KR20150027351A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저계조 구현시 원하지 않는 유기 발광 소자의 발광으로 인한 명암비(Contrast ratio)의 감소를 방지할 수 있도록 한 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 데이터 전류에 의해 발광하는 유기 발광 소자와, 데이터 전압과 레퍼런스 전압의 차전압에 기초한 상기 데이터 전류를 상기 유기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로를 가지는 복수의 화소; 상기 복수의 화소 각각에 상기 데이터 전압을 공급하는 복수의 데이터 라인; 상기 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 공급하는 복수의 게이트 라인; 및 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 화소에 연결되고, 연결된 화소에 상기 레퍼런스 전압을 공급하는 복수의 레퍼런스 라인을 포함하여 구성되며, 상기 레퍼런스 전압은 상기 레퍼런스 라인에 연결된 화소의 데이터에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 명암비(Contrast ratio)를 개선할 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 평판 표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치가 상용화되고 있다. 이러한, 평판 표시 장치 중에서 유기 발광 표시 장치는 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.
종래의 유기 발광 표시 장치는 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하여 이루어지며, 각 화소는 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이의 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자, 및 유기 발광 소자를 발광시키는 화소 회로로 이루어진다. 상기 화소 회로는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 및 커패시터로 이루어진다. 상기 스위칭 트랜지스터는 게이트 신호에 따라 스위칭되어 데이터 전압을 구동 트랜지스터에 공급하고, 상기 구동 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터로부터 공급되는 데이터 전압에 따라 스위칭되어 유기 발광 소자로 흐르는 전류를 제어함으로써 유기 발광 소자의 발광을 제어한다. 상기 커패시터는 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이의 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 구동 트랜지스터를 스위칭시킨다. 상기 유기 발광 소자는 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 의해 발광한다.
그러나, 종래의 유기 발광 표시 장치는 공정 편차 등의 이유로 화소마다 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(mobility) 등과 같은 구동 트랜지스터의 특성 차이가 발생하여 유기 발광 소자를 구동하는 전류량이 달라짐으로써 화소간에 휘도 편차가 발생된다는 문제점이 있다. 일반적으로, 상기 구동 트랜지스터의 특성 차이는 화면에 얼룩이나 무늬를 발생시키고, 장기간 구동에 따른 유기 발광 소자의 열화로 인한 특성 차이는 유기 발광 표시 패널의 수명을 감소시키거나 잔상을 발생시킨다. 이러한, 각 화소의 특성 변화로 인한 문제점을 개선하기 위한 방법으로는 내부 보상 기술과 외부 보상 기술이 알려져 있다.
내부 보상 기술은 적어도 하나의 보상 트랜지스터와 적어도 하나의 보상 커패시터 등으로 이루어지는 보상 회로를 각 화소의 화소 회로에 추가하고, 보상 회로를 통해 화소의 특성 변화를 보상하게 된다. 그러나, 이러한 내부 보상 기술은 각 화소에 추가되는 보상 트랜지스터, 보상 커패시터 및 신호 라인 등으로 인하여 각 화소의 개구율이 저하되는 문제점이 있다.
외부 보상 기술은 화소의 외부에서 화소의 특성 변화를 센싱하여 화소의 데이터에 반영해 화소의 특성 변화를 보상하는 것으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0066449호 등과 같은 선행기술문헌에 개시되어 있다.
상기 선행기술문헌은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 트랜지스터(M1)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(n1)에 레퍼런스 전압(reference Voltage; Vref)을 인가함과 동시에 제 2 트랜지스터(M2)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 데이터 전압을 인가하는 방식으로 유기 발광 소자(OLED)를 발광시킨다. 그리고, 외부 보상시, 상기 선행기술문헌은 제 1 트랜지스터(M1)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(n1)에 레퍼런스 전압(Vref)을 인가하고, 제 2 트랜지스터(M2)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 연결된 데이터 라인(D)을 통해 구동 트랜지스터(DT)의 특성 변화 및/또는 유기 발광 소자(OLED)의 특성 변화를 센싱한다.
상기 선행기술문헌의 레퍼런스 전압(Vref)은 일정한 직류(DC) 전압 값으로 고정되어 있다. 이에 따라, 상기 선행기술문헌에서는 높은 계조를 구현하기 위해 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 낮은 데이터 전압을 인가하고, 낮은 계조를 구현하기 위해 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 높은 데이터 전압을 인가하게 된다. 이에 따라, 상기 선행기술문헌에서는 유기 발광 소자(OLED)에 연결되어 있는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 데이터 전압이 인가되기 때문에 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 인가되는 데이터 전압이 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압(Vth_OLED)보다 높을 경우, 화소의 데이터 충전 기간 동안 상기 데이터 전압에 의해 유기 발광 소자(OLED)가 발광하게 되는 문제점이 있다.
도 2는 선행기술문헌에 있어서, 하나의 단위 화소를 통해 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 단위 화소의 데이터 전압을 나타낸 파형도이다.
도 2를 도 1과 결부하여 선행기술문헌의 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 데이터 전압을 설명하면 다음과 같다.
우선, 각 화소에 공급되는 레퍼런스 전압(Vref)은 16V로 고정되어 있고, 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압(Vth_oled)은 6V인 것으로 가정하고, 제 1 수평 기간(1H)에서는 상대적으로 높은 휘도의 고계조를 구현하고, 제 2 수평 기간(2H)에서는 상대적으로 낮은 휘도의 저계조를 구현하는 것으로 가정하기로 한다.
상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간 동안, 2V의 적색 데이터 전압(Vdata_R), 4V의 녹색 데이터 전압(Vdata_G), 8V의 청색 데이터 전압(Vdata_B), 및 6V의 백색 데이터 전압(Vdata_W)이 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가되게 된다. 이에 따라, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간 동안 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 14V(Vref-Vdata_R), 12V(Vref-Vdata_G), 8V(Vref-Vdata_B), 및 10V(Vref-Vdata_W)의 전압이 각각 인가된다. 따라서, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 발광 기간에서는 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전압(14V, 12V, 8V, 10V) 각각에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 높은 휘도의 고계조를 구현하게 된다. 여기서, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간에서, 청색 화소에 인가되는 청색 데이터 전압(Vdata_B)이 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압(Vth_oled)보다 높기 때문에 상기 데이터 충전 기간 동안 상기 청색 화소의 유기 발광 소자(OLED)가 발광하게 되고, 이로 인해 고계조의 휘도가 증가된다.
