일단에 전달된다.

상기 데이터 기입 기간(TS) 동안 제3 제어 신호(sus)는 로우 레벨의 펄스 전압으로 전달되어 제5 트랜지스터(M50)가 턴 온 되므로, 유지 커패시터(Chold)의 타단이 연결된 제1 노드(N10)에 소정의 기준 전압(Vref)가 인가된다.

한편, 데이터 기입 기간(TS)보다 같거나 긴 기간 동안 각 화소는 이전 프레임에 기입되었던 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압(Vdata_0)에 대응하는 구동전류로 동시에 발광하여 영상을 표시한다.

구체적으로 발광 기간(TE)은 데이터 기입 기간(TS)가 개시되는 시점 a7 이전에 제2 전원전압(ELVSS)의 전압 레벨이 로우 레벨로 변환됨으로써 개시된다.

상기 발광 기간(TE) 동안 유기 발광 다이오드(OLED) 쪽으로 흐르는 구동 전류(I_OLED)는 다음 수학식과 같다.

상기 수학식 6에 의하면 도 6과 도 7의 실시 예에 따른 화소와 그 구동 방법은 상술한 도 4와 도 5의 실시 예와 화소의 구조적 차이가 있으나, 구동 전류량에서는 차이가 없음을 알 수 있다.

즉, 발광 기간(TE) 동안 표시 패널의 전체 화소에서 동시에 발광하는 표시 영상은 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)과 제1 전원전압(ELVDD)의 전압 레벨에 영향을 받지 않으며, 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류가 흐르게 되어서 균일하게 표시된다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 나타낸 것으로서, 특히 3차원 입체 영상을 표시하는 구동 방식을 나타낸 도면이다.

도 8은 상기 도 2의 구동 방식과 마찬가지로, 동일한 시간의 흐름 속에서 문턱전압의 보상과 데이터 기입 과정 등을 보여주는 Graph 10과 발광 과정을 보여주는 Graph 20으로 나누어 도시하였다.

도 8에서 한 프레임마다 하나의 시점(좌안 또는 우안) 영상을 표시한다. 그러나 이는 일 실시 형태일 뿐이고, 이에 제한되지 않는다. 즉, 한 프레임 내에 서로 다른 시점 영상을 한꺼번에 표시하도록 구동될 수도 있다. 이러한 고속의 입체 영상 구동 방식에서도 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 방법이 동일하게 적용될 수 있다.

도 8을 참조하면, 복수의 프레임 각각은 리셋 기간(1), 문턱전압 보상 기간(2), 데이터 기입 기간(3), 및 발광 기간(4)을 포함하고, 상기 데이터 기입 기간(3) 및 발광 기간(4)은 동시에 진행된다. 즉, 보상 및 데이터 기입의 관점에서 표시한 Graph 10을 참조하면, 연속되는 프레임 동안 리셋 기간(1), 문턱전압 보상 기간(2), 및 제1 시점(좌안 또는 우안) 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 기입하는 데이터 기입 기간(3)과, 리셋 기간(1), 문턱전압 보상 기간(2), 및 제2 시점(우안 또는 좌안) 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 기입하는 데이터 기입 기간(3)이 반복된다.

다른 실시 형태로서 상술한 바와 같이 초기화 기간과 데이터 전달 기간이 상술한 구동 과정 중에 더 포함될 수 있다.

한편, 발광의 관점에서 표시한 Graph 20을 참조하면, 연속되는 프레임 동안 비발광 기간 및 제1 시점(좌안 또는 우안) 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 동시에 전체 화소가 발광되는 발광 기간과, 비발광 기간 및 제2 시점(우안 또는 좌안) 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 동시에 전체 화소가 발광되는 발광 기간이 반복된다.

구체적으로 도 8의 실시 예에 따르면, 구동 시간에 따라 프레임별로 좌안 영상과 우안 영상이 표시된다.