반면에, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간 동안, 16V의 적색 데이터 전압(Vdata_R), 12V의 녹색 데이터 전압(Vdata_G), 14V의 청색 및 백색 데이터 전압(Vdata_B, Vdata_W) 각각이 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 인가되게 된다. 이에 따라, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간 동안 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 0V(Vref-Vdata_R), 4V(Vref-Vdata_G), 2V(Vref-Vdata_B), 및 2V(Vref-Vdata_W)의 전압이 각각 인가된다. 따라서, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 발광 기간에서는 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전압(0V, 4V, 2V, 2V) 각각에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 낮은 휘도의 저계조를 구현하게 된다. 그러나, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간에서, 각 화소(R, G, B, W)의 데이터 전압(Vdata_R, Vdata_G, Vdata_B, Vdata_W) 각각이 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압(Vth_OLED)보다 높기 때문에 상기 데이터 충전 기간 동안 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)가 모두 발광하게 되고 이로 인해 저계조의 휘도가 증가된다.
따라서, 상기 선행기술문헌에서는 저계조 구현시 원하지 않는 유기 발광 소자(OLED)의 발광으로 인한 저계조의 휘도 증가로 인하여 명암비(Contrast ratio)가 감소한다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 저계조 구현시 원하지 않는 유기 발광 소자의 발광으로 인한 명암비(Contrast ratio)의 감소를 방지할 수 있도록 한 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 화소의 개구율을 증가시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 데이터 전류에 의해 발광하는 유기 발광 소자와, 데이터 전압과 레퍼런스 전압의 차전압에 기초한 상기 데이터 전류를 상기 유기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로를 가지는 복수의 화소; 상기 복수의 화소 각각에 상기 데이터 전압을 공급하는 복수의 데이터 라인; 상기 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 공급하는 복수의 게이트 라인; 및 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 화소에 연결되고, 연결된 화소에 상기 레퍼런스 전압을 공급하는 복수의 레퍼런스 라인을 포함하여 구성되며, 상기 레퍼런스 전압은 상기 레퍼런스 라인에 연결된 화소의 데이터에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 데이터 전압이 공급되는 복수의 데이터 라인에 개별적으로 접속된 복수의 화소, 및 상기 복수의 화소 중 적어도 2개의 화소에 공유되도록 접속된 복수의 레퍼런스 라인을 포함하는 표시 패널; 및 상기 복수의 레퍼런스 라인 각각에 공유된 화소들의 데이터에 따라 상기 복수의 레퍼런스 라인 각각에 공급되는 레퍼런스 전압을 가변하고, 상기 가변된 레퍼런스 전압에 따라 상기 각 화소의 데이터 전압을 보정하여 해당 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 각 화소에서 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가되어야 하는 전압에 따라 레퍼런스 전압을 가변하여 구동 트랜지스터의 소스 전극에 공급되는 데이터 전압을 최대한 낮춤으로써 저계조 구현시 원하지 않는 유기 발광 소자의 발광으로 인한 명암비의 감소를 방지할 수 있다.
둘째, 적어도 2개의 화소에 하나의 레퍼런스 라인이 공유됨으로써 화소의 개구율이 증가될 수 있다.
도 1은 종래의 유기 발광 표시 장치의 화소 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 유기 발광 표시 장치에 있어서, 하나의 단위 화소를 통해 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 단위 화소의 데이터 전압을 나타낸 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 화소를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 데이터 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 데이터 전압 생성부와 레퍼런스 전압 생성부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 모드시 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 센싱 모드시 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 도 9에 도시된 데이터 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 레퍼런스 전압 생성부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 하나의 단위 화소를 통해 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 단위 화소의 데이터 전압을 나타낸 파형도이다.
도 15는 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 하나의 단위 화소를 통해 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 단위 화소의 데이터 전압을 나타낸 파형도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 화소를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 패널(110), 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(130), 및 데이터 구동부(140)를 포함하여 구성된다.
상기 표시 패널(110)은 복수의 데이터 라인(D[1] 내지 D[n]), 복수의 게이트 라인(G[1] 내지 G[m]), 복수의 레퍼런스 라인(reference line)(R[1] 내지 R[n]), 및 복수의 화소(P)를 포함한다.
상기 복수의 데이터 라인(D[1] 내지 D[n]) 각각은 표시 패널(110)에 일정한 간격으로 형성된다.
상기 복수의 게이트 라인(G[1] 내지 G[m]) 각각은 상기 복수의 데이터 라인(D[1] 내지 D[n]) 각각과 교차하도록 표시 패널(110)에 일정한 간격으로 형성된다. 여기서, 상기 복수의 게이트 라인(G[1] 내지 G[m]) 각각은 제 1 및 제 2 게이트 신호 라인(Ga, Gb)으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 레퍼런스 라인(R[1] 내지 R[n]) 각각은 상기 복수의 데이터 라인(D[1] 내지 D[n]) 각각과 나란하도록 표시 패널(110)에 일정한 간격으로 형성된다.
상기 복수의 화소(P) 각각은 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소, 및 백색 화소 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 하나의 영상을 표시하는 하나의 단위 화소는 인접한 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소, 및 백색 화소로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 인접한 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소로 이루어질 수도 있다.
상기 복수의 화소(P) 각각은 복수의 데이터 라인(D[1] 내지 D[n])과 복수의 게이트 라인(G[1] 내지 G[m]) 및 복수의 레퍼런스 라인(R[1] 내지 R[n])의 교차 영역에 형성됨으로써 각 게이트 라인(G[1] 내지 G[m])에 공급되는 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)에 따라 각 데이터 라인(D[1] 내지 D[n])으로부터 공급되는 데이터 전압과 각 레퍼런스 라인(R[1] 내지 R[n])으로부터 공급되는 레퍼런스 전압의 차전압에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 영상을 표시한다. 이를 위해, 상기 복수의 화소(P) 각각은 유기 발광 소자(OLED), 및 화소 회로(PC)를 포함한다.
상기 유기 발광 소자(OLED)는 상기 화소 회로(PC)로부터 공급되는 데이터 전류에 의해 발광하여 데이터 전류에 대응되는 휘도의 광을 방출한다. 이를 위해, 상기 유기 발광 소자(OLED)는 화소 회로(PC)에 접속된 애노드 전극(미도시), 애노드 전극 상에 형성된 유기층(미도시), 및 유기층 상에 형성되어 캐소드 전압(EVSS)이 공급되는 캐소드 전극(미도시)을 포함한다. 이때, 유기층은 정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층의 구조 또는 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 나아가, 상기 유기층은 상기 유기 발광층의 발광 효율 및/또는 수명 등을 향상시키기 위한 기능층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 화소 회로(PC)는 제 1 스위칭 트랜지스터(ST1), 제 2 스위칭 트랜지스터(ST2), 상기 구동 트랜지스터(DT), 및 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 트랜지스터(ST1, ST2, DT)는 N형 박막 트랜지스터(TFT)로서 a-Si TFT, poly-Si TFT, Oxide TFT, Organic TFT 등이 될 수 있다.
상기 제 1 스위칭 트랜지스터(ST1)는 제 1 게이트 신호 라인(Ga)에 접속된 게이트 전극, 인접한 레퍼런스 라인(R[i])에 접속된 제 1 전극, 및 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극인 제 1 노드(n1)에 접속된 제 2 전극을 포함한다. 이러한, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터(ST1)는 상기 제 1 게이트 신호 라인(Ga)에 공급되는 게이트 신호에 따라 상기 레퍼런스 라인(R[i])에 공급되는 레퍼런스 전압(Vref)을 제 1 노드(n1), 즉 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 공급한다.
상기 제 2 스위칭 트랜지스터(ST2)는 제 2 게이트 신호 라인(Gb)에 접속된 게이트 전극, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극인 제 2 노드(n2)에 접속된 제 1 전극, 및 인접한 데이터 라인(D[i])에 접속된 제 2 전극을 포함한다. 이러한, 상기 제 2 스위칭 트랜지스터(ST2)는 상기 제 2 게이트 신호 라인(Gb)에 공급되는 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인(D[i])에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 제 2 노드(n2), 즉 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급한다.
상기 커패시터(Cst)는 상기 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극, 즉 상기 제 1 및 제 2 노드(n1, n2) 간에 접속되는 제 1 및 제 2 전극을 포함한다. 이러한 커패시터(Cst)는 제 1 및 제 2 노드(n1, n2) 각각에 공급되는 전압의 차 전압을 충전한 후, 충전된 전압에 따라 상기 구동 트랜지스터(DT)를 스위칭시킨다.
상기 구동 트랜지스터(DT)는 상기 제 1 스위칭 트랜지스터(ST1)의 제 2 전극과 상기 커패시터(Cst)의 제 1 전극에 공통적으로 접속된 게이트 전극, 상기 제 2 스위칭 트랜지스터(ST2)의 제 1 전극과 상기 커패시터(Cst)의 제 2 전극 및 상기 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극에 공통적으로 접속된 소스 전극, 및 구동 전압(EVDD) 라인에 접속된 드레인 전극을 포함한다. 이러한, 상기 구동 트랜지스터(DT)는 상기 커패시터(Cst)의 전압에 의해 턴-온됨으로써 구동 전압(EVDD) 라인으로부터 유기 발광 소자(OLED)로 흐르는 전류 량을 제어한다.
상기 타이밍 제어부(120)는 게이트 구동부(130)와 데이터 구동부(140)를 표시 모드로 동작시키고, 사용자의 설정 또는 설정된 구동 트랜지스터의 문턱 전압/이동도 센싱 시점에서는 게이트 구동부(130)와 데이터 구동부(140)를 센싱 모드로 동작시킨다. 여기서, 상기 센싱 모드는 유기 발광 표시 장치의 제품 출하 전의 검사 공정, 표시 패널(110)의 초기 구동시, 또는 표시 패널(110)의 장시간 구동 이후 종료시에 수행되거나, 실시간 또는 주기적으로 설정된 프레임의 블랭크 기간에 수행될 수 있다.
상기 타이밍 제어부(120)는 외부, 즉 시스템 본체(미도시) 또는 그래픽 카드(미도시)로부터 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)에 기초하여, 상기 표시 모드 또는 상기 센싱 모드에 따라 각 화소(P)를 구동시키기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 제어 신호(GCS) 각각을 생성한다.
상기 타이밍 제어부(120)는 상기 센싱 모드에 따라 데이터 구동부(140)로부터 제공되는 각 화소(P)의 센싱 데이터(Sdata)를 메모리(미도시)에 저장하고, 상기 표시 모드시, 메모리에 저장된 센싱 데이터(Dsen)에 기초하여 입력 데이터(RGB)를 보정하고, 보정된 보정 데이터(R'G'B'W')를 데이터 구동부(140)에 제공한다. 즉, 상기 타이밍 제어부(120)는 외부로부터 입력되는 적색, 녹색, 및 청색의 입력 데이터(RGB)를 표시 패널(110)의 화소 배치 구조에 대응되도록 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 4색 데이터(RGBW)로 변환하고, 메모리에 저장되어 있는 센싱 데이터(Dsen)에 기초하여 상기 4색 데이터(RGBW)를 4색 표시 데이터(R'G'B'W')로 보정하여 데이터 구동부(140)에 제공한다. 이 경우, 상기 타이밍 제어부(120)는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0060476호 또는 제10-2013-0030598호에 개시된 변환 방법에 따라 3색 입력 데이터(RGB)를 4색 데이터(RGBW)로 변환하는 4색 데이터 변환부(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 게이트 구동부(130)는 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb) 각각을 순차적으로 생성하여 복수의 게이트 라인(G[1] 내지 G[m]) 각각의 제 1 및 제 2 게이트 신호 라인(Ga, Gb) 각각에 순차적으로 공급한다.
상기 데이터 구동부(140)는 각 화소(P)의 표시 데이터(R'G'B'W'), 즉 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가되어야 하는 전압에 따라 레퍼런스 전압(Vref)을 가변하여 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 최대한 낮춤으로써 상기 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압보다 높은 데이터 전압으로 인한 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 방지하여 명암비를 향상시킨다. 구체적으로, 상기 데이터 구동부(140)는 1 수평 기간 단위로, 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 표시 데이터(R'G'B'W')를, 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 아날로그 형태의 계조 전압으로 변환하고, 상기 표시 데이터(R'G'B'W')에 대응되는 레퍼런스 전압(Vref)을 생성하여 상기 레퍼런스 라인(R[1] 내지 R[i])에 공급함과 동시에 상기 레퍼런스 전압(Vref)에 따라 상기 계조 전압을 데이터 전압으로 보정하여 해당 데이터 라인(D[1] 내지 D[i])에 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동부(140)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 전압 생성부(141), 레퍼런스 전압 생성부(143), 센싱 데이터 생성부(145), 제 1 및 제 2 스위칭부(147, 149)를 포함한다.
상기 데이터 전압 생성부(141)는 1 수평 기간 단위로, 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 표시 데이터(R'G'B'W')를 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 아날로그 형태의 계조 전압으로 변환하고, 상기 레퍼런스 전압 생성부(143)로부터 공급되는 상기 레퍼런스 전압(Vref)에 따라 상기 계조 전압을 데이터 전압으로 보정하여 제 1 스위칭부(147)에 공급한다. 이를 위해, 상기 데이터 전압 생성부(141)는 쉬프트 레지스터부(141a), 래치부(141b), 디지털-아날로그 변환부(141c), 및 전압 보정부(141d)를 포함한다.
상기 쉬프트 레지스터부(141a)는 상기 데이터 제어 신호(DCS)의 소스 스타트 신호와 소스 쉬프트 클럭을 이용하여 상기 소스 쉬프트 클럭에 따라 상기 소스 스타트 신호를 쉬프트시킴으로써 샘플링 신호(SS)를 순차적으로 출력한다.