먼저, 제1 프레임(1 Frame) 중 리셋 기간(PL11)에 전체 표시 패널의 화소 회로가 동시에 리셋된다. 이어서 문턱전압 보상 기간(PL12) 동안 전체 표시 패널의 화소 회로에 포함된 각 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상한다. 상기 제1 프레임(1 Frame)의 리셋 기간(PL11)과 문턱전압 보상 기간(PL12)은 비발광 기간(PNR1)에 해당한다.

그런 다음, 제1 프레임(1 Frame)의 데이터 기입 기간(PL13) 동안에 다음 프레임인 제2 프레임(2 Frame)의 발광 기간(PEL2)에 표시될 좌안 영상 데이터 신호(Nth_L-d)가 순차적으로 기입된다. 이와 동시에 전체 표시 패널의 화소는 제1 프레임(1 Frame)의 발광 기간(PER1)에 이미 각 화소에 저장되었던 이전 프레임의 우안 영상 데이터 신호(N-1th_R-d)에 따른 영상을 전체 패널의 모든 화소에서 동시에 표시한다.

제1 프레임에 이어지는 제2 프레임(2 Frame) 동안에도 마찬가지로 상기 제1 프레임에서 기입되었던 좌안 영상 데이터 신호(Nth_L-d)에 따른 데이터 전압을 리셋하는 리셋 기간(PR21), 표시 패널의 각 화소의 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 문턱전압 보상 기간(PR22), 및 제2 프레임(2 Frame)에 대응하는 우안 영상 데이터 신호(Nth_R-d)가 순차적으로 표시 패널의 각 화소에 기입되는 데이터 기입 기간(PR23)이 연속적으로 이어진다.

상술한 바와 같이 상기 제2 프레임(2 Frame)의 데이터 기입 기간(PR23)과 동시에 발광 기간(PEL2)에서는 제1 프레임(1 Frame)의 데이터 기입 기간(PL13)에 저장되었던 좌안 데이터 신호에 따른 구동 전류로 전체 화소가 발광한다.

제2 프레임(2 Frame)의 데이터 기입 기간(PR23)에 순차로 기입된 우안 영상 데이터 신호(Nth_R-d)는 제3 프레임(3 Frame)의 발광 기간(PER3)에서 전체 화소에서 대응하는 구동 전류에 따라 동시에 발광한다.

따라서, 제2 프레임(2 Frame)의 발광 기간(PEL2)과 제3 프레임(3 Frame)의 발광 기간(PER3)이 연속적으로 이어지면서 각각 좌안 영상과 우안 영상을 표시하게 되어 화면에 3차원 입체 영상을 구현할 수 있게 된다.

도 8의 입체 영상 구동 방식에 따르면, 좌안 영상 데이터 신호와 우안 영상 데이터 신호가 순서대로 교번하여 기입되고, 각 입력된 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 다음 프레임에서 차례대로 동시에 발광하여 3차원 이미지를 표현하게 된다. 이때 발광 유지 기간은 표시 패널의 각 화소의 스캔에 상관없이 자유롭게 설정 가능하다. 따라서 입체 표시 장치의 셔터 안경의 액정 셔터의 응답속도 등에 최적화 하여 각 시점(視點, view point) 이미지 간의 시간 간격을 설정할 수 있다.

본 발명의 화소 회로와 그 구동 방법의 실시 예에 따르면, 데이터 선을 통해 인가되는 전압을 기준으로 각 화소의 구성 소자들이 동작하므로 안정적이고 균일한 화면 표시가 가능하게 된다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.

10: 표시 패널 20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부 40: 타이밍 제어부
50: 전원 제어부 60: 보상 제어 신호부
70: 화소