상기 래치부(141b)는 상기 쉬프트 레지스터부(141a)로부터 공급되는 샘플링 신호(SS)에 따라 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 표시 데이터(R'G'B'W')를 순차적으로 샘플링하여 래치하고, 상기 데이터 제어 신호(DCS)의 소스 출력 인에이블 신호에 따라 1수평 라인분의 래치 데이터(Rdata)를 동시에 출력한다.
상기 디지털-아날로그 변환부(141c)는 계조 전압 생성부(미도시)로부터 공급되는 복수의 계조 전압 중에서 래치 데이터(Rdata)에 대응되는 계조 전압(Vgray)을 선택하여 출력한다.
상기 전압 보정부(141d)는 상기 레퍼런스 전압 생성부(143)로부터 공급되는 상기 레퍼런스 전압(Vref)에 따라 상기 계조 전압(Vgray)을 보정하여 데이터 전압(Vdata)을 생성하고, 생성된 데이터 전압(Vdata)을 제 1 스위칭부(147)에 공급한다. 즉, 상기 전압 보정부(141d)는 상기 레퍼런스 전압(Vref)에서 상기 계조 전압(Vgray)을 감산 연산(-)하여 상기 데이터 전압(Vdata)을 생성할 수 있다.
상기 레퍼런스 전압 생성부(143)는 상기 데이터 전압 생성부(141), 즉 상기 데이터 전압 생성부(141)의 래치부(141b)로부터 래치 데이터(Rdata)를 공급받아, 공급된 래치 데이터(Rdata)를 디지털-아날로그 변환하여 레퍼런스 전압(Vref1, Vref2)을 생성하여 상기 레퍼런스 라인(R[1], R[2])에 공급한다. 즉, 상기 레퍼런스 전압 생성부(143)는 상기 계조 전압 생성부로부터 공급되는 복수의 계조 전압 중에서 래치 데이터(Rdata)에 대응되는 계조 전압을 선택하여 상기 레퍼런스 전압(Vref1, Vref2)을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 레퍼런스 전압 생성부(143)에는 상기 데이터 전압 생성부(141)의 래치부(141b)로부터 래치 데이터(Rdata)가 공급되지 않고, 상기 타이밍 제어부(120)로부터 표시 데이터(R'G'B'W')가 직접 공급될 수도 있다.
상기 센싱 데이터 생성부(145)는 유기 발광 표시 장치의 센싱 모드에 따른 타이밍 제어부(120)의 제어에 따라 상기 제 2 스위칭부(149)를 통해 각 화소(P[1], P[2])의 데이터 라인(D[1], D[2])에 연결되어 데이터 라인(D[1], D[2])의 전류 또는 전압을 센싱하여 각 화소(P[1], P[2])의 특성 변화에 대응되는 센싱 데이터(Dsen)를 생성하고, 생성된 타이밍 제어부(120)에 제공한다. 즉, 상기 센싱 데이터(Dsen)는 상기 타이밍 제어부(120)에 의해 메모리에 저장되어 유기 발광 표시 장치의 표시 모드시 상기 4색 데이터(RGBW)에 반영된다. 여기서, 센싱 모드는 유기 발광 표시 장치의 제품 출하 전의 검사 공정, 사용자 설정, 또는 표시 모드 사이의 블랭킹 구간 등에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 각 화소의 특성 변화를 실시간 또는 주기적으로 보상하도록 설정될 수 있다.
상기 제 1 스위칭부(147)는 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 표시 모드 신호에 따라 스위칭되어 상기 데이터 전압 생성부(141)를 각 화소(P[1], P[2])의 데이터 라인(D[1], D[2])에 연결한다. 이를 위해, 상기 제 1 스위칭부(147)는 상기 표시 모드 신호에 따라 스위칭되는 복수의 제 1 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 2 스위칭부(149)는 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 센싱 모드 신호에 따라 스위칭됨으로써 상기 센싱 데이터 생성부(145)를 각 화소(P[1], P[2])의 데이터 라인(D[1], D[2])에 연결한다. 이를 위해, 상기 제 2 스위칭부(149)는 상기 센싱 모드 신호에 따라 스위칭되는 복수의 제 2 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 모드시 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 3, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상기 표시 모드시 제 1 게이트 라인(G[1])에 접속된 제 1 화소(P[1])의 데이터 충전 기간(t1)과 발광 기간(t2) 각각의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 데이터 충전 기간(t1)에서는, 상기 게이트 구동부(130)의 구동에 의해 게이트 온 전압 레벨의 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)가 제 1 게이트 라인(G[1])의 제 1 및 제 2 게이트 신호 라인(Ga, Gb)에 공급되고, 상기 데이터 구동부(140)의 구동에 의해 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공급됨과 동시에 제 1 데이터 전압(Vdata[1])이 제 1 데이터 라인(D[1])에 공급된다. 이에 따라, 제 1 화소(P[1])의 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(ST1, ST2) 각각이 상기 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)에 의해 턴-온됨으로써 상기 제 1 노드(n1)에는 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)이 공급되고, 상기 제 2 노드(n2)에는 제 1 데이터 전압(Vdata[1])이 공급된다. 이에 따라, 데이터 충전 기간(t1) 동안 커패시터(Cst)에는 상기 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)과 상기 제 1 데이터 전압(Vdata[1])의 차 전압(Vref1-Vdata[1])이 충전된다. 여기서, 상기 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)은 상기 데이터 구동부(140)에서, 제 1 화소(P[1])의 표시 데이터에 대응되는 계조 전압으로 가변되고, 상기 제 1 데이터 전압(Vdata[1])은 상기 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 의해 보정된 전압 값을 갖는다. 따라서, 데이터 충전 기간(t1)에서는 제 1 화소(P[1])의 표시 데이터에 따라 가변된 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 의해 보정된 제 1 데이터 전압(Vdata[1])이 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급되기 때문에 제 1 데이터 전압(Vdata[1])에 의해 유기 발광 소자(OLED)가 발광하는 현상이 발생하지 않게 된다.
이어서, 상기 발광 기간(t2)에서는, 상기 게이트 구동부(130)의 구동에 의해 게이트 오프 전압 레벨의 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)가 상기 제 1 및 제 2 게이트 신호 라인(Ga, Gb) 각각에 공급된다. 이에 따라, 상기 발광 기간(t2)에서는 제 1 화소(P[1])의 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(ST1, ST2) 각각이 상기 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)에 의해 턴-오프됨으로써 구동 트랜지스터(DT)가 상기 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 의해 턴-온된다. 따라서, 상기 턴-온된 구동 트랜지스터(DT)는 상기 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)과 상기 제 1 데이터 전압(Vdata[1])의 차 전압(Vref1-Vdata[1])에 의해 결정되는 데이터 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 공급함으로써 유기 발광 소자(OLED)를 발광시킨다. 즉, 상기 발광 기간(t2)에서, 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(ST1, ST2)가 턴-오프되면, 구동 전압(EVDD)에 의해 구동 트랜지스터(DT)에 전류가 흐르고, 이 전류에 비례하여 유기 발광 소자(OLED)가 발광을 시작하면서 제 2 노드(n2)의 전압이 상승하게 되며, 커패시터(Cst)에 의해 제 2 노드(n2)의 전압 상승만큼 제 1 노드(n1)의 전압이 상승함으로써 커패시터(Cst)의 전압에 의해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 지속적으로 유지되어 유기 발광 소자(OLED)가 다음 데이터 충전 기간(t1)까지 발광을 지속하게 된다.
이와 같은, 표시 모드에서, 각 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압은 센싱 데이터(Dsen)가 반영된 표시 데이터(R'G'B'W')에 대응되는 데이터 전압에 의해 보상되게 된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 센싱 모드시 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 3, 도 5, 도 6 및 도 8을 참조하여 상기 센싱 모드시 제 1 게이트 라인(G[1])에 접속된 제 1 화소(P[1])의 초기화 기간(t1), 충전 기간(t2), 및 센싱 기간(t3) 각각의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 초기화 기간(t1)에서는, 상기 게이트 구동부(130)의 구동에 의해 게이트 온 전압 레벨의 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)가 제 1 게이트 라인(G[1])의 제 1 및 제 2 게이트 신호 라인(Ga, Gb)에 공급되고, 상기 데이터 구동부(140)의 구동에 의해 센싱용 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공급됨과 동시에 센싱용 데이터 전압(Vsen)이 제 1 데이터 라인(D[1])에 공급된다. 이에 따라, 제 1 화소(P[1])의 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(ST1, ST2) 각각이 상기 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)에 의해 턴-온됨으로써 상기 제 1 노드(n1)에는 센싱용 레퍼런스 전압(Vref1)이 공급되고, 상기 제 2 노드(n2)에는 센싱용 데이터 전압(Vsen)이 공급된다. 이에 따라, 초기화 기간(t1) 동안 커패시터(Cst)에는 상기 센싱용 레퍼런스 전압(Vref1)과 상기 센싱용 데이터 전압(Vsen)의 차 전압(Vref1-Vsen)으로 초기화된다.
이어서, 상기 충전 기간(t2)에서는, 상기 게이트 구동부(130)의 구동에 의해 게이트 온 전압 레벨의 제 1 및 제 2 게이트 신호(GSa, GSb)가 제 1 게이트 라인(G[1])의 제 1 및 제 2 게이트 신호 라인(Ga, Gb)에 공급되고, 상기 데이터 구동부(140)의 구동에 의해 센싱용 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 계속 공급되며, 상기 데이터 구동부(140)의 제 1 스위칭부(147)의 스위칭에 따라 제 1 데이터 라인(D[1])이 플로팅된다. 이에 따라, 상기 충전 기간(t2)에서는, 센싱용 레퍼런스 전압(Vref1)에 의해 구동 트랜지스터(DT)가 턴-온되고, 턴-온된 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 전압이 플로팅 상태의 제 1 데이터 라인(D[1])에 충전된다. 이때, 제 1 데이터 라인(D[1])에는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)에 대응되는 전압이 충전된다.
이어서, 상기 센싱 기간(t3)에서는, 상기 게이트 구동부(130)의 구동에 의해 게이트 오프 전압 레벨의 제 1 게이트 신호(GSa)가 상기 제 1 게이트 신호 라인(Ga)에 공급되고, 상기 제 2 게이트 신호 라인(Gb)에 공급되는 제 2 게이트 신호(GSb)가 게이트 온 전압 레벨로 유지된다. 이와 동시에, 제 1 화소(P[1])의 데이터 라인(D[1])이 상기 데이터 구동부(140)의 제 2 스위칭부(149)를 통해 센싱 데이터 생성부(145)에 연결된다. 이에 따라, 상기 센싱 기간(t3) 동안, 상기 센싱 데이터 생성부(145)는 제 1 데이터 라인(D[1])에 충전된 전압을 센싱하고, 센싱된 전압, 즉 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압에 대응되는 전압을 센싱 데이터(Dsen)로 변환하여 타이밍 제어부(120)에 제공한다.
한편, 타이밍 제어부(120)는 상기와 같은 센싱 모드를 통해 각 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 검출한 후, 각 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 이동도를 검출하기 위한 센싱 모드를 재수행할 수 있다. 이 경우, 타이밍 제어부(120)는 전술한 센싱 모드를 동일하게 수행하되, 센싱용 레퍼런스 전압(Vref1)이 상기 초기화 기간(t1)에만 공급되도록 상기 게이트 구동부(130)와 상기 데이터 구동부(140)를 제어한다. 이에 따라, 센싱 모드의 재수행시, 상기 충전 기간(t2)에서는 제 1 스위칭 트랜지스터(ST1)의 턴-오프로 인해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전압이 모두 상승됨에 따라 커패시터(Cst)의 전압에 의해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전압이 유지되어 구동 트랜지스터(DT)의 흐르는 전류에 대응되는 전압, 즉 구동 트랜지스터(DT)의 이동도에 대응되는 전압이 플로팅된 제 1 데이터 라인(D[1])에 충전된다. 그리고, 센싱 모드의 재수행시, 상기 데이터 구동부(140)의 센싱 데이터 생성부(145)는 제 1 데이터 라인(D[1])에 충전된 전압, 즉 구동 트랜지스터(DT)의 이동도에 대응되는 전압을 센싱 데이터(Dsen)로 변환하여 타이밍 제어부(120)에 제공한다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 각 화소(P)의 표시 데이터(R'G'B'W'), 즉 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가되어야 하는 전압에 따라 각 화소의 레퍼런스 라인에 공급되는 레퍼런스 전압(Vref)을 가변하여 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 최대한 낮춤으로써 상기 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압보다 높은 데이터 전압에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 발광으로 인한 명암비의 감소를 방지할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면들로서, 이는 각 화소의 개구율을 증가시키기 위해 화소에 연결되는 레퍼런스 라인의 구조를 변경한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
먼저, 도 9 내지 도 11에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 복수의 레퍼런스 라인(R[1], ...) 각각은 게이트 라인의 길이 방향으로 인접한 2개, 4개, 또는 8개의 화소에 공유되도록 형성될 수 있다. 나아가, 도시하지 않았지만, 복수의 레퍼런스 라인(R[1], ...) 각각은 게이트 라인의 길이 방향으로 인접한 3개, 6개, 또는 9개의 화소에 공유되도록 형성될 수도 있다. 결과적으로, 하나의 레퍼런스 라인(R[1], ...)은 단위 화소를 구성하는 화소의 개수 또는 각 화소의 발광 특성에 따라 인접한 적어도 2개의 화소에 공유되도록 형성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에서, 전술한 데이터 구동부(140)는 인접한 적어도 2개의 화소에 공유된 복수의 레퍼런스 라인(R[1], ...) 각각에 레퍼런스 전압을 공급하게 되는데, 이때, 각 레퍼런스 라인(R[1], ...)에 공유된 화소들의 표시 데이터에 따라 레퍼런스 전압을 가변하여 각 레퍼런스 라인(R[1], ...)에 공급하고, 가변된 레퍼런스 전압에 따라 각 화소에 공급될 데이터 전압을 보정하여 각 데이터 라인(D[1] 내지 D[8], ...)에 공급하게 된다. 여기서, 상기 데이터 구동부(140)는 각 레퍼런스 라인(R[1], ...)에 공유된 화소들의 표시 데이터 중에서 가장 큰 계조 값을 가지는 표시 데이터에 대응되는 전압으로 레퍼런스 전압을 생성하거나 가변할 수 있다. 