Claims

한 프레임 동안, 데이터 선을 통해 전달된 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 높은 레벨의 제2 전압을 인가받고, 상기 데이터 선을 통해 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 인가받아 저장하고, 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 화소를 복수 개 포함하는 표시 패널을 구비하고,
상기 한 프레임 중 상기 제3 전압이 저장되는 제1 기간과 상기 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 제2 기간은 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 영상 데이터 신호는, 상기 해당 프레임에 대응하는 제1 시점 영상 데이터 신호 또는 제2 시점 영상 데이터 신호이고,
상기 제2 영상 데이터 신호는, 상기 이전 프레임에 대응하는 제1 시점 영상 데이터 신호 또는 제2 시점 영상 데이터 신호이며,
상기 제1 영상 데이터 신호와 상기 제2 영상 데이터 신호의 시점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 한 프레임은,
상기 데이터 선을 통해 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 보상 커패시터의 일단에 상기 제1 전압을 전달하는 리셋 기간,
전원 공급부에서 제1 전원전압을 제1 레벨로 인가하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 드레인 전극 전압을 상기 제1 레벨로 설정하는 초기화 기간,
상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상하는 보상 기간,
상기 제4 전압을 상기 보상 커패시터의 일단에 전달하는 데이터 전달 기간,
상기 복수의 화소 각각에 순차적으로 전달되는 주사 신호에 응답하여 상기 제3 전압을 저장하는 데이터 기입 기간, 및
상기 데이터 기입 기간과 중첩되어, 상기 복수의 화소 각각의 유기 발광 다이오드가 상기 데이터 전달 기간에 전달된 상기 제4 전압에 대응하는 구동 전류로 동시에 발광하는 발광 기간을 포함하는 표시 장치.
제 3항에 있어서,
상기 데이터 기입 기간은 상기 발광 기간과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 3항에 있어서,
상기 리셋 기간은 상기 구동 트랜지스터의 물질 특성에 따라 한 프레임 내에서 지속 기간(duration)이 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 3항에 있어서,
상기 리셋 기간, 초기화 기간, 보상 기간, 및 데이터 전달 기간 동안 상기 복수의 화소는 모두 발광하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 전압은 각 화소의 구성 소자를 턴 온 시키는 게이트 온 전압 레벨의 전압값을 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2 전압은 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압의 최저값 내지 최고값 사이의 전압값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 구동 전류량은, 상기 제4 전압에 대하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 보상 커패시터의 일단에 접속하는 저장 소자의 용량비에 따른 전압 변화량이 반영된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 화소 각각은,
유기 발광 다이오드,
상기 구동 전류를 상기 유기 발광 다이오드에 전달하는 제1 트랜지스터,
상기 제4 전압을 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 보상 커패시터의 일단이 접속하는 제1 접점에 전달하는 제2 트랜지스터,
상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 구비되어 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하는 제3 트랜지스터,
상기 데이터 선과 상기 제1 접점 사이에 구비되어 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 상기 접점에 전달하는 제4 트랜지스터,
복수의 주사 신호 중 대응하는 주사 신호에 따라 상기 제2 트랜지스터의 일 전극이 연결된 제2 접점에 전원선으로부터 인가되는 소정의 기준 전압을 전달하는 제5 트랜지스터,
상기 제1 트랜지스터의 소스 전극과 상기 제1 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 저장 커패시터,
상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제1 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 보상 커패시터, 및
상기 데이터 선과 상기 제2 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 유지 커패시터를 포함하는 표시 장치.
제 10항에 있어서,
상기 유지 커패시터는 상기 제3 전압을 해당 프레임의 다음 프레임의 데이터 전달 기간까지 저장하고, 상기 제4 전압을 해당 프레임의 데이터 전달 기간까지 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 소스 전극에 인가되는 제1 전원전압은 리셋 기간 및 초기화 기간 동안 로우 레벨로 전달되고,
상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 제2 전원전압은 상기 초기화 기간 및 발광 기간 동안 로우 레벨로 전달되고,
상기 복수의 주사 신호는 데이터 기입 기간 동안 순차적으로 화소 라인별로 게이트 온 전압 레벨로 전달되며,