이하, 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 예로 들어 상기 데이터 구동부(140)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 데이터 구동부(140)는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 데이터 전압 생성부(141), 레퍼런스 전압 생성부(243), 센싱 데이터 생성부(145), 제 1 및 제 2 스위칭부(147, 149)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 데이터 구동부(140)의 구성 중 상기 레퍼런스 전압 생성부(243)를 제외한 나머지 구성들은, 도 5에 도시된 데이터 구동부와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 레퍼런스 전압 생성부(243)는 상기 데이터 전압 생성부(141)의 래치부(141b)로부터 래치 데이터(Rdata)를 공급받아, 레퍼런스 라인(R[1])에 공유된 2개의 화소(R, G) 각각의 래치 데이터(Rdata) 중에서 가장 큰 계조 값을 가지는 래치 데이터를 추출하고, 추출된 추출 데이터(Edata)를 디지털-아날로그 변환하여 레퍼런스 전압(Vref1)을 생성하고, 생성된 레퍼런스 전압(Vref1)을 상기 레퍼런스 라인(R[1])과 상기 데이터 전압 생성부(141)에 공급한다. 이를 위해, 상기 레퍼런스 전압 생성부(243)는 데이터 추출부(243a), 및 디지털-아날로그 변환부(243b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 데이터 추출부(243a)는 1 수평 기간 단위로, 상기 데이터 전압 생성부(141)의 래치부(141b)로부터 래치 데이터(Rdata)들을 공급받아, 레퍼런스 라인(R[1])에 공유된 2개의 화소(R, G) 각각의 래치 데이터(Rdata) 중에서 가장 큰 계조 값을 가지는 래치 데이터를 추출한다.
상기 디지털-아날로그 변환부(243b)는 상기 데이터 추출부(243a)로부터 추출된 추출 데이터(Edata)를 디지털-아날로그 변환하여 레퍼런스 전압(Vref1)을 생성하고, 생성된 레퍼런스 전압(Vref1)을 상기 레퍼런스 라인(R[1])과 상기 데이터 전압 생성부(141)에 공급한다.
도 10에 화소 구조의 경우, 전술한 상기 레퍼런스 전압 생성부(243)는 각 레퍼런스 라인(R[1], R[2], R[3], R[4], ...)에 공유된 4개의 화소(R, G, B, W) 각각의 래치 데이터(Rdata) 중에서 가장 큰 계조 값을 가지는 래치 데이터를 추출하고, 추출된 추출 데이터(Edata)를 디지털-아날로그 변환하여 레퍼런스 전압(Vref1)을 생성한다. 이와 마찬가지로, 도 11에 화소 구조의 경우, 전술한 상기 레퍼런스 전압 생성부(243)는 각 레퍼런스 라인(R[1], R[2], R[3], R[4], ...)에 공유된 8개의 화소(R, G, B, W, R, G, B, W) 각각의 래치 데이터(Rdata) 중에서 래치 데이터를 추출하고, 추출된 추출 데이터(Edata)를 디지털-아날로그 변환하여 레퍼런스 전압(Vref1)을 생성한다.
한편, 상기 레퍼런스 전압 생성부(243)에서 상기 데이터 추출부(243a)는 상기 타이밍 제어부(120)에 내장될 수도 있다. 이 경우, 상기 타이밍 제어부(120)는 상기 데이터 추출부(243a)에 의해 추출된 추출 데이터(Edata)에 따라 상기 공유된 2개의 화소(R, G) 각각의 표시 데이터를 보정하고, 보정된 표시 데이터를 데이터 구동부(140)에 제공한다. 그리고, 상기 데이터 구동부(140)는 상기 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 보정된 표시 데이터를 래치하고, 래치된 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인에 공급하는 것으로, 도 6에서 전압 보정부(141d)를 제외한 쉬프트 레지스터부(141a), 래치부(141b), 및 디지털-아날로그 변환부(141c)로 구성될 수 있다.
다른 한편, 도 9 내지 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 데이터 구동부(140)는 센싱 모드시, 각 수평 기간마다 하나의 레퍼런스 라인을 공유하는 각 화소의 데이터 라인들을 시분할 구동하여 하나의 레퍼런스 라인에 공유된 각 화소의 구동 트랜지스터(DT)의 특성 변화 및/또는 유기 발광 소자(OLED)의 특성 변화를 순차적으로 센싱하는 것을 제외하고는 도 8을 참조한 센싱 모드의 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 14는 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 하나의 단위 화소를 통해 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 단위 화소의 데이터 전압을 나타낸 파형도이다.
도 14를 도 9와 결부하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 데이터 전압을 설명하면 다음과 같다.
우선, 제 1 수평 기간(1H)에서는 상대적으로 높은 휘도의 고계조를 구현하고, 제 2 수평 기간(2H)에서는 상대적으로 낮은 휘도의 저계조를 구현하는 것으로 가정하고, 전술한 바와 같이, 인접한 적색과 녹색 화소에 공유된 제 1 레퍼런스 라인(R[1]에 공급되는 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)은 인접한 적색 화소와 녹색 화소의 표시 데이터에 따라 가변되고, 인접한 청색과 백색 화소에 공유된 제 2 레퍼런스 라인(R[2]에 공급되는 제 2 레퍼런스 전압(Vref2)은 인접한 청색과 백색 화소의 표시 데이터에 따라 가변되며, 각 화소의 데이터 전압(Vdata)은 가변된 제 1 및 제 2 레퍼런스 전압(Vref1, Vref2))에 대응되도록 각각 보정된다.
상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간 동안, 인접한 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)의 표시 데이터 중 가장 큰 계조 값에 대응되는 전압인 14V로 설정된 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공급되고, 상기 14V의 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 따라 각각 보정된 0V의 적색 데이터 전압(Vdata_R) 및 2V의 녹색 데이터 전압(Vdata_G)이 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가됨과 동시에, 인접한 청색 화소(B)와 백색 화소(W)의 표시 데이터 중 가장 큰 계조 값에 대응되는 전압인 10V로 설정된 제 2 레퍼런스 전압(Vref2)이 제 2 레퍼런스 라인(R[2])에 공급되고, 상기 10V의 제 2 레퍼런스 전압(Vref2)에 따라 각각 보정된 2V의 청색 데이터 전압(Vdata_B) 및 0V의 백색 데이터 전압(Vdata_W)이 청색 화소(B)와 백색 화소(W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가되게 된다. 이에 따라, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간 동안 상기 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 14V(Vref-Vdata_R), 12V(Vref-Vdata_G), 8V(Vref-Vdata_B), 및 10V(Vref-Vdata_W)의 전압이 각각 인가된다. 따라서, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 발광 기간에서는 상기 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전압(14V, 12V, 8V, 10V) 각각에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 높은 휘도의 고계조를 구현하게 된다.