상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터 각각의 게이트 전극에 전달되는 제1 제어 신호는 상기 리셋 기간 및 보상 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달되고 상기 초기화 기간 동안 게이트 온 전압 레벨에서 게이트 오프 전압 레벨로 변화되어 전달되고,
상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제2 제어 신호는 데이터 전달 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달되는 표시 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터가 턴 온 된 기간 중 리셋 기간 동안 상기 제4 트랜지스터의 소스 전극에 연결된 데이터 선을 통해 상기 제1 전압이 인가되고,
상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터가 턴 온 된 기간 중 일부 초기화 기간과 보상 기간 동안 상기 데이터 선을 통해 상기 제2 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 화소 각각은,
상기 한 프레임 동안, 상기 제1 전압을 전원선을 통해 인가받고, 상기 제2 전압을 상기 데이터 선을 통해 인가받는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 14항에 있어서,
상기 한 프레임은,
상기 전원선을 통해 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 보상 커패시터의 일단에 상기 제1 전압을 전달하는 리셋 기간,
전원 공급부에서 제1 전원전압을 제1 레벨로 인가하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 드레인 전극 전압을 상기 제1 레벨로 설정하는 초기화 기간,
상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상하는 보상 기간,
해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압을 상기 보상 커패시터의 일단에 전달하는 데이터 전달 기간,
상기 복수의 화소 각각에 순차적으로 전달되는 주사 신호에 응답하여 상기 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 저장하는 데이터 기입 기간, 및
상기 데이터 기입 기간과 중첩되어, 상기 복수의 화소 각각의 유기 발광 다이오드가 상기 데이터 전달 기간에 전달된 상기 제4 전압에 대응하는 구동 전류로 동시에 발광하는 발광 기간을 포함하는 표시 장치.
제 15항에 있어서,
상기 데이터 기입 기간은 상기 발광 기간과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 14항에 있어서,
상기 복수의 화소 각각은,
유기 발광 다이오드,
상기 구동 전류를 상기 유기 발광 다이오드에 전달하는 제1 트랜지스터,
상기 데이터 선과 제3 접점 사이에 구비되어 복수의 주사 신호 중 대응하는 주사 신호에 따라 상기 데이터 선을 통해 상기 제2 전압과 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 상기 제3 접점에 전달하는 제2 트랜지스터,
상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 구비되어 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하는 제3 트랜지스터,
제4 접점과 제5 접점 사이에 구비되어 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 따라 저장된 전압을 상기 제5 접점에 전달하는 제4 트랜지스터,
상기 전원선과 상기 제4 접점 사이에 구비되어 상기 전원선을 통해 인가되는 상기 제1 전압을 상기 제4 접점에 전달하는 제5 트랜지스터,
상기 제1 트랜지스터의 소스 전극과 상기 제5 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 저장 커패시터,
상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제5 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 보상 커패시터, 및
상기 제3 접점과 상기 제4 접점 사이에 양 전극이 연결되어 상기 양 전극의 전위차에 따른 전압을 저장하는 유지 커패시터를 포함하는 표시 장치.
제 17항에 있어서,
상기 유지 커패시터는 상기 제1 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압에 대응하여 저장된 전압값을 상기 해당 프레임의 다음 프레임의 데이터 전달 기간까지 유지하고, 상기 제2 영상 데이터 신호에 따라 저장된 전압값을 상기 해당 프레임의 데이터 전달 기간까지 유지하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 17항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 소스 전극에 인가되는 제1 전원전압은 초기화 기간 동안 로우 레벨로 전달되고,
상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 제2 전원전압은 발광 기간 동안 로우 레벨로 전달되고,
상기 복수의 주사 신호는 데이터 전달 기간 동안 동시에 상기 복수의 화소의 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 온 전압 레벨로 전달되고, 데이터 기입 기간 동안 순차적으로 화소 라인별로 상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 온 전압 레벨로 전달되며,
상기 제3 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제1 제어 신호는 상기 보상 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달되고,