또한, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간 동안, 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공유된 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)의 표시 데이터 중 가장 큰 계조 값에 대응되는 전압인 4V로 설정된 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공급되고, 상기 4V의 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 따라 각각 보정된 4V의 적색 데이터 전압(Vdata_R) 및 0V의 녹색 데이터 전압(Vdata_G)이 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가됨과 동시에, 제 2 레퍼런스 라인(R[2])에 공유된 청색 화소(B)와 백색 화소(W)의 표시 데이터 중 가장 큰 계조 값에 대응되는 전압인 2V로 설정된 제 2 레퍼런스 전압(Vref2)이 제 2 레퍼런스 라인(R[2])에 공급되고, 상기 2V의 제 2 레퍼런스 전압(Vref2)에 따라 각각 보정된 0V의 청색 데이터 전압(Vdata_B) 및 0V의 백색 데이터 전압(Vdata_W)이 청색 화소(B)와 백색 화소(W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가되게 된다. 이에 따라, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간 동안 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 0V(Vref-Vdata_R), 4V(Vref-Vdata_G), 2V(Vref-Vdata_B), 및 2V(Vref-Vdata_W)의 전압이 각각 인가된다. 따라서, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 발광 기간에서는 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전압(0V, 4V, 2V, 2V) 각각에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 낮은 휘도의 저계조를 구현하게 된다.
이와 같은, 제 1 및 제 2 수평 기간(1H, 2H) 각각의 데이터 충전 기간에서는, 각 화소에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 인가되는 데이터 전압(Vdata_R, Vdata_G)(Vdata_B, Vdata_W) 각각이 공유된 2개 화소들의 표시 데이터에 따라 가변된 제 1 및 제 2 레퍼런스 전압(Vref1, Vref2) 각각에 대응되도록 보정되어 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압(Vth_oled)보다 낮기 때문에 상기 데이터 충전 기간 동안 상기 각 화소의 유기 발광 소자(OLED)가 발광하지 않게 된다. 따라서. 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 저계조 구현시 상기 데이터 충전 기간 동안 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 방지하여 명암비를 향상시킬 수 있으며, 2개의 화소에 하나의 레퍼런스 라인이 공유되므로 각 화소의 개구율이 증가될 수 있다.
도 15는 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 하나의 단위 화소를 통해 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 단위 화소의 데이터 전압을 나타낸 파형도이다.
도 15를 도 10과 결부하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 고계조 및 저계조를 구현하기 위한 데이터 전압을 설명하면 다음과 같다.
우선, 제 1 수평 기간(1H)에서는 상대적으로 높은 휘도의 고계조를 구현하고, 제 2 수평 기간(2H)에서는 상대적으로 낮은 휘도의 저계조를 구현하는 것으로 가정하고, 전술한 바와 같이, 인접한 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4개 화소에 공유된 제 1 레퍼런스 라인(R[1]에 공급되는 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)은 인접한 적색, 녹색, 청색 및 백색의 화소들의 표시 데이터에 따라 가변되며, 각 화소의 데이터 전압(Vdata)은 가변된 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 대응되도록 각각 보정된다.
상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간 동안, 각 레퍼런스 라인(R[1], R[2], ...)에 공유된 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4개 화소(R, G, B, W) 각각의 표시 데이터 중 가장 큰 계조 값에 대응되는 전압인 14V로 설정된 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공급되고, 상기 14V의 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 따라 각각 보정된 0V의 적색 데이터 전압(Vdata_R), 2V의 녹색 데이터 전압(Vdata_G), 6V의 청색 데이터 전압(Vdata_B), 및 4V의 백색 데이터 전압(Vdata_W)이 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가되게 된다. 이에 따라, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 데이터 충전 기간 동안 상기 제 1 레퍼런스 라인(R[1])을 공유하는 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 14V(Vref-Vdata_R), 12V(Vref-Vdata_G), 8V(Vref-Vdata_B), 및 10V(Vref-Vdata_W)의 전압이 각각 인가된다. 따라서, 상기 제 1 수평 기간(1H)의 발광 기간에서는 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전압(14V, 12V, 8V, 10V) 각각에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 높은 휘도의 고계조를 구현하게 된다.
또한, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간 동안, 각 레퍼런스 라인(R[1], R[2], ...)에 공유된 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4개 화소(R, G, B, W) 각각의 표시 데이터 중 가장 큰 계조 값에 대응되는 전압인 4V로 설정된 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)이 제 1 레퍼런스 라인(R[1])에 공급되고, 상기 4V의 제 1 레퍼런스 전압(Vref1)에 따라 각각 보정된 4V의 적색 데이터 전압(Vdata_R), 0V의 녹색 데이터 전압(Vdata_G), 2V의 청색 및 백색 데이터 전압(Vdata_B, Vdata_W)이 해당 화소에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 각각 인가되게 된다. 이에 따라, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 데이터 충전 기간 동안 상기 제 1 레퍼런스 라인(R[1])을 공유하는 각 화소(R, G, B, W)에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 0V(Vref-Vdata_R), 4V(Vref-Vdata_G), 2V(Vref-Vdata_B), 및 2V(Vref-Vdata_W)의 전압이 각각 인가된다. 따라서, 상기 제 2 수평 기간(2H)의 발광 기간에서는 각 화소(R, G, B, W)의 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전압(0V, 4V, 2V, 2V) 각각에 대응되는 데이터 전류에 의해 발광하여 낮은 휘도의 저계조를 구현하게 된다.
이와 같은, 제 1 및 제 2 수평 기간(1H, 2H) 각각의 데이터 충전 기간에서는, 각 화소에 포함된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극(n2)에 인가되는 데이터 전압(Vdata_R, Vdata_G, Vdata_B, Vdata_W) 각각이 공유된 4개 화소(R, G, B, W)들의 표시 데이터에 따라 가변된 레퍼런스 전압 각각에 대응되도록 보정되어 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압(Vth_oled)보다 낮기 때문에 상기 데이터 충전 기간 동안 상기 각 화소의 유기 발광 소자(OLED)가 발광하지 않게 된다. 따라서. 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 저계조 구현시 상기 데이터 충전 기간 동안 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 방지하여 명암비를 향상시킬 수 있으며, 4개의 화소에 하나의 레퍼런스 라인이 공유되므로 각 화소의 개구율이 더욱 증가될 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 각 수평 기간은 각 레퍼런스 라인(R[1], R[2], ...)에 공유된 8개의 화소(R, G, B, W, R, G, B, W)들의 표시 데이터에 따라 레퍼런스 전압을 가변하고, 가변된 레퍼런스 전압에 따라 각 화소의 데이터 전압을 보정하는 것을 제외하고는 도 9 또는 도 10에 도시된 유기 발광 표시 장치와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 각 화소(P)의 표시 데이터(R'G'B'W'), 즉 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 인가되어야 하는 전압에 따라 레퍼런스 전압(Vref)을 가변하여 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 최대한 낮춤으로써 상기 유기 발광 소자(OLED)의 문턱 전압보다 높은 데이터 전압에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 발광으로 인한 명암비의 감소를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 표시 패널 120: 타이밍 제어부
130: 게이트 구동부 140: 데이터 구동부
141: 데이터 전압 생성부 141a: 쉬프트 레지스터부
141b: 래치부 141c, 342b: 디지털-아날로그 변환부
141d: 전압 보정부 143, 243: 레퍼런스 전압 생성부
145: 센싱 데이터 생성부 147: 제 1 스위칭부
149: 제 2 스위칭부 243a: 데이터 추출부

Claims (10)

  1. 데이터 전류에 의해 발광하는 유기 발광 소자와, 데이터 전압과 레퍼런스 전압의 차전압에 기초한 상기 데이터 전류를 상기 유기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로를 가지는 복수의 화소;
    상기 복수의 화소 각각에 상기 데이터 전압을 공급하는 복수의 데이터 라인;
    상기 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 공급하는 복수의 게이트 라인; 및
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 화소에 연결되고, 연결된 화소에 상기 레퍼런스 전압을 공급하는 복수의 레퍼런스 라인을 포함하여 구성되며,
    상기 레퍼런스 전압은 상기 레퍼런스 라인에 연결된 화소의 데이터에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 레퍼런스 라인 각각은 상기 복수의 화소 각각에 연결되어 있으며,
    상기 레퍼런스 전압은 상기 화소의 데이터에 따라 가변되고,
    상기 데이터 전압은 상기 가변된 레퍼런스 전압에 따라 보정된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 레퍼런스 라인과 복수의 데이터 라인에 접속된 데이터 구동부를 더 포함하고,
    상기 데이터 구동부는,
    입력되는 각 화소의 데이터를 래치하여 래치 데이터를 생성하고, 상기 래치 데이터를 아날로그 형태의 계조 전압으로 변환하고, 상기 가변된 레퍼런스 전압에 따라 상기 계조 전압을 보정하여 상기 데이터 전압을 생성하고, 생성된 데이터 전압을 데이터 라인에 공급하는 데이터 전압 생성부;
    상기 데이터 전압 생성부로부터 제공되는 상기 래치 데이터를 상기 레퍼런스 전압으로 변환하고, 변환된 레퍼런스 전압을 레퍼런스 라인과 상기 데이터 전압 생성부에 공급하는 레퍼런스 전압 생성부;
    상기 복수의 데이터 라인 각각을 통해 해당 화소의 특성 변화를 센싱하여 센싱 데이터를 생성하고, 생성된 센싱 데이터를 외부로 출력하는 센싱 데이터 생성부;
    상기 복수의 데이터 라인 각각을 상기 데이터 전압 생성부에 연결시키는 제 1 스위칭부; 및
    상기 복수의 데이터 라인 각각을 상기 센싱 데이터 생성부에 연결시키는 제 2 스위칭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치,
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 레퍼런스 라인 각각은 인접한 적어도 2개의 화소에 공유되어 있으며,
    상기 레퍼런스 전압은 상기 공유된 화소들의 데이터에 따라 가변되고,
    상기 데이터 전압은 상기 가변된 레퍼런스 전압에 따라 보정된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 전압은 상기 공유된 화소들의 데이터 중 가장 큰 계조 값의 데이터에 대응되는 데이터 전압과 동일한 전압으로 가변되는 것을 특징으로 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 레퍼런스 라인과 복수의 데이터 라인에 접속된 데이터 구동부를 더 포함하고,
    상기 데이터 구동부는,
    입력되는 각 화소의 데이터를 래치하여 래치 데이터를 생성하고, 상기 래치 데이터를 아날로그 형태의 계조 전압으로 변환하고, 상기 가변된 레퍼런스 전압에 따라 상기 계조 전압을 보정하여 상기 데이터 전압을 생성하고, 생성된 데이터 전압을 데이터 라인에 공급하는 데이터 전압 생성부;
    상기 데이터 전압 생성부로부터 제공되는 상기 래치 데이터에서 상기 공유된 화소들의 래치 데이터 중 가장 큰 계조 값의 래치 데이터를 추출하고, 추출된 추출 데이터를 상기 레퍼런스 전압으로 변환하고, 변환된 레퍼런스 전압을 레퍼런스 라인과 상기 데이터 전압 생성부에 공급하는 레퍼런스 전압 생성부;
    상기 복수의 데이터 라인 각각을 통해 해당 화소의 특성 변화를 센싱하여 센싱 데이터를 생성하고, 생성된 센싱 데이터를 외부로 출력하는 센싱 데이터 생성부;
    상기 복수의 데이터 라인 각각을 상기 데이터 전압 생성부에 연결시키는 제 1 스위칭부; 및
    상기 복수의 데이터 라인 각각을 상기 센싱 데이터 생성부에 연결시키는 제 2 스위칭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 전압은 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되고,
    상기 데이터 전압은 상기 유기 발광 소자에 연결되어 있는 상기 구동 트랜지스터의 소스 전극에 공급되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 데이터 전압이 공급되는 복수의 데이터 라인에 개별적으로 접속된 복수의 화소, 및 상기 복수의 화소 중 적어도 2개의 화소에 공유되도록 접속된 복수의 레퍼런스 라인을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 복수의 레퍼런스 라인 각각에 공유된 화소들의 데이터에 따라 상기 복수의 레퍼런스 라인 각각에 공급되는 레퍼런스 전압을 가변하고, 상기 가변된 레퍼런스 전압에 따라 상기 각 화소의 데이터 전압을 보정하여 해당 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    상기 레퍼런스 라인에 공유된 화소들의 데이터 중 가장 큰 계조 값의 데이터에 대응되는 데이터 전압을 상기 레퍼런스 전압으로 가변하는 것을 특징으로 유기 발광 표시 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는 센싱 모드시, 상기 복수의 레퍼런스 라인 각각에 공유된 화소들의 데이터 라인을 시분할 구동하고, 시분할 구동되는 데이터 라인을 통해 상기 복수의 레퍼런스 라인 각각에 공유된 화소들의 특성 변화를 순차적으로 센싱하여 출력하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
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