상기 제4 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제2 제어 신호는 리셋 기간, 상기 보상 기간, 상기 데이터 전달 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달되고,
상기 제5 트랜지스터의 게이트 전극에 전달되는 제3 제어 신호는 상기 데이터 전달 기간을 제외한 나머지 기간 동안 게이트 온 전압 레벨로 전달되는 표시 장치.
제 17항에 있어서,
상기 제5 트랜지스터가 턴 온 된 기간 중 리셋 기간 동안 상기 전원선을 통해 상기 제1 전압이 인가되고,
상기 복수의 주사 신호가 동시에 로우 레벨로 전달되어 상기 제2 트랜지스터가 턴 온 되는 데이터 전달 기간 동안 상기 데이터 선을 통해 상기 제2 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 표시 장치는,
상기 복수의 화소의 구동을 활성화하는 복수의 주사 신호를 생성하여 전달하는 주사 구동부,
상기 데이터 선을 통해 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 또는 상기 복수의 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부,
상기 복수의 화소에 공급되는 구동 전원전압과 기준 전압을 제어하는 전원 제어부,
상기 한 프레임에 포함된 기간에 따라 상기 복수의 화소 각각에 포함된 트랜지스터의 개폐를 제어하기 위한 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하여 전달하는 보상 제어 신호부, 및
외부 영상 신호를 처리하여 프레임에 대응하는 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 전달하고, 상기 주사 구동부, 데이터 구동부, 전원 제어부, 및 보상 제어 신호부의 구동을 제어하는 타이밍 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 21항에 있어서,
상기 데이터 구동부는 상기 제2 전압 또는 상기 복수의 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하고,
상기 보상 제어 신호부는 상기 전원 제어부에서 상기 기준 전압을 인가받도록 제어하는 제3 제어 신호를 더 생성하여 전달하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
데이터 선을 통해 전달된 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 높은 레벨의 제2 전압을 인가받고, 상기 데이터 선을 통해 해당 프레임에 대응하는 제1 영상 데이터 신호에 대응하는 제3 전압을 인가받아 저장하고, 상기 해당 프레임의 이전 프레임에 대응하는 제2 영상 데이터 신호에 대응하는 제4 전압에 따른 구동 전류로 발광하는 화소를 복수 개 포함하는 표시 패널을 구비하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
상기 데이터 선을 통해 상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터가 연결된 보상 커패시터의 일단에 상기 제1 전압을 전달하는 리셋 단계,
전원 공급부에서 제1 전원전압을 제1 레벨로 인가하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 드레인 전극 전압을 상기 제1 레벨로 설정하는 초기화 단계,
상기 복수의 화소 각각의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 동시에 보상하는 보상 단계,
상기 제4 전압을 상기 보상 커패시터의 일단에 전달하는 데이터 전달 단계,
상기 복수의 화소 각각에 순차적으로 전달되는 주사 신호에 응답하여 상기 제3 전압을 저장하는 데이터 기입 단계, 및
상기 데이터 기입 단계가 수행되는 기간과 중첩되어, 상기 복수의 화소 각각의 유기 발광 다이오드가 상기 데이터 전달 단계에서 전달된 상기 제4 전압에 대응하는 구동 전류로 동시에 발광하는 발광 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 데이터 기입 단계가 수행되는 기간은 상기 발광 단계가 수행되는 기간과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 제1 전압은 각 화소의 구성 소자를 턴 온 시키는 게이트 온 전압 레벨의 전압값을 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 제2 전압은 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압의 최저값 내지 최고값 사이의 전압값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 구동 전류량은, 상기 제4 전압에 대하여 상기 화소의 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 보상 커패시터의 일단에 접속하는 저장 소자의 용량비에 따른 전압 변화량이 반영된 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 리셋 단계, 초기화 단계, 보상 단계, 및 데이터 전달 단계에서 상기 복수의 화소는 모두 발광하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 제1 영상 데이터 신호는, 상기 해당 프레임에 대응하는 제1 시점 영상 데이터 신호 또는 제2 시점 영상 데이터 신호이고,
상기 제2 영상 데이터 신호는, 상기 이전 프레임에 대응하는 제1 시점 영상 데이터 신호 또는 제2 시점 영상 데이터 신호이며,
상기 제1 영상 데이터 신호와 상기 제2 영상 데이터 신호의 시점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제 23항에 있어서,
상기 복수의 화소 각각은,
상기 리셋 단계에서 상기 제1 전압을 전원선을 통해 인가받고, 상기 데이터 전달 단계에서 상기 제2 전압을 상기 데이터 선을 통해 인가받는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.